perhitungan pondasi tiang pancang.docx

(1)

PERHITUNGAN PONDASI TIANG PANCANG

Pondasi suatu bangunan berfungsi untuk memindahkan beban-beban pada struktur atas ke tanah. Substruktur ini meliputi pondasi dan balok penghubung.

Dalam tulisan ini terlampir contoh perencanaan / perhitungan Pondasi tiang pancang.

Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang 1. Daya Dukung berdasarkan Kekuatan bahan

P=(Ap*Tbk)+(As*Tau) ; dimana ; P = daya dukung tiang pancang ijin (kg) Ap = Luas penampang tiang pancang (cm2)

As = Luas tulangan tiang pancang (cm2) Tbk = Tegangan ijin beton (kg/cm2) Tau = Tegangan ijin tulangan (kg/cm2)

2. Daya dukung tiang pancang berdasarkan data sondir (CPT/Cone Penetration Test)

P =(qc*Ap)/3 + (JHL*Ka)/5 ;

dimana ; P = Daya dukung tiang pancang ijin (kg) qc = Nilai konus (kg/cm2)

Ap = Luas penampang tiang pancang (cm2) Ka = Keliling penampang tiang (cm1)

JHL = Jumlah hambatan lekat SF = Safety factor ; 3 dan 5

3. Daya dukung tiang pancang berdasarkan Data SPT/ Standart Penentration Test

(2)

dimana ; Qu = Daya dukung batas pondasi tiang pancang Nb = nilai N-SPT rata-rata pada elevasi dasar tiang pancang Nb = (N1+N2)/2 ;

N1 = Nilai SPT pada kedalaman 3D pada ujung tiang ke bawah N2 = nilai SPT pada kedalaman 8D pada ujung tiang ke atas Ap = luas penampang dasar tiang pancang (m2)

 Qsi = qs*Asi; dimana ;

Qsi = Tahanan limit gesek kulit qs = 0.2N—– untuk tanah pasir 0.5N—– untuk tanah lempung

Asi = keliling penampang tiang*tebal lapisan Daya Dukung Tiang Pancang (SPT)

 P = (Qu +Qsi)/3

DARI HASIL KE TIGA PERHITUNGAN DI ATAS NANTI , DAYA DUKUNG IJIN TIANG PANCANG YANG AKAN DIPERGUNAKAN ADALAH NILAI DAYA DUKUNG TERKECIL.

CONTOH PERHITUNGAN

 Beban Normal maksimum N=814.07 ton ; M=90.671Ton

 kuat tekan beton rencana fc’=35Mpa ; fy=400Mpa

 Data Sondir pada kedalaman 12m (qc=250kg/cm2 dan JHL=1200 kg/cm)

 Dimensi tiang pancang yang akan dipasang 40×40 cm

Daya dukung ijin satu tiang pancang berdasarkan data Sondir (CPT/Cone

Penetration Test) P = (qc*Ap)/3 + (JHL*Ka)/5 = (250*40*40)/3 + (1200*40*4)/5 = 133,333+38,400 = 171733.33 kg = 171,7 Ton

Daya dukung satu tiang pancang berdasarkan Sondir/CPT adalah 171.7ton

Daya dukung satu tiang pancang berdasarkan data SPT/Standart Penetration Test

P = (Qu + Qsi)/3

Data SPT

Kedalaman (m) Jenis tanah N 0.0 s/d 2.0 (lempung) 4 2.0 s/d 4.0 (lempung) 10 4.0 s/d 6.0 (lempung) 13 6.0 s/d 8.0 (lempung) 36 8.8 (8D) (lempung) 40 —–> (8*0.4)=3.2 m ; —-> 12m-3.2m = 8.8 m 10 (lempung) 44

10.0 s/d 12.0 (pasir) 50 ——> kedalaman tiang pancang rencana 12m 13.2 (3D) (pasir) 52 ——> (3*0.4)= 1.2 ; ——-> 12m+1.2m = 13.2 m Qu = (40*Nb*Ap) ; ——-> Nb = (N1 + N2)/2 Nb1 = (40+50)/2 ; —–> Nb1= 45 Nb2 = (50+52)/2 ; —–> Nb2= 51 Nb = (45+51)/2 ; —–> Nb = 48 Qu = (40*48*Ap) ; ——> Ap = 0.4*0.4 ; —–> Ap=0.16 = (40*48*0.16) = 307.2ton

(3)

Qsi = qs*Asi

pada lapisan tanah hingga kedalam1- 10 m adalah jenis tanah lempung, dan lapisan tanah pada kedalaman 10-12 m adalah pasir .

qs —> untuk pasir 0.2N qs —> untuk lempung 0.5N

kedalaman 0-10 (jenis tanah lempung)

qs1 = 0.5N*Asi ; (ket ; 0.5N adalah karena jenis tanah lempung) Asi = keliling penampang tiang pancang*tebal

Asi = (0.4*4)*10; –> Asi = 16 m2 qs1 = 0.5*48*16 ; –> qs1=384ton kedalaman 12 m —> jenis tanah pasir

qs2 = 0.2N*Asi ; (ket 0.2N karena jenis tanah adalah pasir) Asi = 0.4*4*2 Asi = 3.2 m2 qs2 = 0.2*48*3.2 = 30.72Iton Qsi = qs1+qs2 ; Qsi = 384+30.72 Qsi = 414.72ton

Daya dukung satu tiang pancang berdasarkan SPT Pu = (Qu +Qsi)/3 ;

Pu = (307.2+414.72)/3

Pu = 240.64ton kesimpulan

Nilai terkecil daya dukung satu tiang pancang dari metode CPT dan SPT yang akan dipergunakan pada perencanaan selanjutnya.

Daya dukung satu tiang pancang  berdasarkan CPT = 171.7ton  berdasarkan SPT = 240.67ton

Maka nilai daya dukung satu tiang pancang yang akan dipergunakan selanjutnya adalah berdasarkan CPT.

Selanjutnya perencanaan jumlah tiang pancang pada tiap pilecap – kolom. (saat ini sedang dalam penulisan, dalam waktu dekat dipublish di web ini)

Pada penulisan sebelumnya telah diperoleh daya dukung ijin satu tiang pancang, selanjutnya perencanaan adalah menghitung jumlah tiang pancang yang akan dipergunakan dalam satu kolom-pilecap/poer Beton .

 Beban Normal Maksimum N=814.07ton, Momen M=90.671tonM.

 Daya dukung ijin satu tiang pancang P=171ton maka jumlah tiang pancang yang dibutuhkan n= 814.07/171

n= 5 buah

karena adanya efisiensi tiang pancang dalam satu grup tiang pancang yang akan mengurangi daya dukung satu tiang pancang, maka dipasang tiang pancang pada kolom tersebut 9 buah. Dimensi satu tiang pancang 40/40cm.

(4)

Cek daya dukung tiang pancang akibat efisiensi.

Pu = N+Tx+Ty —–> Tx = M*ex/(x1²+x2²+. . . +xn²) Ty = M*ey/(y1²+y2²+. . . +yn²)

Dimensi tiang pancang 40/40cm

Tx = 90.671*1.2/(3*1.2²+3*0²+3*1.2²) —–> Tx = 108.81tm/8.64 Tx = 12.594ton Ty = 90.671*1.2/(3*1.2²+3*0+3*1.2²) ——> Ty = 108.81/8.64 Ty = 12.594ton Pu = 814.07+12.594+12.594 —-> Pu = 839.258 ≤9*171=1539ton (aman) Kesimpulan :

Untuk beban aksial/normal pada kolom di atas menggunakan 9 tiang pancang pada satu grup pilecap

(5)

Perhitungan daya dukung tiang pancang tunggal yang akan Kita bahas kali ini ditinjau berdasarkan nilai N-SPT dan CPT.

Daya Dukung Berdasarkan Hasil Bor Log (N-SPT)

Uji bor atau Soil Penetration Test (SPT) dilakukan untuk mendapatkan nilai daya dukung ijin pondasi berdasarkan data nilai N-SPT dengan menggunakan metode Meyerhoff dan faktor keamanan atau safety factor (SF) sebesar 2. Data N-SPT untuk tanah yang ditinjau ditunjukkan pada Gambar berikut.

Gambar 1. Data N-SPT

Perhitungan nilai N-SPT dilakukam pada kedalaman 4D dan 8D berikut. N1 = nilai rata- rata Nspt pada kedalaman 4D di bawah tiang

= (49 + 46 + 45 + 36) / 4 = 44

N2 = nilai rata- rata Nspt pada kedalaman 8D di atas tiang = (21 + 39 + 26 + 12 + 30 + 49) / 6 = 29,5

(6)

Daya dukung ultimit pondasi tiang pancang : Q ult = 380 Nb Ap (kN)

Dimana :

 Nb = nilai rata- rata N-SPT pada dasar tiang,

 Ab = luas penampang dasar tiang (m2),

 N = nilai N-SPT rata- rata,

 Ap = luas selimut tiang untuk diameter tiang 0,6 m.

Maka

Q ult = 380 x 36,57 x 0,2826 = 3927,17 kN = 392,71 ton. Daya dukung yang diizinkan (Q allowable) :

Q all = Q ult / SF = 392,71 ton / 2 = 261,8 ton.

Daya dukung tiang pancang yang perlu diperhitungkan meliputi daya dukung vertikal maupun daya dukung horisontal.

Untuk menentukan daya dukung tiang pancang dapat menggunakan berbagai cara/data hasil penyelidikan tanah, baik menggunakan data sondir, data N-SPT, maupun Soil Properties.

DAYA DUKUNG TIANG VERTIKAL

 Berdasarkan Data Sondir

Jika perhitungan tiang pancang didasarkan terhadap tahanan ujung (q) dan tahanan selimut (c), persamaan daya dukung yang diijinkan adalah sebagai berikut :

dimana :

 qsafe = Daya dukung tiang pancang ( Kn)  Atiang = Luas penampang tiang pancang (m²)  P = Nilai conus resistance (kN/m²)

 O = Keliling tiang pancang (m)

 L = Panjang tiang tiap harga cleef rata-rata (m) C = total friction (kN/m²)

Apabila tiang pancang yang dihitung berdasarkan pada rahanan ujung dan memindahkan beban yang diterima ke lapisan tanah keras dibawahnya maka rumus yang digunakan untuk menentukan daya dukung tanah terhadap tiang menjadi :

(7)

Kemampuan terhadap kekuatan bahan :

Dimana :

 Ptiang = kekuatan yang diijinkan pada tiang (kg)  σtiang = tegangan tekan ijin bahan tiang (kg/cm²)  Atiang = luas penampang tiang (cm²)

Jika pemancangan tiang sampai tanah keras sulit dilaksanakan karena letaknya sangat dalam, dapat digunakan tiang pancang yang daya dukungnya berdasarkan peletakan antara tiang dengan tanah (cleef). Persamaannya menjadi :

 Berdasarkan Data N-SPT

Standart Penetration Test (SPT) Menghasilkan suatu nilai N (banyaknya pukulan) pada kedalaman tertentu. Daya dukung tiang pada tanah pondasi umumnya diperoleh dari jumlah daya dukung terpusat dan tahanan gesr pada dinding. Besarnya daya dukung yang diijikan Ra, diperoleh dari pasangan berikut :

Dimana :

 n = faktor keamanan

 Ru = daya dukung batas pada tanah pondasi (ton)  Rp = daya dukung terousat tiang (ton)

 Rp = gaya geser dinding tiang (ton) Dimana

 qd = daya dukung terousat tiang (ton) A = luas ujung tiang (m²)  U = panjang keliling tiang (m)

(8)

 fi = besarnya gaya geser maksimum dari lapisan tanah dengan memperhitungkan geseran dinding tiang (ton/m²)

Perkiraan satuan (unit) daya dukung terpusat qd diperoleh dari hubungan antara L/D dan qd/N.L adalah panjang ekivalen penetrasi pada lapisan pendukung. D adalah diameter tiang, N adalah harga rata-rata N pada ujung tiang, yang didasrkan pada persamaan tiang berikut ini :

Dimana :

 N = harga rata-rata untuk perencanaan tanah pondasi pada ujung tiang  N1 = harga N pada ujung tiang

 N2 = harga rata-rata N pada jarak 4D dari ujung tiang

Grafik Perhitungan dari Intensitas Daya Dukung Ultimate tanah pondasi pada Ujung Tiang

 Berdasarkan Data Soil Properties

Berdasarkan soil Properties dapat pula dihitung daya dukung tiang dengan rumus sebagai berikut :

Dimana :

 qu = beban ultimate

 W = berat sendiri tiang ds = diameter tiang  le = panjang efektif dinding tiang

 α = faktor kekuatan geser tanah pada dinding pile = 0,30- 0,50  C = kekuatan geser tanah didasar tiang db = diameter dasar tiang  Cb = kekuatan tanah pada dasar tiang

 Nc = bearing capacity factor  D = kedakaman/panjang tiang

(9)

Disamping itu perlu pula diperhitungkan adanya kondisi beban eksentris (momen) yang akan menyebabkan timbulnya momen luar disamping adanya beban terpusat vertikal.

Dimana :

 Xmax = absis maksimum dari tiang ke pusat berat kelompok tiang  Ymax = ordinat maksimum tiang pancang ke pusat berat kelompok tiang  Mx = momen yang bekerja pada kelompok tiang yang tegak lurus sumbu Y  My = momen yang bekerja pada kelompok tiang yang tegak lurus sumbu X  n = banyaknya tiang pancang (pile group)

 ny = banyak tiang dalam satu baris dalam arah sumbu Y  nx = banyak tiang dalam satu baris dalam arah sumbu X

 ∑X² = jumlah kuadrat absis jarak tiang-tiang kepusat kelompok tiang

 ∑Y² = jumlah kuadrat ordinat jarak tiang-tiang kepusat berat kelompok tiang

PENULANGAN TIANG PANCANG

Dimana :

 Atiang = Luas tiang pancang tunggal  Fb = Luas tiang pancang tunggal

 N = Jumlah tiang pancang dalam 1 pile cap  Fe = Luas tulangan dalam 1 tiang pancang

Untuk mengetahui kemampuan tiang pancang terhadap kemampuan bahan tiang dihitung dahulu penulangan tiang pancang berdasarkan kebutuhan pada waktu pengangkatannya. Ada 2 cara pengangkatan tiang yaitu :

(10)

Gambar Momen pada Tiang Akibat Pengangkatan Mendatar M1 = ½ q.a² → q = berat tiang pancang per meter

M2 = 1/8.q. (L – 2a)² - ½ q.a²

M1 = ½ q.a²

1 = [½.q. (L – a )] - [(½.q.a²/ (L – a )] MX = R1.x - ½q.x² Mmax → Dmx / dx = 0

(11)

Untuk pengambilan momennya diambil yang terbesar dari 2 cara tersebut untuk menentukan penulangan tiang pancang. Cara perhitungan penulangan tiang pancang :

 Pondasi tiang kelompok (pile group)

Dalam pelaksanaan jarang sekali dijumpai pondasi yang hanya terdiri dari satu tiang saja, tetapi terdiri dari kelompok tiang. Daya dukung tiang dihitung berdasarkan nilai cleef. Persamaan- persamaan yang digunakan berdasarkan efisiensi kelompok tiang.

dimana :

 ff = efisiensi 1 tiang dalam kelompok m = jumlah baris  n = jumlah tiang dalam satu baris

(12)

 s = jarak antar tiang pancang (as ke as) s ≥ 2,5d (minimal 0,6m dan maksimal 2,0m)  d = diameter tiang pancang

Gambar Tiang Pancang Group

DAYA DUKUNG TIANG HORISONTAL

Beban horisontal yang mungkin bekerja pada tiang adalah beban sementara, terutama diakibatkan oleh beban gempa. Reaksi tiang terhadap beban horisontal ditentukan sekali oleh panjang tiang. Untuk tiang pendek (D/B < 20 ) kegagalan disebabkan oleh runtuhnya tanah disekeliling tiang, sedangkan pada tiang panjang (D/B > 20) kegagalan disebabkan oleh kerusakan struktural tiang.

Menurut Brom, daya dukung tiang pancang terhadap horisontal :

Dimana :

 Hsp = daya dukung horisontal yang diijinkan (kN)  Hu = daya dukung batas horisontal (kN)

(13)

Nilai Hu untuk tanah non kohesif tiang pancang didapat dari gambar dibawah ini.

Gambar Grafik Beban Horisontal yang Diijinkan Dimana :

 γ = berat jenis tanah (kN/m²) Kp = koefisien tanah pasif  B = diameter tiang (m) Myield = momen leleh (kNm)

Sedangkan menurut Standard Jepang (Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi, Ir. Suyono S.) daya dukung yang diijinkan dirumuskan sebagai berikut :

Dimana :

 Ha = daya dukung horisontal yang diijinkan (kg)  k = koefisien reaksi lapisan tanah (kg/cm²)  δa = besarnya pergeseran normal (cm)

 EI = kekakuan lentur tiang (kg/cm)

(14)

 Y = besarnya pergeseran yang dicari (cm)  Eo = modulus deformasi tanah (28 N)

Analisa Data dan Penyelidikan Tanah

Pondasi merupakan struktur bawah yang berfungsi untuk meletakkan bangunan di atas tanah dan meneruskan beban ke tanah dasar. Untuk itu perlu dilaksanakan penyelidikan kondisi tanah pada lokasi yang akan dibangun.

Dari Hasil Tes Boring (Boring Log)

 Kedalaman ±0,00 m s/d -0,20 m berupa tanah urugan batu dan sirtu.

 Kedalaman -0,20 m s/d -3,00 m lapisan tanah berupa jenis lempung kelanauan berwarna abu-abu.

 Kedalaman -3,00 m s/d -5,00 m lapisan tanah berupa pasir kelanauan berwarna abu-abu.

 Kedalaman selanjutnya berupa lempung berwarna abu-abu. Dari Hasil Tes Sondir

Sondir dilakukan pada lima titik sondir, dengan hasil sebagai berikut:

 – Titik sondir 1 (S1) tanah keras (qc = 55 kg/cm2) di kedalaman -18,60 m.

 – Titik sondir 5 (S5) tanah keras (qc = 50 kg/cm2) di kedalaman -19,40 m. Dilihat dari lima macam analisa data tanah di atas, maka lapisan tanah keras yang paling dalam yaitu pada kedalaman -19,60 m berupa tanah lempung kelanauan berwarna abu-abu.

Pemilihan Jenis Pondasi

Dalam merencanakan suatu struktur bawah dari konstruksi bangunan dapat

digunakan beberapa macam tipe pondasi, pemilihan tipe pondasi didasarkan pada hal-hal sebagai berikut:

 Fungsi bangunan atas

 Besarnya beban dan berat dari bangunan atas

 Keadaan tanah dimana bangunan tersebut akan didirikan

 Jumlah biaya yang dikeluarkan

Pemilihan tipe pondasi dalam perencanaan ini tidak terlepas dari hal-hal tersebut di atas. Dari pertimbangan hasil penyelidikan tanah dari aspek ketinggian gedung dan beban dari struktur di atasnya, maka jenis pondasi yang digunakan adalah pondasi tiang pancang dengan penampang bebentuk lingkaran.

Adapun spesifikasi dari tiang pancang tersebut adalah:

 Mutu beton (f’c) = 25 Mpa

 Mutu baja (fy) = 400 Mpa

 Ukuran = ø 50 cm

 Luas penampang = 1962,5 cm2

(15)

Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Kekuatan Bahan

Tegangan tekan beton yang diijinkan yaitu: σb = 0,33 . f’c ; f’c =25 Mpa = 250 kg/cm2 σb = 0,33 . 250 = 82,5 kg/cm2

Ptiang = σb . Atiang

Ptiang = 82,5 . 1962,5 = 161906,25 kg = 161,906 t dimana: Ptiang = Kekuatan pikul tiang yang diijinkan σb = Tegangan tekan tiang terhadap penumbukan Atiang = Luas penampang tiang pancang

Berdasarkan Hasil Sondir

Daya dukung tiang dihitung dengan formula sebagai berikut:

Dimana: qc = Nilai konus hasil sondir (kg/cm2) Ap = Luas permukaan tiang (cm2)

Tf = Total friction (kg/cm)

As = Keliling tiang pancang (cm)

Data hasil sondir S3 untuk kedalaman -19,60 m, didapatkan: Ø qc = 50 kg/cm2

Ø Tf = 1376 kg/cm Ptiang =

= 75914,733 kg= 75,915 t

Sehingga daya dukung yang menentukan adalah daya dukung berdasrkan data sondir, Ptiang = 75,915 t ~ 76 t.

Menentukan Jumlah Tiang Pancang

Untuk menentukan jumlah tiang pancang yang dibutuhkan digunakan rumus acuan sebagai berikut:

Dimana: n = jumlah tiang pancang yang dibutuhkan P = gaya vertikal (t)

(16)

Gambar 4.37 Denah Pondasi

Tabel 4.39 Perhitungan Jumlah Tiang Pancang Tiang P(t) Ptiang (t) n Pembulatan

P1 139.897 76 1.841 6 P2 244.489 76 3.217 6 P3 221.046 76 2.909 4 P4 182.926 76 2.407 6 P5 155.869 76 2.051 6 P6 223.195 76 2.937 4 P7 337.106 76 4.436 9 P8 307.909 76 4.051 6 P9 294.281 76 3.872 6 P10 211.856 76 2.788 6 P11 220.124 76 2.896 4 P12 318.799 76 4.195 6 P13 218.344 76 2.873 6 P14 182.241 76 2.398 4 P15 213.336 76 2.807 4 P16 196.017 76 2.579 4 P17 133.608 76 1.758 4 P18 234.393 76 3.084 6 P19 282.346 76 3.715 6 P20 185.102 76 2.436 4 P21 130.565 76 1.718 4 P22 230.095 76 3.028 6 P23 270.542 76 3.560 6 P24 160.972 76 2.118 4 P25 136.840 76 1.801 4 P26 241.257 76 3.174 6 P27 289.285 76 3.806 6 P28 157.370 76 2.071 4 P29 95.562 76 1.257 4 P30 146.670 76 1.930 4 P31 167.866 76 2.209 4 P32 96.012 76 1.263 4

Menghitung Efisiensi Kelompok Tiang Pancang

dimana: m = Jumlah baris n = Jumlah tiang satu baris Ө = Arc tan dalam derajat d = Diameter tiang (cm)

S = Jarak antar tiang (cm) Ø syarat jarak antar tiang

atau Ø syarat jarak tiang ke tepi

(17)

Tipe-tipe poer (pile cap) yang digunakan dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 4.38 Tipe Pondasi

Tabel 4.40 Perhitungan Efisiensi Kelompok Tiang Poer d (cm) S (cm) m n q efisiensi P1 50 125 2 2 21.801 0.242 1.000 0.758 P2 50 125 2 3 21.801 0.242 1.167 0.717 P3 50 125 3 3 21.801 0.242 1.333 0.677 Tabel 4.41 Perhitungan Daya Dukung Kelompok Tiang Poer efisiensi Ptiang

(ton) satu tiang (ton) jumlah tiang daya dukung group (ton) cek

Tipe 1 0.758 76 57.590 4 230.360 > 223.195 ton Tipe 2 0.717 76 54.522 6 327.129 > 318.799 ton Tipe 3 0.677 76 51.453 9 463.079 > 337.106 ton

Perhitungan Beban Maksimum Yang Diterima Oleh Tiang

dimana:

Pmak = Beban maksimum yang diterima oleh tiang pancang (t) SPv = Jumlah total beban (t)

Mx = Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu x ™ My = Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu y ™ n = Banyaknya tiang pancang dalam kelompok tiang pancang (pile group) Xmak = Absis terjauh tiang pancang terhadap titik berat kelompok tiang Ymak = Ordinat terjauh tiang pancang terhadap titik berat kelompok tiang nx = Banyaknya tiang pancang dalam satu baris dalam arah sumbu x ny = Banyaknya tiang pancang dalam satu baris dalam arah sumbu y Sx2_{= Jumlah kuadrat absis-absis tiang pancang (m}2₎

(18)

Pondasi Tipe 1

Beban maksimum yang diterima pada pondasi tipe 1 SPv = 223,195 t Mx = 1,671 tm My = 0,455 tm Xmak = 62,5 cm = 0,625 m Ymak = 62,5 cm = 0,625 m Sx2_{= (0,625}2_{) + (0,625}2₎ = 0,781 m2 Sy2_{= (0,625}2_{) + (0,625}2₎ = 0,781 m2 n = 4 nx = 2 ny = 2 Pmak = = 56,649 t …< P1 tiang = 57,590 t Pondasi Tipe 2

Beban maksimum yang diterima pada pondasi tipe 2

SPv = 318,799 t Mx = 0,096 tm My = 0,058 tm

Xmak = 125 cm = 1,25 m Ymak = 62,5 cm = 0,625 m

(19)

Sx2_{= (1,25}2_{) + (1,25}2₎ = 3,125 m2 Sy2_{= (0,625}2_{) + (0,625}2₎ = 0,781 m2 n = 6 nx = 3 ny = 2 Pmak = = 53,179 t …< P1 tiang = 54,522 t Pondasi Tipe 3

Beban maksimum yang diterima pada pondasi tipe 3

SPv = 337,106 t Mx = 0,022 tm My = 2,062 tm Xmak = 125 cm = 1,25 m Ymak = 125 cm = 1,25 m Sx2_{= (1,25}2_{) + (1,25}2₎ = 3,125 m2 Sy2_{= (1,25}2_{) + (1,25}2₎ = 3,125 m2 n = 9 nx = 3 ny = 3 Pmak = = 37,734 t …< P1 tiang = 51,453 t Kontrol Terhadap Geser Pons 4.8.7.1 Pile Cap Tipe 1 dan Tipe 2

Karena kolom tidak tertumpu pada pile, maka P yang diperhitungkan adalah P kolom.

P = 318,799 t h = 0,7 m

(20)

t = =

= 87,582 t/m2

= 8,76 kg/cm2_{< 10,28 kg/cm}2

t < t ijin = (tebal pile cap cukup, sehingga tidak

memerlukan tulangan geser pons). 4.8.7.2 Pile Cap Tipe 3

Karena kolom tertumpu pada pile, maka P yang diperhitungkan adalah P tiang pancang. P = 37,734 t h = 0,7 m t = = = 14,31 t/m2 = 1,431 kg/cm2_{< 10,28 kg/cm}2

t < t ijin = (tebal pile cap cukup, sehingga tidak

memerlukan tulangan geser pons). Penulangan Tiang Pancang

Penulangan tiang pancang dihitung berdasarkan kebutuhan pada waktu

pengangkatan tersebut ada dua kondisi, yaitu satu tumpuan dan dua tumpuan. Kondisi I (Dua Tumpuan)

(21)

Dimana: q = Berat tiang pancang = = 471 kg/m L = 6 m Didapatkan: a = = 1,243 m M1 = = = 363,86 kgm Dmak = = = 1413 kg

Kondisi II (Satu Tumpuan)

Gambar 4.40 Kondisi Pengangkatan 2 dan Momen yang Ditimbulkan

(22)

Maka: Didapatkan: a = = 1,75 m M1 = = = 721,219 kgm D1 = = = 831,176 kg

Dari kedua kondisi di atas diambil yang paling menentukan yaitu: M = 721,219 kgm

D = 1413 kg

Gambar 4.41 Penampang Tiang Pancang Data yang digunakan:

– Dimensi tiang = ø 50 cm – Berat jenis beton = 2,4 t/m3 – f’c = 25 Mpa

– fy = 400 Mpa – h = 500 mm

(23)

– p = 70 mm – øtulangan = 22 mm – øsengkang = 8 mm – d = h – p – øsengkang – ½ øtulangan = 500 – 70 – 8 – 11 = 411 mm – d’ = p + øsengkang + ½ øtulangan = 70 + 8 + 11 = 89 mm

4.8.8.3 Tulangan Memanjang Tiang Pancang Mu = 721,219 kgm = 7,212 kNm

kN/m2

Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,00027 Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρmin < ρ < ρmax)

karena ρ < ρmin maka dipakai ρmin As = ρ.b.d. 106

= 0,0035 . 0,500 . 0,411 . 106 = 719,25 mm2

Digunakan tulangan 2D22 (As = 760 mm2₎ Cek Terhadap Tekuk

Dianggap kedua ujung sendi, diperoleh harga k = 1 r = 0,3 . h = 0,3 . 500 = 150 mm

(K > 20 maka kelangsingan diperhitungkan)

Ec = 4700 (f’c)0.5_{= 23500 Mpa}

(24)

a < ab, dipakai rumus

Digunakan As min 1% Ag = 0,01.(1/4.π.(500)2_{) = 1962,5 mm} Digunakan tulangan 6 D 22 ( Asterpasang = 2281 mm2 )

Penulangan Geser Tiang Pancang Vu = 1413 kg = 14130 N Vn = N Vc = N Periksa vu > fvc: vu = MPa vc = MPa fvc = 0,6 x 0,8333 = 0,50

(25)

vu < fvc Þ dipakai tulangan praktis

Digunakan tulangan sengkang ø8 – 200.

Gambar 4.42 Penulangan Tiang Pancang Penulangan Pile Cap

Pile Cap Tipe 1

Penulangan didasarkan pada: P1 = Pmak = 56,649 t Mx = My = = 35,406 tm Penulangan Arah x Mu = 35,406 tm = 354,06 kNm Tebal pelat (h) = 700 mm Penutup beton (p) = 70 mm Diameter tulangan (øD) = 16 mm Tinggi efektif arah x (dx) = h – p – ½ øD = 700 – 70 – ½ .16

= 622 mm

kN/m2

(26)

ρ < ρmin maka dipakai ρmin As = ρ.b.d.106

= 0,0035 . 1 . 0,622 . 106 = 2177mm2

Dipakai tulangan D16 – 75 (As terpasang = 2681 mm2₎ Penulangan Arah y

Mu = 35,406 tm = 354,06 kNm Tebal pelat (h) = 700 mm Penutup beton (p) = 70 mm Diameter tulangan (øD) = 16 mm

Tinggi efektif arah y (dy) = h – p – Dx – ½ øD = 700 – 70 – 16 – ½ .16

= 606 mm

kN/m2

Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,0031

Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρmin < ρ < ρmax)

= 0,0035 . 1 . 0,606 . 106 = 2121mm2

Dipakai tulangan D16 – 75 (As terpasang = 2681 mm2₎ Pile Cap Tipe 2

(27)

P1 = Pmak = 53,179 t Mx = = 66,474 tm My = = 33,237 tm Penulangan Arah x Mu = 66,474 tm = 664,74 kNm Tebal pelat (h) = 700 mm Penutup beton (p) = 70 mm Diameter tulangan (øD) = 19 mm Tinggi efektif arah x (dx) = h – p – ½ øD = 700 – 70 – ½ .19

= 620,5 mm

kN/m2

ρmin < ρ < ρmax maka dipakai ρ As = ρ.b.d.106

= 0,0057 . 1 . 0,6205. 106 = 3538,62 mm2

= 601,5 mm

(28)

= 0,0035 . 1 . 0,6015. 106 = 2105,25 mm2

Dipakai tulangan D19 – 125 (As terpasang = 2268 mm2₎

Pile Cap Tipe 3

Penulangan didasarkan pada: P1 = Pmak = 37,734 t Mx = My = = 47,168 tm Penulangan Arah x Mu = 47,168 tm = 471,68 kNm Tebal pelat (h) = 700 mm Penutup beton (p) = 70 mm Diameter tulangan (øD) = 19 mm Tinggi efektif (d) = h – p – ½ øD = 700 – 70 – ½ .19 = 620,5 mm kN/m2

(29)

= 0,00398 . 1 . 0,6205 . 106 = 2467,68 mm2

= 601,5 mm

kN/m2

= 0,00424 . 1 . 0,6015 . 106 = 2553,06 mm2

Dipakai tulangan D19 – 100 (As terpasang = 2835 mm2₎ Perhitungan Tie Beam

(30)

Ukuran sloof 600 x 400 cm Data tanah: – f = 29,326o

– c = 0,115 kg/cm2_{= 1,15 t/m}2_{= 11,5 kPa} – g = 1,758 t/m3

Tanah tersebut didefinisikan sebagai tanah sangat lunak karena c < 18 kPa, sehingga untuk menghitung qu digunakan rumus sebagai berikut:

qu =

c’ = t/m2

go = = = 17,246 t/m3

Dari tabel faktor kapasitas dukung tanah (Terzaghi), diperoleh: f = 29,326o_{® – N} c’ = 18,4 – Nq’ = 7,9 – Ng’ = 5,4 qu = = 16,185 t/m2 Berat sendiri = = 0,576 t/m q = = 7,054 t/m

Perhitungan Gaya Dalam

Gambar 4.43 Denah Tie Beam Perhitungan gaya dalam untuk S1 – Perhitungan momen

Mtump = = = 26,388 tm

(31)

– Perhitungan gaya lintang

Dtump = = = 23,631 t Dlap = D berjarak 1/5L dari ujung balok

= = 14,179 t

Untuk perhitungan gaya dalam tie beam lainnya ditabelkan sebagai berikut: Tabel 4.42 Gaya Dalam pada Tie Beam

Sloof L

(m) 0.5*L 1/5*L q

(kg/m) Momen Gaya Lintang Mtump (kgm) Mlap. (kgm) Tump. (kg) Lap. (kg) S1 6.7 3.35 1.340 7.054 26.388 13.194 23.631 14.179 S2 5.45 2.725 1.090 7.054 17.460 8.730 19.222 11.533 S2 5.25 2.625 1.050 7.054 16.202 8.101 18.517 11.110 S3 8 4 1.600 7.054 37.621 18.811 28.216 16.930 S4 6 3 1.200 7.054 21.162 10.581 21.162 12.697 S5 3.5 1.75 0.700 7.054 7.201 3.600 12.345 7.407 S5 2.75 1.375 0.550 7.054 4.445 2.223 9.699 5.820 S5 2.5 1.25 0.500 7.054 3.674 1.837 8.818 5.291 Perhitungan Penulangan Tie Beam

Penulangan S1 a) Tulangan Lentur M tump = 26,388 kgm = 263,88 kNm M lap = 13,194 kgm = 131,94 kNm Tinggi sloof (h) = 600 mm Lebar sloof (b) = 400 mm Penutup beton (p) = 40 mm Diameter tulangan (D) = 22 mm Diameter sengkang (ø) = 10 mm Tinggi efektif (d) = h – p – ø – ½ D = 600 – 40 – 10 – ½ . 22 = 539 mm d’ = p + ø + ½ D = 40 + 12 + ½ . 22 = 61 mm f’c = 25 Mpa fy = 400 Mpa Tulangan Tumpuan Mu = 263,88 kNm kN/m2

(32)

karena ρmin < ρ < ρmax maka dipakai ρ

Dipakai tulangan tekan 2D22 (As terpasang = As2 = 760 mm2) As1 = ρ.b.d.106 = 0,0076 . 0,40 . 0,539 . 106 = 1648,490 mm2 As = As1 + As2 = 1630,835 + 760 = 2408,490 mm2

Digunakan tulangan tarik 7D22 (As = 2661 mm2₎ Tulangan Lapangan

Mu = 13,194 kNm

kN/m2

karena ρmin < ρ < ρmax maka dipakai ρ

Dipakai tulangan tekan 2D22 (As terpasang = As2 = 760 mm2) As1 = ρ.b.d.106 = 0,0037 . 0,40 . 0,544 . 106 = 792, 349 mm2 As = As1 + As2 = 792, 349 + 760 = 1552,349 mm2

Digunakan tulangan tarik 5D22 (As = 1901 mm2₎ Periksa lebar balok

Maksimal tulangan yang hadir sepenampang adalah 7D22, dengan posisi 2 lapis (5D22 untuk lapis dasar dan 2D22 untuk lapis kedua)

Jarak minimum tulangan yang disyaratkan adalah 25 mm. Lebar balok minimum:

2 x p = 2 x 40 = 80 mm

(33)

5 x D22 = 5 x 22 = 110 mm 4 x jrk min tul = 4 x 25 = 100 mm Total = 310 mm

Jadi lebar balok sebesar 400 mm cukup memadai. b) Tulangan Geser

Tulangan Geser Tumpuan Vu = 23,631 t = 236309,00 N Vn = MPa Vc = MPa Vs = Vn – Vc = 393848,33 – 179666,67 = 214181,67 N Periksa vu > fvc: vu = MPa vc = MPa fvc = 0,6 x 0,8333 = 0,50 vu < fvc Þ perlu tulangan geser Periksa fvs > fvs mak:

fvs = vu – fvc = 1,096 – 0,50 = 0,596 Mpa

f’c = 25 MPa → fvs maks = 2,00 (Tabel nilai fvs maks, CUR 1 hal 129) fvs > fvs mak Þ OK

Perencanaan sengkang

mm2

Digunakan tulangan sengkang ø = 10 mm, luas dua kaki As = 557 mm2 mm

smax = mm

Digunakan tulangan sengkang ø 10 – 150.

Sengkang minimum perlu = mm2

Luas sengkang terpasang 157 mm2_{> 50 mm}2 Tulangan sengkang ø10 – 150 boleh dipakai. Tulangan Geser Lapangan

Vu = 14,178540 t = 141785,40 N Vn = MPa Vc = MPa Vs = Vn – Vc = 236309,00 – 179666,67 = 56642,33 N Periksa vu > fvc: vu = MPa

(34)

vc = MPa fvc = 0,6 x 0,8333 = 0,50

vu < fvc Þ perlu tulangan geser Periksa fvs > fvs mak:

fvs = vu – fvc = 0,658 – 0,50 = 0,158 Mpa

f’c = 25 MPa → fvs maks = 2,00 (Tabel nilai fvs maks, CUR 1 hal 129) fvs > fvs mak Þ OK

Perencanaan sengkang

mm2

Digunakan tulangan sengkang ø = 10 mm, luas dua kaki As = 157 mm2 mm

smax = mm

Digunakan tulangan sengkang ø 10 – 250.

Sengkang minimum perlu = mm2

Luas sengkang terpasang 226 mm2_{> 83,33 mm}2 Tulangan sengkang ø10 – 250 boleh dipakai.

(35)

Menghitung Daya Dukung Tiang Pancang

Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang

1. Daya Dukung berdasarkan Kekuatan bahan

P=(Ap*Tbk)+(As*Tau) ; dimana ; P = dayadukungtiangpancangijin (kg) Ap = Luaspenampangtiangpancang (cm2) As = Luastulangantiangpancang (cm2) Tbk = Teganganijinbeton (kg/cm2) Tau = Teganganijintulangan (kg/cm2)

2. Daya dukung tiang pancang berdasarkan data sondir (CPT/Cone Penetration Test) P =(qc*Ap)/3 + (JHL*Ka)/5 ; dimana ; P = Dayadukungtiangpancangijin (kg) qc = Nilai konus (kg/cm2) Ap = Luaspenampangtiangpancang (cm2) Ka = Kelilingpenampangtiang (cm1) JHL = Jumlahhambatanlekat

SF = Safety factor ; 3 dan 5

3. Daya dukung tiang pancang berdasarkan Data SPT/ Standart Penentration Test

 Qu = (40*Nb*Ap)

dimana ;Qu = Dayadukungbataspondasitiangpancang

Nb = nilai N-SPT rata-rata padaelevasidasartiangpancang Nb = (N1+N2)/2 ;

(36)

N1 = Nilai SPT padakedalaman 3B padaujungtiang kebawah N2 = nilai SPT padakedalaman 8B padaujungtiangkeatas Ap = luaspenampangdasartiangpancang (m2)

 Qsi = qs*Asi; dimana ;

Qsi = Tahanan limit gesekkulit qs = 0.2N—– untuktanahpasir 0.5N—– untuktanahlempung

Asi = kelilingpenampangtiang*teballapisan Daya Dukung Tiang Pancang (SPT)

 P = (Qu +Qsi)/3

DARI HASIL KE TIGA PERHITUNGAN DI ATAS NANTI , DAYA DUKUNG IJIN TIANG PANCANG YANG AKAN DIPERGUNAKAN ADALAH NILAI DAYA DUKUNG TERKECIL.

CONTOH PERHITUNGAN

 Beban Normal maksimum N=814.07 ton ; M=90.671Ton

 kuattekanbetonrencana fc’=35Mpa ; fy=400Mpa

 Data Sondirpadakedalaman 12m (qc=250kg/cm2 dan JHL=1200 kg/cm)

 Dimensitiangpancang yang akandipasang 40×40 cm

Dayadukungijinsatutiangpancangberdasarkan data Sondir (CPT/ Cone Penetration Test) P = (qc*Ap)/3 + (JHL*Ka)/5 = (250*40*40)/3 + (1200*40*4)/5 = 133,333+38,400 = 171733.33 kg = 171,7 Ton

DayadukungsatutiangpancangberdasarkanSondir/CPT adalah 171.7 ton

Dayadukungsatutiangpancangberdasarkan data SPT/Standart Penetration Test P = (Qu + Qsi)/3 Data SPT Kedalaman (m) Jenistanah N 0.0 s/d 2.0 (lempung) 4 2.0 s/d 4.0 (lempung) 10 4.0 s/d 6.0 (lempung) 13 6.0 s/d 8.0 (lempung) 36 8.8 (8D) (lempung) 40 —–> (8*0.4)=3.2 m ; —-> 12m-3.2m = 8.8 m 10 (lempung) 44 10.0 s/d 12.0 (pasir) 50 ——>kedalamantiangpancangrencana 12m 13.2 (3D) (pasir) 52 ——> (3*0.4)= 1.2 ; ——-> 12m+1.2m = 13.2 m

(37)

Qu = (40*Nb*Ap) ; ——->Nb = (N1 + N2)/2 Nb1 = (40+50)/2 ; —–> Nb1= 45 Nb2 = (50+52)/2 ; —–> Nb2= 51 Nb = (45+51)/2 ; —–>Nb = 48 Qu = (40*48*Ap) ; ——> Ap = 0.4*0.4 ; —–>Ap=0.16 = (40*48*0.16) = 307.2ton

DayadukungGesek/Friction tiangpancangberdasarkan data SPT Qsi = qs*Asi

padalapisantanahhingga kedalam1- 10 m adalahjenistanah lempung, danlapisantanahpadakedalaman 10-12 m adalah pasir .

qs —>untukpasir 0.2N qs —>untuklempung 0.5N

kedalaman 0-10 (jenistanahlempung)

qs1 = 0.5N*Asi ; (ket ; 0.5N adalahkarenajenistanahlempung)

Asi = kelilingpenampangtiangpancang*tebal Asi = (0.4*4)*10; –>Asi = 16 m2

qs1 = 0.5*48*16 ; –> qs1=384ton kedalaman 12 m —>jenistanahpasir

qs2 = 0.2N*Asi ; (ket 0.2N karenajenistanahadalahpasir) Asi = 0.4*4*2 Asi = 3.2 m2 qs2 = 0.2*48*3.2 = 30.72Iton Qsi = qs1+qs2 ; Qsi = 384+30.72 Qsi = 414.72ton Dayadukungsatutiangpancangberdasarkan SPT Pu = (Qu +Qsi)/3 ; Pu = (307.2+414.72)/3 Pu = 240.64ton kesimpulan

Nilaiterkecildayadukungsatutiangpancangdarimetode CPT dan SPT yang akandipergunakanpadaperencanaanselanjutnya. Dayadukungsatutiangpancang  berdasarkan CPT = 171.7ton  berdasarkan SPT = 240.67ton Makanilaidayadukungsatutiangpancang yang akandipergunakanselanjutnyaadalahberdasarkan CPT.