Teknik Pondasi

KAPASITAS PONDASI TIANG

Kapasitas Tiang

Kapasitas Tiang (pile capasity) adalah kapasitas

dukung tiang dalam mendukung beban.

Kapasitas tiang dapat dilakukan dengan cara :

 Kapasitas tiang secara statis dengan menggunakan sifat-sifat teknis tanah dari Teori Mekanika Tanah

 Kapasitas tiang secara dinamis dengan menganalisis kapasitas ultimit dari data pemancangan tiang.

Hasil ini perlu dicek dengan pengujian tiang untuk meyakinkan hasilnya.

Kapasitas Tiang Tunggal

1) Kapasitas dukung tiang berdasarkan hasil uji

tanah

2) Kapasitas dukung tiang didasarkan rumus

pancang (Dynamic Formula) / Rumus dinamis

3) Kapasitas dukung tiang didasarkan diagram

penetrasi alat penetrometer

a) Hasil Uji Kerucut Statis (Sondir) / Static Penetration Test

b) Hasil Uji Penetrasi Standar / Standard Penetration Test (SPT)  nilai SPT dpt dikorelasikan menjadi ϕ (Gbr 2.13), untuk digunakan sbg kapasitas dukung tiang.

4) Kapasitas dukung tiang didasarkan hasil uji

beban langsung

Kapasitas Tiang Dari Hasil Uji Tanah

Kapasitas ultimit netto tiang tunggal (Qu) adalah

jumlah dari tahanan ujung bawah ultimit (Q_b) dan tahanan gesek ultimit (Q_s) antara dinding tiang dan tanah di sekitarnya dikurangi dengan berat sendiri tiang

 Q_u= Q_b + Q_s - W_p

Tahanan ujung ultimit

 qb= Qb/Ab = cbNc +pbNq + 0,5 γ d Nγ

 Q_b =A_b [c_bN_c +p_bN_q + 0,5 γ d N_γ]

Tahanan gesek dinding ultimit

Kapasitas Tiang dalam tanah granuler

Tahanan ujung ultimit

 Q_b =A_b p_b’N_q  N_q Grafik pada Gambar 2.14

Menurut Vesic (1967) dan Kerisel (1961), tahanan gesek dinding dan tahanan ujung tidak mesti bertambah bila kedalaman bertambah, hal ini disebabkan tekanan overburden konstan pada kira-kira kedalaman z = 10 d sampai 20 d

Tahanan gesek dinding ultimit

 Q_s =A_s K_d p_o’tgδ  K_d Tabel 2.2, δ Tabel 2.3

Contoh 2.1.

Tiang baja bulat panjang 22 m dan diamater 0,4 dipancang ke dalam tanah pasir seperti data, muka air tanah 2m. Berat tiang 3,7 kN/m.

Hitung Kapasitas ultimit tiang cara Poulos dan Davis, cara Brom.

γ’₌ γ _-γ

γ Kedalaman

a. Cara Poulos dan Davis

Asumsi z_c< 3m, ϕ=34, Gbr 2.18az_c/d =6,5  zc= 6,5x0,4 =

2,6m < 3m (sesuai asumsi).

Tekanan overburden pada z_c = 2,6m p_o’ = (2x18) + (0,6x9) = 41,4 kN/m2_. Untuk > zc = 2,6m gunakan p_b’ = p_o’= 41,4 kN/m2_. 1,20 1,30 1,20 1,30 32,5o 34o 32,5o 34o 30o 32o 30o 32o 10 16 10 16 0 -2 2 – 10 10-21 >21 Gbr 2.18b, Kd tgδ’ Pers 2.20, ϕ= 0,75 ϕ’+10o ϕ’ N-SPT Kedalaman (m)

a. Cara Poulos dan Davis

A. Tahanan ujung (Qb) Qb = Ab pb’ Nq  Nq=60 Gbr 2.14 untuk L/d = 22/0,4 = 55 pada ϕ =0,5 (ϕ’+40) = 0,5(32o₊₄₀o_{) = 36}o_{, Pers} 2.19. Qb = Ab pb’ Nq  Ab= ¼π0,42_{= 0,13 m}2_. Qb = 0,13x41,4x60 = 322,9 kN

Cek tahanan ujung maks (fb = Qb/Ab)

Fb = 322,9/0,13 = 2483,4 kN/m2_{< 10700 kN/m}2_{… ok}

B. Tahanan Gesek (Qs)

Keliling tiang = πd = πx0,4 = 1,26 m Qs = ΣAs Kd tg δp’_rt

a. Cara Poulos dan Davis

Qs = Σ As Kd tg δ p’_rt 1,26 x 2 x 1,2 x ½ (0+36) = 54,47 1,26 x (2,6-2) x 1,3 x ½ (36+41,4) = 38,03 1,26 x (10-2,6) x 1,3 x 41,4 = 501,82 1,26 x (21-10) x 1,2 x 41,4 = 688,56 1,26 x (22-21) x 1,3 x 41,4 = 67,81 Qs = 1350,69 kN Cek thd tahanan gesek maks

fs = kdtgδp_o = 1,3x41,4 = 53,82 kN/m2 _{< 107}

kN/m2 _{… ok}

a. Cara Poulos dan Davis

C.

Kapasitas ultimit netto

Berat tiang dengan panjang 2 m Wp = 22 x 3,7 = 81,4 kN

b. Cara Brom

Asumsi z_c = 20d = 20x0,4 = 8m Tekanan overburden pada z_c = 8m p_o’ = (2x18) + (6x9) = 90 kN/m2_. Untuk > zc = 8m gunakan p_b’ = p_o’ = 90 kN/m2_. 20o 20o 20o 20o δ (tiang baja) Tabel 2.3 0,18 0,25 0,18 0,25 0,5 0,7 0,5 0,7 Tidak Sedang Tidak Sedang 30o 32o 30o 32o 0 -2 2 – 10 10-21 >21 Kd tgδ Κd (Tbel 2.2) Kepadatan ϕ Kedalaman (m)

b. Cara Brom

A. Tahanan ujung (Qb) Qb = Ab pb’ Nq  Nq=22 Gbr 2.14 untuk L/d = 22/0,4 = 55 Qb = Ab pb’ Nq  Ab= ¼π0,42_{= 0,13 m}2_. Qb = 0,13x90x60 = 257,4 kN

Cek tahanan ujung maks (fb = Qb/Ab)

Fb = 257,4/0,13 = 1980 kN/m2_{< 10700 kN/m}2_{… ok}

B. Tahanan Gesek (Qs)

Keliling tiang = πd = πx0,4 = 1,26 m Qs = ΣAs Kd tg δp’_rt

b. Cara Brom

Qs = Σ As Kd tg δ p’_rt 1,26 x 2 x 0,18 x ½ (0+36) = 22,52 1,26 x (8-2) x 0,25 x ½ (36+90) = 119,07 1,26 x (10-8) x 0,25 x 90 = 56,70 1,26 x (21-10) x 0,18 x 90 = 224,53 1,26 x (22-21) x 0,25 x 90 = 28,35 Qs = 451,17 kN Cek thd tahanan gesek maks

fs = kdtgδp_o = 0,25x90 = 22,5 kN/m2 _{< 107 kN/m}2

… ok

b. Cara Brom

C.

Kapasitas ultimit netto

Berat tiang dengan panjang 2 m Wp = 22 x 3,7 = 81,4 kN

Kapasitas Tiang dalam tanah granuler

Contoh (halaman 82).

Tiang panjang beton berbentuk bujur sangkar dengan lebar sisi 0,45m dan panjang 7m, dipancang dalam tanah pasir homogen. Dari hasil uji SPT diperoleh nilai N = 15 (sudah terkoreksi). Muka air tanah terletak pada permukaan tanah. Berat volume apung/terendam tanah γ’ = 11,8 kN/m2_{. Jika pada}

tiang akan bekerja beban-beban tarik 190 kN (gaya ke atas) dan tekan 250 kN (ke bawah), hitung faktor aman terhadap gaya tarik dan terhadap gaya tekan. Berat volume bahan tiang 25 kN/m3.

L=7m d =0,45m

Pasir,

N = 15

γ’= 11,8kN/m3

Kapasitas Tiang dalam tanah granuler

Asumsi z_c = 20d = 20x0,45 = 9m

Tekanan overburden pada 7m p_o’ = 7x11,8 = 92,6 kN/m2_. p_rt’ = ½ 92,6 = 41,3kN/m2_. N = 15, ϕ = 31 (Gbr 2.13), untuk beton δ = ¾ ϕ = ¾ x31 = 23,25o_, tg δ = 0,43. Ambil K_d = 1,3 (Tabel 2.2).

1) Tahanan gesek tiang

Q_s = K_dp_rt’ tg δA_s Q_s = 1,3 x 41,3 x 0,43 x 4 x 0,45 x 7 Q_s = 290,9 kN 15 31 Tabel 2.2 Tabel 2.2.

Kapasitas Tiang dalam tanah granuler

2) Tahanan ujung tiang ϕ= 31o_{, L/d = 15, N} q=25 (Gbr 2.14) Q_b= N_qp_b’ A_b Q_b= 25 x 7 x 11,8 x 0,45 x 0,45 Q_b= 418,2 kN 3) Berat tiang Wp = 0,45x0,45x7x25 = 35,43 kN

Faktor aman terhadap gaya tarik Faktor aman terhadap gaya tarik

F = (Qs+Wp)/gaya tarik

F = (290 + 35,43)/190 = 1,71(kurang !)

Faktor aman terhadap gaya tekan Faktor aman terhadap gaya tekan F = (Qs+Qb - Wp)/gaya tekan F = (290 + 418,2 - 35,43)/250 F = 2,69 > 2,5 (Ok !)

31 25

Kapasitas Tiang dalam tanah kohesif

Tahanan ujung ultimit

 Q_b =A_b [c_bN_c +p_b]

Berat sendiri (Wp) mendekati sama dengan berat

tanah yang dipidahkan akibat adanya tiang, maka Ap Pb dapat dianggap sama Qb = Ab Cb Nc

Nc =9 (Skempton, 1959)

Kapasitas Tiang dalam tanah kohesif

Berat sendiri (Wp) mendekati berat tanah yang dipindahkan, maka Ab Pb dapat dianggap sama dengan Wp, maka

Qu = A

Qu = A_bb cc_bbNN_cc + + Fw AFw A_{s s} aa_ddcc_uu

Contoh : Tiang beton panjang 15 m dan diameter 0,45 m akan dipancang menembus tanah lempung, dengan kondisi lapisan tanah sebagai berikut :

0–5 m:lempung γ₁’ =10kN/m3_{, c}

u1= 30 kPa,ϕu1=0o.

5–25m:lempung γ₂’=13kN/m3_{, c}

u2=40 kPa, ϕu1 =0o.

Hitunglah kapasitas ultimit tiang tersebut.

Kapasitas Tiang dalam tanah kohesif

(1). Tahanan ujung ultimit Qb = A

Qb = A_bb cc_b2b2NN_cc = 0,16 x 40 x 9 = 57,6 kN= 0,16 x 40 x 9 = 57,6 kN Cek tahanan ujung maksimum

fb = Qb/Ab = 57,6/0,16

= 360 kN/m2 _{< 10700 kN/m}2 _(Ok)

(2). Tahanan gesek ultimit

Keliling = πd = πx0,45 = 1,41 m

Gbr 2.20, Tomlinson

c_u1u1 = 30 kPa, ad =0,92 c_u2u2 = 40 kPa, ad = 0,80

Kapasitas Tiang dalam tanah kohesif

Q

Q

_ss

=

=

Σ

Σ

a

a

_dd

c

c

_{u u}

A

A

_{s s}

0–5m  Q

s1

= 0,92x30x1,41x5 = 195kN

5–15m  Q

s2

= 0,80x40x1,41x10= 451,2kN

Q

Q

_ss

= Q

= Q

_s1s1

+ Q

+ Q

_s2s2

= 646,2kN

= 646,2kN

Cek tahanan gesek maksimum :

fs=Qs/As = 451,2/14,1

= 32 kN/m

2

_{< 107 kN/m}

2

_(Ok)

(3). Kapasitas ultimit netto :

Qu =Qb + Qs = 57,6 + 646,2 = 703,8 kN

Qu =Qb + Qs = 57,6 + 646,2 = 703,8 kN

Kapasitas Tiang pada Tanah c -

ϕ

Untuk nilai sudut gesek

ϕ

yang sangat kecil,

maka

komponen

gesekan

diabaikan,

demikian untuk kohesi (c) yang sangat

kecil, hitungan kapasitas komponen kohesi

juga diabaikan. Jika keduanya cukup

berarti, maka kapasitas tiang dihitung

Kapasitas Tiang pada Tanah c -

ϕ

Contoh : Tiang beton bujur sangkar dengan

lebar 0,4m dan panjang 8m dipancang

dalam tanah pasir berlempung, dengan c =

40 kN/m

2

_,

ϕ

_{= 28}

o

_{dan berat volume basah}

γ

_b

= 21kN/m

3

_{. Jika dianggap muka air tanah}

sangat dalam, hitung kapasitas ultimit dan

kapasitas ijin, bila F = 2,5. Berat volume

beton 24 kN/m

3

_.

Kapasitas Tiang pada Tanah c -

ϕ

(1) Tahanan gesek ultimit dari komponen gesekan

ϕ= 28o_{, δ = ¾ x 28}o_{= 21}o _{(tiang beton)}

Kd = 1 (Tabel 2.2. dan Tabel 2.3, 2.4) P_rt’ = 0,5 (0+8x21) = 84 kN/m2

Q_s1 = Kd P_rt’ tg δ As = 1x84xtg21x8x4x0,4 Q_s1 = 412,7 kN

(2) Tahanan gesek ultimit dan komponen kohesi

c_u = 40 kN/m2_{, ad = c}

d/cu= 0,7 (Gambar 2.20)

Q_s2 = a_d c_uA_s = 0,7x40x8x4x0,4 = 358,4 kN Total Q_s= Q_s1 + Q_s2 = 412,7+ 358,4 = 771,1 kN Cek tahanan satuan maksimum :

fs = Qs/As = 771,1/(8x4x0,4) = 60,24 kN/m2_{< 107}

Kapasitas Tiang pada Tanah c -

ϕ

3) Tahanan ujung ultimit ϕ= 28o, Nc =30, Nq=19, Nγ=17 (Terzaghi) Qb = Ab(1,3cNc+Pb’Nq+0,4γdNγ) Qb =(0,4)2(1,3x40x30 +21x8x19+

0,4x21x0,4x17) Qb = 769,46 kN

Cek thd tahanan ujung maksimum fb =Qb/Ab = 769,46/(0,4)2 = 4809,13 kN/m2< 10700 kN/m2 Wp = 8x(0,4)2x24 =30,72 kN Qa = Qu/F Qa =(Qs+Qb-Wp)/F Qa =603,94 kN

Tiang Bor pada tanah pasir

Contoh (hlm 84). Contoh (hlm 84).

Tiang bor berdiameter 0,5 m dipasang dalam tanah pasir homogen, dengan ϕ’ = 38o

dan γ = 19kN/m3_{. Jika}

permukaan air tanah sangat

Q=750kN

Pasir,

ϕ’ = 38o γ= 19kN/m3

Tiang Bor pada tanah pasir

1) Tahanan ujung ultimit

ϕ= ϕ’-3o_{= 38}o_-3o₌₃₅o_{(pers 2.21), z}

c/d =7,2

(Gambar 2.18a),z_c= 7,2x0,5 = 3,6m. Karena L tdk diketahui, ambil L/D = 40, N_q=60 (Gbr 2.14). P_o’=3,6x19 =68,4kN/m2_{, A}

b=¼π0,52=0,2m2

Q_b = A_bP_b’N_q= 0,2x68,4x60=820,8 kN

2) Tahanan gesek ultimit

ϕ’=38o_{, k} dtgδ=0,43 (Gbr 2.18c),(Gbr 2.18c),k =πd=1,57m Q_s=ΣA_sp_rt’k_dtg δ = 1,57x3,6x½(0+68,4)x0,43 + 1,57xL1x68,4x0,43=46,17 L₁ Q_s= 83,1 + 46,17 L₁ L = z_c + L₁

Tiang Bor pada tanah pasir

Berat tiang W_p = 0,2Lx24 = 4,8L =4,8(3,6+L₁). Q_u = Q_b + Q_s – W_p = 820,8+83,1+46,17L₁-4,8(3,6+L₁) = 886,62+41,37 L₁ Q_u/F = Q (untuk F = 2,5) 886,62 + 41,37L₁ = 750 x 2,5 L₁ = 23,9 meter

Kap Tiang Bor pada tanah Lempung

Tahanan ujung tiang bor : Qb = µ A_b N_c c_b

Dengan, µ = faktor koreksi, µ = 0,8 untuk d < 1 dan µ = 0,75 untuk d>1. N_c = 9 (Skempton, 1966). Tahanan gesek dinding tiang bor :

Qs = ad cu As,

ad = 0,45 (Skempton, 1966). Q_u = Q_b + Q_s

Q_u = µ A_b N_c c_b + 0,45 c_uA_s

Kap Tiang Bor pada tanah Lempung

Contoh : Tiang bor dengan diamater 0,50m dan L = 20m akan dipasang pada tanah lempung dengan kondisi tanah spt Tabel. Bila muka air tanah di permukaan, hitung kapasitas ijin tiang, bila faktor aman F = 2,5.

c_u (kPa)

γ’ (kN/m2₎

Kap Tiang Bor pada tanah Lempung

1) Tahanan ujung ultimit

d < 1m, maka µ=0,8, ambil c_brata-rata pada 5d di bawah dasar tiang, c_b = 75 kPa

Q_b= 0,8x75x0,2x9 = 108 kN

2) Tahanan gesek ultimit

Q_s = Σ 0,45c_uA_s

= 0,45x30x1,67x1,5 = 33,81 kN 0,45x50x1,67x6,5 = 244,24 kN 0,45x75x1,67x12 = 676,35 kN Q_s= 954,4 kN

Cek thd tahanan gesek satuan maksimum f_s =0,45x75 = 33,75 kPa < 107 kPa (ok)

3) Kapasitas tiang ultimit

Qu = Qb+Qs = 108 + 954,4 = 1062,4 kN

Kapasitas ijin ultimit Qa = Qu/F = 1062,4/2,5 = 424,96 kN

Tugas II (25% tugas)

Contoh Kasus Pondasi Dalam (Pondasi

Tiang Pancang / Pondasi Tiang Bor /

Sumuran)

 Gambar (nilai 25%)  Foto (nilai 25%)

 Data Tanah (nilai 20%)

 Kapasitas Dukung Tiang (nilai 15%)  Analisis lengkap (nilai 15%)

Tugas kelompok  masing2 4mhs

dikumpul di Kuliah ke VI

Tugas kelompok

Tugas kelompok masing2 4mhsmasing2 4mhs dikumpul di Kuliah ke VI

dikumpul di Kuliah ke VI

echo kazuma

kalau anda ingin sukses, maka lupakan alasan, kalau anda selalu alasan, maka lupakanlah sukses

Kapasitas Tiang dari Uji Sondir

Menurut Wesley

Menurut Wesley

Tahanan ujung

 Q_b =A_b q_c/SF1

SF1 (3 untuk pasir, 5 untuk lempung)

Qc = rata-rata perlawanan ujung konus 8d dari ujung tiang ke atas, dan 4d dari ujung tiang ke bawah. SF1 = 2 (menurut Metode Belanda)

Tahanan gesek dinding

 Q_s =K qf/SF2

SF2 (5 untuk pasir, 10 untuk lempung)

Kapasitas Tiang dari Uji Sondir

Tanah Granuler

Tanah Granuler

Tahanan ujung

 Q_b =ω A_b q_c

ω(faktor koreksi 0,5 jika qc tidak yakin, Tomlinson, 1977)

Kapasitas Tiang dari Uji Sondir

Tanah Kohesif

Tanah Kohesif

Tahanan ujung

 Q_b =A_b q_c
Qc = cu Nc (Nc = 15 sampai 18) Bagemann (1965)
Qc = rata-rata perlawanan ujung konus 8d dari ujung

tiang ke atas, dan 4 d dari ujung tiang ke bawah.

Tahanan gesek dinding

 Q_s = A_s f_s

f_s= qf  Bagemann (1965)

Kapasitas Tiang dari Uji Sondir

Contoh (halaman 109) :

Contoh (halaman 109) :

Tiang pancang beton diameter 0,45m

mendukung beban 750kN. Air tanah di permukaan, dari uji sondir diperoleh grafik seperti gambar. (0 – 10m lempung lunak,

diabaikan). Hitung faktor aman. Penyelesaian : dicoba kedalaman tiang 23m (qc ~ 150 kg/cm2₎ 0 5 10 15 20 25 0 50 100 150 200 qc (kg/cm2) K ed al am an ( m ) Q=750kN

Kapasitas Tiang dari Uji Sondir

Tahanan gesek cara Meyerhof)

 Qs1 = qc/200 = 25/200 = 0,125 kg/cm2)

Qs1= 0,125 x 98,1 = 12,26 kN/m2)

 Qs2 = qc/200 = 135/200 = 0,675 kg/cm2)

Q_s2= 0, 675 x 98,1 = 66,22 kN/m2)

Tahanan gesek total

 Qs = (π x d) (Qs1 x L2 + Qs2 x L3)

Q_s= (π x 0,45) (12,26x11 + 66,22x2)
Q_s= 377,88 kN

Kapasitas Tiang dari Uji Sondir

Tahanan ujung

 Qb = ωAb qc

qc8d di atas ujung tiang = 80 kg/cm2,

qc4d di bawah ujung tiang = 135 kg/cm2

qc rata-rata= (80+135)/2 = 107,5 kg/cm2

 Qb = 0,5 x ¼ x π x 0,452 x 107,5 x 98,1 Qb = 836,60 kN

Kapasitas Tiang dari Uji SPT

Tahanan ujung

 Q_b =4 N_b A_b

N_b Nilai N pada dasar tiang, dan A_b luas dasar tiang dalam ft2

Atau

 Q_b = A_b (38N_rt)(Lb/d) ≤ 380 Nrt (Ab) (kN)

Nrt = N rata-rata dihitung dari 8d atas dasar tiang dan 4d bawah tiang (Meyerhof, 1976)

Tahanan gesek dinding

 Q_s =1/50 (N_rt A_s) (untuk tanah pasir jenuh)  Q_s =1/100 (N_rt A_s) (untuk tiang pancang baja

profil)

N_rtNilai N rata-rata sepanjang tiang, dan A_s luas selimut tiang dalam ft2

Kapasitas Tiang dari Uji SPT

Qp = Ap 38 N_rt(Lb/D) ≤ 380 N_rt

 N untuk 8d =(12+48)/2 = 30Ton sedangkan untuk 4d = 49 ton. Sehingga N_rt= (30+49)/2 =39,5Ton

 Lb = 20,45 – 15,00 = 5,45 m  (kedalaman tanah keras (N=60) dari uji SPT = 20,45 m, kedalaman tiang =15m). Dimana dari 14,7m s/d 20,45, nilai SPT = 48 – 60)  d = 32 cm
Qp = Ap 38 ( 39,5 ) (5,45/d) ≤ 380 (39,5) =0,0443 . ( 38x39,5 ) . 5,45/0,32 ≤ 15010 KN = 1501 ton Qp = 113,2 ton

Kapasitas Tiang Bor dari Uji Sondir

Meyerhof (1956)

Meyerhof (1956)

Pu= 1/3 * qc * Ap + ½ *K * JHP

 qc = tahanan ujung konus (kg/cm2)  Ap = luas penampang tiang (cm2)  K = keliling tiang (cm)

Kapasitas Tiang Bor dari Uji SPT

Meyerhof (1956)

Meyerhof (1956)

Qu= 1/3 * 40 *N* Ab + 0,2 *N * Aps (tm)

 N = Nilai N-SPT pada setiap lapisan atau ujung

tiang

 Ab = Luas penampang tiang (m2)

Shioi & Fukui menyarankan

Shioi & Fukui menyarankan

Qu = 10 * N * Ab + 0 1 * N * Aps

Nakazawa menyarankan

Nakazawa menyarankan

Qu= 15 * N * Ab + 0.5 * N * Aps

Kapasitas Tiang Bor dari Uji SPT

CONTOH :

Kapasitas Tiang Bor dari Uji SPT

Cara Meyerhof  Qu= 1/3 * 40 * N * Ab + 0.2 * N * Aps Lapisan 1 (0.00 - 8.62)
k = π* d = π* 0,8 = 2,518 m
Qsi = 0.2 * N * Aps
Qsi = =0.2*36.25*2.513*8.62 = 156.86 ton Lapisan 2 (8.62-17.50)
Qs2 = 0.2 * N * Aps
Qs2 = 0.2* 15*2.513*8.88 = 223.7 ton Q base = Qb = 1/3 *40 * N * Ab
= 1/3 *40* 18*0.503 = = 120 ton  Qu= Qb + Qs
Qu = 120ton+ (156.86 + 223,7) ton
Qu = 499,86 ton

Kapasitas Tiang Bor dari Uji SPT

Cara Shioi & Fukui

 Qu = 10 * N * Ab + 0 1 * N * Aps Lapisan 1 (0.00 - 8.62)
k = π* d = π* 0,8 = 2,518 m
Qsi = 0.1 * N * Aps
Qsi = =0.1*36.25*2.513*8.62 = 78.4 ton Lapisan 2 (8.62-17.50)

Kapasitas Tiang Bor dari Uji SPT

Cara Nakazawa  Qu = 15 * N * Ab + 0,5* N * Aps Lapisan 1 (0.00 - 8.62)
k = π* d = π* 0,8 = 2,518 m
Qsi = 0,5 * N * Aps
Qsi = =0,5*36.25*2.513*8.62 = 392.2 ton Lapisan 2 (8.62-17.50)
Qs2 = 0.5 * N * Aps
Qs2 = 0.5* 15*2.513*8.88 = 167.17ton Q base = Qb = 15 * N * Ab
= 15* 18*0.503 = = 135 ton  Qu= Qb + Qs
Qu = 135 ton+ (392.2 + 167.17) 7ton
Qu = 694.4 ton

Kapasitas Tiang Bor dari Uji SONDIR

Metode langsung dan Meyerhof

 Pu= 1/3 *qc * Ap + ½ * K * JHP
Ap = ¼ * ππππ* (80)2= 5026.55 cm2
k = π* d = π* 80 = 251.3 cm
qc = 50 kg/cm2
JHP=1962kg/cm  Pu = 1/3*50*5026,55 + ½ *251,3 * 1962
Pu = 83775.8 kg +246525.3 kg
Pu = 330301.1 kg = 330 ton

Kapasitas Tiang Bor dari Uji SONDIR

Cara Bustamante M & Gianeselli L

 Qu = Kc * qc * Ab + ππππ * d * qf
Ap = ¼ * ππππ* (80)2= 5026.55 cm2
k = π* d = π* 80 = 251.3 cm
qc = 50 kg/cm2
JHP=1962kg/cm  Qu = 0.40 * 50 * 5026.55 + 251.3 * 1962
Qu = 100531 kg +493104.38 kg
Qu = 593635.4 kg = 593 ton

Kapasitas Tiang dari Rumus Dinamis

Kapasitas dukung

ultimate dihitung

berdasarkan rumus

modifikasi Engineering

News Record (ENR)

Kapasitas Tiang dari Rumus Dinamis

 Wr = berat palu  Wp = berat tiang  h = tinggi jatuh tiang  S = penetrasi / Pukulan

 C = konstanta ( untuk pemukul dengan mesin

tenaga uap, C = 0,1 inc dan untuk pemukul

yang dijatuhkan C = 1 inc)

 E = efisiensi palu (Tabel 2.9b)

 n = koefisiensi restitusi (Tabel 2.9c)

Kapasitas Tiang dari Rumus Dinamis

Kapasitas dukung ultimate

dihitung berdasarkan rumus Danish berikut ini

Pada rumus Danish diambil referensi dari (Olson dan Flaate, 1967. sumber : Joseph E.

Bowles)

Kapasitas Tiang dari Rumus Dinamis

 E = efisiensi palu (Tabel 2.9b)  L = panjang tiang (m)

 Ap = luas penampang tiang (m2)

 Ep = Modulus young tiang (Tabel berikut)  He = Wr . h = energi palu

 S = Pukulan

 Wr = berat palu (ton)  h = tinggi jatuh tiang (m)

Kapasitas Tiang dari Rumus Dinamis

Kapasitas Tiang dari Rumus Dinamis

Contoh, Diketahui :

 Berat palu Wr = 1,5 ton

 Berat Tiang Wp = Ap . L . berat jenis tiang

Wp = (1/4 π0,322 ). 15 . 2,4
Wp = 1,595 ton

 Tinggi jatuh tiang h = 1,5 m  Pukulan S =2,5/10 = 0,25 cm  Konstanta C = 0,1 inc = 0,254 cm  Efisiensi palu (Tabel 2.9b) E = 0,8

 Koefisiensi restitusi (Tabel 2.9c) n = 0,45

Kapasitas Tiang dari Rumus Dinamis

Diketahui :

 He = Wr . h = 1,5 ton . 150 cm = 225 T.cm  L = 15 m = 1500 cm

 Ap = 1/4 π 0,322 = 440 cm2  Ep = 2.105 kg/cm2 = 2.102 T/cm2

Kapasitas Tiang dari Rumus Dinamis

Danish

Kapasitas Tiang dari Rumus Dinamis

Kapasitas Dukung Ijin Tiang

Kapasitas Tiang dari Uji Beban Langsung

Jenis tiang yang digukanakan sebagai tiang uji merupakan tiang khusus, dan tidak berfungsi sebagai tiang pondasi yang digunakan.

Prinsip beban langsung adalah tiang dibebani secara bertahap selama 8 tahap. Sesudah beban ultimit, lalu dilakukan pengurangan beban.

Setiap kali penambahan dan pengurangan beban, dicatat besarnya penurunan yang terjadi.

Kapasitas Tiang dari Uji Beban Langsung

Kapasitas dukung

P’ = P ult/SF

 P ult dari beban uji

yang memberikan penurunan netto, dengan SF = 3

 P ult dari beban uji

yang mengakibatkan penurunan terhenti dalam waktu 40 jam, dengan SF = 2 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 100 200 300 400 Beban (kN) P e nu ru n an ( cm ) S netto

PONDASI SUMURAN

PONDASI SUMURAN

PONDASI SUMURAN (KAISON)

Pondasi kaison berbentuk silinder, di

Indonesia disebut pondasi sumuran karena

bentuknya

mirip

sumur.

Pondasi

ini

merupakan

peralihan

antara

pondasi

dangkal dan pondasi dalam.

Pondasi kaison bor dengan mengebor

terlebih

dulu

untuk

membuat

lubang

kemudian diisi dengan beton yang dilindungi

dengan pipa sebagai bagian dari pondasi

atau ditarik setelah pengecoran.

Kapasitas dukung pondasi kaison

Qu = Qb + Qs

Qu = quAb + fs As, fs = faktor gesek satuan

antara tanah dan dinding (kN/m2₎

 qu = 1,3 c Nc + po Nq + 0,3 γ B Nγ (kN/m2)

Pada tanah lempung

 Skempton (1951) qu = c Nc,  Nc di Tabel 3.1.  Cook dan Withaker, 1966

Qs + Qb = Q + Ws + Wb

Q = beban ultimit, Ws = berat tubuh kaison, Wb = berat ujung kaison, bila ada pembesaran ujung.

Qs = As ad c’  ad = antara 0,35 – 0,45 Qb = Ab (cb Nc + γ Df)

Kapasitas dukung pondasi kaison

Pada tanah pasir

Kapasitas dukung ijin ujung kaison

qa =

γ

B (Bk),  Koef Bk grafik 3.3

Qs = As Kd po’ tg

δ

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

Contoh 3.1. Kaison berdiameter 1 m dipasang

pada kedalaman 6m pada tanah pasir padat dengan ϕ = 42o _{dan c = 0 kPa. Berat volume tanah} γ = 1,94 t/m3 _{(19 kN/m}3_{). Bila F = 2,5 berapa}

kapasitas dukung ijin. Penurunan yang terjadi maks 1”.
Penyelesaian : Qu = Qb + Qs – Ws Qa = (qa Ab) +(1/F) (Qs Qa = (qa Ab) +(1/F) (Qs ––Ws)Ws) qa = qa = γγγγγγγγB (Bk)B (Bk) Anggap S/B = 0,20 , S = 0,20x1m = 20cm Df/B = 6/1 =6, ϕ= 42o dari Gambar 3.3, Bk = 370 qa = γ B Bk = 19 x 1 x 370 = 7030 kN/m2 (pd 20cm)

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

 qa = qa pd 20 cm x 2,54/20 , 1” = 2,54 cm  qa = 7030 x 2,54/20

 qa = 892 kN/m2

Tahanan gesek Qs = As Kd po’ tg δδδδ

Ab = ¼π B2 = ¼ π 12 _{= 0,785 m}2 As = π B D = π x 1 x 6 = 18,85 m2 Kd = Ko = 1 – sin ϕ = 1 – sin 42o _{= 0,33} po’ = 6 x 19 = 114 kN/m2 δ = ϕ = 42o  Qs = As Kd po’ tg δδδδ  Qs = 18,85 x 0,33 x ½ (0+114) x tg 42o  Qs = 319,6 kN

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

Berat sendiri kaison

 Ws = 0,25 x p x 12 x 6 x 25 = 117,8 kN

Qa = (qa Ab) +(1/F) (Qs – Ws)

 Qa = (892 x 0,785) + (1/2,5) (319,6 – 117,8)

Qa = 780,9 kN

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

Contoh 3.2 Kaison bor dipasang dalam tanah lempung dan pasir, dengan data : 0-3m lempung N=5, 3-9m lempung N=7, dan 9-20, pasir dengan N = 28.

-3m

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

Penyelesaian :

 Coba B = 2m dan kedalaman Df = 10m. Qs tanah diabaikan karena relatif kecil pada tanah lempung dengan nilai N = 5 – 7. Qa = (qa Ab) Qa = (qa Ab) qa = qa = γγγγγγγγB (Bk)B (Bk) Anggap S/B = 0,20 , S = 0,20x200cm = 40cm Df/B = 10/2 =5, N = 28  ϕ= 42o_{(Gbr 3.13)} dari Gambar 3.3, Bk = 150 qa = γ B Bk = 18 x 2 x 150 = 5400 kN/m2 (pd 40cm)  qa = qa pd 40 cm x 2,54/40 , 1” = 2,54 cm  qa = 5400 x 2,54/40  qa = 343 kN/m2

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

Qa = (qa Ab)

Qa = 343 x ¼ x π x 22

Qa = 1077,6 kN < 1400 kN (tdk cukup)
Tambah kedalaman sampai 13 m

Df/B = 13/2 =6,5, dari Gbr 3.3, Bk = 200 qa = γ B Bk = 18 x 2 x 200 = 7200 kN/m2  qa = qa pd 40 cm x 2,54/40 , 1” = 2,54 cm  qa = 7200 x 2,54/40  qa = 457,2 kN/m2
Qa = (qa Ab)
Qa = 457,2 x ¼ x π x 22
Qa = 1436,3 kN > 1400 kN (memenuhi)

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

Contoh 3.3. Pondasi sumuran dipasang dalam

tanah lempung jenuh (0-10m, cu = 50 kPa, 10 – 15m cu = 200 kPa). Diameter 1,2m pada kedalaman 10m, berat sendiri Ws= 270 kN. Berapa kapasitas dukung ultimit netto?

Penyelesaian :  Qu = Ab (cb Nc + γ Df) + As ad c’ – Ws
Ab = ¼π1,22= 1,13 m2
As = πx 1,2 x 10 = 37,7 m2
Df/B =10/1,2  Nc = 9 (Tabel 3.1)  Qu = 1,13(200x9 + 20x10) + 37,7x0,45x50 – 270  Qu = 2838,3 kN

Tugas III

(15% tugas)

Menghitung kapasitas tiang tunggal baik

pancang, bor dan sumuran berdasarkan

data lab, sondir & SPT

Pembahasan Soal-Soal Tugas III

1. Tiang pancang beton dengan kedalaman 19 m diamater 0,4 m pada tanah pasir dengan data pengujian SPT dan Laboratorium seperti pada tabel. Apabila muka air tanah terletak pada 4 m dan hitunglah kapasitas tiang dengan Cara Poulos dan Davis, Cara Brom, dan Mayerhof (berdasarkan nilai SPT). Dan berapa faktor aman terhadap gaya tarik 300 kN dan gaya tekan 500 kN.

20 21 21,5 17 5 10 15 38 0 – 4 4 – 6 6 – 17 > 17 γsat (kN/m3) γb (kN/m3) N-SPT Kedalaman (m)

Contoh 2.1.

Tiang baja bulat panjang 22 m dan diamater 0,4 dipancang ke dalam tanah pasir seperti data, muka air tanah 2m. Berat tiang 3,7 kN/m.

Hitung Kapasitas ultimit tiang cara Poulos dan Davis, cara Brom.

-9 8,5 9 -18,8 18,3 18,8 18 -10 16 10 16 0 -2 2 – 10 10-21 >21 γ’₌ γ sat-γw (kN/m3₎ γsat (kN/m3₎ γb (kN/m3) N-SPT Kedalaman (m)

a. Cara Poulos dan Davis

Asumsi z_c< 3m, ϕ=34, Gbr 2.18az_c/d =6,5  zc= 6,5x0,4 =

2,6m < 3m (sesuai asumsi).

Tekanan overburden pada z_c = 2,6m p_o’ = (2x18) + (0,6x9) = 41,4 kN/m2_. Untuk > zc = 2,6m gunakan p_b’ = p_o’= 41,4 kN/m2_. 1,20 1,30 1,20 1,30 32,5o 34o 32,5o 34o 30o 32o 30o 32o 10 16 10 16 0 -2 2 – 10 10-21 >21 Gbr 2.18b, Kd tgδ’ Pers 2.20, ϕ= 0,75 ϕ’+10o ϕ’ N-SPT Kedalaman (m)

a. Cara Poulos dan Davis

A. Tahanan ujung (Qb) Qb = Ab pb’ Nq  Nq=60 Gbr 2.14 untuk L/d = 22/0,4 = 55 pada ϕ =0,5 (ϕ’+40) = 0,5(32o₊₄₀o_{) = 36}o_{, Pers} 2.19. Qb = Ab pb’ Nq  Ab= ¼π0,42_{= 0,13 m}2_. Qb = 0,13x41,4x60 = 322,9 kN

a. Cara Poulos dan Davis

Qs = Σ As Kd tg δ p’_rt 1,26 x 2 x 1,2 x ½ (0+36) = 54,47 1,26 x (2,6-2) x 1,3 x ½ (36+41,4) = 38,03 1,26 x (10-2,6) x 1,3 x 41,4 = 501,82 1,26 x (21-10) x 1,2 x 41,4 = 688,56 1,26 x (22-21) x 1,3 x 41,4 = 67,81 Qs = 1350,69 kN Cek thd tahanan gesek maks

fs = kdtgδp_o = 1,3x41,4 = 53,82 kN/m2 _{< 107}

kN/m2 _{… ok}

a. Cara Poulos dan Davis

C.

Kapasitas ultimit netto

Berat tiang dengan panjang 2 m Wp = 22 x 3,7 = 81,4 kN

Kapasitas ultimit netto Qu = Qb + Qs – Wp

= 322,9 + 1350,69 – 81,4 = 1592,19 kN

b. Cara Brom

Asumsi z_c = 20d = 20x0,4 = 8m Tekanan overburden pada z_c = 8m p_o’ = (2x18) + (6x9) = 90 kN/m2_. Untuk > zc = 8m gunakan p_b’ = p_o’ = 90 kN/m2_. 20o 20o 20o 20o δ (tiang baja) Tabel 2.3 0,18 0,25 0,18 0,25 0,5 0,7 0,5 0,7 Tidak Sedang Tidak Sedang 30o 32o 30o 32o 0 -2 2 – 10 10-21 >21 Kd tgδ Κd (Tbel 2.2) Kepadatan ϕ Kedalaman (m)

b. Cara Brom

A. Tahanan ujung (Qb) Qb = Ab pb’ Nq  Nq=22 Gbr 2.14 untuk L/d = 22/0,4 = 55 Qb = Ab pb’ Nq  Ab= ¼π0,42_{= 0,13 m}2_. Qb = 0,13x90x60 = 257,4 kN

b. Cara Brom

Qs = Σ As Kd tg δ p’_rt 1,26 x 2 x 0,18 x ½ (0+36) = 22,52 1,26 x (8-2) x 0,25 x ½ (36+90) = 119,07 1,26 x (10-8) x 0,25 x 90 = 56,70 1,26 x (21-10) x 0,18 x 90 = 224,53 1,26 x (22-21) x 0,25 x 90 = 28,35 Qs = 451,17 kN Cek thd tahanan gesek maks

fs = kdtgδp_o = 0,25x90 = 22,5 kN/m2 _{< 107 kN/m}2

… ok

b. Cara Brom

C.

Kapasitas ultimit netto

Berat tiang dengan panjang 2 m Wp = 22 x 3,7 = 81,4 kN

Kapasitas ultimit netto Qu = Qb + Qs – Wp

= 451,17 + 257,4 – 81,4 = 627,17 kN

Kapasitas Tiang dari Uji SPT

Tahanan ujung

 Q_b =4 N_b A_b

N_b Nilai N pada dasar tiang, dan A_b luas dasar tiang dalam ft2

Atau

 Q_b = A_b (38N_rt)(Lb/d) ≤ 380 Nrt (Ab) (kN)

Nrt = N rata-rata dihitung dari 8d atas dasar tiang dan 4d bawah tiang (Meyerhof, 1976)

Tahanan gesek dinding

 Q_s =1/50 (N_rt A_s) (untuk tanah pasir jenuh)  Q_s =1/100 (N_rt A_s) (untuk tiang pancang baja

profil)

N_rtNilai N rata-rata sepanjang tiang, dan A_s luas selimut tiang dalam ft2

Kapasitas Tiang dari Uji SPT

Qp = Ap 38 Nrt(Lb/D) ≤ 380 Nrt

 N untuk 8d =(12+48)/2 = 30Ton sedangkan untuk 4d = 49 ton. Sehingga N_rt= (30+49)/2 =39,5Ton

 Lb = 20,45 – 15,00 = 5,45 m  (kedalaman tanah keras (N=60) dari uji SPT = 20,45 m, kedalaman tiang =15m). Dimana dari 14,7m s/d 20,45, nilai SPT = 48 – 60)

Kapasitas Tiang dalam tanah granuler

Faktor aman terhadap gaya tarik

Faktor aman terhadap gaya tarik

F = (Qs+Wp)/gaya tarik

F = (290 + 35,43)/190 = 1,71

(kurang !)

Faktor aman terhadap gaya tekan

Faktor aman terhadap gaya tekan

F = (Qs+Qb - Wp)/gaya tekan

F = (290 + 418,2 - 35,43)/250

F = 2,69 > 2,5

(Ok !)

Pembahasan Soal-Soal Tugas III

2.

Apabila pada tanah soal No. 1 digunakan

pondasi tiang bor diameter 50 cm

dengan beban tiang sebesar 700 kN,

maka berapakah seharusnya kedalaman

tiang bor yang digunakan (ambil faktor

aman 2,5).

Tiang Bor pada tanah pasir

Contoh (hlm 84). Contoh (hlm 84).

Tiang bor berdiameter 0,5 m dipasang dalam tanah pasir homogen, dengan ϕ’ = 38o

dan γ = 19kN/m3_{. Jika}

permukaan air tanah sangat dalam, berapakah kedalaman tiang yang dibutuhkan untuk beban tiang 750 kN, jika berat volume tiang 24 kN/m3

dan faktor aman F = 2,5.

L? Q=750kN d =0,5m Pasir, ϕ’ = 38o γ= 19kN/m3

Tiang Bor pada tanah pasir

1) Tahanan ujung ultimit

ϕ= ϕ’-3o_{= 38}o_-3o₌₃₅o_{(pers 2.21), z}

c/d =7,2

(Gambar 2.18a),z_c= 7,2x0,5 = 3,6m. Karena L tdk diketahui, ambil L/D = 40, N_q=60 (Gbr 2.14). P_o’=3,6x19 =68,4kN/m2_{, A}

b=¼π0,52=0,2m2

Q_b = A_bP_b’N_q= 0,2x68,4x60=820,8 kN

Tiang Bor pada tanah pasir

Berat tiang W_p = 0,2Lx24 = 4,8L =4,8(3,6+L₁). Q_u = Q_b + Q_s – W_p = 820,8+83,1+46,17L₁-4,8(3,6+L₁) = 886,62+41,37 L₁ Q_u/F = Q (untuk F = 2,5) 886,62 + 41,37L₁ = 750 x 2,5 L₁ = 23,9 meter

Pembahasan Soal-Soal Tugas III

3. Tiang baja panjang 12 m bujur sangkar dengan

lebar 0,4 m dipancang pada tanah lempung dengan data tanah seperti tabel, hitung kapasitas ultimit tiang.

20 21 17 20 30 40 0 – 2 2 – 8 > 8 γsat (kN/m3) γb (kN/m3) Kohesi, c (kN/m2) Kedalaman (m)

Kapasitas Tiang dalam tanah kohesif

Berat sendiri (Wp) mendekati berat tanah yang dipindahkan, maka Ab Pb dapat dianggap sama dengan Wp, maka

Qu = A

Qu = A_bb cc_bbNN_cc + + Fw AFw A_{s s} aa_ddcc_uu

Contoh : Tiang beton panjang 15 m dan diameter 0,45 m akan dipancang menembus tanah lempung, dengan kondisi lapisan tanah sebagai berikut :

0–5 m:lempung γ₁’ =10kN/m3_{, c}

u1= 30 kPa,ϕu1=0o.

5–25m:lempung γ₂’=13kN/m3_{, c}

u2=40 kPa, ϕu1 =0o.

Hitunglah kapasitas ultimit tiang tersebut.

Kapasitas Tiang dalam tanah kohesif

(1). Tahanan ujung ultimit Qb = A

Qb = A_bb cc_b2b2NN_cc = 0,16 x 40 x 9 = 57,6 kN= 0,16 x 40 x 9 = 57,6 kN Cek tahanan ujung maksimum

fb = Qb/Ab = 57,6/0,16

Kapasitas Tiang dalam tanah kohesif

Q

Q

_ss

=

=

Σ

Σ

a

a

_dd

c

c

_{u u}

A

A

_{s s}

0–5m  Q

s1

= 0,92x30x1,41x5 = 195kN

5–15m  Q

s2

= 0,80x40x1,41x10= 451,2kN

Q

Q

_ss

= Q

= Q

_s1s1

+ Q

+ Q

_s2s2

= 646,2kN

= 646,2kN

Cek tahanan gesek maksimum :

fs=Qs/As = 451,2/14,1

= 32 kN/m

2

_{< 107 kN/m}

2

_(Ok)

(3). Kapasitas ultimit netto :

Qu =Qb + Qs = 57,6 + 646,2 = 703,8 kN

Qu =Qb + Qs = 57,6 + 646,2 = 703,8 kN

Pembahasan Soal-Soal Tugas III

4.

Apabila menggunakan pondasi tiang bor

diamater 0,4 meter dan panjang 18 m,

dengan data soal No. 3, maka hitunglah

kapasitas ujin tiang dengan F = 2,5.

Kap Tiang Bor pada tanah Lempung

Contoh : Tiang bor dengan diamater 0,50m dan L = 20m akan dipasang pada tanah lempung dengan kondisi tanah spt Tabel. Bila muka air tanah di permukaan, hitung kapasitas ijin tiang, bila faktor aman F = 2,5.

Penyelesaian :

Luas dasar tiang = Ab = ¼πx 0,52 _{= 0,2 m}2

Keliling tiang k = πd = πx0,5 = 1,67 m 30 50 75 7,5 9,0 10,0 0 – 1,5 1,5 – 8 >8 c_u (kPa) γ’ (kN/m2₎ Kedalaman (m)

Kap Tiang Bor pada tanah Lempung

1) Tahanan ujung ultimit

d < 1m, maka µ=0,8, ambil c_brata-rata pada 5d di bawah dasar tiang, c_b = 75 kPa

Q_b= 0,8x75x0,2x9 = 108 kN

2) Tahanan gesek ultimit

Q_s = Σ 0,45c_uA_s

Pembahasan Soal-Soal Tugas III

5. Tiang pancang beton dengan diameter 0,5 m dan

panjang 18 m, dengan data tanah seperti tabel. Berapakah kapasitas ijin (F=2,5).

0 28 34 Sudut gesek (ϕ) 19 21 17 25 30 0 0 – 4 4 – 8 > 8 γsat (kN/m3) γb (kN/m3) Kohesi, c (kN/m2) Kedalaman (m)

Kapasitas Tiang pada Tanah c -

ϕ

Contoh : Tiang beton bujur sangkar dengan

lebar 0,4m dan panjang 8m dipancang

dalam tanah pasir berlempung, dengan c =

40 kN/m

2

_,

ϕ

_{= 28}

o

_{dan berat volume basah}

γ

_b

= 21kN/m

3

_{. Jika dianggap muka air tanah}

sangat dalam, hitung kapasitas ultimit dan

kapasitas ijin, bila F = 2,5. Berat volume

beton 24 kN/m

3

_.

Kapasitas Tiang pada Tanah c -

ϕ

(1) Tahanan gesek ultimit dari komponen gesekan

ϕ= 28o_, δ _{= ¾ x 28}o_{= 21}o _{(tiang beton)}

Kd = 1 (Tabel 2.2. dan Tabel 2.3, 2.4) P_rt’ = 0,5 (0+8x21) = 84 kN/m2

Q_s1 = Kd P_rt’ tg δ As = 1x84xtg21x8x4x0,4 Q_s1 = 412,7 kN

(2) Tahanan gesek ultimit dan komponen kohesi

c_u = 40 kN/m2_{, ad = c}

d/cu= 0,7 (Gambar 2.20)

Q_s2 = a_d c_uA_s = 0,7x40x8x4x0,4 = 358,4 kN Total Q_s= Q_s1 + Q_s2 = 412,7+ 358,4 = 771,1 kN Cek tahanan satuan maksimum :

fs = Qs/As = 771,1/(8x4x0,4) = 60,24 kN/m2_{< 107}

kN/m2

Kapasitas Tiang pada Tanah c -

ϕ

3) Tahanan ujung ultimit ϕ= 28o, Nc =30, Nq=19, Nγ=17 (Terzaghi) Qb = Ab(1,3cNc+Pb’Nq+0,4γdNγ) Qb =(0,4)2_{(1,3x40x30 +21x8x19+}

0,4x21x0,4x17) Qb = 769,46 kN

Pembahasan Soal-Soal Tugas III

6.

Rencanakan tiang pancang beton pada

kondisi tanah hasil pengujian sondir

berikut ini, dan gambarkan grafik sondir

dari data tersebut, hitung kapasitas

dukung menurut Wesley dan Meyerhof.

Kapasitas Tiang dari Uji Sondir

Menurut Wesley

Menurut Wesley

Tahanan ujung

 Q_b =A_b q_c/SF1

SF1 (3 untuk pasir, 5 untuk lempung)

Qc = rata-rata perlawanan ujung konus 8d dari ujung tiang ke atas, dan 4d dari ujung tiang ke bawah. SF1 = 2 (menurut Metode Belanda)

Tahanan gesek dinding

 Q_s =K qf/SF2

Kapasitas Tiang dari Uji Sondir

Tanah Granuler

Tanah Granuler

Tahanan ujung

 Q_b =ω A_b q_c

ω(faktor koreksi 0,5 jika qc tidak yakin, Tomlinson, 1977)

Qc = rata-rata perlawanan ujung konus 8d dari ujung tiang ke atas, dan 4 d dari ujung tiang ke bawah. SF1 = 2 (Meyerhof, 1976)

Tahanan gesek dinding

 Q_s = A_s f_s

f_s= 2 qf (tiang beton), f_s= qf (baja H)  Vesic (1967)
f_s= qc/200 (tiang beton/kayu), f_s= qc/400 (baja H)

f_s= qc/250 (beton/kayu di Belanda)  Meyerhof (1956)

Kapasitas Tiang dari Uji Sondir

Tanah Kohesif

Tanah Kohesif

Tahanan ujung

 Q_b =A_b q_c

Qc = cu Nc (Nc = 15 sampai 18) Bagemann (1965)
Qc = rata-rata perlawanan ujung konus 8d dari ujung

Kapasitas Tiang dari Uji Sondir

Contoh (halaman 109) :

Contoh (halaman 109) :

Tiang pancang beton diameter 0,45m

mendukung beban 750kN. Air tanah di permukaan, dari uji sondir diperoleh grafik seperti gambar. (0 – 10m lempung lunak,

diabaikan). Hitung faktor aman. Penyelesaian : dicoba kedalaman tiang 23m (qc ~ 150 kg/cm2₎ 0 5 10 15 20 25 0 50 100 150 200 qc (kg/cm2) K ed al am an ( m ) Q=750kN

Kapasitas Tiang dari Uji Sondir

Tahanan gesek cara Meyerhof)

 Qs1 = qc/200 = 25/200 = 0,125 kg/cm2)

Q_s1= 0,125 x 98,1 = 12,26 kN/m2)

 Qs2 = qc/200 = 135/200 = 0,675 kg/cm2)

Q_s2= 0, 675 x 98,1 = 66,22 kN/m2)

Tahanan gesek total

 Qs = (π x d) (Qs1 x L2 + Qs2 x L3)

Q_s= (π x 0,45) (12,26x11 + 66,22x2)
Q_s= 377,88 kN

Kapasitas Tiang dari Uji Sondir

Tahanan ujung

 Qb = ωAb qc

qc8d di atas ujung tiang = 80 kg/cm2,

qc4d di bawah ujung tiang = 135 kg/cm2

qc rata-rata= (80+135)/2 = 107,5 kg/cm2  Qb = 0,5 x ¼ x π x 0,452 x 107,5 x 98,1  Qb = 836,60 kN
Berat tiang  Wp = ¼ x πx 0,452 x 25 x 23 = 87,8 kN
Faktor Aman  F = (Qs+Qb – Wp)/Q  F = (377,88 + 836,60 - 87,8 )/750  F = 1,49

Pembahasan Soal-Soal Tugas III

7.

Diketahui data tanah granuler pada

kedalaman 0 – 12 m, dengan sudut

gesek = 38

o

_{dan berat volume tanah}

sebesar 18 kN/m

3

_{. Jika direncanakan}

pondasi sumuran (kaison) berdiamater

0,8 m dengan kedalaman 9 meter,

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

Contoh 3.1. Kaison berdiameter 1 m dipasang

pada kedalaman 6m pada tanah pasir padat dengan ϕ = 42o _{dan c = 0 kPa. Berat volume tanah} γ = 1,94 t/m3 _{(19 kN/m}3_{). Bila F = 2,5 berapa}

kapasitas dukung ijin. Penurunan yang terjadi maks 1”.
Penyelesaian : Qu = Qb + Qs – Ws Qa = (qa Ab) +(1/F) (Qs Qa = (qa Ab) +(1/F) (Qs ––Ws)Ws) qa = qa = γγγγγγγγB (Bk)B (Bk) Anggap S/B = 0,20 , S = 0,20x1m = 20cm Df/B = 6/1 =6, ϕ= 42o dari Gambar 3.3, Bk = 370 qa = γ B Bk = 19 x 1 x 370 = 7030 kN/m2 (pd 20cm)

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

 qa = qa pd 20 cm x 2,54/20 , 1” = 2,54 cm  qa = 7030 x 2,54/20

 qa = 892 kN/m2

Tahanan gesek Qs = As Kd po’ tg δδδδ

Ab = ¼π B2 = ¼ π 12 _{= 0,785 m}2 As = π B D = π x 1 x 6 = 18,85 m2 Kd = Ko = 1 – sin ϕ = 1 – sin 42o _{= 0,33} po’ = 6 x 19 = 114 kN/m2 δ = ϕ = 42o  Qs = As Kd po’ tg δδδδ  Qs = 18,85 x 0,33 x ½ (0+114) x tg 42o  Qs = 319,6 kN

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

Berat sendiri kaison

 Ws = 0,25 x p x 12 x 6 x 25 = 117,8 kN

Qa = (qa Ab) +(1/F) (Qs – Ws)

 Qa = (892 x 0,785) + (1/2,5) (319,6 – 117,8)

Qa = 780,9 kN

Pembahasan Soal-Soal Tugas III

8.

Pondasi sumuran (kaison) menerima

beban sebesar 1800 kN. Dengan data N

SPT = 18 (kedalaman 0 – 5 m), N = 36

(kedalaman > 5m), berat volume tanah

19 kN/m3). Bila penurunan maksimum

1”, rencanakan kedalaman dan diamater

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

Contoh 3.2 Kaison bor dipasang dalam tanah lempung dan pasir, dengan data : 0-3m lempung N=5, 3-9m lempung N=7, dan 9-20, pasir dengan N = 28. Berat volume tanah pasir 1,83 t/m3 (18 kN/m3). Bila beban bangunan pada kaison 1400 kN, berapa kedalaman dan diameter kasion yang memenuhi bila penurunan maksimum 1” ?

-3m

-9m

Q=1400 kN

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

Penyelesaian :

 Coba B = 2m dan kedalaman Df = 10m. Qs tanah diabaikan karena relatif kecil pada tanah lempung dengan nilai N = 5 – 7. Qa = (qa Ab) Qa = (qa Ab) qa = qa = γγγγγγγγB (Bk)B (Bk) Anggap S/B = 0,20 , S = 0,20x200cm = 40cm Df/B = 10/2 =5, N = 28  ϕ= 42o_{(Gbr 3.13)} dari Gambar 3.3, Bk = 150 qa = γ B Bk = 18 x 2 x 150 = 5400 kN/m2 (pd 40cm)  qa = qa pd 40 cm x 2,54/40 , 1” = 2,54 cm  qa = 5400 x 2,54/40  qa = 343 kN/m2

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

Qa = (qa Ab)

Qa = 343 x ¼ x π x 22

Qa = 1077,6 kN < 1400 kN (tdk cukup)
Tambah kedalaman sampai 13 m

Df/B = 13/2 =6,5, dari Gbr 3.3, Bk = 200 qa = γ B Bk = 18 x 2 x 200 = 7200 kN/m2  qa = qa pd 40 cm x 2,54/40 , 1” = 2,54 cm  qa = 7200 x 2,54/40  qa = 457,2 kN/m2
Qa = (qa Ab)
Qa = 457,2 x ¼ x π x 22
Qa = 1436,3 kN > 1400 kN (memenuhi)

Pembahasan Soal-Soal Tugas III

9.

Pondasi kaison diamater 1,4 meter

dengan kedalaman 8 meter, dipasang

pada tanah lempung, dimana pada 0 – 5

m (cu = 40 kN/m2) dan 5m – 12 m (cu

= 40 kN/m2), berat volume = 17 kN/m3.

Berapakah kapasitas dukung ijin apabila

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

Contoh 3.3. Pondasi sumuran dipasang dalam

tanah lempung jenuh (0-10m, cu = 50 kPa, 10 – 15m cu = 200 kPa). Diameter 1,2m pada kedalaman 10m, berat sendiri Ws= 270 kN. Berapa kapasitas dukung ultimit netto?

Penyelesaian :  Qu = Ab (cb Nc + γ Df) + As ad c’ – Ws
Ab = ¼π1,22= 1,13 m2
As = πx 1,2 x 10 = 37,7 m2
Df/B =10/1,2  Nc = 9 (Tabel 3.1)  Qu = 1,13(200x9 + 20x10) + 37,7x0,45x50 – 270  Qu = 2838,3 kN

Pembahasan UTS

1. Tiang bor dengan diamater 0,50m dan L = 20m

akan dipasang pada tanah lempung dengan kondisi tanah spt Tabel. Bila muka air tanah di permukaan, hitung kapasitas ijin tiang, bila faktor aman F = 2,5. 19 20 21 20 30 60 0 – 3 3 – 9 > 9 γsat (kN/m3) Kohesi, cu (kN/m2) Kedalaman (m)

Kap Tiang Bor pada tanah Lempung

Penyelesaian :

Luas dasar tiang = Ab = ¼πx 0,52_{= 0,0,196 m}2 Keliling tiang k = πd = πx0,5 = 1,57 m

1) Tahanan ujung ultimit

d < 1m, maka µ=0,8, ambil cbrata-rata pada 5d di bawah dasar tiang, cb

= 60 kPa

Qb= µcb Ab Nc = 0,8x60x0,2x9 = 84,82 kN

2) Tahanan gesek ultimit

Qs = Σ 0,45cuAs

= 0,45x20x1,57x3 = 42,41 kN

0,45x30x1,57x(9-3) = 127,23 kN

0,45x60x1,57x(20-9) = 466,52 kN

Q_s= 636,17 kN

Cek thd tahanan gesek satuan maksimum f_s=0,45x60 = 27 kPa < 107 kPa (ok) 3) Kapasitas tiang ultimit

Qu = Qb+Qs = 84,82 + 636,17 = 721 kN

Kapasitas ijin ultimit Qa = Qu/F = 721/2,5 = 288,40 kN

2.

Tiang beton panjang 21 m dan diameter

0,50 m akan dipancang menembus tanah

lempung, dengan kondisi lapisan tanah 0

– 7 m : lempung

γ

₁

’ =10 kN/m

3

_{, c}

u1

= 25

kPa, lapisan 7 – 26 m : lempung

γ

₂

’=13

kN/m

3

_{, c}

_{= 50 kPa. Hitunglah kapasitas}

Kapasitas Tiang dalam tanah kohesif

(1). Tahanan ujung ultimit Qb = A

Qb = A_bb cc_b2b2NN_cc = 0,196 x 50 x 9 = 88,36 kN= 0,196 x 50 x 9 = 88,36 kN Cek tahanan ujung maksimum

fb = Qb/Ab = 88,36/0,196

= 450 kN/m2 _{< 10700 kN/m}2 _(Ok)

(2). Tahanan gesek ultimit Keliling = πd = πx0,5 = 1,57 m

Gbr 2.20, Tomlinson

c_u1u1 = 25 kPa, ad =0,96 c_u2u2 = 50 kPa, ad = 0,70

Kapasitas Tiang dalam tanah kohesif

Q Q_ss = = _Σ Σ aa_dd cc_{u u} AA_{s s} 0–7m  Qs1 = 0,96x25x1,57x7 = 262,89kN 7–21m  Qs2 = 0,70x50x1,57x14= 769,69kN Q Q_ss = Q= Q_s1s1 + Q+ Q_s2s2 = 1033,58 kN= 1033,58 kN Cek tahanan gesek maksimum : fs=Qs/As = 769,69/(1,57x14)

=35 kN/m2 _{< 107 kN/m}2 _(Ok)

(3). Kapasitas ultimit netto : Qu =Qb + Qs = 88,36 +

3.

Diketahui data tanah granuler pada

kedalaman 0 – 10 m, dengan sudut

gesek = 40

o

_{dan berat volume tanah}

sebesar 18 kN/m

3

_{. Jika direncanakan}

pondasi sumuran (kaison) berdiamater 1

m dengan kedalaman 5 meter,

berapakah kapasitas ijin pondasi. (Ambil

F = 2,5 dan penurunan maks 1”).

Apakah pondasi ini, mampu memikul

beban sebesar 700 kN.

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

Penyelesaian :

Qu = Qb + Qs – Ws Qa = (qa Ab) +(1/F) (Qs Qa = (qa Ab) +(1/F) (Qs ––Ws)Ws) qa = qa = γγγγγγγγ B (Bk)B (Bk) Anggap S/B = 0,20 , S = 0,20x1m = 20cm

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

 qa = qa pd 20 cm x 2,54/20 , 1” = 2,54 cm  qa = 4500x 2,54/20

 qa = 571,5 kN/m2

Tahanan gesek Qs = As Kd po’ tg δδδδ

Ab = ¼π B2 _{= ¼} π ₁2 _{= 0,785 m}2 As = π B D = π x 1 x 5 = 15,707 m2 Kd = Ko = 1 – sin ϕ = 1 – sin 40o _{= 0,357} po’ = 5 x 18 = 90 kN/m2 δ = ϕ = 40o  Qs = As Kd po’ tg δδδδ  Qs = 15,707 x 0,357 x ½ (0+90) x tg 40o  Qs = 211,87 kN

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

Berat sendiri kaison

 Ws = 0,25 x π x 12 x 5 x 25 = 98,17 kN

Qa = (qa Ab) +(1/F) (Qs – Ws)

 Qa = (571,5 x 0,785) + (1/2,5) (211,87 – 98,17)

Qa = 494,33 kN < P = 700 kN 





 tidak

aman

Tiang Bor pada tanah pasir

Nomor 4. Nomor 4.

Tiang bor berdiameter 0,5 m dipasang dalam tanah pasir homogen, dengan ϕ’ = 40o

dan γ = 19 kN/m3_{. Jika}

permukaan air tanah sangat dalam, berapakah kedalaman tiang yang dibutuhkan untuk beban tiang 600 kN, jika berat volume tiang 24 kN/m3

dan faktor aman F = 2,5.

L? Q=600kN d =0,5m Pasir, ϕ’ = 40o γ= 19kN/m3

Tiang Bor pada tanah pasir

1) Tahanan ujung ultimit

ϕ= ϕ’-3o_{= 40}o_-3o₌₃₇o_{(pers 2.21), z}

c/d =7,5

(Gambar 2.18a),z_c= 7,5x0,5 = 3,75m. Karena L tdk diketahui, ambil L/D = 40, N_q=70 (Gbr 2.14). P_o’=3,75x19 =71,25kN/m2_{, A}

b=¼π0,52=0,196m2

Q_b = A_bP_b’N_q= 0,196x71,25x70=979,29 kN

Tiang Bor pada tanah pasir

Berat tiang W_p = 0,196Lx24 = 4,71L =4,71(3,75+L₁). Q_u = Q_b + Q_s – W_p =979,29+115,41+61,56L₁-4,71(3,75+L₁) = 1077,048+56,84 L₁ Q_u/F = Q (untuk F = 2,5) 1077,048+56,84 L₁ = 600 x 2,5 L₁ = 7,44 meter

5. Tiang panjang beton berbentuk bujur sangkar

dengan lebar sisi 0,40 m dan panjang 8m, dipancang dalam tanah pasir homogen dengan nilai Nspt = 20 (sudah terkoreksi). Muka air tanah terletak sangat dalam. Berat volume tanah γ = 18 kN/m3. Jika pada tiang akan bekerja beban-beban tarik 160 kN (gaya ke atas) dan tekan 350 kN (ke bawah), hitung faktor aman terhadap gaya tarik dan terhadap gaya tekan. Berat volume bahan tiang 25 kN/m3.

Kapasitas Tiang dalam tanah granuler

Asumsi z_c = 20d = 20x0,4 = 8m

Tekanan overburden pada 8m p_o’ = 8x18 = 144 kN/m2_. p_rt’ = ½ 144 = 72kN/m2_. N = 20, ϕ = 33 (Gbr 2.13), untuk beton δ = ¾ ϕ = ¾ x33 = 24,75o_, tg δ = 0,46. Ambil K_d = 1,5 (Tabel 2.2).

1) Tahanan gesek tiang

Q_s = K_dp_rt’ tg δA_s Q_s = 1,5 x 72 x 0,46 x 4 x 0,4 x 8 Q_s = 635,904kN 20 33 Tabel 2.2 Tabel 2.2.

Kapasitas Tiang dalam tanah granuler

2) Tahanan ujung tiang ϕ= 33o_{, L/d = 15, N} q=20 (Gbr 2.14) Qb= Nqpb’ Ab Qb= 40 x 8 x 18 x 0,4 x 0,4 Q_b= 921,6 kN 3) Berat tiang Wp = 0,4x0,4x8x25 = 32 kN 40

Tugas IV (25% tugas)

Makalah Ilmiah Pondasi Dalam (Pondasi

Tiang Pancang / Pondasi Tiang Bor /

Sumuran) 

Referensi

 Judul (nilai 5%)

 Pendahuluan (nilai 10%)  Tinjauan Pustaka (nilai 15%)

Kapasitas Kelompok Tiang

Kapasitas kelompok tiang tidak selalu sama

dengan jumlah kapasitas tiang tunggal yang berada dalam kelompoknya.

Stabilitas kelompok tiang tergantung dari :

 Kemampuan tanah di sekitar dan di bawah kelompok tiang untuk mendukung beban total struktur

 Pengaruh konsolidasi tanah yang terletak di bawah kelompok tiang.

Kelompok tiang terdiri dari :

 Kelompok dan efisiensi tiang dalam tanah kohesif  Kelompok dan efisiensi tiang dalam tanah granuler

Kapasitas Kelompok Tiang Dalam

Tanah Kohesif

Q

_g

= 2D(B + L)c + 1,3 c

_b

N

_c

BL

 Q_g = kapasitas kelompok tiang < n Qu  c = kohesi di sekeliling tiang (kN/m2)  c_b = kohesi di dasar tiang (kN/m2)  B = lebar kelompok (m)

 L = panjang kelompok (m)  D = kedalaman tiang (m)  1,3 = faktor utk persegi

L

B

Efisiensi tiang

E

_g

= efisiensi kelompok tiang

θ

= arc tg d/s  d = diameter tiang

n’ = jumlah tiang dalam satu baris

m = jumlah baris tiang

Qu = kapasitas tiang tunggal

'

90

'

)

1

(

)

1

'

(

1

mn

n

m

m

n

E

_g

=

−

θ

−

+

−

u g g

nQ

Q

E

=

Efisiensi tiang

Menurut Kerisel (1967) 1 0,95 10d 8d Efisiensi (Eg) Jarak tiang

Contoh :

Kelompok tiang 5x5 dipancang dalam

tanah lempung c

_u

= 23 kN/m

2

_dan

γ

_{= 19}

kN/m

3

_{. Kedalaman tiang D = 15m,}

diamater 0,30 m dan jarak tiang 0,75m.

Ukuran luasan kelompok tiang L=B=3,3m.

Hitung kapasitas ijin kelompok (F=3),

kapasitas ijin berdasarkan tiang tunggal

(F=2,5). Berapa beban kelompok tiang

maksimum.

Penyelesaian :

s/d = 0,75/0,3 = 2,5, jadi s = 2,5d

a)

Kapasitas ijin kelompok tiang

Q

_g

= 2D(B + L)c + 1,3 c

_b

N

_c

BL

Q

_g

=2x15x(3,3+3,3)x23+1,3x23x9x3,3x3,3

Q

_g

=7484,5 kN

Q

_a

= 7484,5/3

Q

_a

= 2494,83 kN

Penyelesaian :

b)

Kapasitas tiang dari tiang tunggal

c

_u

= 23 kN/m

2

_{ Gambar 2.20, ad=0,98}

Q

_s

= a

_d

c

_u

A

_s

Q

_s

= 0,98x23x

π

x0,3x15 = 318,7 kN

Q

_b

= A

_b

c

_b

N

_c

Q

_b

= ¼ x

π

x0,3

2

_x23x9

Q

_b

= 14,63 kN (kecil diabaikan ~ 0)

Q

_u

= Q

_s

+ Q

_b

= 318,7 + 0 = 318,7 kN

Q

_a

= Q

_u

/F = 318,7 kN/2,5 = 127,5 kN

Penyelesaian :

Efisiensi

 θ = arc tg d/s = arc tg (0,3/0,75) = 21,8o  n’ = 5, m = 5 612 , 0 5 ) 1 5 ( 5 ) 1 5 ( 8 , 21 1 ' 90 ' ) 1 ( ) 1 ' ( 1 = − + − − = − + − − = E mn n m m n Eg θ

Kapasitas Kelompok Tiang Dalam

Tanah Granuler

Pemancangan tiang ke dalam tanah granuler

(pasir, krikil) menyebabkan tanah di sekitar tiang pada radius paling sedikit 3 kali diameter tiang memadat. Tiang dipancang berkelompok, maka tanah di antara tiang akan mempunyai kepadatan tinggi. Efisiensi maksimum dapat mencapai 2, bila jarak tiang 2 sampai 3 kali diameter tiang.

O’Neill (1983), menyimpulkan :

 Eg selalu lebih besar 1 dan mencapai maksimum pada s/d = 2.

 Jarak tiang 2<s/d<4, Eg > 1

Jarak Tiang (s)

Pada prinsipnya jarak tiang (s) makin

rapat, ukuran poer makin kecil secara

tidak langsung biaya murah, tetapi bila

pondasi memikul beban momen, jarak

tiang perlu diperbesar supaya tahanan

momen bertambah. Jarak tiang diambil

bila :

 Ujung tiang tidak mencapai tanah keras, jarak

tiang minimum >= 2 d

 Ujung tiang mencapai tanah keras, jarak tiang

Susunan tiang

Susunan tiang atau

denah tiang

berpengaruh terhadap

luasan poer (pile cap).

Disamping ini diberikan

cara penyusunan

denah tiang, untuk

menghemat poer.

Perencanaan Pondasi Tiang

Hitung kapasitas tiang tunggal (Q

a

)

Rencanakan jumlah tiang n = V/Q

a

, V

beban kolom

Rencanakan susunan tiang

Beban aksial maksimum pada tiang harus

lebih kecil dari Q

a

 Qi max = V/n ± My xi/ Σx2 ± Mx yi/ Σy2

Q

grup

(kelompok) lebih besar dari V

 Qgrup = Eq n Qa

Beban vertikal eksentris

V e

O O

V

Beban horizontal eksentris

H h O O M=H.h H

Beban kombinasi horizontal & vertikal

H h O O M=V.e+H.h H V e

Jarak tiang ke titik berat (x

₀

,y

₀

)

X Y My Mx I II III x1 x2 x3 y3 y1 y₂ x0 y0

Analisa Stabilitas Konstruksi Tiang Pancang

a.

Beban tiang

Beban vertikal
Beban tarik
Beban desak
Beban lateral
Beban momen Dikelompokkan berdasarkan
Beban tetap
Beban sementara

Analisa Stabilitas Konstruksi Tiang Pancang

b.

Kapasitas dukung tiang

Kapasitas dukung terhadap beban tarik
Kapasitas dukung terhadap beban desak
Kapasitas dukung terhadap beban lateral

Kapasitas dukung ijin

Angka keamanan (SF) sebesar 3 untuk beban

tetap

Untuk beban sementara angka keamanan

(SF) sebesar 2 atau pa sementara = 1 ½ pa tetap

Analisa Stabilitas Konstruksi Tiang Pancang

c.

Jumlah tiang

Jumlah tiang (n) didasarkan pada beban tetap (V), n = (V/p_a), p_a = kapasitas dukung ijin tiang, n diambil bilangan bulat yang terbesar.

Analisa Stabilitas Konstruksi Tiang Pancang

e.

Kontrol

1) Kontrol dilakukan terhadap beban tetap (p_terjadi

< p_a). Untuk beban lateral, dimungkinkan menggunakan tiang miring.

2) Kontrol terhadap beban sementara (p_s < 1½

p_a).

3) Kapasitas dukung kelompok tiang harus lebih

dari beban yang bekerja.

4) Untuk beban lateral cukup besar, dapat

menambah jumlah tiang miring atau tiang lainnya.

5) Poer dianalisis dengan konstruksi beton

bertulang, dan penurunan yang terjadi perlu diperhatikan dengan Mekanika Tanah.

Contoh 1

Sebuah bangunan monumental dibuat dari

konstruksi

beton

bertulang

dengan

penampang 2m x 2m dan tinggi bangunan

di atas muka tanah 20m. Bangunan ini

menggukan poer, tebal 1m, permukaan atas

poer rata dengan muka tanah. Koefisien

gempa : 0,1. Karakteristik tiang dengan

kapasitas dukung tiang yang diijinkan,

desak p

_a

= 400 kN/tiang, tarik t

_a

= 100

kN/tiang dan lateral h

_a

= 10 kN/tiang. Tiang

beton bertulang dengan

γ

_beton

= 25 kN/m

3

_.

Rencanakan susunan tiang.

Penyelesaian :

A. Beban tetap

Berat sendiri bangunan di

atas tanah

P1 = 2x2x20x25

= 2000 kN

Berat poer ditaksir

P2 = 250 kN

V = P1 + P2 = 2250 kN

P₁ P2 20 m 1m

Jumlah tiang

n = V/pa = 2250/400 = 5,6 Diambil n = 8> 5,6 karena ada beban gempa.

Jarak tiang s = 1m > 2d, disusun simetris.

0,5 1,0

B. Beban sementara

H = koef gempa x Berat

sendiri bangunan di atas

tanah

H

= 0,1 x 2000

= 200 kN

Momen

M

= H.h

= 200 x (10+1)

= 2200 kNm

P₁ P2 20 m 1m H 10 m 1m x₁ = 1m, x₂ = 1m (tiang di tengah tidak ada jarak terhadap pusat pondasi).

Σx2 _=3x

12 + 3x22

=3(1)2 _{+ 3(1)}2

= 6 m2

Tidak mampu menahan beban sementara, dicoba dengan

menambah jarak tiang

kN p kN p p x x M n V p a 600 1 645 6 1 . 2200 8 2225 . 2 1 max max 2 2 max = > = + = Σ + =

Beban maksimum tiang deret III

Beban maksimum tiang deret I

kN t kN p p x x M n V p a 100 5 , 88 6 ) 1 .( 2200 8 2225 . min min 2 1 min = < − = − + = Σ + =

Jumlah tiang

n = 8> 5,6 Jarak tiang s = 1,25m > 2d, disusun simetris.

Berat sendiri P1 =2000,

Berat poer

(p

₂

=3,5x3,5x1x25=306kN),

V = 2306 kN.

P = (V/n) = 2306/8 = 288 kN < pa = 400 kN … ok 0,5 0,5 0,5 0,5 1,25 x₁ x₂ 1,25 1,25 1,25 x₁ = 1,25m, x₂ = 1,25m (tiang di tengah tidak ada jarak terhadap pusat pondasi). Σx2 _=3x 12 + 3x22 =3(1,25)2 _{+ 3(1,25)}2 OK kN p kN p p x x M n V p a 600 1 581 4 , 9 25 , 1 . 2200 8 2306 . 2 1 max max 2 2 max = < = + = Σ + =

C. Beban Lateral Tanpa tiang miring ha = H/n = 200/8 = 25 kN > ha = 10kN Perlu tiang pancang miring.

(2, 4, 5, dan 7)

Kemiringan 1:m = 1:4 Tiang I,

komponen vertikal tiang I p1=V4=p6 = -4,3kN Komponen horizontal H4 = V4/m = -1,07 kN () P4 = (-v4/m)(1+m2₎0,5 = -4,43 kN 0,5 0,5 0,5 0,5 1,25 x₁ x₂ 1,25 1,25 1,25 1 2 3 4 5 6 7 8 h4 p4 v4 m=4 1 p5 h5 v5 m=4 Tiang II (2,7), komponen vertikal V2=V7 = V/n = 288 kN Tiang III (3,5,8) komponen vertikal p3 = V5 = p8 = 581 kN Komponen horizontal H5 = V5/4 = 145 kN () P5 = (V5/4)(1+m2₎0,5 = 599 kN < 1 ½ pa Beban lateral Ht = H + Σhi = 200 + (-h4 – h5) = 54 kN ha = Ht/n = 6,7 kN < ha’

Contoh 2

Suatu kolom bangunan memikul beban Beban P (vertikal) M_x M_y

Tetap 1500 kN 600 kNm 300 kNm Sementara 1900 kN -500 kNm 500 kNm Kolom ini didukung oleh pondasi tiang yang mempunyai kapasitas dukung 200 kN/tiang. Tebal poer yang digunakan 75 cm, dan muka atas poer rata dengan muka tanah. Bila diketahui berat volume beton 24 kN/m3_{, rencanakan susunan tiang}

yang diperlukan dengan menggunakan jumlah tiang sedikit mungkin.

Penyelesaian :

A. Beban tetap

Berat kolom

P

₁

= 1500 kN

Berat poer ditaksir