ANALISIS PONDASI PIER JEMBATAN

(1)

1. DAYA DUKUNG AKSIAL TIANG PANCANG 1.1. BERDASARKAN KEKUATAN BAHAN

Bentuk penampang tiang pancang : PIPA BAJA

Diameter tiang pancang, D = 1000 mm D = 1m

Tabel pipa baja t = 16 mm t = 0.016m

Kuat leleh baja, fy= 240 Mpa fy= 2E+05 kPa

Panjang tiang pancang, L = 40 m

Luas penampang pipa baja,

A = p / 4 * [D² - (D - t)²] = 0.025m²

Berat baja, wa= 78.5 kN/m³

Berat pasir, ws= 17.2 kN/m³

Berat tiang pancang baja yang diisi pasir dalamnya,

= 601.5 kN Kapasitas dukung ultimit tiang pancang,

= 2868 kN

Angka Safety Factor untuk bahan baja, SF = 1.5

Daya dukung tiang pancang = 1912 kN

1.2. BERDASARKAN DATA BOR TANAH (SKEMPTON)

Berdasarkan hasil pengujian laboratorium didapatkan data sbb : No. Kedalaman

z₁ (m) z₂ (m)

1 Lempung sangat lunak

2 Lempung lunak

3 Lempung sedang

4 Lempung padat

5 Lempung padat berpasir

a. Tahanan Ujung

Tahanan ujung ultimit dengan rumus Terzaghi :

Pb = Ab * (Cb * Nc + g * L * Nq + 0.3 * g *D * Ng) Ab = luas penampang

cb = kohesi tanah di bawah dasar tiang (kN/m2) C_b = 12 kN/m²

L = panjang tiang pancang (m) L = 40 m

D = diameter tiang pancang (m) D = 1 m

g = berat volume tanah di bawah dasar tiang (kN/m2) g = 15.71 kN/m³

Luas tampang tiang pancang, A_b= p/ 4 * D² = 0.785 m²

Sudut gesek dalam tanah di bawah dasar tiang, j = 25 

Faktor daya dukung tanah menurut Thomlinson :

N_c = (228 + 4.3 * j) / (40 - j) N_c = 22.37

N_q = (40 + 5 * j) / (40 - j) N_q = 11

(kN/m2)

j (....) Jenis lapisan tanah

ANALISIS PONDASI PIER

JEMBATAN

Wp = A * L * wa + p / 4 * (D - t)² * L * ws

u = 0.60 * f_y* A - 1.2*W_p

P = P_u / SF

0

g (kN/m3) Cu

(2)

N_g= (6 * j) / (40 - j) N_g = 10 Tahanan ujung ultimit tiang pancang :

Pb = Ab * (Cb * Nc + g * L * Nq + 0.3 * g *D * Ng= 5677 kN b. Tahanan Gesek

Tahanan gesek ultimit menurut Skempton dihitung dengan rumus : ad = faktor adhesi,

cu = kohesi tanah di sepanjang tiang (kN/m2)

As = luas permukaan dinding tiang (m2) As = p * D * L1) L₁ = panjang segmen tiang pancang yang ditinjau (m)

Diameter tiang pancang, D = m

Perhitungan tahanan gesek ultimit tiang

No. As Cu ad Ps

(m2) (kN/m2) (kN)

1 2 3 4 5

Tahanan gesek ultimit tiang,

P_s = S ad * c_u * A_s= kN

c. Tahanan ultimit tiang pancang

Tahanan ultimit tiang pancang = kN

angka aman SF = 3

Daya dukung tiang pancang = 0 kN

1.3. BERDASARKAN HASIL UJI SONDIR (BAGEMANN)

a. Tahanan ujung

Tahanan ujung ultimit dihitung dengan rumus : Pb = w * Ab * qc

w = luas reduksi nilai tahan ujung ultimit tiang Ab = Luas tahana ujung tiang (m2)

qc = tahan penetrasi kerucut statis yang merupakan nilai rata-rata dihitung dari B,D di atas dasar tiang sampai 4. D di bawah dasar tiang (kNm/m2)

diameter tiang pancang D = m

Luas tampang tiang pancang = #REF! m²

Tahanan penetrasi kerucut statis rata-rata dari B,D di atas dasar s.d.4.D di bawah

dasar tiang qc = kg/cm² qc = 0 kN/m²

Faktor reduksi nilai tahanan ujung ultimit tiang w =

Tahanan ujung ultimit tiang pancang = #REF! kN

b. Tahanan gesek

Tahan gesek ultimit menurut Skempton dihitung dengan rumus

Ps = S [ As * qf ] P = Pu / SF

Ab = p / 4 * D²

Pb = w * Ab * qc

Pu = Pb + Ps

z₂(m)

L1 (m) Kedalaman

Faktor adhesi untuk jenis tanah lempung pada tiang pancang yg nilainya tergantung dari nilai kohesi tanah, menurut Skempton, diambil : ad = 0.2 + [0.98]cu

z₁(m)

(3)

Af = Luas pemukaan segmen dinding tiang (m2) As = p * D * L1

qf = Tahanan gesek kerucut statis rata-rata (kN/m)

No. As Cu ad Ps

(m2) (kN/m2) (kN)

1 2 3 4 5

P_s = S [ As * q_f]

c. Tahanan ultimit tiang pancang

Tahanan ultimit tiang pancang = kN

Angka aman SF =

Daya dukung tiang pancang = kN

1.4. BERDASARKAN HASIL UJI SPT (MEYERHOFF)

Kapasitas ultimit tiang pancang secara empiris dan nilai pengujuan SPT menurut Meyerhoff dinyatakan dengan rumus

P_u = 40 * N_b * A_b + N * A_s kN

dan harus  P_u = 380* N * A_b kN

Nb = Nilai SPT di sekitar tiang pancang, dihitung dengan B.D di atas ujung tiang sampai 4.D dibawah ujung tiang

Nb = Nilai SPT rata-rata di sepanjang tiang A_b = Luas dasar tiang (m²)

A_s = Luas selimut tiang (m²)

Berdasarkan hasil pengujian SPT diperoleh data sbb

No. Nilai SPT

1 2 3 4 5

Nilai SPT rata-rata disepanjang tiang N = S L1 * N / S L1 = Nilai SPT disekitar tiang (B.D diatas dasar tiang s.d 4. D di bawah dasar tiang

Nb =

Diameter tiang pancang D = m

Panjang tiang pancang L = m

Luasa dasar tiang pancang Ab = p / 4 * D² = 0 m²

Luas selimut tiang pancang As = p * D * L = 0 m²

Pu = 40 * Nb * Ab + N * As = 0 kN Pu > Pu = 380* N * Ab = 0 kN N

(m)

#REF!

P_u = P_b+ P_s

P = P_u / SF

Kedalaman z1 (m) z2 (m)

L1*N (m)

L1

Kedalaman L1

z1 (m) z2 (m)

(4)

Kapasitas ultimit tiang pancang Pu = 0 kN

Angka aman SF =

Daya dukung tiang pancang P = Pu / SF = 0 kN

1.5. REKAP DAYA DUKUNG AKSIAL TIANG

No P (kN)

1 629.23

2 531.49

3 529.76

4 514.29

Daya dukung aksial terkecil, P = 514.29 kN

Diambil daya dukung aksial tiang pancang, Pijin = 510.00 kN Berdasarkan hasil uji SPT (Meyerhoff)

Berdasarkan hasil uji sondir (Bagemann) Berdasarkan kekuatan bahan

Uraian Daya Dukung Aksial Tiang Pancang

Berdasarkan data bor tanah (terzaghi dan Thomlinson

(5)

2. DAYA DUKUNG LATERAL TIANG PANCANG 2.1. BERDASARKAN DEFLEKSI TIANG MAKSIMUM

Daya dukung lateral tiang (H) dihitung dengan persamaan : H = yo * kh D / [ 2 * β * (e * β + 1 ) + dengan, β = √ *k^h * D / ( 4 * Ep * Ip ) ]

D = diameter tiang pancang (m), D = 0.40 m

t = tebal tiang pancang, t = 0.012 m

L = panjang tiang pancang (m), L = 40.00 m

kh = modulus subgrade horisontal (kn/m³), kh = 10750 kN/m³

Ep = modulus elastis tiang baja (kN/m²), Ep = 2.10E+08 kN/m²

Ip = momen inersia penampang (m⁴)

Ip = π / 64 * * D⁴ - ( D - t)⁴+ = 0.00014m⁴

e = jarak beban lateral terhadap muka tanah (m), e = 0.10 m

yo = defleksi tiang maksimum (m). yo = 0.006 m

β = koefisien defleksi tiang,

β = √ *k^h * D / ( 4 * Ep * Ip ) ] = 0.188497 m β * L = 7.54 > 2.5 maka termasuk tiang panjang

Daya dukung lateral tiang pancang,

H = yo * kh * D / * 2 * β * (e * β + 1 ) + = 67.16997 2.2. BERDASARKAN MOMEN MAKSIMUM

Tegangan leleh baja, fy = 240000 kN/m²

Tahanan momen, W = Ip / ( D / 2 ) = 0.00072 m³

Momen maksimum, My = fy * W = 172.8867 kN/m

Kohesi tanah rata-rata di sepanjang tiang

L1 Cu

z1 (m) z2 (m) (m) (kN/m²)

1 0.00 24.20 14.2 9.00 127.80

2 24.20 25.60 11.4 18.00 205.20

3 25.60 29.60 4.0 24.00 96.00

4 29.60 32.40 2.8 32.00 89.60

5 32.40 40.00 7.6 12.00 91.20

Ʃ L¹ = 40.0 ƩC^u * L1 = 609.80

Kohesi tanah rata-rata, čû = Ʃ *Cû * L1+ / ƩL¹ = 15.245 kN/m² f = Hu / * 9 * čû * D ] pers.(1)

g = L - ( f + 1.5 * D ) pers.(2)

My = Hu * ( e + 1.5 * D + 0.5 * f ) pers.(3) My = 9 / 4 * D * č^u * g² pers.(4) Dari pers.(1) :

Dari pers.(2) :

Dari pers.(3) : My = Hu * ( 0.700 * 0.00911 * Hu ) My = 0.00911 * Hu² * 0.70000 * Hu

Dari pers.(4) : My = 0.00456 * Hu² - 19.700 * H^u21299.2 Pers.kuadrat : 0= 0.00456 * Hu² 20.4000 * Hu - 21299.2

f = 0.01822 Hu

g = 39.40 - 0.01822 * Hu

g² = 0.00033 * Hu² - 1.43581 * Hu 1552.36 9/4 * D * cu = 13.7205

NO Kedalaman

Cu * L1

(6)

Dari pers.kuadrat, diperoleh tahanan lateral ultimit, Hu = 873.645 kN f = 15.9186 m Mmax = Hu * ( e + 1.5 * D + 0.5 * f ) = 7565.16 kNm Mmax > My Termasuk tiang panjang

Dari.pers(3) : My = Hu ( 0.700 0.00911 * Hu )

My = 172.974 = 0.00911 * Hu² 0.70000 * Hu

Pers.kuadrat 0 = 0.00911 * Hu² 0.70000 * Hu - 172.974 Dari persamaan kuadrat, diperoleh tahanan lateral ultimit,

Hu = 104.629 kN

SF = 1.5

H = Hu / SF = 69.75 kN

2.3. REKAP DAYA DUKUNG LATERAL TIANG

No Uraian Daya Dukung Aksial Tiang Pancang H (kN) 1 Berdasarkan defleksi tiang maksimum 67.19

2 Berdasarkan momen maksimum 69.75

Daya dukung aksial terkecil, H = 67.19 kN Diambil daya dukung lateral tiang pancang, Hijin = 67.00 kN

3. ANALISIS FONDASI ABUTMENT 3.1. DATA FONDASI ABUTMENT

Mutu beton, K - 250 Tegangan leleh baja,

Kuat tekan beton, fc ' = 20.8 Mpa fy = 240000 kPa Mutu baja tulangan, U - 32 Diameter tiang pancang, Tegangan leleh baja, fy = 320 Mpa D = 0.40 m Modulus elastis beton, Ec = 21410 Mpa Panjang tiang pancang,

Berat beton bertulang, Wc = 25 kN/m³ L = 40.00 m

Lebar arah x, Bx = 3.80 m Tebal, hp = 0.80 m Lebar arah y, By = 10.60 m Tebal, ht = 1.20 m Depan, L1 = 1.70 m Belakang, L2 = 1.30 m

Jarak pusat tiang terluar terhadap sisi liar pile-cap a = 0.50 m Jumlah baris tiang pancang, ny = 9 buah Jumlah tiang pancang dalam satu baris, nx = 3 buah Jarak antara tiang pancang arah x, X = 1.40 m Jarak antara tiang pancang arah y, Y = 1.20 m

BAHAN / MATERIAL FONDASI TIANG PANCANG BAJA

DIMENSI PILE CAP

DATA SUSUNAN TIANG PANCANG BAJA

(7)

Jumlah bor-pile : n = 27 buah

No Xmax = 1.20 Ymax = 5.60

1 X1 = 1.20 X1² = 25.92 Y1 = 5.60 Y1² = 188.16

2 X2 = 0.00 X2² = 0.00 Y2 = 4.20 Y2² = 105.84

3 X3 = tdk.ada X3² = tdk.ada Y3 = 2.80 Y3² = 47.04

6 Y6 = tdk.ada Y6² = tdk.ada

ƩX²= 25.92 ƩY²= 352.80

m m

(8)

3. ANALISIS FONDASI ABUTMENT 3.1. DATA FONDASI ABUTMENT

Mutu beton, K - 250 Tegangan leleh baja, Kuat tekan beton, fc ' = 20.8 Mpa fy = 240000 kPa Mutu baja tulangan, U - 32 Diameter tiang pancang, Tegangan leleh baja, fy = 320 Mpa D = 0.40 m Modulus elastis beton, Ec = 21410 Mpa Panjang tiang pancang, Berat beton bertulang, Wc = 25 kN/m³ L = 40.00 m

Lebar arah x, Bx = 3.80 m Tebal, hp = 0.80 m Lebar arah y, By = 10.60 m Tebal, ht = 1.20 m Depan, L1 = 1.70 m Belakang, L2 = 1.30 m

Jarak pusat tiang terluar terhadap sisi liar pile-cap a = 0.50 m Jumlah baris tiang pancang, ny = 9 buah Jumlah tiang pancang dalam satu baris, nx = 3 buah Jarak antara tiang pancang arah x, X = 1.40 m Jarak antara tiang pancang arah y, Y = 1.20 m

BAHAN / MATERIAL FONDASI TIANG PANCANG BAJA

DIMENSI PILE CAP

DATA SUSUNAN TIANG PANCANG BAJA

(9)

Jumlah bor-pile : n = 27 buah

No Xmax = 1.20 Ymax = 5.60

1 X1 = 1.20 X1² = 25.92 Y1 = 5.60 Y1² = 188.16

2 X2 = 0.00 X2² = 0.00 Y2 = 4.20 Y2² = 105.84

ƩX²= 25.92 ƩY²= 352.80

m m

(10)

5. PEMBESIAN PILE CAP

5.1. GAYA AKSIAL ULTIMIT TIANG PANCANG 5.1.1 TINJAUAN BEBAN ARAH X

Gaya aksial ultimit yang diderita satu tiang pancang Pumax= Pu/n + Mux * Xmax / SX²

Pumin= Pu/n + Mux * Xmax / SX²

Gaya aksial maksimum dan minimum yangdiderita satu tiangpancang

Pu Mux Pu/n Mux*X/SX² Pumax Pumin

kN kNm kN kN kN kN

1 13113.63 1569.69 485.69 72.67 558.36 413.02

2 12441.87 979.04 460.81 45.33 506.14 415.488

3 12058.63 1055.69 446.62 48.87 495.49 397.74

4 12063.67 1054.66 446.8 48.83 495.63 397.97

5 10978.48 5414.57 406.61 250.67 657.28 155.93

5.1.2 TINJAUAN BEBAN ARAH Y

Gaya aksial ultimit yang diderita satutiang pancang Pumax= Pu/n + Muy * Ymax / SY²

Pumin= Pu/n + Muy * Ymax / SY²

Gaya aksial maksimum dan minimum yangdiderita satu tiangpancang

Pu Mux Pu/n Muy*Y/SY² Pumax Pumin

kN kNm kN kN kN kN

1 13113.63 625.12 485.69 9.92 495.61 475.77

2 12441.87 0 460.81 0 460.81 460.81

3 12058.63 625.12 446.62 9.92 456.54 436.69

4 12063.67 750.14 446.8 11.91 458.71 434.9

5 10978.48 3140.17 406.61 49.84 456.45 356.76

KOMBINASI 4 KOMBINASI 5 KOMBINASI 5

No Kombinasi Pembebanan KOMBINASI 1 KOMBINASI 2 KOMBINASI 3 KOMBINASI 4 No Kombinasi

Pembebanan KOMBINASI 1 KOMBINASI 2 KOMBINASI 3