Perhitungan Rekayasa Pondasi

(1)

Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118

1 Diketahui :

 Kedalaman Pondasi 30 m

 Jenis pondasi tiang pancang bulat D=50 cm Ditanyakan :

 Daya dukung vertikal tiang (single pile and group pile)

 Perhitugan masing-masing beban yang ditanggung (asumsi beban horisontal 10 % dan beban vertikal 40% dari kapasitas daya dukung pondasi)

(2)

2 A. Daya dukung vertikal pondasi satu tiang (single pile)

 Menentukan Qb (Tahanan Ujung Tiang)

1. Dutch Method  (menggunakan hasil penyelidikan Sondir/CPT )

Keterangan :

qb = tahanan ujung tiang pancang

w = faktor korelasi untuk metode Dutch

qc1 = rata-rata perlawanan ujung konus 8D diatas ujung tiang

qc2 = rata-rata perlawanan ujung konus 4D diatas ujung tiang

Jawaban : D =40 cm 8D = 8 x 50 = 400 cm 4B = 4 x 50 = 200 cm

8D

4D

26,00 qc= 60 kg/ cm2 26,20 qc= 76 kg/ cm2 26,40 qc= 76 kg/ cm2 26,60 qc= 65 kg/ cm2 26,80 qc= 65 kg/ cm2 27,00 qc= 82 kg/ cm2 27,20 qc= 80 kg/ cm2 27,40 qc= 80 kg/ cm2 27,60 qc= 130 kg/ cm2 27,80 qc= 168 kg/ cm2 28,00 qc= 215 kg/ cm2 28,20 qc= 210 kg/ cm2 28,40 qc= 210 kg/ cm2 28,60 qc= 210 kg/ cm2 28,80 qc= 210 kg/ cm2 29,00 qc= 210 kg/ cm2 29,20 qc= 210 kg/ cm2 29,40 qc= 210 kg/ cm2 29,60 qc= 210 kg/ cm2 29,80 qc= 210 kg/ cm2 30,00 qc= 210 kg/ cm2 30,20 qc= 210 kg/ cm2 30,40 qc= 210 kg/ cm2 30,60 qc= 210 kg/ cm2 30,80 qc= 210 kg/ cm2 31,00 qc= 210 kg/ cm2 31,20 qc= 210 kg/ cm2 31,40 qc= 210 kg/ cm2 31,60 qc= 210 kg/ cm2 31,80 qc= 210 kg/ cm2 32,00 qc= 210 kg/ cm2 L =30m 50cm

(3)

Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118 3 2 24 , 152 21 3197 21 210 210 210 10 2 210 + 210 + 210 + 210 + 210 + 210 + 215 + 168 + 130 + 80 + 80 + 82 + 65 + 65 + 76 + 76 + 60 1 cm kg C q        2 210 10 2100 10 210 210 210 210 210 210 210 210 210 210 2 cm kg C q             2 56 , 90 2 ) 210 24 , 152 ( 5 . 0 2 ) ( ₁ ₂ cm kg b qc qc w q     

Koreksi Schmertmann : 60 % dari hasil perhitungan dengan Metode Dutch

2 336 , 54 56 , 90 6 . 0 cm kg b q    ton kg Ap q Q_b _b 68 , 106 4865 , 106688 ) 50 4 1 ( 336 , 54 2         

(4)

4 2. Aoki & De Alencar’s Method  (menggunakan hasil penyelidikan

Sondir/CPT ) 1 ) ( F q q_b  cabase Keterangan :

qb = tahanan ujung tiang

qca = rata-rata perlawanan ujung konus (1,5 D di atas ujung tiang

sampai 1,5 D di bawah ujung tiang) F1 = faktor tipe tiang pancang

(Salgado & Lee, 1999) Jawaban :

D =50 cm 1.5 D = 1.5 x 50

(5)

Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118 5 2 210 7 1470 7 210 210 210 210 210 210 210 ) ( cm kg baase ca q          2 120 75 . 1 210 1 ) ( cm kg base ca b F q q   

3. Meyerhof ‘s Method  (menggunakan hasil penyelidikan N-SPT )

p u

b c A

Q 9 

Keterangan :

Qb = tahanan ujung tiang

1,5 D

ton kg A q Qb b p 5 , 235 235500 ) 50 4 1 ( 120 2         

(6)

Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118 6 cu = kohesi undrained (kN/m2) = N-SPT x 2/3 x 10 Jawaban : 2 33 , 313 10 3 2 47 10 3 2 m kN u N SPT c         ton kN A c Q_b _u _p 3425 , 55 425 , 553 ) 50 . 0 4 1 ( 33 , 313 9 9 2           

 Menentukan Qs (Tahanan Gesek Selimut Tiang)

1. Aoki & De Alencar’s Method  (menggunakan hasil penyelidikan Sondir/CPT ) 2 ) ( . F q q s side c s   Keterangan :

qs = tahanan gesek selimut tiang

qc(side) = perlawanan konus rata-rata pada masing-masing lapisan

sepanjang tiang

αs = faktor empirik untuk tipe tanah

F2 = faktor empirik untuk jenis tiang pondasi

N-SPT = 47 30m

(7)

7 (Salgado & Lee, 1999)

(Salgado & Lee, 1999) Jawaban :

 Kedalaman 0 m – 5,15 m (Sandy clay)

2 18 5 90 5 30 32 10 10 8 ) ( cm kg side c q        2 3 , 0 5 , 3 06 , 0 18 2 ) ( cm kg s side c s F q q      

(8)

Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118 8 ton kg A q Qs s s 256 , 24 5 , 24256 ) 515 50 ( 3 , 0         

 Kedalaman 5,15 – 15,95 m (Silty Sand)

2 45 , 11 11 126 11 14 12 10 10 6 10 10 6 6 12 30 ) ( cm kg side c q              2 065 , 0 5 , 3 02 , 0 45 , 11 2 ) ( cm kg s side c s F q q       ton kg A q Q_s _s _s 021 , 11 4 , 11021 ) 1080 50 ( 065 , 0           Kedalaman 15,95 – 20,45 m (Clay) 2 33 , 27 6 164 6 40 36 24 26 24 14 ) ( cm kg side c q         2 47 . 0 5 . 3 06 . 0 33 , 27 2 ) ( cm kg s side c s F q q       ton kg A q Q_s _s _s 2 , 33 5 , 33205 ) 450 50 ( 47 . 0           Kedalaman 20,45 – 25,45 m (Clay) 2 44 6 264 6 70 54 36 24 40 40 ) ( cm kg side c q        

(9)

Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118 9 2 75 . 0 5 , 3 06 , 0 44 2 ) ( cm kg s side c s F q q       ton kg A q Q_s _s _s 87 , 58 58875 ) 500 50 ( 75 , 0           Kedalaman 25,45 – 30 m (Clay) 2 142 6 852 6 210 210 210 92 60 70 ) ( cm kg side c q         2 43 , 2 5 , 3 06 , 0 142 2 ) ( cm kg s side c s F q q       ton kg A q Q_s _s _s 74 , 211 05 , 211738 ) 555 50 ( 43 , 2          Qs total = 24,256+11,021+33,2+58,87+211,74 = 338,917 ton

(10)

10 2. Meyerhof’s Method  (menggunakan hasil penyelidikan N-SPT )

av s p L f Q    u av c f  Keterangan :

k = keliling penampang tiang (m) 𝝙L = panjang lapisan tanah (m) α = faktor adhesi

cu = undrained shear strength (kN/m2)

Jawaban :

 Tanah Lempung kedalaman 0 – 5,15 m

5 , 8 2 10 7    N 2 2 51 1 , 5 5 , 8 6 , 0 6 , 0 m kN m t u N c      

Untuk cu = 51 kN/m2  α = 0,875 (Grafik API Method-2,

1986) 2 625 , 44 51 875 , 0 m kN u av c f      ton kN f L p Q_s _av 081 , 36 81 , 360 625 , 44 15 , 5 ) 5 . 0 (           

 Tanah Lempung kedalaman 5,15 – 15,95 m

75 , 6 4 9 6 6 6      N Menurut grafik API Metode

Untuk jenis tanah Lempung c = 0.6 x N

(11)

Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118 11 2 2 5 , 40 05 , 4 75 , 6 6 , 0 6 , 0 m kN m t u N c      

Untuk cu = 40,5 kN/m2  α = 0,8 (Grafik API Method-2,

1986) 2 4 , 32 5 , 40 8 . 0 m kN u av c f      ton kN f L p Qs av 937 , 54 37 , 549 4 , 32 8 , 10 ) 5 . 0 (           

 Tanah Lempung kedalaman 15,95 – 20,45 m

3 , 18 3 24 22 9     N 2 2 110 11 3 , 18 6 . 0 6 . 0 m kN m t u N c      

1986) 2 55 110 5 , 0 m kN u av c f      ton kN f L p Qs av 857 , 38 57 , 388 55 5 , 4 ) 5 , 0 (           

 Tanah Lempung kedalaman 20,45 –25,45 m

6 , 23 3 24 23 24     N

(12)

Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118 12 2 2 6 , 141 16 , 14 6 , 23 6 , 0 6 , 0 m kN m t u N c      

Untuk cu = 141,6 kN/m2  α = 0,5 (Grafik API Method-2,

1986) 2 8 , 70 6 , 141 5 , 0 m kN u av c f      ton kN f L p Qs av 578 , 55 78 , 555 8 , 70 5 ) 5 , 0 (           

 Tanah Lempung kedalaman 25,45 – 30 m

6 , 43 3 60 47 24     N 2 2 262 2 , 26 6 , 43 6 , 0 6 , 0 m kN m t u N c      

1986) 2 131 262 5 , 0 m kN u av c f      ton kN f L p Qs av 579 , 93 79 , 935 131 55 , 4 ) 5 , 0 (            Qs total = 36,081+54,937+38,857+55,578+93,579 = 279,032 ton

(13)

13  Kesimpulan Perhitungan Daya Dukung Vertikal

Agar lebih aman, maka diambil nilai hasil terendah dari semua hasil perhitungan yang berasal dari beberapa metode yang berbeda. Sehingga didapatkan :

 Hasil Perhitungan dengan menggunakan data hasil CPT (sondir) Qb = 106,68 ton

Qs = 338,917 ton

Qultimate = Qb+Qs

= 106,68+338,917 = 445,597ton

Qallowable = ; FS yang digunakan 2,5

= , _, = 178,238 ton

 Hasil Perhitungan dengan menggunakan data hasil N-SPT Qb = 55,3425 ton

Qs = 279,032 ton

Qultimate = Qb+Qs

= 55,3425+279,032 = 334,3745 ton  dipakai

Qallowable = ; FS yang digunakan 2,5

= , _,

= 133,7498 ton Keterangan :

Qb = Kapasitas Dukung diUjung Tiang

Qs = Kapasitas Dukung Kulit

(14)

14 B. Daya Dukung Pondasi Kelompok Tiang (group pile)

Sket Gambar Denah Pondasi Tiang Type P15B Gedung Regional Indosat

Converse-Labarre equation :   _             2 1 1 2 2 1 90 ). 1 ( ). 1 ( 1 n n n n n n _{; dimana :}         d D 1 tan  Keterangan :

 = efisiensi kelompok tiang n1 = jumlah baris tiang

n2 = jumlah tiang dalam satu baris

D = diameter tiang

d = jarak pusat ke pusat tiang Jawaban :

D = 45cm d = 150cm n1 = 5

(15)

Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118 15 26 , 18 150 50 tan tan 1 1                  d D  % 25 . 70 7025 , 0 2975 , 0 1 26 , 18 3 5 90 5 ). 1 3 ( 3 ). 1 5 ( 1                 

Qultimate (group) = m x Qultimate (single) x 

= (5 x 3) x 334,3745 x 0,7025 = 3523,47 ton

Qallowable (group) = ; Fs (faktor keamanan) yang digunakan= 2,5

= , _, = 1409,38 ton

(16)

16 C. Beban yang Ditanggung (asumsi beban horisontal 10% dan beban vertikal 40%)

 Mencari Momen (M)

M = 0,1 x Qall x Jumlah Tiang x Tinggi kolom

= 0,1 x 1409,38 x 15 x 0,9 = 1902,663 ton 818 , 10 ) 25 , 4 0 , 3 5 , 1 ( 3 2 1902,663 2 2 2 2 2 2           li n M 

Dimana : li = jarak antara titik berat masig-masing tiang dengan titik berat pusat beban rencana, terhadap sumbu Y

 Mencari Beban (P)

P = 0,4 x Qall x Jumlah tiang

= 0,4 x 1409,38 x 15 = 8456,28 ton Pmax = Vpt + Vm = ₃ 2 1 l n n P _ _   = 192,324 4.25 3 5 8456,28   

(17)

17 D. Penurunan yang Terjadi pada Pondasi

 Penurunan Elastis pada Tiang Pancang Tunggal

Menurut Vesic (1977), penurunan elastis pada tiang tunggal dapat dirumuskan sebagai berikut :

) 3 ( ) 2 ( ) 1 ( e e e e

S





Keterangan :

Se = total penurunan tiang pancang

Se(1) = penurunan elastis tiang pancang

Se(2) = penurunan tiang pancang dikarenakan beban pada ujung tiang

Se(3) = penurunan tiang pancang dikarenakan beban yang ditransmisikan

sepanjang kulit tiang Dimana : p p s b e E A L Q Q S . ) . ( ) 1 (    ; ult p b e Q D C Q S . . ) 2 (  ; ult s s e Q L C Q S   . . ) 3 ( Keterangan :

Qb = Kapasitas dukung Ujung Tiang yang dijinkan (ton)

Qs = Kapasitas dukung Selimut Tiang yang diijinkan (ton)

 = 0,5 ~ 0,67

L = Panjang tiang pancang (m)

Ap = Luas Penampang tiang (m2)

Ep = modulus elastisitas bahan tiang (ton/m2)

Cp = koefisien empiris

Cs = konstanta empiris ; C_s (0,930,16 L/D).C_p

D = diameter tiang (m)

(18)

Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118 18 m Q D C Q S ult p b e 00993 , 0 18725 , 167 6602 , 1 3745 , 334 . 5 , 0 03 , 0 . 3425 , 55 . . ) 2 (     m Q L C Q S ult s s e 0022 , 0 3745 , 334 . 30 08 , 0 . 032 , 279 . . ) 3 (     m S S S S_e _e _e _e 02833 , 0 0022 , 0 00993 , 0 0162 , 0 ) 3 ( ) 2 ( ) 1 (        Diketahui : Qb = 19,1 ton Qb(all) = Qb/Fs = 55,3425/2,5 = 22,137 ton Qs = 279,037 ton Qs(all) = Qs/Fs = 279,037/2,5 = 111,615 ton  = 0,6 L = 30 m Ap = 0,5 ) 4 1 (  2 = 0,19625 m2 Ep = 2,1 x 106 ton/m2

Cp = 0,03 (clay for driven pile )

Cs = (0,930,16 L/D).C_p = (0,930,6 30/0,5).0,03 = 0,080 D = 0.5 m Qult = 334,3745 ton Jawaban :

Jadi, total penurunan elastis per satu tiang pancang adalah 2,883 cm

m E A L Q Q S p p s b e 0162 . 0 412125 851 , 6682 10 1 , 2 . 19625 , 0 30 ). 032 , 279 . 6 , 0 3425 , 55 ( . ) . ( 6 ) 1 (        

(19)

19  Penurunan Elastis pada Tiang Pancang Kelompok (Group Pile)

Menurut Vesic (1977), penurunan elastis pada kelompok tiang dapat dirumuskan sebagai berikut :

D

B

S

_g



_e

.

g

Keterangan :

Sg = penurunan pondasi pada kelompok tiang (m)

Bg = Lebar kelompok tiang (m)

D = Diameter tiang (m) Diketahui : Bg = 4,15 m D = 0,5 m Jawaban :

m

S

_g

0816

.

0

5 ,

0

15 ,

4 .

02833

,

0 



(20)

20  PENURUNAN KONSOLIDASI PADA KELOMPOK TIANG

PenurunanKonsolidasi group pile

ditanahlempungdapatdihitungdenganmenggunakanmetodedistribusiteg angan 2:1.

a. Perhitungantegangan yang timbulditengah-tengahsetiaplapisantanahdenganbebanQg : = ( )( ) Keterangan : ΔPi = Peninggiantegangan di tenganlapisani Bg = Panjangtiangkelompoktiangkelompok Lg = Lebartiangkelompoktiangkelompok Zi = Jarakdariz = 0 ketengahlapisani

Qg = Rata – rata hasilQultimate data N-SPT danSondir Diketahui : Bg = 7 m Lg = 4,5 m Qg = , ,

=

53,7121Ton  Zi(1) = L1 / 2 = 5,15/2 = 2.575 m  Zi(2) = L1 + (L2/2) = 5,15+ (10,8/2) = 10,55 m  Zi(3) = L1 + L2 + (L3/2) = 5,15 + 10,55 + (4,5/2) = 17,95 m  Zi(4) = L1 + L2 +L3 + (L4/2) = 5,15 + 10,55 + 4,5 + (5/2) = 22,7 m  Zi(5) = L1 + L2 +L3 + L4 + (L5/2)

(21)

Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118 21 = 5,15 + 10,55 + 4,5 + 5 + (4,55/2) = 27,475 m Penyelesaian :



=

_{, , ,} , = , ,8 = 0, kN/m2



=

_{, , ,} , = , 8, 8 = 0, kN/m2



=

_{, , ,} , = , , = 0, 0 kN/m2



=

_, , = , 0 ,0 = 0, 0 kN/m2



=

_{, , ,} , = , 0 , = 0, kN/m2

b. Perhitungan penurunan untuk masing masing lapisan akibat adanya peningkatan tegangan pada lapisan tanah. Besarnya penurunan

(22)

22 dapat dihitung dengan menggunakan persamaan penurunan konsolidasi satu dimensi untuk lempung terkonsolidasi normal :

= ( ) Keterangan : ΔSi = Penurunankonsolidasipadalapisani. ΔPi = Peninggiantegangan di tengahlapisani

Po(i) = Teganganefektif rata – rata padalapisani

tanpapembebanan.

eo(i) = Angkaporipadalapisani. (Dari data Lab. UjiKonsolidasi)

CC(i) = Indekskompresi. (Dari data Lab. UjiKonsolidasi)

Hi =Ketebalanlapisantanah Po(1) = 9(17,2) + 4(18,0 - 9,81) = 154,8 + 32,76 = 187,56kN/m2 = 0, 0,8 ( 8 , 0, 8 , ) = 0,00 Po(2) = 9(17,2) + 8(18,0 – 9,81) +6,25(18,9 – 9,81) = 154,8 + 65,52 + 56,81 = 277,13kN/m2 = 0, , 0, ( , 0, , ) = 0,000 Po(3) = 277,13 + 6,25(18,9-9,81) + 1(19,0 – 9,81) = 333,9425 + 9,19 = 343,1325kN/m2 = 0, 0, ( , 0, 0 , ) = 0,0000

(23)

Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118 23 Po(4) = 343,1325 + 1(19,0-9,81) + 1(19,5 – 9,81) = 352,3225 + 9,69 = 362,0125kN/m2 = 0, 0,8 ( ,0 0, 0 ,0 ) = 0,000 08 Po(5) = 362,0125 + 1(19,5 – 9,81) + 2,75(19,7-9,81) = 371,7 + 9,89 = 381,59kN/m2 =0, , 0,8 ( 8 , 0, 8 , ) = 0,000 08 = = 0,00 + 0,000 + 0,0000 + 0,000 08 + 0,000 08 = 0,003294 mm

Jadi Penurunan Konsolidasi Lempung Normal adalah 0,003294 mm

 Penurunan Total = Penurunan lapisan konsolidasi lempung + Penurunan elastik = 0,003294 + 8,16 = 8,163294  Waktu Penurunan Rumus : t = Keterangan : t : lama konsolidasi tv : faktor waktu (0 8 8 Ht : Panjang lintasan drainase

(24)

Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118 24 Jawaban : t = t = (( ) ( )) t = (( ) ( )) t = ( ) t = t = 230844,4jam

(25)

25 E. Kesimpulan

1. Tugas berdasarkan gambar kerja proyek Gedung Kantor Regional Indosat (CJDRO) Semarang.

2. Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, daya dukung vertikal yang terjadi pada kelompok pondasi adalah 1409,38 ton (dengan faktor keamanan 2,5)

3. Dengan asumsi beban horizontal sebesar 10% dari kapasitas daya dukung vertikal, maka beban yang ditanggung oleh tiang adalah 1381,129 ton 4. Setelah adanya daya dukung vertikal dari beban yang ditanggung oleh tiang

terjadi penurunan (settlement) sebesar 28,33 cm untuk tiap pondasi (single pile) dan 8,163294 cm pada kelompok tiang (group pile). Sedangkan untuk waktu penurunannya adalah selama 26 tahun 8 bulan 19 hari.

Gambar Detail Sambungan Tiang Pancang 30m

10m