KAPASITAS TIANG DARI UJI SONDIR (CPT)
A. Kapasitas tiang dalam tanah granuler.
Vesic (1967) menyarankan, tahanan ujung tiang persatuan luas (fb) kurang lebih sama dengan tahanan kerucut sondir (qc) ;
fb = qc.
Tahanan ujung ultimit tiang (Qb) dinyatakan oleh persamaan ; Qb = Ab.qc
Meyerhoff (1976) menyarankan, nilai qc pada persamaan diatas diambil dari nilai rata- rata dihitung dari 8d diatas dasar tiang sampai 4d dibawah tiang (Gambar 12.1).
Gambar 12.1 Hitungan tahanan ujung tiang dari data tahanan kerucut statis (sondir).
Bila belum ada data hubungan antara tahanan kerucut (qc) dan tahanan tanah yang meyakinkan, Tomlinson (1977) menyarankan penggunaan factor untuk hitungan tahanan ujung.
Qb = Ab.qc dimana = 0,5.
Heijnen (1974), DeRuiter dan Beringen (1979) menyarankan nilai factor seperti diperlihatkan lam Tabel 12.1.
Kondisi tanah Faktor Pasir terkonsolidasi normal (OCR = 1)
Pasir mengandung banyak kerikil kasar, OCR (2 – 4) Kerikil halus, pasir dgn OCR = 6 s/d 10
1 0,67
0,5
Vesic (1967) menyarankan tahanan gesek persatuan luas (fs);
- pada dinding tiang beton adalah 2 x tahanan gesek dinding mata sondir (qf), atau ; fs = 2 qf (kg/cm2)
- untuk tiang baja profil H.
fs = qf (kg/cm2)
Meyerhoff (1956) memberikan tahanan gesek dinding tiang dengan tanah dapat diperoleh dari nilai tahanan ujung kerucut sondir ;
- untuk tiang pancang beton dan kayu pada tanah pasir fs = qc/200 (kg/cm2).
- untuk baja profil H pada tanah pasir
fs = qc/400 (kg/cm2).
- di Belanda untuk tiang beton dan kayu pada tanah pasir digunakan persamaan ; fs = qc/250 (kg/cm2).
dengan ;
- fs = tahanan gesek dinding tiang ultimit persatuan luas - qc = tahanan ujung kerucut statis rata-rata sepanjang tiang
Untuk tiang pancang yang tidak meruncing , Meyerhof membatasi nilai gesek dinding ultimit persatuan luas harus tidak lebih dari 107 kN/m2 (1,08 kg/cm2), dan untuk tiang baja profil H, fs = 0,54 kg/cm2 (dihitung keseluruhan permukaan sayap dan badan).
- Tahanan gesek tiang dinyatakan dengan persamaan ; Qs = As fs
- Kapasitas ultimit tiang (Qu), dihitung dengan persamaan ; Qu = Ab qc + As fs
dengan ;
Ab = luas ujung bawah tiang As = luas selimut tiang
qc = tahanan ujung kerucut statis fs = tahanan gesek dinding satuan.
Prosedur penggunaan diagram tahanan kerucut statis untuk menghitung kapasitas tiang dalam tanah granuler ;
Perhatikan diagram sondir perkedalamannya, pilihlah kedalaman sementara yang mendekati kapasitas ultimit bahan yang dipakai
Hitung nilai rata-rata tahanan kerucut pada kedalaman tertentu (menurut Meyerhof Gambar 12.1 atau lainnya).
Dari nilai rata tahanan kerucut sondir hitung tahanan ujung tiang dengan rumus Qb= Ab.qc, atau rumus Qb= Ab.qc
Dari nilai rata tahanan kerucut sondir sepanjang kedalaman, hitung tahanan gesek tiang dengan rumus Qs= As fs
Hitunglah kapasitas ultimit tiang dengan rumus Qu= Ab qc + As fs, kemudian bagilah dengan factor aman (2,5 s/d 3) untuk memperoleh kapasitas ijin (Qa).
Cek nilai Qa yang terhitung dengan kekuatan bahan tiang ijin.
Jika setelah dikalikan dengan jumlah tiang , kapasitas ijin yang diperoleh < beban total struktur, maka kedalaman tiang ditambah, cara lain pembesaran ujung, disarankan tiang dipancang cukup dalam ke lapisan pendukung yang dipilih berdasarkan nilai tahanan kerucutnya.
B. Kapasitas tiang dalam tanah kohesif
Tahanan kerucut statis (qc) dihubungkan dengan kohesi tah terdrainase (cu), yaitu ; cu Nc = qc (kg/cm2).
Nilai Nc berkisar antara 10 s/d 30 tergantung sensitivitas, kompresibilitas dan adhesi tanah dengan mata sondir.
Dalam hitungan biasanya nilai Nc diambil antara 15 s/d 18 (Bagemann, 1965)
Tahanan ujung tiang diambil nilai rata-rata qc yang dihitung dari 8d diatas dasar tiang sampai 4d dibawah dasar tiang.
Tahanan gesek persatuan luas (fs) dari tiang pancang secara aman dapat diambil sama dengan tahanan gesek selimut sondir (qf) (Bagemann 1965), atau
fs = qf (kg/cm2)
Kapasitas ultimit tiang (Qu) menjadi ;
Qu = Abqc + Asqf (kg) dengan ;
Ab = luas ujung bawah tiang (cm2) As = luas dinding tiang (cm2)
qc = tahanan penetrasi kerucut statis (kg/cm2) qf = tahanan gesek kerucut statis (kg/cm2)
contoh soal.
Tiang pancang beton bulat diameter 0,45m, harus mendukung beban sebesar 750 kN. Data teknis tanah adalah sbb ;
0 – 10 m lempung lunak cu = 10 kN/m2 ’ = 9 kN/m3. 10 – 21 m pasir kepadatan sedang ’ = 10 kN/m3. 21 – 30 m pasir padat ’ = 10 kN/m3.
Air tanah dipermukaan. Dari uji penetrasi kerucut statis (sondir), diperoleh variasi qc seperti tergambar.
Hitung factor aman (F) dengan cara Meyerhof, beton = 25 kN/m3. Penyelesaian ;
coba dasar tiang pada lapisan tanah padat, ujung tiang sebaiknya harus masuk kedalaman lapisan padat minimum sedalam 4d = 4 x 0,45 = 1,80 m.
Panjang tiang L = 21 + 1,80 = 22,80 m, dipakai 23 m. dengan demikian panjang tiang menembus lapisan padat adalah 2 m.
(a) Tahanan gesek ultimit (Qs).
- untuk tiang pancang beton dan kayu pada tanah pasir fs = qc/200 (kg/cm2).
Tahanan gesek pada bagian tiang yang berada pada lempung lunak diabaikan karenan kecil.
Nilai qc rata – rata pada pasir sedang 25 kg/cm2, maka qs1 = 25/200 = 0,125 kg/cm2.
= 0,125 x 98,1 = 12,26 kN/m2.
Nilai qc rata – rata pada pasir padat 135 kg/cm2, maka qs2 = 135/200 = 0,675 kg/cm2.
= 0,675 x 98,1 = 66,22 kN/m2.
- Tahanan gesek total (Qs).
Qs = qs1. As1 +qs2. As2
= 12,26 x (. 0,45 x 11) + 66,22 x (. 0,45 x 2)
= 377,88 kN
(b) Tahanan ujung ultimit (Qb).
- Nilai qc rata-rata diambil 8d diatas ujung dan 4 d dibawah ujung tiang.
Dari data sondir diperoleh ;
8d diatas ujung tiang qc rata-rata = 80 kg/cm2. 4d dibawah ujung tiang qc rata rata = 135 kg/cm2.
Jadi qc rata – rata sepanjang (8d + 4d) adalah 107,5 kg/cm2.
- Qb = Ab qc ( = 0,5).
= 0,5 x (1/4 x x 0,452) x 107,5 x 98,1 = 836,60 kN
(c) Berat tiang (Wp).
Wp = ¼ x x 0,452 x 25 x 23 = 91,40 kN.
(d) Menghitung kapasitas ultimit tiang (Qu).
Qu = Qs + Qb – Wp
= 377,88 + 836,60 – 91,4
= 1123,08 kN
(e) Menghitung factor aman
F = Qu/beban
= 1123,08/750
= 1,50
