Perhitungan Pondasi Tiang Pancang [PDF]

Citation preview

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 Qu = (40*Nb*Ap)











   



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 Daya dukung Gesek/Friction tiang pancang berdasarkan data SPT



 



 



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.



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



Cara Menghitung Kuat Dukung Pondasi Tiang Pancang



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 Harga N rata-rata =



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



= nilai rata- rata N-SPT pada dasar tiang, = luas penampang dasar tiang (m2), = nilai N-SPT rata- rata, = 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 :



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) Ii = tebal lapisan tiang dengan memperhitungkan geseran dinding tiang







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



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 :



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 R1 – q.x = 0



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



 



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) SF = faktor keamanan (digunakan 2)



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)



 



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 2 (S2) tanah keras (qc = 50 kg/cm2) di kedalaman -18,60 m. – Titik sondir 3 (S3) tanah keras (qc = 50 kg/cm2) di kedalaman -19,60 m. – Titik sondir 4 (S4) tanah keras (qc = 50 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 Keliling = 157 cm



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) Ptiang = daya dukung 1 tiang (t)



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



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 d S Poer m n q efisiensi (cm) (cm) 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 satu Ptiang jumlah daya dukung Poer efisiensi tiang cek (ton) tiang group (ton) (ton) > 223.195 Tipe 1 0.758 76 57.590 4 230.360 ton > 318.799 Tipe 2 0.717 76 54.522 6 327.129 ton > 337.106 Tipe 3 0.677 76 51.453 9 463.079 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 (m2) Sy2 = Jumlah kuadrat ordinat-ordinat tiang pancang (m2)



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 = (0,6252) + (0,6252) = 0,781 m2 Sy2 = (0,6252) + (0,6252) = 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



Sx2 = (1,252) + (1,252) = 3,125 m2 Sy2 = (0,6252) + (0,6252) = 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 = (1,252) + (1,252) = 3,125 m2 Sy2 = (1,252) + (1,252) = 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



t= = = 87,582 t/m2 = 8,76 kg/cm2 < 10,28 kg/cm2 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/cm2 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)



Gambar 4. 39 Kondisi Pengangkatan 1 dan Momen yang Ditimbulkan



Dimana: q = Berat tiang pancang = L=6m



= 471 kg/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



®



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



– 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



Pu = 56,649 T = 566,49 KN



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 = Periksa vu > fvc: vu = vc = fvc = 0,6 x 0,8333 = 0,50



N



MPa MPa



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 = Penulangan Arah x



= 35,406 tm



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



Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,00294 Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρmin < ρ < ρmax)



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)



ρ < ρmin maka dipakai ρmin As = ρ.b.d.106 = 0,0035 . 1 . 0,606 . 106 = 2121mm2 Dipakai tulangan D16 – 75 (As terpasang = 2681 mm2) Pile Cap Tipe 2



Penulangan didasarkan pada:



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



Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,0057 Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρmin < ρ < ρmax)



ρmin < ρ < ρmax maka dipakai ρ As = ρ.b.d.106 = 0,0057 . 1 . 0,6205. 106 = 3538,62 mm2 Dipakai tulangan D19 – 75 (As terpasang = 3780 mm2) Penulangan Arah y Mu = 33,237 tm = 332,37 kNm Tebal pelat (h) = 700 mm Penutup beton (p) = 70 mm Diameter tulangan (øD) = 19 mm Tinggi efektif arah y (dy) = h – p – Dx – ½ øD = 700 – 70 – 19 – ½ .19 = 601,5 mm kN/m2



Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,00295 Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρmin < ρ < ρmax)



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



Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,00398 Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρmin < ρ < ρmax)



ρmin < ρ < ρmax maka dipakai ρ As = ρ.b.d.106 = 0,00398 . 1 . 0,6205 . 106 = 2467,68 mm2 Dipakai tulangan D19 – 100 (As terpasang = 2835 mm2) Penulangan Arah y Mu = 47,168 tm = 471,68 kNm Tebal pelat (h) = 700 mm Penutup beton (p) = 70 mm Diameter tulangan (øD) = 19 mm Tinggi efektif arah y (dy) = h – p – Dx – ½ øD = 700 – 70 – 19 – ½ .19 = 601,5 mm kN/m2



Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,00424 Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρmin < ρ < ρmax)



ρmin < ρ < ρmax maka dipakai ρ As = ρ.b.d.106 = 0,00424 . 1 . 0,6015 . 106 = 2553,06 mm2 Dipakai tulangan D19 – 100 (As terpasang = 2835 mm2) Perhitungan Tie Beam



Ukuran sloof 600 x 400 cm Data tanah: – f = 29,326o – c = 0,115 kg/cm2 = 1,15 t/m2 = 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 ® – Nc’ = 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 = Mlap =



= =



= 26,388 tm = 13,194 tm



– 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 L q Sloof 0.5*L 1/5*L Momen Gaya Lintang (m) (kg/m) Mtump Mlap. Tump. Lap. (kgm) (kgm) (kg) (kg) S1 6.7 3.35 1.340 7.054 26.388 13.194 23.631 S2 5.45 2.725 1.090 7.054 17.460 8.730 19.222 S2 5.25 2.625 1.050 7.054 16.202 8.101 18.517 S3 8 4 1.600 7.054 37.621 18.811 28.216 S4 6 3 1.200 7.054 21.162 10.581 21.162 S5 3.5 1.75 0.700 7.054 7.201 3.600 12.345 S5 2.75 1.375 0.550 7.054 4.445 2.223 9.699 S5 2.5 1.25 0.500 7.054 3.674 1.837 8.818 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



Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,0076



14.179 11.533 11.110 16.930 12.697 7.407 5.820 5.291



Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρmin < ρ < ρmax)



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



Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,0037 Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρmin < ρ < ρmax)



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 2 x ø sengkang = 2 x 10 = 20 mm



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 = Luas sengkang terpasang 157 mm2 > 50 mm2 Tulangan sengkang ø10 – 150 boleh dipakai. Tulangan Geser Lapangan Vu = 14,178540 t = 141785,40 N Vn =



mm2



MPa



Vc = MPa Vs = Vn – Vc = 236309,00 – 179666,67 = 56642,33 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 = 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 mm 2 mm smax = mm Digunakan tulangan sengkang ø 10 – 250. Sengkang minimum perlu = Luas sengkang terpasang 226 mm2 > 83,33 mm2 Tulangan sengkang ø10 – 250 boleh dipakai.



mm2



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 ;



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



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 Ap = 0.4*0.4 ; —–>Ap=0.16



Qu = (40*48*Ap) ; ——> = (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.