Pondasi Tiang [PDF]

Citation preview

PONDASI TIANG Tipe Pondasi Tiang 1. Tiang Pancang - Beton Precast - Beton Pratekan - Baja Penampang H - Baja Bulat Berongga - Baja Box 2. Tiang Pancang cor ditempat - Baja - Beton - Franky Piles 3. Tiang Bor - Beton cor ditempat - Beton Precast - Baja PERHITUNGAN P Qp = Qb + Qs + Va –W B



W



Qs



L



Qp = Daya Dukung Tiang Maksimum [kN] Qs = Daya Dukung Kulit Tiang [kN]



Qs



Qb = Daya Dukung Ujung Tiang [kN] W = Berat Tiang [kN] Va = Gaya Angkat Tiang [kN] Qb



QA = Daya Dukung Tiang yang diizinkan [kN] Va



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 1/30



Dikarenakan nilai W relatif sama dengan Va, maka : Qp = Qb + Qs



QA =



Qp FK



A. Untuk Tanah Kohesif (C ≠ 0 dan φ = 0 ) Tipe 1. Tiang Pancang Qb = Nc . Cb . Ab Nc : Faktor Daya Dukung,



Nc diambil 9 untuk L > 5 B Nc lihat Fig. 6.3 untuk L ≤ 5 B



Cb : Kohesi Pada Ujung Tiang [kN/m2] Ab : Luas Penampang Ujung Tiang [m2] Ab = ¼ . π . B² untuk penampang Bulat Ab = B² untuk penampang Persegi/ Bujur Sangkar B : Lebar / Diameter Penampang Tiang [m] L : Kedalaman Pemancangan Tiang [m] Qs = Ca . As Ca = Alpha . Cu



 Menurut Tomlinson



Ca = Lamda . ( σv’ + 2 Cu )  menurut Vijay Ca : Gaya persatuan luas [kN/m2] As : Luas selimut Tiang [m2] Alpha : Faktor Adhesi Tomlinson



 lihat Fig. 4.7



Lamda : Faktor Adhesi Vijay



 lihat Fig. 4.10



σv’ : Tegangan Geostatik Vertikal Efektif Rata-rata Pada Selimut Tiang [kN/m2] Cu : Kohesi Rata-rata Pada Selimut Tiang [kN/m2]



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 2/30



Tipe 2. Tiang Pancang Cor Ditempat Prinsip perhitungan sama dengan Tiang Pancang, rumus-rumus yang dipakai juga sama, hanya dibedakan dalam hal pengambilan nilai faktor adhesi. Faktor Adhesi untuk Tiang Pancang Cor Ditempat harus diambil antara nilai 0.57 s/d 1.06. Apabila diadakan pembesaran ujung bawah, maka diameter pembesaran ujung bawah harus diambil 1.3 s/d 1.5 kali diameter tiang.



Tipe 3. Tiang Bor Prinsip perhitungan sama dengan Tiang Pancang, rumus-rumus yang dipakai juga sama, hanya dibedakan dalam hal pengambilan nilai faktor adhesi. Faktor Adhesi untuk Tiang Bor harus diambil antara nilai 0.3 s/d 0.6 atau 0.45. Apabila diadakan pembesaran ujung bawah, maka nilai Ca = 0 untuk kedalaman 2B diatas bagian ujung bawah yang diperbesar. BA



L efektif



Dalam menghitung Ab, diameter yang dipakai adalah diameter pembesaran 2BA



Ca = 0



[BB] dan nilai Nc selalu diambil 9



BB



Catatan Untuk semua Tipe Tiang, bila posisi MAT tidak diketahui, maka hanya metode Tomlinson yang dapat dipakai. Untuk Tipe 3. Tiang Bor, daya dukung tiang yang diizinkan (QA) harus dihitung menggunakan Q Q rumus : QA  B  QS  P dan dalam menghitung Qb pada tanah Stiff Clay, nilai Cb harus 3 2 direduksi sebesar 25%



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 3/30



Contoh Soal No. 1 B MAT



Diketahui Tiang Pancang Beton Precast Diameter Tiang B = 450 mm



L



L = 20 m Cu Rata2 = 20 kN/M2 γSat = 18 kN/M3 Bila FK = 2.5 Berapa QA Penyelesaian : Qb = Nc . Cb . Ab L 20   44.44 > 5  Nc = 9 B 0.45 Cb = 20 kN/M2 Ab = 14   B 2  14   0.452  0.159 m2 Qb = 9 . 20 . 0.159 = 28.628 kN Qs = Ca . As Ca = Alpha . Cu



 Menurut Tomlinson



Ca = Lamda . ( σv’ + 2 Cu )  menurut Vijay



L 20 maka Alpha = 1  lihat Fig. 4.7   44.44, Cu Rata2 = 20 kN/M2 B 0.45 L = 20 m, maka Lamda = 0.17  lihat Fig. 4.10 Ca = 1 . 20 = 20 kN/M2  Menurut Tomlinson 0  (18  9.807)  20 = 81.93 kN/M2 2 Ca = 0.17 . (81.93 + 2. 20) = 20.728 kN/M2  menurut Vijay



σv’ =



As = ∏ . 0.45 . 20 = 28.274 m2 Qs = 20 x 28.274 = 565.487 kN  Menurut Tomlinson



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 4/30



Qs = 20.728 x 28.274 = 586.073 kN  menurut Vijay Qp = 28.628 + 565.487 = 594.115 kN  Menurut Tomlinson Qp = 28.628 + 586.073 = 614.701 kN menurut Vijay



QA =



594.115 = 237.646 kN  Menurut Tomlinson 2.5



QA =



614.701 = 245.88 kN  menurut Vijay 2.5



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 5/30



Contoh Soal No. 2 BA 0



D[m]



L Stiff Clay



LB BB



22.5



26



90



X



160



2



Cu [kN/m ]



Diketahui Tiang Bor dicor ditempat, dengan pembesaran ujung. Diameter Tiang Atas BA = 100 cm, Diamter Pembesaran Ujung Tiang Bawah BB = 270 cm Panjang Tiang L = 26 m, Tinggi Pembesaran Ujung Tiang L B = 1.5 m Nilai Cu lihat grafik Kedalaman Versus Cu pada gambar disamping Bila FK = 2.5, Berapa QA Penyelesaian :



L efektif = 26 – 1.5 – 2.0 = 22.5 m Diambil α = 0.45 (Tiang Bor) L efektif X=



Ca = 0



2B



22.5  (160  90)  90 = 150.577 kN/m2 26



Alpha = 0.45 Cu =



90  150.577 = 120.289 kN/m2 2



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 6/30



Qb = Nc . Cb . Ab L 26   9.63 > 5  Nc = 9 B 2.7 Cb = (100%-25%) x 160 = 120 kN/M2



Ab = 14   B 2  14   2.7 2  5.726 m2



Qb = 9 . 120 . 5.726 = 6184.08 kN Qs = Ca . As Ca = Alpha . Cu Ca = 0.45 x 120.289 = 54.13  Menurut Tomlinson As = ∏ . 1 . 22.5 = 70.686 m2 Qs = 54.13 x 70.686 = 3826.224 kN  Menurut Tomlinson Qp = Qb + Qs Qp = 6184.08 + 3826.224 = 10010.304 kN QA 



QB Q  QS  P 3 2



 QA 



6184.08 10010.304  3826.224  3 2



QA  2061.36  3826.224  5005.152  QA  5887.584  5005.152



QA  5005.152 kN



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 7/30



Contoh Soal No. 3 PA2 PA1 0.00



Diketahui Tiang Pancang Soft Clay Cu rata2 = 10 kN/m2 - 2.50



Beton Precast PA1 = 350 kN (tekan) PA2 = 250 kN (tarik) Berapa FK untuk masing-



Stiff Clay Cu rata2 = 110 kN/m2



masing pembebanan ?



- 10.00 0.35 m



0.35 m



Penyelesaian : Qb = Nc . Cb . Ab L 10  2.5   21.429 > 5  Nc = 9 B 0.35 Cb = 110 kN/M2 , Ab = B 2  0.352  0.1225 m2 Qb = 9 . 110 . 0.1225 = 121.275 kN Qs = Ca . As Ca = Alpha . Cu  Menurut Tomlinson L 10  2.5   21.429, Cu Rata2 = 110 kN/M2, maka Alpha = 0.65  lihat Fig. 4.7 B 0.35



Ca = 0.65 x 110 = 71.5 kN/M2  Menurut Tomlinson As = 4 x 0.35 x (10-2.5) = 10.5 m2



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 8/30



Qs = 71.5 x 10.5 = 750.75 kN  Menurut Tomlinson Qp = 121.275 + 750.75 = 872.025 kN  Menurut Tomlinson QA =



872.025 = PA1 = 350 kN FK



FK PA1 =



872.025 = 2.49 350



FK PA2 =



750.75 = 3.003 250



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 9/30



B. Untuk Tanah Non Kohesif (φ ≠ 0 dan C = 0 ) Hubungan nilai SPT (N) dengan sudut geser dalam (φ) φ = 0,3 N + 27 Untuk Nilai N = 10 s/d N = 30 Untuk N > 30 lihat Fig. 4.13 N : nilai SPT yang belum dikoreksi φ ≤ 30°



Low relative density



φ ≤ 36°



Medium relative density



φ > 36°



High relative density



Hubungan Nilai Sondir (Ckd) dengan sudut geser dalam (φ) Nilai Sondir (Ckd) (kg/cm2)



(φ) (°)



Kepadatan



≤ 50



28-30



Low relative density



≤ 100



≤ 35



Medium relative density



> 100



> 36



High relative density



Tipe 1. Tiang Pancang Qb = Nq . pd’ . Ab Keterangan : Nq = Faktor daya dukung



Fig 4.14 A berdasarkan φ



L B 2 pd’ = Tegangan geostatik vertikal effektif pada ujung tiang (KN/m )



Fig 4.14 B berdasarkan φ dan



Ab = Luas Penampang Ujung Tiang (m2) Qs = Ks . pd’ . tan δ . As (Brom’s) Keterangan : Ks = Koefisien tahanan tanah δ (delta) = Sudut geser antara tiang dengan tanah (°) pd’ = Tegangan geostatik vertikal effektif rata-rata pada selimut tiang (KN/m2) As = Luas selimut tiang (m2)



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 10/30



Hubungan antara Tiang Dengan δ dan Ks (untuk Brom’s) Ks Material Tiang



δ (°)



Low Relative Density



High Relative Density



Baja



20°



0,5



1,0



Beton



¾φ



1,0



2,0



Kayu



2/3 φ



1,5



4,0



Qs = Ks . pd’ . sin δ . Cd . L (Nordlund’s) Keterangan : Cd = Keliling maksimum tiang (m) Langkah Kerja Metode Nordlund’s : 1. Bagi panjang tiang sesuai dengan karakteristik tanah. 2. Untuk masing-masing bagian, hitung volume displacement minimum x tinggi (panjang tiang).



V = Luas penampang



3. Dapatkan δ/φ dari grafik 4.16 nilai φ harus didapat dari data SPT atau sondir. (lihat Fig 4.13) 4. Dapatkan nilai Ks dari Fig 4.17a s/d Fig 4.17d untuk sudut φ dan δ yang sesuai. Patokannya adalah nilai φ, bukan δ. Jika nilai tersebut tidak didapatkan dari gafik, maka lakukan interpolasi linear. 5. Dari Fig 4.18 didapat koreksi factor untuk Ks. Ks sebenarnya = faktor koreksi x Ks.  Ks’ = faktor koreksi x Ks 6. Setiap bagian tiang pancang, dicari nilai Qs. Qsi = Ksi . pdi’ . sin δ i . Cdi . Li 7. Ulangi langkah 2 smpai dengan 6 untuk bagian tiang lainnya. 8. Jumlahkan Qs tiap bagian tiang tadi, maka didapat Qs tiang.



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 11/30



Catatan : 1. Nilai unit base resistance qb = Nq . pd’ ≤ 10,7 MN/m2 2. Metode Brom’s lebih sederhana, digunakan untuk penetrasi dangkal dan hasilnya tidak akan jauh berbeda dari metode Nordlund’s. 3. Nilai Qs relatif selalu lebih kecil bila dibandingkan dengan nilai Qb. 4. Pada metode Brom’s maupun Nordland’s dibuat untuk kedalaman penetrasi ≤ 20B untuk tiang lurus. Akan tetapi untuk tiang yang tidak lurus hanya metode Nordlund’s yang masih relevan untuk digunakan. 5. Untuk tiang lurus nilai unit skin friction qs = Ks . pd’ . tan δ Dari metode Brom’s dan Nordlund’s harus dihitung sampai kedalaman 20B, selebihnya dianggap konstan (mengikuti nilai 20B) dan nilai qs ≤ 107 kN/m2. Tipe 2. Tiang Pancang Cor Ditempat Dikarenakan Qs relative kecil dibandingkan dengan Qb dan tiang pancang cor ditempat hanya memperbaiki nilai Qs, maka rumus-rumus diatas dapat digunakan, karena pada tanah non kohesif nilai Qs tidak terlalu berpengaruh terhadap daya dukung tiang.



Tipe 3. Tiang Bor Touma dan Reese menganjurkan kriteria ini untuk menghitung tiang bor yang dicor ditempat untuk diameter tiang lebih besar dari 600 mm. Qs = Ks . pd’ . tan δ . As  diambil nilai Ks = 0,7 dan δ = φ 50  Ab  Ab  Qb = qb atau Qb =    qb B  0.6  B  Dimana : qb = 0 ; untuk Loose sands (KN/m2) qb = 1530 ; untuk Medium – dense sands (KN/m2) qb = 3830 ; untuk Dense sands (KN/m2)



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 12/30



C. Untuk Tanah (C φ soil) (φ ≠ 0 dan C ≠ 0) Qb = qb . Ab qb = 1,3 C . Nc + po’ . (Nq-1) + 0,4 γb . Nγ ≤ 10,7 MN/m2



Keterangan : Nc, Nq, Nγ didapat dari Fig 4.14a berdasarkan sudut geser dalam φ Po’ = Tegangan geostatik vertikal efektif pada ujung tiang (KN/m 2) C = kohesi tanah pada ujung tiang (KN/m2) γb = berat jenis tanah pada ujung tiang dikalikan diameter tiang (KN/m2)



Qs = Jumlah hasil hitungan dengan mengasumsikan  Tiang pada tanah kohesif (Qs kohesif)  Tiang pada tanah non kohesif (Qs non kohesif) Atau : Qs = Qs kohesif + Qs non kohesif



Daya Dukung Batas dari Data Sondir Qp = qc . Ab + 1/200 . Σqcs . Cd . Ls + 1/140 . Σqcc . Cd . Lc



Keterangan : qc



= Nilai rata-rata konus 1B di bawah dan 3B di atas ujung tiang (KN/m 2)



qcsand = Nilai rata-rata konus pada lapisan non kohesif (KN/m2) qcclay



= Nilai rata-rata konus pada lapisan kohesif (KN/m2)



Cd



= Keliling tiang (m)



Lsand



= Panjang bagian tiang pada lapisan non kohesif (m)



Lclay



= Panjang bagian tiang pada lapisan kohesif (m)



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 13/30



Daya Dukung Batas dari Data SPT Qp = 294.2 x N x Ab + 1.96 ΣNs . Cd . Ls + 4.9 ΣNc . Cd . Lc Keterangan : N



= Nilai SPT rata-rata 1B di bawah dan 3B di atas ujung tiang ≤ 40 (kali)



Nsand



= Nilai rata-rata SPTpada lapisan non kohesif ≤ 50 (kali)



Nclay



= Nilai rata-rata SPTpada lapisan kohesif ≤ 24 (kali)



Cd



= Keliling tiang (m)



Lsand



= Panjang bagian tiang pada lapisan non kohesif (m)



Lclay



= Panjang bagian tiang pada lapisan kohesif (m)



Secara khusus Qp = Qb + Qs Qb = Ckd . Ab Dimana : Ckd



= nilai konus rata-rata pada 3B di atas dan 1B di bawah ujung tiang.



Ckd



= ½ (½ ( Ckd’ + Ckd”) + Ckd”’)



Ckd’ = nilai konus rata-rata antara 0,7B dan 4B di bawah ujung tiang (KN/m 2) Ckd” = nilai konus min. antara 0,7 B dan 4B di bawah ujung tiang (KN/m2) Ckd”’ = nilai konus min. antara 6B dan 8B di atas ujung tiang (KN/m 2) Qs = qs . As Dimana : qs =



Ckd ; untuk large diplacement type (KN/m2) 2



qs =



Ckd 4



; untuk small displacement type (KN/m2)



Ckd adalah nilai konus rata-rata sepanjang tiang (kgf/cm2).



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 14/30



Contoh Soal No. 1 0.00



Diketahui Tiang Pancang Beton - 1.00



MAT



Precast pada tanah Non Kohesif Sudut Geser Dalam fhi = 35o Gama M = 16 kN/m3 Gama sat = 20 kN/m3 Bila FK diambil 3, berapa Qa ?



- 10.00 0.40 m



Penyelesaian : Qp = Qb + Qs Qa = Qp/FK Qb = Nq . pd’ . Ab Nq dari grafik 4.14a (Mayerhoff) = 240 pd’ = 16 . 1 + (20 – 9.807) . 9 = 107.737 kN/m2 qb = Nq . pd’ = 240 . 107.737 = 25856.88 kN/m2 > 10.7 MN/m2 qb = 10700 kN/m2 Ab = 14 B 2  14  (0.4) 2  0.1257 m2 Qb = 10700 . 0.1257 = 1344.99 kN



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 15/30



Qs = Ks . pd’ . tan δ . As Ks dari tabel untuk beton  (1 + 2)/2 = 1.5 dengan δ = ¾ φ = ¾ . 35 = 26.25o Grafik pd’ (kN/M2) versus kedalaman L (m)



Grafik qs (kN/M2) versus kedalaman L (m)



0



0



1.0



1.0



L[m]



L[m]



8.0



8.0



10.0



10.0



87.351



16



107.737



pd’ [kN/m2]



11.835



64.615



qs’ [kN/m2]



As1 = Π . 0.4 . 1.00 = 1.257 m2 As8 = Π . 0.4 . 7.00 = 8.796 m2 As10 = Π . 0.4 . 2.00 = 2.513 m2 pd’1 = 16 . 1 = 16 kN/M2 pd’8 = 16 . 1 + (20 – 9.807) . 7 = 87.351 kN/M2 pd’10 = 16 . 1 + (20 – 9.807) . 9 = 107.737 kN/M2



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 16/30



qs1 = 1.5 . 16 . tan 26.25o = 11.835 kN/M2 qs8 = 1.5 . 87.51 . tan 26.25o = 64.615 kN/M2 qs10 = 64.615 kN/M2  0  11.835  Qs1 =   1.257 = 7.438 kN 2   11.835  64.615  Qs8 =   8.796 = 336.227 kN 2    64.615  64.615  Qs10 =   2.513 = 162.377 kN 2  



Qs = 7.438 + 336.227 + 162.377 = 506.042 kN Qp = 1344.99 + 506.042 = 1851.032 kN Qa =



1851.03 = 617.011 kN 3



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 17/30



Contoh Soal No. 2 (Example 4.6 Tomlinson, File Foundation and Construction Practice) B



Diketahui Grafik Sondir (lihat Fig. 4.36) Beban Kerja = 900 kN



L



Faktor Keamanan FK = 2.5 Gama M = 1.9 kgf/cm3 Gama Sub = 0.9 kgf/cm3 Pilih Tipe tiang dan tentukan berapa kedalaman pemancangan untuk memikul beban diatas ? Penyelesaian : Dicoba dengan Tipe Tiang Pancang Beton Cor ditempat Dengan pembesaran ujung Diambil Tbti = 6.25 N/mm2  Tbti adalah Tegangan Beton Ijin P 900  1000  4 = 428 mm  Tbti = =  6.25 A



Diameter yang dibutuhkan =



1 4



P  D2



Diameter yang dipakai = 450 mm



Diambil diameter pembesaran ujung 600 mm, untuk menghemat panjang tiang



Beban per satuan luas qb =



1 4



900  2.5 7957.7 = 7957.7 kN/m2 =  81.14 kgf/cm2 2   0.6 9.807  10



Dengan melihat Fig 4.36 dan mempertimbangkan qb hasil hitungan diatas, kedalaman penanaman tiang direncanakan pada kedalaman 29 m



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 18/30



L efektif = 20B = 20 x 0.45 = 9 m



Untuk kedalaman 0 -12 m diabaikan, karena soft silty clay



Untuk kedalaman 12 – (12+9) : 12 – 21 Dari Fig 4.36 ditentukan φ = 29 o, δ = 0.75 x 29 = 21.75 o dan Ks = 0.5



Kedalaman 12 m qs = 0.5 x (2 x 1.9 + 10 x 0.9) x 9.807 x tan 21.75 o = 25.04 kN/m2



Kedalaman 21 m qs = 0.5 x (2 x 1.9 + 19 x 0.9) x 9.807 x tan 21.75 o = 40.88 kN/m2



Dicoba dulu kedalaman penanaman 25 m, karena mempertimbangkan adanya pembesaran ujung dan untuk penghematan panjang tiang Dengan demikian Qs = ∏ x 0.45 [½ (25.04 + 40.88) x 9 + 40.88 x 4] (Brom’s) Qs = 650.54 kN Nilai sondir rata-rata pada kedalaman 12 – 25 dari Fig 4.36 adalah 25 kgf/cm2



Dapat dicek dengan rumus qs =



Ckd  Qs = ∏ x 0.45 x 13 x 25 x ½ = 229.729 kN (dari 2



DATA Sondir) Jauh lebih kecil dari nilai Qs = 650.54 kN hasil dari rumus Brom’s Dengan menerima nilai hasil dari rumus Brom’s, maka Qb yang dibutuhkan adalah : Qb = 900 x 2.5 - 650.54 = 1599.46 kN



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 19/30



qb dengan ujung yang diperbesar adalah : qb = atau qb =



1599.46 = 5656. 933 kN/m2 2 1 4   0.6



5656.933  57.683 kgf/cm2 9.807  10



Pada kedalaman pemancangan 25 m nilai sondir rata-rata 3B (1.35 m) diatas dan 1B (0.45m) dibawah ujung tiang dari Fig 4.36 mendekati nilai 55 kgf/cm 2 Dengan membandingkan nilai qb = 57.683 kgf/cm2, maka beralasan kalau kedalaman penamcangan tiang diambil 27 m



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 20/30



Dicoba dengan Tipe Tiang Pancang Baja Diambil Pipa Baja dengan Ttji = 30% x 250 N/mm2  Ttji adalah Tegangan Tarik Baja Ijin



P 900  1000 P = 12000 mm2  Ttji =  A Ttji 0.3  250 A



Luas baja yang dibutuhkan =



Dari tabel baja yang ada diambil Pipa Baja dengan Diameter Luar 508 mm, tebal 7.94 mm dan luas 12470 mm2



Seandainya Tiang adalah End Bearing Pile maka



Beban per satuan luas qb =



1 4



900  2.5 11101.079 = 11101.079 kN/m2 =  113.195 kgf/cm2 2   0.508 9.807  10



Dengan melihat Fig 4.36 dan mempertimbangkan qb hasil hitungan diatas, kedalaman penanaman tiang direncanakan pada kedalaman 27 m



L efektif = 20B = 20 x 0.508 = 10.16 m ~ 10 m



Untuk kedalaman 0 -12 m diabaikan Untuk kedalaman 12 – (12+10) : 12 – 22 m Dari Fig 4.36 ditentukan, δ = 20 o dan Ks = 0.5, qs = Ks x pd’ x tan δ



Kedalaman 12 m qs = 0.5 x (2 x 1.9 + 10 x 0.9) x 9.807 x tan 20 o = 22.845 kN/m2



Kedalaman 22 m qs = 0.5 x (2 x 1.9 + 20 x 0.9) x 9.807 x tan 20 o = 38.907 kN/m2 Dengan demikian Qs = ∏ x 0.508 [½ (22.845 + 38.907) x 10 + 38.907 x 5] (Brom’s)



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 21/30



Qs = 803.223 kN Dengan menerima nilai hasil dari rumus Brom’s, maka Qb yang dibutuhkan adalah : Qb = 900 x 2.5 – 803.223 = 1446.777 kN



qb dengan ujung yang ditutup adalah : qb = atau qb =



1 4



1446.777 = 7138.127 kN/m2   0.5082



7138.127  72.786 kgf/cm2 9.807  10



Dari Fig. 4.36 terlihat pada kedalaman pemancangan 27 m, rata-rata tegangan ujung konus adalah 70 kgf/cm2 untuk 3B diatas (1.52 m) dan 1B (0.508 m) dibawah ujung tiang



Dengan demikian Beban kerja 900 kN dapat dipikul menggunakan tiang pancang pipa baja diameter 0.508 m, ketebalan 7.94 mm dan tiang pancang beton cor ditempat diameter 0.45 m, pembesaran ujung 0.6 m. kedalaman pemancangan 27 m



Soal Latihan Diketahui : Grafik Sondir (lihat Fig. 4.36) Beban P = 900 kN Gama M = 18.633 kN/m3 Gama Sub = 8.826 kN/m3 Kedalaman Penanaman Tiang L = 27 m a. Tiang Pancang Beton cor ditempat diameter 0.45 m, pembesaran ujung 0.6 m φ = 29 o , δ = 21.75 o dan Ks = 0.5 b. Tiang Pancang Baja diameter 0.508 m, δ = 20 o dan Ks = 0.5



Ditanyakan : a. Berapa FK untuk butir a. b. Berapa Fk untuk butir b.



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 22/30



Contoh Soal No. 3 (Example 4.7 Tomlinson, File Foundation and Construction Practice) B



Diketahui Tiang Pancang Pipa Baja L



Diameter Tiang B = 1200 mm Grafik Sondir (lihat Fig. 4.36) Berapa Beban Kerja yang dapat dipikul dan berapa kedalaman pemancangan tiang pada kondisi grafik sondir diatas ? Faktor Keamanan FK = 2.5



Penyelesaian : Kedalaman yang dibutuhkan sehingga mencapai puncak unit base resistance of 10.7 MN/m 2 (10.7/0.09807 = 109 kgf/cm2) Dari Fig 4.36 static cone resistance 10.7 MN/m2 (109 kgf/cm2) didapat kedalaman 29 m



Untuk mendapatkan maksimum beban yang dipikul menurut De Beer pada kondisi grafik sondir Fig 4.36 harus dihitung kedalaman pemancangan tiang adalah : Kedalam 28 + (5 x 1.2) = 34 m (cone resistance 200 kgf/cm 2atau 180 ton/ft)



Untuk kedalaman 0 -12 m tidak dihitung karena berupa soft silty clay [Tomlinson]



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 23/30



Untuk kedalaman 12 – 28 m



Dari rumus qs =



Ckd 2



Qs = ∏ x 1.2 x (28 -12) x 25/2



= 753.98 kN



Untuk kedalaman 28 – 34 m Qs = ∏ x 1.2 x (34 -28) x 195/2 = 2205.398 kN Qb = ∏/4 x 1.22 x 10.7 x 1000



= 12101 kN



Total Qp



Qa =



= 15060.378 KN



Qp 15060.378   6024.1512 kN Fk 2.5



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 24/30



Perhitungan Kelompok Tiang Jarang terjadi bahwa suatu bangunan hanya cukup menggunakan sebuah tiang tunggal. Biasanya, tiang dipasang dalam kelompok untuk menyangga suatu bangunan. Diatas kelompok tiang biasanya, diletakan suatu konstruksi POER (FOOTING) yang Mempersatukan kelompok tiang tersebut. Dalam perhitungan, POER dibuat/diasumsikan kaku sempurna sehingga : 



Bila beban-beban yang bekerja pada kelompok tiang menimbulkan penurunan, maka setelah penurunan bidang POER tetap akan merupakan bidang datar







Gaya yang bekerja pada kelompok tiang berbanding lurus dengan penurunan tiang tersebut



Dalam menentukan daya dukung kelompok tiang tidak hanya meninjau daya dukung sebuah tiang tunggal, kemudian dikalikan dengan banyak tiang dalam kelompok, karena daya dukung kelompok tiang tidak sama dengan hasil perkalian tersebut. Pada kelompok tiang jika jarak masing masing tiang cukup besar, maka daya dukung vertikal masing-masing tiang dapat dianggap sama besar dengan daya dukung sebuah tiang tunggal. Bila jarak antara tiang-tiang mengecil sampai batas tertentu, tanah yang berada diantara tiang akan naik karena terdesak oleh tiang-tiang yang dipancang berdekatan.



Jarak antara tiang dalam kelompok



S B S S : Jarak Antara Sumbu Tiang [m] B : Lebar atau Diameter Tiang [m]



Berdasarkan perhitungan daya dukung oleh Direktorat Bina Marga PU disyaratkan sebagai berikut : S = (2,5 – 3,0) B



Smin = 0.6 m



Smaks = 2,0 m Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 25/30



Ketentuan diatas berdasarkan pertimbangan : Bila S < 2.5 B 



Tanah disekitar kelompok tiang kemungkinan akan naik terlalu berlebihan, karena terdesak oleh tiang yang dipancang terlalu berdekatan







Tiang yang telah dipancang terlebih dahulu disekitarnya ada kemungkinan akan terangkat



Bila S > 3 B 



Tidak ekonomis karena akan memperbesar ukuran atau dimensi dari POER



Perhitungan Pembagian Tekanan BEBAN NORMAL SENTRIS Beban normal sentris terjadi bila resultan beban yang bekerja pada kelompok tiang berimpit dengan titik berat kelompok tiang



N=



V n



N



: Beban yang diterima oleh masing-masing tiang [kN]



∑V



: Resultan gaya-gaya normal yang bekerja sentris [kN]



n



: Banyaknya tiang dalam kelompok



BEBAN NORMAL EKSENTRIS Beban normal eksentris terjadi bila resultan beban yang bekerja pada kelompok tiang tidak berimpit dengan titik berat kelompok tiang



Nx =



V  ey  Y n  y 2



x



Ny =



V  ex  X n  x 2



y



Nx



: Beban yang diterima oleh masing-masing tiang arah sumbu x [kN]



Ny



: Beban yang diterima oleh masing-masing tiang arah sumbu y [kN]



∑V



: Resultan gaya-gaya normal yang bekerja [kN]



nx



: Banyaknya tiang dalam arah sumbu x



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 26/30



ny



: Banyaknya tiang dalam arah sumbu y



x



: Jarak absis tiang-tiang terhadap titik berat kelompok tiang [m]



y



: Jarak ordinat tiang-tiang terhadap titik berat kelompok tiang [m]



ex



: Eksentrisitas sumbu x [m]



ey



: Eksentrisitas sumbu y [m] 1 : L [m] 2 1 : B [m] 2



X Y



BEBAN HORIZONTAL H N= n ∑H : Resultan gaya-gaya horizontal yang bekerja [kN] n



: Banyaknya tiang dalam kelompok



N



: Beban yang diterima oleh masing-masing tiang [kN]



TIANG MIRING Apabila besar gaya horizontal yang berkerja pada sekelompok tiang terlalu besar, maka harus diadakan beberapa tiang miring. Kemiringan tiang dibuat tidak lebih dari 4 : 1, karena kalau lebih dari itu akan membutuhkan peralatan khusus, akan menambah biaya operasional Dibuat asumsi bahwa tiang vertikal hanya menerima beban vertikal saja dan tiang miring menahan beban horizontal Perhitungan pembebanan tiang miring menggunakan metode Culmann’s (secara grafis) Daya Dukung yang diizinkan pada kelompok tiang Qag = E . Qsp Qag : Daya dukung yang diijinkan untuk sebuah tiang dalam kelompok [kN] Qsp : Daya dukung yang diijinkan untuk sebuah tiang tunggal [kN] E : Faktor efisiensi



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 27/30



Perhitungan Faktor efisiensi Metode Feld



C



B



B



C



B



A



A



B



B



A



A



B



C



B



B



C



Keterangan : Jumlah tiang 16 buah Tiang A dipengaruhi 8 tiang Tiang B dipengaruhi 5 tiang Tiang C dipengaruhi 3 tiang Ea’ = 1 – 8/16 = 8/16 tiang Eb’ = 1 - 5/16 = 11/16 tiang Ec’ = 1 – 3/16 = 13/16 tiang Tiang A ada 4 buah : Ea = 4 x Ea’ = 4 x 8/16 = 32/16 Tiang B ada 8 buah : Eb = 8 x Eb’ = 8 x 11/16 = 88/16 Tiang C ada 4 buah : Ec = 4 x Ec’ = 4 x 13/16 = 52/16 Total Efisiensi : Et = Ea + Eb + Ec = 172/16 = 10,75 Efisiensi (E) untuk satu tiang = 10,75 / 16 = 0,672



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 28/30



Diketahui : Suatu bidang dari sekelompok 9 tiang yang diperlihatkan pada gambar dibawah, suatu beban Q = 3250 kN miring 10o dari vertikal, bekerja dengan arah paralel terhadap sumbu x-x dan titik penerapannya mempunyai eksentrisitas ex = 0,7 m dan ey = 0,5 m 2,00



2,00



x



y1 1,50



ey y2



1,50 y3



B = 3,6 m x1



x2



x3



ex L = 4,8 m



Ditanyakan : Berapa beban per tiang dan efisiensi per tiang dengan metode Feld



Penyelesaian : VQ = 3250 cos 10o = 3200 kN HQ = 3250 sin 10o = 564,356 kN Y = ½ . 3,60 = 1,80 m X = ½ . 4,80 = 2,40 m



Nx =



3200  0,5  1,8 = 213,333 kN  3  1,52  3  0 2  3  1,52



Ny =



3200  0,7  2,4 = 224 kN 2 2 2 3  2  3  0  3  2 



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 29/30



Jumlah tiang 9 buah Tiang A dipengaruhi 8 tiang Tiang B dipengaruhi 5 tiang Tiang C dipengaruhi 3 tiang Ea’ = 1 – 8/9 = 1/9 tiang Eb’ = 1 - 5/9 = 4/9 tiang Ec’ = 1 – 3/9 = 6/9 tiang Tiang A ada 1 buah : Ea = 1 x Ea’ = 1 x 1/9 = 1/9 Tiang B ada 4 buah : Eb = 4 x Eb’ = 4 x 4/9 = 16/9 Tiang C ada 4 buah : Ec = 4 x Ec’ = 4 x 6/9 = 24/9 Total Efisiensi : Et = Ea + Eb + Ec = 41/9 = 4,555 Efisiensi (E) untuk satu tiang = 4,555 / 9 = 0,506



Eddy Edwin Pondasi tiang 9/12/2017 30/30