Analisis Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang

7/21/2019 Analisis Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang

http://slidepdf.com/reader/full/analisis-kapasitas-daya-dukung-tiang-pancang 1/10

ANALISIS KAPASITAS DAYA DUKUNG TIANG PANCANG TUNGGAL DENGAN METODEANALITIS DAN METODE ELEMEN HINGGA

Silvia Kasturi 1 dan Rudi Iskandar 2

1 Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl.Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email: [email protected]

2Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan

ABSTRAK

Setiap bangunan sipil seperti gedung, jembatan, jalan raya, terowongan, menara, dam/tanggul dan sebagainya harusmempunyai pondasi yang dapat mendukungnya. Istilah Pondasi merupakan elemen bangunan yang berfungsi untukmenyalurkan semua beban yang bekerja pada struktur tersebut kedalam tanah, sampai kedalaman tertentu yaitusampai lapisan tanah keras. Tujuan dari studi ini adalah untuk mengevaluasi serta membandingkan kapasitas dayadukung aksial dan lateral pondasi tiang tunggal secara analitis dan numeris. Secara analitis dilakukan denganmenghitung kapasitas daya dukung berdasarkan data-data dari lapangan yang didapat yaitu SPT, Kalendering.

Numeris yaitu menghitung dengan menggunakan metode elemen hingga menggunakan program. Hasil studi ini berdasarkan metode analitis diperoleh kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang (Qu) untuk data SPT adalah281,18 Ton, untuk data kalendering dengan beberapa formula yaitu formula Danish diperoleh kapasitas daya dukungultimit (Qu) = 492,469 Ton, formula Engineering News Recordv (ENR) = 333,656 Ton, formula WIKA = 356,005Ton, metode elemen hingga diperoleh kapasitas daya dukung ultimit tiang pancang (Qu) = 449,776 Ton. Hasilkapasitas daya dukung lateral ultimit tiang (Hu) berdasarkan metode analitis adalah 15,723 Ton, dan berdasarkanmetode elemen hingga diperoleh 57,978 Ton.

Kata kunci : SPT, Kalendering, Numeris, Kapasitas daya dukung,

ABSTRACT

Every civil building such as buildings, bridges, highways, tunnels, towers, dams / embankment and etc. must have afoundation that can support it. The term foundation is building element whose function is to distribute all loadsacting on the structure into the ground, to a certain depth until the hard soil.The purpose of this study was toevaluate and compare the axial bearing capacity and lateral single pile analytically and numerically. Analyticallydone by calculating the bearing capacity based on the data obtained from the field, namely SPT, Kalendering. Thenumerical count by using the finite element method using the program.The results of this study based on theanalytical method obtained axial bearing capacity ultimit piles (Qu) for data SPT was 281.18 Tons, for datakalendering with some formula that is derived formula Danish ultimit bearing capacity (Qu) = 492.469 Tons,Engineering News formula Recordv (ENR) = 333.656 Tons, WIKA formula = 356.005 Tons, finite element methodis obtained ultimit bearing capacity of piles (Qu) = 449.776 Tons. The results of the lateral bearing capacity ultimit

piles (Hu) based on the analytical method was 15.723 Tons, and based on the finite element method is obtained

57.978Tons.

Keywords: SPT, Kalendering, numerical, bearing capacity,

1. PENDAHULUAN

Pondasi merupakan suatu bagian konstruksi banguanan yang berfungsi meneruskan beban bangunan diatasnya(termasuk beban sendiri), kepada tanah tempat pondasi tersebut berpijak, tanpa mengakibat terjadinya penurunan

bangunan di luar batas toleransinya. Sehingga dalam Perencanaan pondasi harus dilakukan dengan teliti dansecermat mungkin, setiap pondasi harus dapat memikul beban yang telah ditentukan atau bahkan beban maksimumyang mungkin terjadi. Oleh karena itu, dengan melihat komparasi dari kedua metode yang akan disajikan berikut,diharapkan para perencana pondasi akan dapat merencanakan pondasi, serta menanggulangi penurunan secaraakurat, teliti, dan efektif.



2. TUJUAN

Mengevaluasi dan membandingkan besarnya kapasitas daya dukung aksial dan lateral pada pondasi tiang tunggaldengan menggunakan metode analitis dan metode elemen hingga dari data lapangan. Menganalisa seberapa jauhkomparasi kapasitas daya dukung aksial dan lateral dengan kedua metode.

3. METODE

Pengumpulan data yang dilakukan dengan memakai data penelitian yang diperoleh dari suatu proyek pembangunanyaitu hasil dari pelaksanaan kalendering dan Standard penetration Test (SPT)

Kapasitas Daya Dukung Aksial dan Lateral dengan Metode Analitis:

Menghitung Kapasitas Daya Dukung Aksial Tiang Pancang dari Data SPT

Metode Meyerhof :

a. Daya dukung ujung tanah pada tanah non - kohesif :

Qp (1)

b. Tahanan geser selimu tiang pancang pada tanah non kohesif :

Qs (2)

c. Daya dukung ujung tiang pada tanah kohesif untuk tiang pancang dan tiang bor:

(3)

d. Tahanan geser selimut tiang pada tanah kohesif:

(4)

Dimana: Q p = Tahanan ujung ultimate ( kN )Ap = Luas penampang tiang pancang ( m 2 )

NSPT = Jumlah pukulan yang diperlukan dari percobaan SPT= N SPT memakai Norr = (N 1+N 2)/2= N 1 adalah nilai N rata-rata 10D= N 2 adalah nilai N rata-rata 4D

Lb = Tebal lapisan tanah kumulatif ( m )D = Diameter tiang pancang ( m ) Li = Tebal lapisan tanah ke-i ( m )

p = Keliling tiang ( m )= Koefisien adhesi antara tanah dan tiang

Cu = Kohesi undrained ( kN/ m 2) = N SPT x 2/3 x 10

Menghitung Kapasitas Daya Dukung Aksial Tiang Pancang dari Data Kalendering :

1. Metode Danish:

Pu = (5)



tanah dan tiang. Parameter parameter yang diperoleh berdasarkan data penyelidikan tanah pada proyek pembangunan.Proses pemasukan data pada metode elemen hingga dilakukan dengan proses sebagai berikut:

a. Struktur tanah dibuat dengan lebar 20D (D = diameter tiang pancang), layer tanah dibuat sesuai dengan

keadaan lapangan, kemudian tiang dibuta dengan pemodelan axissimetris. b. Setting material tanah, masukan data input, mesh generated , generate water pressures , tegangan effektif,kemudian kalkulasi.

c. Proses kalkulasi yang dilakukan dengan beberapa fase yaitu:-Fase 1 : penentuan initial phase sebagai kondisi tanah awal, waktu 0 hari-Fase 2 : consolidation, minimum pore pressure -Fase 3 : memasukan phi-c reduction dengan nilai 0,1

d. Untuk pemodelan beban horizontal/lateral, proses pemasukan data data sama seperti bebab aksial,namun pada pembebanan lateral, pengaktifan beban dilakukan dengan membuat arah beban secara lateralyaitu pada fase initial phase.

4. PEMBAHASAN DAN PERHITUNGAN

Perhitungan yang dilakukan berdasarkan data proyek pembangunan yang ditinjau yaitu pada titik borhole -1denganmengambil data kalendering dekat pada titik borhole -1yaitu tepat pada As E-4.

Tabel 1. Hasil Perhitungan kapasitas daya dukung aksial tiang pancang dari data SPT yang menggunakan rumusempiris, memakai metode meyerhof dan data diambil pada titik 1 (BH-01) :

SKIN FRICTIONS Depth

(m) Layer N SPT N1 N2 NCOR C U (kN/m 2) Local Cumm

0

1

0 0 1 0,5 3,333 1 5,233 5,233

1 2 1 2 1,5 10,000 1 15,700 20,933

2 4 2 3,267 2,633 17,556 1 27,562 48,4963 6 3 4,267 3,633 24,222 1 38,029 86,5244 2 12 4,8 6,322 5,561 37,074 0,85 49,475 136,000

5 3 6 5 10,389 7,694 - - 24,161 160,160

6 4 25 9,167 15,889 12,528 - - 39,337 199,498

75

49 17 20,389 18,694 - - 58,701 258,198

8 31 21,5 22,833 22,167 - - 69,603 327,801

9 6 13 22,667 25,056 23,861 - - 74,924 402,725

10

7

22 24,333 26,667 25,500 - - 80,070 482,795

11 29 28,167 26,278 27,222 - - 85,478 568,273

12 21 27,500 24,722 26,111 - - 81,989 650,262

13 23 23,167 24,722 23,944 - - 75,186 725,448

14 33 23,500 27,611 25,556 - - 80,244 805,692

15 37 27,500 32,111 29,806 - - 93,589 899,28116 48 31,833 34,417 33,125 - - 104,013 1003,294

16,3 8 60 37 37 37 - - 116,180 1119,474



Lanjutan Tabel 1.

Hasil perhitungan kapasitas daya dukung aksial tiang pancang dari data kalendering yang menggunakan rumusempiris, dengan beberapa metode dan data diambil pada AS E-4:

Metode Danish:

Metode Modified New ENR:

Rdu = 333,656 Ton

Metode WIKA:

Rdu = 356,005 Ton

Depth(m) Layer N SPT N COR C U

(kN/m 2)

EndBearing

(kN)

Qult(kN)

Qall(Ton)

0

1

0 0,500 3,333 1 5,888 11,121 0,445

1 2 1,500 10,000 1 17,663 38,596 1,544

2 4 2,633 17,556 1 31,008 79,503 3,180

3 6 3,633 24,222 1 42,783 129,307 5,172

4 2 12 5,561 37,074 0,85 65,482 201,482 8,059

5 3 6 7,694 - - 120,803 280,963 11,239

6 4 25 12,528 - - 393,372 592,870 23,715

75

49 18,694 - - 880,508 1138,706 45,548

8 31 22,167 - - 1392,067 1719,868 68,795

9 6 13 23,861 - - 1873,097 2275,823 91,03310

7

22 25,500 - - 2001,750 2484,545 99,382

11 29 27,222 - - 2136,944 2705,218 108,209

12 21 26,111 - - 2049,722 2699,984 107,999

13 23 23,944 - - 1879,639 2605,086 104,203

14 33 25,556 - - 2006,111 2811,803 112,472

15 37 29,806 - - 2339,736 3239,018 129,561

16 48 33,125 - - 2600,313 3603,606 144,144

16,3 8 60 37,000 - - 2904,500 4023,974 160,959



Hasil perhitungan kapasitas daya dukung lateral tiang pancang dari data proyek ssebuah lapangan yangmenggunakan rumus empiris :

Berikut akan disajikan hasil yang diperoleh dari pemasukan kedua data input berdasarkan data spesifikasi dari suatu proyek pembangunan, yaitu:

(a) (b)

Gambar 1.(a).Pemodelan awal untuk tanah dan tiang dengan pembebanan statis arah aksial serta (b). pemasukandata input tanah dan tiang

Gambar 2. Generated mesh tanah pada lokasi yang ditinjau



(a) (b)

Gambar 3. Hasil output dari metode elemen hingga yang diperoleh berdasarkan data input (a). Pore pressure/ tekanan air tanah pada lokasi (b). Tegangan efektif tanah pada lokasi tiang yang

ditinjauHasil perhitungan kapasitas daya dukung aksial tiang pancang memakai metode elemen hingga, data sesuai dengan

proyek pembangunan yang ditinjau.

Gambar 4. Hasil kalkulasi dari fase fase, nilai

u Qu = 1,5996 x 281,180 Ton

= 449,776 Ton



Untuk daya dukung lateral proses kalkulasi pada metode elemen hingga sama seperti daya dukung aksial hanya saja pada saat initial phase , beban yang diaktifkan dengan arah lateral. Berikut akan disajikan hasil yang diperolehuntuk daya dukung lateral:

Gambar 5. Pemodelan beban statis arah lateral pada lokasi yang sama

Gambar 6. Hasil dari fase fase kalkulasi, diperoleh nilai

B , Maka nilai Hu plaxis adalah:Hu = 3,6876 x 157,225 kN

= 579,783 kN



Hasil perhitungan kapasitas daya dukung aksial pada tiang pancang tunggal dari metode analitis dan metode elemenhingga, dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 2.Tabel hasil perhitungan dari metode analitis dan metode elemen hingga

Hasil kapasitas daya dukung lateral tiang pancang tunggal yang diperoleh, metode analitis dengan menggunakan, dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 3. Hasil perhitungan daya dukung lateral dari metode analitis dan metode elemen hingga

Daya dukung lateral(Ton)

Metode Metodeelemen hingga

Hult(Ton)

15,723 57,978

Hall

(Ton)

6,289 23,191

5. KESIMPULAN

Dari hasil dan analisis data lapangan, dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Kapasitas daya dukung aksial ultimit yang diperoleh dari beberapa metode analitis yaitu untuk data SPT,menggunakan meyerhof = 281,180 Ton, data kalendering , dengan menggunakan tiga metode yaitu :

Danish = 492, 469 TonENR = 333,656 TonWika = 356,005 Ton,

dan metode elemen hingga = 449,776 ton.

2. Hasil kapasitas daya dukung lateral ultimit metode analitis dengan menggunakan metode BroTon dan Metode elemen hingga diperoleh 57,978 Ton.

3. Perbedaan yang diperoleh dari daya dukung aksial disebabkan karena pada metode elemen hingga parametertanah yang digunakan dalam data input lebih banyak dibandingkan dengan metode anilitis. Pada metodeelemen hingga tidak hanya memperhitungkan faktor bentuk pondasi saja namun juga materialnya ( moduluselatisitas dan poissin rassio tiang).

4. Daya dukung lateral yang diperoleh dari metode analitis dan metode elemen hingga jauh berbeda, hal inidikarenakan keruntuhan program plaxis berinteraksi pada tanah nya bukan berinteraksi pada tiang nya,

sehingga untuk hasil daya dukung lateral pada metode elemen hingga dinyatakan tidak valid, karena tidak

Data SPT(BH-01)

Data Kalendering(E-4, no.2)

MetodeMeyerhof

MetodeDanish

MetodeENR

MetodeWIKA

Metodeelemenhingga

Qult(Ton)

281,180 492,469 333,656 356,005 449,776

Qall(Ton) 112,472 123,117 133,462 142,402 179,910



sesuai dengan yang terjadi pada teori dan lapangan. Maka hasil daya dukung lateral pada metode elemenhingga tidak dapat digunakan sebagai perbandingan pada metode analitis.

6. DAFTAR PUSTAKA

Dihitung Dengan Beberapa MetodeTesis fakultas teknik Universitas Diponegoro Semarang .

Iskandar, Rudi. 2002 USU, Sumatra Utara.

Das, Braja, M, 1995, Mekanika Tanah 1 , Penerbit ERLANGGA, Jakarta.

Das, Braja, M, 2006, Principles of Geotechnical Engineering fourth edition , KENT Publishing Company, Boston.

Das, Braja, M, 2006, Principles of Geotechnical Engineering fifth edition , Thomson Canada Limited, Canada.

Das, Braja, M, 2006, Principles of Geotechnical Engineering seventh edition , California State University,Sacramento.

Tomlinson, M.J., 1997, Pile Design and Construction Practice , 1 st Edition, View Point Publishing, London.

Tomlinson, Michael, 2008, Pile Design and Construction Practice fifth edition , Taylor & Francis e-Library, New York.

Foundation Analysis and Design -Hill Companies,Inc., Illinois

Sardjono,HS, 1988, Pondasi Tiang Pancang , Jilid 1, Penerbit SINAR JAYA WIJAYA, Surabaya.

Sardjono, H.S, 1998, Pondasi Tiang Pancang , Jilid 2, Penerbit SINAR JAYA WIJAYA, Surabaya.Sosrodarsono, S. Dan Nakazawa, K, 1983, Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi , PT Pradaya Paramita, Jakarta.

Bowles, J. E, 1991, Analisa dan Desain Pondasi, Edisi keempat Jilid 1 , Erlangga, Jakarta.

Bowles, J. E, 1993, Analisa dan Desain Pondasi, Edisi keempat Jilid 1 , Erlangga, Jakarta.

Hardiyatmo, H, C., 2002, Teknik Pondasi 2, Edisi Kedua , Beta Offset, Yogyakarta.

Program Plaxis

Analisis Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang

Documents

Transcript of Analisis Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang