Bab5-Kapasitas Daya Dukung Penurunan Fundasi Tiang

5/12/2018 Bab5-Kapasitas Daya Dukung Penurunan Fundasi Tiang

1/79

~----------------- -

58 BAB 5 KAPASlTAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG

Bob 5Kapasitas Daya DukungPenurunan Fundasi T iang

5.1. KAPAS ITAS DAYA DUKUNG AKSIAL FUNDASI TIANG

Fundasi tiang pancang dapat dibedakan menjadi :a. Tiang pancang yang dipancang masuk sampai lapisan tanah keras, sehingga daya dukungtanah untuk fundasi ini lebih ditekankan pada tahanan ujungnya. Tiang pancang tipe inidisebut end bearing pile atau point bearing pile. Untuk tiang pancang tipe ini harusdiperhatikan bahwa ujung tiang pancang harus terletak pada lapisan tanah keras.b. Apabila tiang pancang tidak mencapai lapisan tanah keras, maka untuk menahan bebanyang diterima tiang pancang, mobilisasi tahanan sebagian besar ditimbulkan oleh gesekanantara tiang pancang dengan tanah (skin friction). Tiang pancang seperti ini disebutfriction pile.

Kapasitas daya dukung tiang dibedakan oleh daya dukung ujung dan daya dukung gesek,dan apabila kedua daya dukung tersebut dimobilisasi maka akan didapat :Q U I t = Q e + Q s . . . . . . . . .. . . . . (5.1)

Qall = (5.2)SFQ u I t = Kapasitas daya dukung tiang pancang maksimumQe = Kapasitas daya dukung ujung yang didapat dari tanah di bawah ujung fundasiQs = Kapasitas daya dukung yang didapat dari gaya gesekan atau gaya adhesiantara tiang pancang dengan tanahnya.


2/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 59QaJ l = Kapasitas daya dukung tiang pancang ijinSF = Faktor keamanan (safety factor)

5.1.1. KAPASITAS DAYA DUKUNG UJUNG FUNDASI TIANG PANCANGBerdasarkan data laboratorium kapasitas daya dukung ujung tanah dapat dihitung menurut

beberapa rumus yang diusulkan oleh Meyerhoff, Terzaghi, dan Tomlinson. Berikut akandibahas persamaan yang diusulkan tersebut diatas untuk setiap jenis tanah.

5.1.1.1. Tanah Berbutir Halus (c-soils)

MEYERHOFFMenurut Meyerhoff kapasitas daya dukung ujung untuk tanah berbutir halus adalah

sebagai berikut :Qe = Ap . c . Nc' (5.3)Dimana:

Ap = luas penampang tiangc = kohesi (sebaiknya didapat dari UU-test) yang didapat pada ujung tiangpancangNc' = Faktor daya dukung yang telah disesuaikan (adjusted bearing capacity

factor). Untuk tanah di bawah ujung tiang.uu-test = Unconsolidated Undrained test (salah satu jenis tes triaxial)

TERZAGHI. Terzaghi berpendapat bahwa untuk tanah berbutir halus, maka kapasitas daya dukungujung dapat ditentukan sebagai berikut :

Q e = A p (1,3 c Nc + q Nq) (5.4)Dimana:

Nc = faktor daya dukung untuk tanah di bawah ujung tiangNq = faktor daya dukung untuk tanah di bawah ujung tiang

(untuk 0 = 0 didapat Nq = 1)q = effective overburden pressure = L (yi h)

= banyak lapis tanah


3/79

60 BAB 5 KAPAS1TAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG

TOMLINSONKapasitas daya dukung ujung dapat ditentukan menurut rumus yang diturunkan Tomlinson

sebagai berikut :

Q e = Ap . c . N, (5.5)c = kohesi (sebaiknya didapat dari UU test) yang didapat pada ujung tiang

pancangNc = Factor daya dukung yang telah disesuaikan (adjusted bearing capacity

factor).UU-test = Unconsolidated Undrained test (salah satu jenis tes triaxial)

5.1.1.2. Tanah Berbutir Kasar (e-soils)

MENYERHOFFUntuk tanah berbutir kasar, rumus daya dukung ujung dibedakan dalam dua hal :

a. Untuk L Le< --, maka kapasitas daya dukung ujungB

adalah sebagai berikut :Q = A . q . N ' (5.6).e p q

b. UntukL Le

>B B , maka kapasitas daya dukung ujung

adalah sebagai berikut :

tetapi harga Qe harus lebih kecil daripada :Q e = Ap (50 Nq'). tan 0 (5.7)Qe ' Ap ,Nq' dan q sarna dengan sebelumnya,


4/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG

Sedangkan :61

LBo

= panjang tiang= dimensi penampang tiang= sudut geser dalam

LB = The critical depth ratio (perbandingan kedalaman) yang didapat dari grafikbearing capacity factor (gambar 5.1.)

~~~--'-'-~~~~14~9~h~I--------r--r~~, Q 4b 1lt (1 6" 'J _t--~b1""12. . ~ .

, 1 . , , , . I) 'l$' ':.f~J:-I~+,,",*I ~ . , < : [1"32610 ( .O b t O M l N; Il10 (,. N C l u c e d ) 0~ '2 ' N;'l"lO"~:l'~.j14~~~~+--+~~~~--+-~~'j 21--+--;-~~"fI-!-7"-t-- ........+-7"'I r.1 . ~~~~~~-~--+.-~~~IO~-7~~-+,~~-+--~'+--+-~16~~--+-~~~-+~~~~~~6 0s

'_~--h'~=--9-'7'f-~--+--:--;4 . : i -

20r.deo

Gambar 5.1. Mencari angka kedalaman kritis

TerzaghiKapasitas daya dukung ujung pada tanah berbutir kasar menurut Terzaghi sebagai berikut :

Q e = Ap ( q Nq aq + y B Ny a y ) (5.8)dimana:

Qe ' Ap , Nq , Ny , B dan q sama dengan sebelumnya.


5/79

~------------------------------.---.---

62 BAB 5 KAPASJTAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG

y = berat isi tanah di bawah ujung tiangaq dan qy = faktor penarnpangNilai aq dan a y dibasa diarnbil sebagai berikut :

penarnpang persegi dan bulat aq = 1.0penarnpang persegi a y = 0.4penarnpang bulat a y = 0.3

TOMLINSONKapasitas day a dukung ujung pada tanah berbutir kasar rnenurut Tornlison adalah sebagaiberikut :

Ae = Ap' q . Nq (5.9)Dirnana Nq, q dan Ap sarna dengan sebelurnnya

5.1.1.3. Tanah Pada Umumnya (c-~ soils)

MEYERHOFFUntuk tanah pada urnurnnya, kapasitas daya dukung ujung rnenurut Meyerhoff sebagai

berikut :Q = A (c N' + n


6/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG 63

N ' dan N ' menurut Meyerhoff dibedakan atas :e q

Tiang pendek (short pile) : Ne' dan Nq' didapat dari tabel 5.1.Tiang panjang (long pile) : Ne' dan Nq' didapat dari gambar 5.1.

Tabel 5.1. Harga Nc' dan Nq' untuk tiang pendek (short pile)

o.deg N N NoNe N /N 2tafi0( l=sino)" Ne e e e ~Nl*-

0 5.14 1.0 0 0.19 0 05 6.5 1.6 0.1 0.24 0.15 0.110 8.3 2.5 0.4 0.30 0.24 0.415 11.0 3.9 1.2 0.36 0.29 1.120 14.8 6.4 2.9 0.43 0.32 2.925 20.7 10.7 6.8 0.51 0.31 6.830 30.1 18.4 15.1 0.61 0.29 15.735 46.1 33.3 33.9 0.72 0.25 37.140 75.3 642 79.5 0.85 0.21 93.745 133.9 134.9 200.8 1.01 0.17 262.750 266.9 319.0 568.5 1.20 0.13 873.7

* NIlNi = Meyerhof value.Penentuan short pile atau long pile didapat dari dua cara peninjauan, yaitu :a.Dihitung harga faktor kelenturan (flexibility factor P ) :

B ~ ~ 5.12)4 E . Ip p

Dimanax, =B =E =I =

modulus of horizontal subgrade reactiondimensi fundasi tiangmodulus elastis fundasi tiangmomen inersia penampang fundasi tiang


7/79

64 BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNO DAN PENURUNAN FUNDASI TIANOUntuk tiang bebas (free head):- disebut short/rigid pile jika ~ L < 1.5- disebut long/infinite pile jika ~ L > 2.5Untuk tiang terjepit (fixed head):- disebut short/rigid pile jika ~ L < 0 .5- disebut long/infinite pile jika ~ L > 1.5

b. Dihitung harga faktor kekakuan (stiffness factor R):

R = J _ E _ _ I - (5.13)Kh BPada tanah lempung padat yang overconsolidated biasanya harga K, konstan untuk setiapkedalaman.x, = K, / 5 (5.14)K, adalah modulus of subgrade reaction Terzahghi yang dicari dari load deflection test

dengan menggunakan pelat persegi berdimensi 1 feet :

Gaya pada pel at (kN/m2 atau ton/feet')K = perpindahan horizontal ( m atau feet)Pada Tabel 5.2. hubungan antara harga K, dengan undrained shearing srength tanah

lempung overconsolidated.Tabel 5.2. Hubungan antara Kj dengan konsistensi tanah

Consistensi stiff very stiff hardUndrained cohesion (em)

KN/m2 100-200 200-400 >400tons/feet' 1-2 2-4 >4

Range of KjMN/m2 18-36 36-72 >72tons/feet- 50-100 100-200 > 2 0 0

Recommended x,MN/m' 27 54 >180tons/feet' 75 150 >30 0


8/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG 6SPada tanah lempung yang normally consolidated dan tanah berbutir kasar, biasanya harga

modulus tanahnya dianggap bertambah secara linier dengan kedalamannya. Persamaan stiff-ness factor R berubah menjadi stiffness factor T.

T= 5~V - (5.15)nh

dimana modulus tanah (soil modulus) adalah

Bnh= Kh --- .......................................................... (5.16)x

x =koefisien variasi modulus tanah. Harga nh bisa dilihat pada Tabel 5.3.kedalaman

B = dimensi tiangTabel 5.3. Koefisien modulus tanah nh

Relative density Loose Medium dense densenh for dry or moist soil (Terzaghi)

KN/m' 2.5 7.5 20tons/feel' 7 2 1 5 6

nh for submerged soil (Terzaghi)MN/m' 1 . 4 - 5 1 2tons/feet 1 4 1 4 - 34

nh for submerged soil (Reese et al)MN/m' 5 . 3 1 6 . 3 3 4tons/feet 1 15 46 9 6

Beberapa harga nh adalah :Tanah lempung lunak normally consolidatednh = 350 sid 700 kN/m3 (1 sampai 2 ton/feet')Tanah lempung lunak organiknh = 150 kN/m3 (0,5 ton/feet")


9/79

II

66 BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANGBesarnya modulus tanah untuk tiang pancang dengan free head bisa dilihat pada Tabel5.4.Tabel 5.4. menentukan Kekakuan Tiang Berdasarkan harga R dan T

Untuk free head soil moduluslinearly increasing constant

short pile L::;2T L::;2Rlong pile L:::4T L ::: 3.5 R

TERZAGHIKapasitas daya dukung untuk tanah pada umumnya menurut Terzaghi adalah sebagai

berikut :

Qe=Ap(1,3 c Nc + q Nq + Y B Ny ay) (5.17)

Biasanya untuk pemakaian praktis di mana telah diperhitungkan berat fundasi tiangnya,persamaan (2.17) menjadi :

Qe = Ap (1,3 c Ne + q (Nq - 1) + y B Ny a y ) (5.18)TOMLINSON

Kapasitas daya dukung ujung untuk tanah pada umumnya (c-e soil) sebagai berikut :

Qe = Ap (c Nc + q Nq ) (5.19)di mana notasi sarna dengan sebelumnya.

5.1.2. KAPASITAS DAYA DUKUNG FRIKSI FUNDASI TIANG PANCANG

Seperti pada daya dukung ujung, rumus daya dukung friksi bermacam-macam juga,tetapi dari sekian rumus, yang terkenal adalah ;

cara a dari Tomlinsoncara A dan Vijayvergiya dan Fochtcara-cara lainnya


10/79

_ _ .. ,

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI T1ANG 675.1.2 ..1. Cara a Tomlinson

Cara exdari Tomlinson dapat digunakan untuk tanah terbutir halus (c-soill), tanah berbutirkasar (e-soils), maupun tanah pada umumnya (c-e soils). Meskipun sebetulnya Tomlinsonlebih menghendaki untuk tanah c-soils, untuk mobilisasi komponen < p tanah biasanya diambildari cara ~ . menurut Tomlinson hanya mobilisasi komponen < p kalau terpaksa dihitungmaksimum hanya diijinkan 50%.

Untuk tanah c-e soilsOf = = ex cn As ++ K q tan (~) As (5.20)

sumbanganC-soils sumbangan }e-soils sebetu,lnya bagian ini adalah cara ~atau

Qf = = t 1 f LexC p dL +20 K -q tan (~) p dLt keliling tiang __jdimana:

ex = = faktor adhesi yang merupakan fungsi dari cohesi atau hasil undrained shear-ing strength (lihat tabel 5.8)

c = cohesi atau hasil undrained shearing strengthK = = coefficient of lateral pressure, harganya terletak dari Ko sampai 1.75. Biasanya

direncanakan mengambil harga yang mendekati Ko. Harga untuk tiangpancang dihitung sbb :Ko = (l-sin!li),J OCR (5.21)

dimana:Ko =OCR =qc =qo =

coefficient at rest conditionover consolidation ratio = qc/qOpreconsolidated pressureoverburden pressure(untuk memudahkan perhitungan ambil OCR = 1)

!I i = sudut geser dalam biasanya diambil tegangan effektifnya, !I i=!I i,~ L geser efectif antara tanah dan material tiang, kalau tidak disebutkan

dapat diambil ~ = - } < p (lebih baik !I i dalam !Ii') atau lihat tabel 5.5As = Luas selimut tiang pancang yang menerima geser


11/79

68 BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANGTabel 5.5. Harga #

Interface materialsFriction angle,d, degrees-i-s-

Mass concrete or masonry on the following:Celan sound rockCelan gravel, gravel-sand mixtures, coarse sandClean fine to medium sand, silty medium to coarse sand,silty or clayey gravelClean fine sand, silty or clayey fine to medium sandFine sandy silt nonplastic siltVery stiff and hard residual or preconsolidated clayMedium stiff and stiff clay and silty calay

Steel sheet piles against:Clean gravel. gravel-sand mixture, well-graded rock fillwith spallsClean sand, silty snarl-gravel mixture, single-size hard-rock fillSilty sand, gravel orsand mixed with silt or clayFine sandy silt, nonplastic silt

Formed concrete or concrete sheetpiling against:Clean grave, gravel-sand mixtures, well-graded rock fillwith spallsClean sand, silty sand-gravel mixture, single size hard rock fillSilty sand, gravel or sand mixed with silt or clayFine sandy silt nonplasstic silt

Various structural materials :Masonry on masonry, igneous and metamorphic rocks:

Dressed soft rock on dresed soft rockDressed hard rock on dresed soft rockDressed hard rock on dressed hard rock

Masonry on wood (cross grain)Steel on steel at sheet -pile interlocksWood on soil

352 9 - 3 12 4 - 2 91 9 - 2 41 7 - 1 92 2 - 2 61 7 - 1 9

221 7141 1

2 2 - 2 61 7 - 2 21 71 4

35332 92 61 71 4 - 1 6

Persamaan ( 5 . 1 9 ) apabila digunakan untuk e - s o i l s bagian c-soils hilang, dan sebaliknyajika digunakan untuk c-soils.

Cara ex dari Tomlinson dimodifikasi oleh Broms terutama pada bagian sumbangan e -soilsnya.


12/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 69

1Qf = a c As + -- Ks q tan(8) As (5.22)

2

Harga Ks dan 8 untuk berbagai material tiang pancang bisa dilihat pada tabel 5.6 berikut :Tabel S.6 Harga ks dan 8 menurut Tomlinson

Ks forPile type 0

lc I w relative density l: .gh relative density

steel 200 O .S 1.0concrete 3/4 0 1.1 2.0wood 2/3 0 I.S 4.0

Selain itu nilai Ks dapat pula ditentukan dari hasil sondir. Hubungan antara qe, 0 denganKs melalui nilai relative density tanah dapat dilihat pada tabel 5.7.

Tabel S.7. Harga Ks Fungsi dari Pembacaan CPT(qC) dan Sudut Geser Dalam (0)

Ks corresponding to qe 0

low relative density O-SO kg/em" 28-30medium relative density SO-100kg/cm2 30-36high relative density >100kg/cm2 >36

Ada beberapa modifikasi dari cara a yang menggunakan Nord lond's coefficient, tetapimodifikasi ini tidak dibahas dalam buku ini.

5.1.2.2. Cara ' A ,Pada eara ini khususnya hanya berlaku untuk c-soils. Besarnya kapasitas daya dukung,

Qf adalah sbb. :


13/79

70 BAB 5 KAPASrrAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG

Qf = A (q + 2c) As (5.23)dirnana:

c, As dan q notasi yang sarna dengan sebelurnnyaA = koefisien tanpa dirnensi dari Vijayvergiya dan Focht bisa dilihat pada

garnbar 5.2.

01 02 03 04

10..

I V './ I v -' " ;: I t~. . . . " " f ' 2 , . ,' " l- I {J_ - " " . 1 I I. .. _ r . .t- ,

. 1 .t- . _6070Garnbar 5.2. Koefisien A vijayvergiya dan Focht.

5.1.2.3. Cara-cara LainnyaKhususnya untuk tanah berpasir dapat digunakan persamaan Vesic (1970) sebagai berikut :Qs = As Xv (10)1.54 D r4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . (5.24)L dalarn KPa


14/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 71dimana:

Xv = 8 (untuk large displacement piles)Dr = relative density

Khusus dari hasil test dilapangan (sondir dan boring) dapat digunakan persamaansebagai berikut :

Data SPTMeyerhof (1956; 1976)

Qs = As Xm N (5.25)L dalam KPadimana: Xm = Koef Meyerhof

diambil Xm=2.0 untuk large displacement pilesXme l.O untuk small displacement pilesN= nilai SPT rata-rata setelah dikoreksi

Data CPTMeyerhof,

Qs = 0.005 qc As (5.26)L dalam KpaKalau harga qc bervariasi persamaan (5.26) bisa dituliskan dalam bentuk

p nL qc I, (5.27)i=1

Qs=---200


15/79

72

~ 4 111 ) ~ ~~ - - - - - . J - ~ - - - L - : : : : : : : : = . _ J . j

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG

.r ~ ; c . ~ . . . . . . t . . . . , . 1 qCI /~1c.

)

Gambar 5.3. Skematik Penurunan Persamaan Kapasitas Daya Dukung Friksi

*** Khusus tanah kepasiran; dan didasarkan atas test tarik (pull-out tests). Irelandmenganjurkan (lihat gambar 5.4.)

Qs = P L (y z + q) K tan(jZI) (5.28)

Ydimana:

q + qo

z = kedalaman titik pusat grafitasi dari bagian tiang yang terbenamq = qo = beban yang bekerja di permukaanK = koefisien tegangan tanah lateral dapat diambil K=1.75 .P = perimeter/keliling tiang

i z J . . . .L .L .

Gambar 5.4. Skematik Diagram Mencari Kapasitas Daya Dukung Friksi dari Ireland


16/79


***** Khusus tanah kapasiran yang keras sehingga digunakan tiang pancang meruncing,(lihat gambar 5.5)Norland (1963)

sin (ro+d)Qs = L As K q

cos( ro)cosdimana:

~L (5.29)

= sudut gesekan efektif antara pile dengan tanah, bisa diambil= 2

3K = koefisien tekanan tanah,K=(1.7-2.2)Ko atauK=( 1.5-2.0)Ko

ro = sudut peruncingan tiang

it = 0 1 . 0 2~ }L " , " " , , ~ . . . . s . . - l ~ L _ , ; a ; l _ l . . _ _L

1 . . .

Gambar 5.5. Skematik Diagram mencari Kapasitas Daya Dukung Friksi dari Nordland

5.1.3. APLIKASI RUMUS-RUMUSRumus-rumus tiang pancang yang diusulkan oleh Terzaghi dan Meyerhoff sebenamyasudah mencakup daya dukung ujung dan gesekan jika kedalaman tiang mencapai 25 meter

sampai 50 meter. Rumus-rumus Terzaghi baik digunakan untuk kedalaman sampai sekitar25 meter dan rumus Meyerhoff untuk kedalaman lebih dari 25 meter. Jika kedalaman tiangsudah melebihi 50 meter maka daya dukung tiang lebih mengandalkan pada gesekan tiang.Untuk kondisi ini maka rumus-rumus Tomlinson menjadi lebih cocok untuk digunakan.


17/79

... - .-74 BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG

5.2. GAYA GESER NEGATIF (NEGATIVE SKIN FRICTION/DRAGDOWN)

Pada suatu tanah timbunan, akibat beban yang dapat berupa overburden pressure, makapada tanah akan mengalami peristiwa konsolidasi sehingga terjadi penurunan. Akibat penurunantimbul gaya geser dalam arah kebawah sepanjang tebal tanah timbunan tadi. Apabila tanahtimbunan tadi terletak diatas tanah asli lunak dan dibawahnya lagi terdapat tanah asli padat,penurunan yang timbul tidak saja pada tanah timbunan tetapi juga pada tanah lunaknya. (Hatgambar 5.6)

o~

1TOIIOII... 1. . . . ., 1

~/II . ,, , " " " " 'M ' ~ ..,. . .,,,- .~0 , ~ ) 0 ,_ "fIIlNftOlI~ ~ ~ TOM" al " f I O .~ ~

1 t1 ~ TOft.,. 0.11pod1 t1 I-1 , .r

Gambar 5.6. Gambar Skematik Mobilisasi Gaya Geser Negatifa) Pada tanah timbunan di atas tanah asli padatb) Pada tanah timbunan di atas tanah asli di mana lapis tanah asli lunak

5.2.1. FORMULA UNTUK MENGHITUNG GAYA GESER NEGATIFRumus Umum dari negative skin friction yang dibuat oleh Cayle & Sulaiman adalah

sebagai berikut :Fn = (CA + (5V tg (5)Dn PFn = (Ca + k YDn tg (5 ) Dn P (5.30)

dimana :Fn = total friction yang bekerja pada tiangCa = adhesi kalau tidak disebutkan dapat diambil harga kohesi c atau 2/3 c


18/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 75' Y = berat isi tanah pada tanah timbunanDn = tebal tanah timbunano = kalau tidak disebutkan sarna dengan sudut geser dalam (~) dari tanah timbunan.P = Keliling tiang yang menerima gaya geser (skin friction)k = Coeffisien of lateral pressure Ka < K Kp

Jika gaya geser negatif (negative skin friction) terjadi pada tanah liat saja (cohesive soils,c = ada dan ~ = 0), maka persamaan (4-1) menjadi sebagai berikut :

Fn = Ca Dn .P (5.31)Sebaliknya untuk tanah yang kepasiran (cohesionless soils)(c = 0 dan ~ = ada) berlaku :

Fn = k ' Y Dn2 tg 0 P (5.32)Untuk kondisi lapisan yang terlihat pada gambar (5.6) akan berlaku persamaan untuk

gaya geser negatif (negative skin friction) :

Fn = (Ca. + crv, tg 0) DI P + (Ca2 + Ov2 tg 02) D2 P (5.33)

Gambar (5.6b) untuk tanah liatFn = (Ca, D, P) + (Ca2 D2 P) (5.35)

Untuk cohensionless coils adalah :

Sedangkan harga S.F dan hubungannya dengan gaya geser negatif adalah :

gaya dukung ultimate untuk satu tiangSF = - - - - - - - - - - - - - -beban yang bekerja + gaya geser negatif

Gaya geser negatif perlu diperhatikan terutama kalau kita melakukan perancangankonstruksi dermaga.Di Indonesia bangunan konstruksi dermaga biasanya terletak didaerah pantai dengan

sifat tanah yang kurang baik (sangat lunak) sehingga apabila ada tanah timbunan kemungkinanterjadinya gaya geser negatif sangat besar.


19/79

------------------

76 BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG

Perlu diperhatikan bagi para insinyur sipil bahwa dibangun dermaga, tes pembebanantiang yang dilakukan selain tes pembebanan tiang aksial perlu dilakukan tes pembebanantiang tarik. Karena dengan tes pembebanan tarik, akan dapat diketahui kapasitas day a dukunggesernya.

Untuk penggunaan formula kapasitas Daya Dukung Friksi dapat dipakai rumus-rumusyang lain, seperti exTomlison atau A Viyayvergiya.

5.3. KAPAS ITAS DAYA DUK l)NG FUNDAS I T IANG DALAM GRUP5.3.1. JARAK ANTARA TIANG PANCANG (PILE SPACING) DALAM

KELOMPOK TIANG (PILE GROUPS)

Jarak antara tiang pancang didalam grup tiang sangat mempengaruhi perhitungan kapasitsday a dukung dari grup tiang pancang. Untuk bekerja sebagai grup tiang jarak antara tiang(spacing) 'S' ini, biasanya tunduk pada code-code (peraturan-peraturan) bangunan pada daerahmasing -masing.

Pad a umumnya S bervariasi antara :jarak minimum S = 2D danjarak maksimum S = 6D

Tergantung darj fungsi pile misalnya :sebagai friction pile minimum S = 3dsebagai end bearing pile minimum S = 2,5d

Tergantung dari klasifikasi tanahkalau terletak pada lapisan tanah liat keras minimum S = 3,5dkalau didaerah lapis padat mimimum S = 2d

pengaturan tiang disuatu poer (kepala tiang) dapat dilihat pada gambar 5.7.


20/79


r-~~.r+rr. !~. . r . . . . t ,:1. j>:t;::rr-f'~~,1 r p : ',.I10 o . . . . tI tI 0 '0 IL_ .. ~_ .. _.J

1 0 0 1

, . . . _ , _ , . . . . . . .-. .' J ' " T O ' 0,1 I 'Ii ; . ;~----!!'--,--'

77

,.r-~:j,, 0 f >1 II II ~.I I, I'0 01"'-----",

r------..:l,_'10 0 -nI I-It 0 e 4 - l\,;----j'" . . .l .. . ,_60:1.,

. .5 p O I . ,

t - ' - - - , . . . . :r---~--~,, (I, I \.. Yl r ~ i l ~ . J k .,t''-'-'~I~'0pil

r.....-- ... - .. ~1 0 +r1J I..~O. 0 + fI r ..I~ I ._w.L : c : - - r - - . , " "1-1--

t'-'-'-'--4. __L._-1__ -I:'I, 0 Q Q ~. { ' 1 1 ~ ~L,' i - o . I 0 1 1 0 I o r~ - - t - - --T-.JI-,...J.-,-f

( . 1

OClmbor!S. 7. Ti.pi.kol. Pen9ot,uro.n Fund08\, Ti.ong

Garnbar 5.7. Tipikal Pengaturan Fundasi Tiang

5.3.2. EFISIENSI GRUP TIANG (PILE GROUP EFFICIENCY)Apabila pengaturan tiang pada suatu poer telah rnengikuti persyaratan. Maka kapasitas

daya dukung grup tiang tidak sarna dengan kapasitas day a dukung satu tiang dikalikan denganbanyaknya tiang pada grup tiang tersebut. Tetapi didefinisikan sebagai perkalian antarakapasitas daya dukung satu tiang dengan banyaknya tiang dikaIikan lagi effisiensi grup tiang.


21/79


Atau dituliskan dalam rumus sebagai berikut :Qug = Qut x n x Eg (5.37)dimana :

Qug= kapasitas daya dukung maksimum grup tiangEg = Effisiensi grup tiangn = banyak tiangQut = kapasitas daya dukung maksimum satu tiang

Persamaan (5.37) dimana terkandung suatu Efficiency grup tiang dapat diterangkan sepertiterlihat pada gambar (5.8) berikut ini :

(a) ell) telGambar 5.8. Gambar Sekematik Mobilisasi Tekanan yang Digambarkan dalam BentukDiagram Tegangan Keruntuhan Berupa Gelembung (Bulb)(a). Gambar mobilisasi tegangan untuk keruntuh tiang tunggal(b). Mobilisasi tegangan tidak saling berpotongan(c). Mobilisasi tegangan yang saling berpotongan

Keterangan :a. Bulb pressure pada satu tiang (analisis tiang tunggal)b. Bulb pressure pada kumpulan tiang dimana jarak antara tiang (spacing) adalah S >

6D (harus dilakukan analisis tiang grup)c. Bulb pressure pada kumpulan tiang dimana Spacing S terletak antara 2D dan lebih

kecil sarna dengan D (harus dilakukan analisis tiang grup).


22/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 79Dari gambar (5.8) terlihat bahwa pada gambar (a) dan (b) mobilisasi tekanan atau kapasitas

daya dukung yang digambarkan dalam bentuk bulb pressure tidak berpotongan, berarti kapasitasdaya dukung total tiang grup = kapasitas day a dukung satu tiang dikalikan banyaknya tiang(n tiang)

Pada gambar 5.8c; terdapat perpotongan antara diagram tegangan anggauta tiang grup.Dari hal ini berarti bahwa mobilisasi tekanan tidak dapat sepenuhnya (100%) karena ada satudaerah tegangan yang menjadi milik bersama sehingga perlu adanya yaang disebut efficiencygrup tiang. Kapasitas daya dukung total tiang group = kapasitas daya dukung satu tiangdikalikan banyaknya tiang dikalikan lagi dengan efficiency grupnya.

Perlu diterangkan disini bahwa Efficiency Group Eg maksimum mempunyai nilai Eg =1 artinya kembali kepada kondisi gambar 5.8b.

Banyak persamaan untuk mencari effisiensi group tiang, dari antaranya yang palingsering dipakai adalah persamaan Conversi-Labarre, yang diformulasikan sebagai berikut :

(n-l) m + (m-I) nEg = 1 - Q (5.38)90 m ndimana:

Eg = effisiensi group tiangQ = arc tan dis dlaam drajatn = banyak tiang pancang dalam barism = banyaknya baris dalam tiangd = diameter dari tiangs = spacing (jarak antara tiang)

5.3.3. KAPASITAS YANG DUKUNG GRUP TIANG

Kapasitas day a dukung tiang dalam grup dapat dihitung berdasarkan anggapan :Keruntuhan tiang tunggal (Individual pile failure)Keruntuhan blok (Block failures)

Penentuan bahwa harus menggunakan individual pile failure atau block failure terutamadidasarkan atas klasifikasi tanahnya dan juga oleh jarak antara tiang (spacing) dari fundasiyang bersangkutan.

Dihitung sebagai Individual Pile Failure -Untuk c-soils, c-e soils dan e-soils apabila dipenuhi syarat minimum spacing selalu

dihitung sebagai individual pile failure. Persamaan untuk menghitung kapasitas daya dukungaksial total adalah sebagai berikut :


23/79

80 BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG

untuk C-jIl soils dan C soils

Qug = Qut x n x Eg (5.39)dimana Eg, effisiensi grup tiang pancang, yang nilainya bervariasi dari 0,7 (pada spac-

ing s = 3D) sampai 1 pada (S ~ 8D)untuk jIlsoils

Qug = Qut * n * Eg (5.40)dihitung sebagai Block Failure

Biasanya untuk tanah c-soil, khususnya c-soils yang lunak, atau tanah pasir lepas.Untuk tanah liat keras dan tanah pasir padat yang mempunyai spacing S < 3.D.(dianjurkan untuk dihitung sebagai block failure)

Keruntuhan yang terjadi adalah tidak lagi Individual pile failure tetapi sudah blockfailure dan dihitung berdasarkan rumus Coyle and Sulaiman sebagi berikut :

Qubg = 2D (W + L) f + 1.3 c x Nc x W x L (5.41)akibat akibat

tahanan friksi tahanan ujung

dimana:Qubg =D =W =L =.f =

daya dukung maksimum group tiang sebagai block failurekedalaman group tianglebar group tiangpanjang group tiangac = friksi (gaya geser) antara cohessive soils dengan permukaan tiangdisebut juga unit adhesi. Dapat digunakan tabel a yang dikeluarkan olehTomlinson seperti pada tabel (5.8)

c = kohesiNc = (Bearing capacity factors) Faktor kapasitas daya dukung

QubgQall = - - - - (5.42)

SF


24/79

- ------BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG 81

Dimana:SF = angka keamanan (biasa diambil = 3)Q all = gaya dukung ijin dari group tiang

- - . . . - '' '- . M it J, . . . . _ ' i f f~ .... . . I . . . .. . I;_va. '_f ,~~ Ii JI


25/79

8 2 BAB 5 KAPASITAS DAfA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG

5.3.4. DISTRIBUSI GAYA PADA GRUP TIANGDidalam grup tiang gaya-gaya luar yang bekerja pada kepala tiang (kolom) didistribusikan

pada grup tiang berdasarkan rumus elasitisitas sebagai berikut,V My xQum=-- n L x2 MxyL y2 (5.44)

dimana:Qum = beban aksial untuk sembarang anggota memberi tiangV = beban vertikal total yang bekerja pada titik pusat group tiangn = banyak tiang dalam grupMx,My = momen pada arah sumbu x dan sumbu yx,y = jarak dari tiang terhadap sumbu y sebagi x dan terhadap sumbu y

sebagai x, dimana sumbu x dan sumbu y melewati pusat grup tiang.tanda = diberikan sehubungan dengan hasil perkalian mx dan my terhadap jarak

x dan y.

5.4. BEBAN LATERAL YANG BEKERJA PADA TIANG TUNGGALGaya tahanan maksimum dari beban lateral yang bekerja pada tiang tunggal adalah suatu

persoalan yang kompleks, karena merupakan permasalahan interaksi antara elemen bangunanagak kaku dengan tanah, yang mana dapat diperlakukan berdeformasi sebagai elastis ataupunplastis.5.4.1. HUBUNGAN PEMBEBANAN LATERAL DAN DEFORMASI TANAH.

Untuk memudahkan penjelasan hubungan pembebanan lateral dan deformasi tanah, makadiambil sebagai contoh adalah tiang tunggal bebas (Free head).

Adapun hubungan antara beban lateral dengan terjadinya deformasi tanah sebagai berikut:l. Pada mulanya untuk pembebanan yang rendah tanah akan berdeformasi elastis (the soils

compresses elastically) disamping itu terjadi pergerakan tiang, dimana pergerakan tersebutcukup mampu untuk mentransfer sebagian tekanan dari pile ke lapisan tanah yang lebihdalam.

2. Untuk pembebanan selanjutnya, beban menjadi lebih besar, lapisan tanah akan runtuhplastis dan mentransfer seluruh bebannya ke lapis tanah yang lebih dalam lagi.

3. Hal ini akan berlanjut dan menciptakan mekanisme keruntuhan yang ada hubungannyadengan kekakuan tiang.


26/79

- -----~

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 835.4.2.MEKANISME KERUNTUHAN

Mekanisme keruntuhan dengan memperhatikan tipe tiang berdasarkan kekakuannya dapatdibedakan : (lihat gambar 5.9 dan 5.10)

1. Rotasi untuk tiang pendek / kaku (short/rigid pile)2. translasi; untuk tiang pendek/kaku (short/rigid pile)3. Patahan pada daerah dimana terdapat momen lentur maksimum; untuk tiang panjang/

lentur (long pile)

H r.,/ I He f l / ~ \ V i i/ I I J/ I/ I I II I I It. . I / I rI I L J II I I II I Tekanan pasif I I

Tekanan pasif. . tidak dapat tidak dapatI I menahan gaya , I menahant : Lateral L J gaya lateral(a) (b)

Gambar 5.9. Mekanisme keruntuhan pada tiang pendeka. Tian bebas b. Tiang jepit

5.4.2.1. Menghitung Tahanan Maksimum Akibat Beban Lateral

Untuk menghitung tahanan maksimum akibat beban lateral, tindakan yang harus dilakukanadalah :

Menentukan tipe tiang apakah termasuk short pile atau rigid pile, dapat menggunakandua cara :1. Dihitung harga flexibility faktor B2. Dihitung harga stiffness faktor R atau L.


27/79

84 BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANGKemudian setelah ditentukan tipe tiang apakah short/rigid pile baru dilaksanakanperhitungan tahanan maksimum dari tipe tiang terse but. Tahanan maksimum lateral dapatdihitung dengan bermacam-macam cara antara lain Brinch hansen, Broms, Matlock danReese dan lain-lainnya.

CARA BRINCH HANSENCara Brinch Hansen sangat tepat untuk tanah yang uniform (seragam) maupun untuk

tanah yang berlapis pada short/rigid pile. Dapat juga dipergunakan pada jenis tanah yangberupa c-soil, e-soil maupun c-e soils tetapi tetap type fundasi tiang yang digunakan adalahshort pile.

Dasar teoriTekanan yang ada pada suatu unit kaku (dalam hal ini tiang), akan mempunyai titik

rotasi sejauh X dari permukaan tanah, dimana titik tersebut diberikan dari hasil olehpenjumlahan momen yang terdapat diatas dan dibawah titik rotasi. Lihat gambar (5.11)

" M

L

\" - "-,~ ~ ...._ ...... -l... = ! (a )

( b 1 f c)

Gambar 5.11. Cara Brinch Hansen untuk mendapatkan tahanan lateral maksimuma. Diagram reaksi tanahb. Diagram gaya geserc. Diagram momen lentur


28/79

BAB 5 KAPASlTAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 85Urut-urutan pekerjan dengan melihat gambar 5.11 adalah :

Free Head1. Buat diagram tegangan tanah berupa tegangan pasif seperti pada gambar.2. Bagi diagram tegangan pasif didalam n elemen horizontal sehingga setiap elemen

mempunyai tebal ~3. Unit tegangan pasif untuk kedalaman z diberikan oleh rumus :

Pz = Poz Kqz + C Kcz (5.45)

dimana:Pz = unit tegangan pasifPoz = effective overburden pressurec = cohesi pada kedalaman z dapat diambil,c = Cu = undrained shearing strength

Berupa short term loading seperti pada pembebanan akibat gaya gelombang(docking impact dari kapal)

c = c' = drained shearing strengthBeupa long term loading seperti pada pembebanan yang bekerja padadinding penahan tanah

Kqz = Koefisien tegangan pasif akibat sudut geser dalam (frictional) padakedalaman z. .Kcz = Koefisien tegangan pas if akibat komponen kohesinya pada kedalaman z.

4. Harga Kq dan Kc dapat dilihat pada gambar (5.12)5. menghitung total tahanan pasif untuk setiap elemen horizontal

LTotal tahanan pasif = Pz -- B (5.46)

n6. Mengambil M pada titik dimana beban lateral bekerja

z=xL M =L L z=1pz -- (e + z) B - L pz L (e + z)B (5.47)z = 0 n z=X n


29/79

--- ---

86

lU.-~ ' I ' . TI0, " .1 ,t.tll,J :] ' "~I j o . n" ~


Gambar 5.12. Koefisien Kq dan Ke dari Brinch Hansen

7. Mencari titik rotasi pada kedalaman x sehingga I,Mx = 0Jadi untuk mendapatkan titik rotasi dilakukan dengan cara coba-coba (trial dan error)Jika tiang menerima juga beban luar berupa momen M selain gaya horizontal H,maka Momen m dapat diganti dengan gaya horizontal H x e.

Fixed headDikarenakan kepala tiang terjepit terhadap rotai yang terjadi maka perIu mencari tinggi

ekivalen eI (lihat gambar 5.11).Persamaan untuk mencari tinggi ekivalen adalah :

1eI = - - ( e + Z, ) (5.48)2

dimana:eI = tinggi ekivalen untuk fixed head short pilee = tinggi dari permukaan tanah sampai titik dimana dikenakan gaya horizontal

pada fixed head.Zf = jarak dari permukaan tanah sampai titik virtuil fixity. Panjang Zr biasanyatidak diketahui, tetapi untuk kepentingan praktis diambil :

Zf = 1.5m (5 feet) untuk tanah berbutir kasar padat atau tanah berbutirhalus keras

Zf = 3m (10 feet) untuk tanah berbutir kasar lepas atau tanah berbutirhalus lunak.


30/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG 87Setelah mendapatkan titik pusat rotasi dari persamaan (5.47) maka dilanjutkan dengan

kegiatan,8. Mencari tekanan lateral maksimum yang bekerja pada tiang terhadap gay a horizontal

Hu, dapat diperoleh dengan mengambil momen pada titik pusat rotasi sebagaiberikut :

x LHu (e + x) = L pz x + L LB(x - z) + L pz -- B(z - x) (5.49)

o n x n

9. Kemudian tindakan terakhir adalah menggambarkan diagram gaya lintang dan momenlenturnya.

Momen lentur maksimum terjadi pada titik dimana gaya lintang sarna dengan nol. Momenmaksimum untuk digunakan sebagai check dimensi dan tulangan tiang.

CARA BROMSCara Broms dapat digunakan untuk menghitung tahanan maximum akibat gaya lateral

baik pada rigid pile maupun long piles.Rigid piles: - Cara Broms berlaku pada tanah berbutir halus uniform (e=O) dan tanahberbutir kasar.Long piles: - Pada tanah berbutir halus dan tanah berbutir kasar.

Cara Broms pada tanah berbutir halus untuk short term loadingReaksi dari tanah terhadap tiang dapat dilihat pada gambar (5.13)

-,, I, ,,,: J

}ii,II ,,tU

Gambar 5.13. Reaksi tanah dan momen lentur untuk tiang pendek akibat gaya laterala. Tiang bebasb. Tiang jepit


31/79

r-------- -- --

88 BAB 5 KAPASlTAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG

Anggaran DasarTegangan tanah sarna dengan nol terjadi sampai sedalam 1,50 B dari permukaan tanah.

Hal ini dianggap sebagai effek penyusutan tnah (soil shrinkage).

Urutan pekerjaanUntuk free head urutan perhitungan adalah sebagai berikut :1. Dengan anggapan dasar seperti tersebut diatas dan referensi gambar 5.13 dihitung

Mmax dan gaya lateral Hu.2. Mmax dan Hu bisa didapat dari tiga persamaan sbb.:

Huf = (5.50)9 qu BMmax= Hu'(e + 1.5B + 0.50 (5.51)Mmax= 2.25 Cu B q2 (5.52)

dimana:j = jarak kedalaman titik dimana gaya geser sarna dengan n~

3. Dengan memasukkan persamaan (5.50) ke (5.51) didapat persamaan A.Kemudian dengan adanya hubungan g = L - f - 1.5 B dan fseperti pada persamaan (5-50), masukkan kedalam persamaan (5.52) didapatpersamaan B.

4. Pers. A ---:> dua anu dalam Mmax dan HuPers. B > dua anu dalam Mmax dan Hu }

didapatMmax dan Hu

I

" 1 - " "t 9 ell I ~ 4L

1.5 B

Gambar 5.14 Freebody diagram tegangan untuk mencari besar hu dan Mmaks, fixed head, shortpile, c-soils


32/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG 89L Hu= 0

Hu = 9 Cu B (L - 1.5 B) (5.53)Mmax = Hu . efix

LM pada permukaan, lihat bawahMmax = Hu { 112 . (L - 1.5 B) + 1.5 B }

L+ 1.5BMmax = Hu ---- (5.54)

2persamaan 5.53 disubstitusikan ke persamaan (5.54) didapat nilai Mmax,

(1+1.5B)Mmax = 9 Cu B (L - 1.5 B) --- (5.55)

21

Mmax = - - 9 Cu B (L2 - 2.25 B2) (5.56)2

Cara grafis dapat dilakukan dengan menggunakan gambar 5.15. Dengan cara menentukan. L d e did Hunilai (--) an (--) maka akan 1 apat ( ) .B B CuB2

Sehingga nilai Hu dapat dihitung.

mbedmcnl Itn;11I LIBGambar 5.15 Cara grafis Broms untuk mendapatkan Hu pad a tiang pendek dengan jenistanah berbutir halus.


33/79


Cara Broms pada tanah berbutir kasar

a. Free HeadReaksi dari tanah berbutir kasar terhadap tiang dapat dilihat pada gambar (5.16).

L

'I : . . . J . ~ ~ ~, , .~!U'\,K! :

( C I , I b)

Gambar 5.16 Reaksi tanah dan momen lentur untuk tiang pendek akibat gaya lateral padatanah berbutir kasar

(a) tiang bebas (free head)(b) tiang jepit (fixed head)

Anggapan DasarResultante tekanan pasif pada ujung pile untuk tanah berbutir kasar dapat digantikan

dengan gaya horisontal P.

Urut-urutan pekerjaan1. Dengan anggapan dasar dan referensi gambar 5.16 dihitung Mmax dan gaya lateral

Hu.2. Diagram tegangan tanah dihitung dengan,

Pz = 3 B Po z Kp (5.57)dimana:

B =P =zKp =

lebar tiangeffective overburden pressure pada kedalaman zcoefficient of passive presure dari Rankine


34/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 91l+sin(!II) !II

Kp = = tan' (4 50 + ---1-sin(!II) 2

3. Setelah dibuat diagram tegangan tanah ulangi step 5 s Id 9 dari cara Brinch Hansendengan titik rotasi pada kedalaman L.

b. Fixed HeadReaksi tanah untuk fixed head seperti terlihat pad a gambar 5.17

l4u ..

LR = 3 B 'YL Kp 2= 15 B 'YU Kp.

Gambar 5.17 Freebody diagram tegangan untuk mencari besar Hu dan Mmaks free head,short pile, e-soilsL

R = 3 B 'YL Kp --- = l.5 B 'YL2 Kp2

----:> Hu - R + P = 0Hu = R - P (5.58)

I.M(A) = 01R. -- L = Hu (e + L)3


35/79

92 BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANGRL3 = Hu (e + L)

RLHu = - - - (5.59)3(e+L)

RLR-P=--- 3(e+L)RL---:> P = R - (5.60)3(e+L)

RLPers. (5.59) ---,>Hu = =3(3 + L) 1.5 B YU Kp L3(e+L) ............................. (5.61)0.5 B Y L2 Kp LHu = ------- (5.61)(e+L)

'LMx lihat atasx

Mx = Hu (e+x) - -- (3 B Y L kp).L

1 2--x.- x2 3

1Mx = Hu (e+x) - -- B Y L Kp x3 (5.62)

2

aMxax

3---,> Hu=-- B y Kpx?= 02

---=0

2 Hux2= _3 B yKpV 2Hux= 3ByKp

Masukkan ke persamaan (6-18) didapat


36/79

__

BAB 5 KAPASlTAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 93

12

I 2 Hu 1 3/2B ' Y Kp 1 3 B j Kp

M~,~HU(e+g) -3 Hu~ (5.63)B ' Y Kp B ' Y Kp

Masukkan persamaan (5.61) pada persamaan (5.63) didapat Mmax free head.

Untuk fixed head,

1. Besarnya Hu dicari dari keseimbangan gaya1H = 0

1Hu = 3 B ' Y L Kp. -2- L = 1.5 B 'Y U Kp (5.64)

2. Besarnya Mu dicari dari1Msurface = Hu . efix (5.65)

~dengan melihat bagian atas

11M surface = 3 B ' Y L Kp . -- L2

~

23

L = B 'Y U Kp (5.66)

dengan melihat bagian bawah

Besar Hu pada fixed, free head terutama untuk tanah berbutir kasar yang uniformdapat juga dicari dengan cara grafis seperti pada gambar (5.18)


37/79


Embdrnenr It!l91h 1./8~Gambar 5.18 Cara grafis Broms untuk mendapatkan Hu pada tiang pendekdengan jenis tanah berbutir kasar.Cara Broms untuk cohesive soils; long pilesDikarenakan anggapan bahwa untuk long pile, gaya pasif yang dimobilisasisepanjang tiang yang tak terhingga, maka beban lateral batas Hu yang dpatditahan oleh tiang dinyatakan dalam Momen tahanan maximum Mu daripenampang tiang.

Cara sederhana dalam menghitung beban batas; berlaku untuk kondisi :pembebanan ringan, baik untuk short atau long pilelebar tiang; kecil sampai mediumdengan anggapan seperti gambar 5.19 dibawah ini" "

L

Gambar 5.19 Tiang tunggal mendapatkan gaya lateral dan dianggap sebagaikantilever (cara sederhana)(a) tiang bebas (fee head) (b) tiang jepit (fixed head)


38/79

BAB 5 KAPASlTAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 95Beban lateral maximum

Mu- Fee headed pile ---> Hu = - - - -(e + zt) ...................... (5.67)2 Mu- Fixed headed pile ------.> Hu = - - - - -(e + 2zt) ...................... (5.68)

Dimana pada cara penyederhanaan ini zf yang diarnbil 1.5 m untuk tanah berbutirhalus lunak dan 3,0 m untuk tanah berbutir halus keras.Selain itu oleh Broms dikembangkan suatu cara untuk menghitung besar Hu danMmaks dengan anggapan diagram tegangan yang dimobilisasi seperti terlihat padagarnbar (5.20)

Gambar 5.20 Reaksi tanah dan momen lentur untuk tiang panjang akibat gayalateral pada tanah berbutir halus(a) tiang bebas (free head) (b) tiang jepit (fixed head)

FREE HEAD

Urut-urutan pekerjaan sebagai berikut :1. Gambar diagram tegangan tanah dan momen lentur seperti gambar (5.20) diatas.2. Untuk free head, pada tempat dimana terjadi patahan diambil LM ke atas (lihat .gambar (5.21)


39/79

- -

96 BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TJANG

Hu

~ "To.V"/"""'#JI\.W"_"'r~' If " -- :

.!SB

_ 9 Cub ,Gambar 5.21. Freebody diagram tegangan untuk mencari besar Hu dan Mmaks' Freehead long piles, c-soils

P=9CuBf

Mmax = Hu ( e + 1.5 B + 0,5 f) ................................. (5.69)

3. Mencari besarnya f

ambil IH = 0H=P----->H=9CuBf

Hf=---- 9 Cu B ............................................................... (5.70)

Pada long pile ini ada 2 anu dengan hanya 1 persamaan. Untuk memecahkandiambil Mmax = Mu penampang

4. Apabila Mmax = diambil sebagai Mu dari penampang tiang, maka persamaan(5,69) menjadi

Mu = Hu (e + 1.5 B + 0,5 f)MuHu = .......... " ", ..,." (5.70a)(e + 1.5 B + 0.5 f)


40/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG 97FIXED HEADDari free body diagram tegangan seperti terlihat pad a gambar (5.22)

HU

. . . . . . . . ". . . . . . : 1 ' ' \ " ' _ '. . . .1 " ~ - - - , . . H o I

1.58

Gambar 5.22. Freebody diagrma tegangan untuk mencari besar Hu' fixed head, longpiles c-soils

didapat,LMx ------.> Mmax

f2 Mu + Hu - - Hu (1.5 B + f) = 0

22 Mu - Hu (1.5 B + f/2) = 0

Maka,2 Mu

Hu=------- ...................................... (5.71)(1.5 B + 0.5 f)

6. Selain itu dapat pula dicari dengan grafik Broms, ultimate lateral resistance untuklong pile pada cohesive soils seperti pada gambar (5.23)


41/79

98 BAB 5 KAPAS1TAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG

. . .eo J. .~35;; 10;0!W 1 II

1J .. 100 __\111.... 0 ,'''_, _, Mol' .....

Gambar 5.23. Cara grafis Broms untuk mendapatkan Hu pada tiang panjang denganjenis tanah berbutir halus.

Cara Broms untuk cohesionless soils, long piles

Untuk tanah berbutir kasar (cohesionless soils), tiang panjang (long piles), akibatgaya lateral, besar Hu dan Mu dihitung berdasarkan anggapan mobilisasi diagramtegangan seperti terlihat pada gambar (5.24).

tl11IM ~'C fC,t... ~::l'I r . . J

Gambar 5.24 Reaksi tanah dan momen lentur untuk tiang panjang akibat gaya lat-eral pada tanah berbutir kasar(a) tiang bebas (free head) (b) tiang jepit (fixed head)


42/79

-------

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 99FREE HEAD

Urut-urutan pekerjaan,1. Dengan anggapan dasar serta referensi gambar (5.24) dieari besarnya Mu dan Hu.2. Mmax dan Hu dihitung dari (lihat gambar 5.25)

f=0.821~ V Y B K P .......................................... (5.72)Mmax = H (e + 0.67t) ...................................... (5.73)

MuHu = ....................................... (5.74)e + 09.54 1r-n-VYBKP

3. Dari IH = 0

1Hu = R = 3B Yf Kp . -2- f = 32 Y f2p B2 Huf2=----3 yB Kp

f = 1 { O i ; 7 i i ;V y"Bi(p = 0.821~V ~Kp ................... (5.75)

L......-_~) 3 B Y F Kg

Gambar 5.25. Freebody diagram tegangan untuk mencari besar Hu' free head, longpiles, c-soils


43/79

100Ambil,LMf --> Mmax

2Mmax = Hu (e + -- f)3MmaxHu = (e + 2/3. f)

BAB 5 KAPAS1TAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG

..................................... (5.76)

Persamaan (5.75) disubstitusikan ke persamaan (5.76)MmaxHu =

e + 0.67 x 0.82 1~V Y B K PMmaxHu = (5.77)

e+0.55 1~V Y B K PFIXED HEADKarena fixed maka timbul lendutan seperti berikut, lihat gambar (5.26)

Gambar 5.26. Freebody diagram tegangan untuk mencari besar Hu' fixed head, longpiles, o-soils


44/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG 101Lihat garnbar (5.26)

l:.Mf ----> Mmax2 Mu = Hu (e + f) + Hu 113 f = 0

2 Mu = Hu ( 23 f + e)

2 MuHu =e + 0.67 f

.............................................................. (5.78)

Dari l:.H = 01 3Hu = R = 3 B Y Kp -- f = -- y f2 Kp B2 2V 0.67 Huf = yB Kp = 0.82 1~V iBKP" ......................................... (5.79)

Masukkan persarnaan (6-36) kedalarn persarnaan (6-35) didapat,

2 MuHu = ........................................ (a5.80)

4. Setelah Mrnax didapat, hams dicheck apakahMrnax < Mu dari penampang tiang pancang (OK)Mrnax > Mu penarnpang tiang pancang; dirnensi penampang hams dirubah atau

diperbesar.Perlu dicatat bahwa beban lateral yang dapat ditahan oleh long pile lebih besardibandingkan dengan short pile untuk penarnpang tiang yang sarna.Sehingga untuk beban lateral yang dapat ditahan oleh tiang vertikal hams diperkirakanberapa tiang yang cukup untuk dapat dirnobilisasi tahanan rnaksimum, sehinggatidak ada gunanya rnengarnbil panjang tiang yang lebih dalarn dari pada yangdibutuhkan. Pengertian ini bisa digunakan bila faktor-faktor lainnya rnisal kedalrnantanah keras tidak diperhitungkan.


45/79

~---

I 102 BAB 5 KAPASITAS DAYA DU~UNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG

Biasanya diambil panjang tiangL = 4 T (untuk kenaikan linier soil modulus)L = 3.S R (untuk konstan soil modulus dan free head)L = 2 R (untuk konstan soil modulus dan fixed head)

Selain itu dapat pula dicari dengan grafik Broms tahanan lateral batas untuk longpiles pada tanah berbutir kasar seperti pada gambar (S.27)

~~ I ~ ~ ~ ~ - - ~ - - - - - - r - - - - - - - ~ - - - - - - . - - - - - ~ ~fE tJ O G . . ,,"I. .0;. ..;!:5

head

a : o .0 100 1000 _Ultllllot. fl$islOflC. mom",. M,,/ B ';pcp

Gambar S.27. Cara grafis Broms untuk mendapatkan Hu pada tiang panjang denganjenis tanah berbutir kasar (e-soils)5.4.2.2. Lentur dan Tekuk pada Tiang Vertikal yang Sebagian Tertanam

Perhitungan cara Davisson dan Robinson untuk tiang vertikal yang sebagian tertanammenerima gaya-gaya luar seperti pada gambar (S.28) di bawah ini .

Gambar 5.28. Tekuk tiang yang menahan gaya vertikal dan horizontal pada ujung tiang(a) tiang sebagian tertanam (b) tiang atau kolom ekivalen dari dasar jepit


46/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 103Menurut Davisson dan Robinson, untuk tiang yang sebagian tertanam menerimagaya luar berupa :

gaya axial Pgaya horisontal Hmomen M

Maka untuk mendapatkan panjang ekivalen dari tiang yang dianggap berdiri bebasdengan terjepit didasamya faktor yang menentukan adalah modulus elastisitas tanahatau harga R dan T dari tiang yang tertanam tersebut.

Panjang ekivalen ditentukan berdasarkan rumus berikut :

L , = Zf + e (5.81)dimana:L, = panjang ekivalenZj = jarak dari surface ke titik jepit dasar

= 1.4 R untuk soil modulus yang tetap pada lapis tanah= 1.8 T untuk soil modulus yang berubahlnaik liniere = jarak dari tempat bekerjanya gaya luar sampai kepermukaan tanah

Persamaan (5.81) adalah suatu rumus pendekatan untuk menghitung panjang ekivalenyang menurut Davisson & Robinson dapat digunakan untuk keperluan perancanganstruktur bila :

Lemax = LIR > 4 ----> untuk tanah dengan soil modulus konstanLmax = Lff > 4 ----> untuk tanah dengan soil modulus naik linier

Sedangkan beban axial kritis dihitung menurut rumus :. > untuk kondisi free headed

1t2 E IPer =4(e+z/

.............................................................................. (5.82)

. > untuk fixed headed1t (EI)Pcr=----- (e+zf)? ................... : (5.83)


47/79


Dimana:E, I adalah modulus dan inertia tiangfungsi karakteristik tanah masuk didalam penentuan zr

5.4.2.3. Defleksi Tiang Vertikal Akibat Memikul Beban LateralDalam menghitung defleksi tiang vertikal akibat beban lateral dapat ditempuh denganbermacam-macam cara. Diantaranya yang paling sederhana adalah dihitung menurutrumus berikut ini. (lihat juga gambar 5.29)

Hu

e

Hu

e

'f z 1

Gambar 5.29. Tiang menerima beban horizontal dan dianggap sebagai kantilever sederhana

H (e+zf):'y=------3 E IH(e+zf)"y=------12 . E I

............................................................................................ (5.84)

............................................................................................ (5.85)

Persamaan (5.84) berlaku untuk defleksi pada kepala tiang feee head, sedang (5.85)untuk defleksi pada kepala tiang yang fixed head.


48/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 105Cara lain yang lebih maju diberikan oleh Broms akan diterangkan berikut ini.Tanah berbutir halus (cohesive soils)Untuk mengetahui kelakuanltipa tiang, Broms membaginya berdasarkan harga ~(flexibility factor).

dimana:~= v Kh B4 (E I) pile

Untuk ~ L < 1.5 -----> short/rigid pile untuk free headed pile1.5 e4H1+-- )Lyo = Kh B L .......................................................... (5.86)

Untuk ~ L < 0.5 ----> short/rigid pile untuk fixed headed pileH

Kh B L ......................................................................... (5.87)o =

Menurut Broms, harga Kh (coefficient of subgrade reaction) dapat diambil = Klseperti yang dicantumkan dalam tabel (5.2)

Untuk long pile atau finite pile

Free headed pile bila ~L > 2.5

yo = 2 H ~ (e~+l)Koo B ................................................................................ (5.88)

Fixed headed pile bila BL > 1.5

yo = ko o BH~ .................................................................................................... (5.89)


49/79


dimana,Kee = coefficxient subgrade ieacttion untuk long pileKoo dihitung berdasarkan rumus,

(X, KoKoo=--- ...................................................................................... (5.90)

dimana,(X, = suatu koefisien yang besarnya,()(~0.52~

(EI) pile ................................................................................ (5.91)

dimana Ko bisa diambil = Kh = K1Untuk keperluan praktis

(X, = TI1 . T l2 (5 .92 )dimana,

harga 111dan 112 didapat dari tabe1 (5.9) dan tabe1 (5.10) berikut ini,

Tabel 5.9. harga koefisien 111menurut Broms

Shearing strenthkN/m2 tons/It? Coefficient 1 1 1

< 27 < 0.25 0.3227-107 0.25-1.0 0.36> 107 > 1.0 0.40


50/79

- - -


Tabel 5.10 Harga koefisien 112 menurut Broms

Material forming pile Coefficient 1 1 2

Steel 1.00Concrete 1.15Wood 1.30

Apabila harga Ko didapat dari hasil percobaan horizontal subrgade reaction makaKo dihitung dengan rumus,

Ko = 1.67 Eso (5.93)

dimana,Eso = modulus sekan dari grafik tegangan-regangan dengan tegangan yang

dikenakan pada tanah yang besarnya 50% dari tegangan hancurnya.

Tanah Berbutir Kasar (Cohesionless soils)Untuk tanah berbutir kasar, kelakuanltipe tiang dilihat dari besaran harga 11 dariBroms

TI= (E I)pile ..................................................................... (5.94)

dimana,Tlh = coef modulus tanah dari Reese, bisa dilihat dari tabel 5.3.

Harga defleksi yo dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut ini :Short pile TIL < 2

18 H ( 1 + 1.33 eL )yo = .................................. (5.95)


51/79

108Fixed head


2Hyo=---- ...................................................................... (5.96)

Long pile nl.> 4

Free head

Fixed head

yo = 2,4 H (1 + 0.67 ell)llh3/5 (EI)3/5 ..................................... (5.97)

0.93 Hyo = ..................................... (5.98)

Disamping itu defleksi tiang akibat beban horisontal pada tanah berbutir kasar dapatpula dicari dengan grafik Broms seperti pada gambar 5.30

. ..Ni U.!U."'0 . .. ."c0';; zc:"!

o~~ : : . . . .lmensionieu'eft9.h ;LGambar 5.30. Mencari defleksi tiang akibat gaya horizontal untuk tanah berbutirkasar menurut Broms ..,


52/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 1095.4.2.4. Analisis Elastis untuk Tiang Vertikal yang Menerima Beban Lateral

Prosedur perhitungan yang dilakukan dalam perhitungan pada bab sebelumnya adalah :Mencari beban lateral ultimate Hu dari penampang tiang yang diberikan (atau dibalikmenentukan penampang tiang yang diperlukan untuk beban lateral ultimate Hu yangdiberikan). Kemudian dengan membagi Hu dengan SF akan didapat bebankerja(working load) HProsedur lainnya adalah menghitung defleksi yo pada permukaan tanah untuk suaturange dari beban lateral H yang menaik sampai suatu harga Hu. Kemudian workingload diambil untuk harga yo yang masih didalam batas yang diizinkan.Defleksi yo bisa juga didapat dari grafik yang ada seperti yang diterangkan pada bab

sebelumnya.Dengan melihat prosedur perhitungan yang diterangkan, alangkah baiknya bila dapat

dihitung juga, momen lentur, diagram gaya lintang (shearing force), deformasi permukaantiang pada seluruh kedalaman untuk beban kerja (working load) yang dipilih.

Hal ini bisa didapat untuk kondisi beban kerja yang diambil bila dianggap bahwatiang berkelakuan sebagai elastic beam pada tanah yang juga bersifat elastis.

A. REESE & MATLOCKMemberikan gambaran mengenai defleksi slopes, momen lentur, gaya geser dandiagram tegangan tanah seperti pada gambar 6.23. Diagram tegangan tanah tadi,

untuk tanah yang normally consolidated dan cohesionless soils dimana moduluselastisitas tanah Es, dianggap naik sebanding dengan kedlaman dari 0,0 dipermukaantanah.

\

Gambar 5.31. Defleksi, slop momen lentur, gay a geserllintang dan diagram tegangantanah untuk kondisi elastis menurut Reese &Matlock.


53/79

,... - --- -


Disamping itu diberikan juga beberapa kurva untuk mendapatkan keofisien-koefisien, yang diperlukan dalam mengetahui besarnya defleksi, slope, momen lentur,gaya lintang dan diagram tegangan tanah.

Untuk lateral load H pada free head pile, koefisien-koefisien tersebut didapatdari gambar 5.32.

Untuk Momen M yang bekerja pada free head pile, koefisien-koefisien tersebutdidapat dari gambar 5.33.

Khusus untuk fixed pile, koefisien-koefisien yang diperlukan dapat dilihat padagambar 5.34.

Untuk kombinasi pembebanan, persamaan untuk menghitung defleksi, slope danlain-lainnya sebagai berikut :

FREE HEADAy H T3 By Mt T3Deflection y = yA + yB = - - - - - - + ------E I E I ............... (5.99)

Slope s = SA + SB = As H T3E I +Bs Mt T3

E I...................... (5.100)

Bending moment M = MA + MB = Am H T + Bm Mt (5.101)

Shearing force V = VA+ VB = Av H + Bv MtT .................... (5.102)

Soil reactionAp H

P = PA + PB = T +Bp Mt

T2 ...................... (5.103)

FIXED HEAD

Deflection Fy H T3yy=-----E I ................................. (5.104)Bending moment Mf = Fm H T ............................. (5.105)Soil reaction Pf = Fp HIT .................................. (5.106)


54/79


Dimana,H =T =Mt =Ay, By =As, Bs =Av, Bv =Fy =Fm =Fp =

111

beban lateral yang bekerja di permukaan tanahfaktor kekakuan = (E l/nhj'"momen yang bekerja di kepala tiangkoefisien defleksislope coefficientshearing force coefficientsdeflection coefficient untuk fixed headmomen coefficient untuk fixed headsoil reaction coefficient untuk fixed head

Pada gambar-gambar untuk mencari koefisien-koefisient tersebut diatas, yangdimaksud dengan z adalah :

z=---xT sehingga Zmax = LIT

Apabila bekerja H yang berjarak e dari kepala tiang maka didapat momen,Mt = H e

pada kepala tiang yang harus memenuhi persamaan (5.99) sampai dengan (5.106).

Rumus tersebut sekarang terdiri dari Ma yang didapat dari H yang bekerja dipermukaan tanah ditambah Mb yang didapat dari momen Mt.Khusus untuk bangunan kelautan yang menggunakan long piles (L ~ 4T), rumus(5.99) diambil oleh Matlock dan Reese dengan menghubungkan pada koefisiendefleksi (deflection coefficient cy) menjadi :

y = cydimana,

cy = Ay +

...................................................................................... (5.107)

Mt ByHT ........................................................................ (5.108)

harga cy dibuatkan grafiknya sebagai fungsi z = x/y (tanpa dimensi) dan fungsi Mt/(HT) seperti yang diperlihatkan pada gambar 5.35.


55/79

------------- - -- -

112 BAB 5 KAPASrrAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG

B. DAV IS S ON AND GILLUntuk keadaan dimana tiang elastis pada tanah elastis dengan modulus tanah selalukonstan. Momen lentur dan defleksi dihubungkan dengan koefisien kekakuan R(lihat bab 2)

R=4'\~ VI 2Runtuk harga Zmax = L/R ~ 5 diambil harga Zmax = 5R

Rumus-rumus yang diturunkan oleh Davisson & Gill untuk free headed piles sebagiberikut.

Load on pile head Free headed pileMomen M Bending Moment =MMm .............. (5.109)Momen M Deflection = M ym R2/(EI) .............. (5.110)Horizontal load H Bending momen =HMhR .............. (5.111)Horizontal load H deflection = H y h R3/(EI) .............. (5.112)

pada grafik diambil M dan H satuan unit 1 ton m dan 1 ton


56/79


j 1 l J .;-0 (I . .L.~ . . . . . . .- - " r..# ~' r-- . . - J!_"~r-- I I IZ r - - '-r-, e:" ' . . . . . . . /_ r I I I.~ . . . . . .1_ '.1/ I I1 / N ~~r_ r-I ~ u. .I

(,,) C(H~;'''''/''~''$ . IoQe eotrtr~;eAtAs'I! }O IS' . , - 0ss -s o . .. . . .c \ ~ . " I Ir~ Il- 2 -,~ ~\-s tJO I I.~ I"7 1 ' - . .,

\ -, ' " I10 rJ ~~I~I \ I\.O I ~rj ' II I ~~T--".

113. .0 i _

. . . . . . . ~. . .I o r - .2r - . : : . . . . V ~J _)1 0 - . . . . . I - " ' " , V./:"". . '10-- V.;>' ~v1.-V -t -Sf lOJ ,,~ - r-rl O b iI I!" .I Co

( c o l CooifidOll./_ l w " " " " _ ,"......~..cv(U -0-. 0 .0-4 -+f .,.,.

. . .:I1i

d I .-.V" % . . u - 2 L : : 1 > - - ~ ~.... ...",1- ,v' ; ! : : p : : : ; ~i / < :~~ _/ f-1 ~1 I\IJ in pr-

". . . . . I~ I-~ r\ ,.~~,! . . . . . ~\ lI: ,$ 1Ii).s~ /., ~~ 111m

SdI"'_~CMN"J < 1 )-0 14 0 ~. - . .1 1 . '" ~ ~~I ,. , \!I 1 ' 0 - - '\ . . 1 /I

~~, _ . . .z". !z.z1-" . . . .- ~ . . v_ - _ - 1--.1-r-, ,/ V

V I ~r"..JO I I - V4 I \I.", SSGambar 5.32. Koefisien pembebanan lateral untuk tiang bebas dengan modulus elastisbertambah linier menurut Reese & Matlock


57/79

114D W 'a ! c '. -O t ~Il""o..c s. ,() ..,.() .;.0 HJ ~(J

~ _ -V1~..b-:l v :~.-'I I)t: -1 : .VI I1-'-N I~rJ w6;-4. ,I ! II I 1 II

,I(I1(0) CtHjfln_./ ....thII_ ...

~ co -t l l f ctet tC s...o .(J1 .q.4, - < 1 - 6 -Cod #'00 I. I I I IJ 1 . z + Z ~ - t-~ .......I 1 - - ~ "1_~~I II . . . . .... J-~ ~..::~ I I1 10 . . . . . ~ I- Ij... .?" ~ . .1'/ V -,.,.1 1 - ~r0 - 1 - . f-o - ' " IH I r--r - fJ I

. .1Ij(e) ClHjJicl4t1u ItI''_"_

SoII~c;rciMt S.- ; s . o - 1 - < 1 - 1 < 0 (J ./00 ~1'()f I ,"'~'-.f l

J s j_ , 4 1Z" . ,"-1 2 - I-- 1 . . - ~-I I!-- ..1 I I- . . .- ~J I~-t~ r-0 )" ! . . .p-N11-r-\s

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASJ TlANG

Slope _"'.o-cS.-M jor -H -Ir --Io(J 4S (J0 ""~'" ~. . . . . . + ~,. . ~ ~t\ I-Z.1-~, I 1-10I..- ~

" '. . [;).~1 ~\I -j I S_ ~I Ion

S-coore,_ s ..- D o d .()-8 -004 -0-2' .

0 I l_J~llkh::bJ.J . I ..J::tl,...~"~ ~ .!--l-: _ e ~ - 1-1I . . --H K - -1__ I-I " ! : ! i .10 ~~ ~ 1 " - . .1~ 1 5 ~ > 4I I'lt-~tA _ ;J ( l l z..

Gambar 5.33. Koefisien tiang dengan momen pada tiang bebas dengan moduluselastis bertambah linier menurut Reese & Matlock


58/79

--------

. .BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI T1ANG 115

. . . . . . - . . . . . . -II IIAt ....11 . . . . . . . . . ~V "'fl IIIIv III ' , I'. . II I IIIIIII !. . I... ..; i t f /- .. , . . . TI IIT I r : I

:-- .... .... .... WI. ..... ... I"'!'-..II I ~III T(!I~III'~1 II I I I ! WI~.I I ~1 1 I Ii! I i.~I t III IIII; I I I i I I I"Ii! I I"~""':. i I II I I J ' ) , IT."l ' I 1 1 I J 1IIIfl. I .-

-u -,.. .... .... ... . .I I II ! ;J. . I I .. .. : . . . . , ....../'I- I ~ ~ . . ~ . . . . . , , . , , . , - I. . , o " J ,. .. .~ , i I,Yo I . I ;. . J I f I(j I I r,,",,.~ ;;..T' I I , i I 11 \ :-.to i IIIII J II : /' . r , ~, . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . , . -r 1,_, .~..J.J I I!.-~ IITT I.H'" .w,'''!-., I-; ,.-,., 'Y;C I ""j' II.' , I-..~~_!.. I I II


59/79


-z.o ...0 0 ...0 +:0'l

. I z",;,..~H Ni cI i

I'Lil". ., , ' EGo . . .,.0~ I \.\.\. ,I s

Gambar 5.35. Koefisien pembebanan lateral atau momen pada tiang unmtuk tiangbebas dengan modulus elastis tanah konstan menurut Davidsson &Gill

a. Koefisien defleksi dan momen pada pembebanan lateral nol untuk tiang yangmenerima momen di kepala tiangnya.

b. Koefisien defleksi dan momen pada pembebanan lateral nol untuk tiang yangmenerima momen = nol dikepala tiangnya.

5.5. MENGHITUNG DAYA DUKUNG TIANG BERDASARKAN DATAPEMANCANGAN 01 LAPANGANTahanan yang dimobilisasi oleh tanah sebagai akibat penetrasi pemancangan dapat

merupakan indikasi daya dukungannya.Secara instuisi, semakin besar tahanan yang dimobilisasi untuk memancang suatu tiang

pemancang, semakin besar kapasitas daya dukungnya, atau semakin besar kapasitas tiangpancang menahan beban.Dengan dasar pemikiran itu dikembangkan suatu formula dinamik yang mempunyaikesamaan dengan kapasitas tiang pancang menerima beban dalam hubungannya dengan

energi yang dibutuhkan untuk pemancangan.


60/79

._BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG 117

Disimpulkan bahwa :Energi yang dibutuhkan untuk pemancangan = tahanan batas yang ditimbulkan oleh

pemancangan dikalikan dengan jarak penetrasi pada pemancangan = tahanan tiang pancangakibat energi pemancangan.(Lihat gambar 5.36)

~ Hamer ("..loJ

b : T i n o o ' JGtun.

1. I s.Jj:rCk tpenetrosi-' penfitosi

IQA:Oul!'SF

Gambar 5.30. Skematik timbulnya tahanan tiang pancang

Dari gambar didapat

Energi yang dibutuhkan untuk pemancanganTahanan batas akibat pemancanganJarkan penetrasi akibat pemancangan

= Who= Qu= S.

Persamaan keseimbangan menjadi,Wh = Qu.S. ............................... (5.113)


61/79

,. -- - -- -- --

118 BAB 5 KAPASlTAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG5.5.1. Beberapa Persamaan Untuk menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang

pancang dengan Data-data Pemancangan di Lapangan

1. Teori HileyRumus (5.133) berlaku apabila seluruh system berjalan dengan sempuma. MenurutHiley ada sebagian energi yang hilang semasa pemancangan.

Energy input = Energy used + Energy loses, atauEnergi yang digunakan = energi mula-mula -energi hilang.

Sehubungan dengan rumus (9-1) (5.114)- Energi yang digunakan = Qu. S.- Energi mula-mula = nh Who (5.115)

dimana nh = effisiensi dari hammemya.Menurut Hiley, energi yang hilang diakibatkan oleh :1. E1 = energi hilang akibat dari elastic compression dari pile capnya, materialuntuk tiang pancang dan tanah disekitar tiang.

El = 112Qu (c1 + c2 + c3) = Qu C ( 5116)dimana:

Ci = pemampatan elastik (elastic compression) dari kepala tiang.C2 = elastic compression material untuk tiang pancangC3 = elastic compression dari tanah

2. E2 = energi hilang akibat interaksi dari sistem antara tiang pancang denganpenumbuknya (pile-hammer system).1 - Cr2E2 = Wh.Wp ....................... (5.117)W +Wp

dimana:Wp = Beart dari tiang pancangCr = coeffisien restitusi


62/79

BAB 5 KAPASlTAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 119

persamaan (5.114 (5.115) (5.116) (5.117) berikannh WhQu=----- 1 - Cr2 Rs + e l+R ................... (5.118)

dimana,

R WpW

Qa11 = QuSF

.................. (5.119)

Dimana besar S.F diambil sesuai kebutuhan, tetapi pada umumnya diambil samadengan dua.

Apabila ujung tiang menumpu pada lapisan batuan atau lapisan yang tidak dapatditembus, maka dalam menggunakan rumus (9-6) harga untuk berat tiang pancangWp diambil separuhnya.

R' = 112 WpW ................. (5.120)

Meneari koeffisiemm C1, C2, C3, nh dan Cr.Koeffisien Cl didapat dari tabel berikut.

Tabel 5.9 Harga Koeffisien C1

Pile material Range of Driving stress Range of Clkg/cm2

Precast conerate pilewith packing inside cap 30 - 150 0,12 - 0,50Timber pile without eap 30 - 150 0,05 - 0,20Steel H pile 30 - 150 0,04 - 0,16

Koeffisien C2Koeffisien C2 dapat dihitung berdasarkan rumus


63/79


C2 = Qu DA E ..................... (5.121)

Dimana:D = panjang tiangA = luas penampang tiangE = modulus elastisitas/modulus young.Qu = kapasitas maksimum daya dukung.

Koeffisien C3.Koeffiesien C3 diambil dari harga rata-rata, biasanya C3 = 0,1.Sebetulnya harga bervariasi dari 0,00 untuk lapis tanah keras dan 0,2 untuk lapistanah lunak.Koeffisien nh didapat dari tabel berikut :

Tabel 5.10. Harga Koeffisien nhHammer type Y]h

Drop 1,00Single Acting 0,75-0,85Double Acting 0,85

Diesel 1,00

Koeffisien Crdidapat dari tabel berikut Tabel 5.11. Harga Koeffisien C,

Material Cr

Wood pile 0,25Compact wood cushion on steel pile 0,32C I hammer on concrete pile without cap 0,40C I hammer on steel pile without custion 0,55


64/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TJANG 121Rumus-rumus lainnya sering digunakan ialah :

2. Engineering-News formula menurut Liu,2 Wh(S + C) ......................... (5.122)

2 E(S + C) .............................. (5.123)

Dimana:Qa l l = day a dukung izin tiang pancang (lbs)W = berat penumbuk (lbs)h = tinggi jatuh (feet)S = total penetrasi yang dapat untuk satu tumbukan (inlblow)C = 1.0 untuk drop hammerC = 0.1 untuk steam hammerE = driving energy.

Dari persamaan untuk menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang, makapersamaan Engineering News Formula, sering digunakan dengan alasan karenamudah dan sederhana.

3. Formula Danish

QuIt = - - - - - - - ................. (5.1240)S + 112 Sodimana,

Qa11 = daya dukung batas tiang pancangeh = effisiensi dari alat penumbuk (lihat tabel 9-4)Eh = manufacturers hammer energy rating (lihat tabel 9-5)S = penetrasi rata-rata dari tiang pancang, dari jumlah tumbukan terakhir.So = elastic compression dari tiang pancang.


65/79


112 ............................ (5.125)

L =A =E =

panjang tiang pancangcroos section tiang pancangmodulus elastisitas dari material tiang pancang

Studi statistik yang dilaksanakan untuk pemakaian Danish Formula mendapatkanharga S.F = 3. Danisg Formula dapat digunakan sebagai kontrol pemancangan.Karena memberikan indikasi kapasitas tiang pancang yang diinginkan.

4. Dengan menggunakan komputer dikembangkan persamaan/rumus untukmenghitung kapasitas day a dukung tiang pancang berdasasarkan persamaangelombang.

Tabel 5.12 Harga Efisiensi Alat Penumbuk eh

Type of Hammer Efficiency, eh

Drop hammer 0.75 - l.00SIngle - acting hammer 0.75 - 0.85Double - acting hammer 0.85Diesel hammer 0.85 - 1.00


66/79

- -BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 123Tabel 5.13 Harga dari Manufacturers Hammer Energy Rating eh

stroke WeightRated Blows at Rated StrikingEnergy per Energy Parts(ft-lb) Make Model Type! Minute" (in.) (lb)

7,260 Vulcan 2 S 70 29 3,0008,750 MKT3 983 DB 145 17 1,60013,100 MKT 10B3 DB 105 19 3,0015,000 Vulcan I S 60 36 5,00015,100 Vulcan 50C DF 120 154 5,00016,000 MKT DE-20 DE 48 96 2,00018,200 Link-Belt 440 DE 86-90 36.2. 4,000719,150 MKT lIB3 DB 95 19 5,00019,500 Raymond 65C DF 100-110 16 6,50019,500 Vulcan 06 S 60 36 6,50022,400 MKT DE-30 DE 48 96 2,80022,500 Delmag D-12 DE 42-60 2,75024,375 Vulcan 0 S 50 39 7,50024,400 Kobe KI3 DE 45-60 102 2,87024,450 Vulcan 80C DF I I I 16 8,00026,000 Vulcan 08 S 50 39 8,00026,300 Link Belt 520 DE 80-84 43.l 5,070032,000 MKT DE-40 DE 48 96 4,00032,500 MKT SlO S 55 39 10,00032,500 Vulcan 010 S 50 39 10,00032,500 Raymond 00 S 50 39 10,00036,000 Vulcan 140C DF 103 15.l 14,000239,700 De1mag D-22 DE 42-60 4,85040,600 Raymond 000 S 50 39 12,50041,300 Kobe K-22 De 45-60 102 4,85042,000 Vulcan 014 S 60 36 14,00048,750 Vulcan 016 S 60 36 16,250


67/79

12 4 BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG

5.6. PENURUNAN GRUP TlANGSeperti pada type fundasi dangkal/langsung (shallow 'footing), pada fundasi dalam

(deep footing) ini penurunan (settlement) yang terjadi juga sarna, yaitu dinyatakan dalampersamaan sebagai berikut :

Sr = Si + Sc ................. (5.126)dimana:

Sr = penurunan total (total settlement) fundasi tiangSi = penurunan seketika (immediate settlement) fundasi tiangSc = penurunan konsolidasi (consolidation settlement) fundasi tiang.

Pada lapis tanah berbutir halus (c-soils) settlement yang dominan terjadi adalah con-solidation settlement, disamping immediate settlement juga terjadi. Sebaliknya pada la-pis tanah berbutir kasar (e-soils), settlement yang dominan terjadi adalah immediatesettlement. Kalau tanah betul mumi ~ - soils, consolidation settlement tidak terjadi.Seperti pada c-soils ; tanah c-e soils mengalami immediate settlement dan consolida-

tion settlement.

5.6.1. PENURUNAN SEKETIKA (IMMEDIATE SETTLEMENT) FUNDASI TIANGRumus umum untuk menghitung immediate settlement (rumus didasarkan atas elastisitas

tanah) adalah :

Si = qn x 2B x x Ip ............... (5.127)dimana:

Si = immediate settlement pada pusat dari fundasi group tiang.qn = adalah tekanan neto fundasi.B = adalah lebar ekivalen dari bentuk fundasi rakit yang flexibel (foundation

flexible raft).u = angka poison, untuk tanah liat dapat diambil 0,5Ip = Iw = faktor pengaruhEu = Es = modulus deformasi yang didapat dari keadaan pembebanan tak

berdrainase (undrained loading consolidation).

Didalam penggunaan rumus (5.127)Ip merupakan fungsi dari : atau i,dimana H = kedalaman dari lapisan tanah

yang mengalami compressible (pemampatan); L = panjang dari group tiang. Lihat tabel5.14 berikut.


68/79

BAB 5 KAPASlTAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 125Harga Eu bisa didapat dari grafik stress-strain. Biasanya diambil dari sekan AC darigrafik stress-strain. Apabila ingin didapat harga Eu yang konservatif diambil tangenAB yaitu bagian yang lurus (linier) dari grafik tegangan -regangan.

Tabel 5.14. Faktor Pengaruh I = Iw pFlexible Rigid

Shape Center Corner Average I I" pCircle 1.00 0.64 (edge) 0.85 0.88t 6.0Square 1.12 0.56 0.95 0.82 3.7Rectangle:LB = 0.2 2.29

0.5 3.331.5 1.36 068 1.15 1.06 4.122 1.53 0.77 1.30 1.20 4.385 2.10 1.05 1.83 1.70 4.8210 2.54 1.27 2.25 210 493

1.00 4.01 2.00 3.69 3.40 5.06

Harga Eu dapat juga diperkirakan dari hasil tes dilapangan yaitu dari hasil SPTdan CPT ataupun hasil CPT. Lihat tabel 5.15Menurut Buttler harga modulus elastisitas Eu = = 400 eu


69/79


Tabel 5.15 Harga Modulus Elastisitas harga Eu didasarkan atas hasil SPT dan CPT.SPT CPT

Sand E] = 500 (N + 15) E] = 2 to 44EJ" ' = 18.000 + 750 N E/ = 2(1 + D ~ )4[E, = (15.200 to 22.000) in N

Clayey sand E, = 320(N + 15) E[ = 3 to 64]Silty sand E, = 300(N + 6) E, = 1 to 24]Gravelly sand E] = 1200(N + 6)Soft clay E]= 6 to 84]Using the undrained shear strength3] in unit of SoClay 1]>30, or organic E] = 100 to 500s.

1] < 30 stiff E[ = 500 to 1500s.1 < OCR < 2 E[ = 800 to 1200s.

OCR> 2 E] = 1500 to 2000s.

Rumus perhitungan immediate settlemen lainnya diberikan Janbu et all dalam bentukpenurunan rata-rata (everage settlement) sebagai berikut :

}-L1x uo x qn BS =--------la Eu .................... (5.128)

dimana :

Sla = besar penurunan seketika rata-rataH Lui = fungsi dari danB BD Luo = fungsi dari dan --B B

Besaran }-Lidan uo dapat dilihat pada garnbar 5.37

~-----~~-


70/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG 12 7J.(J-:;.-::. . . ::;--;.;;-~~~-" " " - , ; ; ' ; ; ' - - j r - , .r l l " I ' . ,- j - :. . r ~'~I ~.:-:.~~---..,..I -'-_MJ"_l'TT11TiI~-;fr-il-:,iiiT rm I I

_I I 1111 I:' I I I I L Illpl,()(), I "III I I .,! '" I L .. 1111 1 I ~'I I II1 S.2"5:::= L.l.~t" II I I I I' 10t= m l l ' 1 R . l r 4 1 J I I I I ~ q m s J ~ t : I': -Q)'"'l-. .... , Iii I I= = D 'tiiJ }l : ' ~IF' I I ,',::1.0-_ L-... . . . ! !III III .... 2 DH 8 1"11 IL -. 111111.,___ ,.,,, / ..... I 1111',0:i -_ t 'I I / _ll

~.S - .. " Ii I I7 t ' " : d 4 = ~ ; - j : j + ~ + ~ ! : V L t : 2 : : ; . * t ; ' ; O - ' ~ : - - ; - ; ~ ~ ~ ~ r ~ f - : - : ~ . ~ : ~ : - r : ~ ~ l . T I : _ t ~ h + l l l ~ m ; ~ ~r--- ",. .: ll.!/ r--- ".)" .... ...........,. I It I It:= ~S/fibl. ..1 .r 20. !.I". I II. ~ r : : - - ~~ ~ : = : w m ~ ~ ~_~ ~ ~ L ~ ~ ~ . ~ I ~ l q l t ; : : ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ :'O- : I o V o ' I I ' ZL _lll' '_ III III . . i o " : : " I r UL,..........f I 11II ". I I

~ I j I rrI I IIII s

o

(> b.. " " U II Iill I I I I. " " ~ I I 1 1 1 1 I' I I I" "

~ ~I iill I I I Ia ~~ ~ ~ "" '-. ." -.1 t 1 I I I II If'- ~~~,_'"" I I " ' I, . I ~'- ~"I X IN~ ,_2CI01 I II IIL .,~ jg_ o . . . l z o . . . $0 ~.~ ! f! Iff. ~ I~.",,-r, I-.......:..~I ~1(JOf I, ' I III ~I~~~ .f'j..J .~ I!II III1.!II ... ~- . .~ --; ..I s /() a:1D1S SO /C O lOCO0- 0.1 0 - . 2 '

Gambar 5.37 Harga besaran - 1 - l1 dan I - l o


71/79

....----------------- --

128 BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG5.6.2. DISTRIBUSI PEMBEBANAN (LOAD DISTRIBUTION)

Untuk kondisi subsurface yang mempunyai lapis tanah berbeda, dengan demikian hargamodulus elastisitas deformasi Eu, untuk setiap lapisnya juga berbeda mempunyaipenyebaran dan distribusi pembebanan menurut Tomlinson seperti terlihat gambar (5.38)

IOVMllftVtll, I .. r , I ., ' , . \ ~+,I~ t t t t l L t ( t t l l : - 1 : ~ ~ A- . iL J _ \

JO,1 1t'~" 1 v

Gambar 5.38 Penyebaranldistribusi tegangan pada grup tiang menurut Tomlinson

Perlu diperhatikan bahwa total immediate settlement merupakan penjumlahan dari setiapimmediate settlement rata-rata yang dihitung untuk setiap lapis tanah berdasarkan rumus(5.127).Apabila tanah berlapis, beban yang bekerja pada persamaan (5.127) yaiut qn, bekerja dibatas atas masing-masing lapis.

5.6.3. PENURUNAN KONSOLIDASI FUNDASI TIANG (CONSOLIDATION SETTLE-MENT)Besarnya consolidation settlement yang terjadi dihitung didasarkan atas hasil tes

konsolidasi yang biasanya dilakukan untuk tanah berbutir halus (c - soils) atau tanahpada umumnya (c-e soils).Rumus consolidation settlement didasarkan atas data laboratorium dibedakan :

a. Yang menggunakan besaran mv (the coefficient of volume compressibility) biasnyadidapat dalam fungsi av (coefficient of compressibility).Besaran tersebut didapat dari grafik e vs p.

b. Yang menggunakan besaran Cc (compression index)Besaran tersebut didapat dari grafik e vs log p.


72/79

BAB 5 KAPASlTAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG 1295.6.3.1. Yang Menggunakan m,

Besarnya consolidation settlement dihitung dengan rumus :

Sc = ug x Soed ................ (5.129)Soed = ud x mv x cr2 x H ................ (5.130).mv = ................. (5.131)(1 + el) p

dimana:e1 = void ratio yang berhubungan dengan effective overburden pressure po.e2 = void ratio yang berhubungan dengan kenaikan pertambahan tekanan~p.p = kenaikanlpertambahan tekananSoed = penurunan berdasarkan percobaan konsolidasiJld = faktor kedalaman yang diberikan oleh Fox.

(lihat gambar 5.39)cz = tegangan vertikal rata-rata yang bekerja pada suatu lapis tanah yang

didistribusikan oleh tekananlbeban netto fundasi qnH = tebal lapis tanahug = faktor geology dari Skempton & Bjerrum yang dihubungkan dengan

koeffisien tekanan air pori (pore pressure coefficcent) didapat dari hasiltriaxial test. Untuk keperluan praktis dapat dilihat tabel berikut ini.(lihat tabel 5.16)

Tabel 5.16. Harga Faktor Geologi ug

Type of Clay ug Value

Very sensitive clays (soft alluvial, estuarine and marine clays) 1.0-1.2Normally - consollidated clays 0.7-1.0Over-consolidated clays (London clay, Weald, Kimmeridge,Oxfor and Lias Clays 0.5-07Heavily over-consolidated clays (unweathered glacial fill, Keuper Marl)


73/79

,------ - - - -_ -


'r 1 ) ( / / 1 I I IIN ~~r-I' IJ = ) } ~ I ! I- 9 l f / J I I

Gambar 5.39. Fakto r ked alm an d ar i Fo x


74/79

- - - - - _

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TIANG 131Besaran mv dapat diturunkan lewat grafik hasil tes konsolidasi dengan skala arith-metic. Lihat gambar 5.39

. .o. .po.. C O l

Tekanan (s!ta'a IO~)

Gambar 5.39. Tipikal grafik e vs p

Besaran av dapat dihitung dengan persamaan berikutA.eav=-- A.p ........................... (5.132)

Sedangkan besaran mv dicari dari persamaan (11-8)avmv=--- 1+eo ............................ (5.133)

5.6.3.2. Yang Menggunakan Besaran CcRumus penurunan group tiang dihitung menggunakan persamaan berikut ini

Sc = Cc1+eo logpo + A.ppo ...................... (5.134)

dimana :Cc = Compression indexeo = void ratiopo = effective overburden pressure pada kedalaman yang dituju.

= tegangan evective akibat pembebanan pada kedalaman yang ditinjau(kenaikan atau penambahan tekanan)


75/79


Perlu dicatat ini untuk tanah yang berlapis dibawah fundasi group tiang, tanah yangdianggap mampat adalah dimulai dari kedalaman 2/3 L (jadi baik penurunan seketikamaupun penurunan konsolidasi dari pembebanan neto qn dimulai dari kedalaman 2/3 L).Pada penurunan konsolidasi untuk tanah yang berlapis biasanya beban dihitung padatengah-tengah lapis yang dicari penurunannya.Demikian juga effective overburden pressurenya.

5 .7. UJ I PEMBEBANAN TIANG PANCANGPembebanan tiang pancang dilakukan dengan tujuan :Untuk menentukan dan memeriksa daya dukung tiang pancang rencana. Biasanya

kapasitas daya dukung tiang rencana dihitung secara analitis berdasarkan beban yangdapat ditahan dan karakteristik tanahnya.

Hasil dari pada tes pembebanan adalah :1. Indikasi dari daya dukung batas yang terjadi2. Indikasi dari settlement yang terjadi

5.7.1. PELAKSANAAN TES PEMBEBANANUntuk melaksanakan tes pembebanan langkah-langkah yang hams diambil antara lain:1. Menentukan lokasi dari tes pembebanan

Sedapat mungkin dipancang disuatu daerah dekat titik pemboran, dimana kondisidari karakteristik tanahnya telah diketahui dan dipilih yang mempunyai kondisikarakteristik tanah paling jelek.

2. Memancang tiang pancang yang akan dipakai sebagi tes pembebanan.Metode pemancanganJperalatan pemancangan harus sesuai dengan yang akandilaksanakan pada waktu pembangunan proyek.Harus dicatat juga penetrasi dari pemancangannya beserta jumlah tumbukan Nuntuk penetrasi yang berkaitan.

3. Tiang pancang yang telah selesai dipancang dapat didiamkan,selama beberapa hari (kalau tanah adalah pasir)dan beberapa minggu (kalau tanah adalah tanah liat).Tetapi pada umumnya 24 jam setelah pemancangan, tes pembebanan dimulaidengan memberikan beban total.

4. Pembebanan dilaksanakan biasanya 200% dari beban perancangan.Pembebanan harus dilaksanakan dengan pertambahan 25% dari total tes load. Untukspesifik detail dapat dilihat pada buku sandar ASTM.


76/79

BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANG 133Setelah maksimum pembebanan tercapai beban mulai dikurangi (unloading) denganIaju maksimum yang sarna seperti pembebanan sebelumnya.

5. Gambarkan grafik pembebanan tercapai vs hasil settlemen tes pembebanan.

SETILEMENT(Penurunan)

LOAD ~ (Beban)

UN1.0ADlNG

Gambar 5.40. Grafik pembebanan terhadap penurunan

Dari gambarsumbu Y (ordinat),memberikan total settlement (gross settlement)sumbu X (absis)memberikan beban yang diberikan.Rebound,penurunan akhir (final settlement) pada waktu unloading (pengurangan beban)dalam hal ini titik A dikurangi ordinat sepanjang curva pengurangan bebannya.Net settlement (penurunan neto),untuk pembebanan yang bersangkutan adalah gross settlement dikurangi rebound.Kapasitas daya dukung izin tiang pancang ditentukan atas dasar kriteria yangdigunakan pada peraturan bangunan (building code) yang diambiI.


77/79

----------------------------------- --

.134 BAB 5 KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN FUNDASI TlANGContoh soal :Diketahui :

tiang pipa berdiameter 12 inchi dengan panjang 50 feet digunakan untuk tespembebanan.hasil percobaan pembebanan berupa curva beban penurunan seperti berikut.

o 100 ace 300 400 500

- - - - - - - f ~ ~ 4 - - - - - - _ i ~ ~ - - - - _ j2.TII ...I 6.0

Gambar 5.41. Grafik pembebanan terhadap penurunan pada contoh soal.

5/12/2018 Bab5-Kapasitas Daya Dukung Pen

Bab5-Kapasitas Daya Dukung Penurunan Fundasi Tiang

Documents

Transcript of Bab5-Kapasitas Daya Dukung Penurunan Fundasi Tiang