Lateral tiang pancang.

Derajat rekasi tanah tergantung pada :

a. Kekakuat tiang

b. Kekakuan tanah

c. Kekakuan ujung tiang.

Umumnya beban lateral tiang dibagi dalam 2 katagori yaitu :

a. Tiang pendek atau tiang rigid

b. Tiang panjang atau elastik tiang.

Gambar dibawah ini menunjukan variasi lendutan tiang dan distribusi momen dan

gaya geser sepanjang tiang ketika beban lateral bekerja.

1. Untuk tanah granular (nonkohesif) metoda MATLOCK dan REESE (1960).

Umumnya metoda untuk menentukan momen dan lendutan tiang pancang pada

tanah granular digunakan metoda MATLOCK dan REESE (1960)

Berdasarkan model sederhana Winkler’s, modulus subgrade reaction, k

)(

)/('

mx

mkNpk =

Dimana :

P’ = tekanan tanah

X = deflection

Modulus subgrade untuk tanah granular = kz = nhz

nh = Konstanta modilus subgrade reaction

1

Dari gambar diatas dan menggunaka teori balok pada elatik pondasi ,

'4

4

pdz

xdIE pp =

Ep = Modulus elastisitas tiang pancang

Ip = momen enersia tiang pancang

Berdasarkan model Winkler’s,

kxp −='

04

4

=− kxdz

xdIE pp

Lendutan tiang untuk kedalaman z adalah :

pp

gx

pp

gxz IE

TMB

IE

TQAzx

23

)( +=

Kemiringan tiang untuk kedalaman z adalah :

pp

g

pp

gz IE

TMB

IE

TQAz θθθ +=

2

)(

Momen tiang untuk kedalaman z adlah :

gmgmz MBTQAzM +=)(

Gaya geser untuk tiap kedalaman z adalah :

T

MBQAzV gvgvz +=)(

Reaksi tanah untuk kedalaman z adalah :

2')('T

MB

T

QAzp g

pg

pz +=

Ax,Bx,Aθ, Bθ , Am,Bm,Av, Bv,Ap’, Bp’ Koefesien yang diambil dari tabel atau grafik

dibawah ini.

Karakteristik panjang tiang = T,

5

h

pp

n

IET =

T

zZ =

2

T

LZmaks =

Nilai nh dapat diambil pada tabel dibawah ini :

Jenis Tanah nh (kN/m3)Pasir kering atau

basah

Gembur

Medium

Padat

1800 – 2200

5500 – 7000

15000 –

18000Submerged

Gembur

Medium

Padat

1000 – 1400

3500 – 4500

9000 – 12000

Jika L ≥ 5T Tiang panjang.

Jika L ≤ 2T Tiang rigid.

2. GAYA LATERAL PADA TANAH KOHESIF

Menentukan gaya lateral pada tanah kohesif berdasarkan dari DAVISSION dan GILL

(1963), dengan persamaan sebagai berikut :

pp

gx

pp

gxz IE

RMB

IE

RQAzx

23

'')( +=

Momen tiang untuk kedalaman z adlah :

gmgmz MBRQAzM '')( +=

4

k

IER pp=

R

zZ =

R

LZmaks =

212

4

165,0

s

s

pp

s E

IE

DEk

µ−=

Dimana :

3

Es = Modulus elastisitas tanah

D = ukuran tiang

µs= Poisson’s ratio tanah

3. Gaya lateral METODA BROMS:

Metoda ini dapat menganalisa gaya lateral pada tiang bebas (free) atau terjepit

(fixed). Metoda tidak cocok untuk menganalisa tanah berbeda lapisan lempung

dan pasir.

Prosedur perhitungan :

1. Tentukan secara umum jenis tanah. Dalam kritis sekitar 4 – 5 x Diameter

tiang dibawah muka tanah.

2. Tentukan koefesien sugrade reaksi horizuontal tanah kn

a. Untuk tanah kohesif :

b

Cnn

b

qnnk uuh

22121 ==

Dimana :

n1, n2 = koefesien impiris

b = lebar taiang

qu = Kuat tekan bebas=2Cu

Nilai n1 untuk tanah lempung :

Unconfined Comp Strength,

qu (kPa)

n1

< 48 kPa 0,3248 kPa < qu < 191 kPa 0,36> 191 kPa 0,40

Nilai n2 untuk berbagai tiang pancang :

Jenis tiang n1Baja 1,00Beton 1,15Kayu 1,30

b. Untuk tanah non kohesif

Nilai Kh untuk Tanah nonkohesif (pasir, kerikil)

4

Tingkat KepadatanKh (kN/m3)

Diatas muka air Dibawah muka airGembur 1900 1086Medium 8143 5429Padat 17644 10857

3. Tentukan jenis pembebanan dan kondisi tanah.

a. Untuk beban ciklik pada tanah non kohesif

Kh = ½ Kh untuk pasir medium dan pasir padat

Kh = ¼ Kh Untuk pasir gembur.

b. Untuk beban statik pada tanah kohesif

Kh = (1/3 – 1/6) Kh untuk lempung lunak dan sangat lunak normal

konsolidasi.

Kh = (1/4 – ½ ) Kh Untuk lempung kaku dan sangat kaku.

4. Tiang pancang.

a. Tentukan modulus elastisitas tiang, Es

b. Tentukan momen inersia tiang, Is

c. Tentukan momen tahanan, S

d. Tentukan tegangan leleh tiang pancang, σy

e. Tentukan dalam pemancangan,D meter

f. Tentukan ukuran tiang,b meter

g. Tentukan tinggi kepala tiang terhadap muka tanah, ey (meter)

h. Tentukan faktor bentuk tiang, Cs

- Tiang bulat Cs = 1,3

- Tiang H dengan momen maksimum Cs = 1,1

- Tiang H dengan momen minimum Cs = 1,5

i. Tentukan Momen tahanan tiang, My

- Untuk tiang baja My = CsσyS

- Untuk tiang beton, My = σcS

5. Tentukan βn untuk tanah kohesif dan η untuk tanah nonkohesif

a. 4

4EI

bKhn =β tanah kohesif

5

b. 5

EI

Kh=η tanah nonkohesif

6. Tentukan faktor panjang

a. Untuk tanah kohesif = βnD

b. Untuk tanah nonkohesif = ηD

7. Tentukan apakah termasuk tiang panjang atau pendek

a. Untuk tanah kohesif

- βnD > 2,25 Termasuk tiang panjang

- βnD < 2,25 Termasuk tiang pendek

b. Untuk tanah kohesif

- ηD > 4,0 Termasuk tiang panjang

- 2.0 < ηD < 4,0 Tiang intermediat

- ηD < 2, Termasuk tiang pendek

8. Tentukan parameter tanah seperti :

a. Koefesien tekanan tanah pasif = Kp = Tan2 (45 + φ/2), dimana φ sudut geser

dalam tanah.

b. Berat volume efektif tanah rata-rata, γ’

c. Kohesi tanah, Cu = ½ qu (kuat tekan bebas)

9. Tentukan beban ultimit lateral

a. Untuk tanah kohesif

- Tiang pendek bebas atau terjepit

Tentukan D/b, ey/b, gunakan gambar dibawah ini tentukan nilai load faktor

x Qu/(cub2).

Beban lateral ultimit = Qu = load faktor x (cub2)

6

- Tiang panjang bebas atau terjepit

Tentukan My/(Cub3), e/b, gunakan gambar dibawah ini tentukan nilai load

faktor x Qu/(cub2).

Beban lateral ultimit = Qu = load faktor x (cub2)

7

b. Pada tanah nonkohesif

- Tiang pendek bebas atau terjepit

Tentukan D/b, e/b, gunakan gambar dibawah ini tentukan nilai load faktor

x Qu/(Kpb3γ).

Beban lateral ultimit = Qu = load faktor x (Kpb3γ)

8

- Tiang panjang bebas atau terjepit

Tentukan My/(Cub3), e/b, gunakan gambar dibawah ini tentukan nilai load

faktor x Qu/(Kpb3γ).

Beban lateral ultimit = Qu = load faktor x (Kpb3γ)

9

- Tiang intermediat bebas atau terjepit

Dimabil dari nilai terkecil dari Qu (tiang pendek bebas atau terjepit) atau

Qu(tiang panjang bebas atau terjepit)

10.Tentukan Gaya lateral izin Ql(izin),

5,2uu

a

Q

SF

QQ ==

10

11. Tentukan beban Qa untuk tiang tunggal

Perhitungan Qa berhubungan dengan lendutaan pada kepala tiang, Beban izin

ditentukan oleh beban izin sendiri atau lendutan yang terjadi.

Untuk menentukan lendutan sebagai berikut :

a. Untuk tanah kohesif tiang bebas atau terjepit.

Gunakan βnD, e/D dengan gambar dibawah tentukan faktor lendutan x δ

KhbD/Qa. Lendutan δ = faktor lendutan x yKhbD/Qa

11

b. Untuk tanah nonkohesif tiang bebas atau terjepit.

Gunakan ηD, e/D dengan gambar dibawah tentukan faktor lendutan x δ

(EI)3/5(Kh)2/5/QaD. Lendutan δ = faktor lendutan x δ(EI)3/5(Kh)2/5/QaD

12

12.Bandingkan Qa dengan Qm

- Jika Qa > Qm gunakan Qm dan hitung δm

- Jika Qa > Qm gunakan Qa dan hitung δm

- Jika Qa dan δ tidak ada, gunakan Qa dan hitung δm

13.Reduksi lateral izin untuk pengaruh kelompok tiang dan metoda pemancangan

tiang.

a. Faktor reduksi untuk kelompok tiang

13

b. Metoda pemancangan

- Untuk tiang dipancang demham alat pancang tidak perlu direduksi

- Untuk jette pile = 0,75

14. Besar daya dukung lateral Qa(izin) = Qa xFaktor reduksi. tergantung dari yang

menentukan. Yaitu besar lendutan δ terjadi atau beban lateral Qm sendiri.

15. Besar gaya lateral kelompok tiang = Jumlah tiang x Qa(izin)

14