KAPASITAS PONDASI TIANG - Teknik Sipil, masa depan ... KAPASITAS PONDASI TIANG Kapasitas Tiang...

download KAPASITAS PONDASI TIANG - Teknik Sipil, masa depan ... KAPASITAS PONDASI TIANG Kapasitas Tiang Kapasitas Tiang (pile capasity) adalah kapasitas dukung tiang dalam mendukung beban.

of 99

  • date post

    07-Feb-2018
  • Category

    Documents

  • view

    297
  • download

    16

Embed Size (px)

Transcript of KAPASITAS PONDASI TIANG - Teknik Sipil, masa depan ... KAPASITAS PONDASI TIANG Kapasitas Tiang...

  • 36

    KAPASITAS PONDASI TIANG

    Kapasitas Tiang Kapasitas Tiang (pile capasity) adalah kapasitas

    dukung tiang dalam mendukung beban. Kapasitas tiang dapat dilakukan dengan cara :

    Kapasitas tiang secara statis dengan menggunakan sifat-sifat teknis tanah dari Teori Mekanika Tanah

    Kapasitas tiang secara dinamis dengan menganalisis kapasitas ultimit dari data pemancangan tiang.

    Hasil ini perlu dicek dengan pengujian tiang untuk meyakinkan hasilnya.

    Persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhidalam perancangan pondasi adalah:

    1. Faktor aman terhadap keruntuhan akibat terlampauinyakapasitas dukung harus dipenuhi.

    2. Penurunan pondasi harus masih dalam batas-batas nilaiyang ditoleransikan. Khusus untuk penurunan takseragam (differential settlement) harus tidakmengakibatkan kerusakan struktur.

  • 37

    Kapasitas Tiang Tunggal

    1) Kapasitas dukung tiang berdasarkan hasil uji tanah

    2) Kapasitas dukung tiang didasarkan rumus pancang (Dynamic Formula) / Rumus dinamis

    3) Kapasitas dukung tiang didasarkan diagram penetrasi alat penetrometer

    a) Hasil Uji Kerucut Statis (Sondir) / Static Penetration Test

    b) Hasil Uji Penetrasi Standar / Standard Penetration Test (SPT) nilai SPT dpt dikorelasikan menjadi (Gbr 2.13), untuk digunakan sbg kapasitas dukung tiang.

    4) Kapasitas dukung tiang didasarkan hasil uji beban langsung

    Kapasitas Tiang Dari Hasil Uji Tanah

    Kapasitas ultimit netto tiang tunggal (Qu) adalah jumlah dari tahanan ujung bawah ultimit (Qb) dan tahanan gesek ultimit (Qs) antara dinding tiang dan tanah di sekitarnya dikurangi dengan berat sendiri tiang Qu = Qb + Qs - Wp

    Tahanan ujung ultimit qb = Qb/Ab = cbNc +pbNq + 0,5 d N Qb =Ab [cbNc +pbNq + 0,5 d N]

    Tahanan gesek dinding ultimit Qs =As [cd +Kd potgd]

  • 38

    Kapasitas Tiang dalam tanah granuler

    Tahanan ujung ultimit Qb =Ab pbNq Nq Grafik pada Gambar 2.14

    Menurut Vesic (1967) dan Kerisel (1961), tahanan gesek dinding dan tahanan ujung tidak mesti bertambah bila kedalaman bertambah, hal ini disebabkan tekanan overburden konstan pada kira-kira kedalaman z = 10 d sampai 20 d

    Tahanan gesek dinding ultimit Qs =As Kd potg Kd Tabel 2.2, Tabel 2.3

    Contoh 2.1.

    Tiang baja bulat panjang 22 m dan diamater 0,4 dipancang ke dalam tanah pasir seperti data, muka air tanah 2m. Berat tiang 3,7 kN/m.

    Hitung Kapasitas ultimit tiang cara Poulos dan Davis, cara Brom.

    -

    9

    8,5

    9

    -

    18,8

    18,3

    18,8

    18

    -

    -

    -

    10

    16

    10

    16

    0 -2

    2 10

    10-21

    >21

    = sat - w(kN/m3)

    sat(kN/m3)

    b (kN/m3)N-SPTKedalaman

    (m)

  • 39

    a. Cara Poulos dan Davis

    Asumsi zc < 3m, =34, Gbr 2.18a zc/d =6,5 zc = 6,5x0,4 = 2,6m < 3m (sesuai asumsi).

    Tekanan overburden pada zc = 2,6m

    po = (2x18) + (0,6x9) = 41,4 kN/m2.

    Untuk > zc = 2,6m gunakan pb = po = 41,4 kN/m2.

    1,20

    1,30

    1,20

    1,30

    32,5o

    34o

    32,5o

    34o

    30o

    32o

    30o

    32o

    10

    16

    10

    16

    0 -2

    2 10

    10-21

    >21

    Gbr 2.18b, Kd tg

    Pers 2.20, =0,75 +10o

    N-SPTKedalaman (m)

    a. Cara Poulos dan Davis

    A. Tahanan ujung (Qb)Qb = Ab pb Nq Nq=60 Gbr 2.14 untuk L/d = 22/0,4 = 55 pada =0,5 (+40) = 0,5(32o+40o) = 36o, Pers 2.19.

    Qb = Ab pb Nq Ab= 0,42= 0,13 m2.Qb = 0,13x41,4x60

    = 322,9 kN

    Cek tahanan ujung maks (fb = Qb/Ab)

    Fb = 322,9/0,13 = 2483,4 kN/m2 < 10700 kN/m2 ok

    B. Tahanan Gesek (Qs)Keliling tiang = d = x0,4 = 1,26 mQs = As Kd tg prt

  • 40

    a. Cara Poulos dan Davis

    Qs = As Kd tg prt1,26 x 2 x 1,2 x (0+36) = 54,47

    1,26 x (2,6-2) x 1,3 x (36+41,4) = 38,03

    1,26 x (10-2,6) x 1,3 x 41,4 = 501,82

    1,26 x (21-10) x 1,2 x 41,4 = 688,56

    1,26 x (22-21) x 1,3 x 41,4 = 67,81

    Qs = 1350,69 kN

    Cek thd tahanan gesek maks

    fs = kdtgpo = 1,3x41,4 = 53,82 kN/m2 < 107 kN/m2 ok

    a. Cara Poulos dan Davis

    C. Kapasitas ultimit netto Berat tiang dengan panjang 2 m

    Wp = 22 x 3,7 = 81,4 kN

    Kapasitas ultimit netto

    Qu = Qb + Qs Wp

    = 322,9 + 1350,69 81,4

    = 1592,19 kN

  • 41

    b. Cara Brom

    Asumsi zc = 20d = 20x0,4 = 8m

    Tekanan overburden pada zc = 8m

    po = (2x18) + (6x9) = 90 kN/m2.

    Untuk > zc = 8m gunakan pb = po = 90 kN/m2.

    20o

    20o

    20o

    20o

    (tiang baja)

    Tabel 2.3

    0,18

    0,25

    0,18

    0,25

    0,5

    0,7

    0,5

    0,7

    Tidak

    Sedang

    Tidak

    Sedang

    30o

    32o

    30o

    32o

    0 -2

    2 10

    10-21

    >21

    Kd tgd

    (Tbel 2.2)KepadatanKedalaman

    (m)

    b. Cara Brom

    A. Tahanan ujung (Qb)Qb = Ab pb Nq Nq=22 Gbr 2.14 untuk L/d = 22/0,4 = 55

    Qb = Ab pb Nq Ab= 0,42= 0,13 m2.Qb = 0,13x90x60

    = 257,4 kN

    Cek tahanan ujung maks (fb = Qb/Ab)

    Fb = 257,4/0,13 = 1980 kN/m2 < 10700 kN/m2 ok

    B. Tahanan Gesek (Qs)Keliling tiang = d = x0,4 = 1,26 mQs = As Kd tg prt

  • 42

    b. Cara Brom

    Qs = As Kd tg prt1,26 x 2 x 0,18 x (0+36) = 22,52

    1,26 x (8-2) x 0,25 x (36+90) = 119,07

    1,26 x (10-8) x 0,25 x 90 = 56,70

    1,26 x (21-10) x 0,18 x 90 = 224,53

    1,26 x (22-21) x 0,25 x 90 = 28,35

    Qs = 451,17 kN

    Cek thd tahanan gesek maks

    fs = kdtgpo = 0,25x90 = 22,5 kN/m2 < 107 kN/m2 ok

    b. Cara Brom

    C. Kapasitas ultimit netto Berat tiang dengan panjang 2 m

    Wp = 22 x 3,7 = 81,4 kN

    Kapasitas ultimit netto

    Qu = Qb + Qs Wp

    = 451,17 + 257,4 81,4

    = 627,17 kN

  • 43

    Kapasitas Tiang dalam tanah granuler

    Contoh (halaman 82).

    Tiang panjang beton berbentuk bujur sangkar dengan lebar sisi 0,45m dan panjang 7m, dipancang dalam tanah pasir homogen. Dari hasil uji SPT diperoleh nilai N = 15 (sudah terkoreksi). Muka air tanah terletak pada permukaan tanah. Berat volume apung/terendam tanah = 11,8 kN/m2. Jika pada tiang akan bekerja beban-beban tarik 190 kN (gaya ke atas) dan tekan 250 kN (ke bawah), hitung faktor aman terhadap gaya tarik dan terhadap gaya tekan. Berat volume bahan tiang 25 kN/m3.

    L=7md =0,45m

    Pasir,

    N = 15

    = 11,8kN/m3

    Kapasitas Tiang dalam tanah granuler

    Asumsi zc = 20d = 20x0,45 = 9m

    Tekanan overburden pada 7m

    po = 7x11,8 = 92,6 kN/m2.

    prt = 92,6 = 41,3kN/m2.

    N = 15, = 31 (Gbr 2.13), untuk beton = = x31 = 23,25o,

    tg = 0,43.Ambil Kd = 1,3 (Tabel 2.2).

    1) Tahanan gesek tiang

    Qs = Kd prt tg AsQs = 1,3 x 41,3 x 0,43 x 4 x 0,45 x 7

    Qs = 290,9 kN

    15

    31

    Tabel 2.2Tabel 2.2.

  • 44

    Kapasitas Tiang dalam tanah granuler

    2) Tahanan ujung tiang

    = 31o, L/d = 15, Nq =25 (Gbr 2.14)Qb = Nq pb AbQb = 25 x 7 x 11,8 x 0,45 x 0,45

    Qb = 418,2 kN

    3) Berat tiangWp = 0,45x0,45x7x25 = 35,43 kN

    Faktor aman terhadap gaya tarikFaktor aman terhadap gaya tarik

    F = (Qs+Wp)/gaya tarik

    F = (290 + 35,43)/190 = 1,71(kurang !)

    Faktor aman terhadap gaya tekanFaktor aman terhadap gaya tekan

    F = (Qs+Qb - Wp)/gaya tekan

    F = (290 + 418,2 - 35,43)/250

    F = 2,69 > 2,5 (Ok !)

    31

    25

    Kapasitas Tiang dalam tanah kohesif

    Tahanan ujung ultimit Qb =Ab [cbNc +pb]

    Berat sendiri (Wp) mendekati sama dengan berat tanah yang dipidahkan akibat adanya tiang, maka Ap Pb dapat dianggap sama Qb = Ab Cb Nc

    Nc =9 (Skempton, 1959)

    Tahanan gesek dinding ultimit Qs =As ad cu ad (Gbr 2.20) Qs =Fw As ad cu untuk tiang

    meruncing 1,2 (Simon dan Menzies, 1977), tidak merincung Fw = 1

    Qu =Qb + Qs Wp = Ab[cbNc +pb]+Fw As ad cu-Wp

  • 45

    Kapasitas Tiang dalam tanah kohesif

    Berat sendiri (Wp) mendekati berat tanah yang dipindahkan, maka Ab Pb dapat dianggap sama dengan Wp, maka

    Qu = AQu = Abb ccbbNNcc + + Fw AFw As s aadd ccuu

    Contoh : Tiang beton panjang 15 m dan diameter 0,45 m akan dipancang menembus tanah lempung, dengan kondisi lapisan tanah sebagai berikut :

    05 m:lempung 1 =10kN/m3, cu1= 30 kPa,u1=0o.525m:lempung 2=13kN/m3, cu2=40 kPa, u1 =0o.

    Hitunglah kapasitas ultimit tiang tersebut.

    Kapasitas Tiang dalam tanah kohesif

    (1). Tahanan ujung ultimit

    Qb = AQb = Abb ccb2b2NNcc = 0,16 x 40 x 9 = 57,6 kN= 0,16 x 40 x 9 = 57,6 kN

    Cek tahanan ujung maksimum

    fb = Qb/Ab = 57,6/0,16

    = 360 kN/m2 < 10700 kN/m2 (Ok)

    (2). Tahanan gesek ultimit

    Keliling = d = x0,45 = 1,41 mGbr 2.20, Tomlinson

    cu1u1 = 30 kPa, ad =0,92

    cu2u2 = 40 kPa, ad = 0,80

  • 46

    Kapasitas Tiang dalam tanah kohesif

    QQss = = aadd ccu u AAs s 05m Qs1 = 0,92x30x1,41x5 = 195kN

    515m Qs2 = 0,80x40x1,41x10= 451,2kN

    QQss = Q= Qs1s1 + Q+ Qs2s2 = 646,2kN= 646,2kN

    Cek tahanan gesek maksimum :

    fs=Qs/As = 451,2/14,1

    = 32 kN/m2 < 107 kN/m2 (Ok)

    (3). Kapasitas ultimit netto :

    Qu =Qb + Qs = 57,6 + 646,2 = 703,8 kNQu =Qb + Qs = 57,6 + 646,2 = 703,8 kN

    Kapasitas Tiang pada Tanah c - Untuk nilai sudut gesek yang sangat kecil, maka komponen gesekan diabaikan, demikian untuk kohesi (c) yang sangat kecil, hitungan kapasitas komponen kohesi juga diabaikan. Jika keduanya cukup berarti, maka kapasitas tiang dihitung dengan :

    Qu = Ab [cbNc +pbNq + 0,5 d N] + As [cd +Kd potgd] - Wp

  • 47

    Kapasitas Tiang pada Tanah c - Contoh : Tiang beton bujur sangkar dengan lebar 0,4m dan panjang 8m dipancang dalam tanah pasir berlempung, dengan c = 40 kN/m2,