MODUL 1

MODUL 7PENURUNAN PONDASI TIANGDAFTAR ISI

1Bab 1Pengantar

11.1.Umum

11.2.Tujuan Instruksional Umum

11.3.Tujuan Instruksional Khusus

1Bab 2Penurunan Elastik Tiang

12.1.Penurunan Elastik Tiang Tunggal

2.1.1.Menentukan 2

2.1.2.Menentukan 2

2.1.3.Menentukan 4

42.2.Penurunan Elastik Kelompok Tiang

5Bab 3Penurunan Konsolidasi Kelompok Tiang

8Bab 4Contoh Soal

84.1.Soal 1

84.1.1.Penyelesaian

94.2.Soal 2

104.2.1.Penyelesain

Bab 1 Pengantar

1.1. Umum

Modul ini menguraikan masalah penurunan pada pondasi tiang. Terdapat dua komponen yang harus dipertimbangkan, yaitu: (a) penurunan elastik dan (b) penurunan konsolidasi. Penurunan elastik mencakup sifat elastik tanah maupun tiang itu sendiri. Oleh karena itu penurunan elastik tiang kelompok bergantung pada penurunan elastik tiang tunggal. Penurunan total pondasi tiang merupakan jumlah penurunan tiang kelompok baik elastik maupun konsolidasi.1.2. Tujuan Instruksional Umum

Setelah menyelesaikan modul ini diharapkan mahasiswa mampu menghitung penurunan total pondasi tiang.1.3. Tujuan Instruksional Khusus

Setelah menyelesaikan modul ini mahasiswa diharapkan dapat memenuhi hal-hal berikut.1. Mahasiswa memahami konsep penurunan pada pondasi tiang.

2. Mahasiswa mampu menghitung penurunan elastik dan konsolidasi pada tiang kelompok.

Bab 2 Penurunan Elastik Tiang2.1. Penurunan Elastik Tiang Tunggal

Penurunan tiang di bawah beban kerja vertikal (Qw) disebabkan oleh tiga faktor berikut ini:

dimanas = penurunan tiang total

= penurunan batang tiang

= penurunan tiang akibat beban titik

= penurunan tiang akibat beban yang tersalur sepanjang batang

Berikut ini adalah prosedur untuk menentukan ketiga faktor penuruanan tiang diatas.

2.1.1. Menentukan

Jika diasumsikan bahwa bahan tiang adalah elastik, maka deformasi batang tiang dapat dievaluasi dengan menggunakan prinsip-prinsip mekanika bahan:

Besarnya bergantung pada sifat distribusi tahanan kulit sepanjang batang tiang. Jika distribusi f adalah seragam atau parabola, seperti diperlihatkan pada Gambar 1(a) dan (b), adalah 0.5. Namun untuk distribusi f dalam bentuk segitiga [Gambar 1(c)], nilai sekitar 0.67 (Vesic, 1977).

Gambar 1 Jenis distribusi tahanan kulit sepanjang tiang

2.1.2. Menentukan

Penurunan tiang yang ditimbulkan oleh beban pada ujung tiang dapat dinyatakan dalam bentuk yang sama seperti yang diberikan dalam pondasi dangkal:

Untuk tujuan praktis, dapat ditentukan sama dengan sebagaimana digunakan pada penurunan elastik pondasi dangkal. Dalam keadaan tidak adanya hasil eksperimen, nilai modulus Young dan nisbah Poisson dapat diperoleh dari Tabel 1. Tabel 1 Parameter elastik tanah

Vesic (1977) juga mengajukan suatu metode semiempiris untuk menentukan besarnya penurunan . Metode itu dapat dinyatakan dalam rumus berikut:

Nilai-nilai untuk berbagai jenis tanah diberikan pada Tabel 2. Tabel 2 Nilai tipikal (dari Design pf Pile Foundation by A.S. Vesic, 1977)

2.1.3. Menentukan

Penurunan tiang yang ditimbulkan oleh pembebanan pada kulit tiang dapat diberikan dengan rumus berikut:

Perlu dicatat bahwa suku pada persamaan di atas adalah nilai rata-rata f di sepanjang batang tiang. Faktor pengaruh dapat dinyatakan dengan sebuah hubungan empiris yang sederhana sebagai (Vesic, 1977)

Vesic (1977) juga mengajukan sebuah hubungan empiris sederhana untuk menentukan sebagai

dimana

Nilai-nilai dapat diperoleh dari Tabel 2. 2.2. Penurunan Elastik Kelompok TiangBeberapa penyelidikan tentang penurunan tiang kelompok yang telah dilaporkan dalam literatur memiliki hasil yang sangat beragam. Hubungan yang paling sederhana untuk penurunan tiang kelompok diberikan oleh Vesic (1969) sebagai

Untuk tiang kelompok di dalam pasir atau kerikil, Meyerhof (1976) menggagas hubungan empiris berikut untuk penurunan elastik.

Dengan cara yang sama, penurunan tiang kelompok dapat juga dihubungkan dengan CPT sebagai

dimana = nilai CPT rata-rata pada daerah penurunan. Dalam Pers. (12), semua simbol harus dalam satuan yang sesuai. Bab 3 Penurunan Konsolidasi Kelompok TiangPenurunan konsolidasi kelompok tiang di tanah lempung dapat dihitung dengan menggunakan metode distribusi tegangan 2:1. Prosedur perhitungan menggunakan langkah-langkah berikut ini: (1) Misalkan panjang tiang yang tertanam adalah L. Kelompok tiang menderita beban total . Jika kepala tiang berada di bawah permukaan tanah asli, adalah sama dengan beban total dari bangunan atas (superstructure) yang diterima tiang dikurangi dengan berat efektif tanah di atas tiang kelompok yang dibuang oleh penggalian.

(2) Asumsikanlah bahwa beban akan disalurkan ke tanah mulai dari kedalaman (2/3 L) dari puncak tiang, seperti ditunjukkan dalam Gambar 2. Puncak tiang adalah pada kedalaman z = 0. Beban tersebar sepanjang garis 2 vertikal : 1 horizontal dari kedalaman ini. Garis dan adalah garis 2:1.

Gambar 2 Penurunan konsolidasi tiang kelompok(3) Hitunglah peningkatan tegangan yang timbul di tengah-tengah setiap lapisan tanah dengan beban :

Sebagai contoh, dalam Gambar 2 untuk Lapisan No. 2, . Sama juga halnya dengan Lapisan No. 3, ; dan untuk Lapisan No. 4, . Namun tidak akan ada peningkatan tegangan pada Lapisan No. 1, karena berada di atas bidang horizontal (z = 0) dimana distribusi tegangan pada tanah dimulai.

(4) Menghitung penurunan untuk masing-masing lapisan akibat adanya peningkatan tegangan pada lapisan itu. Besarnya penurunan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan penurunan konsolidasi satu dimensi untuk lempung terkonsolidasi normal dan terkonsolidasi lebih. Untuk lempung terkonsolidasi normal:

Untuk lempung terkonsolidasi lebih dengan:

Untuk lempung terkonsolidasi lebih dengan:

dimana,

\item

(5) Penurunan konsolidasi total tiang kelompok menjadi

Penurunan konsolidasi tiang disamping yang sudah diuraikan di atas bisa juga dipicu oleh pengisian tempat di sebelah konstruksi, beban di dekat lantai, dan juga turunnya mukai air tanah.

Bab 4 Contoh Soal4.1. Soal 1Sebagai contoh ambillah tiang dengan beban kerja yang diizinkan adalah 337 kN. Jika 240 kN disumbangkan oleh tahanan gesek kulit dan 97 kN berasal dari beban titik, tentukanlah penurunan elastik tiang. Gunakan , , dan .

4.1.1. PenyelesaianUntuk menghitung penurunan elastik total akan digunakan Pers. (1)

Dari Pers. (2)

Ambil dan . Sehingga

Dari Pers. (3)

Dari grafik yang digunakan untuk pondasi dangkal kaku diperoleh

Sehingga

Kembali dari Pers. (5)

Maka

Dengan demikian penurunan elastik total menjadi

4.2. Soal 2Tiang kelompok di dalam tanah lempung seperti pada Gambar 3. Tentukanlah penurunan konsolidasi tiang kelompok. Semua lapisan lempung adalah terkonsolidasi normal.

Gambar 3 Contoh penurunan konsolidasi4.2.1. PenyelesainOleh karena panjang tiang masing-masing adalah 15 m, maka distribusi tegangan mulai dari kedalaman 10 m di bawah puncak tiang. Diketahui .

4.2.1.1 Perhitungan penurunan lapisan lempung 1Untuk lempung terkonsolidasi normal

Maka

4.2.1.2 Perhitungan penurunan lapisan 2

Maka

4.2.1.3 Perhitungan penurunan lapisan 3

Dan

Maka penurunan total menjadi

Referensi[1]. Bowles, J.E.: Foundation Analysis and Design, 4th ed., Mc-Graw-Hill, New York, 1988.

[2]. Das, B.M.: Principles of Foundation Engineering, PWS Publishers, Boston, 1984. [3]. Meyerhof, G.G.: Bearing capacity and settlement of pile foundations, Journal of the Geotechnical Engineering Divisions, ASCE, Vol. 102, No. GT3, pp. 197-228,

[4]. Teng, W.C.: Foundation Design, Prentice-Hall, New Jersey, 1962.

[5]. Tomlinson, M.J.: Pile Design and Construction Practice, A Viewpoint Publication, Cement and Concrete Association, 1977.

[6]. Tschebotarioff, G.P.: Foundation, Retaining and Earth Structures, 2nd ed., Mc-Graw-Hill, New York, 1973.[7]. Vesic, A.S.: Experiment with instrumented pile groups in sand, American Society for Testing and Materials; Special Technical Publication, No. 444, pp. 177-222, 1969.

[8]. Vesic, A.S.: Test on instrumented piles-Ogeechee River site, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Divisions, ASCE, Vol. 96, No. SM2, pp. 561-584, 1970.[9]. Vesic, A.S.: Design of Pile Foundations, National Cooperative Highway Research Program Synthesis of Practice No. 42, Transportation Research Board, Washington, D.C., 1977.b

a

2 V : 1 H

2 V : 1 H

EMBED Equation.DSMT4

EMBED Equation.DSMT4

EMBED Equation.DSMT4

Lapisan lempung 4

Lapisan lempung 3

EMBED Equation.DSMT4

EMBED Equation.DSMT4

Muka air tanah

Qg

z

2/3 L

Batuan

Lapisan lempung 1

L

EMBED Equation.DSMT4

EMBED Equation.DSMT4

Lapisan lempung 2

PAGE

_1271587381.unknown

_1271589973.unknown

_1271591125.unknown

_1271591715.unknown

_1271591779.unknown

_1271591985.unknown

_1271592095.unknown

_1271592437.unknown

_1271591829.unknown

_1271591193.unknown

_1271591158.unknown

_1271590805.unknown

_1271590835.unknown

_1271590722.unknown

_1271590757.unknown

_1271589995.unknown

_1271587726.unknown

_1271588692.unknown

_1271589370.unknown

_1271589417.unknown

_1271589312.unknown

_1271588709.unknown

_1271588005.unknown

_1271588247.unknown

_1271587788.unknown

_1271587576.unknown

_1271587628.unknown

_1271587501.unknown

_1271586915.unknown

_1271587067.unknown

_1271587335.unknown

_1271587034.unknown

_1271586550.unknown

_1271586679.unknown

_1271586492.unknown

_1271586429.unknown

_1271586479.unknown