PONDASI

TugasPerencanaanStrukturGedung

INSTITUTSAINSDANTEKNOLOGINASIONAL VII1

BABVII

PERHITUNGANFONDASI

7.1DataHasilUjiTanah

Sebelummelakukanperhitunganfondasimakaterlebihdahuluperludiketahuidatadata/

karakteristik tanah di mana struktur fondasi bangunan didirikan. Datadata tanah tersebut

diperolehdarihasilujilapangandanlaboratorium.

7.1.1HasilUjiTanahdiLapangan

DarihasilsoiltestdenganmenggunakanCPT(ConePenetrationTest)atausondirdanhand

boring,diketahuipropertiestanahsebagaiberikut:

# Lapisanpermukaan, terdiridari lempungkelanauan,konsistensi stiff,plastisitas tinggi,kohesikuat,berwarnacoklat.Tercatatnilaiperlawanankonusratarata20kg/cm2.

# Lapisanpermukaan, terdiridari lempungkelanauan,konsistensi stiff,plastisitas tinggi,kohesikuat,berwarnacoklatkemerahan.Lapisaninimempunyainilaiperlawanankonus

ratarata20kg/cm2.

# Lapisan tanah terdiri dari lempung kelanauan, konsistensi medium stiff to stiff,plastisitastinggi,kohesikuat,berwarnamerahkekuningan.Lapisaninimempunyainilai

perlawanankonusratarata9kg/cm2.

# Lapisan tanah terdiri dari lempung kelanauan, konsistensi very stiff, plastisitas tinggi,kohesi kuat. Lapisan ini mempunyai nilai perlawanan konus ratarata 30 kg/cm2.

Lapisaninilangsungbertumpupadalapisantanahkerasdikedalaman11,40m.

# Lapisantanahkerasdijumpaipadakedalaman11,40m.

# Mukaairtanahtidakdijumpaipadaprosessondirdanhandboring.



Dari hasil uji lapangan dan laboratoriummaka fondasi yang sesuai dengan kondisi dan

karakteristik tanah tersebut adalah fondasi dalam dengan menggunakan bored pile hingga

kedalamantanahkeras(12mdaripermukaantanah).

Daridatasondirselengkapnya(terlampir)nilaidayadukung(qc)tanahyangdigunakanadalah:

# Dayadukungdisepanjangboredpile/skinresistance(qca)=110t/m2# Dayadukungdiujungboredpile/endbearingresistance(qcb)=250t/m2

7.1.2HasilUjiLaboratorium

Darihasilpengujiantanahdiloboratorium,diketahuipropertiestanahsebagaiberikut:

# Wetdensity(m) =1,619t/m3# Watercontent(wn) =35,379%# Specificgravity(Gs) =2,569# Voidratio(e0) =1,148# Degreeofsaturation(Sr) =79,160%# Liquidlimit(LL) =68,919%# Plasticlimit(PL) =30,278%# Plasticityindex(IP) =38,641# Angleofinternalfriction() =8,061# Cohesion(c) =0,330kg/cm2# Compressionindex(Cc) =0,251# Coeff.Ofconsolidation(cv) =4,9x105cm2/det



7.2PerhitunganFondasi

7.2.1PreliminaryDesignFondasi

Preliminary Design fondasi dimulai dari penentuan dimensi pedestal. Perhitungannya

berdasarkan asumsi sebagai kolom pendek yang menerima beban maksimum dari kolom

struktur.Direncanakandimensipedestal70cmx70cm(Ag=4900cm2).

OKcm1763,8cm4900

cm1763,8)0,015x2400300(0,40

237052,2Ag

kg237052,2=1lantaikolomaksialbeban=Pu

0,015dimana

;)fycf'(0,40

PuAg

22

2(trial)

t

t(trial)

===>>

=+

=+

Direncanakantinggipedestaldarimukapilecap=150cm

Cekkelangsinganpedestal:

( ) 280,51234M

M1234;7,14

cm70x0,3cm150x1,0

ruk

M

M1234

ruk

2

1

2

1

=+=

==

l

l

Dikarenakan7,14



diambiltebalpilecap=800mm.Jarakujungpilecapkemukaboredpileterluarminimum150

mm,diambil200mm,jadijarakcenterboredpileketepipilecap=200mm+d/2=500mm.

Darihasilpreliminarydesigndiatas,makadimensifondasidapatdigambarkansebagaiberikut:

Gambar7.aRencanafondasiboredpile

Isometrik

4000

1650 1650700

1400

80

098

00

100

500 1500 1500 500

250

450

800

BoredPile960cm

PileCap400x400cm

Pedestal70x70cm

TieBeam30x45cm

BoredPile960cm

TieBeam30x45cm

4000

1500 1500 500500

4000

500

1500

15

0050

0

Pedestal70x70cm



7.2.2DayaDukungFondasi

DariperhitunganstrukturgedungdenganmenggunakanSTAADPro2007diperolehreaksi

perletakanmaksimumsebagaiberikut:

Berdasarkangayatarik(uplift)yangterbesar:

# Gayatarik(Fz=T) =279,963ton# Gayageserarahx(Fx)=1,027ton# Gayageserarahy(Fy)=0,007ton# Momenterhadapsumbux(Mx)=0,005tonm# Momenterhadapsumbuy(My)=2,164tonm

Berdasarkangayatekan(compressive)yangterbesar:

# Gayatekan(Fz=C) =237,052ton# Gayageserarahx(Fx)=1,091ton# Gayageserarahy(Fy)=0,761ton# Momenterhadapsumbux(Mx)=3,981tonm# Momenterhadapsumbuy(My)=6,126tonm

Jikagayagayareaksiperletakandiatasditransfermenjadigayaaksialpadatiaptiapboredpile,

maka:

2ix

2

iyi y

yM

x

xM

nFzQ =

dimana:

22222 m13,5)19(x9x1,5x121

)1n(ns121

yx ====

Resultan=7,306tonm

Resultan=2,164tonm



Gayaaksialtarikpadatiaptiapboredpileberdasarkangayatarik(uplift)yangterbesar:

Gambar7.bTransfergayapadatiaptiapboredpile(upliftterbesar)

ton31,34813,5

)1,5(0,00513,5

)1,5(2,164

9279,963Q

ton31,10713,5

)1,5(0,005

9279,963Q

ton30,86713,5

)1,5(0,00513,5

)1,5(2,164

9279,963Q

ton31,34713,5

)1,5(2,164

9279,963Q

ton31,1079

279,963Q

ton30,86613,5

)1,5(2,164

9279,963Q

ton31,34713,5

)1,5(0,00513,5

)1,5(2,164

9279,963Q

ton31,10613,5

)1,5(0,005

9279,963Q

ton30,86613,5

)1,5(0,00513,5

)1,5(2,164

9279,963Q

9

8

7

6

5

4

3

2

1

=++=

=+=

=+=

=+=

==

==

=+=

==

==

4000

1500 1500 500500

4000

500

1500

15

0050

0

1 2 3

4 5 6

7 8 9

S S

S

SY

X

Fz

Fy

Fx

My

Mx



Jadi gaya aksial tarik total yangdipikulolehpilegroupberdasarkan gaya tarik (uplift ) yang

terbesarsetelahmomennyaditransferadalah:

Q =30,866+31,106+31,347+30,866+31,107+31,347+30,867+31,107+31,348

=279,961ton

Gaya aksial tekan pada tiaptiap bored pile berdasarkan gaya tekan ( compressive ) yang

terbesar:

Gambar7.cTransfergayapadatiaptiapboredpile(compressiveterbesar)

ton26,3399

237,052Q

ton27,02013,5

)1,5(6,126

9237,052Q

ton26,10113,5

)1,5(3,98113,5

)1,5(6,126

9237,052Q

ton26,78113,5

)1,5(3,981

9237,052Q

27,462ton13,5

)1,5(3,98113,5

)1,5(6,126

9237,052Q

5

4

3

2

1

==

=+=

=+=

=+=

=++=

Fz

Fx

Fy

Mx

My

4000

1500 1500 500500

4000

500

1500

15

0050

0

1 2 3

4 5 6

7 8 9

S S

S

SY

X



ton25,21613,5

)1,5(3,98113,5

)1,5(6,126

9237,052Q

ton25,89713,5

)1,5(3,981

9237,052Q

ton26,57713,5

)1,5(3,98113,5

)1,5(6,126

9237,052Q

ton25,65813,5

)1,5(6,126

9237,052Q

9

8

7

6

==

==

=+=

==

Jadigayaaksialtekantotalyangdipikulolehpilegroupberdasarkangayatekan(compressive)

yangterbesarsetelahmomennyaditransferadalah:

Q =27,462+26,781+26,101+27,020+26,339+25,658+26,577+25,897+25,216

=237,051ton



7.2.2.1DayaDukungFondasiTerhadapGayaTarik(Uplift)

Gambar7.dReaksiperletakanakibatbebankolomterhadapfondasi(uplift)

Dayadukungfondasiterhadapgayatarik(uplift):

Tu = ca.2..r.z

Tutot = ntot.Tu.Eff.

Eff = 90mn

1)n(m1)m(nsdtan1 1

+

Tall =SF

Tu tot +beratboredpile+beratpilecap

ca =15qca.

Fy

Fx

Fz



dimana:

Tu = dayadukungmaksimumboredpileterhadapgayatarik(uplift)

r = jarijariboredpile=30cm

ca = adhesitanahdisekelilingsepanjangboredpile

z = kedalamanboredpile=9,8m

Tall = dayadukungijinboredpileterhadapgayatarik(uplift)

SF = faktorkeamananterhadapuplift=2,5

m = jumlahbaris=3

n = jumlahboredpiledalamsatubaris=3

ntot = jumlahtotalboredpile=nxm=3x3=9

d = diameterboredpile=60cm

s = jarakcentertocenterboredpile=150cm

Eff = faktorefisiensi

qca = tahanantanahdarihasilujisondirpadadindingboredpile

= factoradhesi=0,70

Eff = 3)x(390

1)3(31)3(315060

tan1 1

+

= 0,677

ca = 2t/m5,13=15110x0,70

Tu = 5,13x2xx0,30x9,8=94,71ton

Tutot =9x94,71x0,677=577,07ton

Beratboredpile =n.(.R2.z.concrete)=9x(x0,302x9,8x2,4)=59,85ton

Beratpilecap =L.B.H.concrete=4,0x4,0x0,80x2,4=30,72ton

Beratpedestal =L.B.T.concrete=0,7x0,7x1,50x2,4=1,76ton

Berattiebeam =L.B.H.concrete=((6,8/2)+(6/2))x0,3x0,45x2,4=2,07ton

Tall=(577,07/2,5)+59,85+30,72+1,76+2,07=325,23ton>279,961ton===>OK



7.2.2.2DayaDukungFondasiTerhadapGayaTekan(Compressive)

Gambar7.eReaksiperletakanakibatbebankolomterhadapfondasi(compressive)

Dayadukungfondasiterhadapgayatekan(compressive):

Qu = Nc.cb..r2+ca.2.rz

Qutot = ntot.Qu.Eff

Qall =SF

Qu tot

Eff = 90mn

1)n(m1)m(nsdtan1 1

+

cb =15qcb

;ca=

15qca.

Fx

Fy

Fz



dimana:

Nc = faktordayadukung=8,70

Qu = dayadukungmaksimumboredpileterhadapgayatekan(compressive)

r = jarijariboredpile=30cm

ca = adhesitanahdisepanjangboredpile

cb = kohesiundraineddiujungboredpile

z = kedalamanboredpile=9,8m

Qall = dayadukungijinboredpileterhadapgayatekan(compressive)

SF = faktorkeamananterhadapcompressive=3

m = jumlahbaris=3

n = jumlahboredpiledalamsatubaris=3

ntot = jumlahtotalboredpile=nxm=3x3=9


s = jarakcentertocenterboredpile=150cm


qcb = tahanantanahdarihasilujisondirpadaujungboredpile

= factoradhesi=0,70

Eff = 3)x(390

1)3(31)3(315060

tan1 1

+

= 0,677

ca = 2t/m5,13=15110x0,70

cb = 2t/m16,67=15250

Qu = (8,70x16,67xx0,302)+(5,13x2xx0,30x9,8)=135,70ton

Qutot =9x135,70x0,677=826,82ton

Qall=3

826,82

SF

Qu tot = =275,61ton>237,051ton===>OK



7.2.2.3DayaDukungFondasiTerhadapGayaGeser(Shear)

H =d.k.a

= 4 I.E.4d.k

Hall = ntot.H.Eff

dimana:

H = kapasitasdayadukunglateralboredpileyangdiijinkan

k = koefisianlateralsubgradereaction=0,5kg/cm3


a = displacementnormalboredpile=1cm


ntot= jumlahtotalboredpile=9

E = moduluselastisitasboredpile=100.000kg/cm2

I = momeninersiapenampangmelintangboredpile

= (/64)d4=39.741cm4

= 4x39.741100.000x4

30x0,5=0,00554cm1

H =0,00554

30x0,5x0.001x1,0=2,706ton

Eff = 3)x(390

1)3(31)3(315060

tan1 1

+

= 0,677

Htot= 9x2,706x0,677=10,03ton>7,306ton===>OK



7.2.3PunchingShearpadaPileCap

Dariperhitunganpembebanandiketahuibahwabebanmaksimumyangdipikulolehkolom

strukturalP=237051kg.Bebantersebutkemudiandisalurkankepedestallalukepilecap,untuk

itu perlu dicek apakah pile cap tersebut mampu memikul beban tersebut atau tidak.

Kemungkinanyangpalingdominanakankegagalanyangterjadipadapilecapadalahkegagalan

terhadapgeserdisekelilingpedestalyangmenumpudiataspilecaptersebutyangbiasadisebut

denganpunchingshear.

Dibawahinisketsapunchingshearpadapilecapakibatgayadaripedestaluntukkerjaduaarah.

Gambar7.fPunchingshearduaarahpadapilecapakibatgayapedestal

PileCapPedestal

BoredPile

d=80

0

700

PunchingShear

W=500

0

BoredPilePileCap

Pedestal

DaerahKritis

d/2

d/2



TekanantanahterfaktoryangdiakibatkanolehbebanP:

Pu =P/A

=237051kg/(5x5)=9482,04kg/m2

Untukarahkerjaduaarah(twowayshear)

Lebardaerahkritis(B) =lebarpedestal+((d/2)x2)

=700+((800/2)x2)=1500mm

Gayagesertotalterfaktoryangbekerjapadadaerahkritisadalah:

Vu =Pu(W2B2)

=9482,04x(521,52)=215716,41kg

Kuatgeserbetonadalah:

( ) dbfc'2c21Vc 0

+=

Tetapinilaitersebuttidakbolehlebihbesardari:

dbcf'4Vc 0=

Karenac=1===> (pebandingan lebarpedestal=0,70 /0,70 ), kuatgesermaksimumakan

menjadi:

OK===>Vu>Vc

kg2494153,16

)3325537,55(0,75Vc

kg3325537,55

80x600x3004Vc

cm600)cm501(4

B4b

dbcf'4Vc

0

0

==

==

====



Untukarahkerjasatuarah(onewayshear)

Gambar7.gPunchingshearsatuarahpadapilecapakibatgayapedestal

Gayagesertotalterfaktoryangbekerjapadadaerahkritisadalah:

Vu =PuWG

=9482,04x(5)(1,35)=64003,77kg

Kuatgeserbetonadalah:

kg115470,5480x500x30061bwdfc'

61Vc =

=

=

PileCapPedestal

BoredPile

d=80

0

700

45 45

PunchingShear

W=500

0

1350

BoredPilePileCap

Pedestal

ddDaerahKritis



Vn=Vc=0,75(115470,54)=86602,90kg

VuOK

Setelah dilakukan pengecekan terhadap kapasitas/daya dukung fondasi di atas, baik

terhadapgayatekan,gayatarikmaupunpunchingshear,makadimensifondasiyangdigunakan

adalahsepertiyangterterapadatabeldibawahini.

Tabel7.1Summarydimensifondasi

No. KomponenFondasiDimensi

L(cm) B(cm) H(cm) Jumlah&(cm) Spasi(cm)

1 Pedestal 70 70 150

2 Pilecap 400 400 80

3 Boredpile 980 960 150

4 Tiebeam 30 45

Di bawah ini merupakan layout dan geometri fondasi secara keseluruhan yang dimodelkan

denganmenggunakansoftwareGSAFES.



Gambar7.hLayoutfondasi



7.2.4PerhitunganTulanganFondasi

Perhitungan tulangandibagikedalam4kelompok,yakniperhitungan tulanganpilecap ,

tulanganpedestal,tulanganboredpiledantulangantiebeam.

7.2.4.1PerhitunganTulanganPileCap

PotonganA

Gambar7.iAnalisismomenfondasiboredpile

W=500

0

BoredPilePileCap

700

e=1650

A

PileCapPedestal

BoredPile

d=80

0

700

Q1=27,462ton Q4=27,020ton Q7=26,577ton

1

4

7

Pedestal

DaerahKritis



Momenrencanauntukperhitungantulanganadalah:

Mu =Q1(e)+Q4(e)+Q7(e)

=27,462(1,65)+27,020(1,65)+26,577(1,65)

=133,75tonm

MPa0,5124ton/m52,25)0,80()5(0,80

133,75

bdMu

kperlu 222

====

DenganmenggunakanTabelA11didapatperlu2baris=66

Makaluastulanganyangadaadalah:

Asada=nxAs=66x379,94mm2=25076,04mm2>23200mm2===>OK

DengandemikiantulanganpilecapdipakaiD22150mm,dengantulanganrangkap.



Gambar7.jPenulanganpilecap



7.2.4.2PerhitunganTulanganPedestal

Pedestal direncanakan dengan dimensi sesuai dengan yang tertera pada Sub Bab 6.3,

dimana:

PxLxT=0,70mx0,70mx1,50m

GayayangdipikulolehpedestalsepertiyangterterapadaSubBab6.3,dimana:

Pu =237,052ton

Mu =6,126tonm

Eksentrisitasyangterjadi:

m0,026237,0526,126

PuMue ===

Dengan ukuran pedestal 700 mm x 700 mm, direncanakan pedestal menggunakan jumlah

tulangan2%.Maka:

0,02bdAs

' ===

dengand=selimutbeton+dia.sengkang+1/2dia.tulanganpokokpedestal

=40+10+(22/2)=61mm

As=As=0,02(700)(639)=8946mm2

Dicobadengan5D22padamasingmasingsisipedestal(As=1899,7mm2,Astotal=9498,5mm2)

0,0042)639(700

1899,7 ==

PemeriksaanPuterhadapbebanPnb:

mm387,96)456,43(0,85cbab

0,85

mm456,43240600)639(600

)d(fy600

600cb

63961700d

1

1

====

=+=+=

==



( )

ton493,197N4836609)4559289878446909021(0,65

))240(1899,7)520(1899,7)700()387,06()30(0,85(0,65

fyAsfs'As'bafc'0,850,65Pnb

Mpa520)0,0026(200000s'Esfs'

0,0026456,43

)61456,43(0,003

cb)d'cb(0,003

s'

b

==+=+=

+====

===

Memeriksakekuatanpenampang,

OKton237,052Puton1533,36)2359,013(0,65Pn

ton2359,013N721334011,2711189613,210144398

1,18)639(

)26()700(3)30()700(700

0,50)61639(

26)240(1899,7

1,18deh3

fc'hb

0,50)d'd(

efyAs'

Pn

2

2

===>=>====+=

++

+=

++

+=

Dengandemikianpedestalmenggunakantulangan25D22.

Panjangpenyalurandasartulanganpedestal:

mm250diambilmm412304

)240(22

'4

fyd bdb ===>===

fcl

Merencanakansengkangpedestal,

Denganmenggunakanbatang tulangan10, jarak spasi sengkangditentukannilai terkecildari

ketentuanketentuanberikutini:

16xdiametertulanganpokokpedestal(D22)=352mm

48xdiametertulangansengkang(10)=480mm

Dimensiterkecilpedestal=700mm

Makadigunakanbatangtulangansengkangpedestal10300mm.



Gambar7.kPenulanganpedestal



7.2.4.3PerhitunganTulanganBoredPile

DirencanakandiameterboredpilesepertiterterapadaSubBab6.3yakni60cm (Ag=

2826 cm2 ).Gaya aksial yang diterima oleh bored pile ( Pu ) = 31,348 ton, dengan perkiraan

presentaseluastulangan(g)=0,03.

Luaskotorpenampangboredpileyangdiperlukanadalah:

{ }

{ }

2

2

cm2826=aktualAg

cm190perluAg

)0,03(2400)0,031()300(0,85)0,70(0,85

31348

gfy)g1(fc'0,850,85

PuperluAg

=+=

+=

Luastulanganyangdiperlukan:

2cm23,32perluAst

)2400()0,70(0,80

31348

)fy(0,80

PuperluAst

=

=

=

Digunakantulanganpokokboredpile8D22(Astactual=30,39cm2)

Merencanakantulangansengkangspiral

Digunakantulanganspriral12(Asp=113,04mm2)denganselimutbeton7cm.

Luasbersihintibetonboredpilesetelahdikurangiselimutbetonadalah:

Dc=600(2x70)=460mm===>Ac=1661,06cm2

0,0392400

3001

1661,062826

0,45

fy

fc'1

AcAg

0,45)min(s

=

=

=



Spasimaksimumsengkangspiral:

mm20spasidipakaimm21,37)0,039(460

)70460()113,04(4

)min(sDc

)selimutDc(Asp4makss

2

2

===>==

=

Makadipakaitulanganboredpile8D22dengansengkangspiral1220.

7.2.4.4PerhitunganTulanganTieBeam

DarioutputperhitungandenganmenggunakanSoftwareGSAFESdiperolehMu=1,66ton

m,Vu=1,23ton.

Direncanakantulanganpokoktiebeammenggunakan3D16(tulangantekan),3D16(tulangan

tarik)dan2D16(tulangansamping).Sedangkanuntuktulangansengkangnyadigunakan10

200(Av=157mm2)

Dimensitiebeamdirencanakan30cmx45cmdengantebalselimutbeton50mm.

Cekkapasitaspenampangdengantulanganrencanaterhadaplentur:

OKMnMu

mton7,42cmkg841768,70)25,47/240()2400()16,08(0,80Mn

cm25,4730))300(0,85()2400(81,18

b)fc'0,85(

fyAsa

)a/2d(fyAs0,85Mn

cm16,08D168AsAs

ada

ada

2ada

===>

PONDASI

Documents

Transcript of PONDASI