8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
1/30
BAB III
KAPASITAS DUKUNG
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
2/30
ANALISIS KELOMPOK TIANG
• Kelompok tiang merupakan kumpulan daribeberapa tiang yang bekerja sebagai satukesatuan, digunakan apabila beban yangditerima fondasi sangat besar.
• Secara teoritis satu tiang pancang dapat
,kesulitan dalam pelaksanaan membuat tepatpada titik yang direncanakan
• Idealnya dalam sebuah konstruksi beban/kolom
yang diterima diteruskan oleh lebih dari satutiang pancang yang disatukan dalam pile cap(poer)
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
3/30
• Kapasitas kelompok tiang tidak selalu samadengan jumlah kapasitas tiang tunggal yangberada dalam kelompoknya.
• Stabilitas kelompok tiang yang dipancang pada
tanahyang mudah mampat atau dipancang padalapisan tanah yang tidak mudah mampat namundibawahnya terdapat tanah lunak tergantungdari dua hal :
1.Kapasitas dukung tanah disekitar dan dibawahkelompok tiang
2.Pengaruh penurunan konsolidasi yang terletakdibawah kelompok tiang.
• Cara pemancangan tiang : dipancang, dibor,digetarkan, atau ditekan.
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
4/30
• Jika beban/kolom
membebani secara sentristerhadap pile cap/poermaka beban akan terbagirata ke seluruh tian
pancang dalam satu pilecap/poer
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
5/30
JARAK TIANG PANCANG
• Permasalahan tiang dalam sebuah pile cap (poer)adalah menentukan jarak tiang pancang
• Susunan tiang dalam pile cap (poer) dibuat secarasimetris agar pusat berat kelompok tiang dan poerterletak pada satu titik yang sama untuk menghindariter adin a momen akibat timbul eksentrisitas
• Kapasitas tiang dalam pile cap (poer) sangatmempengaruhi perhitungan kapasitas daya dukung daripile cap/poer
• Jarak antar tiang (s) bervariasi menurut tingkatkarakteristik tanah, dimensi tiang pancang dan fungsitiang
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
6/30
• Nilai s sangat bervariasi,secara umum dirumuskan:
– Jarak minimum, s : 2D
– Jarak maksimum,s : 6D
– Sebagai tiang friksi, s : 3D – Sebagai tiang tahanan ujung,
s: 2,5D
– Ujung tiang tidak terletak pada
lapisan batuans > 2D
s > 2x diagonal tiang persegi
– Ujung tiang terletak pada
lapisan batuans > (D + 300 mm)
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
7/30
EFISIENSI KELOMPOK TIANG
• Efisiensi kelompok tiang merupakan rasio tahananhambatan kulit pada kelompok dibanding dengan
tahanan kulit pada masing-masing tiang pancang• Kapasitas daya dukung kelompok tiang tidak sama
dengan kapasitas daya dukung satu tiang dikalikan
• Kapasitas daya dukung kelompok tiang sangatdipengaruhi nilai efisiensi kelompok tiang tersebut,dengan demikian kapasitas daya dukung kelompok tiang
merupakan perkalian antara kapasitas daya dukung satutiang dikalikan banyaknya tiang dikalikan efisiensikelompok tiang atau Qult.g = Qult.n.Eg
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
8/30
Menurut coduto (1994), efisiensi tiang bergantung pada :1. Jumlah, panjang,diameter,susunan,dan jarak tiang
2. Model transfer beban (tahanan gesek terhadaptahanan dukung)
3. Prosedur pelaksanaan pemasangan tiang
4. Urutan pemasangan tiang
.
6. Waktu setelah pemasangan tiang
7. Interaksi pile cap dengan tanah
8. Arah dari beban yang bekerja
Converse-labbarre formula menyarankan persamaan
efisiensi tiang : ( ) ( )
90.m.n
1mn1nm1Eg
−+−−= φ
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
9/30
n
b a r i s
( n
–
1 ) . s
• Keliling kelompok tiang = 2(m + n – 2)s + 4D
• Efisiensi kelompok tiang merupakan rasio darikapasitas daya dukung kelompok dibanding n kalikapasitas daya dukung tiang tunggal
(m – 1).s
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
10/30
• Efisiensi kelompok tiang sangat tergantung dengan jaraktiang (s) dan akan bernilai 100% apabila
6Dsatau
2nm
2.D1,75.D.m.ns >
−+
−=
• Apabila 2D < s < 6D efisiensi kelompok tidak mencapai
100% arena a a suatu aera tegangan yang men amilik bersama
( )
π
D.m.n
4D.s2nm2
π
D.m.n.
PEg
+−+==
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
11/30
Menghitung kapasitas dukungUntuk menghitung kapasitas tiang yang berkaitan dengan
keruntuhan block, terzaghi dan peck (1948), denganasumsi :
1. Pile cap sangat kaku2. Tanah yang berada didalam kelompok tiang berkelakuan
seperti blok padat
C = kohesi tanah
Cb = kohesi tanah dibwh dasar kelompok tiangB = lebar kelompok tiang
L = panjang kelompok tiang
D = kedalaman tiang dibwh permukaan tanah
Nc = faktor kapasitas dukung
( ) BL N C c L B D cb3,12Qg ++=
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
12/30
ANALISIS GAYA YANG BEKERJA PADA TIANG
1. Akibat beban V sentris
• Akibat dari beban Vsentris tiang akan turunbersama dan reaksi padatiang akan merata
nVPi =
Pi= kapasitas tiap tiang
n = bayaknya tiang
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
13/30
2. Akibat momen
• Mx : momen yang berporos pd sb X
• My : momen yang berporos pd sb Y
+++=
===
+++=
4
2
41
3
2
31
2
2
21
1
2
11y
44332211
44332211y
x
x.P
x
x.P
x
x.P
x
x.PM
.xP.xP.xP.xP
.xP.xP.xP.xPM
P1 P2 P3 P4x3x2
∑
=
+++=
n
1
2i
iy
i
4321
1y
1
x
.xMP
xxxx
.xMP
xi : jarak tiang ke-i terhadap pusat berat
kelompok tiang
My
My
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
14/30
3. Kombinasi V sentris dan momen
∑+=
n
1
2
i
iy
i
arahduaMomen
x
.xM
n
VP
arahsatuMomen
Mx
My
∑∑++= n
1
2
i
ix
n
1
2
i
iy
i
y
.y
x
.
nP
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
15/30
• Apabila kapasitas tiang pancang tidak mampu menahangaya yang bekerja (gaya horisontal dan momen)pemancangan tiang dapat diubah dengan posisi miring
untuk memperbesar kemampuan tiang dalam menahangaya tersebut
• Perubahan posisi tersebut akan merubah gaya yang
horisontal)
• Dalam pemancangan tiang dengan posisi miring,kemiringan tiang berkisar antara 1:12 sampai kemiringan
5:12. Untuk kemiringan di luar nilai tersebut memerlukanperalatan yang khusus pada saat pemancangan (tidakekonomis
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
16/30
Analisis Tiang Miring
• Jika qt yang terjadi > qt ijin →→→→
– jumlah tiang ditambah
– menggunakan tiang miring
denah
QH.h
hH
H
q1
q2 q3
q4
1 2 3 4
1 1
m2m1
tampangtegak
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
17/30
• Dengan adanya tiang miring, masih berlaku :
• qi arah vertikal, termasuk tiang no 1 & 4 →→→→ qv1 & qv4• dari gambar diatas :
∑+=
2
.
x
x M
n
QP
i y
i
• n u ang no :
» Axial
1
11
1
11
m
q
qm vh
h
v=→=
12
1
1
1
1 += mm
qq v
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
18/30
• Tiang no 2
• Tiang no 3
)(2
2
22
∑+==
x
x M
n
Qqq
y
v
=
• Tiang no 4
∑
+=2
4
4
.
x
x M
n
y
v
244 / mqq vh =
1)( 222
44 += m
mqaxialq v
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
19/30
• qt = ΣH/n →→→→ untuk setiap tiang• Kemiringan tiang (m )
m = 2.5-6 ;
m < 2.5 →→→→ sulit pemancanganm > 6 →→→→ qh tidak besar
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
20/30
ANALISIS UNTUK TIANG MIRING
• Komponen gaya
– Gaya vertikal – Momen
• ΣM = M1 + M2• M = H.a
1 2 3
H
a
V
M1
H
V
M1
M2
P1 P2P3
P1 P2 P3
P3h
P3v
P1h
P1v
1
m11
m3
∑
∑+=
n
1
2i
2
2
x
M.x
n
VP
2Tiang
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
21/30
VP
x
M.x
n
VP
1 Tiang
1h
n
1
21
1
1v
=
+=
∑
∑
m
VP
x
M.x
n
VP
3 Tiang
3h
n
1
2
3
3
3v
=
+=
∑
∑
1mmP1VP
m
VPPPP
m
2
1
1
1
2
1
2
1v
2
1h
2
1v1
1
+=
+=+=
1mm
P3VP
m
VPPPP
2
3
3
3
2
3
2
3v
2
3h
2
3v3
+=
+=+=
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
22/30
• Keseimbangan gaya yang bekerja pada tiang miring perludiperhatikan, dimana kesetimbangan itu digambarkan gaya yangbekerja sebagai vektor dan mempunyai resultante sama dengan nol
• Gaya lateral yang masih bisa diterima oleh tiang dirumuskan
• Ht akan dipikul secara merata oleh tiaptiang dan besarnya haruskurang dari daya dukung ijin transversal (Hall)
∑−= it hHH
• Jika ht > Hall, maka usaha yang dapat dilakukan
– Jumlah tiang ditambah
– Kemiringan tiang diperbesar
– Jumlah tiang miring ditambah
allt
t HnHh
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
23/30
1. Sebuah struktur bangunan dengan denah fondasi tergambar. Beban
kolom V=750 kN. Pada fondasi tersebut juga bekerja beban momenMx=150 kNm dan My=220kNm. Berat volume beton 24 kN/m
3 danberat volume tanah 18 kN/m3. Berapakah beban yang akandidukung oleh masing-masing tiang ?
V
0,5 m
1,5 m
0,6 m 1,40 m 1,40 m 1,40 m 0,6 m
0,6 m
0,7 m
0,7 m
0,6 m
Mx
My
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
24/30
Penurunan tiang
Pembeban tiang pemendekan tiang tanah
mengalami penurunan
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
25/30
Penurunan tiang tunggal
• Metode coyle dan Reese (1966)
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
26/30
Penurunan tiang tunggal
• Metode poulos dan davis (1980)
Penurunan yg terletak pada tanah homogen moduluselastis dan poisson ratio
1. Untuk tiang apung
QI=s
S = penurunan kepala tiang Rh = fk ketebalan
Q = beban yg bekerja Rµ = fk µ
Io = faktor pengaruh penurunan d = kedalaman
Rk = faktor koreksi kompresibilitas
µ RRRIIE
hk 0
s
=
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
27/30
Penurunan tiang tunggal
• Metode poulos dan davis (1980)
2. Tiang dukung ujung
EQIs
=d
s
p
s
Ap
A
E
REK
=
=
Rb = fk untuk kekakuan lapisan pendukung, K= ukurankompresibilitas relatif antara tiang dan tanah
Ep dan Es = modulus elastisitas tiang dan tanahAp = luas tampang tiang
bk 0 2
41
d π
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
28/30
Penurunan kelompok tiangPenurunan kelompok tiang pada Tanah pasir
data
sondir
• Metode vesic
• Metode meyerhof
B g
N I BqS gg 2=
c
g
gq
I qBS
2=
S = penurunan tiang tunggal
Sg = penurunan klpk tiang
Bg = lebar klpk tiang D = diameter atau sisi tiang
tunggal
q = tek dasar fondasi
N= nilai rerata Nsptterkoreksi pada pdkdlman Bq
L = pjg tiang
Dg
5.081 ≥−=
g B I
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
29/30
8/17/2019 efesiensi pondasi tiang pancang
30/30
Soal• Tiang berbentuk bujur sangkar lebar 25 cm dipasang
menembus lapisan pasir setebal 25 m, dan menancappada lempung kaku sedalam 1 m tiang dibebani sebesar
nim/40 kN. Modulus elastisitas beton E=25200 Mpa, Epasir 6 Mpa dan E lempung kaku 14,6 Mpa. Rasio bahantiang beton,µ = 0,2 (digit nim terakhir 0-3) , 0,24 (digit
- -
penurunan segera kepala tiang :• Bila tiang dianggap mengapung dalam lapisan paasir
• Bila tiang dianggap didukung oleh lempung kaku