P o n d a s i II
BAB I
PENDAHULUAN
A. PENGERTIAN
Pondasi adalah salah satu komponen dari suatu struktur
konstruksi yang berfungsi untuk mendukung beban-beban yang
timbul pada struktur, yang kemudian meneruskan kelapisan
tanah. Jenis dan bentuk pondasi dewasa ini telah dikenal
beberapa macam, sebagaimana halnya dengan criteria dan
persyaratan dalam menggunakan/memilih jenis pondasi.
Dalam memilih jenis pondasi yang memadai, maka perlu
pertimbangan berbagai keadaan yang pada dasarnya cocok
dalam pondasi tersebut. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan
adalah :
1. Keadaan tanah pondasi.
2. Batasan-batasan akibat konstruksi diatasnya
3. Batasan-batasan dari sekelilingnya
4. Waktu dan biaya pekerjaan
Salah satu bentuk pondasi adalah pondasi tiang pancang.
Pondasi semacam ini berfungsi untuk memindahkan beban dari
konstruksi diatasnya kelapisan tanah yang lebih dalam, sehingga
pondasi tiang pancang cukup baik digunakan pada tanah keras
dan memiliki daya dukung yang letaknya jauh kedalam.
KAHAR/105 81 762 08 1
P o n d a s i II
Pada umumnya tiang pancang dipancangkan tegak lurus
kedalam tanah, tetapi jika untuk menahan gaya-gaya horizontal,
maka tiang pancang dipancangkan dengan kemiringan tertentu.
B. JENIS-JENIS PONDASI TIANG PANCANG
Berdasarkan material yang digunakan tiang pancang dapat
dibagi dalam beberapa jenis yakni sebagai berikut :
1. Tiang Pancang dari Kayu
2. Tiang Pancang dari Beton Bertulang
3. Tiang Pancang dari Baja
4. Tiang Pancang Komposit (kombinasi antara dua material yang
berbeda seperti kayu-beton dan baja-beton)
Menurut cara pemindahan beban tiang pancang dibagi
dalam dua jenis yakni :
1. Point Bearing File (Tiang Pancang dengan Tahanan Ujung)
2. Friction File (tiang pancang dengan dukungan melalui gesekan
dengan material sekelilingnya).
KAHAR/105 81 762 08 2
P o n d a s i II
C. PERENCANAAN UKURAN ABUTMENT & SUSUNAN PONDASI
TIANG
a. Perencanaan Ukuran Abutment
Perencanaan abutment didasarkan pada criteria yang
diisyaratkan secara kasar pada buku “Teknik Sipil” (Ir.
SUNGGONO).
Konstruksi abutment merupakan tembok cantilever,
maka ukuran-ukuran yang ditafasirkan secara kasar tersebut
dapat dilihat pada gambar berikut (Gbr 1)
b. Perhitungan Gaya Horizontal (Tekanan Tanah)
Pa1 = γt . ho . h . Ka . L
Pa2 = ½ . γt. . h2 . Ka . L
Pp = ½ . γt. . h22 . Kp . L
KAHAR/105 81 762 08 3
P o n d a s i II
Dimana : Pa1 = Pa2 = tekanan tanah aktif
Pp = tekanan tanah pasif
t = berat jenis tanah (t/m3)
h = tinggi tanah pada tanah yang dianggap
aktif
h2 = tinggi tanah pada tanah yang dianggap
aktif
L = panjang dinding
hO = dimana : q = beban permukaan (t/m2)
Ka = ; Kp =
Ka dan Kp dengan rumus yang ada diatas diambil dari buku
Teknik Pondasi II (Tiang Pancang) penjabaran dari teori
Coulumb yaitu :
Ka = tan2 (45o – θ/2)
Kp = tan2 (45 + θ/2)
c. Perhitungan Gaya Vertikal
Dalam perhitungan gaya vertikal yang diperhitungkan
yakni berat konstruksi dengan simbol G dan beban yang
bekerja pada konstruksi dalam arah vertical dengan simbol W.
Dalam tugas ini dipergunakan rumus-rumus umum yakni :
G = luasan γb . L (berat konstruksi)
W = q . b . L (untuk beban permukaan)
KAHAR/105 81 762 08 4
P o n d a s i II
W = luasan γt . L (untuk beban tanah yang dipikul konstruksi)
Dimana :
γb = berat jenis konstruksi (t/m3)
γt = berat jenis tanah (t/m3)
q = beban permukaan (t/m2)
L = panjang dinding (m)
b = lebar beban permukaan (m)
d. Perhitungan Keamanan Abutment
Titik jatuh resultan gaya-gaya yang bekerja pada
abutment
Dimana :
Mv = jumlah momen vertikal akibat beban konstruksi
MH = jumlah momen horizontal akibat tekanan tanah
v = jumlah gaya-gaya vertical akibat beban konstruksi
Keamanan terhadap guling
dimana : n nilai konstanta = 1,25 s/d 3,00
keamanan terhadap geser
Dimana :
= = sudut geser dalam
KAHAR/105 81 762 08 5
P o n d a s i II
Ca = 0
H = umlah gaya-gaya horizontal akibat tekanan tanah
keamanan terhadap pecahnya abutment
e ≤ e dimana : e = 1/6. lebar (B)
e = 0,5. B -
e. Perencanaan Susunan Pondasi Tiang Pancang
Berdasarkan kriteria yang disyaratkan dalam tabel 6.4
diagram pemeriksaan pondasi tiang (Mekanika Tanah Dan
Teknik Pondasi), maka perencanaan dimensi, kedalaman
lapisan pendukung, kondisi tanah permukaan dan lain-lain
maka dapatlah direncanakan.
f. Perhitungan daya dukung tiang
Perhitungan daya dukung tiang Berdasarkan nilai kritis
yang diperoleh dari perhitungan daya dukung Terzaqhi dan
perhitungan daya dukung Berdasarkan kekuatan bahan.
Dalam perhitungan Terzaqhi digunakan rumus
QT =
Dimana :
Qt = daya dukung tiang
Qult = daya dukung ultimate
A = luas penampang tiang
KAHAR/105 81 762 08 6
P o n d a s i II
FS = faktor keamanan, diambil = 3
Untuk tiang berpenampang bujur sangkar
qult = 1,3 . C . Nc . + . z. Nq + 0,4 . . B . N
dimana : C = Kohesi tanah
z = Kedalaman tiang
B = Lebar tiang
= Berat volume tanah
Dengan yang didapat dari penyelidikan tanah dalam tabel
Terzaqhi didapat nilai Nc, Nq dan N.
Dalam perhitungan berdasarkan perhitungan bahan
= b . A ………………………………… (PTP. 1 hal. 42)
Dimana : = daya dukung tiang
b = Tegangan isin bahan
A = Luas penampang tiang
Perhitungan daya dukung tiang berdasarkan gesekan
antara tanah dengan tiang (Friction File) didasarkan atas
rumus :
Q = (O . L . C) / Fs
Dimana : Q = daya dukung tiang
O = keliling tiang
L = panjang tiang
C = harga clef rata-rata
KAHAR/105 81 762 08 7
P o n d a s i II
Fs = Safety factor diambil 3
Sehingga besarnya daya dukung tiang total masing-masing
tiang adalah:
Qtotal = (Qt . p) + Q …………………………………(ton)
g. Menghitung Jumlah Tiang dan Merencanakan Susunan
Pondasi Tiang
Jarang terjadi bahwa suatu bangunan hanya cukup
menggunakan sebuah tiang tunggal. Biasanya tiang dipasang
dalam kelompok seperti misalnya dalam hal-hal tiang
penyangga suatu bangunan. Bangunan berdiri pada suatu plat
beton bertulang yang disebut kap tiang, yang disangga pada
bagian ujung atas dari tiang-tiang yang menyebarkan beban
ke tiang-tiang tersebut. (gbr 2c)
Kapasitas daya muat beban batas dari sekelompok tiang
tidak selalu dapat ditetapkan sebagai jumlah dari kapasitas
daya muat individu dari setiap tiang, dengan suatu fenomena
yang disebut Aksi Kelompok.
Apabila suatu tiang didirikan sangat berdekatan dengan
yang lain gelombang-gelombang tekanan vertikal yang
bersangkutan dapat Overlap (gbr 2b). Dalam hal sekelompok
tiang ini tidak hanya tanah yang dibawahnya saja yang
ditegangkan sampai suatu kedalaman yang cukup lebih besar
KAHAR/105 81 762 08 8
P o n d a s i II
daripada sebuah tiang tunggal (gbr 2a) tetapi tanah bagian
luar dari parameter kelompok itu saja yang ditegangkan.
Karena super posisi dari tegangan vertikal pada tempat
dalam tanah ini, diharapkan bahwa daya dukung dari
sekelompok tiang dapat kurang dari jumlah kapasitas tiang
tunggal.
Jika ada beban horizontal dan jika beban vertikal konsisten
dengan pusat dari kelompok tiang itu, maka beban pada
masing-masing tiang hanya diambil sama dengan beba
seluruhnya dibagi dengan jumlah tiang-tiang.
Dimana : Qp = beban vertikal pertiang
Qv = beban vertikal seluruhnya
n = jumla tiang-tiang
Pengukuran jarak tiang diisyaratkan 2,5 . d (diameter tiang) bila
tiang pancang bulat dan 2,5 . d dan bila tiang bujursangkar yang
KAHAR/105 81 762 08 9
P o n d a s i II
diukur dari jarak As tiang ke As tiang, sehingga banyaknya tiang
yang diperlukan dapat dihitung sesuai dengan jarak memanjang dan
lebar.
Penggunaan Tiang Pancang Miring
Apabila besarnya gaya horizontal yang bekerja pada
sekelompok tiang-tiang vertikal menjadi terlalu besar untuk
ditampung, penyelesaian yang umum ialah memberikan
beberapa tiang miring bersama-sama dengan vertikal.
Untuk memudahkan analisanya biasanya dianggap bahwa
tiang-tiang vertikal menahan beban vertikal dan tiang-tiang
yang miring menahan beban-beban horizontal yang tentu
saja sangat konservatif.
KAHAR/105 81 762 08 10
P o n d a s i II
Tiang-tiang tidak umum dimasukkan ke tanah dengan
kemiringan lebih dari 4 vertikal untuk satu horizontal,
karena hal ini membutuhkan peralatan khusus dan
akibatnya meningkatkan pembiayaan.
Terzaghi (1942) mempunyai gagasan bahwa suatu
metode grafis yang diutarakan oleh lohmeyer (1930) dan
dikenal sebagai metode Culman’s. Dapat digunakan dalam
analisa suatu kelompok tiang campuran.
Seringkali kelompok-kelompok tiang dirancang untuk
menahan gaya-gaya horizontal yang dapat bekerja dalam
satu arah, misalnya tiang-tiang yang menyangga tembok-
tembok dermaga, dibuat dari satu set vertikal satu dan dua
set tiang-tiang miring dengan arah yang berlawanan (gbr
4a). Jika masing-masing set dari tiang-tiang itu diganti
dengan suatu tiang bayangan dan ditempatkan pada garis
tengah dari set itu, terciptalah suatu model sederhana yang
terdiri dari tiga tiang bayangan (gbr 4b).
KAHAR/105 81 762 08 11
P o n d a s i II
D. LANGKAH KERJA
a. Perhitungan Momen
Dalam menghitung momen terlebih dahulu kita tentukan
suatu titik sebagai pusat untuk meninjau panjang lengan gaya
yang pada akhirnya akan menjadi acuan dalam menenetukan
titik berat.
Momen-momen yang diperhitungkan dianalisa berdasarkan:
- Eksentrisitas beban akibat gaya vertikal
- Eksentrisitas beban akibat gaya horizontal
Dalam tugas ini pondasi tiang pancang memikul gaya yang
vertikal/horizontal dan momen satu arah yakni hanya My,
sedang Mx = 0 karena tidak diperhitungkan.
My = Mv - MH
Dimana : My= momen y yang bekerja pada tiang
KAHAR/105 81 762 08 12
P o n d a s i II
Mv = jumlah momen gaya vertikal terhadap pusat
berat tiang
MH = jumlah momen gaya horizontal terhadap
dasar poer
b. Rumus perhitungan gaya vertikal dan horizontal pada tiang
Dalam rumus “Pondasi Tiang Pancang”, untuk mengetahui p
Max yang bekerja pada tiang menggunakan rumus yakni:
p max =
dimana : p max = gaya max yang bekerja pada
tiang
v = jumlah gaya vertikal
n = jumlah tiang yang digunakan
My = momen Y yang bekerja pada tiang
Mx = momen X yang bekerja pada tiang
Y max= jarak max ke sumbu X – X
X max = jarak max ke sumbu Y – Y
Y2 = jumlah jari-jari (jarak) tiang ke sumbu X – X
X2 = jumlah jari-jari (jarak) tiang ke sumbu Y – Y
Pengontrolan ini dianggap kritis, dimana beban-beban yang
bekerja adalah kombinasi gaya vertikal dengan besarnya
KAHAR/105 81 762 08 13
P o n d a s i II
momen yang bekerja yang senantiasa harus mampu didukung
oleh kelompok tiang yang telah direncanakan.
c. Perhitungan pergeseran kepala tiang
Perhitungan pergeseran kepala tiang dihitung dengan cara
perpindahan (displacement) sebagaimana yang diatur dalam
buku “Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi” hal 110.
Perpindahan titik pusat dapat ditentukan dengan perhitungan
melalui tiga persamaan tiga dimensi secara berturut-turut,
yaitu:
AXX . X + AXY . Y + AX . = H0
AYX . X + AYY . Y + AY . = V0
AX . X + AY . Y + A . = M0
dianggap bahwa alas tumpuan adalah mendatar dan setiap
koefisien diperkirakan berdasarkan persamaan berikut :
AXX = { K1 . Cos2i } + { Kv . Sin2i }
AXY =AYX = {(Kv – K1) Sini . Cosi}
AX =AX = {(Kv – K1) Xi . Sini . Cosi – (K2 .
Cosi)}
AYY = {(Kv . Cos2i) + (K1 . Sin2i)}
AY =AY = {(Kv . Cos2i + K1 Sin2i) Xi + (K2 . Sin2i)}
A = {(Kv . Cos2i + K1 Sin2i) Xi2 + (K2 + K3) Xi Sin2i
+ K4}
KAHAR/105 81 762 08 14
P o n d a s i II
sesuai tabel 6.9 Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi Hal. 112,
kekuatan kepala tiang untuk perencanaan tiang dasar
tumpuan (h = 0) maka didapatkan :
K1 = 4 I . 3
K2 = K3 = 2 I . 3
K4 = 2 I . 3
dimana : K = nilai karakteristik tiang
= koefisien daya dukung tangkap reaksi
permukaan
= modulus elastis
I = momen inersia
i = sudut kemiringan tiang
B = D = lebar atau diameter tiang
Kv = konstanta pegas dalam arah axial untuk
tiang
dan H0 = beban mendatar yang bekerja di atas
tumpuan
V0 = beban vertikal yang bekerja di atas tumpuan
M0 = momen luar terhadap titik pusat tumpuan
Y = perpindahan vertikal terhadap titik pusat
X = perpindahan horizontal terhadap titik pusat
= sudut rotasi tumpuan
KAHAR/105 81 762 08 15
P o n d a s i II
Xi = koordinat X untuk kepala tiang i ke sumbu Y
– Y
Dari pengolahan persamaan-persamaan yang ada di atas,
dengan memakai perhitungan Matriks Simetris, maka
pergeseran kepala tiang dapat dihitung dengan rumus :
xi = x Cos i - (y + xi) Sin i
yi = x Sin i - (y + xi) Cos i
d. Perhitungan Efesiensi Kelompok Tiang
Karena adanya overlap tekanan pada kelompok tiang, maka
dalam menghitung daya dukung total dari seluruh tiang harus
dikaitkan suatu faktor yang merupakan efesiensinya.
Perhitungan efesiensi kelompok tiang yang dimaksud dapat
dihitung berdasarkan beberapa rumus yang ada, yakni :
Metode Uniform Building Code dari AASHO
“The Design of Foundation for Building” by Sidney M. Johnson,
Thomas and C. Karanoeh (hal. 296).
Eff . N = 1 - G
Dimana : Eff. N = Efesiensi satu tiang dalam file group
G = Arc tan ( d/s ).
Disiyaratkan bahwa
S =
KAHAR/105 81 762 08 16
P o n d a s i II
Dimana : S = jarak antara tiang
d = B = diameter atau lebar tiang
m = banyaknya baris tiang
n = banyaknya tiang perbaris
Metode Los Angales Grouf – Action Formula
“ foundation Engineering “ by Ab. JUKIMIS – hal 645
Eff . N = 1 -
Dimana : n = banyaknya tiang perbaris
m = banyaknya baris
B = lebar tiang
s = jarak tiang dari As ke As
dari ketiga efesiensi ini bisa dirata-ratakan, sehingga besarnya
daya dukung file group adalah :
Q tiang = EFF. N . n . Q total
Atau
n =
dimana :
Q tiang = daya dukung penting
Q total = beban total yang bekerja pada file group
Eff. N = efesiensi kelompok tiang
n = jumlah tiang yang digunakan
KAHAR/105 81 762 08 17
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 18
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 19
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 20
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 21
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 22
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 23
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 24
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 25
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 26
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 27
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 28
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 29
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 30
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 31
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 32
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 33
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 34
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 35
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 36
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 37
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 38
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 39
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 40
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 41
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 42
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 43
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 44
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 45
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 46
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 47
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 48
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 49
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 50
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 51
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 52
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 53
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 54
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 55
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 56
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 57
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 58
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 59
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 60
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 61
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 62
P o n d a s i II
KAHAR/105 81 762 08 63
Top Related