PERHITUNGAN PONDASI

PERHITUNGAN PONDASI https://sipilusm.wordpr https://sipilus m.wordpress.com/2010 ess.com/2010/03/08/perhitungan-pond /03/08/perhitungan-pondasi/ asi/

Analisa Data dan Penyelidikan Tanah Pondasi merupakan struktur bawah yang berfungsi untuk meletakkan bangunan di atas tanah dan meneruskan beban ke tanah dasar. Untuk itu perlu dilaksanakan penyelidikan kondisi tanah pada lokasi yang akan dibangun . Dari Hasil Tes Boring (Boring Log)  





Kedalaman ±0,00 m s/d -0,20 m berupa tanah urugan batu dan sirtu. Kedalaman -0,20 m s/d -3,00 m lapisan tanah berupa jenis lempung kelanauan berwarna abu-abu. Kedalaman -3,00 m s/d -5,00 m lapisan tanah berupa pasir kelanauan berwarna abu-abu. Kedalaman selanjutnya berupa lempung berwarna abu-abu.

Dari Hasil Tes Sondir  Sondir dilakukan pada lima titik sondir, dengan hasil sebagai berikut:     

 – Titik sondir 1 (S 1) tanah keras (qc = 55 kg/cm 2) di kedalaman -18,60 m.  – Titik sondir 2 (S 2) tanah keras (qc = 50 kg/cm 2) di kedalaman -18,60 m.  – Titik sondir 3 (S 3) tanah keras (qc = 50 kg/cm 2) di kedalaman -19,60 m.  – Titik sondir 4 (S 4) tanah keras (qc = 50 kg/cm 2) di kedalaman -18,60 m.  – Titik sondir 5 (S 5) tanah keras (qc = 50 kg/cm 2) di kedalaman -19,40 m.

Dilihat dari lima macam analisa data tanah di atas, maka lapisan l apisan tanah keras yang paling dalam yaitu pada kedalaman -19,60 m berupa tanah lempung kelanauan berwarna abu-abu. Pemilihan Jenis Pondasi Dalam merencanakan suatu struktur bawah dari konstruksi bangunan dapat digunakan beberapa macam tipe pondasi, pemilihan tipe ti pe pondasi didasarkan pada hal-hal sebagai berikut:    

Fungsi bangunan atas Besarnya beban dan berat dari bangunan atas Keadaan tanah dimana bangunan tersebut akan didirikan Jumlah biaya yang dikeluarkan

Pemilihan tipe pondasi dalam perencanaan ini tidak terlepas dari hal-hal hal -hal tersebut di atas. Dari pertimbangan hasil penyelidikan tanah dari aspek ketinggian gedung dan beban dari struktur di atasnya, maka jenis pondasi yang digunakan adalah pondasi tiang pancang dengan penampang bebentuk lingkaran.  Adapun spesifikasi dari dari tiang pancang tersebut tersebut adalah:     

Mutu beton (f’c) = 25 Mpa Mutu baja (f y) = 400 Mpa Ukuran = ø 50 cm Luas penampang = 1962,5 cm 2 Keliling = 157 cm

Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang

Berdasarkan Kekuatan Bahan Tegangan tekan beton yang diijinkan yaitu: σb = 0,33 . f’c ; f’c =25 Mpa = 250 kg/cm2 σb = 0,33 . 250 = 82,5 kg/cm2 Ptiang = σb . Atiang Ptiang = 82,5 . 1962,5 = 161906,25 kg = 161,906 t dimana: Ptiang = Kekuatan pikul tiang yang diijinkan σb = Tegangan tekan tiang terhadap penumbukan  Atiang = Luas penampang tiang pancang Berdasarkan Hasil Sondir  Daya dukung tiang dihitung dengan formula sebagai berikut:

Dimana: qc = Nilai konus hasil sondir (kg/cm 2)  Ap = Luas permukaan tiang (cm 2) Tf  =  = Total friction (kg/cm)  As = Keliling tiang pancang (cm) Data hasil sondir S3 untuk kedalaman -19,60 m, didapatkan: Ø qc = 50 kg/cm2 Ø Tf = 1376 kg/cm Ptiang = = 75914,733 kg= 75,915 t Sehingga daya dukung yang menentukan adalah daya dukung berdasrkan data sondir, Ptiang = 75,915 t ~ 76 t. Menentukan Jumlah Tiang Pancang Untuk menentukan jumlah tiang pancang yang dibutuhkan di butuhkan digunakan rumus acuan sebagai berikut:

Dimana: n = jumlah tiang pancang yang dibutuhkan P = gaya vertikal (t) Ptiang = daya dukung 1 tiang (t)

ondass i  Gambar 4.37 Denah P onda

Tabel 4.39 Perhitung an J umlah Tiang P ancang Tiang P(t) Ptiang (t) n Pembulatan P1 139.897 76 1.841 6 P2 244.489 76 3.217 6 P3 221.046 76 2.909 4 P4 182.926 76 2.407 6 P5 155.869 76 2.051 6 P6 223.195 76 2.937 4 P7 337.106 76 4.436 9 P8 307.909 76 4.051 6 P9 294.281 76 3.872 6 P10 211.856 76 2.788 6 P11 220.124 76 2.896 4 P12 318.799 76 4.195 6 P13 218.344 76 2.873 6 P14 182.241 76 2.398 4 P15 213.336 76 2.807 4 P16 196.017 76 2.579 4 P17 133.608 76 1.758 4 P18 234.393 76 3.084 6 P19 282.346 76 3.715 6 P20 185.102 76 2.436 4 P21 130.565 76 1.718 4 P22 230.095 76 3.028 6 P23 270.542 76 3.560 6 P24 160.972 76 2.118 4 P25 136.840 76 1.801 4 P26 241.257 76 3.174 6 P27 289.285 76 3.806 6 P28 157.370 76 2.071 4 P29  95.562 76 1.257 4 P30 146.670 76 1.930 4 P31 167.866 76 2.209 4 P32  96.012 76 1.263 4 Menghitung Efisiensi Kelompok Tiang Pancang

dimana: m = Jumlah baris n = Jumlah tiang satu baris  dalam derajat Ө = Arc tan d = Diameter tiang (cm) S = Jarak antar tiang (cm) Ø syarat jarak antar tiang atau Ø syarat jarak tiang ke tepi Tipe-tipe poer ( pile cap) yang digunakan dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 4.38 Tipe Pondas i  Tabel 4.40 Perhitungan E fis iensi K elompok Tiang d S Poer m n q efisiensi (cm) (cm) P1 50 125 2 2 21.801 0.242 1.000 0.758 P2 50 125 2 3 21.801 0.242 1.167 0.717 P3 50 125 3 3 21.801 0.242 1.333 0.677 Tabel 4.41 Perhitungan Daya Dukung K elompok Tiang satu Ptiang umlah daya dukung Poer efisiensi tiang cek (ton) tiang group (ton) (ton) > 223.195 Tipe 1 0.758 76 57.590 4 230.360 ton > 318.799 Tipe 2 0.717 76 54.522 6 327.129 ton > 337.106 Tipe 3 0.677 76 51.453 9 463.079 ton Perhitungan Beban Maksimum Yang Diterima Oleh Tiang

dimana: Pmak = Beban maksimum yang diterima oleh tiang pancang (t) SPv = Jumlah total beban (t) Mx = Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu x ™ My = Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu y ™ n = Banyaknya tiang pancang dalam kelompok tiang pancang (pile group) Xmak = Absis terjauh tiang pancang terhadap titik berat kelompok tiang Ymak = Ordinat terjauh tiang pancang terhadap titik berat kelompok tiang nx = Banyaknya tiang pancang dalam satu baris dalam arah sumbu x ny = Banyaknya tiang pancang dalam satu baris dalam arah sumbu y Sx2 = Jumlah kuadrat absis-absis tiang pancang (m 2) Sy2 = Jumlah kuadrat ordinat-ordinat tiang pancang (m 2) Pondasi Tipe 1

Beban maksimum yang diterima pada pondasi tipe 1 SPv = 223,195 t Mx = 1,671 tm My = 0,455 tm Xmak = 62,5 cm = 0,625 m Ymak = 62,5 cm = 0,625 m Sx2 = (0,6252) + (0,6252) = 0,781 m2 Sy2 = (0,6252) + (0,6252) = 0,781 m2 n=4 nx = 2 ny = 2 Pmak = = 56,649 t …< P1 tiang = 57,590 t Pondasi Tipe 2 Beban maksimum yang diterima pada pondasi tipe 2

SPv = 318,799 t Mx = 0,096 tm My = 0,058 tm Xmak = 125 cm = 1,25 m Ymak = 62,5 cm = 0,625 m Sx2 = (1,252) + (1,252)

= 3,125 m2 Sy2 = (0,6252) + (0,6252) = 0,781 m2 n=6 nx = 3 ny = 2 Pmak = = 53,179 t …< P1 tiang = 54,522 t Pondasi Tipe 3 Beban maksimum yang diterima pada pondasi tipe 3

SPv = 337,106 t Mx = 0,022 tm My = 2,062 tm Xmak = 125 cm = 1,25 m Ymak = 125 cm = 1,25 m Sx2 = (1,252) + (1,252) = 3,125 m2 Sy2 = (1,252) + (1,252) = 3,125 m2 n=9 nx = 3 ny = 3 Pmak = = 37,734 t …< P1 tiang = 51,453 t Kontrol Terhadap Ges er Pons 4.8.7.1 Pile Cap Tipe 1 dan Tipe 2 Karena kolom tidak tertumpu pada pile, maka P yang diperhitungkan adalah P kolom. P = 318,799 t h = 0,7 m

t  =

= = 87,582 t/m2 = 8,76 kg/cm2 < 10,28 kg/cm2 t  < t ijin =

 (tebal pile cap cukup, sehingga tidak

memerlukan tulangan geser pons). 4.8.7.2 Pile Cap Tipe 3 Karena kolom tertumpu pada pile, maka P yang diperhitungkan adalah P tiang pancang. P = 37,734 t h = 0,7 m t  = = = 14,31 t/m2 = 1,431 kg/cm2 < 10,28 kg/cm2 t  < t ijin =

(tebal pile cap cukup, sehingga tidak

memerlukan tulangan geser pons). Penulangan Tiang Pancang Penulangan tiang pancang dihitung berdasarkan kebutuhan pada waktu pengangkatan tersebut ada dua kondisi, yaitu satu tumpuan dan dua tumpuan. Kondisi I (Dua Tumpuan)

Gambar 4. 39 K ondis i P engang katan 1 dan Momen yang Di timbulkan

Dimana: q = Berat tiang pancang

=

= 471 kg/m

L=6m

Didapatkan: a = = 1,243 m M 1 = = = 363,86 kgm Dmak = = = 1413 kg Kondisi II (Satu Tumpuan)

Gambar 4.40 K ondis i P engang katan 2 dan Momen yang D itimbulkan

®

Maka:

Didapatkan: a = = 1,75 m M 1 = = = 721,219 kgm D1 = =

= 831,176 kg Dari kedua kondisi di atas diambil yang paling menentukan yaitu: M = 721,219 kgm D = 1413 kg

Gambar 4.41 Penampang Tiang Pancang Data yang digunakan:  – Dimensi tiang = ø 50 cm  – Berat jenis beton = 2,4 t/m 3  – f’c = 25 Mpa  – f y = 400 Mpa  – h = 500 mm  – p = 70 mm  – øtulangan = 22 mm

 – øsengkang = 8 mm  – d = h – p – øsengkang – ½ øtulangan = 500 – 70 – 8 – 11 = 411 mm  – d’ = p + øsengkang + ½ øtulangan = 70 + 8 + 11 = 89 mm 4.8.8.3 Tulangan Memanjang Tiang Pancang Mu = 721,219 kgm = 7,212 kNm kN/m2

Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,00027 Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρ min < ρ < ρmax)

karena ρ < ρmin maka dipakai ρmin  As = ρ.b.d. 106 = 0,0035 . 0,500 . 0,411 . 10 6 = 719,25 mm2 Digunakan tulangan 2D22 (As = 760 mm 2) Cek Terhadap Tekuk Dianggap kedua ujung sendi, diperoleh harga k = 1 r = 0,3 . h = 0,3 . 500 = 150 mm

(K > 20 maka kelangsingan diperhitungkan)

Ec = 4700 (f’c)0.5 = 23500 Mpa

Pu = 56,649 T = 566,49 KN

a < ab, dipakai rumus

Digunakan As min 1% Ag = 0,01.(1/4.π.(500)2) = 1962,5 mm Digunakan tulangan 6 D 22 ( As terpasang = 2281 mm2 ) Penulangan Geser Tiang Pancang Vu = 1413 kg = 14130 N N V n = V c =

Periksa v u > f vc  : v u = v c =

N MPa MPa

f vc   = 0,6 x 0,8333 = 0,50 v u < f vc   Þ dipakai tulangan praktis Digunakan tulangan sengkang ø8  – 200.

Gambar 4.42 Penulang an Tiang Pancang Penulangan Pile Cap Pile Cap Tipe 1 Penulangan didasarkan pada: P1 = Pmak = 56,649 t Mx = My = = 35,406 tm Penulangan Arah x

Mu = 35,406 tm = 354,06 kNm Tebal pelat (h) = 700 mm Penutup beton (p) = 70 mm Diameter tulangan (øD) = 16 mm Tinggi efektif arah x (dx) = h  – p – ½ øD = 700 – 70 – ½ .16 = 622 mm kN/m2

Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,00294 Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρ min < ρ < ρmax)

ρ < ρmin maka dipakai ρmin  As = ρ.b.d.106

= 0,0035 . 1 . 0,622 . 10 6 = 2177mm2 Dipakai tulangan D16  – 75 (As terpasang = 2681 mm 2) Penulangan Arah y Mu = 35,406 tm = 354,06 kNm Tebal pelat (h) = 700 mm Penutup beton (p) = 70 mm Diameter tulangan (øD) = 16 mm Tinggi efektif arah y (dy) = h  – p – Dx – ½ øD = 700 – 70 – 16 – ½ .16 = 606 mm kN/m2

Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,0031 Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρ min < ρ < ρmax)

ρ < ρmin maka dipakai ρmin  As = ρ.b.d.106 = 0,0035 . 1 . 0,606 . 106 = 2121mm2 Dipakai tulangan D16  – 75 (As terpasang = 2681 mm 2) Pile Cap Tipe 2

Penulangan didasarkan pada: P1 = Pmak = 53,179 t Mx = = 66,474 tm My = = 33,237 tm Penulangan Arah x

Mu = 66,474 tm = 664,74 kNm Tebal pelat (h) = 700 mm Penutup beton (p) = 70 mm Diameter tulangan (øD) = 19 mm Tinggi efektif arah x (dx) = h  – p – ½ øD = 700 – 70 – ½ .19 = 620,5 mm kN/m2

Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,0057 Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρ min < ρ < ρmax)

ρmin < ρ < ρmax maka dipakai ρ  As = ρ.b.d.106 = 0,0057 . 1 . 0,6205. 10 6 = 3538,62 mm2 Dipakai tulangan D19  – 75 (As terpasang = 3780 mm 2) Penulangan Arah y Mu = 33,237 tm = 332,37 kNm Tebal pelat (h) = 700 mm Penutup beton (p) = 70 mm Diameter tulangan (øD) = 19 mm Tinggi efektif arah y (dy) = h  – p – Dx – ½ øD = 700 – 70 – 19 – ½ .19 = 601,5 mm kN/m2

Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,00295 Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρ min < ρ < ρmax)

ρ < ρmin maka dipakai ρmin  As = ρ.b.d.106 = 0,0035 . 1 . 0,6015. 10 6 = 2105,25 mm2 Dipakai tulangan D19  – 125 (As terpasang = 2268 mm 2)

Pile Cap Tipe 3 Penulangan didasarkan pada: P1 = Pmak = 37,734 t Mx = My = = 47,168 tm Penulangan Arah x Mu = 47,168 tm = 471,68 kNm Tebal pelat (h) = 700 mm Penutup beton (p) = 70 mm Diameter tulangan (øD) = 19 mm Tinggi efektif (d) = h  – p – ½ øD = 700 – 70 – ½ .19 = 620,5 mm kN/m2

Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,00398 Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρ min < ρ < ρmax)

ρmin < ρ < ρmax maka dipakai ρ  As = ρ.b.d.106 = 0,00398 . 1 . 0,6205 . 10 6 = 2467,68 mm2 Dipakai tulangan D19  – 100 (As terpasang = 2835 mm 2) Penulangan Arah y Mu = 47,168 tm = 471,68 kNm Tebal pelat (h) = 700 mm Penutup beton (p) = 70 mm Diameter tulangan (øD) = 19 mm Tinggi efektif arah y (dy) = h  – p – Dx – ½ øD = 700 – 70 – 19 – ½ .19 = 601,5 mm kN/m2

Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,00424 Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρ min < ρ < ρmax)

ρmin < ρ < ρmax maka dipakai ρ  As = ρ.b.d.106 = 0,00424 . 1 . 0,6015 . 10 6 = 2553,06 mm2 Dipakai tulangan D19  – 100 (As terpasang = 2835 mm 2) Perhitungan Tie Beam

Ukuran sloof 600 x 400 cm Data tanah: – f = 29,326 o  – c = 0,115 kg/cm 2 = 1,15 t/m2 = 11,5 kPa  – g = 1,758 t/m 3

Tanah tersebut didefinisikan sebagai tanah sangat lunak karena c < 18 kPa, sehingga untuk menghitung q u digunakan rumus sebagai berikut: qu = t/m2 c’ = go = = = 17,246 t/m3 Dari tabel faktor kapasitas dukung tanah (Terzaghi), diperoleh: f = 29,326o ® – Nc’ = 18,4  – Nq’ = 7,9  – Ng’ = 5,4 qu = = 16,185 t/m2 Berat sendiri = = 0,576 t/m q= = 7,054 t/m Perhitungan Gaya Dalam

Gambar 4.43 Denah Tie B eam Perhitungan gaya dalam untuk S 1  – Perhitungan momen Mtump = = = 26,388 tm

Mlap =

=

 – Perhitungan gaya lintang Dtump = =

= 13,194 tm = 23,631 t

Dlap = D berjarak 1/5L dari ujung balok = = 14,179 t Untuk perhitungan gaya dalam tie beam lainnya ditabelkan sebagai berikut: Tabel 4.42 G aya Dalam pada Tie B eam L q Sloof 0.5*L 1/5*L Momen Gaya Lintang (m) (kg/m) Mtump Mlap. Tump. Lap. (kgm) (kgm) (kg) (kg) S1 6.7 3.35 1.340 7.054 26.388 13.194 23.631 14.179 S2 5.45 2.725 1.090 7.054 17.460 8.730 19.222 11.533 S2 5.25 2.625 1.050 7.054 16.202 8.101 18.517 11.110

S3 8 4 1.600 7.054 37.621 S4 6 3 1.200 7.054 21.162 S5 3.5 1.75 0.700 7.054 7.201 S5 2.75 1.375 0.550 7.054 4.445 S5 2.5 1.25 0.500 7.054 3.674 Perhitungan Penulangan Tie Beam Penulangan S1 a) Tulangan Lentur M tump = 26,388 kgm = 263,88 kNm M lap = 13,194 kgm = 131,94 kNm Tinggi sloof (h) = 600 mm Lebar sloof (b) = 400 mm Penutup beton (p) = 40 mm Diameter tulangan (D) = 22 mm Diameter sengkang (ø) = 10 mm Tinggi efektif (d) = h  – p – ø – ½ D = 600 – 40 – 10 – ½ . 22 = 539 mm d’ = p + ø + ½ D = 40 + 12 + ½ . 22 = 61 mm f’c = 25 Mpa f y = 400 Mpa Tulangan Tumpuan Mu = 263,88 kNm kN/m2

18.811 10.581 3.600 2.223 1.837

Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,0076 Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρ min < ρ < ρmax)

karena ρmin < ρ < ρmax maka dipakai ρ Dipakai tulangan tekan 2D22 (As terpasang = As 2 = 760 mm 2)  As1 = ρ.b.d.106 = 0,0076 . 0,40 . 0,539 . 10 6 = 1648,490 mm2  As = As1 + As2 = 1630,835 + 760 = 2408,490 mm2 Digunakan tulangan tarik 7D22 (As = 2661 mm 2)

28.216 21.162 12.345 9.699 8.818

16.930 12.697 7.407 5.820 5.291

Tulangan Lapangan Mu = 13,194 kNm kN/m2

Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,0037 Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρ min < ρ < ρmax)

karena ρmin < ρ < ρmax maka dipakai ρ Dipakai tulangan tekan 2D22 (As terpasang = As 2 = 760 mm 2)  As1 = ρ.b.d.106 = 0,0037 . 0,40 . 0,544 . 10 6 = 792, 349 mm2  As = As1 + As2 = 792, 349 + 760 = 1552,349 mm2 Digunakan tulangan tarik 5D22 (As = 1901 mm 2) Periksa lebar balok Maksimal tulangan yang hadir sepenampang adalah 7D22, dengan posisi 2 lapis (5D22 untuk lapis dasar dan 2D22 untuk lapis kedua) Jarak minimum tulangan yang disyaratkan adalah 25 mm. Lebar balok minimum: 2 x p = 2 x 40 = 80 mm 2 x ø sengkang = 2 x 10 = 20 mm 5 x D22 = 5 x 22 = 110 mm 4 x jrk min tul = 4 x 25 = 100 mm Total = 310 mm Jadi lebar balok sebesar 400 mm cukup memadai. b) Tulangan Geser Tulangan Geser Tumpuan Vu = 23,631 t = 236309,00 N V n = MPa V c =

MPa

V s = Vn – Vc = 393848,33  – 179666,67 = 214181,67 N Periksa v u > f vc  : MPa v u =

v c =

MPa

f vc   = 0,6 x 0,8333 = 0,50 v u < f vc   Þ perlu tulangan geser Periksa f vs   > f vs  mak: f vs   = v u – f vc   = 1,096 – 0,50 = 0,596 Mpa f’c = 25 MPa → f vs  maks = 2,00 (Tabel nilai f vs  maks, CUR 1 hal 129) f vs   > f vs  mak Þ OK Perencanaan sengkang mm2 Digunakan tulangan sengkang ø = 10 mm, luas dua kaki As = 557 mm 2 mm smax = mm Digunakan tulangan sengkang ø 10  – 150. Sengkang minimum perlu =

mm2

Luas sengkang terpasang 157 mm 2 > 50 mm2 Tulangan sengkang ø10  – 150 boleh dipakai. Tulangan Geser Lapangan Vu = 14,178540 t = 141785,40 N V n = MPa V c =

MPa

Vs = Vn – Vc = 236309,00  – 179666,67 = 56642,33 N Periksa v u > f vc  : v u = MPa v c =

MPa

f vc   = 0,6 x 0,8333 = 0,50 v u < f vc   Þ perlu tulangan geser Periksa f vs   > f vs  mak: f vs   = v u – f vc   = 0,658 – 0,50 = 0,158 Mpa f’c = 25 MPa → f vs  maks = 2,00 (Tabel nilai f vs  maks, CUR 1 hal 129) f vs   > f vs  mak Þ OK Perencanaan sengkang mm2 Digunakan tulangan sengkang ø = 10 mm, luas dua kaki As = 157 mm 2 mm smax = mm Digunakan tulangan sengkang ø 10  – 250.

Sengkang minimum perlu = Luas sengkang terpasang 226 mm 2 > 83,33 mm2 Tulangan sengkang ø10  – 250 boleh dipakai.

mm2