PONDASI DALAM
Ditinjau dari pemasangan tiang, pondasi tiang dibedakan antara tiang pancang dan tiang bor. PONDASI TIANG PANCANG Untuk pemasangan tiang pancang, maka tiang harus dibuat terlebih dahulu, sekarang telah banyak perusahaan yang membuat membu at tiang pancang dengan berbagai berb agai bentuk dan demensi penampang. Perusahaan -2 tersebut anta lain : P.T. WIJAYA KARYA BETON P.T. JHS PILING SYSTEM
PONDASI TIANG BOR
Tiang bor dipasang dilapangan dengan membuat lubang dengan diameter yang telah ditetapkan terlebih dahulu dimana tiang akan ditempatkan. Kemudian rangkaian tulangan yang telah disiapkan dimasukan kedalam lubang bor, kemudian adukan beton segar dituangkan kedalamnya sampai mencapai mencapai permukaan tanah.
DIPANCANG DITUANG ADUKAN BETON
RANGKAIAN PENULANGAN LUBANG BOR
ADUKAN BETON TIANG PANCANG
TIANG BOR
PONDASI TIANG BOR Bentuk penampang tiang bor
PERENCANAAN PONDASI TIANG BOR DEMENSI PENAMPANG TIANG BOR
Db ≤ 3 Ds Ds
fc’ : tegangan teg angan tekan beton hancur hancur.. Dalam perencanaan fc diambil 0,25 fc’ Db
Analisa : Diketahui : fc’: tegangan tekan beton hancur A : luas penampang tiang Qw : beban kerja Maka : Qw = A x fc = 0,25 π (Ds)² x 0,25 fc’ Ds = 2,257 √ (Qw/fc’) * Untuk tiang memakai tulangan tunggal ( profil ) Qw = ( Ags – As ) fc + As бsijin Dimana : As luas penampang profil, бsijin = 0,5 бleleh * Untuk tiang memakai casing tetap
бsijin diambil 0,4 бleleh
DAYA DUKUNG TIANG BOR FORMULA : Qu = Qe + Qf dan Qall = Qu / SF Dimana : Qu : daya dukung ultimate Qall : daya dukung ijin Qe : daya dukung diujung tiang Qf : daya dukung pada selimut tiang SF : angka keamanan ( SF = 3 )
Untuk tanah non cohesive ( pasir ) Qe = Ap q’ ( Nq* - 1 ) Qf = ∫ p f dz f = ( 1- sinФ ) бv’ tg δ Qf = π Ds ( 1- sinФ ) ∫ бv’ tg δ dz Dimana :
q’ = Σ ∂t h Nq*= faktor daya dukung dari Vesic
бv’ = Σ ∂t h meningkat sampai kedalaman 15 Ds setelah itu harganya tetap
δ = ( 0,5 s/d 0,8 ) Ф
Untuk tanah cohesive ( lempung ) Qe = Ap Cu Nc’ Dimana : Nc’ = 9
, Cu = undrained cohesion
Qf = Σ α’.Cu.p.Δl Dimana : α’ = 0,35 s/d 0,6 ( rata-2 = 0,4 ) p : keliling penampang tiang
Δl : tebal lapisan lempung yang ditinjau
1. Soal : Rencanakan pondasi tiang bor yang dapat menahan beban Qw = 3200 KN, dengan data-2 tanah seperti dibawah ini. fc’ = 25 MPa 0.00
∂ t = 17,2 KN/m³, Ф = 28˚ Cu = 0 -4.00
∂sat 1 = 17,8 KN/m³
-8.00
∂sat 2 = 16,6 KN/m³, Cu = 180 KN/m² , Ф = 0
2. Soal : Rencanakan pondasi tiang bor yang dapat menahan beban Qw = 4800 KN, dengan data-2 tanah seperti dibawah ini. fc’ = 30 MPa 0.00
∂ t = 15,2 KN/m³, Ф = 0˚ ; Cu = 80 KN/m² -3.60
∂sat 1 = 16,4 KN/m³ Ф = 0˚ ; Cu = 80 KN/m² -10.00
∂sat 2 = 17,6 KN/m³, Cu = 0 KN/m² , Ф = 30º
3. Soal : Rencanakan pondasi tiang bor yang dapat menahan beban Qw = 4800 KN, dengan data-2 tanah seperti dibawah ini. fc’ = 25 MPa 0.00
∂ t = 15,2 KN/m³, Ф = 0˚ ; Cu = 80 KN/m² -3.00
∂sat 1 = 18,4 KN/m³ Ф = 32˚ ; Cu = 0 KN/m² -10.00
∂sat 2 = 17,6 KN/m³, Cu = 100 KN/m² , Ф = 0º
SETTLEMENT OF PIERS S = S1 + S2 + S3 Where : S : total pile settlement S1 : settlement of pile shaft S2 : settlement of pile caused by the load at the pile point S3 : settlement of pile caused the load transmitted along the pile shaft
Determination of S1
S1 = [ Qwp +
ξ Qws ] L / AsEp
where : Qwp : load carried at the pile point under working load condition Qws : load carried by frictional (skin) resistance under working load condition As : area of pile cross section L : length of pile Ep : Yong’s modulus of the pile material
ξ : 0,5 ; 0,67 (unit frictional resistance distribution )
Determination of S2
S2 = qwp Db ( 1- μs2 ) Iwp/Es
Where : Db : width or diameter of pile qwp : point load per unit area at the pile point = Qwp/Ap
Es : Young’s modulus of soil at or below the pile point
μs : Poisson’s ratio of soil ( 0,3 ) Iwp : influence factor ( 0,85 )
DETERMINATION OF S3
S3 = [Qws/pL] [Ds(1- μs2)Iws/Es]
Where : p : perimeter of the pile L : embedded length of pile Iws : infuence factor Iws = 2 + 0,35 √ L/Ds
[ Vesic,1977 ]
Type of soil
Es [MN/m2]
μs
Loose sand
10,35 – 24,15
0,2 – 0,4
Medium dense
17,25 – 27,6
0,25 – 0,4
Dense sand
34,5 – 55,2
0,3 – 0,45
Silty sand
10,35 – 17,25
0,2 – 0,4
Sand /gravel
69 – 172,5
0,15 – 0,35
Soft clay
2,07 – 5,18
Medium clay
5,18 – 10,35
Stiff clay
10,35 – 24,15
sand
0,2 – 0,5
Soal ;
Diketahui ; Dari hasil perencanaan tiang bor didapat data 2 ; Qw = 2800 KN Qp = 9924 KN Qs = 1387 KN. Hitung ; penurunan elastis total ; S Penyelesaian ; Diasumsikan bahwa mobilisasi penuh terjadi di tahanan selimut tiang [ skin resistance ]. Jadi Qws = 1387 KN. Qwp = 2800 – 1387 =1413 KN.
KAPASITAS UPLIFT Tug
Perumusan umum : Tun = Tug – W
Dimana : Ds
Tun,Tug : net, gross L
Failure surface
W
Db
ultimate uplift capacity W : effective weight of the pier
PONDASI TIANG PANCANG Pada umumnya tiang pancang terpasang dirangkai pada sebuah konstruksi poer.( dalam kelompok ). Besarnya gaya yang bekerja pada 1 tiang pancang dala kelompok tiang : Σ Vo
Mxo . Dyi Pi = ---- ± ----------n Σ Dyi
Myo . Dxi ± ------------Σ Dxi
Dimana :
Σ Vo : Jumlah beban vertikal, n : jumlah tiang Mxo,Myo : Momen-2 yang bekerja didasar pour,[ttk O Dxi,Dyi : Jarak dari sumbu tiang ke titik berat susunan kelompok tiang.
Dari gaya axial Pi yang maximum dan minimum harus dikontrol terhadap daya dukungnya :
Pmax
≤ Qall = Q = Qult / SF Daya dukung ijin 1 tiang tekan.
Pmin dapat berupa gaya axial tekan atau tarik Pmin tarik
≤ Daya dukung ijin 1 tiang tarik.
Untuk gaya horisontal pad umumnya dibebankan pada tiang miring. Bila gaya horisontal tidak begitu besar dapat dibebankan pada tiang vertikal asal memenuhi syarat-2 kestabilan.
V My Pi
H
Mx
Kolom Pour Tiang pancang
Y X
Dx
Dy
Soal : Tiang pancang Rencanakan pondasi tiang pancang yang mampu menahan beban : V = 200 t , Mx = 18 tm[
] , My = 34 tm[
]
Hx = 6 t , Hy = 4 t bekerja 2 m dari dasar poer. Daya dukung ijin 1 tiang tunggal Qd dihitung dari grafik SPT. Penyelesaian : Direncanakan tiang pancang D = 50 cm Jumlah tiang n > V/ Ek.Qd Gambar susunan tiang beserta jarak-2nya (S)
Soal : Tiang pancang Rencanakan pondasi tiang pancang dibawah 2 kolom yang berjarak 2,5 m, menahan beban-2 : V1 = 440 t , Mx1 = 28 tm( ), My1 = 44 tm( ) V2 = 480 t , Mx2 = 28 tm( ), My2 = 38 tm( ) Hx1 = 6 t(->) , Hy1 = 4 t( ^ ) , 2 m dari dasar poer. Hx2 = 8 t(<-) , Hy2 = 4 t( ^ ) , 2 m dari dasar poer. Daya dukung ijin 1 tiang tunggal Qd dihitung dari grafik SPT ( Qd ijin 1 tiang tunggal = 80 t ) Penyelesaian : Direncanakan tiang pancang D = 60 cm Jumlah tiang n > V1+V2/ Ek.Qd Gambar susunan tiang beserta jarak-2nya (S)
DAYA DUKUNG AXIAL PONDASI TIANG PANCANG
BERDASARKAN KEKUATAN BAHAN
BERDASARKAN KEKUATAN TANAH
Disarankan kekuatan bahan direncanakan lebih besar dari kekuatan tanah. Sehingga daya dukung tanah yang menjadi andalan untuk memikul beban-2 luar.
Kekuatan bahan tiang
Kekuatan bahan tiang : Qb.all =
бall bahan x A
Dimana :
бall bahan : tegangan ijin bahan A : luas penampang tiang
Kekuatan lapisan tanah
Daya dukung tiang pancang ditentukan dengan suatu pentahapan formula . Pentahapan ini meliputi : 1. Static formula 2. Dynamic formula 3. Loading test
1. STATIC FORMULA
Daya dukung 1 tiang berdiri sendiri
Daya dukung 1 tiang dalam kelompok
Daya dukung 1 tiang berdiri sendiri Qult Qult = Qe + Qf - W Qult : Ultimate pile capacity W
Qf
Qe : End-bearing capacity Qf : Side friction capacity
Qe
W : berat tiang
1a) DAYA DUKUNG TIANG PANCANG BERDASARKAN PARAMETER-2 TANAH HASIL TEST LABORATORIUM
Untuk tanah lempung. Qult = A ( Cu Nc +
бv’ Nq ) + ∫ p Ca dz – W
Untuk tanah pasir. Qult = A бv’ Nq
+ ∫ p бv’ k tg Фa dz – W
Dimana : A : luas penampang tiang, p : keliling tiang Cu : cohesi undrained, W : berat tiang
бv’: tegangan vertikal effektive pada dasar pondasi, k : koef tegangan lateral
Effisiensi daya dukung kelompok tiang
Converce - Labarre Ek = 1 – Arc tg D/S [
(n-1) m + ( m-1 ) n 90 m n
]
Dimana : m : jumlah tiang dalam baris n : jumlah tiang dalam kolom D : diameter tiang S : jarak antara pusat ke pusat tiang
Los Angeles
Ek = 1- (B/L)( 1/ π m n) A Dimana : A = [m(n-1) + n(m-1)+ √2(m-1)(n-1)] B : lebar group tiamg L : panjang group tiang Whitaker Ek = Pb / ( √ Pb² + n P1² ) Dimana : Pb : daya dukung ultimate dalam blok n : jumlah tiang P1: daya dukung ultimate 1 tiang
Perumusan daya dukung tiang dalam group untuk tanah lempung.
Terzaghi
α Cu Nc + 4 α Cu Df Dimana : α = (n-1) S + D Qug =
Cu : kohesi undrained Df : kedalaman tiang pondasi D : diameter tiang
Sehingga daya dukung 1 tiang dalam kelompok : Qu 1 tiang dalam kelompok = Ek .Qu 1 tiang tunggal Jadi daya dukung ijin 1 tiang dalam kelompok : Q all = Qu / SF Dimana : SF : angka keamanan ( SF = 3 )
1b) DAYA DUKUNG TIANG PANCANG BERDASARKAN DATA SONDIR ( CPT )
Qall =
Cn.A SF1
+
JHP. p SF2
Dimana : Cn : nilai conus rata-2 dari kedalaman 4D diatas s/d 4D dibawah ujung tiang ( Mayerhof ) A : luas penampang tiang JHP : jumlah hambatan pelekat, p : keliling tiang SF1,SF2 : angka keamanan masing : 3 dan 5
GRAFIK DATA SONDIR 0
50
100
CONUS 150
(Kg/cm2) 200
250
1
] T P 2 E D 3 [ N 4 A M 5 A L 6 A D E 7 K
Tiang pancang
D=50cm
8 9 10 11
Kedalaman TP 11.80 m
12 13 14 15
Cn
JHP (Kg/cm
qc X
Schmertmann/ Van der Van
X X X
X X X
D
Z
X
8 D / 3,75 D
X
X
X
X X
ENVELOPE OF MINIMUM qc VALUE
. t p e D
X X X e X X b X
Rata-2: 0,7 D s/d 4 D / D
b X X X X
1c) DAYA DUKUNG TIANG PANCANG BERDASARKAN DATA STANDARD PENETRATION TEST ( SPT )
Mayerhof Qult = 4 Np A + N.p / B
Dimana : Np : nilai SPT di ujung tiang A : luas penampang tiang ( sq ft ) N : nilai rata-2 N sepanjang tiang p
: luas selimut tiang
B = 50 untuk gesekan maximum satuan 1t/ft2
• WIKA Memodifikasi dari rumus Mayerhof Qult = 40 Ap Np + As Nav / 5 Dimana : Qult : ( ton ) ; Qd = Qult / SF ;SF = 2 Ap : luas penampang dasar tiang ( m2 ) Np : nilai N di dasar tiang As : luas selimut tiang Nav : nilai rata-2 N sepanjang tiang
• LUCIANO DECOURT Qult = K Np Ap + ( Ns/3 +1 ) As Dimana : Qult : ( ton ) ; Qd = Qult / SF ;SF = 2 K : koefisien karakteristik tanah untuk : - tanah pasir : 40 t/m2 = 392 Kpa - tanah lanau berpasir : 25 t/m2 = 245 Kpa - tanah lanau berlempung : 20 t/m2 = 196 Kpa -tanah lempung : 12 t/m2 = 117 Kpa Np : nilai rata2 SPT sepanjang 4D diatas s/d 4D dibawah ujung tiang Ap : luas penampang diujung tiang Ns : nilai N rata2 sepanjang tiang dengan nilai 3 ≤ N ≤ 50 As : luas selimut tiang ( keliling x panjang tiang yang tertanam )
• Kazuto Nakawa Qult = C A + p
Σ Li fi
Dimana : C : diperoleh dari grafik ( Le/D vs C/N ) Le : panjang equivalen penetrasi lapisan pendukung A : luas penampang tiang p : keliling tiang Li : tebal lapisan tanah yang ditinjau fi : Nrata-2/5 untuk tanah pasir : C atau N untuk tanah lempung
2. DYNAMIC FORMULA
Perumusan dinamik dipakai untuk mengetahui besarnya daya dukung satu tiang pada saat pelaksanaan pemasangan tiang. Daya dukung yang diharapkan tergantung pada - jenis mesin pancang, karakteristik mesin
pancang, berat pemukul, tinggi jatuh, effisiensi mesin pancang. - tergantung bahan tiang pancang.
Perumusan dinamik diturunkan berdasarkan keseimbangan energi.
Energi yang ditimbulkan pada waktu pemancangan = kekuatan perlawanan tanah. Salah satu Perumusan dinamik yang lengkap adalah : ef. W.H ( W + n² Wp ) Hiley : Ru = [ S + 0,5( C1 + C2 + C3 )] ( W + Wp )
P.T. WIKA BETON : R=
E.W ( S + K )( W + Wp ) SF
Dimana : Ru : daya dukung ultimate ef : effisiensi type hammer C1,C2,C3 : temporary compression allowance. n
: coefficient of restitution.
W : berat hammer Wp : berat tiang pancang S : penetrasi pada pukulan terakhir K : perpindahan elastis total dari kepala tiang dan tanah E : energi mesin pancang
3. LOADING TEST BLOK BETON 1x1x1 M3 PLATE FORM
TIANG PANCANG
GRAFIK LOADING TEST 0
20
40
60
80
100
20
120
140
160
180
Pult
40 60
] M 80 M [ T 100 N E M E 110 L T T E S 120
LOAD : P [ TON ]
Garis singgung
Qall = Pult / FS
Rencanakn pondasi tiang pancang yang mampu menahan beban-2 : V = 4800 KN ; Mx = 18 KNm [
] ; My = 24 KNm [
Hx = 50 KN [ ] ; Hy = 20 KN [
] bekerja
1,50 m dari dasar pour. Data-2 tanah terlampir : - Sondir , - S.P.T Direncanakan : dimeter D = 0,50 m Beban-2 yang bekerja pada titik O ; Vo = V
± Hy.d , Myo = My ± Hx.d Jumlah tiang n > Vo/ η. Qd all [ η ~ 0,7 ]
Mxo = Mx
]
PENURUNAN PONDASI TIANG PANCANG KELOMPOK
1. PENURUNAN IMMEDIAT
2. PENURUNAN KONSOLIDASI PRIMER
3. PENURUNAN KONSOLIDASI SEKUNDER
PENURUNAN KONSOLIDASI PRIMER [ Sc ]
KONDISI NORMALLY CONSOLIDATED ( NC) Sc = Cc Ho Log [ бvo + δ бv / бvo ]/ [1 + eo]
KONDISI OVER CONSOLIDATED (OC) - бvo + δ бv <бc’ Sc = Cr Ho Log [ бvo + δ бv / бvo ]/ [1 + eo] - бvo + δ бv >бc’ Sc = Cr Ho Log [ бc’ / бvo ]/ [1 eo] + Cc Ho Log [ бvo
δ бv / бc’ ]/ [1 + eo]
Dimana ; Cc ; Compression index
Cs ; Swell index
Ho ; Tebal lapisan tanah lempung yang ditinjau
бvo ; Tekanan efektif overburden δ бvo ; Penambahan tekanan efektif akibat beban luar
бc’ ; Tekanan prakonsolidasi
eo ; Angka pori awal
бvo =∑ γ h
2/3 L L 1/3 L Lo x Bo
Za Zm
2:1
Zb
бva бvo
бvm бvb
Ho
бvo =∑ γ h ( dihitung dari permukaan tanah sampai pada pertengahan tebal lapisan tanah yang ditinjau )
δ бv = 1/6 [δ бva +
4 δ бvm + δ бvb ]
Lo SUSUNAN TIANG 2X3
S2
Bo
S1
δ бva δ бvm δ бvb
= P/[ Lo + Za ] [ Bo + Za ] = P/[ Lo + Zm ] [ Bo + Zm ] P/[ Lo + Zb ] [ Bo + Zb ]
