TUGAS AKHIR PERENCANAAN PONDASI TIANG PANCANG PADA JEMBATAN JALAN AKSES MARUNDA WILAYAH JAKARTA UTARA

TUGAS AKHIR

PERENCANAAN PONDASI TIANG PANCANG PADA JEMBATAN JALAN AKSES MARUNDA WILAYAH JAKARTA UTARA Diajukan sebagai syarat untuk meraih gelar Sarjana Strata Satu ( S-1 ) Teknik Sipil

Disusun Oleh : NAMA NIM

: MARTIN YUNIANTO : 0110311-026

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2009

Abstrak

ABSTRAK

Perencanaan Pondasi Tiang Pancang Pada Jembatan Jalan Akses Marunda Wilayah Jakarta Utara, Tugas Akhir Program Studi Teknik Sipil Universitas Mercu Buana. Nama : Martin Yunianto. NIM : 0110311-026. Dosen Pembimbing : Ir. Desiana Vidayanti, MT. Perencanaan Pondasi Tiang Pancang Pada Jembatan Jalan Akses Marunda Wilayah Jakarta Utara ini berada di lokasi Kali Cakung Drain, di lokasi itu sudah ada jembatan lama tapi sudah rusak sehingga perlu di bangun jembatan baru, Boring sebanyak 2 (hole), Sondir sebanyak 4 titik, lapisan tanahnya tanah pasir padat didesain dengan lebar 15 meter panjang 130,80 meter dan type jembatan I girder. Panjang tiang 21 meter berdiameter 50 cm. Maksud dan tujuan dari perencanaan pondasi tiang pancang pada Jembatan Jalan Akses Marunda untuk mendapatkan jumlah, dimensi dan daya dukung tiang pancang yang akan digunakan. Perhitungan beban diambil dari standar Bridge Management System yang dihitung oleh Konsultan Perencana. Tiga metode perhitungan yaitu statis Meyerhoff, N-SPT dan Schmertmann & Nottingham ternyata memberikan hasil yang berbeda maka untuk desain dipilih metode statis Meyerhoff karena mempunyai daya dukung tiang paling kecil. Dari hasil perhitungan Metode Meyerhoff didapat penurunan total tiang tunggal dititik A1 yaitu 1,37 cm, dititik A2 yaitu 1,02 cm, dititik P1 yaitu 1,35 cm dan dititik P2 yaitu 1,36 cm. Dari perhitungan penurunan kelompok tiang dititik A1 yaitu 2,16 cm, dititik A2 yaitu 2,34 cm, dititik P1 sama dengan P2 yaitu 2,59 cm. Dari perhitungan tulangan pilecap dititik A1 dan A2 arah X dan Y menggunakan tulangan D12–50, sedangkan dititik P1 dan P2 menggunakan tulangan D19–150. Kata kunci : Pondasi, Tiang Pancang, Jembatan Jalan Akses Marunda, Kali Cakung Drain.

iii

Daftar Isi

DAFTAR ISI Hal Lembar Pengesahan .…………………………………………………………….. i Surat Pernyataan ….…………………………………………………………….. ii Abstrak ………….….…………………………………………………………….. iii Kata Pengantar …….…………………………………………………………….. iv Daftar Isi …………………………………………………………………………. vi Daftar Gambar …………………………………………………………………… x Daftar Tabel ……………………………………………………………………… xii BAB I.

BAB II.

PENDAHULUAN ……………………………………………………. I-1 1.1.

Latar Belakang ……………………………………………….. I-1

1.2.

Maksud dan Tujuan …………………………………………. I-2

1.3.

Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ……………………… I-2

1.4.

Sistematika Penulisan ………………………………………..

I-3

DASAR-DASAR TEORI ………….………………………………… II-1 2.1.

Umum …………………………………………………………

2.2.

Jenis-Jenis Pondasi ………………………………………….. II-1

2.3.

Spesifikasi Pembebanan …………………………………….. II-6

2.4.

II-1

2.3.1.

Beban Mati …..……………………………………… II-7

2.3.2.

Beban Hidup ………………………………………… II-7

2.3.3.

Gaya akibat Gempa bumi ……………………………II-7

2.3.4.

Gaya akibat Tekanan tanah …………………………II-8

Kriteria Perencanaan ………………………………………. 2.4.1.

II-8

Tanah Dasar Sebagai Pondasi ……………………. II-8

vi

Daftar Isi

2.4.2.

Pondasi Tiang ……………………………………...

II-9

2.4.2.1.

Pemilihan Jenis Pondasi Tiang ………..

II-10

2.4.2.2.

Perbedaan Tiang Pancang dengan Tiang Bor ………………………………………. II-10

2.4.3. 2.5.

Dasar-dasar Perencanaan Pondasi Tiang Pancang.. II-12

Daya Dukung Tiang …………………………………………. 2.5.1.

2.5.2.

II-14

Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan Data Parameter Tanah ………………………….……….

II-16

2.5.1.1.

Daya Dukung Ujung Tiang (Qp) ………

II-16

2.5.1.2.

Daya Dukung Selimut Tiang (Qs) …….

II-19

Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan Data Uji Lapangan ..…………………………….………..

II-23

2.5.2.1.

II-23

Daya Dukung Ujung Tiang (Qp) ……… A. Metode Nottingham & Schmertmann,

Menggunakan Data Sondir ………… II-23 B. Metode Standard Penetration Test (SPT) ……………………………….... II-25 2.5.2.2.

Daya Dukung Selimut Tiang (Qs) ……..... II-27 A. Metode Nottingham & Schmertmann II-27 B. Metode Standard Penetration Test (SPT) ……………………………….... II-28

2.6.

Daya Dukung Ijin .……………………………………………

II-28

2.7.

Tiang Kelompok dan Efisiensi ………………………………

II-29

2.7.1.

Jarak Antar Tiang Dalam Kelompok …………….

II-31

2.7.2.

Perhitungan Pembagian Tekanan…………………… II-32

vii

Daftar Isi

2.7.3.

Daya Dukung Tiang Kelompok …………………… 2.7.3.1.

II-33

Daya Dukung Tiang di dalam Lapisan Pasir ............................................ II-34

2.7.3.2.

Daya Dukung Tiang di dalam Lapisan Lempung .................................... II-35

2.7.4.

Daya Dukung Lateral ............................................... 2.7.4.1.

2.8.

II-36

Metode Analisis......................................... II-37

Penurunan ................................................................................. II-37 2.8.1.

Penurunan Elastik Tiang ........................ .................. II-38

2.9.

Faktor Keamanan .................................................. .................. II-42

2.10.

Pile Cap ................................................................... .................. II-44

BAB III. GAMBARAN UMUM LOKASI JEMBATAN .............. .................. III-1 3.1.

Lokasi dan Denah Jembatan ………………………………… III-1

3.2.

Kondisi Tanah .………………………………………………. III-2 3.2.1.

3.3.

Data-Data Tanah dari Lokasi ..…………………… III-2

Kondisi Lingkungan Sekitar Jembatan …………………… 3.3.1.

III-3

Topografi …………………………………………… III-3

3.4.

Prosedur Perencanaan Pondasi Tiang Pancang …………….. III-4

3.5.

Pembebanan ……………............................................................ III-5

3.5.1. Pembebanan struktur bawah...................................................... III-5 3.5.1.1 Beban Abutment.......................................................................... III-5

viii

Daftar Isi

BAB IV. PERHITUNGAN PONDASI TIANG PANCANG ………...………. IV - 1 4.1.

Penentuan Daya Dukung Tiang Pancang ………………….. IV - 1 4.1.1.

Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal Berdasarkan Data Parameter Tanah Di Laboratorium.................. IV - 1 A. Metode Statis Meyerhoff .…………………….. IV - 6

4.1.2.

Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal Berdasarkan Data Uji Lapangan ………………….……………… IV - 10 A. Metode N-SPT.........................................……….. IV - 10

B. Metode Nottingham & Schmertmann .……….. 4.2.

Daya Dukung Tiang Kelompok ..……………………………. IV - 21

4.3.

Kapasitas Daya Dukung Tiang terhadap Gaya Lateral …… IV - 27

4.4.

Penurunan .…………………………………………………… IV - 30 4.4.I.

4.5.

BAB V.

IV - 13

Penurunan Elastik Tiang .......................................... IV - 30 4.4.1.1.

Penurunan Elastik Tiang Tunggal .......... IV - 31

4.4.1.2.

Penurunan Elastik Tiang Kelompok ....... IV - 33

Penulangan pada Pile Cap (Poer)..............…………………… IV - 33

KESIMPULAN DAN SARAN ………………………………................ V - 1 V.1.

Kesimpulan ………………………………………………….… V - 1

V.2.

Saran ……………………………………………………........... V - 1

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

ix

Daftar Tabel

DAFTAR TABEL Hal 1. Tabel 2.1.

Pondasi tiang berdasarkan kualitas material................................ II - 9

2. Tabel 2.2.

Nilai rata-rata koefisien tanah...................................................... II - 20

3. Tabel 2.3.

Parameter elastik tanah................................................................ II - 40

4. Tabel 2.4.

Nilai tipikal koefisien empiris (Cp) ............................................. II - 41

5. Tabel 2.5.

Batas penurunan maksimum........................................................ II - 42

6. Tabel 2.6.

Faktor keamanan untuk pondasi tiang ........................................ II - 44

7. Tabel 3.1.

Beban tolal pada pusat pondasi A1 dan A2 ................................ III – 8

8. Tabel 3.2.

Beban tolal pada pusat pondasi P1 dan P2 ................................. III - 12

9. Tabel 4.1.

Nilai berat isi tanah (γ) ................................................................ IV - 1

10. Tabel 4.2.

Perhitungan Qp, Qs, Qu dan Qall metode Meyerhoff ................. IV - 10

11. Tabel 4.3.

Perhitungan Qp, Qs, Qu dan Qall metode N-SPT ....................... IV - 13

12. Tabel 4.4.

Data sondir untuk titik S2............................................................ IV - 14

13. Tabel 4.5.

Perhitungan Qs pada titik sondir 2 .............................................. IV - 16

14. Tabel 4.6.

Perhitungan Qp, Qs, Qu dan Qall metode Schertmann & Nottingham .................................................................................. IV - 20

15. Tabel 4.7.

Resume perhitungan daya dukung tiang pancang ....................... IV - 20

16. Tabel 4.8.

Resume hasil perhitungan ........................................................... IV - 25

xii

Daftar Gambar

DAFTAR GAMBAR

Hal 1. Gambar 2.1.

Pondasi Dangkal ................................................................... II - 2

2. Gambar 2.2.

Pondasi Dalam ...................................................................... II - 2

3. Gambar 2.3 (a). Beban yang bekerja pada kepala tiang .................................. II - 13 4. Gambar 2.3 (b). Gaya yang bekerja pada tubuh tiang...................................... II - 13 5. Gambar 2.4.

Tiang ditinjau dari cara mendukung bebannya...................... II - 15

6. Gambar 2.5.

Daya dukung ujung tiang ...................................................... II - 16

7. Gambar 2.6.

Variasi tanahan titik satuan pada pasir homogen .................. II - 17

8. Gambar 2.7.

Nisbah penamaan kritis dan faktor daya dukung untuk berbagai sudut gesek tanah ................................................... II - 17

9. Gambar 2.8.

Variasi λ dengan panjang tiang ............................................ II - 21

10. Gambar 2.9.

Variasi α dengan kohesi taksalur........................................... II - 22

11. Gambar 2.10.

Data sondir untuk menghitung daya dukung tiang................ II - 24

12. Gambar 2.11.

Tiang kelompok..................................................................... II - 30

13. Gambar 2.12.

Jarak Antar Tiang .................................................................. II - 31

14. Gambar 2.13.

Jarak Tiang Terlalu Dekat ..................................................... II - 32

15. Gambar 2.14.

Momen dua arah .................................................................... II - 33

16. Gambar 2.15.

Variasi Nc’ Lg/Bg dan L/Bg ................................................. II - 36

17. Gambar 2.16.

Jenis distribusi tahanan kulit sepanjang tiang........................ II - 39

18. Gambar 3.1.

Lokasi Jembatan Jalan Akses Marunda ................................ III - 1

19. Gambar 3.2.

Topografi Pada Jembatan Jalan Akses Marunda .................. III - 3

20. Gambar 3.3.

Prosedur Perencanaan Pondasi Tiang Pancang ..................... III - 4

x

Daftar Gambar

21. Gambar 3.4.

Abutment A1 dan A2............................................................. III – 5

22. Gambar 3.5.

Abutment P1 dan P2 .............................................................. III – 9

23. Gambar 3.6.

Denah Jembatan Jalan Akses Marunda ................................. III – 14

24. Gambar 3.7.

Potongan Memanjang Jembatan Jalan Akses Marunda ........ III – 15

25. Gambar 3.8.

Potongan Melintang Jembatan Jalan Akses Marunda ........... III – 16

26. Gambar 3.9.

Gambar statigrafi ................................................................... III – 17

27. Gambar 4.1.

Potongan lapisan tanah sondir 1, Boring 1 ............................ IV - 2

28. Gambar 4.2.

Potongan lapisan tanah sondir 2, Boring 1 ............................ IV - 3

29. Gambar 4.3.

Potongan lapisan tanah sondir 3 ........................................... IV - 4

30. Gambar 4.4.

Potongan lapisan tanah sondir 4, Boring II ........................... IV – 5

31. Gambar 4.5.

Dicoba menggunakan 18 tiang ............................................. IV – 26

32. Gambar 4.6.


33. Gambar 4.7.


34. Gambar 4.8.


35. Gambar 4.9.

Rencana tiang pancang (P2) .................................................. IV - 27

36. Gambar 4.10.

Momen pada pondasi P2 ....................................................... IV - 27

37. Gambar 4.11.

Momen My ........................................................................... IV - 34

38. Gambar 4.12.

Diagram Tegangan ............................................................... IV – 35

39. Gambar 4.13.

Diagram Tegangan Arah X ................................................... IV – 36

40. Gambar 4.14.

Diagram Tegangan Arah Y ................................................... IV - 37

41. Gambar 4.15.

Denah Penulangan Arah X dan Y ........................................ IV - 41

xi

Bab I. Pendahuluan

BAB I PENDAHULUAN

I.1.

Latar Belakang Bersamaan dengan peningkatan kegiatan ekonomi, maka meningkat pula mobilitas manusia, barang dan jasa.

Semua ini akan membutuhkan tingkat

pelayanan transportasi yang luar biasa berupa kebutuhan akan prasarana dan sarana transportasi yang memadai baik didaerah perkotaan itu maupun di wilayah sekitarnya. Penataan sistem transportasi yang baik terus dilakukan baik dengan pembangunan jalan baru maupun dengan pelebaran jalan yang ada. Untuk menunjang pelebaran jalan yang melintasi sungai, saluran, jurang, kanal, jalan kereta api atau jalan lain maka diperlukan pula penyediaan pelebaran jembatan sehingga dapat dihindari terjadinya bottle neck (penyempitan jalan) disekitar jembatan tersebut. Disamping itu jembatan harus mempunyai tingkat keamanan dan kenyamanan yang tinggi bagi pemakainya sehingga dapat menghindari kejadiankejadian yang tidak diinginkan. Untuk membangun jembatan yang aman diantaranya jembatan tersebut harus mempunyai pondasi yang kuat. Pondasi jembatan tersebut terdiri dari beberapa tipe, salah satu diantaranya adalah pondasi tiang pancang yang akan digunakan untuk perencanaan Jembatan Jalan Akses Marunda Wilayah Kotamadya Jakarta Utara Kebanyakan pada umumnya tiang pancang dipancangkan kedalam tanah, akan tetapi ada beberapa tipe yang di cor setempat dengan cara dibuatkan lubang terlebih dahulu dengan mengebor tanah, sebagaimana kalau mengebor untuk penyelidikan tanah.

I-1

Bab I. Pendahuluan

Selanjutnya tiang pancang sebagai pondasi dapat dianggap sebagai tanah yang diperkuat oleh tulangan sehingga dapat meningkatkan daya dukungnya dan merubah kelakuan perubahan bentuknya, hampir sama dengan beton yang diperkuat oleh baja pada struktur beton bertulang dan beton pratekan. Berdasarkan hal tersebut diatas, maka pada perencanaan pondasi tiang pancang Jembatan Jalan Akses Marunda ini tipe pondasi yang akan digunakan adalah pondasi tiang pancang dengan menggunakan bahan beton pratekan.

I. 2.

Maksud dan Tujuan Maksud perencanaan pondasi tiang pancang yang dilakukan pada Jembatan Marunda ini adalah untuk mendapatkan jumlah, dimensi dan daya dukung tiang pancang . Sedangkan Tujuan tugas akhir ini sebagai syarat dalam menempuh strata satu (S1)

1.3.

Ruang Lingkup dan Batasan Masalah Ruang lingkup dan batasan masalah yang akan dibahas pada perencanaan pondasi tiang pancang Jembatan jalan akses Marunda ini meliputi : 1.

Mengumpulkan data teknis Jembatan Jalan akses Marunda. Data teknis jembatan Jalan akses Marunda ini meliputi : a) Data sondir, boring dan SPT yang diterbitkan oleh Unit Penelitian dan Pengukuran DPU DKI Jakarta.

2.

Untuk perhitungan beban diambil dari perhitungan konsultan (lihat lampiran)

3.

Marangkum hasil perhitungan beban.

I-2

Bab I. Pendahuluan

4.

Menghitung daya dukung tiang tunggal rata-rata dan menghitung daya dukung tiang kelompok dengan metode Statis Meyerhoff, metode Schmertmann & Nottingham dan N-SPT untuk gaya aksial dan metode Broom untuk gaya lateral/vertikal.

1.4.

5.

Menentukan jumlah dan jarak dari tiang pancang.

6.

Menghitung pondasi tiang pancang di semua titik (A1, A2, P1 dan P2)

7.

Menghitung penulangan hanya untuk pile cap.

8.

Melengkapi dengan gambar rencana.

SISTEMATIKA PENULISAN Karya tulis ini terdiri atas lima bab : Bab. I : Pendahuluan Bab ini membahas mengenai latar belakang perencanaan, maksud dan tujuan perencanaan , Batasan Masalah dan Sistimatika penulisan. Bab.II : Dasar-Dasar Teori Bab ini berisi landasan teori, penjelasan mengenai formula-formula yang akan digunakan dalam perencanaan pondasi tiang pancang, pemilihan jenis pondasi tiang pancang. Bab.III : Gambaran Umum Lokasi Jembatan Berisi tentang gambaran umum lokasi yamg meliputi : denah, prosedur perencanaan pondasi tiang pancang dan data pembebanan. Bab.IV : Perhitungan Pondasi Tiang Pancang Dalam bab ini dikemukakan pembahasan tentang perhitungan pondasi tiang pancang dengan menggunakan metode statis Meyerhoff, Schmertmann &

I-3

Bab I. Pendahuluan

Nottingham dan N-SPT serta hasil akhir perhitungan adalah berupa jumlah pondasi yang digunakan dan penurunan yang akan terjadi. Bab. V : Kesimpulan Dan Saran. Bab ini mengumpulkan isi pokok penulisan baik mengenai pokok masalah, penyebab maupun alternatif pemecahannya. Berdasarkan kesimpulan tersebut penulis akan memberikan saran-saran yang diharapkan berguna bagi pelaksanaan pembangunannya.

I-4

Bab II. Dasar-Dasar Teori

BAB II DASAR-DASAR TEORI

2.1. UMUM Dalam setiap bangunan, diperlukan pondasi sebagai dasar bangunan yang kuat dan kokoh. Hal ini disebabkan pondasi sebagai dasar bangunan harus mampu memikul seluruh beban bangunan dan beban lainnya yang turut diperhitungkan, serta meneruskannya kedalam tanah sampai kelapisan atau kedalaman tertentu. Dalam perencanaan pondasi untuk suatu konstruksi dapat digunakan beberapa macam tipe pondasi. Pemilihan tipe pondasi ini didasarkan atas : -

Fungsi bangunan atas (super structure) yang akan dipikul oleh pondasi tersebut.

-

Besarnya beban yang diteruskan oleh pondasi ke dalam tanah tidak melampaui daya dukung tanah agar pondasi tetap stabil.

-

Keadaan tanah dimana bangunan tersebut akan didirikan terutama daerah bawah pondasi.

-

Studi yang lebih terperinci dan perencanaan awal tentang pondasi yang paling sesuai. Hal ini untuk memperkirakan penurunan.

-

Biaya dari masing-masing pondasi dan memilih bentuk yang dapat diterima sesuai keadaan pelaksanaan dan biaya.

2.2. JENIS-JENIS PONDASI : Jenis-jenis pondasi terdiri dari : 1. Pondasi Dangkal (Shallow Foundation)

II-1


M.T

L ≤ 1

atau

L≤ B

B

L

P σ

σ =

B

≤ σ A

Gambar 2.1 Pondasi Dangkal Pondasi dangkal apabila perbandingan kedalaman (L) dengan lebar pondasi (B) lebih kecil atau sama dengan 1, diaplikasikan tanah keras pada kedalaman 1 – 2 m. Yang termasuk pondasi dangkal : a. Spread Foundation ( pondasi telapak ) b. Strip Foundation (pondasi menerus) c. Combined Foundation (kombinasi pondasi telapak dan pondasi menerus). d. Mat Foundation (pondasi rakit). 2. Pondasi Dalam (Deep Foundation)

L > 1 B

Gambar 2.2 Pondasi Dalam Pondasi dalam apabila perbandingan kedalaman (L) dengan lebar pondasi (B) lebih besar dari 1. Yang termasuk pondasi dalam yaitu :

II-2


a. Pondasi Sumuran (Pier) dan Caison Diaplikasikan pada tanah permukaan yang lembek dan tanah keras terletak pada kedalaman > 2 – 10 m. Pondasi ini dapat menahan beban diatas 100 ton. b. Pondasi Tiang Pondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan gaya ortogonal ke sumbu tiang dengan memikul gaya vertikal, horizontal dan momen. Pondasi tiang dibuat menjadi satu kesatuan dengan menyatukan pangkal tiang pancang yang terdapat dbawah konstruksi dengan tumpuan pondasi/abutment. Pondasi tiang digunakan apabila bangunan yang akan didirikan diatas tanah yang mempunyai daya dukung berada dibawah/sangat dalam. Tiang (Pile) adalah bagian dari suatu bagian konstruksi pondasi yang berbentuk batang langsing yang dipancang hingga tertanam dalam tanah dan berfungsi untuk menyalurkan beban dari struktur atas melewati tanah lunak dan air kedalam pendukung tanah yang keras yang terletak cukup dalam. Penyaluran beban oleh tiang pancang ini dapat dilakukan melalui lekatan antara sisi tiang dengan tanah tempat tiang dipancang (tahanan samping), dukungan tiang oleh ujung tiang (end bearing). Beberapa kondisi yang memerlukan pondasi tiang yaitu : 1) Apabila tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity), yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya, atau apabila tanah keras yang mana mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya letaknya sangat dalam.

II-3


2) Ketika menerima gaya-gaya horizontal, pondasi tiang dapat melawan tekuk sementara menerima gaya-gaya vertikal yang datang dari struktur atasnya. 3) Pondasi untuk struktur-struktur seperti menara transmisi, konstruksi lepas pantai, dan basement yang berada dibawah muka air tanah. Pondasi untuk jenis struktur ini untuk menahan gaya angkat. 4) Abutment dan pier jembatan sering dibangun diatas pondasi tiang untuk menghindari kemungkinan kehilangan daya dukung dari sebuah pondasi dangkal yang bisa jadi disebabkan oleh erosi pada permukaan tanah. Pondasi Tiang dibagi dalam kategori : A) Tiang Baja Tiang baja umumnya digunakan baik sebagai tiang pipa maupun sebagai baja penampang H. tiang pipa dapat diserongkan ke dalam tanah dengan ujung terbuka atau tertutup. Tiang baja apabila diperlukan disambungan dengan las atau paku keling.

B) Tiang Beton Tiang beton dapat dibagi kedalam dua kategori dasar : a. Tiang Pracetak (Precast Piles) Tiang pracetak dapat dibuat dengan menggunakan beton bertulang biasa, yang penampangnya bisa jadi bujur sangkar atau segi delapan (octagonal). Penulangan diperlukan untuk memungkinkan tiang mampu melawan momen lentur ketika pengangkatan, beban vertikal, dan momen lentur yang diakibatkan oleh beban lateral. Tiang dicetak

II-4


dengan panjang yang diinginkan dan dirawat hingga sebelum diangkut ke tempat pemancangan. Tiang pracetak bisa juga terbuat dari kabel prategang baja berkuatan tinggi (beton prategang). Penulangan diperlukan untuk memungkinkan tiang mampu melawan momen lentur ketika pengangkatan, beban vertikal, dan momen lentur yang diakibatkan oleh beban lateral. Tiang pracetak bisa juga terbuat dari kabel prategang baja berkuatan tinggi (beton prategang).

b. Tiang Bor Dicor di Tempat (Cast-In-Situ-Piles) Cor di tempat dengan terlebih dahulu menggali lubang di tanah dan kemudian mengisinya dengan beton. Berbagai jenis tiang beton cor ditempat digunakan dalam konstruksi pada waktu akhirakhir ini, dan kebanyakan diantaranya telah dipatenkan oleh pabrik pembuatannya, tiang-tiang semacam ini dapat dibagi kedalam dua kategori besar : dengan casing dan tanpa casing. Kedua jenis ini bisa memiliki pedestal pada ujung bawahnya. Tiang dengan casing terbuat dari sebuah casing baja yang disorongkan kedalam tanah dengan bantuan sebuah mandrel yang ditempatkan di dalam casing. Apabila tiang telah mencapai kedalaman yang diinginkan, mandrel ditarik dan casing kemudian diisi dengan beton. Pedestal adalah beton

yang

dilebihkan

pada

ujung

bawah

tiang

yang

menggelembung, ini bisa dilihat dengan menjatuhkan palu pada beton yang masih segar.

II-5


Tiang tanpa casing dibuat dengan pertama-tama mendorongkan casing kedalam tanah hingga kedalaman yang diinginkan dan kemudian mengisinya dengan beton segar. Casing kemudian ditarik perlahan-lahan secara bertahap.

C) Pondasi Tiang Kayu 1).

Tiang kayu adalah batang pohon yang cabang-cabangnya telah dipangkas dengan hati-hati. Panjang maksimum kebanyakan tiang kayu adalah 10-20 m. agar kualitas tiang kayu yang dipakai dapat bagus, maka kayunya harus lurus, keras, dan tanpa adanya kerusakan.

D) Pondasi Tiang Komposit Yang dimaksud tiang komposit adalah tiang bagian atas dan bawah memiliki beban yang berbeda. Sebagai contoh, tiang komposit dapat terbuat dari baja dan beton atau kayu dan beton. Tiang baja dan beton terdiri dari bagian bawah terbuat dari baja dan bagian atas terbuat dari beton yang di cor di tempat.

2.3. SPESIFIKASI PEMBEBANAN Spesifikasi Pembebanan yang digunakan untuk menghitung pembebanan yang dipikul oleh tiang pancang mengacu kepada : BRIDGE MANAGEMENT SYSTEM (BMS) 1992 yang dihitung oleh Konsultan Perencana

II-6


2.3.1. Beban Mati Beban mati adalah semua muatan yang berasal dari berat sendiri jembatan atau bagian jembatan yang ditinjau, termasuk segala unsur tambahan tetap yang dianggap merupakan satu kesatuan tetap dengannya. Beban mati terdiri dari : berat sendiri Poer/abutment, batu kali, aspal, tebal perkerasan beton. 2.3.2. Beban Hidup Beban hidup adalah semua beban yang berasal dari berat kendaraan-kendaraan yang bergerak/lalu-lintas dan atau berat orang-orang yang berjalan kaki yang dianggap bekerja pada jembatan. 2.3.3. Gaya Akibat Gempa Bumi Pengaruh gempa bumi ini diperhitungkan senilai dengan pengaruh gaya horizontal pada konstruksi akibat beban mati konstruksi/bagian konstruksi yang ditinjau sebagai berikut : Kh = Kr .f. p. b Dimana : Kh = koefisien gempa horizontal ekuivalen. Kr = koefisien respon gabungan. f

= faktor struktur.

f

= faktor bahan Gaya horizontal ekuivalen akibat gempa dihitung dengan rumus : Gh = Kh .M Dimana :

Gh = gaya horizontal ekuivalen akibat gempa yang bekerja pada titik berat struktur.

II-7


Kh = koefisien gempa horizontal. M = beban mati struktur atau bagian struktur yang ditinjau.

2.3.4. Gaya Akibat Tekanan Tanah Bangunan jembatan yang menahan tanah harus direncanakan dapat menahan tanah sesuai dengan rumus-rumus yang ada. Bila lalu lintas jalan raya dapat mendekati ujung atas bangunan penahan tanah sampai suatu jarak horizontal sebesar setengah dari tingginya.

2.4. KRITERIA PERENCANAAN Kriteria perencanaan pada bab ini adalah untuk menentukan dimensi, jumlah tiang dan jarak antara tiang pancang. Berdasarkan hal tersebut diatas, maka kriteria perencanaan ini meliputi : 2.4.1. Tanah Dasar Sebagai Pondasi Tanah mempunyai fungsi yang penting dalam suatu lokasi pekerjaan konstruksi. Tanah adalah pondasi pendukung suatu bangunan.

Penyelidikan lapangan selalu

diperlukan untuk mendapatkan data tanah di lapangan. Hasil penyelidikan akan didapat parameter tanah yang digunakan dalam perhitungan perencanaan struktur bawah jembatan. Tujuan penyelidikan untuk mendapatkan desain pondasi yang optimal sesuai dengan beban dan sifat-sifat tanah yang menempati pada area tersebut. Pelaksanaan

penyelidikan

tanah

meliputi

penyelidikan

lapangan

dengan

menggunakan alat sondir (Cone Penetrometer Test). Sondir adalah suatu alat berbentuk silinder dengan ujungnya berupa suatu konus. Dalam metoda ini didapat hasil penyelidikan berupa grafik yang terdiri dua parameter yang diukur yang nilai perlawanan konus (qc) dan hambatan pelekat (fs) dan penyelidikan boring :

II-8


Hasil penyelidikan ini dapat disebutkan diantaranya : 1. Menentukan profil tanah 2. Merupakan pelengkap bagi informasi dari pengeboran tanah. 3. Mengevaluasi karakteristik. 4. Menentukan daya dukung pondasi 5. Menentukan penurunan pondasi

2.4.2

Pondasi Tiang Pondasi tiang pancang digunakan untuk pondasi yang tanah permukaannya tidak

mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk menahan beban dan tanah kerasnya yang memiliki daya dukung letaknya sangat dalam (> 10 m). Berdasarkan kualitas material dan cara pembuatan Pondasi tiang pancang dapat dibedakan berdasarkan kualitas material yang digunakan. Penggolongan tiang dapat dilihat pada tabel dibawah ini Tabel 2.1 Pondasi Tiang berdasarkan kualitas material Kualitas Bahan Baja

Beton

Kayu

Nama Tiang Tiang Pipa Baja Tiang dengan Flens Beton Bertulang Pracetak Pracetak Beton Prategang Pracetak Tiang alas Raymond Menggoyangkan Dicor Semua Tabung ditempat Pelindung Membor tanah Pondasi dalam Tiang Kayu

Cara Pembuatan

Bentuk

Disambung secara elektris, diarah datar, mengelilingi Diasah dalam keadaan panas Diaduk dengan gaya sentrifugal Diaduk dengan penggetar

Penampang H Bulat Segitiga Dan lain-lain

Sistem penarikan awal

Bulat

Sistem pemancangan

Bulat

Sistem pemboran

Bulat

Panjang terbatas

Bulat Segi empat

Bulat

II-9


2.4.2.1. Pemilihan Jenis Pondasi Tiang Pemilihan jenis tiang untuk suatu pekerjaan tergantung dari daya dukung yang cukup yang diberikan untuk pondasi yang direncanakan. Pemilihan tipe tiang untuk berbagai jenis keadaan tergantung pada banyak faktor. Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan pondasi tiang : 1. Tipe dari tanah dasar yang meliputi jenis tanah dasar dan ciri-ciri topografinya. 2. Jenis bangunan yang akan dibuat 3. Kondisi lingkungan disekitar pekerjaan (adjacent structures) 4. Alasan teknis pada waktu pelaksanaan.

2.4.2.2. Perbedaan Tiang Pancang dengan Tiang Bor A. Tiang Pancang yaitu : 1. Tiang dibuat di pabrik dan pemeriksaan kualitas ketat, hasilnya lebih dapat diandalkan karena pemeriksaan dapat dilakukan setiap saat. 2. Kecepatan pemancangan, besar. Terutama untuk tiang baja, bahkan walaupun lapisan antara cukup keras, masih dapat ditembus, sehingga pemancangan ke lapisan pendukung dapat dilakukan. 3. Persediaan yang cukup banyak di pabrik, sehingga mudah memperoleh tiang ini, kecuali jika diperlukan tiang dengan ukuran khusus. Disamping itu, bahkan untuk pekerjaan pemancangan yang kecil, biayanya tetap rendah. 4. Karena dalam pelaksanaannya menimbulkan getaran dan kegaduhan, maka pada daerah yang berpenduduk padat di kota dan desa, akan menimbulkan masalah di sekitarnya. 5. Untuk tiang yang panjang, diperlukan persiapan penyambungan. Bila pekerjaan penyambungan tidak baik, akibatnya sangat merugikan.

II-10


6. Pengaruh pada bangunan disekitarnya akibat dari pemancangan cukup besar. 7. Karena tempat penampungan di lapangan dalam banyak hal mutlak diperlukan, maka harus disediakan tempat yang cukup luas. 8. Untuk tiang-tiang beton, tiang-tiang dengan diameter yang besar akan berat dan sulit dalam pengangkutan atau pemasangannya. Lebih lanjut, diperlukan juga mesin pemancang yang besar. 9. Untuk tiang-tiang pipa baja, diperlukan tiang yang tahan korosi.

B. Tiang Bor yaitu : 1. Tiang dibuat dengan menggali lubang di tanah terlebih dahulu kemudian mengisinya dengan beton, beton dari tubuh tiang diletakkan di bawah air dan kualitasnya setelah selesai lebih rendah dari tiang-tiang pracetak. Di samping itu, pemeriksaan kualitas hanya dapat dilakukan secara tidak langsung. 2. Tidak memerlukan pemancangan melainkan pemboran dalam arah berlawanan dengan putaran jarum jam, tanah galian dapat diamati secara langsung dan sifatsifat tanah pada lapisan antara atau pada tanah pendukung pondasi dapat langsung diketahui. 3. Karena diameter tiang cukup besar dan memerlukan banyak beton, untuk pekerjaan yang kecil mengakibatkan biayanya sangat melonjak. 4. Karena getaran dan keriuhan pada saat melaksanakan pekerjaan sangat kecil, cocok untuk pekerjaan pada daerah yang padat penduduknya. 5. Karena tanpa sambungan, dapat dibuat tiang yang lurus dengan diameter besar, juga untuk tiang yang lebih panjang. Lebih jauh, panjang tiang dapat ditetapkan dengan mudah. 6. Pengaruh jelek terhadap bangunan didekatnya cukup kecil

II-11


7. Karena pada cara pemasangan tiang yang diputar berlawanan arah putaran jarum jam dipakai air, maka lapangan akan menjadi kotor, lagi pula untuk setiap cara perlu dipikirkan bagaimana menangani tanah yang telah digali 8. Diameter biasanya lebih besar dari pada tiang pracetak, dan daya dukung setiap tiang juga lebih besar, sehingga tumpuan dapat dibuat lebih kecil 9. Walaupun penetrasi sampai ke tanah pendukung pondasi dianggap telah terpenuhi, kadang-kadang terjadi bahwa tiang pendukung kurang sempurna karena adanya lumpur yang bertimbun didasar. 10. Ketika beton dituangkan, dikuatirkan adukan beton akan bercampur dengan runtuhan tanah, oleh karena itu beton harus segera dituangkan dengan seksama setelah penggalian dilakukan.

2.4.3. Dasar-dasar Perencanaan Pondasi Tiang Pancang Pada tiang, umumnya gaya longitudinal (gaya tekan pemancangan maupun gaya tariknya), dan gaya orthogonal terhadap batang (gaya horizontal pada tiang tegak) dan momen lentur yang bekerja pada ujung tiang, seperti gaya luar yang bekerja pada keliling tiang selain dari kepala tiang seperti yang diperlihatkan dalam Gambar pondasi tiang harus direncanakan sedemikian rupa sehingga daya dukung tanah pondasi, tegangan pada tiang dan pergeseran kepala tiang akan lebih kecil dari batas-batas yang diijinkan. Gaya luar yang bekerja pada kepala tiang seperti yang terlihat pada Gambar 2.3 (a) adalah berat sendiri bangunan di atasnya, beban hidup, tekanan tanah, dan tekanan air dan gaya luar yang bekerja langsung pada tubuh tiang seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.3 (b) adalah berat sendiri tiang dan gaya gesekan negatif pada tubuh tiang dalam arah vertikal, dan gaya mendatar akibat getaran ketika tiang tersebut melentur dalam arah mendatar.

II-12


Gaya Gaya Pemancangan Tarik

Gaya Pergeseran Mendatar akibat lentur

Gambar 2.3 (a) Beban yang bekerja Pada kepala tiang

Gambar 2.3 (b) Gaya yang bekerja pada tubuh tiang

(Sumber : Hardiyatmo, Hary Christady. Teknik Fondasi II). Sebaliknya, bagi beban yang disalurkan dari tiang pondasi ke tanah pondasi, sama sekali tidak menimbulkan masalah, bila beban untuk kedua arah, yaitu vertikal dan horizontal akan diperhitungkan. Dalam hal ini umumnya perencanaan dibuat berdasarkan anggapan bahwa beban-beban tersebut semuanya didukung oleh tiang. Pada waktu melakukan perencanaan, umumnya diperkirakan pengaturan tiangnya terlebih dahulu. Dalam hal ini, jarak minimum untuk tiang biasanya diambil 2,5 kali dari diameter tiang. Waktu menentukan susunan tiang ini dibuat seperti yang telah disebutkan diatas, agar mampu menahan beban tetap selama mungkin, hal ini juga berguna untuk mencegah berbagai kesulitan, misalnya perbedaan penurunan (differential settlement) yang tidak terduga. Sebagai tambahan, hal-hal ini seyogyanya diperhatikan benar-benar ; Tiang-tiang yang berbeda kualitas bahannya atau tiang yang memiliki diameter berbeda, tidak boleh dipakai untuk pondasi yang sama ; tiang diagonal dipakai pada tanah pondasi, jika diperkirakan akan terjadi penurunan (settlement) akibat pemampatan (consolidation); tiang

II-13


yang dipakai untuk kepala jembatan (abutment) pada lapisan tanah lembek menderita beban eksentris tak bergerak, sehingga harus direncanakan dengan teliti. Hal-hal yang seperti itulah yang harus diperhitungkan dalam perencanaan.

2. 5. Daya Dukung Tiang Ditinjau dari cara mendukung beban, tiang dapat dibagi menjadi 2 macam yaitu : 1. Tiang dukung ujung (end bearing pile). Tiang dukung ujung adalah tiang yang kapasitas dukungnya ditentukan oleh tahanan ujung tiang. Umumnya tiang dukung ujung berada dalam zone tanah yang lunak yang berada di atas tanah keras. Tiang-tiang dipancang sampai mencapai batuan dasar atau lapisan keras lain yang dapat mendukung beban yang diperkirakan tidak mengakibatkan penurunan berlebihan. Kapasitas tiang sepenuhnya ditentukan dari tahanan dukung lapisan keras yang berada di bawah ujung tiang. 2. Tiang gesek (friction pile). Tiang gesek adalah tiang yang kapasitas dukungnya lebih ditentukan oleh perlawanan gesek antara dinding tiang dan tanah disekitarnya Pada dasarnya kapasitas daya dukung tiang dapat dihitung dengan persamaan dasar yang dikemukakan oleh Tomlinson (1977) berikut : Qu = Qp + Qs – Wp Di mana : Qu

= Tahanan ultimit tiang

Qp

= Tahanan ujung tiang (end bearing)

Qs

= Tahanan selimut tiang (skin friction)

Wp = Berat tiang

II-14


Biasanya harga Wp (weight of the pile) ini diabaikan karena sangat kecil pengaruhnya terhadap daya dukung ultimit tiang. Namun dalam beberapa kondisi seperti tiang pancang pada konstruksi lepas pantai, harga Wp diperhitungkan karena panjang tiang yang cukup besar. Sehingga dapat ditulis : Qu = Qp + Qs Berdasarkan sumber data yang digunakan pada dasarnya terdapat dua cara untuk memperkirakan daya dukung aksial tiang. Cara pertama adalah dengan menggunakan parameter-parameter kuat geser tanah, yaitu yang didapat dari hasil pengujian di laboraturium yaitu nilai kohesi (c) dan sudut geser dalam φ. Cara kedua yaitu dengan menggunakan data uji lapangan, antara lain dengan menggunakan uji SPT (Standard Penetrasi Test) dan Sondir (Cone Penetration Test atau CPT). Di dalam aplikasinya, ketepatan perkiraan daya dukung menggunakan cara-cara diatas sangat tergantung kepada keakuratan data yang diperoleh dari hasil penyelidikan tanah serta parameter-parameter empiris yang digunakan. Dibawah ini diuraikan beberapa teori tersebut.

Gambar 2.4 Tiang ditinjau dari cara mendukung bebannya (Sumber : Hardiyatmo, Hary Christady. Teknik Fondasi II).

II-15


2.5.1. Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan Data Parameter Tanah 2.5.1.1. Daya Dukung Ujung Tiang (Qp) A. Metode Statis Meyerhoff 1. Tanah Pasir Daya dukung titik tiang pada pasir umumnya meningkat dengan nisbah antara kedalaman penanaman tiang dan lebar tiang (Lb/D) dan mencapai nilai maksimum pada nisbah Lb/D = (Lb/D)cr. Perlu diingat bahwa untuk tanah homogen Lb akan sama dengan panjang tiang L (gambar 2.3 a dan 2.3 b). Namun pada gambar 2.4, dimana tiang telah masuk ke dalam lapisan pendukung tiang, Lb < L. Di luar nisbah kritis (Lb/D)c, nilai qp tetap konstan (yaitu qp = q1). Fakta ini diperlihatkan pada gambar 2.5 untuk kasus tanah homogen, yaitu L = Lb, variasi (Lb/D)cr dengan sudut gesek tanah diberikan pada gambar 2.7 berdasarkan pada variasi (Lb/D)cr.

Qu

Qs L = Lb D

q’

Qp Gambar 2.5 Daya dukung ujung tiang (Sumber : Simatupang, Pintor Tua, Modul Kuliah Rekayasa Pondasi II).

II-16


Gambar 2.6. Variasi tanahan titik satuan pada pasir homogen (Sumber : Simatupang, Pintor Tua, Modul Kuliah Rekayasa Pondasi II).

Gambar 2.7 Nisbah penamaan kritis dan faktor daya dukung untuk berbagai sudut gesek tanah (Meyerhof, 1976) (Sumber : Simatupang, Pintor Tua, Modul Kuliah Rekayasa Pondasi II).

II-17


Meyerhoff memperkenalkan formula daya dukung ujung tiang sebagai berikut : Qp = Ap . qp = Ap . q' . N*q Dimana : Qp

= Daya dukung ujung tiang

Ap

= Luas penampang ujung tiang

qp (kN/m2) = 40N . L/D ≤ 400N = daya dukung batas di ujung tiang/satuan luas. Dimana : N

= sekitar di atas 10 D dan di bawah 4 D dari titik pile.

q'

= Tegangan vertikal efektif

N*q = Faktor daya dukung ujung untuk tanah pasir yang besarnya tergantung pada nilai φ (Gambar 2.6) Bagaimanapun, qp tidak boleh melebihi batasan nilai Ap . q1, sehingga: Qp = Ap . q' . N*q ≤ Ap . q1 q1 (kN/ m2 ) = 50 . N*q . tan φ Qp = Ap . 50 . N*q . tan φ 2. Tanah Lempung Formula yang digunakan adalah : Qp = Ap . qp = Ap (Cu . N*c + q' . N*q) Untuk tiang pada lempung jenuh dengan kondisi taksalur (φ = 0), berlaku : Qp = N*c . Cu . Ap = 9Cu . Ap Dimana : Qp = Daya dukung ujung tiang II-18


Ap = Luas penampang ujung tiang qp = Daya dukung batas di ujung tiang per satuan luas Cu = Kuat geser undrained N*c = Faktor daya dukung untuk tanah lempung (lihat gambar 2.7)

2.5.1.2. Daya Dukung Selimut Tiang (Qs) A. Metode Meyerhoff 1. Tanah Pasir Tahanan gesek atau tahanan kulit tiang dapat ditulis sebagai : Qs = ∑ p . ∆L . f Dimana : p

=

keliling penampang tiang

∆L =

panjang tiang

f

tahanan gesek pada setiap kedalaman z

=

Tahanan gesek satuan untuk kedalaman tertentu tiang dapat dinyatakan sebagai : f = K . σ’ v . tan δ Dimana : K

= koefisien tekanan tanah

σ’ v = tegangan vertikal efektif δ

= sudut gesek antara tanah – tiang Nilai rata-rata K dapat digunakan pada persamaan :

II-19


Tabel 2.2 Nilai Rata-Rata Koefisien Tanah

Cara pemasukan tiang

K

Tiang bor atau Jetter

K = Ko = 1 - sin Ø

Tiang pancang perpindahan rendah

K = Ko (batas bawah) K = 1,4 Ko (batas atas)

Tiang pancang perpindahan tinggi

K = Ko (batas bawah) K = 1,8 Ko (batas atas)

(Sumber : Simatupang, Pintor Tua. Modul Kuliah Rekayasa Pondasi II).

Nilai δ dari berbagai investigasi diperoleh dalam jangkauan 0,5 Ø sampai 0,8 Ø. Untuk memilih δ ini perlu keputusan yang benar-benar baik.

B. Metode λ 1. Tanah Lempung Metode ini diajukan oleh Vijayvergia dan Focht (1972). Metode ini mengasumsikan bahwa perpindahan tanah yang disebabkan oleh pemasukan tiang kedalam tanah menghasilkan suatu tekanan lateral pasif pada suatu kedalaman tertentu, dan satuan rata-rata dapat dinyatakan sebagai : fav = λ (σ' v + 2 . Cu) Dimana : σ' v = nilai

tengah

tegangan

vertikal

efektif

untuk

seluruh

panjang tiang Cu = nilai tengah kuat geser taksalur (konsep Ø = 0)

II-20


Gambar 2.8 Variasi λ dengan panjang tiang (Sumber:M.C. Clelland,1974)

Nilai λ akan berubah dengan kedalaman penetrasi tiang, maka tahanan gesek total dapat dihitung sebagai : Qs = p . L . fav Perlu kehati-hatian dalam menentukan nilai-nilai σ'v dan Cu untuk tanah berlapis, nilai tengah Cu adalah (Cu(1) L1+ Cu(2) L2 + …) / L. Nilai tengah tegangan efektif : σ' v =

A1 + A2 + A3 + …. L

Dimana : A1, A2, A3, .... = luas diagram tegangan vertikal efektif

II-21


C. Metode α 1. Tanah Lempung Menurut metode α, tahanan kulit satuan pada tanah kelempungan dapat digambarkan dengan persamaan berikut :

F = α . Cu Dimana :

α = faktor adhesion empiris. Untuk nilai α ditunjukkan pada gambar 2.7

Lempung

terkonsolidasi normal dengan Cu ≤ sekitar 50 kN/m2 nilai α = 1, maka : Qs = ∑ f . p . ∆L = ∑ α . Cu . p . ∆L

Gambar 2.9 Variasi α dengan kohesi taksalur (Sumber: Chellis, Robert D. Pile Foundation).

II-22


2.5.2. Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan Data Uji Lapangan 2.5.2.1. Daya Dukung Ujung Tiang (Qp) A. Metode Nottingham & Schmertmann, Menggunakan Data Sondir Karena cara statik membutuhkan parameter tanah yang umumnya tidak tersedia secara kontinyu sepanjang tiang, maka terdapat resiko karena menggunakan parameter untuk mewakili suatu lapis tanah yang memiliki kuat geser dengan suatu rentang. Kecenderungan baru adalah menggunakan data uji lapangan yang lebih bersifat kontinyu, yaitu data sondir. Penggunaan data sondir untuk perhitungan daya dukung pondasi tiang telah mengalami beberapa perkembangan cukup baik karena sondir sendiri adalah merupakan model dari pondasi tiang itu sendiri. Komponenkomponen daya dukung pondasi tiang meliputi parameter yang diukur dengan uji sondir yaitu perlawanan ujung dan gesekan selimut. Perbedaan utama antara alat uji sondir dan pondasi tiang terletak pada ukurannya, bentuk ujung dan kekasaran permukaan. Nottingham–Schmertmann (1975), mengajukan perhitungan daya dukung ujung pondasi tiang menurut cara Begemann. Yaitu diambil dari nilai rata-rata perlawanan ujung sondir 8D di atas ujung tiang dan 0.7D – 4D di bawah ujung tiang, D adalah diameter tiang. Daya dukung ujung tiang dapat dihitung dengan menggunakan formula sebagai berikut : Qp = qc1 + qc2 . Ap 2

Di mana : Qp

= Daya dukung ujung tiang

Ap

= Luas penampang tiang

II-23


qc1 = Nilai qc rata-rata 0.7D–4D di bawah ujung tiang (jalur a-b-c). Hitung qc kearah bawah (jalur a-b) dan ke atas (jalur b-c). Gunakan nilai qc sebenarnya pada jalur a-b dan nilai qc minimum pada jalu b-c. qc2 = Nilai rata-rata 8D di atas ujung tiang (jalur c-d). Gunakan jalur minimum yang sudah dibuat pada jalur b-c. Penentuan harga qc1 dan qc2 dapat dilihat pada Gambar

Gambar 2.10 Data sondir untuk menghitung daya dukung tiang (Sumber : Simatupang, Pintor Tua. Modul Kuliah Rekayasa Pondasi II).

Bila zona lembek di bawah tiang masih terjadi pada kedalaman 4D – 10D, maka perlu dilakukan reduksi terhadap nilai rata-rata tersebut. Pada

II-24


umumnya nilai perlawanan ujung diambil tidak lebih dari 150 Kg/cm2 untuk pasir dan tidak melebihi 100 kg/ cm2 untuk tanah pasir kelanuaan. Jika sondir mekanis digunakan pada tanah lempung, tahanan ujung harus dikalikan dengan angka 0,6 karena nilai qc dapat bertambah akibat gesekan pada selimut dan jika desain didasarkan pada batas leleh, maka daya dukung harus dikalikan dengan 0,73.

B. Metode Standard Penetration Test (SPT) Metode pengujian dengan SPT termasuk cara yang cukup ekonomis untuk memperoleh informasi mengenai kondisi di bawah permukaan tanah yang diperkirakan 85% dari desain pondasi untuk gedung bertingkat menggunakan cara ini. Karena banyaknya data SPT korelasi empiris telah banyak memperoleh kemajuan. Jenis-jenis hammer yang digunakan biasanya bermacam-macam namun demikian semua mempuyai berat yang sama yaitu 63.5 kg. Masalah dengan perbedaan jenis hammer adalah bahwa energi yang ditransfer berbeda-beda. Mengingat jenis hammer memberikan energi yang berbeda, maka koreksi terhadap jenis hammer ini juga harus dilakukan. Besarnya koreksi diberikan.

η = Es/En Di mana : Es = Energi aktual yang ditransfer ke batang En = Energi teoritis sesuai dengan tinggi jatuh atau kecepatan impak dari palu.

II-25


Masalahnya sekarang adalah bahwa En yang harus dijadikan standar harus ditentukan. Mengenai hal ini terdapat 3 buah pandangan yaitu : η = 50% – 55% (Robertson & Campanella. 1983), η = 60% (Seet et al. 1983), dan η = 70% - 80% (Riggs. 1986). Untuk memakai di Indonesia dianjurkan menggunakan η = 60%. Dapat ditulis secara lebih rinci perbedaan yang menyebabkan nilai SPT adalah: a. Peralatan dibuat oleh pabrik yang berbeda namun demikian rotasi auger dengan safety hammer merupakan kombinasi yang lebih ekonomis. b. Konfigurasi hammer. c. Panjang batang penghubung untuk panjang batang lebih dari 10 meter dan nilai SPT 30 pengaruh panjang batang ini cukup besar. Panjang batang penghubung yang panjang lebih berat dan memperkecil energi yang diterima batang dan sample. d. Tegangan vertikal effektif. e. Variasi tinggi jatuh. f. Bila digunakan cat head, jumlah lilitan mempengaruhi energi. g. Cara pemboran dan metode stabilitas dinding lubang bor berpengaruh terhadap nilai NSPT. h. Lubang yang tidak sempurna pembersihannya dapat mengakibatkan terperangkapnya lumpur ke dalam sample dan dapat menyebabkan kenaikan NSPT. i. Dipakai atau tidaknya linier pada sample. j. Ukuran lubang bor.

II-26


Untuk menghitung daya dukung tiang pancang berdasarkan data N-SPT dapat digunakan persamaan : Qp = 40 . Nb . Ap

(harga Nb< 40)

2.5.2.2. Daya Dukung Selimut Tiang (Qs) A. Metode Nottingham & Schmertmann Tahanan kulit (skin friction) dihasilkan dari nilai slip relative yang kecil di antara tiang pancang dan tanah. Slip merupakan jumlah perbedaan (accumulated difference) dalam regangan poros dari beban aksial dan regangan tanah, yang disebabkan oleh beban yang dipindahkan ke tanah tersebut melalui tahanan kulit. Kontribusi tahanan kulit pada umumnya dihitung sebagai suatu nilai rata-rata pada satu atau dua pertambahan kedalaman. Korelasi yang lebih baik bisa didapatkan jika penjumlahan dibuat untuk setiap lapisan yang ditembus serta dengan menggunakan perkiraan yang terbaik dari parameter-parameter tanah yang dapat dipakai untuk lapisan tersebut. Untuk mendapatkan daya dukung selimut tiang dapat digunakan formula sebagai berikut :

8D L Qs = Ks,c [ ∑ (Z/8D) . ƒs . As + ∑ ƒs . As ] z=0 z=8D

Di mana : Qs = Daya dukung selimut tiang K = Faktor koreksi ƒs, Ks untuk tanah pasir dan Kc untuk tanah lempung Z = Kedalaman dimana ƒs diambil D = Diameter tiang

II-27


ƒs = Gesekan selimut sondir As = Luas selimut tiang setiap interval kedalaman ƒs L = Panjang total bagian tiang yang terbenam

B. Metode Standard Penetration Test (SPT) Qs = 0,2 . N . As

(harga N<10)

2. 6. Daya Dukung Ijin Daya dukung batas tiang dapat dihitung sebagai jumlah dari daya dukung ujung dan daya dukung tahanan kulit. Dengan diperolehnya daya dukung batas, maka daya dukung tiang ijin dapat diperoleh dengan menggunakan suatu faktor keamanan sedemikian hingga beban ijin total untuk masing-masing tiang dapat dihitung dengan :

Qall =

Qu FS

Dimana : Qall = daya dukung ijin masing-masing tiang FS

= faktor keamanan

Faktor keamanan umumnya dipakai dalam rentang 2,5 – 4.. Meskipun perhitungan-perhitungan daya dukung batas tiang dapat dibuat namun perlu diingat beberapa hal berikut : 1. Untuk suatu nilai sudut gesek tanah (Ø) tertentu, pemancangan tiang pada pasir bisa menunjukan tahanan ujung satuan lebih tinggi 50-100% bila dibandingkan dengan tiang bor. Hasil ini disebabkan oleh definisi tanah selama pemancangan. 2. Pada tanah pasir, tiang yang di cor di tempat dengan pedestral bisa memperlihatkan tahanan ujung satuan yang lebih tinggi 50-100% dibandingkan dengan tiang yang di

II-28


cor di tempat tanpa pedestral. Energi berimpak tinggi dari plug yang dipakai membuat pedestral menyebabkan tanah memadat sehingga meningkatkan besar sudut gesek tanah. 3. Dalam perhitungan luas penampang (Ap) dan keliling (p) tiang profil pabrikasi, seperti tiang H dan tiang pipa terbuka, pengaruh plug tanah harus dipertimbangkan. Juga perlu dicatat bahwa tiang H, oleh karena d2>d1 maka D = d1. 4. Hubungan beban titik batas untuk beban titik batas kotor, yaitu termasuk berat tiang. Sehingga beban titik batas bersih dapat dihitungkan.

2. 7. Tiang Kelompok dan Efisiensi Pada umumnya tiang digunakan dalam bentuk kelompok untuk meneruskan beban struktural ke tanah. Kepala tiang umumnya dibuat menyentuh permukaan tanah atau bisa juga terletak di atas permukaan tanah sebagaimana kasus konstruksi lepas pantai. Tiang-tiang dalam sebuah kelompok harus cukup memiliki jarak sedemikian hingga daya dukung kelompok tidak kurang dari jumlah daya dukung masing-masing tiang tunggal. Dalam praktek jarak dari pusat tiang yang satu ke pusat tiang lainnya (d) minimum 2,5 D, namun dalam situasi biasanya jarak ini sekitar 3-3,5 D

II-29


Gambar 2.11 Tiang kelompok (Sumber : Simatupang, Pintor Tua. Modul Kuliah Rekayasa Pondasi II).

Efisiensi daya dukung tiang kelompok dapat didefinisikan sebagai :

η =

Qg(u) ∑Qu

Dimana :

η

= efisiensi kelompok

Qg(u)

= daya dukung batas tiang kelompok

Qg

= daya dukung batas tiang tunggal tanpa pengaruh kelompok

Keuntungan dari digunakannya kelompok tiang adalah : 1. Tiang tunggal tidak mempunyai kapasitas yang cukup untuk menahan beban kolom. 2. Pemancangan tiang atau instalasi tiang dapat meleset (sampai dengan 15cm) dari posisinya. Eksentrisitas yang ditimbulkan terhadap pusat beban dari kolom dapat

II-30


menimbulkan momen-momen tambahan. Bila kolom dipikul oleh beberapa pondasi, maka pengaruh eksentrisitas ini dapat berkurang banyak. 3. Kegagalan dari sebuah tiang dapat diminimalisir akibatnya oleh adanya tiang yang lain. 4. Pemadatan kearah lateral pada saat pemancangan memperbesar tekanan tanah lateral yang bekerja di sekeliling tiang sehingga meningkatkan kapasitas tahanan geseknya. Hal ini terutama pada tanah berpasir.

2.7.1. Jarak antar Tiang dalam Kelompok

S

D S

Gambar 2.12 Jarak Antar Tiang (Sumber : Simatupang, Pintor Tua. Modul Kuliah Rekayasa Pondasi II).

Berdasarkan pertimbangan efektifitas, maka jarak antar tiang yaitu : S = (2,5 – 3,5) . D Dimana : S = Jarak antara sumbu tiang dalam kelompok (m) D = Lebar / diameter tiang (m) Ketentuan tersebut di atas berdasarkan pertimbangan berikut : Bila S < 2,5 . D

II-31


1. Tanah disekitar kelompok tiang kemungkinan akan naik terlalu berlebihan karena terdesak oleh tiang perancah terlalu berdekatan. 2. Tiang yang telah dipancang terlebih dahulu disekitarnya kemungkinan akan terangkat.

tanah naik

tiang terangkat

D

S

S

Gambar 2.13 Jarak tiang terlalu dekat (Sumber : Simatupang, Pintor Tua. Modul Kuliah Rekayasa Pondasi II). Bila S > 3,5 . D tidak ekonomis karena akan memperbesar ukuran atau dimensi dari poer (footing).

2.7.2. Perhitungan Pembagian Tekanan Beban normal sentris Beban normal sentris terjadi bila resultan beban yang bekerja pada kelompok tiang berhimpit dengan titik berat kelompok tiang. Gambar pondasi tiang pancang yang menahan momen dua arah.

II-32

d1

dA d1

k

k


d7 d2

d6 d3

d5

Gambar 2.14 Momen dua arah

ΣM = ΣM1 + Σ M2 ΣM1 = PA . d1 + PB . d2 + PC. d3 + PD . d4 +PE . d5 + PF . d6 + PG . d7 ΣM1 = PA . dA + P1 . d1 Dimana :

ΣM = jumlah momen P

= Beban

d

= Jarak dari as abutment ke as tiang pancang

2.7.3. Daya Dukung Tiang Kelompok Penentuan daya dukung vertikal sebuah tiang dalam kelompok perlu dihitung faktor efisiensi dari tiang tersebut di dalam kelompok tiang, karena daya dukung faktor vertikal sebuah tiang yang berdiri sendiri adalah tidak sama besarnya dengan tiang yang berada

II-33


dalam suatu kelompok. Daya dukung sebuah tiang dalam kelompok adalah sama dengan daya dukung tiang tersebut bila berdiri sendiri dikalikan dengan faktor efisiensi. Qag = E . Qsp Dimana : Qag

= Daya dukung yang diijinkan untuk sebuah tiang dalam kelompok

Qsp

= Daya dukung yang diijinkan untuk sebuah tiang tunggal

E

= Faktor efisiensi

2.7.3.1. Daya Dukung Tiang di dalam Lapisan Pasir Perhitungan faktor effisiensi tersebut terdapat beberapa metode yaitu : 1. Rumus Converse-Labarre E=1-θ 90

{(n-1) . m + (m-1) . n} m.n

Dimana :

θ = Arctan (B/S) (derajat) B = Lebar atau diameter tiang (m) S = Jarak antar tiang (dari pusat ke pusat) (m) m = Jumlah baris tiang n = Jumlah tiang perbaris Untuk tanah-tanah kohesif, selain menggunakan faktor effisiensi, dapat juga menggunakan rumus daya dukung tiang kelompok menurut Ditjen Bina Marga, Departemen PU, yang terlebih dahulu dihitung daya dukung kelompok tiang secara keseluruhan, kemudian dibagi dengan banyaknya tiang akan didapat daya dukung sebuah tiang dalam kelompok. Qag = Qpg / n

II-34


Qpg = Cu . Nc , Abg + Cu . Asg

Dimana : Qpg

= Daya dukung yang diijinkan pada kelompok tiang (kN/m2)

Qag

= Daya dukung yang diijinkan untuk satu tiang pada kelompok tiang

n

= Banyaknya tiang dalam kelompok

Qa

= Kohesi undrained rata-rata sepanjang tiang (KN/m2)

Cu

= Kohesi undrained pada ujung tiang (KN/m2)

Nc

= Faktor daya dukung menurut Skempton

Abg

= Luas penampang kelompok tiang (m2) = Bg . Lg

Asg

= Luas selimut kelompok tiang (m2) = 2(Bg + Lg) . D

2.7.3.2. Daya Dukung Tiang di dalam Lapisan Lempung Daya dukung batas tiang kelompok di dalam tanah lempung dapat diperkirakan dengan cara berikut : Menentukan ∑Qu = m . n (Qp + Qs) 1. Qp = Ap(9Cu(p)) Dimana : Cu(p) = kohesi taksular lempung pada ujung tiang Qs = ∑ α . p . Cu . ∆L Maka diperoleh :

∑Qu = m . n (9 . Ap . Cu(p) + ∑ α . p . Cu . ∆L) 2. Menentukan daya dukung dengan mengasumsikan bahwa tiang dalam kelompok bekerja sebagai sebuah blok dengan ukuran Lg x Bg x L tahanan kulit blok menjadi :

∑Pg . Cu . ∆L = ∑2(Ig + Bg) . Cu . ∆L

II-35


Daya dukung titik dihitung sebagai : Ap . qp = Ap . Cu(p) . N’c = (Lg . Bg) Cu(p) . N’c Nilai faktor daya dukung N’c dapat diperoleh dari gambar tabel N’c yang merupakan faktor daya dukung untuk pondasi rakit. Sehingga beban dapat dihitung sebagai berikut :

∑Qu = Lg . Bg . Cu(p) . N’c + ∑2(Lg + Bg) Cu . ∆L 3. Bandingkan kedua nilai dari persamaan di atas nilai terendah dari keduanya akan menjadi Qg(u)

Gambar 2.15 Variasi Nc’ Lg/Bg dan L/Bg dengan N*c (sumber : Das, Braja M. Principles of Foundation Engineering).

2.7.4. Daya Dukung Lateral Beban lateral dan momen dapat bekerja pada pondasi tiang akibat gaya gempa, gaya angin pada struktur atas, beban statik seperti misalnya tekanan aktif pada abutment jembatan atau pada soldier pile. Untuk analisis, kondisi kepala tiang dibedakan sebagai kondisi kepala tiang terjepit (fixed head) dan kepala tiang bebas (free head).

II-36


Beban lateral yang diijinkan pada pondasi tiang diperoleh berdasarkan salah satu dari dua kriteria : 1. Beban lateral ijin ditentukan dengan membagi beban ultimit dengan suatu faktor keamanan. 2. Beban lateral ditentukan berdasarkan defleksi maksimum yang diijinkan.

2.7.4.1. Metode Analisis Ada beberapa metode yang telah dikembangkan untuk menganalisa tiang yang dibebani secara lateral diantaranya adalah metode Broms Brinch–Hansen dan Reese– Matlock. Pada penulisan kali ini akan dibahas penggunaan metode Broms. Broms mengajukan metode untuk menghitung gaya lateral pada tiang dengan menggunakan teori tekanan tanah yang disederhanakan dengan menganggap bahwa sepanjang kedalaman tiang, tanah mencapai nilai ultimit yaitu :

Hu = Mu 3 4 (Kp . B .γ’) (B .γ’ . Kp)

2

Kp = tan2 (45 + ∅ ) 2

2.8. Penurunan Dalam kelompok tiang (pile group) ujung tiang dihubungkan satu dengan lainnya dengan poer (footing) yang kaku, sehingga merupakan satu kelompok yang kokoh. Dengan poer ini diharapkan bila kelompok tiang dibebani secara merata akan terjadi penurunan yang merata pula. Menurut L.D.Wesley (“mekanika tanah”), penurunan kelompok tiang adalah selalu lebih besar dari pada penurunan tiang pancang tunggal terhadap beban yang sama. Menurut A.R.Jumikis (Foundation Engineering) :

II-37


1. Dengan beban yang sama, penurunan kelompok tiang akan lebih besar bila jumlah tiang bertambah. 2. Dengan memperbesar jarak antar tiang dalam kelompok tiang pancang maka penurunan kelompok tiang akan berkurang. Dengan jarak antar tiang sama dengan 6 x diameter tiang, maka penurunan kelompok tiang akan mendekati penurunan tiang tunggal.

2.8.1. Penurunan Elastik Tiang Penurunan tiang di bawah beban kerja vertikal (Qw) disebabkan oleh tiga faktor sebagai berikut : S = S1 + S2 + S3 Dimana : S = Penurunan tiang total S1 = Penurunan batang tiang S2 = Penurunan tiang akibat beban titik S3 = Penurunan tiang akibat beban tersalur sepanjang batang Berikut ini adalah prosedur untuk menentukan ketiga faktor penurunan tiang di atas. 1. Menentukan S1 Jika diasumsikan bahwa bahan tiang adalah elastis, maka deformasi batang tiang dapat dievaluasi dengan menggunakan prinsip-prinsip mekanika bahan : S1 = (Qwp + ξQws) . L Ap . Ep Dimana : Qwp = Beban yang dipikul ujung tiang di bawah kondisi beban kerja

II-38


Qws = Beban yang dipikul kulit tiang di bawah kondisi beban kerja Ap

= Luas penampang tiang

L

= Panjang tiang

Ep

= Modulus Young bahan tiang Besarnya ξ bergantung pada sifat distribusi tahanan kulit sepanjang batang

tiang. Jika distribusi ƒ adalah seragam atau parabola, seperti diperlihatkan pada gambar empat persegi dan setengah lingkaran, nilai ξ adalah 0,5. Namun untuk distribusi ƒ dalam bentuk segitiga, nilai ξ adalah 0,67.

Gambar 2.16 Jenis Distribusi Tahanan Kulit Sepanjang Tiang (Sumber : Das, Braja M. Principles of Foundation Engineering).

2. Menentukan S2 Penurunan tiang yang ditimbulkan oleh beban pada ujung tiang dapat dinyatakan dalam bentuk yang sama seperti yang diberikan dalam pondasi dangkal : S2 = qwp . D (1 – µs2) Iwp Es qwp = Qwp / Ap Dimana : D

= Lebar atau diameter tiang

ES

= Modulus Young tanah

II-39


qwp = Beban titik per satuan luas ujung tiang

µs

= Nisbah poison tanah

Iwp = Faktor pengaruh Untuk tujuan praktis Iwp dapat ditentukan sama dengan α sebagaimana digunakan pada penurunan elastis pondasi dangkal. Dalam keadaan tidak adanya hasil eksperimen, nilai modulus Young dan nisbah poison dapat diperoleh dari tabel berikut: Tabel 2.3 Parameter Elastik Tanah (sumber : Simatupang, Pintor Tua, Modul Kuliah Rekayasa Pondasi II). Jenis tanah Pasir Lepas Pasir padat medium Pasir padat Pasir kelanauan Pasir dan kerikil Lempung lunak Lempung medium Lempung kaku

Modulus Young, ES MN/m2

lb/in2

10.35 - 24.15 17.25 - 27.60 34.50 - 55.20 10.35 - 17.25 69.00 - 172.50 2.07 - 25.18 5.18 - 10.35 10.35 - 24.15

1500 - 3500 2500 - 4000 5000 - 8000 1500 - 2500 10000 - 25000 300 - 750 750 - 1500 1500 - 3500

Nisbah Poison, µs 0.20 - 0.40 0.25 - 0.40 0.30 - 0.40 0.20 - 0.40 0.15 - 0.40 0.20 - 0.50

Vesic (1977) juga mengajukan suatu metode semiempiris untuk menentukan besarnya penurunan S2. Metode ini dapat dinyatakan dalam persamaan berikut : S2 = Qwp . Cp D . qp

Dimana : qp = Tahanan ujung batas tiang Cp = Koefisien empiris Nilai Cp untuk berbagai jenis tanah diberikan pada tabel berikut :

II-40


Tabel 2.4 Nilai tipikal Koefisien Empiris (Cp) (sumber: Vesic, 1977. Design of Pile Foundation).

Jenis Tanah

Tiang Pancang

Tiang Bor

Pasir (padat ke lepas) Lempung (kaku ke lunak) lanau (padat ke lepas)

0,02 - 0,04 0,02 - 0,03 0,03 - 0,05

0,09 - 0,18 0,03 - 0,06 0,09 - 0,12

3. Menentukan S3 Penurunan tiang yang ditimbulkan oleh pembebanan pada kulit tiang dapat diberikan dengan persamaan berikut : S3 = (Qws/p . l) . (1 - µs2) Iws Dimana : P

= Keliling tiang

L

= Panjang tiang yang terbenam

Iws

= Faktor pengaruh Perlu dicatat bahwa suku Qws/p.l pada persamaan di atas adalah nilai rata-rata

ƒ di sepanjang batang tiang. Faktor pengaruh Iws dapat dinyatakan dengan sebuah hubungan empiris yang sederhana sebagai berikut : Iws = 2 + 0.35 √(L/D) Vesic (1977) juga mengajukan sebuah hubungan empiris sederhana untuk menentukan S3 sebagai berikut : S3 = (Qws . Cs)/ L . qp Di mana : Cs = Sebuah konstanta empiris = [0.93 + 0.16√(L/D)] . Cp

II-41


Tabel 2.5 Batas Penurunan Maksimum (Sumber : Skempton dan Mac. Donald 1955) Jenis pondasi Pondasi terpisah pada tanah lempung Pondasi terpisah pada tanah pasir Pondasi rakit pada tanah lempung Pondasi rakit pada tanah pasir

Batas penurunan maksimum (mm) 65 40 65 - 100 40 - 65

2.9. Faktor Keamanan Faktor keamanan (FK) merupakan nilai banding antara beban layan dengan kekuatan bahan. Namun kedua besaran banding ini tidak diketahui secara pasti, sehingga peraturan atau pengalaman sangat diutamakan untuk mendapatkan nilai yang sesuai. Dalam perencanaan pondasi, nilai faktor keamanan didapat dengan membagi gaya yang dapat ditahan oleh tiang dengan daya dukung ultimit, sehingga diperoleh daya dukung yang diizinkan Besarnya beban yang bekerja harus lebih kecil dari daya dukung ijin tersebut agar pondasi dapat dinyatakan ‘aman’ untuk memikul beban. Pernyataan di atas dapat dicontohkan dengan mencari faktor keamanan untuk gaya lateral yaitu : FK = Tahanan Lateral (daya dukung Ijin) Ultimit > 1.10 Gaya Lateral Ultimit

Pada perencanaan struktur untuk menentukan besarnya fator keamanan didasarkan pada asumsi bahwa beban yang akan bekerja pada struktur yang akan direncanakan melebihi dari sebenarnya, atau biasa disebut dengan beban berfaktor. Sedangkan desain kekuatan bahan diasumsikan bahwa struktur yang direncanakan memiliki kekuatan yang lebih kecil dari yang sebenarnya, atau biasa disebut dengan faktor pengurangan/reduksi kekuatan bahan.

II-42


Menurut Tomlinson (1977), pada perencanaan pondasi tiang pancang nilai faktor keamanan diberikan dengan alasan-alasan sebagai berikut : 1. Variasi alami dari kekuatan dan kepadatan tanah. 2. Ketidak pastian metode yang digunakan dalam perhitungan. 3. Untuk memastikan bahwa tegangan yang bekerja pada bahan pembuat pondasi tiang berada dalam batas aman. 4. Untuk memastikan penurunan total dari tiang tunggal maupun kelompok berada dalam batas toleransi. Untuk menentukan faktor keamanan dapat digunakan klasifikasi struktur menurut Pugsley (1966) sebagai berikut : 1. Bangunan monumental, umumnya memiliki umur rencana 100 tahun. 2. Bangunan permanan, umumnya memiliki umur rencana 50 tahun. 3. Bangunan sementara, umur rencana kurang dari 25 tahun bahkan mungkin hanya beberapa saat selama konstruksi. Semakin besar umur rencana suatu bangunan maka akan digunakan faktor keamanan yang lebih besar, dan sebaliknya. Karena faktor keamanan erat kaitannya dengan keselamatan manusia. Faktor-faktor lain kemudian ditentukan berdasarkan tingkat pengendaliannya pada saat konstruksi : 1. Pengendalian baik, kondisi tanah cukup homogen dan konstruksi didasarkan pada program penyelidikan tanah dengan tingkat professional. 2. Pengendalian normal, situasi sama dengan kondisi di atas hanya saja keadaan tanah bervariasi dan tidak tersedia data pengujian tiang. 3. Pengendalian kurang, tidak ada uji pembebanan, kondisi tanah sulit dan bervariasi, tetapi pengujian tanah dilakukan dengan baik. Pengawasan kurang.

II-43


4. Pengendalian buruk, kondisi tanah amat buruk dan sukar ditentukan penyelidikan tanah tidak memadai.

Tabel 2.6 Faktor Keamanan untuk Pondasi Tiang (Sumber : Donald P. Codute)

Klasifikasi Struktur Probabilitas kegagalan yang dapat diterima FK (Pengendalian baik) FK (Pengendalian normal kurang) FK (Pengendalian kurang) FK (Pengendalian buruk)

2.10

Bangunan Monumental

Bangunan Permanen

Bangunan Sementara

10-5 2.3 3 3.5 4

10-4 2 2.5 2.8 3.4

10-3 1.4 2.0 2.3 2.8

Pile cap Pile Cap berfungsi untuk menyalurkan beban Jembatan yang diterima oleh

Pier/Abutment sehingga pondasi tiang akan menerima beban sesuai dengan kapasitas dukung ijin. Pile Cap biasanya terbuat dari beton bertulang.

II-44

Bab III. Gambaran Umum Lokasi Jembatan

BAB III GAMBARAN UMUM LOKASI JEMBATAN

3.1. LOKASI DAN DENAH JEMBATAN Lokasi Jembatan Jalan akses Marunda ini berada di lokasi Kali Cakung Drain Wilayah Kotamadya Jakarta Utara. Pada jalan tersebut sudah ada jembatan lama tetapi jembatan tersebut sudah rusak sehingga perlu dibangunnya jembatan yang baru untuk mengganti jembatan yang sudah rusak agar tidak membahayakan para pengguna jembatan Adapun lokasi jembatan Jalan akses Marunda ini dapat dilihat pada gambar

PROYEK = JEMBATAN JL.AKSES MARUNDA K. CAKUNG DRAIN JAKARTA - UTARA

Gambar 3.1. Lokasi Jembatan Jalan akses Marunda

Jembatan Jalan Akses Marunda didesign dengan lebar jembatan 15,00 meter dengan panjang jembatan = 130,80 meter, lebar lalu lintas = 11 meter, lebar trotoir = 2 x 2,00 meter, type jembatan I girder.

3.2.

Kondisi Tanah

III-1


-

Berdasarkan laporan hasil penyelidikan tanah (data hasil laporan terlampir) yang

dikeluarkan oleh Unit Penyelidikan dan Pengukuran Tanah DPU DKI Jakarta. 3.2.1. Data-data tanah dari lokasi Penyelidikan tanah yang dilakukan : 1. Cone Penetration test (CPT) Dilakukan sebanyak 4 (empat) titik, memakai yang berkapasitas 10 tonf dan dilengkapi dengan “Adhession Jacket Cone” serta dilaksanakan sampai mencapai lapisan tanah keras dengan nilai tekanan konus qc > 400 kg/cm2 atau dengan kedalaman maksimum 40 m (mana yang lebih dulu). 2. Boring sebanyak 2 (dua) hole depth Boring kedalaman boring mencapai 20 m dari muka tanah setempat. Dari uji pengeboran tersebut diperoleh : a. Contoh tanah Pengambilan contoh tanah (soil sampling) diambil dari hole depth boring dengan memakai alat Thin Wall Tube Sampler dalam keadaan undisturbed sample. b. Muka air tanah Muka air tanah (M.A.T) terdeteksi didalam hole hasil boring setelah selesai pengeboran. Selanjutnya sample tersebut dibawa ke laboratorium untuk menentukan : a. Pemeriksaan sifat-sifat pengenalan (index properties) terdiri dari : -

Specifik grafity soil solid (Gs) unit weight of massa (γm) dan natural water content (WN).

-

Pembagian ukuran butir (grain size distribution) sieve analys

III-2


-

Batas-batas konsistensi (atterberg) Liquid limit (LL) Plastic limit (PL) Plasticity index (PI)

b. Pemeriksaan sifat-sifat teknis (engineering properties) terdiri dari : kekuatan geser (shearing strength) unconfined compression strength undisturbed (qu) parameter C dan Q dengan percobaan direct shear test , konsolidasi (Cc dan e). Adapun statigrafi dapat dilihat pada gambar 3.9.

3.3. KONDISI LINGKUNGAN SEKITAR JEMBATAN 3.3.1 Topografi

Gambar 3.2 Topografi Pada Jembatan Jalan Akses Marunda

III-3


3.4

PROSEDUR PERENCANAAN PONDASI TIANG PANCANG Dalam Tugas Akhir ini langkah-langkah yang akan dilakukan dalam perencanaan

pondasi tiang pancang tahap-tahap tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.3.

Mulai

Pengumpulan Data

Data Tanah

Data Beban

Interprestasi Tanah

Nilai & Jenis Beban yang Bekerja Pada Pondasi

Daya Dukung Tiang Tunggal

Merangkum Hasil Perhitungan Beban

Daya Dukung Tiang Kelompok

Hitung Settlement

Tidak Memenuhi Syarat

Cek Settlement Memenuhi Syarat

Hitung Penulangan Pile Cap

Gambar

Selesai

Gambar 3.3 Prosedur Perencanaan Pondasi Tiang Pancang

III-4


3.5

PEMBEBANAN

3.5.1. Pembebanan Struktur Bawah

1700

3.5.1.1. Beban Abutment

6700 1000

500

1000

9900

800 500

4500

Gambar 3.4 Abutment A1 dan A2

Pembebanan struktur bawah sebagai berikut : a. Beban Abutment terdiri dari beban : 2.40 ton/m3

Beban Poer

=

Beban Batu kali

= 2.20 ton/m3

Beban Sendiri Abutment = 583.38 ton

b. Beban Akibat Tekanan Tanah sebagai berikut :

III-5


Beban tanah urugan

=

322.25 ton

Gaya Akibat Tekanan Tanah (Pa) Berat jenis tanah = 1.65 ton/m3 σ PHI tanah = 24o Tinggi tanah dibelakang abutment = 9.90 m C tanah

= 0.21 ton/m2

Qu tanah

= 0.52 ton/m2

Berat jenis beton = 2.50 ton/m3 Berat jenis aspal = 2.30 ton/m3 Tebal perkerasan beton

= 20 cm

Beban aspal setebal 5 cm = 0.05 m Beban beton setebal 20 cm = 0.20 m Beban hidup merata tanah tebal = 60 cm = 0.60 m Maka beban merata permukaan total dibelakang abutment = 1.58 ton/m2 Gaya Tekanan Tanah Samping Belakang Abutment (Pa 1) : Pa 1

= ½ x (berat jenis tanah x Ka x H) H x L

Pa1

= 0.50 x (1.65 x 0.38 x 9.90 ) x 9.90 x 15 = 460.89

Ya1

= 0.33 x 9.90 = 3.30 meter = 1/3 x H x Pa1 = 0.33 x 9.90 x 460.89 = 1,520.94 ton/m

Gaya Tekanan Akibat Beban Permukaan (Pa2) Pa2 = Q x H x Ka x L = 1.58 x 9.960 x 0.38 x 15 = 88.88 ton Ya2 = 0.50 x 9.90 = 4.95 meter

III-6


Ma2 = ½ x H x Pa2 = 1.00 x 4.95 x 88.88 = 439.94 ton/m Gaya Akibat Tekanan Air (Pa3) : Pa 3


Pa1

= 0.50 x (1.00 x 0.38 x 9.90 ) x 9.90 x 15 = 279.33 ton

Ya3

= 0.33 x 9.90 = 3.30 meter

Ma3

= Ya1 x Pa1 = 3.30 x 279.33 = 921.78 ton/m

Total gaya dan momen akibat tekanan tanah aktif pada dasar abutment : Pa Total

= 480.89 + 279.33 + 88.88 = 829.10 ton

Ma Total = 1,520.94 + 921.78 + 439.94 = 2,882.67 ton/m

Gaya akibat gempa pada struktur atas : Beban gempa

= 74.91 ton/m

Momen akibat gempa pada abutment

= 370.78 ton/m

Gaya akibat gempa pada struktur bawah : Beban gempa pada abutment

= 10.24 ton/m

Momen akibat gempa pada abutment

= 36.11 ton/m

Beban gempa pada tanah urugan

= 5.66 ton

Momen akibat gempa pada tanah urugan = 32.24 ton/m Total Gaya Gempa (Ek) Ek = 74.91 + 10.24 + 5.66 = 90.80 Ton

III-7


Tabel 3.1 Beban Total Pada Pusat Pondasi A1 dan A2 Beban

Vertikal (Ton)

Simbol

Mati Struktur Atas

M

Hidup

Horizontal (Ton)

Xo (m)

Yo (m)

Momen (Mo) (ton.m)

640.22

-0.3

-192.1

H

262.97

-0.3

-78.89

Abutment

Wabt

583.38

0.02

10.71

Tanah

Wtan

322.25

1.48

475.31

Tekanan tanah

Pa

829.1

123.94

3.48

2882.67

Gempa

K

90.8

280.4

4.95

439.13

Gesek

Gg

0

6.9

0.00

Rem

R

1.8

1.8

18.9

Angin

A

9.5

7.4

37

10.5 1,808.8

419.84

3,592.77

Mg Total = (640.22 x -0.30) + (262.97 x -0.30) + (583.38 x 0.02) + (322.25 x 1.48) = 215.1 ton.m Mt Total = (829.10 x 3.48) + (90.80 x 4.95) + (0.00 x 6.90) + (10.50 x 1.80) + (5.00 x 7.40) = 3388.03 ton.m

Persyaratan kombinasi Pembebanan : Bangunan Jembatan beserta bagian-bagiannya harus ditinjau terhadap kombinasi akibat beberapa muatan atau gaya – gaya yang bekerja Kombinasi Pembebanan yang digunakan adalah sebagai berikut : Kombinasi : ( Mati + abutment + tanah + hidup ) + tekanan tanah + rem + gesek + angin M V total =

+

H

+

Wabt

+

Wtan

640.22 + 262.97 + 583.38 + 322.25

= 1808.82 ton Pa H total = 829.10

=

+

K

+

Gg

+

R

+

A

+

90.80

+

0.00

+

10.50

+

5.00

935.40

III-8


Mo Total

=

-192.07

+ -78.89 + 10.71 + 475.31 + 2882.67 +

+ 0.00 + 18.90 + =

439.13

37.00

3592.77 Ton.M

Mg total =

640.22

x

-0.30

+

262.97

x

-0.30

=

-270.96 Ton. M

=

583.38

x

0.02

+

322.25

x

1.48

=

486.02 Ton. M 215.06 Ton. M

Mt total = = =

829.10 0.00 5.00

x x x

3.48 6.90 7.40

+ +

90.80 10.50

x x

4.95 1.80

= =

3332.13 Ton. M 18.90 Ton. M 37.00 Ton. M 3388.03 Ton. M

8500

1400

2075

1000

2075

2000

500

13000

1000

1000

2400

5550

Gambar 3.5 Abutment P1 dan P2

III-9


a. Beban Abutment terdiri dari beban : 2.40 ton/m3

Beban Poer

=

Beban Batu kali

= 2.20 ton/m3

Beban Sendiri Abutment = 583.38 ton b. Beban Akibat Tekanan Tanah sebagai berikut : Beban tanah urugan

= 51.36 ton

Gaya Akibat Tekanan Tanah (Pa) Berat jenis tanah = 1.65 ton/m3

σ PHI tanah = 24o Tinggi tanah dibelakang abutment = 9.90 m C tanah

= 0.21 ton/m2

Qu tanah

= 0.52 ton/m2

Berat jenis beton = 2.50 ton/m3 Berat jenis aspal = 2.30 ton/m3 Tebal perkerasan beton

= 20 cm

Beban aspal setebal 5 cm = 0.05 m Beban beton setebal 20 cm = 0.20 m Beban hidup merata tanah tebal = 60 cm = 0.60 m Maka beban merata permukaan total dibelakang abutment = 1.58 ton/m2 Gaya Tekanan Tanah Samping Belakang Abutment (Pa 1) : Pa 1


Pa1

= 0.50 x (1.65 x 0.38 x 3.5 ) x 3.5 x 15 = 57.61 ton

Ya1

= 0.33 x 3.5 = 1.17 meter = 1/3 x H x Pa1

III-10


= 0.33 x 3.5 x 57.61 = 67.21 ton/m Gaya Tekanan Akibat Beban Permukaan (Pa2) Pa2 = Q x H x Ka x L = 1.58 x 3.50 x 0.38 x 15 = 31.42 ton Ya2 = 0.50 x 3.50 = 1.75 meter Ma2 = ½ x H x Pa2 = 1.00 x 1.8 x 31.42 = 54.99 ton/m Gaya Akibat Tekanan Air (Pa3) Pa 3


Pa1

= 0.50 x (1.00 x 0.38 x 3.5 ) x 3.5 x 15 = 34.91 ton

Ya3

= 0.33 x 3.5 = 1.17 meter

Ma3

= Ya1 x Pa1 = 3.30 x 234.91 = 40.73 ton/m

Total gaya dan momen akibat tekanan tanah aktif pada dasar abutment Pa Total

= 57.61 + 34.91 + 31.42 = 123.94 ton

Ma Total = 67.21 + 40.73 + 54.99 = 162.92 ton/m Gaya akibat gempa pada struktur atas : Beban gempa

= 162.19 ton/m

Momen akibat gempa

= 1054.24 ton/m

Gaya akibat gempa pada struktur bawah : Beban gempa pada abutment = 112.2 ton/m Momen akibat gempa pada abutment = 491.6 ton/m

III-11


Beban gempa pada tanah urugan

= 6.01 ton

Momen akibat gempa pada tanah urugan = 16.52 ton/m Total Gaya Gempa (Ek) : EK = 162.19 + 112.2 + 6.01 = 208 ton Total Momen Akibat Gempa Pada Dasar Abutment (Em) : EM = 1054.24 + 491.64 + 16.5 = 1562.4 ton

Tabel 3.2 Beban Total Pada Pusat Pondasi P1 dan P2 Beban

Simbol

Mati Struktur Atas

M

Hidup

Vertikal (Ton)

Horizontal (Ton)

Xo (m)

Yo (m)

Momen (Mo) (ton.m)

640.22 746.02

- 0.615 - 0.615

- 393.7 - 458.8

H

262.97 277.68

- 0.615 - 0.615

- 161.7 - 170.77

Abutment

Wabt

958.95

0

0

Tanah

Wtan

51.36

1.74

89.23

Tekanan tanah

Pa

123.94

3.48

162.92

Gempa

K

280.4

4.95

1562.4

Gesek

Gg

0

6.9

0.00

Rem

R

1.8

1.8

18.9

Angin

A

9.5

7.4

47.5

2937.2

419.84

1955.07

Mg Total = (640.22 x -0.62) + (262.97 x -0.62) + (958.95 x 0.00) + (51.36 x 1.74) = - 466.23 ton. m Mt Total = (123.94 x 1.31) +(280.40 x 6.50) +(0.00 x 9.50) + (10.50 x 1.80) + (5.00 x 9.50) = 2051.9 ton. m Persyaratan kombinasi Pembebanan : Bangunan Jembatan beserta bagian-bagiannya harus ditinjau terhadap kombinasi akibat beberapa muatan atau gaya – gaya yang bekerja Kombinasi Pembebanan yang digunakan adalah sebagai berikut :

III-12


Kombinasi : ( Mati + abutment + tanah + hidup ) + tekanan tanah + rem + gesek + angin M

+

H

+

Wabt

+ Wtan

V total = 640.22 + 262.97 + 958.95 + 51.36

= 1808.82 ton Pa

+

K

+

Gg +

R

+

H total = 123.94 + 280.40 + 0.00 + 10.50 +

A 5.00

= 419.84

Mo Total = - 393.74 + 161.73 + 0.00 + 89.23 + 162.92 + 1562.40 + 0.00 + 18.90 + 47.50 = 1325.49 ton.m

Mg total = 640.22 x -0.62 + 958.95 x 0.00

Mt total = 123.94 x 1.31 0.00

x 9.50

5.00

x 9.50

+

262.97 x -0.62

=

-555.46 Ton.m

51.36

=

89.23 Ton.m

=

-466.23 Ton.m 1985.50 Ton.m

x

1.74

+

280.40 x

6.50

=

+

10.50

1.80

=

18.90

Ton.m

=

47.50

Ton.m

x

=

2051.90 Ton.m

Jadi Beban dititik A1 dan A2 meliputi Beban struktur atas, beban hidup, abutment, tanah, tekanan tanah, gempa, gesek, rem dan beban angin : -192.07 + -78.89 + 10.71 + 475.31 + 2.882.67 + 439.13 + 18.90 + 37 + 829.10 + 90.80 + 10.50 + 5 = 4.437.37 ton Sedangkan Beban dititik P1 dan P2 meliputi Beban struktur atas, beban hidup, abutment, tanah, tekanan tanah, gempa, gesek, rem dan beban angin : 640.22 + 746.02 + 262.97 + 277.68 + 958.95 + 51.36 + 419.84 + -393.74 + 458.80 + -161.73 + 170.77 + 89.23 + 162.92 + 1562.40 + 18.90 + 47.50 = 5.312.110 ton

III-13

Cakung Drain

Gambar 3.6 Denah Jembatan Jalan Akses Marunda


III-14

JL. INSPEKSI

K. GENDONG


III-15

Pasang kembali Guard Rail existing

Gambar 3.8 Potongan Melintang Jembatan Jalan Akses Marunda


III-16


III-17

Bab IV. Perhitungan Pondasi Tiang Pancang

BAB IV PERHITUNGAN PONDASI TIANG PANCANG

4.1. PENENTUAN DAYA DUKUNG TIANG PANCANG Dalam perencanaan pondasi jenis tiang akan diperhitungkan pondasi tiang dengan diameter 50 cm, yang terbuat dari material beton bertulang (beton precast). Pondasi tiang yang akan digunakan memiliki panjang 21 m sedangkan gaya–gaya aksial yang bekerja pada jembatan diambil dari perhitungan konsultan perencana.

4.1.1. Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal Berdasarkan Data Parameter Tanah Di Laboratorium Karena hasil laboratorium tidak lengkap maka untuk tanah keras diambil dengan menggunakan korelasi data yaitu :

C = Cu =

qc 15

- σ s.d

qc (sumber : Das, Braja M. Principles of Foundation Engineering Fifth Edition )

20

Tabel 4.1 Nilai Berat Isi Tanah (γ) (Sumber : Das, Braja M. Principles of Foundation Engineering).

Jenis Tanah

γ 3

Lunak

1,5 - 1,6 ton/m

Sedang

1,6 - 1,75 ton/m

Keras

1,75 - 1,9 ton/m

3 3

Gambar lapisan tanah daerah Jembatan Jalan Akses Marunda telah digambarkan pada Bab III, pada daerah tersebut merupakan tanah lempung dengan konsistensi lunak sampai dengan teguh dan tanah pasir dengan konsistensi sangat padat. Berikut adalah ilustrasi penggambaran potongan lapisan tanah.

IV-1


·) Keadaan tanah di bawah permukaan Hasil Sondir dan Bor Tangan

·) Lokasi S.1, DB. I

Gambar 4.1. Potongan lapisan tanah sondir 1, Boring 1

IV-2


·) Lokasi S.2

Gambar 4.2. Potongan lapisan tanah sondir 2, Boring 1

IV-3


·) Lokasi S.3

Gambar 4.3. Potongan lapisan tanah sondir 3

IV-4


·) Lokasi S.4, DB. II

Gambar 4.4. Potongan lapisan tanah sondir 4, Boring I1

IV-5


Dengan kondisi letak Jembatan yang berlokasi di Jakarta Utara tepatnya kali Cakung Drain yang menghubungkan jalan akses Marunda, maka dalam perencanaan tiang pancang direncanakan panjang tiang 21 meter dengan diameter 50 cm dengan mengambil data-data laboratorium, SPT dan sondir sebagaimana disyaratkan dalam perencanaan pondasi. Sebagai acuan perhitungan maka diambil perhitungan untuk poer tengah (P2) yaitu : Data-data laboratorium SB (Boring) I : Panjang tiang = 21,00 meter Diameter tiang = 50 cm = 0,50 m Cu = 0,476 kg/cm2 = 4,760 t/m2 Ø = 170 γ = 1,784 t/m3 Ap =

1 π .D 2 = 0,1963 m2 4

P = π . D = 3,14 x 0,50 m = 1,570 m Jadi perhitungan daya dukung tiang pondasi pancang dapat di uraikan seperti dibawah ini :

A. Metode statis Meyerhof : a. Menentukan daya dukung ujung tiang(Qp) yaitu : Dari plot grafk tersebut di atas didapat : (untuk Ø ≤ 30 0) (Lb/D) ≥ (Lb/D)Cr/2 (Lb/D)Cr = 3,8 ==> (Lb/D)Cr/2 = 1,900 Sedangkan (Lb/D) = 21/0,50 = 42,00 ≥ (Lb/D)Cr/2 = 1,900

IV-6


Maka dari grafik didapat nilai maksimum N*c = 22 dan N*q = 8,0 Tegangan vertikal efektif pada kedalaman 21 m yaitu q’ = ((1,782-1 x 2,20) + ((1,500 - 1) x 10,300) + ((1,600 - 1) x 6,00) + ((1,750 - 1) x 1,00) + ((1,800 - 1) x 0,60) + ((1,90 - 1) x 0,90) = 1,720 t/m3 + 5,150 t/m3 + 3,600 t/m3 + 0,750 t/m3 + 0,480 t/m3 + 0,810 t/m3 = 12,510 ton

Jadi perhitungan daya dukung ujung tiang (Qp) yaitu : Qp = Ap . (c . N*c + q’ . N*q) Qp = 0,1963 x ((4,760 x 22) + (12,510 x 8)) Qp = 40,192 ton

b. Daya dukung selimut tiang (Qs) Cara menghitung daya dukung selimut tiang dengan persamaan sebagai berikut: Dengan menggunakan metode λ : fav = λ . (σ' v + 2 . Cu) dan Qs = P . L . fav

CU rata-rata : ( 2.20 . 150.00 ) ++ ( ( 10.30 . 150.00 ) + (( 6.00 . 250.00 ) + ( 1.00 . 600.00 ) + ( 0.60 . 1,000.00 ) + ( 0.90 . 2,000.00 )

21 =

330.000 + 1,545.000 + 1,500.000 + 600.000 + 600.000 + 1,800.000 21

= 303.571 kN/m

2

IV-7


P1 = γ1 . L1 2 = 17.82 . 2.20 = 39.204 kN/m

P2 = P1 + ( γ2 . L2 ) = 39.204 + ( 15.00 . 10.30 ) 2 = 193.704 kN/m P3 = γ1 . L1 + γ2 . L2 + γ3 . L3 = 39.204 + 154.500 + ( 16.00 . 6.00 ) 2 = 289.704 kN/m P4 = γ1 . L1 + γ2 . L2 + γ3 . L3 + γ4 . L4 = 39.204 + 154.500 + 96.000 + ( 17.50 . 1.00 ) = 39.204 + 154.500 + 96.000 + 17.500 2 = 307.204 kN/m P5 = γ1 . L1 + γ2 . L2 + γ3 . L3 + γ4 . L4 + γ5 . L5 = 39.204 + 154.500 + 96.000 + 17.500 + ( 18.00 . 0.60 ) = 39.204 + 154.500 + 96.000 + 17.500 + 10.800 2 = 318.004 kN/m P6 = γ1 . L1 + γ2 . L2 + γ3 . L3 + γ4 . L4 + γ5 . L5 + γ6 . L6 = 39.204 + 154.500 + 96.000 + (17.500 + 10.800 + ( 19.00 . 0.90 ) = 39.204 + 154.500 + 96.000 + 17.500 + 10.800 + 17.100 2 = 335.104 kN/m

A1 =

1 1 . P1 . L1 = . 39.204 . 2 2

A2 =

1 1 . ( P1 + P2 ) . . L2 = . ( 39.204 + 193.704 ) . 10.300 2 2

2.200 = 43.124 kN/m2

2 = 1,199.476 kN/m

A3 =

1 1 . ( P1 + P2 + P3 ) .. L3 = . ( 39.204 + 193.704 + 289.704 ) . . 6.000 2 2

= 1,567.836 kN/m2

IV-8


A4 = =

1 . ( P1 + P2 + P3 + P4 ) .. L4 2

1 . ( 39.204 + 193.704 + 289.704 + 307.204 ) . 2

= A5 = =

414.908

=

kN/m2

1 . ( P1 + P2 + P3 + P4 + P5 ) . . L5 2

1 . ( 39.204 + 193.704 + 289.704 + 307.204 + 318.004 ) . 2 344.346

= A6 =

1.000

0.600

kN/m2

1 . ( P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 ) .. L6 2 1 . ( 39.204 + 193.704 + 289.704 + 307.204 + 318.004 + 335.104 ). 0.900 2

=

667.316

σ' v =

=

kN/m2

A1 + A2 + A3 + A4 + A5 + A6 L 43.124 + 1,199.476 + 1,567.836 + 414.908 +

344.346

+

667.316

21

= 201.762 kN/m

2

Dari gambar 2.8 pada bab 2 hal 21, maka nilai λ diambil 0,18 fav

= λ . (σ' v + 2 . Cu)

fav

= 0.18 . (201,762 + 2 x 303.571)

fav

= 145.603 kN/m2

P = π . D = 3.14 x 0.50 = 1.570 m Qs = P. L . fav = 1.570 m x 21 m x 145.603 kN/m2 = 4,800.528 kN = 480.053 ton

IV-9


c. Daya dukung ultimit (Qu) : Perhitungan daya dukung ultimit : Qu = Qp + Qs

Qu = 40.192 + 480.053 Qu = 520.245 ton

d. Daya dukung ijin (Q allvaible) : perhitungan daya dukung ijin (Q allvaible) yaitu : Qall = Qu / FS = (Qp + Qs) / Fs Nilai Fs (faktor keamanan) antara 2,5 – 4 diambil nilai FS = 4,0 Jadi, Qall = 520.245 / 4 = 130.061 ton Tabel 4.2 Perhitungan Qp, Qs, Qu dan Qall metode Meyerhoff

Titik

Qp (ton)

Qs (ton)

Qu (ton)

Qall (ton)

A1

36.584

562.938

599.522

149.880

P1

35.885

485.936

521.821

130.455

P2

40.192

480.053

520.245

130.061

A2

37.988

568.854

606.842

151.710

4.1.2. Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal Berdasarkan Data Uji Lapangan A. Metode N-SPT a.

Menentukan daya dukung ujung tiang pondasi, (Qp) :

Kedalaman (m)

Jenis Tanah

N

2.50 s/d 4.70

Lempung

8

4.70 s/d 15.00

Lempung

29

IV-10


15.00

Lempung

20

17.00 (8D)

Lempung

40

(8 x 0.50) = 4.00 m

21 m – 4.00 = 17 m

19.50 (3D)

Lempung

40

(3 x 0.50) = 1.50 m

21 m – 1.50 = 19.50 m

21.00

Lempung

60

21.00 s/d 22.00

Pasir

60

22.60

Pasir

60

22.60 s/d 24.50

Pasir

60

Qp = (40 x Nb x Ap)

Nb = (

N1 + N 2 ) 2

Nb 1 = (

Nb = (

40 + 60 ) = 50 2

Nb 2 = (

60 + 60 ) = 60 2

50 + 60 ) = 55 2

Qp = (40 x Nb x Ap) = (40 x 55 x 0.1963) = 431.750 ton

b. Daya dukung selimut tiang (Qs) Lapisan tanah kedalaman 3.50 – 21.00 m adalah jenis tanah lempung, kedalaman 21.00 – 24.50 m adalah tanah pasir qs

untuk pasir 0.2 N

qs

untuk lempung 0.5 N

•

Kedalaman 3.50 – 21.00 m (tanah lempung) As1 = keliling penampang tiang x tebal = (2 x 3.14 x 0.25) x 17.50 = 29.045 m2

IV-11


qs1 = 0.5 x N x Asi = 0.5 x 55 x 29.045 = 798.738 ton/m2

•

Kedalaman 21.00 – 24.50 m (tanah pasir) As2 = keliling penampang tiang x tebal = (2 x 3.14 x 0.25) x 3.50 = 3.925 m2 Qs2 = 0.2 x N x Asi = 0.2 x 55 x 3.925 = 43.175 ton/m2

Qsi = Qs1 + Qs2 = 798.738 + 43.175 = 841.913 ton

c. Menentukan daya dukung ultimit (Qu) : Perhitungan daya dukung ultimit : Qu = Qp + Qs

Qu = 431.750 + 841.913 Qu = 1.273,663 ton

e. Daya dukung ijin (Q allvaible) : perhitungan daya dukung ijin (Q allvaible) yaitu : Qall = Qu / FS = (Qp + Qs) / Fs Nilai Fs (faktor keamanan) antara 2,5 – 4 diambil nilai FS = 4,0 Jadi, Qall = 1.273,663 / 4 = 318.416 ton

IV-12


Tabel 4.3 Perhitungan Qp, Qs, Qu dan Qall metode N-SPT

Qp

Qs

Qu

Qall

(ton)

(ton)

(ton)

(ton)

A1

431.750

738.293

1,170.043

292.511

P1

441.563

841.913

1,283.475

320.869

P2

431.750

841.913

1,273.663

318.416

A2

451.375

710.268

1,161.643

290.411

Titik

B. Metode Nottingham & Schmertmann Dari pengujian di lapangan dengan sondir diperoleh data untuk itu perhitungan daya dukung sebagai berikut : a. Daya dukung ujung tiang (Qp) Untuk menghitung daya dukung ujung tiang dengan metode Schmertmann & Nottingham dipakai persamaan : Qp = [(qc1 + qc2)/2] . Ap Nilai qc1 adalah nilai qc rata-rata 0,7D-4D di bawah ujung tiang, tetapi untuk kepentingan perencanaan pada tanah pasir nilai qc diambil sebesar 400 kg/cm2. Sedangkan qc2 adalah nilai qc rata–rata pada kedalaman 8D di atas ujung tiang yang mempunyai nilai terkecil pada setiap kedalaman. Direncanakan kedalaman pondasi tiang adalah 21 m. Berhubung data hasil sondir terbatas maka nilai 0,7 D-4 D diambil sebesar 400 kg/cm2. Sebagai acuan perhitungan maka diambil perhitungan sondir 2 untuk titik P2.

IV-13


Tabel 4.4 data sondir untuk titik S2 Titik (S) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

Kedalaman (m) 15.00 15.10 15.20 15.30 15.40 15.50 15.60 15.70 15.80 15.90 16.00 16.10 16.20 16.30 16.40 16.50 16.60 16.70 16.80 16.90 17.00 17.10 17.20 17.30 17.40 17.50 17.60 17.70 17.80 17.90 18.00 18.10

Nilai qc (kg/cm2) 40.00 40.00 44.00 48.00 56.00 60.00 64.00 64.00 64.00 80.00 96.00 100.00 104.00 112.00 124.00 116.00 104.00 92.00 84.00 84.00 84.00 120.00 148.00 152.00 156.00 156.00 156.00 156.00 156.00 148.00 144.00 144.00

Titik (S) 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64

Kedalaman (m) 18.20 18.30 18.40 18.50 18.60 18.70 18.80 18.90 19.00 19.10 19.20 19.30 19.40 19.50 19.60 19.70 19.80 19.90 20.00 20.10 20.20 20.30 20.40 20.50 20.60 20.70 20.80 20.90 21.00 21.10 21.20 21.30

Nilai qc (kg/cm2) 120.00 124.00 124.00 124.00 124.00 124.00 124.00 124.00 124.00 116.00 116.00 112.00 112.00 110.00 104.00 100.00 100.00 100.00 108.00 116.00 120.00 120.00 120.00 120.00 120.00 116.00 116.00 120.00 124.00 148.00 180.00 204.00

Titik (S) 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96

Kedalaman (m) 21.40 21.50 21.60 21.70 21.80 21.90 22.00 22.10 22.20 22.30 22.40 22.50 22.60 22.70 22.80 22.90 23.00 23.10 23.20 23.30 23.40 23.50 23.60 23.70 23.80 23.90 24.00 24.10 24.20 24.30 24.40 24.50

Nilai qc (kg/cm2) 240.00 256.00 272.00 288.00 308.00 320.00 344.00 348.00 352.00 360.00 372.00 384.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00 400.00

IV-14


•

Perhitungan nilai qc 1 : Nilai Sondir 0,7 D - 4 D dibawah ujung tiang. Karena hasil sondir terbatas maka diambil : Nilai qc1 diambil sebesar 400 kg/cm2 = 4000 ton/m2

•

Perhitungan nilai qc2 : Nilai qc rata-rata pada kedalaman 8D diatas ujung tiang. Perhitungannya yaitu : Nilai qc2 = (400 x 10) + 384 + 372 + 360 + 352 + 348 + 344 + 320 + 308 + 288 + 272 + 256 + 240 + 204 +180 + 148 + 124 + 120 + (116 x 8) + 108 + (100 x 29) + 84 66 qc2 = 191.515 kg/cm2 = 1,915.15 t/m2

Jadi daya dukung ujung tiang yaitu : Ap =

1 π .D 2 = 1 x 3.14 x 0.50 2 = 0.1963 m2 4 4

Qp = qc1 + qc2 x Ap 2 Qp = 4000.00 + 1,915.15 x 0.1963 = 580.424 ton 2

b. Daya dukung selimut tiang (Qs) Daya dukung selimut tiang dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : 8D L Qs = Ks,c [ ∑ (Z/8D) . ƒs . As + ∑ ƒs . As ] z=0 z=8D Harga Ks,c diambil dari diagram koreksi gesekan selimut tiang Ks dan Kc (dari buku Donald P. Coduto 1994). Hasil perhitungan daya dukung dapat dilihat pada tabel dibawah :

IV-15


Tabel 4.5 Perhitungan Qs pada titik sondir 2

No.

Kedalaman (Z) (m)

Fs

fs

(kg/cm2)

(ton/m2)

1

15.00

2.680

26.800

3.750

2

15.10

2.680

26.800

3

15.20

2.160

4

15.30

5

Z/8D

As*

Ks, Kc

Qs (ton)

0.314

0.8

25.246

3.775

0.314

0.8

25.414

21.600

3.800

0.314

0.8

20.618

2.000

20.000

3.825

0.314

0.8

19.217

15.40

2.000

20.000

3.850

0.314

0.8

19.342

6

15.50

2.000

20.000

3.875

0.314

0.8

19.468

7

15.60

2.000

20.000

3.900

0.314

0.8

19.594

8

15.70

1.320

13.200

3.925

0.314

0.8

13.015

9

15.80

1.000

10.000

3.950

0.314

0.8

9.922

10

15.90

1.600

16.000

3.975

0.314

0.8

15.976

11

16.00

2.680

26.800

4.000

0.314

0.8

26.929

12

16.10

1.720

17.200

4.025

0.314

0.8

17.391

13

16.20

1.320

13.200

4.050

0.314

0.8

13.429

14

16.30

1.280

12.800

4.075

0.314

0.8

13.103

15

16.40

1.280

12.800

4.100

0.314

0.8

13.183

16

16.50

1.280

12.800

4.125

0.314

0.8

13.263

17

16.60

1.280

12.800

4.150

0.314

0.8

13.344

18

16.70

1.280

12.800

4.175

0.314

0.8

13.424

19

16.80

1.440

14.400

4.200

0.314

0.8

15.193

20

16.90

1.600

16.000

4.225

0.314

0.8

16.981

21

17.00

2.160

21.600

4.250

0.314

0.8

23.060

22

17.10

3.200

32.000

4.275

0.314

0.8

34.364

23

17.20

4.000

40.000

4.300

0.314

0.8

43.206

24

17.30

4.000

40.000

4.325

0.314

0.8

43.458

25

17.40

4.000

40.000

4.350

0.314

0.8

43.709

26

17.50

2.960

29.600

4.375

0.314

0.8

32.530

27

17.60

2.000

20.000

4.400

0.314

0.8

22.106

28

17.70

2.000

20.000

4.425

0.314

0.8

22.231

29

17.80

2.160

21.600

4.450

0.314

0.8

24.145

30

17.90

2.000

20.000

4.475

0.314

0.8

22.482

(m2)

IV-16


Tabel 4.5 Sambungan Perhitungan Qs pada titik sondir 2

No.

Kedalaman (Z) (m)

Fs (kg/cm2)

fs (ton/m2)

Z/8D

As* (m2)

Ks, Kc

Qs (ton)

31

18.00

2.280

22.800

4.500

0.314

0.8

25.773

32

18.10

1.440

14.400

4.525

0.314

0.8

16.368

33

18.20

0.640

6.400

4.550

0.314

0.8

7.315

34

18.30

2.000

20.000

4.575

0.314

0.8

22.985

35

18.40

2.680

26.800

4.600

0.314

0.8

30.968

36

18.50

2.240

22.400

4.625

0.314

0.8

26.024

37

18.60

2.000

20.000

4.650

0.314

0.8

23.362

38

18.70

2.200

22.000

4.675

0.314

0.8

25.836

39

18.80

2.280

22.800

4.700

0.314

0.8

26.919

40

18.90

1.600

16.000

4.725

0.314

0.8

18.991

41

19.00

0.800

8.000

4.750

0.314

0.8

9.546

42

19.10

1.000

10.000

4.775

0.314

0.8

11.995

43

19.20

1.400

14.000

4.800

0.314

0.8

16.881

44

19.30

1.440

14.400

4.825

0.314

0.8

17.453

45

19.40

1.680

16.800

4.850

0.314

0.8

20.468

46

19.50

1.200

12.000

4.875

0.314

0.8

14.695

47

19.60

2.000

20.000

4.900

0.314

0.8

24.618

48

19.70

1.320

13.200

4.925

0.314

0.8

16.331

49

19.80

1.680

16.800

4.950

0.314

0.8

20.890

50

19.90

1.680

16.800

4.975

0.314

0.8

20.995

51

20.00

1.960

19.600

5.000

0.314

0.8

24.618

52

20.10

1.840

18.400

5.025

0.314

0.8

23.226

53

20.20

1.680

16.800

5.050

0.314

0.8

21.312

54

20.30

1.840

18.400

5.075

0.314

0.8

23.457

55

20.40

1.960

19.600

5.100

0.314

0.8

25.110

56

20.50

1.840

18.400

5.125

0.314

0.8

23.688

57

20.60

1.680

16.800

5.150

0.314

0.8

21.734

58

20.70

1.520

15.200

5.175

0.314

0.8

19.759

59

20.80

1.320

13.200

5.200

0.314

0.8

17.242

60

20.90

1.320

13.200

5.225

0.314

0.8

17.325

61

21.00

1.320

13.200

5.250

0.314

0.8

17.408

IV-17



No.

Kedalaman (Z) (m)

Fs (kg/cm )

(ton/m )

62

21.10

2.520

25.200

5.275

63

21.20

3.360

33.600

64

21.30

3.360

65

21.40

66

fs

Ks, Kc

Qs (ton)

0.314

0.8

33.392

5.300

0.314

0.8

44.734

33.600

5.325

0.314

0.8

44.945

3.360

33.600

5.350

0.314

0.8

45.156

21.50

3.360

33.600

5.375

0.314

0.8

45.367

67

21.60

3.360

33.600

5.400

0.314

0.8

45.578

68

21.70

3.360

33.600

5.425

0.314

0.8

45.789

69

21.80

3.360

33.600

5.450

0.314

0.8

46.000

70

21.90

3.360

33.600

5.475

0.314

0.8

46.211

71

22.00

3.360

33.600

5.500

0.314

0.8

46.422

72

22.10

3.360

33.600

5.525

0.314

0.8

46.633

73

22.20

3.360

33.600

5.550

0.314

0.8

46.844

74

22.30

3.360

33.600

5.575

0.314

0.8

47.055

75

22.40

3.360

33.600

5.600

0.314

0.8

47.266

76

22.50

3.360

33.600

5.625

0.314

0.8

47.477

77

22.60

3.360

33.600

5.650

0.314

0.8

47.688

78

22.70

3.360

33.600

5.675

0.314

0.8

47.899

79

22.80

3.360

33.600

5.700

0.314

0.8

48.110

80

22.90

3.360

33.600

5.725

0.314

0.8

48.321

81

23.00

3.360

33.600

5.750

0.314

0.8

48.532

82

23.10

3.360

33.600

5.775

0.314

0.8

48.743

83

23.20

3.360

33.600

5.800

0.314

0.8

48.954

84

23.30

3.360

33.600

5.825

0.314

0.8

49.165

85

23.40

3.360

33.600

5.850

0.314

0.8

49.376

86

23.50

3.360

33.600

5.875

0.314

0.8

49.587

87

23.60

3.360

33.600

5.900

0.314

0.8

49.798

88

23.70

3.360

33.600

5.925

0.314

0.8

50.009

89

23.80

3.360

33.600

5.950

0.314

0.8

50.220

2

Z/8D 2

As* 2

(m )

IV-18



No.

Kedalaman (Z) (m)

Fs

fs

Ks, Kc

Qs (ton)

(kg/cm )

(ton/m )

90

23.90

3.360

33.600

5.975

0.314

0.8

50.431

91

24.00

3.360

33.600

6.000

0.314

0.8

50.642

92

24.10

3.360

33.600

6.025

0.314

0.8

50.853

93

24.20

3.360

33.600

6.050

0.314

0.8

51.064

94

24.30

3.360

33.600

6.075

0.314

0.8

51.275

95

24.40

3.360

33.600

6.100

0.314

0.8

51.486

96

24.50

3.360

33.600

6.125

0.314

0.8

51.697

2

Z/8D 2

As* 2

(m )

2,961.347

Dari tabel perhitungan diatas didapat nilai daya dukung selimut tiang (Qs) adalah 2,961.347 ton.

c. Daya dukung ultimit (Qu) : Perhitungan daya dukung ultimit : Qu = Qp + Qs Qu = 580.424 + 2,961.347 Qu = 3,541.771 ton

d. Daya dukung ijin (Q allvaible) : Perhitungan daya dukung ijin (Q allvaible) yaitu : Qall = Qu / FS = (Qp + Qs) / Fs Nilai Fs (faktor keamanan) antara 2,5 – 4 diambil nilai FS = 4 Sehingga Qall = 3,541.771 / 4 = 885,443 ton

IV-19


Tabel 4.6 Perhitungan Qp, Qs, Qu dan Qall metode Schmertmann & Nottingham

Titik

Qp (ton)

Qs (ton)

Qu (ton)

Qall (ton)

A1

580.157

3,263.081

3,843.238

960.809

P1

585.063

2,122.059

2,707.121

676.780

P2

580.424

2,961.347

3,541.771

885.443

A2

579.502

1,740.927

2,320.429

580.107

Hasil perhitungan pada tiang A1, P1 dan A2 dapat dilihat pada resume perhitungan daya dukung tiang pancang. Adapun resume dapat dilihat pada tabel 4.7

Tabel 4.7 Resume Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang Data untuk menganalisis Hasil Lab : Parameter Tanah

Metode

Statis Meyerhoff

Data Hasil Uji di lapangan

N-SPT

Data Sondir

Schmertmann & Nottingham

Qall Rekomendasi

Nama Tahanan Ujung Tahanan Selimut Tahanan Ultimit Tahanan Ijin Tiang (ton) (ton) (ton) (ton) A1 P1 P2 A2

36.584 35.885 40.192 37.988

562.938 485.936 480.053 568.854

599.522 521.821 520.245 606.842

149.880 130.455 130.061 151.710

A1 P1 P2 A2 A1 P1 P2 A2

431.750 441.563 431.750 451.375 580.157 585.063 580.424 579.502

738.293 841.913 841.913 710.268 3,263.081 2,122.059 2,961.347 1,740.927

1,170.043 1,283.475 1,273.663 1,161.643 3,843.238 2,707.121 3,541.771 2,320.429

292.511 320.869 318.416 290.411 960.809 676.780 885.443 580.107

A1 P1 P2 A2

149.880 130.455 130.061 151.710

Berdasarkan kesimpulan di atas, maka nilai tahanan ijin yang direkomendasikan untuk kepentingan perencanaan adalah :

IV-20


sebagai acuan perhitungan selanjutnya dalam perencanaan pondasi maka diambil perhitungan pada P2 yaitu : 1. Tiang pancang diameter 50 cm 2. Untuk nilai tahanan ijin diambil dengan Metode statis Meyerhoff yang mempunyai nilai daya dukung terkecil dari metode N-SPT dan Schmertmann & Nottingham yaitu Qall rekomendasi = 130.061 ton

4.2. Daya Dukung Tiang Kelompok Dari hasil perhitungan pada A1, P1, P2 dan A2 untuk beban A2 dan A2 memiliki beban lebih kecil dari pada beban P1 dan P2, karena kondisi P1 dan P2 dianggap tidak jauh berbeda oleh karena itu sebagai acuan perhitungan selanjutnya maka diambil perhitungan pada tiang P2 Data beban yang bekerja pada kepala tiang (P2) sebesar 5,312.110 ton, dan rekomendasi P2 kapasitas daya dukung untuk satu tiang sebesar 130.061 ton. Struktur pondasi bertumpu di lapisan tanah pasir padat, maka perhitungan daya dukung batas tiang kelompok diperkirakan sebagai berikut : 1. Dicoba menggunakan 18 tiang (lihat Gambar 4.5) a. Dengan mengasumsikan jumlah tiang dibuat 6 baris dan 3 kolom. Jarak antar tiang d = 3,85 D =1,92 m. Jumlah total kapasitas kelompok tiang :

∑Qu

= n1 . n2 . (Qp + Qs) = 6 . 3 (130.061) = 2.341,098 ton

IV-21


b. Menentukan daya dukung dengan mengasumsikan bahwa tiang dalam kelompok bekerja sebagai sebuah balok dengan ukuran Lg x Bg x L : d = 3,85 x D = 3,85 x 0,50 = 1,93 m fav x Pg x L ≈ Qg(u) fav = 2 N = 2 x 44.111 = 88.222 kN/m2 Pg = 2 (n1 + n2 - 2) d + 4 D = 2 (6 + 3 (-2) x 1.93 + 4 x 0.50 = 2 (9 – 2) x 1.93 + 2 = 2 (7) x 1.93 + 2 = 28,95 m2

fav x Pg x L ≈ Qg(u) 88.222 kN/m2 x 28,95 m2 x 21 m = 53,634.565 kN/m = 5,3634.565 ton

Dari hasil nilai ∑Qu maka diambil nilai terendah adalah : Qg(u) = 2,341.098 ton < 5,312.110

TIDAK OKE

2. Dicoba menggunakan 27 tiang (lihat Gambar 4.6) a. Dengan mengasumsikan jumlah tiang dibuat 9 baris dan 3 kolom. Jarak antar tiang d = 3,37 D = 1,68 m. Jumlah total kapasitas kelompok tiang :

∑Qu

= n1 . n2 . (Qp + Qs) = 9 . 3 (130.061) = 3,511.647 ton

b. Menentukan daya dukung dengan mengasumsikan bahwa tiang dalam kelompok bekerja sebagai sebuah balok dengan ukuran Lg x Bg x L :

IV-22


d = 3,37 x D = 3,37 x 0,50 = 1,69 m fav x Pg x L ≈ Qg(u) fav = 2 N = 2 x 44.111 = 88.222 kN/m2 Pg = 2 (n1 + n2 - 2) d + 4 D = 2 (9 + 3 (-2) x 1.69 + 4 x 0.50 = 2 (12 – 2) x 1.69 + 2 = 2 (10) x 1.69 + 2 = 35,70 m2



TIDAK OKE


∑Qu

= n1 . n2 . (Qp + Qs) = 11 . 3 (130.061) = 4,292.013 ton

b. Menentukan daya dukung dengan mengasumsikan bahwa tiang dalam kelompok bekerja sebagai sebuah balok dengan ukuran Lg x Bg x L : d = 2,70 x D = 2,70 x 0,50 = 1,35 m

IV-23


fav x Pg x L ≈ Qg(u) fav = 2 N = 2 x 44.111 = 88.222 kN/m2 Pg = 2 (n1 + n2 - 2) d + 4 D = 2 (11 + 3 (-2) x 1.35 + 4 x 0.50 = 2 (14 – 2) x 1.35 + 2 = 2 (12) x 1.35 + 2 = 34,40 m2



TIDAK OKE


∑Qu

= n1 . n2 . (Qp + Qs) = 11 . 4 (130.061) = 5,722.693 ton

b. Menentukan daya dukung dengan mengasumsikan bahwa tiang dalam kelompok bekerja sebagai sebuah balok dengan ukuran Lg x Bg x L : d = 2,70 x D = 2,70 x 0,50 = 1,35 m fav x Pg x L ≈ Qg(u) fav = 2 N = 2 x 44.111 = 88.222 kN/m2

IV-24


Pg = 2 (n1 + n2 - 2) d + 4 D = 2 (11 +4 (-2) x 1.35 + 4 x 0.50 = 2 (15 – 2) x 1.35 + 2 = 2 (13) x 1.35 + 2 = 37,10 m2


Dari hasil nilai ∑Qu maka diambil nilai terendah adalah : Qg(u) = 5,722.693 ton > 5,312.110

OKE

Jadi Untuk desain menggunakan 44 tiang (coba 4).

Untuk perhitungan pada A1, P1 dan A2 dapat dilihat pada lampiran. resume hasil perhitungan tersebut dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Tabel 4.8 Resume Hasil Perhitungan

Nama Tiang

Beban (ton)

∅ Tiang Panjang Tiang Jumlah Tiang (cm) (m) (ton)

Qg (ton)

A1

4,437.370

50

21.0

33

4,946.054

P1

5,312.110

50

21.0

44

5,740.030

P2

5,312.110

50

21.0

44

5,722.693

A2

4,437.370

50

21.0

33

5,006.443

IV-25


n1 = 6 n2 = 3 15000 1920

1920

1920

1920

1920

2679

750

2025

5550

2025

750

2679

Gambar 4.5 Dicoba menggunakan 18 tiang n1 = 9 n2 = 3

15000 1680

1680

1680

1680

1680

1680

1680

1680

750

750

2025

5550

2025

750

750

Gambar 4.6 Dicoba menggunakan 27 tiang n1 = 11 n2 = 3 15000 1350

1350

1350

1350

1350

1350

1350

1350

1350

1350

1350

1350

750

750

2025

5550

2025

750

750

Gambar 4.7 Dicoba menggunakan 33 tiang n1 = 11 n2 = 4 15000 1350

1350

1350

1350

1350

1350

1350

1350

750

750

1350

5550

1350

1350

750

750

Gambar 4.8 Dicoba menggunakan 44 tiang

IV-26


4.3. Kapasitas Daya Dukung Tiang Terhadap Gaya Lateral

Gambar 4.9 Rencana Tiang Pancang (P2)

Gambar 4.10 Momen Pada Pondasi P2

IV-27


Perhitungan momen :

T1 =

Total beban 5,312.110 = = 120.730 Banyaknya tiang 44

Σ M1 = (T1 x d1) + (T2 x d2) + (T3 x d3) + (T4 x d4) + (T5 x d5) + (T6 x d6) + (T7 x d7) (T8 x d8) + (T9 x d9) + (T10 x d10) + (T11 x d11) Σ M1 = (120.730 x 6.75) + (120.730 x 5.4) + (120.730 x 4.05) + (120.730 x 2.7) + (120.730 x 1.35) + (120.730 x 0) + (120.730 x 1.35) + (120.730 x 2.7) + (120.730 x 4.05) + (120.730 x 5.4) + (120.730 x 6.75) = 4,889.556 ton meter Σ M2 = (T1 x d1) + (TA x da) + (TB x db) + (TC x dc) Σ M2 = (120.730 x 2.03) + (120.730 x 0.68) + (120.730 x 0.68) + (120.730 x 2.03) = 244.4778 + 81.4926+ 81.4926+244.4778 = 651.9408 ton meter Total Momen = M 1 + M2 = 4,889.556 +651.9408 = 5541.497 ton meter

Berdasarkan hasil penyelidikan tanah, jenis tanah adalah lempung dan pasir padat sehingga formula yang digunakan adalah formula untuk tanah pasir karena pondasi tiang bertumpu pada tanah pasir padat. Untuk Perhitungan kapasitas daya dukung lateral menggunakan metode Broom dengan perhitungan yang diwakilkan pada tiang P2 = 5,312.110 ton, yang memiliki beban paling besar dibandingkan tiang yang lain. Dengan data : D = 50 cm L = 21 m

IV-28


I=

π .D4 64

=

π . (50 ) 4 64

I = 306,640.63 cm4 E = Modulus Elastisitas beton digunakan 2,1 . 105 kg/cm2 EI = 2,1 . 105 kg/cm2 x 306640.63 cm4 EI = 6.439 . 1010 kgcm2 EI = 6,439.45 tm2 Gaya lateral (H) yang bekerja pada tiang P2 sebesar = 419.84 ton, selanjutnya gaya ini akan didistribusikan kepada 44 tiang yang menopang kolom tersebut. Jika distribusi beban dianggap merata pada setiap tiang maka satu tiang akan menahan gaya horizontal sebesar : 419.84 = 9.542 ton 44

ηh = untuk tanah pasir = 9000 ∼ 12000 kN/m3 diambil = 9000 kN/m3 = 900 t/m3 Perhitungan T = 5√ EI = 5√ 6,439.45 tm2 ηh 900 t/m3

= 1.482

L = 21 = 14.17 ≥ 5 masuk kriteria tiang panjang T 1,482

Momen yang bekerja pada kolom sebesar Mu = 5.541,497 ton meter jika didistribusikan merata kepada 44 tiang maka satu tiangnya Mu = 125,943 ton meter Hu = Mu 3 4 (Kp . B .γ’) (B .γ’ . Kp)

2

Kp = tan2 (45 + ∅ ) 2

IV-29


Kp = tan2 (45 + 17 ) = tan2 (53.5) = 1.826 2 Mu = 125.943 2= 1407.59 4 (B . γ’ . Kp) ((0.50) x 0.784 x 1.826) 4

Dari grafik hubungan antara

Didapat

Hu Kp . B3 . γ’)

Hu dengan = (Kp . B3 . γ’)

= 450 maka

Mu u (B4 .γ’ . Kp )

Hu = 450 1.826 x 0,503 x 0.784

Hu = 1.826 x 0,503 x 0.784 x 450 Hu = 80.527 ton Ha = 80,527 = 20.132 > 9.542 tiang kuat terhadap gaya lateral. 4 Periksa terhadap faktor keamanan untuk gaya lateral FK = Tahanan Lateral (Daya Dukung Ijin) Ultimit Gaya Lateral Ultimit

FK = 20.132 9.542

> 1,10

= 2.11 > 1,10 oke

4.4. Penurunan 4.4.1. Penurunan Elastik Tiang

Menentukan beban yang dipikul ujung tiang (Qwp) dan kulit tiang (Qws) dibawah kondisi beban kerja. Sebagai asumsi perhitungan maka diambil pada perhitungan tiang P2 yang memiliki beban besar. a. Menentukan besarnya persentase Qp dan Qs terhadap Qu Persentase Qp =

Qp x 100 % Qu

IV-30


Persentase Qp =

40.192 x 100 % = 7.726 % 520.245

Persentase Qs =

Qs x 100 % Qu

Persentase Qs =

480.053 x 100 % = 92.274 % 520.245

b. Menentukan besarnya nilai Qwp dan Qws terhadap beban yang dipikul oleh satu tiang. Beban yang dipikul oleh satu tiang =

5,312.110 = 120.730 ton 44

Qwp = 120.730 x 7.726 % = 9.327 ton Qws = 120.730 x 92.274 % = 111.403 ton

4.4.1.1. Penurunan Elastik Tiang Tunggal

Untuk perencanaan, penurunan elastik pada pondasi tiang tunggal dihitung sebagai berikut : Stotal = S1 + S2 + S3 •

Menentukan penurunan batang tiang, S1

Mengasumsikan bahwa bahan tiang adalah elastik

S1 =

(Q wp + ξ Q ws ) x L Ap x Ep

S1 =

(9.327 + 0.67 x 111.403) x 21 0.1963 x 21 . 10 5

S1 =

1,763.305 = 0.0043 m = 0.43 cm 412125

IV-31


•

Menentukan S2

Penurunan tiang yang ditimbulkan oleh beban pada ujung tiang. Dengan menggunakan metode Vesic (1977), maka perhitungannya yaitu : Cp = 0.02

S2 =

S2 =

•

Q wp + C p D x qp

9.327 x 0.02 = 0.0093 m = 0.93 cm 0.50 x 40.192

Menentukan S3

Penurunan tiang yang ditimbulkan oleh pembebanan pada kulit tiang Dari parameter elastik tanah didapat Es = 34.50 ~ 55.20 MN/m2 untuk tanah pasir padat diambil Es = 34.50 MN/m2 = 34500 kN/m2 = 345000 t/m2. Sedangkan nilai µs = 0.30 ~ 0.40 maka diambil µs = 0.30. Adapun perhitungannya yaitu : P = π x D = 3.14 x 0.50 = 1.570 m

I WS = 2 + 0.35 x

L D

I WS = 2 + 0.35 x

21 = 4.268 0.50

S3 = (

Qws D 2 ) x x (1 − µ S ) x I WS p L ES

S3 = (

0.50 9.327 ) x x (1 − (0.30) 2 ) x 4.268 1.570 x 21.00 345000

= 0.0000016 m = 0.00016 cm

IV-32


Maka total penurunan elastik tiang tunggal yaitu :

S = S1 + S2 + S3 = 0.43 + 0.93 + 0.00016 cm = 1.36 cm

4.4.1.2. Penurunan Elastik Tiang Kelompok

B g = (n 2 − 1) x d + (2 x

D ) 2

Bg = (4 − 1) x 1.35 + (2 x

0.50 ) = 4.55 2

Bg

Sg =

D x S

=

455 = 2.59 cm 50 x 1.36

4.5. PENULANGAN PADA PILE CAP

Data perencanaan : ukuran pile cap: 15 x 5.55 x 2.5 m3 ht = 2.5 →2 m B = 5.55 m L = 15 m Berat pile cap : (5.55 x 15) x

(2.5 + 2) x 2.4 2

= 449.550 ton Beban normal = 2937.2 ton Mx = 4889.556 tonm My = 651.948 tonm fy = 400 Mpa

IV-33


fc' = 25 Mpa h = 250 cm = 2500 mm d' = 80 mm d = h - d' = 2500 - 80 = 2420 mm = 2.42 m jd = 1.35 x 2420 = 3,267.00 mm

2000

500

5550

1350

15000

Gambar 4.11 Momen My

Berat total = Beban Normal + Berat Pile cap

∑V = 2937.2 + 449.55 = 3386.75 ton Arah X

q max : N + My A Wy

IV-34


= 3386.75 + 6x652 5.55 x 15 5.55 x 152 40.682 + 3.1325 = 43.814 ton / m2 q min = 40.682 - 3.1325 = 37.549 ton / m2

Arah y

q max : N + My A Wy = 3386.75 + 6 x 4889.56 5.55 x 15 5.552 x 15 40.682 + 63.496 = 104.177 ton / m2 q min = 40.682 - 63.496 = -22.814 ton / m2

1400

5550

15000

Gambar 4.12 Diagram Tegangan

Lx = ( 15 - 15) / 2 = 0 Ly = ( 5.55 - 1.4) / 2 = 2.075 m

IV-35


2000

500

15000

q max-q min

q max

q min

15000

Gambar 4.13 Diagram Tegangan Arah X

qmax – qmin = 43.814 - 37.549 = 6.265 ton / m2 Mencari besar qx: 6.265 = qx 15 15

qx = 6.265 ton / m2 qmax – qmin – qx = 6.265 - 6.265 = 0

IV-36


2000

500

1400

2070

q max-q min-qy

5550 3480

q max q max-q min

q max

q min

5550

2070

Gambar 4.14 Diagram Tegangan Arah Y

qmax – qmin = 104.177- (-22.814) = 126.991 ton / m2 Mencari besar qy : 126.991 = qy 5.55 3.48 qy = 79.512 ton / m2 qmax – qmin – qy = 126.991 - 79.512 = 47.479 ton / m2

IV-37

0

q min+qx


0

karena Lx = 0 Mux sudah pasti = 0 Vux sudah pasti = 0 qmin + qx 37.549 + 6.265 43.814

47.479

q min+qy

Mencari besar Muy :

2.070

IV-38


qmin + qx -22.814 + 79.512 = 56.699 Muy = ½ (56.699) x 2.082 + ½ (47.479) x 2.082 x 2/3 = 122.061 + 68.074 = 190.135 ton / m2

Data Perencanaan Penulangan a. Desain terhadap lentur

1.4

TULANGAN

0.08

2.5

•

Lean concrete t=10 cm Pasir urug t=10 cm 5.55

Mux = Sudah pasti = 0 My = 190.135 tonm = 1901.35 KNm h = 250 cm = 2500 mm

IV-39


d' = 80 mm d = 2500 – 80 = 2420 mm fy = 400 Mpa jd = 1.35 x 2420 = 3267 mm Arah X sudah pasti = 0 Arah y Asy Muy = 1901.35 x 10

Ф x fy x jd = 0.8 x 400 x 3267 = 1818.71 mm

2

2

Dipakai D19-150 (AS = 1890 mm )

1.4

0.08

2.5

D19-150

Lean concrete t=10 cm Pasir urug t=10 cm 5.55

Di check: Mn yang di pakai = As ada x fy x jd

IV-40


1890 x 400 x 3267 x 10-6 = 1890 x 400 x 3267 x 10-6 = 2469.85 KNm = 246.99 tonm Mu ⁄ ф = 190.135⁄0.8 = 237.67 tonm

< 246.99 tonm

ok

b. Desain terhadap geser

1.4

5.55

15

Gambar 4.15 Denah Penulangan Arah X dan Y

hk = 1.4 m = 1,400 mm bk = 15 m = 15,000 mm fc' = 25 Mpa fy = 400 Mpa h poer = 2500 mm d' = 80 mm d = 2420 mm b0 = 2 ( 1.4 + 2420 ) + 2 ( 15 + 2420 ) = 9712.8 mm βc = bk / hk = 15,000 / 1,400 = 11

IV-41


Vux = Sudah pasti = 0 Vuy = ( 56.699 ) 2.08 + ½ ( 47.479 ) 2.08 = 166.91 ton Menurut SK-SNI T15-1991-03 Pasal 3.4.11.2.1 Vc(1) = ( 1 + 2.βc ) x 1/6 x √fc’ x b0 x d = ( 1 + 2.1 ) x 1/6 x √25 x 9712.8 x 2420 x 10-3 = 439319.194 KN = 43931.9 ton Vc(2) = 1/3 x √fc’ x b0 x d = 1/3 x √25 x 9712.8 x 2420 x 10-3 = 39175 KN = 3917.496 ton Di ambil yang terkecil, Vc = 3917.496 ø Vc = 3917.5 x 0.6 = 2350.498 ton

c. Desain terhadap geser pons

Data perencanaan untuk P1 dan P2 - ukuran pondasi = 15 x 5.55 = 83.250 m2 - Luas pondasi (Af) = 15 x 5.55 = 83.250 m2 hk = 1,400 mm bk = 15,000 mm Gaya axial (U) = 419.84 ton fc' = 25 Mpa hpoer = 2500 mm d' = 80 mm d = 2.42 m qs = U / Af qs = 419.84 / 83.250 = 5.043123 ton / m2

IV-42


B

hk

hk+d

A1

A2 L

Vu rencana = U ( B x L ) - ( hk + d )

2

= 419.84 ( 5.55 x 15 ) - ( 1.4 + 2.42 )

2

= 34,937.09 ton Vn yang di perlukan = Vu / ø = 34,937.09 / 0.85 = 41,102.46 ton b0 = keliling bidang gagal = 2 ( B + L ) ( hk + d ) = 2 ( 5.55 + 15 ) x ( 1.40 + 2.42 ) = 157.002 m βc = hk / bk = 15 / 1.4 = 11 Kekuatan geser normal yang tersedia adalah: Vc = ( 2 + 4 / βc ) √fc’ .b0 . d ≤ 4. √fc’. b0. d Karena βc = 1.0 maka Vc = 4. √fc’ .b0. d mempunyai harga lebih rendah, jadi lebih menentukan. Vc = 4. √2500 x 157.002 x 2.42 = 75,988.97 ton > Vn perlu = 41,102.46 ton Dengan demikian tebal Pondasi h = 2.5 meter cukup untuk memikul geser.

IV-43

Bab V. Kesimpulan dan Saran

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1.

Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan pada Bab III dan Bab IV dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : •

Berdasarkan pembahasan terdiri dari 3 metode yaitu metode statis Meyerhoff, metode N-SPT dan metode Schertmann & Nottingham ternyata memberikan hasil yang berbeda maka untuk desain di pilih metode statis Meyerhoff karena mempunyai daya dukung tiang paling kecil.

•

Dari hasil perhitungan Metode Meyerhoff didapat penurunan total tiang tunggal dititik A1 yaitu 1,37 cm, dititik A2 yaitu 1,02 cm, dititik P1 yaitu 1,35 cm dan dititik P2 yaitu 1,36 cm. Dari perhitungan penurunan kelompok tiang dititik A1 yaitu 2,16 cm, dititik A2 yaitu 2,34 cm, dititik P1 sama dengan P2 yaitu 2,59 cm.

•

Dari perhitungan tulangan pilecap dititik A1 dan A2 arah X dan Y menggunakan tulangan D12–50, sedangkan dititik P1 dan P2 menggunakan tulangan D19–150.

V.2.

Saran •

Untuk kepentingan perencanaan pondasi pada Jembatan Jalan Akses Marunda disarankan untuk penyelidikan boring dilakukan seperti sondir yaitu sebanyak 4 titik.

V-1

Daftar Pustaka

DAFTAR PUSTAKA

Coduto, Donald P, 1994, Foundation Design and Practise, Prentise-Hall inc, New Jersey Das, Braja M, Principles of Foundation Engineering 5th Edition, California State University, Sacramento. Das, Braja M. 1995, Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid I, Erlangga, Jakarta. Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Jenderal Bina Marga, Direktorat Bina Program Jalan, Bridge Management System (BMS). Hardiyatmo, Hary Christady, 2002, Teknik Pondasi II Jilid 2, Yogyakarta. Kh, Sunggono. 1995, Teknik Sipil, Nova, Bandung. Rahardjo, Paulus P, Manual Pondasi Tiang, Program Pasca Sarjana Magister Teknik Sipil Parahyangan, Bandung. Simatupang, Pintor Tua, 2004, Diktat Rekayasa Pondasi II, Jakarta. Supriyadi, Bambang & Muntohar dkk, 2000, Jembatan, Yogyakarta. Tomlinson, M.J. 1997, Pile Design and Contruction Practice, The Garden City Press Limited, Lecthworth. Vis, W.C dan Kusuma, Gideon, 1993, Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang (CUR 4), Erlangga, Jakarta. Vis, W.C dan Kusuma, Gideon, 1993, Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang (CUR 1), Erlangga, Jakarta. Gurki, J Thambah Sembiring, 2004, Beton Bertulang Edisi Revisi, Rekayasa Sains Bandung. Wesley, L.D, 1977, Mekanika Tanah, Badan Penerbit Pekerjaan Umum, Jakarta Selatan.

TUGAS AKHIR PERENCANAAN PONDASI TIANG PANCANG PADA JEMBATAN JALAN AKSES MARUNDA WILAYAH JAKARTA UTARA

Recommend Documents