LAPORAN PRAKTIKUM
DESAIN PONDASI
Dosen Pembimbing :
Amris
Azizi ST
Disusun Oleh :
EKA
MULYAWATI (1203010013)
TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH
PURWOKERTO
2014
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Definisi
Pondasi dalam perencanaan bangunan
sangatlah penting , pondasi menentukan
kekuatan suatu bangunan . Fungsi dari pondasi itu sendiri adalah untuk
meneruskan beban (gaya) dari konstruksi diatasnya kelapisan tanah dasar yang
lebih dalam dan keras.
Tipe pondasi yang digunakan adalah
pondasi tiang pancang dengan rata-rata kedalaman bervariasi antara 10-20 m dari
elevasi/peil bawah pile cap. Dari hasil data penyelidikan
tanah, muka air tanah berada pada kedalaman -00.00 m sampai dengan kedalaman
tanah yang cukup.
1.2.
Pondasi Tiang
Pondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan gaya
vertikal ke sumbu tiang dengan cara menyerap lenturan. Pondasi tiang dibuat
menjadi satu kesatuan yang monolit dengan menyatukan pangkal tiang yang
terdapat di bawah konstruksi dengan tumpuan pondasi.
Pondasi tiang digunakan untuk suatu bangunan yang tanah dasar di bawah
bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang
cukup untuk memikul berat bangunan dan beban yang diterimanya atau apabila
tanah pendukung yang mempunyai daya dukung yang cukup letaknya sangat dalam.
Pondasi tiang ini berfungsi untuk menyalurkan beban – beban yang diterimanya
dari konstruksi di atasnya kelapisan tanah yang lebih dalam.
Teknik
pemasangan pondasi tiang dapat dilakukan dengan pemancangan tiang – tiang
baja/beton pracetak atau dengan membuat tiang – tiang beton bertulang yang
langsung dicor di tempat (cast in place), yang sebelumnya telah
dibuatkan lubang terlebih dahulu.
Pada
umumnya pondasi tiang ditempatkan tegak lurus (vertikal) di dalam tanah, tetapi
apabila diperlukan dapat dibuat miring agar dapat menahan gaya – gaya
horizontal. Sudut kemiringan yang dicapai tergantung dari alat yang digunakan
serta disesuaikan pula dengan perencanaan.
1.3. Kapasitas Daya Dukung Tiang
Tanah
harus mampu menopang beban dari setiap konstruksi yang direncanakan yang
ditempatkan di atas tanah tersebut. Untuk menghitung daya dukung yang diijinkan
untuk suatu tiang dapat dihitung berdasarkan data – data penyelidikan tanah (soil
investigation), cara kalender atau dengan tes pembebanan (loading test)
pada tiang.
1.4. Berdasarkan Hasil Cone Penetration Test (CPT)
Uji sondir atau Cone Penetration test (CPT) pada dasarnya adalah
untuk memperoleh tahanan ujung qc dan tahanan selimut tiang c. Untuk tanah non
– kohesif, Vesic (1967) menyarankan tahanan ujung tiang per satuan luas
(fb) kurang lebih sama dengan tahanan konus (qc). Tahanan ujung ultimit tiang
dinyatakan dengan persamaan :
dimana
:
Qb =
Tahanan ujung ultimit tiang (kg)
Ab =
Luas penampang ujung tiang (cm2)
qc =
Tahanan konus pada ujung tiang (kg/cm2)
Mayerhoff juga menyarankan penggunaan persamaan 2. 3 tersebut, yaitu
dengan qc rata – rata dihitung dari 8d di atas dasar tiang sampai 4d di bawah
dasar tiang. Bila belum ada data hubungan antara tahanan konus dengan tahanan
tanah yang meyakinkan, Tomlinson menyarankan penggunaan faktor ω untuk tahanan
ujung sebesar 0, 5.
Nilai Nc berkisar antara 10 sampai 30, tergantung pada sensivitas,
kompresibilitas dan adhesi antara tanah dan mata sondir. Dalam hitungan
biasanya Nc diambil antara 15 sampai 18, (Bagemann, 1965).
Pada
penulisan laporan ini penulis hanya akan memfokuskan pada penggunaan metode
langsung saja karena banyaknya data sondir. Metode langsung ini dikemukakan
oleh beberapa ahli diantaranya Meyerhoff, Tomlinson dan Bagemann. Pada metode
langsung ini, kapasitas daya dukung ultimit (Qult) yaitu beban maksimum yang
dapat dipikul pondasi tanpa mengalami keruntuhan, dirumuskan sebagai berikut :
Keterangan :
Qult
= Kapasitas daya dukung maksimal/akhir (kg)
qc =
Tahanan konus pada ujung tiang (kg/cm2)
Ap =
Luas penampang ujung tiang (cm2)
JHL
= Tahanan geser total sepanjang tiang (kg/m)
K
= Keliling tiang (cm)
Qijin
yaitu beban maksimum yang dapat dibebankan terhadap pondasi sehingga
persyaratan keamanan terhadap daya dukung dan penurunan dapat terpenuhi. Qijin
dirumuskan sebagai berikut:
Keterangan
:
Qijin
= Kapasitas daya dukung ijin tiang (kg)
3 =
Faktor keamanan (diambil 3, 0)
5
= Faktor keamanan (diambil 5, 0)
1.5. Tiang Pancang Kelompok (Pile Group)
Pada keadaan sebenarnya jarang sekali didapatkan tiang pancang yang
berdiri sendiri (Single Pile), akan tetapi kita sering mendapatkan
pondasi tiang pancang dalam bentuk kelompok (Pile Group) seperti dalam
Gambar 2.7.
Untuk
mempersatukan tiang-tiang pancang tersebut dalam satu kelompok tiang biasanya
di atas tiang tersebut diberi poer (footing). Dalam perhitungan poer
dianggap/dibuat kaku sempurna, sehingga :
1. Bila beban-beban yang bekerja pada kelompok tiang tersebut
menimbulkan penurunan, maka setelah penurunan bidang poer tetap merupakan
bidang datar.
2. Gaya yang bekerja pada tiang berbanding
lurus dengan penurunan tiang-tiang.
(a)
Untuk kaki tunggal.
(b)
Untuk dinding pondasi.
Gambar 2.2 Pola-pola
kelompok tiang pancang khusus (Bowles, J.E., 1991)
1.6.
Jarak antar tiang dalam kelompok
Berdasarkan
pada perhitungan. Daya dukung tanah oleh Dirjen Bina Marga Departemen P.U.T.L.
diisyaratkan :
dimana
:
S =
Jarak masing-masing.
D
= Diameter tiang.
Biasanya
jarak antara 2 tiang dalam kelompok diisyaratkan minimum 0,60 m dan maximum
2,00 m. Ketentuan ini berdasarkan pada pertimbangan-pertimbangan sebagai
berikut :
1. Bila S < 2,5 D a. Kemungkinan tanah di sekitar
kelompok tiang akan naik terlalu berlebihan karena terdesak oleh tiang-tiang
yang dipancang terlalu berdekatan.
b.
Terangkatnya tiang-tiang di sekitarnya yang telah dipancang lebih dahulu.
2.
Bila S > 3,0 D
Apabila
S > 3 D maka tidak ekonomis, karena akan memperbesar ukuran/dimensi dari
poer (footing).
1.7.
efisiensi
kelompok tiang Metode Converse-Labarre
Formula (AASHO)
Disini
disyaratkan :
dimana
:
Eg =
Efisiensi kelompok tiang.
m =
Jumlah baris tiang.
n' =
Jumlah tiang dalam satu baris.
θ =
Arc tg d/s, dalam derajat.
s =
Jarak pusat ke pusat tiang
d
= Diameter tiang.
1.8.
Pmax yang Terjadi Pada Tiang Akibat
Pembebanan
1.9. Data-data
-
Tiang pancang segi
empat
-
Ukuran kolom ᶲ 60
-
Beban kolom :
Beban aksial , P = 65 ton
Beban horisontal,H = 60 ton
Momen arah sb-x = -137,5 tm
Momen arah sb-y = 125 tm
-
Mutu beton : K-225
-
Mutu baja : U-24
Dalam hal ini perhitungan yang
diperlukan yakni :
-
Kapasitas dukung ijin
tekan dan tarik
-
Jumlah tiang
-
Efisiensi kelompok
tiang
-
Kontrol beban maksimum
pada kelompok tiang
-
Daya dukung horisontal
-
Kontrol defleksi tiang vertical
-
Ukuran pile cap dan
gaya geser yang bekerja pada penampang
-
Penulangan pile cap
BAB II
PEMBAHASAN
2.1
DAYA DUKUNG IJIN TEKAN DAN TARIK
Tabel 1 data teknik
tiang pancang
|
Dimensi tiang
|
25 cm X 25 cm
|
|
Luas penampang tiang, AP (cm²)
|
625
|
|
Keliling penampang tiang, Ast (cm)
|
100
|
|
Beban aksial ijin (ton)
|
84,30
|
Daya
dukung ijin tekan
Pa = 
+ 
+
Pa
= daya dukung ijin tekan
tiang
Qc
= tahanan ujung konus
sondir
Ap = luas penampang tiang
Tf = total friksi / jumlah
hambatan pelekat
Ast
= keliling penampang tiang
FK1,FK2 = Faktor keamanan , FK1 = 3 FK2 = 5
Tabel
2 Daya dukung ijin tekan tiang
|
Kedalaman (m)
|
Qc (kg/cm²)
|
Tf (kg/cm)
|
Ap (cm²)
|
Ast (cm)
|
Pall (ton)
|
|
1,00
|
25
|
70
|
625
|
100
|
6,608
|
|
2,00
|
145
|
245
|
625
|
100
|
35,108
|
|
3,00
|
15
|
350
|
625
|
100
|
10,125
|
|
4,00
|
70
|
545
|
625
|
100
|
25,483
|
|
5,00
|
200
|
735
|
625
|
100
|
56,366
|
Daya dukung
ijin tarik
Pta
= 
+ Wp
+ Wp
Pta = daya dukung ijin tarik tiang
Tf = total friksi / jumlah
hambatan pelekat
Ast
= keliling penampang tiang
FK2 = Faktor keamanan , FK2 = 5
Wp = berat pondasi
Table
3 daya dukung ijin tarik tiang
|
Kedalaman (m)
|
Tf (kg/cm)
|
Ap (cm²)
|
Ast (cm)
|
Wp (kg)
|
Pall (ton)
|
|
1,00
|
70
|
625
|
100
|
153
|
1,203
|
|
2,00
|
245
|
625
|
100
|
306
|
3,981
|
|
3,00
|
350
|
625
|
100
|
459
|
5,709
|
|
4,00
|
545
|
625
|
100
|
612
|
8,787
|
|
5,00
|
735
|
625
|
100
|
765
|
11,790
|
Ptiang
= Pall(tekan) – Pall(tarik)
= 56,366 – 11,790
= 44,576 ton
Dipakai
: Pall = 44,576 < 84,30 ton (kapasitas aksial ijin tiang) = (OK)
2.2 JUMLAH
TIANG
Table
4 jumlah tiang
|
Tipe
Pondasi
|
Ukuran
Kolom (cm)
|
Beban,
Pu (ton)
|
Pall
(ton)
|
Jumlah
Tiang n=P/Pall
|
|
P
|
θ60
|
65
|
44,5
|
1,46 = 4 tiang
|
Tipe
Tebal
pile cap = 50 cm
Jarak antar tiang
2,5 d ≤ S ≥ 2 d
2,5. 25 ≤ S ≥ 2 . 25
62,5 ≤ S ≥ 50
2.3
EFFISIENSI KELOMPOK TIANG
Eg
= 1 - θ
Eg
= effisiensi kelompok tiang
Θ
= arctg (D/S)
D=
ukuran pemampang tiang
S
= jarak tiang
m
= jumlah tiang dalam 1 kolom
n
= jumlah tiang dalam 1 baris
Tabel
5 Effisiensi kelompok tiang
|
Tipe
pondasi
|
D
(cm)
|
S
(cm)
|
Θ
= arctg (D/S)
|
m
|
n
|
Eg
|
|
P
|
25
|
62,5
|
21,80
|
2
|
2
|
0,758
|
Daya
dukung vertical kelompok tiang:
=
Eg X jumlah tiang X daya dukung tiang
Tipe
p = 0,758 x 4 x 44,5 = 134,924 ton > 65 ton ( OK)
2.4 BEBAN
MAKSIMUM TIANG PADA KELOMPOK TIANG
Pmax
= 
± 
± 
± ±
Xmaks = jarak
terpanjang pada sumbu X/2 = 62,5/2 = 31,3 cm = 0,313 m
Ymaks = jarak
terpanjang pada sumbu Y/2 = 50/2 =25 cm = 0,25 m
ƩX²
= n. (Xmaks)2 = 4 x 0,3132 = 0,392
ƩY²
= n. (Ymaks)2 = 4 x 0,252 = 0,25
Tabel
6 Beban maksimum tiang
|
Tipe pondasi
|
Pu (ton)
|
Jumlah tiang
|
Mx (tm)
|
My (tm)
|
Xmaks (m)
|
Ymaks (m)
|
ƩX²
|
ƩY²
|
Pmaks (ton)
|
|
P
|
65
|
2
|
-137,5
|
125
|
0,313
|
0,25
|
0,125
|
0,195
|
6,95
|
Pmax
= ± ±
± ±
Pmax
= 
± 
± 
± ±
Pmax
= 16,25 + (24,95+ (-34,25))
Pmax
= 16.25- 9,3
Pmax
= 6.95 ton
Pmaks
< Pall = Ok
6,95
t < 44,5 t = (OK)
2.5
DAYA DUKUNG HORIZONTAL
-
Tiang ujung bebas
-
Tanah granular
Hu
= 
f = 0,82 
Mmax
= Hu (e + 2f/3)
 |
|||||||
 |
|||||||
 |
|||||||
|
|||||||
|
φ= 40°
ɣ
= 21,6 KN/m³
Kp
= tg² (45° + ҩ/2) = tg² (45° + 40°/2) = 4,59
Hu
= 
=
13,62 KN
F
= 0,82 √
=
1,56
Mmax
= Hu (e + 2f/3) = 13,62 (0,4 + 2. 1,56/3) = 19,6 tm
Mmaks
> My
19,6 tm <
125 tm dipakai Mmaks = My
Tabel
7 daya dukung horizontal
|
Tipe pondasi
|
My (tm)
|
F
|
Hu
|
Gaya Horizontal (t)
|
Gaya horizontal tiang (t)
|
|
P
|
125
|
1,56
|
13,62
|
60
|
15 t
|
Gaya horizontal tiang < Hu Ok
15
t > 13,62 t (tidak ok)
2.6 CONTROL
DEFLEKSI TIANG VERTICAL
Dipakai
metode borms
-
Tiang ujung
bebas
-
Tanah granular
α = [ 
]1/5
]1/5
nh = koefisien reaksi subgrade = 11779.106 (terzagi)
Ep
= modulus elastisitas tiang = 2.105 KN/mm2 (Mpa) = 2.107
KN/cm2
Ip = momen inersia penampang tiang = 32,552 cm4
α
= [ 
] 1/5
] 1/5
=
0,004
αL
= 0,004 x 3,5 = 0,014m < 2 tiang à
tiang pendek
defleksi lateral :
Yo
= 
Yo = 
Yo = 8,6221.10-09
Tabel
8 Defleksi Lateral
|
Tipe pondasi
|
Gaya horizontal H (t)
|
L (m)
|
Nh (t/m3)
|
Yo (m)
|
|
P
|
60
|
3,5
|
1.1779.1010
|
8,6221.10-09
|
Yo = 8,6221.10-09
8,6221.10-09
< 6 mm --> OK
2.7 PILE
CAP
Mutu
beton : K-225 fc’ = 18,675 Mpa
Mutu
baja : U-24 fy = 240 Mpa
Tabel
9 Gaya geser 1 arah
|
Tipe
Pondasi
|
Jarak tiang (cm)
|
Jarak tepi (cm)
|
Luas pile cap (m2)
|
Tebal pile cap (m)
|
Pu (t)
|
Pu / A σ (t/m2)
|
|
P
|
62,5
|
50
|
2.64
|
0,5
|
65
|
24,62
|
Kontrol gaya geser 1 arah
Gaya
geser yang bekerja pada penampang :
A
= luas penampang (m2)
= 62,5 + 50 + 50 + 50 + 50/100 = 2,64 m2
L = panjang pile cap (mm)
= 62,5
+ 50 + 50 = 162,5 cm = 1625 mm
σ = P/A(t/m2)
= 65/2,64
= 24,62 t/m2
G’
= daerah pembebanan yang di perhitungkan untuk geser penulangan 1 arah
= L – (L/2 + lebar kolom/2 + d) (mm)
= 1625-(1625/2 + 600/2+250)
= 1625- 1362,5
= 262,5 mm
d = tebal efektif pile cap (mm)
= 444 mm
Vu
= σ . L . G’
= 24,62. 1,625. 0,2625 = 10,50 (t)
Tabel
10 Gaya geser beton 1 arah
|
Tipe pondasi
|
Panjang pile cap, L (cm)
|
d (cm)
|
Pu /A σ (t/m2)
|
Vu (t)
|
φ Vc (t)
|
|
P
|
162,5
|
44,4
|
24,62
|
10,50
|
30,187
|
Kuat
geser beton
φVc = φ . 1/6 
. b . d
. b . d
=
40°.1/6
. 2,36 .
0,444
. 2,36 .
0,444
=
30,187 t
φ
Vc > Vu à OK
30,187
> 10,50 (OK)
Kontrol gaya geser 2 arah
Lebar
penampang kritis (B’) :
B’ = Lebar kolom + 2 . 
d
d
= 0,6 + 2 0,444 = 1,044
m
0,444 = 1,044
m
Vu
= σ . (L2 - B’2)
= 24,62 (1,625 2- 1,0442)
= 38,17 (t)
βc = panjang kolom/ lebar kolom = ɑk / bk
= 60/60 = 1
bo = 4B’ (mm)
= 4 . 1,044
= 4,176 (mm)
Besar
Vc di ambil nilai terkecil dari :
1.
Vc = (1 +
) 
)
= (1 +
) 
)
= 4006,30
t
2.
Vc = (
+ 2) 
+ 2)
= (
+ 2) 
+ 2)
= 3132 t
3.
Vc = 
=
= 445,15
t
Diambil
Vc = 445,15 t
Tabel
11 gaya geser beton 2 arah
|
Tipe pondasi
|
B’ (m)
|
L (m)
|
d (m)
|
Pu /A (t/m2)
|
Vu (t)
|
φ Vc (t)
|
|
P
|
1,044
|
1,625
|
0,444
|
24,62
|
38,17
|
445,15
|
φ
Vc > Vu à OK
445,15
t > 38,17 t = OK
2.8 PENULANGAN
PILE CAP PONDASI
Lebar
penampang kritis :
B’
= ( lebar pile cap /2 ) – (lebar kolom /2) (mm)
=((50+62,5 +50)/2) – (60/2)
= 51,25 cm = 512,9 (mm)
Berat
pile cap pada penampang kritis :
q’
= 2400.L.d (kg/m’)
= 2400. 1,625. 0,444
= 1731,6 (kg/m’)
Mu = 2 (Pu/4) (s) – 
q’ B’2
q’ B’2
= 2(65/4) (26,00) – 1731,6 . 0,5125² = 617,6 kNm
1731,6 . 0,5125² = 617,6 kNm
n
= jumlah tulangan
= (50+62,5+50)/20 = 8,125 = 9 terjunan
As
= 
D2
. n (mm2)
D2
. n (mm2)
= 1⁄4 . 3,14 .252. 9
= 4415,25 mm²
a
= (As . fy)/ (0,85 .fc’ .b) (mm)
= ( 0.44 . 240 ) / (0,85. 18,675. 236)
= 0,0281 (mm)
φMu
= φ As. fy (d – a)
a)
=40°.
4415,25 .240 (0,444- 1/2 . 0,0281 ) = 18224,032
Dipakai
tulangan bawah D25 – 200
(terpasang 9 tulangan )
Tulangan
atas di pakai D25 – 250
Tabel
12 Penulangan Pile Cap
|
Tipe pondasi
|
Pu (ton)
|
B’ (mm)
|
q’ (kg/m’)
|
Mu (kNm)
|
Jumlah tulangan bawah
|
As (mm2)
|
a (mm)
|
φMu (kNm)
|
|
P
|
65
|
512,9
|
1731,6
|
617,6
|
9
|
4415,25
|
0,0281
|
18224,032
|
φMu
> Mu à OK
18224,032
> 617,6 = OK
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar