Upload
aldi
View
232
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
1/42
D
AYA
D
UKUNG
T
IANG
IN
SITU
T
Rekayasa PondasPerencanaan Praktis & Metode Pelaksana
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
2/42
METODA PERHITUNGAN DAYA DUKUNG TIANG
Perhitungan daya dukung tiang tunggal didasarkan pada tingkat penyelepekerjaan apakah tahap desain, pelaksanaan atau sudah terpasang.
Tahapan Metoda Data yang dipeDesain Statik Salah satu dari data
1. Tes Lab (f, c, g)2. NSPT3. Data Sondir (qc d
Pelaksanaan(khusus untuk tiangpancang)
Dinamik Data Pemancangan1. Berat Pemukul2. Tinggi jatuh pem3. Jenis Alat4. Penurunan/puku
Sudah terpasang Tes Beban (loading test) Penurunan vs beba
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
3/42
D
AYA
D
UKUNG
T
IANG
Daya Dukung sebuah tiang adalah terdiri dari 2
komponen, yaitu komponen skin friction danpobearing.
Dimana : Qe = Daya dukung Ujung
Qs= Daya dukung friksi / geser
FK
Q
Q
QQQ
u
a
seu
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
4/42
a. Dari Data CPT (
Cone Penetration Test
)
Jika yang tersedia adalah data CPT, maka daya dukung ijin sepondasi tiang dapat diformulasikan sebagai berikut :
Dimana :
JHP= Jumlah hambatan pelekat (Total friction) penjumlahanskin atausleeve frictiondari konus sondir sampai kedalaman tertentu O = Keliling tiang [cm]qc = Tahanan konus pada dasar pondasi [kg/cm
2]Ab = Luas penampang alas / ujung tiang [cm
2]
3
xAq
5
JHPxOQ
FK2
Q
FK1
bca
esa
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
5/42
JHP
qc
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
6/42
Kapasitas tiang dalam tanah granular
Vesic (1967) menyarankan tahanan ujung t
persatuan luas (fb) kurang lebih sama dentahanan kerucut (qc), atau :
fb = qc
Tahanan ujung ultimate tiang (Qb) dinyatakoleh persamaan :
Qe = Ab . qc
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
7/42
Kapasitas tiang dalam tanah granular
Meyerhof (1976) juga
menyarankanpenggunaan persamaandiatas, yaitu dengan nilaiqc adalah nilai rata-rata
dihitung dari 8d di atasdasar tiang sampaidengan 4d di bawahdasar tiang.
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
8/42
Untutanah pa
tertenterletak a
sampbawah ujun
hargama
d
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
9/42
Bila belum ada data hubungan antara tahanan kerucut (qc) dan tahayang meyakinkan, Tomlinson (1977) menyarankan penggunaan fahitungan tahanan ujung :
Qe
= . Ab
. qc
Untuk hitungan tahanan ujung tiang dari uji sondir ini Heijinen (1974dan Beringen (1979) menyarankan nilai faktor wseperti pada tabe
Kondisi Tanah Fak
Pasir terkonsolidasi normal (OCR=0)Pesir mengandung banyak kerikil kasar;pasir dengan OCR = 2 s.d. 4Kerikil halus; pasir dengan OCR = 6 s.d. 10
10
0
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
10/42
Tomlinson (1975) juga merekomendasikan formula daya dukung ujung tiang pancang, sebagai:
Qe= 10 . Ckd. Ab [ton]
Ckd= qc rata-ratadari 1d di bawah dan 3d di atas elevujung tiang (gbr)
Satuan:
Qe[ton], qc[kg/cm2], dan Ab[m2]d
Rentang harga qc
dukung ujung (To
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
11/42
TAHANAN GESEK TIANG
Vesic (1967) menyarankan bahwa tahanan g
persatuan luas (fs) pada dinding tiang beto2X tahanan gesek dinding mata sondir (JHP
fs= 2. JHP [kg/cm2]
Untuk tiang baja profil H
fs= JHP [kg/cm2]
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
12/42
Tahanan gesek satuan antara dinding tiang dan tanah, seempiris dapat pula diperoleh dari nilai tahanan ujung kerudiberikan oleh Meyerhof (1956) sebagai berikut :
1. Untuk tiang pancang beton dan kayu pada tanah pasirfs= qc/ 200
2. Untuk tiang pancang baja profil H pada tanah pasir :fs= qc/ 400
3. Di Belanda, untuk tiang pancang beton dan kayu padapasir :
fs= qc/ 250
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
13/42
Tahanan Gesek Dinding Tiang dinyatakapersamaan :
Qs= As. fs
Sehingga Kapasitas Ultimate tiang dihitdengan persamaan :
Qu= Ab. qc + As. fs
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
14/42
Prosedur penggunaan diagram tahanan kerucut statis untuk mkapasitas tiang dalam tanah granular, adalah sebagai berikut :
1.Perhatikan diagram tahanan kerucut perkedalamannya dan p
kedalaman sementara yang dianggap mendekati kapasitas ubahan tiang yang dipakai.
2.Hitung nilai rata-rata tahanan kerucut pada kedalaman tertemenurut cara Meyerhof atau yang lain. Untuk cara Meyerhoftahanan kerucut rata-rata (qc) diambil pada jarak 8d di atas
kedalaman yang dipilih dan 4d di bawah titik tersebut.3.Dari nilai rata-rata tahanan kerucut yang diperoleh dari butir
tahanan ujung tiang.4.Dari tahanan kerucut rata-rata di sepanjang kedalaman yang
hitung tahanan gesek dinding tiang.
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
15/42
5. Hitung kapasitas tiang ultimate total (Qu), yaitu dengamenjumlahkan tahanan ujung dan tahanan gesek yandiperoleh pada langkah (3) dan (4). Kemudian, bagilafaktor aman 2.5 3 untuk kapasitas ijin (Qa).
6. Cek nilai Qayang terhitung dengan kekuatan bahan ti7. Jika setelah dikalikan dengan jumlah tiang, kapasitas
diperoleh lebih kecil dari beban total struktur, maka ktiang harus ditambah untuk menaikkan tahanan gesedan tahanan ujungnya. Cara lain adalah dengan memujung tiang, tetapi ini akan memperkecil tahanan gesdindingnya. Jika ujung berdiameter besar, untuk mentahanan ujung ultimate yang optimal, disarankan tiandipancang cukup dalam berdasarkan nilai tahanan ke
qc [kg/cm2 ]
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
16/42
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
5.50
6.00
6.50
7.00
7.50
8.00
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Depth[m]
JHP [kg/cm]
JHP qc
0 1 2 3 4 5 6
FR [%]
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
17/42
3.40 27 36 9 27.00 0.81 16.20 183.60
3.60 34 43 9 34.00 0.81 16.20 199.80
3.80 38 47 9 38.00 0.81 16.20 216.00
4.00 45 55 10 45.00 0.90 18.00 234.00
4.20 50 60 10 50.00 0.90 18.00 252.00
4.40 65 80 15 65.00 1.35 27.00 279.00
4.60 75 95 20 75.00 1.80 36.00 315.00
4.80 60 85 25 60.00 2.25 45.00 360.00
5.00 50 65 15 50.00 1.35 27.00 387.00
5.20 40 50 10 40.00 0.90 18.00 405.00
5.40 55 75 20 55.00 1.80 36.00 441.00
5.60 70 90 20 70.00 1.80 36.00 477.00
5.80 95 110 15 95.00 1.35 27.00 504.00
6.00 110 125 15 110.00 1.35 27.00 531.00
6.20 135 145 10 135.00 0.90 18.00 549.00
6.40 120 135 15 120.00 1.35 27.00 576.00
6.60 110 130 20 110.00 1.80 36.00 612.00
6.80 140 165 25 140.00 2.25 45.00 657.00
7.00 175 190 15 175.00 1.35 27.00 684.00
7.20 200 240 40 200.00 3.60 72.00 756.00
7.40
D L qc JHP Ab O Qb Qs Q
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
18/42
D L qc JHP Ab O Qb Qs Q
30 4 45 234 706.858 94.248 7952.156 3675.663 1
5 50 387 706.858 94.248 8835.729 6078.982 1
6 110 531 706.858 94.248 19438.605 8340.928 2
7 175 684 706.858 94.248 30925.053 10744.247 4
D L qc JHP Ab O Qb Qs Q
40 4 45 234 1256.637 125.664 14137.167 4900.885 1
5 50 387 1256.637 125.664 15707.963 8105.309 2
6 110 531 1256.637 125.664 34557.519 11121.238 4
7 175 684 1256.637 125.664 54977.871 14325.663 6
D L qc JHP Ab O Qb Qs Q
50 4 45 234 1963.495 157.080 22089.323 6126.106 2
5 50 387 1963.495 157.080 24543.693 10131.636 3
6 110 531 1963.495 157.080 53996.124 13901.547 6
7 175 684 1963.495 157.080 85902.924 17907.078 10
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
19/42
b)Kapasitas tiang dalam tanah kohesif
Jika tanah kohesif, umumnya tahanan kerucu
(qc) dihubungkan dengan kohesitak terdrainayaitu :
cu. Nc= qc [kg/cm2]
Nilai Ncberkisar antara 10 30, tergantung dsensitivitas, kompresibilitas dan adhesi antaradan mata sondir. Bagemann, 1965 mengambi
15
18.
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
20/42
Tahanan ujung tiang diambil pada nilai qcra
Tahanan gesek persatuan luas (fs) dari tian
pancang dapat diambil dari tahanan gesek sondir (JHP), atau
fs= JHP [kg/cm2]
Kapasitas Ultimate tiang pancang, dinyatakadengan persamaan :
Qu = Ab qc + As JHP [kg
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
21/42
Daya Dukung Friksi
L
0
s1
L
0
ss LdfSLdqQ
Dimana : nilai qs dibatasi sampai 0.12 MN/m2
Nilai S1 untuk perhitungan daya dukung friksi
Tipe fondasi tiang S1
Kayu
Beton/baja penampang segi empat:
- Ujung flat
- Ujung lancip
Driven cast in-situ
Pipa baja/profil H
1.2
0.6
1.1
1.3
0.7
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
22/42
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
23/42
l1
l2
l3
qc1 qc2 qc3 qc
z
Pengambilan harga qc untuk daya dukung fr
D i D t SPT (
St d d P t ti
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
24/42
Jika yang tersedia adalah data SPT, maka d
dukung batas sebuah pondasi tiang dapatdiformulasikan sebagai berikut :
]/[20.0
]/[504.0
]/[04.0
2
2
2
mtonNxAQ
mtonNxxAQ
ftkipsNxAQ
ss
ss
ss
Dari Data SPT (Standard Penetration
Daya Dukung friksi (Qs)
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
25/42
JenisTanah
N < 15 N > 15
ton/ft2 ton/m2 ton/ft2 ton
Pasir 4 N 40 N 60 + 2(N-15) 600 +
Lanau 2.5 N 25 N 37.5 + 1.25(N-15) 375 + 12
Lempung 2 N 20 N 30 + (N-15) 300 +
Nilai pb tergantung jenis tanah sebagai berikut :
Daya Dukung Ujung (Qe)
Qe = Ab . pb
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
26/42
5
ANAN40FQQ
ss
eesau
Qu dan Qa dalam [ton]Ne = Nilai SPT rata-rata dihitung dari ujung tiang samp
kali diameter di bawahnyaNs = Nilai SPT rata-rata sepanjang selimut tiang
Ae = Luas penampang tiang [m2]As = Luas selimut [m
2]F s = 4
Metoda
Dinamis
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
27/42
Metoda Dinamis
Metode ini hanya dipakai untuk pondasi tiang pancang, kareantara energi yang ditransfer oleh pemukul (hammer) ke dengan daya dukung pondasi dapat dibuat korelasinya.
Hitungan kapasitas ultimate tiang secara dinamis didasarkanrumus tiang pancang dinamis.
Rumus ini hanya berlaku untuk tiangtunggal dan tidakmemperhatikan hal-hal sebagai berikut :
1. Kelakuan tanah yang terletak di bawah dasar kelompdalam mendukung beban struktur.
2. Reduksi tahanan gesek dinding tiang sebagai akibat kelompok tiang
3. Perubahan struktur tanah akibat pemancangan.
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
28/42
Karena itu, data hasil pengujian hanya digunakan sebagai salainformasi pemancangan tiang, yang selanjutnya masih harusdipertimbangkan terhadap kondisi-kondisi yang lain.
Pada tanah pasir yang tidak padat dan jenuh air, pemancanganmengakibatkan kenaikan tekanan air pori yang tinggi, sehinggtahanan gesek tanah tereduksi. Hal ini mengakibatkan penurukapasitas tiang dibanding dengan kondisi pembebenan statis.
Pada tanah-tanah plastis, seperti lempung lunak atau lanau ha
hubungan antara tahanan tiang sementara dan tahanan tiangpermanen akibat beban yang diterapkan tidak menentu. Pada tahanan gesek selama proses pemancangan lebih kecil dibandtahanan gesek sesudah beberapa lama. Namun tahanan tiang pukulan dinamis jauh lebih besar dari beban statis setelah beblama.
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
29/42
Alat Tiang Pancang
Tiang dipancang dengan alat pemukul (hammer) muap, pemukul getar atau pemukul yang hanya dijatSkema dari bermacam-macam alat pemukul dapat pada gambar skema dibawah. Penutup tiang (pile biasanya diletakkan menutup kepala tiang yang ka
kadang dibentuk dalam geometri tertutup. Tiang dpemukul dipasang pada peralatancraneyang dilendengan rangka batang baja sebagai pengatur jatuhpemukul ke kepala tiang yang disebutlead:
1 Pemukul jatuh (drop hammer)
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
30/42
1. Pemukul jatuh (drop hammer),Pemukul jatuh terdiri dari blok pemberat yang dijatuhkan daPemberat ditarik dengan tinggi jatuh tertentu, kemudian dilemenumbuk tiang. Pemakaian alat ini masih sangat lambat, shanya dipakai untuk volume pekerjaan kecil.
2. Pemukul aksi tunggal (single acting hammer),Pemukul aksi tunggal berbentuk memanjang denganramyanaik oleh udara atau uap yang terkompresi, sedangkan geradisebabkan oleh beratnya sendiri. Energi pemukul aksi tungg
sama dengan beratramdikalikan tinggi jatuhnya.3. Pemukul aksi dobel (doubel-acting hammer),
Pemukul aksi dobel ini menggunakan uap atau udara untukmengangkatramdan untuk mempercepat gerakan ke bawahKecepatan pukulan dan energioutputbiasanya lebih tinggi d
aksi tunggal.
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
31/42
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
32/42
4. Pemukul disel (diesel hammer),Pemukul disel terdiri dari silinder, ram, blokanvilsistem injeksi bahan bakar. Pemukul tipe ini umu
kecil, ringan dan digerakkan dengan menggunakbahan bakar minyak. Energi pemancangan total ydihasilkan adalah jumlah benturan dariramditamenergi hasil dari ledakan.
5. Pemukul getar (vibratory hammer),Pemukul getar merupakan unit alat pancang yanbergetar pada frekuensi tinggi.
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
33/42
Dalam pekerjaan pemancangan tiang terdap
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
34/42
p j p g g pnama-nama alat sbb:
1. Anvil, adalah bagian yang terletak pada dasar pemukul yanbenturan dari ram dan mentransfernya ke kepala tang.
2. Helmet atau drive cap (penutup pancang), adalah bahan ydari baja cor yang diletakkan di atas tiang untuk mencegahkerusakan saat pemancangan dan untuk menjaga agar as dengan as pemukul.
3. Cushion (bantalan), dibuat dari kayu keras atau bahan lain
ditempatkan diantara penutup tiang (pile cap) dan puncakmelindungi kepala tiang dari kerusakan.4. Ram, adalah bagian pemukul yang bergerak ke atas dan ke
terdiri dari piston dan kepala penggerak (driving head).5. Leader, adalah rangka baja dengan dua bagian paralel seb
tiang agar pada saat tiang dipancang arahnya benar.
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
35/42
Prinsip
Pemancangan
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
36/42
Prinsip Pemancangan
Tiangyang akandipancangdipukuldenganhammerdenganenergibesarnyatergantungdariberathammer, tinggijatuhdanjenispemu
Secara umum hubungan antpemancangan dengan masudan perlawanan tanah adalahukum kekekalan energi yansebagai berikut :
QHw uh.
Dimana :
wh = BeratHammerH = Tinggi JatuhHammerQu = Tahanan Tiang Ultima
S = Penetrasi Tiang
Metode
Modified ENR
\
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
37/42
Metode Modified ENR\
Mula-mulaENR(Engineering News Formula) mengeluarkan rumusan daya d
denganmetode dinamik sebaga berikut :
CS
HwQ hu
.
Kemudian mengalami modifikasi dan disebutModified ENRsetelah dpengujian lapangan (disesuaikan dengan sistem satuan kg-mm), be
6
.
5.2
. 2
ua
ph
phhhu
ww
wnw
S
EeQ
ENR memakai faktor keamanan = 6
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
38/42
ENRmemakai faktor keamanan = 6
Dimana :wh = BeratHammer [kg]
wp = Berat Tiang [kg]eh = Efisiensi alatEh = Energi pemukul = wh.H = UntukDrop Hammer [kS = Final set (Penetrasi Tiang) per pukulan (diambil ra
pukulan terakhir untukdrop hammerdan rata-rata
untuksteam hammer. [mm]n = Koefisien restitusi, koef yg tergantung dari bahan tjenis alat
Qu = Daya dukungultimate. [kg]Qa = Daya dukung ijin [kg]
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
39/42
TipeHammer ehDrop HammerdenganTrigerDrop Hammerdengan taliSingle Acting Hammer (Vulcan)
Double Acting HammerDiesel Hammer
1.000.750.75
0.851.00
Efisiensi Alat (menurut RD Chellis, 196
Koefisien Restitusi (menurut Housel 1966)
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
40/42
Jenis Tiang Kondisi Kepala Tiang Drop, SAH, DH
Beton
Baja
Kayu
Bertopi plastik kompositBertopi KayuTanpa Topi/pelindungBertopi plastik standarBertopi KayuTanpa pelindungTanpa pelindung
0.40.25
-0.50.3-
0.25
Koefisien Restitusi (menurut Housel, 1966)
Drop = Drop Hammer DAH = Double Acting HammerDH = Diesel Hammer SAH = Single Acting Hammer
Metode
Lain
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
41/42
Metode Lain
Puluhan metode telah dipakai dan masing-mempunyai asumsi yang berbeda sehingga
menghasilkan perbedaan perhitungan dalamsetiap metode. Metode lain yang dianjurkandipelajari lebih lanjut adalah :
a. Sander f. Dannishb. Eytelwin (Belanda) g. Gatesc. Wiesbach h. etode Ratiod. Hiley i. AASHTO
e Janbu
Tes Beban (
Loading Test
)
7/24/2019 03b Daya Dukang Tiang in Situ Test R
42/42
Tes Beban (Loading Test)
Tes beban dilakukan untuk meyakinkan bahwa daya dukungyang telah dilaksanakan tidak kurang dari beban rencana ya
bekerja pada tiang. Jadi tes beban ini tidak bertujuan untuk daya dukung ultimate,akan tetapi mencari apakahpondasi tiang tersebuttidak mengalami
keruntuhan denganbeban yangdirencanakan.