Kapasitas (Daya Dukung) Tiang Rekayasa Podasi 2 Norma Puspita, ST. MT.

kapasitas tiang (pile capacity) adalah kapasitas dukung tiang dalam mendukung beban Disebut juga sebagai daya dukung pondasi Daya dukung dihitung berdasarkan mekanisme pemindahan beban pada pondasi tiang

Daya Dukung Pondasi Pondasi baja 𝑄 𝑎𝑙𝑙 = 𝐴 𝑠 𝑓 𝑠 , dimana As = luas penampang tiang, fs = tegangan izin baja (≥0.33 – 0.5 fy) Pondasi Kayu 𝑄 𝑎𝑙𝑙 = 𝐴 𝑠 𝑓 𝑤 , dimana As = luas rata – rata penampang tiang, fw = tegangan izin kayu

Metode Perhitungan Metode statis : Rumus empiris - berdasarkan hasil sondir SPT/CPT Rumus analitis Metode Dinamis

Rumus Empiris Berdasarkan hasil CPT Digunakan untuk tanah lempung Qa = Kapasitas Tiang (Kg) qc = nilai konus (kg/cm2) Ap = luas penampang tiang (m2) JHP = jumlah hambatan lekat O = Keliling tiang (m)

Untuk tanah berpasir (non kohesif) Berdasarkan nilai SPT Untuk tanah berpasir (non kohesif) Qu = Kapasias Tiang qp = tahanan ujung (kN/m2) Ap = luas penampang tiang (m2) fs = tahanan kulit (kN/m2) As = luas selimut tiang (m2) = O x panjang tiang qp = 40 N L/B ≤ 400 N (kN/m2) fs = 2 N (kN/m2) untuk tiang pancang fs = N (kN/m2) untuk tiang bor N = jumlah pukulan rata – rata sepanjang tiang

Rumus Analitis 𝑄 𝑢 = 𝑄 𝑝 + 𝑄 𝑠 𝑄 𝑝 = 𝐴 𝑝 .𝑞 𝑝 𝐴 𝑝 = luas ujung tiang 𝑄 𝑢 = 𝑄 𝑝 + 𝑄 𝑠 𝑄 𝑝 = 𝐴 𝑝 .𝑞 𝑝 𝐴 𝑝 = luas ujung tiang berdasarkan rumus meyerhoff, 𝑞 𝑝 =𝑐. 𝑁 𝑐 ′ +𝛾𝑧 𝑁 𝑞 ′ 𝑁 𝑐 ′ dan 𝑁 𝑞 ′ = faktor daya dukung (dari grafik meyerhoff) Qs = fs x As fs = tahanan kulit As = luas selimut tiang = keliling penampang x panjang tiang

Metode Tomlison ( α ) K = K0 = (1 – sin ø’) 𝑂𝐶𝑅 α = faktor adhesi ; c = kohesi rata - rata 𝑞 = tegangan vertikal efektif rata – rata δ = sudut gesek 𝑘𝑃𝑎= 𝑘𝑁 𝑚 2 Ksf = kilopound per square feet 1Ksf = 47.88 kPa

Metode Tomlinson

Metode Tomlinson Daya Dukung Pondasi (Qu) pada tanah lempung jenuh : Qu = ( Nc. Cu + γ . Df ) .Ap + s . Cs . As Nc = Faktor daya dukung (untuk ø = 0 ; Nc = 9) γ = berat jenis tanah lempung Df = Kedalaman Tiang Cu= kuat geser tanah lempung jenuh (undrained) rata – rata sepanjang tiang s = factor bentuk (untuk tiang biasa; s = 1) (untuk tiang tapered; s = 1.2) Cs = adhesi antara tiang dengan tanah = a. Cu Nilai a lihat grafik fungsi kuat geser undrained As = luas selimut tiang

Daya Dukung Pondasi (Qu) pada tanah berbutir kasar Qu = 𝑞 (Nq – 1) Ap + K 𝑞 tan δ . As Nq = faktor daya dukung dari grafik Berezantzev

tidak dapat digunakan untuk tanah lempung jenuh Metode Burland β tidak dapat digunakan untuk tanah lempung jenuh K = K0 = (1 – sin ø’) 𝑞 = tegangan vertikal efektif rata – rata δ = sudut gesek pada dinding tiang = 2 3 𝜙

Metode Vijay Focht (λ) fs = λ ( + 2 c )

Contoh Soal 1. Suatu pondasi tiang seperti tergambar. Tentukan daya dukung ultimate tiang dan daya dukung tiang yang diperbolehkan jika Faktor keamanan = 3.

Jawaban : Qu = Qp + Qs Qp = Ap + qp qp = c Nc’ + γ.z.Nq’ Qs = fs Aselimut tiang fs = α.c + K.q tan δ (metoda α ) untuk ø = 0 ; Lc/B = 3  Lc = kedalaman kritis L/B = 40/0.45 = 89  L/B > Lc/B maka Nc’ = 9 , Nq’ = 1

qp = 0,3 + 10,32 + 45,9 + 26,86 qp = 83,38 t/m2 Ap = 0,25. π (0,45)2 = 0,16 m2 𝑄 𝑃 = 𝑞 𝑝 + 𝐴𝑝 = 13.26 𝑡𝑜𝑛 Karena ø = 0 maka fs = α.c PR = panjang tiang / diameter tiang = 89 > 20 Tanah lempung lunak diatas tanah lempung lebih kaku, maka: Untuk lapisan tanah atas c = 2 t/m2, α1 = 0.75 Untuk lapisan tanah bawah c = 6 t/m2 , α2 = 0.70

fs = α1 . c1 + α2 . c2 = 0,75 . 2 + 0,70 . 6 = 5,7 Qs = fs . As = 5,7 . π . 0,45 . 40 = 322,62 ton Jadi, Qu = Qp + Qs = 13,26 + 322,62 = 335,88 ton Qa = Qu / FK = 335,88 / 3 = 112 ton Gunakan rumus Tomlinson : Qu = (Nc . cu + γ . Df ) Ap + s . a . cu . As Cu rata – rata = (2 . 6 + 6 . 34)/40 = 5,4

a = 0.75 Qu = {(9. 5,4 + 1,79 . 40) . 0,25 . π . 0,452} + (1 . 0,75 . 5,4 . π . 0,45 . 40) Qu = 248,13 ton Qa = Qu / 3 = 82,7 ton (lebih kecil) Check kekuatan beton : Umpama kekuatan tekan beton adalah 50 kg/cm2 = 500 t/m2 ; Ap = 0,16 m2 = 1600 cm2 Maka, 𝑄 𝑎𝑙𝑙 𝐴𝑝 = 82,7 0,16 = 517 t/m2 > 500 Jadi beban harus lebih kecil yaitu Qall = 500 . 0,16 = 80 ton

Contoh 2 Suatu tiang pancang, dari hasil pemeriksaan sondir pada tanah pendukung menunjukkan bahwa qc pada kedalaman 40 m adalah 40 kg/cm2 dan JHP adalah 2000 kg/cm2 Hitung daya dukung tanah menurut pemeriksaan sondir Jawab : Ap = 0.16 m2 = 1600 cm2 O = π . 0,45 = 1,413 m = 141,3 cm Qall = qc Ap /3 + JHP.O/5 Qall = 40 .1600 / 3 + 2500 . 141,3 / 5 Qall = 21333.33 + 70650 kg Qall = 91983.33 kg = 91.98 ton

Metode Dinamis Formula daya dukung tiang-pancang dinamik disebut formula tiang-pancang rasional tergantung pada prinsip – prinsip impuls-momentum. 𝑃 𝑢 = 𝑒 ℎ 𝑊 𝑟 ℎ 𝑊 𝑟 + 𝑛 2 𝑊 𝑝 𝑠+𝐶 + 𝑊 𝑟 + 𝑊 𝑝 𝑒 ℎ = efisiensi palu 𝑊 𝑟 = berat balok besi panjang s = banyak penetrasi titik per pukulan 𝑊 𝑝 = berattiang pancang h = tinggi jatuhnya balok besi panjang n = koefisien restitusi