Perhitungan Rekayasa Pondasi

Tugas Besar Rekayasa Pondasi

Diketahui :  Kedalaman Pondasi 30 m  Jenis pondasi tiang pancang bulat D=50 cm Ditanyakan :  Daya dukung vertikal tiang (single pile and group pile)  Perhitugan masing-masing beban yang ditanggung (asumsi beban horisontal 10 % dan beban vertikal 40% dari kapasitas daya dukung pondasi)  Penurunan pondasi

Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118

1


A. Daya dukung vertikal pondasi satu tiang (single pile)  Menentukan Qb (Tahanan Ujung Tiang) 1. Dutch Method  (menggunakan hasil penyelidikan Sondir/CPT )

Keterangan : qb

= tahanan ujung tiang pancang

w

= faktor korelasi untuk metode Dutch

qc1

= rata-rata perlawanan ujung konus 8D diatas ujung tiang

qc2

= rata-rata perlawanan ujung konus 4D diatas ujung tiang

Jawaban : D =40 cm 8D = 8 x 50 = 400 cm 4B = 4 x 50 = 200 cm 50cm

26,00

qc= 60 kg/ cm2

26,20

qc= 76 kg/ cm2

26,40

qc= 76 kg/ cm2

26,60

qc= 65 kg/ cm2

26,80

qc= 65 kg/ cm2

27,00

qc= 82 kg/ cm2

27,20

qc= 80 kg/ cm2

27,40

qc= 80 kg/ cm2

27,60

qc= 130 kg/ cm2

27,80

qc= 168 kg/ cm2

28,00

qc= 215 kg/ cm2

28,20

qc= 210 kg/ cm2

28,40

qc= 210 kg/ cm2

28,60

qc= 210 kg/ cm2

28,80

qc= 210 kg/ cm2

29,00

qc= 210 kg/ cm2

29,20

qc= 210 kg/ cm2

29,40

qc= 210 kg/ cm2

29,60

qc= 210 kg/ cm2

29,80

qc= 210 kg/ cm2

30,00

qc= 210 kg/ cm2

30,20

qc= 210 kg/ cm2

30,40

qc= 210 kg/ cm2

30,60

qc= 210 kg/ cm2

30,80

qc= 210 kg/ cm2

31,00

qc= 210 kg/ cm2

31,20

qc= 210 kg/ cm2

31,40

qc= 210 kg/ cm2

Aswandi Amrullah 02.211.3101 31,80 Endra Kusramandha 02.211.3118 32,00

qc= 210 kg/ cm2

L =30m

31,60

qc= 210 kg/ cm2 qc= 210 kg/ cm

2

8D

4D 2


60 + 76 + 76 + 65 + 65 + 82 + 80 + 80 + 130 + 168 + 215 + 210 + 210 + 210 + 210 + 210 + 210  210  210  210  210 21 3197  21

qC1 

 152,24 kg

cm2

210  210  210  210  210  210  210  210  210  210 10 2100  10

qC 2 

 210 kg

cm2

w(qc1  qc2 ) 2 0.5(152,24  210)  2 kg  90,56 cm2

qb 

Koreksi Schmertmann : 60 % dari hasil perhitungan dengan Metode Dutch qb  0.6  90,56  54,336 kg cm2

Qb  qb  Ap 1  54,336  (    502 ) 4  106688,4865kg  106,68ton

(Salgado & Lee, 1999)


3


2. Aoki & De Alencar’s Method  (menggunakan hasil penyelidikan Sondir/CPT ) qb 

qca( base ) F1

Keterangan : qb = tahanan ujung tiang qca = rata-rata perlawanan ujung konus (1,5 D di atas ujung tiang sampai 1,5 D di bawah ujung tiang) F1 = faktor tipe tiang pancang

(Salgado & Lee, 1999) Jawaban : D

=50 cm

1.5 D = 1.5 x 50 = 75 cm


4


1,5 D

1,5 D

210  210  210  210  210  210  210 7 1470  7  210 kg cm2

qca(baase) 

qb 

qca( base ) F1

210 1.75  120 kg cm2 

Qb  qb  Ap 1  120  (    502 ) 4  235500kg  235,5ton

3. Meyerhof ‘s Method  (menggunakan hasil penyelidikan N-SPT )

Qb  9  cu  A p Keterangan : Qb = tahanan ujung tiang Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118

5


cu = kohesi undrained (kN/m2) = N-SPT x 2/3 x 10 Jawaban : 50cm

30m

N-SPT = 47

2 cu  N  SPT   10 3 2  47   10 3  313,33 kN m 2 Qb  9  cu  Ap 1  9  313,33  (    0.502 ) 4  553,425kN  55,3425ton

 Menentukan Qs (Tahanan Gesek Selimut Tiang) 1. Aoki & De Alencar’s Method  (menggunakan hasil penyelidikan Sondir/CPT )

qs  qc ( side ) .

s F2

Keterangan : qs

= tahanan gesek selimut tiang

qc(side) = perlawanan konus rata-rata pada masing-masing lapisan sepanjang tiang αs

= faktor empirik untuk tipe tanah

F2

= faktor empirik untuk jenis tiang pondasi


6


(Salgado & Lee, 1999)

(Salgado & Lee, 1999) Jawaban :  Kedalaman 0 m – 5,15 m

(Sandy clay)

8  10  10  32  30 5 90   18 kg cm2 5

qc ( side ) 

qs  qc ( side )   18 

s F2

0,06 3,5

 0,3 kg cm2


7


Qs  qs  As  0,3  (  50  515)  24256,5kg  24,256ton

 Kedalaman 5,15 – 15,95 m (Silty Sand) 30  12  6  6  10  10  6  10  10  12  14 11 126   11,45 kg cm2 11

qc ( side ) 

qs  qc ( side )   11,45 

s F2

0,02 3,5

 0,065 kg cm2

Qs  qs  As  0,065  (  50 1080)  11021,4kg  11,021ton

 Kedalaman 15,95 – 20,45 m (Clay) 14  24  26  24  36  40 6 164   27,33 kg cm2 6

qc ( side ) 

qs  qc ( side )   27,33 

s F2 0.06 3 .5

 0.47 kg cm2

Qs  qs  As  0.47  (  50  450)  33205,5kg  33,2ton

 Kedalaman 20,45 – 25,45 m (Clay) 40  40  24  36  54  70 6 264   44 kg cm2 6

qc ( side ) 


8


s F2 0,06  44  3,5  0.75 kg cm

qs  qc ( side ) 

2

Qs  qs  As  0,75  (  50  500)  58875kg  58,87ton

 Kedalaman 25,45 – 30 m (Clay) 70  60  92  210  210  210 6 852   142 kg cm2 6

qc ( side ) 

s F2 0,06  142  3,5 kg  2,43 cm

qs  qc ( side ) 

2

Qs  qs  As  2,43  (  50  555)  211738,05kg  211,74ton

Qs total

= 24,256+11,021+33,2+58,87+211,74 = 338,917 ton


9


2. Meyerhof’s Method  (menggunakan hasil penyelidikan N-SPT ) Qs  p  L  f av f av    cu

Untuk jenis tanah Lempung c = 0.6 x N

Menurut grafik API Metode

Keterangan : k

= keliling penampang tiang (m)

𝝙L = panjang lapisan tanah α

(m)

= faktor adhesi

cu = undrained shear strength (kN/m2) Jawaban :  Tanah Lempung kedalaman 0 – 5,15 m

7  10 2  8,5

N

cu  0,6  N  0,6  8,5  5,1 t m2  51 kN m2

Untuk cu = 51 kN/m2  α = 0,875 (Grafik API Method-2,

1986) f av    cu  0,875  51  44,625 kN m 2

Qs  p  L  f av  (  0.5)  5,15  44,625  360,81kN  36,081ton

 Tanah Lempung kedalaman 5,15 – 15,95 m

6669 4  6,75

N


10


cu  0,6  N  0,6  6,75  4,05 t m2  40 ,5 kN m2

Untuk cu = 40,5 kN/m2  α = 0,8 (Grafik API Method-2,

1986) f av    cu  0.8  40,5  32,4 kN m 2

Qs  p  L  f av  (  0.5)  10,8  32,4  549,37kN  54,937ton

 Tanah Lempung kedalaman 15,95 – 20,45 m

9  22  24 3  18,3

N

cu  0.6  N  0.6  18,3  11 t m 2  110 kN m 2 Untuk cu = 110 kN/m2  α = 0,5 (Grafik API Method-2,

1986) f av    cu  0,5  110  55 kN m 2

Qs  p  L  f av  (  0,5)  4,5  55  388,57kN  38,857ton

 Tanah Lempung kedalaman 20,45 –25,45 m

24  23  24 3  23,6

N


11


cu  0,6  N  0,6  23,6  14 ,16 t m 2  141,6 kN m 2

Untuk cu = 141,6 kN/m2  α = 0,5 (Grafik API Method-2,

1986) f av    cu  0,5  141,6  70,8 kN m 2

Qs  p  L  f av  (  0,5)  5  70,8  555,78kN  55,578ton

 Tanah Lempung kedalaman 25,45 – 30 m

24  47  60 3  43,6

N

cu  0,6  N  0,6  43,6  26 ,2 t m2  262 kN m2

Untuk cu = 262 kN/m2  α = 0,5 (Grafik API Method-2,

1986) f av    cu  0,5  262  131kN m 2

Qs  p  L  f av  (  0,5)  4,55  131  935,79kN  93,579ton

Qs total

= 36,081+54,937+38,857+55,578+93,579 = 279,032 ton


12


 Kesimpulan Perhitungan Daya Dukung Vertikal Agar lebih aman, maka diambil nilai hasil terendah dari semua hasil perhitungan yang berasal dari beberapa metode yang berbeda. Sehingga didapatkan :  Hasil Perhitungan dengan menggunakan data hasil CPT (sondir) Qb

= 106,68 ton

Qs

= 338,917 ton

Qultimate = Qb+Qs = 106,68+338,917 = 445,597ton ; FS yang digunakan 2,5

Qallowable = =

, ,

= 178,238 ton  Hasil Perhitungan dengan menggunakan data hasil N-SPT Qb

= 55,3425 ton

Qs

= 279,032 ton

Qultimate = Qb+Qs = 55,3425+279,032 = 334,3745 ton  dipakai ; FS yang digunakan 2,5

Qallowable = =

, ,

= 133,7498 ton Keterangan : Qb = Kapasitas Dukung di Ujung Tiang Qs = Kapasitas Dukung Kulit FS = Safety Factor (Faktor Keamanan)


13


B. Daya Dukung Pondasi Kelompok Tiang (group pile)

Sket Gambar Denah Pondasi Tiang Type P15B Gedung Regional Indosat Converse-Labarre equation :  (n1  1).n2  (n2  1).n1  1  D     ; dimana :   tan  d  90  n1  n2    

  1 

Keterangan :

 = efisiensi kelompok tiang n1 = jumlah baris tiang n2 = jumlah tiang dalam satu baris D = diameter tiang d = jarak pusat ke pusat tiang Jawaban : D = 45cm d = 150cm n1 = 5 n2 = 3 Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118

14


D  d  50   tan 1    150   18,26

  tan 1 

 (5  1).3  (3  1).5    18,26 90  5  3   1  0,2975  0,7025  70.25%

 1 

Qultimate (group) = m x Qultimate (single) x  = (5 x 3) x 334,3745 x 0,7025 = 3523,47 ton ; Fs (faktor keamanan) yang digunakan= 2,5

Qallowable (group) = =

, ,

= 1409,38 ton


15


C.

Beban yang Ditanggung (asumsi beban horisontal 10% dan beban vertikal 40%)  Mencari Momen (M) M = 0,1 x Qall x Jumlah Tiang x Tinggi kolom = 0,1 x 1409,38 x 15 x 0,9 = 1902,663 ton



M 2  n2  li 2

1902,663 2  3  (1,5 2  3,0 2  4,25 2 )  10,818 

Dimana : li = jarak antara titik berat masig-masing tiang dengan titik berat pusat beban rencana, terhadap sumbu Y  Mencari Beban (P) P = 0,4 x Qall x Jumlah tiang = 0,4 x 1409,38 x 15 = 8456,28 ton Pmax = Vpt + Vm =

P    l3 n1  n2

=

8456,28  192,324  4.25 5 3

= 1381,129 ton < 1409,38 ton (Pmax < Qall)


16


D. Penurunan yang Terjadi pada Pondasi  Penurunan Elastis pada Tiang Pancang Tunggal Menurut Vesic (1977), penurunan elastis pada tiang tunggal dapat dirumuskan sebagai berikut :

S e  S e (1)  S e ( 2 )  S e ( 3) Keterangan : Se

= total penurunan tiang pancang

Se(1) = penurunan elastis tiang pancang Se(2) = penurunan tiang pancang dikarenakan beban pada ujung tiang Se(3) = penurunan tiang pancang dikarenakan beban yang ditransmisikan sepanjang kulit tiang Dimana : S e (1) 

Qb .C p (Qb   .Qs ) L Q .C ; S e ( 2)  ; S e ( 3)  s s  A p .E p L.Qult D.Qult

Keterangan : Qb

= Kapasitas dukung Ujung Tiang yang dijinkan

Qs

= Kapasitas dukung Selimut Tiang yang diijinkan (ton)



= 0,5 ~ 0,67

L

= Panjang tiang pancang

(m)

Ap

= Luas Penampang tiang

(m2)

Ep

= modulus elastisitas bahan tiang

(ton/m2)

Cp

= koefisien empiris

Cs

= konstanta empiris ; Cs  (0,93  0,16 L / D ).C p

D

= diameter tiang

Qult = kapasitas ultimate tiang


(ton)

(m) (ton)

17


Diketahui : Qb

= 19,1 ton

Qb(all) = Qb/Fs = 55,3425/2,5 = 22,137 ton Qs

= 279,037 ton

Qs(all) = Qs/Fs = 279,037/2,5 = 111,615 ton



= 0,6

L

= 30 m

Ap

1 = (    0,52 ) 4

= 0,19625 m2 Ep

= 2,1 x 106 ton/m2

Cp

= 0,03 (clay for driven pile )

Cs

= (0,93  0,16 L / D ).C p = (0,93  0,6 30 / 0,5 ).0,03 = 0,080

D

= 0.5 m

Qult = 334,3745 ton Jawaban : S e (1) 

(Qb   .Qs ) L A p .E p

(55,3425  0,6.279,032).30 0,19625.2,1106 6682,851  412125  0.0162m 

S e ( 3) 

Qs .Cs  L.Qult

279,032.0,08 30.334,3745  0,0022m 

Se( 2) 

Qb .C p D.Qult

55,3425.0,03 0,5.334,3745 1,6602  167,18725  0,00993m 

Se  Se (1)  Se ( 2)  Se (3)  0,0162  0,00993  0,0022  0,02833m

Jadi, total penurunan elastis per satu tiang pancang adalah 2,883 cm Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118

18


 Penurunan Elastis pada Tiang Pancang Kelompok (Group Pile) Menurut Vesic (1977), penurunan elastis pada kelompok tiang dapat dirumuskan sebagai berikut :

S g  Se .

Bg D

Keterangan : Sg

= penurunan pondasi pada kelompok tiang (m)

Bg

= Lebar kelompok tiang

(m)

D

= Diameter tiang

(m)

Diketahui : Bg = 4,15 m D

= 0,5 m

Jawaban :

S g  0,02833.

4,15 0,5

 0.0816m Jadi, total penurunan elastis pada kelompok tiang pancang adalah 8,16 cm


19


 PENURUNAN KONSOLIDASI PADA KELOMPOK TIANG PenurunanKonsolidasi group pile ditanahlempungdapatdihitungdenganmenggunakanmetodedistribusiteg angan 2:1. a. Perhitungantegangan yang timbulditengahtengahsetiaplapisantanahdenganbebanQg : =

(

)(

)

Keterangan : Δ Pi

= Peninggiantegangan di tenganlapisani

Bg

= Panjangtiangkelompoktiangkelompok

Lg

= Lebartiangkelompoktiangkelompok

Zi

= Jarakdariz = 0 ketengahlapisani

Qg

= Rata – rata hasilQultimate data N-SPT danSondir

Diketahui : Bg

=7m

Lg

= 4,5 m

Qg

=

,

 Zi(1)

,

=53,7121Ton

= L1 / 2 = 5,15/2 = 2.575 m

 Zi(2)

= L1 + (L2/2) = 5,15+ (10,8/2) = 10,55 m

 Zi(3)

= L1 + L2 + (L3/2) = 5,15 + 10,55 + (4,5/2) = 17,95 m

 Zi(4)

= L1 + L2 +L3 + (L4/2) = 5,15 + 10,55 + 4,5 + (5/2) = 22,7 m

 Zi(5) Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118

= L1 + L2 +L3 + L4 + (L5/2) 20


= 5,15 + 10,55 + 4,5 + 5 + (4,55/2) = 27,475 m Penyelesaian :



,

=

,

,8

= 0,

kN/m2

,

=

,

,

,

,

=

8, 8

= 0,



,

,

=



,

kN/m2

,

=

,

,

,

,

=

,

= 0, 0 kN/m2



,

= =

,

, 0

= 0,



,0 0 kN/m2 ,

= = = 0,

,

,

,

, 0 , kN/m2

b. Perhitungan penurunan untuk masing masing lapisan akibat adanya peningkatan tegangan pada lapisan tanah. Besarnya penurunan


21


dapat dihitung dengan menggunakan persamaan penurunan konsolidasi satu dimensi untuk lempung terkonsolidasi normal : =

(

)

Keterangan :

ΔSi

= Penurunankonsolidasipadalapisani.

Δ Pi

= Peninggiantegangan di tengahlapisani

Po(i)

=

Teganganefektif

rata

–

rata

padalapisani

tanpapembebanan.

eo(i)

= Angkaporipadalapisani. (Dari data Lab. UjiKonsolidasi)

CC(i)

= Indekskompresi. (Dari data Lab. UjiKonsolidasi)

Hi

=Ketebalanlapisantanah

Po(1)

= 9(17,2) + 4(18,0 - 9,81) = 154,8 + 32,76 = 187,56kN/m2 0,

=

0,8

(

8 ,

0, 8 ,

)

= 0,00 Po(2)

= 9(17,2) + 8(18,0 – 9,81) +6,25(18,9 – 9,81) = 154,8 + 65,52 + 56,81 = 277,13kN/m2 =

0,

, 0,

(

,

0, ,

)

= 0,000 Po(3)

= 277,13 + 6,25(18,9-9,81) + 1(19,0 – 9,81) = 333,9425 + 9,19 = 343,1325kN/m2 =

0, 0,

(

,

0, 0 ,

)

= 0,0000 Aswandi Amrullah 02.211.3101 Endra Kusramandha 02.211.3118

22


Po(4)

= 343,1325 + 1(19,0-9,81) + 1(19,5 – 9,81) = 352,3225 + 9,69 = 362,0125kN/m2 =

0,

,0

(

0,8

0,

0

)

,0

= 0,000 08 Po(5)

= 362,0125 + 1(19,5 – 9,81) + 2,75(19,7-9,81) = 371,7 + 9,89 = 381,59kN/m2 =

0,

, 0,8

(

8 ,

0, 8 ,

)

= 0,000 08 = = 0,00

+ 0,000

+ 0,0000

+ 0,000 08 +

0,000 08 = 0,003294 mm Jadi Penurunan Konsolidasi Lempung Normal adalah 0,003294 mm  Penurunan Total = Penurunan lapisan konsolidasi lempung + Penurunan elastik = 0,003294 + 8,16 = 8,163294

 Waktu Penurunan Rumus : t = Keterangan : t

: lama konsolidasi

tv

: faktor waktu (0 8 8

Ht

: Panjang lintasan drainase

Cv

: Koefisien konsolidasi (0.0045 m2/dtk)


23


Jawaban : t= t= t= t=

((

) (

((

) (

(

))

))

)

t= t = 230844,4jam Jad, total waktu penurunannya adalah 26 tahun 8 bulan 19 hari.


24


E.

Kesimpulan 1. Tugas berdasarkan gambar kerja proyek Gedung Kantor Regional Indosat (CJDRO) Semarang. 2. Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, daya dukung vertikal yang terjadi pada kelompok pondasi adalah 1409,38 ton (dengan faktor keamanan 2,5) 3. Dengan asumsi beban horizontal sebesar 10% dari kapasitas daya dukung vertikal, maka beban yang ditanggung oleh tiang adalah 1381,129 ton 4. Setelah adanya daya dukung vertikal dari beban yang ditanggung oleh tiang terjadi penurunan (settlement) sebesar 28,33 cm untuk tiap pondasi (single

pile) dan 8,163294 cm pada kelompok tiang (group pile). Sedangkan untuk waktu penurunannya adalah selama 26 tahun 8 bulan 19 hari.

10m

10m 30m

10m

Gambar Detail Sambungan Tiang Pancang


25

Perhitungan Rekayasa Pondasi

Recommend Documents