Hendihamdani.blogspot.com

TUGAS BESARREKAYASA PONDASI II

PERENCANAAN TIANG PANCANGDiajukan Untuk Syarat Mendapatkan Nilai Akhir Mata Kuliah Rekayasa Pondasi II Program Studi Teknik Sipil

Oleh:Hendi Hamdani1011015

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPILSEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI GARUTGARUT2013

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangTeknik Sipil (Civil Engineering) adalah salah satu cabang ilmu teknik yang mempelajari tentang bagaimana merancang, membangun, merenovasi, tidak hanya gedung dan infrastruktur tetapi juga mencakup lingkungan untuk kemaslahatan hidup manusia. Teknik sipil mempunyai ruang lingkup yang yang luas, didalamnya pengetahuan matematika, fisika, kimia, biologi, geologi, lingkungan hingga komputer mempunyai peranan masing-masing.Semua kegiatan pelaksanaan pembangunan seperti gedung, bendungan, jembatan, dan sebagainya, terdapat bagian yang paling penting dan pokok karena menentukan kekuatan struktur secara keseluruhan yaitu pondasi. Pondasi termasuk ke dalam struktur bagian bawah yang dibangun untuk menopang dan menyebarkan beban struktur bagian atas ke tanah dasar.Pada prakteknya di lapangan, pembangunan struktur bawah tidak dapat dibuat secara asal-asalan, perlu perencanaan dan penelitian terhadap tanah yang matang sebelum pondasi dibangun. Pembuatan pondasi berdasarkan pada berapa besar berat total bangunan yang akan ditopang dan letak dari lapisan tanah keras. Letak dari lapisan tanah keras menentukan jenis pondasi yang akan dibangun, apakah pondasi dangkal atau pondasi dalam.Dalam tugas ini, akan dibahas tentang perencanaan pondasi dalam khusus dengan menggunaan tiang pancang guna mengetahui daya dukung yang diijinkan yang mampu menahan keseluruhan beban struktur diatasnya serta menentukan dimensi dari tiang pancang untuk mampu melayani beban yang direncanakan/ diijinkan.

1.2 Tujuan PenulisanTujuan dari penulisan tugas ini antara lain:1. Mampu menghitung daya dukung ijin tiang pancang2. Mampu menentukan dimensi dari suatu tiang pancang3. Mampu membuat perencanaan pondasi dalam dengan tiang pancang1.3 Manfaat PenulisanTugas ini diharapkan bermanfaat untuk:1. Penulis sendiri, untuk menambah pengetahuan dan pengalaman agar mampu melaksanakan dan mengembangkan ilmu tersebut pada proses kegiatan yang sama pada saat kerja atau terjun langsung ke lapangan.2. Pihak-pihak atau mahasiswa yang akan membahas hal yang sama3. Pihak-pihak yang membutuhkan informasi dan mempelajari hal yang dibahas dalam penulisan tugas ini.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan UmumSetiap bangunan sipil seperti gedung, jembatan, jalan raya, terowongan, menara, dam/ tanggul dan sebagainya harus mempunyai pondasi yang dapat mendukungnya. Istilah pondasi digunakan dalam teknik sipil untuk mendefenisikan suatu konstruksi bangunan yang berfungsi sebagai penopang bangunan dan meneruskan beban bangunan di atasnya (upper structure) ke lapisan tanah yang cukup kuat daya dukungnya. Untuk itu, pondasi bangunan harus diperhitungkan agar dapat menjamin kestabilan bangunan terhadap berat sendiri, beban beban yang bekerja, gaya gaya luar seperti tekanan angin, gempa bumi dan lain lain. Setiap pondasi harus mampu mendukung beban sampai batas keamanan yang telah ditentukan, termasuk mendukung beban maksimum yang mungkin terjadi. Jenis pondasi yang sesuai dengan tanah pendukung yang terletak pada kedalaman 10 meter di bawah permukaan tanah adalah pondasi tiang.

2.1.1 Penyelidikan Tanah (Soil Investigation) Pada perencanaan pondasi terlebih dahulu perlu diketahui susunan lapisan tanah yang sebenarnya pada suatu tempat dan juga hasil pengujian laboratorium dari sampel tanah yang diambil dari berbagai kedalaman lapisan tanah dan mungkin kalau ada perlu juga diketahui hasil pengamatan lapangan yang dilakukan sewaktu pembangunan gedung - gedung atau bangunan - bangunan lain yang didirikan dalam kondisi tanah yang serupa.Penyelidikan tanah diperlukan untuk menentukan pilihan jenis pondasi, daya dukungnya dan untuk menentukan metode konstruksi yang efisien dan juga diperlukan untuk menentukan stratifikasi (pelapisan) tanah dan karakteristik teknis tanah sehingga perancangan dan konstruksi pondasi dapat dilakukan dengan ekonomis.

2.1.2 Kemampatan dan Konsolidasi Tanah Tanah mempunyai sifat kemampatan yang sangat besar jika dibandingkan dengan bahan konstruksi seperti baja atau beton. Baja dan beton itu adalah bahan yang tidak mempunyai air pori. Itulah sebabnya volume pemampatan baja dan beton tidak mempunyai masalah. Sebaliknya karena tanah mempunyai pori yang besar, maka pem bebanan biasa akan mengakibatkan deformasi tanah yang besar. Hal ini tentu akan mengakibatkan penurunan pondasi yang akan merusak konstruksi. Berlainan dengan bahan-bahan konstruksi yang lain, karekteristik tanah itu didominasi oleh karakteristik mekanisme seperti permeabilitas tanah atau kekuatan geser yang berubah-ubah sesuai dengan pembebanan. Mengingat kemampatan butir-butir tanah atau air itu secara teknis sangat kecil sehingga dapat diabaikan, maka proses deformasi tanah akibat beban luar dapat dipandang sebagai suatu gejala penyusutan pori. Jika beban yang bekerja pada tanah itu kecil, maka deformasi itu terjadi tanpa pergeseran pada titik-titik antara butir-butir tanah. Deformasi pemampatan tanah yang terjadi memperlihatkan gejala yang elastis, sehingga bila beban yang itu ditiadakan, tanah akan kembali pada bentuk semula. Umumnya beban-beban yang bekerja mengakibatkan pergeseran titik-titik sentuh antara butir-butir tanah, yang mengakibatkan perubahan susunan butir-butir tanah sehingga terjadi deformasi pemampatan, deformasi sedemikian disebut deformasi plastis, karena bilamana tanah ditiadakan, tanah itu tidak akan kembali pada bentuk semula.

2.2 Pondasi TiangPondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan gaya orthogonal kesumbu tiang dengan jalan menyerap lenturan. Pondasi tiang dibuat menjadi satu kesatuan yang monolit dengan menyatukan pangkal tiang pancang yang terdapat dibawah konstruksi, dengan tumpuan pondasi. (Sosrodarsono dan Nakazawa, 2000). Pondasi tiang digunakan untuk mendukung bangunan bila lapisan tanah kuat terletak sangat dalam. Pondasi jenis ini dapat juga digunakan untuk mendukung bangunan yang menahan gaya angkat keatas, terutama pada bangunan-bangunan tingkat yang tinggi yang dipengaruhi oleh gaya-gaya penggulingan akibat angin. Tiang-tiang juga digunakan untuk mendukung bangunan dermaga. (Hardiyatmo, 2003).

2.2.1 Klasifikasi Pondasi TiangBerdasarkan metode instalasinya, pondasi tiang pada umumnya dapat diklasifikasikan atas : 1). Tiang Pancang Pondasi tiang pancang merupakan sebuah tiang yang dipancang kedalam tanah sampai kedalaman yang cukup untuk menimbulkan tahanan gesek pada selimutnya atau tahanan ujungnya. Pemancangan tiang dapat dilakukan dengan memukul kepala tiang dengan palu atau getaran atau dengan penekan secara hidrolis. 2). Tiang BorSebuah tiang bor dikonstruksikan dengan cara menggali sebuah lubang bor yang kemudian diisi dengan material beton dengan memberikan penulangan terlebih dahulu.

2.2.2 Penggolongan Pondasi Tiang PancangPada perencanaan pondasi, pemilihan jenis pondasi tiang pancang untuk berbagai jenis keadaan tergantung pada banyak variabel. Faktor - faktor yang perlu dipertimbangkan di dalam pemilihan tiang pancang antara lain tipe dari tanah dasar yang meliputi jenis tanah dasar dan ciri - ciri topografinya, alasan teknis pada waktu pelaksanaan pemancangan dan jenis bangunan yang akan dibangun. Pondasi tiang dapat digolongkan sebagai berikut:a. Berdasarkan Material dan Karakteristik StrukturnyaTiang pancang dapat dibagi kedalam beberapa kategori antara lain:1. Tiang pancang kayu2. Tiang pancang beton3. Tiang pancang baja4. Tiang pancang komposit

b. Menurut PemasangannyaPondasi tiang pancang menurut cara pemasangannya dibagi dua bagian besar, yaitu:1. Tiang pancang pracetak2. Tiang pancang yang di cor di tempat

2.2.3 Peralatan Pemancangan (Driving Equipment)Untuk memancangkan tiang pancang ke dalam tanah digunakan alat pancang. Pada dasarnya alat pancang terdiri dari tiga macam, yaitu : 1. Drop hammer 2. Single - acting hammer 3. Double - acting hammer Bagian - bagian yang paling penting pada alat pancang adalah pemukul (hammer), leader, tali atau kabel dan mesin uap.

2.3 Pengujian Sondir (Sondering Test/ Cone Penetration Tes CPT)Pengujian CPT atau sondir adalah pengujian dengan menggunakan alat sondir yang ujungnya berbentuk kerucut dengan sudut 60 dan dengan luasan ujung 1,54 in (10 cm). Alat ini digunakan dengan cara ditekan ke dalam tanah terus menerus dengan kecepatan tetap 20 mm/detik, sementara itu besarnya perlawanan tanah terhadap kerucut penetrasi (qc ) juga terus diukur. Dilihat dari kapasitasnya, alat sondir dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu sondir ringan (2 ton) dan sondir berat (10 ton). Sondir ringan digunakan untuk mengukur tekanan konus sampai 150 kg/cm, atau kedalam maksimal 30 m, dipakai untuk penyelidikan tanah yang terdiri dari lapisan lempung, lanau dan pasir halus. Sondir berat dapat mengukur tekanan konus 500 kg/cm atau kedalaman maksimal 50 m, dipakai untuk penyelidikan tanah di daerah yang terdiri dari lempung padat, lanau padat dan pasir kasar. Keuntungan utama dari penggunaan alat ini adalah tidak perlu diadakan pemboran tanah untuk penyelidikan. Tetapi tidak seperti pada pengujian SPT, dengan alat sondir sampel tanah tidak dapat diperoleh untuk penyelidikan langsung ataupun untuk uji laboratorium. Tujuan dari pengujian sondir ini adalah untuk mengetahui perlawanan penetrasi konus dan hambatan lekat tanah yang merupakan indikator dari kekuatan tanahnya dan juga dapat menentukan dalamnya berbagai lapisan tanah yang berbeda. Dari alat penetrometer yang lazim dipakai, sebagian besar mempunyai selubung geser (bikonus) yang dapat bergerak mengikuti kerucut penetrasi tersebut. Jadi pembacaan harga perlawanan ujung konus dan harga hambatan geser dari tanah dapat dibaca secara terpisah. Ada 2 tipe ujung konus pada sondir mekanis yaitu:1. Konus biasa, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan biasanya digunakan pada tanah yang berbutir kasar, dimana besar perlawanan lekatnya kecil. 2. Bikonus, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan hambatan lekatnya dan biasanya digunakan pada tanah yang berbutir halus. Hasil penyelidikan dengan alat sondir ini pada umumnya digambarkan dalam bentuk grafik yang menyatakan hubungan antara kedalaman setiap lapisan tanah dengan besarnya nilai sondir yaitu perlawanan penetrasi konus atau perlawanan tanah terhadap ujung konus yang dinyatakan dalam gaya persatuan luas. Hambatan lekat adalah perlawanan geser tanah terhadap selubung bikonus yang dinyatakan dalam gaya persatuan panjang. Dari hasil sondir diperoleh nilai jumlah perlawanan (JP) dan nilai perlawanan konus (PK), sehingga hambatan lekat (HL) dapat dihitung sebagai berikut:1. Hambatan Lekat (HL)HL = (JP-PK)x ............................................................................................(2.1)

2. Jumlah Hambatan Lekat (JHL/JHP)JHL = ............................................................................................(2.2)Dimana:JP = Jumlah perlawanan, perlawanan ujung konus + selimut (Kg/cm2)PK= Perlawanan penetrasi konus, qc (Kg/cm2)A = Interval pembacaan (Setiap kedalaman 20 cm)B = Faktor alat = luas konus/ luas torak = 10 cm

Data sondir tersebut digunakan untuk mengidentifikasikan dari profil tanah terhadap kedalaman. Hasil akhir dari pengujian sondir ini dibuat dengan menggambarkan variasi tahanan ujung (qc) dengan gesekan selimut (fs) terhadap kedalamannya. Bila hasil sondir diperlukan untuk mendapatkan daya dukung tiang, maka diperlukan harga kumulatif gesekan (jumlah hambatan lekat), yaitu dengan menjumlahkan harga gesekan selimut terhadap kedalaman, sehingga pada kedalaman yang ditinjau dapat diperoleh gesekan total yang dapat digunakan untuk menghitung gesekan pada kulit tiang.Besaran gesekan kumulatif (total friction) diadaptasikan dengan sebutan jumlah hambatan lekat (JHL). Bila hasil sondir digunakan untuk klasifikasi tanah, maka cara pelaporan hasil sondir yang diperlukan adalah menggambarkan tahanan ujung (qc), gesekan selimut (fs) dan ratio gesekan (fR) terhadap kedalaman tanah

2.4 Kapasitas Daya Dukung2.4.1 Kapasitas daya dukung tiang dari data sondirDiantara perbedaaan tes dilapangan, sondir atau Cone Penetration Test (CPT) seringkali sangat dipertimbangkan peranan dari geoteknik. CPT atau sondir ini tes yang sangat cepat, sederhana, ekonomis dan tes tersebut dapat dipercaya dilapangan dengan pengukuran terus-menerus dari permukaan tanah-tanah dasar. CPT atau sondir ini dapat juga mengklasifikasi lapisan tanah dan dapat memperkirakan kekuatan dan karakteristik dari tanah. Didalam perencanaan pondasi tiang (pile), data tanah sangat diperlukan dalam merencanakan kapasitas daya dukung (bearing capacity) tiang sebelum pembangunan dimulai, guna menentukan kapasitas daya dukung ultimit dari tiang. Kapasitas daya dukung ultimit ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:Qu = Qb + Qs = qbAb + f.As.....................................................................(2.3)Dimana:Qu = Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiangQb = Kapasitas tahanan di ujung tiangQs = Kapasitas tahanan kulitqb = Kapasitas daya dukung di ujung tiang per satuan luasAb = Luas di ujung tiangf = Satuan tahanan kulit per satuan luasAs = Luas kulit tiang

Untuk menghitung daya dukung tiang pancang berdasarkan data hasil pengujian sondir dapat dilakukan dengan menggunakan metode Meyerhoff. Daya dukung ultimit pondasi tiang dinyatakan dengan rumus:Qult = (qc x Ap) + (JHL x K) .................................................................(2.4)Dimana:Qult = Kapasitas daya dukung tiang pancang tunggalqc = Tahanan ujung sondirAp = Luas penampang tiangJHL = Jumlah hambatan lekatK = Keliling tiang

Daya dukung ijin pondasi dinyatakan dengan rumus:Qijin = ...........................................................................(2.5)Dimana:Qijin = Kapasitas daya dukung ijin pondasiqc = Tahanan ujung sondirAp = Luas penampang tiangJHL= Jumlah hambatan lekatK = Keliling tiang

BAB IIIPEMBAHASAN

PERENCANAAN TIANG PANCANGDiketahui Soal Seperti Berikut:Daya dukung tiang pancang berdasarkan data sondirData Sondir

KedalamanConus

18

26

34

42

52

66

78

88

96

108

1110

1210

1310

1412

1520

16250

17250

18250

19250

20250

Daya dukung tiang pancang berdasarkan Data SondirSpesifikasi Data:Dimensi Poer: 120 cm x 120 cm (Segitiga)Dimensi Kolom: 25 cm x 25 cmDimensi Tiang Pancang: 30 cm x 30 cmSelimut Beton : 30 mm

Beton (fc)Tiang Pancang: 30 MpaPoer: 30 Mpa

Baja (fy)Tiang Pancang: 300 MpaPoer: 300 Mpa

Data-data Pondasi:Dimensi Tiang PancangDiameter Tiang Pancang: 35 cm x 35 cmPanjang Tiang Pancang: 17 m

Beban Vertikal = 100 tonBeban Horizontal (Hx) = 3 tonBeban Horizontal (Hy) = 3 tonMomen (Mx) = 7,5 t.mMomen (My) = 7,5 t.m

Ditanyakan:Daya dukung ijin I tiang pancang (Qd) = ......... tDimensi tiang pancang (uk) = ........................... cm

PENYELESAIAN:Langkah 1Menghitung Luas Penampang Tiang (A)A = P x LA = 35 x 35A = 1225 cm2 = 0,1225 m2

Langkah 2Menghitung Keliling Tiang Pancang (P)P = 2 x (P + L)P = 2 x (35 + 35)P = 2 x 70P = 140 cm = 1,4 m

Langkah 3Menghitung Jumlah Hambatan Lekat (JHL/ JHP)(JHP dari grafik Conus = 40)JHP = JHP conus x 10JHP = 40 x 10 = 400 Kg/cmConus (Cn) = = 250

Langkah 4Menghitung Daya Dukung IjinQijin = Qijin = Qijin = 102083,33 + 11200Qijin = 113283,33 KgQijin = 113,283 tonJadi daya dukung ijin 1 tiang pancang, Qd = 113,283 tDimensi tiang pancang, uk = 35 cm x 35 cm

Spesifikasi data-data dari analisa:Beban vertikal= 100 tonBeban horizontal (H)= 3 tonBeban horizontal (Hy)= 3 tonMomen (M)= 7,5 t.mMomen (My)= 3 t.mData-data pondasiDaya dukung ijin 1 tiang pancang, Qd = 113,283 tDimensi tiang pancang, uk = 35 cm x 35 cm

Perhitungan Pmax dan Pmin (Df=0,7 m) Gaya-gaya yang terjadiVo= V = 100 tonMo= M Hy x Df= 7,5 3 x 0,7= 5,4 t.mMoy= My H x Df= 7,5 3 x 0,7= 5,4 t.mJumlah Tiang Pancang (Ek dimisalkan 0,8)n = n = n = 1,1034n = 2Pmax = P1 ; Pmin = P2

kIIkI

P = 100 tP = 100 ty

Mx =7,5 t.mMy =7,5 t.m

oxxBL

TiangD35TiangD353D = 3 x 35 = 105

bIkIIkI52,510552,552,5

Jarak tepi Poer ke tiang pancang1,5 D S 2 D1,5 (35) S 2 (35)52,5 S 70 dipakai 52,5 cm ..... (oke)

Jarak antar tiang pancangS 3D dipakai 105 cm ...... (oke)Sy = S = 3 D Sy = S = 3 x 0,35Sy = S = 1,05 m; Dy max = 0 x Sy = 0 m: D max = 0,5 x S = 0,525 m Dyi2 = 2 x (Dymax)2 x 1 = 0 m Di2 = 2 x (Dmax)2 x 2 = 0,55125 m

Menghitung beban yang didukung oleh tiang ke-i (Pi) atau (Qi)Pi = Pi = P1 = 50 + 5,143 = 55,143 ton (Pmax)P2 = 50 5,143 = 44,857 ton (Pmin)

No. TiangiPOSISIPit

xi (m)yi (m)

1-0.5250(minimum)44,857

20.5250(maksimum)55,143

Perhitungan Daya Dukung 1 Tiang dalam KelompokEk = 1 arctg Ek = 1 - arctg Ek = 1 - arctg Ek = 1- arctg (0,333)(0,0056)Ek = 1 - arctg 0,0018648Ek = 1 0, 12Ek = 0,88

DAYA DUKUNG IJIN 1 TIANG DALAM KELOMPOKQd = Ek x Qd 1 tiang tunggal PmaxQd = 0,88 x 113,283 t 55,143 tonQd = 99,69 t > 55,143 ton ........... (OK)

Kesimpulan OK!Dimensi tiang pancang, uk = 35 cm x 35 cm

Gambar Potongan Pondasi Tiang PancangData Pondasi Tiang PancangTanah Keras Dari Data Sondir Terdapat Pada Kedalaman 17,00 mDimensi Tiang Pancang 30cm x 30 cmDetail Hasil Penyalidikan TanahBorHoleKedalaman(m)JenisTanahsat(t/m3)CcCu(t/m2)b(t/m3)C(t/m2)

10,50-3,00Lanaulempung1,2140,523,5o2,50,951,7452,8

3,00-4,80Lanaulempung1,3500,4310o2,50,951,8313,2

4,80-17,00Lempunglanau1,3630,8237,3o2,50,951,8832,9

Gambar Tiang Pancang

KOLOM STRUKTUR

POER

TIANG PANCANGTAMPAK ATASGAMBAR POTONGAN Gambar potongan melintang pondasi tinag pancang di bawah kolomData dari hasil analisis:Pmax = 55,143 tonKedalaman Pemancangan = 17 mS = 105 cmS = 52,5 cm

Pmax= 55,143 ton

0,00

-0,2m

-0,5m

-1,00mMAT. 1,50 m

Jenis TanahLanau ber lempungb= 1,754 t/m3 Cu = 2,5 t/m2sat= 1,214 t/m3 = 3,5o

-3,00mJenis Tanah:Lanau ber lempung b= 1,831 t/m3 Cu = 2,5 t/m2

-4,80msat= 1,350 t/m3 = 10,0o

Jenis TanahLempung ber lanau

b= 1,883 t/m3 Cu = 2,5 t/m2sat= 1,435 t/m3 = 37,30o

Diameter 35cm

-17,0mTanah Keras

0,6m

1.050m0,525m0,525m

BAB IIIPENUTUP

3.1 KesimpulanDengan melihat hasil analisa perhitungan perencanaan tiang pancang, maka dapat ditarik kesimpulan yang didasarkan pada tujuan perencaan, yaitu sebagai berikut:1. Dimensi tiang pancang yang direncanakan adalah 35 cm x 35 cm2. Daya dukung ijin 1 tiang pancang (Qd) adalah 99,69 ton3. Setelah dibandingkan dengan beban maksimum yang ada (Pmax) sebesar 55,143 ton, tiang mempunyai nilai daya dukung ijin yang lebih besar, artinya perencanaan ok.

3.2 SaranUntuk dapat lebih mematangkan perencanaan suatu tiang pancang, perlu data yang lebih lengkap dan lebih banyak lagi. Sebaiknya data sondir yang ada dilengkapi dengan nilai hambatan dari perlawanan konus, sehingga data lebih akurat dan asumsi dapat ditiadakan karena data yang diperlukan dapat dilihat dari grafik.HENDI HAMDANI 1011015TEKNIK SIPIL STT GARUT