PERHITUNGAN PONDASI TIANG PANCANG

Daya dukung tiang pancang yang perlu diperhitungkan meliputi daya dukung vertikal maupun daya dukung horisontal.

Untuk menentukan daya dukung tiang pancang dapat menggunakan berbagai cara/data hasil penyelidikan tanah, baik menggunakan data sondir, data N-SPT, maupun Soil Properties.

DAYA DUKUNG TIANG VERTIKAL

• Berdasarkan Data Sondir

Jika perhitungan tiang pancang didasarkan terhadap tahanan ujung (q) dan tahanan selimut (c), persamaan daya dukung yang diijinkan adalah sebagai berikut :

dimana :

• qsafe = Daya dukung tiang pancang ( Kn)
• Atiang = Luas penampang tiang pancang (m²)
• P = Nilai conus resistance (kN/m²)
• O = Keliling tiang pancang (m)
• L = Panjang tiang tiap harga cleef rata-rata (m) C = total friction (kN/m²)

Apabila tiang pancang yang dihitung berdasarkan pada rahanan ujung dan memindahkan beban yang diterima ke lapisan tanah keras dibawahnya maka rumus yang digunakan untuk menentukan daya dukung tanah terhadap tiang menjadi :

Kemampuan terhadap kekuatan bahan :

Dimana :

• Ptiang = kekuatan yang diijinkan pada tiang (kg)
• σtiang = tegangan tekan ijin bahan tiang (kg/cm²)
• Atiang = luas penampang tiang (cm²)

Jika pemancangan tiang sampai tanah keras sulit dilaksanakan karena letaknya sangat dalam, dapat digunakan tiang pancang yang daya dukungnya berdasarkan peletakan antara tiang dengan tanah (cleef). Persamaannya menjadi :

• Berdasarkan Data N-SPT

Standart Penetration Test (SPT) Menghasilkan suatu nilai N (banyaknya pukulan) pada kedalaman tertentu. Daya dukung tiang pada tanah pondasi umumnya diperoleh dari jumlah daya dukung terpusat dan tahanan gesr pada dinding. Besarnya daya dukung yang diijikan Ra, diperoleh dari pasangan berikut :

Dimana :

• n = faktor keamanan
• Ru = daya dukung batas pada tanah pondasi (ton)
• Rp = daya dukung terousat tiang (ton)
• Rp = gaya geser dinding tiang (ton)

Dimana

• qd = daya dukung terousat tiang (ton) A = luas ujung tiang (m²)
• U = panjang keliling tiang (m)
• Ii = tebal lapisan tiang dengan memperhitungkan geseran dinding tiang
• fi = besarnya gaya geser maksimum dari lapisan tanah dengan memperhitungkan geseran dinding tiang (ton/m²)

Perkiraan satuan (unit) daya dukung terpusat qd diperoleh dari hubungan antara L/D dan qd/N.L adalah panjang ekivalen penetrasi pada lapisan pendukung. D adalah diameter tiang, N adalah harga rata-rata N pada ujung tiang, yang didasrkan pada persamaan tiang berikut ini :

Dimana :

• N = harga rata-rata untuk perencanaan tanah pondasi pada ujung tiang
• N1 = harga N pada ujung tiang
• N2 = harga rata-rata N pada jarak 4D dari ujung tiang

Grafik Perhitungan dari Intensitas Daya Dukung Ultimate tanah pondasi pada Ujung Tiang

• Berdasarkan Data Soil Properties

Berdasarkan soil Properties dapat pula dihitung daya dukung tiang dengan rumus sebagai berikut :

Dimana :

• qu = beban ultimate
• W = berat sendiri tiang ds = diameter tiang
• le = panjang efektif dinding tiang
• α = faktor kekuatan geser tanah pada dinding pile = 0,30- 0,50
• C = kekuatan geser tanah didasar tiang db = diameter dasar tiang
• Cb = kekuatan tanah pada dasar tiang
• Nc = bearing capacity factor
• D = kedakaman/panjang tiang

Disamping itu perlu pula diperhitungkan adanya kondisi beban eksentris (momen) yang akan menyebabkan timbulnya momen luar disamping adanya beban terpusat vertikal.

Dimana :

• Xmax = absis maksimum dari tiang ke pusat berat kelompok tiang
• Ymax = ordinat maksimum tiang pancang ke pusat berat kelompok tiang
• Mx = momen yang bekerja pada kelompok tiang yang tegak lurus sumbu Y
• My = momen yang bekerja pada kelompok tiang yang tegak lurus sumbu X
• n = banyaknya tiang pancang (pile group)
• ny = banyak tiang dalam satu baris dalam arah sumbu Y
• nx = banyak tiang dalam satu baris dalam arah sumbu X
• ∑X² = jumlah kuadrat absis jarak tiang-tiang kepusat kelompok tiang
• ∑Y² = jumlah kuadrat ordinat jarak tiang-tiang kepusat berat kelompok tiang

PENULANGAN TIANG PANCANG

Dimana :

• Atiang = Luas tiang pancang tunggal
• Fb = Luas tiang pancang tunggal
• N = Jumlah tiang pancang dalam 1 pile cap
• Fe = Luas tulangan dalam 1 tiang pancang

Untuk mengetahui kemampuan tiang pancang terhadap kemampuan bahan tiang dihitung dahulu penulangan tiang pancang berdasarkan kebutuhan pada waktu pengangkatannya.

Ada 2 cara pengangkatan tiang yaitu :

Gambar Momen pada Tiang Akibat Pengangkatan Mendatar

M1 = ½ q.a² → q = berat tiang pancang per meter
M2 = 1/8.q. (L – 2a)² - ½ q.a²

M1 = ½ q.a²
1 = [½.q. (L – a )] - [(½.q.a²/ (L – a )] MX = R1.x - ½q.x²
Mmax → Dmx / dx = 0
R1 – q.x = 0

Untuk pengambilan momennya diambil yang terbesar dari 2 cara tersebut untuk menentukan penulangan tiang pancang. Cara perhitungan penulangan tiang pancang :

• Pondasi tiang kelompok (pile group)

Dalam pelaksanaan jarang sekali dijumpai pondasi yang hanya terdiri dari satu tiang saja, tetapi terdiri dari kelompok tiang. Daya dukung tiang dihitung berdasarkan nilai cleef. Persamaan- persamaan yang digunakan berdasarkan efisiensi kelompok tiang.

dimana :

• ff = efisiensi 1 tiang dalam kelompok m = jumlah baris
• n = jumlah tiang dalam satu baris
• s = jarak antar tiang pancang (as ke as)
  s ≥ 2,5d (minimal 0,6m dan maksimal 2,0m)
• d = diameter tiang pancang

 Gambar Tiang Pancang Group

DAYA DUKUNG TIANG HORISONTAL

Beban horisontal yang mungkin bekerja pada tiang adalah beban sementara, terutama diakibatkan oleh beban gempa. Reaksi tiang terhadap beban horisontal ditentukan sekali oleh panjang tiang. Untuk tiang pendek (D/B < 20 ) kegagalan disebabkan oleh runtuhnya tanah disekeliling tiang, sedangkan pada tiang panjang (D/B > 20) kegagalan disebabkan oleh kerusakan struktural tiang.

Menurut Brom, daya dukung tiang pancang terhadap horisontal :

Dimana :

• Hsp = daya dukung horisontal yang diijinkan (kN)
• Hu = daya dukung batas horisontal (kN)
• SF = faktor keamanan (digunakan 2)

Nilai Hu untuk tanah non kohesif tiang pancang didapat dari gambar dibawah ini.

Gambar Grafik Beban Horisontal yang Diijinkan

Dimana :

• γ = berat jenis tanah (kN/m²) Kp = koefisien tanah pasif
• B = diameter tiang (m) Myield = momen leleh (kNm)

Sedangkan menurut Standard Jepang (Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi, Ir. Suyono S.) daya dukung yang diijinkan dirumuskan sebagai berikut :

Dimana :

• Ha = daya dukung horisontal yang diijinkan (kg)
• k = koefisien reaksi lapisan tanah (kg/cm²)
• δa = besarnya pergeseran normal (cm)

       

• EI = kekakuan lentur tiang (kg/cm)

        

• Y = besarnya pergeseran yang dicari (cm)
• Eo = modulus deformasi tanah (28 N)