1.
Kapasitas Dukung Kelompok Tiang
Fondasi tiang pancang yang umumnya dipasang secara
berkelompok. Yang dimaksud berkelompok adalah sekumpulan tiang yang dipasang
secara relatif berdekatan dan biasanya diikat menjadi satu dibagian
atasnya dengan menggunakan pile cap. Untuk menghitung nilai kapasitas dukung
kelompok tiang, ada bebarapa hal yang harus diperhatikan terlebih dahulu, yaitu
jumlah tiang dalam satu kelompok, jarak tiang, susunan tiang dan efisiensi
kelompok tiang. Kelompok tiang dapat dilihat pada Gambar berikut ini .
Gambar Kelompok tiang
a. Jumlah Tiang (n)
Untuk menentukan
jumlah tiang yang akan dipasang didasarkan beban yang bekerja pada fondasi dan
kapasitas dukung ijin tiang, maka rumus yang dipakai adalah sebagai berikut
ini.
n =P/Qa
Dengan :
P = Beban yang
berkerja
Qa = Kapasitas dukung ijin
tiang tunggal
b. Jarak Tiang (S)
Jarak antar tiang
pancang didalam kelompok tiang sangat mempengruhi perhitungan kapasitas dukung
dari kelompok tiang tersebut. Untuk bekerja sebagai kelompok tiang, jarak
antar tiang yang dipakai adalah menurut peraturan – peraturan bangunan pada
daerah masing–masing. Menurut K. Basah Suryolelono (1994), pada prinsipnya
jarak tiang (S) makin rapat, ukuran pile cap makin kecil dan secara tidak
langsung biaya lebih murah. Tetapi bila fondasi memikul beban momen maka jarak
tiang perlu diperbesar yang berarti menambah atau memperbesar tahanan momen.
Jarak tiang biasanya dipakai bila:
1.
ujung tiang tidak mencapai tanah keras maka jarak tiang minimum ≥ 2 kali
diameter tiang atau 2 kali diagonal tampang tiang.
2.
ujung tiang mencapai tanah keras, maka jarak tiang minimum ≥
diameter tiang ditambah 30 cm atau panjang diagonal tiang ditambah 30 cm.
c. Susunan Tiang
Susunan tiang sangat
berpengaruh terhadap luas denah pile cap, yang secara tidak langsung tergantung
dari jarak tiang. Bila jarak tiang kurang teratur atau terlalu lebar, maka luas
denah pile cap akan bertambah besar dan berakibat volume beton menjadi
bertambah besar sehingga biaya konstruksi membengkak (K. Basah Suryolelono,
1994).
Gambar dibawah ini adalah
contoh susunan tiang (Hary Christady Harditatmo, 2003)
Gambar
Contoh susunan tiang
(Sumber
: Teknik Fondasi 2, Hary Christady Hardiyatmo)
d. Efisiensi Kelompok Tiang
Menurut Coduto (1983), efisiensi tiang
bergantung pada beberapa faktor, yaitu :
1.
Jumlah, panjang, diameter, susunan dan jarak tiang.
2.
Model transfer beban (tahanan gesek terhadap tahanan dukung ujung).
3.
Prosedur pelaksanaan pemasangan tiang.
4.
Urutan pemasangan tiang
5.
Macam tanah.
6.
Waktu setelah pemasangan.
7.
Interaksi antara pelat penutup tiang (pile cap) dengan tanah.
8.
Arah dari beban yang bekerja.
Persamaan untuk menghitung efisiensi kelompok tiang adalah
sebagai berikut :
1. Conversi – Labarre
Dengan :
Eg = Efisiensi kelompok tiang
θ = arc tg d/s, dalam derajat
m = Jumlah baris tiang
n = Jumlah tiang dalam satu baris
d = Diameter tiang
s = Jarak pusat ke pusat
tiang 36
Gambar
Baris kelompok tiang
2. Los Angeles Group – Action
Formula
Dengan :
m = Jumlah baris tiang (gambar 3.12)
n = Jumlah tiang dalam satu baris
d = Diameter tiang
s = Jarak pusat ke pusat tiang
e. Kapasitas Dukung Kelompok Tiang Pada Tanah Pasir
Pada fondasi
tiang pancang, tahanan gesek maupun tahanan ujung dengan s ≥ 3d, maka kapasitas
dukung kelompok tiang diambil sama besarnya dengan jumlah kapasitas dukung
tiang tunggal (Eg = 1). Dengan memakai
rumus berikut :
Sedangkan pada fondasi tiang pancang, tahanan gesek dengan s
< 3d maka faktor efisiensi ikut menentukan.
Dengan :
Qg = Beban maksimum kelompok tiang
n = Jumlah tiang dalam kelompok
Qa = Kapasitas dukung ijin tiang
Eg = Efisiensi kelompok tiang
f. Kapasitas Dukung Kelompok Tiang Pada Tanah Lempung
Kapasitas dukung kelompok tiang pada tanah
lempung dihitung dengan menggunakan rumus berikut, (Sumber : Braja M Das).
1. Jumlah total kapasitas kelompok tiang
∑Qu = m . n . (Qp + Qs)
= m .
n . (9 . Ap . Cu + ∑p . ∆L . α . Cu)
2. Kapasitas berdasarkan blok (Lg, Bg, LD)
∑Qu = Lg . Bg . Nc’ . Cu + ∑2 . (Lg + Bg) . Cu .
∆L
Dengan :
Lg = Panjang blok (Gambar 3.12)
Bg = Lebar blok (Gambar 3.12)
LD = Tinggi blok (Gambar 3.12)
∆L = Panjang segment tiang 38
Dari kedua rumus tersebut, niali terkecil yang
dipakai. Kelompok tiang dalam tanah lempung yang bekerja sebagai blok dapat
dilihat pada gambar 3.12 berikut :
Gambar Kelompok tiang pada tanah lempung
(Sumber
: Teknik Fondasi 2, Hary Christady Hardiyatmo)
1.
Penurunan Fondasi Kelompok Tiang
1. Tanah Pasir
Beberapa metode dari penelitian dapat digunakan
untuk menghitung penurunan fondasi kelompok tiang antara lain, yaitu :
a. Metode Vesic ( 1977)
Dengan :
S = Penurunan fondasi tiang tunggal
Sg = Penurunan fondasi kelompok tiang
Bg = Lebar kelompok tiang
d = Diameter tiang tungal
b. Metode Meyerhoff (1976)
1. Berdasarkan N – SPT
Dengan :
q = Tekanan pada dasar fondasi
Bg = Lebar kelompok tiang
N = Harga rata – rata N – SPT pada kedalaman ± Bg
dibawah ujung fondasi tiang
2. Berdasarkan CPT
Dengan :
q = Tekanan pada dasar fondasi
Bg = Lebar kelompok tiang 44
qc = Nilai konus pada rata – rata kedalaman Bg
2. Tanah Lempung
Penurunan fondasi yang terletak pada tanah lempung
dapat dibagi menjadi tiga komponen, yaitu : penurunan segera (immediate
settlement), penurunan konsolidasi primer dan penurunan konsolidasi sekunder.
Penurunan total adalah jumlah dari ketiga komponen tersebut dan dinyatakan dalam
rumus berikut :
S = Si + Sc + Ss
Dengan :
S = Penurunan total
Si = Penurunan segera
Sc = Penurunan konsolidasi primer
Ss = Penurunan konsolidasi sekunder
a. PenurunaN segera
Penuruna segera adalah penurunan yang dihasilkan oleh
distorsi massa tanah yang tertekan dan terjadi pada volume konstan.
Menurur Janbu, Bjerrum dan Kjaemsli (1956) dirumuskan sebagai berikut :
Dengan :
Si =
Penurunan segera
q = Tekanan netto fondasi (P/A)
B =
Lebar tiang pancang kelompok
E =
Modulus elastis
µi =
Faktor koreksi untuk lapisan tanah dengan tebal terbatas H
µo = Faktor
koreksi untuk kedalaman fondasi Df
Gambar
Grafik faktor koreksi
(Janbu,
Bjerrum dan Kjaemsli (1956)
b. Penurunan Konsolidasi Primer
Penurunan
konsolidasi primer adalah penurunan yang terjadi sebagai hasil dari
pengurangan volume tanah akibat aliran air meninggalkan zona tertekan
yang diikuti oleh pengurangan kelebihan tekanan air pori. Rumus yang dipakai
untuk menghitung penurunan konsolidasi primer yaitu sebagai berikut :
Dengan :
∆e = Perubahan angka pori
eo = Angka pori awal
e1 = Angka pori saat berakhirnya konsolidasi
H = Tebal lapisan tanah yang ditinjau.
c. Penurunan Konsolidasi Sekunder
Penurunan konsolidasi sekunder adalah penurunan
yang tergantung dari waktu, namun berlangsung pada waktu setelah konsolidasi
primer selesai yang tegangan efektif akibat bebannya telah konstan. Besar
penurunannya merupakan fungsi waktu (t) dan kemiringan kurva indeks pemampatan
sekunder (Cα). Rumus kemiringan Cα adalah sebagai berikut :
Maka penurunan konsolidasi sekunder dihitung dengan
menggunakan rumus berikut :
Dengan :
Ss = Penurunan konsolidasi sekunder
H = Tebal benda uji awal atau tebal
lapisan lempung
ep = Angka pori saat akhir konsolidasi
primer
t2 = t1 + ∆t
t1 = Saat waktu setelah konsolidasi
primer berhenti
1.
Pembebanan Pada Fondasi Kelompok Tiang
Pancang
3.1 Beban Vertikal Sentris
Beban ini merupakan beban (V) per satuan panjang
yang bekerja melalui pusat berat kelompok tiang (O), sehingga beban (V) akan
diteruskan ke tanah dasar fondasi melalui pile cap dan tiang – tiang
tersebut secara terbagi rata. Bila jumlah tiang yang mendukung fondasi tersebut
(n) maka setiap tiang akan menerima beban sebesar :
dapat dilihat pada Gambar berikut :
Gambar Beban vertikal
sentris
3.2 Beban Vertikal dan
Momen
Gambar Beban vertikal
dan momen
Gaya luar yang bekerja pada kepala tiang (kolom)
didistribusikan pada pile cap dan kelompok tiang fondasi
berdasarkan rumus elastisitas dengan menganggap bahwa pile cap kaku sempurna
(pelat fondasi cukup tebal), sehingga pengaruh gaya yang bekerja tidak
menyebabkan pile cap melengkung atau deformasi. Maka rumus yang dipakai adalah
sebagai berikut :
Dengan :
Mx, My = Momen masing – masing di sumbu X
dan Y
x, y =
Jarak dari sumbu x dan y ke tiang
∑x2, ∑y2 = Momen inercia dari kelompok tiang
V = Jumlah
beban vertikal
n =
Jumlah tiang kelompok
P
= Reaksi tiang atau beban axial tiang
No comments:
Post a Comment