pondasi tiang pancang.xlsx

8/15/2019 pondasi tiang pancang.xlsx

1/17

1. DAYA DUKUNG AKSIAL TIANG PANCANG

1.1. BERDASARKAN KEKUATAN BAHAN

Bentuk penampang tiang pancang : PIPA BAJA

Diameter tiang pancang, D = 1000 mm D = 1 m

Tabel pipa baja t = 16 mm t = 0.016 m

Kuat leleh baja, f y = 240 Mpa f y = 2E+05 kPa

Panjang tiang pancang, L = 40 m

Luas penampang pipa baja,

A = p / 4 * [D2 - (D - t)2] = 0.025 m2

Berat baja, wa = 78.5 kN/m3

Berat pasir, ws = 17.2 kN/m3

Berat tiang pancang baja yang diisi pasir dalamnya,

= 601.5 kNKapasitas dukung ultimit tiang pancang,

= 2868 kN

Angka Safety Factor untuk bahan baja, SF = 1.5

Daya dukung tiang pancang = 1912 kN

1.2. BERDASARKAN DATA BOR TANAH (SKEMPTON)

Berdasarkan hasil pengujian laboratorium didapatkan data sbb :

No. Kedalaman

z1 (m) z2 (m)

1 Lempung sangat lunak

2 Lempung lunak

3 Lempung sedang

4 Lempung padat

5 Lempung padat berpasir

a. Tahanan Ujung

Tahanan ujung ultimit dengan rumus Terzaghi :

Pb = Ab * (Cb * Nc + g * L * Nq + 0.3 * g *D * Ng)Ab = luas penampang

cb = kohesi tanah di bawah dasar tiang (kN/m2) Cb = 12 kN/m2

L = panjang tiang pancang (m) L = 40 mD = diameter tiang pancang (m) D = 1 m

g = berat volume tanah di bawah dasar tiang (kN/m2) g = 15.71 kN/m3

Luas tampang tiang pancang, Ab = p/ 4 * D2

= 0.785 m2

Sudut gesek dalam tanah di bawah dasar tiang, j = 25 Faktor daya dukung tanah menurut Thomlinson :

Nc = (228 + 4.3 * j) / (40 - j) Nc = 22.37

Nq = (40 + 5 * j) / (40 - j) Nq = 11

(kN/m2)

j(....)

Jenis lapisan tanah

ANALISIS PONDASI PIER

JEMBATAN

p = A * L * wa + p / 4 * (D - t)2

* L * ws

= 0.60 * f y* A - 1.2*Wp

P = Pu / SF

0

g

(kN/m3)

Cu


2/17

Ng = (6 * j) / (40 - j) Ng = 10Tahanan ujung ultimit tiang pancang :

Pb = Ab * (Cb * Nc + g * L * Nq + 0.3 * g *D * N = 5677 kN

b. Tahanan Gesek

Tahanan gesek ultimit menurut Skempton dihitung dengan rumus :

ad = faktor adhesi,

cu = kohesi tanah di sepanjang tiang (kN/m2)As = luas permukaan dinding tiang (m2) As = p * D * L1)

L1 = panjang segmen tiang pancang yang ditinjau (m)

Diameter tiang pancang, D = m

Perhitungan tahanan gesek ultimit tiang

No. As Cu ad Ps

(m2) (kN/m2) (kN)

1

2

34

5

Tahanan gesek ultimit tiang,

Ps = S ad * cu * As = kN

c. Tahanan ultimit tiang pancang

Tahanan ultimit tiang pancang = kN

angka aman SF = 3

Daya dukung tiang pancang = 0 kN

1.3. BERDASARKAN HASIL UJI SONDIR (BAGEMANN)

a. Tahanan ujung

Tahanan ujung ultimit dihitung dengan rumus : Pb = w * Ab * qcw = luas reduksi nilai tahan ujung ultimit tiangAb = Luas tahana ujung tiang (m2)

qc = tahan penetrasi kerucut statis yang merupakan nilai rata-rata dihitung dari B,D di atas dasar

tiang sampai 4. D di bawah dasar tiang (kNm/m2)

diameter tiang pancang D = m

Luas tampang tiang pancang = #REF! m2

Tahanan penetrasi kerucut statis rata-rata dari B,D di atas dasar s.d.4.D di bawah

dasar tiang qc = kg/cm2

qc = 0 kN/m2

Faktor reduksi nilai tahanan ujung ultimit tiang w =

Tahanan ujung ultimit tiang pancang = #REF! kN

b. Tahanan gesek

Tahan gesek ultimit menurut Skempton dihitung dengan rumus

Ps = S [ As * qf ]

P = Pu / SF

Ab = p / 4 * D2

Pb = w * Ab * qc

Pu = Pb + Ps

z2 (m)

L1

(m)

Kedalaman

Faktor adhesi untuk jenis tanah lempung pada tiang pancang yg nilainya tergantung dari nilai

kohesi tanah, menurut Skempton, diambil : ad = 0.2 + [0.98]cu

z1 (m)


3/17

Af = Luas pemukaan segmen dinding tiang (m2) As = p * D * L1qf = Tahanan gesek kerucut statis rata-rata (kN/m)

No. As Cu ad Ps

(m2) (kN/m2) (kN)

1

2

34

5

Ps = S [ As * qf ]

c. Tahanan ultimit tiang pancang

Tahanan ultimit tiang pancang = kN

Angka aman SF =

Daya dukung tiang pancang = kN

1.4. BERDASARKAN HASIL UJI SPT (MEYERHOFF)

Kapasitas ultimit tiang pancang secara empiris dan nilai pengujuan SPT menurut Meyerhoff

dinyatakan dengan rumus

Pu = 40 * Nb * Ab + N * As kN

dan harus Pu = 380* N * Ab kN

Nb = Nilai SPT di sekitar tiang pancang, dihitung dengan B.D di atas ujung tiang sampai

4.D dibawah ujung tiang

Nb = Nilai SPT rata-rata di sepanjang tiang

Ab = Luas dasar tiang (m2)

As = Luas selimut tiang (m2)

Berdasarkan hasil pengujian SPT diperoleh data sbb

No. Nilai SPT

1

2

3

4

5

Nilai SPT rata-rata disepanjang tiang N = S L1 * N / S L1 =

Nilai SPT disekitar tiang (B.D diatas dasar tiang s.d 4. D di bawah dasar tiang

Nb =

Diameter tiang pancang D = m

Panjang tiang pancang L = m

Luasa dasar tiang pancang Ab = p / 4 * D2

= 0 m2

Luas selimut tiang pancang As = p * D * L = 0 m2

Pu = 40 * Nb * Ab + N * As = 0 kN

Pu > Pu = 380* N * Ab = 0 kN

N

(m)

#REF!

#REF!

Pu = Pb + Ps

P = Pu / SF

Kedalaman

z1 (m) z2 (m)

L1*N

(m)

L1

Kedalaman L1

z1 (m) z2 (m)


4/17

Kapasitas ultimit tiang pancang Pu = 0 kN

Angka aman SF =

Daya dukung tiang pancang P = Pu / SF = 0 kN

1.5. REKAP DAYA DUKUNG AKSIAL TIANG

No P (kN)

1 629.23

2 531.49

3 529.76

4 514.29

Daya dukung aksial terkecil, P = 514.29 kN

Diambil daya dukung aksial tiang pancang, Pijin = 510.00 kN

Berdasarkan hasil uji SPT (Meyerhoff)

Berdasarkan hasil uji sondir (Bagemann)

Berdasarkan kekuatan bahan

Uraian Daya Dukung Aksial Tiang Pancang

Berdasarkan data bor tanah (terzaghi dan Thomlinson


5/17

2. DAYA DUKUNG LATERAL TIANG PANCANG

2.1. BERDASARKAN DEFLEKSI TIANG MAKSIMUM

Daya dukung lateral tiang (H) dihitung dengan persamaan :

H = yo * kh D / [ 2 * β (e β 1 ) +

dengan, β = √ *kh * D / ( 4 * Ep * Ip ) ]

D = diameter tiang pancang (m), D = 0.40 m

t = tebal tiang pancang, t = 0.012 m

L = panjang tiang pancang (m), L = 40.00 m

kh = modulus subgrade horisontal (kn/m³), kh = 10750 kN/m³

Ep = modulus elastis tiang baja (kN/m²), Ep = 2.10E+08 kN/m²

Ip = momen inersia penampang (m⁴)

Ip = π / 64 * D⁴ - ( D - t)⁴+ = 0.00014 m⁴

e = jarak beban lateral terhadap muka tanah (m), e = 0.10 m

yo = defleksi tiang maksimum (m). yo = 0.006 m

β = koefisien defleksi tiang,

β = √ *kh

* D / ( 4 * Ep * Ip

) ] = 0.188497 mβ L = 7.54 > 2.5 maka termasuk tiang panjang

Daya dukung lateral tiang pancang,

H = yo * kh D / * 2 β (e β 1 ) + = 67.16997

2.2. BERDASARKAN MOMEN MAKSIMUM

Tegangan leleh baja, f y = 240000 kN/m²

Tahanan momen, W = Ip / ( D / 2 ) = 0.00072 m³

Momen maksimum, My = f y * W = 172.8867 kN/m

Kohesi tanah rata-rata di sepanjang tiang

L1 Cu

z1 (m) z2 (m) (m) (kN/m²)1 0.00 24.20 14.2 9.00 127.80

2 24.20 25.60 11.4 18.00 205.20

3 25.60 29.60 4.0 24.00 96.00

4 29.60 32.40 2.8 32.00 89.60

5 32.40 40.00 7.6 12.00 91.20

Ʃ L1 = 40.0 ƩCu * L1 = 609.80

Kohesi tanah rata-rata, ču = Ʃ *Cu * L1+ / ƩL1 = 15.245 kN/m²

f = Hu / * 9 ču * D ] pers.(1)

g = L - ( f + 1.5 * D ) pers.(2)

My = Hu * ( e + 1.5 * D + 0.5 * f ) pers.(3)

My = 9 / 4 D ču * g² pers.(4)Dari pers.(1) :

Dari pers.(2) :

Dari pers.(3) : My = Hu * ( 0.700 * 0.00911 * Hu )

My = 0.00911 * Hu² * 0.70000 * Hu

Dari pers.(4) : My = 0.00456 Hu² - 19.700 Hu 21299.2

Pers.kuadrat : 0= 0.00456 * Hu² 20.4000 * Hu - 21299.2

f = 0.01822 Hu

g = 39.40 - 0.01822 * Hu

g² = 0.00033 * Hu² - 1.43581 * Hu 1552.36

9/4 * D * cu = 13.7205

NO

Kedalaman

Cu * L1


6/17

Dari pers.kuadrat, diperoleh tahanan lateral ultimit, Hu = 873.645 kN

f = 15.9186 m

Mmax = Hu * ( e + 1.5 * D + 0.5 * f ) = 7565.16 kNm

Mmax > My Termasuk tiang panjang

Dari.pers(3) : My = Hu ( 0.700 0.00911 * Hu )

My = 172.974 = 0.00911 * Hu² 0.70000 * Hu

Pers.kuadrat 0 = 0.00911 * Hu² 0.70000 * Hu - 172.974

Dari persamaan kuadrat, diperoleh tahanan lateral ultimit,Hu = 104.629 kN

SF = 1.5

H = Hu / SF = 69.75 kN

2.3. REKAP DAYA DUKUNG LATERAL TIANG

No Uraian Daya Dukung Aksial Tiang Pancang H (kN)

1 Berdasarkan defleksi tiang maksimum 67.19

2 Berdasarkan momen maksimum 69.75

Daya dukung aksial terkecil, H = 67.19 kN

Diambil daya dukung lateral tiang pancang, Hijin

= 67.00 kN

3. ANALISIS FONDASI ABUTMENT

3.1. DATA FONDASI ABUTMENT

Mutu beton, K - 250 Tegangan leleh baja,

Kuat tekan beton, f c ' = 20.8 Mpa f y = 240000 kPa

Mutu baja tulangan, U - 32 Diameter tiang pancang,

Tegangan leleh baja, f y = 320 Mpa D = 0.40 m

Modulus elastis beton, Ec = 21410 Mpa Panjang tiang pancang,

Berat beton bertulang, Wc = 25 kN/m³ L = 40.00 m

Lebar arah x, Bx = 3.80 m Tebal, hp = 0.80 m

Lebar arah y, By = 10.60 m Tebal, ht = 1.20 m

Depan, L1 = 1.70 m Belakang, L2 = 1.30 m

Jarak pusat tiang terluar terhadap sisi liar pile-cap a = 0.50 m

Jumlah baris tiang pancang, ny = 9 buah

Jumlah tiang pancang dalam satu baris, nx = 3 buah

Jarak antara tiang pancang arah x, X = 1.40 m

Jarak antara tiang pancang arah y, Y = 1.20 m

BAHAN / MATERIAL FONDASI TIANG PANCANG BAJA

DIMENSI PILE CAP

DATA SUSUNAN TIANG PANCANG BAJA


7/17

Jumlah bor-pile : n = 27 buah

No Xmax = 1.20 Ymax = 5.60

1 X1 = 1.20 X1² = 25.92 Y1 = 5.60 Y1² = 188.16

2 X2 = 0.00 X2² = 0.00 Y2 = 4.20 Y2² = 105.84

3 X3 = tdk.ada X3² = tdk.ada Y3 = 2.80 Y3² = 47.04


5 X5 = tdk.ada X5² = tdk.ada Y5 = 0.00 Y5² = 0.006 Y6 = tdk.ada Y6² = tdk.ada

7 Y7 = tdk.ada Y7² = tdk.ada




ƩX²= 25.92 ƩY²= 352.80

m m


8/17

3. ANALISIS FONDASI ABUTMENT

3.1. DATA FONDASI ABUTMENT

Mutu beton, K - 250 Tegangan leleh baja,

Kuat tekan beton, f c ' = 20.8 Mpa f y = 240000 kPa

Mutu baja tulangan, U - 32 Diameter tiang pancang,Tegangan leleh baja, f y = 320 Mpa D = 0.40 m

Modulus elastis beton, Ec = 21410 Mpa Panjang tiang pancang,

Berat beton bertulang, Wc = 25 kN/m³ L = 40.00 m

Lebar arah x, Bx = 3.80 m Tebal, hp = 0.80 m

Lebar arah y, By = 10.60 m Tebal, ht = 1.20 m

Depan, L1 = 1.70 m Belakang, L2 = 1.30 m

Jarak pusat tiang terluar terhadap sisi liar pile-cap a = 0.50 m

Jumlah baris tiang pancang, ny = 9 buahJumlah tiang pancang dalam satu baris, nx = 3 buah

Jarak antara tiang pancang arah x, X = 1.40 m

Jarak antara tiang pancang arah y, Y = 1.20 m

BAHAN / MATERIAL FONDASI TIANG PANCANG BAJA

DIMENSI PILE CAP

DATA SUSUNAN TIANG PANCANG BAJA


9/17

Jumlah bor-pile : n = 27 buah

No Xmax = 1.20 Ymax = 5.60

1 X1 = 1.20 X1² = 25.92 Y1 = 5.60 Y1² = 188.16

2 X2 = 0.00 X2² = 0.00 Y2 = 4.20 Y2² = 105.843 X3 = tdk.ada X3² = tdk.ada Y3 = 2.80 Y3² = 47.04








ƩX²= 25.92 ƩY²= 352.80

m m


10/17

5. PEMBESIAN PILE CAP

5.1. GAYA AKSIAL ULTIMIT TIANG PANCANG

5.1.1 TINJAUAN BEBAN ARAH X

Gaya aksial ultimit yang diderita satu tiang pancangPumax= Pu/n + Mux * Xmax / SX²Pumin= Pu/n + Mux * Xmax / SX²

Gaya aksial maksimum dan minimum yangdiderita satu tiangpancang

Pu Mux Pu/n Mux*X/SX² Pumax PuminkN kNm kN kN kN kN

1 13113.63 1569.69 485.69 72.67 558.36 413.02

2 12441.87 979.04 460.81 45.33 506.14 415.488

3 12058.63 1055.69 446.62 48.87 495.49 397.74

4 12063.67 1054.66 446.8 48.83 495.63 397.97

5 10978.48 5414.57 406.61 250.67 657.28 155.93

5.1.2 TINJAUAN BEBAN ARAH Y

Gaya aksial ultimit yang diderita satutiang pancang

Pumax= Pu/n + Muy * Ymax / SY²Pumin= Pu/n + Muy * Ymax / SY²

Gaya aksial maksimum dan minimum yangdiderita satu tiangpancang

Pu Mux Pu/n Muy*Y/SY² Pumax PuminkN kNm kN kN kN kN

1 13113.63 625.12 485.69 9.92 495.61 475.77

2 12441.87 0 460.81 0 460.81 460.81

3 12058.63 625.12 446.62 9.92 456.54 436.69

4 12063.67 750.14 446.8 11.91 458.71 434.9

5 10978.48 3140.17 406.61 49.84 456.45 356.76

KOMBINASI 4

KOMBINASI 5

KOMBINASI 5

NoKombinasi

Pembebanan

KOMBINASI 1

KOMBINASI 2

KOMBINASI 3

KOMBINASI 4

NoKombinasi

Pembebanan

KOMBINASI 1

KOMBINASI 2

KOMBINASI 3


11/17

Gaya ultimit maksimum(rencana) tiang pancang Pumax =

5.2 MOMEN DAN GAYA GESER ULTIMIT PILE CAP

PARAMETER BERAT BAGIAN BETON VOLUME BERAT LENGAN MOMEN

b h Panjang Shape M³ kN Xw (M) kNm

W1 1.7 0.8 10.6 1 14.416 360.400 0.850 306.340

W2 1.7 0.4 10.6 0.5 3.604 90.100 0.567 51.057

Ws = 450.500 Ms = 357.397

Faktor beban ultimit, K = 1.30

Momen ultimit akibat berat pile cap, Mus = K*Ms = 464.62 kNm

Gaya geser ultimit akibat berat pile cap, Wus = K*Ws = 585.65 KN

Tebal breast wall, Bd =Bx-L1 - L2 = 0.8 m

Jumlah baris tiang pancang, ny = 9 buah

X1 = 1.20 1 = X1-Bd/2 = 0.80

X2 = 0.00 1 = X1-Bd/2 = tdk.ada

X3 = tdk.ada 1 = X1-Bd/2 = tdk.ada



Momen max. pada pile cap akibat reaksi tiang pancang, Mp = 4732.44 kNm

Momen ultimit rencana pile cap, Mur = Mp-Mus = 4267.82 kNm

untuk lebar pile cap (By) = 10.60 m

Momen ultimit rencana per meter lebar, Mu = Mur/By = 402.62 kNm

Gaya geser rencana Pile Cap, Vur = ny*Pumax-Wus = 5329.90 kN

untuk lebar pile-cap (By) = 10.600 m

Gaya geser ultimit rencana per meter lebar, Vu = Vur/By = 502.82 kN

5.3 TULANGAN LENTUR PILE CAP

Momen rencana ultimit, Mu = 402.62 kNm

Mutu beton, K-250 Kuat tekan beton, fc'= 20.75 MPa

Mutu baja, U-32 Tegangan leleh baja, fy = 320 MPa

Tebal pile cap, h = ht = 1200 mm

Jarak tulangan terhadap sisi luar beton, d' = 100 mm

Modulus elastis baja, Es = 2.0E+05

Faktor bentuk distribusi tegangan beton, b1 = 0.85ρb = b1*0.85*fc'/fy*600/(600+fy) = 0.03055

4732.44

tdk.ada

tdk.ada

tdk.ada

tdk.ada

KODE

Jarak tiang

terhadap pusat

Lengan thd.Sisi luar dinding Xp

(m)M = ny*Pmax*Xp (kNm)


12/17

R max = 0.75*ρbfy*1-1/20.75ρbfy/(0.85fc')+ = 5.8086

Faktor reduksi kekuatan lentur, φ = 0.8

Faktor reduksi kekuatan geser, φ = 0.75

Tebal efektif pile cap, d = h-d' = 1100 mm

Lebar pile cap yang ditinjau, b = 1000 mm

Momen nominal rencana, Mn = Mu/φ = 503.28 kNm

Faktor tahanan momen, Rn = Mn*10-6

/(b*d2) = 0.41593Rn < Rmax (OK)

Rasio tulangan yang diperlukan :

ρ = 0.85*fc'/fy*[1-2*Rn/(0.85*fc')] = 0.00132

Rasio tulangan minimum, ρmin = 0.5/fy = 0.00156

Rasio tulangan yang digunakan, ρ = 0.00156

Luas tulangan yang diperlukan, As = ρbd = 1719 mm2

Diameter tulangan yang digunakan, D 22 mm

Jarak tulangan yang diperlukan, s = π/4D2*b/As =

Digunakan tulangan, D 22 - 200As = π/4D

2*b/s = 1901 mm

2

Untuk tulangan bagi diambil 50% tulangan pokok.

As' = 50%*As = 859 mm2

Diameter tulangan yang digunakan, D 16 mm

Jarak tulangan yang diperlukan, s = π/4D2*b/As = 233.963 mm

Digunakan tulangan, D 16 - 200

As' = π/4D2*b/s = 1005 mm

2

5.4 TULANGAN GESER

502821 N

Vc =1/6*(fc')*b*d = 835123 N Hanya perlu tul.geserφ.Vc = 626342 N

Vs = Vu/2 = 251410 N

Diameter tul.yang digunakan D 13 Ambil arah jarak Y 600 mm

Luas tulangan geser, Av = π/4D2*b/Sy = 221.2 mm2

Jarak tulangan geser yang diperlukan (arah X) :

Sx = Av*fy*d/Vs = 309.73 mm

Digunakan tulangan, D 13 Jark arah X 400 mm

Jarak arah Y 600 mm

Gaya geser ultimit, Vu =


13/17


14/17


15/17

657.28 kN


16/17

3.2. GAYA AKSIAL PADA TIANG PANCANG

3.2.1. TINJAUAN TERHADAP BEBAN ARAH X

Gaya aksial maksimum dan minimum yang diderita satu tiang pancang :

P max = P / n + Mx * X max / SX2

P min = P / n - Mx * X max / SX2

P Mx P / n Mx*X/SX2 P max P min(kN) (kNm) (kN) (kN) (kN) (kN)

1 KOMBINASI-1

2 KOMBINASI-2

3 KOMBINASI-3

4 KOMBINASI-4

5 KOMBINASI-5

3.2.2.TINJAUAN TERHADAP BEBAN ARAH Y

Gaya Aksial maksimum dan minimum yang diderita satu tiang pancang :

P max = P / n + My * Y max / SY2

P min = P / n - Mx * Y max / SY2

P Mx P / n My*Y/SY2 P max P min(kN) (kNm) (kN) (kN) (kN) (kN)

1 KOMBINASI-1

2 KOMBINASI-2

3 KOMBINASI-3

4 KOMBINASI-4

5 KOMBINASI-5

3.3. GAYA LATERAL PADA TIANG PANCANG

Resultan gaya lateral T max = [ Tx2 + Ty2 ]Gaya lateral yang diderita satu tiang pancang H max = T max / n

Tx Ty T max H max

(kN) (kN) (kN) (kN)

1 KOMBINASI-1

2 KOMBINASI-2

3 KOMBINASI-3

4 KOMBINASI-4

5 KOMBINASI-5

No KOMBINASI PEMBEBANAN




17/17

4. KONTROL DAYA DUKUNG IJIN TIANG PANCANG

4.1. DAYA DUKUNG IJIN AKSIAL

4.1.1. TERHADAP BEBAN ARAH X

1 KOMBINASI-1 100%

Documents

pondasi tiang pancang.xlsx