soal-jawab-pondasi-tiang-pancang-reg (1)

CONTOH SOAL :
Tentukan daya dukung tiang dari beton panjang 12 meter tertanam pada pasir homogen.
Diameter tiang 305mm. Berat volume pasir d =16,80kN/m3.dan =35o. Rata-rata NSPT = 16
a. MEYERHOFS
Untuk tanah homogen L = 12 m. Untuk =35o dari grafik dibawah didapat N*q = 120.
Luas penampang tiang = 3,14/4 x 3052 = 73024,63 mm2 = 0,073 m2.
Q p  q  N *q  Ap  (12 16,8) 120  0,073  1766,612kN
qt  0,5Pa N q* tan  '  0,5 100 120  tan 35o  4201,25kN / m2
Q p  4201,25  0,073  390,3kN  1766,612kN
120
b. VESIC
Untuk tanah pasir homogen Ir=Irr = 90. Untuk =35o dari tabel didapat N*a = 79,5.
Diperoleh N*a = (75,17 + 83,78 ) = 79,475 = 79,50.--> q’ = 16,8 x 12 = 201,60 kN/m2.
Ko  1  sin  = 1 – sin 35o = 0,43
 1  2ko  ,  1  2  0,43 
2
 o,  
q  
  201,60  125kN / m
3


 3 
Tahanan ujung = Qp


Q p  (cN c*   ,q  N a* )  Ap  0  N c*  125  79,5  0,073  725,40kN
c. JANBU
Q p  (cN c*  q ,  N Q* )  Ap
Untuk pasir padat ’ = 105o.
Dengan  = 35o dan ’ = 105o, diperoleh N*c = 73, N*q = 50 .
Q p  (cN c*  q ,  N Q* )  Ap  0  73  201,60  50 0,073  735,8kN
d. BERDASARKAN DATA NSPT
qt  0,4 Pa N 60
L
12
 0,40 100 16 
 25180,33kN / m 2
D
0,305
qt  4 Pa N 60  4 100 16  6400kN / m 2
Q p  qt  Ap  0,073  6400  467,20kN
DARI SEMUA METODA PERHITUNGAN
Qp MANA YANG ANDA AMBIL?
Dari contoh soal diatas diatas tentukan
besar tahanan geser.
Tanahan geser pasir adalah :
f  K 'v tan 
K = 1-sin 
K= 1 – sin 35o = 0,43
L’ = 15 D = 15 x 0,305 = 4,575 m  ’v = ’L’ = 16,8 x 4,575 = 76,86 kN/m2.
4,575 m
76,86 kN/m2
(12 – 4,575) m
Tahanan friksi kedalaman 0 – 4,575 m :
Qs1 = (3,14 x 0,305 x 4,575) x 1,4 x (½ x 76,86) x tan (0,6 x 35) = 89,58 kN
Tahanan friksi kedalaman 4,575 m – 12,00 m :
Qs1 = {3,14 x 0,305 x (10-4,575)} x 1,4 x 76,86 x tan (0,6 x 35) = 212,44 kN
Besar tahan geser = Qs = 89,58 + 212,44 =302,02 kN
Daya dukung ultimit = Qu = Qp + Qs = 467,20 + 302,02 = 769,22 kN
Daya dukung izin = Qu/SF = 769,22/4 = 192,30 kN.
CONTOH SOAL :
Tiang Pancang seperti gambar dibawah ini. n1 = 4, n2 = 3, D = 305 mm, d
=1220 mm, L = 15 m. Tiang pancang tertanam pada lempung homogen cu
= 70 kN/m2.
Daya dukung kelompok tiang berdasarkan tiang tunggal :
Q
Q
u
 n1 n2 (Q p  Qs )
u
 n1 n2 (9  cu  A p 
 pc
u
L )
0,63


 3,14

 ( 4  3) 9  70  
0,305 2   0,63  70  (3,14  0,305)  15
 4



Q
u
Q
u
 8154,289kN
Daya dukung kelompok tiang berdasarkan BLOK :
Q
u
 ( Lg Bg )cu ( p ) N c*   2( Lg  Bg )cu L
Lg  (n1  1)d  2( D / 2)  (4  1) 1,22  2  0,305 / 2  3,965m
Bg  (n2  1)d  2( D / 2)  (3  1) 1,22  2  0,305 / 2  2,745m
L
15

 5,46
B g 2,745
Lg
3,965

 1,44
B g 2,745
8,6
8,6
diperoleh N*c =
Q
u
 (3,965  2,745)  70  8,6  2  (3,965  2,745)  70 15  20643kN
Qg ( u )  8154,289kN  20643kN
Qizin 
Qg ( u )
SF

8154,289kN
 2038,57kN
4
CONTOH SOAL :
Pondasi tiang pancang kelompok seperti gambar dibawah ini. Hitung besar penurunan
konsolidasi jika lempung normal konsolidasi.
Panjang tiang L = 15 m. L’ = 2/3 L = 2/3 x 15 = 10 m.
Titik 1 :
 o  16,2  2  (18  9,81)  (9  7 / 2)  134,8kN / m2
Qg
 i, 
( Bg  zi )( Lg  zi )
2000
 51,6kN / m 2
(3,3  7,0 / 2)( 2,2  7,0 / 2)
 1, 
Sc 
   
H
Cc  Log o
1  eo
o
Sc1 
134,8  51,6  0,1624m
7
0,3  Log
1  0,82
134,8
Titik 2 :
 o  16,2  2  (18  9,81)  (9  7)  (18,9  9,81)  4 / 2  181,62kN / m2
 i, 
 1, 
Qg
( Bg  zi )( Lg  zi )
2000
 14,52kN / m2
(3,3  7  4 / 2)( 2,2  7  4 / 2)
Sc 
   
H
Cc  Log o
1  eo
o
Sc2 
181,62  14,52  0,0157m
4
0,2  Log
1  0,7
181,62
Titik 3 :
 o  16,2  2  (18  9,81)  (9  7)  (18,9  9,81)  4  (19  9,81)  2 / 2  208,99kN / m2
 i, 
 1, 
Sc 
Qg
( Bg  zi )( Lg  zi )
2000
 9,2kN / m2
(3,3  7  4  2 / 2)( 2,2  7  4  2 / 2)
   
H
Cc  Log o
1  eo
o
Sc2 
208,99  9,2  0,0054m
2
0,25  Log
1  0,75
208,99
Total penurunan konsolidasi Sc = Sc1 + Sc2 +Sc3 = 0,1624 + 0,0157 +
0,0054 = 0,1835 m
CONTOH SOAL :
Tiang pancang beton panjang 12 meter tertanam pada paswir . Diameter tiang 305 mm.
Berat volume pasir dry = 16,8 kN/m3, rata-rata sudut geser dalam sepanjang tiang 35o.
Beban izin yang bekerja 338 kN. Jika 240 kN adalah kontribusi dari geser dan 98 kN
dari tahan ujung. Ep = 2,1 x 106 kN/m2, Es = 30000kN/m2 dan s = 0,3.
Penurunan elastic tiang :
Sc  Se1  Se 2  Se3
a. Penurunan elastic tiang Se1 :
Se1 
(Qwp  Qwp ) L
Ap E p
 = 0,6
Se1 
(97  0,6  240)  12
 0,00148m
(0,305  0,305)  (21  106 )
b. Penurunan disebabkan beban yangbekerja pada ujung tiang :
Se 2 
q wp 
Qwp
Ap

qwp D
Es
(1  s2 ) I wp
97
 1042,7 kN / m 2
0,305  0,305
Se 2 
1042,7  0,305
(1  0,32 )  0,85  0,0082m
30000
3. Penurunan elastik akibat tranfer beban disepanjang tiang
Se 3 
Qws D
(1   s2 ) I ws
pL Es
I ws  2  0,35
Se 3 
L
12
 2  0,35
 4,2
D
0,305
240
0,305
(1  0,32 )  4,2  0,00064m
(4  0,305)  12 30000
Total penurunan elastik =
Se  Se1  Se 2  Se3
Se = 0,00148 + 0,0082 + 0,00064 = 0,01032 m
CONTOH SOAL :
Tiang Pancang seperti gambar dibawah ini. n1 = 4, n2 = 3, D = 305 mm, d
=1220 mm, L = 15 m. Tiang pancang tertanam pada lempung homogen cu
= 70 kN/m2. Tiang dari beton K-350
a. Tentukan beban lateral yang mampu dipikul tiang pancang.
b. Tentukan beban lateral jika izin = 3 cm.
Jawab :
Koefesien reaksi tanah horizontal kh untuk tanah kohesif :
kh 
n1n2 qu
b
Untuk Cu = 70 kN/m2 = 700 kPa  n1 = 0,4
Tiang beton, n2 = 1,15
Nilai n1 untuk tanah lempung :
Unconfined Comp Strength, n1
qu (kPa)
< 48 kPa
0,32
48 kPa < qu < 191 kPa
0,36
> 191 kPa
0,40
Nilai n2 untuk berbagai tiang pancang :
Jenis tiang
n1
Baja
1,00
Beton
1,15
Kayu
1,30
kh 
n1n2 qu
n n 2C
0,4 1,15  2  70
 1 2 u 
 211,14kN / m
b
b
0,305
Untuk beban statik kh = 1/3 kh = 1/3 x 211,14 kN/m = 70,38 kN/m.
Tiang beton ukuran b = 0,305 m
Modulus elastisitas = Et = 21 x 106 kN/m2.
Momen tahanan = S = 1/6 bh2 = 1/6 x 0,305 x 0,3052 = 0,005 m3
Momen Inersia = I = 1/12 bh3 = 1/12 x 0,305 x 0,3053 = 0,005 m3
Tiang dari beton K-350  izin = 0,43 x 350 = 168 kg/cm2 = 1680 t/m2 = 16800 kN/m2
Dalam pancangan = D = 15 meter
Tinggi muka tanah ke kepala tiang = ec = 0 meter
Momen maks = My = izin x S = 16800 x 0,005 = 79,44 kN-m
Penentuan tiang pendek atau panjang pada tanah kohesif:
K b
70,38  0,305
n  4 h  4
 0,077
4 EI
4  210 10 6  0,0007
nD = 0,077 x 15 = 1,157 < 2,25  Termasuk tiang pendek.
D/b = 15 / 0,305 = 49,18
ec/b = 0 / 0,305 = 0
Dari grafik tersebut didapat nilai load faktor x Qu/(cub2) = 60 x Qu/(cub2).
Beban lateral ultimit = Qu = load faktor x (cub2) = 60 x 70 x 0,3052 = 390,75 kN
Maksimum gaya lateral yang mampu bekerja = Qa = Qu/2,5 = 390,75/2,5 = 156,28 kN
Besar lendutan yang terjadi =  adalah :
nD = 0,077 x 15 = 1,157 < 2,25  Termasuk tiang pendek.
D/b = 15 / 0,305 = 49,18
ec/D = 0 / 0,305 = 0
Dari grafi dibawah didapat faktor lendutan x KhbD/Qa. Lendutan  = faktor lendutan x
KhbD/Qa = 4,5.
Besar lendutan  = 4,5 x 156,28 /( 70,38 x 0,305 x 15 ) = 2,184 m  Harus lebih kecil dari
lendutan izin.
Jarak tiang = 1220 mm  Z = 1220/305 = 4b, Faktor reduksi daya dukung lateral = 0,5
Besar daya dukung izin lateral 1 tiang = Qa(izin) = 0,5 x 156,28 = 78,141 kN
Beban lateral izin kelompok tiang = Qag(izin) = n1 x n2 x Qa(izin) = 3 x 4 x 78,141
= 937,69 kN
c. Jika lendutan  = 3 cm.
Besar lendutan yang terjadi =  adalah :
nD = 0,077 x 15 = 1,157 < 2,25  Termasuk tiang pendek.
D/b = 15 / 0,305 = 49,18
ec/D = 0 / 0,305 = 0
Dari grafi dibawah didapat faktor lendutan x KhbD/Qa. Faktor lendutan = 4,5 =
KhbD/Qa Untuk lendutan 3 cm  4,5 = 0,03 x 70,38 x 15 x 0,305/Qa  Qa = 2,15 kN
Jarak tiang = 1220 mm  Z = 1220/305 = 4b, Faktor reduksi daya dukung lateral = 0,5
Besar daya dukung izin lateral 1 tiang = Qa(izin) = 0,5 x 2,15 = 1,08 kN
Beban lateral izin kelompok tiang = Qag(izin) = n1 x n2 x Qa(izin) = 3 x 4 x 1,08 = 12,96 kN.
CONTOH SOAL :
Tiang baja H-pile (HP 250 x 0,834) panjang 25 meter, dipancang pada tanah berbutir.Jika
nh = 12000 kN/m3. Tentukan Gaya lateral izin jika lendutan diizinkan 8 mm.
Untuk tiang HP 250 x 0,834) diperoleh momen inesia Ip = 123 x 10-6 m4.
Ep = 207 x 106 kN/m2
EpI p
(207 10 6 )(123 10 6 )
T 5
5
 1,16m
nh
12000
Z maks 
L 25

 21,55  5  Termasuk tiang panjang.
T 1,16
Untuk dikepala tiang maka z = 0 meter. Dan momen kepala tiang Mg = 0
Z
z
0

 0  dari tabel diperoleh Ax = 2,435, Bx = 1,623
T 1,16
Kemiringan tiang untuk kedalaman z adalah :
x z ( z )  Ax
Qg T 3
EpI p
 Bx
M gT 2
Ep I p
Qg 1,163
0 1,16 2
0,008  2,435
 1,623
(207 10 6 )(123 10 6 )
(207 10 6 )(123 10 6 )
Qg 
(207 106 )(123 10 6 )
 53,59kN
2,435 1,163
M z ( z )  Am Qg T  Bm M g
Berdasarkan kapasitas momen maksimum.
Tegangan baja tiang pancang = izin = 248000 kN/m2. Ip = 123 x 10-6 m4.
Tinggi penamoang tiang pancang = h = 0,254 m
Momen tahanan = S = Ip/ (h/2) = 123 x 10-6 m4/ (0,254/2) = 968,5 x 10-6 m3
Kapasitas momen maksimum = Mmaks = izin x S =248000 kN/m2 x 968,5 x 10-6 m3
Dari tabel untuk Am = 0,772 (nilai maksimum).
M z ( z )  Am Qg T  Bm M g
Qg 
M z (maks) (968,5 10 6 )  (248000)

 268,2kN  53,59kN
AmT
0,772 1,16
Jadi gaya lateral maksimum = 53,59 kN
CONTOH SOAL :
Tiang pancang beton 0,305 m x 0,305 m dipancang bengan Steam hammer. Maksimum
energi hammer = 35,3 kN-m
Berat hammer = Wr = 35,6 kN
Panjang tiang = L = 20 m
Efesiensi hammer = E = 0,8
Koefesien restitusi = n = 0,45
Berat topi tiang = 3,2 kN
Ep = 20,7 x 106kN/m2
Jumlah pukulan terakhir 5 dengan penetrasi 25,4 mm
Tentukan besar daya dkung berdasarkan data pemancangan.
Jawab :
a. ENR Formula
Untuk Staem Hammer, C = 0,254 cm
Qu 
EH E
0,8  (35,3  100)

 3706kN
25,4
S C
 0,254
5
Besar daya dukung izin = Qall = Qu/SF = 3706/6 = 617,7 kN
b. Modified ENR Formula
Untuk Staem Hammer, C = 0,254 cm
Bear tiang= Wtiang = A x L x tiang = 0,305 x 0,305 x 20 x 23,58 = 43,87 kN
Beart tiang = Wtiang + Wcap = 43,87 + 3,2 = 47,07 kN
2
EWr h WR  n W p 0,8  (35,3  100) 35,6  0,452  47,07
Qu 



25,4
S  C WR  W p
35,6  47,07
 0,254
5
Qu  2024kN
Besar daya dukung izin = Qall = Qu/SF = 2024/5 = 404,8 kN
c. DANISH FORMULA
Qu 
Qu 
EH E
EH E L
S
2 Ap E p
2,54

5
0,8  (35,3  100)
 1644kN
0,8  (35,3  100)  20
2  (0,305  0,305)  (20,7  10 6 )
Besar daya dukung izin = Qall = Qu/SF = 1644/4 = 411 kN