web viewcontoh dari pondasi ini adalah pondasi tiang yang terbagi menjadi tiang pancang dan tiang

Download Web viewContoh dari pondasi ini adalah pondasi tiang yang terbagi menjadi tiang pancang dan tiang

Post on 15-May-2019

214 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

48

47

BAB 2

TINJAUAN KEPUSTAKAAN

2.1 Pondasi

Pondasi merupakan bagian dari struktur bangunan yang paling dasar yang berfungsi untuk menanggung beban dan meneruskannya ke tanah. Dalam pembagian secara umum, pondasi terbagi menjadi 2 macam menurut kedalamannya yaitu pondasi dangkal dan pondasi dalam.

Pondasi dangkal adalah pondasi yang menanggung bebannya secara langsung dan meneruskannya ke tanah. Kedalaman pondasi ini sangat dangkal dengan perbandingan kedalaman dan lebar pondasi kurang dari 1 (L/B < 1, di mana L adalah nilai kedalaman pondasi dan B adalah lebar pondasi). Pondasi dangkal terdiri dari beberapa tipe seperti pondasi pasangan batu kali menerus, pondasi telapak (footplate), pondasi telapak menerus, pondasi umpak, dan pondasi rakit.

Pondasi dalam adalah pondasi yang menanggung beban dan meneruskannya ke tanah, tanah keras, atau batuan yang letaknya relatif cukup dalam jika diukur dari permukaan tanah. Contoh dari pondasi ini adalah pondasi tiang yang terbagi menjadi tiang pancang dan tiang bor. Nilai perbandingan antara kedalaman dengan lebar pondasi pada pondasi dalam umumnya adalah lebih besar dari 4 (L/B 4).

Salah satu jenis pondasi dalam yaitu pondasi tiang. Dalam penggunaannya, pondasi tiang umumnya terdiri atas tiang tunggal (single pile) dan kelompok tiang (group piles)

Pemilihan penggunaan tiang tunggal dan kelompok tiang serta perencanaannya relatif terhadap besar beban yang akan diterima, luas area pembebanan dan parameter tanah yang dibebani. Kapasitas pembebanan kelompok tiang tidak selalu sama dengan jumlah kapasitas pembebanan dari masing-masing tiang tunggal yang ada dalam kelompok tiang tersebut.

Kapasitas pembebanan suatu kelompok tiang dipengaruhi oleh faktor efisiensi. Biasanya pada jenis tanah lempung, kapasitas total dari kelompok tiang lebih kecil daripada hasil kali kapasitas tiang tunggal dikalikan jumlah tiang dalam kelompoknya. Hal-hal yang mempengaruhi efisiensi tiang di antaranya jumlah tiang dalam suatu kelompok tiang, panjang atau kedalaman tiang, diameter tiang, susunan tiang, jarak antar tiang, besarnya beban dan arah dari beban yang bekerja.

2.2 Beban Lateral

Beban lateral merupakan beban yang memiliki arah horizontal. Beban-beban yang memiliki arah horizontal contohnya adalah beban angin, beban gempa, tekanan tanah lateral, beban hempasan ombak atau kapal pada sisi struktur bangunan, dan lain-lain. Beban lateral yang diterima oleh pondasi tiang akan bergantung pada struktur bangunan yang akan meneruskan gaya lateral yang diterima ke kolom bagian paling bawah dari upper structure dan diteruskan kepada kelompok tiang pondasi.

Pondasi tiang memiliki beberapa aplikasi untuk menahan beban lateral pada struktur. Pondasi tiang dapat menahan beban lateral yang bekerja pada dinding penahan tanah, di mana beban lateral berasal dari tekanan tanah lateral yang mendorongnya seperti yang terlihat pada Gambar 2.1 (a). Pondasi tiang juga dapat menahan beban lateral seperti beban angin yang bekerja pada struktur bangunan tingkat tinggi seperti struktur rangka baja atau gedung pencakar langit seperti yang terlihat pada Gambar 2.1 (b) dan Gambar 2.1 (c) sehingga pondasi tiang mengalami gaya tarik dan gaya tekan. Pondasi tiang juga dapat menahan dinding turap yang menyangga pada pondasi tiang seperti Gambar 2.1 (d). Pondasi tiang juga menanggung beban lateral yang disebabkan gaya eksternal seperti hempasan gelombang air laut, angin, dan benturan kapal pada konstruksi lepas pantai seperti Gambar 2.1 (e).

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Gambar 2.1 Aplikasi Pondasi Tiang dalam Menahan Beban Lateral

Pondasi tiang individu terdiri dari dua klasifikasi yaitu pondasi tiang pendek dan pondasi tiang panjang. Pada tiang dengan kepala bebas, tiang panjang jika (L) > 2,5 dan tiang pendek jika (L) < 2,5. Pada tiang dengan kepala terjepit, tiang panjang jika (L) > 1,5 dan tiang pendek jika (L) < 1,5. Beban lateral yang bekerja pada kedua jenis tiang tersebut akan menghasilkan pergerakan yang berbeda dari segi defleksi dan mekanisme keruntuhan tiang. Perbedaan defleksi dan mekanisme keruntuhan akibat beban lateral yang terjadi pada pondasi tiang pendek dan pondasi tiang panjang dapat dilihat pada Gambar 2.2 dan Gambar 2.4.

Gambar 2.2 Defleksi dan Mekanisme Keruntuhan untuk Pondasi Tiang Pendek dengan Kondisi Kepala Tiang Bebas Akibat Beban Lateral pada Tanah Kohesif (Broms, 1964)

Panjang total tiang adalah sebesar:

(2.1)

(2.2)

(2.3)

Momen maksimum yang terjadi:

(2.4)

(2.5)

(2.6)

Di mana:

L= Panjang tiang (m)

D= Diameter tiang (m)

Qg= Beban lateral (kN)

cu= Kohesi tanah undrained (kN/m2)

f= Jarak momen maksimum dari permukaan tanah (m)

g= Jarak dari lokasi momen maksimum sampai dasar tiang (m)

Nilai beban lateral (Qg = Pult) dapat ditentukan secara langsung melalui grafik pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Kapasitas Beban Lateral untuk Pondasi Tiang Pendek pada Tanah Kohesif (Broms, 1964)

Gambar 2.4 Defleksi dan Mekanisme Keruntuhan untuk Pondasi Tiang Panjang dengan Kondisi Kepala Tiang Bebas Akibat Beban Lateral pada Tanah Kohesif (Broms, 1964)

Beban lateral yang ada pada pondasi tiang panjang adalah sebesar:

(2.7)

Di mana:

Qg= Beban lateral (kN)

My= Momen leleh (kN/m)

D= Diameter tiang (m)

f= Jarak momen maksimum dari permukaan tanah (m)

Untuk pondasi tiang panjang, nilai beban lateral (Qg = Pult) dapat diperoleh berdasarkan grafik pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Kapasitas Beban Lateral untuk Pondasi Tiang Panjang pada Tanah Kohesif (Broms, 1964)

Mekanisme keruntuhan akibat beban lateral yang terjadi pada pondasi tiang dengan kondisi kepala tiang terjepit dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 (a) Defleksi Akibat Beban Lateral untuk Pondasi Tiang Pendek dengan Kondisi Kepala Tiang Terjepit pada Tanah Kohesif (Broms, 1964)

Gambar 2.6 (b) Defleksi Akibat Beban Lateral untuk Pondasi Tiang Sedang dengan Kondisi Kepala Tiang Terjepit pada Tanah Kohesif (Broms, 1964)

Gambar 2.6 (c) Defleksi Akibat Beban Lateral untuk Pondasi Tiang Panjang dengan Kondisi Kepala Tiang Terjepit pada Tanah Kohesif (Broms, 1964)

Momen pada tiang:

(2.8)

Di mana:

L= Panjang tiang (m)

D= Diameter tiang (m)

Qg= Beban lateral (kN)

cu= Kohesi tanah (kN/m2)

f= Jarak momen maksimum dari permukaan tanah (m)

g= Jarak dari lokasi momen maksimum sampai dasar tiang (m)

Gambar 2.7 Defleksi Akibat Beban Lateral untuk Pondasi Tiang Pendek dengan Kondisi Kepala Tiang Bebas pada Tanah Non-kohesif (Broms, 1964)

Beban lateral untuk tiang pendek:

(2.9)

(2.10)

Lokasi momen maksimum:

(2.11)

Momen maksimum:

(2.12)

Di mana:

Qg= Beban lateral (kN)

Mmax= Momen maksimum (kN-m)

L= Panjang tiang (m)

D= Diameter tiang (m)

Kp= Koefisien tekanan tanah pasif

f= Jarak momen maksimum dari permukaan tanah (m)

= Berat isi tanah (kN/m3)

e= Jarak beban lateral dari permukaan tanah (m)

Gambar 2.8 Defleksi Akibat Beban Lateral untuk Pondasi Tiang Panjang dengan Kondisi Kepala Tiang Bebas pada Tanah Non-kohesif (Broms, 1964)

Lokasi momen maksimum:

(2.11)

Momen maksimum:

(2.12)

Beban lateral untuk tiang panjang:

(2.13)

Di mana:

Qg= Beban lateral (kN0

Myield= Momen leleh (kN-m)

L= Panjang tiang (m)

D= Diameter tiang (m)

f= Jarak momen maksimum dari permukaan tanah (m)

= Berat isi tanah (kN/m3)

e= Jarak beban lateral dari permukaan tanah (m)

Untuk pondasi tiang pendek, nilai beban lateral (Qg = Pult) dapat diperoleh berdasarkan grafik pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9 Kapasitas Beban Lateral untuk Pondasi Tiang Pendek pada Tanah Kohesif (Broms, 1964)

Nilai beban lateral (Qg = Pult) untuk pondasi tiang panjang dapat diperoleh berdasarkan grafik Gambar 2.9.

Gambar 2.10 Kapasitas Beban Lateral untuk Pondasi Tiang Panjang pada Tanah Non-kohesif (Broms, 1964)

Mekanisme keruntuhan akibat beban lateral yang terjadi pada pondasi tiang dengan kondisi kepala tiang terjepit dapat dilihat pada Gambar 2.11.

Gambar 2.11 (a) Defleksi Akibat Beban Lateral untuk Pondasi Tiang Pendek dengan Kondisi Kepala Tiang Terjepit di Tanah Non-kohesif

Gambar 2.11 (b) Defleksi Akibat Beban Lateral untuk Pondasi Tiang Sedang dengan Kondisi Kepala Tiang Terjepit Di Tanah Non-kohesif

Gambar 2.11 (c) Defleksi Akibat Beban Lateral untuk Pondasi Tiang Panjang dengan Kondisi Kepala Tiang Terjepit Di Tanah Non-kohesif (Broms, 1964)

Persamaan beban lateral untuk kondisi kepala tiang terjepit:

(2.14)

Lokasi momen maksimum:

(2.11)

Momen maksimum:

(2.15)

Momen leleh:

(2.16)

Di mana:

Qg= Beban lateral (kN)

Kp= Koefisien tekanan tanah pasif

Mmax= Momen maksimum (kN-m)

My= Momen leleh (kN-m)

L

= Panjang tiang (m)

D= Diameter tiang (m)

f

= Jarak momen maksimum dari permukaan tanah (m)

= Berat isi tanah (kN/m3)

e

= Jarak beban lateral dari permukaan tanah (m)

Dalam melakukan pengujian besarnya kapasitas tiang terhadap beban lateral, digunakan bantuan dengan alat hydraulic jack. Digunakan juga plat baja yang cukup kaku dengan ukuran tertentu yang pas dengan ukuran tiang agar dapat bersentuhan secara keseluruhan dengan tiang pada saat uji kapasitas lateral tiang seperti terlihat pada Gambar 2.12.