Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir

7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir

http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 1/23

WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN

1

WORKSHOP PRACTICAL ENGINEERING

PEMANCANGAN

APLIKASI GRLWEAP UNTUK PREDIKSI

D AYA DUKUNG TIANG P ANCANG

oleh :

Gambiro

Kapasitas dukung tiang pancang terhadap beban aksial tekan dapat

ditentukan dengan :

1. Formula dengan data CPT (Cone Penetrometer Test )/Sondir.

2. Formula dengan data SPT (Standard Penetration Test ).

3. Formula dengan hasil pengujian sampel tanah

A. Metode analisa statis (Statical Analysisi Method ) dengan uji

laboratorium

a. Formula pemancangan ( pile driving formula)

b. Analisa gelombang (wave analysis)

4. Formula dinamik :

B. Metode analisa dinamik ( Dynamic Analysisi Method )→ formula

dinamik

5. Uji lapangan dengan PDA (Pile Driver Analysis)

6. Uji lapangan dengan uji beban statik

C. Uji lapangan

KAPASITAS DUKUNG TIANG PANCANG




2


Keuntungan :

• Digunakan untuk merencanakan kapasitas dukung tiang pancang

secara teoritis.

• Biaya sangat murah.

Kerugian :

• Sangat tergantung dari kuantitas dan kualitas data tanah.

• Banyak hal-hal yang tidak bisa diperkirakan sebelumnya

(unpredictable) seperti menjumpai lapisan lensa.

• FK = 3 - 5

A. Metode analisa statis (Statical Analysisi Method ) dengan uji

laboratorium


Keuntungan :

• Langsung mengetahui perkiraan daya dukung tiang pancang

berdasarkan hasil pemancangan.• Biaya sangat murah.

Kerugian :

• Sangat tergantung dari kualitas alat dan cara pengukuran kalendering

• Formula dinamik memberikan hasil yang tidak sama, sehingga

bersifat empiris.

• FK = 3 - 4

B. Metode analisa dinamik ( Dynamic Analysisi Method )→ formula

dinamik




3

C. Uji lapangan


Keuntungan :

• Hasil yang diperoleh merupakan hasil yang sebenarnya,

• Dapat menggunakan FK = 2.0

Kerugian :

• Biaya mahal, karena harus memobilisasi peralatan berat.

• Selama pelaksanaan pengujian, harus bebas dari gangguan pekerjaan

yang lain.• Pekerjaan yang lain terhenti.

KAPASITAS DUKUNG STATIK TIANG PANCANG

Data Sondir

5

.

3

..

O JHP Aq R c

all +=Menurut Wesley :

qc = nilal konus (kg/cm2) J HP = jumlah hambatan pelekat(kg/cm)A = luas penampangutuhtiang (cm2)O = keliling tiang(cm)




4


Data Sondir

s pall QQQ +=

pcc

p Aqq

Q2

21 +=

Menurut Schmertmann– Nottingham :

qc1 =nilai qc rata-rata 0.7D – 4D di bawah ujung tiangqc1 =nilai qc rata-rata 8D di atas ujung tiangAp = luas penampangutuhtiang (cm2)

O = keliling tiang(cm)

(Paulus Pramono)


Data Sondir

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+= ∑∑

==

L

D z

s s s

D

z

c s s A A f D

z K Q

8

8

0

, .8

Qs = daya dukung selimuttiangK = faktor koreksi fs untuk tanahpasir (K s) atau lempung(K c)

z = kedalaman di mana f s diambild = diameter tiangf s = gesekan selimutsondirAs = luas bidangkontak setiapinterval kedalaman f sL = panjang total tiangtertanam

(Paulus Pramono)




5


Data SPT

Meyerhoff (1956) : s pbu A N A N Q .2.0.40 +=

Qu = daya dukung ultimitpondasi tiangpancang (ton)Nb = harga NSPT pada elevasi dasar tiang

Ap = luas penampangdasar tiang (m

2

)As = luas selimuttiang (m2)N = harga NSPT rata-rata


Data laboratorium

Meyerhoff (1976) : (untuk tanah pasir)

f pult v QQQ +=)(

∑=

=

Δ+= L L

L

vl sqv p L pK N A0

'tan' σ δ σ




6

pile length= L

⅔φ =δ

bearing capacity factor = N q

earth pressure coefficient = K s

pile perimeter = p

effective vertical stress at a point along the pile

length

=σ ’ vl

effective overburden pressure at the pile tip=σ ’ v

pile tip area= A p



11580604030221712854 N q(2)

230160120806045352520128 N q (1)

4642403836343230282520φ 0

1.0 – 2.0 Driven displacement pile0.5 – 1.0 Driven H Pile

0.5 Bored Pile

K s Pile Type






7

∑=

=

Δ+=0

0

)( L L

L

acu pult v Lc p N c AQ


Meyerhoff (1976) : (untuk tanah kohesif )

soil-pile adhesion=ca

effective pile length= Le

pile parameter = p

the bearing capacity factor = N c

the minimum undrained shear strength of clay at pile point

level (c = cu=Su = qu /2)

=cu

pile point (base) area= A p

9.0

8.5

7.86.2

N c

≥ 4

2

10

D f /B

Nilai N c untuk variasi kedalaman terhadap diameter tiang pancang

(Foundation and Earth Structures Design Manual NAVFAC, D.M 7.2, 1982)






8

6≥ 1 m (≅ 3 m)

70.5 – 1.0 m (≅1.5 – 3 ft.)

9< 0.5 m (≅ 1.5 ft.)

N cDrilled Pile Base Diameter

Nilai Nc untuk variasi diameter bawah tiang pancang ( B)

(Canadian Foundation Engineering Design Manual, 1985)



FORMULA DINAMIK

1. Hiley (a) : pr

pr hhu

W W

W nW

k k k s

E e R

+

+

+++=

2

321 )(5.0

.

2. Hiley (b) : pr

pr

x

hhu

W W

W nW

C s

E e R

+

+

+=

2

5.0

.

3. PCUBC (Pacific Coast Uniform Building Code) :

2

1

5.0

..

C s

C E e R hh

u+

=

4. Gates : )log1(.45.10 s E e R hhu−=




9

FORMULA DINAMIK

5. Modified ENR (Engineering News Record)

pr

pr hhu

W W

W nW

s

E e R

+

+

+=

2

254.0

.

6. Janbu : s K

E e R

u

hhu

.

.=

7. Danish :11

.

C s

E e R hh

u

+

=

8. Ritter : pr

pr

r hhu W W

W W

W

s

E e R ++

+=

.

FORMULA DINAMIK

9. Weisbach : L

E A s

L

E A E e

L

A E s R hh

u

2......2.

++−=

10. Stern atau Universal :⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

+

+++−=

A E

L

W W

W nW hW s s

L

A E R

pr

pr

r u.

.2.

.22

2

11. Redtenbacher :⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

+

+++−=

A E W W

LhW s s

L

A E R

pr

r u

..

.2..2

2

12. Rankine :⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −+= 1

..

..1

...22 A E s

LhW

L

s A E R r

u




10

FORMULA DINAMIK

13. Kafka : pr u W W

s X

Y X R ++⎟

⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

+++−=

'2(11

λ

14. Eytelwein atau Dutch :

⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +

=

r

p

r u

W

W s

hW R

1

.

15. Benabencq : pr hh

u W W s

E e R ++=

2

.

16. Navy Mc Kay :)3.01(

.

1C s

E e R hh

u+

=

FORMULA DINAMIK

17. Canadian Building Code :32

1

.

..

C C s

C E e R hh

u+

=

18. Design Manual DM 7.2, 1982

a. Drop Hammer :

b. Single Acting Hammer :

c. Double Acting Differential Hammer :

1

..2

+

=

S

H W Ru

1.0

..2

+=

S

H W Ru

W

W S

H W R

Du

1.0

..2

+=

1.0

.2

+=

S

E Ru

W

W S

E R

Du

1.0

.2

+=




11

FORMULA DINAMIK

0.85 – 1.00Diesel hammer

0.85Double acting hammer

0.75 – 0.85Single acting hammer

0.75 – 1.00Drop hammer

Efisiensi Palu (eh)Jenis Palu

Nilai Efisiensi Palu :

0.4Palu besi dicor di atas tiang pancang beton tanpa pile cap

0.5Tiang pancang baja tanpa bantalan kayu atau tiang beton

dengan bantalan

0.40Bantalan kayu pada tiang pancang baja

0.32Bantalan kayu di atas tiang pancang baja

0.25Tiang pancang kayu (ujung tidak runcing)

nMaterial

Nilai Koefisien Restitusi Tiang (ASCE 1941) :

FORMULA DINAMIK




12

•* P u = beban uji batas

• P d = kapasitas rencanan, menggunakan angka keamanan yang direkomendasikan untuk

masing-masing persamaan (2 – 6, tergantung dari formula yang digunakan.

1.2 – 2.70.9 – 2.11.1 – 2.4Engineering News

3.2 – 8.02.4 – 7.01.0 – 4.8Rabe

3.8 – 7.32.5 – 4.61.8 – 3.0Gates

2.7 – 5.31.6 – 5.21.7 – 4.4Modified Engineering News

10.1 – 19.95.1 – 11.13.2 – 6.0Canadian National Building Code

2.3 – 5.11.3 – 2.70.9 – 1.7Rankine

0.2 – 0.30.2 – 2.50.8 – 3.0 Navy-McKay

2.2 – 4.11.0 – 3.81.0 – 2.4Eytelwen

6.0 -10.92.8 – 6.51.7 – 3.6Redtenbacher

8.8 – 16.54.3 – 9.72.7 – 5.3Pacific Coast Uniform Building Code

4.0 – 9.63.0 – 6.51.1 - 4.2Hiley

400 - 700200 – 4000 - 200

Batas atas dan bawah dari FK =P u /P d *

(kisaran P u dalam kips)Formula Dinamik

Pile Testing Program by Michigan State Highway Commission (1965)

KESALAHAN—KESALAHAN FORMULA DINAMIK

Hiley :

1. Formula tidak mengandung parameter fisik dimensi seperti L (panjang),

ukuran penampang (area, momen inersia, modulus elastisitas). Dengan kata

lain, semua paramater penampang dianggap sama. (Yekong, 2006).

2. Formula dinamik hanya memeperhitungkan rated anergy dan estimated losses, suatu hal yang terlalu menyederhanakan. (Goble and Rausche, 1980).

3. Tiang pancang dianggap rigid dan tidak memperhitungkan fleksibilitas tiang

pancang. (Goble and Rausche, 1980).

4. Tahanan tanah dianggap sama. (Goble and Rausche, 1980).




13

Wave Equation Analysis (WEA)

Dikembangkan pertama kali oleh E.A.L. Smith pada tahun1950. Saat ini sudah beberapa program aplikasi yang

tersedia di pasaranantara lain :•GRLWEAP (Goble Rausche Likins and Associates, Inc.•TNOWAVE (Proufond BV)•DRIVE (Oasys Limited)•Dll.

WAVE EQUATION ANALYSIS (WEA)

1. Hammer, cushion, helmet dan tiang pancang

dimodelkan sebagai rangkaian segmen-segmen yang

masing-masing terdiri massa terkonsentrasi dan pegas

yang tidak mempunyai berat.

2. Hammer dan segmen-segmen tiang pancang secara

kasar panjangnya diambil 1 meter.

3. Tahanan tanah ( soil resistance) sepanjang tiang yang

tertanam dan pada ujung tiang direpresentasikan

dengan komponen statik dan dinamik.

(Yekong, 2006)




14


Dasar Teori :

Penambahan waktu kritis (time increment ) :

iicri c Lt /=Δ

2/1)/( iicri k mt =Δ

Atau :

• Waktu kritis yang diperlukan gelombang merambat sepanjang segmen L.

• Waktu kritis yang diperlukan gelombang merambat pada massa m.

kekakuan pada segmen ke i=k i

massa segmen ke i=mi

kecepatan gelombang yang melalui segmen ke i=ci

panjang segmen ke i= Li

(GRLWEAP 2005 Manual)


Dasar Teori :

2/1)/( iii E c ρ =

Unit massa segmen ke i= ρ i

modulus elastisitas segmen ke i= E i

kecepatan gelombang yang melalui segmen ke i=ci





15


Dasar Teori :

Langkah-langkah analisa :

1. Prediksi variabel tiang pancang pada saat t = j

perpindahan segmen i pada saat j=uij

kecepatan segmen i pada saat j=vij

kecepatan awal yang sama dengan

kecepatan ram impact

=vri

percepatan hammer (tidak selalu 9.81

m/det.2)

=gh

percepatan awal untuk segmen 1 pada

saat t1

=a1

1

v12 = vri + a11.Δt u12 = u11 + v12.Δt

Menentukan harga awal untuk segmen 1 (I = 1) pada saat t = 0

a11 = gh


Dasar Teori :

)( 1 iii

t

sij uuk F −= − L

EAk pi

Δ=

2. Gaya-gaya pada segmen

a. Gaya pada pegas atas yang bekerja pada sebuah segmen

b. Gaya pada dashpot (damper) atas yang bekerja pada sebuah segmen

)( 1 ii p

t

dij vvc F −= −

c. Gaya pada pegas bawah yang bekerja pada sebuah segmen

)( 1+−= iii

b

sij uuk F

d. Gaya pada dashpot (damper) atas yang bekerja pada sebuah segmen

)( 1+−= ii p

b

dij vvc F






16

Dasar Teori :

3. Hukum Newton ke 2 untuk perhitungan percepatan

idij sij

b

dij

b

sij

t

dij

t

sij pij m R R F F F F g a /)( −−−−++=


R sij dan Rdij = beban tahanan eksternal

4. Integrasi koreksi

2/)( 11 t aavv ijijijij Δ++= −−

6/)2( 2

111 t aat vuu ijijijijij Δ++Δ+= −−−

5. Iterasi sampai terjadi konvergen






17






18

Tipe hammer

Beban ultimit




19

Hammer

Cushion

Pile Cushion

PileInformation




20

Tiang pancang

Distribusi gaya gesekan

Hammer

HammerCushion

PileCushion




21

A

B

A. Grafik hubungan jumlahpukulanvs Compressive/Tensile Stress

B. Grafik hubungan jumlahpukulanvs Ultimate Capacity/Ram Stroke

blows/m

A

B

A. Grafik hubungan jumlahpukulanvs Compressive/Tensile Stress

B. Grafik hubungan jumlahpukulanvs Ultimate Capacity/Ram Stroke

mm/10 bl




22

mm/10 bl

blows/m




Blows/m vs Ultimate Capacity

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

Blows/m

R u l t ( k N )

HM Sampoerna Ujungpangkah

mm/10 blow vs Ult imate Capacity

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 10 20 30 40 50 60 70 80

mm/10 blows

R

u l t ( k N

)

HM Sampoerna Ujungpangkah

Date post:	30-Oct-2015
Category:	Documents
Upload:	irwan-syahputra
View:	580 times
Download:	36 times

Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir

Documents