139
4.3. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Lateral Pondasi Tiang Pancang
Untuk mengetahui tanah runtuh atau tidak akibat adanya beban horizontal yang terjadi pada tiang, maka perlu dihitung daya dukung horizontal. Untuk
menghitung daya dukung horizontal, terlebih dahulu hitung faktor kekakuan tiang untuk tanah non-kohesif. Perhitungan kapasitas daya dukung lateral tiang
pancang menggunakan metode Broms. Data :
Daya dukung lateral BH- 01 pada kedalaman 18 m Jenis tanah : granular
Berat isi tanah γ
= 21,5 kNm
3
Sudut geser tanah ø = 41,9
o
Tiang : Diameter tiang pancang D = 0,6 m
Panjang tiang pancang L = 12 m
Mutu beton f’c
= 600 kg cm
2
= 60 Mpa Momen ultimit M
y
= 17 Tonmeter = 170 kNm E
= 4700 √
= 36.406,043 Mpa = 36.406.043 kNm
2
I =
π 0,6
4
= m
4
Perhitungan dilakukan dengan tahap berikut : 1
Cek perilaku tiang dan hitung faktor kekakuan tiang Koefisien variasi modulus tanah n
h
= 11779 kNm
3
Universitas Sumatera Utara
140
T = √
= 1,814 m Persamaan 2.18 L ≥ 4 T
12 m ≥ 7,256 m
jenis tiang pancang dikategorikan tiang panjangelastic pile 2
Cek keruntuhan tiang akibat momen lentur maksimum tiang Jarak beban lateral dari permukaan tanah e
= 0 Koefisien tekanan tanah pasif
K
p
⁄
K
p
= ⁄
= 5,021 Maka :
H
u
=
√
Persamaan 2.38
H
u
= 295,019 kN = 29,509 Ton Beban ijin lateral
H = = 118,007 kN = 11,80 Ton
3 Cek terhadap grafik hubungan M
y
D
4
γKp dan H
u
D
3
γKp maka akan diperoleh hasil seperti Gambar 4.4.
Universitas Sumatera Utara
141 Gambar 4.4. Grafik Kapasitas Beban Lateral pada Tanah Granuler
Tahanan momen ultimit = = 13,151
Nilai tahanan ultimit sebesar 25,345 diplot ke grafik di atas, sehingga diperoleh tahanan lateral ultimit sebesar 20.
12,45 = H
u
= 290,303 kN = 29,03 Ton H
=
= 116,121 kN = 11,612 Ton Hasil yang diperoleh dengan cara analitis tidak berbeda jauh
dengan cara grafis.
Universitas Sumatera Utara
142
4.4. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Metode Elemen Hingga
Pada Metode Elemen Hingga daya dukung yang akan dihitung adalah daya dukung aksial pondasi tiang pancang. Pemodelan tanah yang digunakan adalah
model Mohr – Coulomb dengan analisis axisymmetric, yaitu kondisi awal
digambarkan seperempat namun sudah mewakili sisi yang lain karena dianggap simetris. Pada model ini diasumsikan perilaku tanah bersifat plastis sempurna.
Dalam perhitungan Metode Elemen Hingga, model Mohr – Coulomb merupakan
pemodelan umum dalam penyelidikan tanah dimana model ini membutuhkan parameter seperti Modulus Young, E stiffness modulus,
Poisson’s ratio υ, sudut geser dalam ø, kohesi c, sudut dilantansi Ψ, dan berat isi tanah γ.
Parameter tanah dari hasil uji sondir, SPT dan laboratorium ini diambil dari penyelidikan tanah yang dilaksanakan oleh Laboratorium Mekanika Tanah
Nomensen Medan Karena keterbatasan data, maka sebagian parameter tanah pada lapisan tertentu diasumsikan berdasarkan buku referensi teori mekanika tanah dan
studi parameter tanah dengan menggunakan program All-Pile. Data-Data yang dimasukkan dalam pemodelan menggunakan Metode Elemen
Hingga, yaitu sebagai berikut : 1.
Data tiang pancang Data
– data yang harus diketahui Sebelum melakukan pemodelan pondasi tiang pancang yaitu terlebih dahulu harus mengetahui data-data teknis tiang
pondasi tersebut harus diketahui serta data yang dibutuhkan dalam
Universitas Sumatera Utara
143
perhitungan daya dukung pondasi baik manual maupun dengan Metode Elemen Hingga.
Tabel 4.8. Data Tiang Pancang
No Keterangan
Nilai
1 Lokasi
Bore Hole 1 2
Jenis Pondasi Tiang Pondasi tiang pancang
3 Diameter Tiang m
0,6 4
Panjang Tiang m 18
5 Luas Penampang m
2
0,2826 6
Modulus Elastisitas E kNm
2
36.406.043,45 7
Momen Inersia I m
4
0,0063585
8 Berat jenis
γ kNm
3
24 9
EA kNm 10.288.347,75
10 EI kNm
2
m 231.487,824
11 Angka Poisson
μ 0,12
2. Deskripsi dan parameter tanah setiap lapisan
Karena data - data dari hasil penyelidikan tanah kurang lengkap, tidak semua data yang kita butuhkan dalam perhitungan Metode Elemen Hingga di
sajikan dalam laporan hasil penyelidikan tanah maka dilakukan studi parameter tanah dengan menggunakan program All-Pile. serta koreksi-koreksi
yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya. Berikut disajikan tabel yang akan mempermudah proses pemodelan tanah
dalam Metode Elemen Hingga.
Universitas Sumatera Utara
144 Tabel 4.9. Input Parameter Tanah untuk Metode Elemen Hingga
Lapisan ke -
Depth Jenis Tanah
Tebal Kedalaman γ
dry
γ
wet
Kx Ky
Es’ µ
c Φ
Ψ Dan
Lapisan Muka Air m
Konsistensi Tanah
Tanah kNm
3
kNm
3
mday mday
kNm
2
kNm
2
Tanah m
m 1
– 1 Lempung berpasir
1 -
8,0 17,8
0,000864 0,000864 4030,008 0,35 20,9
Lunak N = 4
2 2
– 3 Lempung berpasir
2 -
9,4 19,2
0,000864 0,000864 6045,012 0,35 35,9
Kaku N = 6
3 3
– 9 Pasir berlempung
6 -
7,3 17,1
8,64 8,64
6045,012 0,4
28,7 Lepas
N = 6
4 9
– 15 Pasir berlempung
6 13,5
– 14 7,6
17,4 8,64
8,64 6122,500
0,4 29
Sedang-lepas- sedang
N = 7
5 15 - 18
Pasir 3
- 11,7
21,5 86,4
86,4 6600,000
0,2 41,8
11,8 Padat-sangat padat
N = 60
6 18 -
22,5 Pasir berbatu
5,50 -
11,7 21,5
864 864
6600,000 0,2
41,8 11,8
Sangat padat N = 60
Universitas Sumatera Utara
109
Proses Pemodelan Pada Program Plaxis
Proses pemasukan data dilakukan dengan proses sebagai berikut : 1.
Langkah pertama dalam setiap analisis yaitu atur parameter dasar dari model elemen hingga di jendela pengaturan global.
Gambar 4.4.
Kotak Dialog Pengaturan Global general setting pada Plaxis
2. Pemodelan tanah digambar menggunakan garis geometri , diambil
dengan lebar sebesar 20D D = diameter tiang dan kedalaman 22 m kedalaman bore hole-1 yang terdiri dari beberapa layer dengan
ketebalan tertentu. 3.
Setelah selesai memodelkan struktur tanah, kemudian gambarkan dinding diafragma sebagai tiang dengan cara menggunakan tombol pelat .
Kemudian gunakan tombol antar muka interface yang di indikasikan
Pemodelan Axisymmetry
Universitas Sumatera Utara
110
sebagai garis teputus-putus sepanjang garis geometri untuk memisahkan kekakuan lebih dari satu elemen, yaitu kekakuan antara tanah dan tiang.
4. Setelah itu gambarkan beban permukaan, yaitu sistem beban A-beban
terpusat dengan menggunakan , kemudian input nilai bebannya
dengan mengklik ujung beban. 5.
Untuk membentuk kondisi batas, klik tombol jepit standar standard fixities , maka akan terbentuk jepit penuh pada bagian dasar dan
jepit rol pada sisi-sisi vetikal. 6.
Kemudian masukkan data material dengan menggunakan tombol material set . Untuk data tanah, pilih soil interface pada set type,
sedangkan data tiang pilih plates pada set type. Setelah itu seret data-data yang telah diinput ke dalam pemodelan geometri awal, seperti gambar
berikut.
Gambar 4.5. Pemodelan Bore hole 1 Setelah Pendefinisian Material
Universitas Sumatera Utara
111
7. Kemudian klik Generate mesh
untuk membagi-bagi elemen menjadi beberapa bagian yang beraturan sehingga mempermudah dalam
perhitungan , diupdate, klik initial condition, kondisi awal setelah terbentuknya jaring-jaring elemen generated mesh menandakan model
elemen pada beberapa kondisi yaitu kondisi awal untuk tekanan air yang didapat dengan memodelkan muka air tanah, dan kondisi tegangan efektif
awal.
Gambar 4.6. Generate Mesh
8. Kemudian klik tombol initial conditions untuk memodelkan muka air
tanah. Klik pada tombol phreatic level untuk menggambarkan kedalaman muka air tanah.
Universitas Sumatera Utara
112
Gambar 4.7. Initial water pressurepada program Plaxis 9.
Kemudian klik tombol generate water pressure untukmendefenisikan tekanan air tanah. Lalu setelah muncul diagram active pore pressures, klik
update, maka akan kembali ke tampilan initial water pressure, lalu klik initial pore pressure, dan generate pore pressure maka akan muncul
diagram untuk effective stresses.
Gambar 4.8. Kondisi Active Pore Pressure
Universitas Sumatera Utara
113 Gambar 4.9. Kondisi Effective Stresses
10. initial stresses dan ok kemudian diupdate, akhirnya calculate yes, dan
akan muncul kotak dialog perhitungan. 11.
Selanjutnya akan dilakukan perhitungan dengan mengklik tombol Calculate, lalu buatlah perhitungan Phase 1 dan Phase 2 seperti gambar di
bawah ini.
Gambar 4.10. Phase-Phase perhitungan
Universitas Sumatera Utara
114
12. Sebelum melakukan perhitungan, terlebih dahulu lakukan pemilihan titik
node sebagai titik yang ditinjau, titik node A yang terletak di ujung atas tiang dan diupdate. Kemudian pada phase 1 dilakukan pendefinisian
beban. Dengan cara klik parameters, define, dan aktifkan beban dengan cara klik ujung beban dan update. Beban yang dimaksud adalah beban ijin
rencana yaitu sebesar 200 ton.
Gambar 4.12. Pemilihan titik nodal
Kemudian proses calculation dapat dilakukan.:
Universitas Sumatera Utara
115 Gambar 4.13. Proses Perhitungan
13. Maka akan keluar kotak dialog yang berisi nilai Phi Reductionsebagai
berikut.
Gambar 4.14. Nilai Phi Reduction pada program Plaxis
Nilai phic reduction
Universitas Sumatera Utara
116
Nilai Σ Msf 2 setelah konsolidasi sebesar 1,7263 Q
u
titik bore hole 1 adalah : Q
u
= Σ Msf x 2500 kN
= 1,7263 x250 kN = 4315,75 kN = 431, 575 Ton
4.5. Menghitung Efisiensi Tiang Pancang Kelompok
Kategori