2.12 Penurunan Tiang Pile Settlement
Terdapat dua hal yang perlu diketahui mengenai penurunan, yaitu: a. Besarnya penurunan yang akan terjadi;
b. Kecepatan penurunan. Istilah penurunan settlement digunakan untuk menunjukkan gerakan
titik tertentu pada bangunan terhadap titik referensi yang tetap. Umumnya, penurunan yang tidak seragam lebih membahayakan bangunan dari pada
penurunan totalnya. Selain dari kegagalan daya dukung bearing capacity failure tanah,
setiap proses penggalian selalu dihubungkan dengan perubahan keadaan tegangan di dalam tanah. Perubahan tegangan pasti akan disertai dengan
perubahan bentuk, umumnya ini yang menyebabkan penurunan pada pondasi Hardiyatmo, 1996.
Penurunan pondasi yang terletak pada tanah berbutir halus yang jenuh dapat dibagi menjadi 3 tiga komponen. Penurunan total adalah jumlah dari
ketiga komponen penurunan tersebut, yaitu: S= S
1
+ S
2
+ S
3
.....................................................................................................…2.29 dengan:
S = Penurunan total
S
1
= Penurunan segera S
2
= Penurunan konsolidasi primer S
3
= Penurunan konsolidasi sekunder
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.7 Faktor Pengaruh I
m
Lee,1962 dan Ip Schleicher,1962
Bentuk Pondasi Fleksibel
Kaku Pusat
Sudut Rata-rata
I
p
I
m
Lingkaran Bujur sangkar
Empat persegi panjang LB = 1.5
2.0 5.0
10.0 100.0
1.00 1.12
1.36 1.53
2.10 2.52
3.38 0.64
0.36
0.68 0.77
1.05 1.26
1.69 0.85
0.95
1.20 1.31
1.83 2.25
2.96 0.88
0.82
1.06 1.20
1.70 2.10
3.40 3.70
4.12 4.38
4.82 4.93
5.06 Teknik Pondasi I,H. C. Hardiyatmo, 2002
Tabel 2.8 Perkiraan Modulus Elastisitas E Jenis Tanah
E kNm
2
Lempung
Sangat Lunak 300 – 300
Lunak 2000 – 4000
Sedang 4500 – 9000
Keras 7000 – 20000
Berpasir 30000 – 42500
Pasir
Berlanau 5000 – 20000
Tidak padat 10000 – 25000
Universitas Sumatera Utara
Padat 50000 – 100000
Pasir dan kerikil
Padat 80000 – 200000
Tidak padat 50000 – 140000
Lanau 2000 – 20000
Loess 15000 – 60000
Serpih 140000 – 1400000
2.13 Perkiraan Penurunan Tiang Tunggal
Menurut Poulus
dan Davis 1980 penurunan jangka panjang untuk pondasi tiang tunggal tidak perlu ditinjau karena penurunan tiang akibat
konsolidasi dari tanah relatif kecil.
Ini dikarenakan pondasi tiang direncanakan
terhadap kuat dukung ujung dan kuat dukung friksinya atau penjumlahan dari keduanya Hardiyatmo, 2002.
Perkiraan penurunan tiang tunggal
dapat dihitung berdasarkan: a. Untuk tiang apung atau tiang friksi
D E
I Q
S
S
. .
=
.............................................................................. ...........2.30 dimana:
I= 1
o
. R
k
. R
h
. R
µ
b. Untuk tiang dukung ujung end bearing
D E
I Q
S
S
. .
=
…………………………………………………………………...2.31
dimana: I
= I
o
. R
k
. R
b
. R
µ
dengan:
Universitas Sumatera Utara
S = Penurunan untuk tiang tunggal. Q = Beban yang bekerja
Io = Faktor pengaruh penurunan untuk tiang yang tidak mudah mampat.
Rk = Faktor koreksi kemudah mampatan tiang. Rh = Faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada tanah
Keras. R
μ = Faktor koreksi angka Poisson μ. Rb = Faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung.
h = Kedalaman total lapisan tanah dari ujung tiang ke muka tanah. D = Diameter tiang.
Grafik bahwa penurunan tiang berkurang jika panjang tiang bertambah.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.16 Faktor Penurunan Io Poulos dan Davis
Gambar 2.17 Koreksi Kedalaman, Rh Poulos dan Davis
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.18 Koreksi Kompresi, Rk Poulos dan Davis
Gambar 2.19 Koreksi Angka Poisson, R μ Poulus dan Davis
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.20 Koreksi Kekakuan Lapisan Pendukung, Rb Poulos dan Davis Pada gambar di atas, K adalah suatu ukuran kompresibilitas relatif
dari tiang dan tanah yang dinyatakan oleh persamaan :
S A
P
E R
E K
. =
…………………………………………………………….......2.32
Dimana :
2
. 4
1 d
A R
P A
π =
dengan: K = Faktor kekakuan tiang
E
p
= Modulus elastisitas dari bahan tiang
E
S
= Modulus elastisitas tanah disekitar tiang E
b
= Modulus elastisitas tanah didasar tiang Perkiraan angka Poisson µ dapat dilihat pada Tabel berikut ini.
Tabel 2.9 Perkiraan Angka Poisson µ Macam Tanah
µ Lempung jenuh
Lempung tak jenuh Lempung berpasir
Lanau Pasir padat
Pasir kasar Pasir halus
Batu tergantung dari macamnya 0,4 - 0,5
0,1-0,3 0,2-0,3
0,3-0,35 0,2-0,4
0,15 0,25
0.1-0.4
Universitas Sumatera Utara
Loess 0.1-0.3
Bowles, 1968; Hardiyatmo, 1996-2002 Berbagai metode menentukan nilai modulus elastisitas tanah E
s
, antara lain dengan percobaan langsung di tempat dengan menggunakan data
hasil pengujian krucut statis sondir Bowles, 1977. Persamaan hasil dari pengumpulan data pengujian kerucut statis sondir yaitu:
E
S
= 3q
c
untuk pasir E
S
= 2 sampai 8q
c
, untuk lempung q
c
side = Perlawanan konus rata-rata pada tiap lapisan
sepanjang tiang. Dari analisa yang dilakukan secara detail oleh Meyerhof, untuk
modulus elastisitas tanah dibawah ujung tiang E
b
kira-kira 5 sampai dengan 10 kali harga modulus elastisitas tanah di sepanjang tiang E
S
. Untuk tiang elastis, penurunan segeraelastis ImmediateEllastic
Settlement. Penurunan yang dihasilkan oleh distorsi massa tanah yang tertekan, dan terjadi pada volume konstan. Termasuk penurunan pada tanah-
tanah berbutir kasar dan tanah-tanah berbutir halus yang tidak jenuh karena penurunan terjadi segera setelah terjadi penerapan beban.
Persamaan penurunan segera atau penurunan elastis dari pondasi yang diasumsikan terletak pada tanah yang homogen elastis dan isotropis pads media
semi tak terhingga, dinyatakan dengan:
P P
WS WP
E A
L Q
Q S
. .
1
ξ +
= …………………………………………..……………2.33
Universitas Sumatera Utara
Dimana : Q
wp
= Kapasitas daya dukung ujung tiang
Q
sp
= Kapasitas daya dukung tahanan kulit ζ
= Koefisien dari skin friction A
p
= Luas penampang tiang E
p
= Modulus elastisitas material tiang L
= Panjang tiang Nilai tergantung kepada unit tahanan friksi kulit alami the nature of
unit friction resistance pada sepanjang tiang terpancang didalam tanah. Nilai ζ
= 0,5 adalah dimana bentuk unit tahanan friksi kulit alaminya berbentuk seragam
atau simetris, seperti persegi panjang maupun parabolik seragam, umumnya pada tanah lempung dan atau lanau. Nilai
ζ = 0,67 adalah jika bentuk unit tahanan friksi kulit alami nya berbentuk segitiga, umumnya pada tanah pasir.
ζ = 0.5 ζ = 0.5
ζ = 0.67
Gambar 2.21 Variasi jenis bentuk unit tahanan friksi kulit alami terdistribusi sepanjang tiang tertanam ke dalam tanah Bowles, 1993
Penurunan bergantung pada karakteristik tanah dan penyebaran tekanan pondasi ke tanah dibawahnya. Penurunan pondasi bangunan dapat
diestimasi atau diperkirakan dari hasil pengujian di laboratorium pada contoh tanah tak terganggu undisturbed yang diambil dari pengeboran atau dari
f
Universitas Sumatera Utara
persamaan-persamaan empiris yang dihubungkan dengan hasil pengujian di lapangan.
2.14 Perkiraan Penurunan Tiang kelompok
Kategori