analisis daya dukung tiang pancang berdasarkan data sondir
Post on 30-Oct-2015
580 Views
Preview:
TRANSCRIPT
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
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 2/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
2
KAPASITAS DUKUNG TIANG PANCANG
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
KAPASITAS DUKUNG TIANG PANCANG
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
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 3/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
3
C. Uji lapangan
KAPASITAS DUKUNG TIANG PANCANG
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)
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 4/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
4
KAPASITAS DUKUNG STATIK TIANG PANCANG
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)
KAPASITAS DUKUNG STATIK TIANG PANCANG
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)
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 5/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
5
KAPASITAS DUKUNG STATIK TIANG PANCANG
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
KAPASITAS DUKUNG STATIK TIANG PANCANG
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
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 6/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
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
KAPASITAS DUKUNG STATIK TIANG PANCANG
Meyerhoff (1976) : (untuk tanah pasir)
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
Meyerhoff (1976) : (untuk tanah pasir)
KAPASITAS DUKUNG STATIK TIANG PANCANG
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 7/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
7
∑=
=
Δ+=0
0
)( L L
L
acu pult v Lc p N c AQ
KAPASITAS DUKUNG STATIK TIANG PANCANG
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)
KAPASITAS DUKUNG STATIK TIANG PANCANG
Meyerhoff (1976) : (untuk tanah kohesif )
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 8/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
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)
KAPASITAS DUKUNG STATIK TIANG PANCANG
Meyerhoff (1976) : (untuk tanah kohesif )
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−=
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 9/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
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
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 10/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
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
+=
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 11/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
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
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 12/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
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).
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 13/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
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)
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 14/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
14
Wave Equation Analysis (WEA)
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)
Wave Equation Analysis (WEA)
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
(GRLWEAP 2005 Manual)
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 15/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
15
Wave Equation Analysis (WEA)
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
(GRLWEAP 2005 Manual)
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
Wave Equation Analysis (WEA)
(GRLWEAP 2005 Manual)
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 16/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
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 /)( −−−−++=
Wave Equation Analysis (WEA)
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
(GRLWEAP 2005 Manual)
(GRLWEAP 2005 Manual)
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 17/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
17
(GRLWEAP 2005 Manual)
(GRLWEAP 2005 Manual)
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 18/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
18
Tipe hammer
Beban ultimit
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 19/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
19
Hammer
Cushion
Pile Cushion
PileInformation
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 20/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
20
Tiang pancang
Distribusi gaya gesekan
Hammer
HammerCushion
PileCushion
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 21/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
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
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 22/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
22
mm/10 bl
blows/m
7/16/2019 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir
http://slidepdf.com/reader/full/analisis-daya-dukung-tiang-pancang-berdasarkan-data-sondir 23/23
WORKSHOP PRACTICALENGINEERING - PEMANCANGAN
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
top related