contoh soal teknik pondasi

UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK Jawaban UAS Teknik Pondasi (Waktu 120 menit) Tanggal : 6 Januari 2014 Soal no 1. Tiang kelompok terdiri dari 12 tiang dengan panjang tiang = 10 m , diameter tiang = 80 cm dengan jarak pusat ke pusat tiang = 2m, kelompok tiang tsb menahan beban 5000 kN sudah termasuk berat sendiri pile cap, seperti terlihat pada gambar dimana untuk soft clay  = 17 kN/m3 dan sand  = 35o. Pertanyaan : a. Periksa apakah pondasi kuat memikul beban bila SF = 3. b. Hitung penurunan pondasi

a. Kontrol daya dukung. Daya dukung ujung . Ujung tiang bertumpu pada lapisan pasir (sand) dengan  = 35 Cara Meyerhof Daya dukung ujung (end bearing capacity) Qbu

 Untuk

=35, Nq=120.

 Jadi q’= ’.D=17 x 10= 170 kPa Qbu = Ab.q’.Nq = ¼ x  x (0,80)2x 170x120 = 10254,16 kN atau

 ql = 50.Nq tan = 50x120xtan 35 = 4201,25 Qp = Ap ql = ¼ x  x (0,80)2x 4201,25 = 2111,78 kN Karena dengan cara kedua nilainya lebih kecil maka digunakan cara yang kedua. Jadi Qbu = 2111,78 kN Daya dukung geser (skin friction capacity) Qsu Tanah sekitar tiang adalah tanah lempung lunak (soft clay)  cara α qsu = α × Cu cara API untuk cu = 25 kPa  α = 1,0 sehingga qsu = 1,0 x 25 = 25 kPa Qsu = qsu x As = 25 x  x 0,8 x 10 = 628,32 kN

Daya dukung ijin

´ Q

=

Q bu+Q su 2111,78+628,32 = =913,37 kN SF 3

Kelompok tiang Sekeliling tiang tanah lempung  efisiensi η < 1

  1 Efisiensi

  (m  1)n  (n  1)m   90  m.n

θ = tan-1(d/s) = tan-1(0,8/2,0) = 21,80o

  1

21,80  (3  1)4  (4  1)3    0,657 90  3 .4

Daya dukung ijin kelompok Qg = η x juml. tiangxQijin = 0,657 x 3 x 4 x 913,37 = 7201,01 kN Qg = 7201,01 kN > beban 5000kN  pondasi kuat memikul beban. b. Penurunan Ujung tiang bertumpu pada lapisan pasir (sand) maka anggapan penyebaran beban melalui ujung tiang dengan distribusi 2V : 1H. Penurunan tanah pasir

 =35  N = 25

Berdasarkan Peck dkk untuk

 0,68q ' /  r  B     _ Br B  B r  N 60 K d 

2

Modified Meyerhof’s Method Untuk B > 4 ft (1,20 m) 

dimana :  = penurunan Br = lebar referensi = 1 ft = 0,3 m q’ = tegangan tanah netto= 153,19 kPa σr = tegangan referensi= 100 kPa N60 = nilai SPT rata-rata Kd = faktor kedalaman = 1+ 0,33x0/4,8 = 1 B = lebar pondasi

 0,68  153,19 / 100  4,8     0,3 25  1,0  4,8  0,3 

2

 0,037

δ = 0,3 x 0,037 m = 0,0111 m = 11,1 mm Penurunan konsolidasi lempung

∆σ

s c =mv . ∆ σ . H

= kenaikan tegangan di tengah lapisan lempung =

beban 5000 = ' luas bidang penyebaran B × L' B’ = B + z = 6,8 + z L’ = L + z = 4,8 + z z = dari ujung tiang ke tengah lapisan lempung. H = 3 m = 3000 mm

mv

= 0,0001

Lapisan

1 2

z (m)

B’ = B + z (m)

L’ = L + z (m)

4,5 7,5

6,8 + 4,5 = 11,3 6,8 + 7,5 = 14,3

4,8 + 4,5 = 9,3 4,8 + 7,5 = 12,3

∆σ

sc

(kN/m2) 47,58 28,43

(mm) 14,27 8,53 Sc = 22,80

Penurunan pondasi adalah = 11,1 + 22,80 = 33,90 mm.

Soal no 2. Dinding turap baja (steel sheet pile wall) memikul beban tanah seperti gambar. Pertanyaan : a. Hitung kedalaman pemancangan D. b. Tentukan dimensi turap bila dipakai baja dengan tegangan ijin 210 MPa.

Penyelesaian :

tan 2 (45  ka=

φ 30 ) tan 2 ( 45  ) 2 2 =

= 0,333

γL1k a p1=

= 17 x 1,5 x 0,333 = 8,49 kN/m2/m’

( γL1  γL2 )  k a

p2= = [17 x 1,5 + (19-10) x 4,0] x 0,333 = 20,48 kN/m2/m’ dimana ’ = sat - w P1= area ACDE = 0,5p1L1 + p1L2 + 0,5(p1-p2) L2 = 0,5(8,49)(1,5) + (8,49)(4,0) + 0,5 (20,48 – 8,49) x 4,0 = 64,31 kN/m _

_

z1 Hitung

z1 dengan mengambil momen terhadap E pada area ACDE = P1

1 1,5 4,0 4,0 [6,37(4,0  )  33,96( )  23,98( )] 64,31 3 2 3

_

z1

= = 2,00 m Hitung D dengan menggunakan persamaan :

D 2  4c   γL1  γ ' L2    2 DP1 

P1 ( P1  12cz1 )  γL1  γL2   2c =0

64,31(64,31  12(40)( 2,0)) D 2  (4)( 40)   (17)(1,5)  (9)( 4,0)    2 D(64,31)   (17)(1,5)  (9)(4,0)  2(40) =0 atau 98,5D2 – 128,62D – 465,54 = 0 D2 – 1,31 D – 4,73 = 0; didapat D = 2,93 m Dactual = 1,5 D = 1,5 (2,93) = 4,40 m

4c   γL1  γ ' L2 

p6=

4c   γL1  γ ' L2 

p7=

= (4)(40) – [(17)(1,5) + (9)(4,0)] = 98,5 = (4)(40) + [(17)(1,5) + (9)(4,0)] = 221,5

(2,93)(98,5)  64,31 (4)( 40)

( Dp 6  P1 ) 4c

L4= = = 1,40 m Distribusi tegangan bisa digambar seperti yang ditunjukkan pada gambar di depan

P1 p6 z’=

64,31 98,5 =

= 0,65 m

P( z1  z ' )  Mmax=

p6 z ' 2 2

64,31(2,0  0,65)  =

98,5(0,65) 2 2

= 149,61 kNm/m’

M max σ all S =

;

dimana

S all

= modulus section minimum dari turap = tegangan ijin turap = 210 MN/m2

M max σ all S =

149,61 210 x 10 3 =

= 0,712 x 10-3 m3/m dari dinding (atau 71,2 x 10-5 m3/m)

Gunakan PZ-27 dengan PSA-23 (S = 91,92 x 10-5 m3/m) > Sperlu