iii. landasan teori - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/bab iii.pdf · gesek dan...

30
III. LANDASAN TEORI 3.1 Gaya-gaya Yang Bekerja Pada Dermaga Gaya-gaya yang bekerja pada dermaga dapat dibedakan menjadi gaya lateral dan gaya vertikal. Gaya lateral meliputi gaya benturan kapal pada dermaga, gaya tarikan kapal dan gaya gempa, sedang gaya vertikal adalah berat sendiri dan beban hidup. 3.1.1 Gaya benturan kapal Gaya benturan kapal adalah gaya yang terjadi akibat merapatnya kapal ke dermaga, pada saat merapat ke dermaga kapal masih mempunyai kecepatan sehingga terjadi benturan antara kapal dan dermaga. Gaya benturan bekerja secara horizontal dan dapat dihitung berdasarkan energi horizontal. Besarnya energi benturan dapat dihitung menggunakan rumus c s e m C C C C g WV E 2 2 dengan: E = Energi benturan (ton meter) V = Komponen tegak lurus sisi demaga dari kecepatan kapal pada saat membentur dermaga (m/d) W = Displacement (berat) kapal g = Percepatan grafitasi

Upload: truongkien

Post on 06-Feb-2018

236 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

III. LANDASAN TEORI

3.1 Gaya-gaya Yang Bekerja Pada Dermaga

Gaya-gaya yang bekerja pada dermaga dapat dibedakan menjadi gaya lateral dan

gaya vertikal. Gaya lateral meliputi gaya benturan kapal pada dermaga, gaya

tarikan kapal dan gaya gempa, sedang gaya vertikal adalah berat sendiri dan beban

hidup.

3.1.1 Gaya benturan kapal

Gaya benturan kapal adalah gaya yang terjadi akibat merapatnya kapal ke

dermaga, pada saat merapat ke dermaga kapal masih mempunyai kecepatan

sehingga terjadi benturan antara kapal dan dermaga. Gaya benturan bekerja secara

horizontal dan dapat dihitung berdasarkan energi horizontal. Besarnya energi

benturan dapat dihitung menggunakan rumus

csem CCCCg

WVE

2

2

dengan:

E = Energi benturan (ton meter)

V = Komponen tegak lurus sisi demaga dari kecepatan kapal pada saat

membentur dermaga (m/d)

W = Displacement (berat) kapal

g = Percepatan grafitasi

Page 2: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

12

Cm = Koefisien massa

Ce = Koefisien eksentrisitas

Cs = Koefisien kekerasan (diambil 1)

Cc = Koefisien bentuk dari tambatan (diambil 1)

Kecepatan merapat kapal dapat ditentukan dari nilai pengukuran atau pengalaman,

secara umum kecepatan merapat kapal diberikan dalam tabel berikut ini

Tabel 3.1 Kecepatan merapat kapal pada demaga.

Ukuran Kapal

(DWT)

Kecepatan Merapat

Pelabuhan (m/d) Laut Terbuka (m/d)

Sampai 500 0,25 0,30

500 – 10.000 0,15 0,20

10.000 – 30.000 0,15 0,15

Diatas 30.000 0,12 0,15

Koefisien massa tergantung pada gerakan air disekeliling kapal, yang dapat

dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

Cm = 1 + B

d

Cb2

Dimana :

Cb = oppBdL

W

dengan

Cb = Koefisien blok kapal

d = draft kapal (m)

B = lebar kapal

Page 3: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

13

Lpp = Panjang Garis Air (M)

γo = Berat Jenis Air Laut (t/m3)

untuk koefisien eksentrisitas dapat dihitung menggunakan rumus :

Ce = 2)/(1

1

rl

Dengan :

l = jarak sepanjang permukaan air dermaga dari pusat berat kapal sampai

titik sandar kapal.

r = jari jari putaran disekeliling pusat berat kapal pada permukaan air

dan panjang garis air (Lpp) dihitung menggunakan rumus :

LPP = 0,852 Loa1,0201

3.1.2 Gaya akibat angin

Angin yang berhembus ke badan kapal yang ditambatkan akan menyebabkan

gerakan kapal yang bisa menimbulkan gaya pada dermaga. Besar gaya akibat

angin dapat dihitung menggunakan rumus :

1. Gaya longitudinal apabila angin datang dari arah haluan (α =0o)

Rw = 0,42 Qa Aw

Gambar 3.1 Gaya angin longitudinal α = 0o

Dermaga

Arah angin Datang

Kapal

Page 4: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

14

2. Gaya longitudinal apabila angin datang dari arah buritan (α =180o)

Rw = 0,5 Qa Aw

Gambar 3.2 Gaya angin longitudinal α =180o

3. Gaya Lateral apabila angin datang dari arah lebar (α =90o)

Rw = 1,1 Qa Aw

Gambar 3.3 Gaya angin lateral α = 90o

dimana;

Qa = 0,063 V2

dengan :

Rw = Gaya akibat angin (Kg)

Qa = Tekanan angin (kg/m2)

V = Kecepatan angin (m/d)

Aw = Proyeksi bidang yang tertiup angin (m2)

Dermaga

Arah angin Datang Kapal

Arah angin Datang

Dermaga

Kapal

Page 5: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

15

3.1.3 Gaya Tarikan Kapal Pada Dermaga

Gaya tarikan kapal pada dermaga dapat dihitung dengan cara ;

1. Gaya tarikan pada bollard yang terdapat pada tabel untuk berbagai ukuran

kapal dalam GRT, selain gaya tersebut yang bekerja secara horizontal,

bekerja juga gaya vertikal sebesar ½ dari nilai yang tercantum dalam tabel.

2. Gaya tarikan kapal pada bitt yang terdapat pada tabel untuk berbagai

ukuran kapal dalam GRT, yang bekerja dalam semua arah.

Tabel 3.2 Gaya tarikan kapal

Bobot Kapal (GRT)

Gaya Tarik pada Bollard

(ton)

Gaya Tarik pada Bitt (ton)

200 – 500 15 15 501 – 1.000 25 25

1.001 – 2.000 35 25 2.001 – 3.000 35 35 3.001 – 5.000 50 35 5.001 – 10.000 70 50 (25) 10.001 – 15.000 100 70 (25) 15.001 – 20.000 100 70 (35) 20.001 – 50.000 150 100 (35) 50.001 – 100.000 200 100 (50)

3.2 Daya Dukung Tiang

Ditinjau dari cara mendukung beban, tiang dapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu :

1. Tiang dukung ujung (end bearing pile)

2. Tiang gesek (friction bearing pile)

Tiang dukung ujung adalah tiang yang berkapasitas dukungnya ditentukan oleh

tahanan ujung tiang. Umumnya tiang dukung ujung berada dalam zona tanah yang

lunak yang berada diatas lapisan tanah yang keras. Untuk menentukan gaya

Page 6: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

16

perlawanan lapisan tanah keras tersebut terhadap ujung tiang dilakukan dengan

alat sondir atau SPT. Dengan alat ini dapat diketahui kedalaman tiang yang harus

dipancang dan berapa daya dukung lapisan tanah keras tersebut pada ujung tiang.

Tiang gesek adalah tiang yang kapasitas dukungnya lebih ditentukan oleh

perlawanan gesek antara dinding tiang tanah dan tanah disekitarnya. Tahanan

gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan pada

hitungan kapasitas tiang.

Prosedur perencanaan pondasi tiang pancang :

a. Melakukan pemeriksaan tanah dibawah permukaan, penyelidikan

disekelilingnya dan penyelidikan terhadap bangunan di sekitar letak

pondasi, untuk menentukan diameter, jenis dan panjang tiang.

b. Menghitung daya dukung tiang pancang tunggal yang diizinkan, untuk

daerah yang bebas gempa pemeriksaan pada waktu gempa tidak

diperlukan.

c. Bila daya dukung tiang pancang tunggal sudah diperkirakan, maka daya

dukung yang diizinkan untuk seluruh tiang harus diperiksa, harga akhir

akibat gabungan tiang ini atau gaya gesekan dinding tiang merupakan daya

dukung yang diizinkan untuk pondasi tiang.

d. Menghitung rekasi yang didistribusikan kesetiap tiang, juga menentukan

jumlah tiang secara tepat.

e. Setelah beban kepala tiang dihitung, pembagian momen lentur dan gaya

gesek pada tiang dalam arah yang lebih mendetail pada bagian bagian

tiang dapat dilakukan.

Page 7: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

17

f. Jika perencanaan tubuh tiang selesai, maka tumpuan harus diperiksa

terhadap reaksi pada kepala tiang.

3.3 Hitungan Kapasitas Tiang

Kapasitas Tiang adalah kemampuan dukung tiang dalam mendukung beban.

Hitungan kapasitas tiang dapat dilakukan dengan cara pendekatan statis dan

dinamis.

Perhitungan kapasitas tiang secara statis dilakukan menurut teori mekanika tanah

yaitu dengan mempelajari sifat-sifat teknis tanah, menggunakan data hasil uji

laboratorium dan data penyelidikan tanah berupa SPT, CPT dan Boring.

Kapasitas ultimityang didasarkan atas data-data yang didapat dari hasil pengujian

di laboratorium, dibedakan atas kapasitas daya dukung ujung dan daya dukung

gesek, sedangkan hitungan dengan cara dinamis meggunakan data pada saat

pemancangan.

3.3.1 Kapasitas Ultimit Cara Statis

3.3.1.1 Berdasar Hasil Pengujian Laboratorium

a. Daya Dukung Ujung (End Bearing Capacity)

Perhitungan daya dukung ujung dilakukan dengan teori teori sebagai berikut :

> Teori Meyerhof

Kapasitas daya dukung ujung yang diusulkan Meyerhof untuk kondisi tanah

berpasir adalah:

Qe = Ap . q . Nq’

Page 8: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

18

dengan : Qe = Daya dukung tiang ujung (ton)

Ap = Luas penampang ujung tiang (m)

q = Tegangan vertikal efektif tanah (t/m2)

Nq’ = Koefisien daya dukung meyerhof yang telah disesuaikan

dengan faktor bentuk dan kedalaman.

Karena kondisi tanah yang berbeda-beda, maka meyerhof mengklasifikasikan

formulanya berdasarkan kondisi tanah ditempat pemancangan, yaitu :

1. Tanah berbutir kasar

Untuk tanah berbutir kasar, nilai C= 0

Sehingga :

qu = q . Nq’

pada D

L ≥ D

Lc maka qu dibatasi sampai :

qu ≤ 50 . Nq’ tan Ø

berdasarkan hasil SPT yang didapat, meyerhof mengusulkan besarnya gaya

perlawanan ujung tiang (qu) pada tanah berbutir seragam (homogen) adalah

sebagai berikut :

qu = 40 . N . D

L ≤ 400 . N

dengan :

N = Nilai rata-rata SPT pada 10B di atas ujung tiang dan

4B di bawah ujung tiang

L = Panjang tiang (m)

D = Diameter tiang (m)

D

Lc = Perbandingan kedalam kritis

Ø = Sudut geser dalam (o)

Page 9: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

19

2. Tanah berbutir halus (c-soil)

Untuk tanah berbutir halus nilai Ø = 0

Sehingga :

qu = c . Nc’

Nc’ = 9, untuk tanah berbutir halus sehingga,

qu = 9 . c

3. Tanah pada umumnya (c/Ø – soil)

Untuk tanah pada umumnya memiliki nilai C dan Ø

Sehingga :

qu = c . Nc’ + q . Nq’

sebelum perhitungan dilakukan, tiang ditentukan termasuk kategori tiang panjang

atau tiang pendek.

L (panjang tiang) ≥ 4T ................. termasuk tiang panjang

L (panjang tiang) ≥ 2T ................. termasuk tiang pendek

Dimana :

T = 5.

nh

IpEp

Ep = Modulus elastisitas tiang

Ip = Inersia penampang tiang

nh = Koefisien modulus tanah

Nilai Nc dan Nq ditentukan dengan menggunakan grafik dibawah berdasarkan

nilai sudut geser (Ө).

Page 10: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

20

Sumber : Mayerhof, 1976

Gambar 3.4 Faktor kapasitas daya dukung pondasi panjang

Page 11: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

21

Tabel 3.3 Koefisien modulus tanah (nh) untuk tanah non kohesif

Kerapatan Ralatif Lepas Agak Padat

Padat

Nh untuk tanah kering/ basah

Terzaghi KN/m 2.5 7.5 20

t/fit3 7.0 21 56

Nh untuk tanah dibawah permukaan air

Terzghi KN/m 1.4 5.0 12

t/m2 t/fit3 4.0 14.0 34

Nh untuk tanah dibawah permukaan air

Terzghi KN/m 5.3 16.3 34

t/m2 t/fit3 15.0 46.0 96

Tabel 3.4 Nilai-nilai (nh) untuk tanah granuler (c = 0 )

Kerapatan Ralatif (Dr) Lepas Agak Padat

Padat

Interval nilai A 100 - 300 300 - 1000 1000 - 2000

Nilai A dipakai 200 600 1500

Nh, pasir kering atau lembab (terzaghi)(kN/m3)

2425 7275 19400

Nh pasir terendam air (kN/m3) Terzaghi Reese dkk

1386 5300

4850 16300

11779 34000

Page 12: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

22

> Teori Brom

a. Daya dukung ujung menurut Teori Brom yaitu :

Qb = Ab (Pb’ . Nq)

dengan :

Ab = Luas Penampang bawah tiang

Pb’ = Tekanan efektif overburden pada bawah tiang

Nq = Faktor daya dukung yang disesuaikan

Sumber : Peck. Dkk,1974

Gambar 3.5 Hubungan dan N-SPT

Page 13: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

23

Sumber : Berezantsev, 1961

Gambar 3.6 Hubungan Nq dan

b. Daya Dukung Gesek (Friction Bearing Capacity)

> Teori Brom

Daya dukung gesek yang diusulkan oleh Brom adalah sebagai berikut :

Qs =

n

iPoiKdAs

1').tan(.

dengan :

As = Luas selimut tiang (m2)

Kd = Koefisien tanah lateral

δ = Sudut gesek efektif antara tanah dan tiang (o)

Po’ = Tekanan vertikal efektif rata-rata sepanjang tiang

Nilai Kd dan δ didapat dengan melihat tabel

Page 14: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

24

Tabel 3.5 Nilai Kd tanah granuler

Bahan Tiang Nilai Kd Pasir tak padat Pasir padat

Baja 0.5 1.0 Beton 1.0 2.0 Kayu 1.5 4.0

Sumber : Brom, 1965

Tabel 3.6 Nilai δ (sudut gesek antara dinding tiang dan tanah granuler)

Bahan Tiang δ (o) Baja 20 Beton 0,75φ Kayu 0,66 φ

Sumber : Aas, 1996

> Teori Tomlinson

Qs =

n

iKqAs

1)tan..(.

Dengan :

As = Luas selimut tiang

K = Koefisien tanah lateral

δ = Sudut gesek efektif antara tanah dan tiang (o)

q = Tekanan vertikal efektif

nilai K didapat dengan menggunakan persamaan K = 1 – sin θ dengan θ adalah

nilai sudut gesek perlapisan.

3.3.1.2 Daya Dukung Berdasarkan Data Standard Penetration Test (SPT)

Berdasarkan data yang didapat dari hasil pelaksanaan Standard Penetration Test

yang dilakukan didapat desain suatu tipe pondasi dalam. Berikut dua metode yang

sering digunakan untuk mendesain pondasi dalam berdasarkan data SPT yaitu :

Page 15: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

25

> Metode Meyerhof

Berdasarkan data hasil uji SPT, besarnya daya dukung batas tiang pada lapisan

pasir lempung dapat dinyatakan dengan rumus berikut :

Untuk tiang pancang beton dan kayu pada lapisan pasir

Qult = NbApNAs

.40.5

.

Untuk tiang pancang baja pada lapisan pasir

Qult = NbApNAs

.40.10

.

Untuk tiang pancang beton dan kayu pada lapisan lempung

Qult = NbApx

NAs.40.

52

.

Untuk tiang pancang baja pada lapisan pasir

Qult = NbApx

NAs.40.

102

.

Dengan :

Qult = Daya dukung batas (KN)

As = Luas selimut tiang (m2)

Ap = Luas Penampang ujung tiang (m2)

N = Nilai rata-rata N-SPT sepanjang tiang

Nb = Nilai rata-rata N-SPT sejarak 4D diatas ujung tiang sampai ujung tiang

Page 16: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

26

> Metode Assosiasi Jalan Raya Jepang (Japan Road Association)

Assosiasi Jalan Raya Jepang mengusulkan juga suatu metode perhitungan daya

dukung aksial tiang pancang tunggal berdasarkan hasil uji SPT, dengan rumus

sebagai berikut :

Qult = qd . Ap + as . ).(1 hifini

dengan:

Qult = Daya dukung batas (KN)

qd = Intensitas daya dukung ujung tiang (KN/m2)

Ap = Luas penampang ujung tiang (m2)

as = Keliling tiang (m)

hi = Tebal lapisan yang ditinjau (m)

fi = Intensitas gaya geser maksimum lapisan tanah yang akan dihitung daya

dukung friksinya (Kn/m2)

perkiraan daya dukung qd, diperoleh dari hubungan antara L/D dengan qd/N,

seperti yang diperlihatkan pada gambar (3.7) dengan L adalah panjang ekivalen

tiang yang tertanam pada lapisan pendukung, sedangkan D adalah diameter atau

lebar tiang dan N adalah harga rata-rata N-SPT yang dihitung dengan persamaan

berikut :

Page 17: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

27

Ñ = 2

21 NN

Dengan :

Ñ = Harga rata-rata N-SPT untuk perancangan ujung tiang

N1 = Harga rata-rata N-SPT pada ujung

N2 = Harga rata-rata N-SPT sejarak 4D pada ujung tiang

Dalam menentukan panjang ekivalen tiang yang tertanam pada lapisan

pendukung, ada dua kondisi yang harus diperhatikan. Kondisi pertama, bila

lapisan pendukung dapat dibedakan dengan jelas.

Pada kondisi kedua, dimana lapisan pendukung tidak dapat dibedakan dengan

jelas, maka langkah langkah yang harus diikuti dalam menentukan panjang

ekivalen tiang yang ditanam dalam lapisan pendukung adalah sebagai berikut:

1. Menentukan harga N-SPT pada ujung tiang

2. Menentukan harga N-SPT rata-rata sejarak 4D dari ujung tiang

3. Menentukan harga N-SPT rata-rata pada ujung tiang dengan persamaan

Ñ = 2

21 NN

4. Menentukan luas daerah yang dibatasi oleh N dengan kurva N-SPT (area 1)

5. Menentukan L sedemikian rupa sehingga area1 = area 2

Page 18: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

28

6. Harga L tersebut merupakan panjang ekivalen tiang yang tertanam pada

lapisan pendukung.

Besarnya gaya geser maksimum dinding tiang fi ditentukan macam tiang serta

jenis lapisan tanah.

Gambar 3.7 Diagram perhitungan dari intensitas daya dukung ultimate tanah pondasi ujung tiang

3.3.1.3 Daya Dukung Berdasarkan Data Hasil Uji Cone Penetration Test

Metode Tomlinson

Besarnya daya dukung tiang pancang yang didasarkan atas uji Cone Penetration

Test (CPT) adalah sebagai berikut :

a. Terhadap kekuatan tanah dan beban sementara

Qall = 5

1

2

casquAp

Nil

ai q

d/N

= D

aya

duku

ng u

ltim

ate/

ha

rga

rera

ta N

spt

Nilai L/D = Panjang ekivalen penetrasi tiang pada lapis pendukung/ diameter tiang

Page 19: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

29

b. Terhadap kekuatan tanah dan beban tetap/ statis

Qall = 5

1

3

casquAp

c. Terhadap kekuatan tanah dan beban dinamis

Qall = 5

1

5

casquAp

Dengan :

Ap = Luas Penampang ujung tiang (m2)

qu = Nilai konus perencanaan (KN/m2)

as = Keliling tiang (m)

l = Panjang tiang (m)

c = Nilai clef sepanjang tiang (KN/m2)

menurut Tomlinson nilai qu dihitung dengan rumus :

qu = 2

21 ququ

dengan :

qu = nilai konus perencanaan diujung tiang (KN/m2)

qu1 = nilai konus rata-rata pada 3D diatas ujung tiang (KN/m2)

qu2 = nilai konus rata-rata pada 1D dibawah ujung tiang (KN/m2)

menurut Begmen (1984) besarnya qu1 dihitung sebagai rata-rata qu pada jarak 3D

diatas ujung tiang, sedangkan qu2 adalah rata-rata qu pada jarak 3,75 D dibawah

ujung tiang.

Menurut Dute Theories yang diperbaharui oleh Delf Labolatory, nilai qu yang

digunakan untuk menghitung daya dukung di ujung tiang adalah qu rata-rata yang

Page 20: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

30

diperoleh dari harga qu sedalam 3,5D dari ujung tiang, yaitu dihitung dengan

persamaan berikut (Sardjono, 1984) :

qu = n

quququ n

2

...........21

dengan :

qu = Nilai konus yang ditinjau (KN/m2)

n = Jumlah lapisan

D = Diameter tiang (m)

3.3.2 Daya Dukung Berdasarkan Formula Dinamik

Daya dukung aksial tiang pancang yang dihitung dengan menggunakan formula

dinamik yang ada didasarkan pada data-data yang didapat pada saat pelaksanaan

pemancangan yang berusaha mempersamakan usaha dari jatuhnya alat tumbuk

(hammer) dengan kerja yang dilakukan oleh alat pancang.

Beberapa formula yang dapat digunakan untuk menghitung daya dukung aksial

tiang :

Formula Hilley

Persamaan Hilley yang digunakan adalah ;

Pu = xc

s

Hweh

2

wpw

ewpw

2

Pu = wpw

ewpwx

cs

Hweh

2

2

Dimana :

Pu = Daya dukung ultimit (ton)

Page 21: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

31

Wh = Berat ram (ton)

h = Tinggi jatuh ram

s = Penurunan terakhir/ pukulan (cm)

e = Faktor retribusi pukulan

c = reboun (cm)

Wp = Berat tiang pancang (ton)

W = Berat total tiang pancang (ton)

Formula Gates

Besarnya kapasitas tiang pancang yang diusulkan Gates adalah :

Pu =

sHWhehx

2510log(4

Dengan:

eh = Efisiensi hammer

wh = Berat piston hammer

H = Tinggi jatuh hammer

s = Penurunan terakhir/ pukulan

Standard Formula According to The Ministry of Construction in

Japan

Dirumuskan sebagai berikut :

Pu = 1,05 s

F F = 2W. h

Pu = 1,05

.h2

s

W

dengan :

Page 22: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

32

W = Berat ram (ton)

h = Tinggi jatuh hammer (cm)

s = Penurunan terakhir/ pukulan (cm)

3.3.3 Daya Dukung Friksi

Pada kondisi tanah yang letak lapisan tanah kerasnya sangat dalam, maka untuk

memenuhi daya dukung yang dibutuhkan dapat memanfaatkan perlawanan friksi

antara tanah dengan tiang pada permukaan keliling tiang sepanjang tiang yang

dipancang kedalam tanah, pada kondisi tanah berlapis nilai tahanan gesek akan

berbeda beda sesuai dengan sifat lapisan tanah yang ditinjau, maka persamaan

daya dukung friksi dapat ditulis sebagai berikut :

Qs =

i

isisii saL

1

))()((

Dimana :

Qs = Kapasitas daya dukung friksi (ton)

iL = Panjang tiang tiap lapisan yang ditinjau (m2)

asi = Keliling tiang pancang setiap lapisan tanah yang ditinjau (m2)

Ssi = Tahanan gesek tiang pada lapisan tanah yang ditinjau (m2)

Gaya geser maksimum dinding tiang dapat dihitung menggunakan persamaan

gaya geser :

U Σ li.fi = π x D x li x fi

Dimana :

li = diperoleh dari ketebalan setiap lapisan tanah

Page 23: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

33

Tabel 3.7 Intensitas gaya geser dinding tiang

Jenis Tiang Tiang pracetak

Tiang yang dicor ditempat Jenis tanah pondasi

Tanah berpori/ berpasir N/5 (≤10) N/2 (≤ 12) Tanah kohesif C atau N (≤ 12) C/2 atau N/2(≤ 12)

3.3.4 Daya Dukung Lateral Pondasi Tiang Pancang

Pondasi tiang pancang harus dirancang memperhitungkan beban horisontal atau

beban lateral. Untuk tiang panjang perhitungan daya dukung lateral pondasi tiang

pancang pada tanah kohesif menggunakan Metode Broms. Pada tiang ujung jepit,

Broms menganggap bahwa momen yang terjadi pada tubuh tiang yang tertanam

didalam tanah sama dengan momen yang terjadi di ujung atas tiang yang terjepit

oleh plat penutup tiang (pile cap).

Sumber : Broms, 1964b

Gambar 3.8 Mekanisme tiang panjang prilaku jepit dalam tanah granuler

Hu My

1,5 d

f

9cud

My My

Defleksi Reaksi tanah Diagram momen

My My

3γdLKp

f

L

e

Page 24: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

34

3.3.5 Defleksi Tiang Vertikal

Metode Broms (1964) dianggap metode yang lebih teliti dalam hal hitungan

defleksi tiang, untuk tanah granuler (pasir, kerikil), defleksi tiang akibat beban

lateral, dikaitkan dengan besaran tak berdimensi αL, menggunakan persamaan

sebagai berikut :

α =5

1

EpIp

nh

dengan :

nh = Koefisien reaksi subgrade (t/m3)

Ep = Modulus elastisitas tiang (t/m2)

Ip = Momen inersia penampang tiang (m4)

Tiang ujung bebas dan tiang ujung jepit dianggap sebagai tiang panjang (tidak

kaku) apabila αL > 4

Untuk perhitungan defleksi lateral tiang ujung jepit dapat menggunakan

persamaan :

y0 = 5/25/3)(

93,0

pp IEnh

H

dimana :

y0 = Defleksi lateral tiang ujung jepit

H = Beban/ Gaya Lateral (t)

nh = Koefisien reaksi subgrade (t/m3)

Ep = Modulus Elstis Pipa Baja (tm)

Ip = Momen inersia penampang tiang (m4)

Page 25: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

35

3.3.6 Diagram Alir

3.3.6.1 Diagram Alir Penelitian

3.3.7 Diagram Alir Gaya Benturan Kapal

Mencari Data Kapal, Data Meteorologi, Data Tanah dan Data Pondasi

Mencari Gaya Kapal dan Gaya gaya yang bekerja pada pondasi dermaga

Mencari Kapasitas Daya Dukung Pondasi

Mulai

Selesai

Menghitung Lpp = 0,852 . Loa1,0201

Menghitung Cm =B

d

Cb21

Menghitung V = v . sin 10o

Menentukan nilai Ce dari grafik Loa

r

Menghitung l = ¼ Loa

Menghitung Cb =oBdL

W

PP

Menghitung E = CmCeCsCcg

WV

2

Mulai

Selesai

Page 26: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

36

3.3.8 Diagram Alir Gaya Akibat Angin

3.3.8.1 Gaya akibat angin longitudinal α = 0o

3.3.8.2 Gaya akibat angin longitudinal α = 180o

3.3.8.3 Gaya akibat angin lateral α = 90o

Menghitung Qa = 0,065 V2

Menentukan nilai Aw

Menghitung Rw = 0,42 Qa Aw

Mulai

Selesai

Menghitung Qa = 0,065 V2

Menentukan nilai Aw

Menghitung Rw = 0,5 Qa Aw

Mulai

Selesai

Menghitung Qa = 0,065 V2

Menentukan nilai Aw

Menghitung Rw = 1,1 Qa Aw

Mulai

Selesai

Page 27: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

37

3.3.9 Diagram Alir Daya Dukung Pondasi Berdasarkan Data SPT

3.3.9.1 Metode Meyerhof

3.3.9.2 Metode Assosiasi Jalan Raya Jepang

Menghitung Ap = ¼ . . D2

Menghitung As = (.D) L

Qall = Qult / Sf – (wtiang . L)

Qult = 40 . Ap . Nb + 0,1 N . As

Menentukan nilai Nb

Menghitung Ñ

Mulai

Selesai

Menentukan Lekv

qd = 0,1 . Ñ

Qall = Qult / Sf – Wp

fi = Ñ jika Ñ < 120 KN/m2, maka fi = Ñ jika Ñ > 120 KN/m2, maka fi = 120 KN/m2

Menghitung Ñ = (Nspt . L . 4D) + Nspt . L)/ 2

D/ Lekv dari gambar grafik didapat nilai qd/ Ñ

qi = hi . fi

Ap = ¼ . . D2

As = ( . D) L

Qult= Ap . qd + ni 1 (hi . fi)

Mulai

Selesai

Page 28: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

38

3.3.10 Diagram Alir Daya Dukung Pondasi Berdasarkan Data End Bearing Pile dan Data Friction Pile

3.3.11 Diagram Alir Gaya Geser Maksimum Dinding Tiang

Menghitung Qs =

i

isisii SaL

1

))()((

Qall = Qult/SF

Menghitung Qe = Ap[c.Nc + γ Df (Nq-1)]

Qu = Qe +Qs

Mulai

Selesai

Menghitung fi = N/5

Menghitung Gaya Geser Maksimum U Σ li.fi = π x D x (Σ li.fi)

Menentukan nilai li

Menghitung li.fi

Mulai

Selesai

Page 29: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

39

3.3.12 Diagram Alir Gaya Lateral Maksimum

3.3.13 Diagram Alir Defleksi Tiang Pancang

Menghitung S = Ip/ (h2)

Menghitung Kp = tg2 (45 + φ/2)

H = Hu/3

Menghitung Mmax = γ d L3 Kp

Menghitung σIp = )1

4

2

4(

64dd

Menghitung My = σizin x S

Menghitung f = 0,82 dKp

Hu

Hu =

32

2

fe

My

Mulai

Selesai

Menentukan nilai Ep

Menentukan nilai α =5/1

EpIp

nh

Menentukan nilai nh

Menghitung nilai Ip = )1

4

2

4(

64dd

Menentukan nilai y0 = 5/25/3)(

93,0

pp IEnh

H

Mulai

Selesai

Page 30: III. LANDASAN TEORI - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/9459/17/BAB III.pdf · gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan ... Perhitungan kapasitas

40

3.3.14 Diagram Alir Metode Perhitungan

Gaya Benturan Kapal

Hasil dan Pembahasan

Pengumpulan Data

Perhitungan Gaya Pada Dermaga

Perhitungan Daya Dukung

Data Uji Lapangan

Kesimpulan dan Saran

Analisis Stabilitas (Geser, Daya Dukung, Gaya Lateral dan Defleksi)

Mulai

Selesai