Gusniarta Keliat (200404071) Louise Cavin Sidabutar (200404077) Michael Steven (200404081) PONDASI BORE PILE Defenisi Bore Pile Bor pile atau bored pile adalah teknik membangun pondasi yang memanfaatkan bantuan mesin bor. Tanah akan dikeruk menggunakan mesin tersebut hingga kedalaman tertentu, kemudian diisi dengan tulang besi dan cor beton. Fungsi dan Kegunaan Bore Pile fungsi pondasi bored pile adalah sebagai dasar tapak satu gedung. Namun, karakteristiknya memungkinkan pilar pondasi ini untuk menopang beban yang lebih berat jika dibandingkan jenis lainnya. Terlebih jika proyek bangunan berdiri di atas tanah lempung atau berair, bored pile adalah pilar pondasi yang cocok untuk menahan agar tiang tidak bergeser ke samping. Bukan hanya itu, rangkanya juga akan meminimalisir kemunculan gelombang pada tanah saat pembangunan mulai dilakukan. Bore pile berbentuk lurus Tipe Tiang Pancang Menurut Bentuk Bored pile dengan ujung berbentuk bel Bored pile dengan bentuk ujung menyerupai trapesium Bored pile berbentuk lurus utk lokasi berbatuan Bored Pile Manual (Strauss Pile) Tipe Tiang Pancang Menurut Alat dan Teknik Pengerjaannya Bored Pile Mini Crane Bored Pile Gawangan Kelebihan dan Kekurangan Bore Pile Kelebihan Bored Pile • Cocok dan aman diaplikasikan di kawasan yang sempit dan padat bangunan. • Tidak menimbulkan getaran yang terlalu keras sehingga tidak mengganggu bangunan di sekitarnya. • Diameter dan kedalaman tiang cukup bervariasi sesuai dengan jenis yang digunakan. • Tidak menimbulkan pergeseran tiang ataupun gelombang pada tanah saat proses pengeboran. • Pondasi bored pile dapat didirikan sebelum penyelesaian tahapan selanjutnya dan mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap beban lateral. • Permukaan di atas di mana dasar bored pile didirikan dapat diperiksa secara langsung. • Pada bagian dasar pondasi bisa dibuat lebih lebar untuk meningkatkan ketahanannya. Kekurangan Bored Pile • Proses pengeboran sangat tergantung cuaca. Keadaan cuaca yang kurang mendukung dapat mempersulit pengeboran dan pengecoran. • Kepadatan tanah pada saat pengeboran akan mengalami penurunan. • Pada tanah dengan komposisi pasir tinggi, tidak bisa dibuat pembesaran ujung pondasi. • Bisa menimbulkan tanah longsor jika proses pemasangan tidak menggunakan casing. • Saat lubang bor kemasukan air, maka kondisi tanah akan terganggu sehingga mengurangi kekuatan tanah dalam menahan tiang. • Rentan terkena timbunan lumpur pada dasar lubang yang berakibat kedalamannya tidak maksimal. Tahap Persiapan Penggalian Metode Bore Pile Instalasi/Pemasangan Tulang Pengecoran Spesifikasi Alat PERSAMAAN DAYA DUKUNG PONDASI BORE PILE BERDASARKAN NILAI SONDIR & N-SPT (MEYERHOF, 1956) A. Persamaan Daya Dukung Pondasi Bore Pile Berdasarkan Nilai Sondir 1. Metode Aoko & De Alencar Perhitungan kapasitas pondasi bor dengan sondir tidak memperhitungkan kuat dukung selimut pondasi bor dikarenakan Perlawanan geser tanah pada pondasi bor sangat kecil dan dianggap tidak ada πΈπ = ππ × π¨π • πΈπ =Kapasitas ultimate tiang bor (kg) • ππ = Tahanan ujung sondir (kg/cm²) • π¨π = Luas penampang ujung tiang bor (cm²) Kapasitas dukung ujung persatuan luas (ππ ): ππ = ππ × ππ ππ = Perlawanan konus rata-rata 1,5d di atas ujung tiang dan 1,5d di bawah ujung tiang ππ = Faktor empirik yang tergantung tipe tanah, untuk bored pile diambil 3,5 d = diameter tiang (m) Kapasitas ijin tiang (πΈπππ ) diperoleh dengan membagi kapasitas ultimit (πΈπ) dengan faktor aman (SF) tertentu. • Dasar tiang yang dibesarkan dengan d < 2 m: πΈπππ πΈπ = π, π πΈπππ πΈπ = π, π • Dasar tiang tanpa pembesaran : 2. Metode Schmertmann & Nottingham (1975) Kuat daya dukung ultimate (πΈπ) dihitung dengan persamaan: • πΈπ = πΈπ + πΈπ • = ππ . π¨ π + ππ . π¨ π • = π. ππ. π¨π + π²π. ππ. π¨π Dimana : ππ = Tahanan ujung satuan (kg/cm²) ππ =Tahanan konus rata-rata (kg/cm²) π¨π = Luas penampang ujung tiang bor (cm²) π =Koefisien korelasi ππ =Tahanan gesek satuan (kg/ cm²) ππ = Tahanan gesek sisi konus (kg/ cm²) π¨π = Luas selimut tiang bor (cm²) π²π =Koefisien tak berdimensi Daya dukung ijin tiang bor (πΈπππ ): πΊπ = angka keamanan (2,5 - 4) Tahanan ujung satuan (ππ ): ππ = π × ππ ≤ 1,2 kg/cm² (120 kN/m²) Dimana : ππ = Tahanan ujung satuan (kg/cm²) π =Koefisien korelasi bergantung pada OCR (table) π ππ = π ( πππ + πππ ) (kg/cm²) πππ = ππ rata-rata pada zona 0,7d atau 4d di bawah dasar tiang (kg/cm²) πππ = gc rata-rata pada zona 8d di atas dasar tiang (kg/cm²) Tahanan gesek satuan (ππ ) : ππ = π²π × ππ ≤ 1,2 kg/cm² (120 kN/m²) Dimana : ππ = Tahanan gesek satuan (kg/cm²) ππ =Tahanan gesek sisi konus (sleeve friction/ cleef)(kg/cm²) π²π = Koefisien tak berdimensi Bila tiang dalam pasir, π²π bergantung pada rasio L/d (L = kedalaman, dan d = diameter tiang): • • Kedalaman 8d pertama dari permukaan tanah, π²π diinterpolasi dari nilai 0 di permukaan tanah sampai nilai 2,5 di kedalaman 8d. Lebih dari kedalaman 8d ini, nilai π²π berkurang dari 2,5 sampai 0,891 pada kedalaman 20d, atau, boleh dianggap secara keseluruhan nilai π²π = 0,9. 3. Metode Mayerhoff πΈπ = πΈπ + πΈπ = ππ . π¨π + ππ . π¨π • πΈπ =Kapasitas ultimate tiang bor (kg) • ππ = Tahanan ujung satuan (kg/cm²) • π¨π = Luas penampang ujung tiang bor (cm²) • ππ =Tahanan gesek satuan (kg/ cm²) • π¨π = Luas selimut tiang bor (cm²) Daya dukung ijin tiang bor (πΈπππ ): πΈπππ = πΈπ πΊπ πΊπ = angka keamanan (2,5 - 4) Tahanan ujung satuan (ππ ): ππ = ππ . ππ . ππ ππ = Tahanan ujung satuan , untuk tiang bor diambil 70% atau 50% nya ππ =Tahanan konus rata-rata (kg/cm²) pada zona 1d di bawah ujung tiang dan 4d di atasnya ππ = [ π +π,π π ] ππ koefisien modifikasi pengaruh skala, jika d < 0,5 m →ππ = 1 ππ = L/10d : koefisien modifikasi untuk penetrasi tiang dalam lap. pasir padat saat L<10d, Jika L>10d → ππ = 1 d = Diameter tiang (m) L = Kedalaman penetrasi tiang di dalam lap. pasir padat (m) n = Nilai eksponensial : • 1 untuk pasir longgar (gc < 5 MPa), • 2 untuk pasir kepadatan sedang (5 MPa < gc < 12 MPa), • 3 untuk pasir padat (gc > 12 MPa). • Tahanan gesek satuan (ππ ) : • Tahanan gesek satuan diambil salah satu dari : ππ = π²π × ππ ; dengan Kf = 1 atau, • Bila tidak dilakukan pengukuran tahanan gesek sisi konus : ππ = π²π × ππ ; dengan Kc = 0,005 Dimana : ππ = Tahanan gesek satuan (kg/cm²) π²π = Koefisien modifikasi tahanan gesek sisi konus π²π = Koefisien modifikasi tahanan konus Untuk tiang bor, Meyerhoff menyarankan menggunakan faktor reduksi 70% dan 50% dalam menghitung tahanan gesek tiang Standard Penetration Test B. Persamaan Daya Dukung Pondasi Bore Pile Berdasarkan Nilai N-SPT 1. Metode O’Neil & Reese (1989) ππ’ = ππ + ππ = ππ β π΄π + ππ β π΄π Tahanan ujung satuan (ππ ) : O'Neil dan Reese merekomendasikan tahanan ujung tiang bor pada penurunan 5% dari diameter dasar tiang pada pasir : ππ = 0,6 β ππ β π60 ≤ 4500 πππ • Qu = Kapasitas Ultimate tiang bor (kN) • ππ = Tahanan ujung netto per satuan luas (kN/π2 ) • ππ = Tahanan ujung satuan (kN/π2 ) • π60 = Nilai N-SPT rata-rata antara ujung bawah tiang bor sampai ππ π di bawahnya, dan tidak perlu dikoreksi terhadap overburden • π΄π = Luas penampang ujung tiang bor (π2 ) • ππ = Tahanan gesek satuan (kN/π2 ) • π΄π = Luas selimut tiang bor (π2 ) • ππ = Diameter ujung bawah tiang bor (m) • ππ = Tegangan referensi = 100 kPa = 100 kN/π2 Jika tiang bor dasarnya berdiameter > 120 cm, maka besarnya ππ dapat mengakibatkan penurunan > 25 mm (1 inci). Maka disarankan nilai ππ direduksi menjadi πππ dengan : πππ = 4,17 ππ ππ β ππ Bila ππ ≥ 1200 ππ • ππ = Lebar referensi = 300 mm • ππ = Lebar ujung bawah tiang bor Standard Penetration Test Tahanan ujung satuan (ππ ) : ππ = π½ β ππ′ π½ = πΎ. tan πΏ • ππ = Tahanan gesek satuan (kN/π2 ) • ππ ′ = Tekanan overburden di tengah-tengah lapisan tanah (kN/π2 ) • πΏ = Sudut gerak antara tanah dan tiang (derajat) Metode ini disebut juga dengan metode π½. Nilai K/Ko dan rasio πΏ ΤΙΈ′ ditunjukkan dalam tabel disamping. Standard Penetration Test Koefisien π½ juga dapat dihitung dengan persamaan: π½ = 1,5 − 0,135 π§Τππ Dengan 0,25 ≤ π½ ≤ 1,2 • dr = lebar referensi = 300 mm • z = Kedalaman di tengah-tengah lapisan tanah (m) Jika π60 ≤ 15, maka π½ dalam persamaan menjadi : π60 π½= 1,5 − 0,135 15 π§ΰ΅ ππ π60 = N-SPT yang tidak dikoreksi terhadap overburden dan hanya dikoreksi oleh prosedur (alat) di lapangan. Beberapa nilai π½ untuk tanah non-kohesif yang disarankan oleh Reese dkk (2006) : 1) Untuk pasir: π½ = 0,25, jika z > 26,14 m 2) Untuk pasir yang banyak mengandung kerikil: π½ = 2 – 0,15(π§)0,75 dengan 0,25 ≤ π½ ≤ 1,8 3) Untuk pasir berkerikil atau kerikil : π½ = 0,25, jika z > 26,5 m Standard Penetration Test 2. Metode Luciano Decourt (1987) ππ’ = ππ + ππ = πΌ π. ππ. π΄π + π½ ππ ΰ΅3 + 1 . π΄π • Qu = Kapasitas Ultimate tiang bor (ton) • k = Koefisien dari jenis tanah • ππ = Nilai N-SPT terkoreksi pada elevasi dasar tiang (4d ke bawah dan 4d ke atas dari ujung tiang) • π΄π = Luas penampang ujung tiang bor (π2 ) • ππ = Nilai N-SPT rata-rata sepanjang tiang (3 < N < 50) • π΄π = Luas selimut tiang bor (π2 ) • πΌ = koefiesien dasar tiang, π½ = koefisien selimut tiang Daya dukung ijin tiang bor (ππππ ): ππππ = ππ’ ππΉ ; SF = angka keamanan (2,5 – 4) EFISIENSI KELOMPOK PONDASI BORE PILE Standard Penetration Test Efisiensi Kelompok Bore Pile Perhitungan jumlah kebutuhan tiang pada suatu kelompok tiang dalam mengakomodir gaya aksial yang bekerja secara sentris (V) dapat dinyatakan dengan persamaan di bawah. ππ = π ππ‘ππππ • Np = Jumlah tiang • V = Gaya aksial yang terjadi • ππ‘ππππ = Daya dukung ijin tiang Jumlah kebutuhan tiang tersebut perlu dilakukan koreksi akibat efisiensi kelompok tiang. Efisiensi Kelompok Tiang (Eg) Converse-Labarre Formula: πΈπ = 1 − • • • • • π π−1 π+ π−1 π 90 ππ m = Jumlah baris tiang n = Jumlah tiang dalam satu baris π = arc.tg (d/s), dalam derajat (°) s = jarak pusat ke pusat tiang (m) d = diameter tiang (m) PENURUNAN PONDASI BORE PILE Penurunan Pondasi Bore Pile Pada perhitungan besarnya penurunan juga perlu melihat jenis tanah dibawah, serta pada proses penurunan yaitu penuruan segera, penurunan konsolidasi dan penurunan sekunder. Suatu konstruksi pondasi dapat dihitung besarnya Penurunan total adalah jumlah dari ketiga komponen tersebut, yang ditunjukkan pada Persamaan di bawah ini: S = Se(1) + Se(2) + Se(3) • S = Penurunan Total • Se(1) = Penurunan elastis dari tiang • Se(2) = Penurunan tiang yang disebabkan oleh beban di ujung tiang • Se(3) = Penurunan tiang yang disebabkan oleh beban di sepanjang batang tiang Se(1) = ππ€π+ξ ππ€π .πΏ π΄π.πΈπ ……. • Qwp = Daya dukung yang bekerja pada ujung tiang dikurangi daya dukung fricition (kN) Se(2) = ππ€π.πΆπ π.ππ …………... Se(3) = ππ€π.πΆπ πΏ.ππ …………... • • • • Qws = Daya dukung friction Ap = Luas penampang tiang L = Panjang tiang (m) d = Diameter Tiang (m) Cs = 0,93 + 0,16 • • • • • Ep = Modulus Elastisitas dari bahan tiang (kN/π2 ) ξ = Koefisien dari skin friction = 0,67 qp = Daya Dukung Ultimate (Kn) Cp = Koefisien Empiris Cs = Konstanta Empiris πΏΤ π· . πΆπ CONTOH PERHITUNGAN PONDASI BORE PILE BERDASARKAN NILAI SONDIR & N-SPT a. Contoh Soal dan Perhitungan dengan Data Sondir Dari data Laboratorium Mekanika Tanah, direncanakan akan digunakan pondasi bored pile dari beton precast dengan mutu beton K-350 pada kedalaman 12,2 m dan diameter diketahui 60 cm. Hitung Beban yang diizinkan bekerja pada tiang pancang tunggal tersebut?, dan efisiensi kelompok pondasinya Data Tes Laboratorium Mekanika Tanah Penyelesaian Menggunakan metode Schmertmann & Nottingham a. Tahanan Ujung Per Satuan Luas (ππ ) ππ = π π πππ 10 + 5 + 5 + 32 + 36 + 48 + 37 + 51 + 50 + 53 + 20 ππ1 8 π· ππ ππ‘ππ = 11 πΎπ ΰ΅ 2 = 31,54 ππ ππ2 20 + 7 + 15 + 8 + 94 + 175 πΎπ ΰ΅ 2 4 π· ππ πππ€πβ = = 53,17 ππ 6 πππ = 1 2 ππ1 + ππ2 = ½ (31,54 + 53,17) = 42,355 πΎπΰ΅ππ2 = 4235,5 πΎπΤπ2 ππ = π π₯ πππ ≤ 150 πΎπΰ΅ 15000 πΎπΰ΅ 2 2 ππ π Asumsi pasir terkonsolidasi normal ( OCR = 1), nilai factor π = 1 ππ = 1 π₯ 42,355 πΎπ ΰ΅ππ2 = 42,355 πΎπ ΰ΅ππ2 ≤ 150 πΎπΰ΅ππ2 b. Tahanan Ujung πΈπ = π¨π π ππ = ¼ π (60)2 π₯ 42,355 =2826 ππ2 π₯ 42,355 πΎπ ΰ΅ππ2 πΎπ ΰ΅ππ2 = 119.695,23 Kg = 1196,95 KN c. Tahanan gesek πΈπ = π¨π π ππ π΄π = π . π· . πΏ (ππππππ πΏ = 12,2 π ) = π . (0,6) . 12,2 = 22,98 π2 ππ = ππ π₯ ππ ( nilai ππ = 0,9 dan ππ = 0,368 ) = 0,9 x 0,368 = 0,3312 πΎπΰ΅ππ2 = 33,12 πΎπΤπ2 ππ = π΄π π₯ ππ = 22,98 π2 x 33,12 πΎπΤπ2 = 761,0976 KN d. Kuat dukung ultimate πΈπ = πΈπ + πΈπ ππ’ = (1196,95 + 761,0976) KN = 1958,048 KN = 195,9 ton b. Contoh Soal dan Perhitungan Pondasi Bore Pile dengan Data N-SPT Sebagai Contoh Perhitungan Digunakan nilai N-SPT, dimana telah dijelaskan pada Pondasi Tiang Pancang dalam menentukannya. • Cari Nilai Tahanan Ujung Tiang (Qb) Diketahui : N-SPT ujung tiang (ππ), dengan : βͺ D = 45 cm βͺ L = 15 m βͺ 8D (elevasi 11,4) = 8,22 ( didapat dari Interpolasi nilai SPT pada jarak 10,5- 12,5 m) βͺ Lokasi ujung tiang = 60 βͺ 4D = > 60 (coba 70) βͺ N-SPT rata-rata = 46.073 Cu = 60 × 2/3 × 10 Cu = 60 × 2/3 × 10 = 400 ππ3 π2 = 40 kN/π2 N-spt rata-rata = 46.073 Ab = ¼ phi π·2 Ab = ¼ (3,14)(0,452 ) Ab = 0,16 π2 Untuk tanah kohesif Qb = 9 × Cu × Ap Qb = 9 × 40 × 0,16 Qb = 57,6 T • Daya dukung Selimut Tiang (Qs) Nspt = 60 D = 0,45 m L = 2 m (diasumsikan) Koefisien α Menurut Reese dan O’Neil adalah 0,55 Qs = α × Cu × Parimeter x Li Qs = 0,55 × 40 × ( 3,14 × 0,45) × 2 Qs = 62, 172 T • Kapasitas Daya Dukung Ultimate Tiang (Qu) Qult = Qb +Qs Qult = 57,6 + 62,172 = 119,772 T • Kapasitas Daya Dukung Izin (Qall) Qall = Qult/SF Qall 119,772 π = ( SF diambil 3) 3 Qall = 39,924 T Qall = 39,994 ππ΅π c. Efisiensi Kelompok Tiang Bore Pile Asumsikan Uk = 60 cm Q tiang = 195,9 t V = DL + LL = 769 ton (diasumsikan) Kebutuhan jumlah tiang NP = v/ Qtiang = 760/ 195,9 = 3,87 ≈ 4 buah Asumsikan jarak antar tiang : S = 3D = 3× 60 = 180 cm Efisiensi kelompok tiang Ζ = arc tan D/S = arc tan (60/180) = 1,91Λ Asumsikan m =2 n =2 Sehingga Eg = 1- (1,91/90) × { ((2-1)2 +(2-1)2)/(2 × 2)} = 0,98 Daya dukung kelompok tiang : = Eg. 4. Qtiang = 0,98.4.195,4 = 767,928> 760 ton (Aman) KESIMPULAN Pondasi bored pile adalah jenis pondasi dalam yang umum digunakan pada bangunan vertikal dengan lapisan lantai yang jumlahnya cukup banyak. Bored pile merupakan sebuah pondasi yang berbentuk layaknya tabung panjang dan ditancapkan ke dalam tanah. Pondasi bored pile bisa dijadikan alternatif apabila area sekitar konstruksi tidak memungkinkan untuk digunakan pondasi tiang pancang, karena pemilihan bored pile sebagai pondasi sebuah bangunan kerap dilakukan atas dasar pertimbangan lingkungan. Referensi https://www.youtube.com/watch?v=3e8iHLskr54&t=12s https://www.youtube.com/watch?v=RdTbvEcc1OM 1. Das, B.M. 2008. Principles of Foundation Engineering Edisi 8. Boston: Cengage Learning. 2. Bowles, J. E. 1997. Analisis dan Desain Pondasi Jilid 1. Jakarta: Penerbit Erlangga. 3. Bowles, J. E. 1999. Analisis dan Desain Pondasi Jilid 2. Jakarta: Penerbit Erlangga. 4. Hardiyatmo, H.C. 1996. Teknik Fondasi I. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama. 5. Hardiyatmo, H.C. 2008. Teknik Fondasi II. Yogyakarta: Beta Offset. 6. Sulistyowati, Tri. 2014. Materi Kuliah: Teknik Pondasi SEKIAN DAN TERIMAKASIH