Teknik pondasi tiang membahas perhitungan daya dukung tiang pancang dan bor melalui gesekan selimut dan tahanan ujung. Daya dukung dihitung menggunakan persamaan statik yang melibatkan koefisien tanah, tegangan, dan faktor-faktor daya dukung. Ada batasan nilai daya dukung berdasarkan metode dan jenis tanah pendukung. Faktor keamanan digunakan untuk menentukan daya dukung izin tiang berdasarkan

1. DAYA DUKUNG PONDASI TIANG
TEKNIK PONDASI
KULIAH KE 10

2. PERHITUNGAN PONDASI
Daya Dukung Aksial Pile
Daya Dukung Lateral Pile
Analisis Group Pile

3. Fondasi Tiang
• Fondasi tiang mentransfer beban
dari struktur diatasnya kepada
lapisan tanah yang cukup kuat
yang terdapat pada kedalaman
tertentu.
• Transfer beban dilakukan melalui:
1. gesekan selimut (skin friction)
displacement 0.3-1% D atau 5-10mm
2. tahanan ujung (end bearing)
displacement 10-20% D
Qe
Qs
W
Q

4. Mekanisme Transfer Beban

5. Load Transfer Friksi
Load Transfer End Bearing
displacement
Friksi
0.4% Diameter Pile
displacement
End
Bearing
6% Diameter Pile

6. Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal
(single pile)
• Dapat diperoleh melalui:
1. Pelaksanaan uji beban (loading test)
2. Perhitungan berdasarkan analisis statik
3. Perhitungan berdasarkan analisis dinamik

8. DAYA DUKUNG AKSIAL
Qu = Qp + Qs
Qp
Qs =2r l ( C)
+ 2r l (k v tan)
.
S
.
F
Q
Q u
all =
=Ap(c Nc +q Nq)
l
v
k v

9. Daya Dukung Aksial – Formula Statik
• Diperoleh melalui persamaan:
Qu = Qe + Qs – W
Dimana:
Qu = daya dukung ultimit tiang
Qe = daya dukung ultimit ujung tiang
Qs = daya dukung ultimit selimut tiang
W = berat tiang, umumnya diabaikan

10. Daya Dukung Ujung Tiang, Qe
• Qe = qe x Ae
dimana:
qe = unit tahanan ujung tiang
Ae = luas ujung tiang
• qe dibedakan atas:
– qe untuk lapisan pasir, dan
– qe untuk lapisan lempung

11. • qe dapat dihitung melalui persamaan:
qe = c Nc + q Nq + 0.3 gB Ng
dimana c = kohesi tanah, Nc, Nq dan Ng = faktor- faktor
daya dukung (bearing capacity factors), q = tekanan
overburden, B = diameter atau lebar dari tiang, g = berat
volume tanah.
Mengingat bahwa nilai 0.3 gB Ng umumnya jauh lebih kecil
dibandingkan dengan kedua nilai lainnya, maka qe
menjadi:
qe = c Nc + q Nq ; untuk lapisan pasir c = 0, maka:
qe = q Nq dimana Nq dapat dilihat pada gambar
berikut:
DAYA DUKUNG UJUNG TIANG PADA
TANAH PASIR
MEYERHOF

12. Bearing Capacity Factors
Nc
N’c
Nq
N’q clay
Lapisan
tanah keras
Bukan
lempung
Lb
Lap
tanah
keras
Lb
lempung

13. Qe dan qe untuk Lapisan Pasir
• Nilai maksimum qe (Meyerhoff):
qe ≤ 50 Nq tan f (kN/m2) (tiang pancang)
• Tomlinson qe ≤ 10700 (kN/m2) (tiang pancang)
• Nilai qe mencapai maksimum pada kedalaman
L = 10-20 Diameter. Panjang penetrasi
minimum 5Diameter.
Nilai Qe menjadi:
Qe = qe Ae

14. DAYA DUKUNG UJUNG TIANG PADA
TANAH PASIR
VESIC
   
 
f
f



f
f

f
f


sin
1
3
/
sin
4
2
0
0
'
0
'
0
2
45
tan
tan
2
exp
sin
3
3
sin
1
'
3
2
1






















=

=





 
=
=
rr
p
e
I
N
K
q
K
N
A
Q
Ir
Irr
pasirpadat
q
c
G
Ir
I
Ir
Irr
v
r
v
=
=

=

=
...
0
tan
'
1

f

Tanah Ir
Pasir (Dr=0.5-0.8 75-150
Lanau 50-75
Lempung 150-250
G’ = modulus geser

15. Daya Dukung Ujung untuk Tanah Pasiran Tiang Bor
=7 N (t/m2)
=400 (t/m2)
qp = 7 N (t/m2) < 400 (t/m2)

16. Daya Dukung Ujung Tiang Bor Tanah Pasiran f:
Qb = v.Nq.Ab
Kulhawy, 1983

17. DAYA DUKUNG UJUNG TIANG PADA
TANAH PASIR
• Qe = Ae. q
COYLE AND COSTELLO

18. Qe dan qe untuk Lapisan Lempung
• Kondisi undrained (f = 0)
qe = cu Nc = 9 cu
dimana cu = kohesi kondisi undrained, Nc = 9
dengan catatan bahwa pile tertanam pada
kedalaman paling sedikit 5D kedalam lapisan
pendukung (bearing stratum/layer)
Maka:
Qe = qe Ae = 9 cu Ae

19. Daya Dukung Selimut Tiang, Qs
• Qs = qs x As
dimana:
– qs = unit tahanan selimut tiang
– As = luas selimut tiang = k x L
– k = keliling tiang, dan
– L = panjang segmen tiang yang ditinjau
• qs dibedakan atas:
– qs untuk lapisan pasir, dan
– qs untuk lapisan lempung

20. qs untuk Lapisan Pasir
• Untuk lapisan pasir,
qs = Ks σv tan 
dimana:
– Ks = koefisien tanah lateral yang besarnya antara
K0 s/d 1.75 K0
– K0 = 1 – sin f
–  = tegangan vertikal efektif pada lapisan yang
ditinjau dan besarnya dianggap konstan
setelah kedalaman L’=15 D
–  = sudut gesek antara tiang dan tanah (0.5-0.8)f
– Tomlinson qs ≤ 107 kN/m2

21. Nilai Ks dan δ (Tomlinson)
Bahan
Tiang
 Ks untuk Dr
rendah
Ks untuk Dr
tinggi
Baja 20° 0.5 1.0
Beton 0.75 f 1.0 2.0
Kayu 0.67 f 1.5 4.0

23. COYLE DAN CASTELLO

24. qs untuk Lapisan Lempung
• Metoda alpha
(α method)
qs = α  cu
dimana:
α = faktor adhesi
(lihat gambar)
cu = kohesi kondisi
undrained

25. Nilai α dari Tomlinson

26. Faktor Adhesi  pada Tanah Kohesif untuk
“Tiang Pancang” :
1. API Metode - 2, 1986

27. Faktor Adhesi  pada Tanah Kohesif untuk
“Tiang Pancang” :
2. Tomlinson, 1977 :
Tergantung pada kondisi tanah.

28. Faktor Adhesi  pada Tanah Kohesif untuk
“Tiang Bor” :
1. Reese and Wright, 1977 :
Manurut Reese dan Wright koefisien  untuk bored pile adalah 0.55
2. Kulhawy, 1984
(kN/m )
Undrained Shearing Resistance, s (tsf)
Adhesion
factor
(
)

Tomlinson, 1957 (concrete piles)
65 U 8 41 C load tests
= 0.21+0.26 p /s (<1)
u
 a u
Shafts in compression
Shafts in uplift
2
Data group 1
Data group 2
Data group 3
Data group 3
Data group 2
Data group 1

29. Perbandingan Harga Faktor Adhesi  dari
Beberapa Metede pada Tanah Kohesif untuk
“Tiang Bor” : P erba ndinga n  un tu k Fly ove r C ire bon
0 .0 0
0 .2 0
0 .4 0
0 .6 0
0 .8 0
1 .0 0
1 .2 0
0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 30 0
S u (kN /m
2
)
ad
hesion
facto
r
Design =( Kulhawy + Reese)/2
Kulhawy
Reese
C o r e T e a m

30. Faktor Adhesi  pada Tanah Kohesif untuk
“Tiang Bor” :
3. Reese and O’Neil, 1988 :
U
ndrainedShear
Strength,Su
V
alueofα
<2tsf
2–3tsf
3–4tsf
4–5tsf
5–6tsf
6–7tsf
7–8tsf
8–9tsf
>9 tsf
0.55
0.49
0.42
0.38
0.35
0.33
0.32
0.31
TreatasRock

31. qs untuk Lapisan Lempung
• Metoda lambda (l method)
qs = l ( σv,rata2 + 2 cu,rata2 )
dimana:
l = koefisien ditentukan
dari gambar berikut
σv,rata2 = tegangan vertikal
effektif rata-rata
cu,rata2 = nilai cu rata-rata

32.  
L
L
c
L
c
c
u
u
u





=
2
)
2
(
1
)
1
(
L
A
A
A
o






=
 3
2
1


33. Metoda 
OCR
K
K
fs
)
sin
1
(
tan
0
f
f



=
=
=

34. Batasan-batasan nilai qe dan qs (antara lain)
• Tiang pancang
- qe ≤ 50 Nq tan f (kN/m2) atau qe (kN/m2) ≤ 400 Ncor (pasir)
- qs (kN/m2) ≤ 100 (pasir)
- qs (kN/m2) ≤ 107 (Tomlinson-pasir)
- qs (kN/m2) ≤ 120 (DNV-pasir) dan qs (kN/m2) ≤ 200 (DNV-lempung)
- qs (kN/m2) ≤ 170 (Enoft)
• Tiang bor
- Coduto berdasarkan penurunan 5% Diameter, qe (kN/m2) ≤ 2900 (pasir)
- qe (kN/m2) ≤ 3830 (ASCE-lempung)
- ONeil, qs (kN/m2) ≤ 190 (pasir)
- qs (kN/m2) ≤ 120 (DNV-pasir) dan qs (kN/m2) ≤ 200 (DNV-lempung)
- qs (kN/m2) ≤ 170 (Enoft)
- DKI qe (kN/m2) ≤ 4500 (pasir) dan qe (kN/m2) ≤ 4000 (lempung)

35. Daya Dukung Izin
4
1
;

=
=

=
FS
FS
Q
Q
Q
Q
Q
ult
izin
s
e
ult

36. Factor of Safety
• Depends on many factors, including:
• – type and importance of the structure
• – spatial variability of the soil
• – thoroughness of the subsurface investigation
• – type and number of soil tests
• – availability of on-site or nearby full-scale load
• tests
• – anticipated level of construction monitoring
• – probability of design loads being exceeded
• during life of structure