Uji kapasitas tarik pada model fondasi tiang apung

RIHARDJO, Hadi Pangestu, Dr.Ir. H. Hary Christady H., M.Eng.,DEA

2005 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Fondasi tiang digunakan untuk mendukung bangunan bila lapisan tanah kuat terletak sangat dalam, maupun untuk mendukung bangunan yang menahan gaya angkat ke atas. Pada bangunan menara transmisi beban angin ataupun gaya akibat putusnya kabel dapat menyebabkan momen penggulingan, sehingga menyebabkan sebagian kaki menara mengalami gaya angkat ke atas (uplift). Dalam hal ini tiang harus dirancang kuat menahan gaya tarik ke atas (uplift). Banyak pandangan keliru para peneliti yang menganggap kapasitas tarik sama dengan kapasitas ultimit pada kondisi tekan. Penelitian ini dititikberatkan pada perilaku fondasi tiang apung terhadap beban tarik pada tanah lempung dan tanah pasir yang dimodelkan dalam kotak uji di laboratorium dengan menggunakan bahan tiang dari plexyglass berdiameter d = 2,5 cm dengan variasi panjang L = 15 cm; 20 cm dan 25 cm dan jarak s = 2,5d; 3d; dan 4d dengan konfigurasi tiang tunggal, 2 tiang, 3 tiang dan 4 tiang. Hasil pengamatan dibandingkan dengan hasil uji desak serta hasil hitungan menurut grafik Sowa (1970), McClelland (1974) untuk tanah lempung dan Poulos dan Davis (1980) dan Brom (1965) untuk tanah pasir. Hasil pengujian menunjukkan bahwa pada tiang tunggal jika kedalaman tiang bertambah, maka kapasitas tarik ultimitnya akan bertambah, namun tahanan gesek satuan tariknya pada tanah lempung akan semakin kecil, dan sebaliknya pada tanah pasir. Pada tanah lempung diperoleh kapasitas tarik tiang tunggal ultimitnya 11,5 % lebih besar dari hitungan berdasarkan grafik Sowa; perpindahan vertikal saat runtuh sebesar 3,6 % terhadap diameter tiang; faktor adhesi sebesar 1,2 atau 11,5 % serta tahanan gesek satuan tariknya 11,6 % lebih besar dari hitungan berdasarkan grafik Sowa. Pada kelompok tiang, jika kedalaman dan jumlah tiang dalam kelompoknya bertambah, maka kapasitas tarik ultimitnya semakin bertambah, namun tahanan gesek satuan tariknya pada tanah lempung akan semakin kecil, dan sebaliknya pada tanah pasir. Kapasitas tarik ultimitnya 25,9 % lebih kecil dari hitungan berdasarkan grafik Sowa; perpindahan vertikal saat runtuh rata-rata sebesar 6,1 % terhadap diameter tiang; jarak antar tiang yang efisien adalah 3d; faktor efisiensi tarik lebih kecil dari 1; faktor adhesi rata-rata sebesar 0,834 atau 20,1 % serta nilai tahanan gesek satuan tarik 20,1 % lebih kecil dari hitungan berdasarkan grafik Sowa. Secara garis besar nilai-nilai hasil pengamatan pada tanah lempung lebih besar dari tanah pasir, sedangkan antara uji tarik dan uji desak (tanpa tahanan ujung) menunjukkan kecenderungan yang sama besar.

Pile foundations were generally used to support structures on soft soil foundationl. They were also used to resist the uplift force that acted on construction, for instance uplift force that acted on transmition tower due to wind load, and moment. This rotation moment could be caused by the breaking of cables that caused the uplift force on one side of tower feet. In this case, the piles should be desaign to resist that uplift forces. This research concerned on the behavior of floating piles on clay and sand soil due to uplift load. The floating piles were modeled on test box in laboratory. The material used for the piles were plexyglass. The diameter of piles (d) were 2.5 cm. The variations were on the length of the piles, L, the distance between piles, s, (center to center) and the number of piles used in the model. The variations for L were 15 cm; 20 cm; and 25 cm and the variations for s were 2.5d; 3d; and 4d. The number of piles used in the configuration were 1, 2, 3 and 4 piles. The results of this research were compared with compressive test data (without end bearing) and analysis results from Sowa (1970), McClelland (1974) for clay and Poulos and Davis (1980), and Broms (1965) for sand. The results of the test for single pile showed that the deeper the pile tip position, the higher the ultimate uplift strength of the pile but the smaller the uplift unit friction strength of clay. The opposite things happened to the sand. We also could know that the uplift capacity of single pile in clay was 11,5 % larger than analysis results, the vertical displacement at failure was 3,6 % to pile diameter, the uplift unit friction resistance was 11,6 % larger than analysis result and the adhesion factor was 1,2 or 11,5 % larger than analysis results. For pile group, the deeper of the pile tips and the more piles numbers used, the higher the ultimate uplift capacity but the smaller the uplift unit friction resistance of pile in clay. The opposite things happened to the sand. The ultimate uplift capacity of piles was 25,9 % smaller than analysis result, the average vertical displacement at failure was 6,1 % to pile diameter. The most effective distance (s) was 3d. The uplift efficiency factor was smaller than 1. The uplift unit frictional resistance was 20,1 % smaller than that analysis result, whilst the average adhesion factor was 0,834 or 20,1 % smaller than that analysis result. The global results that we could conclude were the results of test for clay were larger than sand, whilst both uplift tests and compressive tests (without end bearing) showed the same tendencies.

Kata Kunci : Fondasi Tiang Apung, Kapasitas Tarik, floating pile, single pile, pile group, uplift force, ultimate uplift capacity, unit frictional resistance, clay, sand.