Kapasitas Tarik Ground Anchor dan BS Proving Test

Kapasitas tarik ground anchor ditentukan oleh tahanan friksi antara tanah dan grout pada bagian fixed length. Secara teoritis kapasitas tarik ground anchor dapat dihitung sama seperti kapasitas tarik bored pile sbb:

Canadian Foundation Engineering Manual

(A) Ground anchor terbenam pada lapisan sand

EQN 1_ BLOG_GROUND ANCHOR_PROVING TEST

dimana:

Tu = Kapasitas tarik ultimate ground anchor                                                                                   A= Luas selimut fixed length                                                                                                            D  = Diameter fixed length                                                                                                                   L  = Panjang fixed length                                                                                                                     sv’= Effective overburden pressure pada tengah2 fixed length                                                     Ks= Koefisien tahanan tanah yg tergantung pada tipe dan kepadatan tanah                                     (lihat Tabel-1)

           

TABEL 1_BLOG_GROUND ANCHOR_PROVING TEST_REV

 (B) Ground anchor terbenam pada lapisan clay

EQN 2_BLOG_GROUND ANCHOR PROVING TES

dimana:  a = Faktor adhesi tanah dan grout ( = 0.45 ~ 0.75 tergantung nilai  Cu)                                  Cu = Undrained strength tanah rata2 sepanjang fixed length

Selanjutnya nilai Tu  dibagi dengan SF > =  2.5 untuk mendapatkan Kapasitas tarik izin Tw. Sepintas perkiraan kapasitas ground anchor terlihat mudah, tetapi pada prakteknya sangat sulit untuk memprediksi kapasitas ground anchor secara akurat. Kapasitas ground anchor hasil prediksi  jauh berbeda dengan kapasitas ground anchor dari test tarik.  Penyebab pertama adalah karena performa ground anchor sangat dipengaruhi oleh workmanship dari kontraktor. Termasuk dalam workmanship ini adalah peralatan kerja seperti pompa grouting, mixer, dsb.  Penyebab kedua adalah digunakannya bahan additive pada campuran grout sehingga pada waktu set, grout tidak menyusut, tetapi malah mengembang. Besarnya pengembangan ini dipercaya dapat berbeda antara kontraktor satu dengan lainnya.

Karena sangat sulit untuk memperhitungkan besarnya pengaruh faktor2 ini dalam perhitungan kapasitas tarik ground anchor, maka akan sangat sulit untuk memprediksi kapasitas tarik ground anchor dengan akurat berdasarkan data2 tanah.  Selain itu  dua kontraktor akan menghasilkan kapasitas anchor yang berbeda, untuk dimensi anchor yang sama pada lokasi yang sama.

Mempertimbangkan hal-hal tersebut diatas, maka dilakukanlah test tarik untuk mendapatkan tahanan friksi desain yang akan digunakan untuk menentukan panjang fixed length aktual. Test tarik ini biasanya dilakukan sebelum dimulainya pembuatan production anchor, oleh kontraktor pemenang tender.  Test ini biasanya dilakukan pada tiap sisi galian, pada unused ground anchor vertikal yang terbenam pada lapisan tanah yg sama dengan production anchor yg diwakilinya. British Standard BS 8081: Code of Practice for Ground Anchorage mengatur mengenai test2 pada ground anchor, dan test pada unused ground anchor ini disebut ‘Proving Test”, dilakukan sampai failure atau sampai 80%  fpu(characteristic strength dari tendon), mana yang lebih dulu tercapai. Sesuai dengan tujuan test untuk mendapatkan tahanan friksi desain, maka ground anchor untuk Proving Test ini didesain sedemikian rupa sehingga failure terjadi antara tahanan friksi tanah dengan grout, bukan pada strand nya.  Gbr 1 berikut menyajikan beberapa contoh   ground anchor proving test.

Gbr. 1: Contoh Penempatan Proving Test
 

Adapun recommended load increments dan minimum observation period sesuai BS 8081 adalah seperti disajikan pada Gbr. 2 berikut.

Gbr. 2  Load Increment dan Observation period pada Proving Test

Failure menurut BS masih sangat jauh dari tercabutnya anchor. Failure dianggap terjadi bila perpanjangan strand melebihi perpanjangan elastic + suatu nilai offset tertentu seperti ditunjukkan pada Gbr.3.

Gbr.3: Acceptance Criteria Utk Tendon Displ. Pada Anchor Head

Selain acceptance criteria tersebut diatas, acceptance criteria kedua yg harus dipenuhi untuk setiap tahap pembebanan adalah permissible displacement, yaitu batasan displacement untuk suatu periode pengamatan tertentu (biasanya diambil 15 menit) dimana beban test dijaga konstan, seperti dirangkumkan pada Tabel 2 berikut.

TABEL 2_BLOG GROUND ANCHOR PROV TEST

Beban maksimum dimana Acceptance Criteria seperti diuraikan diatas dipenuhi, digunakan untuk menentukan tahanan friksi desain (= fs), dan panjang fixed length ditentukan sbb:  (Load Factor x Gaya Anchor) /fs.  BS mensyaratkan Load Factor minimum 1.25 untuk temporary anchor dan 1.5 untuk permanent anchor.

Sebagai catatan terakhir penulis mengamati bahwa sebagian perencana geoteknik menggunakan fixed length yg sangat panjang (ada yg memakai fixed length > 40 m) dan free length yg pendek. Artinya ujung atas bagian fixed length masih jatuh pada lapisan tanah yang relatif lunak.  Perlu dimengerti bahwa semakin pendek free length, semakin kaku ground anchor, akibatnya ia akan menyerap lebih besar gaya. Selain itu perlu dimengerti bahwa friksi yg timbul tidak terdistribusi merata sepanjang fixed length, tetapi besar di ujung atas dan secara cepat habis seperti diilustrasikan pada Gbr. 4.  Dengan demikian dapat terjadi progressive failure karena itu ujung atas fixed length  mengalami crack, dan posisi tegangan maksimum bergeser kebelakang. Karena itu penulis biasanya memperpanjang free length hingga fixed length terbenam pada lapisan tanah yg keras, dan  membatasi panjang fixed length.

BLOG GBR 4

Gbr.4: Distribusi Mobilized Friksi Antara Ground -Grout

- oOo -

About these ads

About irawan firmansyah

I am a civil engineer, BS Univ of Indonesia, graduated in 1978, MS univ of Wisconsin-Madison, USA, graduated in 1984. I am married, having 3 children.
This entry was posted in Anything About Geotechics and tagged , , . Bookmark the permalink.

7 Responses to Kapasitas Tarik Ground Anchor dan BS Proving Test

  1. Yth p.Irawan, artikel geoteknik kalau ditulis oleh orang yang berpengalaman nyata memang selalu menarik…, termasuk tulisan tentang masalah ground anchor diatas…

    P.Irawan , lewat blog ini saya ingin mohon pendapat/pencerahan atas kasus berikut.

    Dalam analisis DPT yang dilengkapi dengan Ground Anchor (GA), maka selain seluruh sistem DPT harus dicek terhadap kondisi undrained dan drained, maka Daya Dukung Tarik GA juga diminta dicek oleh Pemeriksa TPKB dalam kondisi drained.

    Kalau menggunakan logika dan atau cara berpikir secara konsisten, maka hal tersebut memang logis…, namun tatkala melihat rumus Daya Dukung Tarik GA jelas2 menggunakan parameter Cu(undrained shear strength), lantas apakah kita harus lakukan modifikasi perhitungan Daya Dukung Tarik GA pada kondisi drained dengan mengganti Cu tersebut menjadi C’….?

    Banyak terima kasih atas penjelasan/pencerahan yang akan diberikan…

    Salam,

    AnninHudaya

    • Pak Annin,

      Kapasitas tarik ground anchor dihitung dengan parameter undrained, karena akan menghasilkan kapasitas yg kritis. Kalau diminta dengan parameter drained, terpaksa harus dikira2 besarnya c’ dan phi’. Harusnya Su (undrained strength) = 1,25.

      Hari ini TPKB sedang menyususn konsensus utk struktur bawah (mungkin sebagai solusi sementara sebelum SNI fondasi selesai disusun), dan saya memberikan masukan-masukan, diantaranya banyak hal mengenai GA. Saya usul agar BS di adopt saja, karena semua diatur dengan cukup konservatif. Sayang saya agak terlambat memberikan masukkan (setelah sesi 1 selesai), karena saya tdk membaca email dari TPKB yg dikirim pada week end lalu. Tidak tahu apakah usulan2 saya dipakai atau tidak, tapi paling tidak masalah TPKB bawah akan menjadi lebih clear.

      Salam, IF

      • P.Irawan,

        Ya, saya dapat info dari p.Gouw semalam…setidaknya kabar tersebut menghilangkan kekhawatiran saya kalau usulan saya tidak berkenan di hati beliau2 di TPKB.

        Ybs minta email ulang usulan yang pernah saya kirim ke HATTI…terus saya sekalian tambahkan usulan2 ketentuan yang seyogyanya diputuskan agar para Perencana tidak bingung atau ragu saat ajukan dokumen ke TPKB.
        Saya tambahkan antara lain perlunya konsensus tentang model Struktur Atas dan Bawah dan perlunya semacam sertifikasi perusahaan soil test untuk bangunan diatas 8 lantai.

  2. P.Irawan, terima kasih atas pencerahannya.
    Rumus Daya Dukung GA pada tanah berbutir halus hanya tergantung dari nilai Cu saja, tidak ada phi nya.
    Sedangkan secara umum, nilai C’ lebih kecil dari Cu, lantas mengapa disebutkan bahwa memakai Cu lebih kritis atau daya dukung GA nya lebih kecil dibanding memakai C’….?
    Lainnya, apa yang dimaksud dengan Su=1,25…?mungkin maksudnya SF nya ya pak?

    Mohon penjelasan lebih lanjut.

    Salam…

    Annin Hudaya…

    • Dikembalikan dulu ke rumus dasarnya. Utk undrained cap hanya ada Cu, karena phi(u) nya dianggap nol. Coba liat2 rumus asli daya dukung bored pile yg masih ada phi nya. (lihat di Poulos and Davis) Untuk drained parameter c; memang kecil < Cu, tetapi phi' nya besar sekitar 20 an. Koreksi P Annin benar, seharusnya SF 1.25 (utk proof load factor). Kalau waktu menentukan kapasitas tarik pakai data tanah SF = 2.5. Mudah2an menjadi jelas.

      Salam,

  3. shiamoy says:

    maaf, saya mau nyusun skripsi, saya butuh referensi tentang ‘perencanaan ground anchor pada pondasi jalan dengan sistem kantilever’
    bisa di bantu, please..
    ini email sya.. shiamoy@ymail.com
    tq

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s