BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.5. Menghitung Efisiensi Tiang Pancang Kelompok
0,002 kg/cm2
= 0,0603 0,5
√
0,00354 cm = 0,0354 mm
4.5. Menghitung Efisiensi Tiang Pancang Kelompok
Gambar 4.2 Kelompok Tiang Pancang pada Abutment 1
a) Metode Converse-Labarre
Dari Persamaan (2.42) fisiensi kelompok tiang ( ) :
Dari Persamaan (2.43)maka efisiensi grup tiang adalah :
Berdasarkan Persamaan (2.44), maka : ][ ]} + s = 150 cm = 4,921 ft
][ ]} + 0,722
Berdasarkan ketiga metode efisiensi kelompok tersebut, diambil nilai terkecil, yaitu metode Converse-Labarre dengan = 0,606
Dari data PDA didapat nilai Qu= 196 Ton
Maka berdasarkan Persamaan (2.45) nilai Qg adalah : Qg = .n. Qu
Qg = 0,606 x 32 x 196 = 3.800,83 Ton
4.6. Perhitungan Menggunakan Metode Elemen Hingga
Pada perhitungan Metode Elemen Hingga daya dukung yang dihitung adalah daya dukung aksial pondasi tiang pancang. Pemodelan yang dilakukan adalah model tanah Mohr-Coulomb dengan analisis axisymetri. Pada model ini perilaku tanah dianggap bersifat plastis sempurna. Adapun data-data yang perlu diketahui sebelum memulai pemodelan pondasi tiang pancang dapat dilihat pada Tabel 4.4
Tabel 4.4 Data Tiang Pancang
No Keterangan Nilai
1 Lokasi Bore Hole I
2 Jenis Pondasi Tiang Pondasi tiang pancang
3 Diameter Tiang (m) 0,6
4 Panjang Tiang (m) 22
5 Luas Penampang (m2) 0,282857
6 Modulus Elastisitas (Ep) (MPa) 3.259.143,82
7 Momen Inersia (I) (m4) 0,006359
8 Berat Jenis ( ) (kN/m3) 24
9 EA (kN/m) 921.871,63
10 EI (kNm2/m) 27.724,89
Tabel 4.5 Input Parameter Tanah untuk Program Metode Elemen Hingga pada Bore Hole I
4.6.1. Pemodelan Pada Program Metode Elemen Hingga
Langkah-langkah pemasukan data ke program Metode Elemen Hingga adalah sebagai berikut
1. Mengatur parameter dasar dari model elemen hingga di jendela general settings
Gambar 4.3 Lembar General Setting pada Program Plaxis 2. Pemodelan tanah digambar menggunakan garis geometri , diambil
kedalaman 30 m (kedalaman Bore Hole I) yang terdiri dari beberapa layer dengan ketebalan tertentu.
3. Kemudian gambarkan dinding diafragma sebagai tiang dengan cara
menggunakan tombol pelat , lalu gunakan tombol interface untuk memisahkan kekakuan lebih dari satu elemen, yaitu kekakuan
antara tanah dan tiang.
4. Setelah itu gambarkan beban permukaan, yaitu sistem beban A-beban terpusat dengan menggunakan , kemudian input nilai bebannya dengan mengklik ujung beban sebesar 159,23 kN. Beban rencana sebesar 1.000 kN, dalam pemodelan Axisymetry beban dibagi 2 .
5. Untuk membentuk kondisi batas, klik tombol jepit standar (standard fixities
6. Kemudian masukkan data material dengan menggunakan tombol material set . Untuk data tanah, pilih soil & interface pada set type, sedangkan data tiang pilih plates pada set type. Setelah itu seret data-data yang telah diinput ke dalam pemodelan geometri awal, seperti pada Gambar 4.4
Gambar 4.4 Data Material dimasukkan ke Pemodelan
7. Kemudian klik generate mesh untuk membagi-bagi elemen menjadi beberapa bagian yang beraturan sehingga mempermudah dalam perhitungan lalu klik update
8. Kemudian klik tombol initial conditions untuk memodelkan muka air tanah. Klik pada tombol phreatic level untuk menggambarkan kedalaman muka air tanah.
Gambar 4.5 Initial Water Pressure pada Program Plaxis
9. Kemudian klik tombol generate water pressure untuk mendefenisikan tekanan air tanah. Lalu setelah muncul diagram active pore pressures, klik update, maka akan kembali ke tampilan initial water pressure, lalu klik initial pore pressure, dan generate pore pressure maka akan muncul diagram untuk effective stresses, klik update lalu calculate.
10. Dalam window calculations terdapat beberapa fase yang akan dikerjakan otomatis oleh Plaxis seperti dibawah ini :
a. Phase 1 : penentuan initial phase sebagai kondisi tanah awal.
Pendefinisian tiang dilakukan pada phase 1, dimana parameter dari phase ini adalah staged construction
b. Phase 2 : pendefinisian beban dilakukan pada phase ini
c. Phase 3 : phi/c reduction, yang mensimulasikan kondisi dimana berkurangnya nilai Phi sebelum konsolidasi sehingga didapatkan factor keamanan (Σ Msf)
d. Phase 4 : consolidation, yaitu proses konsolidasi dengan parameter minimum pore pressure
e. Phase 5 : phi/c reduction setelah proses konsolidasi
Gambar 4.6 Calculations pada Program Plaxis
11. Kemudiann klik Calculate untuk melakukan perhitungan dengan otomatis pada program. Perhitungan yang telah selesai ditandai dengan tanda centang berwarna hijau pada setiap fase di Window Calculations.
Gambar 4.7 Calculations selesai
12. Setelah perhitungan telah selesai, akan diperoleh nilai ΣMsf da i kotak dialog Phi/c reduction sebelum dan sesudah konsolidasi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.8 dan 4.9
Gambar 4.8 Hasil Kalkulasi dan Besar ΣMsf pada Fase 3
∑Msf
∑Msf
Nilai Σ Msf pada fase 3 (sebelum konsolidasi) sebesar 2,605 Qu dititik Bore Hole I adalah :
Qu = Σ Msf x (10 x 100) kN
= 2,605 x 1000 kN
= 2605 kN
= 260,5 Ton
Gambar 4.9 Hasil Kalkulasi dan Besar ΣMsf pada Fase 5
Nilai Σ Msf pada fase 5 (setelah konsolidasi) sebesar 2,674 Qu titik Bore Hole I adalah :
Qu = Σ Msf x (10 x 100)kN
= 2,674 x 1000 kN
= 2674 kN
= 267,4 Ton
∑Msf
4.6.2. Perbandingan Daya Dukung Ultimit sebelum dan setelah Konsolidasi dari Program Metode Elemen Hingga
Berdasarkan perhitungan dengan Program Metode Elemen Hingga didapatkan besar nilai daya dukung ultimit yang berbeda antara keadaan sebelum konsolidasi dan setelah konsolidasi.Besar nilai dukung ultimit tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.6
Tabel 4.6 Daya Dukung Tiang Pancang dari Program Metode Elemen Hingga Qult Sebelum Konsolidasi
(Ton)
Qult Setelah Konsolidasi (Ton)
260,5 267,4
Daya dukung setelah konsolidasi lebih besar dibandingkan pada saat pemancangan. Lapisan pada pemodelan ini cenderung sama, karena didominasi oleh pasir.
4.6.3. Perbandingan Tekanan Air Pori Ekses sebelum dan setelah Konsolidasi dari Program Metode Elemen Hingga
Nilai tekanan air pori berlebih ditentukan oleh jenis tanah. Pada Gambar 4.10 menunjukkan besarnya tekanan air pori ekses yang terjadi sebelum konsolidasi dan setelah terjadinya proses konsolidasi.
(a) Sebelum Konsolidasi (b)Setelah Konsolidasi Gambar 4.10 Nilai Tekanan Air Pori Ekses Berlebih
Tabel 4.7 Perbandingan Nilai Tekanan Air Pori
Jenis Tekanan Air Pori Proses
Sebelum Konsolidasi Setelah Konsolidasi Tekanan Air Pori Ekses 23,15 kN/m2 909,07*10-3 kN/m2
4.6.4. Perbandingan Penurunan sebelum dan setelah Konsolidasi dari Program Metode Elemen Hingga
Penurunan pondasi dapat ditinjau dalam dua keadaan yakni sebelum dan sesudah konsolidasi. Dari hasil perhitungan dengan program Metode Elemen Hingga didapat hasil penurunan seperti Gambar 4.11 berikut :
(a) Sebelum Konsolidasi (b) Setelah Konsolidasi Gambar 4.11 Nilai Penurunan Tiang Pancang Tunggal
Tabel 4.8 Penurunan Tiang Pancang dari Program Metode Elemen Hingga Penurunan Tanah sebelum Konsolidasi
(mm)
Penurunan Tanah setelah Konsolidasi (mm)
24,86 25,16
4.7. Diskusi
4.7.1. Hasil Perhitungan Daya Dukung Ultimit Tiang Pancang Tunggal Diameter 60 cm pada Bore Hole I
Tabel 4.9 Nilai Daya Dukung Ultimit Tiang Pancang Data dan Metode
4.7.2. Hasil Perhitungan Kapasitas Daya Dukung Ultimit Lateral Tiang Pancang Diameter 60 cm dengan Metode Broms
Tabel 4.10 Kapasitas Daya Dukung Ultimit Lateral Tiang Pancang
Metode Perhitungan Secara Analitis (ton) 41,45 16,58 Secara Grafis (ton) 41,43 16,57
4.7.3. Hasil Penurunan Tiang Pancang
Tabel 4.11 Hasil Penurunan Tiang Pancang Metode Penurunan Hasil Penurunan Tiang
(mm)
Kontrol Penurunan Tiang (mm)
Penurunan Poulos dan Davis 4,2 < 25,40
Penurunan Elastis 1,15 < 25,40
PDA 11,8 < 25,40
Program MEH 25,16 < 25,40
4.7.4. Nilai Efisiensi Kelompok Tiang
Tabel 4.12 Efisiensi Kelompok Tiang Metode Perhitungan Efisiensi Kelompok Tiang Metode Converse – Labarre 0,606
Metode Los Angeles 0,675
Metode Seiler – Keeney 0,722
Maka efisiensi kelompok tiang ( ) diambil sebesar 0,606 (Metode Converse-Labarre). Maka hasil perhitungan nilai daya dukung kelompok sebesar 3800,83 Ton.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil perhitungan pada Proyek Pembangunan Jalan Tol Medan – Binjai,Seksi IA Jembatan Sei Deli maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Hasil perhitungan kapasitas daya dukung ultimit tiang pancang tunggal pada kedalaman 21m berdasarkan data SPT (BH-I) bernilai 231,34 Ton , menggunakan data Kalendering, dengan tiga metode, yaitu :
a) Hiley = 435,58 Ton b) ENR = 720,23 Ton c) Danish = 589,29 Ton
berdasarkan data PDA sebesar 196 Ton dan perhitungan dengan menggunakan Metode Elemen Hingga adalah bernilai 267,40 Ton.
2. Hasil perhitungan kapasitas daya dukung lateral tiang pancang tunggal dengan metode Broms secara analitis bernilai 41,45 Ton, dan secara grafis bernilai 41,43 Ton.
3. Hasil perhitungan penurunan Poulos dan Davis bernilai 4,2 mm, untuk penurunan elastis tiang tunggal bernilai 1,15 mm,berdasarkan PDA sebesar 11,8 mm dan menggunakan Metode Elemen Hingga bernilai 25,16 mm dengan penurunan ijin tiang sebesar 25,40 mm.
4. Hasil perhitungan efisiensi metode Converse Laberre bernilai 0,606, untuk efisiensi metode Los Angeles group bernilai 0,675, dan efisiensi metode Seiler – Keeney bernilai 0,722, berdasarkan ketiga metode tersebut, diambil nilai terkecil yaitu metode Converse Laberre.
5.2. Saran
1. Dalam menganalisa besarnya daya dukung dan penurunan pada suatu pondasi tiang pancang, sebaiknya kita memiliki data teknis dan data laboratorium (parameter tanah) yang lengkap. Kelengkapan data akan menghasilkan perhitungan yang lebih akurat, baik secara analitis maupun dengan program metode elemen hingga.
2. Sebaiknya dilakukan pengujian tanah di Laboratorium Mekanika Tanah sehingga memperoleh data yang lebih valid.
DAFTAR PUSTAKA
Bowles, Joseph E. 1991, Analisa dan Desain Pondasi Edisi keempat Jilid I, Jakarta : Erlangga.
Sardjono. HS, 1998, Pondasi Tiang Pancang Jilid I, Surabaya : Sinar Wijaya Scoot, Ronald F. 1981, Foundation Analysis, United States of America :
California Institute of Technology
Das, Braja M. 2007. Principle of Foundation Engineering. Global Engineer Christopher M.Shortt
Das, Braja M. 1995. Mekanika Tanah 1. Jakarta : Erlangga
Hardiyatmo, Hary Christiady. 2014, Analisis dan Perancangan Fondasi I, Yogyakarta : Gajah Mada University Press
Hardiyatmo, Hary Christiady. 2014, Analisis dan Perancangan Fondasi II, Yogyakarta : Gajah Mada University Press
Nakazawa, Kazuto. 2000, Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi diterjemah oleh Ir.L.Laulu dkk, Jakarta : Pradnya Paramita
Poulos, H.G., dan Davis, E.H., 1980, Pile Foundations Analysis and Design, : John Wiley and Sons Publishers, Inc., America
Lazuardi, Rizka. 2015, Analisis Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Tunggal Dengan Panjang Tiang 21 meter Dan Diameter 0,6 meter Secara Analitis Dan Metode Elemen Hingga, Medan :Jurnal Teknik Sipil USU Vol.4
Jozefiak, K., dkk. 2015. Numerical Modelling and Bearing Capacity Analysis of Pile Foundations. Procedia Engginering Vol. 111, Agustus 2015.
Wulandari, P. dan Tjandra, D., 2015. Analysis of Piled Raft Foundations on Soft Soil Using PLAXIS 2D. Procedia Engineering Vol 125, November 2015.
Thounaojam, Sanatombi dan Parbin, S. 2015. Prediction of Bearing Capacity of Jurnal Teknik Sipil USU Vol. 1
Tindoan, Tua. 2014, Analisa Daya Dukung dan Pancang Beton Jembatan Sungai Penara
Jalan Akses Non Tol Kualanamu, Jurnal Teknik Sipil.2014
Sinaga, Mangasitua. 2016, Perbandingan Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Perhitungan Analitis dan Metode Elemen Hingga (Studi Kasus Abutmen 2 Jembatan Palus Sebras), Medan: Jurnal Teknik Sipil 2016
Tambunan, W. F. F, 2016, Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Diameter 0,6 Meter dengan Menggunakan Metode Analitis dan Metode Elemen Hingga pada Interchange Binjai dari Proyek Jalan Tol Medan-Binjai, Tugas Akhir Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara
Saptorini, Takdir Rochjati, 2015, Analisis Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Terhadap Hasil Uji Calendering (Studi Kasus Review Design Pada Overpass Lembah Ireng Sta 20+212 Proyek JalanTol Semarang – Bawen Paket V), Jurnal Teknik Sipil dan Perencanaan , Vol 17,No 1.2015
Octavianita,T. 2018, Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Diameter 60cm Dengan Perhitungan Analitis dan Metode Elemen Hingga pada Borehole 1 Jembatan Sei Semayang Jalan Tol Medan Binjai, Medan: Jurnal Teknik Sipil.2018
Tomat Bangun. 2012.
Manual Latihan Plaxis Versi 8.
Wijaya Karya Beton. 2008. Presentasi Tiang Pancang. Jakarta: Wika Learning Center.
Manullang, Sehat Marolop Tua, 2015, Analisa Daya Dukung Tiang Pancang &
Penurunan Konsolidasi Pada Proyek Pembangunan Sei Deli-Belawan, Medan: Jurnal Teknik Sipil 2015
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 : Data Borehole dan SPT
Lampiran 2 :Data Kalendering
Lampiran 3 : Data PDA