LAMPIRAN 8 Jurnal “LIGHT”
MINIMALISASI JUMLAH TIANG DALAM GROUP PILE MELALUI PEMILIHAN BENTUK DASAR PENAMPANG PONDASI TIANG PADA TANAH LEMPUNG
Isnaniati, Riduwan
Jurusan Teknik Sipil , Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surabaya Jl. Sutorejo No.59 Surabaya, Telp 031-3811966
Email: isnaanto@yahoo.com
Abstrak
Tanah lempung merupakan tanah yang sangat bermasalah karena mempunyai koefisien rembesan yang sangat kecil, kemampumampatan yang besar dan daya dukung tanah yang sangat rendah. Pondasi tiang merupakan pondasi yang biasanya digunakan dilapangan untuk kondisi tanah lempung yang tanah kerasnya berada jauh dibawah permukaan tanah, serta langkanya penggunaan bentuk dasar penampang tiang segienam dilapangan yang selama ini hanya bentuk lingkaran dan segi empat yang banyak digunakan. Meminimalkan jumlah tiang dalam group pile merupakan salah satu alternatif mengecilkan anggaran biaya konstruksi bangunan.
Dengan cara membandingkan bentuk dasar penampang tiang lingkaran , segi empat dan segi enam dengan variasi dimensi 0,3 ; 0,35; 0,4 m dilakukan penyelidikan terhadap jumlah tiang dalam group pile berdasarkan data SPT untuk daya dukung tanah vertikal dan metoda Brooms untuk daya dukung lateral pada masing-masing bentuk penampang tiang tsb.
Dari hasil tersebut diperoleh pada dimensi yang sama diperoleh jumlah tiang (nhitung ) terkecil sd terbanyak dalam group pile berturut-turut adalah urutan pertama bentuk penampang segi empat, urutan kedua adalah bentuk lingkaran dan urutan ketiga adalah segienam . Dengan % jumlah tiang bentuk persegi adalah 78 % dari nhitung bentuk lingkaran dan 73% dari nhitung bentuk segi enam.
Kata kunci : Koefisien rembesan, kemampumampatan, daya dukung tanah, SPT, nhitung
1.Pendahuluan
Tanah lempung merupakan tanah lunak
yang bermasalah apabila diatasnya
didirikan suatu bangunan terutama
bangunan bertingkat. Suatu daerah yang
tanahnya merupakan tanah lempung
umumnya letak tanah kerasnya berada jauh dibawah permukaan tanah . Tanah
lempung mempunyai koefisien
rembesannya yang sangat kecil,
kompresibilitasnya yang tinggi, daya
dukungnya yang sangat rendah,
kemampumampatan yang besar (isnaniati 2011).
Pondasi tiang merupakan pondasi yang biasa dipakai untuk kondisi tanah lempung yang letak tanah kerasnya berada jauh dibawah permukaan tanah dan pemilihan bentuk dasar penampang tiang akan sangat mempengaruhi besarnya daya dukung
tanah. Suatu pondasi dikatakan aman
apabila dalam perencanaannya
memperhitungkan besarnya daya dukung tanah dan penurunan total. Langkanya penggunaan bentuk penampang tiang segienam dan banyaknya penggunaan
bentuk penampang tiang lingkaran,
segiempat dilapangan juga mendasari penulis untuk memberikan alternatif model
bentuk penampang tiang tersebut (Sevia D
2010 ).
Dengan cara membandingkan penampang tiang bentuk lingkaran dan segiempat yang
pernah diteliti sebelumnya serta
penampang tiang segienam yang akan diteliti , diperoleh perilaku macam-macam bentuk dasar penampang tiang berupa besarnya daya dukung pondasi, jumlah tiang dalam grup pile dan besarnya penurunan .
Dalam penelitian ini hanya diaplikasikan pada jenis tanah lempung daerah Surabaya dan bentuk dasar penampang tiang lingkaran, segi empat, dan segi enam. Dengan diketahuinya perilaku bentuk penampang tiang tersebut maka dapat diperoleh besarnya daya dukung tanah yang paling besar , jumlah tiang dalam group pile yang paling sedikit.
Tujuan khusus penelitian :
Mendapatkan jumlah tiang dalam group pile yang paling sedikit.
Manfaat dari penelitian :
1. Memberikan gambaran perilaku
bentuk dasar penampang tiang kepada perencana, ditinjau dari
besarnya daya dukung tanah
pondasi dan jumlah tiang dalam group pile.
2. Memberikan alternatif model
kepada perencana dan masyarakat tentang bentuk dasar penampang tiang sehingga diketahui bentuk penampang tiang yang paling effektif digunakan (kuat dan aman)
II. Tinjauan pustaka
Daya Dukung Pondasi Tiang Berdasarkan Uji SPT
Daya dukung pondasi merupakan kemampuan pondasi / tanah dalam
menerima beban dari atas yang
diwujudkan dalam bentuk daya dukung ultimate atau daya dukung tanah maximum pada pondasi ,
Qult = Qp + Qs Diman
Qult : daya dukung tanah ultimate pada pondasi ...ton
Qp : resistance ultimate didasar pondasi .... ton
Qs : resistance ultimate akibat lekatan lateral ...ton
Daya dukung ultimate menurut “Luciano
Decourt 1982”
Qult = Qp + Qs
Resistance ultimate didasar pondasi , sbb : Qp = qp.Ap = ( Np .K ).Ap
dimana,
qp : tegangan diujung tiang ... ton/m2 Np : harga rata-rata SPT disekitar 4B diatas hingga 4B dibawah dasar tiang pondasi .
Ap ; luas penampang dasar tiang...m2 B : diameter tiang ...m
K : Koefisien karakteristik tanah , Sbb,
12 t/m2 : 117,7 kpa, untuk lempung 20 t/m2 : 196 kpa, untuk lanau berlempung
25 t/m2 : 245 kpa, untuk lanau berpasir
40 t/m2 : 392 kpa, untuk pasir Resistance ultimate akibat lekatan lateral :
Qs = qs.As = (Ns /3+1).As dimana,
qs : tegangan akibat lekatan lateral ... ton/m2
Ns: harga rata-rata SPT sepanjang tiang yang tertanam , dengan batasan : 3 N 50
As : keliling x panjang tiang tiang yang terbenam (luas selimut tiang)
Faktor Koreksi
Harga N dibawah muka air harus
dikoreksi menjadi N’ berdasarkan
perumusan sebagai berikut (Terzaghi & Peck):
N’ = 15 + 0.5 (N – 15)
Dimana ,
N : Jumlah pukulan kenyataan di lapangan dibawah muka air tanah.
1. Daya Dukung Ijin vertikal Tiang (QV ijin )
Menentuan daya dukung ijin tiang (Qijin ) dilakukan dengan membagi daya dukung ultimate terhadap safety factor (Angka keamanan)
QV ijin = SF Qult
Nilai angka keamanan (SF) ,untuk pondasi adalah 2 s/d 4 (menurut beberapa ahli) sedangkan untuk tiang pancang min 2.5 (Tomlinson), hal ini dilakukan untuk mengantisipasi adanya variasi lapisan tanah.
Daya dukung Tiang Kelompok ( Group Pile)
Pada saat tiang merupakan bagian dari sebuah grup , daya dukungnya mengalami modifikasi karena pengaruh dari grup tiang tersebut. Dari problema ini dapat dibedakan dua fenomena sbb:
Pengaruh group disaat pelaksaaan
pamancangan tiang-tiang.
Pengaruh group akibat sebuah
beban yang bekerja.
Pada saat tiang dipancang dalam tanah kohesif jenuh air , kenaikan tegangan air pori dapat menurunkan shear resistance dari tanah disekelilingnya hingga 15 s/d 30% ( BROOMS)
Untuk memulihkan kekuatan semula ,
memerlukan waktu yang bervariasi
tergantung dari jenis tanah dan cara eksekusi tiang pondasinya. Beberapa variasi waktu tersebut adalah :
Type tanah Type pondasi Pasir padat Lanau dan pasir lepas jenuh air Lempung Tiang dibor 1 bln 1 bln 1 bln Tiang dipancang 8 hari 20 hari 1 bln
Proses pemancangan dapat menurunkan kepadatan disekeliling tiang untuk tanah yang sangat padat. Namun untuk kondisi tanah didominasi oleh pasir lepas atau dengan tingkat kepadatan disekitar tiang sedang , pemancangan dapat menaikkan kepadatan bila jarak antara tiang 7 s/d 8 diameter.
Untuk daya dukung group pondasi harus dikoreksi terlebih dahulu dengan apa yang disebut koefisien koreksi Ce
Qult(goup) = Qult(1tiang) x n x Ce Dimana,
n = jumlah tiang dalam group
Ce = koefisien koreksi
Koefisien koreksi menurut Converse – Labarre : Ce = n m S o 1 1 2 . 90 ) / arctan( 1 Dimana, ø : diameter tiang = B ... m m : Jumlah baris tiang dalam group n : Jumlah kolom tiang dalam group S : Jarak antar tiang (jarak as tiang – as tiang )
Berdasarkan pada perhitungan, daya dukung tanah oleh Dirjen Bina Marga Departemen P.U.T.L, mensyaratkan : S ≥ 2,5 . B
S ≤ 3 . B
Repartisi Beban-Beban diatas Tiang Kelompok:
Tiang Yang Menerima Beban Vertikal, horisontal dan Momen , maka besarnya vertikal ekivalen yang bekerja pada sebuah tiang , sbb:
Qmax= . max2 . max2
Y Y Mx X X My n V Dimana :
Qmax : Beban max yang diterima oleh tiang pancang (ton)
ΣV :Jumlah total beban normal (ton)
V1 : Beban vertikal yang bekerja (ton)
V2 : Berat poer (ton)
n : Banyaknya tiang dalam dalam group pile
My : Momen yang bekerja pada bidang tegak lurus sumbu y (tm)
Mx : Momen yang bekerja pada bidang tegak lurus sumbu x (tm)
Xmax: Absis terjauh tiang terhadap titik berat ke kelompok tiang (m)
Ymax: Ordinat terjauh tiang terhadap titik berat ke kelompok tiang ( m)
tiang (m2)
ΣY2 : Jumlah kuadrat ordinat-ordinat tiang (m2)
Kontrol Beban Maksimum Terhadap Daya Dukung Ijin Tiang
Q Qijin e max C Dimana :
Qmax : beban maksimum yang diterima oleh tiang pancang
(ton)
Qijin : Daya dukung ijin satu tiang
(ton)
III. Metodologi Penelitian
Untuk memilih bentuk penampang dasar pondasi tiang yang paling effektif antara bentuk penampang lingkaran , segi empat, segi enam pada tiang pondasi , digunakan variasi diameter penampang tiang 0.3m, 0.35m, 0.4m, dengan data contoh tanah daerah Surabaya dengan
menggunakan beban asumsi. Urutan
metodologi seperti flow chart sbb
“Flowchart Metodologi Penelitian”
Perhitungan berdasar SPT -Daya dukung ijin vertikal . -Jmlh tiang. dukung ijin lateral. START Rumusan Masalah Studi Literatur Lingkaran Dipakai ø 0.3;0.35;0.4 Segi enam Dipakai ø 0.3;0.35;0.4 Analisa Hasil Perhitunga n Segi empat Dipakai ø 0.3;0.35; 0.4 Selesai Perhitungan berdasar SPT -Daya dukung ijin vertikal . -Jmlh tiang Perhitungan berdasarSPT -Daya dukung ijin vertikal . -Jmlh tiang ijin lateral. Identifikasi data tanah Pengumpulan data tanah diambil tanah dari Surabaya
Kesimpulan Bentuk Penampang dasar tiang
IV. Grafik hasil perhitungan dan Analisa hasil
Data hasil penelitian : BH1 sat ' cu w Cc t/m3 t/m3 t/m2 % 0 - 3 12 1,678 0,678 0,375 0 1,3 51,44 0,61 3 9 16 1,709 1,70867 0,67433 0 1,3 48,7 9 20 24 1,7522 0,7522 1,3242 0 1,2 44,792 BH2 sat ' cu w Cc t/m3 t/m3 t/m2 % 0 - 3 20 1,676 0,676 0,775 0 1,4 54,25 0,87 3 9 27 1,681 0,681 1,208 0 1,4 53,31 9 20 32 1,714 0,714 1,628 0 1,3 48,442 BH3 sat ' cu w Cc t/m3 t/m3 t/m2 % 0 - 3 17 1,662 0,662 0,572 0 1,4 53,08 0,61 3 9 32 1,6807 0,68067 1,37867 0 1,3 51,387 9 20 38 1,7382 0,7382 1,8244 0 1,2 46,164 Depth (m) NSPT eo Depth (m) NSPT eo Depth (m) NSPT eo
Grafik hasil perhitungan sbb: 1. Daya dukung ijin vertikal :
2. Jumlah tiang dalam grup pile :
0 20 40 60 80 100 0,3 0,35 0,4 Qijin (ton) Dimensi (m) Daya dukung batas ijin Vs Dimensi
BH1 persegi lingkaran segienam 0 20 40 60 80 100 120 0,3 0,35 0,4 Qijin (ton) dimensi (m) Daya dukung batas ijin Vs Dimensi
BH2 persegi lingkaran segienam 0 20 40 60 80 100 120 0,3 0,35 0,4 Qijin (ton) dimensi (m) Daya dukung batas ijin Vs Dimensi
BH3 persegi lingkaran segienam 0 1 2 3 4 5 0,3 0,35 0,4 nhitung dimensi (m) Jumlah tiang (nhitung) Vs Dimensi
BH1
persegi lingkaran segienam
Analisa grafik hasil perhitungan :
5. Pada grafik bor hol 1 (BH1) pada dimensi yang sama (0,3; 0,35; 0,4m) menunjukkan jumlah tiang paling sedikit sd terbanyak berturut-turut bentuk penampang
persegi, bentuk penampang
lingkaran, bentuk penampang
segienam . Hal ini dikarenakan
bentuk penampang persegi
mempunyai daya dukung tanah paling besar sehingga diperlukan jumlah tiang ( nhitung) paling kecil. 6. Pada grafik bor hol 2 (BH2) pada
dimensi yang sama (0,3; 0,35; 0,4m) menunjukkan jumlah tiang paling sedikit sd terbanyak berturut-turut bentuk penampang
persegi, bentuk penampang
lingkaran, bentuk penampang
segienam . Hal ini dikarenakan
bentuk penampang persegi
mempunyai daya dukung tanah paling besar sehingga diperlukan jumlah tiang ( nhitung) paling kecil. 7. Pada grafik bor hol 3 (BH3) pada
dimensi yang sama (0,3; 0,35; 0,4m) menunjukkan jumlah tiang paling sedikit sd terbanyak berturut-turut bentuk penampang
persegi, bentuk penampang
lingkaran, bentuk penampang
segienam . Hal ini dikarenakan
bentuk penampang persegi
mempunyai daya dukung tanah paling besar sehingga diperlukan jumlah tiang ( nhitung) paling kecil. 8. Tampak dari hasil grafik borhol
diatas yang mempunyai jumlah tiang ( nhitung) paling kecil sd terbesar berturut-turut adalah BH3 diikuti BH2 dan BH1. Hal ini
dikarenakan pada BH3 daya
dukung ijin tanahnya (Qijin) paling besar sehingga diperlukan jumlah tiang ( nhitung) paling kecil.
IV. Kesimpulan Dan Saran
Kesimpulan yang dapat disajikan dari hasil analisa perhitungan diatas sbb :
1. Dari hasil tersebut diperoleh pada dimensi yang sama jumlah tiang dalam group pile mulai dari yang terkecil sd yang terbesar adalah adalah urutan pertama bentuk penampang segi empat, urutan kedua adalah bentuk lingkaran dan urutan ketiga adalah bentuk segi enam.
2. % jumlah tiang bentuk persegi adalah 78
% dari nhitung bentuk lingkaran dan 73% dari nhitung bentuk segi enam
Saran yang dapat diberikan setelah diperoleh kesimpulan sbb :
1. Perlu dilakukan penelitian dengan bentuk penampang lainnya (selain lingkaran dan segi enam) dengan
0 1 2 3 4 0,3 0,35 0,4 nhitung dimensi (m) Jumlah tiang (nhitung) Vs Dimensi
BH2 persegi lingkaran segienam 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 0,3 0,35 0,4 nhitung dimensi (m) Jumlah tiang (nhitung) Vs Dimensi
BH3
persegi lingkaran segienam
menggunakan metoda perhitungan yang lain (selain NSPT)
V.Daftar Pustaka
Eksentris Pada Pondasi Persegi Panjang
Terhadap Daya Dukung dan
Penurunan Tanah Pasir dengan
Perkuatan Geotekstil, Jurnal
Rekayasa Sipil , 3, 2 Bowles, 1992, Analisa Dan Disain
Pondasi, Erlangga Jakarta.
Braja M Das, Noor Endah
dkk,1995, Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis, Erlangga.
Braja M Das, Second Edition, Principles
of Foundation Engineering,
Company Boston.
IS Dunn, LR. Anderson, FW.Kiefer, 1992,
Fundamentalsof Geotechnical
Analysis, Kanada.
Proyek Pembangunan Gedung
Fakultas Kedokteran dan Ilmu
Kesehatan Universitas Islam
Negeri, Univercity Gunadarma. Wahyudi Herman, 1991, Daya Dukung
Pondasi Dalam, ITS Surabaya.
Isnaniati, 2007, Analisa Pengaruh Bentuk Penampang Tiang terhadap Daya
Dukung Tanah pada Tanah
Lempung, Jurnal Light Fakultas Teknik UMSurabaya, 4, 1 : 12-17. Isnaniati, 2011, Metode Untuk memperce
pat Proses Pemampatan
Konsolidasi pada tanah lempung (
Pemodelan Laboratorium)
Proseeding UMSurabaya. JH.Atkinson, 1981, Foundations and
Slopes, McGraw-Hill Book
Company.
John T. Christian , 1977, Numerical Methods in Company Geotechnical Engineering, McGraw-Hill Book Company.
Narayan V.Nayak, 1982, Foundation
Design Manual, Technical &
Educational Publishers NAI Sarak Delhi.
Paravita dkk, 2010, pengaruh penurunan kadar air pori tanah Dengan metode elektrokinetik Terhadap daya dukung pondasi tiang , Universitas Kristen Petra .
Paulos Davis, 1980, Pile Foundation
Analysis and Design, The
University and Sydney.
Laporan Akhir : Penelitian Dosen Pemula 1
