BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Aksial Pondasi Tiang
4.2.1. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Ultimate Tiang
Contoh perhitungan daya dukung ultimit pada kedalaman 2 m berdasarkan data Sondir S-2:
- Perlawanan penetrasi konus (PPK), qc = 31 kg/cm2 - Jumlah hambatan lekat (JHL) = 70 kg/cm
- Luas penampang tiang (Ap) = 1 4π 60 2 = 2826 cm2 - Keliling tiang (K) =π 60 = 188,400 cm
Maka, dari Persamaan (2.3) kapasitas daya dukung ultimit tiang adalah : Qu = (31 x 2826) + (70 x 188,4)
= 100.794 kg = 100,794 ton
Berdasarkan Persamaan (2.4) kapasitas daya dukung ijin (Qijin) adalah : Qijin =(31 x 2826)
3 +(70 x 188,4) 5
= 31.840 kg = 31,840 ton
Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik dari Persamaan (2.5) adalah :
Tult =70 × 188,4 =13.188 kg =13,188 ton
Dari Persamaan (2.6) daya dukung ijin tarik adalah : Qall = 13,188
3 = 4,396 ton
Berdasarkan Persamaan (2.7), daya dukung terhadap kekuatan bahan : Ptiang = 300 kg cm2 x 2826 cm2
= 847.800 kg = 847,800 ton
Pada Tabel 4.1 dan 4.2 dapat dilihat hasil perhitungan daya dukung ultimit dan daya dukung ijin tiang pada titik S-2 dan S-5 berdiameter 60 cm dari data Sondir.
Tabel 4.1 Perhitungan Daya Dukung Ultimit dan Daya Dukung Ijin Tiang Pancang pada Titik Sondir S-2 Diameter 60 cm dengan Metode Meyerhoff
Kedalaman PPK (qc) Ap JHL K Qult Qall
(m) (kg/cm2) cm2 (kg/cm) (cm) (ton) (ton) 0 0 2826 0 188,40 0,00 0,00 1 7 2826 22 188,40 23,93 7,42 2 31 2826 70 188,40 100,79 31,84 3 18 2826 138 188,40 76,86 22,15 4 18 2826 204 188,40 89,30 24,64 5 23 2826 268 188,40 115,48 31,76 6 19 2826 352 188,40 120,01 31,16 7 21 2826 456 188,40 145,25 36,96 8 26 2826 532 188,40 173,70 44,53 9 31 2826 606 188,40 201,77 52,03 10 52 2826 704 188,40 279,58 75,51 11 46 2826 818 188,40 284,10 74,15 12 54 2826 930 188,40 327,81 85,91 13 66 2826 1028 188,40 380,19 100,90 14 72 2826 1130 188,40 416,36 110,40 15 115 2826 1224 188,40 555,59 154,45 16 161 2826 1318 188,40 703,29 201,32
Tabel 4.2 Perhitungan Daya Dukung Ultimit dan Daya Dukung Ijin Tiang Pancang pada Titik Sondir S-5 Diameter 60 cm dengan Metode Meyerhoff
Kedalaman PPK (qc) Ap JHL K Qult Qall
(m) (kg/cm2) cm2 (kg/cm) (cm) (ton) (ton) 0 0 2826 0 188,40 0,00 0,00 1 10 2826 28 188,40 33,53 10,47 2 24 2826 86 188,40 84,02 25,84 3 35 2826 150 188,40 127,17 38,62 4 52 2826 228 188,40 189,90 57,57 5 26 2826 200 188,40 111,15 32,02 6 21 2826 254 188,40 107,20 29,35 7 20 2826 324 188,40 117,56 31,04 8 31 2826 372 188,40 157,69 43,21 9 45 2826 428 188,40 207,80 58,51 10 31 2826 498 188,40 181,42 47,96 11 54 2826 590 188,40 263,76 73,09 12 61 2826 676 188,400 299,744 82,934 13 80 2826 756 188,400 368,510 103,846
Lanjutan
Kedalaman PPK (qc) Ap JHL K Qult Qall
(m) (kg/cm2) cm2 (kg/cm) (cm) (ton) (ton)
14 100 2826 840 188,40 440,85 125,85
15 51 2826 928 188,40 318,96 83,01
4.2.2 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Ultimate Tiang Pancang Berdasarkan Data SPT (Standart Penetration Test)
Untuk menghitung kapasitas daya dukung ultimate tiang pancang ini menggunakan data SPT (Standard Penetration Test) dilakukan perlapisan tanah menggunakan metode Meyerhoff. Ada dua rumus yang digunakan untuk melakukan perhitungan ini yaitu:
1. Jenis tanah non-kohesif (pasir). 2. Jenis tanah kohesif (lempung).
Hal ini dikarenakan jenis tanah pada setiap lapisan bisa berbeda jenisnya. 1. Daya dukung ultimit pondasi tiang pada tanah non-kohesif (pasir).
Contoh perhitungan diambil dari kedalaman 22,45 m BH-II, ∅ 60 cm : Jenis tanah : Pasir kasar berlanau
NSPT : 30
Nb : 38
Daya dukung ujung dan daya dukung selimut tiang pancang dari Persamaan (2.8) dan (2.9) adalah :
Qp = 40 x 38 x 0,2826 = 497,38 kN
Qs = 2 x 30 x 1,884 x 2 = 295,04 kN
2. Daya dukung ultimit pondasi tiang pancang pada tanah kohesif (lempung) Contoh perhitungan diambil dari kedalaman 2,45 m, BH-II ∅ 60 : Jenis tanah : Lempung sedikit lanau
N-SPT : 13
Berdasarkan Persamaan (2.10), daya dukung ujung tiang pancang adalah : cu = 13 x 2/3 x 10
= 86,67 kN/m2 Qp = 9 x 86,67 x 0,2826 = 220,43 kN
Maka, daya dukung selimut tiang pancang dari Persaman (2.11) adalah : α = 0,55 (Reese & Wright,1977)
Li = 2 m
Qs = 0,5 x 86,67 x 1,884 x 2 = 159,81 kN
Pada Tabel 4.3 dapat dilihat hasil perhitungan daya dukung ultimit dan daya dukung ijin dari data SPT.
Tabel 4.3. Perhitungan Daya Dukung Ultimit dan Daya Dukung Ijin Tiang Pancang pada Bore Hole II diameter 60 cm dengan Metode Meyerhoff dengan data SPT BH II Kedalaman Lapisan ke - Deskripsi N -SPT N1 N2 Nb cu α
Skin friction End
Bearing Qult Qult Qijin Jenis tanah Kohesif/Non-kohesif Local Cumm (KN) (KN) (KN) (KN) (ton) (ton) 0 1 lempung sedikit lanau kohesif 0 0,00 0,00 0 0 1,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,45 13 6,50 9,00 7,75 87 0,50 159,81 159,81 220,43 380,24 38,02 15,21 4,45 2 Pasir sedikit lanau Non-kohesif 6 3,00 6,00 4,50 - 59,01 218,82 62,17 280,99 28,10 11,24 6,45 5 3,50 8,00 5,75 - 51,63 270,45 76,30 346,76 34,68 13,87 8,45 3 Pasir kasar berkerikil Non-kohesif 10 11,50 11,50 11,50 - 81,14 351,59 135,65 487,24 48,72 19,49 10,45 4 Lempung sedikit berpasir dan berlanau Kohesif 12 9,00 14,50 11,80 80 0,50 147,52 499,11 203,47 702,58 70,26 28,10 12,45
5 Pasir kasar Non-kohesif 17 11,00 19,00 15,00 - 162,27 661,38 209,12 870,51 87,05 34,82
14,45 18 14,00 29,00 21,50 - 250,78 912,17 339,12 1251,29 125,13 50,05 16,45 6 Pasir Kasar berbatu apung Non-kohesif 32 22,00 41,00 31,50 - 354,05 1266,21 452,16 1718,37 171,84 68,73 18,45 60 38,50 40,50 39,50 - 442,56 1708,77 469,12 2177,89 217,79 87,12 Lanjutan
BH II Kedalaman Lapisan ke - Deskripsi N -SPT N1 N2 Nb cu α
Skin friction End
Bearing Qult Qult Qijin Jenis tanah Kohesif/Non-kohesif Local Cumm (KN) (KN) (KN) (KN) (ton) (ton) 20,45 7 Pasir Kasar berlanau Non-kohesif 18 15,50 25,50 20,50 - 250,78 1959,56 373,03 2332,59 233,26 93,30 22,45 30 31,00 45,00 38,00 - 295,04 2254,60 497,38 2751,97 275,20 110,08 24,45 8 Pasir Berlanau berbatu apung Non-kohesif 60 60,00 60,00 60,00 - 442,56 2697,16 678,24 3375,40 337,54 135,02 26,45 60 36,50 60,00 48,30 - 442,56 3139,72 613,24 3752,96 375,30 150,12 28,45 60 45,00 60,00 52,50 - 442,56 3582,28 607,59 4189,87 418,99 167,59 30,45 60 60,00 56,00 58,00 - 442,56 4024,84 655,63 4680,47 468,05 187,22 32,45 51 55,50 50,50 53,00 - 376,18 4401,01 599,11 5000,13 500,01 200,01 34,45 54 57,00 46,00 51,50 - 398,30 4799,32 582,16 5381,47 538,15 215,26 36,45 9 Pasir Sedang Berlanau Non-kohesif 40 50,00 35,50 42,80 - 383,55 5182,87 551,07 5733,94 573,39 229,36 38,45 34 42,50 17,00 29,80 - 361,42 5544,29 421,07 5965,37 596,54 238,61 40,45 34 44,00 17,00 30,50 - 361,42 5905,72 429,55 6335,27 633,53 253,41
4.3 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Lateral Pondasi Tiang Pancang
Untuk mengetahui tanah runtuh atau tidak akibat adanya beban lateral yang terjadi pada tiang, maka perlu dihitung daya dukung lateral. Perhitungan kapasitas daya dukung lateral tiang pancang menggunakan metode Broms. Metode ini hanya dapat digunakan pada satu lapisan tanah saja, misalnya untuk lapisan pasir saja atau lapisan lempung saja. Sehingga, apabila tanah tersebut mempunyai lapisan yang bervariasi, maka akan diambil lapisan yang dominan untuk mewakili semua lapisan. Dari hasil pengujian SPT diketahui bahwa lapisan yang dominan adalah pasir.
a) Data Tanah BH-II untuk diameter 60 cm
Jenis tanah = kohesif
Berat isi tanah (γ) = 16,77 kN/m3 Sudut geser tanah (ø) = 18,76o Koefisien variasi tanah (nh) = 3581 KN/m3 b) Data tiang pancang :
Diameter tiang = Ø 60 cm, dengan L = 21 m
Mutu beton (f’c) = 600 kg/ cm2 = 60 Mpa
Momen ultimit (My) = 17 Tonmeter = 170 kNm 1. Daya dukung lateral BH-II untuk tiang pancang berdiameter 60 cm
a. Cek kekakuan tiang akibat beban lateral E = 4700 60
= 36.406,043 Mpa = 36.406.043 kN/m2
I = 1
64π (0,60)4 = 0,0063585 m4
Dari Persamaan (2.14) maka faktor kekakuan untuk modulus tanah granular: T = 36406043 x 0.0063585 4850 5 = 2,16 m L ≥ 4 T 21 m ≥ 8,67 m
Jenis tiang pancang dikategorikan tiang panjang/elastic pile. Tahanan tiang terhadap gaya lateral akan ditentukan oleh momen maksimum yang dapat ditahan tiangnya sendiri (My).
b. Cek keruntuhan tanah akibat beban lateral Kp = tan2(45°+ 18,76° 2) = 1,95
Maka dari Persamaan (2.29) nilai Hu adalah: Hu = 2 (170) 0+0,54 H u 16 ,77 0,6(1,95 ) Hu = 197,93 kN = 19,79 Ton Beban ijin lateral H = 197,93
2,50
= 79,17 kN = 7,92 Ton Tahanan momen ultimit : Mu
d4γKp= 170
(0,6)4×16,77×1,95 = 40,15
Nilai tahanan ultimit sebesar 40,15 diplot ke grafik pada Gambar 2.9-b, sehingga diperoleh tahanan lateral ultimit 28,50.
28,50 = Hu Kp×γ×d3 Hu = 201,10 kN = 20,11 ton H =201,10 2,50 = 80,44 kN = 8,04 ton
Hasil yang diperoleh secara analitis tidak jauh berbeda dengan cara grafis.
4.4 Menghitung Kapasitas Kelompok Tiang Berdasarkan Efisiensi
Gambar 4.1 Pile Cap a) Metode Converse-Labarre
Dari Persamaan (2.35), Efisiensi kelompok tiang (Eg) :
θ = Arc tan (60/ 180 ) = 18,44˚ n = 2 ; m = 1 Eg = 1−18,44 2−1 1 + 1−1 2 90 x 1 x 2 = 0,88 300 180 180 60 60
b) Metode Los Angeles
Dari Persamaan (2.36) maka efisiensi grup tiang adalah :
= 1− 0,60
(3,14)1,80 1 (2)[1 2−1 + 2 1−1 + 2 2−1 1−1 ] = 0,91
c) Metode Feld
Berdasarkan Persamaan (2.37), nilai efisiensi kelompok tiang adalah :
− = 1− 161 = 0,94
Berdasarkan ketiga metode efisiensi kelompok tersebut, diambil nilai terkecil, yaitu metode Converse-Labarre dengan Eg = 0,88.
Dari data SPT didapat nilai Qa= 110,08. Maka berdasarkan Persamaan (2.41) nilai Qg adalah :
Qg = Eg . n . Qa
= 0,88 x 2 x 110,08 = 193,74 ton
4.5 Penurunan Elastis pada Tiang Tunggal dan Kelompok
Pada proyek Skyview Apartment Setiabudi, ujung tiang pancang jatuh di tanah pasir, sehingga tidak memperhitungkan penurunan konsolidasi primer yang diperhitungkan penurunan elastis.
4.5.1 Penurunan pada Tiang Tunggal Nilai qc = 4N = 4(60) = 240 kg/cm2 Dimana:
qc (side) = perlawanan konus rata-rata pada masing-masing lapisan sepanjang tiang.
Dari Persamaan (2.61), Besar modulus elastisitas tanah di sekitar tiang (Es):
= 3 x 240 = 720 kg/cm2 = 72 MPa
Menentukan modulus elastisitas tanah di dasar tiang: = 10 ×
= 10 x 72 MPa = 720 Mpa = 36406,04 MPa
Menentukan faktor kekakuan tiang dari Persamaan (2.46) dan (2.47) : Ra = 0,2826 1 2 4� 0,602 = 1 K = 36406 ,04 ×1 72 = 505,64 Untuk = 60 60 = 1 Untuk = 2100 60 = 35
a. Metode Poulos dan Davis (1980) :
Dengan menggunakan Grafik 2.13, 2.14, 2.15, 2.16, 2.17 diperoleh : = 0,06 (untuk = 35 dan = 1) = 1,80 (untuk = 35 dan K = 505,64) = 0,50 (untuk = 35 dan =24,45 21 = 1,16) � = 0,98 (untuk � = 0,30 dan K = 505,64) = 0,90 (untuk = 35 ; = 10 ; dan K = 505,64)
Berdasarkan Persamaan (2.42) dan (2.43), maka tiang apung atau tiang friksi : = 0,06 x 1,8 x 0,5 x 0,98 = 0,05 S = 400000 kg ×0,05 720 kg cm2×60 cm = 0,49 cm
Berdasarkan Persamaan (2.44) dan (2.45), untuk tiang dukung ujung : I = 0,06 x 1,80 x 0,90 x 0,98 = 0,09 cm S = 400000 kg ×0,09 720 kg cm2×60 cm = 0,88 cm = 8,80 mm
Tabel 4.4. Hasil Perhitungan Penurunan Elastis Tiang Pancang Tunggal Diameter 0,60 m.
No. Bentuk Penurunan Penurunan Tiang (mm)
1. Untuk tiang apung 4,90
2. Untuk tiang dukung ujung 8,80
Total Penurunan 13,79
Besar penurunan yang diijinkan (Sijin) 13,79 mm < 25 mm (Aman).
b. Penurunan Elastis
Qwp = Daya dukung ujung – daya dukung selimut = 497,38 – 295,04
Qws = 295,04 kN Ap = 0,2826 m2
Ep = 36.406,04 MPa = 36.406.040 kN/m2 L = 21 m
Dari Gambar 2.18 maka ζ= 0,67
d = 0,6 m
qp =497,38+202,34
2,50 = 279,89 �
Nilai Cp dari Tabel 2.8 adalah Cp = 0,02. Sehingga nilai Cs dari Persamaan (2.52) didapat sebesar :
Cs = (0,93 + 0,16 21/0,6) x 0,02 = 0,0375
Berdasarkan Persamaan (2.49); (2.50); dan (2.51) maka :
Se1 = 497,38 + 0,67 x 295,04 x21 0,2826 36.406.040 = 0,00141 m = 1,41 mm Se2 = 497,38 x 0,02 0,6 279,89 = 0,056 = 9,61 Se3 = 221,280 x 0,0375 21 255,129 = 0,001548 = 1,55
Maka, dari Persamaan (2.48) didapat penurunan total adalah : S = Se(1) + Se(2) + Se(3)
= 0,344 + 9,61 + 1,55
= 11,50 mm < 25 mm (Aman) 4.5.2 Penurunan Kelompok Tiang
Berdasarkan Gambar 4.1 dan dari Persamaan (2.53); (2.54) dan (2.55) maka penurunan kelompok tiang adalah :
q = 200000 300 x 180 = 3,70 kg/cm2 I = 1 - 180 8 x 300 0.5 0,92 0.5 Sg =2 x 3,70 x 180 x 0,92 60 = 1,59 cm = 15,90 mm
4.6 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Ultimate Tiang Pancang Berdasarkan Metode Elemen Hingga.
Pada Metode Elemen Hingga daya dukung ultimit yang akan dihitung adalah daya dukung aksial pondasi tiang pancang. Pemodelan tanah yang digunakan adalah model Mohr Coulomb dan Soft Soil dengan analisis axisymmetric, yaitu kondisi awal digambarkan seperempat namun sudah mewakili sisi yang lain karena dianggap simetris. Data-data yang harus diketahui sebelum melakukan pemodelan pondasi tiang pancang yang ditunjukkan pada Tabel 4.5.
Tabel 4.5. Data Tiang Pancang
No Keterangan Nilai
1 Lokasi Bore Hole II – K12
2 Jenis Pondasi Tiang Pondasi tiang pancang
3 Diameter Tiang (m) 0,60
4 Panjang Tiang (m) 21
5 Luas Penampang (m2) 0,2826
6 Modulus Elastisitas (E) (kN/m2) 36.406.040 8 Berat jenis (γ) (kN/m3
) 24
9 EA (kN/m) 10.288.347,88
10 EI (kNm2/m) 231.487,82
11 Angka Poisson ( ) 0,30
Karena keterbatasan data, maka sebagian parameter tanah seperti sudut geser dalam (∅), dan kohesi (c), diambil dari bantuan Program Allpile.
Tabel 4.6. Input Parameter Tanah untuk Program Metode Elemen Hingga Lokasi Bore Hole II Lapisan ke - Depth Jenis Tanah dan Konsistensi Tanah Tebal
Lapisan MAT γdry γwet Kx Ky Es’
µ' c Φ Ψ m (m) (m) (kN/m3) (kN/m3) (m/day) (m/day) (kN/m2) (kN/m2) 1 0,00-3,50 Clay some silt 3,50 0,60 11,81 16,41 0,00053 0,00053 1.600 0,35 33,40 15,92 0 Soft to Stiff 2 3,50-6,60 Fine Sand some silt 3,10 10,63 14,93 0,864 0,864 4.000 0,15 1 30,70 0,70 Loose to Very Loose 3 6,60-8,80 Coarse Sand Some Fine Gravel 2,20 10,83 14,88 864 864 8.000 0,25 1 33 3 Loose 4 8,80 -12,00 Sandy Silty Clay 3,20 12,20 16,77 0,00038 0,00038 3.600 0,20 36,20 18,76 0 Stiff
Lanjutan
Lapisan ke -
Depth Jenis Tanah dan Konsistensi
Tanah
Tebal
Lapisan MAT γdry γwet Kx Ky Es’
µ' c Φ Ψ m (m) (m) (kN/m3) (kN/m3) (m/day) (m/day) (kN/m2) (kN/m2) 5 12-16 Coarse sand 4 12,58 16 8,64 8,64 40.000 0,30 1 36 6 Medium Dense 6 16,00-18,50 Coarse Sand some Tuff 2,50 13,31 16,70 864 864 40.000 0,35 1 38,20 8,20 Dense to Very Dense 7 18,50-23,40 Coarse Sand some Silt 4,90 13,48 16,80 8,64 8,64 4000 0,30 1 38 8 Medium Dense to Dense 8 23,40-34,60 Silty Sand Some Tuff 11,20 12,89 16,45 0,864 0,864 4000 0,35 1 42,10 12,10 Very Dense
4.6.1 Proses Pemodelan pada Program Plaxis
Berikut ini proses pemasukan data ke program Metode Elemen Hingga, yaitu :
1. Atur parameter dasar dari model elemen hingga dijendela general settings
Gambar 4.3 Lembar General Setting pada Plaxis
2. Pemodelan tanah digambar menggunakan garis geometri , diambil kedalaman 21 m (kedalaman Bore Hole II) 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.
Pemodelan
5. Untuk membentuk kondisi batas, klik tombol jepit standar (standard fixities) , maka akan terbentuk jepit penuh pada bagian dasar dan jepit rol pada sisi-sisi vertikal.
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.
(b)
Gambar 4.4 Input Data Material Set (a) Data Lapisan Tanah (b) Data Tiang Pancang
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 4.6 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 calculation terdapat beberapa fase yang akan dikerjakan dari awal hingga akhir pemodelan.
Gambar 4.7 Pemodelan Fase Sebelum Konsolidasi dan Setelahnya
11. Setelah perhitungan selesai, maka akan diperoleh nilai ΣMsf dari kotak
dialog Phi/c reduction yang ditunjukkan pada Gambar 4.8 dan 4.9.
Gambar 4.8 Hasil Kalkulasi dan Besar ΣMsf pada Fase 3
Nilai Σ Msf 2 (sebelum konsolidasi) sebesar 1,3579 Qu titik Bore Hole 2 adalah : Qu = Σ Msf x 2000 kN = 1,3579 x 2000 kN = 2715,8 kN = 271,58 Ton
Gambar 4.9 Hasil Kalkulasi dan Besar Σ Msf pada Fase 4
Nilai Σ Msf 2 (sebelum konsolidasi) sebesar 1,4273 Qu titik Bore Hole II adalah : Qu = Σ Msf x 2000 kN = 1,4273 x 2000 kN = 2854,6 kN = 285,46 ton Qg = 0,5 x 2 x 285,46 ton = 285,46 ton ∑Msf
Gambar 4.10 Besar Nilai Penurunan yang Terjadi Setelah Hasil Perhitungan Dari hasil perhitungan diperoleh nilai penurunan lebih kecil dari penurunan maksimum, yaitu : 11,42 mm < 25 mm, maka dinyatakan aman terhadap penurunan.
4.7 Diskusi
4.7.1 Perbandingan antara tekanan air pori sebelum konsolidasi dan setelah konsolidasi dari program Metode Elemen Hingga.
Berdasarkan Gambar 4.11 dan 4.12 dapat dilihat bahwa besar nilai tekanan air pori ekses dari Program Metode Elemen Hingga memberikan hasil yang berbeda antara keadaan plastis dan konsoidasi. Saat plastis besar tekanan air pori ekses adalah 41,96 kN/m2 sedangkan setelah konsolidasi besar tekanan air pori ekses adalah 0,949 kN/m2. Dari nilai tersebut dapat dilihat bahwa besar tekanan air pori ekses sebelum konsolidasi lebih besar daripada setelah terjadi konsolidasi. Hal ini dikarenakan sebelum konsolidasi terjadi, tanah dan pori (air dan udara) bersama sama menahan beban dari luar sedangkan setelah konsolidasi tanah telah termampatkan dan air telah keluar sehingga yang menahan gaya luar hanya tanah saja sehingga besarnya tekanan yang dihasilkan tanah untuk menahan gaya luar berkurang.
Gambar 4.12 Excess Pore Pressure Setelah Konsolidasi
4.7.2 Perbandingan Daya Dukung Ultimit Sebelum Konsolidasi dan Setelah Konsolidasi
Berdasarkan perhitungan dengan Program Metode Elemen Hingga yang dapat dilihat pada Tabel 4.7 didapatkan besar nilai daya dukung ultimit yang berbeda antara keadaan sebelum konsolidasi dan setelah konsolidasi. Setelah konsolidasi terjadi peningkatan terhadap daya dukung tanah, ini terjadi karena tanah yag memampat mempunyai struktur susunan partikelyang lebih rapat dan lebih kokoh.
Tabel 4.7 Daya Dukung dengan Program Plaxis Qult sebelum konsolidasi
(Ton)
Qult setelah konsolidasi (Ton)
4.7.3 Perbandingan Penurunan etelah Konsolidasi dan Sebelum Konsolidasi Penurunan pondasi dapat ditinjau dalam dua keadaan yakni sebelum dan sesudah konsolidasi. Saat tiang baru selesai di pancang maka akan terjadi penurunan yang besar sehingga bangunan yang direncanakan di atas tiang jangan langsung di bangun. Setelah proses konsolidasi selesai, partikel tanah telah rapat, air dan udara telah keluar sehingga penurunan yang terjadi akan lebih kecil dan daya dukung ultimit telah konstan. Dari hasil perhitungan dengan program Metode Elemen Hingga didapat hasil penurunan sebelum konsolidasi lebih besar dibandingkan setelah konsolidasi, dapat dilihat pada Gambar 4.13 dan 4.14.
Gambar 4.14. Penurunan Tanah Setelah Konsolidasi 4.7.4 Penurunan Perlapisan Tanah
Gambar 4.15 Titik Peninjauan Penurunan Lapisan Tanah
A B C D E F G H
Pada Tabel 4.8 dapat dilihat hasil perhitungan penurunan yang terjadi setiap lapisan tanah :
Tabel 4.8 Penurunan yang Terjadi Pada Setiap Lapisan Tanah
Lapisan Penurunan (mm) Konstribusi penurunan (mm) Waktu (hari) A 11,42 0,42 7,69 B 11 1,51 7,69 C 9,48 0,98 7,69 D 8,50 1,41 7,69 E 7,09 0,90 7,69 F 8 0,02 7,69 G 7,97 3,21 7,69 H 4,76 2,97 7,69
Total Distribusi Penurunan 11,42 Pengecekan displacement
Displacement maksimum akibat transfer beban friksi = 0,40 % x Dtiang
= 0,40 % x 600 mm = 2,40 mm
Displacement maksimum akibat transfer beban end bearing = 6% x Dtiang
= 6% x 600 mm = 36 mm
Dalam mekanisme transfer beban, ada dua macam tahanan beban yang dimiliki oleh tiang pancang yaitu tahanan friksi dan tahanan ujung. Saat tiang diberi beban, maka beban luar mula-mula akan di pikul oleh tahanan friksi dengan penurunan maksimum sebesar 2,40 mm, ketika penurunan yang terjadi lebih besar maka besar beban yang harus dipikul oleh tahanan friksi telah berlebih sehingga beban akan di transfer ke tahanan ujung. Sedangkan secara keseluruhan
penurunan ijin yang diperbolehkan terjadi akibat tiang menahan beban adalah 25,40 mm (1 inch). Dari Tabel 4.9 dapat dilihat bahwa penurunan yang terjadi aman.
Tabel 4.9 Pengecekan Displacement
Lapisan Konstribusi penurunan (mm) Transfer Pembebanan yang diterima Penurunan maksimum (mm) Keterangan A 0,42 Friksi 2,40 Aman B 1,51 Friksi 2,40 Aman C 0,98 Friksi 2,40 Aman D 1,41 Friksi 2,40 Aman E 0,90 Friksi 2,40 Aman F 0,02 Friksi 2,40 Aman
G 3,21 End Bearing 36 Aman
H 2,97 End Bearing 36 Aman
Total 11,42
4.7.5 Perbandingan Nilai Daya Dukung Ultimit Aksial dan Penurunan Secara Analitis dan Metode Elemen Hingga
Tabel 4.10 Nilai Daya Dukung Secara Analitis dari Data Sondir Kedalaman (m) Metode Qult (ton) Qa (ton) 14 Sondir S-2 416,36 110,40 S-5 440,86 125,85 SPT BH-II 125,13 50,05
Tabel 4.11 Perbandingan Nilai Daya Dukung Metode Analitis dari Data SPT dan Program Metode Elemen Hingga
Kedalaman (m) Metode Qult
21 Analitis 275,20
Tabel 4.12 Nilai Penurunan Tunggal Tiang Pancang Secara Analitis dan Metode Elemen Hingga
Metode S (mm)
Analitis
Penurunan Poulus dan Davis 13,79 Penurunan Elastis 11,50
Metode Elemen Hingga 11,42
Dari hasil perhitungan diatas, didapatkan hasil yang berbeda-beda dari setiap metode yang digunakan. Berdasarkan Tabel 4.10 besarnya kapasitas daya dukung dari Sondir jauh lebih besar dibandingkan dari data SPT. Ini dapat dikarenakan penyelidikan sondir yang tidak terlalu dalam, jenis dan sifat tanah yang berbeda pada jarak yang terdekat sekalipun pada lokasi penyelidikan bisa menyebabkan perbedaan kepadatan tanah sehingga mempengaruhi daya dukung tiang. Sedangkan Pada Tabel 4.11 dapat dilihat nilai Qu yang diperoleh dengan metode SPT dan Metode Elemen Hingga hasilnya mendekati, sehingga hasil ini cukup dapat dipercaya.
Pada Tabel 4.12 hasil perhitungan penurunan dengan ketiga metode yang berbeda didapat hasil yang mendekati dan dibandingkan dengan penurunan ijin sebesar 25 mm maka penurunan dari ketiga metode tersebut aman.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1Kesimpulan
Berdasarkan hasil perhitungan pada proyek Pembangunan Skyview Apartment Setiabudi, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Hasil perhitungan analitis untuk data Sondir diperoleh nilai daya dukung
ultimit dan daya dukung ijin tiang pancang ditunjukkan pada Tabel 5.1. Tabel 5.1 Daya Dukung Ultimit dan Daya Dukung Ijin Menggunakan Data Sondir dengan Diameter 0,60 m
Diameter (cm) Kedalaman (m) Sondir Qult (Ton) Qijin (Ton)
60 14 S-2 416,36 110,40
14 S-5 440,86 125,12
2. Hasil perhitungan kapasitas daya dukung ultimit dan daya dukung ijin tiang pancang dari data SPT pada Bore Hole II dengan metode Meyerhoff ditunjukkan pada Tabel 5.2.
Tabel 5.2 Daya Dukung Ultimit dan Daya Dukung Ijin Menggunakan Data SPT dengan Diameter 0,60 m
Diameter (cm)
Kedalaman (m)
SPT Qult (Ton) Qijin (Ton)
60 cm 21 BH-II 275,20 110,08
3. Hasil perhitungan kapasitas daya dukung ultimit lateral tiang pancang dengan metode Broms pada diameter 60 cm secara analitis 19,79 ton dan secara grafis 20,11 ton.
4. Diperoleh nilai efisiensi kelompok tiang (Eg) berdasarkan metode Converse-Labarre sebesar 0,88. Maka hasil perhitungan nilai daya dukung kelompok (Qg) sebesar 193,74 ton.
5. Hasil penurunan tiang pancang yang diperoleh dengan beban rencana 200 ton dengan metode Poulus dan Davis dan metode penurunan elastis dapat dilihat pada Tabel 5.3.
Tabel 5.3 Hasil Penurunan Tiang
Metode Penurunan Hasil Penurunan Tiang (mm) Penurunan Poulus dan Davis 13,79
Penurunan Elastis 11,50
6. Hasil penurunan tiang pancang kelompok dengan metode Meyerhoff sebesar Sg = 15,90 mm
7. Hasil perhitungan daya dukung ultimit dan penurunan tiang pancang pada Bore Hole II dengan diameter 60 cm menggunakan program Metode Elemen Hingga dapat dilihat pada Tabel 5.4.
Tabel 5.4 Hasil Perhitungan Daya Dukung Ultimit dan Penurunan Tiang Pancang dengan Program Metode Elemen Hingga
Daya Dukung Ultimit (Ton) Penurunan (mm)
Sebelum Konsolidasi 271,58 66,96
Setelah Konsolidasi 285,46 11,42
8. Perbandingan kapasitas daya dukung tiang pancang menggunakan data SPT dan Metode Elemen Hingga pada Tabel 5.6 hasilnya mendekati, sehingga hasil ini cukup dapat dipercaya.
Tabel 5.6 Perbandingan Kapasitas Daya Dukung Ultimit data SPT dan Metode Elemen Hingga pada Kedalaman 21 m.
SPT MEH Perbedaan Persentase (%)
Qult (ton) 275,20 285,46 10,26 3,59
9. Perbedaan besar daya dukung yang didapatkan dari setiap metode dapat disebabkan oleh bedanya titik pengujian pada setiap metode, sehingga jenis dan sifat tanah yang diteliti juga berbeda, cara pelaksanaan pengujian di lapangan yang kurang teliti (human error), dan perbedaan parameter yang digunakan dalam setiap metode perhitungan.
5.2 Saran
1. Sebelum melakukan perhitungan hendaknya kita memperoleh data teknis yang lengkap, karena data tersebut sangat menunjang dalam membuat rencana analisa perhitungan, sesuai dengan standar dan syarat-syaratnya. 2. Harus lebih teliti dalam melaksanakan pengujian baik dalam penggunaan
peralatan ataupun pembacaan hasil yang tertera pada sebagian alat uji hingga pada pengolahan data.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pendahuluan
Tanah yang ada dipermukaan bumi mempunyai sifat dan karakteristik yang berbeda-beda. Tanah mempunyai peranan penting dalam setiap konstruksi, salah satunya dalam mendukung pondasi. Setiap konstruksi memerlukan pondasi yang mampu memikul beban-beban yang bekerja pada bangunan tersebut.
Pondasi adalah bagian dari suatu sistem rekayasa yang meneruskan beban yang di topang oleh pondasi dan beratnya sendiri kepada dan kedalam tanah dan batuan yang terletak dibawahnya (Bowles, Joseph E. 1997). Suatu perencanaan pondasi dikatakan benar apabila beban yang diteruskan oleh pondasi ke tanah tidak melampaui kekuatan tanah yang bersangkutan (Das, Braja M.1995). Sehingga, dalam pemilihan pondasi sangat dibutuhkan pengetahuan tentang jenis tanah, daya dukung ultimit pondasi yang harus lebih besar daripada beban yang bekerja pada pondasi baik beban statik maupun beban dinamik, dan penurunan yang akan ditimbulkan akibat pembebanan tidak boleh melebihi penurunan yang diijinkan, pengendalian mutu menjadi salah satu kunci penting keberhasilan pondasi.
2.2 Tanah
Tanah adalah pondasi pendukung suatu bangunan, atau bahan konstruksi dari bangunan itu sendiri seperti tanggul atau bendungan, atau kadang-kadang sebagai sumber penyebab gaya luar pada bangunan. Jadi tanah selalu berperan
pada setiap pekerjaan teknik sipil (Ir. Suyurno Sosrodarsono and Kazuto Nakazawa, 2000).
Tanah terdiri dari 3 komponen, yaitu udara, air dan butiran tanah yang ditunjukkan pada Gambar 2.1. Udara dianggap tidak mempunyai pengaruh teknis, sedangkan air sangat mempengaruhi sifat-sifat teknis tanah. Ruang diantara butiran-butiran, sebagian atau seluruhnya dapat terisi oleh air atau udara. Bila rongga tersebut terisi air seluruhnya, tanah dikatakan dalam kondisi jenuh. Bila rongga terisi udara dan air, tanah pada kondisi jenuh sebagian (partially saturated). Tanah kering adalah tanah yang tidak mengandung air sama sekali atau kadar airnya nol (Hardiyatmo,2011).
Gambar 2.1 Elemen-Elemen Tanah (Hardiyatmo, Hary Christady, 2011) 2.2.1 Penyelidikan Tanah (Soil Investigation)
Untuk membangun sebuah bangunan dengan beban berat, terlebih dahulu dilakukan penyelidikan tanah (soil investigation) agar dapat diketahui parameter-parameter tanah yang dalam hal ini komposisi tanah, sifat-sifat teknik tanah serta kandungan mineralogi yang dimiliki oleh tanah.
Tujuan penyelidikan tanah, antara lain:
1. Menentukan sifat-sifat tanah yang terkait dengan perencanaan struktur yang akan dibangun diatasnya.
2. Menentukan kapasitas daya dukung ultimit tanah menurut tipe pondasi yang dipilih.
3. Menentukan tipe dan kedalaman pondasi. 4. Untuk mengetahui posisi muka air tanah 5. Untuk memprediksi besarnya penurunan
Penyelidikan tanah (soil investigation) ada dua jenis yaitu : a. Penyelidikan di lapangan (in situ test)
Jenis penyelidikan di lapangan seperti pengeboran (hand boring ataupun machine boring), Cone Penetrometer Test (Sondir), Standard Penetration Test (SPT), Sand Cone Test dan Dynamic Cone Penetrometer.
b. Penyelidikan di laboratorium (laboratory test)
Sifat-sifat fisik tanah dapat dipelajari dari hasil uji Laboratorium pada sampel tanah yang diambil dari pengeboran. Hasil yang diperoleh dapat digunakan untuk menghitung kapasitas daya dukung ultimit dan penurunan. Jenis penyelidikan di laboratorium terdiri dari uji index properties tanah (Atterberg Limit, Water Content, Spesific Gravity, Sieve Analysis) dan engineering properties tanah (Direct Shear Test, Triaxial