ANALISIS DAYA DUKUNG ULTIMIT DAN PENURUNAN PADA COMPRESSION LOADING TEST BORED PILE TUNGGAL DIAMETER 0,6 METER DENGAN METODE SEMI EMPIRIS DAN PEMODELAN METODE
ELEMEN HINGGA
(STUDY KASUS MEDAN FOCAL POINT)
TESIS
OLEH RINI 127016008
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ANALISIS DAYA DUKUNG ULTIMIT DAN PENURUNAN PADA COMPRESSION LOADING TEST BORED PILE TUNGGAL DIAMETER 0,6 METER DENGAN METODE SEMI EMPIRIS DAN PEMODELAN METODE
ELEMEN HINGGA
(STUDY KASUS MEDAN FOCAL POINT)
TESIS
SyaratUntukMemperolehGelar Magister Teknik Pada Program Studi Magister TeknikSipil FakultasTeknikUniversitas Sumatera Utara
OLEH RINI 127016008
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
JUDUL TESIS : ANALISIS DAYA DUKUNG ULTIMIT DAN PENURUNAN PADA COMPRESSION LOADING TESTBORED PILETUNGGAL DIAMETER 0,6METER DENGAN METODE SEMI EMPIRIS DAN PEMODELAN METODE ELEMEN HINGGA (STUDY KASUS MEDAN FOCAL POINT)
NAMA MAHASISWA : RINI NOMOR POKOK : 127016008 PROGRAM STUDI : TEKNIK SIPIL
Menyetujui Komisi Pembimbing,
(Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE)
Ketua Anggota
(Ir. Rudi Iskandar, MT)
Ketua Program Studi Dekan
Telah diuji pada: 12 Agustus 2014
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE
Anggota : Ir. Rudi Iskandar, MT
: Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan
ABSTRACT
Loaded foundation will undergo deformation which brings about the lowering of the foundation. The lowering, which is not uniformed and beyond the permitted lowering, can have fatal result on building structure on it. The researcher would analyze the structure of the lower part of Medan Vocal Point building which was called foundation. Bored piles were used for the type of foundation and standard penetration test and compression loading test were used for the field test as the analytical basis.
The objective of the research was to analyze and to compare the ultimate supporting power of single piles, and the lowering was caused by compression loading test by using semi empirical method and infinite element modeling with plaxis program and to analyze ultimate supporting power and the lowering in grouped piles with Vesic method (1977) and horizontal supporting power with Broms method (1964).
Based on the result of the analysis of the ultimate supporting power of single piles in Reese & Wright of 563.64 tons, Mazurkiewicz (1972) of 325 tons, Butler & Hoy (1977) of 320 tons, De Beer method (1976) of 230 tons, and Infinite Element Modeling with Plaxis program of 563.64 tons, it was found that the elastic lowering occurred by using semi empirical method was 4.68 mm and in the Infinite Element Modeling with Plaxis program was 4.84 mm with the variance of lowering of 0.16 mm (0.20%). Meanwhile, the ultimate supporting power of the grouped piles was 313.13 tons and the lowering of grouped piles with Vesic method (1977) was 10 mm. The ultimate supporting power of single piles in each analytical method was safe because it was bigger than the foundation planned load (150 tons). The calculation method of the supporting power used was the smallest value of the supporting power of De Beer method (230 tons).
The elastic lowering in each calculation method was safe because it was in line with the testing standard of ASTM D 1143-81, Smaximum ≤ 25.40 mm. Meanwhile,
the elastic lowering of grouped piles was bigger than the elastic lowering of single piles. This was because the compression zone area in the lower part of single piles was smaller than the compression zone area in grouped piles.
ABSTRAK
Pondasi yang dibebani akan mengalami perubahan struktur tanah (deformasi) yang bias mengakibatkan terjadinya penurunan pada pondasi. Penurunan yang tidak seragam dan diluar batas penurunan yang diijinkan, dapat berakibat fatal pada struktur bangunan diatasnya.Untuk itu penulisakan meneliti struktur bagian bawah bangunan Medan Focal Point yang disebut pondasi. Jenis pondasi yang digunakan adalah bored pile. Dengan uji lapangan yang digunakan sebagai dasar analisis adalah
Standart Penetration Testdan uji beban vertical (compression loading test).
Tujuan penulisan tesis ini adalah menganalisis dan membandingan daya dukung ultimit tiang tunggal dan penurunan yang terjadi akibat compression loading testdengan menggunakan Metode Semi Empiris dan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis, serta menganalisis daya dukung ultimit dan penurunan pada tiang kelompokdengan Metode Vesic (1977)dan daya dukung horizontaldengan menggunakan Metode Broms (1964).
Berdasarkan hasil analisis daya dukung ultimit tiang tunggal pada Metode Reese & Wright yaitu 563,64 ton, Metode Mazurkiewicz (1972) yaitu 325 ton, Metode Butler & Hoy (1977) yaitu 320 ton, Metode De Beer (1976) yaitu 230 dan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis yaitu 563,64 ton dan penurunan elastis yang terjadi dengan menggunakan Metode Semi Empiris yaitu 4,68 mm dan pada Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis yaitu 4,84 mm. Dengan selisih penurunan sebesar 0,16 mm (0,20%). Sedangkan daya dukung ultimit tiang kelompokyaitu 313,13 ton dan penurunan tiang kelompok dengan Metode Vesic (1977) yaitu 10 mm. Untuk daya dukung horizontal tiang tunggal dengan Metode Broms (1964) adalah 23,78 ton.Daya dukung ultimit tiang tunggal pada setiap Metode Analisis amankarenalebih besar dari bebanrencana pondasi (150 ton). Metode perhitungan daya dukung yang digunakan adalah nilai daya dukung terkecil yaitu Metode De Beer (230 ton).
Penurunan elastis pada setiap metode perhitungan aman karena sesuai standart
pengujian yang digunakan ASTM D1143-81 yaituSmaksimum ≤ 25,40 mm. Sedangkan
penurunan elastis pada tiang kelompok lebih besar dibandingkan penurunan elastis tiang tunggal. Hal ini disebabkan luas zona tertekan pada bagian bawah tiang tunggal lebih kecil dari pada luas zona tertekan pada tiang kelompok.
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji dan Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas segala rahmat dan
karunia-Nya, sehingga penulis dapat meyelesaikan tesis ini dengan baik.Tesis ini
disusun sebagai salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan pada Program
Studi Magister Teknik Sipil,Konsentrasi Struktur Geoteknik di Universitas Sumatera
Utara. Judul Tesis ini adalah: “Analisis Daya Dukung Ultimit Dan Penurunan Pada Compression Loading TestBored Pile Tunggal Diameter 0,6 Meter Dengan Metode Semi Empiris Dan Pemodelan Metode Elemen Hingga (Study Kasus Medan Focal Point)”. Tesis ini membahas tentang daya dukung dan penurunan yang terjadi pada pondasi tiang jika pondasi tersebut dibebani melalui uji beban vertikal
dengan menggunakan Pemodelan Elemen Hingga Program Plaxis.
Pada proses penulisan tesis ini penulis banyak mendapatkan bantuan dari
berbagai pihak dan pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati saya
menyampaikan rasa terima kasih saya yang sebesar-besarnya kepada yang terhormat:
Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE Selaku dosen pembimbing I dan Bapak
Ir. Rudi Iskandar, MT Selaku dosen pembimbing IIyang telah meluangkan waktu
untuk memberikan bimbingan dan masukansehingga terselesaikannya tesis ini.
Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, dan Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira
Mulia Tarigan, M.Sc sebagai pembanding dan penguji yang telah memberikan
masukan dan saran demi perbaikan tesis ini.
Seluruh dosen Program Studi Magister Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara
yang telah membekali penulis dengan ilmu pengetahuan selama menjalani masa
perkuliahan serta Bapak Yun yang telah banyak membantu kelancaran administrasi
selama penulis menempuh perkuliahan hingga selesai.
Kedua Orang tua tercinta yang telah memberikan dukungan baik moril maupun
materil kepada penulis.
Teman-teman Mahasiswa Magister Teknik Sipil USUAngkatan 2012khususnya
Konsentrasi Struktur Geoteknik Bapak Berlin Anggiat Tampubolon dan Bapak
Simon Petrus Simorangkir yang selalu memberikan bantuan, motivasi dan
semangatnya.
Semoga segala kebaikan yang selama ini telah diberikan mendapat balasan
yang mulia dari Allah SWT.
Penulis menyadari bahwa penulisan tesis ini masih jauh dari sempurna karena
keterbataan pengetahuan dan pengalaman, serta referensi yang penulis miliki. Untuk
itu penulis terbuka terhadapkritik dan saran demi perbaikan pada masa mendatang
dan nantinya tugas ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Medan, Agustus 2014
RINI
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis dengan judul “Analisis Daya Dukung Ultimit Dan Penurunan Pada Compression Loading TestBored Pile Tunggal Diameter 0,6 Meter Dengan Metode Semi Empiris Dan Pemodelan Elemen Hingga (Study Kasus Medan Focal Point)”. Adalah karya saya dan belum pernah diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sepanjang
pengetahuan saya juga, tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau
diterbitkan dari penulis lain kecuali yang secara tertulis diakui dalam naskah ini
disebutkan dalam daftar pustaka.
Medan, Agustus 2014
RINI
RIWAYAT HIDUP
A. DATA PRIBADI
Nama : Rini
Tempat / TanggalLahir : Tapaktuan / 17 Oktober 1988
Alamat : Jl. Sisingamanga Raja Gg. Perhubungan No.16d
Medan
B. RIWAYAT PENDIDIKAN
1993 – 1994 : TK Darma Wanita Tapaktuan
1994 – 2000 : SD Negri Kalikebo 2, Trucuk, Klaten
2000 – 2003 : SMP Negri 2 Trucuk, Klaten
2003 – 2006 : SMU Negri 1 Tapaktuan
2006 – 2010 : Jurusan Teknik Sipil Konsentrasi Struktur Geoteknik
UISU
2012 – 2014 : Magister Teknik Sipil Konsentrasi Struktur Geoteknik
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
PERNYATAAN ... v
RIWAYAT HIDUP ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR NOTASI ... xiv
BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar belakang ... 1
1.2Tujuan Penulisan ... 2
1.3Batasan masalah ... 3
1.4Manfaat Penulisan ... 3
1.5Sistematika penulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pendahuluan ... 5
2.2 Penyelidikan tanah (soil investigation) ... 6
2.3 Pondasi ... 9
2.3.1 Pondasi dalam ... 9
2.3.2 Pondasi tiang bor (bored pile) ... 10
2.3.3 Keuntungan dan kerugian penggunaan bored pile ... 11
2.3.4 Jenis pondasi bored pile ... 12
2.3.5 Metode pelaksanaan bored pile ... 13
2.3.6 Tiang kelompok ... 15
2.3.7 Jarakantar tiang pada tiang kelompok ... 15
2.4 Uji beban (loading test) ... 16
2.4.1Uji pembebanan langsung (Static load test) ... 17
2.4.2 Uji beban vertikal (compressive loading test) ... 18
2.4.3 Tujuan compression loading test ... 19
2.4.4 Slow Maintened Load Method (SM Test) ... 21
2.4.5 Prosedur pengukuran penurunan tiang ... 22
2.5 Daya Dukung Pondasi ... 23
2.5.1 Daya dukung tiang data SPT ... 23
2.5.2 Daya Dukung data compression loading testtiang tunggal ... 26
2.5.3 Daya dukung tiang kelompok ... 30
2.5.4 Faktor efisiensi Tiang Kelompok ... 31
2.6 Daya dukung horizontal (lateral) ... 32
2.6.1 Metode Broms (1964) ... 32
2.6.2 Metode Broms (1964) untuk tiang panjang kepala tiang terjepit (Fixed head) ... 33
2.7.1 Penurunan elastis tiang tunggal ... 35
2.7.2 Penurunan elastis tiang kelompok ... 40
2.7.3 Penurunan yang diijinkan ... 41
2.8 Transfer Beban ... 41
2.8.1 Transfer beban gesekan (friction) ... 42
2.8.2 Transfer beban tahanan ujung (end bearing) ... 42
2.9 Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis Versi 8,2 ... 43
2.9.1 Parameter model tanah Morh Coulomb ... 44
2.9.2 Daya dukung tiang tunggal Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis ... 44
2.10 Penelitian yang pernah dilakukan ... 44
BAB III METODOLOGI 3.1 Deskripsi proyek ... 47
3.2 Lokasi penelitian ... 48
3.3 Data teknis bored pile ... 50
3.4 Tahapan pengumpulan data ... 51
3.5 Bagan alir penulisan tesis ... 53
3.6 Bagan alir daya dukung ultimit dan penurunan bored pile ... 50
3.7 Bagan alir Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis ... 54
4.1.1 Daya dukung tiang berdasarkan dataSPT ... 57
4.1.1.1 Metode Reese & Wright (1977) ... 58
4.1.2 Daya dukung compression loading testpada tiang tunggal ... 64
4.1.2.1 Metode Mazurkiewicz (1972)... 67
4.1.2.2 Metode Butler & Hoy... 68
4.1.2.3 Metode De Beer ... 69
4.1.3 Daya dukung ultimit nyata (real ultimite bearing capasity)pada tiang tunggal ... 70
4.1.3.1 Metode Mazurkiewicz (1972) ... 71
4.1.3.2 Metode Butler & Hoy... 73
4.1.3.3 Metode De Beer ... 74
4.1.4 Daya dukung tiang kelompok ... 75
4.1.5 Daya dukung horizontal ... 76
4.2 Penurunan tiang ... 76
4.2.1 Penurunan tiang tunggal ... 77
4.2.1.1 Penurunan elastis tiang tunggal ... 83
4.2.1.2 Penurunan elastis tiang kelompok ... 83
4.2.2 Penyaluran(Transfer) beban... 83
4.2.2.1Transfer beban friktion ... 83
4.2.2.2Transfer beban end bearing ... 84
BAB V PEMODELAN ELEMEN HINGGA PROGRAM PLAXIS 5.1 Program Plaxis Versi 8,2 ... 86
5.2.1 Input data bored pile pada Plaxis ... 87
5.2.2 Input data tanah pada Program Plaxis ... 87
5.2.3 Siklus pembebanan loading test ... 91
5.3 Kurva hubungan beban-penurunan ... 93
5.3.1 Beban 200%design load ... 93
5.3.2 Beban 150% design load ... 95
5.3.3 Beban 100% design load ... 96
5.3.4 Beban 50% design load ... 98
5.4 Hasil compression loading test dengan menggunakan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis ... 99
5.5Perbandinganhasilcompression loading testdi lapangan dengan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis ... 101
5.6 Daya dukung tiang tunggal ... 102
5.7Diskusi ... 102
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan ... 107
6.2 Saran ... 108
DAFTAR GAMBAR 2.5 Tahanan geser selimut bored pile pasiran (Reese & Wright, 1977) 25 2.6 Hubungan beban-penurunan Metode Mazurkiewicz (1972) ... 27
2.7 Hubungan beban-penurunan Metode Butler & Hoy (1977) ... 28
2.8 Hubungan beban-penurunan Metode De Beer (1976) ... 30
2.9 Perlawanan tanah dan momen lentur tiang panjang-kepala tiang terjepit pada tanah pasir ... 33
2.10 Faktor Penurunan io 2.11 Kompresi r (Poulus & Davis, 1980) ... 37
k 2.12 Koreksi kedalaman r (Poulus & Davis, 1980) ... 37
h 2.13 Koreksi Angka Poisson r (Poulus & Davis, 1980) ... 37
μ 2.14 Koreksi kekakuan lapisan pendukung r (Poulus & Davis, 1980) ... 38
b 2.15 Kurva hubungan beban-penurunan loading test ... 40
3.5 Bagan alir daya dukung ultimit dan penurunan bore pile ... 53
3.6 Bagan alir Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis . 54 4.1 Daya dukung ultimit bored pile berdasarkan data SPT ... 63
4.2 Hubungan uji beban-penurunan loading test ... 65
4.3 Hubungan beban-waktu loading test ... 66
4.4 Hubungan penurunan-waktu loading test ... 67
4.5 Daya dukung ultimit Metode Mazurkiewicz (1972) ... 67
4.6 Daya dukung ultimit Metode Butler & Hoy ... 68
4.7 Daya dukung ultimit Metode De Beer (1976)... 69
4.8 Real ultimate bearing capacityMetode Mazurkiewicz (1972).... 71
4.9 Real ultimate bearing capacityMetode Butler & Hoy ... 72
4.10 Real ultimate bearing capacityMetode De Beer (1976) ... 73
4.11 Penurunan tiang tunggal ... 81
4.12 Penurunan elastis tiang tunggal ... 82
4.13 Transfer beban friksion ... 84
4.14 Transfer beban end bearing ... 85
5.1 Perbandingan hubungan uji beban-penurunan 200% design load 93 5.2 Perbandingan hubungan uji beban-penurunan 150% design load 95 5.3 Perbandingan hubungan uji beban-penurunan 100% design load 96 5.4 Perbandingan hubungan uji beban-penurunan 50% design load 98
5.5 Hubungan beban-penurunan compression loading test Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis ... 99
5.6 Perbandingan hubungan beban-penurunan di lapangan dengan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis ... 96
dengan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis ... 104
5.8 Perbandingan daya dukung ultimit tiang tunggal Metode Semi
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
2.1 Penelitian yang pernah dilakukan ... 45
3.1 Data bored pile (Acset Indonesia, 2011) ... 50
4.1 Data SPT (Acset Indonesia, 2011) ... 57
4.2 Perhitungan daya dukung ultimitbored pile berdasarkan data SPT 61 4.3 Data compression loading test (Acset I, 2011) ... 64
4.4 Perbandingan daya dukung ultimit tiang tunggal ... 74
4.5 Penurunan tiang tunggal ... 79
5.1 Input parameter tanah pada Plaxis ... 87
5.2 Input parameter bored pile ... 89
5.3 Perbandingan hubungan uji beban-penurunan 200% design load 94 5.4 Perbandingan hubungan uji beban-penurunan 150% design load 95 5.5 Perbandingan hubungan uji beban-penurunan 100% design load 97 5.6 Perbandingan hubungan uji beban-penurunan 50% design load 98
5.7 Penurunan tiang tunggal Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis ... 100
DAFTAR NOTASI = Daya dukung ultimit lateral
D = Diameter tiang
Kp
d = Diameter (mm)
= Koefisien tekanan pasif
Q = Beban yang bekerja pada tiang (ton)
= Faktor koreksi kemudah mampatan tiang
h
= Modulus elastisitas dari bahan tiang (Mpa)
s
S
= Modulus elastisitas tanah disekitar tiang (Mpa)
g
B
= Penurunan elastis tiang kelompok
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I Data SPT
Lampiran II Data Loading Test
Lampiran III Korelasi Parameter Plaxis
ABSTRACT
Loaded foundation will undergo deformation which brings about the lowering of the foundation. The lowering, which is not uniformed and beyond the permitted lowering, can have fatal result on building structure on it. The researcher would analyze the structure of the lower part of Medan Vocal Point building which was called foundation. Bored piles were used for the type of foundation and standard penetration test and compression loading test were used for the field test as the analytical basis.
The objective of the research was to analyze and to compare the ultimate supporting power of single piles, and the lowering was caused by compression loading test by using semi empirical method and infinite element modeling with plaxis program and to analyze ultimate supporting power and the lowering in grouped piles with Vesic method (1977) and horizontal supporting power with Broms method (1964).
Based on the result of the analysis of the ultimate supporting power of single piles in Reese & Wright of 563.64 tons, Mazurkiewicz (1972) of 325 tons, Butler & Hoy (1977) of 320 tons, De Beer method (1976) of 230 tons, and Infinite Element Modeling with Plaxis program of 563.64 tons, it was found that the elastic lowering occurred by using semi empirical method was 4.68 mm and in the Infinite Element Modeling with Plaxis program was 4.84 mm with the variance of lowering of 0.16 mm (0.20%). Meanwhile, the ultimate supporting power of the grouped piles was 313.13 tons and the lowering of grouped piles with Vesic method (1977) was 10 mm. The ultimate supporting power of single piles in each analytical method was safe because it was bigger than the foundation planned load (150 tons). The calculation method of the supporting power used was the smallest value of the supporting power of De Beer method (230 tons).
The elastic lowering in each calculation method was safe because it was in line with the testing standard of ASTM D 1143-81, Smaximum ≤ 25.40 mm. Meanwhile,
the elastic lowering of grouped piles was bigger than the elastic lowering of single piles. This was because the compression zone area in the lower part of single piles was smaller than the compression zone area in grouped piles.
ABSTRAK
Pondasi yang dibebani akan mengalami perubahan struktur tanah (deformasi) yang bias mengakibatkan terjadinya penurunan pada pondasi. Penurunan yang tidak seragam dan diluar batas penurunan yang diijinkan, dapat berakibat fatal pada struktur bangunan diatasnya.Untuk itu penulisakan meneliti struktur bagian bawah bangunan Medan Focal Point yang disebut pondasi. Jenis pondasi yang digunakan adalah bored pile. Dengan uji lapangan yang digunakan sebagai dasar analisis adalah
Standart Penetration Testdan uji beban vertical (compression loading test).
Tujuan penulisan tesis ini adalah menganalisis dan membandingan daya dukung ultimit tiang tunggal dan penurunan yang terjadi akibat compression loading testdengan menggunakan Metode Semi Empiris dan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis, serta menganalisis daya dukung ultimit dan penurunan pada tiang kelompokdengan Metode Vesic (1977)dan daya dukung horizontaldengan menggunakan Metode Broms (1964).
Berdasarkan hasil analisis daya dukung ultimit tiang tunggal pada Metode Reese & Wright yaitu 563,64 ton, Metode Mazurkiewicz (1972) yaitu 325 ton, Metode Butler & Hoy (1977) yaitu 320 ton, Metode De Beer (1976) yaitu 230 dan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis yaitu 563,64 ton dan penurunan elastis yang terjadi dengan menggunakan Metode Semi Empiris yaitu 4,68 mm dan pada Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis yaitu 4,84 mm. Dengan selisih penurunan sebesar 0,16 mm (0,20%). Sedangkan daya dukung ultimit tiang kelompokyaitu 313,13 ton dan penurunan tiang kelompok dengan Metode Vesic (1977) yaitu 10 mm. Untuk daya dukung horizontal tiang tunggal dengan Metode Broms (1964) adalah 23,78 ton.Daya dukung ultimit tiang tunggal pada setiap Metode Analisis amankarenalebih besar dari bebanrencana pondasi (150 ton). Metode perhitungan daya dukung yang digunakan adalah nilai daya dukung terkecil yaitu Metode De Beer (230 ton).
Penurunan elastis pada setiap metode perhitungan aman karena sesuai standart
pengujian yang digunakan ASTM D1143-81 yaituSmaksimum ≤ 25,40 mm. Sedangkan
penurunan elastis pada tiang kelompok lebih besar dibandingkan penurunan elastis tiang tunggal. Hal ini disebabkan luas zona tertekan pada bagian bawah tiang tunggal lebih kecil dari pada luas zona tertekan pada tiang kelompok.
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pondasi adalah bagian dari bangunan yang berfungsi memikul seluruh beban
bangunan (beban hidup & beban mati), untuk diteruskan kelapisan tanah pada
kedalamantertentu (Bowles,1982). Pondasiyang dibebani akan mengalami perubahan
struktur tanah (deformasi) yang biasanya mengakibatkan terjadinya penurunan pada
pondasi. Jika terjadi penurunan pondasi dalam ambang batas dan seragam maka hal
ini tidak terlalu membahayakan pada konstruksi bangunan di atasnya, tetapi yang
sangat berbahaya adalah penurunan yang tidak seragam dan diluar batas penurunan
yang diijinkan, hal ini dapat berakibat fatal pada bangunan konstruksi di atasnya.
Adapun akibat terjadinya penurunan pada pondasi antara lain:
- Kerusakan pada dinding (retak atau miring).
- Lantai pecah, retak dan bergelombang.
- Penurunan atap dan bagian-bagian bangunan yang lain.
Untuk itu penulis akan meneliti struktur bagian bawah bangunan Medan Focal
Point yang disebut pondasi. Ada berbagai jenis pondasi sesuai dengan kelebihan dan
kekurangan masing–masing jenis. Pada Medan Focal Point pondasi didesain untuk
bangunan bertingkat lima dan letak tanah keras terdapat pada kedalaman 30 meter.
Jenis pondasi yang digunakan adalah jenis pondasi dalam. Dikarenakan sudah ada
bangunan lain yang berdiri disekitar lokasi proyek seperti Home Centra, Perumahan
pondasi dalam yang digunakan adalah pondasi bored pile. Karena pondasi bored pile
memiliki kelebihan untuk getaran yang dihasilkan pada proses pemancangan pondasi
relatif kecil. Untuk itu pada Medan Focal Point ini penulis akan menganalisis daya
dukung ultimit bored pile tiang tunggal dan besar penurunan yang terjadi jika bored
pile dibebani. Dengan menggunakan Metode Semi Empiris dan
PemodelanElemenHinggadengan Program Plaxis.
Uji lapangan Medan Focal Point yang digunakan untuk analisis daya dukung
ultimit bored pile dan penurunan jika bored pile dibebani adalahStandart Penetration
Test dengan 4 (empat) titik pengujian (BH-01 BH-02 BH-03 BH-04)dan loading test
dengan dua titik pengujian (BP 91 dan BP 108). Pada penulisan ini titik loading test
yang dianalisis adalah BP 91 dan titik Standard Penetration Testadalah BH-03.
1.2 TujuanPenulisan
Tujuan dari penulisan tesis ini adalah:
a. Menganalisis dan membandingkan daya dukung ultimit tiang tunggal pada
setiap metode berdasarkan data yang diperoleh dari Standard Penetration
Testdengan Metode Reese & Wright dan data yang diperoleh dari ujibeban
vertical denganMetode Mazurkiewicz (1972), Metode Butler & Hoy (1977),
Metode De Beer (1976) dan PemodelanElemenHinggadengan Program
Plaxis.
b. Menganalisis penurunan pada ujibeban vertical tiang tunggal menggunakan
Metode Semi Empiris dan membandingan hasil penurunan metode tersebut
c. Menganalisis daya dukung ultimit tiang kelompok dan penurunannya dengan
menggunakan Metode Vesic (1977).
d. Menganalisis daya dukung horizontaldengan menggunakan Metode Broms
(1964).
1.3 Batasan masalah
Batasan masalah dari penulisan tesis ini adalah:
a. Uji beban yang dilakukancompressive loading test pada tiang tunggal.
b. Asumsi bahwa pekerjaan yang dilakukan di lapangan adalah benar.
1.4 Manfaat Penulisan
Sebagai bahan referensi bagi mahasiswa yang mempunyai masalah yang sama.
1.5 Sistematika penulisan
Bab I : Pendahuluan, menjelaskan tentang latar belakang, tujuan penulisan,
batasan masalah, manfaat penulisan, dansistematikapenulisan.
Bab II : TinjauanPustaka, menjelaskan tentang kajian kepustakaan yang
mendasari penelitian sesuai dengan tujuan dan batasan masalah.
Bab III : Metodologi, menjelaskan tentang urutan pelaksanaan penelitian dan
data teknis.
Bab IV : Hasil Perhitungan, menjelaskan tentang perhitungan daya dukung
ultimit dan penurunan pondasi tiang bor dengan Metode Semi
Bab V : Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis, menjelaskan
tentang perhitungan dayadukung ultimit dan penurunan pondasi
tiang bor dengan Program Plaxis dan perbandingannya dengan hasil
perhitungan dengan Metode Semi Empiris.
Bab VI : Kesimpulandan saran, menjelaskan tentang kesimpulan dan saran
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pendahuluan
Daya dukung tanah dipengaruhi oleh nilai kuat geser tanah, yang mana
dipengaruhi oleh nilai kohesi dan sudut geser tanah. Jika gaya geser yang bekerja
pada suatu massa tanah maka secara bersamaan tegangan normal (σ) akan bekerja, maka harga tegangan geser (τ) akan bertambah besar akibat deformasi mencapai ambang batas. Jika harga ambang batas itu dihubungkan dengan tegangan normal (σ) yang berbeda-beda maka akan diperoleh suatu garis lurus dimana kohesi (c) sebagai
konstanta dan tegangan normal (σ) sebagai variabel, dan kemiringan garis ditentukan oleh sudut geser tanah. Sehingga dapat ditulis dalam persamaan sebagai berikut:
τ= c + σ tan ø (2.1)
Dimana, τ= kuat geser tanah (kg/cm2 c = kohesi tanah (kg/cm
)
2
Σ = tegangan normal yang terjadi pada tanah (kg/cm )
2
ø = sudut geser tanah (derajat)
)
Dari persamaan di atas nilai kohesi (c) diperoleh dari besarnya gaya tarik
menarik antara butiran tanah, sedangkan daya tahan terhadap pergeseran antar
partikel tanah disebut sudut geser tanah (ø), hal ini dapat ditentukan dari percobaan
Agar informasi yang diperoleh lebih akurat dilakukan perbandingan metode
analisis daya dukung ultimit dan penurunan yang terjadi jika pondasi dibebani dengan
dilakukan beberapa uji lapangan pada Medan Focal Point seperti penyelidikan tanah
dengan Standard Penetration Test dan uji beban vertikal pada pondasi bored pile
dengan besar beban uji 200% dari beban rencana yaitu 300 ton. Nilai daya dukung
pondasi pada loading test dapat diperoleh dari Metode Mazurkiewicz (1972), Metode
Butler & Hoy (1977), Metode De Beer (1976). Sebelum dilakukan loading test pada
pondasi tiang tunggal terlebih dahulu dilakukan soil investigation dengan SPTyang
berfungsi untuk mengetahui jenis lapisan tanah dan daya dukung ultimit tiang dengan
menggunakan Metode Reese & Wright (1977). Hasil analisis dari pengujian tersebut
dibandingkan dengan menggunakan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program
Plaxis.
2.2` Penyelidikan tanah (Soil Investigation)
Struktur bawah bangunan terdiri dari pondasi dan tanah pendukung pondasi.
Untuk itu hal yang sangat berkaitan dengan pondasi adalah penyelidikan tanah.
Pondasi harus diletakkan pada lapisan tanah yang cukup keras dan padat. Dengan
dilakukannya penyelidikan tanah dapat diketahui letak atau kedalaman tanah keras
yang berfungsi untuk mengetahui sifat–sifat dasar tanah seperti asal-usulnya,
penyebaran ukuran butiran,kemampuan mengalirkan air, sifat pemampatan bila
dibebani(compressibility), kekuatan geser, kapasitas daya dukung terhadap beban dan
lain-lain. (Das, 1995).
a. Pemboran (drilling): dari hasil pemboran (bore holes) yang dilakukan dengan
Standart Penetrastion Test (SPT), Cone Penetrastion Test (CPT). Diketahui
jenis lapisan tanah yang kemudian dikirim ke Laboratorium Mekanika
Tanah.
b. Percobaan penetrasi (Penetration Test) dengan menggunakan alat yang
disebut Sondir Static Penetrometer. Ujungnya berupa konus yang ditekan
masuk kedalam tanah dan secara otomatis dapat dibaca hasil Sondir
tegangan tanah.
Untuk mengetahui sifat tanah berdasarkan sifat lekatnya antara lain:
a. Tanah kohesif adalah tanah yang mempunyai sifat lekatan antara
butir-butirnya (tanah lempung = mengandung lempung cukup banyak).
b. Tanah non kohesif adalah tanah yang tidak mempunyai atau sedikit sekali
lekatan antara butir-butirnya (hampir tidak mengandung lempung misal
pasir).
c. Tanah organik adalah tanah yang sifatnya sangat dipengaruhi oleh
bahan-bahan organik (sifat tidak baik).
Tanah memiliki perbedaan antara kondisi undrained dan drained tergantung
pada waktu. Setiap tanah memiliki karakteristik dalam menentukan berapa lama
waktu yang dibutuhkan untuk berubah kondisi dari kondisi undrained menjadi
Penyelidikan tanah dapat dilakukan langsung dilapangan maupun di
laboratorium. Pada Medan Focal Point penyelidikan tanah yang dilakukan di
lapangan adalah Standard Penetration Test.
2.2.1 Standard Penetration Test (SPT)
Penyelidikan tanah dengan SPT informasi tentang kondisi di bawah
permukaan tanah dapat diperoleh hingga 85% dengan biaya yang ekonomis. Pada
pondasi tiang harga NSPTyang diperoleh dari proses pengujian dapat digunakan untuk
perhitungan gesekan selimut yang mana dapat diambil rata-rata pada tiap lapisan
begitu juga untuk perhitungan daya dukung ujung pondasi tiang perataan dilakukan
dengan mengambil suatu interval kedalaman sedikit di bawah dan di atas ujung tiang.
(Raharjo, 1996).
Adapun keuntungan dari penyelidikan tanah dengan menggunakan SPT
adalah:
a. Dapat menentukan kedalaman dan tebal masing-masing lapisan tanah.
b. Alat dan cara operasinya relatif sederhana.
c. Contoh tanah terganggu dapat diperoleh untuk identifikasi jenis tanah,
sehingga interpretasi kuat geser dan deformasi tanah dapat diperkirakan
2.3 Pondasi
Suatu sistem pondasi harus dihitung untuk menjamin keamanan dan kestabilan
struktur bangunan diatasnya dimana tidak boleh terjadi penurunan sebagian atau
seluruhnya melebihi batas yang diijinkan. Dalam perencanaan pembangunan pondasi
ada beberapa hal yang harus diperhatikan. (Bowles, 1988):
a. Penentuan fungsi bangunan, beban bangunan, umur pemakaian, jenis
perangkaian, profil tanah, cara konstruksi, dan biaya konstruksi.
b. Penentuan kebutuhan bangunan.
c. Pembuatan rancangan dengan pertimbangan tidak menurunkan mutu
lingkungan dan memakai persyaratan keamanan yang sudah ditentukan
dalam peraturan bangunan.
2.3.1 Pondasi dalam
Dari klasifikasi pondasi berdasarkan perbandingan lebar dan kedalaman
pondasi dibagi menjadi dua diantaranya: pondasi dangkal d/b ≤ 1 dengan jenis pondasi telapak, pondasi rakit, dll dan pondasi dalam d/b ≥ 4 dengan jenis pondasi
bored pile, tiang pancang, dll. (Bowles, 1997). Dari data SPTyang diperoleh tanah
keras berada pada kedalaman 30 meter. Klasifikasi pondasi berdasarkan
perbandingan lebar dan kedalaman 28/0,60 = 46.67 m ≥ 4. Dengan rencana bangunan bertingkat 5 (lima). Berdasarkan data tersebut jenis pondasi yang digunakan adalah
2.3.2 Pondasi tiang bor (bored pile)
Disekitar lokasi Proyek Medan Focal Point terdapat banyak bangunan lain
seperti Home Centra, Perumahan Setia Budi 2, dan Mc Donald. Dengan
pertimbangan tidak menurunkan mutu bagunan sekitar (rusaknya struktur bangunan
akibat pemancangan). Maka jenis pondasi dalam yang tepat untuk digunakan adalah
bored pile.Bored pilepemasangannya dilakukan dengan cara tanah dibor terlebih
dahulu. Getaran yang dihasilkan pada saat pemasangan pondasi relatif kecil sehingga
tidak merusak struktur tanah atau bangunan disekitar lokasi proyek Medan Focal
Point.
Fungsi pondasi bored pile pada umumnya dipengaruhi oleh besar/bobot dan
jenis tanah sebagai pendukung konstruksi yaitu:
a. Transfer beban kontruksi bangunan atas kedalam tanah baik melalui
selimut tiang maupun melalui ujung tiang.
b. Menahan gaya desak keatas dan gaya guling, misal pada telapak pada
bangunan bawah tanah dan kaki bangunan menara untuk menahan guling.
c. Untuk dapat memanfaatkan lapisan tanah pada tanah lepas (non kohesif).
d. Mengontrol penurunan terhadap bangunan yang berada pada tanah yang
mempunyai penurunan yang besar.
2.3.3 Keuntungan dan kerugian penggunaan bored pile
Adapun keuntungan dan kerugian dari penggunaan pondasi dalam jenis bored
pile dibandingkan dengan penggunaan pondasi dalam jenis lain adalah:
a. Pada saat pemasangan tidak menimbulkan gangguan suara dan getaran
yang membahayakan bangunan sekitarnya.
b. Mengurangi kebutuhan beton dan tulangan dowel pada pelat penutup
tiang (pile cap) kolom dapat secara langsung diletakkan pada ujung
bored pile.
c. Kedalaman tiang dapat divariasikan.
d. Tanah dapat diperiksa dan dicocokkan dengan data laboratorium.
e. Bored pile dapat dipasang menembus batuan sedangkan pada
penggunaan tiang pancang akan terjadi kesulitan bila pemancangan
menembus lapisan batu.
f. Diameter tiang memungkinkan dibuat besar, bila perlu ujung bawah
tiang dapat dibuat lebih besar guna mempertinggi kapasitas
dukungnya.
g. Tidak ada resiko kenaikan muka air tanah.
h. Penulangan tidak dipengaruhi oleh tegangan pada waktu pengangkutan
dan pemancangan.
Kerugian menggunakan pondasi bored pile adalah:
a. Pengecoran bored pile dipengaruhi kondisi cuaca.
b. Pengecoran beton agak sulit bila dipengaruhi air tanah karena mutu
beton tidak dapat dikontrol dengan baik.
c. Mutu beton hasil pengecoran bila tidak terjamin keseragamannya
d. Pengeboran dapat mengakibatkan gangguan kepadatan, bila tanah
berupa pasir atau tanah yang berkerikil.
e. Air yang mengalir kedalam lubang bor dapat mengakibatkan gangguan
tanah, sehingga mengurangi kapasitas dukung tiang.
2.3.4 Jenis pondasi bored pile
Ada beberapa jenis pondasi bored pile berdasarkan bentuk tiang yaitu: bored
pile lurus untuk tanah keras, bored pile yang ujungnya diperbesar berbentuk bel,
bored pile yang ujungnya diperbesar berbentuk trapezium dan bored pile lurus untuk
tanah bebatuan. Pada Medan Focal Point jenis pondasi bored pile yang digunakan
adalah bored pile berbentuk lurus untuk tanah keras. Seperti tampak pada Gambar
2.1.
Gambar 2.1 Jenis bored pile (Das, 1999)
2.3.5 Metode pelaksanaan bored pile
Ada tiga metode pelaksanaan pondasi bored pile yaitu: Metode Kering,
Metode Basah, dan Metode Casing. Metode pekerjaan pondasi bored pile pada
di lokasi proyek Medan Focal Point adalah pasir di bawah muka air tanah. Yang
mana lubang bor akan sangat mudah longsor.
Proses pekerjaan pondasi bored pile dengan Metode Casing adalah tanah
dibor dengan menggunakan mesin bor dan auger dengan berbagai ukuran sesuai
dengan kondisi tanah dari hasil penyelidikan tanah. Setelah mencapai suatu
kedalaman yang tertentu pasang pipa selubung baja (casing) digunakan sebagai
pelindung terhadap longsoran dinding galian. Diameter casing dalam kurang lebih
sama dengan diameter lubang bor. Pemasangan casing dilakukan dengan cara
memancang, menggetarkan atau menekan casing hingga kedalaman yang ditentukan.
Bila penggalian sampai dibawah muka air tanah untuk menahan longsornya dinding
lubang digunakan Larutan Bentonite. Setelah casing terpasang pengeboran
dilanjutkan dengan mengganti mata auger dengan cleaning bucket (untuk membuang
tanah atau lumpur di dasar lubang). Setelah pengeboran mencapai kedalaman
rencana, perlu dilakukan pengukuran secara manual perlu diperhatikan kesamaan
tanah hasil pemboran dengan penyelidikan tanah sebelumnya (yang digunakan dalam
penentuan kedalaman pemboran). Apabila kedalaman dan lubang bor telah siap
selanjutnya dengan meletakkan tulangan rebar pada lubang bor. Jika lubang bor
terlalu dalam maka tulangan bar dapat disambung. Setelah selesai pemasangan
tulangan bar dikarenakan adanya air pada lubang bor pada proses pengecoran
diperlukan alat bantu khusus yaitu pipa tremi, yang dilanjutkan dengan pemasangan
pipa tremi terlebih dahulu yang panjangnya sama dengan panjang lubang bor/lebih
panjang. Corong beton dipasang dan dilakukan pengecoran dan pipa tremi dicabut
yaitu tahanan gesek dan tahanan ujung tiang. Hal yang paling penting adalah agar
selalu menjaga kebersihan dari lubang bor. Pada Medan Focal Point pondasi bored
pile yang digunakan memiliki kedalaman tiang 28 m dan diameter tiang 0,6 m.
2.3.6 Tiang kelompok
Tiang kelompok terdiri dari beberapa tiang yang diberi poer(footing), pada
Medan Focal Point tiang kelompok terdiri dari 5 (lima) tiang yang didukung oleh 1
poer. Seperti tampak pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Tiang kelompok (Acset Indonesia, 2011)
Dalam perhitungan poer dianggap/dibuat kaku sempurna sehingga:
a. Bila beban–beban yang bekerja pada kelompok tiang tersebut menimbulkan
penurunan maka setelah penurunan bidang poer tetap merupakan bidang
datar
b. Gaya yang bekerja pada tiang berbanding lurus dengan penurunan
2.3.7 Jarak antar tiang pada tiang kelompok
Jarak antar tiang didalam kelompok tiang akan mempengaruhi daya dukung
tiangkelompok. Bila beberapa tiang dikelompokkan dengan jarak yang saling
berdekatan maka tegangan tanah akibat gesekan tiang dengan tanah mempengaruhi
daya dukung tiang yang lain. Jarak minimum antara dua tiang adalah: s > 2 d, dimana
s = jarak antara tiang dan d = diameter tiang.
2.4 Uji beban (loading test)
Loading test dilakukan untuk mengetahui daya dukung ultimit tiang dan
penurunan yang terjadi jika tiang dibebani. Loading test biasa juga disebut dengan uji
beban statik. Dimana melibatkan pemberian beban statik dengan mengukur
pergerakan tiang pada selimut dan ujungnya.
Proses pekerjaan loading test dilakukan setelahpondasi tiang uji dipersiapkan
(dicor), perlu ditunggu terlebih dahulu selama 28 hari sebelum tiang dapat diuji. Hal
ini penting untuk memungkinkan tanah yang telah terganggu kembali ke keadaan
semula, dan tekanan air pori akses yang terjadi akibat pemancangan tiang telah
terdisipasi.
Dua alternatif loading test yang sering dilakukan adalah: test/unused pile,
failure test (dilakukan hingga tiang mengalami keruntuhan) dan test on a working pile
(used pile),200% design capacity (pada umumnya beban runtuh tidak dicapai pada
saat pengujian ini). Tetapi untuk alasan tertentu misalnya untuk keperluan optimasi
dan untuk kontrol beban ultimit pada gempa kuat, diperlukan pengujian sebesar 250%
Loading test pada Medan Focal Point dilakukan pada pondasi tiang tunggal.
Dimana pemberian beban dilakukan pada pengujian200% dari beban kerja. Beban
diberikan secara bertahap 0%, 25%, 50%, 75%, 100%, 150%, 175%, 200% pada
setiap penambahan beban dan penurunan tiang yang terjadi pada saat pembebanan
dicatat untuk interprestasi lebih lanjut.
Pondasi tiang yang digunakan untuk loading test adalah tiang yang letaknya
dekat dengan soil investigation. Pada Medan Focal Point ada dua tiang yang
digunakan untuk loading test tiang yaitu titik BP-91 dengan titik terdekat SPTyaitu
BH-03 dan titik BP-108 dengan titik terdekat SPT yaitu BH-02. Pada penulisan tesis
ini loading test yang dianalisis adalah titik BP-91 dengan titik SPT BH-03.
2.4.1 Uji pembebanan langsung (Static load test)
Loading test terdiri dari 2 jenis metode pembebanan yaitu static load testdan
dynamic load test. Jenis loading test yang digunakan padaMedan Focal Point adalah
static load test atau biasa disebut juga dengan kentledge system.
Adapun static load test terdiri dari beberapa jenis pembebanan yaitu: uji beban
vertikal (compression loading test), uji beban tarik (tension loading test) dan uji
beban horizontal (lateral loading test). Jenis pembebanan yang digunakan Medan
Focal Point adalah uji beban vertikal atauaxial static compression.
2.4.2 Uji beban vertikal (compression loading test)
Compression loading test digunakan untuk mengetahui daya dukung ultimit
tiang ketika menerima gaya aksial. Dimana loading test yang dilakukan pada Medan
4 siklus loading-unloading. Beban test maksimum adalah 200% design load. Untuk
mengukur penurunan tiang digunakan 4 buah Dial Gauge yang diletakkan disekitar
tiang dan bertumpu pada reference beam yang bebas dari pengaruh penurunan tanah
akibat beban pada tiang (Acset Indonesia, 2011).
Rencana pembebanan 200% design load yaitu 300 ton dilakukan dengan 4
cycle sebagai berikut:
CycleI : 0% - 25% - 50% - 25% - 0%
Cycle II : 0% - 50% - 75% - 100% - 75% - 50% - 0%
CycleIII :0% - 50% - 75% - 100% - 125% - 150% - 125% - 100% - 50% -
50% - 0%
CycleIV : 0% - 50% - 75% - 100% - 150% - 150% - 175% - 200% - 175% -
150% - 100% - 75% - 50% - 0%.
Gambar 2.3 Compression loading test (ASTM D1143-81)
2.4.3 Tujuan compression loading test
a. Untuk mengetahui hubungan antara beban dan penurunan pondasi akibat
beban rencana.
b. Untuk menguji bawah pondasi tiang yang diharapkan mampu mendukung
beban rencana dan dapat membuktikan bahwa dalam pelaksanaan tidak
terjadi kegagalan.
c. Untuk menentukan daya dukung ultimit nyata (real ultimate bearing
capacity) sebagai kontrol dari hasil perhitungan berdasarkan formula statis
maupun dinamis dan untuk mengetahui kemampuan elastisitas dari tanah,
mutu beton dan mutu besi beton.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada waktu pelaksanaan percobaan
compression loading test adalah:
a. Selang waktu pemasangan tiang dengan pengujian untuk hal ini belum ada
peraturan yang tegas dalam pengujian ini.
b. Untuk tiang beton “cast in place” tentu saja percobaan dapat dilakukan
setelah beton mengeras (28 hari) disamping mungkin ada persyaratan
lainnya.
c. Untuk tiang pancang ada beberapa pendapat mengenai kapan tiang dapat
ditest menurut terzaghi tiang yang diletakkan diatas lapisan yang
permeable misalya berpasir, maka percobaan dapat dilakukan 3 (tiga) hari
setelah pemancangan pada tiang yang dimasukkan dalam lapisan lanau atau
lempung maka percobaan ini hendaknya dilakukan setelah pemancangan
d. Perlu diperhatikan berapa panjang tiang tersisa dipermukaan tanah, pada
prinsipnya penonjolan ini harus sependek mungkin untuk menghindari
kemungkinan terjadinya tekuk, untuk loading test yang dilakukan didarat,
maka sisa tiang tidak boleh lebih dari 1 m, sedangkan pada lokasi berair
diatas dasar sungai (muka tanah) dapat lebih dari 1 m dengan catatan harus
ada kontrol tekuk.
2.4.4 Slow maintened
Jenis prosedur compression loading test adalah:
load method (SM Test)
Prosedur compression loading test pada Medan Focal Point adalah slow
maintened loading sesuai dengan ASTM D1143-81.Prosedur pembebanan slow
Maintened Loading terdiri dari beberapa langkah berikut:
Slow Maintened Test Load
Method(SM Test),Quick Maintened Load Test Method (QM Test), Constant Rate Of
Penetration Test Method (CRP Test) dan Prosedur Pembebanan Standar (SML)
Siklik.
a. Beban tiang dalam delapan tahapan yang sama yaitu (25%, 50%, 75%,
100%, 125%, 150% 175% dan 200%).
b. Setiap penambahan beban harus mempertahankan laju penurunan harus lebih
kecil 0,01 in/jam (0,25 mm/jam).
c. Mempertahankan 200% beban selama 24 jam.
d. Setelah waktu yang dibutuhkan didapat, lepaskan beban dengan pengurangan
e. Setelah beban diberikan dan dilepas keatas, tiang kembali dibebani untuk
pengujian beban dengan penambahan 50% design load dan pada setiap
penambahan beban diperlukan waktu sekitar 20 menit.
f. Kemudian tambahkan beban dengan penambahan 10% design load, hingga
tiang mengalami keruntuhan. Jarak pada pertambahan beban ini adalah
sebesar 20 menit.
2.4.5 Prosedur pengukuran penurunan tiang
Untuk pergeseran aksial baca penurunan pada tiap pengujian berbeda pada
posisi kepala tiang. Pembacaan dapat dilakukan pada lempeng pengujian sebagai
berikut:
a. Lakukan pembacaan sesuai dengan interval waktu terhadap beban dan
penurunan yang terjadi.
b. Selama pembacaan pastikan tiang tidak runtuh, lakukan pembacaan
tambahan dan catat hasil pembacaan pada interval tidak lebih 10 menit
selama setengah jam atau 20 menit sesudah tiap penambahan beban.
c. Sesudah beban penuh sesuai rencana, pastikan tiang belum runtuh lakukan
pembacaan pada interval tidak lebih 20 menit pada 2 jam pertama, tidak
lebih 1 jam untuk 10 jam berikutnya dan tidak lebih 2 jam untuk 12 jam
berikutnya.
d. Jika tidak terjadi keruntuhan tiang, segera lakukan pembacaan sebelum
beban pertama dikurangi. Selama pengurangan beban dilakukan,
pembacaan dilaksanakan dan catat dengan interval tidak lebih 20 menit.
f. Lama pembebanan dan besar penurunandimuat dalam tabel jadwal loading
test.
2.5. Daya dukung pondasi
Dari 2 jenis pengujian dilapangan yaitu SPT dan loading test digunakan untuk
menganalisis daya dukung ultimit dan penurunan yang terjadi jika tiang dibebani.
2.5.1 Daya dukung tiang data SPT
Dari data SPT dapat dihitung daya dukung ultimit dengan menggunakan
beberapa Metode Semi Empiris. Pada penulisan tesis ini daya dukung ultimit dihitung
dengan menggunakan Metode Reese & Wright (1977).
a. Metode Reese & Wright (1977)
1. Daya dukung ultimit
Qult = Qp + Qs (2.2)
2. Daya dukung ujung (endbearing)
Qp = qp x Ap
(2.3)
Dimana, Qp
A
= Daya dukung ultimit ujung tiang (ton)
p = Luas penampang pondasi bored pile(m2
q
)
Tanah kohesif :
Qp = 9 cu (2.4)
Dimana, Cu = kohesi tanah(ton/m2)
Tanah nonkohesif :
Gambar 2.4 Daya dukung ujung bored pile pasiran (Reese & Wright, 1977)
Untuk N< 60 maka qp = 7N (ton/m2)< 400 (ton/m2
Untuk N> 60 maka q
)
(2.5)
p = 400 (ton/m2
Dimana, N
) (2.6)
SPT = Nilai rata-rata SPT
1. Daya dukung selimut (skin friction)
Qs = fs
Dimana, Q
. L. P (2.7)
fs = Gesekan selimut tiang(ton/m2
L = Panjang tiang (m)
)
P = Keliling penampang tiang (m)
Tanah kohesif:
fs = α x cu (2.8)
Dimana, α = Faktor adhesi (α = 0,55 untuk Cu
C
< 200)
u= Kohesi tanah(ton/m2)
Tanah non kohesif:
Gambar 2.5 Tahanan geser selimut bored pile pasiran (Reese & Wright, 1977)
Untuk N< 53 maka f = 0,32 NSPT
Untuk 53 <N
(2.9)
SPT
langsung dengan N
< 100 maka f = diperoleh dari korelasi
Dimana, N = nilai rata-rata SPT
Daya dukung ijin (Qall
Q
)
all F Qult
= (2.9)
Dimana, Qult
Q
= Daya dukung ultimit (ton)
all
F = Faktor keamanan untuk jenis tanah pasir adalah 3 = Daya dukung izin tiang (ton)
2.5.2 Daya dukung data compression loading test tiang tunggal
Dari data compression loading testpada pondasi tiang tunggal dapat hitung
daya dukung ultimit pondasi tiang dengan berbagai metodeperhitungan. Pada
penulisan tesis ini metode yang digunakan adalah Metode Mazurkiewicz (1972),
Metode Butler & Hoy (1977), dan Metode De Beer (1976).
a. Metode Mazurkiewicz (1972)
Daya dukung ultimit
Metode ini diasumsikan bahwa dengan daya dukung ultimit didapat
dari beban yang berpotongan, diantaranya beban yang searah sumbu tiang
untuk dihubungkan beban dengan titik-titik dari posisi garis terhadap sudut
45° pada beban sumbu yang berbatasan dengan beban (Prakash & Sharma,
1990). Prosedur untuk menentukan beban ultimit menggunakan metode ini
adalah sebagai berikut:
- Pilih sejumlah penurunan dan gambarkan garis verikal yang memotong
kurva. Kemudian gambar garis horizontal dari titik perpotongan ini pada
kurva sampai memotong sumbu beban.
- Dari perpotongan masing-masing kurva, gambar garis 45° sampai
memotong garis beban selanjutnya.
- Perpotongan ini jatuh kira-kira pada garis lurus. Titik yang didapat oleh
perpotongan dari perpanjangan garis ini pada sumbu vertikal beban adalah
beban ultimit.
Metode ini mengasumsikan bahwa kurva beban-penurunan berupa parabolik.
Nilai beban keruntuhan yang didapat dari metoda ini seharusnya mendekati 80% dari
kenyataan.Hal ini dapat diperlihatkan pada Gambar 2.6:
Gambar 2.6 Hubungan beban-penurunan Metode Mazurkiewicz (1972).
Daya dukung dukung ijin
Qall F Qult
Dimana, Qall
Pada Metode Butler & Hoy (1977) kegagalan beban saat beban terjadi
perpotongan dua buah garis tangen, terhadap grafik hubungan
beban-penurunan. Garis tangen pertama merupakan garis lurus awal yang
diasumsikan sebagai suatu garis tekanan elastis. Untuk garis tangen kedua
diperoleh dan dibatasi pada suatu kemiringan sebesar 0,05”/ton pada kurva
beban-penurunan. Pada umumnya, grafik beban-penurunan saat garis
digambarkan lurus merupakan bagian pencerminan yang benar terhadap garis
elastis. Pengamatan ini didasarkan pada Fellenius (1980). = Daya dukung ijin tiang
F = Faktor aman tiang tanpa pembesaran dibagian bawah 2
b. Metode Butler & Hoy (1977)
Daya dukung ultimit
Gambar 2.7 Hubungan beban-penurunan Metode Butler & Hoy (1977) Daya dukung dukung ijin
Qall F Qult
Dimana, Qall
1. Menentukan data penurunan. =Daya dukung ijin tiang
F = Faktor aman tiang tanpa pembesaran dibagian
bawah adalah 2
c. Metode De Beer (1976)
Daya dukung ultimit
De Beer (1968) menggunakan pola linearitas yang logaritmis dengan
merencanakan beban-penurunan data di dalam suatu diagram
double-logarithmic. Jika beban-penurunan log-log diplot menunjukkan kemiringan
yang berbeda dari satu garis yang menghubungkan data sebelumnya dengan
data di depannya dan demikian seterusnya hingga beban yang terakhir dicapai.
Dua perkiraan akan terlihat tumpang tindih, seperti pada Gambar 2.8.
Tahapan-tahapan untuk menghitung daya dukung ultimit dengan Metode De
Beer (1976) adalah:
2. Gambarkan kurva beban terhadap penurunan dalam skala logaritmik.
3. Dari grafik tersebut dapat dilihat dua garis lurus yang berpotongan.
Daya dukung ijin tiang
Qall F Qult
= (2.12)
Dimana, Qall
F = Faktor aman tiang tanpa pembesaran dibagian bawah adalah 2 = Daya dukung ijin tiang
2.5.3 Daya dukung tiang kelompok
Daya dukung tiang kelompok tidak selalu sama dengan jumlah daya dukung
tiang tunggal yang berada dalam kelompoknya. Hal ini dipengaruhi oleh jenis lapisan
tanah. Pada Medan Focal Point jenis lapisan tanah dasar tiang bertumpu pada lapisan
kaku yaitu lapisan pasir ukuran sedang maka kelompok tiang tidak beresiko
mengalami keruntuhan geser umum, dengan syarat diberikan faktor keamanan yang
cukup terhadap bahaya keruntuhan tiang tunggalnya. Daya dukung tiang kelompok
pada tanah pasir akan lebih besar dari pada jumlah kapasitas masing-masing tiang
tunggal pada kelompok.
a. Daya dukung tiang kelompok
Qg = n . Qall (2.13)
Dimana, Qg
n = Jumlah tiang dalam kelompok = Daya dukung tiang kelompok
b. Daya dukung ijin
Qall
F Qg
= (2.14)
Dimana, Qall
Q
= Dukung ijin tiang kelompok
g
F = Faktor aman untuk tiang kelompok adalah 3 = Daya dukung tiang kelompok
2.5.4 Faktor efisiensi tiang kelompok
Faktor efisiensi adalah nilai pengali yang menunjukkan perubahan nilai daya
dukung ultimit akibat pengaruh jarak tiang didalam kelompoknya. (Hardiyatmo,
2010). Faktor efisiensi yang tepat pada tiang kelompok Medan Focal Point yang
berjenis tanah pasir dengan s ≥ 3d adalah kapasitas dukung kelompok tiang diambil sama besarnya dengan jumlah kapasitas dukung tiang tunggal yaitu Eg
Dimana, E
=1.
g = Efisiensi kelompok tiang
2.6 Daya dukung horizontal (lateral)
Pondasi tiang selain dirancang untuk memikul beban vertikal atau aksialjuga
dirancang untuk memikul beban lateral. Contoh bangunan yang memikul beban
lateral yang cukup besaradalah dinding penahantanah, dermaga di pelabuhan, tower
tegangan tinggi, dan lain-lain. Adapun sumber dari beban lateral antara lain
berupatekanan tanah pada dinding penahan tanah, beban angin, beban gempa,
bebantubrukan dari kapalpada dermaga, gaya gelombang lautan, beban eksentrik
2.6.1 Metode Broms (1964)
Untuk menghitung daya dukung pondasi arah horizontal metode yang
digunakan adalah Metode Broms (1964). Dimana Metode ini menggunakan teori
tekanan tanah yang disederhanakan dengan menganggap bahwa sepanjang kedalaman
tiang, tanah mencapai nilai ultimit dengan membedakan antara tiang pendekd/b< 20
dan tiang panjang d/b ≥ 20. Pada Medan Focal Point 28/0.6 = 46.67 ≥ 20 sehingga persamaan yang digunakan adalah Metode Broms (1964) untuk tiang panjang.serta
membedakan posisi kepala tiang bebas dan terjepit. Pada Medan Focal Point kepala
tiang yang digunakan adalah kepala tiang terjepit.
Adapun keuntungan dan kerugian menggunakan Metode Broms (1964)
adalah:
Keuntungan menggunakanMetode Broms (1964):
a. Dapat digunakan pada tiang panjang maupun tiang pendek.
b. Dapat digunakan pada kondisi kepala tiang terjepit maupun bebas.
Kerugian menggunakanMetodeBroms (1964):
a. Hanya berlaku untuk lapisan tanah yang homogenyaitu tanah lempung saja
atau tanah pasir saja.
b.Tidak dapat digunakan pada tanah berlapis.
Pada Gambar 2.9 mekanisme keruntuhan horizontal tiang panjang kepala
tiangterjepit yang terjadi dan distribusi dari tahanan tanah.
Gambar 2.9 Perlawanan tanah dan momen lentur tiang panjang–kepala tiang terjepit pada tanah pasir.
Momen maksimum dan daya dukung ultimit lateral tanah pasir dapat dihitung
menggunakan persamaan:
γ =Berat isi tanah
D=Diameter tiang
Kp=Koefisien tekanan pasif
Daya dukung ijin
Hall F Hu
= (2.18)
Dimana, Hall
F = Faktor aman daya dukung lateral adalah 2 = Daya dukung ijin lateral
2.7 Penurunan tiang
Tiang yang dibebani mengalami penurunan akibat pembebanan. Pada Pondasi
Medan Focal Point sesuai dengan syarat pengujian yang digunakan ASTM D
1143-81 yaitu penurunan yang diijinkan adalah 1 inch (25,40 mm). Pada penurunan tiang
yang perlu diketahui adalah besarnya penurunan yang terjadi dan kecepatan
penurunan.
Penurunan digolongkan sebagai berikut:
- Penurunan total adalah penurunan yang terjadi akibat loading test pada
saat dalam keadaan elastis dan plastis.
- Penurunan konsolidasi adalah penurunan yang terjadi dalam jangka waktu
- Penurunan elastis adalah penurunan yang terjadi pada saat unloading
dimana penurunan total mengalami perpendekan penurunan (yang
disebabkan adanya penurunan tiang friksi dan tiang dukung ujung).
- Penurunan plastis adalah penurunan permanen atau penurunan akhir.
setelah tiang mengalami penurunan elastis pada saat unloading.
2.7.1 Penurunan elastis tiang tunggal
Loading test pada Medan Focal Point dilakukan pada tiang tunggal. Dimana
direncanakan terhadap kuat dukung ujung dan kuat dukung friksinya atau
penjumlahan dari keduanya. Penurunan pada pondasi tiang tunggal dapat dihitung
berdasarkan persamaan:
a. Tiang friksi
S =
d E
QI
s
(2.19)
I = IoRkRhRμ (2.20)
b. Tiang dukung ujung
S =
d E
QI
s
(2.21)
I = IoRkRbRμ (2.22)
Dimana, S = Penurunan elastis untuk tiang tunggal (mm)
Q = Beban yang bekerja (ton)
Mampat.
Rk = Faktor koreksi kemudah mampatan tiang
Rh = Faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada tanah
keras
Rμ = Faktor koreksi angka poisson μ
Rb = Faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung
H = Kedalaman total lapisan tanah dari ujung tiang ke muka tanah
(mm)
Gambar 2.10 Faktor penurunan io (Poulos & Davis, 1980)
Gambar 2.12 Koreksi kedalaman rh
Gambar 2.13 Koreksi angka poisson r
(Poulus & Davis 1980)
μ (Poulus & Davis 1980)
Pada Gambar 2.8, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12 KadalahKompresibilitas Relatif antara
tiang dan tanah yang dinyatakan oleh persamaan:
RA
= Modulus elastisitas dari bahan tiang (Mpa)
s
E
= Modulus elastisitas tanah disekitar tiang (Mpa)
b = Modulus elastisitas tanah di dasar tiang
Pada kurva hubungan beban- penurunan dapat dilihat beberapa istilah yang
mana disebut penurunan total pada saat loading test, penurunan elastis pada saat
unloading yang mengakibatkan perpendekan penurunan, dan penurunan plastis
(penurunan permanen/penurunan akhir). Seperti tampak pada Gambar 2.15 dibawah
ini:
Adapun persamaan yang digunakan untuk menghitung besar penurunan elastis
dan perpendekan penurunan adalah sebagai berikut:
Perpendekan penurunan
Stiangfriksi + Stiang dukung ujung
Penurunan elastis
(2.26)
Penurunan total – Perpendekan penurunan (2.27)
2.7.2 Penurunan elastis tiang kelompok
Penurunan elastis tiang kelompok lebih besar dari penurunan elastis tiang
tunggal pada beban struktur yang sama, ini karena pada tiang tunggal luas zona
tertekan pada bagian bawah tiang lebih kecil dari pada luas zona tertekan pada tiang
kelompok. Pada Medan Focal Point jenis lapisan tanahnya adalah pasir, maka
persamaan yang digunakan untuk menghitung penurunan elastis tiang kelompok
dengan menggunakan Metode Vesic (1977).
Sg
D B
S g
= (2.28)
Dimana, Sg
B
= Penurunan elastis tiang kelompok
g
D = Diameter satu tiang dalam kelompok = Lebar tiang kelompok
S = Penurunan elastis tiang tunggal
2.7.3 Penurunan yang diijinkan
Pada Medan Focal Poin prosedur standard loading testyang digunakan adalah
ASTM D-1143-81yang mana angka keamanan penurunan diambil 25,40 mm.
Smaksimum ≤ Sijin (2.29)
2.8 Transfer beban
Dalam daya dukung pondasi tiang penyaluran beban juga terjadi, dimana pada
pondasi Medan Focal Point penyaluran beban yang terjadi adalah penyaluran beban
gesekan (friction) dan penyaluran beban tahanan ujung (end bearing).
2.8.1 Transfer bebangesekan (friction)
Pada tiang yang dibebani akan tejadi gaya gesekan, gaya friction ini akan
bekerja bila displacement yang terjadi dalam ambang batas 0,4% dari diameter pile.
Seperti yang terlihat pada Gambar 2.16.
2.8.2 Transfer beban tahanan ujung(endbearing)
Pada tiang yang dibebani akan terjadi gaya tahanan ujung, gaya end bearing
ini akan bekerja bila displacement yang terjadi masih diatas 0,4% diameter pile dan
dalam ambang batas 6% dari diameter pile. Bila displacement yang terjadi pada tiang
berada dalam 0,4% dari diameter pile, maka endbearing belum terjadi atau belum
tercapai. Seperti yang terlihat pada Gambar 2.17.
Gambar 2.17 Kurva transfer beban endbearing
2. 9 Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis Versi 8,2
Plaxis adalah suatu program komputer yang menggunakan perhitungan
Elemen Hinggauntuk menganalisis deformasidan stabilitas tanah. Berdasarkan
prosedur input data yang sederhana, mampu menciptakan perhitungan Elemen
Hingga yang kompleks dan menyediakan fasilitas output tampilan secara detail
berupa hasil perhitungan. Perhitungan program diperoleh secara otomatis. Penurunan
berdasarkan prinsip penulisan angka yang benar.
Pada Medan Focal Point sebagian besar lapisan tanah berjenis pasir maka
pada titik tersebut tegangan tidak lagi dipengaruhi oleh regangan). Pada jenis tanah
undrained harus dikonversi menjadi drained.
2.9.1 Parameter model tanah Mohr Coulomb
Parameter tanah yang digunakan dalam Program Plaxis adalah parameter yang
diperoleh dari hasil korelasi Program All Pile dengan nilai NSPT BH-03dan untuk
parameter tanah yang lain diperoleh dari korelasi NSPT BH-03dengan konsistensi
tanah.
2.9.2 Daya dukung tiang tunggal Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis
Qult = ∑ Msf x Pu
Q
(2.28)
all F Qult
= (2.29)
Dimana,∑ Msf
P
= Diperoleh dari Program Plaxis
u
F = Faktor keamanan tiang adalah 3 = Daya dukung ultimit tiang tunggal
2.10 Penelitian yang pernah dilakukan
Beberapa peneliti telah melakukan analisis yang berkaitan dengan loading test
pada pondasi bored pile yang dapat dijadikan sebagai acuan atau literature untuk
Tabel 2.1 Penelitian yang pernah dilakukan
Nama Judul Kesimpulan
Nabil F. Ismael, 2001
Axial Load Tests On Bored Piles And Pile GroupsIn Cemented Sands
The group factor or settlement ratio, defined as the ratioof the settlement of the group to the settlement of single
piles at comparable loads in the elastic range, is importantin determining the settlement of pile groups. This factoris greater than unity and increases with the width of thepile group. It has been determined from the present testresults and compared with the simplified formula proposedby Vesic.
Sarmulia Sinaga, 2009
Analisa daya dukung dan penurunan bored pile tunggal dengan menggunakan model tanah Mohr Coulomb pada proyek City Hall Town Square Medan.
Pada kasus Proyek City Hall Town Square Medan
perhitungan dengan menggunakan Morh Coulomb
lebih mendekati loading test
dibandingkan dengan menggunakan model Hardening
Soil. dan model tanah Morh
Coulomb lebih plastis
dibandingkan dengan model tanah Hardening Soil.
Suhairiani, 2012 Analisis perbandingan daya dukung hasil loading test pada
bored pile diameter satu meter tunggal dengan metode elemen hingga memakai model tanah
Mohr Coulomb pada proyek
crystal square medan.
Daya dukung ultimit dari output pemodelan elemen hingga model
Mohr Coulomb konsolidasi 7 hari, lebih kecil dari hasil pemodelan elemen hingga model
