Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Menggunakan Metode Sondir, SPT, Metode Elemen Hingga pada Proyek Pembangunan Hotel Medan-Siantar, Sinaksak, Pematang Siantar

(1)

DAFTAR PUSTAKA

Bowles, J. E., 1991, Analisa dan Desain Pondasi, Edisi keempat Jilid 1, Erlangga, Jakarta.

Bowles, J. E., 1993, Analisa dan Desain Pondasi, Edisi keempat Jilid 2, Erlangga, Jakarta.

Das, M. B., 1984, Principles of Foundation Engineering Fourth Edition, Library of Congress Cataloging in Publication Data.

Gouw Tjie-Liong, Ir., M.Eng, ChFC,2012, The Application of Finite Element Method in Geotechnic, Jakarta

Hardiyatmo, H. C. (1996). Teknik Pondasi 1, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Hardiyatmo, H. C., 2002, Teknik Pondasi 2, Edisi Kedua, Beta Offset, Yogyakarta.

Sardjono, H.S, 1988, Pondasi Tiang Pancang, Jilid 1, penerbit Sinar Jaya Wijaya, Surabaya.

Sardjono, H.S, 1988, Pondasi Tiang Pancang, Jilid 2, penerbit Sinar Jaya Wijaya, Surabaya.

Sosrodarsono, S. dan Nakazawa, K., 1983, Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi, PT Pradnya Paramita, Jakarta.

Titi, H. H. and Farsakh. M. A. Y. 1999, Evaluation of Bearing Capacity of Piles

(2)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

III.1. Data Umum Proyek

Data umum dari proyek pembangunan hotel Medan Siantar adalah sebagai

berikut :

1. Nama Proyek : Pembangunan Hotel Medan Siantar

2. Lokasi Proyek : Jalan Tebing Tinggi – Pematang Siantar, Sinaksak, Pematang Siantar

3. Pemilik Proyek : PT. TOR GANDA 4. Status Proyek : Swasta

5. Konsultan Perencana : Rudolf Morida& Associates 6. Kontraktor Pelaksana : Rudolf Morida& Associates

(3)

Lokasi Proyek

Gambar 3.1. Lokasi Proyek Pembangunan Hotel Medan Siantar, Sinaksak, Pematang Siantar

III.2. Data Teknis Tiang Pancang

1. Jenis Tiang : Tiang Pancang Beton Precast 2. Panjang Tiang : 12 m

(4)

Gambar 3.2. Lokasi Titik Sondir dan Bore Hole

III.3. Metode Pengumpulan Data

Untuk mencapai maksud dan tujuan studi ini, dilakukan beberapa tahapan yang dianggap perlu dan secara garis besar diuraikan sebagai berikut :

- Tahapan pertama adalah melakukan review dan studi kepustakaan terhadap buku-buku dan jurnal-jurnal terkait dan sesuai terhadap judul Tugas Akhir yang akan dibahas.

- Tahapan keduaadalahpeninjauan dan menentukan lokasi pengambilan data yang berhubungan dan sesuaidengan judul Tugas Akhir.

- Tahapan ketigaadalahpengumpulan data-data yang akan digunakan untuk menganalisis daya dukung pondasi tiang pancang. Dalam hal ini data yang diperoleh antara lain :

(5)

- Tahapan keempatadalahmelakukan analisis data dengan menggunakan data-data yang tersedia berdasarkan metode dan formula yang ada.

- Tahapan kelimaadalahmengadakan analisis terhadap hasil perhitungan dengan membandingkan hasil perhitungan dari beberapa metode analitis yang digunakan dan menggunakan metode elemen hingga dengan bantuan program

(6)

III.4. Bagan Alir Penelitian

Mulai

Perumusan Masalah

Studi Literatur

Data Penyelidikan Lapangan Pengumpulan Data - SPT

Sekunder - Sondir

- Data tanah dari laboratorium

Analisis daya dukung pondasi Analisis Perhitungan tiang pancang

Data Sekunder - Analitis (SPT,sondir)

- Metode elemen hingga (Plaxis)

Hasil dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

(7)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

1V.1. Pendahuluan

Pada bab ini, penulis akan melakukan analisis perhitungan terhadap daya dukung tiang pancang dengan beberapa metode yang telah disampaikan pada bab II. Daya dukung tiang pancang akan dihitung secara analitis dengan menggunakan data hasil sondir yaitu menggunakan metode Aoki dan De Alencar dan metode Meyerhoff, dan juga dengan data Standard Penetration Test (SPT), serta menggunakan metode elemen hingga dengan bantuan program Plaxis, serta turut menghitung gaya lateral dan efisiensi pada pondasi tiang pancang kelompok.

IV.2. Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang secara Analitis

IV.2.1. Berdasarkan data sondir dengan metode Aoki dan De Alencar

Data tiang pancang :

- Diameter tiang pancang (D) = 60 cm - Keliling tiang pancang ( As) =

π

x D

= 3,14 x 60 = 188,4 cm - Luas penampang tiang pancang (Ab) = ¼ x

π

x D2

(8)

1. Titik S4

a. Perhitungan kapasitas daya dukung ujung tiang (qb) Kedalaman tiang pancang = 15,40 m

Tiang Pancang

Gambar 4.1. Perkiraan nilai qca (base) pada titik S4 Nilai qca diambil rata-ratanya yaitu sebesar :

qca =

9

83 + 102 + 164 + 180 + 204 + 204 + 204 + 204 + 204

= 172,111 kg/cm2

Dari Persamaan (2.2) kapasitas daya dukung ujung (qb) adalah

qb = qca (base) Fb

(nilai Fb diambil dari Tabel 2.5 ; Fb = 1,75)

qb = 172,111 1,75

= 98,349 kg/cm2

Maka, kapasitas daya dukung ujung tiang adalah : Qb = qb x Ab

= 98,349 x 2826 = 277934,8571 kg

Kedalaman (m) Penetrasi konus (kg/cm2)

14,60 83

14,80 102

15,00 164

15,20 180

15,40 204

15,60 204

15,80 204

16,00 204

(9)

b. Perhitungan kapasitas daya dukung kulit (Qs)

0,00 m

Pasir (SW) qc = 42,258 kg/cm2 15,40 m

- 15,40 m Gambar 4.2. Nilai qc (side) pada titik S4

Dari Persamaan (2.3) kapasitas tahanan kulit per satuan luas (f) adalah : f = qc (side)

α

s

Fs

(Nilai

α

s dan Fs diambil dari Tabel 2.5 dan 2.6)

f = 42,258 . 0,03 3,5

= 0,3622 kg/cm2

Maka, kapasitas daya dukung kulit adalah : Qs = f. As

= 0,3622 x 188,4 x 1540

= 122835,5334 kg = 122,835 ton

Dari Persamaan (2.1) untuk kapasitas daya dukung ultimit adalah :

(10)

= 277,934 + 122,835 = 400,769 ton

Kapasitas ijin tiang (Qa)

Qa = SF

Qu

= 400,769 2,5

= 160,3076 ton

2. Titik S5

Tiang Pancang

qca =

9

96 + 72 + 156 + 184 + 194 + 194 + 194 + 194 + 194

= 164,222 kg/cm2

15,40 96

15,60 72

15,80 156

16,00 184

16,20 194

16,40 194

16,60 194

16,80 194

(11)

qb = qca (base) Fb

qb = 164,222 1,75

= 93,841 kg/cm2

= 93,841 x 2826 = 265194,67 kg

= 265,194 ton

0,00 m

Pasir (SW) qc = 49,055 kg/cm2 16,20 m

(12)

f = qc (side)

α

s Fs

(Nilai

α

s dan F_s diambil dari Tabel 2.5 dan 2.6)

f = 49,055 . 0,03 3,5

= 0,4204 kg/cm2

= 0,4204 x 188,4 x 1620

= 142591,886 kg = 142,591 ton

Qu = Qb + Qs

= 265,194 + 142,591 = 407,785 ton

Qa = SF

Qu

= 407,785 2,5

= 163,114 ton

3. Titik S6

12,00 42

12,20 39

12,40 94

12,60 164

12,80 205

13,00 205

13,20 205

(13)

Tiang Pancang

qca =

9

42 + 39 + 94 + 164 + 205 + 205 + 205 + 205 + 205

= 151,555 kg/cm2

qb = qca (base) Fb

qb = 151,555 1,75

= 86,603 kg/cm2

= 86,603 x 2826 = 244740,08 kg

= 244,740 ton

0,00 m

Pasir (SW)

(14)

qc = 34,237 kg/cm2 12,80 m

Dari Persamaan (2.3) kapasitas tahanan kulit per satuan luas (f) adalah : f = qc (side)

α

s

Fs

(Nilai

α

s dan Fs diambil dari Tabel 2.5 dan 2.6)

f = 34,237 . 0,03 3,5

= 0,2934 kg/cm2

= 0,2934 x 188,4 x 1280 = 70753,997 kg = 70,754 ton

Qu = Qb + Qs

= 244,740 + 70,754 = 315,454 ton

Qa = SF

Qu

= 315,454 2,5

(15)

IV.2.2. Berdasarkan data sondir dengan metode Meyerhoff

1. Titik S4

Contoh perhitungan daya dukung pada kedalaman 1 m : - Perlawanan penetrasi konus (PPK) qc = 13 kg/cm2 - Jumlah hambatan lekat (JHL) = 72 kg/cm

Maka, berdasarkan Persamaan (2.4) untuk kapasitas daya dukung tiang adalah : Qu = qc x Ap + JHL x K

Qu = (13 x 2826) + (72 x 188,4) = 50302,8 kg

= 50,3028 ton

Untuk kapasitas daya dukung ijin (Qijin) dari Persamaan (2.5) adalah :

Qijin = qc x Ap+ JHL x K 3 5 Qijin = (13 x 2826) +

3 5 (72 x 188,4)

= 14958,96 kg

= 14,958 ton

(16)

Qu = qc x Ap + JHL x K

Qu = (17 x 2826) + (152 x 188,4) = 76678,8 kg = 76,678 ton

3 5

(152 x 188,4)

= 21741,36 kg

= 21,741 ton

Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik : Tult = JHL x K

= 152 x 188,4

= 28636,8 kg = 28,6368 ton

Daya dukung ijin tarik : Qall =

3 Tult

= 3

28,6368

= 9,5456 ton

(17)

= 300�� ⁄ 2 . 2826 ��2

= 847800 kg

= 847,8 ton

Selanjutnya perhitungan data sondir pada titik S4 dapat dilihat pada Tabel 4.1

Tabel 4.1 Perhitungan daya dukung tiang pancang berdasarkan data sondir pada titik S4

Kedalaman (m)

PPK(qc) (kg/cm2)

Ap (cm2)

JHL (kg/cm)

K

(cm) Qult (ton) Qijin (ton)

0 0 2826 0 188,4 0 0

1 13 2826 72 188,4 50,3028 14,95896

2 17 2826 152 188,4 76,6788 21,74136 3 11 2826 236 188,4 75,5484 19,25448 4 22 2826 306 188,4 119,8224 32,25408 5 18 2826 374 188,4 121,3296 31,04832

6 16 2826 450 188,4 129,996 32,028

7 31 2826 514 188,4 184,4436 48,56952 8 19 2826 626 188,4 171,6324 41,48568 9 11 2826 708 188,4 164,4732 37,03944 10 8 2826 766 188,4 166,9224 36,39888 11 23 2826 818 188,4 219,1092 52,48824 12 10 2826 880 188,4 194,052 42,5784 13 66 2826 940 188,4 363,612 97,5912 14 26 2826 1008 188,4 263,3832 62,47344 15 164 2826 1082 188,4 667,3128 195,2578 15,4 204 2826 1106 188,4 784,8744 233,8421

2. Titik S5

(18)

Qu = (17 x 2826) + (72 x 188,4) = 61606,8 kg

= 61,6068 ton

3 5 (72 x 188,4)

= 18726,96 kg

= 18,726 ton

Qu = (17 x 2826) + (156 x 188,4) = 77432,4 kg

= 77,4324 ton

3 5

(19)

= 21892,08 kg

= 21,892 ton

Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik : Tult = JHL x K

= 156 x 188,4

= 29390,4 kg = 29,3904 ton

3 Tult

= 3

29,3904

= 9,7968 ton

Daya dukung terhadap kekuatan bahan : Ptiang = σbeton . Atiang

= 300�� ⁄ 2 . 2826 ��2

= 847800 kg

= 847,8 ton

Tabel 4.2. Perhitungan daya dukung tiang pancang berdasarkan data sondir pada titik S5

Kedalaman (m)

PPK(qc) (kg/cm2)

Ap (cm2)

JHL (kg/cm)

K

0 0 2826 0 188,4 0 0

(20)

2 17 2826 156 188,4 77,4324 21,89208

3 19 2826 254 188,4 101,5476 27,46872

4 20 2826 368 188,4 125,8512 32,70624

5 33 2826 448 188,4 177,6612 47,96664

6 37 2826 568 188,4 211,5732 56,25624

7 24 2826 654 188,4 191,0376 47,25072

Lanjutan Tabel 4.2.

8 14 2826 728 188,4 176,7192 40,61904

9 6 2826 792 188,4 166,1688 35,49456

10 16 2826 854 188,4 206,1096 47,25072

11 17 2826 912 188,4 219,8628 50,37816

12 4 2826 964 188,4 192,9216 40,09152

13 18 2826 1012 188,4 241,5288 55,08816

14 31 2826 1074 188,4 289,9476 69,67032

15 58 2826 1136 188,4 377,9304 97,44048

16 184 2826 1204 188,4 746,8176 218,6947 16,2 194 2826 1216 188,4 777,3384 228,5669

3. Titik S6

Qu = (9 x 2826) + (68 x 188,4) = 38452,2 kg

= 38,452 ton

Qijin = qc x Ap+ JHL x K 3 5

(21)

3 5 = 11040,24 kg

= 11,040 ton

Qu = (11 x 2826) + (132 x 188,4) = 55954,8 kg

= 55,9548 ton

3 5

(132 x 188,4)

= 15335,76 kg

= 15,335 ton

(22)

Tult = JHL x K = 132 x 188,4

= 24868,8 kg = 24,8688 ton

3 Tult

= 3

24,8688

= 8,2896 ton

Daya dukung terhadap kekuatan bahan : Ptiang = σbeton . Atiang

= 300�� ⁄ 2 . 2826 ��2

= 847800 kg

= 847,8 ton

Tabel 4.3. Perhitungan daya dukung tiang pancang berdasarkan data sondir pada titik S6

Kedalaman (m)

PPK(qc) (kg/cm2)

Ap (cm2)

JHL (kg/cm)

K

0 0 2826 0 188,4 0 0

1 9 2826 68 188,4 38,2452 11,04024

2 11 2826 132 188,4 55,9548 15,33576

(23)

4 11 2826 292 188,4 86,0988 21,36456

5 18 2826 378 188,4 122,0832 31,19904

6 16 2826 458 188,4 131,5032 32,32944

7 18 2826 530 188,4 150,720 36,9264

8 22 2826 598 188,4 174,8352 43,25664

9 27 2826 668 188,4 202,1532 50,60424

10 17 2826 752 188,4 189,7188 44,34936

11 25 2826 826 188,4 226,2684 54,67368

12 42 2826 912 188,4 290,5128 73,92816

12,2 39 2826 926 188,4 284,6724 71,62968 12,4 94 2826 942 188,4 443,1168 124,0426 12,6 164 2826 954 188,4 643,1976 190,4347 12,8 205 2826 966 188,4 761,3244 229,5089

IV.2.3. Berdasarkan data Standard Penetration Test (SPT)

Pehitungan daya dukung pondasi tiang pancang dari data Standard Penetration Test (SPT) dengan menggunakan metode Meyerhoff pada titik BH-2

1. Dari kedalaman 1 m, diperoleh data - data sebagai berikut : Jenis tanah : Lempung berpasir

N-SPT : 5

Luas penampang tiang : 0,2826 m2 Keliling tiang : 1,884 m

(24)

Dimana :

Ap = luas penampang tiang = 0,2826 m2 cu = Kohesi undrained (kN/m2)

= N-SPT x 2/3 x 10 = 5 x 2/3 x 10 = 33,333 kN/m2

Qp = 9 x 33,333 x 0,2826

= 84,780 kN

= 8,478 ton

Tahanan selimut tiang pancang pada tanah kohesif

Qs =

α

x cu xp x Li

dimana

α

= Faktor adhesi = 0,55 (Reese & Wright,1977)

p = Keliling tiang = 1,884 m Li = Panjang lapisan tanah = 1 m Qs = 0,55 x 33,333 x 1,884 x 1 = 34,54 kN

(25)

2. Dari kedalaman 14 m, diperoleh data – data sebagai berikut : Jenis tanah : Pasir berlempung

N-SPT : 20

Luas penampang tiang : 0,2826 m2 Keliling tiang : 1,884 m

Daya dukung ujung tiang pancang pada tanah non-kohesif Qp = 40 x N-SPT x Lb/D x Ap< 400 x N-SPT x Ap

dimana :

Qp = Tahanan ujung ultimate (ton)

Ap = Luas penampang tiang pancang = 0,2826 m2 Lb = Kedalaman penyelidikan tanah di lapangan = 2 m D = Diameter tiang pancang (m) = 0,6 m

Qp = 40 x 20 x 2/0,6 x 0,2826 < 400 x 20 x 0,2826 = 753,6 kN < 2260,8 kN

= 75,36 ton

Tahanan selimut tiang pancang pada tanah non-kohesif Qs = 2 x N-SPT x p x Li

dimana :

Li = Panjang lapisan tanah = 2 m p = Keliling tiang = 1,884 m Qs = 2 x 20 x 1,884 x 2 = 150,72 kN

(26)

(27)

Tabel 4.4. Perhitungan daya dukung tiang pancang berdasarkan data Standard Penetration Test (SPT) pada titik BH-2 Kedalaman (m) Lapisan ke - Deskripsi

N-SPT Cu

(kN/m2) α

Skin friction End Bearing (kN) Qult (ton) Qijin (ton) Jenis tanah Kohesif/

Non-kohesif Local (kN) Cumm (kN) 0

1 Lempung

berpasir Kohesif

0 0 0 0 0 0 0 0

1 5 33,333 0,550 34,540 34,540 84,780 11,932 4,773

2

2 Lempung

berpasir Kohesif

10 66,667 0,550 69,080 103,620 169,560 27,318 10,927

3,5 6 40,000 0,550 62,172 165,792 101,736 26,753 10,701

4

3 Pasir

berlempung Non-kohesif

5 - 9,420 175,212 47,100 22,231 8,892

6 6 - 45,216 220,428 226,080 44,651 17,860

8 7 - 52,752 273,180 263,760 53,694 21,478

8,5 8 - 15,072 288,252 301,440 58,969 23,587

10

4 Pasir

berlempung Non-kohesif

12 - 67,824 356,076 339,120 69,520 27,808

12 4 - 30,144 386,220 150,720 53,694 21,478

14 20 - 150,720 536,940 753,600 129,054 51,622

16

5 Pasir Non-kohesif

40 - 301,440 838,380 1507,200 234,558 93,823

18 60 - 452,160 1290,540 2260,800 355,134 142,054

19 60 - 226,080 1516,620 1130,400 264,702 105,881

20

6 Pasir

berbatu Non-kohesif

60 - 226,080 1742,700 1130,400 287,310 114,924

(28)

IV.3. Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang dengan Metode Elemen

Hingga menggunakan program Plaxis

Model tanah yang digunakan pada pemodelan ini adalah Mohr Coulomb dengan analisis axisymmetric, yaitu kondisi awal digambarkan seperempat bagian namun sudah mewakili sisi yang lain karena dianggap simetris. Parameter – parameter yang dibutuhkan dalam pemodelan ini yaitu : Modulus Young, E (stiffness modulus), Poisson’s ratio (υ), kohesi (c), sudut geser dalam tanah (ϕ), sudut dilantansi (Ψ) dan berat isi tanah (γ).

Parameter tanah dari hasil uji SPT dan laboratorium ini diambil dari penyelidikan tanah yang dilaksanakan oleh Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Nomensen Medan. Karena keterbatasan data, maka sebagian parameter tanah pada lapisan tertentu diasumsikan berdasarkanreferensi atau sumber - sumber yang ada.

1. Untuk koefisien rembesan (kx, ky) diambil dari nilai koefisien permeabilitas tanah pada berbagai jenis tanah (Tabel 2.13)

2. Untuk modulus elastisitas (E) dapat dilihat pada Tabel 2.9 dan 2.10 3. Untuk angka Poisson (μ), diambil dari tabel hubungan jenis tanah,

konsistensi dan Poisson ratio (μ), yaitu Tabel 2.12

(29)

Gambar 4.7. Parameter tanah (kohesi, sudut geser dalam, dan berat jenis tanah saturated) yang di peroleh dari program Allpile

γsaturated sudut geser dalam (ϕ)

(30)

[image:30.842.42.840.92.467.2]

Tabel 4.5. Input Parameter Tanah untuk Program Plaxis pada lokasi BH-2 Lapisan

ke -

Depth Jenis Tanah Tebal Kedalaman γdry γwet kx ky Es’

µ'

c

ϕ Ψ

dan Lapisan Muka Air

(m) Konsistensi Tanah Tanah (kN/m3) (kN/m3) (m/day) (m/day) (kN/m2) (kN/m2)

tanah (m) (m)

1 0 - 1

Lempung berpasir

1 - 8,9 18,7 0,000864 0,000864 5037,51 0,35 29,9 0 0

Lunak N = 5

2 1 - 3,5

Lempung berpasir

2,5 - 9,4 19,2 0,000864 0,000864 5373,344 0,35 35,9 0 0

Kaku N = 6

3 3,5 - 8,5

Pasir berlempung

5 - 7,9 17,7 8,64 8,64 6820,013 0,4 0 32 2

Lepas N = 8

4 8,5 - 14

Pasir berlempung

5,5 13,5 9,3 19,1 8,64 8,64 17050,03 0,35 0 36,4 6,4

Sedang-lepas-sedang N = 20

5 14 - 19

Pasir

5 - 11,7 21,5 86,4 86,4 51150,10 0,2 0 42,1 12,1

Padat-sangat padat N = 60

6 19 - 22,5

Pasir berbatu

3,5 - 11,7 21,5 864 864 51150,10 0,2 0 42,1 12,1

(31)

[image:31.595.136.486.88.235.2]

Tabel 4.6. Data Tiang Pancang pada titik BH-2

No. Keterangan Keterangan

1 Lokasi BH-2

2 Jenis Pondasi Pondasi Tiang Pancang

3 Diameter Tiang (m) 0,6

4 Luas Penampang (m2) 0,2826

5 Panjang Tiang (m) 12 m

6 Modulus Elastisitas (E) (kN/m2) 33.234.018 7 Berat jenis (γ) (kN/m3) 24

8 Angka Poisson (µ) 0,12

IV.3.1 Proses Pemodelan pada Program Plaxis

[image:31.595.117.511.379.653.2]

1. Langkah pertama untuk melakukan pemodelan tanah pada program Plaxis adalah mengatur parameter dasar dari model elemen hingga. Hal ini dapat dilakukan pada jendela pengaturan global (general setting).

(32)

2. Langkah selanjutnya adalah memodelkan struktur tanah yang ingin

dilakukan analisa. Pilih garis geometri (geometry line) dengan mengambil lebar sebesar 20d (d = diameter tiang) yaitu sebesar 12 m dan kedalaman tanah 30 m.

3. Lalu buatlah pemodelan struktur lapisan tanah sesuai dengan kondisi masing – masing lapisan di lapangan disertai dengan pemodelan tiang pancangnya.

4. Setelah itu, gunakan tombol interface . Fungsi dari tombol interface adalah untuk membedakan kekakuan dari pada material tiang pancang dengan tanah.

5. Gambarkan beban permukaan (surface load) dengan memilih sistem beban

terpusat A (point loads) .Masukkan nilai beban dengan mengklik

ujung beban, yaitu sebesar 2500 kN.

6. Kemudian buatlah kondisi batas (boundary conditions), dengan mengklik

tombol standard fixities . Sebagai hasilnya, program akan mendefenisikan tanah seperti mengalami kondisi tumpuan jepit penuh pada bagian dasardan kondisi tumpuan jepit – rol pada sisi vertikal.

(33)

[image:33.595.151.471.83.337.2]

Gambar 4.9. Pemasukan data tanah dan tiang pancang pada material sets

(34)

[image:34.595.181.445.166.384.2]

8. Setelah itu, klik tombol generate mesh, maka akan ditampilkan distribusi elemen mesh pada jendela Output. Klik tombol <Update> untuk kembali pada tampilan awal.

Gambar 4.11. Generated mesh tanah pada program Plaxis

9. Kemudian klik tombol initial conditions untuk memodelkan muka air tanah. Klik pada tombol phreatic level untuk menggambarkan kedalaman muka air tanah.

[image:34.595.184.437.497.708.2]

(35)

10. 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.

(a)

[image:35.595.196.428.219.697.2]

(b)

(36)

11. Selanjutnya akan dilakukan perhitungan dengan mengklik tombol

Calculate, lalu buatlah perhitungan Phase 1 dan Phase 2 seperti Gambar

[image:36.595.128.495.167.459.2]

4.14. di bawah ini.

Gambar 4.14. Kotak dialog untuk Calculations pada program Plaxis

(37)

[image:37.595.179.446.49.333.2]

Gambar 4.15. Pemilihan titik nodal

13. Lalu klik tombol Calculate untuk melakukan perhitungan daya dukung pondasi tiang pancang.

Gambar 4.16. Proses perhitungan pada program Plaxis

Titik nodal A

[image:37.595.155.467.414.683.2]

(38)

[image:38.595.113.512.147.439.2]

14. Maka akan keluar kotak dialog yang berisi nilai Phi Reductionsebagai berikut.

Gambar 4.17. Nilai Phi Reduction pada program Plaxis

IV.3.2. Daya Dukung Tiang Pancang dengan menggunakan program Plaxis

Jadi, dari hasil perhitungan dengan menggunakan Program Plaxis di dapat nilai Σ Msfsebesar 1,4735 (Gambar 4.17). Maka nilai Qu adalah :

Qu = Σ Msfx 2500kN

= 1,4735 x 2500 kN = 3683,75 kN = 368,375ton

(39)

IV.4. Daya Dukung Lateral Pondasi Tiang Pancang

IV.4.1. Metode Analitis

Daya Dukung Lateral Tiang Pancang pada titik BH-2

Diketahui :

Jenis Tanah : Pasir Berlempung (Granular)

� = 19,1 kN/m3

Φ = 36,4o

Spesifikasi tiang pancang

d = 0,6 m

L = 18 m

K - 600 kg/cm2; f’c = 50 Mpa ; Mu = 17 tm = 170 kNm

1. Cek kekakuan tiang pancang akibat beban lateral

E= 4700��_�′

= 4700 √50

= 33234,018 MPa

(40)

I= 1 64π(d)

4

= 1

64π(0,6) 4

= 0,0063585 m4

Berdasarkan Persamaan 2.41, untuk mencari faktor kekakuan tanah (T) adalah :

T= �Ep .Ip n_h �

1 5 �

= �33.234.018×0,0063585 4850 �

1 5 �

= 2,13 m

(nilai �_ℎ diperoleh dari Tabel 2.14)

4T= 4 x 2,13 = 8,52 m

L ≥4�

18 ≥ 8,52 ; maka tiang termasuk ke dalam tiang panjang (elastic pile)

2. Menghitung nilai Hu

Hu =

2Mu

e+0,54_� H u

γ.D .K p

(Persamaan 2.53)

Kp = tan2(45 + 36,4

2 )

Kp = 3,919

H_u = 2(170)

e + 0,54� Hu

(19,1)(0,6)(3,919)

0,54Hu( Hu

44,912)

1

(41)

Hu3 2⁄ = 4185,024 kN

Hu = 259,67 kN

Hu = 25,967 ton

Tahanan lateral ijin (Hijin)

Hijin = Hu SF =

259,67

2,5 = 103,868 kN = 10,3868 ton

IV.4.1. Metode Grafik

Tahanan momen ultimit = Mu D4γKp

= 170

(0,64_{)(19,1)(3,919)}

= 17,524

(42)

Gambar 4.18 Grafik hubungan momen ultimit dengan tahanan lateral ultimit Dari Gambar 4.18, diperoleh tahanan lateral ultimit sebesar 14,9 . Lalu gunakan nilai ini untuk mencari tahanan lateral ijin

14,9 = Hu K_p×γ×d3

Hu = (14,9)(3,919)(19,1)(0,6)3

Hu = 240,906 kN

Hu = 24,0906 ton

Hijin = Hu SF =

240,906

2,5 = 96,3624 Kn = 9,6362 ton

IV.4.5. Efisiensi Tiang Pancang Kelompok

Gambar 4.19 Detail Tiang Pancang Kelompok Syarat jarak antar tiang

S <1,57.D.m .n

(43)

dimana :

D = diameter tiang pancang = 0,6 m m = Jumlah baris tiang = 1

n = Jumlah tiang dalam satu baris = 2 S = jarak antar tiang = 3D = 3(0,6) = 1,8 m maka,

1,8 <1,57(0,6)(1)(2)

1+2−2

1,8 < 1,884 . . . (Aman)

IV.4.5.1 Metode Converse-Labarre Formula

Eg = 1- θ(n−1)m +(m−1)n

90mn (Persamaan 2.56)

θ = arc tan d/s

= arc tan 0,6/1,8 = 18,435

Eg = 1 – 18,435 (2−1)1+(1−1)2 90(1)(2) Eg = 0,8976

Qg = Eg . n . Qu (Persamaan 2.55)

Maka, berdasarkan perhitungan data Sondir dan SPT, diperoleh nilai daya dukung tiang pancang kelompok sebagai berikut :

Contoh perhitungan Sondir menurut metode Aoki dan De Alencar - Pada titik S4 kedalaman 15,4 m, Qa = 160,3076 ton

(44)

Selanjutnya perhitungan daya dukung tiang pancang kelompok menurut

Converse-Laberre Formula dapat dilihat pada Tabel 4.7

Tabel 4.7 Daya Dukung Tiang Kelompok menurut Converse-Laberre Formula Titik Kedalaman

(m)

Efisiensi (Eg)

Jumlah Tiang

(n) Qu (ton) Qg (ton)

S4 15,4 0,8976 2 160,3076 287,7842

S5 16,2 0,8976 2 163,114 292,822

S6 12,8 0,8976 2 126,1816 226,5212

BH-2 18 0,8976 2 142,176 255,234

IV.4.5.2. Metode Los Angeles Group

Eg = 1 - d

s.m .n {m(n - 1) + (m – 1) + √2 (m – 1)(n – 1)} (Persamaan 2.57)

Eg = 1 - 0,6

(1,8)(1)(2) {1(2 - 1) + (1 – 1) + √2 (1 – 1)(2 – 1)}

Eg = 0,8333

Qg = Eg . n . Qu (Persamaan 2.55)

Maka, berdasarkan perhitungan data Sondir dan SPT, diperoleh nilai daya dukung tiang pancang kelompok sebagai berikut :

Contoh perhitungan Sondir menurut metode Aoki dan De Alencar - Pada titik S4 kedalaman 15,4 m, Qa = 160,3076 ton

Maka. Qg = (0,8333)(2)(160,3076) = 267,1686 ton

Selanjutnya perhitungan daya dukung tiang pancang kelompok menurut Los

(45)

Tabel 4.8 Daya Dukung Tiang Kelompok menurut Los Angeles Group Titik Kedalaman

(m)

Efisiensi (Eg)

Jumlah Tiang

(n) Qu (ton) Qg (ton)

S4 15,4 0,8333 2 160,3076 267,1686

S5 16,2 0,8333 2 163,114 271,846

S6 12,8 0,8333 2 126,1816 210,294

BH-2 18 0,8333 2 142,176 236,95

IV.5. Hasil dan Pembahasan

Dari hasil perhitungan daya dukung pondasi tiang pancang baik secara analitis maupun metode elemen hingga, diperoleh hasil sebagai berikut :

Tabel 4.9 Daya Dukung Tiang Pancang dari Data Sondir Titik Kedalaman

(m)

Metode

Aoki dan De Alencar Meyerhoff Qult (ton) Qijin (ton) Qult (ton) Qijin (ton) S4 15,40 400,769 160,3076 784,8744 233,8421 S5 16,20 407,785 163,114 777,3384 228,5669 S6 12,80 315,454 126,1816 761,3244 229,5089

Tabel 4.10 Daya Dukung Tiang Pancang dari Data SPT

Titik End bearing (ton) Skin friction (ton) Qult (ton) Qijin (ton)

BH-2 226,08 129,36 355,44 142,176

Tabel 4.11 Daya Dukung Tiang Pancang dengan Metode Elemen Hingga menggunakan Program Plaxis

Titik Kedalaman (m) Qult (ton)

(46)

Tabel 4.12 Daya Dukung Lateral Pondasi Tiang Pancang pada Titik BH-2 Metode Gaya Lateral Ultimit

(Hu) (ton)

Gaya Lateral Izin (Hijin) (ton)

Analitis 25,967 10,3868

Grafis 24,0906 9,6362

Tabel 4.13 Efisiensi Tiang Pancang Kelompok

Metode Efisiensi Tiang (Eg)

Converse – Labarre Formula 0,8976

Los Angeles Group 0,8333

(47)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. Kesimpulan

V.1.1. Daya Dukung Tiang Pancang berdasarkan data Sondir

Tabel 5.1. Daya dukung tiang pancang dari hasil Sondir Titik Kedalaman

(m)

Metode

Aoki dan De Alencar Meyerhoff Qult (ton) Qijin (ton) Qult (ton) Qijin (ton) S4 15,40 400,769 160,3076 784,8744 233,8421 S5 16,20 407,785 163,114 777,3384 228,5669 S6 12,80 315,454 126,1816 761,3244 229,5089

V.1.2. Perbandingan Daya Dukung Tiang Pancang berdasarkan data SPT

dengan Metode Elemen Hingga

Tabel 5.2. Daya dukung tiang pancang dari hasil SPT dan Metode Elemen Hingga dengan Plaxis pada kedalaman 18 m

Metode Titik Kedalaman (m) Qult (ton)

Standard Penetration Test BH-2 18 355,44

(48)

V.1.4. Gaya Lateral Tiang Pancang Menurut Broms

Tabel 5.3. Gaya Lateral Pondasi Tiang menurut Broms Metode Gaya Lateral Ultimit

(Hu) (ton)

Gaya Lateral Izin (Hijin) (ton)

Analitis 25,967 10,3868

Grafis 24,0906 9,6362

V.1.5. Efisiensi Tiang Pancang Kelompok

Tabel 5.4. Efisiensi Tiang Pancang Kelompok menurut beberapa metode

Metode Efisiensi Tiang (Eg)

Converse – Labarre Formula 0,8976

Los Angeles Group 0,8333

Dari hasil perhitungan daya dukung tiang pancang baik secara analitis maupun metode elemen hingga, diperoleh hasil yang berbeda – beda. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu titik/lokasi pengujian yang berbeda, letak kedalaman tanah keras yang berbeda, sifat dan karakteristik tanah yang tidak sama, perbedaan parameter di setiap metode perhitungan, hingga kesalahan manusia (human error) pada pelaksanaan penyelidikan tanah (soil investigation).

V.2. Saran

(49)

2. Dalam pelaksanaan pengujian di lapangan, hendaknya dilakukan pengawasan yang lebih teliti baik dalam penggunaan peralatan maupun pembacaan hasil yang tertera pada alat uji hingga pengolahan data agar hasil yang diperoleh semakin akurat.

(50)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Pendahuluan

Dalam perencanaan pondasi untuk suatu konstruksi dapat digunakan beberapa macam tipe pondasi. Pemilihan tipe pondasi ini didasarkan atas :

- fungsi bangunan atas (upper structure) yang akan dipikul oleh pondasi tersebut.

- besarnya beban dan berat bangunan atas.

- keadaan tanah dimana bangunan tersebut akan didirikan. - biaya pondasi dibandingkan dengan bangunan atas.

Dari beberapa macam tipe pondasi yang umum digunakan salah satu diantaranya adalah pondasi tiang pancang. Pemakaian pondasi tiang pancang dipergunakan pada suatu bangunan apabila tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul berat bangunan beserta beban di atasnya, atau apabila tanah keras yang mempunyai daya dukung cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya terletak sangat dalam di bawah tanah.

(51)

mengebor untuk penyelidikan tanah. Pada umumnya, tiang pancang dipancangkan tegak lurus ke dalam tanah, tapi apabila diperlukan untuk dapat menahan gaya horizontal maka tiang pancang akan dipancangkan miring (batter pile).

Tiang pancang saat ini banyak digunakan di Indonesia sebagai pondasi bangunan, seperti jembatan, gedung bertingkat, pabrik atau gedung-gedung industri, menara, dermaga, bangunan mesin-mesin berat, dan lain-lain. Bangunan - bangunan tersebut merupakan konstruksi yang memiliki dan menerima beban yang relatif berat. Penggunaan tiang pancang untuk konstruksi biasanya bertitik tolak pada beberapa hal mendasar seperti anggapan adanya beban yang besar sehingga pondasi dangkal jelas tidak dapat digunakan, kemudian jenis tanah pada lokasi yang bersangkutan relatif lunak (lembek) sehingga pondasi dangkal tidak ekonomis lagi untuk dipergunakan. Mengingat pembuatan pondasi tiang pancang dibandingkan dengan pembuatan pondasi lain, pondasi ini mempunyai beberapa keuntungan sebagai berikut :

1) Waktu pelaksanaannya relatif cepat.

2)Prosedur pelaksanaan tidak dipengaruhi oleh air tanah.

3)Kekuatan tiang yang dihasilkan dapat diandalkan karena tiang dibuat di pabrik dengan pemeriksaan kualitas yang ketat.

4)Pelaksanaannya lebih mudah.

Pondasi tiang juga mempunyai kelemahan sebagai berikut :

1)Pemancangan sulit dilakukan apabila diameter tiang terlalu besar. 2)Harga pondasi tiang mahal.

(52)

4) Bila panjang tiang pancang kurang, maka dilakukan penyambungan. Penyambungan ini sulit dan memerlukan alat penyambung khusus.

II.2. Macam – Macam Tiang Pancang

A. Menurut cara pemindahan beban, tiang pancang dibagi 2 yakni : 1. Point bearing pile (End bearing pile)

Disebut juga tiang pancang dengan tahanan ujung dimana tiang ini meneruskan beban melalui tahanan ujung ke lapisan tanah keras.

2. Friction pile

- Friction pile pada tanah dengan butir-butir tanah kasar (coarse grained) dan sangat mudah dilalui oleh air (very permeable soil). Tiang ini meneruskan beban ke tanah melalui gesekan kulit (skin friction). Pada proses pemancangan tiang-tiang ini dalam suatu grup (kelompok) tiang yang mana satu sama lainnya saling berdekatan akan menyebabkan berkurangnya pori-pori tanah dan memadatkan (compact) tanah di antara tiang-tiang tersebut dan tanah di sekeliling kelompok tiang tersebut. Oleh karena itu tiang yang termasuk kategori ini disebut “Compaction Pile”. - Friction pile pada tanah dengan butir-butir yang sangat halus (very fine

(53)

B. Menurut bahan yang digunakan, tiang pancang dibagi 4 yakni : 1. Tiang pancang kayu

2. Tiang pancang beton

a. Precast reinforced concrete pile

b. Precast prestressed concrete pile

c. Cast in place

- Franki - Raymond - Simplex - Mac. Arthur dan sebagainya 3. Tiang pancang baja : - H Pile

- Pipe pile

4. Tiang pancang composite : - Kayu – beton

- Baja – beton

1. Tiang Pancang Kayu

(54)

Sedangkan pengawetan serta pemakaian obat-obatan pengawet untuk kayu hanya akan menunda atau memperlambat kerusakan daripada kayu, akan tetapi tetap tidak akan dapat melindungi untuk seterusnya. Oleh karena alasan tersebut maka pemakaian pondasi untuk bangunan-bangunan permanen (tetap) yang didukung oleh tiang pancang kayu, maka puncak daripada tiang pancang tersebut di atas harus selalu lebih rendah daripada ketinggian muka air tanah terendah. Pada pemakaian tiang pancang dari kayu biasanya tidak diizinkan untuk menahan beban lebih tinggi dari 25 - 30 ton untuk setiap tiang. Tiang pancang kayu ini sangat cocok untuk daerah rawa dan daerah-daerah dimana sangat banyak terdapat hutan kayu seperti di Kalimantan, sehingga mudah memperoleh balok/tiang kayu yang panjang dan lurus dengan diameter yang cukup besar untuk digunakan sebagai tiang pancang.

Keuntungan pemakaian tiang pancang kayu :

1. Tiang pancang dari kayu relatif ringan sehingga mudah dalam pengangkutan.

2. Kekuatan tarik besar sehingga pada waktu pengangkatan untuk pemancangan tidak menimbulkan kesulitan seperti misalnya pada tiang pancang beton precast.

3. Mudah untuk pemotongan apabila tiang kayu ini sudah tidak dapat masuk lagi ke dalam tanah.

4. Tiang pancang kayu ini lebih sesuai/baik untuk friction pile daripada untuk

(55)

Kerugian pemakaian tiang pancang kayu :

1. Karena tiang pancang jenis ini harus selalu terletak di bawah muka air tanah yang terendah agar dapat tahan lama, maka kalau air tanah yang terendah tersebut letaknya sangat dalam, hal ini akan menambah biaya untuk penggalian.

2. Tiang pancang yang dibuat dari kayu mempunyai umur yang relatif kecil dibandingkan tiang pancang yang dibuat dari baja ataupun beton, terutama pada daerah yang tinggi air tanahnya sering naik dan turun.

3. Apabila pada waktu pemancangan pada tanah berbatu (gravel) ujung tiang pancang kayu ini kurang lurus, maka pada waktu dipancangkan akan menyebabkan penyimpangan terhadap arah yang telah ditentukan.

4. Tiang pancang kayu tidak tahan terhadap hal-hal yang menyebabkan pembusukan, seperti jamur dan lain-lain.

(56)

Gambar 2.2 Tiang Pancang Kayu

2. Tiang Pancang Beton

A. Precast Reinforced Concrete Pile

Precast reinforced concrete pile adalah tiang pancang dari beton bertulang yang

dicetak dan dicor dalam acuan beton (bekisting), kemudian setelah cukup kuat lalu diangkat dan dipancangkan seperti pada tiang pancang kayu. Karena tegangan tarik beton sangatlah kecil dan praktis dianggap nol, sedangkan berat sendiri daripada beton cukup besar, maka tiang pancang beton haruslah diberi penulangan-penulangan yang cukup kuat untuk menahan momen lentur yang akan timbul pada waktu pengangkatan dan pemancangan.

(57)

dengan dimensinya. Dalam perencanannya, panjang dari tiang pancang beton precast ini harus dihitung dengan teliti, sebab kalau ternyata panjang tiang pancang tidak sesuai dengan perencanaan, maka akan menjadi sulit karena harus dilakukan penyambungan dan cukup memakan waktu.

Keuntungan pemakaian Precast reinfroced concrete pile :

1. Mempunyai tegangan tekan yang besar, tergantung dari mutu beton yang direncanakan.

2. Dapat diperhitungkan baik sebagai “End Bearing Pile” maupun sebagai “Friction Pile”.

3. Tiang pancang beton precast memiliki umur yang cukup lama, serta tahan terhadap pengaruh air maupun bahan-bahan yang corrosive asalkan beton dekking cukup tebal untuk melindungi tulangannya.

Kerugian pemakaian Precast reinforced concrete pile :

1. Diperlukan waktu yang cukup lama untuk menunggu sampai tiang beton precast ini dapat digunakan.

(58)

[image:58.595.116.474.84.236.2]

Gambar 2.3 Precast Reinforced Concrete Pile

Tabel 2.1 Nilai – nilai tipikal beban ijin tiang beton pracetak Diameter Tiang (cm) Beban tiang maksimum (kN)

30 300– 700

35 350 – 850

40 450 – 1200

45 500 – 1400

50 700 – 1750

60 800 - 2500

Sumber : ( Hardiyatmo, 2002 )

B . Precast Prestressed Concrete Pile

Precast prestressed concrete pile adalah tiang pancang dari beton prategang

yang menggunakan baja penguat dan kabel kawat sebagai gaya prategangnya Keuntungan pemakaian precast prestressed concrete pile:

1. Kapasitas beban pondasi yang dipikulnya tinggi. 2. Tiang pancang tahan terhadap karat.

3. Kemungkinan terjadinya pemancangan keras dapat terjadi Kerugian pemakaian precast prestressed concrete pile: 1. Pondasi tiang pancang sukar untuk ditangani. 2. Biaya permulaan dari pembuatannya tinggi.

(59)

C. Cast In Place

Tiang pancang tipe ini dilakukan pengecoran di lokasi pemancangan dengan cara dibuatkan lubang terlebih dahulu dalam tanah dengan cara mengebor tanah seperti pengeboran pada waktu penyelidikan tanah.

Metode ini dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :

1. Dengan menggunakan pipa baja yang dipancangkan ke dalam tanah, kemudian diisi dengan beton dan ditumbuk sambil pipa baja tersebut ditarik ke atas.

2. Menggunakan pipa baja yang dipancang ke dalam tanah, lalu diisi dengan beton. Sedangkan pipa baja tersebut tetap tinggal di dalam tanah.

a. Franki – Pile

Tiang Franki merupakan salah satu tipe dari tiang beton bertulang yang dicor setempat (cast in place). Adapun prinsip pelaksanaannya adalah sebagai berikut :

1. Pipa baja yang pada ujung bawahnya disumbat dengan beton yang dicor di dalam ujung pipa dan telah mengeras .

2. Dengan penumbuk yang jatuh bebas (drop hammer) sumbat beton tersebut ditumbuk.

(60)

4. Masukkan tulangan ke dalam pipa baja, bila perlu dilakukan penyambungan maka harus dilakukan pengelasan.

[image:60.595.124.500.205.443.2]

5. Lakukan pengecoran pada pondasi Franki, sambil perlahan-lahan pipa baja di tarik ke atas.

Gambar 2.4 Proses pembuatan Franki Pile

b. Solid Point Pipe Piles (Closed-end Pile)

Tiang pancang tipe ini hampir sama dengan pondasi Franki, tapi memiliki perbedaan antara lain :

1. Bahan yang digunakan sebagai tahanan ujungnya bukan beton, melainkan besi tuang (cast iron)

2. Setelah pengecoran selesai dilakukan, pipa tidak ditarik keluar dan tetap berada di dalam tanah.

(61)

a. Ujung tiang dari besi tuang (cast iron) dimasukkan ke dalam tanah, kemudian pipa diletakkan di atasnya. Pada ujung atas pipa dipasang topi kemudian pipa dipancang.

b. Pipa dipancang ke dalam tanah.

c. Setelah pipa mencapai kedalaman yang direncanakan pemancangan dihentikan. Kemudian di dalam pipa tersebut diisi dengan beton. Jika ingin melakukan penyambungan maka dilakukan dengan cast-steel

drive sleeve. Penyambungan dapat juga dilakukan dengan sambungan

las. Tiang tipe ini dapat diperhitungkan sebagai end bearing pile maupun friction pile.

Keuntungannya antara lain adalah ringan dalam pengangkutan (transport) dan pengangkatan, mudah dalam proses pemancangan, dan kekuatan tekan yang cukup besar.

c. Raymond Concrete Pile

Tiang Raymond termasuk salah satu tipe dari tiang pancang beton yang dicor setempat (cast in place) dengan ujung bawah diameternya makin kecil (runcing). Karena itu untuk panjang tiang yang relatif pendek akan menghasilkan tekanan yang lebih besar dibandingkan dengan tiang yang prismatis (diameter konstan sepanjang tiang). Tiang Raymond ini terdiri dari pipa shell yang tipis tebuat dari baja dengan diberi alur berspiral sepanjang pipa.

d. Simplex Concrete Pile

(62)

beton langsung menekan tanah di sekitarnya karena itu tanah harus cukup kuat. Adapun prinsip pelaksanaan tiang Simplex Concrete ini adalah :

1. Pipa dipancang dengan ujung bawah diberi sepatu baja sampai mencapai kedalaman yang direncanakan.

2. Setelah cukup kemudian pipa dicor beton sambil pipa ditarik ke atas. Kalau tanah di sekeliling tiang kurang kuat, maka dalam pipa dimasukkan

shell pipa tipis sebelum kita cor ke dalam pipa. Baru setelah shell tipis

dimasukkan beton dicor ke dalam shell tersebut.

[image:62.595.130.494.407.653.2]

3. Setelah pipa ditarik ke atas dan tiang simplex selesai dipancang. Tiang ini dapat digunakan baik sebagai “End Bearing Pile” maupun sebagai “Friction Pile”.

Gambar 2.5 Proses pembuatan Simplex Concrete Pile

(63)

[image:63.595.124.515.298.517.2]

Termasuk ke dalam jenis tiang yang dicor setempat (cast in place) dengan pipa baja (casing) yang tetap tinggal dalam tanah. Casing atau pipa baja yang terbuat dari plat yang dilas berbentuk pipa. Diameter dari pipa ini biasanya 10 inch sampai 28 inch (25cm- 70 cm). Panjang tiang dapat ditambah dengan cara dilas. Pada ujung pipa diberi sepatu dan sumbat beton yang dicor terlebih dahulu seperti halnya pada tiang Franki.

Gambar 2.6 Proses pembuatan Base Driven Pile

B.3. Tiang Pancang Baja

(64)

Sambungan-sambungan dalam tiang baja dibuat dengan cara yang sama seperti dalam kolom-kolom baja, yaitu dengan mengelas atau dengan pemakaian baut. Kecuali untuk proyek-proyek kecil yang hanya membutuhkan sedikit pondasi tiang, saat ini kebanyakan sambungan (splices) dibuat dengan penyambung-penyambung sambungan yang telah dibuat terlebih dahulu.

Tingkat karat pada tiang baja berbeda-beda terhadap tekstur tanah, panjang tiang yang berada dalam tanah dan kelembaban tanah. Pada umumnya tiang baja akan berkarat di bagian atas yang dekat dengan permukaan tanah. Hal ini akan disebabkan aerated condition (keadaan udara pada pori-pori tanah) pada lapisan tanah tersebut dan adanya bahan-bahan organik dari air tanah. Hal ini dapat ditanggulangi dengan memoles tiang baja dengan ter (coaltar) atau dengan sarung beton sekurang-kurangnya 20” ( ± 50 cm ) dari muka air terendah. Selain itu, karat pada bagian tiang yang terletak di atas tanah akibat udara (atmosphere

corrosion) dapat dicegah dengan pengecatan seperti pada konstruksi baja biasa.

(65)

4. Tiang Pancang Komposit

Tiang komposit adalah pondasi tiang yang terdiri dari dua bahan yang berbeda yang bekerja bersama-sama sehingga menjadi satu kesatuan. Terkadang pondasi tiang terbentuk dengan menghubungkan bagian atas dan bagian bawah tiang dengan bahan yang berbeda, misalnya bahan beton di atas muka air tanah dan bahan kayu tanpa perlakuan apapun di sebelah bawahnya. Berikut adalah beberapa jenis tiang pancang komposit :

A). Water Proofed Steel and Wood Pile.

Tiang ini terdiri dari tiang pancang kayu untuk bagian yang di bawah permukaan airtanah sedangkan bagian atas adalah beton. Kita telah mengetahui bahwa kayu akan tahan lama/awet bila terendam air, karena itu bahan kayu disini diletakan di bagian bawah yang mana selalu terletak dibawah air tanah. Kelemahan tiang ini adalah pada tempat sambungan apabila tiang pancang ini menerima gaya horizontal yang permanen. Adapun cara pelaksanaanya secara singkat sebagai berikut:

a. Casing dan core ( inti ) dipancang bersama-sama dalam tanah hingga mencapaikedalaman yang telah ditentukan untuk meletakkan tiang pancang kayu tersebut dan ini harus terletak dibawah muka air tanah yang terendah.

(66)

c.Secara mencapai lapisan tanah keras pemancangan dihentikan dan core ditarik keluar dari casing. Kemudian beton dicor kedalam casing sampai penuh terus dipadatkan dengan menumbukkan core ke dalam casing.

B). Composite Dropped in – Shell and Wood Pile

Tipe tiang ini hampir sama dengan tipe diatas hanya bedanya di sini memakai shell yang terbuat dari bahan logam tipis permukaannya diberi alur spiral. Secara singkat pelaksanaanya sebagai berikut:

a) Casing dan core dipancang bersama-sama sampai mencapai kedalaman yang telah ditentukan di bawah muka air tanah.

b) Setelah mencapai kedalaman yang dimaksud core ditarik keluar dari casing dan tiang pancang kayu dimasukkan dalam casing terus dipancang sampai mencapai lapisan tanah keras. Pada pemancangan tiang pancang kayu ini harus diperhatikan benar-benar agar kepala tiang tidak rusak atau pecah.

c) Setelah mencapai lapisan tanah keras core ditarik keluar lagi dari casing. d) Kemudian shell berbentuk pipa yang diberi alur spiral dimasukkan ke

dalam casing. Pada ujung bagian bawah shell dipasang tulangan berbentuk sangkar yang mana tulangan ini dibentuk sedemikian rupa sehingga dapat masuk pada ujung atas tiang pancang kayu tersebut.

e) Beton kemudian dicor kedalam shell. Setelah shell cukup penuh dan padat casing ditarik keluar sambil shell yang telah terisi beton tadi ditahandengan cara meletakkan core diujung atas shell.

(67)

Dasar pemilihan tiang composite tipe ini adalah:

1. Lapisan tanah keras dalam sekali letaknya sehingga tidak memungkinkan untuk menggunakan cast in place concrete pile, sedangkan kalau menggunakan precast concrete pile terlalu panjang, akibatnya akan susah dalam transport dan mahal.

2. Muka air tanah terendah sangat dalam sehingga bila menggunakan tiang pancang kayu akan memerlukan galian yang cukup dalam agar tiang pancang kayu tersebut selalu berada dibawah permukaan air tanah terendah.

Adapun prinsip pelaksanaan tiang composite ini adalah sebagai berikut:

a.Casing baja dan core dipancang bersama-sama dalam tanah sehinggasampai padakedalaman tertentu ( di bawah muka air tanah ).

b. Core ditarik keluar dari casing dan tiang pancang kayu dimasukkan casing terus dipancang sampai kelapisan tanah keras.

c. Setelah sampai pada lapisan tanah keras core dikeluarkan lagi dari casing dan beton sebagian dicor dalam casing. Kemudian core dimasukkan lagi dalam casing.

d. Beton ditumbuk dengan core sambil casing ditarik ke atas sampai jarak tertentu sehingga terjadi bentuk beton yang menggelembung seperti bola diatas tiang pancang kayu tersebut.

(68)

Kemudian beton ditekan dengan core kembali sedangkan casing ditarik keatas sampai keluar dari tanah.

f. Tiang pancang composite telah selesai

Tiang pancang composit seperti ini sering dibuat oleh The Mac Arthur Concrete Pile Corp.

D). Composite Dropped – Shell and Pipe Pile

Dasar pemilihan tipe tiang seperti ini adalah:

1. Lapisan tanah keras letaknya terlalu dalam bila digunakan cast in place

concrete.

2. Muka air tanah terendah terlalu dalam kalau digunakan tiang composit yang bagian bawahnya terbuat dari kayu.

Cara pelaksanaan tiang tipe ini adalah sebagai berikut:

a. Casing dan core dipasang bersama-sama sehingga casing seluruhnya masuk dalam tanah. Kemudian core ditarik.

b. Tiang pipa baja dengan dilengkapi sepatu pada ujung bawah dimasukkan dalam casing terus dipancang dengan pertolongan core sampai ke tanah keras.

(69)

d.Kemudian shell yang beralur pada dindingnya dimasukkan dalam casing hingga bertumpu pada penumpu yang terletak diujung atas tiang pipa baja, bila diperlukan pembesian maka besi tulangan dimasukkan dalam shell dan kemudian beton dicor sampai padat.

e. Shell yang telah terisi dengan beton ditahan dengancore sedangkan casing ditarik keluar dari tanah. Lubang disekeliling shell diisi dengan tanah atau pasir. Variasi lain pada tipe tiang ini dapat pula dipakai tiang pemancang baja H sebagai ganti dari tiang pipa.

E). Franki Composite Pile

Prinsip tiang ini hampir sama dengan tiang Franki biasa hanya bedanya disini pada bagian atas dipergunakan tiang beton precast biasa atau tiang profil H dari baja.

Adapun cara pelaksanaan tiang komposit ini adalah sebagai berikut:

a. Pipa dengan sumbat beton dicor terlebih dahulu pada ujung bawah pipa baja dipancang dalam tanah dengan drop hammersampai pada tanah keras. Cara pemasangan ini sama seperti pada tiang Franki biasa.

b. Setelah pemancangan sampai pada kedalaman yang telah direncanakan, pipa diisi lagi dengan beton dan terus ditumbuk dengan drop hammer sambil pipa ditarik lagi ke atas sedikit sehingga terjadi bentuk beton seperti bola.

(70)

d. Rongga disekitar tiang beton precast atau tiang baja H diisi dengan kerikil ataupasir.

II.3. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation)

Penyelidikan tanah merupakan fase awal dalam desain konstruksi sipil, seperti contohnya dalam perencanaan pondasi, pemadatan timbunan, bendungan maupun kestabilan lereng. Secara umum maksud dari pekerjaan penyelidikan tanah adalah untuk mendapatkan data teknis atau parameter tanah yang dapat mewakili kondisi tanah setempat untuk digunakan sebagai parameter desain.

Penyelidikan tanah (soil investigation) adalah proses pengambilan contoh (sample) tanah yang bertujuan untuk menyelidiki karakteristik tanah tersebut. Dalam mendesain pondasi, penting bagi para engineer untuk mengetahui sifat setiap lapisan tanah, (seperti berat isi tanah, daya dukung, ataupun daya rembes), dan juga ketinggian muka air tanah. Oleh sebab itu, soil investigation adalah pekerjaan awal yang harus dilakukan sebelum memutuskan akan menggunakan jenis pondasi dangkal atau pondasi dalam.

Aspek-aspek yang ingin diketahui dan didapatkan dari penyelidikan tanah. antara lain :

1. Jenis dan profil lapisan tanah atau batuan secara visual dan terperinci. 2. Kedalaman tanah keras (hard/dense soil) dan daya dukungnya. 3. Level muka air tanah (ground water level).

(71)

5. Analisa teknis yang menghasilkan rekomendasi desain untuk jenis pondasi yang akan digunakan, termasuk daya dukung pondasi dangkal, daya dukung pondasi dalam dan penurunan.

6. Menentukan besarnya tekanan tanah terhadap dinding penahan tanah atau pangkal jembatan (abutment).

7. Analisis teknis yang menghasilkan rekomendasi desain pemadatan/penimbunan.

8. Menyelidiki keamanan suatu struktur bila penyelidikan dilakukan pada bangunan yang telah ada sebelumnya.

9. Pada konstruksi jalan raya dan irigasi, penyelidikan tanah berguna untuk menentukan letak-letak saluran, gorong-gorong, pennetuan lokasi dan macam bahan timbunan.

Ada dua jenis penyelidikan tanah yang biasa dilakukan, yaitu penyelidikan di lapangan(in situ) dan penyelidikan di laboratorium (laboratory test). Adapun jenis penyelidikan di lapangan, seperti pengeboran (hand boring ataupun machine

boring), Standard Penetration Test (SPT), dan Cone Penetrometer Test (sondir).

Sedangkanjenis 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 Test, Consolidation Test, dan lain-lain ).

Contoh tanah ( soil sampling ) yang didapatkan sebagai hasil penyelidikan tanah ini, dapat dibedakan menjadi dua, yaitu :

(72)

Suatu contoh tanah dikatakan tidak terganggu apabila contoh tanah itu dianggap masih menunjukkan sifat-sifat asli tanah tersebut. Sifat asli yang dimaksud adalah contoh tanah tersebut tidak mengalami perubahan pada strukturnya, kadar air, atau susunan kimianya. Contoh tanah seperti ini tidaklah mungkin bisa didapatkan, akan tetapi dengan menggunakan teknik – teknik pelaksanaan yang baik, maka kerusakan – kerusakan pada contoh tanah tersebut dapat diminimalisir. Undisturbed soil digunakan untuk percobaan engineering properties.

b. Contoh tanah terganggu ( Disturbed Soil )

Contoh tanah terganggu adalah contoh tanah yang diambil tanpa adanya usaha – usaha tertentu untuk melindungi struktur asli tanah tersebut.

Disturbed soil digunakan untuk percobaan uji index properties tanah.

II.3.1. Cone Penetrometer Test ( Sondering Test )

Pengujian CPT atau sering disebut dengan sondir adalah proses memasukkan suatu batang tusuk dengan ujung berbentuk kerucut bersudut 60° dan luasan ujung 1,54 inch2 ke dalam tanah dengan kecepatan tetap 2 cm/detik. Dengan pembacaan manometer yang terdapat pada alat sondir tersebut, kita dapat mengukur besarnya kekuatan tanah pada kedalaman tertentu.Penyelidikan sondir dilakukan berdasarkan standar ASTM D 3441.

(73)

a. Sondir ringan, dengan kapasitas 2 ton. Sondir ringan digunakan untuk mengukur tekanan konus sampai 150 kg/cm2 atau penetrasi konus telah mencapi kedalaman 30 m.

b. Sondir berat, dengan kapasitas 10 ton. Sondir berat digunakan untuk mengukur tekanan konus sampai 500 kg/cm2 atau penetrasi konus telah mencapai kedalaman 50 m.

Ada dua tipe ujung konus pada sondir mekanis :

1 Konus biasa, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan biasanya digunakan pada tanah yang berbutir kasar dimana besar perlawanan lekatnya kecil ;

2 Bikonus, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan hambatan lekatnya dan biasanya digunakan untuk tanah berbutir halus.Tahanan ujung konus dan hambatan lekat dibaca setiap kedalaman 20 cm.

(74)

(Sosrodarsono & Nakazawa, 2005)

Cara pembacaan sondir dilakukan secara manual dan bertahap, yaitu dengan mengurangihasil pengukuran (pembacaan manometer) kedua terhadap pengukuran (pembacaan manometer) pertama. Pembacaan sondir akan dihentikan apabila pembacaan manometer mencapai > 150 kg/cm2 (untuk sondir ringan) sebanyak tiga kali berturut-turut.

Dari hasil test sondir ini didapatkan nilai jumlah perlawanan ( JP ) dan nilai perlawanan konus (PK), sehingga hambatan lekat (HL) didapatkan dengan menggunakan rumus

1. Hambatan Lekat ( HL )

��= (�� − ��) ×� �

2. Jumlah Hambatan Lekat ( JHL )

�� = ∑0��

Dimana :

PK = Perlawanan penetrasi konus ( qc ) (kg/cm2)

JP = Jumlah perlawanan ( perlawanan ujung konus + selimut ) A = Interval pembacaan ( setiap pembacaan 20 cm )

B = Faktor alat = luas konus / luas torak = 10 cm i = Kedalaman lapisan tanah yang ditinjau ( m ) JHL = Jumlah Hambatan Lekat (kg/cm)

(75)

perlawanan penetrasi konus atau perlawanan tanah terhadap konus yang dinyatakan dalam gaya per satuan luas. Hambatan lekat adalah perlawanan geser tanah terhadap selubung bikonus yang dinyatakan dalam gaya per satuan panjang.

.

[image:75.595.141.480.177.400.2]

Gambar 2.9 Cara Pelaporan Hasil Uji Sondir (Sardjono, 1988)

Tabel 2.2 Harga – harga Empiris ϕ dan Dr Pasir dan Lumpur Kasar Berdasarkan Sondir

Penetrasi Konus PK = qc (kg/cm2)

Densitas Relatif Dr (%)

Sudut Geser Dalam(°)

20 - 25 – 30

20 – 40 20 – 40 30 – 35

40 – 120 40 – 60 35 – 40

120 – 200 60 – 80 40 – 45

>200 >80 >45

Sumber : ( Djatmiko & Edy, 1997)

II.3.2. Standard Penetration Test (SPT)

(76)

penetrasi tanahdan menetapkan kepadatan dari tanah yang tidak berkohesi yang biasanya sulitdiambil sampelnya.Pelaksanaan pekerjaan SPT berdasarkan standar ASTM D 1586.

Pengujian Standard Penetration Test dilakukan setiap interval kedalaman pemboran 2 meter. Tabung SPT harus mempunyai ukuran OD 2 inch, ID 1 3/8 inch dan panjang 24 inch dengan tipe split spoon sample.Hammer yang dipakai mempunyai berat 140 lbs (63,5 kg) dan tinggi jatuh bebas hammer adalah 30 inch (75 cm). Tabung SPT ditekan kedalaman dasar lobang sedalam 15 cm, kemudian untuk setiap interval 15 cm dilakukan pemukulan dan perhitungan jumlah pemukulan untuk memasukkan split spoon sample ke dalam tanah sedalam (3x15) cm.

(77)

Gambar 2.10 Alat Percobaan Penetrasi Standard Sumber :Sosrodarsono& Nakazawa,2005

Angka penetrasi sangat berguna sebagai pedoman dalam eksplorasi tanah dan untuk memperkirakan kondisi lapisan tanah. Hubungan antara angka penetrasi standar dengan sudut geser tanah dan kepadatan relatif untuk tanah berpasir, secara perkiraan dapat dilihat pada tabel di bawah ini :

Tabel 2.3 Hubungan antara angka penetrasi standar dengan sudut geser dalam dan kepadatan relatif pada tanah pasir

Angka penetrasi standar (SPT)

Kepadatan Relatif Dr (%)

Sudut geser dalam (φ)

0-5 0-5 26-30

5-10 5-30 28-35

10-30 30-60 35-42

30-50 60-65 38-46

Sumber:Braja M.Das-NoorEndah, MekanikaTanah.1985

Hubunganantara harga N

denganberatisiyangsebenarnyahampirtidakmempunyaiarti karenahanyamempunyaipartikelkasar

(Tabel2.3).Hargaberatisiyangdimaksudsangat tergantungpadakadarair. Tabel2.4 Hubunganantara N denganBeratIsiTanah

Tanahtidak Kohesif

HargaN <10 10 –30 30 –50 >50 Beratisi

γkN/m³

12-16 14-18 16-20 18-23

Tanah

(78)

Kohesif Beratisi

γkN/m³

14-18 16-18 16-18 >20

Sumber:MekanikaTanah&TeknikPondasi,SosrodarsonoSuyonoIr.1983

Pada tanah tidak kohesif daya dukung sebanding dengan berat isi tanah, hal ini berarti bahwa tinggi muka air tanah banyak mempengaruhi daya dukung pasir. Tanah di bawah air mempunyai berat isi efektif yang kira-kira setengah berat isi tanah di atas muka air. Tanah dapat dikatakan mempunyai daya dukung yang baik, dapat dinilai dari ketentuan berikut ini:

1. Lapisan kohesif mempunyai nilai SPT, N > 35

2. Lapisan kohesif mempunyai harga kuat tekan (qu) 3 – 4 kg/cm² atau harga SPT N > 15

II.3.3. Penyelidikan Tanah di Laboratorium

Penyelidikan di laboratorium merupakan tindak lanjut dari apa yang sudah dilakukan di lapangan, dimana di laboratorium ini akan diolah dan diselidiki lebih lanjut sampel tanah yang sudah diambil dari lokasi penyelidikan lapangan. Parameter yang ingin diperoleh dari pengujian laboratorium adalah :

a. Index properties (undisturbed sample)

1. Unit weight (berat isi) ...mengacu pada ASTM D 2937.

2. Specific gravity (berat jenis)... mengacu pada ASTM D 854.

3. Atterberg limit ...mengacupada ASTM D 4318.

4. Grain size analysis (analisa saringan) ...mengacu pada ASTM D 442.

5. Water content (kadar air) ...mengacu pada ASTM D 2216.

(79)

7. Direct shear test ...mengacu pada ASTM D 3080.

Data tersebut di atas berupa gambaran item pekerjaan apa saja yang termasuk dalam lingkup pekerjaan penyelidikan tanah. Detail dan jumlah item bisa bervariasi kembali lagi bergantung pada parameter desain dan data hasil peyelidikan tanah yang diinginkan.

II.4. Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang

II.4.1 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang dari Hasil Sondir

Di antara perbedaaan tes di lapangan, sondir atau cone penetration test (CPT) seringkali sangat dipertimbangkan berperan dalam perencanaan geoteknik. CPT atau sondir ini tes yang sangat cepat, sederhana, ekonomis dan tes tersebut dapat dipercaya di lapangan dengan pengukuran terus-menerus dari permukaan tanah-tanah dasar. CPT atau sondir ini dapat juga mengklasifikasi lapisan tanah dan dapat memperkirakan kekuatan dan karakteristik dari tanah. Di dalam perencanaan pondasi tiang pancang (pile), data tanah sangat diperlukan dalam merencanakan kapasitas daya dukung (bearing capacity) dari tiang pancang sebelum pembangunan dimulai, guna menentukan kapasitas daya dukung ultimit dari tiang pancang. Kapasitas daya dukung ultimit ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :

Qu= Qb+ Qs= qbAb+ f.As (2.1)

dimana :

(80)

Qs= Kapasitas tahanan kulit. (ton)

qb= Kapasitas daya dukung di ujung tiang persatuan luas. (ton/m2)

Ab= Luas di ujung tiang. (m2)

f = Satuan tahanan kulit persatuan luas. (ton/m2)

As= Luas kulit tiang pancang. (m2)

Perencanaan pondasi tiang pancang dengan sondir diklasifikasikan atas beberapa metode diantaranya :

II.4.1.1. Metode Aoki dan De Alencar

Aoki dan Alencar mengusulkan untuk memperkirakan kapasitas dukung ultimit dari data sondir. Kapasitas dukung ujung persatuan luas (qb) diperoleh

sebagai berikut :

qb = qca (base) Fb

(2.2)

dimana :

qca (base) = Perlawanan konus rata-rata 1,5D diatas ujung tiang, 1,5D dibawah ujung tiang dan Fbadalah faktor empirik tahanan ujung tiang tergantung pada tipe tiang. (kg/cm2)

Tahanan kulit per satuan luas (f) diprediksi sebagai berikut : f = qc (side)

α

s

Fs

(2.3)

dimana :

(81)

Fs = Faktor empirik tahanan kulit yang tergantung pada tipe tiang. Fb = Faktor empirik tahan ujung tiang yang tergantung pada tipe tiang. Faktor Fb dan Fs diberikan pada Tabel 2.5 dan nilai-nilai faktor empirik

α

sdiberikan pada Tabel 2.6.

Tabel 2.5 Faktor empirik Fb dan Fs