ABSTRACT
STUDY OF BORED PILE FOUNDATION BEARING CAPACITY ON AN INTEGRATED MULTI-STOREY BUILDING IN TARAHAN SEAPORT
BANDAR LAMPUNG
by
ELVIRA INDRYANA
At a civil construction, the foundation has an important role to build up and transfer the upperstructure load to the ground support. In the implementation of the Integrated Office Building Development projects of PT. Bukit Asam (Persero). Tbk Tarahan Port Unit of Bandar Lampung is used the kind of deep foundation, which type is bored pile foundation. This study concentrates on the review of the bearing capacity of bored pile foundation, determine the stability of bored pile foundation, and as a comparison between the results of the analysis manually with the Pile Driving Analyzer (PDA) Test results.
Process analysis using secondary data consist of shop drawing project, the results of the Standard Penetration Test (SPT) and the results of Pile Driving Analyzer (PDA) Test. The calculation starts from analyzing loading with SAP 2000 program, calculate the bearing capacity of the soil investigation data, make comparisons with the results of the analysis of the test results on the pitch, and to analyze foundation stability by calculating the settlement in bored pile foundation. Foundation bearing capacity calculations using Meyerhoff method. Bored pile foundation with 60 cm diameter has the ultimate bearing capacity of 2600.9667 kN, while the outcome of ultimate bearing capacity of a PDA Test of 3792 kN. Therefore, the value obtained from the calculation of tolerance limits still qualify and secure foundation for building construction. Bored pile foundation were not causes large settlement so it is safe for the bored pile foundation stability.
ABSTRAK
STUDI DAYA DUKUNG PONDASIBORED PILEPADA GEDUNG
BERTINGKAT TERPADU DI PELABUHAN TARAHAN BANDAR LAMPUNG
Oleh
ELVIRA INDRYANA
Pada suatu pekerjaan konstruksi, pondasi memiliki peran penting untuk menempatkan bangunan dan meneruskan beban yang disalurkan dari struktur atas kedalalam lapisan tanah yang keras. Pada pelaksanaan proyek Pembangunan Gedung Kantor Terpadu PT. Bukit Asam (Pesero). Tbk Unit Pelabuhan Tarahan Bandar Lampung menggunakan jenis pondasi dalam tipe pondasi bored pile. Penelitian ini mengkonsentrasikan pada pada peninjauan kapastas daya dukung pondasi bored pile, mengetahui stabilitas pondasi bored pile, dan sebagai perbandingan antara hasil analisis secara manual dengan hasil Pile Driving Analyzer Test(PDA).
Proses analisis menggunakan data sekunder berupa gambar struktur proyek, hasil Standard Penetration Test (SPT) dan hasil Pile Driving Analyzer Test (PDA). Perhitungan dimulai dari menganalisis pembebanan dengan Program SAP 2000, menghitung kapasitas daya dukung dengan data penyelidikan tanah, melakukan perbandingan hasil analisis dengan hasil pengujian di lapangan, dan menganalisis stabilitas pondasi dengan menghitung penurunan pondasibored pile. Perhitungan daya dukung pondasi menggunakan metode Meyerhoff. Pondasi bored piledengan diameter 60 cm memiliki daya dukung ultimit sebesar 2600,9667 kN, sedangkan pada hasil PDA Test kapasitas dukung ultimit sebesar 3792 kN. Oleh karena itu nilai yang didapat dari perhitungan masih memenuhi syarat batas toleransi dan pondasi aman untuk konstruksi bangunan. Pondasi bored pile tidak mengalami penurunan yang besar sehingga aman untuk stabilitas pondasibored pile tersebut.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tanjungpinang pada tanggal 19 September 1992. Penulis merupakan putri dari pasangan Bapak Karim dan Ibu Salbiah Husin, anak kelima dari lima bersaudara.
Dengan rahmat Allah SWT penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar Negeri 016 Tanjungpinang pada tahun 2004, Sekolah Menengah Pertama Negeri 4 Tanjungpinang pada tahun 2007 dan Sekolah Menegah Atas Negeri 1 Tanjungpinang tahun 2010. Terakhir Penulis tercatat sebagai mahasiswa Fakultas Teknik, Jurusan Sipil Universitas Lampung melalui SNMPTN pada tahun 2010.
Pada tahun 2013, penulis melakukan Kerja Praktek pada Proyek Pembangunan Gedung Kantor Terpadu PT. Bukit Asam Persero Tbk Unit Pelabuhan Tarahan Bandar Lampung di perusahaan PT. PP Dirganeka di Tarahan, Bandar Lampung. Pada tahun 2014 penulis melakukan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di Desa Mulya Jaya, Kecamatan Tulang Bawang Tengah, Kabupaten Tulang Bawang Barat selama 40 hari dengan tema “Pemberdayaan Masyarakat”, pada tahun yang sama
Persembahan
Kupersembahkan karya kecilku ini kepada :
1. Ayah dan Ibu tercinta yang menjadi semangatku yang telah memberikan kasih sayang, doa yang tulus, perhatian, pengorbanan, motivasi, dan kesabaran, yang mustahil untuk dinilai. Terima kasih untuk segalanya yang tak mungkin mampu untukku membalasnya.
2. Abang dan Kakak yang selalu menjadi motivator, semangat dan selalu menjadi kebanggaanku, Emy Sriana, Eny Tryana, Edy Huswan Amsir, Evryawan Saputra.
3. Abang dan Kakak Iparku Kamariah, Muhammad Dan, dan Nurbain yang juga selalu memberikan doa terbaik untukku.
4. Keluarga besarku yang aku sayangi : Denny Surya, Tiza Hestiana, Reka Alfiansyah, Riska Wulandari, Wan Gisella I. P., Nurwinah, Aulia Putri, Aulivia Safitri, Raffi Alviady.
5. Kepada Hairiandi Angga Sinnia S. T., yang selalu memberikan semangat, nasehat, dan doa untukku, terima kasih atas perhatian dan kesabarannya. 6. Teman-teman terbaikku : Lidya T. M. Sinaga, Pompina Manullang, Rizki
Amalia Yasmin Chaerunnisa, Galang Abdul Gandi, Humaidi, M. Najmul Falah, Alhadi Pratama B, M. Abi Berkah N, Diana N, Kemala D, Oktavia B. C, Rosmawati, serta rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Unila angkatan 2010 yang tidak mungkin penulis sebutkan satu per satu.
SANWACANA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi dengan berjudul “Studi Daya Dukung Pondasi Bored Pile pada Gedung Bertingkat Terpadu di Pelabuhan Tarahan Bandar Lampung” adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Lampung.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Prof. DR. Suharno, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung.
2. Bapak Ir. Idharmahadi Adha, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung serta sebagai Dosen Penguji Skripsi, terima kasih atas segala bantuan dan saran-saran yang diberikan.
3. Bapak Ir. Setyanto, M.T., selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Iswan, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II, atas kesediaan memberi bimbingan, pengarahan, dan ilmu yang sangat berharga dalam proses penyelesaian skripsi ini.
5. Ayah dan ibuku tercinta, abang dan kakakku tersayang yang telah memberikan cinta dan kasih sayang serta dorongan material dan spiritual dalam menyelesaikan skripsi ini.
6. Bapak dan Ibu Dosen, Staf Administrasi dan semua pegawai Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung.
7. Hairiandi Angga Sinnia S.T., yang selalu memberikan semangat, nasehat, dan doa untukku, terima kasih atas perhatian dan kesabarannya.
8. Teman-teman terbaikku : Lidya T. M. Sinaga, Pompina Manullang, Rizki Arissa, Nabella Aulia S.T., Rizka Purwasih S.T., Mona Aisyah S.T., Wenny Dwi Tiara, Devianti Muziansyah, Selvia Eka Putri, Armulina Patihawa, Amalia Yasmin Chaerunnisa, Galang Abdul Gandi, Humaidi, M. Najmul Falah, Alhadi Pratama B, M. Abi Berkah Nadi, dan Herman Sahdi.
9. Seluruh rekan-rekan Teknik Sipil Angkatan 2010, terimakasih atas kebersamaan yang telah diberikan selama ini.
Akhir kata, penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, akan tetapi sedikit harapan semoga skripsi yang sederhana ini dapat bermanfaat bagi kita semua, Amin.
Bandar lampung, September 2014 Penulis,
DAFTAR ISI
B. Rumusan Masalah ... 2
C. Batasan Masalah ... 2
D. Tujuan Penelitian ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA A. PondasiBored Pile... 4
B. Metode PelaksanaanBored Pile... 5
C. Tanah... 6
D. Penelitian Tanah... 6
1. Pengujian dengan Bor Mesin ... 6
2. Pengujian dengan Alat SPT (Standard Penetration Test) ... 7
3. Pengujian dengan Alat PDA (Pile Driving Analyzer) ... 8
E. Pembebanan ... 9
1. Beban Mati... 9
2. Beban Hidup ... 10
3. Beban Angin ... 10
4. Beban Gempa... 11
Data Lapangan ... 14
1. Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang dari Hasil SPT ... 14
H. Faktor Keamanan ... 19
I. Tiang Kelompok (Pile Group)... 21
J. Kapasitas Kelompok Tiang dan EfisiensiBored Pile... 21
1. Kapasitas Kelompok Tiang... 21
2. EfisiensiBored Pile... 22
3. Kapasitas Izin Kelompok Tiang... 23
K. Pembebanan pada Kelompok Tiang ... 24
L. Daya Dukung Lateral ... 24
1. Penentuan Kriteria Tiang Panjang dan Tiang Pendek ... 26
2. Daya Dukung Lateral Tiang Tunggal ... 26
3. Daya Dukung Lateral Kelompok Tiang... 29
4. DefleksiBored Pile... 29
M. Penurunan (Settlement) ... 30
1. Penurunan Pada Tiang Tunggal ... 31
2. Penurunan Pada Tiang Kelompok ... 33
III. METODE PENELITIAN A. Bagan Alir Penelitian ... 34
B. Tahap Persiapan ... 35
C. Pengumpulan Data ... 35
D. Metode Analisis ... 36
E. Lokasi Proyek ... 36
F. Data Umum Proyek... 37
G. Data Teknis Pondasi ... 38
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Tinjauan Umum ... 39
B. Kriteria Desain ... 40
C. Analisa Struktur ... 43
1. Pembebanan pada Pelat Lantai... 43
2. Pembebanan pada Pelat Atap ... 44
3. Beban Angin... 62
4. Beban Gempa ... 66
5. Load Combination... 75
6. HasilOutputdari Program SAP 2000 ... 77
D. Kapasitas Daya Dukung... 79
1. Daya Dukung Ujung Tiang (Qb) untuk Tiang Tunggal ... 79
2. Daya Dukung Selimut Tiang (Qb) untuk Tiang Tunggal ... 80
3. Daya Dukung Ultimit Tiang Tunggal ... 80
4. Jumlah Tiang Pondasi (n)... 81
5. Daya Dukung Ultimit Kelompok Tiang... 83
a. Keruntuhan Blok ... 83
b. Efisiensi Kelompok Tiang ... 83
d. Kapasitas Izin ... 85
E. Hasil Pengujian Daya Dukung Tiang Uji (PDATest) ... 86
F. Pembebanan pada Pondasi Kelompok Tiang... 88
G. Daya Dukung Lateral Tiang Bor (Bored Pile)... 89
1. Penentuan Kriteria Tiang Panjang dan Tiang Pendek... 89
2. Daya Dukung Lateral Tiang Tunggal... 90
3. Daya Dukung Lateral Kelompok Tiang ... 91
4. DefleksiBored Pile... 91
H. Penurunan (Settlement) ... 92
1. Penurunan Pada Tiang Tunggal ... 92
2. Penurunan Pada Tiang Kelompok... 94
I. Perhitungan TulanganBored Pile... 95
1. Tulangan Longitudinal Tekan Lentur ... 95
2. Tulangan Geser ... 96
V. KESIMPULAN A. Kesimpulan ... 99
B. Saran ... 100
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Standar Penetrasi Tanah Tak Berkohesi... ... 8
Tabel 2. Standar Penetrasi Tanah Berkohesi... 8
Tabel 3. Combined Height, Exposure and Gust Factor Coefficient(Ce)a... 10
Tabel 4. Koefisien Tekanan Cg... 11
Tabel 5. Faktor Keutamaan Struktur (I) ... 12
Tabel 6. Parameter daktilitas struktur gedung... 12
Tabel 7. Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Percepatan Muka Tanah ... 14
Tabel 8. Spektrum Respon Gempa Rencana... 14
Tabel 9. Faktor Aman ... 20
Tabel 10. Kriteria Tiang Pendek dan Panjang ... 26
Tabel 11. Nilai Koefisien Cp ... 31
Tabel 12.Angka Poisson (μ )... 32
Tabel 13. Modulus Elastis Tanah (Es) ... 32
Tabel 14. Hasil Perhitungan Pembebanan Angin ... 64
Tabel 15. Hasil Perhitungan Berat Sendiri Struktur Tiap Lantai ... 70
Tabel 16. Gaya Lateral Ekivalen dan Gaya Geser ... 73
Tabel 17. Data Beban Per Kolom ... 77
Tabel 18. NilaiStandard Penetration Test(SPT) pada Titik BH-4... 80
Tabel 20. Jumlah Tiang Pondasi ... 82
Tabel 21. Perbandingan Nilai Qg dan nQu ... 86
Tabel 22. Daya Dukung Tiang Uji Berdasarkan Hasil PDATest... 87
Tabel 23. Kapasitas Pondasi Tiang Bor (Bored Pile) ... 88
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pada suatu pekerjaan konstruksi, tanah memiliki peran penting sebagai pondasi pendukung suatu struktur bangunan sipil. Bangunan sipil terbagi atas dua bagian yaitu struktur bangunan di atas tanah dan struktur bangunan di bawah tanah. Struktur bangunan di bawah tanah disebut sebagai pondasi. Pondasi adalah suatu bagian dari konstruksi bangunan yang berfungsi untuk menempatkan bangunan dan meneruskan beban yang disalurkan dari struktur atas ke dalam lapisan tanah yang keras yang dapat memikul beban konstruksi tersebut.
Pondasi secara umum dapat dibagi dalam dua jenis, yaitu pondasi dalam dan pondasi dangkal. Jenis pondasi yang digunakan pada suatu konstruksi bangunan dipilih berdasarkan hasil penyelidikan tanah, besarnya beban yang akan bekerja pada pondasi tersebut, serta biaya dan kemudahan pelaksanaan di lapangan.
2
cara membuat lubang bor dengan diameter tertentu hingga mencapai kedalaman yang diinginkan. Setelah lubang bor selesai dibuat, tulangan baja yang telah dirangkai dimasukkan ke dalam lubang bor tersebut dan kemudian dilanjutkan dengan pengisian material beton ke dalam lubang bor. Pada Tugas Akhir ini penulis mengkonsentrasikan menganalisis pondasi bored pile pada proyek tersebut oleh kontraktor pelaksana PT. PP Dirganeka yang berlokasi di Jalan Raya Bakauheni KM. 15 Tarahan, Bandar Lampung.
B. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui kapasitas daya dukung pondasi bored pile pada Gedung Kantor Terpadu PT. Bukit Asam (Persero) Tbk. Unit Pelabuhan Tarahan, Bandar Lampung.
C. Batasan Masalah
Pada penelitian ini dilakukan pembatasan terhadap masalah-masalah yang ada, yakni:
1. Menghitung pembebanan pada struktur bangunan.
2. Menghitung daya dukung aksial dan lateral pondasibored pile. 3. Menganalisa penurunan (settlement) pondasibored pile.
4. Membandingkan hasil analisis manual dan pemrograman dengan hasil pengujian di lapangan (PDAtest).
3
D. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian yang dilakukan adalah:
1. Mengetahui kapasitas daya dukungbored piledari data lapangan. 2. Mengetahui stabilitas pondasibored pile.
4
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. PondasiBored Pile
Pondasi bored pile adalah pondasi tiang yang pemasangannya dilakukan dengan mengebor tanah lebih dahulu (Hary Christady Hardiyatmo, 2010). Pemasangan pondasi bored pile ke dalam tanah dilakukan dengan cara mengebor tanah terlebih dahulu, yang kemudian diisi tulangan yang telah dirangkai dan dicor beton. Apabila tanah mengandung air, maka dibutuhkan pipa besi atau yang biasa disebut dengan temporary casing untuk menahan dinding lubang agar tidak terjadi kelongsoran, dan pipa ini akan dikeluarkan pada waktu pengecoran beton
Ada beberapa keuntungan dalam pemakaian pondasi bored pile jika dibandingkan dengan tiang pancang, yaitu:
1. Pemasangan tidak menimbulkan gangguan suara dan getaran yang membahayakan bangunan sekitarnya.
2. Mengurangi kebutuhan beton dan tulangandowel pada pelat penutup tiang (pile cap). Kolom dapat secara langsung diletakkan di puncakbored pile. 3. Kedalaman tiang dapat divariasikan.
4. Tanah dapat diperiksa dan dicocokkan dengan data laboratorium.
5
6. Diameter tiang memungkinkan dibuat besar, bila perlu ujung bawah tiang dapat dibuat lebih besar guna mempertinggi kapasitas dukungnya.
7. Tidak ada risiko kenaikan muka tanah.
Kerugian menggunakan pondasibored pileyaitu: 1. Pengecoranbored piledipengaruhi kondisi cuaca.
2. Pengecoran beton agak sulit bila dipengaruhi air tanah karena mutu beton tidak dapat dikontrol dengan baik.
3. Mutu beton hasil pengecoran bila tidak terjamin keseragamannya di sepanjang badan bored pile mengurangi kapasitas dukung bored pile, terutama bilabored pilecukup dalam.
4. Pengeboran dapat mengakibatkan gangguan kepadatan, bila tanah berupa pasir atau tanah yang berkerikil.
5. Air yang mengalir ke dalam lubang bor dapat mengakibatkan gangguan tanah, sehingga mengurangi kapasitas dukung tiang.
6. Akan terjadi tanah runtuh jika tindakan pencegahan tidak dilakukan, maka dipasangtemporary casinguntuk mencegah terjadinya kelongsoran.
B. Metode PelaksanaanBored Pile
Pada dasarnya pelaksanaa bored pile pada tanah yang tidak mudah longsor adalah:
1. Tanah digali dengan mesin bor sampai kedalaman yang dikehendaki. 2. Dasar lubang bor dibersihkan.
6
C. Tanah
Tanah didefinisikan sebagai material yang terdirir dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut (Braja M. Das, 1995)
D. Penelitian Tanah
Data penelitian tanah merupakan data sekunder dimana peneliti tidak langsung terjun ke lapangan sehingga data tersebut merupakan data yang diperoleh dari instansi yang terkait. Penelitian tanah dimaksudkan untuk mendapatkan data keadaan tanah pada titik yang telah ditentukan sebagai gambaran dasar keadaan tanah pada Gedung Bertingkat Terpadu di Pelabuhan Tarahan Bandar Lampung.
1. Pengujian dengan Bor Mesin
7
pengujian kadar air, berat jenis, berat volume, atterberg limits,grainsize analysis, triaxial test, serta uji konsolidasi dilakukan di laboratorium (Laporan Investigasi Geoteknik Tarahan, 2011). Pengujian dengan bor mesin dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Pengujian dengan Bor Mesin
2. Pengujian dengan Alat SPT (Standard Penetration Test)
8
Geoteknik Tarahan, 2011). Berikut adalah tabel standar deskripsi kekuatan tanah dengan penetrasi standar:
Tabel 1. Standar Penetrasi Tanah Tak Berkohesi
Tingkat Kepadatan Dr N Ф
Sangat lepas < 0,2 < 4 < 30
Tabel 2. Standar Penetrasi Tanah Berkohesi
Penetrasi Standar (N) Deskripsi
0–2 Sangat lunak
2–4 Lunak
4–8 Sedang
8–16 Kenyal
16–32 Sangat kenyal
32–40 Keras
Sumber: Punmia, 1981
3. Pengujian dengan Alat PDA (Pile Driving Analyzer)
9
atau direkam oleh sensor-sensor yang telah dilekatkan di sisi tiang, pengujian dilaksanakan setelah tiang mempunyai kekuatan yang cukup untuk menahan tumbukan palu. PDA didasarkan pada analisis data hasil rekaman getaran gelombang yang terjadi pada waktu tiang dipukul (Spesifikasi Teknis PDA, 2013). Pengujian PDA pada proyek Gedung Bertingkat Terpadu di Pelabuhan Tarahan Bandar Lampung dilakukan sebanyak 3 titik. Gambar pengujian dengan alat PDA dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Pengujian dengan Alat PDA (Pile Driving Analyzer)
E. Pembebanan
Besar dan macam beban yang bekerja pada struktur sangat tergantung dari jenis
struktur. Berikut ini akan disajikan jenis-jenis beban, data beban serta
faktor-faktor dan kombinasi pembebanan sebagai dasar acuan bagi perhitungan struktur.
(LRFD, 2008).
1. Beban Mati (Dead Load)
Beban mati merupakan beban yang bekerja akibat gravitasi yang bekerja tetap
10
didirikan. Yang termasuk beban mati adalah berat struktur sendiri dan juga
semua benda yang tetap posisinya selama struktur berdiri.
2. Beban Hidup (Live Load)
Beban hidup merupakan beban yang terjadi akibat penghunian atau
penggunaan suatu konstruksi dan barang-barang yang dapat berpindah, mesin
dan peralatan lain yang dapat digantikan selama masa pakai.
3. Beban Angin (Wind Load)
Beban angin adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian
gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara. Beban angin
ditunjukan dengan menganggap adanya tekanan pofitip dan tekanan negatif
(isapan), yang bekerja tegak lurus pada bidang – bidang yang ditinjau.
Besarnya tekanan positif dan tekanan negatif ini dinyatakan dalam kg/m2,
ditentukan dengan mengalikan tekanan tiup yang telah ditentukan dengan
koefisien–koefisien angin yang telah ditentukan dalam peraturan ini.
11
Tabel 4. Koefisien Tekanan Cg
4. Beban Gempa (Earthquake Load)
Besarnya beban gempa dasar nominal horizontal akibat gempa menurut Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Rumah dan Gedung (SNI–03–1726–2002), dinyatakan sebagai berikut :
V = ...(1) Keterangan:
V = beban gempa dasar nominal ( beban gempa rencana ) Wi = kombinasi dari beban mati dan beban hidup vertikal
yang direduksi
12
Tabel 5. Faktor Keutamaan Struktur (I)
Tabel 6. Parameter daktilitas struktur gedung
13
F. Faktor Respons Gempa (C)
Setelah menghitung waktu getar dari struktur bangunan pada arah X (Tx) dan arah Y (Ty), maka besar dari Faktor Respons Gempa (C) dapat ditentukan dari diagram spektrum gempa rencana sesuai dengan wilayah gempa dan kondisi tanah untuk waktu getar alami fundamental, dengan terlebih dahulu menentukan zona gempa (lihat Gambar 3).
Gambar 3. Wilayah Gempa Indonesia
Faktor respon gempa C ditentukan dengan persamaan-persamaan berikut: Untuk T≤ Tc:
C = Am ...(2)
Untuk TTc:
C = ...(3) Dengan:
14
Tabel 7. Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Percepatan Muka Tanah
Tabel 8. Spektrum Respon Gempa Rencana
G. Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang Berdasarkan Data Lapangan 1. Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang Dari Hasil SPT
Standard Penetration Test (SPT) adalah sejenis percobaan dinamis dengan memasukkan suatu alat yang dinamakan split spoonke dalam tanah. Data tanah sangat diperlukan dalam merencanakan kapasitas daya dukung (bearing capacity) dari tiang sebelum pembangunan dimulai.
Tahanan ujung ultimit tiang (Qb) dihitung dengan persamaan:
Qb = Ab.fb ...(6) Tahanan gesek dinding tiang (Qs) dihitung dengan persamaan:
15
Kapasitas daya dukung ultimit tiang (Qu) adalah jumlah dari tahanan ujung ultimit tiang (Qb) dan tahanan gesek dinding tiang (Qs) antara sisi tiang dan tanah di sekitarnya dinyatakan dalam persamaan berikut ini (Hardiyatmo, 2010):
Qu = Qb + Qs = Ab.fb + As.fs ...(8) Keterangan:
Qb = Tahanan ujung ultimit tiang Qs = Tahanan gesek dinding tiang Ab = Luas ujung tiang bawah As = Luas selimut tiang
fb = Tahanan ujung satuan tiang fs = Tahanan gesek satuan tiang
Kapasitas dukung ultimit tiang dapat dihitung secara empiris dari nilai N hasil uji SPT.
1. Tahanan ujung tiang berdasarkan data pengujian SPT dihitung dengan persamaan Meyerhof (Bowles, 1993), yaitu:
Qb = Ab (40N) ≤ Ab (400N) ...(9) Keterangan:
N = Nilai rata-rata statistik dari bilangan-bilangan SPT dalam daerah kira-kira 8B di atas sampai dengan 3B di bawah titik tiang
B = Lebar atau diameter tiang
16
2. Tahanan gesek selimut tiang berdasarkan data pengujian SPT dihitung dengan persamaan Meyerhoff (Bowles, 1993), yaitu:
Qs =Xm.N.p.Li ...(10)
Keterangan:
Xm= 0,2 untukbored pile Li = Panjang lapisan tanah (m) P = Keliling tiang (m)
N = Banyaknya perhitungan pukulan rata-rata statistic
3. Untuk tahanan ujung tiang dengan memperhatikan faktor kedalaman dihitung dengan persamaan Meyerhof (Hardiyatmo, 2010), yaitu: Qb = Ab.fb
Dengan nilai fb yaitu :
a. Untuk tiang dalam pasir dan kerikil:
fb = 0,4 N”(L/d)r≤ 4 N”r...(11)
b. Untuk tiang dalam lanau tidak plastis:
fb = 0,4 N”(L/d)r≤ 3 N”r...(12)
Keterangan:
fb = Tahanan ujung satuan tiang (kN/m2)
N” = N-SPT yang dikoreksi terhadap pengaruh prosedur lapangan dan tekananoverburden
L = Kedalaman penetrasi tiang (m) d = Diameter tiang (m)
17
Gambar 4. Koreksi nilai N akibat tekananoverburden
Untuk menghitung fb, nilai N-SPT yang digunakan harus mewakili kondisi tanah di sekitar ujung tiang yaitu dalam kisaran 1D di atas dasar tiang dan 2D di bawahnya.
4. Tahanan gesek satuan dihitung dengan persamaan Meyerhof (Hardiyatmo, 2010)
Qs = As.fs
Briaud et al. (Hardiyatmo, 2010) menyarankan persamaan tahanan ujung satuan, yaitu:
fs = 0,224 σr(N”)0,29...(13) fb = 19,7 σr(N”)0,36...(14)
Keterangan:
fs = Tahanan gesek satuan tiang (kN/m2) fb = Tahanan ujung satuan tiang (kN/m2)
N’’ = N-SPT yang dikoreksi terhadap pengaruh prosedur lapangan dan tekananoverburden.
18
Dalam pengujian SPT ini juga akan diperoleh kepadatan relatif (relative density), sudut gesek dalam (φ) berdasarkan nilai jumlah pukulan (N). Untuk tanah granuler, seperti pasir faktor-faktor Nq, Nγ adalah fungsi dari φ, karena itu sangat tergantung dari besarnya kerapatan relatif (Dr).
Gambar 5. Hubungan nilai N, Nq, Nγ dan φ(Hardiyatmo,1996)
Dengan memperhatikan bentuk pondasi, kemiringan beban dan kuat geser tanah di atas dasar pondasinya Meyerhof dan Brinch Hansen (Hardiyatmo, 1996) memberikan juga persamaan daya dukung yaitu: Qu= ScDciccNc+ SqDqiqPoNq+ SγDγiγ0,5β’γNγ...(15) Keterangan:
Qu = Kapasitas daya dukung ultimit
19
dc, dq, dγ = Faktor kedalaman pondasi ic, iq, iγ = Faktor kemiringan beban β’ = Lebar pondasi efektif
po = Tekananoverbudenpada dasar pondasi Df = Kedalaman pondasi
γ = Berat volume tanah
H. Faktor Keamanan
Untuk memperoleh kapasitas ijin tiang, maka diperlukan untuk membagi kapasitas ultimit tiang dengan faktor aman tertentu. Fungsi faktor aman adalah:
1. Untuk memberikan keamanan terhadap ketidakpastian dari nilai kuat geser dan kompresibilitas yang mewakili kondisi lapisan tanah.
2. Untuk meyakinkan bahwa penurunan tidak seragam di antara tiang-tiang masih dalam batas-batas toleransi.
3. Untuk meyakinkan bahwa bahan tiang cukup aman dalam mendukung beban yang bekerja.
4. Untuk meyakinkan bahwa penurunan total yang terjadi pada tiang tunggal atau kelompok tiang masih dalam batas-batas toleransi.
5. Untuk mengantisipasi adanya ketidakpastian metode hitungan yang digunakan (Hardiyatmo, 2010).
20
Untuk dasar tiang yang dibesarkan dengan diameter < 2 m:
Qa=
, ...(22)
Untuk tiang tanpa pembesaran di bagian bawahnya:
Qa= ...(23)
Bila diameter tiang lebih dari 2 m, kapasitas tiang ijin perlu dievaluasi dari pertimbangan penurunan tiang. Selanjutnya, penurunan struktur harus pula dicek terhadap persyaratan besar penurunan toleransi yang masih diijinkan. Faktor aman (F) untuk tiang bor juga bergantung terutama pada informasi dari hasil uji beban statis, keseragaman kondisi tanah, dan ketelitian program penyelidikan tanah. Nilai-nilai tipikal faktor aman untuk tiang bor yang disarankan, ditunjukkan dalam Tabel . Nilai-nilai dalam tabel tersebut berlaku untuk bangunan-bangunan pada umumnya. Untuk bangunan-bangunan yang khusus, maka nilai-nilai faktor amannya dapat ditambah atau dikurangi. Tabel 9. Faktor Aman
21
Pada umumnya, faktor aman untuk beban tarik lebih besar dari beban tekan. Hal ini, dikarenakan keruntuhan akibat beban tarik lebih bersifat segera dan merusakkan terutama pada saat gempa.
I. Tiang Kelompok (Pile Group)
Pada umumnya jarang pondasi bored pile digunakan sebagai tiang tunggal, melainkan berupa gabungan dari beberapa tiang yang disebut dengan tiang kelompok (pile group). Di atas pile group, biasanya diletakkan suatu konstruksi poer (footing) yang mempersatukan kelompok tiang tersebut. Dalam perhitungan-perhitungan poer dianggap/dibuat kaku sempurna, sehingga:
1. Bila beban-beban yang bekerja pada kelompok tiang tersebut menimbulkan penurunan maka setelah penurunan bidang poer tetap akan merupakan bidang datar.
2. Gaya-gaya yang bekerja pada tiang berbanding lurus dengan penurunan tiang-tiang tersebut.
J. Kapasitas Kelompok Tiang dan EfisiensiBored Pile 1. Kapasitas Kelompok Tiang
Kapasitas kelompok tiang tidak selalu sama dengan jumlah kapasitas tiang tunggal yang berada dalam kelompoknya.
Stabilitas kelompok tiang tergantung dari 2 (dua) hal, yaitu:
22
b. Pengaruh konsolidasi tanah yang terletak di bawah kelompok tiang. Pada tiang tunggal, interaksi yang terjadi hanyalah tiang dengan tanah, sedangkan pada kelompok tiang akan ada interaksi antara tiang dengan tanah dan tiang dengan tiang yang lainnya. Interaksi ini akan lebih besar jika jarak tiang semakin dekat. Jika pada salah satu tiang pada kelompok tiang didesak sehingga terjadi penurunan, maka tiang disekitarnya akan ikut turun akibat tertarik oleh tanah disekitar tiang yang dibebani. Berdasarkan kondisi tersebut, maka akan terjadi penurunan tiang akibat beban yang didukung tiang didekatnya walaupun tiang tersebut tidak terbebani. Hal ini akan mengakibatkan kapasitas dukung tiang menjadi berkurang jika dibandingkan dengan kondisi tiang tunggal. Analisis ini dikembangkan dengan menganggap tidak adapile cap.
2. EfisiensiBored Pile
EfisiensiBored Pilebergantung pada beberapa faktor, yaitu: a. Jumlah, panjang, diameter, susunan dan jarak tiang.
b. Model transfer beban (tahanan gesek terhadap tahanan dukung ujung). c. Prosedur pelaksanaan pemasangan tiang.
d. Urutan pemasangan tiang e. Macam-macam tanah.
f. Waktu setelah pemasangan tiang.
23
Persamaan dari efisiensi tiang menurut Converse-Labarre Formula (Hardiyatmo, 2010) adalah sebagai berikut:
Eg = 1 ′ ( ) ′
′ ...(24)
Keterangan:
Eg = efisiensi kelompok tiang m = jumlah baris tiang
n’ = jumlah tiang dalam satu baris
= arc tgd/s, dalam derajat
s = jarak pusat ke pusat tiang d = diameter tiang
Efisiensi kelompok tiang didefinisikan sebagai:
Eg = ...(25) Dengan:
Eg = Efisiensi kelompok tiang
24
Gambar 6. Efisiensi Kelompok Tiang 3. Kapasitas Izin Kelompok Tiang
Kapasitas izin kelompok tiang menggunakan persamaan:
Qg = Eg × n × Qu...(26)
K. Pembebanan pada Pondasi Kelompok Tiang
Gaya luar yang bekerja pada kepala tiang (kolom) didistribusikan pada pile cap dan kelompok tiang pondasi berdasarkan rumus elastisitas dengan menganggap bahwa pile cap kaku sempurna (pelat pondasi cukup tebal), sehingga pengaruh gaya yang bekerja tidak menyebabkan pile cap melengkung atau deformasi.
Maka persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:
P = ± ± ...(27) Keterangan:
P = Beban maksimum yang diterima oleh tiang
V = Jumlah total beban normal
Mx = Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu x My = momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu y x = absis terhadap titik berat kelompok tiang
y = ordinat terhadap titik berat kelompok tiang
x2 = jumlah kuadrat absis-absis tiang
25
L. Daya Dukung Lateral
Pondasibored pileterkadang harus menahan beban lateral (horizontal) seperti beban angin, beban gempa dan tekanan tanah lateral. Beban-beban tersebut akan bekerja pada ujung atas kepala tiang. Hal ini menyebabkan kepala tiang terdeformasi lateral. Hal ini menimbulkan gaya geser pada tiang dan tiang akan melentur. Gaya lateral yang paling mempengaruhi daya dukung lateral pada pondasi adalah gaya akibat tekanan tanah. Jika gaya lateral yang harus didukung tiang sangat besar, maka dapat digunakan tiang miring.
Dalam analisis gaya lateral, tiang-tiang perlu dibedakan menurut model ikatannya dengan pelat penutup tiang. Model ikatan tersebut sangat mempengaruhi kelakuan tiang dalam mendukung beban lateral. Tiang-tiang dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu:
a. Tiang ujung jepit (fixed end pile)
Definisi tiang ujung jepit (fixed end pile) menurut McNulty adalah tiang yang ujung atasnya terjepit (tertanam) dalam pelat penutup kepala tiang paling sedikit sedalam 60 cm (24 inch)
b. Tiang ujung bebas (free end pile)
26
Gambar 7. Definisi tiang ujung jepit dan ujung bebas
McNulty (1956) menyarankan perpindahan lateral ijin pada bangunan gedung adalah 6 mm (Hardiyatmo, 2010).
1. Penentuan Kriteria Tiang Panjang dan Tiang Pendek
Untuk menghitung daya dukung lateral, perlu diketahui jenis tiang pondasi, yaitu tiang pendek dan panjang. Kriteria tiang pendek dan panjang ditentukan berdasarkan kekakuan relatif R atau T.
Ip = x b x h3...(28)
T = × ...(29)
Dimana:
Ep = Modulus elastis tiang (kN/m2) Ip = Momen inersia tiang
27
Tabel 10. Kriteria Tiang Pendek dan Panjang
Jenis Tiang Modulus Tanah
Kaku (Pendek) L≤ 2T L≤ 2R
Elastis (Panjang) L≥ 4T L≥ 0,35 R
Sumber : Hardiyatmo, 2010
2. Daya Dukung Lateral Tiang Tunggal
Hasil penelitian Poulus menjelaskan bahwa defleksi maksimum terjadi pada permukaan tanah. Defleksi tersebut diakibatkan adanya beban horisontal dan momen yang terjadi pada kepala tiang. Daya dukung lateral tiang tunggal dihitung dengan metode Broms (Hardiyatmo, 2010)
a. Tiang ujung bebas
f = Hu/ (9Cu d) ...(30) Mmak = Hu (e +3d/2 +1/2 f) ...(31) Momen maksimum dapat pula dinyatakan oleh persamaan:
28
b. Tiang ujung jepit
Untuk tiang panjang dihitung dengan persamaan:
Hu = ...(33)
Untuk tiang pendek dihitung dengan persamaan:
Hu = 9cud(L–3d/2) ...(34) Mmak = Hu (L/2 + 3d/4) ...(35)
My = (9/4) cud g2- 9cud f(3d/2 + f/2)...(36) Keterangan:
Hu = Daya dukung lateral My = Tahanan momen tiang
Mmak = Momen (negatif) pada kepala tiang L = Kedalaman pondasi
d = Diameter pondasi
f = Hu/(9cud) = Letak momen maksimum
29
Gambar 8. Tahanan Lateral Ultimit Tiang dalam Tanah Kohesif (Hardiyatmo, 2010)
3. Daya Dukung Lateral Kelompok Tiang
Daya dukung kelompok tiang dirumuskan sebagai berikut:
Hg = nj=iHu...(37) Keterangan:
30
n = Jumlah tiang
4. Defleksi Kelompok Tiang
Nilai defleksi kelompok tiang dihitung dirumuskan sebagai berikut:
yo = ( ) ...(38)
Dimana:
yo = Defleksi tiang
e = Jarak beban terhadap muka tanah zf = Jarak titik jepit dari muka tanah H = Beban lateral
M. Penurunan (Settlement)
Di atas kelompok tiang (pile group), biasanya diletakkan suatu konstruksi poer yang kaku yang mempersatukan kelompok tiang tersebut. Dengan poer yang kokoh ini diharapkan terjadi settlement yang merata apabila kelompok tiang tersebut dibebani secara merata.
Problem utama dalam menghitung penurunan kelompok tiang, antara lain: 1. Dalam memprediksi besarnya tegangan di dalam tanah akibat beban tiang
dan sifat-sifat tanah yang berada di bawah ujung tiang.
31
1. Penurunan pada Tiang Tunggal (Sholeh, 2008)
Rumus perhitungan penurunan tiang tunggal:
S = S1 + S2 + S3... (39)
S1 =( ) ... (40)
Keterangan:
S1 = Penurunan akibat deformasi tiang tunggal Qb = Daya dukung ujung tiang
Qs = Daya dukung selimut tiang Ap = Luas ujung tiang bawah L = Panjang tiang
Ep = Modulus elastisitas material tiang
= 0,5 jika distribusi gesekan berbentuk parabola atau 0,67 jika
berbentuk segitiga
S2 = ×
× ... (41) Keterangan:
S2 = Penurunan tiang disebabkan oleh beban yang bekerja pada ujung tiang
Cp = Koefisien empiris D = Diameter tiang
32
Tabel 11. Nilai Koefisien Cp
Jenis Tanah Tiang Pancang Tiang Bor
Pasir 0,02–0,04 0,09–0,18
S3 = Penurunan tiang disebabkan oleh beban yang bekerja sepanjang kulit/selimut tiang
p = Keliling penampang tiang L = Panjang tiang
Es = Modulus elastisitas tanah μs = Angka poisson
Iws = Faktor pengaruh
Faktor pengaruh menurut Vesic (Sholeh, 2008) yaitu:
Iws = 2 + 0,35 ... (43)
Tabel 12. Angka Poisson (μ )
Jenis Tanah Μ
Lempung jenuh 0,4–0,5
Lempung tak jenuh 0,1–0,3
Lempung berpasir 0,2–0,3
Lanau 0,3–0,35
Pasir padat 0,2–0,4
Pasir kasar (angka pori, e = 0,4–0,7) 0,15
Pasir halus (angka pori, e = 0,4–0,7) 0,25
Batu (tergantung dari jenisnya) 0,1–0,4
Loose 0,1–0,3
33
Tabel 13. Modulus Elastis Tanah (Es)
Sumber : Hardiyatmo, 2010
2. Penurunan pada Tiang Kelompok
Menurut Vesic (Sholeh, 2008) hubungan penurunan antara tiang tunggal dan kelompok tiang:
Sg = S ...(44)
Keterangan:
Sg = Penurunan kelompok tiang (m) B = Lebar kelompok tiang (m)
III. METODE PENELITIAN
A. Bagan Alir Penelitian
Tahapan perencanaan analisis pondasi bored pile akan disajikan pada bagan berikut:
Mulai
Pengumpulan data sekunder
Perhitungan dan analisa pembebanan dengan SAP 2000
Persiapan
Pengecekan hasil analisis dengan hasil PDA
A
35
Gambar 9. Bagan Alir Penelitian
B. Tahap Persiapan
Pada tahapan persiapan yang dilakukan adalah:
1. Mempelajari literatur (studi pustaka) yang berkaitan dengan perencanaan pondasibored pile.
2. Menentukan data sekunder yang diperlukan dari pihak instansi yang terkait.
C. Pengumpulan Data
Untuk melakukan peninjauan kembali perhitungan perencanaan pondasibored pile pada proyek Gedung Bertingkat Terpadu di Pelabuhan Tarahan Bandar Lampung diperlukan data-data yang mendukung. Pengumpulan data berupa data sekunder diperoleh penulis dari Kontraktor Pelaksana PT. PP Dirganeka.
Perhitungan penurunan bored pile
A
Selesai
Perhitungan penulanganbored pile
36
Data sekunder yang diperoleh adalah gambar struktur proyek, data penyelidikan tanah yakni hasil Boring Log,Standard Penetration Test (SPT), dan hasil pengujian lapangan yakni PDAtest.
D. Metode Analisis
1. Analisis pembebanan dengan SAP 2000.
2. Menghitung kapasitas daya dukung desain dan ultimit dengan menggunakan data penyelidikan lapangan yang terdiri:
a. Boring Log
b. Standard Penetration Test(SPT)
3. Melakukan pengecekan terhadap hasil analisis manual dengan hasil pengujian di lapangan (PDAtest).
4. Perhitungan penurunan (settlement) pondasi. 5. Perhitungan dan perencanaan penulangan pondasi. 6. Membuat kesimpulan dan saran.
E. Lokasi Proyek
37
Gambar 10. Denah Lokasi Proyek F. Data Umum Proyek
Data umum proyek adalah sebagai berikut:
1. Nama Proyek : Proyek Pembangunan Gedung Bertingkat Terpadu Pelabuhan Tarahan Bandar Lampung 2. Lokasi Proyek : Jalan Raya Bakauheni KM.15 Tarahan, Bandar
Lampung
3. Pemilik Proyek : PT. Bukit Asam (Persero) Tbk. 4. Konsultan Perencana : PT. Bita Enarcon Engineering 5. Manajemen Konstruksi : PT. Connusa Energindo 6. Kontraktor : PT. PP Dirganeka
7. Kontraktor Pelaksana : 1. PT. Grant Surya (Kontraktor Pondasi)
2. PT. Indojaya Sukses Makmur (Kontraktor MEP)
8. Nilai Kontrak : Rp 70.548.200.000,00
38
11. Masa Pemeliharaan : 180 hari setelah serah terima 12. Jenis Pelelangan : Pelelangan Terbuka
13. Jenis Kontrak :Unit price. 14. Cara Pembayaran :Monthly progress 15. Uang Muka : 10% dari nilai kontrak
16. Bangunan : 7 Lantai Gedung Perkantoran 17. Luas bangunan : 11.677,8 m2
18. Luas area : 25.651 m2
G. Data Teknis Pondasi
Data teknis pondasi yang diperoleh adalah dengan spesifikasi sebagai berikut: 1. Jenis pondasi :Bored pile
2. Diameter pondasi : 0,6 meter
3. Mutu beton : 25 MPa
99
V. PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil perhitungan pondasi bored pile, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Pondasi bored pile dengan diameter 60 cm memiliki kapasitas daya dukung ultimit tiang sebesar 2600,9667 kN.
2. Berdasarkan pembebanan pada kelompok pondasi tiang, hasil yang diperoleh tidak melebihi daya dukung ultimit tiang, sehingga aman untuk digunakan
3. Dari hasil perhitungan nilai kapasitas daya dukung ultimit tiang yang didapat sebesar 2600,9667 kN kurang dari nilai kapasitas ultimit hasil dari PDA, sehingga memenuhi syarat batas aman dan dapat digunakan sehingga proyek pembangunan Gedung Bertingkat Terpadu Pelabuhan Tarahan dapat dilanjutkan pelaksanaannya.
100
B. Saran
1. Penyelidikan tanah harus dilakukan secara teliti, agar diperoleh data yang sesuai dengan kondisi tanah yang sebenarnya.
DAFTAR PUSTAKA
______. 2011. Laporan Investigasi Geoteknik Kantor Terpadu Pelabuhan Tarahan. Bandung. PT. Bita Enarcon.
_______. 1983. Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung. Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Bandung.
_______. 2002. SNI-1726-2002 Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung. Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah. Bandung.
______. 2013. Spesifikasi Teknis Pengujian Dinamis Pondasi Menggunakan Pile Driving Analyzer (PDA) (ASTM D4945 - 96). PT. Geotesting Utama Engineering.
Christandy, Hary. 2010. Analisis dan Perancangan Fondasi Bagian I. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Christandy, Hary. 2010. Analisis dan Perancangan Fondasi Bagian II. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Christandy, Hary. 1996.Teknik Pondasi I. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. Girsang, Priscilla. 2009.Analisa Daya Dukung Pondasi Bored Pile Tunggal pada
Proyek Pembangunan Gedung Crystal Square Jalan Imam Bonjol Medan. Fakultas Teknik. Universitas Sumatera Utara. Medan.
Nathania, Lucia. 2012. Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang pada Proyek Pembangunan Gedung Hotel 15 (Lima Belas) Lantai. Fakultas Teknik. Universitas Lampung. Lampung.
Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD. Penerbit Erlangga. Jakarta.
Setyawati, Imsaskia. 2013.Analisis Daya Dukung dan Kontrol Stabilitas Pondasi Bored Pile Jembatan Layang pada Ruas Jalan Gajah Mada –H. Juanda. Fakultas Teknik. Universitas Lampung. Bandar Lampung.
