Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang pada Titik Bore Hole - 01 dengan Metode Analitis dan Metode Elemen Hingga (Studi Kasus : Hotel Medan Siantar Sinaksak – Pematang Siantar)

(1)

BAB III

METODOLOGI PENELETIAN

3.1. Data Umum

Proyek pembangunan Hotel Medan Siantar merupakan proyek

pembangunan gedung bertingkat terdiri dari 10 lantai diatas permukaan tanah.

Proyek ini berlokasi di jalan Tebing Tinggi – Pematang Siantar, Sinaksak Pematang Siantar

Adapun data umum proyek pembangunan Hotel adalah sebagai berikut :

1. Nama Proyek : Hotel Medan Siantar

2. Fungsi Bangunan : Penginapan

3. Lokasi Proyek : Jalan Tebing Tinggi – Pematang Siantar, Pematang Siantar

4. Pemilik Proyek : PT. TOR GANDA

5. Konsultan Perencana : RUDOLF MORIDA & ASSOCIATES

6. Kontraktor Pelaksana : RUDOLF MORIDA & ASSOCIATES

7. Status : Proyek Swasta

8. Kosultan Penelitian Tanah : Laboratorium Mekanika Tanah

(2)

Gambar 3.1. Lokasi Proyek

3.2. Data Teknis Tiang Pancang

Dari hasil penyelidikan tanah diperoleh data bahwa lapisan tanah

bagian atas berupa tanah lempung berpasir, warna kuning kecoklatan,

kekuatan lunak ke sangat padat, kadar air tinggi rendah dan plastis rendah.

Sementara lapisan tanah keras terdapat pada kedalaman 18 m dari

permukaan tanah pada data bore hole 1. Sehingga direncanakan pondasi

dengan menggunakan tiang pancang.

(3)

Dalam proyek ini digunakan pondasi tiang pancang dengan

spesifkasi sebagai berikut :

Jenis Pondasi : Pondasi Tiang Pancang

Diameter Tiang Pancang :

Panjang tiang pancang : 12 m

Mutu Beton : K-600

Kedalaman Pondasi Tiang : 18 meter

Gambar 3.2. Lokasi Titik Bore Hole

3.3. Metode Pengumpulan Data

(4)

- Standard Penetration Test (SPT) sebanyak 2 titik

- Uji laboratorium ( atterberg limit, direct shear, specific grafity,

consolidation, sieve analysis dan water content)

1.4Tahap Penelitian

Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis melakukan beberapa tahapan

pelaksanaan sehingga tercapai maksud dan tujuan dari penelitian. Seperti yang

diuraikan pada Bab I, tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk

menghitung besarnya daya dukung aksial dan lateral pondasi tiang pancang yang

didasarkan pada data pengujian di lapangan dengan menggunakan metode analisis

dan metode elemen hingga, yakni dengan bantuan Program Plaxis. Dalam

mencapai tujuan tersebut, maka dilakukan tahap-tahap sebagai berikut :

a. Tahap pertama

Mengumpulkan berbagai jenis literatur dalam bentuk buku maupun tulisan

ilmiah yang berhubungan dengan Tugas Akhir ini.

b. Tahap kedua

Pada tahap ini di lakukan pengumpulan data-data dari hasil penyelidikan

tanah dan data pemancangan. Data penyelidikan tanah berupa data sondir

(Cone Penetration Test), SPT (Standard Penetration Test ) dan Uji

laboratorium ( atterberg limit, direct shear, specific grafity, consolidation,

sieve analysis dan water content) diperoleh dari Laboratorium Mekanika

(5)

c. Tahap ketiga

Melakukan analisa terhadap data yang diperoleh dari lapangan dengan

buku dan jenis literatur lainnya yang berhubungan dengan penulisan

Tugas Akhir ini.

d. Tahap keempat

Pada tahap ini dilakukan perhitungan daya dukung pondasi tiang pancang

secara konvensional sesuai dengan teori dan formula yang telah dibahas di

Tinjauan Pustaka.

e. Tahap kelima

Mencari besarnya daya dukung tiang pancang menggunakan metode

elemen hingga, dengan memodelkan perilaku tanah pada Program Plaxis.

Adapun pemodelan tanah yang digunakan adalah model Mohr-Coulomb.

f. Tahap keenam

Membandingkan daya dukung pondasi tiang pancang yang diperoleh

dengan metode analitis dengan perhitungan yang dilakukan pada Program

Plaxis dengan pemodelan tanah Mohr-Coulomb, kemudian mengambil

(6)

Skema pelaksanaan studi ini dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

v

Gambar 3.3. Alur Penelitian

Mulai

Studi Literatur

Pengumpulan Data sekunder seperti sondir, SPT, dan uji

laboratorium.

Analisis Data dan Perhitungan

Metode Analitis berdasarkan data Sondir,SPT

dan laboratorium

Metode Elemen Hingga dengan pemodelan Mohr-Coulomb pada program Plaxis

Analisis hasil perhitungan

Kesimpulan dan Saran

(7)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Pendahuluan

Pada bab ini penulis akan membahas perhitungan daya dukung aksial

pondasi tiang pancang, yaitu dengan metode analitis dan metode numerik

menggunakan Metode Elemen Hingga yaitu bantuan Program Plaxis versi 8.2.

Daya dukung tiang akan dihitung dengan menggunakan data hasil pengujian

Sondir (Cone Penetration Test), SPT (Standard Penetration Test), dan data hasil

pengujian laboratorium.

Adapun data yang diperoleh pada proyek ini antara lain :

1. Data hasil Sondir (Cone Penetration Test)

2. Data hasil SPT (Standard Penetration Test)

3. Data laboratorium

4.2.Menghitung Kapasitas Daya Dukung Aksial Pondasi Tiang Pancang

Perhitungan daya dukung tiang pancang secara analitis dilakukan

berdasarkan data hasil Sondir (Cone Penetration Test) dan SPT (Standard

Penetration Test).

4.2.1. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan

Data Sondir dengan Metode Meyerhoff

1. Titik S1

 Contoh perhitungan daya dukung pada kedalaman 1 m :

(8)

- Luas penampang tiang (Ap) = ⁄

= ⁄

= 2826 cm2

- Keliling tiang (K) =

=

= 188,4 cm

Maka, berdasarkan Persamaan (2.3) untuk kapasitas daya dukung tiang adalah :

Qu = qc x Ap + JHL x K

Qu = (14 x 2826) + (70 x 188,4)

= 52.752 kg

= 52,752 ton

Untuk kapasitas daya dukung ijin (Qijin) dari Persamaan (2.4) adalah :

Qijin = qc x Ap+ JHL x K

3 5

Qijin = (14 x 2826) + (70 x 188,4)

3 5

= 15.826 kg

= 15,826 ton

Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik :

Tult =

=

(9)

=13,188 ton

Daya dukung ijin tarik :

Qall =

=

= 4,396 ton

Daya dukung terhadap kekuatan bahan :

Ptiang =

= ⁄

= 847.800 kg

= 847,8 ton

- Perlawanan penetrasi konus (PPK) qc = 22 kg/cm2

- Jumlah hambatan lekat (JHL) = 148 kg/cm

= ⁄

= 2826 cm2

=

(10)

Qu = (22 x 2826) + (148 x 188,4)

= 90.055 kg

=90,055ton

3 5

Qijin = (22 x 2826) + (148 x 188,4)

3 5

= 26.301 kg

= 26,301ton

Tult =

=

=27883,2 kg

=27,8832 ton

Qall =

(11)

= 9,294 ton

Ptiang =

= ⁄

= 847.800 kg

= 847,8 ton

Tabel 4.1. Perhitungan Daya Dukung Ultimit dan Daya Dukung Ijin Tiang Pancang pada Titik Sondir S-1 dengan Metode Meyerhoff

Kedalaman PPK

(qc) Ap JHL K Qult Qall

(m) (kg/cm2) cm2 (kg/cm) (cm) (ton) (ton)

0 0 2826 0 188,4 0 0

1 14 2826 70 188,4 52,752 15,826

2 22 2826 148 188,4 90,055 26,301

3 30 2826 254 188,4 132,634 37,831

4 27 2826 352 188,4 142,619 38,697

5 24 2826 434 188,4 149,590 38,961

6 27 2826 518 188,4 173,893 44,952

7 21 2826 626 188,4 177,284 43,370

8 21 2826 704 188,4 191,980 46,309

9 21 2826 790 188,4 208,182 49,549

10 24 2826 898 188,4 237,007 56,445

11 15 2826 1024 188,4 235,312 52,714

12 24 2826 1140 188,4 282,600 65,563

13 36 2826 1254 188,4 337,990 81,163

14 14 2826 1366 188,4 296,918 64,659

15 39 2826 1486 188,4 390,176 92,730

16 62 2826 1608 188,4 478,159 118,993

17 172 2826 1724 188,4 810,874 226,984

(12)

2. Titik S2

= ⁄

= 2826 cm2

=

= 188,4 cm

Qu = (8 x 2826) + (68 x 188,4)

= 35.419kg

= 35,419 ton

3 5

Qijin = (8 x 2826) + (68 x 188,4)

3 5

= 10.098 kg

(13)

Tult =

=

=12811,2 kg

=12,8112 ton

Qall =

=

= 4,270 ton

Ptiang =

= ⁄

= 847.800 kg

= 847,8 ton

(14)

= ⁄

= 2826 cm2

=

= 188,4 cm

Qu = (8 x 2826) + (158 x 188,4)

= 52.375 kg

= 52,375 ton

3 5

Qijin = (22 x 2826) + (148 x 188,4)

3 5

= 13.489 kg

= 13,489ton

Tult =

=

(15)

=29,7672 ton

Qall =

=

= 9,9224 ton

Ptiang =

= ⁄

= 847.800 kg

(16)

Kedalaman PPK

(qc) Ap JHL K Qult Qijin

0 0 2826 0 188,4 0 0

1 8 2826 68 188,4 35,419 10,098

2 8 2826 158 188,4 52,375 13,489

3 13 2826 240 188,4 81,954 21,289

4 16 2826 326 188,4 106,634 27,356

5 20 2826 430 188,4 137,532 35,042

6 15 2826 538 188,4 143,749 34,402

7 17 2826 632 188,4 167,111 39,828

8 27 2826 700 188,4 208,182 51,810

9 17 2826 774 188,4 193,864 45,178

10 15 2826 858 188,4 204,037 46,459

11 7 2826 922 188,4 193,487 41,335

12 16 2826 988 188,4 231,355 52,300

13 162 2826 1100 188,4 665,052 194,052

13.4 190 2826 1138 188,4 751,339 221,860

3. Titik S3

= ⁄

= 2826 cm2

=

(17)

Qu = (12 x 2826) + (72 x 188,4)

= 47.477 kg

= 47,477ton

3 5

Qijin = (12 x 2826) + (72 x 188,4)

3 5

= 14.017 kg

= 14,017ton

Tult =

=

=13564,8 kg

=13,5648 ton

Qall =

(18)

= 4,5216 ton

Ptiang =

= ⁄

= 847.800 kg

= 847,8 ton

= ⁄

= 2826 cm2

=

= 188,4 cm

Qu = (11 x 2826) + (170 x 188,4)

= 63.114 kg

(19)

3 5

Qijin = (11 x 2826) + (170 x 188,4)

3 5

= 16.768 kg

= 16,768 ton

Tult =

=

=32.028 kg

=32,028 ton

Qall =

=

= 10,676 ton

(20)

= ⁄

= 847.800 kg

= 847,8 ton

Kedalaman PPK

(qc) Ap JHL K Qult Qijin

0 0 2826 0 188.4 0 0

1 12 2826 72 188.4 47,477 14,017

2 11 2826 170 188.4 63,114 16,768

3 23 2826 262 188.4 114,359 31,538

4 22 2826 354 188.4 128,866 34,063

5 19 2826 454 188.4 139,228 35,005

6 32 2826 534 188.4 191,038 50,265

7 42 2826 604 188.4 232,486 62,323

8 17 2826 680 188.4 176,154 41,636

9 15 2826 764 188.4 186,328 42,918

10 23 2826 862 188.4 227,399 54,146

11 27 2826 964 188.4 257,920 61,758

12 24 2826 1076 188.4 270,542 63,152

13 121 2826 1144 188.4 557,476 157,088

13.4 198 2826 1170 188.4 779,976 230,602

4.2.2. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang 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

(21)

- Luas penampang tiang pancang (Ab) = ¼ x

π

x D2

= ¼ x 3,14 x 602

= 2826 cm2

1. Titik S1

a. Perhitungan kapasitas daya dukung ujung tiang (qb)

Kedalaman tiang pancang = 17,40 m

Tabel 4.4. Nilai Perlawanan Penetrasi Konus (qc) pada Titik Sondir S-1

Nilai qca diambil rata-ratanya yaitu sebesar :

qca = 47 + 78 + 136 + 172 + 196 + 201 + 201 + 201 + 201 + 201 + 201 11

= 185,091kg/cm2

Dari Persamaan (2.8) kapasitas daya dukung ujung (qb) adalah

qb = qca (base) (nilai Fb diambil dari tabel 2.4 ; Fb = 1,75) Fb

qb = 185,091 = 105,766 kg/cm2 1,75

Maka, kapasitas daya dukung ujung tiang adalah : Kedalaman (m) Penetrasi konus (kg/cm2)

16,40 47

16,60 78

16,80 136

17,00 172

17,20 196

17,40 201

17,60 201

17.80 201

18,00 201

18,20 201

(22)

= 105,766 x 2826

= 298.895,523 kg

= 298,895 ton

b. Perhitungan kapasitas daya dukung kulit (Qs)

0,00 m

Pasir (SW)

17,40 m qc = 44,111 kg/cm2

- 17,40

Gambar 4.1. Nilai qc (side) pada titik S-1

Dari Persamaan (2.9) kapasitas tahanan kulit persatuan luas (f) adalah :

f = qc (side)

α

s (Nilai

α

s dan Fs diambil dari tabel 2.4 dan 2.5) Fs

f = 44,1110,03 = 0,378 kg/cm2

(23)

Maka, kapasitas daya dukung kulit adalah :

Qs = f. As

= 0,378 x 188,4 x 1740

= 123.945,356 kg

= 123,945 ton

Kapasitas daya dukung ultimit adalah :

Qu = Qb + Qs

= 298,895 + 123.945

= 422,840 ton

Kapasitas ijin tiang (Qa) :

Qa = Qu

SF

= 422,840 = 169,136 ton

2,5

2. Titik S2

Kedalaman (m) Penetrasi konus (kg/cm2)

12,40 58

12,60 72

(24)

qca = 58 + 72 + 131 + 162 + 152 + 190 + 190 + 190 + 190 + 190 +190 11

= 155,909 kg/cm2

Dari Persamaan (2.8) kapasitas daya dukung ujung (qb) adalah

qb = qca (base) (nilai Fb diambil dari tabel 2.4 ; Fb = 1,75)

Fb

qb = 155,909 = 89,091 kg/cm2

1,75

Maka, kapasitas daya dukung ujung tiang adalah :

Qb = qb x Ab

= 89,091 x 2826

= 251770,909kg

= 251,771 ton

13,20 152

13,40 190

13,60 190

13,80 190

14,00 190

14,20 190

(25)

0,00 m

Pasir (SW)

13,40 m qc = 37,928 kg/cm2

- 13,40 m

f = qc (side)

α

s (Nilai

α

f = 37,928 0,03 = 0,325 kg/cm2

3,5

Qs = f. As

= 0,325 x 188,4 x 1340

= 82.048,2 kg

= 82,048 ton

(26)

= 251,771 + 82,048

= 333,819 ton

Qa = Qu

SF

= 333,819 = 133,527 ton

2,5

3. Titik S3

qca = 37+ 51 + 72 + 121 + 176 + 198 + 198 + 198 + 198 + 198 +198 11

= 149,545kg/cm2

Dari Persamaan (2.8) kapasitas daya dukung ujung (qb) adalah Kedalaman (m) Penetrasi konus (kg/cm2)

12,40 37

12,60 51

12,80 72

13,00 121

13,20 176

13,40 198

13,60 198

13,80 198

14,00 198

14,20 198

(27)

qb = qca (base) (nilai Fb diambil dari tabel 2.4 ; Fb = 1,75)

Fb

qb = 149,545 = 85,454 kg/cm2 1,75

Maka, kapasitas daya dukung ujung tiang adalah :

Qb = qb x Ab

= 85,454 x 2826

= 241.494,5 kg

= 241,494ton

0,00 m

Pasir (SW)

13,40 m qc = 41,857 kg/cm2

- 13,40 m

f = qc (side)

α

s (Nilai

α

(28)

Qs = f. As

= 0,358 x 188,4 x 1340

= 90.575,030kg

= 90,575 ton

Untuk kapasitas daya dukung ultimit adalah :

Qu = Qb + Qs

= 241,494+ 90,575

= 332,069 ton

Qa = Qu SF

= 332,069 = 132,827 ton

2,5

4.2.3. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan

Data SPT (Standard Penetration Test)

Untuk menghitung kapasitas daya dukung Tiang pancang ini menggunakan

data SPT (Standard Penetration Test) dilakukan per lapisan tanah menggunakan

metode Meyerhoff. Perhitungan dibatasi hanya pada data SPT (Standard

Penetration Test) diambil dari BH-1.

Ada dua rumus yang digunakan untuk melakukan perhitungan ini yaitu:

(29)

2. Jenis tanah non - kohesif (pasir).

Hal ini dikarenakan jenis tanah pada setiap lapisan bisa berbeda jenisnya.

1. Daya pondasi tiang pancang pada tanah kohesif (lempung)

Contoh perhitungan diambil dari kedalaman 1 m

Jenis tanah : Lempung berpasir

N-SPT : 4

Luas penampang tiang : 0,2826 m2

Keliling tiang : 1,884 m

a. Daya dukung ujung tiang pancang

Qp = 9 x cu x Ap

Dimana :

Ap = luas penampang tiang = 0,2826 m2

cu = Kohesi undrained (kN/m2)

= N-SPT x 2/3 x 10

= 4 x 2/3 x 10

= 26,667 kN/m2

Qp = 9 x 26,667 x 0,2826

= 67,825 kN

= 6,7825 ton

b. Daya dukung selimut tiang pancang

Qs =

α

x cu xp x Li

(30)

α

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

p = Keliling tiang = 1,884 m

Li = Panjang lapisan tanah = 1 m

Qs = 0,55 x 26,667 x 1,884 x 1

= 27,632 kN

= 2,7632 ton

2. Daya pondasi tiang pancang pada tanah non-kohesif (pasir).

Contoh perhitungan diambil dari kedalaman 16 m

Jenis tanah : Pasir berlempung

N-SPT : 8

a. Daya dukung ujung tiang pancang

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 8 x 2/0,6 x 0,2826 < 400 x 8 x 0,2826

= 301,44 kN < 901,32 kN

= 30,144 ton

b. Daya dukung selimut tiang pancang

Qs = 2 x N-SPT x p x Li

(31)

Li = Panjang lapisan tanah = 2 m

p = Keliling tiang = 1,884 m

Qs = 2 x 8 x 1,884 x 2

=60,288 kN

(32)

[image:32.842.109.769.102.473.2]

Tabel 4.7. Perhitungan daya dukung tiang pancang berdasarkan data Standard Penetration Test (SPT)

BH 1

Kedalaman Lapisan ke -

Deskripsi

N-SPT Cu Α

Skin friction End Bearing (KN) Qult (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 0

1 4 26,667 0,550 27,632 27,632 67,824 95,456 9,546 3,818

2

2 Lempung

berpasir Kohesif

7 46,667 0,550 48,356 75,988 118,692 194,680 19,468 7,787

3 6 40,000 0,550 41,448 117,436 101,736 219,172 21,917 8,767

4

3 Pasir

berlempung Non-kohesif

5 - 18,840 136,276 94,200 230,476 23,048 9,219

6 6 - 45,216 181,492 226,080 407,572 40,757 16,303

8 6 - 45,216 226,708 226,080 452,788 45,279 18,112

9 6 - 22,608 249,316 113,040 362,356 36,236 14,494

10

4 Pasir

berlempung Non-kohesif

6 - 22,608 271,924 113,040 384,964 38,496 15,399

12 5 - 37,680 309,604 188,400 498,004 49,800 19,920

14 7 - 52,752 362,356 263,760 626,116 62,612 25,045

15 7.5 - 28,260 390,616 141,300 531,916 53,192 21,277

16

5 Pasir Non-kohesif 8 - 30,144 420,760 150,720 571,480 57,148 22,859

18 60 - 452,160 872,920 2260,800 3133,720 313,372 125,349

20

6 Pasir

berbatu Non-kohesif

60 - 452,160 1325,080 2260,800 3585,880 358,588 143,435

(33)

4.3. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Lateral Pondasi Tiang Pancang

Untuk mengetahui tanah runtuh atau tidak akibat adanya beban horizontal

yang terjadi pada tiang, maka perlu dihitung daya dukung horizontal. Untuk

menghitung daya dukung horizontal, terlebih dahulu hitung faktor kekakuan

tiang untuk tanah non-kohesif. Perhitungan kapasitas daya dukung lateral tiang

pancang menggunakan metode Broms.

Data :

Daya dukung lateral (BH- 01 pada kedalaman 18 m)

Jenis tanah : granular

Berat isi tanah (γ) = 21,5 kN/m3 Sudut geser tanah (ø) = 41,9o

Tiang :

Diameter tiang pancang (D) = 0,6 m

Panjang tiang pancang (L) = 12 m

Mutu beton (f’c) = 600 kg/ cm2 = 60 Mpa Momen ultimit (My) = 17 Tonmeter = 170 kNm

E = 4700 √

= 36.406,043 Mpa = 36.406.043 kN/m2

I =

π (0,6)

4

= m4

Perhitungan dilakukan dengan tahap berikut :

1) Cek perilaku tiang dan hitung faktor kekakuan tiang

(34)

T =

√

= 1,814 m (Persamaan 2.18)

L ≥ 4 T

12 m ≥ 7,256 m

(jenis tiang pancang dikategorikan tiang panjang/elastic pile)

2) Cek keruntuhan tiang akibat momen lentur maksimum tiang

Jarak beban lateral dari permukaan tanah (e ) = 0

Koefisien tekanan tanah pasif Kp ⁄

Kp = ⁄

= 5,021

Maka :

Hu =

√

(Persamaan 2.38)

Hu = 295,019 kN = 29,509 Ton

Beban ijin lateral

H =

= 118,007 kN = 11,80 Ton

(35)

[image:35.595.125.485.85.356.2]

Gambar 4.4. Grafik Kapasitas Beban Lateral pada Tanah Granuler

Tahanan momen ultimit =

= 13,151

Nilai tahanan ultimit sebesar 25,345 diplot ke grafik di atas,

sehingga diperoleh tahanan lateral ultimit sebesar 20.

12,45 =

Hu = 290,303 kN = 29,03 Ton

H

=

= 116,121 kN = 11,612 Ton

Hasil yang diperoleh dengan cara analitis tidak berbeda jauh

(36)

4.4. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan

Metode Elemen Hingga

Pada Metode Elemen Hingga daya dukung yang akan dihitung adalah daya

dukung aksial pondasi tiang pancang. Pemodelan tanah yang digunakan adalah

model Mohr – Coulomb dengan analisis axisymmetric, yaitu kondisi awal

digambarkan seperempat namun sudah mewakili sisi yang lain karena dianggap

simetris. Pada model ini diasumsikan perilaku tanah bersifat plastis sempurna.

Dalam perhitungan Metode Elemen Hingga, model Mohr – Coulomb merupakan

pemodelan umum dalam penyelidikan tanah dimana model ini membutuhkan

parameter seperti Modulus Young, E (stiffness modulus), Poisson’s ratio (υ),

sudut geser dalam (ø), kohesi (c), sudut dilantansi (Ψ), dan berat isi tanah (γ).

Parameter tanah dari hasil uji sondir, SPT dan laboratorium ini diambil dari

penyelidikan tanah yang dilaksanakan oleh Laboratorium Mekanika Tanah

Nomensen Medan Karena keterbatasan data, maka sebagian parameter tanah pada

lapisan tertentu diasumsikan berdasarkan buku referensi teori mekanika tanah dan

studi parameter tanah dengan menggunakan program All-Pile.

Data-Data yang dimasukkan dalam pemodelan menggunakan Metode Elemen

Hingga, yaitu sebagai berikut :

1. Data tiang pancang

Data – data yang harus diketahui Sebelum melakukan pemodelan pondasi tiang pancang yaitu terlebih dahulu harus mengetahui data-data teknis tiang

(37)

perhitungan daya dukung pondasi baik manual maupun dengan Metode

[image:37.595.142.509.158.377.2]

Elemen Hingga.

Tabel 4.8. Data Tiang Pancang

No Keterangan Nilai

1 Lokasi Bore Hole 1

2 Jenis Pondasi Tiang Pondasi tiang pancang

3 Diameter Tiang (m) 0,6

4 Panjang Tiang (m) 18

5 Luas Penampang (m2) 0,2826

6 Modulus Elastisitas (E) (kN/m2) 36.406.043,45 7 Momen Inersia (I) (m4) 0,0063585

8 Berat jenis (γ) (kN/m3) 24

9 EA (kN/m) 10.288.347,75

10 EI (kNm2/m) 231.487,824

11 Angka Poisson (μ) 0,12

2. Deskripsi dan parameter tanah setiap lapisan

Karena data - data dari hasil penyelidikan tanah kurang lengkap, tidak

semua data yang kita butuhkan dalam perhitungan Metode Elemen Hingga di

sajikan dalam laporan hasil penyelidikan tanah maka dilakukan studi

parameter tanah dengan menggunakan program All-Pile. serta koreksi-koreksi

yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya.

Berikut disajikan tabel yang akan mempermudah proses pemodelan tanah

(38)

[image:38.842.43.814.112.472.2]

Tabel 4.9. Input Parameter Tanah untuk Metode Elemen Hingga

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 - 8,0 17,8 0,000864 0,000864 4030,008 0,35 20,9 0 0

Lunak N = 4

2 2 – 3

Lempung berpasir

2 - 9,4 19,2 0,000864 0,000864 6045,012 0,35 35,9 0 0

Kaku N = 6

3 3 – 9

Pasir berlempung

6 - 7,3 17,1 8,64 8,64 6045,012 0,4 0 28,7 0

Lepas N = 6

4 9 – 15

Pasir berlempung

6 13,5 – 14 7,6 17,4 8,64 8,64 6122,500 0,4 0 29 0

Sedang-lepas-sedang N = 7

5 15 - 18

Pasir

3 - 11,7 21,5 86,4 86,4 6600,000 0,2 0 41,8 11,8

Padat-sangat padat N = 60

6 18 -

22,5

Pasir berbatu

5,50 - 11,7 21,5 864 864 6600,000 0,2 0 41,8 11,8

(39)

Proses Pemodelan Pada Program Plaxis

Proses pemasukan data dilakukan dengan proses sebagai berikut :

1. Langkah pertama dalam setiap analisis yaitu atur parameter dasar dari

[image:39.595.151.535.212.473.2]

model elemen hingga di jendela pengaturan global.

Gambar 4.4. Kotak Dialog Pengaturan Global (general setting) pada Plaxis

2. Pemodelan tanah digambar menggunakan garis geometri , diambil

dengan lebar sebesar 20D (D = diameter tiang) dan kedalaman 22 m

(kedalaman bore hole-1) yang terdiri dari beberapa layer dengan

ketebalan tertentu.

3. Setelah selesai memodelkan struktur tanah, kemudian gambarkan dinding

diafragma sebagai tiang dengan cara menggunakan tombol pelat .

Kemudian gunakan tombol antar muka (interface) yang di indikasikan

(40)

sebagai garis teputus-putus sepanjang garis geometri untuk memisahkan

kekakuan lebih dari satu elemen, yaitu kekakuan antara tanah dan tiang.

4. Setelah itu gambarkan beban permukaan, yaitu sistem beban A-beban

terpusat dengan menggunakan , kemudian input nilai bebannya

dengan mengklik ujung beban.

5. Untuk membentuk kondisi batas, klik tombol jepit standar (standard

fixities) , maka akan terbentuk jepit penuh pada bagian dasar dan

jepit rol pada sisi-sisi vetikal.

6. Kemudian masukkan data material dengan menggunakan tombol

material set . Untuk data tanah, pilih soil & interface pada set type,

sedangkan data tiang pilih plates pada set type. Setelah itu seret data-data

yang telah diinput ke dalam pemodelan geometri awal, seperti gambar

berikut.

(41)

7. Kemudian klik Generate mesh untuk membagi-bagi elemen menjadi

beberapa bagian yang beraturan sehingga mempermudah dalam

perhitungan , diupdate, klik initial condition, kondisi awal setelah

terbentuknya jaring-jaring elemen (generated mesh) menandakan model

elemen pada beberapa kondisi yaitu kondisi awal untuk tekanan air yang

didapat dengan memodelkan muka air tanah, dan kondisi tegangan efektif

[image:41.595.255.372.286.497.2]

awal.

Gambar 4.6. Generate Mesh

8. Kemudian klik tombol initial conditions untuk memodelkan muka air

tanah. Klik pada tombol phreatic level untuk menggambarkan kedalaman

(42)

[image:42.595.277.389.83.267.2]

Gambar 4.7. Initial water pressurepada program Plaxis

9. Kemudian klik tombol generate water pressure untukmendefenisikan

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.

[image:42.595.282.381.457.633.2]

(43)

[image:43.595.267.394.81.305.2]

Gambar 4.9. Kondisi Effective Stresses

10.initial stresses dan ok kemudian diupdate, akhirnya calculate yes, dan

akan muncul kotak dialog perhitungan.

11.Selanjutnya akan dilakukan perhitungan dengan mengklik tombol

Calculate, lalu buatlah perhitungan Phase 1 dan Phase 2 seperti gambar di

bawah ini.

[image:43.595.152.476.491.703.2]

(44)

12.Sebelum melakukan perhitungan, terlebih dahulu lakukan pemilihan titik

node sebagai titik yang ditinjau, titik node A yang terletak di ujung atas

tiang dan diupdate. Kemudian pada phase 1 dilakukan pendefinisian

beban. Dengan cara klik parameters, define, dan aktifkan beban dengan

cara klik ujung beban dan update. Beban yang dimaksud adalah beban ijin

[image:44.595.237.389.275.550.2]

rencana yaitu sebesar 200 ton.

Gambar 4.12. Pemilihan titik nodal

(45)

[image:45.595.114.505.86.298.2]

Gambar 4.13. Proses Perhitungan

13.Maka akan keluar kotak dialog yang berisi nilai Phi Reductionsebagai

berikut.

Gambar 4.14. Nilai Phi Reduction pada program Plaxis

[image:45.595.115.546.411.696.2]

(46)

Nilai Σ Msf 2 (setelah konsolidasi) sebesar 1,7263 Qu titik bore hole 1 adalah : Qu = Σ Msf x 2500 kN

= 1,7263 x250 kN

= 4315,75 kN = 431, 575 Ton

4.5. Menghitung Efisiensi Tiang Pancang Kelompok

Gambar 4.15 Detail Tiang Pancang Kelompok

Syarat jarak antar tiang

S <

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 <

(47)

4.5.1 Metode Converse-Labarre Formula

Eg = 1-

θ

(Persamaan 2.58)

θ = arc tan d/s

= arc tan 0,6/1,8

= 18,435

Eg = 1 – 18,435

Eg = 0,897

Qg = Eg . n . Qa (Persamaan 2.61)

Maka, berdasarkan perhitungan data SPT dan Sondir, diperoleh nilai daya

dukung tiang pancang kelompok sebagai berikut :

Contoh perhitungan Sondir menurut metode Meyerhoff

- Pada S1 kedalaman 17,40 m, Qa = 255,810 ton

Maka. Qg = (0,897)(2)( 255,810)

= 405,103 ton

Selanjutnya perhitungan daya dukung tiang pancang kelompok menurut

Converse-Laberre Formuladapat dilihat pada Tabel 4.10

Tabel 4.10. Daya Dukung Tiang Kelompok menurut Converse-Laberre Formula Berdasarkan Data Sondir Metode Meyerhoff

Titik Kedalaman (m)

Efisiensi (Eg)

Jumlah Tiang

(n) Qa (ton) Qg (ton)

S1 17,40 0,897 2 255,810 405,103

S2 13,40 0,897 2 221,859 398.015

(48)

Tabel 4.11. Daya Dukung Tiang Kelompok menurut Converse-Laberre Formula Berdasarkan Data Sondir Metode Aoki dan De Alencar

Tabel 4.12 Daya Dukung Tiang Kelompok menurut Converse-Laberre Formula Berdasarkan Data SPT

4.5.2. Metode Los Angeles Group

Eg = 1 -

{m(n - 1) + (m – 1) + √ (m – 1)(n – 1)} (Persamaan 2.59)

Eg = 1-

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

Eg = 0,833

Qg = Eg . n . Qa (Persamaan 2.61)

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 17,40 m, Qa = 255,810ton

Maka. Qg = (0,833)(2)( 255,810)

= 426,179 ton

Selanjutnya perhitungan daya dukung tiang pancang kelompok menurut Los

Angeles Group dapat dilihat pada Table d bawah ini.

Titik Kedalaman (m)

Efisiensi (Eg)

Jumlah Tiang

S1 17,40 0,897 2 169,136 303,429

S2 13,40 0,897 2 133,527 239,547

S3 13,40 0,897 2 132,827 238,291

Titik Kedalaman (m)

Efisiensi (Eg)

Jumlah Tiang

(49)

Tabel 4.13. Daya Dukung Tiang Kelompok menurut Los Angeles Group Berdasarkan Data Berdasarkan Data Sondir Metode Meyerhoff

Tabel 4.14. Daya Dukung Tiang Kelompok menurut Los Angeles Group Berdasarkan Data Sondir Metode Aoki dan De Alencar

Tabel 4.15 Daya Dukung Tiang Kelompok menurut Los Angeles Group Berdasarkan Data SPT

4.6. Diskusi

Dari hasil perhitungan daya dukung pondasi tiang pancang baik secara

analitis maupun metode elemen hingga, diperoleh hasil sebagai berikut :

1. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang berdasarkan Data sondir :

Titik Kedalaman (m)

Efisiensi (Eg)

Jumlah Tiang

S1 17,40 0,833 2 255,810 426,179

S2 13,40 0,833 2 221,859 369,617

S3 13,40 0,833 2 230,602 384,183

Titik Kedalaman (m)

Efisiensi (Eg)

Jumlah Tiang

S1 17,40 0,833 2 169,136 281,780

S2 13,40 0,833 2 133,527 222,456

S3 13,40 0,833 2 132,827 221,289

Titik Kedalaman (m)

Efisiensi (Eg)

Jumlah Tiang

BH-01 18 0,833 2 125,349 208,831

Metode

(50)

2. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang berdasarkan Data SPT :

3. Kapasitas Daya Dukung Lateral Pondasi Tiang Pancang berdasarkan

metode Broms pada Titik BH- 01 pada kedalaman 18 m :

4. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang dengan Metode Elemen Hingga menggunakan program Plaxis.

Titik Kedalaman (m) Qult (ton)

BH-1 18 431, 575

5. Nilai Efisiensi Tiang Pancang Kelompok

Dari hasil perhitungan di atas, didapatkan hasil yang berbeda - beda dari

setiap metode yang digunakan. Berdasarkan metode Meyerhoff hasil kapasitas

daya dukung tiang pancang jauh lebih besar dibandingkan dengan metode Aoki

dan De Alencar . Menurut metode Meyerhoff, didapat hasil Qu yang cukup besar

sehingga harus dibagikan dengan SF (safety factor) yang besar pula agar

diperoleh Qizin yang realistis dan aman. Sedangkan nilai Qu yang diperoleh Titik End

bearing(ton)

Skin friction

(ton) Qult(ton) Qijin(ton)

BH-1 226,08 87,920 313,372 125,349

Metode Gaya Lateral Ultimit (Hu) (ton)

Gaya Lateral Izin (H) (ton)

Analitis 29,501 11,800

Grafis 29,030 11,612

Metode Efisiensi Tiang (Eg)

(51)

dengan metode SPT dan Metode Elemen Hingga diperoleh hasil yang cukup

mendekati, sehingga hasilnya cukup dapat dipercaya.

Sedangkan daya dukung lateral berdasarkan cara analitis dan grafis,

diperoleh nilai Hu dan H yang tidak terlalu jauh bedanya.

Kemudian dari hasil perhitungan efisiensi tiang pancang kelompok,

menurut Converse – Labarre Formula dan Los Angeles Group diperoleh hasil

yang tidak jauh berbeda juga. Maka dengan adanya efisiensi ini jika tiang

pancang dipancang secara berkelompok akan membuat daya dukung tiang

(52)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Pada proyek pembangunan hotel medan siantar, desain beban yang

digunakan adalah 200 ton.

2. Hasil perhitungan daya dukung pondasi tiang pancang berdasarkan data

Sondir, SPT, dan Metode Elemen Hingga adalah :

a. Daya Dukung Tiang Pancang berdasarkan data Sondir :

1. Berdasarkan metode Meyerhoff :

- Pada titik S1 kedalaman 17,40 diperoleh Qu = 900,363 ton

Qijin = 255,809 ton

- Pada titik S2 kedalaman 13,40 diperoleh Qu = 751,339 ton

Qijin = 221,859 ton

-Pada titik S2 kedalaman 13,40 diperoleh Qu = 779,976 ton

Qijin = 230,601 ton

2. Berdasarkan metode Aoki dan De Alencar :

Qijin = 169,136 ton

Qijin = 133,527 ton

(53)

b. Daya Dukung Tiang Pancang berdasarkan data SPT pada BH- 01 dan

kedalaman 18 m diperoleh :

- Qu = 313,372 ton

- Qijin = 125,349 ton

c. Daya dukung lateral tiang pancang berdasarkan metode Broms pada

Titik BH- 01 dan kedalaman 18 m

1. Berdasarkan metode Analitis diperoleh :

- Hu = 29,501 ton

- Hijin = 11,800 ton

2. Berdasarkan metode Grafis diperoleh :

- Hu = 29,030 ton

- Hijin = 11,612 ton

d. Daya Dukung Tiang Pancang dengan Metode Elemen Hingga

menggunakan program Plaxis pada Titik BH – 01 kedalaman 18 m diperoleh :

Qu = 345,2 ton

e. Nilai Efisiensi Tiang Pancang Kelompok

1. Berdasarkan metode Converse – Labarre Formula diperoleh:

Eg = 0,897

2. Berdasarkan metode Los Angeles Group diperoleh:

Eg = 0,833

3. Perbandingan kapasitas daya dukung tiang pancang menggunakan data

SPT dangan Metode Elemen Hingga yaitu Program Plaxis Pada

(54)

SPT Plaxis Mohr –

Coulomb

Perbedaan Persentase

(%)

Qu 313,372 345,2 31,828 9,22

4. Perbedaan besar daya dukung yang didapatkan dari setiap metode dapat

disebabkan oleh bedanya titik pengujian dan kedalaman pada setiap

metode, sehingga jenis dan sifat tanah yang diteliti juga berbeda, cara

pelaksanaan pengujian di lapangan yang kurang teliti (human error), dan

perbedaan parameter yang digunakan dalam setiap metode perhitungan.

5.2 Saran

1. Jika ingin menghitung besarnya daya dukung pada suatu pondasi tiang

pancang, sebaiknya kita memiliki datateknis dan data laboratorium

(parameter tanah) yang lengkap. Kelengkapan data akan sangat

membantu untuk mendapatkan perhitungan yang lebih akurat, baik

secara analitis maupun secara metode elemen hingga dengan bantuan

Program Plaxis

2. Pengujian dilapangan dan dilaboratorium harus benar–benar di lakukan secara teliti. Hal ini sangatlah penting karena sedikit

kekeliruan dapat menyebabkan hasil yang diperoleh tidak akurat dan

tidak sesuai standar yang telah ditetapkan.

3. Sebaiknya dilakukan penelitian dengan pengawasan yang ketat agar

(55)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pendahuluan

Langkah pertama yang dikerjakan dalam pembangunan suatu konstruksi

adalah pekerjaan pondasi baik itu pekerjaan gedung, jembatan, terowongan,

menara, dan tanggul. Pondasi adalah suatu konstruksi pada bagian dasar struktur

bangunan yang berfungsi untuk meneruskan beban yanga diakibatkan struktur

pada bagian atas kepada lapisan tanah yang berada pada bagian bawah struktur

tanpa mengakibatkan keruntuhan geser tanah, dan penurunan tanah pondasi yang

berlebihan. Maka dari itu, untuk mengantisipasi terjadinya hal – hal yang tidak

diinginkan pada struktur bangunan sebaiknya terlebih dahulu harus

diperhitungkan beban – beban yang bekerja, gaya – gaya luar seperti tekanan

angin, gempa bumi dan sebagainya. Agar dapat menjamin kestabilan struktur

bangunan tersebut.

Suatu perencanaan pondasi dikatakan benar apabila beban yang diteruskan

oleh pondasi ke tanah tidak melampaui kekuatan tanah yang bersangkutan (Braja

M. Das,1995).

Ada dua hal yang harus diperhatikan dalam perencanaan pembangunan

pondasi, yaitu :

a.Daya dukung pondasi yang direncanakan harus lebih besar dari pada beban

atau gaya – gaya yang bekerja pada struktur tersebut.

b.Besarnya penurunan pondasi yang disebabkan oleh pembebanan tidak boleh

(56)

Pondasi dibedakan atas dua jenis, yaitu pondasi dangkal (shallow

foundation), dan pondasi dalam (deep foundation). Pondasi dangkal digunakan

apabila lapisan tanah keras terletak tidak jauh dari permukaan tanahnya. Pondasi

dangkal didesain dengan kedalaman lebih kecil atau sama dengan lebar dari

pondasi tersebut . Sedangkan pondasi dalam digunakan apabila lapisan

tanah kerasnya terletak jauh dari permukaan tanah. Pondasi dalam didesain

dengan kedalaman lebih besar atau sama dengan lebar dari pondasi tersebut

(Das, 1995).

2.2 Tanah

Dalam pandangan teknik sipil, tanah adalah material utama yang

menerima dan penyaluran beban yang ditimbulkan oleh konstruksi bangunan

yang dibuat diatasnya (upper structure). Maka dari itu kita harus mengetahui

keadaan dan kondisi tanah agar struktur pondasi kita tersebuat aman. Kita

pastikan keadaan tanah tersebut mampu memikul, mendukungnya, serta tidak

mengakibatkan kerusakan tanah dan penurunan yang berlebihan.

Defenisi Tanah

Dalam pengertian teknis secara umum, tanah didefenisikan sebagai

material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak

terikat (tersementasi) secara kimia satu sama lain dan dari bahan-bahan organik

yang telah melapuk disertai zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong di

antara partikel-partikel padat tersebut (Braja M Das, 1995).

Tanah terdiri dari tiga komponen yaitu air, udara, dan bahan padat. Udara

(57)

sifat – sifat teknis tanah. Ruang – ruang diantara butiran – butiran sebagian atau

seluruhnya dapat terisi oleh air atau udara. Bila rongga terisi oleh air seluruhnya

tanah dikatakan dalam kondisi jenuh. Sedangkan bila rongga terisi air dan udara

tanah pada kondisi jenuh sebagian (Partially Saturated).

Dikarenakan merupakan gabungan dari partikel-partikel padat, udara dan

air tadi menyebabkan tanah mempunyai komposisi dua atau tiga fase yang

berbeda. Pada saat tanah berada dalam keadaan kering tanah akan terdiri dari dua

fase yaitu butiran padat dan partikel udara. Jika pada tanah yang jenuh seluruhnya

terdiri dari dua fase juga yaitu butiran padat dan air pori, sedangkan pada tanah

keadaan jenuh sebagian maka terdiri dari tiga fase yaitu butiran padat, udara serta

air pori.

Komponen-komponen tanah tersebut akan diperjelas pada gambar berikut:

Gambar 2.1. Diagram Fase Tanah (Sumber, Mekanika Jilid 1, Braja M. Das)

2.3 Penyelidikan Tanah (Soil Investigation)

Untuk membangun sebuah bangunan dengan beban berat, terlebih dahulu

(58)

karakteristik dan daya dukung lapisan tanah untuk keperluan desain tipe dan

bentuk pondasi yang optimum dan ekonomis.

Penyelidikan tanah (soil investigation) adalah pekerjaan awal yang harus

dilakukan sebelum memutuskan akan menggunakan jenis pondasi dangkal atau

pondasi dalam.

Penyelidikan tanah (soil investigation) adalah proses pengambilan contoh

(sample) tanah yang bertujuan untuk :

1. Menentukan sifat – sifat tanah yang terkait dengan perencanaan

struktur yang akan dibangun diatasnya.

2. Menentukan kapasitas daya dukung tanah menurut tipe pondasi yang

dipilih.

3. Menentukan tipe dan kedalaman pondasi.

4. Untuk mengetahui posisi muka air tanah

5. Untuk memprediksi besarnya penurunan

6. Menentukan besarnya tekanan tanah

Penyelidikan tanah (soil investigation) ada dua jenis yaitu :

1. Penyelidikan di lapangan (in situ test)

Jenis penyelidikan di lapangan seperti pengeboran (hand boring

ataupun machine boring), Cone Penetrometer Test (sondir), Standard

Penetration Test (SPT), Sand Cone Test dan Dynamic Cone Penetrometer.

2. Penyelidikan di laboratorium (laboratory test)

Jenis penyelidikan di laboratorium terdiri dari uji index properties

(59)

dan engineering properties tanah (direct shear test, triaxial test,

consolidation test, permeability test, compaction test, dan CBR).

Dari hasil penyelidikan tanah diperoleh contoh tanah (soil sampling) yang

dapat dibedakan menjadi dua yaitu :

a. Contoh tanah tidak terganggu (Undisturbed Soil)

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.

2.3.1 Percobaan Cone Penetrometer Test ( Sondering Test )

Pengujian Cone Penetrometer Test (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

(60)

kedalaman tertentu. Sehigga dapat diketahui dari berbagai lapisan tanah memikul

kekuatan yang berbeda.

Menurut kapasitasnya, alat sondir dibagi menjadi dua jenis yaitu :

a. Sondir ringan, dengan kapasitas dua ton. Sondir ringan digunakan untuk

mengukur tekanan konus sampai 150 kg/cm2 atau penetrasi konus telah

mencapi kedalaman 30 cm.

b. Sondir berat, dengan kapsitas sepuluh 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 :

a. Konus biasa, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan biasanya

digunakan pada tanah yang berbutir kasar dimana besar perlawanan

lekatnya kecil.

b. 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.

Cara pembacaan sondir dilakukan secara manual dan bertahap, yaitu dengan

mengurangi hasil pengukuran (pembacaan manometer) kedua terhadap

pengukuran (pembacaan manometer) pertama. Pembacaan sondir akan dihentikan

apabila pembacaan manometer mencapai > 150 kg/cm2 (untuk sondir ringan)

(61)

[image:61.595.201.474.88.310.2]

Gambar 2.2. Konus Sondir dalam Keadaan Tertekan dan Terbentang

(Sosrodarsono & Nakazawa, 2005)

Langkah-langkah yang dilaksanakan dalam percobaan sondir adalah

sebagai berikut:

1. Membersihkan lokasi sekitar sondir dari rerumputan dan bebatuan,

sehingga terdapat permukaan yang rata.

2. Memasang angker dan mengaturatur mesin sondir bisa berdiri

vertikal tempat yang akan diperiksa dan pasang manometer,

3. Mengisi mesin sondir dengan oil, Usahakan pengisian oil sondir

sampai bebas udara.

4. Memasang konus atau batang konus tersebut pada ujung pipa sondir

pertama.

(62)

6. Menyiapkan alat-alat untuk pembacaan antara lain tutup kran-kran

dan jarum manometer harus pada posisi 0.

7. Kemudian kran pada manometer 0–60 kg/cm2 dan 0–250

kg/cm2 dibuka dan mulai penekanan. Umumnya konus atau batang

konus mencapai kedalaman 20 cm, manometer dibaca, mula-mula

perlawanan tanah konis untuk penekanan 4 cm ke bawah sama 20 cm

akan didapat pembacaan tahanan (JP) yaitu perlawanan penetrasi

konis (PK) dan hambatan lekat (HL). Pembacaan manometer yaitu

saat terjadi loncatan pada jarum manometer.

8. Kemudian dilakukan penekanan untuk kedalaman 20 cm berikutnya.

Kemudian ulangi lagi pembacaan tekanan konus atau batang konus

pada pembacaan total.

9. Harus diperhatikan jika tanahnya makin keras dan PK + JP

mendekati 90 kg/cm2 dilakukan pergantian manometer dengan jalan

menutup kran manometer 0–60 kg/cm2 pindah manometer 0–250

kg/cm2.

10.Pembacaan PK dan JP dilakukan tiap 20 cm dan seterusnya.

Pembacaan dihentikan jika didapat pembacaan PK tiga kali

berturut-turut melebihi 200 kg/cm2 atau sampai kedalaman 30 m.

11.Apabila digunakan konis tidak memakai batang konis maka

pembacaan manometer hanya dilakukan pada penekanan pertama

(PK). Penekanan dilakukan pada setiap penekanan pipa sedalam 20

(63)

12.Untuk sondir berat pada waktu tekanan manometer tiga kali

berturut-turut melebihi 500 kg/cm2 atau kedalaman maksimum 30 m

dihentikan.

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 )

(2.1)

2. Jumlah Hambatan Lekat ( JHL )

(2.2)

Dimana :

PK = Perlawanan penetrasi konus ( qc )

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

Hasil penyelidikan dengan sondir ini digambarkan dalam bentuk gafik yang

menyatakan hubungan antara kedalaman setiap lapisan tanah dengan perlawanan

(64)

gaya per satuan luas. Hambatan lekat adalah perlawanan gesertanah terhadap

selubung bikonus yang dinyatakan dalam gaya per satuan panjang.

.

Gambar 2.3 Cara Pelaporan Hasil Uji Sondir (Sumber: Sardjono, 1988) Hasil – hasil perhitungan ini digambarkan dalam kertas grafik/kurva yang telah

tersedia.

[image:64.595.189.446.148.359.2]

(65)

[image:65.595.171.433.104.320.2]

Gambar 2.5. Alat sondir dengan konus biasa (Sumber:Soedarmo, 1993)

Tabel 2.1. 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: Soedarmo, 1993)

Tujuan dari pengujian sondir ini yaitu :

1. Untuk mengetahui kedalaman dan kekuatan lapisan – lapisan tanah

2. Untuk mengetahui perlawanan penetrasi konus (penetrasi terhadap

(66)

3. Untuk mengetahui jumlah hambatan lekat tanah (perlawana geser

tahah terhadap selubung bikonus yang dinyatakan dalam gaya

persatuan panjang),

Selain itu pengujian sondir ini memiliki kelebihan, yaitu :

1. Baik untuk lapisan tanah lempung

2. Dapat dengan cepat menentukan lapisan tanah keras

3. Dapat memperkirakan perbedaa lapisan tanah

4. Dapat menghitung daya dukung tanah dengan rumus empiris

5. Baik digunakan untuk menentukan letak muka air tanah.

Dan kekurangan dari percobaan sondir ini yaitu :

1. Tidak cocok digunakan pada lapisan tanah berbutir kasar ( keras ).

2. Hasil penyondiran diragukan apabila letak alat tidak vertikal atau konus

dan bikonus bekerja tidak baik.

3. Setiap penggunaan alat sondir harus dilakukan kalibrasi dan

pemeriksaan perlengkapan antara lain :

 Manometer yang digunakan masih dalam keadaan baik sesuai

dengan standard yang berlaku.

 Ukuran konus yang akan digunakan haus sesuai dengan ukuran

standard (d = 36 mm)

 Jarum manometer harus menentukan awal nilai nol.  Dalam pembacaan harus hati – hati.

2.3.2. Pengujian dengan Standard Penetration Test (SPT)

Standard Penetration Test (SPT) sering digunakan untuk mendapatkan daya

(67)

penetration test) berasal dari Amerika Serikat. Pengujian langsung dilapangan

dengan metode Standard Penetration Test (SPT) dilakukan dalam satu lubang bor

dengan memasukkan tabung sampel yang berdiameter 35 mm sedalam 305 mm,

kedalam tanah pada dasar lubang bor dengan memakai suatu beban penumbuk

dengan berat 140 lb (63 kg) yang dijatuhkan dari ketinggian 30 in ( 75 cm).

Setelah memasuki kedalam tanah 6 in (15 cm) jumlah pukulan ditentukan untuk

memasukkannya kedalam sedalam 12 in (30cm) berikutnya. Jumlah pukulan ini

disebut nilai N (N value) atau Number of blows, dengan satuan pukulan/kaki

(blows per foot).

Pengujian Standard Penetration Test dilakukan setiap interval kedalaman

pemboran 2 meter. Percobaan SPT relatif lebih sederhana bila dibandingkan

dengan percobaan sondir. Selain itu, contoh tanah terganggu dapat diperoleh

untuk identifikasi jenis tanah, sehingga interpretasi kuat geser dan deformasi

tanah dapat diperkirakandengan baik.

(68)

Pengamatan dan perhitungan SPT dilakukan sebagai berikut :

a. Mula-mula tabung SPT dipukul ke dalam tanah sedalam 45 cm yaitu

kedalaman yang diperkirakan akan terganggu oleh pengeboran.

b. Kemudian untuk setiap kedalaman 15 cm dicatat jumlah pukulan yang

dibutuhkan untuk memasukkannya.

c. Jumlah pukulan untuk memasukkan split spoon 15 cm pertama dicatat

sebagai N1. Jumlah pukulan untuk memasukkan 15 cm kedua adalah N2

dan jumlah pukulan untuk memasukkan 15 cm ketiga adalah N3 . Jadi

total kedalaman setelah pengujian SPT adalah 45 cm dan menghasilkan

N1, N2, dan N3.

d. Angka SPT ditetapkan dengan menjumlahkan 2 angka pukulan terakhir

(N2+N3) pada setiap interval pengujian dan dicatat pada lembaran

Drillig Log.

e. Setelah selesai pengujian, tabung SPT diangkat dari lubang bor ke

permukaan tanah untuk diambil contoh tanahnya dan dimasukkan ke

dalam kantong plastik untuk diamati di laboratorium.

Kemudian hasil dari pekerjaan bor dan SPT dituangkan dalam

lembaran drilling log. Uji SPT dapat dihentikan jika jumlah pukulan

melebihi 50 kali sebelum penetrasi 30 cm tercapai.

Tujuan Percobaan SPT yaitu :

 Untuk menentukan kepadatan relatif dan sudut geser (ϕ) lapisan tanah

tersebut dari pengambilan contoh tanah dengan tabung.

(69)

 Untuk memperoleh data yang kumulatif pada perlawanan penetrasi

tanah dan menetapkan kepadatan dari tanah yang tidak berkohesi yang

biasanya sulit diambil sampelnya.

Tabel 2.2. Hubungan Dr, ϕ dan N dari pasir (Peck, Meyerhoff)

Nilai N Kepadatan Relatif (Dr)

Sudut Geser Dalam Menurut

Peck

Menurut Meyerhoff 0-4 0,0-0,2 Sangat

lepas

<28,5 <30

4-10 0,2-0,4 Lepas 28,5-30 30-35

10-30 0,4-0,6 Sedang 30-36 35-40

30-50 0,6-0,8 Padat 36-41 40-45

> 50 0,8-1,0 Sangat padat

> 41 > 45

( Sumber : Sosrodarsono, 2000)

Tabel 2.3. Hubungan Dr, ϕ dan N dari pasir (Terzaghi)

( Sumber : Sosrodarsono, 2000)

Keuntungan dan kerugian pengujian SPT (Standard Penetration Test ) adalah

sebagai berikut:

1. Keuntungan:

 Dapat diperoleh nilai N dan contoh tanah (terganggu).

 Prosedur pengujian sederhana, dapat dilakukan secara manual.

 Dapat digunakan pada sembarang jenis tanah dan batuan lunak.

Relative Density (Dr) N

Very Soft / Sangat Lunak < 2

Soft / Lunak 2 – 4

Medium / Kenyal 4 – 8 Stiff / Sangat Kenyal 8 – 15

Hard / Keras 15 – 30

(70)

 Pengujian SPT pada pasir, hasilnya dapat digunakan secara

langsung untuk memprediksi kerapatan relatif dan kapasitas

daya dukung tanah.

2. Kerugian :

 Sampel dalam tabung SPT diperoleh dalam kondisi terganggu.

 Nilai N yang diperoleh merupakan data sangat kasar, bila

digunakan untuk tanah lempung.

 Derajat ketidak pastian hasil uji SPT yang diperoleh

bergantung pada kondisi alat dan operator.

 Hasil tidak dapat dipercaya dalam tanah yang mengandung

banyak kerikil.

2.3. Pondasi

Pada umumnya jenis pondasi dapat digolongkan menjadi 2 tipe yaitu :

2.3.1. Pondasi Dangkal (Shallow Foundation)

Pondasi jenis ini biasanya dilaksanakan pada tanah dengan kedalaman

tanah tidak lebih dari 3 meter atau sepertiga dari lebar alas pondasi. Dengan

kata lain, pondasi ini diterapkan pada tanah yang keras atau stabil yang

mendukung struktur bangunan yang tidak terlalu berat dan tinggi, dengan

kedalaman tanah keras kurang dari 3 meter. Pondasi dangkal tidak disarankan

untuk dilaksanakan pada jenis tanah yang kurang stabil atau memiliki

kepadatan tanah yang buruk, seperti tanah bekas rawa/gambut. Bila kondisi

memaksa untuk dilaksanakan pada tanah yang kurang stabil, harus diadakan

perbaikan tanah terlebih dahulu dengan sistem memakai cerucup/tiang

(71)

Kekuatan pondasi dangkal ada pada luas alasnya, karena pondasi ini

berfungsi untuk meneruskan sekaligus meratakan beban yang diterima oleh

tanah. Pondasi dangkal ini digunakan apabila beban yang diteruskan ke tanah

tidak terlalu besar. Misalnya, rumah sederhana satu lantai, dua lantai,

bangunan ATM, pos satpam, dan sebagainya.

Pondasi dangkal terdiri dari berbagai jenis, yaitu :

1. Pondasi Batu Bata

Pondasi batu bata biasa digunakan untuk pondasi dinding,

terutama digunakan pada bangunan rumah tinggal tidak bertingkat,

seluruh beban atap/ beban bangunan umumnya dipikul oleh dinding

dan diteruskan ke tanah melalui pondasi menerus sepanjang dinding

bangunan. Keuntungan memakai pondasi ini adalah beban bangunan

dapat disalurkan secara merata, dengan catatan seluruh pondasi berdiri

diatas tanah keras. Sementara kelemahannya, pondasi batu bata telah

lama ditinggalkan karena tergolong mahal dan pemasangannya

membutuhkan waktu yang lama karena batu-bata merupakan bahan

yang rentan terhadap air sehingga pemasangannya harus dapat

terselimuti dengan baik, serta tidak memiliki kekuatan yang bisa

diandalkan. Akan tetapi, pondasi ini tetap digunakan untuk menahan

(72)

Gambar 2.7. Pondasi Batu Bata (Sumber : Architec Moo, 2014)

2. Pondasi Telapak /Umpak

Pondasi umpak dipakai untuk bangunan sederhana yang umumnya

dibuat dari rangka kayu dengan dinding dari papan atau anyaman

bambu. Pondasi umpak dipasang di bawah setiap tiang-tiang

penyangga. Tiang-tiang ini satu dan lainnya saling dihubungkan

dengan balok-balok kayu yang dipasang dibagian bawah tiang yang

juga untuk menumpu papan-papan lantainya, dan dibagian atas tiang

yang menyatu dengan rangka atapnya. Untuk memelihara keawetan

kayu-kayunya, pondasi umpak dibuat sampai keluar dari permukaan

tanah setinggi ± 1.00 m.

(73)

3. Pondasi Batu Kali

Bahan dasarnya adalah batu kali dan sering kita temui pada

bangunan-bangunan rumah tinggal. Pondasi ini masih digunakan,

karena selain kuat, pondasi ini masih tergolong murah. Bentuknya

yang trapesium dengan ukuran tinggi 60 – 80 cm, lebar pondasi bawah

60 – 80 cm dan lebar pondasi atas 20 – 30 cm.

Gambar 2.9. Pondasi Batu Kali (Sumber : Atadroe, 2011)

4. Pondasi Rakit

Pondasi rakit yaitu pondasi yang digunakan untuk mendukung

bangunan yang terletak pada tanah lunak atau digunakan bila susunan

kolom- kolom jaraknya dekat disemua arahnya, sehingga bila dipakai

pondasi telapak, sisi- sisinya akan berimpit satu sama lain

(74)

5. Pondasi Telapak/Footplat

Pondasi ini kadang – kadang sering dijumpai pada lapisan tanah

keras. Letaknya pada kedalaman lebih dari 1.50 m dari permukaan

tanah setempat. Bila digunakan pondasi menerus akan sangat mahal

dan tidak efisien. Untuk mengatisinya dapat digunakan pondasi yang

dibuat dibawah kolom – kolom pendukung bangunan disebut pondasi

setempat. Jadi yang merupakan pondasi utama pendukung bangunan

adalah pondasi setempat. Dasar pondasi telapak bisa berbentuk persegi

panjang atau persegi.

Gambar 2.11. Pondasi Telapak/Footplat (Sumber : M. Hanif A.S, 2011)

6. Pondasi konstruksi sarang la