TUGAS AKHIR - Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Bor Kelompok Pada Proyek Pembangunan Gedung Pendidikan FAK. MIPA Universitas Negeri Medan (UNIMED)

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG BOR KELOMPOK PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG PENDIDIKAN FAK. MIPA

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN (UNIMED)

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas Dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh

Ujian Sarjana Teknik Sipil

oleh:

IRWAN TOGU H. SIMANJUNTAK 100424012

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

LEMBAR PENGESAHAN

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG BOR KELOMPOK PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG PENDIDIKAN FAK. MIPA

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN (UNIMED) TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil

Dikerjakan oleh :

IRWAN TOGU H. SIMANJUNTAK 100424012

Pembimbing :

Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE NIP : 19510629 198411 1001

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis sampaikan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah

melimpahkan rahmat dan hidayahnya kepada penulis, sehingga dapat

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul “Analisis Daya Dukung

Pondasi Tiang Bor Kelompok Pada Proyek Pembangunan Gedung Pendidikan FAK. MIPA Universitas Negeri Medan (UNIMED) ” ini disusun guna melengkapi syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan Program Strata

Satu (S-1) di Universitas Sumatera Utara.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh bantuan

dan saran dari berbagai pihak, maka dalam kesempatan ini penulis ingin

mengucapkan terimakasih kepada:

1. Terimakasih yang teristimewa, penulis ucapkan kepada orangtua tercinta

Edward Simanjuntak dan Meylina Br. Gultom, yang telah mengasuh,

mendidik, dan membesarkan serta selalu memberikan dukungan baik moral,

material, maupun doa, yang mereka mohonkan kepada Tuhan Yang Maha Esa

sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE, selaku dosen pembimbing utama yang

telah membimbing penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini.

3. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT, sebagai pembanding dan penguji.

4. Ibu Ika Puji Hastuty, ST, MT, sebagai pembanding dan penguji.

5. Bapak Prof. Dr. Ing.- Johannes Tarigan, sebagai Ketua Jurusan Teknik Sipil

6. Bapak Ir. Zulkarnain A.Muis, M.Eng.Sc, selaku Koordinator Program

Pendidikan Sarjana Ekstensi.

7. Seluruh Dosen dan pegawai Universitas Sumatera Utara khususnya Jurusan

Teknik Sipil yang telah mendidik dan membina penulis sejak awal hingga

akhir perkuliahan.

8. Pimpinan dan seluruh Staff PT. SIGE SINAR GEMILANG, sebagai

kontraktor pelaksana yang telah memberi bimbingan kepada penulis.

9. Pimpinan dan seluruh Staff PT. Cakra Manggilingan Jaya, sebagai konsultan

perencana yang telah memberi bimbingan kepada penulis.

10.Terimakasih juga penulis ucapkan kepada rekan-rekan mahasiswa dan

teman-teman yang memberikan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan

Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangannya,

oleh karena itu saran dan kritik yang bersifat membangun sangat diharapkan demi

penyempurnaan Tugas Akhir ini.

Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi

semuanya.

Medan , Oktober 2013 Penulis,

IRWAN T. H. SIMANJUNTAK NIM. 10 0424 012

ABSTRAK

Pondasi tiang bor (bored pile) adalah pondasi tiang yang pemasangannya dilakukan dengan mengebor tanah pada awal pengerjaannya. Tiang bor dipasang kedalam tanah dengan cara mengebor tanah terlebih dahulu, baru kemudian diisi dengan tulangan dan di cor dengan beton. Fungsi pondasi tiang bor adalah menyalurkan (transfer) beban dari konstruksi bangunan atas (upper Structure) kedalam tanah. Pondasi tiang bor selain dirancang menahan gaya vertikal, juga harus dirancang menahan gaya horizontal (lateral).

Tujuan dari Tugas Akhir ini untuk menghitung daya dukung tiang dari hasil sondir, standar penetrasi test (SPT), dari data PDA test, serta membandingkan hasil daya dukung tiang dari beberapa penyelidikan yang dilakukan pada tiang kelompok berdasarkan nilai effisiensi. Tugas Akhir ini juga menghitung gaya lateral ijin (gaya horizontal) 1 (satu) tiang.

Hasil perhitungan daya dukung pondasi 1 (satu) tiang dengan menggunakan metode Meyerhoff berdasarkan data sondir CPT 01 Qult = 677,42

ton, CPT 02 Qult = 660,67 ton, daya dukung berdasarkan data SPT BH-1 Qult =

297,68 ton, daya dukung berdasarkan data SPT BH-2 Qult = 292,51 ton,daya

dukung berdasarkan data PDA titik PCB_3 Qult = 209,86 ton, dan titik PC_3 Qult =

261,35 ton. Effisiensi dengan menggunakan metode Converse-Labare = 0,839, metode Los-Angeles Group = 0,651. Gaya horizontal ijin 1 (satu) tiang =7,41 ton.

Kata kunci: Daya dukung tiang bor, gaya horizontal (lateral) tiang bor.

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... i

ABSTRAK ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR NOTASI ... x

BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan ... 4

1.3. Manfaat ... 4

1.4. Pembatasan Masalah ... 4

1.5.Sistematika Penulisan... 5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tinjauan Umum ... 7

2.2. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation) ... 7

2.2.1. Sondering test/cone penetration test (CPT) ... 8

2.2.2. Standard penetration test (SPT) ... 11

2.3.Pondasi Tiang ... 14

2.4. Klasifikasi Pondasi Tiang ... 14

2.5. Penggolongan Pondasi Tiang ... 15

2.7. Metode Pengeboran ... 19

2.8. Metode Pelaksanaan Tiang Bor ... 24

2.9. Kapasitas Daya Dukung ... 30

2.9.1. Kapasitas daya dukung tiang dari data sondir... 30

2.9.1. Kapasitas daya dukung tiang dari data SPT ... 31

2.9.1. Kapasitas daya dukung tiang dari data PDA Test ... 37

2.10. Kapasitas Kelompok dan Effisiensi Tiang ... 43

2.10.1. Jarak antar tiang dalam kelompok ... 43

2.10.2. Kapasitas kelompok tiang ... 45

2.10.3. Faktor aman tiang bor ... 45

2.11. Perhitungan pembagian tekanan tiang bor kelompok ... 46

2.11.1. Kelompok tiang yang menerima beban normal sentris... 46

2.11.2. Kelompok tiang yang menerima beban normal eksentris... 46

2.11.3 Kelompok tiang yang menerima beban normal sentris dan momen yang bekerja pada dua arah...47

2.12. Gaya Lateral Ijin ... 48

2.112.1. Penentuan criteria tiang pendek dan tiang panjang ... 48

2.112.2. Metode Broms (Tiang dalam Tanah Granuler) ... 49

BAB III. METODOLOGI PENULISAN 3.1. Data Umum ... 57

3.2. Data Teknis Tiang Bor ... 57

3.4. Metode Analisis ... 58

3.5. Lokasi Titik Sondir dan Bore Hole ... 60

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang dari Data Sondir Menghitung kapasitas daya dukung tiang dari data sondir dengan metode Meyerhoff ... 61

4.2. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang dari Data SPT ... 64

4.3. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang dari Data PDA Test .... 73

4.4. Analisa Gaya yang Bekerja pada Tiang ... 75

4.5. Gaya Lateral Ijin ... 77

4.6. Menghitung Kapasitas Kelompok Tiang Berdasarkan Effisiensi ... 80

4.6.1. Metode Converse- Labare...81

4.6.2. Metode Los Angeles Group...82

4.7. Hasil Perhitungan Daya Dukung ... 84

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.Kesimpulan ... 88

5.2.Saran ... 91

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

II.1 Hal-hal yang Perlu Dipertimbangkan untuk Penentuan Harga N... 32

II.2 Hubungan antara angka penetrasi standard dengan sudut geser dalam dan kepadatan relatif pada tanah pasir ... 33

II.3 Hubungan antara N dengan Berat Isi Tanah ... 34

II.4 Kriteria tiang pendek atau panjang ditentukan berdasarkan nilar R atau T 49 II.5 Nilai-nilai nh untuk tanah granular (c=0) ... 56

IV.1 Perhitungan daya dukung ultimit dan ijin pondasi tiang (CPT-01)... 62

IV.2 Perhitungan daya dukung ultimit dan ijin pondasi tiang (CPT-02)... 63

IV.3 Perhitungan daya dukung tiang berdasarkan data SPT (BH-1)... 67

IV.4 Perhitungan daya dukung tiang berdasarkan data SPT (BH-2)... 72

IV.5 Hasil pengujian PDA untuk tiang PCB_ 3... 74

IV.6 Hasil pengujian PDA untuk tiang PC_ 3... 74

1V.7 Perhitungan beban tiang maksimum... 76

IV.8 Kapasitas daya dukung ijin tiang tunggal dengan Metode Meyerhoff... 85

IV.9 Kapasitas daya dukung ijin tiang tunggal data PDA & SPT FS = 2... 85

IV.10 Kapasitas daya dukung ijin tiang kelompok dengan Metode Meyerhoff... 85

IV.11 Kapasitas daya dukung ijin tiang kelompok data PDA & SPT ... 86

IV.12 Kapasitas daya dukung ijin tiang tunggal dengan Metode Meyerhoff... 86

IV.13 Kapasitas daya dukung ijin tiang kelompok data PDA & SPT ... 86

IV.14 Kapasitas daya dukung ultimit kelompok Metode Converse- Labare.. ...86

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Dimensi alat sondir mekanis ... 10

2.2 Jenis-jenis pondasi tiang berdasarkan teknik pemasangannya... 16

2.3 Jenis pondasi tiang bor ... 17

2.4 Tiang bor dengan Dry Method ... 20

2.5 Tiang bor dengan Casing Method ... 21

2.6 Tiang bor dengan Slurry Method ... 23

2.7 Persiapan titik tiang yang akan di bor ... 25

2.8 Pekerjaan pengeboran tanah ... 26

2.9 Pemasangan kerangka besi ... 27

2.10 Proses pengecoran ... 29

2.11 Metode pelaksanaan tiang bor ... 29

2.12 Daya dukung ujung batas bore pile pada tanah pasiran ... 35

2.13 Daya dukung selimut bore pile pada tanah pasiran ... 36

2.14 Perataan permukaan tiang bor ... 41

2.15 Pemasangan kabel transducer dan accelerator ... 42

2.16 Pemukulan tiang bor dengan hammer ... 42

2.17 Pola kelompok tiang ... 43

2.18 Definisi jarak s dalam hitungan effisiensi ... 44

2.19 Beban normal sentris pada kelompok tiang ... 46

2.20 Beban normal eksentris pada kelompok tiang ... 46

2.22 Tiang ujung bebas pada tanah granuler ... 51

2.23 Tahanan Lateral ultimit tiang dalam tanah granuler ... 52

2.24 Tiang ujung jepit dalam tanah granuler ... 54

3.1 Lokasi Proyek... 58

3.2 Bagan alir penulisan ... 59

3.3 Lokasi titik sondir dan bore hole dan PDA ... 60

DAFTAR NOTASI

JP = Jumlah perlawanan, perlawanan ujung konus + selimut (kg/cm2) PK = Perlawanan penetrasi konus, qc (kg/cm2)

JHL = Jumlah hambatan lekat

Qu = Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang bor

Q_b = Kapasitas tahanan di ujung tiang Qs

=

Kapasitas tahanan kulit

qb

=

Kapasitas daya dukung di ujung tiang persatuan luas

Ab

=

Luas di ujung tiang

f

=

Satuan tahanan kulit persatuan luas

qc

=

Perlawanan konus

Qijin = Kapasitas daya dukung ijin pondasi

α = Koefisien adhesi antara tanah dan tiang

Li = Panjang lapisan tanah

Qg = Beban maksimum kelompok tiang

Fb

=

Faktor empirik tahanan ujung tiang yang tergantung pada tipe tiang

N

=

Harga SPT lapangan

τ = Kekuatan geser tanah (kg/cm²)

c = Kohesi tanah (kg/cm²)

σ = Tegangan normal yang terjadi pada tanah (kg/cm²)

ϕ = Sudut geser tanah (º)

Ap = Luas Penampang Tiang (m²)

cu = Kohesi Undrained (kN/m²)

D = Diameter tiang.

N = Beban yang diterima oleh tiap-tiap tiang bor.

V = Resultant gaya-gaya normal yang bekerja secara sentris.

Qi = Beban aksial pada tiang ke-i.

V = Jumlah beban vertikal yang bekerja pada pusat kelompok tiang.

Mx = Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu x.

My = Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu y.

n = Banyaknya tiang bor dalam kelompok tiang bor (pile group).

xi,yi = Absis atau jarak tiang ke pusat berat kelompok tiang ke tiang nomor-i.

∑x2

= Jumlah kuadrat absis-absis tiang bor.

∑y2

= Jumlah kuadrat kordinat-kordinat tiang bor.

po = tekanan overburden efektif

υ‟ = sudut gesek dalam efektif

yo = defleksi tiang akibat beban lateral (m)

Eg = Efisiensi kelompok tiang

n‟ = Jumlah tiang dalam satu baris

θ = Arc tg d/s, dalam derajat

s = Jarak pusat ke pusat tiang