ANALISIS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN TIANG
PANCANG PADA BORE HOLE II DENGAN METODE
ANALITIS DAN METODE ELEMEN HINGGA
(STUDI KASUS PROYEK SKYVIEW APARTMENT MEDAN)
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat penyelesaian pendidikan sarjana teknik sipil
Disusun Oleh :
BEBY HARDIANTY
12 0404 020
BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
ANALISIS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN TIANG
PANCANG PADA BORE HOLE II DENGAN
METODE ANALITIS DAN METODE ELEMEN HINGGA
(STUDI KASUS PROYEK SKYVIEW APARTMENT MEDAN)
ABSTRAK
Setiap pondasi harus mampu mendukung beban sampai batas keamanan yang telah ditentukan, termasuk mendukung beban maksimal yang mungkin terjadi. Sehingga, pondasi suatu struktur bangunan harus diperhitungkan daya dukung agar dapat menjamin kestabilan bangunan dalam menahan beban yang bekerja dan juga harus diperhitungkan penurunan yang terjadi tidak melebihi batas yang telah ditentukan, yaitu 1 inch.
Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah untuk menghitung nilai daya dukung aksial berdasarkan data Sondir, SPT dan menggunakan bantuan program Plaxis. Menghitung daya dukung lateral tiang dengan metode Broms. Efisiensi tiang pancang kelompok menggunakan metode Converse-Labarre, metode Los Angeles
dan metode Feld. Dan penurunan tiang dengan metode Penurunan elastis dan metode Poulus dan Davis pada proyek pembangunan Skyview Apartment
Setiabudi, Medan.
Berdasarkan hasil perhitungan data Sondir, nilai daya dukung ultimit diameter 60 cm pada titik S-2 adalah 416,36 ton dan titik S-5 sebesar 440,86 ton. Berdasarkan hasil data SPT nilai daya dukung tiang tunggal pada Bore Hole II diameter 60 cm sebesar 275,20 ton. Daya dukung lateral pada Bore Hole II dengan diameter 60 cm daya dukung lateralnya secara analitis 19,79 ton dan secara grafis 20,11 ton. Nilai efisiensi tiang berdasarkan metode Converse-labarre
sebesar 0,88 maka daya dukung kelompok tiang 193,74 ton. Penurunan Poulus dan Davis yang dihasilkan 13,79 mm sedangkan dengan penurunan elastis sebesar 11,50 mm. Hasil penurunan tiang kelompok sebesar 15,90 mm. Nilai daya dukung dan penurunan berdasarkan program Metode Elemen Hingga sebesar 285,46 ton dan 11,42 mm nilai ini tidak jauh berbeda dengan secara analitis.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada saya, sehingga saya dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik
Sipil bidang studi Geoteknik Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara, dengan judul :
“Analisis Daya Dukung Dan Penurunan Tiang Pancang pada
Bore
Hole
II dengan Metode Analitis Dan Metode Elemen Hingga
(Studi Kasus Proyek
Skyview Apartment
Medan)”
.Saya menyadari bahwa dalam penyelesaian Tugas Akhir ini tidak terlepas
dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya
ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa
pihak yang berperan penting yaitu :
1. Terutama kepada kedua orang tua saya, ayahanda Gundian, SH dan Ibunda
Dely Sarwaty serta kepada kedua kakak saya Suci Ikhwani Lestari, S.Kom
dan Ade Fatwa, S.Ab yang telah memberikan dukungan penuh serta
mendoakan saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT sebagai Dosen Pembimbing yang telah dengan
sabar memberi bimbingan, saran, dan dukungan dalam bentuk waktu dan
pemikiran untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Ibu Ika Puji Hastuty, ST, MT selaku dosen pembanding saya.
6. Bapak Ir. Syahrizal, MT, sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
7. Bapak dan Ibu staf pengajar dan seluruh pegawai Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
8. Bapak Hendro yang bersedia memberikan data-data yang saya butuhkan
dalam mengerjakan Tugas Akhir ini, serta mendukung saya dalam
mengerjakan Tugas Akhir ini.
9. Kepada partner skripsi saya Titi Hayati yang menjadi teman seperjuangan
dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
10. Teman-teman angkatan 2012, Giovanny R., Sri Wahyuni HTG, M. Iqbal
Abidin, Fadel Mhd, Nirwan Lubis, Hendra Witarsa, Mitra, Prasetyo
Ramadhan, Anshar R.A.Pohan, Ridwan Nst, Ade Indra Utama serta
teman-teman 2012 lainnya.
11. Kepada Gustara Iqbal, ST yang senantiasa memberikan arahan dan dukungan
dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
12. Abang dan kakak senior angkatan 2011 dan 2010 arahan, bantuan, serta
dukungan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
13. Seluruh rekan-rekan yang tidak mungkin saya tuliskan satu-persatu atas
Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari
kesempurnaan. Oleh karena itu saya menerima kritik dan saran yang bersifat
membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini
Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini
dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Juni 2016 Penulis
DAFTAR ISI
2.2.1 Penyelidikan Tanah (Soil Investigation) ... 7
2.2.2 Pengujian Penetrasi Kerucut Statis (Sondir) ... 9
2.2.3 Pengujian Penetrasi Standar (SPT) ... 11
2.3 Pondasi ... 13
2.3.1 Pondasi Tiang Pancang ... 14
2.3.2 Penggolongan Pondasi Tiang Pancang ... 15
2.3.3 Alat Pemancangan Jack In Pile ... 16
2.4.1 Kapasitas Daya Dukung Aksial Tiang Pancang ... 20
2.4.2 Kapasitas Daya Dukung Lateral Tiang Pancang ... 25
2.5 Pile Cap ... 37
2.5.1. Efisiensi dan Kapasitas Kelompok Tiang ... 39
2.6 Penurunan Tiang Pancang ... 42
2.6.1 Penurunan Tiang Tunggal ... 42
2.6.2 Penurunan Tiang Pancang Kelompok ... 48
2.7 Faktor Keamanan ... 49
2.8 MEH (Metode Elemen Hingga) Bidang Geoteknik ... 49
2.9 Plaxis ... 50
BAB III METODE PENELITIAN ... 61
3.1 Data Umum Proyek ... 61
3.2 Karakteristik Tanah ... 62
3.3 Data Teknis Tiang Pancang... 67
3.4 Metode Pengumpulan Data ... 68
3.5 Tahap Penelitian ... 69
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 71
4.1 Pendahuluan ... 71
4.2 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Aksial Pondasi Tiang Pancang ... 71
4.2.2. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Ultimate Tiang
Pancang Berdasarkan Data SPT (Standart Penetration
Test)……….. 74
4.3 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Lateral Pondasi Tiang
Pancang……….. 78
4.4 Menghitung Kapasitas Kelompok Tiang Berdasarkan Efisiensi 80
4.5 Penurunan Elastis pada Tiang Tunggal dan Kelompok ... 81
4.5.1 Penurunan pada Tiang Tunggal... 81
4.5.2 Penurunan Kelompok Tiang... 85
4.6 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Ultimate Tiang Pancang
Berdasarkan Metode Elemen Hingga ... 85
4.6.1 Proses Pemodelan pada Program Plaxis... 89
4.7 Diskusi ... 96
4.7.1 Perbandingan antara tekanan air pori sebelum konsolidasi
dan setelah konsolidasi dari program Metode Elemen
Hingga. ... 96
4.7.2 Perbandingan Daya Dukung Ultimit Sebelum Konsolidasi
dan Setelah Konsolidasi . ... 97
4.7.3 Perbandingan Penurunan Setelah Konsolidasi dan Sebelum
Konsolidasi ... 98
4.7.4 Penurunan Perlapisan Tanah. ... 99
4.7.5 Perbandingan Nilai Daya Dukung Ultimit Aksial dan
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 103
5.1 Kesimpulan ... 103
5.2 Saran ... 106
DAFTAR PUSTAKA ... 107
DAFTAR GAMBAR
No. Judul Hal
2.1 Elemen-Elemen Tanah (Hardiyatmo,2011) 7
2.2 Kurva Percobaan Sondir (Soedarmo, 1993) 10
2.3 Nilai N-spt untuk Desain Tahanan Ujung Tanah Pasiran 23
2.4 Hubungan antara Kuat Geser (cu) dengan Faktor Adhesi
(α) (API,1λ87)
24
2.5 Mekanisme Keruntuhan Pondasi (a) Tiang Panjang dan (b)
Tiang Pendek pada Tiang Ujung Bebas Dalam Tanah
Kohesif (Hardiyatmo,2011)
Pendek (b) Tiang Panjang pada Tanah Non-Kohesif
35
2.9 Tahanan Lateral Ultimit Tiang Dalam Tanah Granular (a)
Tiang Pendek (b) Tiang Panjang (Hardiatmo,2011)
2.10 Mekanisme Keruntuhan Pondasi Tiang Ujung Bebas (a)
TiangPendek (b) Tiang Panjang (Hardiatmo,2011)
37
2.11 Tiang Pancang Kelompok 39
2.12 Pola Susunan Tiang Pancang (s = Minimum Pile Spacing)
(sumber : Teng, Wayne C., Foundation Design)
41
Terdistribusi Sepanjang Tiang Tertanam ke Dalam Tanah
(Bowles, 1993)
50
2.19 Titik Nodal dan Titik Tegangan 55
4.7 Pemodelan Fase Sebelum Konsolidasi dan Setelahnya 97
4.8 Hasil Kalkulasi dan Besar ΣMsf pada Fase 3 97
4.9 Hasil Kalkulasi dan Besar Σ Msf pada fase 4 98
4.10 Besar Nilai Penurunan yang Terjadi Setelah Hasil
Perhitungan
99
4.11 Excess Pore Pressure Sebelum Konsolidasi 100
4.12 Excess Pore Pressure Setelah Konsolidasi 101
4.13 Penurunan Tanah Sebelum Konsolidasi 102
4.14 Penurunan Tanah Setelah Konsolidasi 103
DAFTAR TABEL
No Judul Hal
2.1 Hubungan antara Angka Penetrasi Standar dengan Sudut Geser
Dalam dan Kepadatan Relatif pada Tanah Pasir
25
2.2 Hubungan antara N dengan Berat Isi Tanah 25
2.3 Hubungan Modulus Subgrade (k1) dengan Kuat Geser Undrained
untuk Lempung Kaku Terkonsolidasi Berlebihan
(Overconsolidation)
28
2.4 Nilai-Nilai nh untuk Tanah Granular (c = 0) 29
2.5 Nilai-Nilai nh untuk Tanah Kohesif 29
2.6 Kriteria Pondasi Tiang Pendek dan Pondasi Tiang Panjang 29
2.7 Klasifikasi Tiang Pancang Bulat Berongga (Sumber : PT WIKA
Beton)
38
2.8 Nilai Koefisien Empiris (Cp) 51
2.9 Faktor Aman yang Disarankan oleh Reese dan O’Neill 52
2.10 Nilai Perkiraan Modulus Elastisitas Tanah 59
2.11 Korelasi N-SPT dengan Modulus Elastisitas pada Tanah Lempung 60
2.12 Korelasi N-SPT dengan Modulus Elastisitas pada Tanah Pasir 60
2.13 Hubungan Jenis Tanah, Konsistensi dan Poisson’s Ratio ( ) 61
3.2 Deskripsi Tanah Bore Hole II 68
4.4 Hasil Perhitungan Penurunan Elastis Tiang Pancang
Tunggal Diameter 0,6 m.
4.20 Daya Dukung dengan Program Plaxis 116
4.21 Penurunan yang Terjadi Pada Setiap Lapisan Tanah 119
4.22 Pengecekan Displacement 120
5.1 Daya Dukung Ultimit dan Daya Dukung Ijin Menggunakan Data
5.4 Hasil Perhitungan Nilai Daya Dukung Ultimit Lateral Tiang
Pancang
123
5.5 Hasil Penurunan Tiang 123
5.6 Hasil Perhitungan Daya Dukung Ultimit dan Penurunan Tiang
Pancang dengan Program Metode Elemen Hingga
DAFTAR NOTASI
Ap = Luas penampang tiang (m2)
B = Lebar atau diameter tiang (m)
Cp = Koefisien empiris
Cs = Konstanta Empiris
c = Kohesi tanah (kg/cm²)
cu = Kohesi undrained (kN/m2)
d = Diameter tiang (m)
Dr = Kerapatan relatif (%)
Eb = Modulus elastisitas tanah di dasar tiang (kN/m2)
Eg = Efisiensi kelompok tiang
Ep = Modulus elastis tiang (kN/m2)
Es = Modulus elastisitas tanah di sekitar tiang (kN/m2)
e = Angka pori
ef = Efisiensi hammer (%)
f = Jarak momen maksimum dari permukaan tanah (m)
Gs = Specific gravity [[
g = Jarak dari lokasi momen maksimum sampai dasar tiang (m)
H = Tebal lapisan (m)
Hu = Beban lateral (kN)
I = Momen inersia tiang (cm4)
I0 = Faktor pengaruh penurunan tiang yang tidak mudah mampat
JHL = Jumlah hambatan lekat (kg/cm)
K = Faktor kekakuan tiang
Kp = Koefisien tanah pasif
k = Koefisien permeabilitas
ki = Modulus reaksi subgrade dari Terzaghi
kh = Koefisien permeabilitas arah horizontal
kv = Koefisien permeabilitas arah vertikal
L = Panjang tiang pancang (m)
Lb = Panjang lapisan tanah (m)
Li = Tebal lapisan tanah, pengujian SPT dilakukan setiap
interval kedalaman pemboran (m)
m = Jumlah baris tiang
My = Momen ultimit (kN-m)
N-SPT = nilai SPT
N1 = Nilai SPT pada kedalaman 10D pada ujung tiang ke atas
N2 = Nilai SPT pada kedalaman 4D pada ujung tiang ke bawah
n = Jumlah tiang dalam satu baris
nh = Koefisien fariasi modulus
P = Keliling tiang (m)
PK = Perlawanan penetrari konus, qc (Kg/cm2)
pu = Tahanan tanah ultimit
= Kekuatan yang diijinkan pada tiang (kg)
Qg = Beban maksimum kelompok tiang yang mengakibatkan
keruntuhan
Qa = Beban maksimum tiang tunggal
Qb = Tahanan ujung ultimit tiang (kg)
Qult = Kapasitas daya dukung ultimit tiang pancang tunggal (kg)
Q
ijin = Kapasitas daya dukung ijin tiang (kg)
Q
p = Tahanan Ujung Ultimate (kN)
Qs = Tahanan gesek ultimit dinding tiang (kg/cm2)
qc = Tahanan ujung sondir (kg/cm2)
Rb = Faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung
Rh = Faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada
tanah keras
Rk = Faktor koreksi kemudah mampatan tiang
R = Faktor koreksi angka poisson
S = Penurunan untuk tiang tunggal
Sg = Penurunan Kelompok tiang
Se(1) = Penurunan elastis dari tiang
Se(2) = Penurunan tiang yang disebabkan oleh beban di ujung tiang
Se(3) =Penurunan tiang yang disebabkan oleh beban di sepanjang
batang tiang
s = Jarak pusat ke pusat tiang
Tult = Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik (kg)
α = Koefisien adhesi antara tanah dan tiang
Ø = Sudut geser dalam
� = Berat isi tanah (kN/m3)
γdry = Berat jenis tanah kering (kN/m3)
γsat = Berat jenis tanah jenuh (kN/m3)
γw = Berat isi air (kN/m3)
ξ = Koefisien dari skin friction
= Poisson’s ratio
ψ = Sudut dilantansi (o)
� = Tegangan tekan ijin bahan tiang (kg/cm2)
