ANALISIS DAYA DUKUNG BORED PILE DIAMETER SATU METER DENGAN MENGGUNAKAN UJI BEBAN STATIK DAN MENGGUNAKAN MODEL TANAH MOHR COULOMB PADA PROYEK PARAGON SQUARE TANGERANG, BANTEN TESIS

(1)

ANALISIS DAYA DUKUNGBORED PILE DIAMETER SATU METER DENGAN MENGGUNAKAN UJI BEBAN STATIK DAN

MENGGUNAKAN MODEL TANAHMOHR COULOMB

PADA PROYEK PARAGON SQUARETANGERANG, BANTEN

TESIS

Oleh

KARTIKA INDAH SARI

117016004/TS

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

ANALISIS DAYA DUKUNGBORED PILEDIAMETER SATU METER DENGAN MENGGUNAKAN UJI BEBAN STATIK DAN

MENGGUNAKAN MODEL TANAHMOHR COULOMB

PADA PROYEKPARAGON SQUARETANGERANG, BANTEN

TESIS

Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik dalam Program Studi Teknik Sipil

Pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Oleh

KARTIKA INDAH SARI

117016004/TS

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(3)

Judul Tesis : ANALISIS DAYA DUKUNG BORED PILE

DIAMETER SATU METER DENGAN MENGGUNAKAN UJI BEBAN STATIK DAN MENGGUNAKAN MODEL TANAH MOHR COULOMB PADA PROYEK PARAGON SQUARE

TANGERANG, BANTEN Nama Mahasiswa : Kartika Indah Sari

NIM : 117016004 Program Studi : Teknik Sipil

Menyetujui, Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE) Ketua

Ketua Program Studi

(Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE)

Tanggal Lulus : 29 Januari 2015

(Ir. Rudi Iskandar, MT) Anggota

Dekan

(4)

Telah diuji pada

Tanggal 29 Januari 2015

PANITIA PENGUJI TESIS

KETUA : Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE ANGGOTA : Ir. Rudi Iskandar, MT

Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan

(5)

ABSTRAK

Pondasi tiang bor merupakan salah satu pondasi dalam yang digunakan untuk mentransfer beban dari bagian struktur atas ke lapisan tanah keras (mencapai daya dukung yang diinginkan) tanpa terjadinya penurunan yang berlebihan. Besarnya daya dukung dari suatu pondasi tiang dapat diketahui antara lain cara pengujian Loading Test.

Tujuan dari tesis ini yaitu untuk menganalisis dan membandingkan besarnya beban maksimum pondasi tiang bor dengan menggunakan analisis tiang tunggal dengan menggunakan data bored log dan data uji pembebanan yang diperoleh dari lapangan, serta melalui pemodelan menggunakan metode elemen hingga dengan model tanah Mohr Coulomb pada program Program Berbasis Numerik dan juga membandingkan perolehan beban maksimum dan penurunan tanah (settlement) dari hasilloading test, hasil Program Berbasis Empiris dan Program Berbasis Numerik..

Kemudian untuk menganalisis data-data tersebut digunakan beberapa metode, seperti metode Reese and Wright untuk menghitung data bored hole serta metode Davisson, Mazurkiewiecz dan metode Chin untuk menganalisis data loading test. Program berbasis empiris digunakan hanya untuk membandingkan penurunan yang terjadi pada waktu beban maksimum (700 ton). Besarnya daya dukung dan penurunannya yang diperoleh dari analisis tersebut kemudian dibandingkan dengan metode elemen hingga (MEH) dengan menggunakan Program Berbasis Numerik.

Berdasarkan SPT1 pada bored pile sepanjang 22 meter diperoleh daya dukung sebesar 617,09 ton, hasil dari analisis dengan menggunakan metode Davisson diperoleh daya dukung sebesar 637,10 ton dan hasil dari analisis dengan menggunakan metode Mazurkiewiecz diperoleh daya dukung sebesar 718 ton dan analisis dengan metode Chin diperoleh daya dukung sebesar 833 ton. Serta besarnya penurunan yang terjadi pada waktu beban terbesar (700 ton) hasil loading test di lapangan adalah 8,12 mm sedangkan penurunan yang terjadi pada pemodelan elemen hingga pada beban terbesar (700 ton) adalah sebesar 8,20 mm. Hal ini dapat dijelaskan bahwa uji pembebanan vertikal yang dilakukan memenuhi syarat ketentuan ASTM D1143/81 yakni dengan penurunan sebesar 25,4 mm. Sedangkan dari perhitungan gaya lateral yang dipikul tiang bor tunggal dengan metode Brom’s diperoleh sebesar 11,906 ton dan efisiensi tiang kelompok dengan metode Converse-Labarediperoleh sebesar 0,582.

(6)

ABSTRACT

Bored pile foundation is one of the deep foundations which are used to transfer load from the upper structure to the layer of hard soil (reaching the itended carrying capacity) without being over-reduction. The amount of carrying capacity of a bored-pile foundation can be seen, among others, from the loading test.

The objective of the study was to analyze and to compare the amount of the maximum load of a bored pile foundation by using a single pile analysis with bored log data and loading test data from the field and through modeling from the elemen method to Mohr Coulomb soil model in the numerical based program and to compare the acquisition of maximum load and settlement from the result of loading test, empirical based model and numerical based program.

The study used some methods such as Reese and Wright method for calculating bored-hole data, Davisson method, Mazurkiewiecz method, and Chin method for analyzing loading test data. Empirical based programs were only used for comparing the reduction when maximum load was 700 tons. The amount of carrying capacity and its reduction was obtained from the analysis which was then compared with the element method unti (MEH), using numerical based program.

Based on SPT1 in a 22 meter bored pile, it was found that the carrying capacity was 617.09 tons. The result of the analysis, using Davisson method showed that the carrying capacity was 637.10 tons; the result of the analysis, using Mazurkiewiecz method, showed that the carrying capacity was 718 tons, and the result of the analysis, using Chin method, showed that the carrying capacity was 833 tons. The amount of the reduction in the maximum load (700 tons) showed that the result of loading test in the field was 8.12 mm, while the reduction from the element modeling to the maximum load (700 tons) was 8.20 mm. It could be explained that the vertical load test had met the requirements of ASTM D1143/81 (the reduction was 25.4 mm). Meanwhile, the calculation of lateral force carried by a single bored pile in Brom’s method was 11.906 tons, and the efficiency of a bored pile group in Converse Labare method was 0.582.

(7)

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis “Analisis Daya Dukung Bored Pile

Diameter Satu Meter Dengan Menggunakan Uji Beban Statik dan Menggunakan Model Tanah Mohr Coulomb Pada Proyek Paragon Square

Tangerang, Banten” adalah karya saya dan belum pernah diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau

dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah

disebutkan dalam tesis ini dan dicantumkan dalam daftar pustaka.

Medan, 22 Januari 2015

Kartika Indah Sari

(8)

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmanirrahim. Puji dan syukur saya panjatkan atas kehadirat

Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada saya, sehingga

tesis ini dapat terselesaikan dengan baik.

Tesis ini merupakan syarat unttuk menyelesaikan pendidikan pada Program

Studi Magister Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara, dengan judul “Analisis Daya Dukung Tiang Bored Pile Dengan Menggunakan Uji Beban Statik dan Menggunakan Model Tanah Mohr Coulomb Pada Proyek Paragon Square

Tangerang, Banten.”

Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tesis ini tidak terlepas dari

dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada

kesempatan ini saya ingin menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya

terutama kepada kedua orang tua yang sangat saya cintai, mereka adalah motivator terbesar bagi saya. Tiada balasan yang dapat diberikan selain membahagiakannya

dengan menyelesaikan perkuliahan ini dengan hasil yang memuaskan.

Selain itu, saya juga mengucapkan terimakasih kepada Bapak Prof. Dr. dr.

Syahril Pasaribu. DTM & H. M.Sc. (CTM), Sp.A(k) sebagai Rektor Universitas

Sumatera Utara, Bapak Prof. Dr.Ir. Bustami Syam, MSME sebagai Dekan Fakultas

Teknik, dan Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE sebagai Ketua Program Studi

Magister Teknik Sipil sekaligus sebagai Pembimbing I dan Bapak Ir. Rudi Iskandar,

(9)

Pembimbing II. Penulis juga mengucapkan terimakasih banyak kepada Bapak

Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan dan Dr.Ir.A.Perwira Mulia Tarigan, M.Sc sebagai

dosen penguji dan seluruh Staff Pengajar Magister Teknik Sipil Universitas Sumatera

Utara yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta

meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu penulis menyelesaikan tesis

ini. Serta Bang Yun Ardi yang telah memberikan bantuan demi kelancaran

administrasi selama menempuh pendidikan di Magister Teknik Sipil ini.

Untuk kedua orangtua kepada Ayahanda H.Ismin dan Ibunda Hj. Mutiya

Hanum Lubis, yang telah memberikan doa serta dukungannya. Kepada suami tercinta

Muhammad Syafii Hasibuan, terimakasih atas cinta, doa, serta dukungan. Untuk

abangda penulis Ismed Hanafi dan Muis Dermawan, Amd dan adik penulis Ari

Kurniawan, Amd terimakasih telah memberikan motivasi dan dukungan sehingga

terselesaikannya tesis ini.

Ucapan terimakasih kepada Bapak Syiril Erwin, ST, MT; Ir. Hendarmin, Ahmad Bima Nusa, ST, MT dan Ratna Simatupang, ST, MT yang telah membimbing

penulis dengan sabar dan meluangkan waktunya hingga penulis bisa menyelesaikan

tesis ini. Kepada rekan-rekan seangkatan 2011 khususnya konsentrasi struktur (Rhini

Wulan Dary, Sheila Hani, Asroy Benny H, Mizanuddin, Bang Rizal, Bang Hendrik,

Bang Dion, Bang Fasri, Pak Nicxson) dan geoteknik ( Bang Ronald, Bang Abdi, Pak

Gultom, Pak Harun, Bang Jefri).. Dan seluruh rekan-rekan yang tidak mungkin saya

tuliskan satu-persatu atas dukungannya yang sangat baik.

Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tesis ini masih jauh dari kata

(10)

saya dalam hal ini. Untuk itu, saya sangat mengharapkan saran dan kritik yang

membangun dari para pembaca demi perbaikan di masa akan datang. Akhir kata saya

mengucapakan terimakasih yang sebesar-besarnya dan semoga tesis ini bermanfaat

bagi para pembaca.

Medan, 22 Januari 2015

Penulis

Kartika Indah Sari

(11)

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

A. DATA PRIBADI

Nama : Kartika Indah Sari

Tempat Tanggal Lahir : Medan, 15 Januari 1986

Alamat : Jl. Selamat Pulau No. 101 Medan

Email : ind4h_jewels@yahoo.com

Jenis Kelamin : Perempuan

Agama : Islam

B. RIWAYAT PENDIDIKAN

1992 - 1998 : SD Negeri 060827 Medan

1998 - 2001 : SMP Negeri 3 Medan

2001 - 2004 : SMA Negeri 10 Medan

2004 - 2007 : Politeknik Negeri Medan Jurusan Teknik Sipil

2007 - 2009 : Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan, Program

Strata Satu Teknik Sipil

2011 - 20015 : Universitas Sumatera Utara, Fakultas Teknik,

Program Studi Magister Teknik Sipil,

Konsentrasi Geoteknik

C. RIWAYAT PENDIDIKAN

2011 - 20014 : Tenaga Individual DISTARUKIM Provinsi Sumatera

Utara

(12)

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

PERNYATAAN ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

RIWAYAT HIDUP ... vii

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR NOTASI ... xvi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan Penulisan ... 2

1.3 Manfaat Penulisan ... 3

1.4 Pembatasan Masalah ... 4

1.5 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II LANDASAN TEORI ... 6

2.1 Umum ... 6

2.2 Penyelidikan Tanah ... 8

2.2.1 Boring (Boring Test) ... 8

2.2.2 Penyelidikan Lapangan dengan SPT ... 10

2.3 Karakteristik Tanah ... 11

2.4 PondasiBored Pile ... 14

2.5 Daya Dukung Vertkal Pondasi Tiang Bor ... 17

2.6 Daya Dukung Lateral Pondasi Tiang Bor ... 21

2.7 Interpretation Methode ... 24

2.7.1 Metode Davisson (1973) ... 24

2.7.2 Metode Mazurkiewicz (1972) ... 26

2.7.3 Metode Chin (1972) ... 27

2.8 Penurunan Tiang Tunggal... 29

2.9 Kapasitas Kelompok dan Efisiensi TiangBored Pile... 31

2.10 Finite Element Method... 32

2.11 Loading Test(Uji Pembebanan) ... 42

2.11.1 PengertianLoading Test ... 42

(13)

2.11.3 Prosedur danSchedulePembebanan Vertikal ... 48

2.11.4 Prosedur Pengukuran Penurunan Tiang ... 51

2.11.5 Peralatan Pengujian ... 52

2.12 PerbandinganStandard Operation ProcedureASTM D-1143 (1981) dengan ASTM D-1143 (2007) ... 55

2.13 Program Berbasis Empiris ... 56

2.14 Program Berbasis Numerik... 56

BAB III METODOLOGI ... 61

3.1 Konsep Analisa Struktur ... 61

3.2 Metode Pengumpulan Data ... 62

3.3 Deskripsi Proyek ... 62

3.4 Data TeknisBored Pile ... 63

3.5 Tahapan Penulisan ... 63

3.6 Kondisi Umum dan Lokasi Penelitian ... 66

3.7 Lokasi TitikBored Holedan TitikLoading Test... 67

3.8 Deskripsi Lapisan Tanah ... 68

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 70

4.1 Daya Dukung Berdasarkan Data SPT... 70

4.1.1 Perhitungan Daya Dukung Ujung Pondasi Bored Pile(End Bearing) SPT 1 ... 71

4.1.2 Perhitungan Daya Dukung Selimut Pondasi Bored Pile(Skin Friction) SPT 1 ... 72

4.1.3 Perhitungan Daya Dukung Ujung Pondasi Bored Pile(End Bearing) SPT 2 ... 77

4.1.4 Perhitungan Daya Dukung Selimut Pondasi Bored Pile(Skin Friction) SPT 2 ... 79

4.2 Daya Dukung Berdasarkan Data Uji Pembebanan (Loading test) ... 84

4.2.1 Metode Davisson ... 84

4.2.2 Metode Mazurkiewicz ... 86

4.2.3 Metode Chin ... 87

4.3 Penurunan Tiang Tunggal ... 88

4.3.1 Penurunan Tiang Akibat Pemendekan Tiang Bor ... 88

4.3.2 Menghitung Penurunan Akibat Tanah ... 90

4.4 Pentransferan Beban Friksi... 90

(14)

4.6 Analisis Gaya Lateral ... 94

4.7 Analisis Kelompok Tiang ... 96

4.7.1 Efisiensi Kelompok Tiang ... 96

4.7.2 Daya Dukung Kelompok Tiang ... 97

4.8 Analisis Program Berbasis Empiris ... 97

BAB V PEMODELAN ELEMEN HINGGA ... 100

5.1 Deskripsi dan Parameter Lapisan Tanah ... 101

5.2 Data Tiang Bor UntukInputProgramPlaxis ... 103

5.3 Siklus PembebananLoading Test ... 104

5.4 Input Parameter Tanah Untuk Pemodelan Elemen Hingga .... 105

5.5 Pemodelan Lapisan Tanah dan TiangBored Pile... 107

5.6 HasilLoading Testdengan Pemodelan Elemen Hingga ... 108

5.7 Kurva Hubungan Beban dengan Penurunan ... 110

5.8 Perbandingan antara HasilLoading Testdi Lapangan dengan Metode Elemen Hingga (MEH) ... 114

5.9 Membandingkan HasilLoading Testdengan Metode Elemen Hingga (MEH) ... 116

5.10 Analisis pada Program Berbasis Numerik ... 117

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ... 120

5.1 Kesimpulan ... 120

(15)

DAFTAR GAMBAR

No Judul Hal

2.1 Daya dukung ujungbored pilepasiran ... 18

2.2 Tahanan geser selimutbored pilepasiran... 20

2.3 Nilaiαyang digunakan dalam metode U.S. Army Corps ... 20

2.4 Gaya Lateral Pada Pondasi Tiang ... 21

2.5 Penentuan Qu dengan Metode Davisson ... 25

2.6 Grafik hubungan beban dengan penurunan metode Mazurkiewicz.... 27

2.7 Grafik hubungan beban dengan penurunan menurut Metode Chin. ... 28

2.8 Faktor Penurunan Io ... 30

2.9 Koreksi kompresi Rk ... 30

2.10 Koreksi kedalaman, Rh... 30

2.11 Koreksi angkapoison, Rµ ... 30

2.12 Koreksi kekakuan lapisan pendukung, RbPoulus dan Davis ... 30

2.13 Jarak antar tiang ... 31

2.14 BentukAxisymmetricpada elemen segitiga... 34

2.15 Pemodelan dalam bentukAxisymmetric... 34

2.16 Metode pembebanan langsung (Kentledge System)... 47

2.17 Susunan balok beton ... 47

2.18 PosisiDial Gauge, Steel PlatedanHydraulic Jack... 53

2.19 Dial Gauge... 54

(16)

3.2 Lokasi Penelitian... 66

3.3 Lokasi penelitian TitikBored Hole... 67

3.4 Lokasi penelitian TitikLoading Test... 67

4.1 Grafik Daya Dukung Tiang Bor Data SPT 1 ... 76

4.2 Grafik Daya Dukung Tiang Bor Data SPT 2 ... 83

4.3 Grafik Beban dengan penurunanDavisson... 85

4.4 Grafik Beban dengan penurunanMazurkiewicz(1972)... 86

4.5 Grafik Hubungan Perbandingan Penurunan dan Beban dengan Penurunan Metode Chin (1972)... 87

4.6 Kurva Transfer Beban Friksi ... 92

4.7 Kurva Transfer Beban Tahanan Ujung ... 93

4.8 Kelompok Tiang ... 96

4.9 Summary Reportpada Program Berbasis Empiris... 98

4.10 Hasil beban vertikal dan penurunan tiang berdasarkan program berbasis empiris ... 99

5.1 Pemodelan Lapisan Tanah dan Tiang Bor ... 108

5.2 Kurva Hubungan Antara Beban dan Penurunan MEH ... 108

5.3 Kurva Hubungan Antara Beban dan Penurunan 200%... 110

(17)

5.8 Perpindahan Total pada Tanah di Sekitar Tiang... 117

5.9 Tegangan Total pada Tanah di Sekitar Tiang ... 118

(18)

DAFTAR TABEL

No Judul Hal

2.1 Hubungan antararelatif density(Dr) dengan nilai N(SPT)... 11

2.2 Hubungan antara konsistensi identifikasi dan kuat geser tekan bebas... 13

2.3 Hubungan antara harga N,konsistensi danqupada tanah kohesif oleh Terzaghi dan Peck ... 13

2.4 Hubungan antara harga N(SPT)dan daya dukung yang diperkenankan 14 2.5 Hubungan antara harga N(SPT)dan berat isi... 14

2.6 Kriteria Jenis Tiang ... 22

2.7 Faktor Efisiensi Kelompok Tiang untuk Tanah Lempung ... 32

2.8 PerbandinganStandart Operation ProsedurASTM D-1143 (1981) dengan ASTM D-1143 (2007)... 55

4.1 Perhitungan Daya Dukung Dari SPT1 ... 75

4.2 Perhitungan Daya Dukung Dari SPT2 ... 82

4.3 Hubungan Beban (P), Penurunan (S), dan Perbandingan Penurunan dan Beban (S/P) ... 87

4.4 Penurunan Akibat Pemendekan Tiang Bor ... 89

4.5 Data Penurunan Rata- rata di Lapangan ... 91

5.1 Data Tiang Bor ... 103

(19)

5.3 Hubungan Beban dan Penurunan dengan Metode Elemen Hingga ... 109

5.4 Perhitungan Penurunan Maksimum, Plastis dan Elastis beban 200% . 110

5.7 Perbandingan Hubungan Beban dan Penurunan antara Metode Elemen

Hingga dengan hasilLoading Testdi Lapangan ... 115 5.8 Perbandingan Penurunan antara Metode Elemen Hingga (MEH) dengan

(20)

DAFTAR NOTASI

Qu = Daya dukung ultimit

Qall = Daya dukung izin tiang

Qp = Daya dukung ujung tiang

Qs = Daya dukung gesekan sepanjang tiang

SF = Faktor keamanan

Ap = Luas penampang pondasi tiang bor

qp = Tahanan ujung per satuan luas

Cu = Kohesi tanah

fs = Gesekan selimut tiang per satuan luas

L = Panjang tiang

P = Keliling penampang tiang

α = Faktor adhesi

E = Modulus elastisitas tiang

I = Momen inersia

D = Diameter tiang

ks = Modulus subgrade tanah dalam arah horizontal

K = Modulus tanah

Ƞh = Koef.variasi modulus yang diperoleh dari hasil uji beban

Rk = Faktor koreksi kemudah mampatan tiang

Rh = Faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada tanah

(21)

Rμ = Faktor koreksi angka Poissonμ

Rb = Faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung