ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG PADA PROYEK PEMBANGUNAN SWITCHYARD DI KAWASAN PLTU PANGKALAN SUSU – SUMATERA UTARA

(1)

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG PADA PROYEK PEMBANGUNAN SWITCHYARD DI KAWASAN

PLTU PANGKALAN SUSU – SUMATERA UTARA

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas Dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh

Ujian Sarjana Teknik Sipil

oleh:

SULTAN ANSYARI UTAMA 080424020

PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSION DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

(2)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puja dan puji syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT 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 pancang pada proyek pembangunan Switchyard di kawasan PLTU Pangkalan Susu – Sumatera Utara” 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 sampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE selaku dosen pembimbing utama yang telah membimbing penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini;

2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara;

3. Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc selaku Koordinator Program Pendidikan Ekstension dan selaku salah satu Dosen Penguji / Pembanding;

4. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT dan Bapak Dr. Ir. Sofian Asmirza, M.Sc selaku Dosen Penguji / Pembanding Yang telah memberi masukan dan arahan dalam penyusunan tugas akhir ini;

(3)

6. Pimpinan dan seluruh Pegawai PT. PLN (Persero), selaku owner proyek yang telah memberi bimbingan kepada penulis;

7. Terimakasih yang ter-istimewa kepada kedua orangtua tercinta, yang telah mengasuh, mendidik dan selalu memberikan dukungan baik moral, materil, maupun doa. Begitu juga kepada keluarga yang telah medukungan tiada henti.

8. Terimakasih juga ucapkan kepada rekan-rekan mahasiswa yang memberikan dukungan.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini kemungkinan belum sempurna, untuk itu penulis dengan tulus dan terbuka menerima kritikan dan saran yang bersifat membangun demi penyempurnaan Tugas Akhir ini.

Akhir kata, sekali lagi penulis sampaikan terimakasih kepada pihak yang telah banyak membantu dan semoga atas bimbingan serta bantuan moral dan material yang penulis terima mendapat imbalan dari Allah SWT.

Medan, April 2013 Penyusun,

(4)

ABSTRAK

Pondasi tiang merupakan salah satu jenis dari pondasi dalam yang berfungsi untuk

menyalurkan beban struktur ke lapisan tanah keras yang mempunyai kapasitas daya dukung

tinggi yang letaknya cukup dalam di dalam tanah. Untuk menghitung kapasitas tiang, terdapat

banyak rumus yang dapat digunakan dan menghasilkan nilai kapasitas yang berbeda-beda.

Tujuan penelitian ini untuk meghitung daya dukung tiang dari hasil Sondir, Standart Penetration

Test (SPT), Kalendering dan Loading Test, serta membandingkan hasil daya dukung tiang dari

beberapa metode peyelidikan yang terjadi pada tiang tunggal. Hasil perhitungan daya dukung

pondasi terdapat perbedaan nilai baik dilihat dari penggunaan metode perhitungan Aoki dan De

Alencar, serta metode Meyerhof. Dimana dari data sondir Aoki dan De Alencar Qu=115,640

ton, dari data sondir metode Meyerhof Qu = 280,339 ton, dari data SPT metode Meyerhof Qu =

198,287 ton, dari data kalendering metode Danish Formula Qu = 123,337 ton, dari data

kalendering metode Modifield New ENR Qu=133,131ton, dari bacaan loading test metode

Davisson Qu = 124,0 ton dan dari data loading test metode Mazurkiewicz Qu= 216,0 ton Dari

hasil perhitungan daya dukung tiang, lebih aman memakai perhitungan dari hasil data loading

test karena lebih aktual.

(5)

DAFTAR ISI

2.5.2 Pondasi Tiang Pancang Menurut Pemasangannya ... 13

2.6 Alat Pancang Tiang ... 14

2.7 Metode Pelaksanaan Pondasi Tiang Pancang . ... 16

2.8 Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang dari Hasil Sondir... 21

2.9 Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang dari Hasil SPT ... 24

2.10 Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang dari Hasil Kalendering ... 29

2.11 Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang dari Hasil Loading Test ... 33

(6)

2.12.1 Analisa gaya yang bekerja pada tiang pancang ... 46

2.12.2 Kelompok Tiang Pancang Menerima Beban Sentris .. 46

2.12.3 Kelompok tiang menerima beban normal sentris dan momen yg bekerja pada dua arah ... 47

2.13 Tiang Mendukung Beban Lateral Dengan Metode Broms ... 48

2.14 Kapasitas Kelompok dan Effisiensi Tiang Pancang ... 55

2.15 Faktor Keamanan ... 57

BAB III. DATA PROYEK 3.1 Data Umum... 60

3.2 Data Teknis Tiang Pancang ... 61

3.3 Metode Pengumpulan Data ... 62

3.4 Metode Analisi ... 62

3.5 Lokasi Titik Sondir, SPT, Kalendering dan Loading Test ... 64

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang dari Data sondir ...65

4.1.1 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dengan Metode Aoki dan De Alencar ... ...65

4.1.2 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dengan Metode Danish Formula ...77

4.3.2 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dengan Metode Modified New ENR ...80

4.4 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang dari Data Loading Test ... 82

(7)

4.4.2 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dari Dara Loading Test Dengan Metode Mazurkiewicz ... 86 4.5 Analisa Gaya Yang Bekerja Pada Tiang ... 88 4.6 Perhitungan Gaya Lateral Ijin ... 90 4.7 Menghitung Kapasitas kelompok Tiang berdasarkan

Efisiensi ... 93 4.8 Hasil Perhitungan Daya Dukung... 98 4.9 Diskusi Hasil Perhitungan ... 101 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ...104 5.2 Saran ... 107 DAFTAR PUSTAKA

(8)

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Macam-macam tipe pondasi dalam... 10

2.2 Tiang pancang beton precast concrete pile ... 11

2.3 Tiang pancang Precast Prestressed Concrete Pile ... 11

2.4 Skema pemukul tiang ... 14

2.5 Pengangkatan tiang dengan dua tumpuan ... 18

2.6 Pengangkatan tiang dengan satu tumpuan ... 18

2.7 Urutan pemancangan ... 19

2.8 Variasi harga α berdasarkan kohesi tanah ... 24

2.9 Susunan sistem pembebanan dengan reaksi dongkrak hidrolik ... 27

2.10 Sistem pembebanan dengan dongkrak ditahan penahan tiang diatas ... 30

2.11 Sistem pembebanan dengan dongkrak ditahan tiang angker ... 31

2.12 Arloji pengukur ... 35

2.13 Interpretasi uji pembebanan Metode Davisson ... 37

2.14 Interpretasi uji pembebanan Metode Mazurkiewicz ... 38

2.15 Pola-pola kelompok tiang pancang khusus ... 39

2.16 Jarak antar tiang dalam kelompok ... 39

2.17 Pengaruh tiang akibat pemancangan ... 40

2.18 Beban normal sentris pada kelompok tiang pancang ... 41

2.19 Beban normal eksentris pada kelompok tiang pancang ... 41

2.20 Beban sentris dan momen kelompo tiang arah x dan y ... 42

(9)

2.22 Tahanan laeral ultimit tiang dalam tanah granuler ... 46

2.23 Tiang ujung epit dalam tanah granuler ... 49

2.24 Definisi jarak s dalam hitungan efisiensi tiang ... 52

3.1 Peta kesampaian lokasi proyek ... 56

3.2 Bagan alir penulisan ... 58

3.3 Lokasi area switchyard pada proyek PLTU Pangkalan Susu ... 59

3.4 Lokasi titik-titik penyelidikan ... 60

4.1 Perkiraan nilai qca (base) ... 61

4.2 Nilai qc (side) pada titik sondir 1 (J-06) ... 62

4.3 Grafik beban dan penurunan yang terjadi ... 80

4.4 Perhitungan grafik dengan metode Davisson ... 82

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 Faktor empirik F_bdan F_s ... 21

2.2 Nilai faktor empirik untuk tipe tanah yang berbeda ... 22

2.3 Hubungan antara N dengan berat isi tanah ... 24

2.4 SPT Hammer efficiencies ... 26

2.6 Effisiensi jenis alat pancang ... 29

2.8 Karakteristik alat pancang diesel hammer ... 29

2.9 Nilai – nilai k1 ... 30

2.10 Nilai effisiensi eh ... 30

2.11 Koefisien restitusi n ... 30

2.12 Spesifikasi spun Pile Wika Beton ... 47

4.1 Perhitungan daya dukung ultimate dan ijin tiang pancang (J-06) ... 65

4.2 Perhitungan daya dukung tiang pancang pada titik 1 (BH-04) ... 70

4.3 Perhitungan daya dukung tiang pancang pada titik 2 (BH-05) ... 72

4.4 Penurunan rata-rata tiang pancang ... 79

4.5 Perhitungan beban tiang maksumum ... 85

4.6 Kapasitas daya dukung tiang tunggal (Qult ) ... 96

4.7 Kapasitas daya dukung ijin tiang tuggal (Qa ) ... 96

4.8 Daya dukung kapaitas ijin kelompok tiang (Qg ) dengan Metode Converse – Labarre ... 97

(11)

DAFTAR NOTASI

Qu = Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang Qb = 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 As

=

Luas kulit tiang pancang

qc

=

Perlawanan konus

F_s

=

Faktor empirik yang tergantung pada tipe tanah

Fb

=

Faktor empirik yang tergantung pada tipe tanah N60

=

Nilai koreksi SPT terhadap cara pengujian

Em

=

Hammer eficiency

CB

=

Koreksi diameter bor

CS

=

Koreksi sampler

CR

=

Koreksi panjang tali

N

=

Harga SPT lapangan

N’60

=

Nilai SPT terkoreksi cara pengujian dan regangan overburden

σ'

v

=

Tegangan overburden efektif

(12)

B

=

Lebar/diameter pondasi

Lb

=

Panjang penanaman pondasi

Ap

=

Luas penampang pile

Pu

=

Kapasitas daya dukung ujung tiang

fs

=

Tahanan satuan skin friction

As

=

Luas selimut tiang

η

=

Effisiensi alat pancang

E

=

Energi alat pancang yang digunakan

S

=

Banyaknya penetrasi pukulan diambil dari kalendering dilapangan Ep

=

Modulus elastis tiang