Oleh: Moch. Khusnul Yakin - 4307100066
Jurusan Teknik Kelautan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Tekologi Sepuluh Nopember Surabaya
2012 Dosen Pembimbing
Ir. Handayanu M.Sc., Ph.D.
Dr. Eng. Kriyo Sambodho ST, M.Eng
Tugas Akhir (MO 091336)
Presentasi P3
mengacu pada kemampuan dari pile yang aman (tanpa kerusakan) dan ekonomis (menggunakan alat-alat konstruksi yang tepat dan blow count yang tidak berlebihan) (Hussein, 2006).
Proses instalasi atau pemancangan
tiang pancang pada lepas pantai
lebih sulit dan membutuhkan biaya
yang lebih besar dibandingkan
dengan proses pemancangan di darat
sehingga diperlukan perencanaan
yang matang dalam melakukan
pemilihan hammer dan ketersediaan
tiang (Alamanda, 2008)
Latar Belakang …(cont)
Data Struktural Zora Platform:
Tugas Akhir (MO 091336)
Kriteria Umum
1. Pile Instalaltion Driven in to seabed and ungrouted
2. Operator Crescent Petroleum Sharjah
3. Desain Oleh PT. Tripatra Eng.
4. Tipe Platform Wellhead
5. Lokasi Platform Arabian Gulf UEA
Koordinat (UTM) 2,834,209.27 m Northing 319,286,96 m Easting
6. Geometri Empat kaki Batter 1:8
7. Kedalaman Perairan (MSL) 24 m
8. Pile Diameter 914 mm
9 Penetrasi 58 m
Berapa daya dukung tanah pada lokasi instalasi
“Zora” Platform pada kondisi statis dan saat pemancangan?
Apa jenis hammer yang sesuai untuk instalasi tiang pancang agar tidak terjadi kerusakan saat instalasi tiang pancang dan tidak mengalami pile refusal?
Bagaimana menentukan peralatan yang efisien
pada instalasi tiang pancang “Zora” Platform?
Tujuan Penelitian
Untuk mengetahui daya dukung tanah pada lokasi instalasi “Zora” Platform pada kondisi statis dan saat pemancangan.
Untuk menentukan hammer yang sesuai untuk instalasi tiang pancang agar tidak terjadi
kerusakan saat instalasi tiang pancang tidak mengalami pile refusal.
Untuk menentukan peralatan yang efisien pada instalasi tiang pancang “Zora” Platform.
Tugas Akhir (MO 091336)
Prosedur penyelesain dalam studi ini bisa menjadi referensi bagi offshore indusrty dalam melakukan studi pile driving analisys menggunakan metode dinamis.
Memperlihatkan bahwa metode dimanis sangat
efektif dalam menentukan formulasi instalasi
tiang pancang yang efisien.
Batasan Masalah
Analisa dilakukan pada struktur jacket ‘Zora’ platfom yang berjenis jacket empat kaki yang dioperasikan di perairan UEA oleh Crescent Sharjah Ltd.
Analisa pemancangan tiang pancang ditinjau berdasarkan standard API RP 2A -WSD.
Satuan yang digunakan adalah SI.
Pemodelan stuktur tiang pancang dilakukan dengan menggunakan software GRL WEAP.
Analisa tiang pancang dilakukan dengan metode dinamis (Smith, 1960)
Daya dukung tanah dianalisa pada kondisi statis dan saat pemancangan menggunakan metode Stevens (1982).
Tugas Akhir (MO 091336)
Beban gelombang, arus dan angin tidak dipertimbangkan.
Instalasi tiang pancang dilakukan diatas permukaan air.
Data tanah yang digunakan adalah data hasil pengukuran pada lokasi “Zora” Platform yang dilakukan oleh Fugro.
Data struktural diperoleh dari Design Basis ‘Zora Platform’.
Menggunakan tiang pancang uniform.
Data hammer yang digunakan adalah jenis Steam Hammer MENCK
MRBS 1502, MENCK MRBS 3000, MENCK MRBS 4600 dan MENCK
MRBS 6000.
Metode Penelitian
Akhir (MO 091336)
A
Data Tanah, Tiang Pancang dan
Hammer
Penentuan Parameter Tanah
Soil Resistance to Driving
Kondisi Plugged Kondisi Coring
Lower Bound Upper Bound Lower Bound Upper Bound
Self Weight Penetration (Plugged dan
Coring)
Wave Equation Program GRL WEAP
Data Tanah Dengan Shaft Factor (1, 0.9,
0.8 dan 0.7)
Data Hammer Menck MRBS 1502,
3000, 4600 dan 6000
Data Tiang Pancang Start
Pengumpulan data
Studi Literatur
A
Analisa Hasil Daya Dukung statis dan Dinamis (Soil resistance
to driving) Analisa Blowcount vs Depth (Refusal Criteria)
dan Analisa Driving Stress Selama Pemancangan
No
Pemilihan Hammer Sesuai Kriteria
Pemilihan Penulisan Laporan
End
Yes
n
Panjang 89.7 m
Penetrasi 58 m
Thickness 25.4 mm
Pile Size 914 mm
Spec. Weight 78.5 kN/m3 Yield Strength 248 Mpa
Data Satuan
1502 3000 4600 6000
Type ECH ECH ECH ECH
Ram Weight 147.161 294.278 451.274 588.601 kN
Rated Energy 183.86 441.305 676.56 1029.52 kJ
Hammer Eff. 67 67 67 67 %
Helmet Weight 66.723 154.798 265.114 323.831 kN
Cushion Material bongosii wood bongosii wood bongosii wood bongosii wood
Cushion Thickness 200 200 250 250 mm
C.o.R 0.75 0.75 0.75 0.75
Data lebih spesifik sesuai dengan spesifikasi Hammer
Analisa Data
Tugas Akhir (MO 091336)
Data Quake dan Damping Parameter
Data Quake Damping
Toe (mm) Shaft (mm)
Toe (s/m) Shaft (s/m)
sand 2.5 2.5 0.5 0.15
clay 2.5 2.5 0.15 0.65
calc 4 2.5 0.25 0.65
Lateral earth pressure coefficient k =0.7
Data Tanah kedalama
n
Tipe Tanah
flim qlim cu top cu bot sub unit delta N q (m) (kPa) (Mpa) (kPa) (kPa) (kN/m3) (derajat)
1.3 clay 1 1 5
1.9 silt 20 2.9 8.5 20 12
2.3 calc. 20 12 10 35 50
3.7 sand 20 4.8 9 25 20
8 silt 5 10 5.5
11 sand 20 9.6 9 30 40
13.5 sand 50 12 9.5 35 50
15 silt 20 9.6 9 30 40
18 sand 20 9.6 9 30 40
22 silt 200 200 9
23 clay 500 500 9
28.1 clay 300 300 9
36 sand 50 4.8 9 25 20
38 clay 500 500 9.5
50 sand 50 12 9.5 35 50
55 silt 50 9.6 9.5 30 40
65 calc. 50 12 10 35 50
Keterangan:
flim : Limit unit skin friction
cu : Undrained shear strength
qlim : Limit unit end bearing
Nq : Bearing capacity factor
delta : soil-pile friction angle
•Pile Driving Stress: Sesuai dengan API RP2A-WSD 2000, tegangan dinamis tidak boleh melebihi 80-90% yield strength/tegangan luluh
•Refusal Criteria: Dalam pemancangan apabila jumlah pukulan melebihi 300 blows per 0.3 m berturut-turut selama 1.5 m
penetration, atau melebihi 800 blows per 0.3 m penetration, (API RP2A-WSD 2000).
•Eficiency: Dalam kata lain bahwa dalam proses pemancangan tiang pancang, efiensi berupa waktu yang dibutuhkan untuk
pemancangan dan biaya yang dibutuhkan juga menjadi faktor yang
cukup penting dalam pemilihan hammer. Dalam hal ini biaya sewa
hammer diasumsikan berbanding lurus dengan besarnya rated
energy pada hammer dan dihitung setiap 24 jam.
Analisa Data
Tugas Akhir (MO 091336)
Su =undrained shear strength dari clay σv /Po =overburden pressure.
OCR =Over consolidation ratio w =sub unit
d =kedalaman
z =kedalaman titik tinjauan
Redution Factor (Fp) untuk tanah kohesif
Tabel 4.5 Faktor Reduksi
depth Sub Unit Po Cu top Cu bot OCR Fp
m (kN/m3) kPa kPa kPa - -
1.3 5 6.5 1 1 0.32846 0.35803
1.9 8.5 11.6
2.3 10 15.6
3.7 9 28.2
8 5.5 51.85 5 10 0.58817 0.4264
11 9 78.85
13.5 9.5 102.6
15 9 116.1
18 9 143.1
22 9 179.1 75 75 1.96055 0.6119
23 9 188.1 75 75 1.85871 0.60219
28.1 9 234 100 100 2.06426 0.62144
36 9 305.1
38 9.5 324.1 150 150 2.33766 0.64507
50 9.5 438.1
55 9.5 485.6 300 300 3.44606 0.72471
65 10 585.6
Analisa Data
Tugas Akhir (MO 091336)
Skin Friction dan End Bearing
Tabel 4.6 Nilai Skin friction dan End Bearing kondisi Plugged Soil
Type depth Overburden Pressure
end bearing skin friction upper lower upper lower
(m) (m) (kPA) (kPA) (kPA) (kPA) (kPA)
clay 1.3 6.5 15 9 0.17901 0.17901
silt 1.9 11.6 139.2 92.8 2.82847 2.17575
calc. 2.3 15.6 936 624 8.19606 6.30466
sand 3.7 28.2 507.6 338.4 9.3402 7.18477
silt 8 51.85 150 90 2.13202 2.13202
sand 11 78.85 2365.5 1577 33.4592 25.7379 sand 13.5 102.6 6156 4104 53.9049 41.4653
silt 15 116.1 3483 2322 49.2659 37.8968
sand 18 143.1 4293 2862 60.723 46.71
silt 22 179.1 1125 675 22.9464 22.9464
clay 23 188.1 1125 675 22.5821 22.5821
clay 28.1 234 1500 900 31.072 31.072
sand 36 305.1 5491.8 3661.2 101.053 77.7331
clay 38 324.1 2250 1350 48.38 48.38
sand 50 438.1 26286 17524 230.173 177.056
clay 55 485.6 4500 2700 108.707 108.707
calc. 65 585.6 35136 23424 307.668 236.667
Tabel 4.7 Nilai Skin Friction dan End Bearing kondisi Coring Soil
Type depth Overburden Pressure
end bearing skin friction upper lower upper lower
(m) (m) (kPA) (kPA) (kPA) (kPA) (kPA)
clay 1.3 6.5 9 9 0.37593 0.26852
silt 1.9 11.6 92.8 92.8 4.35149 3.26362
calc. 2.3 15.6 624 624 12.6093 9.457
sand 3.7 28.2 338.4 338.4 14.3695 10.7772
silt 8 51.85 90 90 4.47724 3.19803
sand 11 78.85 2365.5 1577 51.4757 38.6068 sand 13.5 102.6 6156 4104 82.9306 62.1979
silt 15 116.1 3483 2322 75.7936 56.8452
sand 18 143.1 4293 2862 93.4201 70.0651
silt 22 179.1 675 675 48.1875 34.4196
clay 23 188.1 675 675 47.4225 33.8732
clay 28.1 234 900 900 65.2512 46.608
sand 36 305.1 5491.8 3661.2 155.466 116.6
clay 38 324.1 1350 1350 101.598 72.57
sand 50 438.1 26286 17524 354.112 265.584
clay 55 485.6 2700 2700 228.285 163.061
calc. 65 585.6 35136 23424 473.335 355.001
Soil
Type depth shaft area
end bearing limit skin friction limit Plugged
upper lower upper lower upper lower
(m) (m) m2 (kPA) (kPA) (kPA) (kPA) kN kN
clay 1.3 3.73284 15 9 0.17901 0.17901 10.51 6.57329
silt 1.9 1.72285 139.2 92.8 2.82847 2.17575 96.20472 64.6363 calc. 2.3 1.14857 936 624 8.19606 6.30466 623.5406 416.659 sand 3.7 4.01998 507.6 338.4 9.3402 7.18477 370.5932 250.913 silt 8 12.3471 150 90 2.13202 2.13202 124.742 85.3749
sand 11 8.61425 2365.5 1577 20 20 1724.333 1206.98
sand 13.5 7.17854 6156 4104 50 41.4653 4397.992 2990.37
silt 15 4.30712 3483 2322 20 20 2371.403 1609.65
sand 18 8.61425 4293 2862 20 20 2989.002 2050.1
silt 22 11.4857 1125 675 22.9464 22.9464 1001.688 706.435 clay 23 2.87142 1125 675 22.5821 22.5821 802.976 507.723 clay 28.1 14.6442 1500 900 31.072 31.072 1439.203 1045.53
sand 36 22.6842 2900 2900 50 50 3036.953 3036.95
clay 38 5.74283 2250 1350 48.38 48.38 1754.105 1163.6
sand 50 34.457 9600 9600 50 50 8021.587 8021.59
clay 55 14.3571 4500 2700 108.707 108.707 4513.25 3332.24
calc. 65 28.7142 9600 9600 50 50 7734.445 7734.45
Soil
Type depth shaft area
end bearing limit skin friction limit coring upper lower upper lower upper lower
(m) (m) m2 (kPA) (kPA) (kPA) (kPA) kN kN
clay 1.3 3.73284 9 9 0.37593 0.26852 2.04144 1.6405 silt 1.9 1.72285 92.8 92.8 4.35149 3.26362 14.0772 12.2029 calc. 2.3 1.14857 624 624 12.6093 9.457 58.7287 55.108 sand 3.7 4.01998 338.4 338.4 14.3695 10.7772 81.7603 67.319 silt 8 12.3471 90 90 4.47724 3.19803 61.6626 45.868
sand 11 8.61425 2365.5 1577 20 20 340.016 284.105
sand 13.5 7.17854 6156 4104 50 50 795.431 649.93
silt 15 4.30712 3483 2322 20 20 333.112 250.789
sand 18 8.61425 4293 2862 20 20 476.689 375.221
silt 22 11.4857 675 675 48.1875 34.4196 601.327 443.195 clay 23 2.87142 675 675 47.4225 33.8732 184.032 145.126 clay 28.1 14.6442 900 900 65.2512 46.608 1019.37 746.355
sand 36 22.6842 2900 2900 50 50 1339.84 1339.84
clay 38 5.74283 1350 1350 101.598 72.57 679.185 512.482
sand 50 34.457 9600 9600 50 50 2403.56 2403.56
clay 55 14.3571 2700 2700 228.285 163.061 3468.96 2532.52
calc. 65 28.7142 9600 9600 50 50 2116.42 2116.42
Analisa Data
Tugas Akhir (MO 091336)
Self Penetration Depth
Tabel 4.10 Berat Pile
kedalaman diameter tebal panjang masa jenis berat pile
m m m m kN/m3 KN
0-17 0.914 0.0254 46.9 78.5 261.055
17-35 0.914 0.0254 62.9 78.5 350.115
Tabel 4.12 Berat Hammer Hammer
Ram Weight Helmet Weight Total
KN KN KN
1502 147.161 66.723 213.884
3000 294.278 154.798 449.076
4600 451.274 265.114 716.388
6000 588.601 323.831 912.432
Tabel 4.13 SPD Kondisi Plugged Hammer Berat
Total
Soil Resistance to Driving keterangan
upper lower
Menck KN KN KN
1502 474.9392 623.54062 416.65926 1.9 m - 2.3 m 3000 710.1312 1724.33322 1206.98379 8 m - 11 m 4600 977.4432 1724.33322 1206.98379 8 m - 11 m 6000 1173.487 1724.33322 1206.98379 8 m - 11 m
Tabel 4.14 SPD Kondisi Coring Hammer Berat
Total
Soil Resistance to Driving
keterangan
upper lower
Menck KN KN KN
1502 474.93923 795.431 649.93 11 m - 13.5 m 3000 710.13123 795.431 649.93 11 m - 13.5 m 4600 1327.5578 1019.37 746.355 23 m - 28m 6000 1523.6018 1339.84 1339.84 23 m - 28 m
GRL WEAP OVERVIEW
Analisa Data
Tugas Akhir (MO 091336)
Soil Input
Tabel 4.15 Input Reaksi Tanah depth Tipe
Tanah
plugged coring
unit shaft resistance toe resistance unit shaft resistance toe resistance
lower upper lower upper lower upper lower upper
m - kPa kPa kN kN kPa kPa kN kN
1.3 clay 0.179 0.1790 5.9051 9.8418 0.269 0.37593 0.638 0.638 1.9 silt 2.176 2.8285 60.888 91.332 3.264 4.35149 6.580 6.580 2.3 calc. 6.305 8.1961 409.42 614.13 9.457 12.6093 44.246 44.246 3.7 sand 7.185 9.3402 222.03 333.05 10.777 14.3695 23.995 23.995 8 silt 2.132 2.1320 59.051 98.418 3.198 4.47724 6.382 6.382
11 sand 20 20 1034.7 1552 20 20 111.821 167.731
13.5 sand 41.465 50 2692.7 4039.1 50 50 291.003 436.504
15 silt 20 20 1523.5 2285.3 20 20 164.646 246.970
18 sand 20 20 1877.8 2816.7 20 20 202.936 304.404
22 silt 22.946 22.9464 442.88 738.13 34.420 48.1875 47.862 47.862 23 clay 22.582 22.5821 442.88 738.13 33.873 47.4225 47.862 47.862 28.1 clay 31.072 31.0720 590.51 984.18 46.608 65.2512 63.816 63.816
36 sand 50 50 1902.7 1902.7 50 50 205.631 205.631
38 clay 48.380 48.38 885.76 1476.3 72.570 101.598 95.725 95.725
50 sand 50 50 6298.7 6298.7 50 50 680.708 680.708
55 clay 108.707 108.71 1771.5 2952.5 163.061 228.285 191.449 191.449
65 calc. 50 50 6298.7 6298.7 50 50 680.708 680.708
Pile dan Hammer Input
Panjang 89.7 m
Penetrasi 58 m
Section Area 709.071285 cm2 Modulus El. 210000 MPa Spec. Weight 78.5 kN/m3 Toe Area 6561.18484 cm2 Perimeter 2.87141569 m
Thickness 25.4 mm
Pile Size 914 mm
Data Satuan
1502 3000 4600 6000
Type ECH ECH ECH ECH
Ram Weight 147.161 294.278 451.274 588.601 kN
Rated Energy 183.86 441.305 676.56 1029.52 kJ
Hammer Eff. 67 67 67 67 %
Helmet Weight 66.723 154.798 265.114 323.831 kN
Cushion Material bongosii wood bongosii wood bongosii wood bongosii wood
Cushion Thickness 200 200 250 250 mm
C.o.R 0.75 0.75 0.75 0.75
Data lebih spesifik sesuai dengan spesifikasi Hammer
Analisa Data
Tugas Akhir (MO 091336)
Penyesuaian Efisiensi Hammer & System Driving Input
Tabel 4.18 System Driving
Depth Temp Length Wait Time Stroke Efficiency
m m hr m
1 46.9 0 1.25 0.6514
2 46.9 0 1.25 0.6514
3 46.9 0 1.25 0.6514
. . . . .
. . . . .
. . . . .
16 46.9 0 1.25 0.6514
17 62.9 5 1.25 0.6514
18 62.9 0 1.25 0.6514
. . . . .
. . . . .
. . . . .
34 62.9 0 1.25 0.6514
35 76.581 5 1.25 0.6514
36 76.581 0 1.25 0.6514
. . . . .
. . . . .
. . . . .
48 76.581 0 1.25 0.6514
49 89.57 5 1.25 0.6514
50 89.57 0 1.25 0.6514
. . . . .
. . . . .
. . . . .
58 89.57 0 1.25 0.6514
Batter Batter Angle Degree
Stroke Reduction Friction Losses for Friction Factors
X : 12 1 : Y 0.1 0.2 0.3
1:12 1:12 4.76 1 0.008 0.017 0.025
1:08 7.13 0.99 0.012 0.024 0.037
2:12 1:06 9.46 0.99 0.016 0.033 0.049
1:05 11.31 0.98 0.02 0.039 0.059
2.5 : 12 11.77 0.98 0.02 0.041 0.061
3:12 1:04 14.04 0.97 0.024 0.049 0.073
3.5 : 12 16.26 0.96 0.028 0.056 0.084
4:12 1:03 18.43 0.95 0.032 0.063 0.095
5:12 22.62 0.92 0.039 0.077 0.115
Tabel 4.16 Efficiency Reductions for Battered Pile (GRL WEAP Manual)
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
Kedalaman (m)
Ultimate Capacity (kN)
Faktor Shaft 1 Coring Faktor Shaft 1 Plugged Faktor Shaft 0.9 Coring Faktor Shaft 0.9 Plugged Faktor Shaft 0.8 Coring Faktor Shaft 0.8 Plugged Faktor Shaft 0.7 Coring Faktor Shaft 0.7 Plugged
Grafik Daya Dukung Statis
kondisi plugged memiliki nilai yang lebih besar karena pada kondisi plugged diasumsikan luasan bidang yang mengenai tanah adalah luasan alas
diameter luar dari tiang
pancang. Nilai daya dukung
tanah statis untuk kedalaman
penetrasi 58 m dengan faktor
shaft 1 pada kondisi plugged
adalah 9477.2 kN. Sedangkan
untuk kedalaman penetrasi 58
m dengan faktor shaft 1 pada
kondisi coring adalah 9297.1
kN.
Hasil Analisa
Tugas Akhir (MO 091336)
Daya Dukung Saat Pemancangan
kondisi plugged memiliki nilai yang lebih besar karena pada kondisi plugged diasumsikan luasan bidang yang mengenai tanah adalah luasan alas
diameter luar dari tiang pancang. Untuk nilai daya dukung dinamis (soil
resistance to driving) pada kedalaman penetrasi 58 m dengan faktor shaft 1 untuk kondisi plugged adalah
4652.899 kN. Sedangkan
untuk kedalaman penetrasi 58 m dengan faktor shaft 1 pada kondisi coring adalah
4500.578 kN
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 0 2000
4000 6000
8000 10000
Kedalaman (m)
Soil Resistance to Driving (kN)
Grafik Daya Dukung Saat Pemancangan
Faktor Shaft 1 Plugged Faktor Shaft 0.9 Plugged Faktor Shaft 0.8 Plugged Faktor Shaft 0.7 Plugged Faktor Shaft 1 Coring Faktor Shaft 0.9 Coring Faktor Shaft 0.8 Coring Faktor Shaft 0.7 Coring
Tabel 4.19 Tabulasi Blow Count untuk Shaft Resistance 1 (bl/m) Dept
h
MENCK MRBS 1502
MENCK MRBS 3000
MENCK MRBS 4600
MENCK MRBS 6000 m Coring Plugged Coring Plugged Coring Plugged Coring Plugged
1 0 0 0 0 0 0 0 0
2 0 0 0 0 0 0 0 0
3 0 13.5 0 0 0 0 0 0
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
47 169.9 477.9 63.3 141.5 35.5 72.1 23.9 42.9
48 178.2 629 66.5 170.8 36.9 85.9 24.9 48.8
49 186.1 858.6 70.7 211.7 38 108.1 25.2 58.6
50 195.1 1238.2 74.1 266.7 39.5 131.5 26 68.8
51 195.4 934.1 74.7 223.8 39.8 112.6 26.1 60.9
52 204 735.3 77.7 191.7 41.3 97.7 26.9 54.4
53 223.7 601 84 167.9 44.3 85.6 28.5 49.2
54 260.3 505.5 95.1 149.6 49.5 76.4 31.2 45.1
55 324.8 437.9 113.2 135.8 57.9 69.6 35.6 41.8
56 406.9 367.8 134.4 120.6 67.6 62.2 40.6 37.9
57 504.4 499.9 157.1 149.7 78.3 75.5 45.9 44.7
58 619.1 701.1 182.4 186.9 89.9 92 51.4 52.7
kedalaman 50 – 51 m untuk hammer MENCK MRBS 1502 terjadi pile refusal dimana jumlah pukulan melebihi 300 pukulan per 0.3 meter selama berturut- turut selama 1.5 meter sehingga
hammer MENCK MRBS 1502 tidak bisa digunakan. Untuk semua hasil output program, terjadi penurunan nilai terhadap jumlah pukulan seiring
dengan berkurangya faktor shaft resistance. Selain itu semakin besar nilai rated energy pada hammer
semakin kecil pula jumlah pukulan yg dibutuhkan. Dapat juga disimpulkan bahwa daya dukung tanah dan
kekuatan hammer sangat
mempengaruhi jumlah pukulan
hammer.
Hasil Analisa
Tugas Akhir (MO 091336)
Driving Stress
Sesuai dengan API RP-2A WSD
2000, driving stress tidak boleh melebihi 80-90% dari tegangan luluh, sehingga apabila diasumsikan batas driving stress pada analisa ini 80% atau 198.4 MPa maka untuk hammer MENK MRBS 6000 tidak bisa digunakan, pada gambar batas tegangan luluh ditunjukkan dengan garis vertical berwarna hitam. Dari hasil
pemodelan kenaikan stress berbanding lurus dengan kenaikan rated energy dari hammer. Selain itu jumlah tegangan yang terjadi tidak ada kenaikan yang berarti untuk setiap kedalaman maupun
perubahan shaft resistance. Bisa diambil kesimpulann bahwa faktor tanah baik kedalaman maupun shaft resistance tidak memberikan pengaruh yang berarti pada driving stress kompresi.
Blow Count
MENCK MRBS 1502
MENCK MRBS 3000
MENCK MRBS 4600
MENCK MRBS
6000 Satuan
Coring Plugged Coring Plugged Coring Plugged Coring Plugged
Jumlah total 5246 10981 1956 3321 1143 1852 759 1776 bl/m
30 bl/m 174 366 65 110 38 61 25 59 menit
40 bl/m 131 274 48 83 28 46 18 44 menit
50 bl/m 104 219 39 66 22 37 15 35 menit
60 bl/m 87 183 32 55 19 30 12 29 menit
70 bl/m 74 156 27 47 16 26 10 25 menit
80 bl/m 65 137 24 41 14 23 9 22 menit
90 bl/m 58 122 21 36 12 20 8 19 menit
100 bl/m 52 109 19 33 11 18 7 17 menit
110 bl/m 47 99 17 30 10 16 6 16 menit
120 bl/m 43 91 16 27 9 15 6 14 menit
Hasil Analisa
Tugas Akhir (MO 091336)
Driving Time
Pada Tabel sebelumnya didapatkan terjadi penurunan waktu
pemancangan seiring dengan bertambahnya rated energy pada
hammer dan berkurangnya shaft resistance. Faktor hammer dan
tanah sangat berpengaruh pada jumlah waktu yang dibutuhkan pada
proses pemancangan tiang pancang. Untuk total waktu
pemancangan nilai-nilai pada Tabel diatas harus ditambah dengan
total waiting time yaitu 15 jam atau 900 menit. Dengan total waktu
tunggu 900 menit dan akan dipasang empat tiang pancang maka
diperkirakan total waktu yang dibutuhkan paling lama 2364 menit
atau 39.4 jam.
Untuk pile driving stres tidak boleh melebihi 80-90% yield
strength/tegangan luluh bergantung juga pada hal-hal tertentu seperti
lokasi dimana terjadi stress maksimum pada panjang pile, jumlah
pukulan, pengalaman sebelumnya dengan kombinasi tiang pancang
dan hammer yang serupa, dan tingkat confidence pada analisa
tersebut. Sesuai dengan pembahasan diatas bisa disimpulkan bahwa
untuk hammer dengan tipe MENCK MRBS 6000 tidak bisa
digunakan karena compression stress melebihi 80% dari tegangan
luluh atau sebesar 198.4 MPa
Hasil Analisa
Tugas Akhir (MO 091336)
Pemilihan Hammer
Refusal Criteria, disebutkan bahwa dalam pemancangan apabila
jumlah pukulan melebihi 300 blows per 0.3 m berturut-turut selama
1.5 m penetration, atau melebihi 800 blows per 0.3 m penetration,
bisa dikatakan pula perlu 800 kali pukulan dari hammer hanya agar
pile bisa mencapai 30 cm lebih dalam lagi. Sehingga hammer untuk
tipe MENCK MRBS 1502 tidak bisa digunakan karena terjadi pile
refusal pada kedalaman 50-51 m
kriteria efisiensi
Waktu dalam pemancangan sangatlah penting mengingat lokasi
pemancangan yang ada di laut sehingga kondisi lingkungan pun
susah diprediksi sehingga semakin cepat waktu pemancangan maka
semakin kecil resiko kegagalan yang disebabkan oleh kondisi
lingkungan. Selain itu apabila dihadapkan dengan waktu proyek yang
singkat sehingga apabila diharuskan memilih hammer dengan waktu
pemancangan yang lebih singkat karena banyak faktor, maka dalam
tugas akhir ini direkomendasikan mengunakan hammer dengan tipe
MENCK MRBS 4600 dengan selisih 50 menit lebih cepat untuk
setiap pemancangan satu tiang pancang.
Hasil Analisa
Tugas Akhir (MO 091336)
Pemilihan Hammer
kriteria efisiensi
Biaya, merupakan hal yang paling umum atau sering untuk
dipertimbangkan apabila tidak terjadi sesuatu hal yang
mengakibatkan waktu pemancangan menjadi prioritas utama. Dalam
tugas akhir ini biaya sewa hammer diasumsikan berbanding lurus
dengan besarnya rated energy pada hammer dan dihitung setiap 24
jam. Sehingga direkomendasikan untuk menggunakan hammer
dengan tipe MENCK MRBS 3000 dengan rated energy yang lebih
rendah.
Sehingga peralatan pendukung yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 4.24:
Tabel 4.24 Data Hammer dan Peralatan
Data MENCK MRBS Satuan
3000 4600
Type ECH ECH
Ram Weight 294.278 451.274 kN
Rated Energy 441.305 676.56 kJ
Hammer Eff. 67 67 %
Helmet Weight 154.798 265.114 kN
Cushion Material bongosii wood bongosii wood
Cushion Thickness 200 250 mm
Data lebih spesifik sesuai dengan spesifikasi Hammer
Kesimpulan
Tugas Akhir (MO 091336)
Dari analisa yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Nilai daya dukung tanah statis untuk kedalaman penetrasi 58 m dengan faktor shaft 1 pada kondisi plugged adalah 9477.2 kN. Sedangkan untuk kedalaman penetrasi 58 m dengan faktor shaft 1 pada kondisi coring adalah 9297.1 kN. Untuk nilai daya dukung saya pemancangan (soil resistance to driving) pada kedalaman penetrasi 58 m dengan faktor shaft 1 untuk kondisi plugged adalah 4652.899 kN. Sedangkan untuk kedalaman penetrasi 58 m dengan faktor shaft 1 pada kondisi coring adalah 4500.578 kN.
2. Hammer yang tidak menyebabkan tiang pancang mengalami keruskan
ataupun tidak mengalami pile refusal yaitu hammer dengan tipe MENCK
MRBS 3000 dan MENCK MRBS 4600. Hammer dengan tipe MENCK MRBS
6000 tidak bisa digunakan karena compression stress melebihi 80% dari
tegangan luluh atau sebesar 198.4 MPa. Sedangkan hammer untuk tipe
MENCK MRBS 1502 tidak bisa digunakan karena terjadi pile refusal pada
kedalaman 50-51 m..
3. Peralatan yang efisien dipilih berdasarkan 2 parameter yaitu parameter biaya
dan waktu. Untuk parameter waktu direkomendasikan mengunakan hammer
dengan tipe MENCK MRBS 4600 dengan selisih 50 menit lebih cepat untuk
setiap pemancangan satu tiang pancang. Sedangkan untuk parameter biaya
direkomendasikan untuk menggunakan hammer dengan tipe MENCK MRBS
3000 dengan rated energy yang lebih rendah dengan asumsi biaya sewa
hammer diasumsikan berbanding lurus dengan besarnya rated energy pada
hammer dan dihitung setiap 24 jam. Untuk detail peralatan hammer MENCK
MRBS 3000 menggunakan cushion yang terbuat dari kayu bongosii dengan
ketebalan 200 mm dengan berat helmet 154.798 kN. Sedangkan untuk
hammer MENCK MRBS 4600 menggunakan cushion yang terbuat dari kayu
bongosii dengan ketebalan 250 mm dengan berat helmet 265.114 kN
Saran
Tugas Akhir (MO 091336)
Berdasarkan analisa yang telah dilakukan, dapat diberikan saran-saran sebagai berikut:
1. Untuk efisiensi dalam pemilihan hammer diperlukan analisa lebih lanjut dengan menggunakan data harga sewa untuk masing-masing hammer.
2. Untuk penelitian lebih lanjut sebaiknya digunakan data lingkungan dimana tiang pancang akan dipasang untuk mengetahui waktu tunggu yang sesungguhnya sehingga hasil analisa lebih maksimal.
3. Untuk hasil yang lebih baik bisa digunakan non uniform pile sesuai dengan detail struktur yang ada.
4. Studi yang lebih detil untuk kondisi plugged atau coring pada ujung tiang
pancang
Consolidation Ratio (Ocr”,Tugas Akhir, Institut Teknologi Bandung.
American Petroleum Institute (API). 1980. “Recommended Practice for Planning, Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms.” API Recommended Practice 2A (RP2A). 11th edition. Washington, D.C.
American Petroleum Institute (API). 1984. “Recommended Practice for Planning, Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms.” API Recommended Practice 2A (RP2A). 19th edition. Washington, D.C.
American Petroleum Institute (API). 1994. "Standard Method of Testing Piles Under Axial Compressive Load." Annual Book of API Standards.
American Petroleum Institute (API). 2000. “Recommended Practice for Planning, Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms-Working Stress Design.” API Recommended Practice 2A-WSD (RP2A-WSD). 21th edition.
Washington, D.C.
Benamar, A., 2000, “Dynamic pile response using two pile-driving techniques”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering 20 (2000) 243 247, Elsevier
Bowles, Joseph E. 1982. “Foundation Analysis and Design.” Third Edition. Mc.Graw-Hill Companies, Inc. New York.
Das, Braja M. 1999. “Principles of Foundation Engineering.” Fourth Edition. Brooks/Cole Publishing Company. California
Hannigan, P.J., et al, 1996, Design and Construction of Driven Pile Foundations, U.S DOT Federal Highway Administration Report No. FWHA-41-96-033
Hussein, M.H. et al, 1989. Dynamic Evaluation Techniques for Offshore Pile Foundations. Proceedings of the 7th International Symposium on Offshore Engineering: Rio de Janeiro, Brazil; 287-302.
Daftar Pustaka …(cont)
Tugas Akhir (MO 091336)
Hussein, M.H. et al, 2006. Pile Driveability and Bearing Capacity in High-Rebound Soils. ASCE GEO Congress:
Atlanta, Georgia.
Kraft, L.M.,Jr., Stevens, R.F., & Dowland, J.H. 1980. “Pile Drivability.” State of the Art ,Review, Research and Development. Report No. 0578-911. McClelland Enggineers
Nahl, B, 1990, A Continuum Method Of Pile Driving Analysis: Comparison with The Wave Equation Method, Computers and Geotechnics 0266-352X/91/$03-50, Elsevier
Poulos, H. G. and E. H. Davis. 1980. “Pile Foundation Analysis and Design.” John Wiley and Sons, Inc. Canada.
Pile Dynamics, Inc. (PDI) 2005. “GRLWEAP Wave equation analysis of pile driving: Procedures and models”. Cleveland, Oh.
Rausche, F., Liang, L., AIIm, R., and Rancman, 0. 2004. “Applications and correlations of the wave equation analysis program GRLWEAP”. Proceedings, 7th International Conference on the Application of Stress-Wave Theory to Piles. Petaling Jaya.
Selangor. Malaysia. pp. 107-123.
Sakr, M., 2007, Wave equation analyses of tapered FRP–concrete piles in dense sand, Soil Dynamics and Earthquake Engineering 27 (2007) 166–182, Elsevier
Semple, R.M., & Gemeinhardt, J.P. 1981. ”Stress History Approach to Analysis of Soil Resistance to Pile Driving.“ OTC 3969. 13th Annual OTC. Offshore Technology Conference. Houston.
Skempton, A. W. & Bjerrum, L. 1957. “A Contribution to the Settlement Analysis of Foundations on Clay.” Geotechnique. Vol. 7. p.
168-178.
Smith, E.A.L. 1960. “Pile Driving Analysis by the Wave Equation.” Journal, Soil Mechanics and Foundation Division. ASCE. Vol.
86. No. SM4. pp. 35-61.
Stevens et al,. 1982, “Evaluating Pile Drivability for Hard Clay, Very Dense Sand, and Rock”, Offshore Tech Conf, OTC4205, Houston.
