Penggunaan Bored Pile Sebagai Dinding Penahan Tanah.

(1)

PENGGUNAAN BORED PILE

SEBAGAI DINDING PENAHAN TANAH

Yeremias Oktavianus Ramandey NRP : 0021136

Pembimbing : Ibrahim Surya, Ir., M.Eng FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA BANDUNG

ABSTRAK

Seiring dengan pesatnya pembangunan gedung dengan basement di Indonesia, dinding tiang contiguous merupakan salah satu solusi alternatif untuk kontruksi penahan tanah. Ada dua jenis dinding tiang contiguous yaitu dengan gap dan tanpa gap, dalam penulisan tugas akhir ini menggunakan metode dinding tiang contiguous dengan gap. Pemilihan metode ini dikarenakan lebih murah dari dinding tiang contiguous tanpa gap dan tidak dipengaruhi oleh muka air tanah ( muka air tanah lebih rendah dari level galian ).

Perhitungan dilakukan pada tiga lokasi bor dengan keadaan tanah tiap bor yang berbeda dan mempunyai kedalaman basement yang berbeda juga yang disebabkan oleh keadaan muka tanah, dimana muka tanah asli pada Bor 1 adalah +2.45 dan untuk Bor 2 dan Bor 3 adalah –0.45. Pada Bor 1 mempunyai kedalaman basement 9 meter, sedangkan Bor 2 dan Bor 3 mempunyai kedalaman basement 7 meter.

Perencanaan dinding tiang contiguous ini berdasarkan kuat geser tanah, tekanan lateral, pengaruh air dalam tanah dan pengaruh beban tambahan.

(2)

DAFTAR ISI

(3)

2.1.4.1 Keadaan Tanah yang

Menguntungkan ……….. 8

2.1.4.2 Keadaan Tanah yang Tidak Menguntungkan ……….. 9

2.1.4.3 Beberapa Penyebab Timbulnya Cacat Pada Bored Pile …………. 10

2.1.5 Pelaksanaan Membuat Lubang Bor ……... 11

2.1.5.1 Pemboran Pada Tanah Tidak Berongga ………. 11

2.1.5.2 Pemboran Pada Tanah keras dan Berbatu ………. 12

2.1.5.3 Pemboran Pada Tanah yang Menyempit ……….. 15

2.1.5.4 Pemboran Pada Tanah yang Berongga atau Mudah Longsor ... 15

(4)

2.5.2 Pengaruh Regangan Lateral ………... 38

BAB 3 PERENCANAAN DINDING PENAHAN TANAH DENGAN MENGGUNAKAN BORED PILE 3.1 Sistem Bored Pile ………. 80

3.1.1 Prosedur Rancangan Umum ……….. 83

3.1.2 Lebar Efektif dan Pengaturan ……… 83

3.1.3 Bored Pile Sebagai Dinding ………... 85

3.2 Langkah-Langkah Perhitungan Bored Pile Sebagai Dinding Penahan Tanah ……… 87

(5)

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

K : Koefisien tekanan tanah lateral. Ka : Koefisien tekanan tanah aktif.

Ki : Koefisien tekanan tanah lateral pada lapisan-i. Ko : Koefisien tekanan tanah netral.

Kp : Koefisien tekanan tanah pasif. M : Momen maksimum. Pa : Tekanan tanah aktif. Pp : Tekanan tanah pasif.

Pae′ : Gaya aktif persatuan lebar dinding.

(6)

q : Beban merata.

Z : Jarak vertikal yang dihitung ke bawah dari permukaan urugan. Zw : Kedalaman muka air tanah.

α : Sudut kemiringan dinding penahan tanah terhadap garis

horisontal.

β : Sudut kemiringan permukaan tanah urug terhadap horisontal.

δ : Sudut gesek antara dinding dan tanah.

σ : Tegangan normal pada saat kondisi runtuh.

σ′ : Tegangan normal efektif.

σa : Tegangan tanah aktif.

σh : Tegangan horisontal.

(7)

σp : Tegangan tanah pasif.

σv : Tegangan vertikal.

σv′ : Tegangan vertikal efektif.

τ : Tegangan geser pada saat terjadinya keruntuhan.

τ : Kuat geser tanah.

∆PHZ : Pertambahan tekanan lateral.

AASTHO : American Association of States Highway and Transportation Officials.

CU : Consolidated Undrained. UU : Unconsolidated Undrained.

(8)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.9 Distorsi dari Suatu Ikatan Tulangan yang Kurang Kuat Karena Slump yang Lambat atau beton Kasar ……….. 26

Gambar 2.10 Tekanan Tanah Lateral ………. 34

Gambar 2.11 Tekanan Tanah Lateral dan Lingkaran Mohr yang mewakili Kedudukan Tegangan di Dalam Tanah ………. 36

Gambar 2.12 Distribusi Tekanan Tanah Aktif pada Dinding Penahan Menurut Tipe Gerakan Dinding ……… 39

Gambar 2.13 Diagram Tekanan Tanah Aktif Rankine ………... 43

Gambar 2.14 Diagram Tekanan Tanah Pasif Rankine ………... 48

Gambar 2.15 Diagram Tekanan Tanah Pasif Rankine ……….. 50

Gambar 2.16 Diagram Tekanan Tanah Aktif dan Pasif pada Tanah Kohesif ( c > 0 dan ϕ > 0 ) ……….. 52

(9)

Gambar 2.18 a. Kondisi Saat Longsor B. Segitiga Gaya ………. 55

Gambar 2.19 a. Gaya-gaya yang Bekerja pada Kondisi Tanah Pasif

b. Poligon Gaya Untuk Hitungan Tanah Pasif ……….. 56

Gambar 2.20 Tekanan Tanah Lateral Menurut Teori Coulomb …………. 58

Gambar 2.21 Letak Permukaan Air Dalam Dinding Penahan Tanah ……. 61

Gambar 2.22 Tekanan Vertikal dan Horisontal Akibat Muka Air Tanah .. 62

Gambar 2.23 Tekanan Lateral, Satu Jenis Tanah Dengan Kondisi

Sebelumnya di Atas Muka Air Tanah atau Kondisi

Seluruhnya di Bawah Muka Air Tanah ……… 63

Gambar 2.24 Tanah Terendam sebagian ……… 64

Gambar 2.25 Distribusi Tekanan Lateral pada Tanah Berlapis ………….. 65

Gambar 2.26 Seismic Free-Field ……… 67

Gambar 2.27 Kriteria Keruntuhan Mohr-Coulomb Untuk Tanah Butir

Kasar ………. 68

Gambar 2.28 Keruntuhan Mohr-Coulomb Untuk Tanah Kohesif ……….. 69

Gambar 2.29 Distribusi Tekanan Tanah Lateral pada Dinding

(10)

Gambar 3.3 Fariasi Dinding Tiang Secant ……… 82

Gambar 3.4 Perpindahan Beban pada Pile-Pile ……… 84

Gambar 3.5 Diagram Tekanan ……….. 87

Gambar 4.1 Profil Bor 1 dan Propertiesnya ……….. 91

Gambar 4.4 Diagram Tekanan Bor 1 ……… 94

Gambar 4.7 Hubungan h – D ……… 134

Gambar 4.8 Hubungan D – Diameter Bored Pile ………. 134

Gambar 4.9 Hubungan h – Berat Tulangan ……….. 134

(11)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Macam Tanah dan Translasi Saat Tanah Dalam Kondisi

Aktif ( Bowles, 1977 ) ……….. 38

Tabel 2.2 Nilai – Nilai Ko Untuk Berbagai Jenis Tanah

( Punmia, 1980 ) ……… 40

Tabel 2.3 Nilai –Nilai Kisaran Koefisien Tekanan Tanah Lateral

( Bowles, 1977 ) ……… 40

Tabel 2.4a Koefisien Tekanan Tanah Aktif ( Ka ) Teori Rankine …….. 47

Tabel 2.4b Koefisien Tekanan Tanah Pasif ( Kp ) Teori Rankine …….. 47

Tabel 2.5a Koefisien Tekanan Tanah Aktif ( Ka ) Teori Coulomb …… 59

Tabel 2.5b Koefisien Tekanan Tanah Pasif ( Kp ) Teori Coulomb …… 60

Tabel 2.6 Harga Ka Untuk θ = 0, α = 0 ………. 75

Tabel 2.7 Resultan Gaya Akibat Beban titik ( V ) ……… 79

Tabel 2.8 Resultan Gaya Akibat Beban Garis ( V∆t ) ………... 79

Tabel 3.1 Kemampuan Lengkung Pasif ( Soldier Pile System, 2001 ) . 86

Tabel 4.1 Perbandingan Penggunaan Parameter Tanah Total dan

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Nilai-Nilai SPT ( Standard Penetration Test ) ……….. 139

Lampiran 2 Profil Bor dan Propertiesnya ………. 140

Lampiran 3 Hasil Penelitian Laboratorium Tanah ………... 144

Lampiran 4 Nilai-Nilai Parameter Tanah Total dan Parameter Tanah

Efektif ………... 145

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

Total Stress

BOR 1 BOR 2 BOR 3

Lapis 1 Lapis 1 Lapis 1

c = 1.4 t/m2 c = 2.6 t/m2 c = 0.81 t/m2

φ =20.5o φ = 19o φ = 15.4o

γ = 1.61 t/m3 γ = 1.601 t/m3 γ = 1.615 t/m3

c = 1.4 t/m2 c = 1.4 t/m2 c = 0.8 t/m2

φ =22.4o φ =20.4o φ = 16.7o

γ = 1.681 t/m3 γ = 1.611 t/m3 γ = 1.541 t/m3

c = 0 c = 0 c = 0

φ = 40o φ = 40o φ = 40o

γ = 2 t/m3 γ = 2 t/m3 γ = 2 t/m3

(21)

Effective Stress

BOR 1 BOR 2 BOR 3

c = 2.4 t/m2 c = 2.4 t/m2 c = 0.78 t/m2

φ = 29.9o φ = 25.9o φ = 21.4o

γ = 1.61 t/m3 γ = 1.601 t/m3 γ = 1.615 t/m3

c = 1.1 t/m2 c = 2.4 t/m2 c = 0.56 t/m2

φ = 31.4o φ =25.9o φ = 24.4o

γ = 1.681 t/m3 γ = 1.611 t/m3 γ = 1.541 t/m3

c = 0 c = 0 c = 0

φ = 40o φ = 40o φ = 40o

γ = 2 t/m3 γ = 2 t/m3 γ = 2 t/m3

(22)

(23)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Bangunan dinding penahan tanah digunakan untuk menahan tekanan tanah

lateral yang ditimbulkan oleh tanah urug atau tanah asli yang labil. Bangunan ini

banyak digunakan pada proyek-proyek : gedung, irigasi, jalan raya, pelabuhan dan

lain-lain.

Berhubungan dengan pesatnya pembangunan gedung dengan basement di

Indonesia, maka penggunaan Bored Pile sebagai dinding penahan tanah

merupakan solusi alternatif. Ada dua jenis dinding yang dihasikan oleh Bored

(24)

1. Dinding Tiang Contiguous ( tiang berjarak ) merupakan barisan tiang bor dengan jarak as ke as lebih besar daripada diameter tiang sehingga

menimbulkan celah, oleh karena itu kontruksi ini hanya baik untuk lapisan

tanah kohesif. Kendala yang dihadapi adalah bila muka air tanah lebih tinggi

dibanding dengan level galian.

Dinding Tiang Contiguous ini dibagi menjadi dua jenis, yaitu dengan gap antar tiang dan tanpa gap.

2. Dinding Tiang Secant ( tiang singgung ) merupakan barisan tiang bor yang saling memotong, sehingga jarak as ke asnya lebih kecil daripada diameter

tiang. Tiang yang terpotong tidak menggunakan tulangan dan yang memotong

menggunakan tulangan guna menahan momen dan gaya geser.

Dalam Tugas Akhir yang akan dikemukan di sini, adalah pembahasan penggunaan

dinding tiang contiguous pada gedung khususnya basement.

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dari studi kasus ini adalah :

1. Mendapatkan gambaran mengenai perencanaan Dinding Tiang Contiguous

pada basement.

2. Merancang Dinding Tiang Contiguous ( tiang berjarak ).

3. Memberikan saran dan rekomendasi dari hasil temuan dan analisanya.

Tujuan dari studi analisa ini adalah :

Sebagai alternatif atau pilihan dari jenis-jenis dinding penahan tanah yang selama

(25)

1.3 Ruang Lingkup Pembahasan

Pada studi ini akan diadakan beberapa pembatasan ruang lingkup, yaitu :

1. Bored Pile dirancang sebagai dinding penahan tanah dengan menggunakan

Dinding Tiang Contiguous.

2. Perencanaan Dinding Tiang Contiguous untuk basement.

3. Perencanaan dinding Tiang Contiguous dengan gap antar tiang.

1.4 Sistematika Pembahasan

Penulisan Tugas Akhir ini akan dibagi dalam beberapa bab yang berisikan

mengenai latar belakang penulisan hingga kesimpulan dan saran sebagai hasil dari

penulisan tersebut.

BAB 1 : PENDAHULUAN

Membahas tentang latar belakang penulisan, maksud dan

tujuan, ruang lingkup pembahasan dan sistematika

pembahasan.

BAB 2 : TINJAUAN PUSTAKA

Membahas mengenai Teori Bored Pile, Kuat Geser

Material, Tekanan Lateral dalam Tanah, Pengaruh Air

dalam Tanah, Tekanan Lateral Gempa serta Pengaruh

(26)

BAB 3 : PERENCANAAN DINDING PENAHAN TANAH

DENGAN MENGGUNAKAN BORED PILE

Membahas tentang Sistem Bored Pile dan

Langkah-Langkah Perhitungan Bored Pile Sebagai Dinding Penahan

Tanah.

BAB 4 : STUDI KASUS DAN ANALISA MASALAH

Membahas tentang studi kasus dan analisa masalah.

BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN

Membahas kesimpulan yang didasarkan pada hasil

pembahasan dan saran yang dapat diajukan berdasarkan

(27)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil studi kasus yang diperoleh dengan menggunakan parameter

tanah total dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Untuk keadaan tanah pada Bor 1 dan berdasarkan perhitungan diperoleh :

a. Kedalaman penanaman untuk Bored Pile ( D ) mencapai 7,2 meter.

b. Diameter Bored Pile yang didapat 0,8 meter atau 800mm.

c. Tulangan utama yang didapat 14 D 36mm dan tulangan geser φ10 –

(28)

2. Untuk keadaan tanah pada Bor 2 dan berdasarkan perhitungan diperoleh :

b. Diameter Bored Pile yang didapat 0,6 meter atau 600 mm.

c. Tulangan utama yang didapat 6 D 22mm dan tulangan geser

φ 14 – 65mm.

3. Untuk keadaan tanah pada Bor 3 dan berdasarkan perhitungan diperoleh ;

b. Diameter Bored Pile yang didapat 0,6 meter atau 600 mm.

c. Tulangan yang didapat untuk lentur 8 D 22mm dan tulangan geser

φ 10 – 110mm.

Penggunaan parameter tanah efektif menghasilkan tingkat efisiensi bahan yang

lebih baik dibandingkan dengan penggunaan parameter tanah total, namun dalam

perencanaan Bored Pile ini tidak menggunakan parameter tanah efektif

dikarenakan faktor keamanan yang rendah.

Kedalaman penanaman, diameter dan tulangan Bored Pile yang didapat dari

ketiga Bor dipengaruhi oleh :

1. Keadaan tanah pada masing-masing bor yang berbeda.

2. Kedalaman basement pada masing-masing bor berbeda, dimana untuk

Bor 1 adalah 9 meter dan untuk Bor 2 dan Bor 3 adalah 7 meter.

3. Parameter tanah pada masing-masing bor yang berbeda.

(29)

5.2 Saran

1. Perlu adanya studi lebih lanjut mengenai dinding penahan yang menggunakan

Bored Pile, dimana jenis Bored Pile ada 2 yaitu Contiguous Pile ( tiang

berjarak ) dan Secant Pile ( tiang singgung ) sehingga menjadi bahan

pertimbangan dari segi keamanan, kekuatan dan ekonomisnya suatu pile

berdasarkan kasus-kasus yang ada.

2. Perhitungan yang dipakai dengan menggunakan metode konvensional atau

secara manual tanpa menggunakan program sehingga besar sekali

kemungkinan akan terjadi kesalahan dalam menghitung. Oleh karena itu perlu

sekali perhitungan menggunakan program.

3. Perlu adanya studi lebih lanjut mengenai Bored Pile yang menggunakan

(30)

DAFTAR PUSTAKA

1. Bowles, Joseph E. Analisis dan Desain Pondasi, Jilid Kedua.

2. Clayton, C.R.I. (1993). Retaining Structures, Thomas Telforth Service Ltd, London.

3. California Transportation Trenching and Shoring Manual, Chapter 10, Soldier Pile Sytem (2001).

4. Das, Braja M. (1995), Mekanika Tanah – Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis, Jilid 2, Terjemahan Noor Endah Mochtar, Ir., M.Sc.,Ph.D dan Indra Surya B. Mochtar, Ir., M.Sc., Ph.D. Principles of Geotechnical Engineering, Penerbit Erlangga, Jakarta.

5. Das, Braja M, Principles of Geotechnical Engineering, Fourth Edition.

6. Donald P Coduto. Foundation Design – Principles dan Practice.

7. Geotechnique. Volume XXXIV, Number 4. December 1984. The Institution of Civil Engineers, London.

8. Hary Christady Hardiyatmo. Teknik Pondasi I, Edisi Kedua.

9. H.G, Poulos dan E.H, Davis. Pile Foundation – Analysis dan Design.

10. Lukito Widjaja. Proteksi Galian dengan Menggunakan Dinding Tiang Secant. Jurnal Teknik Sipil UNTAR, No 3 Tahun Ke-IV November 1998.

11. Lukito Widjaja. Dinding Tiang Contiguous dan Dinding Tiang Secant Untuk Proteksi Galian Pada kontruksi Basement. Jurnal Teknik Sipil UNTAR, No 1 Tahun Ke-V Maret 1999.

12. Kazuto Nakazawa. Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi, Cetakan

Ketujuh, Terjemahan Taulu.L, Ir dan kawan-kawan.

13. Mahesh Desai. Geotechnical Analysis – Practices dan Performance.

14. M.J. Tomlinson. Pile Design dan Construction Practices.

15. Petros P Xanthakos. Slurry Walls. Mc Graw-Hill Book Company, United States of America, 1979.

15. WC, Vis dan Gideon H.Kusuma. Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang, Edisi Kedua (Seri Beton I), Penerbit Erlangga, 1997.