Analisis Kapasitas Dukung Tiang Bor Menggunakan Pile Driving Analyzer (PDA) Dengan CAPWAP Dibandingkan Dengan Perhitungan Secara Manual Pada Proyek Crha Widya Maranatha.

(1)

7 5. Memadatkan tanah di bawah pondasi suatu mesin untuk mengurangi

amplitudo getaran dan frekuensi alamiah dari sistem tersebut.

6. Sebagai faktor keamanan tambahan di bawah tumpuan jembatan dan/ atau pir yang mengalami masalah erosi.

7. Meneruskan beban-beban di atas permukaan laut ke dalam tanah keras di dasar laut pada konstruksi lepas pantai.

Untuk itu, pondasi harus direncanakan dengan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :

1. Kedalaman pondasi harus memadai untuk menghindarkan terjadinya pergerakan tanah lateral (lateral squeezing) dari bawah pondasi.

2. Penggalian pondasi harus memperhitungkan kedalaman pondasi bangunan dilokasi sekitarnya yang sudah ada.

3. Persyaratan kedalaman pondasi minimum yang tidak dipengaruhi iklim dan gangguan akar tumbuhan.

4. Perencanaan pondasi harus mempertimbangkan kondisi tanah yang mengembang, seperti lempung kembang (expansive clay).

5. Sistem harus aman terhadap penggulingan, rotasi, penggelinciran atau pergeseran tanah, penurunan (settlement) yang berlebihan, serta gaya tarik (uplift) yang mungkin saja bisa terjadi.

6. Sistem harus aman terhadap pengaruh korosi atau kerusakan yang disebabkan bahan kimia berbahaya yang terdapat di dalam tanah.

(2)

DAFTAR ISI

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ………...………1

1.2 Maksud dan Tujuan ………….………...2

1.3 Pembatasan Masalah……….………..3

1.4 Sistimatika Penulisan….………...4

BAB 2 TIANG BOR 2.1 Sejarah dan Fungsi Pondasi Tiang………5

2.2 Peralatan Pengeboran ………..………9

2.3 Metoda dan Proses Pengeboran .………...…………..11

BAB 3 PILE DRIVING ANALYZER 3.1 Pile Driving Analyzer ………..………..25

3.2 Instrumentasi dan Cara Kerja PDA ……..………...27

(3)

3.3 Perambatan Gelombang Pada Pile Driving Analyzer…………..29

3.4 Keuntungan Penggunaan PDA sebagai Metoda Pengujian……..34

3.5 Metode CAPWAP………36

3.6 Analisis CAPWAP dan Hubungannya dengan PDA………37

BAB 4 ANALISIS DATA 4.1 Pengambilan Data Penyelidikan Tanah dan Data PDA…………39

4.2 Interpretasi Beban Ultimit Pada Proyek Grha Widya Maranatha 40 4.3 Daya Dukung Tiang………..41

4.4 Analisis Perbandingan Daya Dukung Tiang……….54

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan………55

5.2 Saran………..56

DAFTAR PUSTAKA………..57

LAMPIRAN……….59

(4)

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

Ap = Luas penampang ujung tiang B = Diameter tiang

CN = Koreksi untuk nilai N Df = Panjang tiang tertanam

fs = Tegangan batas keliling tiang (ultimate unit shaft friction )

L = Panjang tiang N = Nilai SPT

Ñ = Nilai SPT setelah koreksi = CNN P = Diameter tiang x π

Qf = Daya dukung selimut/ lengketan ( Friction Capacity on Perimeter Surface )

Qp = Daya dukung ujung tiang/ tahanan ujung ( End-bearing Capacity) Qult = Daya Dukung Batas ( Bearing Capacity)

γ = Berat Isi

σ v’ = Tegangan vertikal efektif

(5)

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Pengeboran dengan Flight Auger dan Tanah Dilepaskan dari

Auger...12

Gambar 2.2 Peralatan Bor...13

Gambar 2.3 Berbagai Bentuk Utama Peralatan Lonceng...14

Gambar 2.4 Berbagai Tipe Tiang Bor...15

Gambar 2.5 Metode Pengeboran dengan Cara Kering...17

Gambar 2.6 Metode Pengeboran dengan Casing...17

Gambar 2.7 Metode Pengeboran dengan Slurry...19

Gambar 2.8 Contoh Tipikal Susunan Tulangan Pada Tiang Bor...20

Gambar 2.9 Contoh Spesifikasi Tulangan...21

Gambar 2.10 Tahu Beton dan Pengaku Untuk Menjaga Bentuk Tulangan...22

Gambar 2.11 Pipa Tremi...22

Gambar 2.12 Teknik Triming dengan Sekop Tidak Dibenarkan...23

Gambar 2.13 Penggunaan Sumbat Pada Pipa Tremi...23

Gambar 3.1 Lokasi Instrumen dan Galian pada Sekeliling Tiang...27

Gambar 3.2 Lokasi Instrumen dan Jalur Signal ke PDA...28

Gambar 3.3 Alat Pile Driving Analyzer (PDA)...28

Gambar 3.4 Gambar Skematis Susunan Peralatan untuk Pengujian PDA ...29

Gambar 3.5 Kurva Gaya (F) dan Kecepatan (V) Hasil Rekaman PDA...32

Gambar 3.6 Laporan Rekaman Hasil Uji PDA...35 Gambar 3.7 Flowchart Hubungan Data Hasil Rekaman PDA dan Analisis

(6)

CAPWAP...38 Gambar 4.1 Dimensi Tiang dan Karakteristik Serta Kedalaman Tanah...42 Gambar 4.2a Grafik Rekaman PDA Proyek Grha Widya Maranatha

Bandung Pile No. 31...46 Gambar 4.2b Grafik Hasil Analisis CAPWAP Dari Rekaman PDA

Proyek Grha Widya Maranatha Bandung Pile No. 31...47 Gambar 4.3a Grafik Rekaman PDA Proyek Grha Widya Maranatha

Bandung Pile No. 86...52 Gambar 4.5b Grafik Hasil Analisis CAPWAP Dari Rekaman PDA Proyek

Grha Widya Maranatha Bandung Pile No. 86...53

(7)

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 3.1 Nilai Konstanta Redaman, J...31 Tabel 3.2 Flowchart Hubungan Data Hasil Rekaman PDA

dan Analisis CAPWAP...38 Tabel 4.1 Ringkasan Efisiensi Energi Drop Hammer Yang Digunakan …..41 Tabel 4.2 Karakteristik Tiang Bor Yang Diuji Pada Proyek Grha

Widya Maranatha……….………..41 Tabel 4.3 Daya Dukung Tiang Bor Proyek Grha Widya Maranatha ...54 Tabel 4.4 Nilai Perbandingan Antara PDA, CAPWAP dan Metoda SPT...54

(8)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Sketsa Lokasi Proyek...59

Lampiran 2 Output Analisis CAPWAP...60

Lampiran 3 Penampang dan Nilai SPT Untuk Bor 1...76

Lampiran 4 Tabel Data Karakteristik Tanah Untuk Bor 1...79

Lampiran 5 Contoh Perhitungan Pile No. 57,No.58 dan No.86...80

(9)

1

(10)

2

No. Contoh Tanah BH.1-U.1 BH.1-U.2 BH.1-U.3 Depth 1,45-2,00 m 4,45-5,00 m 7,45-8,00 m

Diameter Contoh mm 38 38 38 38 38 38

Tinggi Contoh mm 76 76 76 76 76 76

(11)

3

• Contoh perhitungan untuk Pile No. 57

1. Daya dukung ujung tiang/ Tahanan Ujung (End-bearing Capacity, Qp )

Untuk tanah dikohesi ( cohesionless ) atau nonplastis (nonplastic silt) :

QP = ( 0,4 Ñ /B )Df Ap ≤ 3ÑAp ...(4.1)

Dari persamaan (4.1), untuk tiang bor :

QP = ( 0,4 Ñ /B )Df Ap ≤ 3ÑAp

0,4 Ñ Df Ap/B = 0,4 x 103 x 55,118 x 14,046/ 4,229

= 7542,33 ton

(12)

4

= 4340,214 ton

QP = 4340,214 ton

1/3QP = 1/3 x 4340,214 = 1446,738 ton.

2. Daya dukung selimut/ Lengketan ( Friction Capacity on Perimeter Surface, Qf )

N = Nilai N rata-rata pada sepanjang tiang tertanam

= ( 6+10+4+4+5+6+4+4+22+44+71+100+100+100)/14

= 34,286

Ñ = CNN = 1,255 x 34,286 = 43,029

fs = Ñ/ 50 ≤ 1 ton/ft2

= 43,029/ 50 = 0,861 ton/ft2 ≤ 1 ton/ft2

Dari persamaan (4.2) :

(13)

5

• Contoh perhitungan untuk Pile No. 58

QP = ( 0,4 Ñ /B )Df Ap ≤ 3ÑAp ...(4.1)

QP = ( 0,4 Ñ /B )Df Ap ≤ 3ÑAp

0,4 Ñ Df Ap/B = 0,4 x 104 x 53,806 x 9,915/ 3,553

= 6246,281 ton

(14)

6

= 3093,480 ton

QP = 3093,480 ton

1/3QP = 1/3 x 3093,480 = 1031,160 ton.

2. Daya dukung selimut/ Lengketan ( Friction Capacity on Perimeter

Surface, Qf )

= ( 6+10+4+4+5+6+4+4+22+44+71+100+100+100)/14

= 34,286

Ñ = CNN = 1,263 x 34,286 = 43,303

fs = Ñ/ 50 ≤ 1 ton/ft2

= 43,303/ 50 = 0,866 ton/ft2 ≤ 1 ton/ft2

Qf = fs x P x L

(15)

7

QP = ( 0,4 Ñ /B )Df Ap ≤ 3ÑAp ...(4.1)

(16)

8

1/3QP = 1/3 x 2097,888 = 699,296 ton.

2. Daya dukung selimut/ Lengketan ( Friction Capacity on Perimeter Surface, Qf )

= ( 6+10+4+4+5+6+4+4+22+44+71+100+100+100)/14

= 34,286

Ñ = CNN = 1,265 x 34,286 = 43,372

fs = Ñ/ 50 ≤ 1 ton/ft2

= 43,372/ 50 = 0,867 ton/ft2 ≤ 1 ton/ft2

(17)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Pondasi dibutuhkan oleh suatu bangunan untuk meneruskan beban dari struktur ke lapisan tanah di bawahnya. Beban yang bekerja pada suatu pondasi dapat berupa beban tekan maupun beban tarik. Dalam merencanakan suatu pondasi, beban yang diterima tidak boleh lebih besar dari pada kapasitas daya dukungnya.

Kerusakan pada pondasi tiang dapat terjadi karena beberapa hal antara lain pada saat pengangkatan tiang atau selama pengeboran. Untuk tiang bor pengecilan

(18)

2

penampang dan longsornya tanah adalah kerusakan yang paling umum dijumpai. Kerusakan ini dapat dideteksi dengan cara analisis modern yang dikenal dengan nama Pile Driving Analyzer (PDA). Metoda ini mulai diperkenalkan di Indonesia sejak tahun 1990.

Karena itu hasil rekaman PDA dianalisis lebih lanjut dengan Case Pile Wave Analysis Program (CAPWAP), karena PDA menganggap tiang seragam, sedangkan pada kenyataannya penampang tiang bor dapat tidak seragam. Analisis CAPWAP juga perlu dilakukan untuk memperoleh perkiraan daya dukung tiang, distribusi kekuatan lapisan tanah dan simulasi pembebanan statik.

Dengan adanya dua metoda pengujian tersebut di atas, maka akan didapat suatu data yang lebih akurat mengenai kapasitas daya dukung tiang bor yang ditinjau. Oleh karena itu perlu dicari nilai kapasitas daya dukung tanah dengan menggunakan metoda yang lain sebagai bahan perbandingan, dalam hal ini metoda yang akan digunakan adalah metoda Standard Penetration Tests (SPT) dengan menggunakan data penyelidikan contoh tanah. Untuk lebih jelasnya dapat dipelajari pada bab-bab selanjutnya.

1.2Maksud dan Tujuan

(19)

3

Tujuan dari penulisan ini adalah untuk mengetahui apakah data hasil rekaman alat PDA dan analisis CAPWAP akurat setelah dibandingkan dengan perhitungan secara teoritis dengan menggunakan metoda SPT.

1.3Pembatasan Masalah

Dalam tugas akhir ini, materi yang dijadikan dasar pengujian dan penulisan dibatasi dengan hal-hal sebagai berikut :

1. Tiang Bor :

Membahas tentang sejarah dan klasifikasi pondasi tiang, metoda dan peralatan pengeboran serta proses pengeboran.

2. Pile Driving Analyzer (PDA) :

Membahas mengenai Pile Driving Analyzer dan data apa saja yang dapat diperoleh dari metoda tersebut serta hubungannya dengan analisis CAPWAP.

3. Daya Dukung Tiang :

(20)

4 1.4 Sistimatika Penulisan

Pada Bab 1 merupakan bab Pendahuluan akan membahas tentang segala aspek yang berhubungan dengan Tugas Akhir ini. Meskipun diuraikan secara singkat, dengan membaca bagian Pendahuluan diharapkan akan dapat dimengerti alasan-alasan, permasalahan dan bagaimana penulisan Tugas Akhir akan dilaksanakan.

Bab 2 akan menyajikan mengenai tinjauan pustaka yang berisi tentang tiang bor secara umum, perlengkapan dan peralatan pengeborannya. Selain itu akan disajikan pula mengenai proses pengeboran tersebut.

Bab 3 akan menyajikan mengenai tinjauan pustaka yang berisi tentang pengujian daya dukung tiang berdasarkan Metoda Pile Driving Analyzer (PDA), serta hubungannya dengan Metoda Case Pile Wave Analysis Program (CAPWAP).

Bab 4 akan menyajikan penjelasan secara lengkap mengenai nilai dan data daya dukung tiang dengan beberapa metoda serta perbandingan nilai daya dukung tiang satu dengan yang lain pada proyek yang ditinjau.

(21)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil perbandingan dapat disimpulkan sebagai berikut :

• Besarnya kapasitas daya dukung tiang berdasarkan hasil uji PDA mendekati

hasil perhitungan kapasitas daya dukung tiang dengan metoda SPT berdasarkan data penyelidikan tanah, yaitu ± 2xQult dimana nilai perbandingannya adalah : Untuk Pile No.31 = 1,73; Pile No.57 = 1,66; Pile No.58 = 2,32 dan Pile No.86 = 1,86 dengan rata-rata = 1,893.

• Pada kondisi belum ultimit atau kondisi dimana tiang bor yang diuji belum

mencapai daya dukung batas pada saat pengujian, hasil daya dukung total dari

(22)

56

analisis CAPWAP adalah yang paling mendekati hasil perhitungan daya dukung tiang dengan metoda SPT, yaitu ± 1,5xQult dimana nilai perbandingannya adalah : Untuk Pile No.31 = 1,34; Pile No.57 = 1,67; Pile No.58 = 1,87 dan Pile No.86 = 1,79 dengan rata-rata = 1,668.

• Pengujian kapasitas daya dukung tiang dengan menggunakan Pile Driving

Analyzer (PDA) dan analisis CAPWAP memiliki keandalan pengujian yang cukup tinggi. Hal ini terlihat dari hasil perbandingan hasil uji PDA dan analisis CAPWAP dengan hasil perhitungan kapasitas daya dukung dengan Metoda SPT (Standard Penetration Tests) berdasarkan data tanah.

• Biaya dan waktu pengujian dengan menggunakan metoda Pile Driving

Analyzer jauh lebih murah dan lebih singkat dibandingkan dengan biaya dan waktu pengujian pembebanan tiang/ loading test. Selain itu PDA dapat mendeteksi kerusakan tiang akibat tumbukan. Oleh karena itu, PDA dapat dijadikan alternatif utama dalam pengujian daya dukung tiang.

5.2 Saran

Dari hasil studi yang telah dilakukan, maka dapat disarankan untuk melakukan analisis lebih lanjut dengan membandingkan hasil uji PDA dengan perhitungan kapasitas daya dukung berdasarkan metoda dinamik. Selain itu sebagai bahan perbandingan dapat pula dibandingkan dengan kapasitas daya dukung berdasarkan hasil pengujian pembebanan tiang.

(23)

57

DAFTAR PUSTAKA

1. ASTM D 1143 – 81, Method of Testing Piles Under Static Axial

Compressive Load, ASTM Committee on Standard, 1916 Race St,

Philadelphia.

2. ASTM D 4945 – 89, Standard Test Method for High-Strain Dynamic

Testing of Piles, ASTM Committee on Standard, 1916 Race St,

Philadelphia.

3. Bowles, Joseph E. (1993), Analisis dan Desain Pondasi, Edisi Keempat, Penerbit Erlangga, Jakarta.

4. Fellenius, Bengt H. (2004), Basic of Foundation Design, Journal of Geotecnical Engineering, eLib AB.

5. Graff, C.R. (1965), The Wave Equation and Pile Driving, Foundation Facts, Vol.1, Vol.2, Raymond International Inc., Houston, Texas.

6. Indrawan, Zacheus (1992), Penggunaan Pile Driving Analyzer (PDA), Short Course Pile Fondation’92, Pusat Pelatihan MBT dan HTTI, Jakarta. 7. Mohan, Dines (1988), Pile Foundation, A.A. Balkema, Rotterdam.

8. Prakash, S. & Sharma, Hari D.(1990) , Pile Foundation In Engineering Practice, by John Wiley & Sons, Inc, Canada.

9. PT. Multi Ageotescon, Laporan PDA Proyek Gedung Grha Widya

Maranatha, Bandung.

10. Pusat Pelatihan MBT dan HTTI (1992), Penggunaan Pile Driving Analyzer(PDA), Pusat Pelatihan MBT, Jakarta.

11. Rahardjo, Paulus. P, Manual Pondasi Tiang, Program Pasca Sarjana Teknik Sipil, Universitas Khatolik Parahyangan.

12. Rahardjo, Paulus. P, (2005), Perkembangan Terbaru Teknologi Pondasi Tiang, Short Course Pile Technology, Bandung.

13. Rahardjo, Paulus. P, Widjaja. B., Meilinda. L., (2005), Dasar Mekanika

Gelombang Untuk Analisis Pondasi Tiang , Short Course Pile

Technology, Bandung.

14. Rausche Frank, Globle George G., Likins, Jr. Garland E. (1985), Dynamic

Determination of Pile Capacity, Journal of Geotechnical Engineering,

(24)

58

15. Sengara I.W. & Nawir H.,(1999), Pile Driving Analyzer Test and

Interpretation, Short Course Pile Dynamic, Program Pasca Sarjana,

Universitas Khatolik Parahyangan, Bandung.