Universitas Kristen Petra vi
ABSTRAK
Dewi Hindra Wijaya : Tesis
Pergerakan Lateral Tanah akibat Instalasi Tiang Tunggal Menggunakan Jack In
Instalasi tiang pancang dengan menggunakan sistem jack in telah banyak digunakan. Namun demikian, sistem ini dapat menimbulkan desakan dan pergerakan lateral tanah di sekitarnya. Pergerakan tanah ini dapat mengakibatkan kerusakan bangunan di sekitar area pemancangan.
Pergerakan tanah akibat instalasi 44 tiang bulat pada dua lokasi yang berbeda dengan ukuran diameter 600mm, 800mm dan 1000 mm telah dimonitor. Data PLAXIS 2D dengan mengimplementasikan teori Cavity Expansion sebagai prescribed displacement digunakan untuk memprediksi pergerakan lateral tanah akibat pemancangan tiang tunggal.
Prediksi pergerakan lateral akibat asumsi prescribed displacement yang sama dari permukaan hingga ke ujung tiang sekitar 0.42r menunjukkan hasil pergerakan lateral yang tidak sesuai dengan hasil pengamatan, khususnya pada bagian ujung tiang. Pergerakan lateral dengan mereduksi prescribed displacement menjadi 0.42r pada permukaan tanah dan nol pada bagian ujung tiang (linear) menunjukkan hasil yang mendekati dengan hasil pengamatan.
Hasil pergerakan lateral pada permukaan yang dianalisis dengan PLAXIS 2D berada diantara maksimum dan minimum hasil pengamatan lapangan dan juga berada pada sekitar nilai tengah dari prediksi pergerakan lateral dari berbagai perumusan yang ada.
Kata kunci :
pergerakan tanah lateral, PLAXIS 2D, pemancangan sistem jack in, tiang tunggal,cylindrical cavity expansion
Universitas Kristen Petra vii
ABSTRACT
Dewi Hindra Wijaya : Thesis
Lateral Displacement of Soil due to Installation of Single Pile using Jack In Method
Installation of piles using jack in system have been widely used. However, this system can cause pressures and lateral ground movements. This ground movement may damage structures around the piling area.
Ground movement due to the installation of piles as many as 44 piles in two different locations with dimensions of 600mm, 800mm and 1000 mm have been monitored. Implementing Cavity Expansion theory as prescribed displacement was used to predict lateral displacement of soil due to installation of single pile using PLAXIS 2D.
The prediction of lateral movement with constant prescribed displacement, 0.42r from the surface to the tip pile shows inconsistent with the observation result around pile tip. The reduction of prescribed displacement from 0.42r at the surface of soil to zero at pile tip (linear) shows a better aggrement to the observed result.
The results of lateral movement at the surface analyzed by PLAXIS 2D are in the range between maximum and minimum of the field observations and around the middle of the predicted lateral movement using various formulations.
Keyword:
lateral soil displacement, PLAXIS 2D, jack in system, single pile, cylindrical cavity expansion
Universitas Kristen Petra viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
LEMBAR PUBLIKASI ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
ABSTRAK ... vi
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xviii
1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 4
1.3. Tujuan Penelitian ... 4
1.4. Manfaat Penelitian ... 4
1.5. Ruang Lingkup Penelitian ... 4
2. STUDI LITERATUR 2.1. Penggunaan Jack In Pile ... 5
2.2. Pengaruh Heaving dan Lateral Displacement Akibat Penggunaan Metode Jack In ... 7
2.3. Prediksi Lateral Displacement Akibat Pemancangan Tiang ... 8
2.4. Penggunaan Instrumentasi Inklinometer untuk Memonitoring Pergerakan Tanah ... 11
2.5. Penggunaan Teori Cylindrical Cavity Expansion (CCE) untuk Memprediksi Gerakan Tanah Horisontal pada Saat Pemancangan ... 14
2.6. Penggunaan Paket Program PLAXIS 2D untuk Memodelkan Pengaruh Pergerakan Horizontal akibat Pemancangan ... 21
2.7. Pengaruh Bentuk Prescribed Displacement terhadap Pergerakan Lateral Tiang ... 24
2.8. Korelasi Paramater Tanah dengan Data SPT untuk Input pada Paket Program PLAXIS 2D ... 30
3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Diagram Alir Metodologi Penelitian ... 40
Universitas Kristen Petra ix
3.2.1. Pemodelan Prescribed Displacement pada PLAXIS 2D .... 51
3.2.2. Pendekatan Perhitungan Pergerakan Lateral di Permukaan Akibat Instalasi Tiang Tunggal ... 52
3.2.3. Nilai Parameter Tanah berdasarkan Data Tanah di Lokasi Proyek Pertama dan Kedua ... 54
3.3. Analisis Data dan Hasil ... 61
4. HASIL DAN DISKUSI 4.1. Gambaran Umum Objek Penelitian ... 62
4.2. Hasil dari Pengaruh Parameter Rentang Tanah terhadap Hasil Analisis PLAXIS 2D ... 62
4.3. Pergerakan Lateral Tanah di Permukaan Akibat Pemancangan Tiang Tunggal ... 69
4.4. Hasil Pergerakan Lateral Tanah dengan Menggunakan PLAXIS 2D ... 79
5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 122
5.2. Saran ... 122
DAFTAR REFERENSI ... 124
Universitas Kristen Petra x
DAFTAR TABEL
2.1. Pemodelan, Asumsi dan Limitasi ... 16
2.2. Korelasi Uji Penetrasi Standar (N-SPT) ... 31
2.3. Korelasi Empiris antara Nilai N SPT dan Unconfined Compressive Strength serta Berat Jenis Tanah Jenuh (γsat) untuk Tanah Kohesif. 31 2.4. Korelasi Empiris antara Nilai N SPT dan Berat Jenis Tanah Jenuh (γsat) untuk Tanah Non Kohesif ... 32
2.5. Rentang Nilai Poisson’s Ratio ... 32
2.6. Rentang Nilai Perkiraan Es ... 33
2.7. Korelasi Beberapa Jenis Tanah dengan Modulus Elastisitas ... 33
2.8. Rentang Nilai antara Sudut Geser Dalam dengan Jenis Tanah ... 34
2.9. Tabel Korelasi Macam Tanah (Bahan) dan Sudut Geser Dalam (φ ) 34 2.10. Hubungan antara Tingkat Plastisitas Tanah dan Sudut Geser Dalam 35 2.11. Tabel Korelasi Poisson’s ratio, Sudut Geser Dalam, Modulus Elastisitas dan Angka Pori pada Tanah yang Tidak Kohesif ... 35
2.12. Parameter Tanah Pasir ... 37
2.13. Parameter Tanah Lempung ... 37
2.14. Korelasi N-SPT Tanah Lempung ... 38
3.1. Parameter Tanah pada Proyek Pertama dengan Menggunakan N-SPT Minimum ... 47
3.2. Parameter Tanah pada Proyek Pertama dengan Menggunakan N-SPT Rata- Rata ... 48
3.3. Parameter Tanah pada Proyek Kedua dengan Menggunakan N-SPT Minimum ... 49
3.4. Parameter Tanah pada Proyek Kedua dengan Menggunakan N-SPT Rata- Rata ... 50
3.5. Hasil Uji Permeabilitas dengan Metode Falling Head pada Proyek Pertama ... 55
Universitas Kristen Petra xi
3.6. Hasil Uji Dilatometer pada Proyek Pertama ... 55 3.7. Rangkuman Parameter Tanah Hasil Uji CU Test dan UU
Test pada Proyek Pertama ... 56 3.8. Hasil Uji Permeabilitas dengan Metode Falling Head pada Proyek
Kedua ... 58 3.9. Rangkuman Parameter Tanah Hasil Uji UU Test dan Direct Shear
Universitas Kristen Petra xii
DAFTAR GAMBAR
2.1. Penggunaan Driven Pile dan Jack In Pile di Singapura ... 5
2.2. Persentase Komplain di Singapura terhadap Perbedaan Penggunaan Pemancangan ... 6
2.3. Tanah yang Heaving pada Permukaan ... 7
2.4. Mekanisme Pergerakan Tanah Lempung dan Tiang Akibat Pemancangan ... 8
2.5. Metode Rehnman yang Digunakan di Swedia ... 9
2.6. Sketsa Pemasangan Pipa Inklinometer dan Pengukuran Pergerakan Horizontal ... 13
2.7. Cylindrical Cavity Expansion ... 17
2.8. Perpindahan Radial Tanah Akibat Instalasi Driven Pile ... 19
2.9. Perhitungan Gerakan Horisontal Tanah Akibat Pemancangan Driven Pile. L = 15 meter; d = 0,5 meter ... 20
2.10. Perbandingan Perpindahan Radial Tanah antara Hasil Teori Cylindrical Cavity Expansion dan Pengukuran Lapangan ... 21
2.11. Perbedaan Model Plane Strain dan Axi-simetri ... 22
2.12. Kurva Load Displacement ... 24
2.13. Efek dari Distribusi Pergerakan Tanah ... 25
2.14. Defleksi yang Terjadi Akibat Perbedaan Tipe Pergerakan Tanah .. 26
2.15. Hubungan antara Rasio Jarak terhadap Diameter Tiang dan Rasio Perpindahan Radial terhadap Jari-Jari Tiang... 29
2.16. Program NovoSPT ... 36
2.17. Input Parameter Tanah ... 38
3.1. Diagram Alir Metodologi Penelitian ... 41
3.2.a Contoh Hasil Korelasi antara N-SPT Rata- Rata dengan Young’s Modulus pada Proyek Pertama ... 43
Universitas Kristen Petra xiii
3.2.b Contoh Hasil Korelasi antara N-SPT Rata- Rata dengan
Young’s Modulus pada Proyek Kedua... 44 3.3. Ilustrasi Pergerakan Lateral akibat Pemancangan Tiang
Tunggal ... 51 3.4. Bentuk Prescribed Displacement secara Konstan dan Linear ... 52 3.5. Ilustrasi Volume Tiang yang Dipancang Sama dengan Volume
Tanah yang Terpindahkan ... 53 3.6. Rangkuman N-SPT dengan Kedalaman pada Lokasi Proyek
Pertama ... 54 3.7. Rangkuman N-SPT dengan Kedalaman pada Lokasi Proyek
Kedua ... 57 3.8. Diagram Alir Proses Perhitungan ... 60 4.1.a Pengaruh Perubahan Parameter Tanah terhadap Hasil Analisis
Pemodelan dengan Prescribed Displacement Konstan pada Proyek Pertama ... 63 4.1.b Pengaruh Perubahan Parameter Tanah terhadap Hasil Analisis
Pemodelan dengan Prescribed Displacement Konstan pada Proyek Kedua... 64 4.1.c Pengaruh Perubahan Parameter Tanah terhadap Hasil Analisis
Pemodelan dengan Prescribed Displacement Linear Segitiga pada Proyek Pertama... 65 4.1.d Pengaruh Perubahan Parameter Tanah terhadap Hasil Analisis
Pemodelan dengan Prescribed Displacement Linear Segitiga pada Proyek Kedua ... 66 4.2. Ilustrasi Data Tanah Proyek Kedua pada Borehole 14 dan 16 ... 68 4.3. Pemodelan Beban Mesin Jack In terhadap Hasil Pergerakan Lateral
pada Proyek Kedua ... 69 4.4. Hasil Pengamatan dan Beberapa Prediksi Pergerakan Lateral Tanah
di Bagian Permukaan akibat Pemancangan Tiang Diameter 800 mm pada Proyek Pertama ... 70 4.5. Hasil Pengamatan dan Beberapa Prediksi Pergerakan Lateral Tanah
di Bagian Permukaan akibat Pemancangan Tiang Diameter
Universitas Kristen Petra xiv
4.6. Hasil Pengamatan dan Beberapa Prediksi Pergerakan Lateral Tanah di Bagian Permukaan akibat Pemancangan Tiang Diameter 600 mm pada Proyek Kedua ... 72 4.7. Hasil Pengamatan dan Beberapa Prediksi Pergerakan Lateral Tanah
di Bagian Permukaan akibat Pemancangan Tiang Diameter 800 mm pada Proyek Kedua ... 73 4.8. Hasil Pengamatan dan Beberapa Prediksi Pergerakan Lateral Tanah
di Bagian Permukaan terhadap Jarak Dibagi Panjang Tiang akibat Pemancangan Tiang Diameter 800 mm pada Proyek Pertama ... 75 4.9. Hasil Pengamatan dan Beberapa Prediksi Pergerakan Lateral Tanah
di Bagian Permukaan terhadap Jarak Dibagi Panjang Tiang akibat Pemancangan Tiang Diameter 1000 mm pada Proyek Pertama ... 76 4.10. Hasil Pengamatan dan Beberapa Prediksi Pergerakan Lateral Tanah
di Bagian Permukaan terhadap Jarak Dibagi Panjang Tiang akibat Pemancangan Tiang Diameter 600 mm pada Proyek Kedua ... 77 4.11. Hasil Pengamatan dan Beberapa Prediksi Pergerakan Lateral Tanah
di Bagian Permukaan terhadap Jarak Dibagi Panjang Tiang akibat Pemancangan Tiang Diameter 800 mm pada Proyek Kedua ... 78 4.12.a Hasil Pengamatan Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari
Inklinometer akibat Pemancangan Tiang Diameter 800 mm pada
Proyek Pertama ... 80 4.12.b Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari PLAXIS 2D akibat
Pemancangan Tiang Diameter 800 mm pada Proyek Pertama ... 81 4.13.a Hasil Pengamatan Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari
Inklinometer akibat Pemancangan Tiang Diameter 1000 mm pada Proyek Pertama ... 82 4.13.b Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari PLAXIS 2D akibat
Pemancangan Tiang Diameter 1000 mm pada Proyek Pertama ... 83 4.14.a Hasil Pengamatan Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari
Inklinometer akibat Pemancangan Tiang Diameter 600 mm pada
Proyek Kedua ... 84 4.14.b Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari PLAXIS 2D akibat
Pemancangan Tiang Diameter 600 mm pada Proyek Kedua ... 85 4.15.a Hasil Pengamatan Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari
Inklinometer akibat Pemancangan Tiang Diameter 800 mm pada
Universitas Kristen Petra xv
4.15.b Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari PLAXIS 2D akibat
Pemancangan Tiang Diameter 800 mm pada Proyek Kedua ... 87 4.16.a Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 800 mm pada Jarak 16 m di Proyek Pertama ... 89 4.16.b Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 800 mm pada Jarak 21 m di Proyek Pertama ... 90 4.16.c Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 800 mm pada Jarak 22 m di Proyek Pertama ... 91 4.16.d Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 800 mm pada Jarak 23 m di Proyek Pertama ... 92 4.16.e Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 800 mm pada Jarak 24 m di Proyek Pertama ... 93 4.16.f Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 800 mm pada Jarak 32 m di Proyek Pertama ... 94 4.16.g Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 800 mm pada Jarak 33 m di Proyek Pertama ... 95 4.16.h Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 800 mm pada Jarak 34 m di Proyek Pertama ... 96 4.16.i Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 800 mm pada Jarak 38 m di Proyek Pertama ... 97 4.17.a Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 1000 mm pada Jarak 19 m di Proyek Pertama ... 98 4.17.b Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Universitas Kristen Petra xvi
4.17.c Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 1000 mm pada Jarak 22 m di Proyek Pertama ... 100 4.17.d Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 1000 mm pada Jarak 24 m di Proyek Pertama ... 101 4.17.e Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 1000 mm pada Jarak 28 m di Proyek Pertama ... 102 4.17.f Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 1000 mm pada Jarak 29 m di Proyek Pertama ... 103 4.18.a Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 600 mm pada Jarak 34 m di Proyek Kedua ... 104 4.18.b Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 600 mm pada Jarak 42 m di Proyek Kedua ... 105 4.19.a Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 800 mm pada Jarak 8 m di Proyek Kedua ... 106 4.19.b Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 800 mm pada Jarak 9 m di Proyek Kedua ... 107 4.19.c Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 800 mm pada Jarak 19 m di Proyek Kedua ... 108 4.19.d Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 800 mm pada Jarak 25 m di Proyek Kedua ... 109 4.19.e Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Diameter 800 mm pada Jarak 27 m di Proyek Kedua ... 110 4.19.f Pergerakan Lateral yang Diperoleh dari Pengamatan
Inklinommeter dan PLAXIS 2D akibat Pemancangan Tiang
Universitas Kristen Petra xvii
4.20. Rentang Perbandingan Pergerakan Tanah Lateral yang Tercatat pada Inklinometer dan PLAXIS 2D terhadap Kedalaman akibat
Pemancangan Tiang Diameter 800 mm pada Proyek Pertama ... 114 4.21. Rentang Perbandingan Pergerakan Tanah Lateral yang Tercatat
pada Inklinometer dan PLAXIS 2D terhadap Kedalaman akibat
Pemancangan Tiang Diameter 1000 mm pada Proyek Pertama ... 116 4.22. Rentang Perbandingan Pergerakan Tanah Lateral yang Tercatat
pada Inklinometer dan PLAXIS 2D terhadap Kedalaman akibat
Pemancangan Tiang Diameter 600 mm pada Proyek Kedua ... 118 4.23. Rentang Perbandingan Pergerakan Tanah Lateral yang Tercatat pada
Inklinometer dan PLAXIS 2D terhadap Kedalaman akibat
Universitas Kristen Petra xviii
DAFTAR LAMPIRAN
1. Denah Pemancangan ... 128 2. Data Tanah ... 130 3. Hasil Rentang Korelasi Parameter Tanah pada Proyek Pertama dan
Kedua ... 160 4. Tabel Pergerakan Lateral Displacement dari Inklinometer dan
PLAXIS 2D pada Permukaan ... 172 5. Hasil Pergerakan Lateral Displacement dari Inklinometer dan
