Sub Structure Design Condo Balikpapan

(1)

Laporan

Analisis Geoteknik dan Disain Pondasi Condominium Balikpapan

i

Daftar Isi

BAB 1 PENDAHULUAN 1-1 1.1 Latar Belakang 1-1 1.2 Tujuan 1-4 1.3 Metodologi 1-4 1.4 Lingkup Pekerjaan 1-5

BAB 2 PENYELIDIKAN TANAH 2-1

2.1 Metoda Penyelidikan Tanah 2-1

2.1.1 Pemboran Tanah 2-1

2.1.2 Pengambilan Contoh Tanah Tidak Terganggu 2-1

2.1.3 Standard Penetration Test 2-1

2.2 Lokasi Penyelidikan Tanah 2-2

2.3 Klasifikasi Tanah 2-3

2.4 Profil Lapisan Tanah di Lokasi CONDOMINIUM BALIKPAPAN 2-4

2.5 Interpretasi Hasil Penyelidikan Tanah 2-8

2.5.1 Korelasi Parameter Kuat Geser Tanah untuk Sandy Soil dan Cohesive Soil 2-8

2.5.2 Tinjauan Geoteknik Terhadap Tanah Clay-Shale 2-9

2.5.3 Rekomendasi Parameter Kuat Geser Tanah Berdasarkan Penyelidikan Lapangan 2-12

2.6 Rekomendasi Tipe Pondasi 2-13

BAB 3 ANALISIS PONDASI TIANG BOR 3-1

3.1 Dasar Teori Pondasi Tiang Bor 3-2

3.1.1 Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal (Berdasarkan Nilai SPT) 3-2

3.1.1.1 Daya Dukung Selimut 3-2

3.1.1.1.1 Pondasi Tiang pada Lapisan Lempung 3-2

3.1.1.1.2 Pondasi Tiang pada Lapisan Pasir 3-5

3.1.1.2 Daya Dukung Ujung 3-7

3.1.1.2.1 Pondasi Tiang Menembus Lapisan Lempung 3-7

3.1.1.2.2 Pondasi Tiang Menembus Lapisan Pasir 3-7

3.1.1.3 Daya Dukung Cabut 3-7

3.1.1.4 Negative Skin Friction (NSF) 3-7

3.1.1.5 Daya Dukung Aksial Izin Pondasi Tiang (Qall) 3-8

3.1.2 Daya Dukung Lateral Tiang 3-9

3.2 Tinjauan Khusus Pondasi Tiang Bor pada Tanah Shale 3-12

3.2.1 Parameter Kuat Geser Tanah 3-12

(2)

Laporan

3.3 Hasil-hasil Analisis Pondasi Tiang 3-13

3.3.1 Pondasi Tiang Tunggal untuk Kolom Bangunan Utama dan Kolom Gateway. 3-14

3.3.2 Pondasi Tiang Group untuk Lift, Main Stairs dan Fire Stairs 3-32

BAB 4 ANALISIS STABILITAS STRUKTUR PENAHAN TANAH 4-1

4.1 Rencana Pekerjaan Tanah 4-1

4.2 Parameter Kuat Geser Tanah 4-2

4.3 Analisis Load-Deformation 4-3

4.3.1 Rekomendasi Struktur Penahan Tanah 4-3

4.3.2 Hasil Analisis 4-6

BAB 5 KESIMPULAN DAN REKOMENDASI 5-1

(3)

Laporan

iii

Daftar Gambar

GAMBAR 1.1 DENAH LOKASI CONDOMINIUM GBG CENTER BALIKPAPAN 1-1

GAMBAR 1.2 GAMBAR PERSPEKTIF BANGUNAN CONDOMINIUM 1-2

GAMBAR 1.3 PENAMPANG BANGUNAN 1-2

GAMBAR 1.4 LOKASI TAPAK BANGUNAN. TAMPAK SEBAGIAN BESAR TANAH PERMUKAAN

BERUPA BATU LEMPUNG (CLAY-SHALE) 1-3

GAMBAR 1.5 KELONGSORAN PADA LERENG UTARA AKIBAT PELAPUKAN TANAH

CLAY-SHALE 1-4

GAMBAR 2.1 LOKASI PENYELIDIKAN LAPANGAN DI CONDOMINIUM BALIKPAPAN 2-3

GAMBAR 2.2 PROFIL LAPISAN TANAH PADA LOKASI CONDOMINIUM BALIKPAPAN 2-5

GAMBAR 2.3 POTONGAN MEMANJANG BANGUNAN CONDOMINIUM BALIKPAPAN 2-6

GAMBAR 2.4 POTONGAN MELINTANG BANGUNAN CONDOMINIUM BALIKPAPAN 2-7

GAMBAR 2.5 KORELASI ANTARA N-SPT DAN UNDRAINED SHEAR STRENGTH UNTUK TANAH

SHALE 2-8

GAMBAR 2.6 KORELASI ANTARA N-SPT DAN SUDUT GESER DALAM(TERZAGHI) 2-9

GAMBAR 2.7 SUSUNAN KIMIAWI MINERAL MONTMORILLONITE 2-9

GAMBAR 2.8 TINGKAT SWELLING UNTUK BERBAGAI MINERAL 2-10

GAMBAR 2.9 KUAT GESER RESIDUAL DARI GARTUNG 2-11

GAMBAR 2.10 KUAT GESER RESIDUAL DARI DUNCAN 2-11

GAMBAR 2.11 KUAT GESER RESIDUAL DARI SKEMPTON 2-11

GAMBAR 2.12 REKOMENDAI PARAMETER KUAT GESER TANAH PADA ANALISISI

STABILITAS TIMBUNAN/GALIAN 2-13

GAMBAR 3.1 TAHAPAN PERHITUNGAN PONDASI 3-1

GAMBAR 3.2 DAYA DUKUNG AKSIAL PONDASI TIANG 3-2

GAMBAR 3.3 HUBUNGAN FAKTOR ADHESI TERHADAP TAHANAN GESER UNDRAINED

UNTUK TIANG BOR 3-3

GAMBAR 3.4 HARGA FAKTOR ADHESI (Α) MENURUT REESE DAN KULHAWY. 3-4

GAMBAR 3.5 KURVA P-Y UNTUK TIANG DENGAN BEBAN LATERAL 3-9

GAMBAR 3.6 PENENTUAN BENTUK DARI KURVA P-Y PADA LEMPUNG LUNAK HINGGA KAKU (MATLOCK) 3-10 GAMBAR 3.7 PENENTUAN KEDALAMAN KRITIS UNTUK TIANG DENGAN BEBAN LATERAL

PADA TANAH NON-KOHESIF (REESE, COX, DAN COOP) 3-11

GAMBAR 3.8 PENENTUAN BENTUK KURVA P-Y CURVE PADA PASIR

(REESE, COX, DAN COOP) 3-12

GAMBAR 3.9 PEKERJAAN PEMBUATAN PONDASI PADA TANAH CLAY-SHALE DI JEMBATAN CIUJUNG, PROYEK PEMBANGUNAN JALAN

TOL CIPULARANG TAHAP II 3-13

GAMBAR 3.10 KERUNTUHAN (CAVING) DINDING LOBANG BOR PADA TANAH CLAY-SHALE 3-13

GAMBAR 3.11 GAYA-GAYA YANG BEKERJA PADA PONDASI TIANG TUNGGAL 3-15

GAMBAR 3.12 KAPASITAS DAYA DUKUNG AKSIAL PONDASI TIANG TUNGGAL DI LOKASI

BLOK 1 3-16

GAMBAR 3.13 KAPASITAS DAYA DUKUNG LATERAL PONDASI TIANG TUNGGAL DI LOKASI

BLOK 1 3-17

BLOK 2 BASEMENT 1 3-18

(4)

Laporan

BLOK 3 3-23

BLOK 4 3-24

BLOK 4 3-25

GAMBAR 3.26 KAPASITAS DAYA DUKUNG AKSIAL PONDASI TIANG TUNGGAL DI LOKASI GATEWAY 3-30 GAMBAR 3.27 KAPASITAS DAYA DUKUNG LATERAL PONDASI TIANG TUNGGAL DI LOKASI

GATEWAY 3-31 GAMBAR 3.28 APLIKASI GAYA-GAYA STRUKTUR ATAS PADA PONDASI TIANG BOR 3-33

GAMBAR 3.29 KONFIGURASI TIANG GROUP TIPE 1 3-35

GAMBAR 3.33 HASIL PERHITUNGAN KAPASITAS DAYA DUKUNG AKSIAL PONDASI TIANG

BOR DI LOKASI LIFT 1 DAN MAIN STAIRS 1 3-38

BOR DI LOKASI FIRE STAIRS 1 3-39

BOR DI LOKASI LIFT 2, MAIN STAIRS 2, DAN FIRE STAIRS 2 3-40

BOR DI LOKASI LIFT 5 DAN MAIN STAIRS 5 3-43

GAMBAR 3.41 HASIL PERHITUNGAN GAYA-GAYA TIANG BOR UNTUK PONDASI LIFT 1 3-46 GAMBAR 3.42 HASIL PERHITUNGAN GAYA-GAYA TIANG BOR UNTUK PONDASI LIFT 2 3-46 GAMBAR 3.43 HASIL PERHITUNGAN GAYA-GAYA TIANG BOR UNTUK PONDASI LIFT 3 3-46 GAMBAR 3.44 HASIL PERHITUNGAN GAYA-GAYA TIANG BOR UNTUK PONDASI LIFT 4 3-47 GAMBAR 3.45 HASIL PERHITUNGAN GAYA-GAYA TIANG BOR UNTUK PONDASI LIFT 5 3-47 GAMBAR 3.46 HASIL PERHITUNGAN GAYA-GAYA TIANG BOR UNTUK PONDASI MAIN STAIRS

1 3-47

GAMBAR 3.47 HASIL PERHITUNGAN GAYA-GAYA TIANG BOR UNTUK PONDASI MAIN STAIRS

2 3-48

3 3-48

4 3-48

5 3-49

GAMBAR 3.51 HASIL PERHITUNGAN GAYA-GAYA TIANG BOR UNTUK PONDASI FIRE STAIRS

1 3-49

(5)

Laporan

v GAMBAR 3.53 HASIL PERHITUNGAN GAYA-GAYA TIANG BOR UNTUK PONDASI FIRE STAIRS

3 3-50

4 3-50

5 3-50

6 3-51

GAMBAR 3.57 GRAFIK MOMEN VS KEDALAMAN DI LOKASI LIFT 3-55

GAMBAR 3.58 GRAFIK SHEAR VS KEDALAMAN DI LOKASI LIFT 3-55

GAMBAR 3.59 GRAFIK MOMEN VS KEDALAMAN DI LOKASI MAIN STAIRS 3-56

GAMBAR 3.60 GRAFIK SHEAR VS KEDALAMAN DI LOKASI MAIN STAIRS 3-56

GAMBAR 3.61 GRAFIK MOMEN VS KEDALAMAN DI LOKASI FIRE STAIRS 3-57

GAMBAR 3.62 GRAFIK SHEAR VS KEDALAMAN DI LOKASI FIRE STAIRS 3-57

GAMBAR 4.1 PERKIRAAN AREA GALIAN DAN TIMBUNAN DI LOKASI CONDOMINIUM

BALIKPAPAN 4-1 GAMBAR 4.2 REKOMENDASI PARAMETER KUAT GESER TANAH UNTUK ANALISIS

STABILITAS TIMBUNAN/GALIAN 4-3

GAMBAR 4.3 KONSTRUKSI DOUBLE SECANT PILE DIAMETER 88 CM SEBAGAI ALTERNATIF

PENAHAN TANAH 4-4

GAMBAR 4.4 SEQUENCE PEKERJAAN KONSTRUKSI DOUBLE SECANT PILE 4-4 GAMBAR 4.5 KONSTRUKSI SINGLE SECANT PILE DIAMETER 60 CM SEBAGAI ALTERNATIF

PENAHAN TANAH 4-5

GAMBAR 4.6 PEMODELAN STRUKTURR PENAHAN TANAH BERUPA DOUBLE SECANT PILE

DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM PLAXIS 4-5

(6)

Laporan

Daftar Tabel

TABEL 2.1 KLASIFIKASI UNTUK TANAH PASIRAN BERDASARKAN NILAI SPT (BOWLES, 1988) 2-4 TABEL 2.2 KLASIFIKASI UNTUK TANAH LEMPUNG BERDASARKAN NILAI SPT (AFTER

BOWLES, 1988) 2-4

TABEL 2.3 REFERENSI TITIK BOR DAN ELEVASI DASAR BASEMENT 2-13

TABEL 3.1 FAKTOR ADHESI BERDASARKAN NILAI UNDRAINED SHEAR STRENGTH 3-4

TABEL 3.2 BEBERAPA METODA UNTUK MENENTUKAN TAHANAN GESER SELIMUT TIANG 3-6 TABEL 3.3 UNIT TAHANAN SELIMUT UNTUK UNCOATED DAN COATED PILE

(PRAKASH & SHARMA, 1990) 3-8

TABEL 3.4 GAYA-GAYA YANG BEKERJA PADA PONDASI TIANG TUNGGAL 3-15

TABEL 3.5PANJANG TIANG BOR YANG DIBUTUHKAN DI LOKASI 3-32

TABEL 3.6 GAYA-GAYA YANG BEKERJA PADA PONDASI TIANG GROUP 3-34

TABEL 3.7 GAYA-GAYA YANG BEKERJA PADA TIAP TIANG DAN REAKSI GAYA TIAP TIANG 3-52

TABEL 3.8 PANJANG TIANG BOR YANG DIBUTUHKAN DI LOKASI LIFT, MAIN STAIRS, DAN

(7)

Laporan

1-1

Bab 1

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Kota Balikpapan telah lama dikenal sebagai pusat kegiatan industri migas di kawasan Indonesia Timur. Selain itu, Kota Balikpapan juga merupakan pintu gerbang arus perdagangan dari luar menuju kawasan timur Kalimantan. Perkembangan Kota Balikpapan dalam beberapa tahun terakhir mengalami perkembangan yang sangat pesat, dengan pertumbuhan penduduk yang tinggi.

Untuk menjawab peningkatan kebutuhan tempat hunian, terutama dengan bertambahnya kantor-kantor industri migas internasional di Kalimantan Timur, direncanakan pembangunan Condominium GBG Center yang berlokasi di Jalan Ruhui Rahayu, Balikpapan. Bangunan ini direncanakan dengan bentuk struktur bangunan melingkar dengan ketinggian 7 lantai. Secara topografi, lokasi tapak bangunan berada pada puncak bukit sehingga memberikan keuntungan cakupan view kota Balikpapan yang cukup luas. Denah lokasi dan gambar arsitektural bangunan condominium dapat dilihat dalam gambar-gambar berikut.

(8)

Laporan

Gambar 1.2 Gambar perspektif bangunan condominium

Dari gambar potongan rencana, direncanakaan adanya perbedaan elevasi pada basement sebesar + 3.0 m, dimana dasar Basement 1 berada pada daerah galian dan dasar Basement 2 berada pada daerah timbunan dengan ketinggian maksimum 9.0 m dari permukaan eksisting (Error! Reference source not found.). Untuk dapat menentukan dimensi dan tipe pondasi dan struktur penahan tanah yang dapat memikul gaya lateral dan gaya guling akibat beban timbunan, diperlukan pekerjaan perencanaan geoteknik yang didasarkan pada kondisi tanah setempat.

Gambar 1.3 Penampang bangunan

Dari pengamatan awal di lapangan, diketahui bahwa permukaan tanah eksisting adalah berupa tanah datar hasil galian yang dikelilingi oleh lereng. Terlihat dari singkapan tanah bekas galian, diketahui bahwa tanah permukaan dan bawah permukaan pada

Timbunan, Maks = 9.0 m Galian

(9)

Laporan

1-3

(Gambar 1.4). Jenis tanah ini sangat umum dijumpai di daerah Kalimantan Timur. Tanah tersebut mempunyai kandungan mineral montmorillonite yang cukup tinggi. Pada kondisi tersingkap (exposed), mineral ini menyebabkan tanah bersifat ekspansif dan sensitif terhadap perubahan cuaca, sehingga mudah mengalami pelapukan (weathering). Proses pelapukan ini dapat mengakibatkan penurunan kuat geser tanah secara signifikan sehingga dapat menyebabkan ketidakstabilan lereng. Pengamatan lapangan menunjukkan terjadinya kelongsoran di lereng utara yang terbentuk akibat proses pelapukan (Error! Reference source not

found.).

Gambar 1.4 Lokasi tapak bangunan. Tampak sebagian besar tanah permukaan berupa batu lempung (clay-shale)

(10)

Laporan

Gambar 1.5 Kelongsoran pada lereng Utara akibat pelapukan tanah clay-shale

Kasus kelongsoran lereng dengan mekanisme serupa juga sering terjadi di Kalimantan Timur. Hal ini disebabkan karena, pada umumnya, perencanaan dan pelaksanaan pekerjaan bangunan tanah di Kalimantan Timur belum mempertimbangkan kekhususan sifat mekanis jenis tanah clay-shale tersebut di atas.

Berdasarkan tinjauan singkat mengenai kondisi tanah di atas, diperlukan analisis geoteknik yang komprehensif dengan memperhitungkan penurunan kuat geser tanah clay-shale dalam perencanaan dan pelaksanaan pekerjaan pondasi bangunan condomonium dan struktur penahan tanah timbunan dan galian. Laporan ini menyajikan analisis geoteknik dalam perencanaan pondasi dan dinding penahan tanah (galian dan timbunan).

1.2 TUJUAN

Pekerjaan perencanaan pondasi dan stabilitas timbunan dan galian bertujuan untuk mendapatkan hasil perencanaan yang memenuhi kriteria perencanaan baku. Perencanaan pondasi bertujuan untuk menentukan dimensi pondasi yang dapat menahan beban struktur pada kondisi layan dan kondisi gempa. Pemilihan tipe pondasi didasarkan pada jenis pondasi dan metoda pelaksanaan yang sesuai dengan karakteristik tanah clay-shale.

Perencanaan stabilitas timbunan dan galian bertujuan untuk mendapatkan disain struktur penahan tanah yang dapat menahan gaya lateral dan gaya guling akibat timbunan setinggi maksimum 9.0 m di atas tanah shale. Analisis stabilitas lereng dilakukan dengan mempertimbangkan kemungkinan penurunan kuat geser pada tanah shale.

1.3 METODOLOGI

Untuk mencapai tujuan diatas, perencanaan pondasi dan struktur penahan tanah dilakukan berdasarkan langkah-langkah berikut ini:

(11)

Laporan

1-5

2. Melakukan penyelidikan mengenai kondisi lapisan tanah yang terdiri dari: pemboran tanah dan Standard Penetration Test.

3. Pembuatan profil pelapisan tanah dan interpretasi parameter kuat geser tanah. 4. Melakukan analisis dan perhitungan, seperti:

a. pemilihan tipe pondasi berdasarkan faktor berikut: - beban struktur pada kondisi layan dan kondisi gempa - jenis dan kuat geser tanah dasar

- metoda pelaksanaan pekerjaan b. analisis daya dukung pondasi dalam

c. analisis stabilitas lereng untuk menentukan tipe struktur penahan tanah

1.4 LINGKUP PEKERJAAN

Lingkup pekerjaan penyelidikan tanah dan analisis pondasi adalah sebagai berikut:

i. Penyelidikan Tanah:

1. 11 (sepuluh) pemboran dalam dengan kedalaman bervariasi antara 15.0 m sampai 20.0 m di sekitar lokasi condominium

2. Standard Penetration Test pada setiap interval 2.0 m selama pemboran dalam 3. Tes Mineralogi

ii. Analisis Geoteknik:

1. Pembuatan profil lapisan tanah.

2. Penentuan perkiraan parameter tanah untuk tiap-tiap lapisan tanah 3. Perhitungan daya dukung pondasi berdasarkan tipe pondasi yang dipilih

(12)

Laporan Akhir:

Penyelidikan Tanah & Analisis Pondasi untuk Condominium Balikpapan

Bab 2

PENYELIDIKAN TANAH

Penyelidikan tanah dilakukan untuk mendapatkan data primer mengenai kondisi pelapisan tanah di lokasi rencana condominium. Bab ini menguraikan tahapan penyelidikan tanah dari mulai metoda yang digunakan, pembuatan profil pelapisan tanah sampai pada penentuan perkiraan parameter kuat geser tanah. Data tersebut selanjutnya akan digunakan dalam analisis pondasi dan stabilitas struktur penahan tanah.

2.1 METODA PENYELIDIKAN TANAH 2.1.1 Pemboran Tanah

Prosedur pelaksanaan dan peralatan pemboran dalam mengacu pada ASTM D 1452-80, “Standard Practice for Soil Investigation and Sampling by Auger Borings”, ASTM D 420 - 87, “Standard Guide for Investigating and Sampling Soil and Rock”, ASTM D 2488 - 84, “Standard Practice for Description and Identification of Soils (Visual-Manual Procedure), using rotary boring machine with capacity sufficient for the job”, dan ASTM D 2113 – 99, “Standard Practice for Rock Core Drilling and Sampling of Rock for Site Investigation”.

Data hasil pemboran dalam disajikan dalam field logs (Bore - Logs) yang didalamnya tercakup: identifikasi proyek, nomor boring, lokasi, orientasi, tanggal mulai pemboran, tanggal akhir pemboran, dan nama operator, elevasi koordinat bagian atas bore hole, klasifikasi/deskripsi tanah (kekerasan, warna, derajat pelapukan, dan identifikasi lainnya yang masih berhubungan), deskripsi litologi, kondisi air tanah, pengambilan contoh tanah, in situ test di bore hole, dst.

2.1.2 Pengambilan Contoh Tanah Tidak Terganggu

Pengambilan contoh tanah tidak terganggu mengacu pada ASTM D 1587-83 “Standard Practice for Thin-Walled Tube Sampling of Soils”. Contoh tanah undisturbed diambil dari kedalaman tertentu dengan menggunakan Shelby tube sampler (thin walled tube sampler). Kemudian contoh tanah dilindungi dari goncangan, getaran dan perubahan kadar air, yang bertujuan untuk menjaga struktur tanah dan komposisi fisiknya tetap seperti kondisi aslinya, sampai contoh tersebut dikeluarkan untuk kemudian diuji di laboratorium. Kedalaman bagian atas contoh dan panjang sampler dicatat di boring log.

2.1.3 Standard Penetration Test

Standard Penetration Tests dilakukan di tiap lokasi pemboran pada setiap interval kedalaman 2.00 m. Prosedur pelaksanaan dan peralatan Standard Penetration Test mengacu pada ASTM D 1586 – 84, "Standard Method for Penetration Test and Split

(13)

Laporan Akhir:

2-2

pukulan hammer yang menumbuk drilling rod hingga menyebabkan ujung split spoon mengalami penetrasi sedalam 3x6” ke tanah dihitung. Jumlah total pukulan yang menyebabkan penetrasi 2x6” terakhir disebut nilai N. Hasil pengujian ini kemudian dicatat di boring log.

2.2 LOKASI PENYELIDIKAN TANAH

Penyelidikan lapangan telah dilakukan dari tanggal 1 April 2005 sampai dengan 12 April 2005. Penyelidikan tanah, berupa pemboran dalam, pengujian SPT dan pengambilan sampel tanah, dilakukan sebanyak 11 titik dengan kedalaman yang bervariasi antara 15.0 m sampai 25.0 m.Lokasi penyelidikan lapangan dapat dilihat pada

(14)

Laporan Akhir:

C arp ark 2 V oid Deck 1 V oi d Deck 2 Blo ck 3 Blo c k 4 Blo ck 5 Void De ck 3 Carpa rk 3 Joggin g C ircuit V oi d Deck 4 C arp ark 1 1 1 1 0 9 2 5 8 7 6 4 3 1 W at e rf a lls P lay Deck Ma legeanCh r oom Kitchen Lift Lo bby 4 Day care Cen ter Dato's P rivate Lou nge Cafe teria M an agem ent O ffice Sec ur ity O ffice Loadin g B ay R am p D ri vew ay E xit Sta irs 1 Gym nasium R ef le c tio n P o nd W ate r Tan k Ro om Pump Ro om Loading Area C lub H ouse V isit ors ' C arp ark - 4 nos . 16 Carparks Port ico 1 J og gin g C irc uit M ainte nance R oom F em a le Ch an ge r oo m Chil dren's P la y G roun d P ool D e ck Pool D ec k T en ni s C o ur t Bas em ent 1 P lan L egend Ex is ti ng L evels Pro p osed F lo or Le v els Bin Cen ter Pla ygro und Carpark 4 D ri vewa y Ram p Blo ck 1 Blo ck 2 Lift Lobby 2 LiftbbLo y 3 S wim ming Pools LiftLobby 1 Lift Lobby 5 28.270 27.611 28.508 25.109 22.603 pgr 22.552 16.28617.789 16.88318.289 20.202 TP.3 18.012 16.724 17.796 16.382 16.548 TP2 28.279 22.961 14.246 17.559 15.954 13.19514.152 17.150 TP.1 14.073 14.985 14.909 21.406 17.522 15.222 16.730 17.130 TP 28.858 28.699 14.552 24.261 TP 27.271 17.697 28.382 21.301 28.384 22.987 26.324 28.901 28.618 19.113 18.432 P.03 19.157 19.452 24.514 28.957 28.391 29.713 28.035 28.427 26.572 25.774 25.915 25.654 26.815 BPN 771 25.877 25.337 25.228 25.301 25.315 25.143 25.434 28.033 BM 30.099 30.095 29.826 28.581 29.819 29.950 30.060 30.485 P.01 24.699 27.618 24.236 27.389 29.033 26.050 26.466 28.093 28.469 28.523 28.663 28.485 29.119 30.048 30.349 29.821 30.849 29.088 29.441 29.958 29.972 29.227 29.372 29.491 28.714 21.465 21.115 26.599 26.380 28.208 27.873 24.308 24.208 21.516 21.956 23.499 21.51023.273 24.888P.02 29.086 29.892 29.775 24.028 25.842 21.144 26.899 21.534 25.809 29.321 30.33629.318 29.919 29.935 20.971 21.288 24.191 29.560 P.00 18.675 18.651 18.764 20.776 11.443 P.04 13.112 22.738 25.076 28.560 21.490 22.488 24.179 23.044 23.674 21.552 21.787 28.511 28.532P.09 28.887 pgr 28.392 28.923 28.650 27.376 27.443 27.747 27.754 P.08 28.607 28.854 28.639 28.425 28.822 28.019 28.268 27.436 28.112 28.214 28.087 P.07 20.570 23.947 18.767 19.983 25.898 23.969 27.294 24.804 23.481 28.121 21.286 26.417 19.616 23.897 20.316 22.176 19.826 19.266 P.06 22.501 22.104 21.358 21.202 19.566 18.641 18.946 18.310 17.615 16.849 16.905 P.05 11.655 16.699 12.671 13.139 19.243 14.917 12.097 12.013 16.299 14.058 18.234 12.324 16.651 12.087 15.193 12.081 13.807 12.421 14.614 14.314 13.038 13.576 12.109 18.062 19.803 13.539 BPN 10.627 20.158 10.143 14.175 10.143 12.532 11.095 18.622 Ke Bpa pan B aru Jl.Ruhui R_ahyu LO K AS I K A_N T_O R P_A JA_K 2 5.₀ 0 2 5 .0₀ 2₀ .0₀ Ke RSS Damai BTS/05 BTS/04 BTS/03 BTS/02 BTS/01 BH 8 BH 7 BH 2 BH 1 BH 3 BH 4 BH 5 BH 9 BH 6

Gambar 2.1 Lokasi penyelidikan lapangan di Condominium Balikpapan

2.3 KLASIFIKASI TANAH

Profil pelapisan tanah di lokasi penyelidikan dibuat berdasarkan hasil-hasil penyelidikan tanah. Penentuan dan pengklasifikasian jenis tanah ditentukan dari pengamatan visual dan hasil uji SPT (Standarad Penetration Test). Verifikasi ulang terhadap

BH 10

(15)

Laporan Akhir:

2-4

dilakukan untuk memastikan jenis tanah. Beberapa acuan klasifikasi jenis tanah dapat dilihat dalam tabel-tabel berikut ini.

Tabel 2.1 Klasifikasi untuk tanah pasiran berdasarkan nilai SPT (Bowles, 1988)

Description Very Loose Loose Medium Dense Very dense

Dr 0 0.15 0.35 0.65 0.85 SPT N’70 Fine 1-2 3-6 7-15 16-30 ? Medium 2-3 4-7 8-20 21-40 > 40 Coarse 3-6 5-9 10-25 26-45 > 45 φ Fine 26-28 28-30 30-34 33-38 Medium 27-28 30-32 32-36 36-42 < 50 Coarse 28-30 30-34 33-40 40-50 γwet (kN/m3) 11-16 14-18 17-20 17-22 20-23

Tabel 2.2 Klasifikasi untuk tanah lempung berdasarkan nilai SPT (After Bowles, 1988) Consistency N’70 Remarks Very soft _0-2 _{Squishes between fingers when squeezed}

Soft 3-5 Very easily deformed by squeezing

Medium NC _{Young cla}

y

6-9

Stiff _{10-16 Hard to deform by hand squeezing}

Very stiff 17-30 Very hard to deform by hand

Hard incr ea si ng OCR _Aged/ ce m ented

> 30 Nearly impossible to deform by hand

2.4 PROFIL LAPISAN TANAH DI LOKASI CONDOMINIUM BALIKPAPAN

Hasil-hasil penyelidikan tanah selengkapnya dapat dilihat di Lampiran. Lapisan tanah di lokasi bangunan umumnya terdiri dari tanah sandy clay dan clay shale. Lapisan sandy

(16)

Laporan Akhir:

clay berada pada stratum teratas dengan kedalaman 4 sampai 10 m dari permukaan. Kisaran nilai N- SPT di stratum ini bervariasi antara 7 – 24. Lapisan clay shale berada di bawah lapisan sandy clay dengan nilai N-SPT >60.

Ilustrasi dari profil lapisan tanah di lokasi Condominium Balikpapan dapat dilihat pada Gambar 2.2 berikut ini.

(17)

Laporan Akhir:

2-5 BH-10 BH-8 BH-2 BH-3 BH-4 BH-6 BH-7 BH-8 .

(18)

Laporan Akhir:

(19)

Laporan Akhir:

2-7 BH-4 Basement 1 Basement 2 6th Floor Level Roof Level 7th Floor Level 1st Floor Level 2nd Floor Level 3rd Floor Level 4th Floor Level 5th Floor Level Basement 1 Basement 2 6th Floor Level Roof Level 7th Floor Level 1st Floor Level 2nd Floor Level 3rd Floor Level 4th Floor Level 5th Floor Level Clayey Sand Y ellowish N=±24 N=7-11 N=14-17 N=32-39 N=±24 N>50 BH-3 BH-2 _BH-8 BH-7 BH-10 BH-6

(20)

Laporan Akhir:

2.5 INTERPRETASI HASIL PENYELIDIKAN TANAH

Parameter-parameter kuat geser tanah untuk keperluan analisis geoteknik umumnya ditentukan dari hasil penyelidikan tanah lapangan dan laboratorium. Berdasarkan hasil penyelidikan tanah lapangan, diketahui pada umumnya tanah permukaan berupa sandy clay dan clay-shale. Bagian ini akan menguraikan dasar-dasar teori yang menjadi acuan dalam penentuan parameter kuat geser tanah untuk masing-masing jenis tanah.

2.5.1 Korelasi Parameter Kuat Geser Tanah untuk Sandy Soil dan Cohesive Soil

Pada kondisi dimana hasil pengujian yang berhubungan tidak tersedia atau parameter tanah sulit untuk diukur secara langsung, maka parameter-parameter tanah dapat ditentukan berdasarkan engineering judgement maupun berdasarkan korelasi antar parameter-parameter tanah. Korelasi acuan untuk penentuan parameter kuat geser tanah dapat dilihat dalam gambar-gambar berikut ini..

(21)

Laporan Akhir:

2-9

Gambar 2.6 Korelasi antara N-SPT dan Sudut Geser Dalam(Terzaghi) 2.5.2 Tinjauan Geoteknik Terhadap Tanah Clay-Shale

Dari hasil penyelidikan tanah diketahui bahwa tanah bawah permukaan lokasi rencana condominium adalah berupa batu lempung (clay-shale). Seperti telah disinggung pada bagian pertama laporan ini, tanah clay-shale sangat umum dijumpai di wilayah Kalimantan Timur. Kelongsoran yang sering terjadi di Kalimantan Timur pada umumnya disebabkan oleh karakteristik tanah yang mengandung mineral montmorillonite ini.

a. Mineralogi

Dari hasil uji mineralogi, tanah clay-shale mempunyai kandungan mineral montmorillonite lebih dari 30%. Mineral tanah ini secara tipikal tersusun atas unit lempung oktahedral yang diapit oleh tetrahedral sebagaimana terlihat dalam gambar berikut.

(22)

Laporan Akhir:

Berdasarkan tabel mineral lempung di bawah, terlihat bahwa mineral montmorillonite mempunyai potensi swelling tertinggi. Mineral ini mempunyai kelebihan muatan negatif yang besar pada kristal oktahedral sehingga cenderung menyerap air ataupun cation lainnya. Akibatnya mineral ini berperilaku

mempunyai potential swelling yang tinggi mudah menyerap air atau cation

mempunyai harga Cation Excange Capacity yang tinggi mineral ini sangat sensitif terhadap perubahan cuaca

Gambar 2.8 Tingkat swelling untuk berbagai mineral

b. Penurunan Kuat Geser

Tanah di daerah Kalimantan Timur pada umumnya sangat rentan terhadap perubahan iklim dan cuaca. Hal ini mengakibatkan terjadinya pelapukan tanah (soil weathering) pada daerah-daerah yang terekspose secara langsung dengan udara (tidak tertutupi tanaman). Proses ini berakibat pula terhadap penurunan kuat geser tanah.

Hasil penelitian Erwin Gartung menyimpulkan bahwa jenis tanah ini menunjukkan perilaku creep. Sehingga kuat geser dan besarnya deformasi sangat tergantung dari waktu sejak mulai ter-ekspos dan tingkat pelapukan yang terjadi. Besar pengaruh waktu dan tingkat pelapukan menurut Gartung dapat ditentukan dengan grafik dalam Gambar 2.9 berikut. Sedangkan grafik lainnya mengenai kuat geser residual dari Duncan dan Skempton ditampilkan dalam Gambar 2.10 dan Gambar 2.11.

(23)

Laporan Akhir:

2-11

Gambar 2.9 Kuat geser residual dari Gartung

Gambar 2.10 Kuat geser residual dari Duncan

(24)

Laporan Akhir:

2.5.3 Rekomendasi Parameter Kuat Geser Tanah Berdasarkan Penyelidikan Lapangan

a. Analisis Pondasi

Korelasi antara nilai N-SPT dengan harga undrained shear strength, cu untuk tanah clay soil diperkirakan berdasarkan grafik pada . Pada umumnya harga rata-rata undrained shear strength, adalah:

kPa) dalam c ( N 6 cu= × SPT u

Khusus untuk tanah clay-shale, harga korelasi di atas perlu direduksi sehubungan dengan penurunan kuat geser pada kondisi long term sesuai uraian Sub Bab 2.5.2. Reese dan Wang (1989) merekomendasikan korelasi nilai unconsolidated-undrained shear strength tanah clay-shale berdasarkan nilai N-SPT sebagai berikut :

kPa) dalam c ( N 8 . 1 55 . 0 N c SPT u SPT u= = ×

Karena batas pelapisan tanah antara sandy clay dan clay-shale di lokasi rencana condominium sangat bervariasi, untuk keperluan perencanaan pondasi, direkomendasikan nilai kuat geser rata-rata dari kedua formula pendekatan di atas yaitu :

kPa) dalam c ( N 4 cu= × SPT u

b. Analisis Stabilitas Struktur Penahan Tanah Timbunan/Galian pada Tanah Clay Shale

Kuat geser tanah untuk tanah clay-shale diperkirakan berdasarkan grafik Gambar 2.5 sampai Gambar 2.6 dengan mempertimbangkan adanya penurunan kuat geser pada daerah permukaan akibat weathering. Rekomendasi parameter kuat geser tanah dalam analisis stabilitas timbunan/galian pada kondisi long term adalah sebagai berikut :

Weathered Clay Shale c = 5.0 kPa

= 18 deg

φ

Non-Weathered Clay Shale c = 20.0 kPa

= 24 deg

(25)

Laporan Akhir:

2-13

Gambar 2.12 Rekomendai parameter kuat geser tanah pada analisisi stabilitas timbunan/galian

2.6 REKOMENDASI TIPE PONDASI

Hasil penyelidikan tanah menunjukkan bahwa kondisi lapisan tanah di lokasi proyek berupa lapisan sandy clay dan clay-shale dengan lapisan tanah keras (N-SPT > 60) berada pada mulai kedalaman 4.0 m sampai 10.0 m. Mengacu pada gambar rencana potongan bangunan, elevasi dasar basement dapat dilihat dalam tabel berikut.

Tabel 2.3 Referensi titik bor dan elevasi dasar Basement

Dari tabel di atas dapat diketahui bahwa elevasi dasar bangunan berada pada daerah galian dan timbunan. Pekerjaan galian sampai pada elevasi rencana menyebabkan tersingkapnya lapisan clay-shale sehingga sebagian besar pondasi bangunan berada pada tanah clay-shale tersebut.

Untuk menahan beban struktur bangunan tinggi, dimana gaya lateral dan momen yang bekerja pada pondasi cukup besar, diperlukan jenis pondasi yang mempunyai kapasitas lentur yang besar. Pondasi juga harus dapat menembus lapisan tanah clay-shale dengan konsistensi hard (N-SPT > 60) yang dimulai dari elevasi yang cukup dangkal. Jenis pondasi yang sesuai dengan 2 kriteria di atas adalah pondasi tiang pancang baja dan pondasi tiang bor. Dengan pertimbangan faktor biaya, dimana harga satuan material baja jauh di atas harga satuan beton, dimaka direkomendasikan pondasi jenis tiang bor beton.

(26)

Laporan:

Bab 3

ANALISIS PONDASI TIANG BOR

Pondasi tiang bor biasa digunakan untuk memastikan suatu bangunan berada dalam kondisi aman. Situasi yang memerlukan tiang bor sebagai sistem pondasi adalah sebagai berikut:

5 Lapisan tanah permukaan merupakan lapisan yang sangat kompresibel dan memiliki daya

dukung yang rendah.

5 Struktur atas menerima gaya horizontal. 5 Struktur atas menerima gaya uplift.

Pondasi tiang menahan beban kompresi melalui tahanan selimut dan tahanan ujung, beban uplift ditahan melalui tahanan selimut. dan beban lateral ditahan oleh kekakuan tiang dan tanah disekelilingnya..

Perhitungan kapasitas daya dukung pondasi dilakukan dengan meninjau beberapa kondisi sebagai berikut:

1. Kapasitas daya dukung aksial dan lateral tiang tunggal 2. Interaksi tanah dan group tiang

Gambar 3.1 Tahapan perhitungan pondasi

Analisis ini mencakup perhitungan daya dukung aksial (tekan dan cabut) yang dihitung berdasarkan nilai N-SPT, dan daya dukung lateral yang dihitung menggunakan metoda P-Y dengan bantuan program komputer LPILE.

(27)

Laporan:

3-2

3.1 DASAR TEORI PONDASI TIANG BOR

3.1.1 Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal (Berdasarkan Nilai SPT)

Secara umum, kapasitas aksial ultimate pondasi tiang diperoleh melalui persamaan sederhana yang merupakan jumlah dari daya dukung ujung dan tahanan selimut, atau: QU = QS + QP = f.As + q.AP ... (3.1) dimana,

QS = daya dukung selimut QP = daya dukung ujung

f = unit load-transfer pada tahanan selimut q = unit load transfer pada tahanan ujung AP = luas penampang ujung tiang

As = luas selimut tiang

Σ π ∆ α

Σ

π

∆

σ

δ

∆

Gambar 3.2 Daya dukung aksial pondasi tiang

3.1.1.1 Daya Dukung Selimut

3.1.1.1.1 Pondasi Tiang pada Lapisan Lempung

Secara umum, kontribusi kohesi tanah terhadap tahanan geser selimut ultimate dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

∑

= − ⋅ ⋅ ⋅ = n i i i u sc c l p Q 1 α ……….(3.2) dimana: α = faktor adhesi

cu-i = kohesi tanah undrained pada lapisan ke-i li = panjang tiang pada lapisan ke-i

(28)

Laporan:

Ada beberapa metoda yang dapat digunakan untuk menentukan besarnya α. Dari beberapa metoda tersebut, yang umum digunakan dalam disain tiang bor adalah sebagai berikut:

1. Metoda Reese & Wright (1977)

Berdasarkan hasil pengukuran di lapangan terhadap kapasitas tiang bor yang dilakukan oleh Reese dan Wright, besarnya nilai faktor adhesi (α) diambil konstan sebesar 0.55.

2. Metoda Kulhawy (1977)

Dalam metoda ini, besarnya nilai faktor adhesi tergantung dari harga kuat geser tanah undrained (cu). Variasi harga α berdasarkan cu ini dapat dilihat dalam Error!

Reference source not found..

Gambar 3.3 Hubungan faktor adhesi terhadap tahanan geser undrained untuk tiang bor (Stas & Kulhawy, 1984).

(kN/m )

Undrained Shearing Resistance, s (tsf)

A d h e si o n f a ct o r ( )α

Tomlinson, 1957 (concrete piles)

65 U 8 41 C load tests = 0.21+0.26 p /s (<1) u α a u Shafts in compression Shafts in uplift 2 Data group 1 Data group 2 Data group 3 Data group 3 Data group 2 Data group 1

(29)

Laporan:

3-4

3. Metoda Reese & O’Neill (1988)

Berdasarkan Reese dan O’Neill, besarnya nilai faktor adhesi dapat dilihat pada Error!

Reference source not found. dibawah ini.

Tabel 3.1 Faktor adhesi berdasarkan nilai undrained shear strength

Undrained Shear Strength (Su) Value of a < 2 tsf 0.55 2 – 3 tsf 0.49 3 – 4 tsf 0.42 4 – 5 tsf 0.38 5 – 6 tsf 0.35 6 – 7 tsf 0.33 7 – 8 tsf 0.32 8 – 9 tsf 0.31 >9 tsf Treat as rock

Perbandingan nilai alpha menurut Reese dan Kulhawy dapat dilihat pada berikut.

(30)

Laporan:

3.1.1.1.2 Pondasi Tiang pada Lapisan Pasir

Kontribusi dari sudut geser dalam tanah (ǿ), untuk tahanan geser selimut dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan berikut:

∑

= ⋅ ⋅ = n i i i s f l p Q 1 φ ……….(3.3) dimana:

fi = Ko-i .σ’v-i . tan ( 2/3 φ i)

Ko-i = koefisien tekanan tanah lateral pada lapisan ke-i = 1 – sin φ σ’v-i = tegangan vertikal efektif pada tengah lapisan ke-i

ǿ i = sudut geser dalam tanah pada lapisan ke-i li = panjang tiang pada lapisan ke-i

p = keliling tiang

Karena kesulitan yang timbul dalam menentukan besarnya harga sudut geser dalam (ǿ), maka perhitungan tahanan geser selimut dapat menggunakan korelasi dari nilai N-SPT. Berikut ini adalah beberapa korelasi untuk menentukan tahanan geser selimut tiang berdasarkan N-SPT:

(31)

Laporan:

3-6

1. NAVDOC

Berdasarkan NavDoc, besarnya tahanan geser untuk tiang pancang adalah: l s tsf Nt m f N f = =0.2 / 2≤ 50 ……… (3.4) dimana:

N = nilai rata-rata standard penetration test sepanjang selimut tiang fs = tahanan geser selimut ultimate, untuk tiang pancang

fl = batas tahanan selimut, untuk tiang pancang

Untuk tiang bor, dapat digunakan 50 persen dari persamaan di atas, atau ) / ( 1 . 0 100 2 m t N tsf N f_s = =

2. Reese & Meyerhof

Tabel 3.2 Beberapa metoda untuk menentukan tahanan geser selimut tiang

REFERENCE DESCRIPTION

Touma and Reese

(1974) qs = Kσv’tanφ’ < 2.5 tsf (=27.5 t/m 2₎ where K = 0.7 for Db ≤ 25 ft K = 0.6 for 25 ft < Db ≤ 40 ft K = 0.5 for Db > 40 ft Meyerhof (1976) qs (tsf) = 100 N _{= 0.11 N (t/m}2₎

Quiros and Reese (1977)

qs (tsf) = 0.026N < 2 tsf

= 0.28N(t/m2) Reese and Wright

(1977) qs (tsf) = 34 N _{= 0.32N (t/m}2_{) N<53} qs (tsf) = 450 53 N − _{+ 1.6 for 53 < N ≤ 100}

Reese and O’Neill

(1988) q_{where β = 1.5 – 0.135}s (tsf) = βσv’ ≤ 2 tsf for 0.25 ≤ β ≤ 1.2 _z

dimana N = SPT

σv’ = tegangan vertical efektif z = kedalaman tanah φ’ = sudut geser dalam pasir K = faktor transfer beban

Db = kedalaman tiang bor pada lapisan tanah pasir β = koefisien transfer beban

(32)

Laporan:

3.1.1.2 Daya Dukung Ujung

Berdasarkan pengamatan di lapangan, Meyerhof (1976) menyatakan bahwa daya dukung ujung ultimate (Qp) tiang bor dapat diperoleh melalui nilai N-SPT.

3.1.1.2.1 Pondasi Tiang Menembus Lapisan Lempung

Untuk tiang bor pada lapisan lempung saturated pada kondisi undrained (ǿ = 00_{), Q}

p dihitung dengan rumus berikut ini:

Qp = 9×cu×Ap ... (3.5) dimana,

AP = luas penampang tiang

3.1.1.2.2 Pondasi Tiang Menembus Lapisan Pasir

qp = 400₃ N D L N 3 40 _× _× b _≤ _× _(kN/m2_{) ... (3.6)} dimana,

Lb = panjang tiang yang menembus lapisan pasir D = diameter tiang

N = N-SPT rata-rata sekitar ujung tiang sehingga,

Qp = q ×p Ap ... (3.7)

3.1.1.3 Daya Dukung Cabut

Perencanaan pondasi tiang harus memperhitungkan daya dukung tiang terhadap gaya cabut terutama untuk struktur yang menerima gaya gempa. Pada beberapa kasus, daya dukung cabut tiang menentukan kedalaman penetrasi minimum tiang yang diperlukan.

Nicola dan Randolph (1993) menyatakan bahwa pada tanah kohesif berbutir halus, dimana pembebanan diasumsikan bekerja pada kondisi undrained, tahanan selimut terhadap gaya tekan maupun gaya tarik akan sama besarnya. Sedangkan pada tanah non kohesif atau free draining, Nicola dan Randolph (1993) menyatakan bahwa tahanan selimut tarik diasumsikan sebesar 70% dari tahanan selimut tekan. Karena kondisi lapisan tanah di lokasi proyek terdiri dari tanah kohesif dan non-kohesif, maka tahanan selimut tarik diasumsikan sebesar 70% dari tahanan selimut pada kondisi tekan.

3.1.1.4 Negative Skin Friction (NSF)

Pada kondisi dimana tiang dibor melewati suatu lapisan tanah yang sedang berkonsolidasi akan mengalami gaya tarik ke bawah akibat pergerakan relatif antara tiang dengan tanah disekelilingnya. Gaya tarik ke bawah tersebut biasa disebut negative skin

(33)

Laporan:

3-8

di sepanjang permukaan tiang. Dengan timbulnya NSF akan menambah gaya tekan aksial pada tiang, terutama apabila melewati lapisan kompresibel yang cukup tebal. Besarnya negative skin friction dapat dihitung dengan persamaan berikut:

FNS = π×D×

(

K×σ0'×tanφe

)

×Le... (3.8) dimana,

K = koefisien tekanan tanah lateral φe = sudut geser dalam efektif σ0’ = tekanan overburden efektif

Le = tebal efektif lapisan yang berkonsolidasi

Prakash dan Sarma (1990) menyarankan besarnya ketebalan efektif dari tanah terkonsolidasi sebagai berikut:

Le = 0.75 Lc... (3.9) dimana,

Lc = tebal lapisan tanah yang berkonsolidasi

Unit skin friction untuk tiang uncoated dan coated disajikan dalam .

Tabel 3.3 Unit tahanan selimut untuk uncoated dan coated pile (Prakash & Sharma, 1990)

Soil & Pile Condition Unit Negative Skin Friction

Uncoated pile:

- Soft compressible layer of silt and clay 0.15 – 0.30 σ0’

- Loose sand 0.30 – 0.80 σ 0’

Coated pile 0.01 – 0.05 σ0’

Adanya negative skin friction akan mereduksi daya dukung aksial tiang.

3.1.1.5 Daya Dukung Aksial Izin Pondasi Tiang (Qall)

Dalam analisis dengan metoda statik, beban desain dari tiang dengan panjang yang diketahui, secara umum telah diperhitungkan dengan cara membagi daya dukung ultimate pada lapisan tanah pendukung dengan angka keamanan sebesar 2 hingga 4, atau:

SF Q

Q_all = u ... (3.10) dimana,

SF = factor of safety (angka keamanan)

Kisaran angka keamanan tergantung pada reliabilitas dari metoda analisis statik yang digunakan dengan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut:

(34)

Laporan:

5 Keseragaman lapisan tanah.

5 Efek dan konsistensi dari metoda instalasi tiang yang digunakan.

5 Tingkat pengawasan saat konstruksi.

Pada umumnya, faktor keamanan yang digunakan berkisar antara 2.0 – 4.0 untuk beban servis/operasi. Menurut Tomlinson (1977), angka keamanan yang digunakan sebaiknya 2.5. Sedangkan AASHTO dan Canadian Foundation Engineering Manual juga menyarankan penggunaan angka keamanan untuk kapasitas Tiang Bor sebesar 2.5.

Untuk beban tekan pada kondisi gempa, umumnya kapasitas ijinnya adalah 1.5 kali kapasitas ijin kondisi servis. Sehingga secara umum, angka keamanan untuk beban tekan menjadi 1.65 (=2.5/1.5) untuk kondisi gempa.

3.1.2 Daya Dukung Lateral Tiang

Defleksi lateral tiang akibat beban aksial pada pondasi dapat meningkatkan kisaran tekanan elastik pada tiang. Akibatnya metoda yang digunakan harus mempertimbangkan kondisi tanah pada saat yields plastically up to end pada saat selama keruntuhan geser terjadi. Dengan menggunakan metoda p-y dari Matlock maka tegangan tanah dapat dianalisis. Metoda ini juga dapat memperhitungkan efek deformasi tanah plastis pada reaksi tiang. Berikut ini diuraikan penjelasan mengenai

metoda p-y, yang diambil dari “Pile Design and Construction Practice” oleh

Tomlinson.

Bentuk dari kurva p-y dapat dilihat pada Error! Reference source not found.. Tiap-tiap

kurva menggambarkan tahanan lateral tanah pada kedalaman tertentu.

Gambar 3.5 Kurva P-Y untuk tiang dengan beban lateral

Metoda untuk menggambarkan kurva p-y telah disusun untuk tanah dengan kenaikan modulus yang linear, misalnya pada lempung soft firm normally consolidated dan tanah granular. Faktor empirik diperoleh Matlock melalui pengujian pembebanan tiang lateral. Dalam metoda ini, langkah pertama adalah menghitung tahanan lateral

(35)

Laporan:

3-10

serupa dengan metoda konvensional. Namun, faktor daya dukung untuk beban

lateral Nc didapatkan melalui pendekatan yang sedikit berbeda.

Di bawah kedalaman kritis, rx, koefisien Nc, diambil sebesar 9 (sembilan). Di atas kedalaman

tersebut, Nc, diperoleh melalui persamaan berikut ini:

B Jx c x γ 3 N u c = + + ... (3.11) dimana,

γ = density dari tanah

x = kedalaman dihitung dari permukaan tanah

cu = undrained cohesion lapisan lempung

J = empirical factor

B = lebar pondasi tiang

Pengujian yang dilakukan oleh Matlock memberikan harga J pada saat keruntuhan berkisar dari 0.5 untuk lempung lunak hingga 0.25 untuk lempung yang lebih kaku. Kedalaman kritis diperoleh melalui persamaan berikut:

x r = J c B γ B 6 u + ... (3.12)

Tahanan ultimate di atas dan di bawah kedalaman kritis dinyatakan dalam kurva p-y sebagai gaya (pu) per unit panjang tiang, yang tergantung pada undrained strength tanah (Cu).

pu = Nc cu B... (3.13) Dari titik nol hingga titik a pada Gambar 3.6, terlihat bahwa bentuk dari kurva p-y dihasilkan dari kurva tegangan-regangan yang diperoleh dari pengujian contoh tanah pada undrained triaxial compression, atau dari kurva load-settlement hasil plate loading test.

Gambar 3.6 Penentuan bentuk dari kurva P-Y pada lempung lunak hingga kaku (Matlock)

(36)

Laporan:

Bentuk kurva ditentukan berdasarkan persamaan berikut ini: 3 c u y y 5 . 0 pp = ... (3.14) yc adalah defleksi regangan pada saat tegangan sama dengan tegangan maksimum yang

dihasilkan dari kurva tegangan-regangan laboratorium. Matlock merekomendasikan nilai rata-rata sebesar 0.010 untuk lempung normally consolidated untuk digunakan pada persamaan berikut ini:

yc = 2.5 εc B... (3.15)

Prosedur yang sama juga dapat diterapkan untuk tanah pasir. Penurunan tahanan tanah lateral untuk pasir diberikan oleh Reese dkk. seperti terlihat pada Gambar 3.7 dan Gambar 3.8 berikut ini.

Gambar 3.7 Penentuan kedalaman kritis untuk tiang dengan beban lateral pada tanah non-kohesif (Reese, Cox, dan Coop)

(37)

Laporan:

3-12

Gambar 3.8 Penentuan bentuk kurva P-Y Curve pada pasir (Reese, Cox, dan Coop)

Dimana x adalah kedalaman di bawah permukaan tanah yang dipilih untuk kurva p-y tertentu. Daya dukung lateral tiang tergantung pada displacement lateral yang diizinkan. Daya dukung

lateral tiang tunggal telah dihitung untuk displacement pile head sebesar 6 mm dan 10 mm.

3.2 TINJAUAN KHUSUS PONDASI TIANG BOR PADA TANAH SHALE 3.2.1 Parameter Kuat Geser Tanah

Korelasi antara nilai N-SPT dengan harga undrained shear strength, cu untuk tanah clay soil diperkirakan berdasarkan grafik pada Error! Reference source not found..

Pada umumnya harga rata-rata undrained shear strength, adalah: kPa) dalam c ( N 6 cu= × SPT u

Khusus untuk tanah clay-shale, harga korelasi di atas perlu direduksi sehubungan dengan penurunan kuat geser pada kondisi long term sesuai uraian Sub Bab 2.5.2. Reese dan Wang (1989) merekomendasikan korelasi nilai unconsolidated-undrained shear strength tanah clay-shale berdasarkan nilai N-SPT sebagai berikut :

kPa) dalam c ( N 8 . 1 55 . 0 N c SPT u SPT u= = ×

Karena batas pelapisan tanah antara sandy clay dan clay-shale di lokasi rencana condominium sangat bervariasi, untuk keperluan perencanaan pondasi, direkomendasikan nilai kuat geser rata-rata dari kedua formula pendekatan di atas yaitu :

kPa) dalam c ( N 4 cu= × SPT u 3.2.2 Metoda Pelaksanaan

Seperti diuraikan pada Sub.Bab 2.5.2, tanah clay-shale tersusun dari fraksi fissured clay yang mudah mengalami pelapukan (weathering) akbiat exposing. Berdasarkan pengalaman

(38)

Laporan:

dalam pekerjaan pembuatan pondasi bor untuk Jembatan Ciujung, Proyek Pembangunan Jalan Tol Cipularang Tahap II, pelaksanaan pembuatan lubang bor banyak mengalami kendala, dimana. dinding lubang bor sangat mudah runtuh dalam waktu singkat. Hancurnya fissure pada permukaan menyebabkan retakan-retakan pada area sekeliling lubang bor, sehingga menyebabkan confining pressure jauh berkurang. Hal ini lah yang menyebabkan lubang bor mudah mengalami caving (Error! Reference source not found.). Oleh karena itu direkomendasikan pembuatan pondasi bor pile dengan metoda full casing. Diameter tiang bor diusulkan sebesar 90.0 cm.

Gambar 3.9 Pekerjaan pembuatan pondasi pada tanah clay-shale di Jembatan Ciujung, Proyek Pembangunan Jalan Tol Cipularang Tahap II

Gambar 3.10 Keruntuhan (caving) dinding lobang bor pada tanah clay-shale

3.3 HASIL-HASIL ANALISIS PONDASI TIANG

Perhitungan daya dukung tiang bor didasarkan atas latar belakang teori yang telah dijelaskan sebelumnya. Adapun beberapa asumsi yang digunakan dalam perhitungan daya dukung tiang tunggal dapat diringkaskan sebagai berikut ini:

(39)

Laporan:

3-14

- Untuk tanah lempung (clayey soil)

fs = α x Cu

dimana α diperoleh berdasarkan korelasi empirik dari Kulhawy (1977) bab sebelumnya.

- Untuk tanah pasir (sandy soil) fs = 0.2 x N–SPT (t/m2₎

2. Tahanan ujung Tiang Bor dihitung dengan rumus :

- Untuk tanah lempung (clayey soil)

qend = 9 x Cu - Untuk tanah pasir (sandy soil) qend = 40_/

3 x Ν−SPT x l/D < 400/3 N-SPT

Melihat kondisi lapisan tanah di lokasi Jembatan Ciujung, maka dalam melakukan Perhitungan daya dukung tiang perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut :

- Kuat geser tanah adalah 4 x N – SPT untuk clay, dengan harga maksimum nilai cu adalah 240 kN/m2_{. Hal tersebut ditujukan untuk mengantisipasi penurunan}_shear strength tanah akibat pengaruh stress relieve dan strength degradation.

Hasil-hasil analisis pondasi tiang tunggal dan pondasi tiang group (daya dukung aksial dan daya dukung lateral) diameter 880 mm disajikan dalam gambar-gambar berikut ini, sedangkan hasil analisis selengkapnya dapat dilihat pada lampiran.

3.3.1 Pondasi Tiang Tunggal untuk Kolom Bangunan Utama dan Kolom Gateway.

Analisis pondasi untuk kolom bangunan utama terbagi dalam 5 lokasi, yaitu : 1. Pondasi kolom Blok 1, menggunakan data tanah bor BH-3

2. Pondasi kolom Blok 2 Basement 1 dan Basement 2, menggunakan data tanah bor BH-4 3. Pondasi kolom Blok 3, menggunakan data tanah bor BH-10

4. Pondasi kolom Blok 4, menggunakan data tanah bor BH-10

5. Pondasi kolom Blok 5 Basement 1 dan Basement 2, menggunakan data tanah bor BH-7 Sedangkan pondasi untuk kolom gateway menggunakan data tanah BH-2.

Untuk kolom bangunan utama dan kolom gateway, sistem pondasi direncanakan menggunakan pondasi tiang bor tunggal berdiameter 880 mm. Kriteria keamanan untuk kapasitas aksial dibatasi sebesar SF = 2.5. Kriteria keamanan untuk kapasitas lateral dibatasi sebesar displacement pile head 6 mm dan 10 mm. Kondisi pembebanan pada pondasi tiang tunggal terdiri dari tiga tipe pembebanan :

(40)

Laporan:

Analisis Geoteknik dan Disain Pondasi Condominium Balikpapan 2. Pembebanan dengan gaya aksial maksimum (Vmax) 3. Pembebanan dengan momen maksimum (Mmax)

Analisis load deformation pondasi tiang tunggal dilakukan dengan menggunakan komputer LPILE 4.0 dari Ensoft Engineering USA. Hasil analisis dapat dilihat pada gambar-gambar di bawah ini.

Gambar 3.11 Gaya-gaya yang bekerja pada pondasi tiang tunggal

(41)

Laporan:

3-16 Loading H V M (kN) (kN) (kN-m) Hmax 94.5 1353 275 Vmax 54 2338 228 Mmax 94.5 1353 275 Blok 2 Hmax 98.5 1422 308.5 Vmax 64 2345 247 Mmax 97.5 1566 309 Blok 2 Hmax 65.5 1841 131.5 Vmax 8 2582 9 Mmax 58.5 1529 139 Hmax 74 1671 133 Vmax 9 2777 9 Mmax 66.5 1832 145 Hmax 83.5 1712 168.5 Vmax 24 2677 85 Mmax 83.5 1712 168.5 Blok 5 Hmax 63 2241 465.5 Vmax 42 2693 82 Mmax 63 2241 465.5 Blok 5 Hmax 98.5 1327 288.5 Vmax 95 2515 290 Mmax 96.5 2094 292 Gateway Hmax 14 316 238.5 Vmax 7 393 81 Mmax 8.5 295 254 Lokasi

Gaya Pada Tiang Case Basement-1 Basement-2 Blok 1 Basement-1 Basement-2 Blok 3 Blok 4

(42)

Laporan:

Project : CONDOMINIUM BALIKPAPAN Pile type : BORED PILE Calculation method: NOTE:

Ref. : BH-3 Block 1 Diameter : 0.88 m Based on N-SPT (Kulhawy)

Ult. Compression (kN) -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 0 2500 5000 7500 10000 12500 15000 D e pth (m ) Friction End Qu

Ult. Pull Out (kN)

-45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 0 2500 5000 7500 10000 D e pth (m ) Friction* Wp Qpu N-SPT 15 48 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 14 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 0 10 20 30 40 50 60 D e pth (m ) CH CH CH

(43)

Laporan:

3-17

Project : CONDOMONIUM BALIKPAPAN Pile type : BORED PILE Analysis of Lateral Capacity: NOTE:

Ref. : BH-3 (BLOK I) Diameter : 0.88 m Based on LPILE4 (ENSOFT) 1. Slope at pile head = 0 m/m

Length : 27 m Deflection (mm) -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 0 2 4 6 8 10 D e pt h ( m )

Max Lateral Force Max Axial Force Max Moment Force Displ. = 6 mm Displ. = 10 mm Shear (kN) -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 -500 0 500 1000 1500 D e pt h ( m )

Max Lateral Force Max Axial Force Max Moment Force Displ. = 6 mm Displ. = 10 mm Moment (kN.m) -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 -2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 De p th (m )

Max Lateral Force Max Axial Force Max Moment Force Displ. = 6 mm Displ. = 10 mm N-SPT 15 48 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 14 60 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 0 20 40 60 D e pt h ( m ) CH CH CH

(44)

Laporan:

Ref. : BH-4 Block 2 Basement 1 Diameter : 0.88 m Based on N-SPT (Kulhawy)

-45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 0 2500 5000 7500 10000 D e pth (m ) Friction* Wp Qpu N-SPT 8 34 55 56 51 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 32 7 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 0 10 20 30 40 50 60 D e pth (m ) CH CH CH CH

(45)

Laporan:

3-19

Ref. : BH-4 (BLOK 2) Basement 1 Diameter : 0.88 m Based on LPILE4 (ENSOFT) 1. Slope at pile head = 0 m/m

Length : 28 m Deflection (mm) -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 0 2 4 6 8 10 De pt h ( m )

Max Lateral Force Max Axial Force Max Moment Force Displ. = 6 mm Displ. = 10 mm Shear (kN) -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 -500 -250 0 250 500 750 1000 Dep th (m )

Max Lateral Force Max Axial Force Max Moment Force Displ. = 6 mm Displ. = 10 mm Moment (kN.m) -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 -2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 D e pt h (m)

Max Lateral Force Max Axial Force Max Moment Force Displ. = 6 mm Displ. = 10 mm N-SPT 8 34 55 56 51 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 7 32 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 0 20 40 60 De p th ( m ) CH CH CH

(46)

Laporan:

Ref. : BH-4 Blok 2 Basement 2 Diameter : 0.88 m Based on N-SPT (Kulhawy)

-45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 0 2500 5000 7500 10000 D e pth (m ) Friction* Wp Qpu N-SPT 8 34 55 56 51 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 7 32 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 0 10 20 30 40 50 60 D e pth (m ) CH CH CH

(47)

Laporan:

3-21

Ref. : BH-4 (BLOK 2) BS-2 Diameter : 0.88 m Based on LPILE4 (ENSOFT) 1. Slope at pile head = 0 m/m

Max Lateral Force Max Axial Force Max Moment Force Displ. = 6 mm Displ. = 10 mm Shear (kN) -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 -250 0 250 500 750 1000 1250 D e pt h ( m )

(48)

Laporan:

(49)

Laporan:

3-23

Ref. : BH-10 (BLOK 3) Diameter : 0.88 m Based on LPILE4 (ENSOFT) 1. Slope at pile head = 0 m/m

(50)

Laporan:

(51)

Laporan:

3-25

Ref. : BH-10 (BLOK 4) Diameter : 0.88 m Based on LPILE4 (ENSOFT) 1. Slope at pile head = 0 m/m

Max Lateral Force Max Axial Force Max Moment Force Displ. = 6 mm Displ. = 10 mm Shear (kN) -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 -100 0 100 200 300 Dep th (m )

Max Lateral Force Max Axial Force Max Moment Force Displ. = 6 mm Displ. = 10 mm Moment (kN.m) -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 -800 -600 -400 -200 0 200 400 De p th ( m )

Max Lateral Force Max Axial Force Max Moment Force Displ. = 6 mm Displ. = 10 mm N-SPT 10 10 20 50 20 20 20 50 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 10 10 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 0 20 40 60 Dep th (m ) CH CH CH

(52)

Laporan:

-45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 0 2500 5000 7500 10000 D e pth (m ) Friction* Wp Qpu N-SPT 55 60 55 52 58 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 9 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 0 10 20 30 40 50 60 D e pth (m ) CH CH

(53)

Laporan:

3-27

Project : CONDOMINIUM BALIKPAPAN Pile type : BORED PILE Analysis of Lateral Capacity: NOTE:

Ref. : BLOCK 5 (BH-7) Basement 1 Diameter : 0.88 m Based on LPILE4 (ENSOFT) 1. Slope at pile head = 0 m/m

Max Lateral Force Max Axial Force Max Moment Force Displ. = 6 mm Displ. = 10 mm Moment (kN.m) -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 -1500 -1000 -500 0 500 1000 De p th ( m )

Max Lateral Force Max Axial Force Max Moment Force Displ. = 6 mm Displ. = 10 mm N-SPT 55 60 55 52 58 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 9 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 0 20 40 60 D e pt h ( m ) CH CH

(54)

Laporan:

-45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 0 2500 5000 7500 10000 D e pth (m ) Friction* Wp Qpu N-SPT 55 60 55 52 58 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 9 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 0 10 20 30 40 50 60 D e pth (m ) CH CH