JURNAL TEKNIK SIPIL USU

JURNAL TEKNIK SIPIL USU

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI KELOMPOK TIANG TEKAN HIDROLIS PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG LABORATORIUM AKADEMI TEKNIK KESELAMATAN

PENERBANGAN MEDAN Inda Yufina1, Rudi Iskandar2 1

Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan Email: Indayufina@yahoo.co.id

2

Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan

ABSTRAK

Tiang tekan hidrolis adalah suatu sistem pondasi tiang yang pelaksanaannya ditekan masuk kedalam

tanah dengan menggunakan dongkrak hydraulic sehingga tidak menimbulkan getaran dan gaya tekan

langsung dapat dibaca melalui sebuah alat yang dinamakan manometer. Dengan menggunakan alat

tersebut dapat kita ketahui gaya tekan tiang setiap mencapai kedalaman tertentu. Pada setiap lokasi

yang mempunyai data sondir, daya dukung tiang pada setiap kedalaman tertentu dapat dihitung secara

teoritis. Pada studi kasus ini akan menghitung dan membandingkan hasil daya dukung pondasi tiang

dari data sondir, data parameter tanah, dan bacaan manometer alat hydraulic jack. Dimana lokasi yang

dijadikan bahan studi kasus adalah Proyek Pembangunan Gedung Laboratorium Akademi Teknik

Keselamatan Penerbangan Medan yang berada di Jl. Jamin Ginting Km. 13,5 Padang Bulan-Medan.

Kata Kunci : Tiang Tekan Hidrolis, Daya Dukung, Sondir

ABSTRACT

Hydraulic system is a pile foundation system whose implementation is pressed into the ground using a

hydraulic jack and direct compressive force can be read by a device called a manometer. Using these

tools we can know pile compressive force reaches a certain depth. Location has a data sondir can be

calculated theoretically. In this case the written will calculate and compare the result of pile bearing

capacity of the data sondir, soil parameters, and data of manometer. The subject of the case study is

laboratory bulding project of Akademi Teknik Keselamatan Penerbangan Medan which located at

Jamin Ginting St. on km.13,5 Padang Bulan-Medan.

Keywords: Hydraulic System, Bearing Capacity, Sondir.

1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang

Proyek pembangunan gedung Laboratorium Akademi Teknik Keselamatan Penerbangan terdiri dari 3 lantai. Dalam pembangunan gedung laboratorium tersebut diperlukan perencanaan struktur atas ( up structure ) dan struktur bawah ( sub structure ). Pada umumnya bangunan gedung tersebut memiliki beban yang sangat bervariasi, beban yang bekerja pada struktur bangunan dapat dikelompokkan berdasarkan arah kerjanya, beban yang bekerja pada struktur suatu bangunan dapat dibagi menjadi dua yaitu beban vertikal (gravitasi) dan beban horizontal (lateral). Beban vertikal terdiri dari beban mati (dead load) dan beban hidup (live load), beban horizontal terdiri dari beban gempa (earthquake) dan beban angin (wind load). Semua konstruksi yang direkayasa untuk bertumpu pada tanah harus didukung oleh suatu pondasi. Pondasi ialah bagian dari suatu

sistem rekayasa yang meneruskan beban yang ditopang dan beratnya sendiri ke dalam tanah dan batuan yang terletak di bawahnya. Tegangan-tegangan tanah yang dihasilkan kecuali pada permukaan tanah, merupakan tambahan pada beban-beban yang sudah ada dalam massa tanah dari bobot sendiri bahan dan sejarah geologinya. (Bowles,J.E., 1991). Salah satu jenis pondasi diantaranya pondasi tiang pancang, pondasi tiang pancang adalah batang yang relatif panjang dan langsing yang digunakan untuk menyalurkan beban pondasi melewati lapisan tanah dengan daya dukung rendah kelapisan tanah keras yang mempunyai kapasitas daya dukung tinggi yang relatif cukup dalam dibanding pondasi dangkal. Daya dukung tiang pancang diperoleh dari daya dukung ujung (end bearing capacity) yang diperoleh dari tekanan ujung tiang dan daya dukung geser atau selimut (friction bearing capacity) yang diperoleh dari daya dukung gesek atau gaya adhesi antara tiang pancang dan tanah disekelilingnya.

1.2 Tujuan Studi Kasus

Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah :

a. Menghitung dan membandingkan hasil daya dukung pondasi tiang dari data sondir, data parameter tanah,

dan bacaan manometer alat hydraulic jack.

b. Menghitung daya dukung pondasi tiang dengan menggunakan program Allpile

c. Menghitung kapasitas kelompok ijin tiang berdasarkan effisiensi.

d. Menghitung daya dukung horizontal dengan menggunakan Metode Broms dan Brinch Hansen.

1.3 Manfaat

Penulisan tugas akhir ini diharapkan bermanfaat bagi :

a. Sebagai bahan referensi bagi siapa saja yang membacanya khususnya bagi mahasiswa yang menghadapi masalah yang sama.

b. Untuk menambah ilmu pengetahuan, wawasan, dan pembanding kelak jika akan melakukan suatu pekerjaan yang sama atau sejenis.

2. Tinjauan Pustaka 2.1 Tinjauan Umum

Di dalam merencanakan suatu bangunan terutama bangunan yang berat akan memerlukan pondasi yang memiliki suatu daya dukung yang lebih besar. Tiang pancang merupakan jenis pondasi dalam yang berfungsi memindahkan beban dari struktur bangunan atas yang didirikan diatas lapisan tanah yang lunak ke lapisan tanah yang lebih padat dan dengan kompresiblilitas yang minimal ke lapisan batu-batuan. Dalam proses pemindahan gaya-gaya tersebut dapat dilihat bahwa gaya-gaya tersebut menimbulkan perlawanan pada dinding tiang pancang oleh tanah disekelilingnya ( shaft resistance atau skin friction ) atau pada dasar tiang pancang oleh tanah bawahnya ( base resistance atau end bearing ) atau kombinasi dari keduanya. Konsep inilah yang kemudian mendasari dalam menentukan daya dukung atau suatu tiang pancang.

2.2 Kapasitas Daya Dukung

2.2.1 Kapasitas daya dukung tiang dari data sondir

Kapasitas daya dukung ultimit ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :

Qu = Qb + Qs = qbAb + f.As

Dimana :

Qu = Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang.

Qb = Kapasitas tahanan di ujung tiang.

Qs = Kapasitas tahanan kulit.

qb = Kapasitas daya du kung di ujung tiang persatuan luas.

Ab = Luas di ujung tiang.

As = Luas kulit tiang.

Dalam menentukan kapasitas daya dukung aksial ultimit (Qu) dipakai Metode Aoki dan De Alencar.

Aoki dan De Alencar mengusulkan untuk memperkirakan kapasitas dukung ultimit dari data Sondir. Kapasitas dukung ujung persatuan luas (qb) diperoleh sebagai berikut :

Dimana :

qca (base) = Perlawanan konus rata-rata 1,5D diatas ujung tiang, 1,5D dibawah ujung tiang dan Fb adalah faktor

empirik tergantung pada tipe tanah.

Tahanan kulit persatuan luas (f) diprediksi sebagai berikut :

Dimana :

qc (side) = Perlawanan konus rata-rata pada masing lapisan sepanjang tiang.

Fs = Faktor empirik yang tergantung pada tipe tanah.

Fb = Faktor empirik yang tergantung pada tipe tanah.

2.2.2 Kapasitas daya dukung tiang dari data SPT

Harga N yang diperoleh dari SPT tersebut diperlukan untuk memperhitungkan daya dukung tanah. Daya dukung tanah tergantung pada kuat geser tanah. Hipotesis pertama mengenai kuat geser tanah diuraikan oleh Coulomb yang dinyatakan dengan:

τ = c + σ tan Ø

τ = Kekuatan geser tanah (kg/cm²) c = Kohesi tanah (kg/cm²)

σ = Tegangan normal yang terjadi pada tanah (kg/cm²) Ø = Sudut geser tanah (º)

2.2.3 Berdasarkan bacaan manometer alat hydraulic jack

Kapasitas daya dukung tiang pancang dapat diketahui berdasarkan bacaan manometer yang tersedia pada alat pancang hydraulic jack. Kapasitas daya dukung tiang dapat dihitung dengan rumus :

Q = P x A

Keterangan :

Q = Daya dukung tiang pada saat pemancangan (ton) P = Bacaan manometer (kg/cm²)

A = Total luas efektif penampang piston (cm²)

2.2.4 Berdasarkan program Allpile

Allpile adalah program yang diproduksi oleh CivilTech Sofware untuk meneliti kapasitas beban tiang

secara efisien dan dengan teliti. Allpile mampu menangani semua jenis tiang seperti tiang yang di bor,

tiang pancang, tiang pipa baja, H pile, tiang kayu, tiang yang ujungnya runcing, tiang dengan

pembesaran di ujung, pondasi dangkal, dan lain-lain. Program ini mampu melakukan perhitungan daya

dukung ijin dan daya dukung ultimit tiang.





b ca b

F

base

q

q



s s c

F

side

q

F



(

)



2.3 Kapasitas Kelompok dan Effisiensi Tiang Pancang

Berikut adalah metode-metode untuk perhitungan efisiensi tiang tersebut adalah: 1. Converse-Labarre Formula, sebagai berikut :

Eg =









'

.

.

90

'

.

1

'

.

1

'

1

n

m

n

m

m

n











2. Metode Los Angeles Group

Eg = 1 –

'

.

. n

m

s

D



_

_{ }

_

_

_

_



1

1

2

1

'

1

'





n

m





m



n



n

m

2.4 Tiang Mendukung Beban Lateral

2.4.1 Metode Broms (Tiang dalam Tanah Granuler)

Untuk tiang dalam tanah granuler (c = 0)

pu = 3 po Kp

dengan,

po = tekanan overburden efektif

Kp = (1 + sin υ’)/(1 – sin υ’) = tg2 (45°+υ/2) υ’ = sudut gesek dalam efektif

Tiang ujung bebas pada tanah granuler

a) Tiang pendek

b) Tiang panjang (Broms, 1964 )

2.4.2. Metode Brinch Hansen

pu = po Kq + c Kc

po = tekanan overburden vertical

c = kohesi

Ko Kq = faktor yang merupakan

3. Data Proyek

Berisi mengenai data umum proyek, data teknis tiang, metode pengumpulan data, metode analisis dan lokasi titik sondir dan bore hole.

a. Data umum proyek

Nama proyek : Pembangunan Gedung Laboratorium 3 Lantai

Akademi Teknik Keselamatan Penerbangan

Lokasi Proyek : Jl. Jamin Ginting Km. 13,5 Padang Bulan Medan

Luas Lahan : 5 ha

Pekerjaan : Pondasi

Perusahaan : PT. Razasa Karya

Alamat : Jl. Sriwijaya No. 82

b. Data Teknis Tiang

Data ini diperoleh dari lapanganmenurut perhitungan dari pihak konsultan perencana dengan data sebagai berikut:

Jenis Tiang : Segitiga

Panjang tiang : 4,5/Segmen

Dimensi Tiang : sisi 225 mm

Mutu Beton : K-400

4. Hasil dan Pembahasan

4.1 Menghitung Daya Dukung Tiang dari Data Sondir

4.1.1 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang dengan Metode Aoki dan De Alencar

Nilai qca diambil rata-rata

qca = 9 58 50 52 54 65 72 65 58 52        = 58,44 kg/cm2

kapasitas dukung ujung persatuan luas (qb) :

qb = b ca F base q ( )

(Nilai Fb dari Tabel

beton precast = 1,75) qb = 75 , 1 44 , 58 _{= 33,40 kg/cm}2

Kapasitas dukung ujung tiang (Qb) :

Qb = qb x Ap

Qb = 33,40 x 219,263

= 18286,53 kg = 18,286 ton.

kapasitas dukung kulit persatuan luas (f) : f = 32,988 .

5

,

3

014

,

0

= 0,132 kg/cm2

Kapasitas dukung kulit (Qs) :

Qs = f . As

= 0,132 . 67,5 .1700 = 15.147 kg

= 15,147 ton

Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang (Qu) :

Qu = Qb + Qs

= 18,286 + 15,147 = 33,43 ton kapasitas ijin tiang (Qa) :

Qa =

FS

Q

_u = 5 , 2 33,43 = 13,37 ton

4.1.2 Perhitungan kapasitas daya dukung tiang dengan metode Meyerhoff

Kedalaman PPK Ap JHL K Qult Qijin

(qc)

(meter) (kg/cm2) (cm2) (kg/cm2) (cm) (Ton) (Ton)

0,00 0 0,00 0 0,00 0,000 0,000 1,00 23 219,263 30 67,50 7,068 2,086 2,00 38 219,263 96 67,50 14,812 4,073 3,00 85 219,263 180 67,50 30,787 8,642 4,00 72 219,263 272 67,50 34,147 8,934 5,00 15 219,263 328 67,50 25,429 5,524 6,00 15 219,263 364 67,50 27,859 6,010 7,00 25 219,263 408 67,50 33,022 7,335 8,00 20 219,263 452 67,50 34,895 7,564 9,00 23 219,263 492 67,50 38,253 8,323 10,00 18 219,263 526 67,50 39,452 8,417 11,00 20 219,263 570 67,50 42,860 9,157 12,00 45 219,263 636 67,50 52,797 11,875 13,00 40 219,263 718 67,50 57,236 12,617 14,00 30 219,263 778 67,50 59,093 12,696 15,00 40 219,263 844 67,50 65,741 14,318 16,00 45 219,263 908 67,50 71,157 15,547 17,00 47 219,263 990 67,50 77,130 16,800

4.1.3 Perhitungan daya dukung tiang berdasarkan bacaan manometer

No Bacaan Manometer (kg/cm²)

Daya Dukung Mesin Kap. 360 ton (ton) 1 20 18,448 2 40 36,896 3 60 55,344 4 80 73,792 5 100 92,240 6 120 110,688

4.2 Perhitungan Gaya Lateral Ijin

 Menggunakan Metode Broms

3 2 2 f e M Hu y   f = u u p u H x x H dK H 226 , 0 18 25 , 3 225 , 0 82 , 0 82 , 0    kN x H x x H u u 9,6 ) 3 1 226 , 0 2 ( 75 , 0 6 2 _   kN FS H H u 2 , 3 3 6 , 9   

 Menggunakan Metode Brinch Hansen Hu =

98

,

9

93

,

157

= 15,82 kN per meter lebar tiang

Untuk 1 tiang berdiameter 0,225 m, maka Hu =

0

,

225



15

,

82



3

,

56

kN 5. Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

1. Daya dukung ultimit tiang (Qult) :

Titik Data Sondir Aoki dan De Alencar (ton) Data Sondir Mayerhoff (ton) Data SPT (ton) Data Bacaan Manometer (ton) Program Allpile (ton) 1 33,43 77,13 111,66 110,68 37,69

2. Metode Converse Labbare diperoleh kapasitas kelompok ijin tiang (Eg):

3. Metode Los Angeles Group diperoleh kapasitas kelompok ijin tiang (Eg):

4. Berdasarkan perhitungan dengan menggunakan metode effisiensi maka diperoleh daya

dukung kelompok tiang sebesar Qg ( hasil perhitungan ) = 77,130 ton > beban yang dipikul P ( hasil perhitungan dari perencana ) = 75,439 ton, sehingga struktur bangunan pada proyek Pembangunan Laboratorium Akademi Teknik Keselamatan Penerbangan dapat dinyatakan aman.

5. Dari perhitungan dengan Metode Broms dan Metode Brinch Hansen diperoleh gaya horizontal ijin pada pondasi untuk satu tiang yaitu

Titik Data Sondir Aoki dan De Alencar (ton) Data Sondir Mayerhoff (ton) Data SPT (ton) Data Bacaan Manometer (ton) 1 77,13 96,92 257,66 168,17

Titik Data Sondir Aoki dan De Alencar (ton) Data Sondir Mayerhoff (ton) Data SPT (ton) Data Bacaan Manometer (ton) 1 67,38 84,67 225,10 146,92

 Metode Broms Hijin = 3,20 kN.

 Metode Brinch Hansen Hijin = 3,56 kN.

Dilihat dari hasil yang diperoleh diatas dapat disimpulkan bahwa Hijin (spesifikasi tiang

berdasarkan produsen) = 6 kN > Hijin (hasil perhitungan) = 3,56 kN sehingga struktur

bangunan dapat dinyatakan aman.

5.2 Saran

Dari hasil perhitungan dan kesimpulan diatas penulis memberi saran sebagai berikut :

1. Dalam menganalisa daya dukung pondasi penulis menyarankan lebih baik memakai data manometer pada alat hydraulic jack karena lebih aktual.

6. Daftar Pustaka

Hardiyatmo, H. C., 2002, Teknik Pondasi 2, Edisi Kedua, Beta Offset, Yogyakarta.

Sosarodarsono, S. dan Nakazawa, K., 1983, Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi, PT Pradnya Paramita, Jakarta.

Bowles, J. E., 1991, Analisa dan Desain Pondasi, Edisi keempat Jilid 1, Erlangga, Jakarta. Sarjono, H.S., 1988, Pondasi Tiang Pancang, Jilid 1, Penerbit Sinar Jaya Wijaya, Surabaya. Das, M. B., 1984, Mekanika Tanah, Jilid 2.

Tomlinson,M.J. Pile Design and Construction Practice, Fourth edition, E & FN SPON, 1993 Muchtar, A., Jurnal Re-Design Struktur Pondasi Tiang Pancang pada Stadion Wilis Madiun. Pertiwi, D., 1992. Jurnal Korelasi Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang dengan Menggunakan

Data-Data Sondir dan Jack In Pile.

Widjaja, B., Jurnal Kajian Pengaruh Setup Pada Tiang Pancang Terhadap Peningkatan Daya Dukung Pondasi.