TUGAS AKHIR ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI KELOMPOK MINI PILE PABRIK PKO PTPN III SEI MANGKEI

(1)

TUGAS AKHIR

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI KELOMPOK MINI

PILE PABRIK PKO PTPN III SEI MANGKEI

DISUSUN OLEH

DEBORA NAINGGOLAN

07 0404 117

Dosen Pembimbing :

Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE

19510629 198411 1 001

BIDANG STUDI GEOTEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

(2)

TUGAS AKHIR

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI KELOMPOK MINI

PILE PABRIK PKO PTPN III SEI MANGKEI

Diajukan untuk melengkapi tugas - tugas dan memenuhi syarat untuk menjadi Sarjana Teknik Sipil

Disusun Oleh :

DEBORA NAINGGOLAN

070404117

BIDANG STUDI GEOTEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(3)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan, atas berkat dan

karunia-Nya lah sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan

baik. Penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk melengkapi persyaratan dalam

menempuh ujian Sarjana Teknik Sipil pada Fakultas Teknik Departemen Teknik

Sipil Universitas Sumatera Utara.

Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis menghadapi berbagai kendala,

tetapi karena bantuan dari berbagai pihak penulisan Tugas Akhir ini dapat

terselesaikan. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih

yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE., sebagai Dosen Pembimbing yang

telah dengan sabar memberi bimbingan dan saran kepada penulis untuk

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Medan.

3. Bapak Ir. Syahrizal, MT, sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Ir. Anwar Harahap, Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT. dan Ibu Ika Puji

Hastuti, ST, MT sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen

Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Medan.

(4)

6. Kedua orang tua saya yang dengan sepenuh hati dan sabar dalam mendidik

dan merawat serta menyemangati penulis dalam menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

7. Kepada abang, kakak, dan adikku yang telah banyak berdoa dan membantu

untuk kelancaran kuliahku; Tora Very Nainggolan, ST., Beynon Roy

Nainggolan, SH., Nora Yati Nainggolan, Isman Santoso Nainggolan,

Margaretha Adellyna M. dan Martin Siregar.

8. Rudy Anthoni L. Manurung, SST. selaku orang terdekat yang selalu

menyemangati penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

9. Pimpinan dan seluruh staf PT. Rekayasa Damper Pratama Consultan.

10. Sahabat-sahabat stambuk 2007 (Christian, David, Sri, Firda, Marlina,

Doan2, Endra, Juwita, Raynelda), adik-adik stambuk serta yang lainnya

yang tidak tersebutkan namanya.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh

karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari

Bapak dan Ibu staf pengajar serta rekan - rekan mahasiswa demi penyempurnaan

(5)

ABSTRAK

Pondasi merupakan suatu konstruksi pada bagian dasar struktur yang berfungsi meneruskan beban dari bagian atas struktur ke lapisan tanah di bawahnya tanpa mengakibatkan keruntuhan geser tanah dan penurunan tanah, serta penurunan pondasi yang berlebihan. Dengan demikian, perencanaan pondasi harus memperhatikan daya dukung tanah pada pondasi yang akan dibangun, sehingga beban yang diteruskan ke pondasi tidak melampaui kekuatan tanah.

Pondasi tiang merupakan salah satu jenis pondasi dalam. Pondasi tiang digunakan untuk konstruksi di atas tanah lunak, yaitu untuk meneruskan beban ke lapisan tanah keras pada kedalaman tertentu. Beban yang diteruskan dari pondasi tiang ke lapisan- lapisan tanah, didasarkan pada lekatan antara tanah dan tiang (friction) serta pada daya dukung ujung tiang (end bearing).

Tujuan dari studi ini untuk menghitung dan menganalisis daya dukung kelompok mini pile dari hasil sondir, Standard Penetration Test (SPT),dan membandingkan hasil perhitungan tersebut dengan hasil pembacaan dari alat Pile Driving Analyzer (PDA).

Metodologi pengumpulan data dilakukan dengan studi pengamatan di lapangan, mengadakan konsultasi dengan pihak konsultan dan melakukan studi literatur.

Hasil perhitungan daya dukung ultimate(Qu) tiang pada kedalaman yang

sama yaitu 10,20 m, untuk sondir diperoleh 67,20 ton, data Pile Driving Analyzer 68,00 ton, dan data SPT 50,31 ton pada kedalaman 10 m.

(6)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

ABSTRAK ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR NOTASI ... xi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

I.1. Latar Belakang …...... 1

I.2. Perumusan Masalah ... 3

I.3. Tujuan Penelitian .………..………….…... 3

I.4. Pembatasan Masalah .......………... 4

I.5. Metode Pengumpulan Data ...……...………... 4

I.6. Sistematika Penulisan ......………... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7

II.1. Pengertian Pondasi ... 7

II.2. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation) ... 8

(7)

II.2.2. Standard Penetration Test ... 16

II.2.3. Pile Driving Analyzer ………...……...…..…...……..……. 19

II.3. Pondasi ... 22

II.3.1. Pendahuluan ... 22

II.3.2. Penggolongan Pondasi Tiang ……….….………...... 24

II.3.2.1 Tiang Berdasarkan Metode Instalasi ………...… 24

II.3.2.2 Tiang Berdasarkan Perpindahan Volume Tanah .… 26 II.3.2.3 Tiang Berdasarkan Kualitas Material dan Cara Pembuatannya …………..…..………..…….… 27

II.4. Metode Konstruksi dan Peralatan untuk Tiang Pancang ….…... 30

II.4.1. Drop Hammer ………..…..………...…… 31

II.4.2. Kelebihan dan Kekurangan Drop Hammer ……….…... 31

II.5. Kapasitas Daya Dukung Tiang ……….……….………. 32

II.5.1. Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal …...………... 32

II.5.1.1 Berdasarkan Hasil Cone Penetration Test (CPT) … 33 II.5.1.2. Berdasarkan Hasil Standard Penetration Test (SPT) ……….… 36

II.5.1.3. Berdasarkan Hasil Uji Pile Driving Analizer …….... 37

(8)

II.5.2.1. Jarak Antar Tiang dalam Kelompok ……….… 39

II.5.2.2. Kapasitas Kelompok dan Efisiensi Tiang Pancang (Mini Pile) . …...……….………..……… 41

II.6. Tiang dengan Beban Lateral …...……….………...…… 44

II.6.1. Penentuan Kriteria Tiang Pendek atau Panjang …….… 44

II.6.2. Metode Analisis (Metode Broms) ………….…..………... 45

II.6.2.1. Metode Broms untuk Kondisi Kepala Tiang Bebas (Free Head)……….…..……….…….….….… 49

II.6.2.2. Metode Broms untuk Kondisi Kepala Tiang Terjepit (Fixed Head) ….………...… 50

II.6.2.3.Metode Broms untuk Defleksi Vertikal Tiang …...… 53

II.7. Faktor Keamanan ……….…..………….…..….… 54

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 56

III.1. Data Umum Proyek ……… 56

III.2. Data Teknis Proyek ………..…………...…………......…. 58

III.3. Metode Pengumpulan Data ..……….……… 60

III.4 Kondisi Umum Lokasi Studi ………..………...…… 62

BAB IV PEMBAHASAN ... 63

IV.1. Pendahuluan ...………..………..… 63

(9)

IV.2.1. Perhitungan kapasitas daya dukung tiang dari hasil

uji sondir …...………….………....... 63

IV.2.2. Perhitungan kapasitas daya dukung tiang dari hasil Standard Penetration Test (SPT) ………...... 80

IV.2.3. Daya Dukung Berdasarkan Hasil Pengujian Pile Driving Analyzer (PDA)……… 82

IV.3. Perhitungan Daya Dukung Kelompok Tiang ………...….. 83

IV.4. Kapasitas Daya Dukung Ijin Tiang Terhadap Gaya Lateral … 84 IV.5. Diskusi.……….…..… 88

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 91

V.1. Kesimpulan ... 91

V.2. Saran ... 92

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN I

LAMPIRAN II

LAMPIRAN III

LAMPIRAN IV

LAMPIRAN V

(10)

DAFTAR GAMBAR

(11)

3.4 Tahapan Pelaksanaan Penelitian 61

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel Judul Halaman

2.1. Tabel 2.1. Korelasi Derajat Kepadatan Relatif Tanah 18

Pasir dengan Nilai N SPT, qc dan Ø 2.2. Tabel 2.2. Macam- Macam Tipe Pondasi Berdasarkan 27

Kualitas Material dan Cara Pembuatan 2.3. Tabel 2.3. Macam- Macam Tipe Pondasi Berdasarkan 28

Teknik Pemasangannya 2.4. Nilai Faktor ω 33

2.5. Hubungan antara k1 dan cu 47

2.6. Kriteria Jenis Perilaku Tiang 48

2.7. Nilai- Nilai untuk Tanah Granuler (c = 0) 48

2.8. Faktor Keamanan untuk pondasi tiang 55

4.1. Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir 1 66

4.2 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir 2 70

4.5. Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data SPT 81

(13)

DAFTAR NOTASI

A = Interval pembacaan (setiap kedalaman 20 cm)

A = Total luas efektif penampang piston (cm2)

s = Luas penampang selimut tiang (cm

2

Eg = Efisiensi kelompok tiang

Ep = modulus elastisitas tiang (ton/m2)

FK = Faktor Keamanan

f

s = Tahanan gesek dinding tiang (Kg/cm

2 )

h = Tinggi jatuh

H = Gaya Horizontal yang bekerja (ton)

HL = Hambatan Lekat

(14)

I = Momen Inersia

Ip = Momen inersia tiang (m4)

i = Kedalaman lapisan tanah yang ditinjau (m)

i

min = Jari-jari inersia batang/tiang

JHL = Tahanan geser total sepanjang tiang (Kg/m)

JP = Jumlah perlawanan, perlawanan ujung konus + selimut (Kg/cm2)

K = Keliling tiang (cm)

ks = modulus subgrade tanah dalam arah horizontal (ton/m3)

L = Panjang batang/tiang

L

i = Panjang lapisan tanah (m)

l

k = Panjang tekuk (panjang batang/tiang yang mengalami perlengkungan)

M = Momen yang bekerja di kepala tiang

m = Jumlah baris tiang

Mu = Momen ultimit dari penampang tiang

Mx = Momen yang bekerja pada kelompok tiang searah sumbu x (tm)

My = Momen yang bekerja pada kelompok tiang searah sumbu y (tm)

N ₁ = Harga Rata-rata dari Dasar ke 10D ke atas

N

2 = Harga Rata-rata dari Dasar ke 4D ke bawah

n = Jumlah tiang pancang

n’ = Jumlah tiang dalam satu baris

P = Bacaan manometer (Kg/cm 2)

(15)

PK = Perlawanan penetrari konus, qc (Kg/cm2)

P = Keliling tiang (m)

Q = Daya dukung tiang pada saat pemancangan ( Ton)

Qa = Beban maksimum tiang tunggal

Qb = Tahanan ujung ultimit tiang (kg)

Qg = Beban maksimum kelompok tiang yang mengakibatkan keruntuhan

Q_ijin = Kapasitas daya dukung ijin tiang (kg)

Q

p = Tahanan Ujung Ultimate (kN)

Qs = Tahanan gesek ultimit dinding tiang (Kg/cm 2)

Q

ult = Kapasitas daya dukung maksimal/akhir (kg)

R = Faktor kekakuan

S = Jarak masing- masing antar tiang

Su = kuat geser tak terdrainase dari tanah kohesif

T = Faktor kekakuan

z = kedalaman titik yang ditinjau

qc = Tahanan konus pada ujung tiang (Kg/cm 2)

α = Koefisien Adhesi antara Tanah dan Tiang

φ = Sudut geser tanah (Kg/cm2)

τ = Kekuatan geser tanah (Kg/cm2)

σ = Tegangan normal yang terjadi pada tanah (Kg/cm2)

σ = Tegangan dasar

(16)

λ = Angka kelangsingan

= konstanta modulus subgrade tanah