ANALISIS KAPASITAS
DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN STRUKTUR PONDASI PADA PROYEK JEMBATAN DESA BAWAH LAYUNG
KECAMATAN KURAU KABUPATEN TANAH LAUT
Oleh :
M MULYADIANSYAH NIM : 2222201210044
PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH BANJARMASIN
2024
Bismillahirrahmanirrahim
Alhamdulillahi rabbil 'alamin penulis panjatkan segala puji bagi Allah SWT, Tuhan seluruh alam. Dengan segala kekuasaan-Nya, karunia-Nya dan petunjuk- Nya lah penulis diberikan kesehatan, kemudahan dan kelancaran untuk dapat menyelesaikan penelitian ini yang berjudul :
”ANALISIS KAPASITAS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN STRUKTUR PONDASI PADA PROYEK JEMBATAN DESA BAWAH LAYUNG KECAMATAN KURAU KABUPATEN TANAH LAUT”.
Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan akademik bagi mahasiswa Program Studi Strata-1 Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Banjarmasin. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini banyak sekali pihak yang sudah membantu, penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada:
1. Allah SWT yang telah memberi rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan ini.
2. Kedua orang tua yang sangat saya sayangi dan cintai Bapak M. Saberan M.R (Alm) dan Ibunda Siti Asiyah (Almh) selaku orang tua saya yang sudah meninggal, terima kasih telah menjadi orang tua yang sangat luar biasa disisa umur terakhirnya, terima kasih untuk semua kasih sayang, cinta, pengorbanan, perjuangan dan pelajaran hidup bagi saya. Hanya do’a yang bisa saya berikan kepada almarhum bapak dan almarhumah ibunda tercinta.
3. Bapak Prof. Dr. H. Khudzaifah Dimyati, S.H., M.Hum selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Banjarmasin
4. Bapak Ichwan Setiawan, M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Banjarmasin
5. Bapak Irwandy Muzaidi, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi S1 Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Banjarmasin dan Dosen Pembimbing Kedua Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan dan mendidik, memberikan saran dan arahan serta masukan kepada penulis selama penelitian tugas akhir ini.
6. Bapak Muhammad Fitriansyah. S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Kedua Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan dan mendidik, memberikan saran dan arahan serta masukan kepada penulis selama penelitian tugas akhir ini.
9. Ibu Emma Ruhaidani, S.T., M. Sc.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan, sehingga penulis mengharapkan masukan serta saran-saran yang sifatnya membangun dari pembaca untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini.
Barito Kuala, Juni 2024
Penulis
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... x
ABSTRAK ... xi
ABSTRACT ... xii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 2
1.3. Maksud Dan Tujuan ... 2
1.3.1. Maksud ... 2
1.3.2. Tujuan ... 2
1.4. Batasan Masalah ... 2
1.5. Lokasi Penelitian ... 3
1.6. Sistematika Penulisan ... 3
BAB II STUDI PUSTAKA ... 5
1.1. Tinjauan Umum ... 5
1.2. Penyelidikan Tanah ... 6
1.2.1. Cone Penetration Test (CPT) ... 6
1.2.2. Standart Penetration Test (SPT) ... 7
1.3. Klasifikasi Tanah ... 8
1.4. Pondasi ... 10
1.5. Daya Dukung ... 11
1.5.1. Kapasitas Daya Dukung Tiang ... 13
1.5.2. Kapasitas Dukung Tiang Tunggal ... 13
1.5.3. Kapasitas Dukung Tiang Kelompok ... 15
1.5.4. Penurunan Pondasi Tiang Pancang ... 17
1.5.7. Penurunan Yang Diizinkan ... 20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 22
3.1. Jenis Penelitian ... 22
3.2. Lokasi Penelitian ... 22
3.3. Data Proyek ... 23
3.4. Tahapan Penelitian ... 23
3.4.1. Pengumpulan Data ... 23
3.5. Bagan Alir Penelitian Dan Penyusunan ... 24
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ... 25
4.1 Tinjauan Umum ... 25
4.2 Perencanaan Tiang Pancang ... 25
4.3 Data Karakteristik Tanah ... 26
4.4 Kapasitas Daya Dukung Tiang Berdasarkan Hasil Uji SPT Metode Meyerhof ... 28
4.4.1. Kapasitas Daya Dukung Tiang Tunggal Dan Kelompok Berdasarkan Hasil Uji Meyerhof ... 29
4.5 Penurunan Tiang Berdasarkan Hasil Uji SPT Metode Meyerhof ... 35
4.5.1. Penurunan Tiang Tunggal Dan Kelompok Berdasarkan Hasil Uji SPT Metode Meyerhof ... 35
4.5.2. Hasil Dan Pembahasan ... 61
BAB V PENUTUP ... 63
5.1. Kesimpulan ... 63
5.2. Saran ... 63
DAFTAR PUSTAKA ... 64
LAMPIRAN ... 67
Tabel 2. 2 Faktor-Faktor Kapasitas Dukung Meyerhof, Hansen, Dan Vesic ... 15
Tabel 2. 3 Nilai Poisson’s Ratio Dan Modulus Elastisitas Tanah ... 19
Tabel 3. 1 Profil Proyek ...23
Tabel 3. 2 Data Teknis Pondasi ...23
Tabel 4. 1 Resume Hasil Pengeboran Pada Titik Bor BH- 07 ...26
Tabel 4. 2 NSPT Rata- Rata ...27
Tabel 4. 3 Data Borlog atau Borehole ......27
Tabel 4. 4 Hasil Uji SPT ...28
Tabel 4. 5 Tabel Profil Tanah ...44
Tabel 4. 6 Tabel Spesifikasi Spun Pile ......46
Tabel 4. 7 Tabel Profil Tanah ...54
Tabel 4. 8 Tabel Spesifikasi Spun Pile ......56
Gambar 4. 2 Susunan Tiang Pancang Diameter 0,6 m ... 32
Gambar 4. 3 Grafik Hasil Faktor Reduksi ... 34
Gambar 4. 4 Absis Tiang Terhadap Pusat Pile Cap ... 39
Gambar 4. 5 Langkah Pada Awal ... 41
Gambar 4. 6 General Setting ... 42
Gambar 4. 7 Input General Setting ... 42
Gambar 4. 8 Input Data Lapisan Tanah ... 43
Gambar 4. 9 Cara Input Profil Tanah ... 43
Gambar 4. 10 Input Profil Tanah ... 44
Gambar 4. 11 Menggambar Permodelan Spun Pile Tiang Tunggal ... 45
Gambar 4. 12 Cara Input Spesifikasi Spun Pile ... 45
Gambar 4. 13 Spesifikasi Spun Pile ... 46
Gambar 4. 14 Input Interface ... 46
Gambar 4. 15 Input Beban ... 47
Gambar 4. 16 Standart Frixities Tiang Tunggal ... 47
Gambar 4. 17 Jaringan Elemen Yang Tersusun ... 48
Gambar 4. 18 Garis Freatik Tiangtunggal ... 48
Gambar 4. 19 Tekanan Air Pori Aktif Tiang Tunggal ... 49
Gambar 4. 20 Tegangan Efektif Tiang Tunggal ... 49
pengendara kendaraan supaya bisa melintas dengan mudah. Disisi lain, pembangunan jembatan ini akan menimbulkan dampak serta manfaat bagi masyarakat setempat dari segi ekonomi maupun sosial. Dengan meningkatnya jumlah penduduk jembatan lama menjadi kurang memadai, sehingga direncanakan pembangunan kembali Jembatan Desa Bawah Layung dengan menggunakan pondasi tiang pancang (spun pile). Tujuan penelitiaan ini menganalisa serta membandingkan hasil perhitungan daya dukung dan penurunan pondasi.
Menganalisa daya dukung dan penurunan tiang pancang menggunakan metode (Meyerhof 1976) dengan data tanah bore hole (bore log) N-SPT.
Perhitungan yang diperoleh dari data bore hole (N-SPT) dengan kedalaman 30 m dan diameter 0,6 m menggunakan perhitungan manual dengan metode Meyerhof diperoleh 11 tiang dengan nilai penurunan untuk tiang tunggal sebesar s = 0,006 m dan untuk tiang kelompok sebesar Sg = 0,015m. Jadi penurunan dapat dikatakan aman dikarenakan S < Sizin
(0,12 m).
Kata kunci : Pondasi, Penurunan, Daya Dukung
1.1. Latar Belakang
Jembatan merupakan suatu struktur yang dibuat secara melintang untuk menyeberangi jurang atau rintangan berupa sungai, saluran irigasi, laut, danau, lembah curam maupun jalan raya yang melintang tidak sebidang (Struyk, 1984). Menegaskan bahwa “jembatan merupakan suatu konstruksi yang gunanya untuk meneruskan jalan melalui suatu rintangan yang terletak lebih rendah”. Bangunan ini melintasi dua bagian jalan yang terputus oleh penghalang ini bertujuan supaya pejalan kaki atau pengendara kendaraan dapat melintasinya dengan mudah. Disisi lain, pembangunan jembatan ini akan menimbulkan dampak serta manfaat bagi masyarakat setempat dari segi ekonomi maupun sosial. Jembatan juga merupakan bagian dari prasarana transportasi darat yang memiliki peran sangat vital dalam fungsinya menjaga kelancaran arus lalu lintas (Kadir, 2006).
Dalam pembangunannya jembatan memiliki komponen yaitu oprit jembatan, dimana pendekat adalah struktur jalan yang menghubungkan suatu ruas jalan dengan struktur jembatan. Bagian oprit jembatan ini dapat dibuat dari timbunan tanah, dan memerlukan pemadatan khusus, karena letak dan posisinya yang cukup sulit untuk dikerjakan, atau dapat juga berupa struktur pelat tiang pancang (Al Mukarom, 2020).
Pile cap adalah suatu struktur pijakan yang ditopang oleh sistem kelompok tiang dan diikat oleh pile cap yang berfungsi untuk menahan dan menyalurkan beban dari struktur atas ke dalam tanah yang mempunyai daya dukung untuk menahannya. Sehubungan dengan hal tersebut, penulis bertujuan untuk melakukan penelitian yang berjudul
”Analisis Kapasitas Daya Dukung dan Penurunan Struktur Pondasi pada Proyek Jembatan Desa Bawah Layung Kecamatan Kurau Kabupaten Tanah Laut”, Jembatan ini terletak Desa Kuyit, Kecamatan Kurau, Kabupaten Tanah Laut, Provinsi Kalimantan Selatan. Dimana membahas tentang daya dukung tiang pada struktur pile cap dengan menggunakan metode Meyerhof.
1
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, diperoleh rumusan masalah sebagai berikut:
1. Berapa besar daya dukung tiang pancang tunggal dan kelompok pada proyek pembangunan Jembatan Desa Bawah Layung?,
2. Berapa besar nilai penurunan yang terjadi pada tiang tunggal dan kelompok pada proyek pembangunan Jembatan Desa Bawah Layung?,
1.3. Maksud dan Tujuan 1.3.1. Maksud
Melakukan analisis mengenai daya dukung tiang pancang pada struktur pile cap yang berada di Jembatan Desa Bawah Layung.
1.3.2. Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah Menghitung daya dukung tiang tunggal dan kelompok menggunakan data tanah N-SPT dengan analisis manual (metode Meyerhof).
1.4. Batasan Masalah
Untuk mempermudah variabel yang ditinjau maka penelitian memiliki batasan sebagai berikut :
1. Penelitian hanya dilakukan sebatas di lokasi Pier 1 pada Jembatan Desa Bawah Layung, 2. Metode analisis untuk analisis manual menggunakan metode Meyerhof,
3. Data yang digunakan hanya data yang ada dalam proyek pembangunan Jembatan Desa Bawah Layung yang berupa N-SPT
4. Struktur pondasi proyek yang digunakan untuk penelitian adalah spun pile (tiang pancang
1.5. Lokasi Penelitian
Lokasi kegiatan penelitian ini adalah di Jembatan Desa Bawah Layung Kecamatan Kurau, Kabupaten Tanah Laut, Kalimantan Selatan dilanjutkan pada Gambar 1.1.
1.6. Sistematika Penulisan
(Sumber Google Maps 2024 ) Gambar 1. 1 Lokasi Penelitian
Penulisan tugas akhir ini disusun dalam beberapa bab sehingga diharapkan dapat mempermudah pembaca dalam memahami isi tugas akhir ini. Secara garis besar, tugas akhir ini akan tersusun sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang serta permasalahan yang akan diajukan dan merupakan gambaran umum dari isi tugas akhir. Menguraikan latar belakang, rumusan masalah, maksud dan tujuan,batasan masalah, lokasi penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas mengenai dasar teori yang digunakan sebagai bahan acuan dalam menyelesaikan masalah penelitian ini, terusama mengenai hal-hal berkaitan dengan analisis daya dukung dan penuruan pondasi di Desa Bawah Layung.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Membahas penelitian secara keseluruhan yang merupakan urutan-urutan yang sistematis mengenai jenis penelitian, lokasi dan waktu penelitian, metode pengumpulan data, dan teknik pengumpulan data.
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang gambaran umum, dan analisis data berdasarkan pembahasan yang dipilih ”Analisis Kapasitas Daya Dukung dan Penurunan Struktur Pondasi pada Proyek Jembatan Desa Bawah Layung Kecamatan Kurau Kabupaten Tanah Laut” dan akan disusun secara lengkap dan sistematis.
BAB V PENUTUP
Berisi mengenai kesimpulan dan saran mengenai analisis kapasitas daya dukung dan penurunan struktur pondasi pada Proyek Jembatan Desa Bawah Layung Kecamatan Kurau Kabupaten Tanah Laut yang sudah dibahas.
2.1. Tinjauan Umum
Jembatan adalah suatu konstruksi yang gunanya untuk meneruskan jalan melalui rintangan yang berada lebih rendah. Rintangan ini biasanya jalan lain berupa jalan air atau jalan lalu lintas biasa (Struyk dan Veen, 1984). Jembatan sendiri merupakan suatu sebuah struktur yang sengaja dibangun untuk menyeberangi jurang atau rintangan seperti sungai, lembah, rel kereta api maupun jalan raya. Jembatan dibangun agar para pejalan kaki, pengemudi kendaraan atu kereta api dapat melintasi halangan-halangan tersebut. Pembangun jembatan ini sendiri butuh perencanaan pada bidang konstruksi. Desain dari jembatan bervariasi tergantung pada fungsi dari jembatan atau kondisi bentuk permukaan bumi dimana jembatan tersebut dibangun.
Dari segi strukturnya Jembatan merupakan sebuah struktur yang memiliki dua komponen utama yang sering disebut struktur atas dan struktur bawah. Struktur atas pada sebuah jembatan antara lain diantaranya yaitu lantai kendaraan (deck), gelagar jembatan (girder), pengaku jembatan, perletakan jembatan (bearing), dan expansion joint, kemudian untuk struktur bawah jembatan meliputi abutment, plat injak, pilar jembatan, pile cap, dan pondasi jembatan. Perencanaan struktur jembatan harus menghasilkan struktur yang memenuhi pokok-pokok perencanaan sebagai berikut (Menteri PUPR, 2022) :
1. Kekuatan dan stabilitas struktur (structural safety), 2. Keawetan dan kelayakan jangka panjang (durability), 3. Kemudahan pemeriksaan (inspectability),
4. Kemudahan pemeliharaan (maintainability),
5. Kenyamanan bagi pengguna jembatan (rideability), 6. Ekonomis,
7. Kemudahan pelaksanaan (constructability), 8. Estetika,
9. Dampak lingkungan pada tingkat yang wajar dan cenderung minimal.
5
2.2. Penyelidikan Tanah
Penyelidikan tanah merupakan metode untuk mengetahui karakteristik dan daya dukung tanah yang akan digunakan sebagai dasar dari sebuah bangunan konstruksi.
Penyelidikan tanah harus dilakukan sebelum menentukan jenis pondasi apa yang akan digunakan. Penyelidikan tanah memiliki beberapa tujuan sebagai berikut (Chairullah, 2016) :
1. Mengetahui kedalaman tanah keras di lokasi sehingga dapat menentukanperletakan pondasi yang tepat dan sesuai,
2. Mengetahui kedalaman muka air tanah,
3. Mengetahui karateristik tanah pada setiap lapisan, 4. Menetukan kapasitas daya dukung tanah,
5. Mengetahui sample tanah yang kemudian akan diuji di laboratorium,dan 6. Menentukan tipe pondasi yang akan digunakan.
Penyelidikan tanah biasanya terdiri dari 3 tahapan, yaitu pengeboran, pengambilan sample tanah, kemudian pengujian sample tanah di laboratorium.
Penyelidikan tanah yang dilakukan di lapangan (in-situ field test) yang biasa dilakukan di Indonesia adalah uji sondir atau cone penetration test (CPT) dan uji standart penetration test (SPT).
2.2.1. Cone Penetration Test (CPT)
Cone Penetration Test (CPT) atau yang biasa disebut dengan uji Sondir bertujuan untuk mengetahui kapasitas dukung pada tanah yang akan di uji. Uji sondir dilakukan langsung di lapangan dengan menggunakan alat sondir yang mengukur nilaiperlawanan konus (cone resistance) dan hambatan lekat (local friction). Konus dimasukkan ke dalam tanah dengan cara ditekan kemudian dilakukan pembacaan di manometer pada kedalaman setiap 20 cm.
Hasil dari penyelidikan sondir berupa diagram yang menampilkan hubungan antara kedalaman sondir dengan besar nilai perlawanan dari konus (𝑞�) serta jumlah hambatan pelekat (𝑇�).
ini. Gambar alat Uji CPT atau Sondir dapat dilihat pada Gambar 2.1 di bawah
Gambar 2. 1 Alat Uji CPT 2.2.2. Standart Penetration Test (SPT)
Pengujian SPT (Standart Penetration Test) digunakan untuk memperoleh data jenis dan kekuatan tanah dari suatu lapisan tanah. Uji SPT dilaksanakan pada lubang bor setelah pengambilan sampel tanah pada setiap beberapa interval kedalaman. Prinsippelaksanaan uji SPT adalah dengan memukul tabung ke dalam lubang bor sedalam 450 mm menggunakan palu dengan berat 63,5 kg dari ketinggian 760 mm. Parameter yangdidapat dari pengujian ini adalah jumlah pukulan untuk melakukan penetrasi sedalam 150 mm. Urutan pengujian SPT dapat dilihat pada Gambar 2.2 di bawah ini.
Gambar 2. 2 Pengujian SPT
2.3. Klasifikasi Tanah
Klasifikasi tanah bertujuan untuk mengelompokkan beberapa jenis tanah yang memiliki sifat – sifat indeks sejenis ke dalam kelompok ataupun subkelompok. Sifat – sifat ini dapat berupa ukuran, bentuk, dan bahan penyusunnya. Klasifikasi tanah diharapkan dapat mempermudah dalam pemakaian dan pemanfaatan tanah tersebut karena dengan diketahuinya perilaku tanah tersebut akan mempermudah dalam tahapan awal desain dari suatu bangunan konstruksi.
Sistem klasifikasi tanah yang digunakan dalam dunia konstruksi terbagi dalam beberapa jenis. Sistem klasifikasi tanah yang sering digunakan dalam perencanaan bangunan konstruksi, yaitu sistem klasifikasi tanah USCS (Unified Soil Classification System). Sistem klasifikasi USCS atau yang biasa dikenal dengan sistem Unified diperkenalkan oleh Casagrande pada tahun 1942. Sistem ini membagi tanah dalam dua kelompok yaitu tanah berbutir kasar dan tanah berbutir halus. Tanah berbutir kasar yaitu tanah kerikil dan pasir yang < 50% berat totalnya lolos saringan No. 200.
Sedangkan tanah berbutir halus yaitu tanah yang > 50% berat totalnya lolos saringan No. 200. Dalam sistem ini setiap tanah diberikan simbol berupa dua huruf yang menunjukkan jenis dan sifatnya.
Huruf pertama menunjukkan jenisnya, seperti G = Kerikil (gravel)
S = Pasir (sand) M = Lanau (silt) C = Lempung (clay) O = Tanah organik
Huruf kedua menunjukkan sifatnya, seperti W = Bergradasi baik (well graded) P = Bergradasi jelek (poorly graded) M = Mengandung lanau
C = Mengandung lempung
L = Bersifat plastis rendah (low plasticity) H = Bersifat plastis tinggi (high plasticity)
Sistem klasifikasi tanah berdasarkan USCS (Unified Soil Classification System) dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut.
Tabel 2. 1 Sistem Klasifikasi Unified
2.4. Pondasi
Pondasi merupakan struktur bagian bawah bangunan yang berhubungan langsung dengan tanah, atau bagian bangunan yang terletak di bawah permukaan tanah yang mempunyai fungsi memikul beban bagian bangunan lain diatasnya (Bowles, 1997). Pondasi juga disebut struktur bangunan bagian bawah (sub structure), terletak paling bawah dari bangunan yang berfungsi untuk mendukung dan menompang seluruh beban bangunan dan meneruskan beban maupun gaya tersebut ke tanah yang berada di bawahnya. Untuk tujuan memenuhi aspek tersebut pondasi bangunan harus direncanakan dan diperhitungkan untuk dapat menjamin kestabilan bangunan terhadap berat sendiri, beban – beban berguna dan gaya – gaya luar, seperti tekanan angin, gempa bumi dan lain – lain, dan tidak boleh terjadi penurunan pondasi setempat ataupun penurunan pondasi yang merata lebih dari batas tertentu.
Ditinjau dari segi fungsinya sebagai pendukung bangunan dan mencegah kerusakan struktur tanah di bawahnya, suatu perencanaan pondasi dikatakan benar apabila beban yang diteruskan oleh pondasi ke tanah tidak lebih melampaui kekuatan tanah yang bersangkutan. Apabila kekuatan tanah dilampaui, maka akan terjadi penurunan yang berlebihan atau keruntuhan dari tanah secara signifikan. Jika tegangan tekan melebihi tekanan yang diizinkan, maka dapat menggunakan bantuan pondasi tiang untuk membantu memikul tegangan tekan pada dinding dan kolom pada struktur bangunan. Oleh sebab itu, dalam perencanaan pondasi sebaiknya mengikuti rekomendasi dari hasil penyelidikan tanah (soil investigation), yaitu suatu usaha penyelidikan ke dalam lapisan tanah untuk mengetahui jenis dan kekuatan tanah.
Untuk dapat melakukan analisis geoteknik (mekanika tanah dan teknik pondasi) yang baik dan benar, sangat diperlukan data – data tanah (soil test) bawah permukaan yang lengkap dan akurat. Data – data ada yang dapat diperoleh langsung dari survei geoteknik lapangan dan ada yang diperoleh langsung dari uji laboratorium terhadap contoh tanah yang diambil dari bawah permukaan melalui boring. Penyelidikan tanah di lapangan lainnya dapat berupa pengujian CPT (Cone Penetration Test) dan pengujian SPT (Standard Penetration Test).
Dari segi kedalamnnya jenis pondasi dibedakan menjadi dua yaitu pondasi dangkal dan pondasi dalam dimana pondasi dangkal biasanya memiliki kedalaman maksimum 3 meter. Pondasi dangkal dapat digunakan untuk bangunan yang tidak terlalu tinggi atau bangunan dengan dua lantai serta mempunyai keadaan tanah yang cenderung keras untuk menahan beban bangunan yang akan ditopangnya. Selain itu penggunaan pondasi dangkal juga dipengaruhi dengan keadaan struktur tanah, tanah yang lembek serta tanah yang mempunyai daya dukung yang relatif rendah tidak cocok untuk jenis pondasi dangkal. Pondasi ini memiliki beberapa jenis diantaranya pondasi tapak (pad foundation), pondasi memanjang (strip foundations), pondasi tikari (raft foundations), pondasi rakit, pondasi sumuran (cyclop), pondasi plat beton lajur, dan pondasi umpak. Pondasi dangkal, digunakan bila lapisan tanah pendukung yang keras terletak pada kedalaman maksimum 12 meter di bawah pondasi. Beberapa jenis pondasi dangkal adalah sebagai berikut :
1. Pondasi langsung, bila kedalaman tanah keras < 5 m,
2. Pondasi sumuran, bila kedalaman tanah keras antara 5-12 m.
Selanjutnya adalah pondasi dalam, pondasi dalam dibangun dengan kedalaman yang di tentukan dimana daya dukung pondasi tersebut dipengaruhi oleh jenis tanah yang berada dibawah. Pelaksanaan pondasi dalam dilakukan sampai kedalaman tanah keras. Beberapa contoh pondasi dalam yang bisa kita jumpai yaitu pondasi bored pile (caisson), pondasi tiang pancang dan pondasi piers. Pondasi dalam sangat berguna untuk membangun bangunan yang terdiri dari tiga lantai ke atas, dengan kedalaman yang bisa mencapai 60 meter maka pondasi ini bisa mendukung beban yang besar.
Tiang-tiang pondasi ini akan disatukan oleh pile cap dimana satu pile cap bisa terdiri dari beberapa tiang pondasi. Adapun jenis jenisnya diantaranya tiang pancang kayu (timber pile), tiang pancang baja (steel pile), dan tiang pancang beton (concrete pile).
2.5. Daya Dukung
Daya dukung (bearing capacity) adalah kemampuan tanah di bawah dan sekitar pondasi untuk menahan beban yang bekerja dari struktur di atasnya. Daya dukung pondasi dalam dan besarnya penurunan pondasi dapat dihitung berdasarkan data tanah dari pengujian laboratorium atau pengujian di lapangan. Pengujian tanah di laboratorium dilakukan untuk memperoleh nilai sifat fisis (index properties) dan sifat mekanis (engineering properties) tanah. Pengujian di lapangan yang sering dilakukan
untuk mengetahui besarnya daya dukung tanah adalah pengujian pembebanan (loading test). Berdasarkan pengujian pembebanan tersebut, besarnya daya dukung ultimit dan penurunan dapat diperkirakan. Pengujian lapangan lain yang dapat digunakan untuk mencari daya dukung tanah adalah pengujian SPT. Terdapat beberapa grafik yang dapat digunakan untuk menentukan parameter tanah yang harus dicari melalui pengujian laboratorium. Penelitian ini dilakukan berdasarkan beberapa pengujian di lapangan. Data pengujian lapangan yang digunakan adalah N-SPT dan pembebanan siklik (cyclic loading test) pada tiang bor. Data N-SPT akan dikorelasikan dengan sifat fisis dan mekanis tanah. Daya dukung dan penurunan pondasi dalam dapat dihitung dengan metode Meyerhof, Reese dan White.
1. Daya dukung berdasarkan data Standard Penetration Test (SPT) Metode Meyerhof Tahanan ujung pondasi tiang
Qp = 9 x Cu x Ap...(2.1) Tahanan geser selimut tiang
Qs = α x Cu x p x Li...(2.2) keterangan :
Cu = Kohesi undrained (kN/m2 )
Α = Koefisien adhesi antara tanah dan tiang Ap = Luas penampang tiang (m2 )
P = Keliling tiang (m) Li = Tebal lapisan tanah (m)
2. Daya dukung berdasarkan data Cone Penetration Test (CPT) Metode Meyerhof Tahanan ujung pondasi tiang :
Qp = Qc x Ap...(2.3) Tahanan geser selimut tiang :
Qs = JHP x K...(2.4) keterangan :
Qc = Tahanan konus pada ujung tiang (kg/cm2 ) Ap = Luas penampang tiang (cm2)
JHP = Jumlah hambatan pelekat (kg/cm) K = Keliling tiang (cm)
2.5.1. Kapasitas Daya Dukung Tiang
Kapasitas tiang (pile capacity) adalah kapasitas dukung tiang dalam mendukung beban (Hardiyatmo, 2010). Tanah yang mengalami pembebanan seperti beban pondasi, maka akan mengalami distorsi dan penurunan. Apabila beban tersebut ditambah maka penurunan juga akan bertambah. Akhirnya akan terjadi kondisi di mana pada beban tetap, pondasi akan mengalami penurunan yang sangat besar. Hal ini menunjukkan bahwa keruntuhan kapasitas dukung telah terjadi. Berdasarkan hal tersebut maka perhitungan kapasitas dukung pada pondasi sangatlah penting agar beban pondasi tidak menimbulkan tekanan yang berlebihan pada tanah di bawahnya. Perhitungan kapasitas dukung pondasi tiang pancang dibedakan menjadi dua berdasarkan jumlah tiangnya, yaitu kapasitas dukung tiang tunggal dan kapasitas dukung kelompok tiang.
2.5.2. Kapasitas Dukung Tiang Tunggal
Ada beberapa metode yang digunakan dalam perhitungan kapasitas dukung tiang tunggal salah satunya dengan metode statis. Hitungan kapasitas secara statis dilakukan menurut teori yaitu dengan mempelajari sifat – sifat teknis tanah. Data ini didapatkan dari hasil uji lapangan (CPT, SPT). Perhitungan kapasitas dukung tiang dengan metode statis dibedakan berdasarkan jenis tanahnya. Pada penelitian ini, didapat jenis tanah pada dasar pondasi merupakan jenis tanah berpasir.
Berikut adalah perhitungan kapasitas daya dukung tiang tunggal pada tanah pasir berdasarkan metode statis.
2.5.2.1. Kapasitas Dukung Ultimit Berdasarkan Data Uji Standart Penetration Test (SPT)
Kapasitas ultimit tiang dapat dihitung berdasarkan nilai N hasil uji SPT di lapangan. Menurut Meyerhof (1976) perhitungan kapasitis ultimit berdasarkan data uji SPT terbagi menjadi dua yaitu persamaan untuk tanah kohesif dan tanah non kohesif. Karena jenis tanah yang ada di lapangan berjenis tanah pasir, maka persamaan yang digunakan adalah persamaan untuk tanah non kohesif.
a. Tahanan Ujung (𝑄� )
Nilai tahanan ujung untuk tanah non kohesif dapat dilihat pada Persamaan 2.5.
𝑄� = 40. 𝑁�. �ₚ...(2.5) Kemudian pada penelitian selanjutnya Meyerhof (1976) mengusulkan Persamaan 2.6 sebagai berikut.
𝑄� = 40 . Nb. Lb . �� ≤ 400. 𝑁� . (��)...(2.6)
D
keterangan :
𝑄� = Kapasitas dukung ujung tiang
𝑁� = Nilai N-SPT rata – rata pada elevasi dasar tiang pancang (𝑁1+𝑁2 )
2
N1 = Nilai SPT pada kedalaman 4D pada ujung tiang ke bawah N2 = Nilai SPT pada kedalaman 8D pada ujung tiang ke atas
�� = Luas penampang dasar tiang pancang 𝐿� = Kedalaman penetrasi tiang
� = Diameter tiang b. Tahanan Gesek (𝑄� )
Nilai tahanan gesek tiang pancang pada tanah nonkohesif dapat dilihat pada Persamaan 2.7 dan Persamaan 2.8.
𝑄� = 0,2. 𝑁𝑆�𝑇. ��...(2.7) 𝑄� = 𝑞� . ��...(2.8) keterangan :
𝑄� = Tahanan gesek satuan. Nilai 0,2 sebagai angka koefisien perlawanan gesek pada tanah lempung kepasiran (Meyerhof) N-SPT = Nilai rata – rata SPT sepanjang tiang
�� = Luas selimut tiang pancang c. Kapasitas Ultimit Tiang Tunggal (Qu)
Untuk menentukan nilai kapasitas ultimit tiang tunggal berdasarkan hasil uji SPT dengan menggunakan Persamaan 2.9 dan Persamaan 2.10.
𝑄𝑢𝑙� = 𝑄� + 𝑄�...(2.9) 𝑄𝑎𝑙𝑙 = 𝑄𝑢𝑙�
𝑆� ...(2.10)
keterangan :
𝑄� = Tahanan ujung (end bearing) 𝑄� = Tahanan gesek (friction resistance) 𝑄𝑢𝑙� = Kapasitas dukung ultimit tiang
𝑄𝑎𝑙𝑙 = Kapasitas dukung ultimit tiang yang diizinkan 𝑆� = Angka keamanan
Tabel 2. 2 Faktor-faktor Kapasitas Dukung Meyerhof, Hansen, dan Vesic
2.5.3. Kapasitas
Pondasi tiang pancang biasanya dipasang secara berkelompok. Hal ini dikarenakan tiang pancang tersebut dipasang berdekatan kemudian diikat dengan menggunakan pile cap. Kapasitas kelompok tiang tidak selalu sama dengan kapasitas tiang tunggal yang berada di kelompoknya. Maka diperlukan perhitungan untuk mengetahui kapasitas dukung tiang kelompok. Ada beberapa faktor yang menentukan besar kapasitas kelompok tiang antara lain adalah jumlah tiang dalam kelompok, jarak antar tiang dan efisiensi kelompok tiang.
Dukung Tiang Kelompok
1. Jumlah tiang
Penentuan jumlah tiang didasari pada beban yang bekerja pada pondasi dan kapasitas dukung ijin tiang. Rumus yang digunakan dapat dilihat pada Persamaan 2.11.
� = �
𝑄𝑎𝑙𝑙 ...(2.11) keterangan :
� = Beban yang bekerja
𝑄𝑎𝑙𝑙 = Kapasitas dukung tiang tunggal yang diizinkan
2. Kapasitas dukung kelompok tiang
Kapasitas ultimit kelompok tiang dengan memperhatikan faktor efisiensi tiang dinyatakan dengan Persamaan 2.12.
𝑄� = �.𝑄𝑎𝑙𝑙. 𝐸�...(2.12) keterangan :
𝑄� = Beban maksimum kelompok tiang
� = Jumlah tiang dalam kelompok 𝑄𝑎𝑙𝑙 = Kapasitas dukung yang diizinkan 𝐸� = Efisiensi kelompok tiang
3. Efesiensi kelompok tiang pancang
Perhitungan efisiensi kelompok tiang berdasarkan rumus Converse – Labbarre dari Uniform Building Code AASHTO dapat dilihat pada Persamaan 2.13 𝐸� = 1 − � (n−1)m+(m−1)n...
(2.13)
90𝑚�
keterangan:
𝐸� = Efisiensi kelompok tiang Θ = arc tg (D/s)
D = Ukuran penampang tiang S = Jarak antar tiang (as ke as)
N = Jumlah tiang dalam 1 baris
Pada pondasi tiang pancang baik pada tahanan gesek maupun tahanan ujung dengan nilai S ≥ 3D maka dapat diambil nilai efesiensi sebesar (Eg = 1) (Hardiyatmo, 2010).
2.5.4. Penurunan Pondasi Tiang Pancang
Pada saat pondasi tiang dibebani, tiang akan mengalami pemendekan dan tanah disekitarnya akan mengalami penurunan (Hardiyatmo, 2010). Beberapa sebab terjadinya penurunan akibat pembebanan yang bekerja di atas tanah antara lain :
1. kegagalan atau keruntuhan geser akibat terlampauinya kapasitas dukung tanah, 2. kerusakan atau terjadinya defleksi yang besar pada pondasi,
3. distorsi geser (shear distortion) dari tanah pendukungnya,dan 4. turunnya tanah akibat perubahan angka pori.
Berdasarkan hal – hal tersebut, maka perlu dilakukan pencegahan terhadap penurunan pondasi yang berlebihan dengan melakukan perhitungan penurunan pondasi agar tidak terjadi kegagalan struktur bangunan.
2.5.5. Penurunan Pondasi Tiang Tunggal
2.5.5.1. Penurunan Pondasi Tiang Tunggal Berdasarkan Metode Empiris Penurunan pondasi tiang tunggal pada tanah pasir dapat dihitung dengan 2 metode yaitu metode empiris dan metode semi-impiris.
Perhitungan penurunan pondasi tiang tunggal berdasarkan metode empiris dapat dilihat pada Persamaan 2.14.
𝑆 = 100�
+ ��𝐸�𝑞.𝐿 ...(2.14) keterangan :
S = Penurunan total di kepala tiang D = Diameter tiang
Q = Beban yang bekerja
L = Panjang tiang
𝐸� = Modulus elastis tiang
Perhitungan penurunan pondasi tiang tunggal berdasarkan metode semi empiris dapat dilihat pada Persamaan 2.15.
𝑆 = 𝑆� + 𝑆� + 𝑆��...(2.15) keterangan :
S = Penurunan total pondasi tiang tunggal
𝑆� = Penurunan akibat deformasi axial tiang Tunggal 𝑆� = Penurunan dari ujung tiang
𝑆�𝑆 = Penurunan tiang akibat beban yang dialihkan sepanjang tiang 1. Penurunan akibat deformasi aksial tunggal
Perhitungan penurunan akibat deformasi aksial pada tiang tunggal dapat dilihat pada Persamaan 2.16.
𝑆𝑆 =(Qp+Ap × Ep 𝝰.Qs)L keterangan :
𝑄𝑢𝑙�...
(2.16)
𝑆�
𝑄� = Beban yang didukung ujung tiang 𝑄� = Beban yang didukung selimut tiang
�� = Luas penampang tiang L = Panjang tiang
𝐸� = Modulus elastis tiang
� = Koefisien yang bergantung pada distribusi gesekan selimut sepanjang pondasi tiang. Vesic (1977) menyarankan harga α = 0,5 untuk distribusi yang seragam sepanjang tiang.
2. Penurunan dari ujung tiang
Perhitungan penurunan dari ujung tiang pada tiang tunggal dapat dilihat pada Persamaan 2.17.
𝑆� = CP× QP 𝑄𝑢𝑙�...
(2.17)
D×qp 𝑆�
keterangan :
𝐶� = Koefisien empiris
𝑄� = Perlawanan dukung ujung tiang 𝑞� = Daya dukung batas ujung tiang D = Diameter tiang
3. Penurunan tiang akibat beban yang dialihkan sepanjang tiang
Perhitungan penurunan akibat beban yang dialihkan pada tiang tunggal dapat dilihat pada Persamaan 2.18.
𝑆� = ( 𝑄𝑤� ) � (1 − �2 ) 𝐼𝑊𝑆...(2.18)
� � 𝐿 𝐸� �
keterangan:
𝑄𝑤�
� � 𝐿
= Gesekan rata – rata yang bekerja sepanjang tiang
P = Keliling tiang
L = Panjang tiang
𝐸𝑆 = Modulus elastisitas tanah
D = Diameter tiang
�𝑆 = Poisson’s ratio tanah
𝐼𝑊𝑆 = Faktor pengaruh : 2 + 0,35√𝐿
�
Nilai Poisson’s ratio dan modulus elastisitas tanah dapat dilihat pada Tabel 2.3 berikut.
Tabel 2. 3 Nilai Poisson’s ratio dan modulus elastisitas tanah
Macam Tanah 𝑣�
Lempung jenuh 0,4 - 0,5 Lempung tak jenuh 0,1 – 0,3 Lempung berpasir 0,2 – 0,3
Lanau 0,3 – 0,35
Pasir padat 0,2 – 0,4
Pasir padat 0,15
Pasir halus 0,25
2.5.6. Penurunan Pondasi Tiang Kelompok
Penurunan pondasi tiang kelompok lebih besar dari penurunan pondasi tiang tunggal. Menurut Vesic (1977) perhitungan penurunan pondasi tiang kelompok dapat dilihat pada Persamaan 2.19.
𝑆� = 𝐵�
𝑆 √ ...(2.19)
�
keterangan :
Sg = Penurunan pondasi kelompok tiang S = Penurunan pondasi tiang tunggal 𝐵� = Lebar kelompok tiang
D = Diameter tiang tunggal
2.5.7. Penurunan yang Diizinkan
Menurut Marbun (2009) penurunan yang diizinkan dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor – faktor tersebut antara lain tinggi, jenis, kekakuan ,dan fungsi bangunan serta besar dan kecepatan penurunannya. Apabila penurunan berjalan lambat maka semakin besar kemungkinan suatu struktur untuk menyesuaikan diri terhadap penurunan yang terjadi tanpa adanya kerusakan struktur oleh pengaruh rangkak. Karena penurunan maksimum dapat diprediksi dengan ketepatan yang memadai, umumnya dapat diadakan hubungan antara penurunan diizinkan dengan penurunan maksimum.
Menurut Reese & Wright (1997) perbandingan penurunan yang aman adalah STotal ≤ SIzin yang dapat dilihat pada Persamaan 2.20 di bawah ini.
𝑆𝐼𝑧𝑖� = 10%.�...(2.20) keterangan :
D = Diameter tiang (m)
Penurunan izin pada kelompok tiang dapat dilihat pada Persamaan 2.21 berikut ini.
𝑆𝐼𝑧𝑖� = 𝐿
250 ...(2.21) keterangan :
L = Kedalaman tiang (m)
3.1. Jenis Penelitian
Berdasarkan permasalahan yang diteliti, metode penelitian ini bersifat analitik- deskriptif yang berarti penelitian menitik beratkan pada data yang berupa angka dan menjelaskan serta menganalisis hasil penelitian menggunakan informasi yang relevan dengan topik atau masalah yang akan atau sedang diteliti. Informasi tersebut dapat diperoleh dari buku – buku ilmiah, penelitian, karangan – karangan ilmiah, tesis dan disertasi, peraturan – peraturan, ketetapan – ketetapan, ensiklopedia dan sumber – sumber tertulis baik tercetak maupun elektronik. Peneliti dapat memanfaatkan semua informasi tersebut yang relevan dengan penelitiannya.
Penggunaan metode penelitian adalah suatu cara untuk memecahkan masalah ataupun cara untuk mengembangkan ilmu pengetahuan untuk mendapatkan data yang valid, dengan tujuan dapat ditemukan, dikembangkan dan dibuktikan, suatu pengetahuan tertentu sehingga pada gilirannya dapat digunakan untuk memahami, memecahkan, dan mengantisipasi masalah.
3.2. Lokasi Penelitian
Penelitian ini mengambil lokasi di bagian sub structure pada Jembatan Desa Bawah Layung yang terletak pada di Desa Bawah Layung, Kecamatan Kurau, Kabupaten Tanah Laut, Provinsi Kalimantan Selatan.
Secara geografis Jembatan Desa Bawah Layung terletak pada 3°46'18.2"S 114°47'09.4"E. Ditunjukkan pada Gambar 3.1
(Sumber : Google Earth 2024)
Gambar 3. 1 Letak Geografis Jembatan Desa Bawah Layung CV
Kabupaten Tanah Laut mencakup data proyek dan data teknis pondasi sebagai berikut pada Tabel 3.1 dan Tabel 3.2:
Tabel 3. 1 Profil Proyek
No Jenis data Keterangan
1. Nama Proyek Pembangunan Jembatan Desa Bawah Layung 2. Alamat Proyek Desa Bawah Layung, Kec. Kurau, Kabupaten
Tanah Laut, Kalimantan Selatan
3. Pemilik proyek Bina Marga DPUPRP Kab. Tanah Laut 4. Konsultan Perencana CV. Dian Gemilang Konsulindo
5. Konsultan Pengawas Korea Rural Community 6. Kontraktor Pelaksana PT. Adhi Karya
7. Bentang Jembatan 21 m
No Jenis Data Keterangan
1. Jenis Pondasi Tiang Pancang
2. Mutu Beton K250
3.4. Tahapan Penelitian
Berikut tahap-tahap penelitian yang akan dilakukan untuk penelitian.
3.4.1. Pengumpulan Data
Proses pengumpulan data ialah hal fundamental serta diperlukan guna keberhasilan penelitian ini. Pengumpulan data dilangsungkan dari bulan Maret 2024 sampai Mei 2024. Dalam pengumpulan data yang dibutuhkan untuk pengerjaan tugas akhir ini yaitu diperoleh data sekunder berupa data tanah (uji bor log) dan gambar stuktur (DED) yang digunakan sebagai kalkulasi pada daya dukung dan penurunan pondasi.
Tabel 3. 2 Data Teknis Pondasi
Data Sekunder Data Tanah Bor Log
Perhitungan Daya Dukung dan Penurunan dengan Metode Meyerhof
Pengumpulan Data Identifikasi Masalah
Selesai
Penutup dan Kesimpulan
Gambar 3. 2 Bagan Alir Penelitian
4.1 Tinjauan Umum
Pada bab ini akan membahas mengenai data yang digunakan sebagai perhitungan Jembatan Desa Bawah Layung yang terletak di Desa Bawah Layung, Kecamatan Kurau, Kabupaten Tanah Laut, Provinsi Kalimantan Selatan. Pondasi proyek yang digunakan adalah pondasi tiang pancang berdiameter 60 cm. Sebelum memperhitungkan daya dukung dan penurunan pondasi, yang perlu diperhitungkan dahulu yaitu mencari beban pada struktur atas untuk mendapatkan besaran gaya pada gedung proyek tersebut. Besar nilai gaya akan digunakan untuk menghitung analisa daya dukung pondasi.
Peraturan pembebanan mengacu pada (SNI:1727, 2020) tentang beban desain minimum dan kriteria terkait untuk bangunan gedung dan struktur lain. Jika perhitungan beban atas telah didapatkan, selanjutnya menggunakan data tanah untuk memperhitungkan daya dukung tiang pancang metode Meyerhof.
4.2 Perencanaan Tiang Pancang
Analisis pondasi tiang pancang menggunakan beban aksial, geser, momen X dan Momen Y dalam perencanaannya. Hasil masing masing beban sebesar ton, ton, ton,.
Perencanaan tiang desain pondasi tiang pancang didapat :
D = 0,4 m
L = 30 m
Kuat Tekan (f’c) = 20 Mpa
Sketsa desain pondasi tiang pancang dapat dilihat pada Gambar 4.1.
25
MY = 2257,37 kN
MX = 640,51 kN
L = 30 m D = 0,4 m
Gambar 4. 1 Sketsa Desain Pondasi Tiang Pancang 4.3. Data Karakteristik Tanah
Pada pengamatan yang dilakukan pada lokasi Proyek Pembangunan Jembatan Desa Bawah Layung didapatkan bahwa secara geologis daerah tersebut merupakan daerah dengan jenis tanah pasir. Penyelidikan tanah dilakukan dengan melakukan pemboran dan pengujian sample tanah di laboratorium. Selain itu dilakukan juga pengujian dengan metode Standart Penetration Test (SPT). Pengujian tersebut dilakukan pada titik bor BH-1. Resume hasil pemboran pada titik bor BH-1 dapat dilihat pada Tabel 4.1, Tabel 4.2, dan Tabel 4.3.
Tabel 4. 1 Resume Hasil Pengeboran pada Titik Bor BH-1
Bore Hole Kedalaman (m) Litologi
BH-1
0,00-2,00 Pasir halus, kuning, lepas 2,00-5,00
Lempung berpasir, abu-abu, sangat lepas
5,00-7,00
Lempung, merah, lunak
7,00-8,00
Pasir halus, putih, sangat lepas
8,00-9,45 Lempung berlanau, abu-abu kehitaman, sedang
9,45-11,00 Pasir berlempung, putih, lepas
16,00-17,00
Lmpung, abu-abu, keras
17,00-21,00
Claystone, abu-abu, keras
21,00-23,00
Pasir halus bercampur lapukan sandstone, abu-abu, keras 23,00-24,45,00
Claystone, abu-abu
Tabel 4. 2 NSPT rata-rata
Titik Depth (m) NSPT NSPT rata-rata
BH-1
0,00-2,00 5 5
2,00-3,50 2 2
3,50-4,00 2 2
4,00-5,00 2 2
5,00-7,00 3 3
7,00-8,00 0 0
8,00-9,45 0 0
9,45-11,00 7 7
11,00-17,00 8, 14, 40 20,67
17,00-21,00 60, 65 62,50
21,00-23,00 64 64
23,00-24,45 66 66
Tabel 4. 3 Data Borlog/Borehole
4.4 Kapasitas Daya Dukung Tiang Berdasarkan Hasil Uji SPT Metode Meyerhof Berdasarkan hasil pengujian SPT di lapangan pada titik BH-1 dapat dilihat pada Tabel 4.4 berikut :
Tabel 4. 4 hasil uji SPT
No Kedalaman Nilai
SPT N
L1
(m)
L1 × N z1 (m) z2 (m)
1 0.00 2.00 5 2.00 10
2 2.00 3.50 2 1.50 3
3 3.50 4.00 2 0.50 1
4 4.00 5.00 2 1.00 2
5 5.00 7.00 3 2.00 6
6 7.00 8.00 0 1.00 0
7 8.00 9.45 0 1.45 0
8 9.45 11.00 7 1.55 10.85
9 11.00 13.00 8 2.00 16
10 13.00 15.00 14 2.00 28
11 15.00 16.00 40 1.00 40
12 16.00 17.00 40 6.00 240
13 17.00 19.00 60 4.00 240
14 19.00 21.00 65 2.00 130
15 21.00 23.00 64 1.45 92.8
16 23.00 24.50 66 2.45 161.7
Jumlah 31.90 981.35
Berdasarkan PT. Gracia Widyakarsa data sekunder dari pembebanan pada jembatan didapat sebagai berikut :
Gaya aksial = 23718,0 kN = 2418,56 ton Mx = 640,51 kN = 65,31 ton MY = 2257,37 kN = 230,19 ton
Ň = Σ 𝐿1 ∗ 𝑁/ Σ 𝐿1
= 981,35/31,9
= 30,76
Nilai NSPT disekitar dasar tiang (8*D diatas dasaar tiang sampai dengan 4*D dibawah dasar tiang) pada kedalaman 30 m.
𝑁𝑆�𝑇 rata − rata 8D diatas dasar tiang = (60 + 65) ∶ 2 = 62,50 𝑁𝑆�𝑇 rata − rata 4D dibawah dasar tiang = ( 64 + 66 ) ∶ 2 = 65,00 𝑁� = 62,50 + 65,00 = 63,75
4.4.1. Kapasitas Daya Dukung Tiang Tunggal dan Kelompok Berdasarkan Hasil Uji Meyerhof
Kapasitas nominal tiang pancang secara empiris dari nilai N hasil pengujian SPT menurut Meyerhof dinyatakan dengan rumus :
𝑄𝑢 = 40 . 𝑁� .
��
+ 𝐿�� ≤ �� . 400 . 𝑁�
Dari rumus persamaan diatas didapat kapasitas tiang pancang diameter 0,6 dimana :
1. Kapasitas dukung ujung tiang a. Luas penampang tiang pancang
��= π . �2 4
= 3,14 . 0,402 4
= 0,251 m2
b. Kapasitas daya dukung ujung tiang 𝑄� = 40. 𝑁�. ��. 𝐿� ≤ ��. 400. 𝑁�
�
30
= 40 . 63,75 .
0,4 .0,251 ≤ 0,251. 400. 63,75
= 48003,75 𝑘𝑁 ≤ 6400.50 𝑘𝑁
= 6400,50 𝑘𝑁
= 652,67 �𝑜�
2. Kapasitas dukung tahanan gesek a. Nilai SPT rata- rata sepanjang tiang
Ň = Σ 𝐿1 . N/Σ 𝐿1
981,35
= 31,9
= 30,76
b. Luas selimut tiang pancang As = π . �
= 3,14 . 0,40
= 1,256 m2 c. Tahanan gesek
𝑄� = ��`. 𝐿 . 𝑓𝑎𝑣
= 1,256 . 30 . 2 . 𝑁 𝑟𝑎�𝑎 − 𝑟𝑎�𝑎
= 1,256 . 30 . 2 . 30,76 𝑘𝑁
= 2318,0736 𝑘𝑁
= 236,38 �𝑜�
3. Kapasitas dukung ultimit tiang tunggal 𝑄𝑢 = 𝑄� + 𝑄�
= 652,67 + 236,38
= 889,05 �𝑜�
4. Kapasitas dukung ijin tiang
Berdasarkan surat edaran Direktur Jenderal Bina Marga nomor 06/SE/Db/2021 tentang panduan praktis perencanaan teknis jembatan tercantum konsensus komisi keamanan jembatan dan terowongan jalan (KKJTJ) yang menyebutkan bahwa faktor keamanan daya dukung pondasi untuk kondisi gempa dinominalkan dengan 1,67 dan untuk tanpa gempa dinominalkan 3.
a. Berat Tiang
𝑊� = �� . 𝐿 . 𝐵𝑒𝑟𝑎� 𝐽𝑒�𝑖� 𝐵𝑒�𝑜� 𝐵𝑒𝑟�𝑢𝑙𝑎��
= 0,251 . 30 . 2,4 �𝑜�/𝑚3
= 18,072 �𝑜�
b. Kapasitas dukung tiang tanpa gempa 𝑄𝑎𝑙𝑙 = 𝑄𝑢𝑙�
− 𝑊�
𝑆�
889,05
= 3 − 18,072
= 278,271 �𝑜�
c. Kapasitas dukung ijin tiang dengan gempa Angka aman SF = 1,67 𝑄𝑎𝑙𝑙 = 𝑄𝑢𝑙�
𝑆�− 𝑊�
889,05
= 1,67 − 18,072
= 514,293 �𝑜�
d. Jumlah tiang
� = � 𝑄𝑎𝑙𝑙 2418,56
= 278,271
= 8,691 → 9 𝑇𝑖𝑎��
e. Jarak antar tiang 𝑆 = 3 . �
= 3 . 0,40
= 1,2 𝑚
Susunan tiang dengan diameter 0,6 dapat dilihat pada Gambar 4.2.
Gambar 4. 2 Susunan Tiang Pancang Diameter 0,6 m
5. Efesiensi kelompok tiang
𝐸� = 1 − θ ( (� − 1)𝑚 + (𝑚 − 1)�
90°𝑚. � )
θ = �𝑎�−1�
= �𝑎�−10,40
= 18,434949
𝑆 1,20
Eg = 1 − 18.434949 ( (3 − 1)4 + (4 − 1)3
90°4.3 ) = 0.709820263 Dikarenakan nilai 𝑆 ≥ 3� 𝑚𝑎𝑘𝑎 �𝑖𝑙𝑎𝑖 𝐸� = 1
f. Kapasitas dukung tiang kelompok 𝑄� = � . 𝑄𝑎𝑙𝑙 . 𝐸�
= 9 . 278,271 . 1
= 2504,439 �𝑜� > 2418,56 �𝑜� 𝑚𝑎𝑘𝑎 �𝑀�𝑁
6. Daya dukung lateral
a. Modulus elastisitas tiang 𝐸� = 4700√𝑓′�
= 4700√20
= 21019,039 𝑀�𝑎
= 21019039 𝑘𝑁/𝑚2 b. Modulus young
𝐸� = 300 𝐾�⁄�𝑚2
= 30000 𝑘𝑁⁄𝑚2 c. Momen inersia
1 𝐼� =
64
= 1 64
. 𝜋. �4
. 𝜋. 0,44
= 0,001256 𝑚2 d. Kekakuan relatif
𝐸�. 𝐼�
𝐾𝑟 = 𝐸�. 𝐿4
𝐾𝑟 = 33167484 . 0,0063585 30000 . 304
= 8,67882498 . 10−6 ≤ 0,01 e. Koefesien tekanan tanah lateral
𝐾� = (𝐾� − 𝐾𝑎) . �𝑎𝑘�𝑜𝑟 𝐵𝑒��𝑢𝑘 𝑇𝑖𝑎�� �𝑎��𝑎��
= 𝑇𝑎�2 (45 + ∅
) − 𝑇𝑎�2 (45 − ∅ ) . 4,5
2 2
= 19,6785
�1,8
� = 0,6
= 3
f. Daya dukung lateral tiang tunggal 𝐻𝑢 = 0,125 . 𝛾�𝐿2𝐾�
= 0,125 . 19,10 . 0,62 . 19,6785
= 25370,506 𝑘𝑁
= 2587,07 �𝑜�
g. Daya dukung lateral tiang kelompok Faktor reduksi
Gambar 4. 3 Grafik Hasil Faktor Reduksi Didapat pada grafik hasil faktor reduksi yaitu 0,38
h. Daya dukung lateral kelompok 𝐻� = �𝑎𝑘�𝑜𝑟 𝑅𝑒�𝑢𝑘�𝑖 . � . 𝐻𝑢
= 0,38 . 11 . 25370,506
= 106048,715 𝑘𝑁
= 10813,96 �𝑜�
i. Daya dukung izin lateral 𝑆� = 2,5
𝐻�
𝐻𝑖𝑧𝑖� = 𝑆�
106048,715
= 2,5
= 42419,486 𝑘𝑁
= 4325,58 �𝑜�
Dari perhitungan diatas didapat 𝐻𝑢 < 𝐻𝑖𝑧𝑖� = 2587,07 �𝑜� <
4325,58 �𝑜� 𝑀𝑎𝑘𝑎 �𝑀�𝑁
4.5 Penurunan Tiang Berdasarkan Hasil Uji SPT Metode Meyerhof
Perhitungan penrunan tiang tunggal dan kelompok pada tiang dengan diameter 0,6 dengan jumlah tiang 11 adalah sebagai berikut.
4.5.1. Penurunan Tiang Tunggal dan Kelompok Berdasarkan Hasil Uji SPT Metode Meyerhof
1. Penurunan tiang tunggal (s)
a. P (Berat aksial) = 2418,58 ton b. Luas penampang
�� = 1
. 𝜋 . �2 4
= 1
. 3,14 . 0,62 4
= 0,282 𝑚2
c. Berat Pondasi
𝑊� = ��. 𝐵𝑒𝑟𝑎� 𝐽𝑒�𝑖� 𝐵𝑒�𝑜� 𝐵𝑒𝑟�𝑢𝑙𝑎��. � . 𝑙
= 0,282 . 2,4 . 11 . 30
= 223,819 �𝑜�
𝑄 = � + 𝐵𝑒𝑟𝑎� 𝑇𝑖𝑎��
= 2418,58 + 223,819
= 2642,399 �𝑜�
d. Modulus elastisitas tiang 𝐸� = 4700√𝑓′�
= 4700√49,80
= 33167,484 𝑀�𝑎
= 33167484 𝑘𝑁/𝑚2
� = � 100 +
𝑄. 𝐿
��. 𝐸�
0,6 2642,399 . 30
= 100 +
0,282 . 33167484
= 0,006 𝑚
= 6 𝑚𝑚
2. Penurunan tiang kelompok (Sg)
a. Penurunan tiang tunggal � = 6 𝑚𝑚 b. Jarak antar tiang
𝑆 = 3 . �
= 3 . 0,6
= 1,8 𝑚
𝐵� = 2 . 𝑆 + �
= 2 . 1,8 + 0,6
= 3,6 + 0,6
= 4,2 𝑚
c. Penurunan kelompok tiang 𝑆� = �√𝐵�
�
= 0,006√4,2
0,6
= 0,015 𝑚
= 15 𝑚𝑚
d. Penurunan yang diizinkan 𝐿
𝑆 𝑖𝑧𝑖� = 250
= 30 250
= 0,12 𝑚
= 120 𝑚𝑚 Dikarenakan :
𝑆� ≤ 𝑆𝑖𝑧𝑖� = 15 𝑚𝑚 ≤ 120 𝑚𝑚 𝑚𝑎𝑘𝑎 �𝑒�𝑢𝑟𝑢�𝑎� �𝑀�𝑁
3. Analisis Distribusi Beban ke Tiap Pancang
Berdasarkan analisis kelompok tiang pancang dengan diameter 0,6 m dengan jumlah tiang 11 buah. Perhitungan beban yang diterima oleh setiap tiang (P) pada kelompok tiang adalah sebagai berikut
�𝑖 =∑�
� +
𝑀𝑦. 𝑋𝑖
∑�2 + 𝑀�. 𝑌𝑖
∑𝑦2
Beban beban yang berada diatas kelompok tiang adalah sebagai berikut a. Beban aksial (P) = 2418,58 ton
b. Berat pile cap = 𝐵𝑒𝑟𝑎� 𝐽𝑒�𝑖� 𝐵𝑒�𝑜� . � . 𝐵. 𝐻
= 2,4 . 1 . 4,6 . 6,4
= 70,65 �𝑜�
c. Berat tiang = �� . 𝐵𝑒𝑟𝑎� 𝐽𝑒�𝑖� 𝐵𝑒�𝑜� . � . 𝐿 1
= 4 . 𝜋 . 0,6 . 2,4 .11. 30
= 373,221 �𝑜�
d. Berat total = � + 𝐵𝑒𝑟𝑎� �𝑖𝑙𝑒 𝐶𝑎� + 𝐵𝑒𝑟𝑎� 𝑇𝑖𝑎��
= 2418,58 + 70,65 + 373,221
= 2862,451 �𝑜�
Absis tiang terhadap pusat pile cap dapat dilihat pada Gambar 4.4.
Gambar 4. 4 Absis tiang terhadap pusat pile cap
∑�2 = (1,82)(1,82) = 6,48 𝑚
∑𝑦2 = (22)(22) = 8 𝑚 𝑀� = 640,51 𝑘𝑁 𝑀𝑦 = 2257,37 𝑘𝑁
�1 = ∑�
� +
𝑀𝑦. 𝑋𝑖
∑�2 + 𝑀�. 𝑌𝑖
∑𝑦2
�1 = 2862,451
11 + 2257,37 . 1,8
6,48 + 640,51 . 2 8
= 1047,39 𝑘𝑁
�2 = ∑�
� +
𝑀𝑦. 𝑋𝑖
∑�2 + 𝑀�. 𝑌𝑖
∑𝑦2
�2 = 2862,451
11 + 2257,37 . 1,8
6,48 + 640.51 . 2 8
= −526,951 𝑘𝑁
4. Analisis kekuatan tiang pancang
Tiang pancang dengan mutu beton f’c = 49,8 Mpa, diameter 0,6 m dan Panjang tiang 30 m maka kekuatan tiangnya dapat dihitung dengan rumus berikut
�
� = � < � 𝐼𝑧𝑖�
Dengan :
P = 1047,39 Kn = 106,8 ton (Beban maksimum yang diderita satu tiang)
� = 1
. 𝜋 . �2 4
� = 1
. 𝜋 . 0,62 4
� = 0,282 𝑚2
�
� = �
= 106,480,282
= 378,723 �𝑜�⁄𝑚2
�𝐼𝑧𝑖� = 𝐾 − 600
= 600 . 0,83
= 498 𝐾�/𝑚2
= 4980 �𝑜�/𝑚2
� = 378,723 < 4980 �𝑜�/𝑚2
Berdasarakan perhitungan diatas didapatkan nilai σ < σ izin maka tiang pancang tersebut aman digunakan.
Perhitungan suatu struktur bangunan pasti juga akan memperhitungkan struktur pondasi. Pondasi diperlukan sebagai penyalur beban ke tanah tanpa disertai penurunan beban yang lebih. Berikut hasil hasil perhitungan yang telah didapatkan seperti perhitungan daya dukung pondasi menggunakan metode meyerhof, daya dukung lateral tiang pancang tunggal dan kelompok serta perhitungan penurunan pondasi tiang tunggal dan kelompok secara manual maupun dengan program Plaxis
8.2. Berikut ini hasil perhitungan yang didapatkan.
4.5.2.1. Hasil Pembebanan
Sebelumnya didapat data pembebanan dari pihak konsultan pada proyek pembangunan jembatan di Daerah Irigasi Desa Bawah Layung Timur dengan hasil beban maksimum yang bekerja pada jembatan yaitu:
P beban aksial = 23718,0 kN M (Momen) X = 640,51 kN
Y = 2257,37 kN
4.5.2.2. Hasil Analisa Pondasi Tiang Pancang
Perhitungan daya dukung pondasi dan penurunan tiang pancang menggunakan metode meyerhof berdasarkan data SPT atau data boring dengan diameter 0,6 m dan panjang tiang pancang 30 m. hasil yang didapatkan sebagai berikut :
Qu = 775,48 ton Hu = 2587,07 ton Qall = 338,33 ton Hg = 10813,96 ton
Eg = 0.709820263 s = 6 mm
Qg = 2620,70 ton Sg = 15 mm
4.5.2.3. Hasil penurunan pondasi tiang pancang
Penurunan pondasi tiang pancang yang terjadi dipengaruhi oleh beban yang bekerja, banyaknya tiang, material tanah dan ukuran tiang.
Penurunan tiang pancang yang diperhitungkan dapat berbeda hasilnya karena parameter tanah yang digunakan. Berikut adalah hasih yang diperoleh dari perhitungan manual dan aplikasi Plaxis 8.2 dapat dilihat pada Tabel 4.9.
Tabel 4. 9 Hasil Perhitungan Manual dan Plaxis 8.2
PENURUNAN MANUAL PLAXIS 8.2
TUNGGAL 0,006 m 0,00972 m
KELOMPOK 0,015 m 0,00984 m
5.1. Kesimpulan
Menurut pada bab sebelumnya, telah disimpulkan hasil analisis dari proyek pembangunan jembatan Desa Bawah Layung sebagai berikut :
1. Hasil dari P dibagi dengan Qizin mendapat 11 jumlah tiang pancang dalam satu kelompok. Kemudian di peroleh kapasitas daya dukung tiang tunggal (Qu) yaitu 775,48 ton dan kapasitas daya dukung tiang kelompok (Qg) sebesar 2620,07 ton dengan metode Meyerhof.
2. Besar nilai penurunan yang didapat dengan menggunakan metode Meyerhof untuk tiang tunggal (s) = 6 mm dan untuk tiang kelompok (Sg) = 15 mm berada di bawah batas penurunan izin sebesar 105 mm.
3. Hasil penurunan dengan perhitungan manual menggunakan metode Meyerhof untuk tiang tunggal (s) = 6 mm dan penurunan tiang kelompok (Sg) = 15 mm.
Sedangkan penurunan mnggunakan aplikasi Plaxis 8.2 pada tiang tunggal = 9,72 mm dan pada tiang kelompok = 9,84 mm. Jadi dapat dikatakan AMAN dikarenakan angka S dan Sg < Sizin = 120 mm
5.2. Saran
Dari hasil Analisa pengerjaan tugas akhir yang berjudul “Analisis Kapasitas Daya Dukung dan Penurunan Struktur Pondasi pada Proyek Jembatan Desa Bawah Layung” perlu dianalisa lebih lanjut dengan saran sebagai berikut ;
1. Dapat menambah variasi seperti diameter untuk perhitunan dan dapat menghitung di titik bore hole lainnya atau dengan menggunakan data sondir (CPT)
2. Bisa membandingkan hasil perhitungan analisa tiang pancang dengan menggunakan program aplikasi selain Plaxis 8.2 yaitu dengan program Allpile, Geo5, dan Geostudio.
63
Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Nongedung. Badan Standardisasi Nasional. Jakarta.
Badan Standardisasi Nasional. (2020). SNI 1727:2020 Beban Desain Minimum dan Kriteria Terkait untuk Bangunan Gedung Dan Struktur Lain. Badan Standardisasi Nasional. Jakarta.
Bowles, J. (1997). Analisis dan Desain Pondasi. Edisi Ke-4 Jilid 1. Erlangga. Jakarta.
Boycke Marbun 2009, Analisa Penurunan Elastis Pondasi Tiang Pancang (Proyek Pembangunan Rusunawa Medan Area). Tugas Akhir. Jurusan Teknik Sipil, Falkutas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Chairullah, B. (2016). Analisa Daya Dukung Pondasi Dengan Metoda SPT, CPT, dan Meyerhof pada Lokasi Rencana Konstruksi PLTU Nagan Raya Provinsi Aceh. Teras Jurnal: Jurnal Teknik Sipil, 3(1).
Dirgananta, M. Fahri. (2018). Perencanaan Ulang Pondasi Tiang Pancang dengan Variasi Diameter Menggunakan Metode Meyerhof, Aoki & De Alencar, dan Luciano Decourt. Tugas Akhir. Universitas Islam Indonesia.
Hardiyatmo, H.C. (2010). Mekanika Tanah 2. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Hardiyatmo, H.C. (2015). Analisis Dan Perancangan Fondasi II. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Hasrullah, H., Iswandi, S., & Novianto, D. (2021). Analisis Daya Dukung dan Penurunan Tiang Pancang Menggunakan Data PDA Test dan Program Plaxis pada Pembangunan Gedung Laboratorium dan Kuliah Terpadu Universitas Borneo Tarakan. Jurnal Qua Teknika, 11(2), 90-102.
Kadarusman, A. N. (2021). Analisis Kapasitas Dukung Metode Meyerhof dan Penurunan Pondasi Tiang Pancang Terhadap Variasi Dimensi (Analysis Of The Bearing Capacity Of The Meyerhof Method And Settlement Of Pile Foundations On Dimensional Variations)(Studi Kasus Proyek Pembangunan Gedung
64
Fakultas Vokasi (Tilc)(Universitas Gadjah Mada) (Doctoral Dissertation, Universitas Islam Indonesia).
Kadir, A. (2006). Transportasi: Peran dan Dampaknya Dalam Pertumbuhan Ekonomi Nasional. Jurnal Perencanaan dan Pengembangan Wilayah Wahana Hijau, 1(3), 121-131.
Listyono, P. P. U., Suwarno, S., & Sari, P. T. K. K. (2017). Perencanaan Pondasi Jembatan dan Perbaikan Tanah Untuk Oprit Jembatan Overpass Mungkung di Jalan Tol Solo-Ngawi-Kertosono Sta 150+ 331. Jurnal Teknik ITS, 6(1), D12- D18.
Meyerhof, G.G. 1965. Shallow Foundation Journal of The Soil Mechanics and Foundations Division. Asce. Vol 91. No.SM2. PP 21-31.
Mukarom, S. U. A. (2020). Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang pada Struktur Kaki Seribu (Pile Slab)(Studi Kasus Jalan Pendekat Jembatan (Oprit) Jembatan Seturi Kab. Batang) (Doctoral Dissertation, Universitas Islam Sultan Agung Semarang).
Muthmainnah, M. (2021). Analisis Kapasitas Dukung dan Penurunan Pondasi Tiang Pancang dengan Variasi Dimensi.
Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Nomor 10 Tahun 2022 Tentang Penyelenggaraan Keamanan Jembatan dan Terowongan Jalan.
Safitri, A. M. (2021). Studi Perencanaan Alternatif Jembatan Bongkot dengan Menggunakan Struktur Rangka Baja Tipe Warren Truss di Kabupaten Jombang.
Surat Edaran Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Nomor 07/Se/M/2017 Tahun 2017 Tentang Petunjuk Pelaksanaan Perjalanan Dinas Jabatan Dalam Negeri di Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat
Sari, A. P., & Aini, A. M. (2022). Analisa Daya Dukung Dan Penurunan Pondasi Tiang Pancang Dengan Metode Meyerhof, Aoki & De Alencar dan Program Plaxis 8.2 (Studi Kasus Gedung Parkir RS. Roemani Semarang) (Doctoral Dissertation, Universitas Islam Sultan Agung).
Struyk, H.J. Dan Veen D.V. (1984). Jembatan. Jakarta: Pradya Paramita.
Yuliawan, E., & Rahayu, T. (2018). Analisis Daya Dukung dan Penurunan Pondasi Tiang Berdasarkan Pengujian SPT dan Cyclic Load Test. Konstruksia, 9(2), 1-13.
Vesic, A.S. 1977. Design of Pile Foundations. Nchrp Synthesis of Practice No.42.
Washington D.C : Transportation Research Board, 68.
