Penulis ingin mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah penulis selesaikan Proposal Tugas Akhir yang berjudul Analisis Daya Dukung dan Subsiden Pondasi Tiang Variasi Dimensi. Peneliti ingin mendesain ulang pondasi tiang pancang yang dibor di lapangan dengan menggunakan jenis pondasi tiang pancang. Hal ini bertujuan untuk mengetahui daya dukung dan penempatan tiang pancang dalam menopang struktur di atasnya.
Metode statis digunakan untuk menghitung daya dukung tiang pancang, berdasarkan data laboratorium dan data N-SPT.
PENDAHULUAN
- Latar Belakang
- Rumusan Masalah
- Tujuan Penelitian
- Batasan Penelitian
- Manfaat Penelitian
Berapa daya dukung desain pondasi tiang pancang alternatif untuk Proyek Pembangunan DLC Fakultas Kedokteran Gigi UGM? Mengetahui kapasitas dukung beban alternatif desain pondasi tiang pancang pada Proyek Pembangunan DLC Fakultas Kedokteran Gigi UGM. Mengetahui penurunan desain pondasi tiang pancang alternatif pada proyek pembangunan DLC Fakultas Kedokteran Gigi UGM.
Mengetahui perbandingan daya dukung dan penurunan pondasi lapangan (bored pile) dengan perencanaan pondasi tiang pancang.
TINJAUAN PUSTAKA
- Umum
- Analisis Kapasitas Dukung dan Penurunan Tiang Pancang dengan Metode Statis
- Analisis Kapasitas Dukung dan Penurunan Tiang Pancang dengan Metode Mayerhoff dan Janbu
- Analisis Kapasitas Dukung dan Penurunan Pondasi Tiang Pancang dengan Metode Mayerhoff dan Elemen Hingga
- Analisis Kapasitas Dukung dan Penurunan Pondasi Tiang Pancang dengan Metode Mayerhoff, Aoki De Alencar, dan Luciano Decourt
- Perbedaan dengan Penelitian yang Pernah Ada
Dirgananta (2018) melakukan penelitian mengenai perbandingan daya dukung dan penurunan pondasi tiang pancang dengan pondasi tiang bor. Kajian daya dukung pondasi tiang pancang pada timbunan dengan timbunan menggunakan metode elemen hingga dan metode Mayerhoff. Mengetahui pengaruh diameter, panjang dan bentuk tiang pancang terhadap daya dukung dan penempatan pondasi tiang pancang.
Cari tahu daya dukung dan penurunan pondasi tiang pancang kemudian bandingkan dengan kondisi eksisting berupa pondasi tiang bor.
LANDASAN TEORI
Tanah
Investigasi tanah lapangan (field test) yang umum dilakukan di Indonesia adalah Probe Test atau Cone Penetration Test (CPT) dan Standard Penetration Test (SPT). Pondasi tiang pancang merupakan jenis pondasi yang digunakan untuk menerima dan menyalurkan beban-beban dari struktur diatasnya ke dalam tanah pada kedalaman tertentu. Penggunaan tiang pancang untuk suatu bangunan apabila tanah pondasi tidak mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul beban bangunan di atasnya atau tanah keras yang mempunyai daya dukung yang cukup terletak pada kedalaman yang sangat dalam.
Apabila dipasang dengan drop hammer, tiang dipukul dengan drop hammer sehingga menempel pada tanah pada titik yang telah ditentukan.
Kapasitas Dukung Pondasi Tiang Pancang
Rumus yang digunakan untuk menentukan tahanan gesek (𝑄𝑠) untuk jenis tanah berpasir dapat dilihat pada Persamaan 3.4 dan 3.5. Rumus penentuan nilai kapasitas akhir tiang pancang tunggal berdasarkan data laboratorium untuk tanah berpasir dapat dilihat pada persamaan 3.7, 3.8 dan 3.9. Nilai N-SPT yang digunakan dalam menghitung daya dukung ujung tiang dapat dilihat pada Gambar 3.4 berikut.
Untuk menentukan nilai kapasitas ultimit tiang tunggal berdasarkan hasil pengujian SPT menggunakan Persamaan 3.14 dan 3.15.
Penurunan Pondasi Tiang Pancang
Nilai efisiensi sebesar 1 (Eg = 1) dapat diambil untuk pondasi tiang pancang untuk ketahanan gesek dan ketahanan ujung dengan nilai S ≥ 3D. Penurunan pondasi tiang tunggal pada tanah berpasir dapat dihitung dengan menggunakan 2 metode yaitu metode empiris dan metode poliempiris. 𝐶𝑃 : koefisien empiris (lihat Tabel 3.2) 𝑄𝑃 : ketahanan dukung ujung tiang 𝑞𝑃 : daya dukung ultimit ujung tiang D : diameter tiang.
Faktor-faktor ini termasuk ketinggian, jenis, kekakuan dan fungsi bangunan, serta saiz dan kadar penurunan. Jika penurunan adalah perlahan, sesuatu struktur lebih berkemungkinan dapat menyesuaikan diri dengan penurunan yang berlaku tanpa kerosakan struktur akibat rayapan. Menurut Reese & Wright (1997), persamaan pengurangan selamat ialah STotal ≤ SIzin, seperti ditunjukkan dalam persamaan 3.33 di bawah.
SAP (Structural Analysis Programs) adalah program komputer yang digunakan untuk menganalisis gaya-gaya yang bekerja pada suatu struktur struktur. Program ini merupakan hasil penelitian dan pengembangan tim dari University of California selama lebih dari 25 tahun. Program SAP2000 dapat digunakan untuk analisis dan perancangan struktur dengan menggunakan konsep metode elemen hingga yang didukung dengan analisis statis, dinamis, linier, dan non linier.
Fasilitas desain disediakan untuk struktur beton dan baja dengan menggunakan peraturan perencanaan dari Amerika, Eropa dan negara lainnya. Ada banyak jenis struktur yang dapat dianalisis dengan program ini, antara lain: struktur rangka beton bertulang, struktur rangka baja, dan struktur jembatan. Keluaran dari program ini adalah dapat mengetahui gaya geser, momen lentur, momen puntir dan simpangan.
Tahap pertama yang dilakukan saat menjalankan program SAP2000 adalah pemodelan struktural yang merepresentasikan perilaku struktur yang dianalisis. Hasil dari program ini akan diperoleh gaya-gaya dalam akibat gabungan beban-beban yang selanjutnya digunakan dalam analisis daya dukung pondasi tiang pancang.
METODE PENELITIAN
- Metode Penelitian
- Studi Pustaka
- Pengumpulan Data
- Analisis Pembebanan
- Analisis Pondasi Tiang Pancang
- Bagan Alir
Program ini akan menghasilkan data berupa gaya-gaya yang bekerja pada kolom antara lain gaya aksial, gaya geser dan momen yang akan digunakan untuk analisa selanjutnya. Flowchart merupakan diagram yang dapat memberikan solusi langkah demi langkah penyelesaian masalah dalam proses penelitian. Diagram alir analisis struktur dengan menggunakan program SAP2000 dan metode penelitian ditunjukkan pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2 berikut ini.
ANALISIS PONDASI TIANG PANCANG
Data Gedung DLC Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Gadjah Mada Gedung Dental Learning Center (DLC) Fakultas Kedokteran Gigi Universitas
Data proyek pembangunan gedung Dental Learning Center (DLC) Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Gadjah Mada adalah sebagai berikut. Bahan-bahan yang digunakan dalam pembangunan gedung Dental Learning Center (DLC) Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Gadjah Mada adalah sebagai berikut. Denah gedung Dental Learning Center (DLC) Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Gadjah Mada dapat dilihat pada Gambar 5.2 dan Gambar 5.3 berikut ini.
Penulis akan merancang substruktur bangunan dengan pondasi tiang pancang kemudian menghitung daya dukung pondasi tersebut. Kolom membangun komponen struktur yang tugas pokoknya menyokong beban aksial tekan vertikal dengan tinggi bagian tidak ditopang minimal tiga kali lebih kecil dari dimensi lateralnya (SK SNI T. Proyek pembangunan gedung DLC direncanakan menggunakan kolom beton bertulang persegi dengan f'c mutu beton 30 Mpa.
Pelat merupakan bagian dari struktur atas suatu bangunan yang fungsinya untuk memikul beban vertikal yang sisi-sisinya ditopang oleh balok.
Pembebanan Struktur
Pembebanan bangunan harus memperhitungkan beban mati, beban hidup, dan beban gempa agar bangunan dapat dikatakan aman dan stabil. Beban hidup yang digunakan berdasarkan SNI juncto Tata Cara Perencanaan Tahan Gempa Rumah dan Bangunan, disesuaikan dengan fungsi bangunan dan ruangan. Nilai koefisien pendekatan Ct dan x dapat dilihat pada tabel, sehingga persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut.
Parameter percepatan respon spektral MCE dari peta gempa pada periode 1 detik, redaman 5 persen (𝑆1) dapat dilihat pada Bagian 6.1.1. Berdasarkan uraian item diatas maka hasil yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 5.3 sampai dengan Tabel 5.4 dan kurva respon spektrum dapat dilihat pada Gambar 5.6. Nilai beban gempa dinamis suatu struktur bangunan terhadap beban gempa nominal akibat dampak gempa rencana dalam arah tertentu harus memenuhi persyaratan yang ditentukan.
Jika nilai gempa dinamis lebih kecil dari 85% nilai gempa statis maka harus dikalikan dengan faktor skala yang dapat dilihat pada persamaan berikut. Analisis perhitungan pada gedung bertingkat 3 dimensi yang dilakukan dengan program SAP2000 harus terlebih dahulu menghitung beban tetap dan beban gempa pada gedung tersebut. Pemodelan 3 dimensi struktur gedung DLC Fakultas Kedokteran Gigi UGM dapat dilihat pada Gambar 5.7 dan Gambar 5.8 berikut.
Masuknya beban gempa terjadi dalam dua arah, yaitu arah horizontal (sumbu x) dan arah vertikal (sumbu y). Semakin tinggi lantai maka semakin besar beban gempa masing-masing portal, baik secara horizontal maupun vertikal.
Data Karakteristik Tanah
Gaya maksimum pada kolom dasar digunakan sebagai beban rencana dalam analisis tiang.
Desain Pondasi Tiang Pancang
Pada metode perhitungan ini komposisi lapisan tanah dapat dilihat pada Gambar 5.10 dan dihitung sebagai berikut. Perhitungan daya dukung tanah pondasi tiang bor dihitung berdasarkan nilai NSPT dengan diameter tiang 0,8 meter dan kedalaman tiang 15 meter. Perhitungan penempatan tiang tunggal dan kelompok pada tiang berdiameter 0,5 m dengan jumlah 5 tiang adalah sebagai berikut.
Perhitungan pemasangan tiang tunggal dan kelompok pada tiang diameter 0,5 m dengan jumlah tiang 3 adalah sebagai berikut. Perhitungan pemasangan tiang tunggal dan kelompok pada tiang pancang diameter 0,6 m dengan jumlah tiang 4 tiang adalah sebagai berikut. Perhitungan pemasangan tiang tunggal dan kelompok pada tiang pancang diameter 0,6 m dengan jumlah tiang 2 adalah sebagai berikut.
Perhitungan pemasangan tiang tunggal dan kelompok pada tiang pancang diameter 0,7 m dengan jumlah 3 tiang adalah sebagai berikut. Perhitungan pemasangan tiang tunggal dan kelompok pada tiang pancang diameter 0,7 m dengan jumlah tiang 2 adalah sebagai berikut. Perhitungan pemasangan tiang pancang tunggal dan kelompok pada tiang pancang diameter 0,8 m dengan jumlah tiang 5 tiang adalah sebagai berikut.
Perhitungan penurunan tiang tunggal dan kelompok pada tiang pancang diameter 0,8 m dengan jumlah 2 tiang adalah sebagai berikut. Tiang pancang dengan mutu beton f'c = 30 Mpa, diameter 0,7 dan panjang tiang 15 m, kekuatan tiang dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut.
Pembahasan
Daya dukung pondasi tiang pancang yang dihitung pada penelitian ini menggunakan diameter tiang 0,5 m, 0,6 m, 0,7 m dan 0,8 m dengan kedalaman tiang 15 m. Analisis daya dukung tiang pancang menggunakan 2 metode yaitu berdasarkan data laboratorium dan data uji SPT. Rekapitulasi hasil analisis daya dukung eksisting dan tiang pancang dapat dilihat pada Tabel 5.10 dan Gambar 5.37 di bawah ini.
Hasil analisa daya dukung ultimit tiang pancang dari data N-SPT lebih besar dibandingkan analisa menggunakan data laboratorium. Berdasarkan analisis daya dukung pondasi tunggal, jumlah tiang pancang diubah sehingga diperoleh nilai daya dukung kelompok. Rangkuman hasil analisis daya dukung pondasi tiang pancang set dapat dilihat pada Tabel 5.11 dan Gambar 5.38 di bawah ini.
Hasil analisa daya dukung kelompok tiang berdasarkan data laboratorium lebih sedikit dibandingkan dengan analisa menggunakan data N-SPT, hal ini menunjukkan bahwa diperlukan data lain berupa data uji lapangan agar dilakukan perhitungan daya dukung kelompok tiang. yayasan bisa lebih akurat. Hasil rekapitulasi analisis penurunan tiang tunggal dan kelompok tiang dapat dilihat pada Tabel 5.12 berikut. Dilihat dari hasil penurunan yang terjadi, nilai hasil analisis penurunan dengan data N-SPT lebih kecil dibandingkan dengan data laboratorium karena jumlah tiang pancang yang digunakan lebih sedikit.
Selain itu juga terlihat bahwa semakin besar diameter tiang maka penurunan yang terjadi semakin kecil. Dari sini dapat disimpulkan bahwa pondasi tiang pancang dengan diameter 0,8 m dan jumlah tiang 2 tiang aman digunakan untuk fasilitas DLC Fakultas Kedokteran Gigi UGM.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
Analisis pengaruh diameter, panjang dan pembentukan tiang terhadap daya dukung dan penurunan pondasi tiang pancang. Pasir; abu-abu tua, pelapukan sedang, butiran bulat – subbulat, ukuran butiran halus hingga sedang, kepadatan sedang – sangat padat. Pasir; abu-abu tua, pelapukan sedang, butiran bulat – subbulat, ukuran butiran halus sampai sedang, sangat padat (very solid).
Sumber: Laporan Investigasi Tanah Proyek JICA Universitas Gadjah Mada) Tabel L-1.13 Hasil investigasi laboratorium pada titik pengeboran BH – 06 Kedalaman ɣd ɣ Wn ϕ Jumlah pori Korelasi porositas. Sumber: Laporan Investigasi Tanah Proyek JICA Universitas Gadjah Mada) Tabel L-1.14 Data Hasil Pengujian Uji Penetrasi Standar (SPT). Lanjutan Tabel L-1.14 Data Hasil Uji Uji Penetrasi Standar (SPT). Sumber: Laporan Investigasi Tanah Proyek JICA Universitas Gadjah Mada).
