Penurunan elastis tiang kelompok Data Umum Proyek Metode Pengumpulan Data

Universitas Sumatera Utara Cara pengambilan grafik data kalendering hasil pemancangan tiang adalah : 1. Kertas grafik ditempelkan pada dinding tiang pemancang sebelum tiang tertanam keseluruhan dan proses pemancangan belum selesai. 2. Kemudian alat tulis diletakkan diatas sokongan kayu dengan tujuan agar alat tulis tidak bergerak pada saat penggambaran grafik penurunan tiang ke kertas grafik ketika berlangsung pemancangan tiang. 3. Pengambilan data ini diambil pada saat kira-kira penurunan tiang pancang mulai stabil. 4. Hasil kalendering pemancangan tiang yang diambil pada 10 pukulan terakhir, kemudian dirata-ratakan sehingga diperoleh penetrasi titik per pukulan s.

2.15 Penurunan elastis tiang kelompok

Pada perhitungan pondasi tiang, kapasitas ijin tiang sering lebih didasarkan pada persyaratan penurunan. Jika lapisan tanah mengalami pembebanan maka lapisan tanah akan mengalami penurunan settlement. Penurunan terjadi dalam tanah ini disebabkan oleh berubahnya susunan tanah maupun oleh pengurangan rongga pori atau air di dalam tanah tersebut. Penurunan tiang pancang kelompok merupakan jumlah dari penurunan elastis dan penurunan konsolidasi. Penurunan elastis tiang adalah penurunan yang terjadi dalam waktu dekat atau dengan segera setelah penerapan beban elastic settlement atau immediate settlement . Penurunan tiang kelompok Meyerhoff, 1976 dapat dihitung sebagai berikut : S = 2.23 Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Dimana : q = Lg = Panjang tiang grup Bg = lebar tiang grup I = faktor pengaruh = 1 − ≥ 0,5

2.16 Kapasitas daya dukung horizontal

Pondasi tiang terkadang harus menahan beban lateral horizontal, antara lain yang antara lain beban angin, beban gempa, dan beban lainnya. Beban-beban tersebut akan bekerja pada ujung atas kepala tiang. Hal ini akan menyebabkan kepala tiang terdeformasi lateral. Hal ini akan menimbulkan gaya geser pada tiang dan tiang akan melentur sehingga timbul momen lentur Gambar 2.29. Gaya geser yang dipikul tiang harus mampu didukung oleh tampang tiang sesuai dengan bahan yang dipakai. Besarnya gaya geser dapat dianggap terbagi rata ke seluruh tiang. Selain kapasitas dukung tiang perlu juga ditinjau terhadap kapasitas dukung tanah di sekitarnya. Keruntuhan yang mungkin terjadi karena keruntuhan tiang, dan dapat pula karena keruntuhan tanah di sekitarnya. Selain gaya geser, akibat beban lateral akan menimbulkan momen lentur pada tiang. Akibat beban lentur ini akan menyebabkan tiang mendesak tanah di sampingnya. Jika tanah cukup keras maka keruntuhan akan terjadi pada tiang karena kapasitas lentur tiang terlampaui. Sedangkan jika tiang cukup kaku pendek maka keruntuhan yang akan terjadi akibat terlampauinya kapasitas dukung tanah. Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Gambar 2.28 Skema deformasi tiang akibat beban lateral

2.16.1 Tahanan beban lateral ultimit

Menentukan tiang berperilaku seperti tiang panjang atau tiang pendek perlu diketahui faktor kekakuan tiang. Faktor kekakuan tiang dapat diketahui dengan menghitung faktor-faktor kekakuan R dan T. Faktor-faktor tersebut dipengaruhi oleh kekakuan tiang EI dan kompresibilitas tanah yang dinyatakan dalam modulus tanah K yang tidak konstan untuk sembarang tanah, tapi tergantung pada lebar dan kedalaman tanah yang dibebani. Faktor kekakuan untuk modulus tanah lempung R dinyatakan oleh Persamaan 2.24 : R = 2.24 Dimana : K = k h . d = k 1 1,5 = Modulus tanah k 1 = Modulus reaksi subgrade dari Terzaghi E = Modulus elastis tiang I = Momen inersia tiang d = Lebar atau diameter tiang Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Nilai-nilai k 1 yang disarankan oleh Terzaghi 1955, ditunjukkan dalam Tabel 2.7. Pada kebanyakan lempung terkonsolidasi normal normally consolidated dan tanah granuler, modulus tanah dapat dianggap bertambah secara linier dengan kedalamannya. Faktor kekakuan untuk modulus tanah granuler dinyatakan oleh Persamaan 2.25 : T = EI n 2.25 Koefisien variasi modulus n h diperoleh Terzaghi secara langsung uji beban tiang dalam tanah pasir yang terendam air. Nilai-nilai n h yang disarankan oleh Terzaghi ditunjukkan dalam Tabel 2.7 .Dalam tabel tersebut dicantumkan juga nilai-nilai n h yang disarankan oleh Reese dkk 1956. Nilai-nilai nh yang lain, ditunjukkan dalam Tabel 2.8 .Dari nilai-nilai faktor kekakuan R dan T yang telah dihitung, Tomlinson 1977 mengusulkan kriteria tiang kaku atau disebut tiang pendek tiang kaku dan tiang panjang tiang tidak kaku yang dikaitkan dengan panjang tiang yang tertanam dalam tanah L. Tabel 2.7 Hubungan modulus subgrade k 1 dengan kuat geser undrained untuk lempung Terzaghi, 1955 Konsistensi Kaku Sangat kaku Keras Kohesi undrained Cu kNm 2 kgcm 2 100 – 200 200 – 400 400 1 – 2 2 – 4 4 k 1 MNm 3 kgcm 3 1,8 – 36 36 – 72 72 1,8 – 3,6 3,6 – 7,2 7,2 k 1 direkomendasikan MNm 3 kgm 3 27 54 108 2,7 5,4 10,8 Sumber : Tomlinson, Pile Design and Construction Pratice, 1977 Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Tabel 2.8 Nilai – nilai n h untuk tanah granuler c = 0 Kepadatan relatif Dr Tidak padat Sedang Padat Interval nilai A 100 – 300 300 – 1000 1000 – 2000 Nilai A dipakai 200 600 1500 n h pasir keringlembab Terzaghi kNm3 2425 7275 1500 n h pasir terendam air kNm3 Terzaghi Reese dkk 1386 5300 4850 16300 11779 34000 Sumber : Tomlinson, Pile Design and Construction Pratice, 1977 Tabel 2.9 Nilai – nilai n h untuk tanah kohesif Poulos dan Davis, 1980 Tanah n h kNm 3 Referensi Lempung terkonsolidasi Normal lunak 166 – 3518 277 – 554 Reese dan Matlock 1956 Davisson – Prakash 1963 Lempung terkonsolidasi Normal organik 111 – 277 111 – 831 Peck – Davissonn 1962 Davisson 1970 Gambut 55 27,7 – 111 Davisson 1970 Wilson dan Hilts 1967 Loess 8033 - 11080 Bowles 1968 Sumber : Tomlinson, Pile Design and Construction Pratice, 1977

2.16.2 Tiang ujung jepit dan ujung bebas

Dalam analisis gaya lateral, tiang-tiang perlu dibedakan menurut model ikatannya dengan pelat penutup tiang. Model ikatan tersebut sangat mempengaruhi kelakuan tiang dalam mendukung beban lateral. Sehubungan dengan hal tersebut, tiang-tiang dibedakan menurut 2 tipe, yaitu : 1. Tiang ujung jepit fixed end pile 2. Tiang ujung bebas free end pile Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Tiang ujung jepit didefinisikan sebagai tiang yang ujung atasnya terjepit tertanam dalam pelat penutup kepala tiang. Tiang ujung bebas didefinisikan sebagai tiang yang bagian atasnya tidak terjepit ke dalam pelat penutup kepala tiang .

2.16.3 Tiang pendek dan tiang panjang untuk tanah non-kohesif

1. Tiang pendek tiang kaku Hitungan kapasitas lateral tiang ujung jepit Hu dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut : Hu = 1,5. B . γ . L . K 2.26 Mmax = B . γ . L . K 2.27 Dimana : B = Diameter tiang m ᵧ = Berat isi tanah kNm3 L = Panjang tiang m Kp = Koefisien tanah pasif Gambar 2.29 Tiang pendek dalam tanah non-kohesif Sumber : Tomlinson, 1977 Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Kapasitas lateral tiang Hu juga dapat diperoleh secara grafis . Hu diperoleh dari Gambar 2.31 .Nilai Hu yang diperoleh dari grafik tersebut harus mendekati nilai Hu yang dihitung secara manual pada Persamaan 2.26 Dan Persamaan 2.27 Gambar 2.30 Tahanan lateral ultimit dalam tanah non-kohesif Sumber : Tomlinson, 1977 2. Tiang panjang tiang tidak kaku Hitungan kapasitas lateral tiang ujung jepit Hu dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut : Hu = , . . 2.28 Mmax = B . γ . L . K 2.29 Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Dimana : B = Diameter tiang m ᵧ = Berat isi tanah kNm3 L = Panjang tiang m Kp = Koefisien tanah pasif a Free head b Fixed head Gambar 2.31 Tiang panjang tidak kaku dalam tanah non-kohesif Sumber : Tomlinson, 1977 Kapasitas lateral tiang Hu juga dapat diperoleh secara grafis . Hu diperoleh dari Gambar 2.33. Nilai Hu yang diperoleh dari grafik tersebut harus mendekati nilai Hu yang dihitung secara manual pada Persamaan 2.28 Dan Persamaan 2.29 Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Gambar 2.32 Tahanan lateral ultimit dalam tanah non-kohesif Sumber : Tomlinson, 1977

2.17 Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang dari Data

Pile Driving Analizer PDA Tujuan pengujian dinamis ini adalah untuk mengetahui besarnya daya dukung ultimate tiang pancang tunggal yang dilakukan di lapangan dengan berbagai dimensi dan karakteristik tiang yang telah ditentukan melalui perencanaan sebelumnya, baik untuk pemilihan tiang maupun lokasinya. Beban dinamik akibat tumbukan dari drop hammer pada kepala tiang, akan menimbulkan regangan pada tiang dan pergerakan relatif yang terjadi antara tiang dan tanah sekitarnya menimbulkan gelombang akibat perlawanan atau reaksi tanah. Semakin besar kekuatan tanah, semakin kuat gelombang perlawanan yang timbul. Gelombang aksi maupun reaksi akibat perlawanan tanah akan direkam, dari hasil rekaman, karakteristik Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara gelombang–gelombang ini dianalisa untuk menentukan daya dukung statik tiang diuji berdasarkan Case Method. Saat ini pengujian PDA banyak dilakukan untuk pondasi tiang pancang precast piles, steel piles, spun piles , menggunakan palu dari alat pancangnya sendiri, sehingga sangat praktis dan ekonomis pengerjaannya. Pengujian PDA untuk tiang berdiameter besar dan daya dukung besar sangat menguntungkan, karena proses pengujian sangat singkat dari persiapan sampai selesai hanya berlangsung selama 1-3 jam.

2.17.1 Instumentasi PDA

a. Strain Transducer dan Accelerometer Untuk mengukur regangan dan percepatan selama perambatan gelombang akibat tumbukan yang diberikan pada tiang, Strain Transducer dan Accelerometer dipasang pada bagian atas tiang dengan jarak lebih besar dari 1,5W-2W dari ujung atas tiang, dimana W adalah lebar penampang tiang, untuk mendapatkan hasil rekaman yang baik. Strain Transducer dan Accelerometer dipasang sebanyak masing-masing 2 buah di kedua sisi tiang untuk mencegah instrumen tidak berfungsi pada saat penumbukan. b. Komputer laptop PDA Hasil pengukuran direkam dengan alat komputer PDA tipe PAK dari GRL USA di lapangan dan analisa dengan Case Method CAPWAP berdasarkan teori gelombang satu dimensi. Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara 2.17.2 Pemasangan instumen PDA Sesuai ketentuan ASTM D 4945-08 maka pemasangan Instrumen Strain Transducer harus dilakukan sedemikian rupa untuk menghindari pengaruh selama penumbukan. Pemasangan tiang pancang diameter 50 cm diletakkan pada titik sejauh sekitar 100 cm dari kepala tiang.

2.17.3 Pekerjaan persiapan

Sebelum pengujian dinamis dilaksanakan, dilakukan pekerjaan persiapan untuk PDA yaitu pengeboran lubang pada tiang pancang untuk pemasangan Strain Transducer dan Accelerometer PDA.

2.17.4 Pelaksanaan pengujian PDA

Tiang pancang yang akan diuji PDA diberi beberapa kali tumbukan, dimana penumbukan dihentikan jika telah diperoleh mutu rekaman pada komputer yang cukup baik dan energi tumbukan yang relatif cukup tinggi. Kualitas rekaman yang baik yang diperoleh dari pengujian PDA tergantung pada beberapa faktor antara lain pemasangan instrumen terpasang cukup kuat pada tiang beton, sistem eletronik komputer, dan efisiensi hammer yang digunakan. Pada saat pengujian perlu dilakukan pengecekan atau pengencangan baut- baut instrumen Strain Transducer dan Accelerometer. Hasil uji dinamis PDA dianalisis lebih lanjut dengan program CAPWAP, didapat perbandingan kekuatan daya dukung tiang pancang di lapangan termasuk distribusi kekuatan friksi tanah di setiap lapisan tanah, tahanan ujung, tegangan tiang, dan lainnya. Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Data Umum Proyek

Data umum dari Proyek Pembangunan Gereja GBI Bethel Medan - Sumatera Utara adalah sebagai berikut: 1. Nama Proyek : Pembangunan GBI Bethel Medan 2. Pemilik Proyek : GBI 3. Lokasi Proyek : Jalan Jamin Ginting Simpang Selayang, Medan 4. Sumber Dana : GBI 5. Kontraktor Utama : PT Dinamika Furindo Nusantara 6. Konsultan : PT. PERCA Nusa Wahana Consultant 7. Nama Pemberi Tugas : PT. Ekamitra Talentama 8. Waktu Pelaksanaan : 300 hari kalender 9. Peta Lokasi : Dapat dilihat pada Gambar 3.3 Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara 3.2 Data Teknis Proyek Data ini diperoleh dari lapangan sebagai berikut : 1. Jenis Pile : Concrete Pile 2. Mutu Beton Tiang Pancang : K – 600 3. Bentuk Tiang Pancang : Lingkaran Ø 500 mm 4. Panjang Tiang per unit : 12 m 5. Jumlah Tiang Pancang : 1300 buah 6. Denah Titik Tiang Pancang : Dapat dilihat pada lampiran 1

3.3. Metode Pengumpulan Data

Untuk mencapai maksud dan tujuan studi ini, dilakukan beberapa tahapan yang dianggap perlu dan secara garis besar diuraikan sebagai berikut : Tahapan pertama adalah melakukan review dan studi kepustakaan terhadap text book dan jurnal-jurnal terkait dengan pondasi tiang, permasalahan pada pondasi tiang, dengan desain dan pelaksanaan pemancangan tiang. Tahapan kedua adalah meninjau langsung ke lokasi proyek dan menentukan lokasi pengambilan data yang dianggap perlu. Tahapan ketiga adalah Pelaksanaan pengumpulan data – data. Data yang diperoleh adalah : 1. Data hasil SPT 2. Data hasil kalendering. 3. Data uji laboratorium Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Tahap keempat adalah mengadakan analisis data dengan menggunakan data-data diatas berdasarkan formula yang ada. Tahapan kelima adalah mengadakan analisis terhadap hasil perhitungan yang dilakukan dan membuat kesimpulan. Skema pelaksanaan studi ini dapat dilihat pada Gambar 3.1 berikut Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Gambar 3.1. Tahapan pelaksanaan penelitian Analisis data berdasarkan formula- formula yang ada Review dan studi kepustakaan serta pembahasan teori-teori yang berkaitan dengan pemancangan Pengumpulan data-data dari lokasi meliputi data SPT, data kalendering, data tes PDA, data pengeboran tanah, dan data laboratorium. Daya dukung aksial: 1.Berdasarkan SPT Metode Meyerhoff 2.Berdasarkan kalendering Metode ENR, Danish Formula, WIKA 3.Berdasarkan efisiensi Converse-Labbare, Los Angeles Group Peninjauan langsung ke lokasi pengambilan data lokasi proyek Daya dukung horizontal : Berdasarkan Metode Broms Penurunan tiang elastis : Metode Meyerhoff Analisis hasil perhitungan Kesimpulan dan saran Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara 3.4 Metode Analisis Dalam perhitungan perencanaan pondasi tiang pancang ini penulis melakukan langkah – langkah sebagai berikut : 1. Menghitung kapasitas daya dukung aksial tiang pancang antara lain: a. Dari data SPT dengan Metode Meyerhoff. b. Dari data SPT dengan Metode Converse-Labarre. c. Dari data Kalendering dengan Metode Danish Formula. d. Dari data Kalendering dengan Metode ENR. e. Dari data Kalendering dengan Metode Modifikasi WIKA. 2. Menghitung penurunan elastis tiang kelompok dengan Metode Meyerhoff. 3. Menghitung daya dukung horizontal tiang tunggal dengan Metode Broms.

3.5 Lokasi Titik SPT dan Kalendering