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