121
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pendahuluan
Pada bab ini penulis akan membahas perhitungan daya dukung aksial pondasi tiang pancang, yaitu dengan metode analitis dan metode numerik
menggunakan Metode Elemen Hingga yaitu bantuan Program Plaxis versi 8.2. Daya dukung tiang akan dihitung dengan menggunakan data hasil pengujian
Sondir Cone Penetration Test, SPT Standard Penetration Test, dan data hasil pengujian laboratorium.
Adapun data yang diperoleh pada proyek ini antara lain : 1.
Data hasil Sondir Cone Penetration Test 2.
Data hasil SPT Standard Penetration Test 3.
Data laboratorium
4.2.Menghitung Kapasitas Daya Dukung Aksial Pondasi Tiang Pancang
Perhitungan daya dukung tiang pancang secara analitis dilakukan berdasarkan data hasil Sondir Cone Penetration Test dan SPT Standard
Penetration Test .
4.2.1. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir dengan Metode
Meyerhoff
1. Titik S1 Contoh perhitungan daya dukung pada kedalaman 1 m :
- Perlawanan penetrasi konus PPK q
c
= 14 kgcm
2
- Jumlah hambatan lekat JHL = 152 kgcm
Universitas Sumatera Utara
122
- Luas penampang tiang A
p
= ⁄
= ⁄
= 2826 cm
2
- Keliling tiang K
= =
= 188,4 cm Maka, berdasarkan Persamaan 2.3 untuk kapasitas daya dukung tiang adalah :
Q
u
= q
c
x A
p
+ JHL x K Q
u
= 14 x 2826 + 70 x 188,4 = 52.752 kg
= 52,752 ton Untuk kapasitas daya dukung ijin Q
ijin
dari Persamaan 2.4 adalah : Q
ijin
= q
c
x A
p
+ JHL x K 3
5 Q
ijin
= 14 x 2826 + 70 x 188,4 3
5 = 15.826 kg
= 15,826 ton Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik :
T
ult
= =
= 13.188 kg
Universitas Sumatera Utara
123
= 13,188 ton
Daya dukung ijin tarik : Q
all
=
=
= 4,396 ton Daya dukung terhadap kekuatan bahan :
P
tiang
=
= ⁄
= 847.800 kg = 847,8 ton
Contoh perhitungan daya dukung pada kedalaman 2 m : -
Perlawanan penetrasi konus PPK q
c
= 22 kgcm
2
- Jumlah hambatan lekat JHL = 148 kgcm
- Luas penampang tiang A
p
= ⁄
= ⁄
= 2826 cm
2
- Keliling tiang K
= =
= 188,4 cm
Universitas Sumatera Utara
124
Maka, berdasarkan Persamaan 2.3 untuk kapasitas daya dukung tiang adalah : Q
u
= q
c
x A
p
+ JHL x K Q
u
= 22 x 2826 + 148 x 188,4 = 90.055 kg
=90,055ton Untuk kapasitas daya dukung ijin Q
ijin
dari Persamaan 2.4 adalah : Q
ijin
= q
c
x A
p
+ JHL x K 3
5 Q
ijin
= 22 x 2826 + 148 x 188,4 3
5 = 26.301 kg
= 26,301ton Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik :
T
ult
= =
= 27883,2 kg
= 27,8832 ton
Daya dukung ijin tarik : Q
all
=
=
Universitas Sumatera Utara
125
= 9,294 ton Daya dukung terhadap kekuatan bahan :
P
tiang
= =
⁄
= 847.800 kg = 847,8 ton
Tabel 4.1. Perhitungan Daya Dukung Ultimit dan Daya Dukung Ijin Tiang Pancang pada Titik Sondir S-1 dengan Metode Meyerhoff
Kedalaman PPK
qc Ap
JHL K
Qult Qall
m kgcm2 cm2
kgcm cm ton
ton 2826
188,4 1
14 2826
70 188,4
52,752 15,826
2 22
2826 148
188,4 90,055
26,301 3
30 2826
254 188,4
132,634 37,831 4
27 2826
352 188,4
142,619 38,697 5
24 2826
434 188,4
149,590 38,961 6
27 2826
518 188,4
173,893 44,952 7
21 2826
626 188,4
177,284 43,370 8
21 2826
704 188,4
191,980 46,309 9
21 2826
790 188,4
208,182 49,549 10
24 2826
898 188,4
237,007 56,445 11
15 2826
1024 188,4
235,312 52,714 12
24 2826
1140 188,4
282,600 65,563 13
36 2826
1254 188,4
337,990 81,163 14
14 2826
1366 188,4
296,918 64,659 15
39 2826
1486 188,4
390,176 92,730 16
62 2826
1608 188,4
478,159 118,993 17
172 2826
1724 188,4
810,874 226,984 17.4
201 2826
1764 188,4
900,364 255,810
Universitas Sumatera Utara
126
2. Titik S2 Contoh perhitungan daya dukung pada kedalaman 1 m :
- Perlawanan penetrasi konus PPK q
c
= 8 kgcm
2
- Jumlah hambatan lekat JHL = 68 kgcm
- Luas penampang tiang A
p
= ⁄
= ⁄
= 2826 cm
2
- Keliling tiang K
= =
= 188,4 cm Maka, berdasarkan Persamaan 2.3 untuk kapasitas daya dukung tiang adalah :
Q
u
= q
c
x A
p
+ JHL x K Q
u
= 8 x 2826 + 68 x 188,4 = 35.419kg
= 35,419 ton Untuk kapasitas daya dukung ijin Q
ijin
dari Persamaan 2.4 adalah : Q
ijin
= q
c
x A
p
+ JHL x K 3
5 Q
ijin
= 8 x 2826 + 68 x 188,4 3
5 = 10.098 kg
= 10,098 ton
Universitas Sumatera Utara
127
Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik : T
ult
= =
= 12811,2 kg
= 12,8112 ton
Daya dukung ijin tarik : Q
all
=
=
= 4,270 ton Daya dukung terhadap kekuatan bahan :
P
tiang
= =
⁄
= 847.800 kg = 847,8 ton
Contoh perhitungan daya dukung pada kedalaman 2 m : -
Perlawanan penetrasi konus PPK q
c
= 8 kgcm
2
- Jumlah hambatan lekat JHL = 158 kgcm
- Luas penampang tiang A
p
= ⁄
Universitas Sumatera Utara
128
= ⁄
= 2826 cm
2
- Keliling tiang K
= =
= 188,4 cm Maka, berdasarkan Persamaan 2.3 untuk kapasitas daya dukung tiang adalah :
Q
u
= q
c
x A
p
+ JHL x K Q
u
= 8 x 2826 + 158 x 188,4 = 52.375 kg
= 52,375 ton Untuk kapasitas daya dukung ijin Q
ijin
dari Persamaan 2.4 adalah : Q
ijin
= q
c
x A
p
+ JHL x K 3
5
Q
ijin
= 22 x 2826 + 148 x 188,4 3
5 = 13.489 kg
= 13,489 ton
Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik : T
ult
= =
= 29767,2 kg
Universitas Sumatera Utara
129
= 29,7672 ton
Daya dukung ijin tarik : Q
all
=
=
= 9,9224 ton Daya dukung terhadap kekuatan bahan :
P
tiang
= =
⁄
= 847.800 kg = 847,8 ton
Universitas Sumatera Utara
130
Tabel 4.2. Perhitungan Daya Dukung Ultimit dan Daya Dukung Ijin Tiang Pancang pada Titik Sondir S-2 dengan Metode Meyerhoff
Kedalaman PPK
qc Ap
JHL K
Qult Qijin
m kgcm2 cm2
kgcm cm ton
ton 2826
188,4 1
8 2826
68 188,4
35,419 10,098
2 8
2826 158
188,4 52,375
13,489 3
13 2826
240 188,4
81,954 21,289
4 16
2826 326
188,4 106,634 27,356
5 20
2826 430
188,4 137,532 35,042
6 15
2826 538
188,4 143,749 34,402
7 17
2826 632
188,4 167,111 39,828
8 27
2826 700
188,4 208,182 51,810
9 17
2826 774
188,4 193,864 45,178
10 15
2826 858
188,4 204,037 46,459
11 7
2826 922
188,4 193,487 41,335
12 16
2826 988
188,4 231,355 52,300
13 162
2826 1100
188,4 665,052 194,052
13.4 190
2826 1138
188,4 751,339 221,860
3. Titik S3 Contoh perhitungan daya dukung pada kedalaman 1 m :
- Perlawanan penetrasi konus PPK q
c
= 12 kgcm
2
- Jumlah hambatan lekat JHL = 72 kgcm
- Luas penampang tiang A
p
= ⁄
= ⁄
= 2826 cm
2
- Keliling tiang K
= =
= 188,4 cm
Universitas Sumatera Utara
131
Maka, berdasarkan Persamaan 2.3 untuk kapasitas daya dukung tiang adalah : Q
u
= q
c
x A
p
+ JHL x K Q
u
= 12 x 2826 + 72 x 188,4 = 47.477 kg
= 47,477ton Untuk kapasitas daya dukung ijin Q
ijin
dari Persamaan 2.4 adalah : Q
ijin
= q
c
x A
p
+ JHL x K 3
5 Q
ijin
= 12 x 2826 + 72 x 188,4 3
5 = 14.017 kg
= 14,017ton Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik :
T
ult
= =
= 13564,8 kg
= 13,5648 ton
Daya dukung ijin tarik : Q
all
=
=
Universitas Sumatera Utara
132
= 4,5216 ton Daya dukung terhadap kekuatan bahan :
P
tiang
= =
⁄
= 847.800 kg = 847,8 ton
Contoh perhitungan daya dukung pada kedalaman 2 m : -
Perlawanan penetrasi konus PPK q
c
= 11 kgcm
2
- Jumlah hambatan lekat JHL = 170 kgcm
- Luas penampang tiang A
p
= ⁄
= ⁄
= 2826 cm
2
- Keliling tiang K
= =
= 188,4 cm Maka, berdasarkan Persamaan 2.3 untuk kapasitas daya dukung tiang adalah :
Q
u
= q
c
x A
p
+ JHL x K Q
u
= 11 x 2826 + 170 x 188,4 = 63.114 kg
= 63,114 ton
Universitas Sumatera Utara
133
Untuk kapasitas daya dukung ijin Q
ijin
dari Persamaan 2.4 adalah :
Q
ijin
= q
c
x A
p
+ JHL x K 3
5 Q
ijin
= 11 x 2826 + 170 x 188,4 3
5 = 16.768 kg
= 16,768 ton Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik :
T
ult
= =
= 32.028 kg
= 32,028 ton
Daya dukung ijin tarik : Q
all
=
=
= 10,676 ton Daya dukung terhadap kekuatan bahan :
P
tiang
=
Universitas Sumatera Utara
134
= ⁄
= 847.800 kg = 847,8 ton
Tabel 4.3. Perhitungan Daya Dukung Ultimit dan Daya Dukung Ijin Tiang Pancang pada Titik Sondir S-3 dengan Metode Meyerhoff
Kedalaman PPK
qc Ap
JHL K
Qult Qijin
m kgcm2 cm2
kgcm cm ton
ton
2826 188.4
1 12
2826 72
188.4 47,477
14,017 2
11 2826
170 188.4
63,114 16,768
3 23
2826 262
188.4 114,359 31,538
4 22
2826 354
188.4 128,866 34,063
5 19
2826 454
188.4 139,228 35,005
6 32
2826 534
188.4 191,038 50,265
7 42
2826 604
188.4 232,486 62,323
8 17
2826 680
188.4 176,154 41,636
9 15
2826 764
188.4 186,328 42,918
10 23
2826 862
188.4 227,399 54,146
11 27
2826 964
188.4 257,920 61,758
12 24
2826 1076
188.4 270,542 63,152
13 121
2826 1144
188.4 557,476 157,088
13.4 198
2826 1170
188.4 779,976 230,602
4.2.2. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Sondir dengan metode Aoki dan De Alencar
Data tiang pancang : -
Diameter tiang pancang D = 60 cm
- Keliling tiang pancang A
s
=
π
x D = 3,14 x 60
= 188,4 cm
Universitas Sumatera Utara
135
- Luas penampang tiang pancang A
b
= ¼ x
π
x D
2
= ¼ x 3,14 x 60
2
= 2826 cm
2
1. Titik S1
a. Perhitungan kapasitas daya dukung ujung tiang q
b
Kedalaman tiang pancang = 17,40 m
Tabel 4.4. Nilai Perlawanan Penetrasi Konus qc pada Titik Sondir S-1
Nilai q
ca
diambil rata-ratanya yaitu sebesar : q
ca
= 47 + 78 + 136 + 172 + 196 + 201 + 201 + 201 + 201 + 201 + 201 11
= 185,091 kgcm
2
Dari Persamaan 2.8 kapasitas daya dukung ujung q
b
adalah q
b
= q
ca
base nilai F
b
diambil dari tabel 2.4 ; F
b
= 1,75 F
b
q
b
= 185,091 = 105,766 kgcm
2
1,75 Maka, kapasitas daya dukung ujung tiang adalah :
Q
b
= q
b
x A
b
Kedalaman m Penetrasi konus kgcm
2
16,40 47
16,60 78
16,80 136
17,00 172
17,20 196
17,40 201
17,60 201
17.80 201
18,00 201
18,20 201
18,40 201
Universitas Sumatera Utara
136
= 105,766 x 2826 = 298.895,523 kg
= 298,895 ton b. Perhitungan kapasitas daya dukung kulit Q
s
0,00 m
Pasir SW 17,40 m
q
c
= 44,111 kgcm
2
- 17,40
Gambar 4.1. Nilai qc side pada titik S-1
Dari Persamaan 2.9 kapasitas tahanan kulit persatuan luas f adalah :
f = q
c
side
α
s
Nilai
α
s
dan F
s
diambil dari tabel 2.4 dan 2.5 F
s
f = 44,111 0,03 = 0,378 kgcm
2
3,5
Universitas Sumatera Utara
137
Maka, kapasitas daya dukung kulit adalah : Q
s
= f. A
s
= 0,378 x 188,4 x 1740 = 123.945,356 kg
= 123,945 ton Kapasitas daya dukung ultimit adalah :
Q
u
= Q
b
+ Q
s
= 298,895 + 123.945 = 422,840 ton
Kapasitas ijin tiang Q
a
: Q
a
= Q
u
SF = 422,840 = 169,136 ton
2,5 2.
Titik S2 a. Perhitungan kapasitas daya dukung ujung tiang q
b
Kedalaman tiang pancang = 13,40 m
Tabel 4.5. Nilai Perlawanan Penetrasi Konus qc pada Titik Sondir S-2
Kedalaman m Penetrasi konus kgcm
2
12,40 58
12,60 72
12,80 131
13,00 162
Universitas Sumatera Utara
138
Nilai q
ca
diambil rata-ratanya yaitu sebesar : q
ca
= 58 + 72 + 131 + 162 + 152 + 190 + 190 + 190 + 190 + 190 +190 11
= 155,909 kgcm
2
Dari Persamaan 2.8 kapasitas daya dukung ujung q
b
adalah q
b
= q
ca
base nilai F
b
diambil dari tabel 2.4 ; F
b
= 1,75 F
b
q
b
= 155,909 = 89,091 kgcm
2
1,75 Maka, kapasitas daya dukung ujung tiang adalah :
Q
b
= q
b
x A
b
= 89,091 x 2826 = 251770,909
kg = 251,771 ton
13,20 152
13,40 190
13,60 190
13,80 190
14,00 190
14,20 190
14,40 190
Universitas Sumatera Utara
139
b. Perhitungan kapasitas daya dukung kulit Q
s
0,00 m Pasir SW
13,40 m q
c
= 37,928 kgcm
2
- 13,40 m
Gambar 4.2. Nilai qc side pada titik S-2
Dari Persamaan 2.9 kapasitas tahanan kulit persatuan luas f adalah : f = q
c
side
α
s
Nilai
α
s
dan F
s
diambil dari tabel 2.4 dan 2.5 F
s
f = 37,928 0,03 = 0,325 kgcm
2
3,5 Maka, kapasitas daya dukung kulit adalah :
Q
s
= f. A
s
= 0,325 x 188,4 x 1340 = 82.048,2 kg
= 82,048 ton Untuk kapasitas daya dukung ultimit adalah :
Q
u
= Q
b
+ Q
s
Universitas Sumatera Utara
140
= 251,771 + 82,048 = 333,819 ton
Kapasitas ijin tiang Q
a
: Q
a
= Q
u
SF = 333,819 = 133,527 ton
2,5 3.
Titik S3 a. Perhitungan kapasitas daya dukung ujung tiang q
b
Kedalaman tiang pancang = 13,40 m
Tabel 4.6. Nilai Perlawanan Penetrasi Konus qc pada Titik Sondir S-3
Nilai q
ca
diambil rata-ratanya yaitu sebesar : q
ca
= 37+ 51 + 72 + 121 + 176 + 198 + 198 + 198 + 198 + 198 +198 11
= 149,545 kgcm
2
Dari Persamaan 2.8 kapasitas daya dukung ujung q
b
adalah Kedalaman m
Penetrasi konus kgcm
2
12,40 37
12,60 51
12,80 72
13,00 121
13,20 176
13,40 198
13,60 198
13,80 198
14,00 198
14,20 198
14,40 198
Universitas Sumatera Utara
141
q
b
= q
ca
base nilai F
b
diambil dari tabel 2.4 ; F
b
= 1,75 F
b
q
b
= 149,545 = 85,454 kgcm
2
1,75 Maka, kapasitas daya dukung ujung tiang adalah :
Q
b
= q
b
x A
b
= 85,454 x 2826 = 241.494,5 kg
= 241,494 ton
b. Perhitungan kapasitas daya dukung kulit Q
s
0,00 m
Pasir SW 13,40 m
q
c
= 41,857 kgcm
2
- 13,40 m
Gambar 4.3. Nilai qc side pada titik S-3
Dari Persamaan 2.9 kapasitas tahanan kulit persatuan luas f adalah :
f = q
c
side
α
s
Nilai
α
s
dan F
s
diambil dari tabel 2.4 dan 2.5 F
s
f = 41,857 0,03 = 0,358 kgcm
2
3,5
Universitas Sumatera Utara
142
Maka, kapasitas daya dukung kulit adalah : Q
s
= f. A
s
= 0,358 x 188,4 x 1340 = 90.575,030
kg = 90,575 ton
Untuk kapasitas daya dukung ultimit adalah : Q
u
= Q
b
+ Q
s
= 241,494 + 90,575
= 332,069 ton Kapasitas ijin tiang Q
a
: Q
a
= Q
u
SF = 332,069 = 132,827 ton
2,5
4.2.3. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data SPT Standard Penetration Test
Untuk menghitung kapasitas daya dukung Tiang pancang ini menggunakan data SPT Standard Penetration Test dilakukan per lapisan tanah menggunakan
metode Meyerhoff. Perhitungan dibatasi hanya pada data SPT Standard Penetration Test
diambil dari BH-1. Ada dua rumus yang digunakan untuk melakukan perhitungan ini yaitu:
1. Jenis tanah kohesif lempung.
Universitas Sumatera Utara
143
2. Jenis tanah non - kohesif pasir.
Hal ini dikarenakan jenis tanah pada setiap lapisan bisa berbeda jenisnya. 1. Daya pondasi tiang pancang pada tanah kohesif lempung
Contoh perhitungan diambil dari kedalaman 1 m Jenis tanah
: Lempung berpasir N-SPT
: 4 Luas penampang tiang : 0,2826 m
2
Keliling tiang : 1,884 m
a. Daya dukung ujung tiang pancang Q
p
= 9 x c
u
x A
p
Dimana : A
p
= luas penampang tiang = 0,2826 m
2
c
u
= Kohesi undrained kNm
2
= N-SPT x
2 3
x 10 = 4 x
2 3
x 10 = 26,667 kNm
2
Q
p
= 9 x 26,667 x 0,2826 = 67,825 kN
= 6,7825 ton b. Daya dukung selimut tiang pancang
Q
s
=
α
x c
u
xp x Li dimana
Universitas Sumatera Utara
144
α
= Faktor adhesi = 0,55 Reese Wright,1977 p = Keliling tiang = 1,884 m
Li = Panjang lapisan tanah = 1 m Q
s
= 0,55 x 26,667 x 1,884 x 1 = 27,632 kN
= 2,7632 ton 2. Daya pondasi tiang pancang pada tanah non-kohesif pasir.
Contoh perhitungan diambil dari kedalaman 16 m Jenis tanah
: Pasir berlempung N-SPT : 8
a. Daya dukung ujung tiang pancang Q
p
= 40 x N-SPT x L
b
D x A
p
400 x N-SPT x A
p
dimana : Q
p
= Tahanan ujung ultimate ton A
p
= Luas penampang tiang pancang = 0,2826 m
2
L
b
= Kedalaman penyelidikan tanah di lapangan = 2 m D = Diameter tiang pancang m = 0,6 m
Q
p
= 40 x 8 x
2 0,6
x 0,2826 400 x 8 x 0,2826 = 301,44 kN 901,32 kN
= 30,144 ton b. Daya dukung selimut tiang pancang
Q
s
= 2 x N-SPT x p x Li
dimana :
Universitas Sumatera Utara
145
Li = Panjang lapisan tanah = 2 m p = Keliling tiang = 1,884 m
Q
s
= 2 x 8 x 1,884 x 2 =60,288 kN
=6,0288ton
Universitas Sumatera Utara
138 Tabel 4.7. Perhitungan daya dukung tiang pancang berdasarkan data Standard Penetration Test SPT
BH 1 Kedalaman
Lapisan ke -
Deskripsi N-SPT Cu
Α Skin friction
End Bearing
KN Qult
KN Qult
ton Qijin
ton Jenis tanah
KohesifNon- kohesif
Local KN
Cumm KN
1 Lempung
berpasir Kohesif
1 4
26,667 0,550 27,632
27,632 67,824
95,456 9,546
3,818 2
2 Lempung
berpasir Kohesif
7 46,667
0,550 48,356 75,988
118,692 194,680
19,468 7,787
3 6
40,000 0,550 41,448
117,436 101,736
219,172 21,917
8,767 4
3 Pasir
berlempung Non-kohesif
5 -
18,840 136,276
94,200 230,476
23,048 9,219
6 6
- 45,216
181,492 226,080
407,572 40,757
16,303 8
6 -
45,216 226,708
226,080 452,788
45,279 18,112
9 6
- 22,608
249,316 113,040
362,356 36,236
14,494 10
4 Pasir
berlempung Non-kohesif
6 -
22,608 271,924
113,040 384,964
38,496 15,399
12 5
- 37,680
309,604 188,400
498,004 49,800
19,920 14
7 -
52,752 362,356
263,760 626,116
62,612 25,045
15 7.5
- 28,260
390,616 141,300
531,916 53,192
21,277 16
5 Pasir
Non-kohesif 8
- 30,144
420,760 150,720
571,480 57,148
22,859 18
60 -
452,160 872,920 2260,800 3133,720
313,372 125,349
20 6
Pasir berbatu
Non-kohesif 60
- 452,160 1325,080 2260,800 3585,880
358,588 143,435
22 60
- 452,160 1777,240 2260,800 4038,040
403,804 161,522
Universitas Sumatera Utara
139
4.3. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Lateral Pondasi Tiang Pancang