ANALISA DAYA DUKUNG TIANG TUNGGAL DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM KOMPUTER APLIKASI SINGLE PILE BEARRING CAPACITY ANALYSIS WITH COMPUTER APPLICATION PROGRAM

(1)

ABSTRAK

ANALISA DAYA DUKUNG TIANG TUNGGAL DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM KOMPUTER APLIKASI

Oleh

TONI PRASETIAWAN

Fondasi merupakan pendukung utama dari sebuah konstruksi sipil. Dalam pelaksanaannya, fondasi sebagai bagian dari konstruksi yang paling berpengaruh terhadap kestabilan suatu konstruksi, harus dapat memenuhi kapasitas daya dukung yang direncanakan sebagai penunjang konstruksi yang stabil. Perhitungan daya dukung fondasi tiang sendiri bila dilakukan secara manual memerlukan waktu yang lama, serta perhitungan yang rumit. Oleh karena itulah diperlukannya bantuan program komputer untuk mempermudah proses perhitungan daya dukung fondasi tiang. Program yang tersedia di pasaran untuk tujuan itu sendiri banyak ditawarkan, baik itu program gratis, maupun program komersil.

Skripsi ini bertujuan untuk membandingkan dan menganalisa data hasil program-program, baik gratis maupun komersil yang dipergunakan untuk penghitungan daya dukung dari suatu tiang pancang yang akan digunakan sebagai fondasi, divalidasi

(2)

Perkiraan awal penelitian ini adalah hasil keluaran program akan lebih kritis dari perhitungan manual, dan hasil keluaran program komersil akan lebih detail dari program gratis. Data yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah data sekunder dari penelitian sebelumnya, yang meliputi data tiang pancang, sifat fisik dan sifat mekanik tanah.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa tidak semua program dapat berjalan dengan data-data yang ada, atau harus ada penyelidikan tambahan, komunikatif, dan kebanyakan program versi demo sangat terbatas penggunaannya. Hasil keluaran program Driven lebih mendekati hasil analisa manual daripada hasil keluaran program Pileb. Sehingga sebaiknya program yang digunakan untuk menganalisa daya dukung fondasi tiang adalah program Driven. Selain itu juga penggunaan program dapat mempercepat proses analisa daya dukung tiang tunggal pada semua jenis tanah yang akan didirikan konstruksi sipil.

(3)

ABSTRACT

SINGLE PILE BEARRING CAPACITY ANALYSIS WITH COMPUTER APPLICATION PROGRAM

TONI PRASETIAWAN

Fondation is a main support of a civil construction. In application, fondation as the most influence part of a construction stability, must have to fulfill the bearring capacity which is designed to support a stable construction. A single pile bearring capacity manually calculation it self require long duration, and complicated computation. In those reason computer program assistance be needed, to abridging a single pile bearring capacity calculating. Many programs available in market for calculating a pile bearring capacity, either it is freeware or commercial .

The aim of the research were to compare and analys both programs output, either it is freeware or commercial ware, which held to compute bearring capacity from a pile that used as a fondation, and validated with manually calculation, also to give references about slope stability program utilizing effectively and efficiently.

Hypotheses of this research are programs output will be more critical than manually calculating, and commercial ware will more detail than freeware. Whereas

(4)

The result of the analysis indicated that not all the programs can be held with commonly data, or must have addional investigation, communicative, and mostly demo version programs have a definite use. Output from Driven program is approaching manual calculation than Pileb program output. So it recommended to use Driven for pile foundation bearing capacity analysis. Programs utilizing also accelerating single pile bearring capacity analysis process for all kind of soil that design to support civil construction.

(5)

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel padat tersebut.

Tanah memiliki peranan yang sangat penting dalam perencanan suatu struktur bangunan, untuk mendapatkan sebuah struktur yang kokoh maka dibutuhkan daya dukung tanah (bearing capacity) yang cukup untuk menahan beban struktur tersebut. Namun tidak semua tanah mampu mendukung konstruksi. Hanya tanah yang mempunyai stabilitas baik yang mampu mendukung konstruksi yang besar. Sementara itu untuk mendirikan bangunan pada jenis tanah yang memiliki daya dukung yang kurang maka para ahli konstruksi mendesain pondasi tiang sebagai salah satu solusi untuk mengatasi hal tersebut. Dengan dibuatnya pondasi tiang maka diharapkan beban bangunan dapat tersalurkan pada tanah yang memiliki daya dukung yang cukup untuk menahan beban bangunan.

(6)

Pondasi tiang merupakan suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan gaya orthogonal ke sumbu tiang dengan cara menyerap lenturan. Pondasi tiang dibuat menjadi satu kesatuan yang monolit dengan menyatukan pangkal tiang yang terdapat di bawah konstruksi dengan tumpuan pondasi.

Teknik pemasangan pondasi tiang dapat dilakukan dengan pemancangan tiang-tiang baja atau beton pracetak atau dengan membuat tiang-tiang beton bertulang yang langsung dicor di tempat (cast in place), yang sebelumnya dibuatkan lubang terlebih dahulu.

Cara yang banyak digunakan di indonesia untuk mengetahui daya dukung tanah adalah dengan melakukan pengujian sondir ( Cone Penetration Test ) atau uji SPT ( standard Penetration Test ). Dengan pengujian tersebut kita dapat menentukan kedalaman tiang yang harus ditanam dan daya dukung tiang baik tahanan ujungnya maupun tahanan gesernya.

B. Rumusan Masalah

Seiring perkembangan ilmu pengetahun dan semakin banyaknya penemuan penemuan baru, maka teknologi pada ilmu teknik pondasi juga semakin berkembang. Rumusan masalah pada penelitian ini adalah untuk mengetahui jenis program yang lebih tepat dan efisien untuk menganalisis daya dukung pondasi tiang dengan cara membandingkan dua program yang sering digunakan oleh para Engineer.

(7)

Untuk mengetahui nilai daya dukung yang didapat pada ujung tiang dan tahanan geser dinding tiang maka beberapa ahli konstruksi mendesain program yang dapat memudahkan para perencana dalam menganalisa hal tersebut, Dengan menggunakan program tersebut maka perencana dapat langsung mengetahui berapa nilai daya dukung pondasi tiang yang telah direncanakan.

C. Pembatasan Masalah

Ruang lingkup dan batasan masalah pada penelitian ini adalah :

1. Data yang digunakan adalah data sekunder dari pengujian Sondir (Cone Penetration Test) dan Pengujian SPT ( Standard Penetration Test ) dari penelitian yang tedahulu.

2. Program yang digunakan adalah dua jenis program yang sering digunakan oleh Engineer pada umumnya.

3. Program ini mampu menganalisa daya dukung pondasi baik pada tanah kohesif maupun tanah tidak kohesif.

4. Pendekatan yang digunakan dalam menghitung daya dukung pondasi tiang pada program/software ini didasarkan atas Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan Bagian 4 (Pondasi) dan Manual Perencanaan Jembatan Bagian 8 (Disain Pondasi Tiang). Tanah diasumsikan berlapis-lapis dengan maksimum jumlah lapisan adalah 4 lapis.

5. Hasil analisa program yang tinjau adalah daya dukung ujung tiang dan tahanan geser tiang.

(8)

D. Tujuan Penelitian

Penelitian ini dilakukan bertujuan untuk :

1. Membandingkan program-program yang sering digunakan oleh Engineer dalam menganalisa daya dukung pondasi tiang dengan perhitungan manual.

2. Mengaplikasikan tekhnologi tepat guna dengan cara menganalisa terlebih dahulu program-program computer yang ditujukan untuk menghitung daya dukung fondasi tiang..

3. Memberikan referensi jenis program yang tepat dan cepat dalam menganalisa daya dukung pondasi tiang.

E. Manfaat Penelitian

Manfaat yang didapatkan dari penelitian ini adalah ;

1. Keluaran dari program ini adalah daya dukung ultimate dan juga daya dukung ijin pondasi tiang pada kedalaman yang diinginkan yang didasarkan atas angka keamanan yang diberikan.

2. Mengetahui output masing-masing program yang berupa kontribusi tiap lapisan tanah terhadap daya dukung total serta gaya gesekan negatif yang mungkin terjadi pada lapisan tertentu.

3. Menganalisa program yang lebih baik dan lebih efektif dalam menganalisa daya dukung pondasi tiang.

(9)

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Definisi Fondasi Tiang

Setiap bangunan sipil, seperti gedung, jenbatan, jalan raya, terowongan, dinding penahan, menara, dan sebagainya harus mempunyai fondasi yang dapat mendukungnya. Istilah fondasi digunakan dalam teknik sipil untuk mendefinisikan suatu bagian konstruksi bangunan yang berfungsi sebagai penopang bangunan dan meneruskan beban bangunan atas ke lapisan tanah yang cukup kuat daya dukungnya. Untuk itu fondasi bangunan harus diperhitungkan untuk dapat menjamin kestabilan bangunan terhadap berat sendiri dan gaya-gaya luar. Disamping itu, tidak boleh terjadi penurunan yang melebihi batas yang diijinkan. ( Zainal N, ING.HTL,1995)

Fodasi tiang adalah suatu konstruksi pada bagian dasar struktur/bangunan (sub-structure) yang berbentuk tiang yang ditanam kedalam tanah yang berfungsi meneruskan beban dari bagian atas struktur/bangunan (upper structure) ke lapisan tanah dibawahnya tanpa mengakibatkan keruntuhan geser tanah dan penurunan tanah/pondasi yang berlebihan (Pradoto Suhardjito, 1988/1989).

(10)

B. Klasifikasi Fondasi Tiang

Klasifikasi fondasi tiang yang sering digunakan adalah The british standard code of practice for foundation ( CP.2004 ) yang membagi tipe tiang menjadi tiga kategori. Pembagian kategori ini tergantung dari kondisi tanah yang akan dipasang fondasi tiang.

CP.2004 membagi klasifikasi tiang sebagai berikut : 1. Tiang perpindahan besar (Large displacement piles)

Fondasi tiang yang termasuk dalam kategori ini adalah tiang masip atau tiang berlubang dengan ujung tertutup dengan ukuran penampang yang cukup besar. Pelaksanaan pemasngan di lapangan dapat dengan proses pemansangan sampai elevasi yang diinginkan, sehingga terjadi perpindahan lapisan tanah akibat proses pemancangan. Setiap fondasi tiang yang dipancang dan dibuat di tempat termasuk dalam kategori ini. Yang termasuk dalam kategori ini diantara lain kayu, tiang beton, tiang beton pratekan, pipa baja.

2. Tiang perpindahan kecil (small displacement piles)

Fondasi tiang dengan perpindahan kecil karena ukurran tiang yang lebih kecil. Yang termasuk dalam kategori tiang ini diantaranya tiang baja penampang H dan I, tiang pipa dengan ujung terbuka sehingga memungkinkan tanah untuk masuk dalam tiang,tiang pancang ulir. 3. Tiang tanpa perpindahan (non-displacement piles)

Fondasi tiang yang tergolong dalam klasifikasi ini adalah fondasi tiang bor. Proses pengeboran dapat mengurangi tekanan tehadap tanah akibat tiang karena tanah terlebih dahulu dikeluarkan sebelum tiang dipasang.

(11)

4. Tiang-tiang komposit (komposit piles)

Kombinasi dari ketiga unit tipe tiang yaitu large displacement piles, small displacement piles, non-displacement piles.

Beberapa literatur juga menggolongkan fondasi tiang menjadi beberapa jenis diantaranya ;

1. Tiang PC

Yaitu tiang beton pracetak bermutu tinggi yang berbentuk bulat dan berongga ditengahnya akibat proses produksi dengan menggunakan system sentrifugal untuk dapat menghasilkan beton yang padat. kelebihan dari tiang ini dibandingkan dengan tiang pancang beton biasa yaitu mempunyai mutu yang lebih baik karena memiliki kepadatan beton yang sangat tinggi dan memiliki berat yang lebih ringan sekitar 35% dari tiang beton biasa.

2. Tiang Mini

Tiang mini ditujukan untuk bangunan antara 3-5 lantai, mini pile ini dapat mendukung 25 ton per tiangnya. Kelebihan dari tiang mini ini diantaranya hemat biaya, pelaksanaannya lebih cepat, pekerjaannya lebih bersih, penurunan yang terjadi akan lebih kecil.

3. Tiang Franki

Diameter tiang franki antara 50-55 cm, dengan daya dukung maksimum 150 ton, dan dapat mencapai kedalaman 27 meter.tiang franki ini cocok untuk mendukung beban yang besar pada kedalaman yang dangkal.

(12)

4. Tiang bump

Pondasi tiang bump ini memiliki 2 komponen yaitu pipa beton yang dipancangkan dan spesi beton yang diisikan kedasar pipa melalui lubang pipa dan ditumbuk sehingga menyebar ke samping. Pondasi tiang bump cocok untuk pondasi menara transmisi dan sejenisnya.

5. Tiang straus

Pondasi tiang straus dipasang dengan menggunakan alat bor yang bernama straus D40, pengeboran dapat mencapai 40 meter. Sehingga cocok untuk pembangunan di daerah yang memiliki tanah keras yang sangat dalam.

C. Teori Dasar Fondasi Tiang

Ada 3 cara bagaimana suatu pondasi tiang menahan gaya luar tekan yang bekerja seperti ditunjukkan dalam Gambar 1.

a. Dengan menggunakan ketahanan lekat atau skin friction (Qs) permukaan dimana beban ditahan oleh gesekan pada tanah non-kohesif atau adhesi pada tanah kohesif.

b. Dengan menggunakan ketahanan dasar atau end bearing (Qb) dimana beban ditahan pada dasar tiang.

(13)

Ketahanan lekat

Ketahanan dasar

Kombinasi Ketahanan lekat & Ketahanan dasar

Gambar 2.1. Prinsip Daya Dukung Fondasi Tiang

D. Kapasitas Daya Dukung Tiang Tunggal

Untuk menentukan daya dukung batas tiang tunggal dapat dihitung berdasarkan data-data penyelidikan tanah.

1. Kapasitas Daya Dukung Ujung Tiang ( End Bearing Capacity ) a) Daya dukung ujung tiang tunggal menurut Terzaghi adalah :

Qc : Ap (1,3c.Nc + q.Nq + B.N.a)...(1) dengan :

Qc : daya dukung ujung Fondasi Tiang Ap : luas penampang tiang pancang

Nc : faktor daya dukung untuk tanah dibawah tiang q : tekanan overburden efektif

Nq : faktor daya dukung untuk tanah disekitar selimut tiang

B : berat volume tanah dibawah tiang N : faktor bentuk penampang tiang

(14)

b) Daya dukung ujung tiang tunggal menurut Meyerhof Qc = Ap . [ c. Nc + q . Nq ]...(2)

Keterangan :

Qc : daya dukung ujung tiang Ap : luas penampang tiang c : kohesi

q : kanan overburden efektif

Nc : faktor daya dukung untuk tanah dibawah tiang

Nq : faktor daya dukung untuk tanah disekitar selimut tiang

(15)

ø Nc Nq N Nq/Nc Tan ø

0 5,24 1,00 0,00 0,20 0,00

1 5,38 1,09 0,07 0,20 0,02

2 5,63 1,20 0,15 0,21 0,05

3 5,80 1,31 0,24 0,22 0,06

4 6,19 1,43 0,31 0,23 0,07

5 6,49 1,57 0,45 0,24 0,09

6 6,81 1,72 0,57 0,25 0,11

7 7,16 1,88 0,71 0,26 0,12

8 7,53 2,06 0,86 0,27 0,14

9 7,92 2,25 1,01 0,28 0,16

10 8,35 2,47 1,22 0,30 0,18

11 8,80 2,71 1,44 0,31 0,19

12 9,28 2,97 1,59 0,32 0,21

13 8,81 3,26 1,97 0,33 0,23

14 10,37 3,59 2,29 0,35 0,25

15 10,98 3,94 2,65 0,36 0,27

16 11,63 4,34 3,06 0,37 0,29

17 12,34 4,77 3,50 0,39 0,31

18 13,10 5,26 4,07 0,40 0,32

19 13,93 5,80 4,64 0,42 0,34

20 14,83 6,40 5,39 0,43 0,36

21 15,82 7,07 6,207 0,45 0,38

22 16,88 7,82 7,10 0,46 0,40

23 18,05 8,66 8,20 0,48 0,42

24 19,32 9,60 9,44 0,50 0,45

25 20,72 10,66 10,88 0,51 0,47

26 22,25 11,85 12,54 0,53 0,49

27 23,94 13,20 14,47 0,55 0,51

28 25,80 14,72 16,72 0,57 0,53

29 27,86 16,44 19.34 0,59 0,55

30 30,14 18,40 22.40 0,61 0,58

31 32,67 20,63 25.99 0,63 0,60

32 35,49 23,18 30,22 0,65 0,61

33 38,64 26,69 35,19 0,68 0,65

34 42,16 29,44 41,06 0,70 0,67

35 46,12 33,30 48,00 0,72 0,70

36 50,59 37,75 56,51 0,75 0,71

37 55,63 42,92 66,19 0,77 0,75

38 60,35 48,93 71,08 0,80 0,78

39 67,87 55,96 92,25 0,82 0,81

40 75,31 64,20 109,41 0,85 0,84

41 83,86 73,90 130,22 0,88 0,87

42 93.71 85,38 155,55 0,91 0,90

43 105,15 99,02 186,54 0,94 0,91

44 118.37 115,31 224,44 0,97 0,97

45 133,88 134,11 271,76 1,01 1,00

46 152,10 158,51 330,35 1,04 1,01

47 173,64 167,21 408,47 1,08 1,07

48 199,26 222,31 496,01 1,12 1,10

49 229,91 265,51 613,16 1,15 1,15

50 266,89 319,07 762,39 1,20 1,19

(16)

c) Daya dukung ujung tiang menurut Tomlinson Qc = Ap . c . Nc‘...(3)

Keterangan :

Qc : Daya dukung

Ap : Luas penampang tiang pancang c : Kohesi

Nc‘ : Faktor daya dukung yang telah disesuaikan ( didapat dari tabel 2.2 ) d) Daya dukung ujung tiang tunggal menurut Wesley adalah :

Qsp = fb . Ab + fs . Ab ...(4) Fb Fs

dengan :

Qsp = Daya dukung tanah vertical yang diijinkan untuk tiang tunggal fb = Tahanan ujung tiang (kN/m2)

As = Luas selimut tiang (m2).

fS = Intensitas tahanan geser tiang (kN/m2) Fb = Faktor keamanan (3,0)

Fs = Faktor keamanan (5,0)

2. Kapasitas Daya Dukung Friksi ( Friction Bearing Capacity )

a) Daya dukung Friksi tiang tunggal menurut Burland ( metode- ) Metode ini dihasilkan melalui analisis kembali data-data yang ada dan dilengkapi dengan pengujian-pengujian dilakukan paling akhir. Berdasrkan hal tersebut diusulkan bahwa korelasi pengujian beban dan kapasitas tiang pancang hasil perhitungan yang lebih baik dapat ditentukan dengan menggunakan parameter-parameter tegangan

(17)

efektif. Persamaan berikut dapat diterapkan pada semua tanah yang terkonsolidasi secara normal,

Qs = as.

Dengan ; Qs = daya dukung friksi ( ton )

i = ki tan δi

ki, δi = sama dengan yang sebelumnya

b) Daya dukung Friksi tiang tunggal menurut Vijayvergiya dan Focht ( metode-λ ) :

Qs = as.

Dengan ; Qs = Daya dukung friksi ( ton ) as = Keliing perimeter tiang ( m )

qi = Tekanan vertical lapisan tanah (t/m2) λi = Koefisien dari Vijayvergiya dan Focht hi = tinggi lapisan tanah ( m )

cui = kekuatan geser tak terdrainase ( t/m2 )

n = jumlah lapisantanah

c) Daya dukung Friksi tiang menurut Tomlinson ( metode-α )

Metode α diusulkan oleh Tomlinson pada tahun 1971. Metode Ini dapat digunakan pada tanah berbutir halus ( c-soil ) atau tanah pada umumnya (c/ø-soil ).

(18)

Menurut Tomlinson daya dukung friksi tiang dihitung dengan persamaan berikut :

Dengan :

Qs : daya dukung gesek

ci : Nilai kohesi tanah yang ditinjau (ton/m2) qi : Tegangan efektif tanah (ton/m2)

αi : Faktor adhesi yang merupakan fungsi dari kekuatan geser tanah tak terdrainase yang tersaji pada gambar 3.4

Ki : Koefisien tekanan tanah lateral yang mempunyai nilai antara Ko-1,75

(19)

E. TEORI MANUAL PROGRAM PILEB

Dalam melakukan analisa perhitungan daya dukung fondasi tiang, program PILEB menggunakan perhitungan yang mengacu pada beberapa sumber,diantaranya Pradoto Suhardjito, 1988 dan Zainal N, ING.HTL,1995. Rumus perhitungan yang digunakan sebagai berikut ;

1. Daya Dukung Tiang Pada Tanah Tidak Kohesif ( Non-Cohesive ) a. Daya Dukung Dari Hambatan Lekat/Skin Friction

Daya dukung dari hambatan lekat tanah-pondasi untuk tanah tidak kohesif dihitung dengan persamaan berikut

Q_s 



F_iS_zC_pL_i Keterangan :

Qs = Daya dukung hambatan lekat (kN) Fi = Faktor Gesek Rencana,

Sz = Tegangan efektif rencana sepanjang tiang (kN/m2) Cp = Keliling efektif tiang (m),

Li = Tebal lapisan penahan (m)

b. Daya Dukung Dari Tahanan Ujung/End Bearing

Daya dukung dari tahanan ujung untuk tanah tidak kohesif dihitung dengan persamaan berikut

Q_b  N_qS_zA_p

Keterangan : Qb = Daya dukung tahanan ujung (kN) Nq = Faktor Kapasitas Daya Dukung Ap= Luas dasar tiang (meter2),

(20)

2. Daya Dukung Tiang Pada Tanah Kohesif ( Cohesive ) a. Daya Dukung Dari Hambatan Lekat/Skin Friction

Daya dukung dari hambatan lekat tanah-pondasi untuk tanah kohesif dihitung dengan persamaan berikut





R _u _p _i C

s F K C C L

Keterangan :

Qs = Daya dukung hambatan lekat (kN) Fc = Faktor Reduksi, diperoleh dari Tabel 2. KRC = 0.7

Cu = Kuat geser “undrained” rata-rata (kN/m2)

Cp = Keliling efektif dari tiang (meter), diperoleh berdasarkan Tabel 3 Li = Tebal Lapisan Penahan (meter)

a. Daya Dukung Dari Tahanan Ujung/End Bearing

Daya dukung dari tahanan ujung untuk tanah kohesif dihitung dengan persamaan berikut

Q_b  N_cC_uA_p Keterangan :

Qb = Daya dukung tahanan ujung (kN) Nc = Faktor Kapasitas Daya Dukung.

Biasanya diambil = 9, tetapi bila tiang tertanam kurang dari 4 kali diameter, nilai Nc dikurangi secara linier.

(21)

3. GAYA NEGATIVE ( SKIN FRICTION )

Untuk tiang dalam tanah kompresibel, khususnya bila lapisan-lapisan tanah diatas adalah kompresibel misalnya urugan tidak berkonsolidasi, dan pondasi tiang berada teguh dalam suatu lapisan tanah padat/keras, terjadi gesekan permukaan yang negatif atau gaya penarik kebawah. Gaya penarik ke bawah ini akan mengurangi daya dukung aksial tekan dari tiang pancang.

Besarnya gaya penarik negatif tersebut dihitung dengan rumus berikut

P_n 1.25f_nC_pL_n Keterangan :

Pn = Gaya Penarik Negatif (kN)

fn = Nilai gesekan permukaan negatif rencana (kPa)

Bila digunakan ter atau cat sejenis untuk mengurangi gesekan, nilai ini dapat direduksi sampai 0.3fn

fn = F * S

F = 0.2 untuk tanah dengan Index Plastisitas = 15 = 0.3 untuk tanah denganIndex Plastisitas  50

S = Tegangan vertical efektif pada tiap titik sepanjang tiang (kN/m2) Cp = Keliling efektif dari tiang (meter), diperoleh berdasarkan Tabel 3 Ln =Panjang tiang pada mana bekerja gesekan permukaan yang negatif(m).

Untuk tiang lekat dalam tanah kompresible merata diambil 0.7 kali panjang tertanam.

(22)

F. TEORI DASAR PROGRAM DRIVEN

Program driven mengikuti metode analisa fondasi yang telah dikeluarkan oleh beberapa ahli diantaranya Nordlund (1963, 1979),Thurman (1964), Meyerhof (1976), Cheney and Chassie (1982), Tomlinson (1980, 1985), dan Hannigan(1997).

Secara perhitungan program ini menggunakan metode yang dikeluarkan oleh hanningan yang terdapat pada buku yang berjudul "Design and Construction of Driven Pile Foundations"1997.

Program driven ini hanya menganalisa Daya dukung tanah vertical pada tiang tunggal, Prinsip dasar perhitungannya adalah sebagai berikut :

Q = Q p + Q s ... (10)

Q p = A p x q p ... (11)

Qs = ∫ fs. Cd. dz ... (12) 0

Keterangan :

Q p = Daya dukung tahanan ujung (kN) Qs = Daya dukung hambatan lekat (kN) Ap = Luas Penampang tiang (m2)

qp = Daya dukung ijin maksimum tiang (kN) f s = Faktor Gesek Rencana

Cd = Keliling efektif dari tiang (meter)

L = Tinggi tiang yang bersinggungan dengan tanah ( meter ) z = Tebal lapisan penahan (meter)

(23)

III. METODOLOGI PENELITIAN

A.Persiapan Penelitian

Persiapan penelitian adalah tahapan yang dilakukan sebelum peneliti melakukan penelitian. Persiapan pada penelitian ini diantaranya ;

1. Studi Literatur

Studi literatur berkaitan dengan pengumpulan hasil-hasil penelitian terlebih dahulu yang berkaitan dengan judul penelitian ini. Dari studi literatur peneliti mengumpulkan data yang diperlukan dan akan digunakan dalam penelitian ini, data yang digunakan meliputi data tanah, dan data tiang pancang. Data tanah yang akan digunakan adalah data hasil penelitian yang berasal dari daerah Panumangan Lama kecamatan Pagar Dewa kabupaten Tulang Bawang. Sementara data tiang pancang yang digunakan ditentukan sesuai dengan kemampuan program yang akan digunakan untuk menganalisa daya dukung tiang tunggal.

2. Survey pendahuluan

Survey pendahuluan ini dilakukan sebagai bentuk observasi awal sebelum melakukan survey utama. survey ini bertujuan untuk menentukan kelayakan datasekunder yang akan digunakan dalam penelitian ini.

(24)

B.Obyek Penelitian

Obyek penelitian ini adalah dua jenis software yang digunakan untuk menganalisa daya dukung tiang tunggal. Program yang digunakan antara lain adalah program yang bersifat comersialware maupun program yang bersifat freeware.

C. Sarana Penelitian

Sarana yang digunakan adalah software yang digunakan untuk menganalisa daya dukung fondasi tiang. Software yang digunakan pada penelitian ini adalah Program DRIVEN yang dikeluarkan oleh Departmen Transportasi Jalan Raya Amerika Serikat dan Program PILEB yang dikeluarkan oleh SRRP (Sumatera Region Road Project).

D. Metode Pengumpulan Data.

Data yang dikumpulkan untuk melakukan penelitian ini merupakan data sekunder. Data sekunder yang digunakan diambil dari literatur penelitian sebelumnya yang ditemukan penulis.

E. Langkah Kerja Penelitian

Langkah-langkah yang akan dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Menentukan jenis program yang akan digunakan untuk meganalisa daya dukung fondasi tiang minimal dua buah program yang sering digunakan oleh para engineer dalam menganalisa hal tersebut.

2. Pengambilan data skunder mengenai data kondisi tanah dan data pile yang akan digunakan.

(25)

3. Input data sekunder pada program yang akan digunakan. 4. Membandingkan hasil output masing-masing program.

5. Analisa data terhadap skin friction dan end bearing capacity menggunakan perhitungan manual.

6. Penentuan jenis program yang lebih efisien dan lebih tepat untuk digunakan dalam menganalisa daya dukung fondasi tiang.

F. Cara Pengoperasian Program 1. Program PILEB

1.1 Cara Pemakaian Program PILEB

a. Langkah Pertama adalah mengaktifkan program/software dengan

mengklik file program yaitu PILEB.EXE.Pada layar monitor akan muncul Form Input Data.

b. Pada Form Input Data masukkan parameter-parameter Input Data. Jika ingin menganalisis data yang sudah pernah disimpan, gunakan tombol BUKA FILE

c. Pada Form Input Data jika ingin menyimpan data kasus yang sedang dianalisis, klik tombol SIMPAN FILE dan tuliskan nama file yang akan digunakan.

d. Pada Form Input Data untuk melakukan analisis perhitungan daya dukung pondasi tiang dilakukan dengan meng-klik tombol HITUNG. Sehingga akan berada pada Lembar Analisis dan Output.

e. Pada Lembar Analisis dan Output ini ditampilkan sumbangan tiap lapisan terhadap daya dukung keseluruhan dari tiang serta besarnya daya dukung pondasi tiang ultimate dan elastis/ijin.

(26)

f. Pada lembar Analisis dan Output, jika ingin memodifikasi data input, gunakan tombol KEMBALI untuk kembali berada di Form Input Data. g. Pada Lembar Analisis dan Output, jika ingin menyimpan file laporan

perhitungan gunakan tombol LAPORAN dan masukkan nama file yang akan digunakan untuk menyimpan data laporan yang berbentuk file dengan extension TXT.

1.2 Input Data Program PILEB a. Kedalaman Tiang (meter)

Kedalaman tiang didasarkan atas hasil analisis terhadap data tanah. Berdasarkan hasil penyelidikan tanah dapat ditentukan pada lapisan mana ujung tiang pancang sebaiknya diletakkan. Umumnya ujung tiang pancang dimasukkan sedalam 2 – 3 kali diameter tiang kedalam lapisan penahan ujung. Program/software ini mengasumsikan bahwa pada lapisan dimana ujung tiang pancang diletakkan, lapisan tersebut hanya akan memberikan tahanan ujung ( kontribusi dari gesekan diabaikan)

b. Tipe Pondasi Tiang

Secara umum dibagi menjadi 2 macam yaitu Tiang Pancang untuk pondasi tiang yang tidak membutuhkan pengeboran terlebih dahulu dan Tiang Bor untuk pondasi tiang dimana tanah dibor terlebih dahulu.

c. Diamater Tiang (m)

Diameter tiang didasarkan atas rencana diameter pondasi yang akan digunakan. Untuk kasus tiang dengan bentuk tidak bundar, dapat digunakan luasan ekivalen untuk menentukan diameter tiang

(27)

d. Luas Dasar Efektif Tiang (m2)

Luas dasar tiang akan berguna untuka menentukan tahanan ujung dari tiang. Untuk tipe pondasi tertentu, ujung tiang dibuat lebih besar untuk mendapatkan permukaan yang lebih luas. Tabel 5.3 dapat digunakan sebagai referensi untuk menentukan Luas Efektif Tiang

e. Keliling Efektif Tiang (m)

Keliling tiang digunakan untuk menentukan bidang kontak antara pondasi dengan tanah. Parameter ini digunakan untuk menghitung ketahanan terhadap gesekan dari tiang pancang. Tabel 5.3 dapat digunakan sebagai referensi untuk menentukan keliling efektif tiang

f. Data lapisan-lapisan tanah

Data lapisan tanah yang diperlukan adalah tebal lapisan (m), berat jenis  (kN/m3), sudut geser dalam  (derajat) , kohesi c (kN/m2), nilai rata rata SPT pada lapisan tersebut (SPT), nilai index plastisitas pada lapisan tersebut (IP) dan kode apakah gaya gesekan negative /Negative Skin Friction (INEG) perlu dihitung pada lapisan tersebut. Nilai 1 untuk INEG berarti pada lapisan tersebut diperlukan analisa untuk menghitung Gaya gesekan negatif. Nilai 0 artinya tidak ada bahaya gaya gesekan negatif pada lapisan tersebut. Untuk lapisan paling bawah sebaiknya ketebalan lapisan dinyatakan dengan suatu angka yang relatif besar.

g. Kedalaman Muka Air tanah (m)

Kedalaman muka air tanah berpengaruh dalam menghitung tegangan efektif tanah pada kedalaman tertentu.

(28)

h. Angka Keamanan

Daya dukung yang di dapat dari rumus umum diatas adalah daya dukung ultimate/keadaan batas. Untuk mendapatkan daya dukung ijin/elastis, daya dukung tersebut perlu dibagi dengan suatu angka keamanan. Secara umum, disain pondasi dilakukan dengan cara elastis, sehingga yang dingin dicari adalah daya dukung ijin pada kedalaman tertentu. Ada dua angka keamanan yang digunakan.

 Angka kemanan untuk Daya Dukung Gesekan atau Lekatan yang digunakan untuk membagi daya dukung sumbangan dari gesekan permukaan pondasi.

 Angka keamanan untuk Daya Dukung Ujung yang digunakan untuk membagi daya dukung ultimate sumbangan dari tahanan ujung pondasi.

Besarnya kedua angka keamanan tersebut didasarkan atas tipe/jenis penyelidikan tanah yang dilakukan. Penyelidikan tanah yang lebih rinci/ditail untuk semua parameter yang digunakan dalam analisis memungkinkan untuk menggunakan angka keamanan yang lebih kecil.

(29)

Gambar 3.1. Contoh Form Input data program Pileb

(30)

1.3 Interpretasi Hasil Keluaran Program PILEB

Gambar 3.3 Pembagian Zona Dalam Program PILEB

1.4 Optimasi Hasil Keluaran Program

Setelah didapat hasil keluaran berupa daya dukung ijin untuk diameter dan kedalaman pondasi tertentu, maka nilai tersebut bisa digunakan untuk menghitung atau merencanakan pondasi yang diperlukan. Untuk pondasi yang berbentuk tidak bundar, dapat digunakan luasan ekivalen untuk menentukan diameter tiang.

diameter pondasi

Kedalaman pondasi

Kedalaman muka air tanah Muka tanah

Muka air tanah Batas lapisan 1

Lapisan 1 : t1,1,c1,1,SPT1,INEF1

Batas lapisan 2

Batas lapisan 3

Lapisan 2 : t2,2,c2,2,SPT2,INEF2

Lapisan 3 : t3,3,c3,3,SPT3,INEF3

(31)

2. Program DRIVEN

2.1 Cara Pemakaian Program Driven

a. Langkah Pertama adalah mengaktifkan program/software dengan

mengklik file program yaitu DRIVEN 1.2.AXE. Pada layar monitor akan muncul Form sebagai berikut

(32)

b. Klik File Kemudian Pileh NEW untuk memasukkan data proyek dan keterangan analisa program, kemudian akan muncul form sebagai berikut

Gambar 3.5 Form Project Definition

c. Setelah data-data proyek dimasukkan kemudian tekan OK maka akan muncul form sebagai berikut

(33)

d. Masukkan data kondisi tanah yang akan dianalisa daya dukungnya terhadap Fondasi tiang serta jenis tiang dan data tiang yang akan dipakai. Data yang perlu diisi diantaranya sebagai berikut

Gambar 3.7 Monotube Piles dan Raymond Uniform Taper Piles

(34)

e. Setelah data tanah dan tiang dimasukkan pada form maka tekan OK dan akan muncul form berikut

Gambar 3.9 Form Soil Profil Design

f. Form diatas merupakan pengecekan terhadap kondisi tanah yang akan dianalisa, jika data sudah dianggap benar maka tekan Ok kemudian program akan langsung menganalisa data-data tersebut.

(35)

G. Diagram Alir Penelitian

Tidak

Persiapan Penelitian

1. Studi literatur 2. Survey Pendahuluan

Pengumpulan data sekunder 1. Data Tanah

2. Data fondasi Tiang

Check dengan Perhitungan manual (Skin friction dan End

bearing capacity)

Selesai

Pengoperasian Program 1. Input data sekunder 2. Running program

Penentuan jenis program yang digunakan

Uji kelayakan program Mulai

Perbandingan hasil keluaran masing-masing program dengan hasil

perhitungan manual 3.

(36)

V. PENUTUP

A. Simpulan

Dari hasil penelitian dan analisa kapasitas daya dukung fondasi tiang menggunakan program computer aplikasi yang telah dilakukan, maka simpulan yang dapat diambil adalah :

1. Merekomendasikan program komersil (comersilware) Driven dalam bentuk demo untuk membantu dalam menganalisa perhitungan daya dukung tiang tunggal secara akurat atau mendekati nilai perhitungan pada teori Meyerhof ataupun teori Tomlinson.

2. Tidak semua jenis program yang telah dipublikasikan dapat mempermudah pekerjaan perhitungan daya dukung fondasi tiang, beberapa program terkadang sulit untuk dioperasikan serta kurang detail dalam menganalisa perhitungan.

3. Nilai kohesi pada tanah sangat berpengaruh pada kapasitas daya dukung fondasi tiang.

4. Perbedaan asumsi atau teori yang digunakan akan mempengaruhi hasil perhitungan, karena teori pada analisa fondasi tiang cukup banyak sehingga memungkinkan perbedaan hasil perhitungan.

5. Program aplikasi komputer dapat memudahkan dan mempercepat penghitungan kapasitas daya dukung fondasi tiang.

(37)

B. Saran

1. Dalam menentukan program yang akan digunakan dalam membantu perhitungan hendaknya diteliti terlebih dahulu teori atau asumsi yang digunakan apakah sudah sesuai dengan teori yang telah ada.

2. Dalam penggunaan program Pileb sebaiknya ditinjau kembali nilai kohesi yang telah didapat, karena terdapat kesalahan dari panduan pengoperasian program terutama pada sistem pengkonversian satuan kohesi. Nilai kohesi yang telah di dapat dalam satuan kN sebaiknya dikalikan 10 baru dimasukkan kedalam program.

3. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa dalam perhitungan daya dukung tiang tunggal sebaiknya menggunakan program Driven karena pengolahan data lebih spesifik.

4. Untuk penelitian lanjutan sebaiknya digunakan program yang mampu menganalisa penurunan fondasi tiang ( settlement ), sehingga dapat diketahui penurunan yang terjadi pada fondasi tiang.

(38)

VI. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Data Sekunder

1. Data Tanah

Data tanah yang digunakan pada penelitian ini adalah data tanah yang berada pada daerah Penumangan Lama Kecamatan Pagar Dewa Kabupaten Tulang Bawang. Pada daerah ini direncakan pembangunan jembatan pada tahun 2007, sehingga data tanah yang digunakan adalah data hasil penelitian pada bulan September 2006. Data tanah yang diperlukan dalam penelitian ini diantaranya data Kadar Air, Berat Volume, Indeks Plastisitas, Kohesi, dan Sudut Geser,.

Table 4.1 Data Tanah Sekunder

No. Pengujian Kedalaman

0-3 M 3-7 M 7-12 M 12-26 M 1 Kadar air (%) 52,861 34,826 29,307 28,929 2 Berat volume (gr/cm3) 1,544 1,599 1,547 1,724

3 Plastis indeks 17,84 14,94 14,45 13,76

4 Kohesi (kg/cm2) 0,19 0,291 0,217 0,217 5 sudut geser (o) 20,857 25,869 30,494 30,494

6 Berat jenis 2,411 2,525 2,522 2,528

(39)

2. Karakteristik Tiang Pancang

Data-data tiang pancang yang digunakan

Jenis tiang : Prestressed concrete pile Panjang tiang : 24 meter

Diameter tiang : 400 milimeter Tebal selimut beton : 100 milimeter Berat tiang : 0,301 t/m

B. Perhitungan Daya Dukung Tiang Tunggal

Perhitungan kapasitas daya dukung tiang yang didasarkan atas data-data yang didapat dari hasil pengujian laboratorium dibedakan menjadi dua jenis yaitu kapasitas daya dukung ujung tiang (End Bearing Capacity) dan daya dukung friksi (Friction Bearing Capacity).

1. Perhitumgan daya dukung tiang tunggal menggunakan metode Wesley (N-SPT)

Dari data penelitian tanah diketahui bahwa lapisan tanah keras terletak pada kedalaman 25 meter dari permukaan tanah. maka digunakan pondasi dalam (pondasi tiang ) sepanjang 24 meter dengan data-data sebagai berikut : Data hasil SPT :

N = 48 Nrata-rata = 32,46 D = 24 m

(40)

Daya Dukung tiang menurut Wesley Qsp = fb.Ab + fs.As

Fb Fs

Ab = 1/4 . π . B2 As = π . B . D

Intensitas tahanan ujung tiang ( fb)

 Pasir halus / Sedang = 40 . N .D/B ≤ 400.N

 Pasir kasar = 40 . N .D/B ≤ γ00.N Intensitas tahanan geser tiang ( fs)

 Untuk tiang pancang : 1. Diameter besar : fs = 2.N

 Diameter kecil : fs = N

fb = 40 x 48 x 60 ≤ 400 x 48 = 115β00 ≤ 19β00

Dipakai Fb = 19200 fs = N rata-rata =32,46

Sehingga Besarnya daya dukung Fondasi Tiang Qsp = fb.Ab + fs.As

Fb Fs

Qsp = 19200 x 0.1256 + 32,46 x 30,14 3 5 Qsp = 999,54 kN

(41)

2. Perhitungan daya dukung tiang tunggal menggunakan metode Mayerhof (End Bearing Capacity) Tomlinson (skin Friction Capacity) Secara umum analisa daya dukung yang diusulkan oleh Meyerhof adalah dengan mempertimbangkan factor bentuk dan kedalaman fondasi.

Dari data-data tanah dan tiang pancang yang ada maka perlu ditinjau terlebih dahulu jenis tiang pancang yang digunakan termasuk jenis tiang pendek atau tiang panjang dengan menghitung factor kekauanya ( T ).

Menghitung factor kekakuan ( T )

:

dengan : T : Kekakuan tiang (m) Ep : Modulus Elastisitas Tiang (KN/m2)

Ip : Inersia Penampang Tiang (m4) Nh : Koefisien modulus tanah (KN/m3) Ep : 4700 Mpa

: 4700 Mpa : 3,6406 . 107 Mpa Ip : π ( D4 – t4 )

: π ( 0,44 – 0,14 ) : 1,251. 10-3m4

Nh : Diambil nilai tengah 350 KN/m2 - 700 KN/m2 Nh : 525 KN/m2

(42)

Maka :

:

: 2,44 meter

L ( panjang tiang ) ≤ 4 T 8 m ≤ 4. 2,44 m

8 m ≤ 9,76m

Dengan demikian tiang pancang tersebut dikategorikan ke dalam jenis tiang panjang (Pradoto1988).

Menentukan Besarnya Tegangan Vertikal Efektif.

Nilai tegangan vertikal efektif tanah ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :

: (1,544*3) + (1,599*4) + (1,547*5) + (1,724*4) : 4,632 + 6,396 + 7,735 + 6,896

: 25,659 t/m2

Menentukan nilai Nc* dan Nq* R1 :

: : 40

(43)

c , dan ø lapisan tanah pada ujung tiang (lapisan dasar). c : 0,217

ø : 30,494o : 1,724

R2 : : 6 ( didapat dari grafik 2.2 mayerhof )

Karena R1 > 0.5R2 denganan ø ≥ 300, maka nilai Nc* dan Nq* dapat ditentukan langsung dari grafik Mayerhof. Sehingga didapat nilai Nc* = 80 dan nilai Nq* = 60.

Menentukan Besarnya Daya Dukung Ujung Tiang

Besarnya daya dukung ujung tiang berdasrkan Teori Meyerhof dirumuskan sebagai berikut :

Qe : Ap ( c . Nc* + q . Nq* ) : π D4 ( c . Nc* + q . Nq*)

: π 0,44 (0,217* 80 + 25,659 * 60 )

: π 0,44 (1556,9 ) : 22,46 ton

Metode α diusulkan oleh Tomlinson pada tahun 1971. Metode Ini dapat digunakan pada tanah berbutir halus ( c-soil ) atau tanah pada umumnya (c/ø-soil ).

(44)

Menurut Tomlinson daya dukung friksi tiang dihitung dengan persamaan berikut :

Dengan :

Qs : daya dukung gesek

ci : Nilai kohesi tanah yang ditinjau (ton/m2) qi : Tegangan efektif tanah (ton/m2)

αi : Faktor adhesi yang merupakan fungsi dari kekuatan geser tanah tak terdrainase yang tersaji pada gambar 3.4

Ki : Koefisien tekanan tanah lateral yang mempunyai nilai antara Ko-1,75

Sehingga ;

Q1 : ( 1 * h1 ) : (1,544* 3 ) : 4.632 t/m2 K1 : 1 sin ø1

: 1-sin 20,857 o : 0.644

δ1 : 2/3 ø 1 : 2/3 . 20,857 o : 13,905 o

(45)

Nilai α didapat dari grafik 2.2 hambatan lekat α tomlinson Perhitungan selanjutnya pada table sebagai berikut : Tabel 4.2 Perhitungan Daya Dukung Tiang

Hi (m)

i (t/m2)

Øi (0)

Ki qi Cu

(kg/m2)

αi Ci

(t/m2) δi (o)

ki.qi tanδi.hi

ci.αi.h i 3 1,544 20,857 0.644 4.632 6.14 1.0 1,9 13,90 2,215 2,934 4 1,599 25,869 0.564 6.396 7.60 1.0 2,9 17,25 4,480 11,6 5 1,547 30,494 0.411 7,735 10.49 0.8 2,1 20,33 5,889 8,4 4 1,724 30,494 0.411 6,896 12.76 0.6 2,1 20,33 4,200 5,04

total 16,784 22,974

Jadi nilai daya dukung friksi yang terjadi adalah : Qs = .as

= ( π D + π(D-t)) x (16,784+22,974) = 111,848 ton

Sehingga nilai daya dukung fondasi tiang tunggal didapat sebesar : Q = Qe + Qs

= 22,46 + 111,848 = 134,308 ton.

(46)

C. Uji Kelayakan Program

Dari 9 program yang telah didapat kemudian diuji masing-masing kelayakannya baik itu dari segi fungsi, tampilan, dan ketelitian dalam menganalisa daya dukung fondasi tiang.

1. Dyna-Pile V 1.0 Tahun rillis : 2002

Status : Comercialware ; versi demo Perusahaan : Dyna Co.

Jalur Unduh : http://www.Dyna-pile.com/

Kelayakan : Tidak

Alasan : Versi demo tidak mengijinkan analisis pile

Gambar 4.1 Dyna Pile V 1.0 2. Enbeam C6

Tahun rillis : 2004 Status : Freeware Perusahaan : New Beam.

Jalur Unduh : http://www.NewBeam.com/

(47)

Alasan : Tidak dapat mengubah jumlah lapisan tanah

Gambar 4.2 Enbeam C6 3. Apile Plus 5.0

Tahun rillis : 2007

Status : Comercialware ; versi demo Perusahaan : New Apile

Jalur Unduh : http://www.NewApile.com/flacpile/index.php Kelayakan : Tidak

Alasan : Versi demo tidak mengijinkan analisis pile

(48)

4. Lpile plus V 5.0 Tahun rillis : 2004 Status : Freeware Perusahaan : Lpilep 5D

Jalur Unduh : http://www.Lpilep5D.com/ Kelayakan : tidak

Alasan : Input sulit dimengerti

Gambar 4.4 Lpile plus V 5.0

5. UniPile 4.0 Tahun rillis : 2004

Status : Comercialware ; versi demo Perusahaan : Lpilep 5D

Jalur Unduh : http://www.fhwa.dot.gov/engineering/geotech/

Kelayakan : tidak

(49)

Gambar 4.5 UniPile 4.0 6. VERSAT-P3D

Tahun rillis : 2008 Status : Freeware Perusahaan : Versat.Co

Jalur Unduh : http://www.fhwa.dot.gov/engineering/VersatP3D.com/ Kelayakan : Tidak

Alasan : Input data sulit dimengerti

(50)

7. PILEB

Tahun rillis : 2008 Status : Freeware

Perusahaan : Sumatra Region Road Project

Jalur Unduh : http://www.srrpibrd.com/loan/4307-IND.html Kelayakan : Ya

Alasan : Dapat Digunakan

Gambar 4.7 PILEB

8. DRIVEN 1.2

Tahun rillis : 1998

Status : Comercialware ; versi demo

Perusahaan : U.S. Department of Transportation Federal Highway Administration Office of Technology Applications

Jalur Unduh : http://www.fhwa.dot.gov/engineering/ Kelayakan : Ya

(51)

Gambar 4.8 DRIVEN 1.2

9. VERSAT 2D Tahun rillis : 2008 Status : Freeware Perusahaan : Versat.Co

Jalur Unduh : http://www.fhwa.dot.gov/engineering Kelayakan : Tidak

Alasan : Versi demo tidak mengijinkan analisis pile

(52)

Tabel 4.3 hasil uji kelayakan program No Nama

Program

Jenis Kelayakan Alasan 1 Dyna-Pile v

1.01

Comercial Tidak Versi demo tidak mengijinkan analisis pile 2 EnBeam C6 Free Tidak Tidak dapat mengubah

lapisan tanah

3 Apile Plus 5.0 Comercial Tidak Versi demo tidak mengijinkan analisis pile 4 Lpile Plus

V5.0

Comercial Tidak Input sulit dimengerti 5 Unipile 4.0 Comercial Tidak Tidak dapat mengubah

lapisan tanah

6 Versat P3D Free Tidak Input sulit dimengerti

7 Pileb Free Ya Dapat digunakan

8 Driven 1.2 Comercial Ya Dapat digunakan

9 Versat 2D Free Tidak Versi demo tidak

(53)

D. Pengoperasian Program

Dari hasil uji kelayakan program yang telah dilakukan maka digunakan dua program yaitu Pileb dan Driven sebagai variabel pembanding. Kedua program ini dipilih dengan alasan kemudahan dalam pengoperasian.

1. Program Pileb a. Input data

Input data tanah dan data tiang pancang yang akan dianalisa pada program.

(54)

b. Pengoperasian program

Klik tulisan Hitung pada program Pileb kemudian akan muncul hasil sebagai berikut ;

Gambar 4.11 Output Data Program Pileb

Hasil analisa program pileb adalah sebagai berikut ;

Daya dukung ujung tiang ( End Bearing Capacity ) : 170,89 kN Daya dukung friksi ( Friction Bearing Capacity) : 672,29 kN Daya dukung fondasi tiang tunggal : 821,36 kN

(55)

2. Program Driven a. Input data

1. Pilih project definition kemudian masukkan data pemakai program, jumlah lapisan tanah, jenis satuan yang akan digunakan

Gambar 4.12 Input Data Project Program Driven

2. Pilih soil profil untuk mengisi data tanah perlapisan tanah dan jenis tiang dan data tiang pancang yang akan digunakan.

(56)

b. Pengoperasian program 1. Hasil analitis program

Pilih output tabulator untuk mengetahui hasil analis program

(57)

Dari hasil analisis program didapat data sebagi berikut ;

Tabel 4.4 Daya dukung fondasi tiang menggunakan program Driven

Kedalaman

( m )

Tegangan efektif ( Kpa )

Sliding friction angle (drjt) Skin friction ( kN )

End bearing ( kN )

Daya dukung total

( kN )

0.01 0.08 22,52 0.00 0.42 0.42

2.99 23,08 22,52 39,01 124.,24 163,25

3.01 46,40 21,56 39,50 80,14 119,64

5.99 70,23 21,56 141,10 80,14 221,24

6.01 94,32 21,56 142,01 80,14 222,15

6.99 97,36 21,56 188,29 80,14 268,43

7.01 100,51 21,39 189,26 80,14 269,40 10.01 109,01 21,39 344,78 80,14 424,92 11.99 114,63 21,39 460,72 80,14 540,86 12.01 128,86 18,21 461,74 224,66 686,40 15.01 140,02 18,21 594,55 224,66 819,21 18.01 151,18 18,21 748,52 224,66 973,17 21.01 162,34 18,21 923,65 224,66 1148,30 23.09 173,42 18,21 1118,56 224,66 1343,21

2. Hasil grafis program

(58)

b. Grafik 4.2 hubungan kedalaman dengan End bearing capacity

c. Grafik 4.3 hubungan kedalaman dengan kapasitas daya dukung tiang.

(59)

E. Analisa perbandingan kapasitas daya dukung fondasi tiang

Setelah dilakukan perhitungan manual dan perhitungan menggunakan program computer aplikasi, maka didapat perbandingan sebagai berikut Tabel 4.5 Hasil analisa kapasitas daya dukung tiang tunggal

No Variabel

Perhitungan manual(kN)

Pileb (kN)

Driven (kN) Wesley Meyerhof,

Tomlinson

1 Skin Friction 803,84 1118,48 672,29 1118,56 2 End bearing

Capacity

195,16 224,60 170,89 224,66 3 Daya dukung

tiang tunggal

999 1343,08 821,36 1343,21

Dari table diatas terlihat bahwa perhitungan program Pileb lebih mendekati hasil perhitungan manual menggunakan teori Wesley sedangkan perhitungan program Driven mendekati hasil perhitungan manual menggunakan metode Meyerhof dan Tomlinson, hal ini terjadi karena acuan program Driven adalah gabungan dari teori Tomlinson.

Dari hasil analisa program maka dapat ditentukan karakteristik baik itu keunggulan maupun kekurangan dari masing-masing program diantaranya sebagai berikut ;

(60)

1. Karakteristik Program Pileb a. Kelebihan

- Tidak perlu diinstal ( portable software ). - Mudah dalam pengoperasian.

- Memiliki tampilan yang cukup menarik.

- Contoh perhitungan manual dipublikasikan secara detail. - Merupakan program yang bebas untuk diambil ( freeware ).

- Dikeluarkan oleh Dinas Pendidikan pada Sumatra Region Road Project .

- Memiliki keakuratan dalam perhitungan terutama dengan metode Wesley.

b. Kekurangan

- Hasil keluaran program berbeda dengan hasil perhitungan manual, ini dikarenakan terori dasar yang digunakan pada program ini berbeda dengan teori yang digunakan pada perhitungan manual. - Tidak dapat mengubah tampilan gambar layer tanah sehingga

tampilan tidak berubah.

- Tidak menampilkan grafik dan hasil perhitungan tegangan tanah. - Jumlah lapisan tanah yang dianalisa terbatas hanya sampai 5

lapisan, sehingga tidak dapat menganlisa tanah yang memiliki karakteristik tanah lebih dari 5 lapisan.

(61)

2. Karakteristik Program Driven

Menggunakan metode yang mengacu pada teori Mayerhof dan teori Tomlinson.

a. Kelebihan

- Tampilan sederhana.

- Mudah dalam pengoperasian.

- Hasil keluaran program akurat ( mendekati perhitungan manual dengan metode Meyerhof dan Tomlinson )

- Memiliki pilihan dalam dua jenis satuan ( Satuan Internasional dan Satuan Inggris ).

- Jumlah lapisan tanah yang akan di input tidak terbatas.

- Ukurannya yang kecil ( 3.62 Mb ) sehingga mudah dibawa dengan media penyimpanan portable.

- Memerlukan memori computer yang sangat kecil dan cepat dalam melakukan perhitungan.

- Menggunakan metode Tomlinson dalam melakukan perhitungan daya dukung tiang tunggal.

- Dikeluarkan oleh “ U.S. Department of Transportation Federal Highway Administration Office of Technology Applications “ sehingga ketelitianya tidak diragukan.

(62)

b. Kekurangan

- Tidak menampilkan diagram tegangan tanah

- Mudah terinfeksi virus karena program harus diinstal pada computer.

- Merupakan program comersialware tetapi dapat diambil secara free pada program demo.

- Input data N-SPT terbatas hanya sampai 5 data pada setiap layer tanah.

(63)

ANALISA DAYA DUKUNG TIANG TUNGGAL

MENGGUNAKAN PROGRAM KOMPUTER APLIKASI

( SKRIPSI )

Oleh

TONI PRASETIAWAN

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2010

(64)

Nama Mahasiswa : TONI PRASETIAWAN No. Pokok Mahasiswa : 0315011083

Jurusan : Teknik Sipil

Fakultas : Teknik

MENYETUJUI

1. Komisi Pembimbing

Ir Setyanto, M.T. Ir Idharmahadi Adha, M.T NIP: 195508301984031001 NIP:

2. Ketua Jurusan Teknik Sipil

Ir. Syukur Sebayang, M.T. NIP: 195003091986031001

(65)

SANWACANA

Alhamdullilah segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi dengan judul “Analisa Daya Dukung Tiang Tunggal Dengan Menggunakan Program Komputer Aplikasi” ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Lampung.

Pada kesempatan ini pula secara tulus penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada mereka yang penuh kesabaran dan dedikasi membantu penulis dalam proses penyelesaian skripsi ini :

1. Ayah dan Ibu ;

2. Bapak Ir. Setyanto, M.T., selaku Dosen Pembimbing Utama atas arahannya dalam penyusunan skripsi ini yang membuat skripsi ini menjadi lebih baik; 3. Bapak Ir. Idharmahadi Adha, M.T., selaku Dosen Pembimbing Kedua atas

waktu dan kesabarannya selama proses bimbingan, sehingga skripsi ini dapat dibuat dan diselesaikan juga membuat penulis belajar tentang arti disiplin dan kerja keras;

4. Bapak Iswan, S.T., M.T. selaku Dosen Penguji atas kritik membangun, serta argumentasinya yang mendorong penulis untuk terus belajar dan penulis yakin beliau melakukannya untuk membuat penulis menjadi seseorang yang lebih baik;

(66)

mahasiswa yang lugas, tegas, dan bertanggung jawab;

6. Bapak Ir. Syukur Sebayang, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung;

7. Ibu Dr. Lusmelia Afriani, D.E.A., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung;

8. Seluruh dosen dan karyawan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung, dan dosen-dosen konsentrasi Geoteknik pada khususnya, untuk segala dedikasinya yang telah membantu penulis dalam proses pendidikan. Penulis bahkan sadar ucapan terima kasih tidak akan cukup untuk menggambarkan dedikasi dan pengabdian beliau-beliau terhadap perkembangan pendidikan penulis;

Akhir kata, Penulis menyadari skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, akan tetapi dengan sedikit harapan semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua. Amin.

Bandar Lampung, November 2010 penulis,

(67)

UCAPAN TERIMA KASIH

Pada kesempatan ini pula secara tulus penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada sahabat sahabat yang penuh kesabaran dan dedikasi membantu penulis dalam proses penyelesaian skripsi ini :

1. Sahabat-sahabat injury time yang menemani dalam berjuang untuk menyelesaikan Skripsi ini: Krishna Pawaka untuk waktu-waktu “indah” yang pernah penulis habiskan bersamanya (see, offcourse we can if we want), Wahyu Susilo yang dengan kehadirannya saja sudah membuat penulis merasa nyaman dan bahagia (we on top off all if we already being an engineer yu!), Zainal Arifin dengan tragedy terdampar dan ular cobranya, (die hard maybe, but keep your spirit pals!!), Oky Zamora yang tidak pernah bosan-bosan untuk memotivasi dan dimotivsi penulis agar terus berusaha (we can if together friends!!), last but not least, Dany Kurniawan untuk saat-saat dimana penulis menyadari bahwa persahabatan akan menguat ketika dibenturkan dengan banyak permasalahan;

2. Jiwa-jiwa keras kepala di Kantin Macan: Ave (manjir its only nick name man, I know you much much better than that!), Rendra S.T. dengan pinjaman ilmu lapangan dan percintaanya, Anton “jawa” (everything look easy when you in) , Ariandi (with his duet) Coky, Dhody, The Jakarta Team Dewa, Bintang, Ucok, sebagai teman diskusi cerdas di sanabil, dan teman-teman lainnya yang terlalu banyak untuk disebutkan. Activate Yourself!;

(68)

Ricky, Lili & Intan, yang selalu penuh dengan gagasan cemerlang, dan segala kebaikannya keep struggle for our title guys!! ;

4. Ato, Elwin, Bobby, Nandar, Beni, (and all mechanical engineering

community). “Teknik Bersatu Takkan Terkalahkan” bukan hanya sekedar slogan sobat. :

5. Marga Sum & Matalam Community untuk sesi diskusi dan berbagi pengalaman di tingkat komunitas free will dan pencinta alam. Penulis merasa inilah rumah nyaman dimana terik mentari tidak se-menggigit seperti di sini;

6. Teman-teman easy going di korpri dan DotA yang berbagi keceriaan dan kesedihan bersama penulis selama ini: Yuri, Ono, Kedel, Bapak, Robert. Terima kasih untuk semua perhatiannya;

7. Mas Sajiran dan Mas Yanto untuk segala kebaikan dan waktu-waktu yang dengan ikhlas beliau berikan untuk membantu penulis dalam memudahkan urusan-urusan yang sebelumnya terasa rumit;

8. Teman-teman mahasiswa/i angkatan 2003 Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung. Kehadiran kalian membuat semua ini jadi menyenangkan;

Bandar Lampung, September 2010 Penulis,

(69)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1Prinsip Daya Dukung Fondasi Tiang ... 10

Gambar3.1.Contoh Form Input data program Pileb... 25

Gambar 3.2 Contoh Form Output program Pileb ... 25

Gambar 3.3 Pembagian Zona Dalam Program PILEB ... 26

Gambar 3.4 Form Awal Driven. 1.2. AXE ... 27

Gambar 3.5 Form Project Definition ... 28

Gambar 3.6 Form Soil Layer Profile... 28

Gambar 3.7 Monotube Piles dan Raymond Uniform Taper Piles ... 29

Gambar 3.8 Contoh Form Jenis Pile Yang Digunakan ... 29

Gambar 3.9 Form Soil Profil Design ... 30

Gambar 4.1 Dyna Pile V 1.0 ... 40

Gambar 4.2 Enbeam C6 ... 41

Gambar 4.3 Apile Plus 5.0 ... 41

Gambar 4.4 Lpile plus V 5.0 ... 42

Gambar 4.5 UniPile 4.0 ... 43

Gambar 4.6 VERSAT-P3D ... 43

Gambar 4.7 PILEB ... 44

(70)

Gambar 4.9 VERSAT 2D ... 45

Gambar 4.10 Input Data Program Pileb ... 47

Gambar 4.10 Output Data Program Pileb ... 48

Gambar 4.10 Input Data Project Program Driven ... 49

Gambar 4.13Soil Profil Pada Program Driven ... 49

(71)

DAFTAR GRAFIK

Halaman

Grafik 2.1 Faktor kapasitas daya dukung pondasi panjang (mayerhof 1976) ...10

Grafik 2.2. nilai hambatan lekat α ...14

Grafik 4.1 hubungan kedalaman dengan skin friction ...51

Grafik 4.2 hubungan kedalaman dengan End bearing capacity ...52

(72)

DAFTAR ISI

Halaman

SANWACANA ... i

DAFTAR ISI ... ii

DAFTAR TABEL ... iii

DAFTAR GRAFIK ... iv

DAFTAR GAMBAR ... v

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Rumusan Masalah ... 2

C. Batasan Masalah ... 3

D. Tujuan Penelitian... 4

E. Manfaat Penelitian ... 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 5

A. Definisi Fondasi ... 5

B. Klasifikasi Fondasi ... 6

(73)

D. Kapasitas Daya Dukung Tiang Tunggal ... 9

1. Kapasitas Daya Dukung Ujung Tiang ( End Bearing Capacity ) ... 19

2. Kapasitas Daya Dukung Friksi ( Friction Bearing Capacity ) ... 12

E. Teori Manual Program Pileb ... 15

1. Daya Dukung Tiang Pada Tanah Non-Cohesive ... 15

2. Daya Dukung Tiang Pada Tanah Kohesif Cohesive ... 16

3. Gaya Negatif ( Skin Friction ) ... 17

F. Teori Manual Program Driven ... 18

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ... 19

A. Persiapan Penelitian ... 19

1. Studi Literatur ... 19

2. Survey Pendahuluan ... 19

B. Obyek Penelitian…………...20

C. Sarana Penelitian...20

D. Metode Pengumpulan Data…………...20

E. Langkah Kerja Penelitian……….…………20

F. Cara Pengoperasian Program……….…21

1. Program PILEB……….…21

2. Program DRIVEN……….…27

(74)

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN………....32

A. Data Sekunder……….……...32

1. Data Tanah………33

2. Data Tiang Pancang……….….33

B. Perhitungan Daya Dukung Tiang Tunggal……….……33

1. Perhitumgan daya dukung tiang tunggal menggunakan metode Wesley (N-SPT)………....33

2. Perrhitungan daya dukung tiang tunggal menggunakan metode Mayerhof (End Bearing Capacity) Tomlinson (skin Friction Capacity)………...….γ5 C. Uji Kelayakan Program………..…γ6 D. Pengoperasian Program………..……47

E. Analisa Perbandingan Kapasitas Daya Dukung Fondasi Tiang...53

BAB. V PENUTUP……….…57

A. Simpulan………..…..57

B. Sarsan………...…58

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(75)

DAFTAR PUSTAKA

Das, B. M. 1993. Mekanika Tanah. (Prinsip – prinsip Rekayasa Geoteknis). Jilid I Penerbit Erlangga, Jakarta.

Dunn, I. S., Anderso, I. R. And Kiefer, F. W. 1992. Dasar – dasar Analisis Geoteknis. IKIP Semarang Perss, Semarang.

Nakazawa, K., Sosrodarsono, S, 1983. Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi. Pradya Paramita, Jakarta.

Terzaghi, K., Peck, R. B. 1987. Mekanika Tanah Dalam Praktek Rekayasa. Penerbit Erlangga, Jakarta.

Wesley, L. D. 1977. Mekanika Tanah. Badan Penerbit Pekerjaan Umum. Jakarta

Smith, M. J. 1992. Mekanika Tanah. Edisi Keempat. Penerbit Erlangga, Jakarta.

Bowless. J. E. 1989. Sifat – sifat Fisis Dan Geoteknis Tanah. Edisi Kedua. Penerbit Erlangga, Jakarta.

Sutedjo, M. 1988. Pengantar Ilmu Tanah. Bina Aksara Jakarta.

Hardiatmo, H. C. 1992. Mekanika Tanah. Gramedia Pustaka Umum. Jilid I Jakarta.

Sunggono. 1982. Mekanika Tanah. Edisi Kedua. Penerbit Nova, Bandung.

Operation Manual for Slide Friction Test Se. Manufactured Testing Machines Marui and Co., LTD, Japan.

(76)

Universitas Gadjah Mada. 2008. Buku Pedoman Praktikum Mekanika Tanah (I dan II). Tim Laboratorium Geoteknik dan Mekanika Tanah. Yogyakarta.

Pradoto Suhardjito.1989. Teknik Pondasi. Laboratorium Geoteknik Pusat Antar Universitas Ilmu Rekayasa Institut Teknologi Bandung.

Wangsadinata Wiratman. 1971. Perhitungan Lentur Dengan Cara ”n”. Departemen pekerjaan Umum Dan Tenaga Listrik Direktorat Jenderal Cipta Karya Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan.

Departemen Pekerjaan Umum. 1987. Pedoman Perencanaan pembebanan Jembatan Jalan Raya. Yayasan Badan Penerbit PU.

(77)

iii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. koefisien daya dukung Meyerhof untuk pondasi tiang dangkal ... 11

Tabel 4.1 Data Tanah Sekunder ... 32

Tabel 4.2 Perhitungan Daya Dukung Tiang ... 39

Tabel 4.3 hasil uji kelayakan program ... 46

Tabel 4.4 Daya dukung fondasi tiang menggunakan program Driven ... 51

(78)

MENGESAHKAN 1. Tim Penguji

Ketua : Ir. Setyanto, M.T. ...

Sekretaris : Ir. Idharmahadi Adha, M.T. ...

Penguji

Bukan Pembimbing : Iswan, S.T., M.T. ...

2. Dekan Fakultas Teknik

Dr. Lusmeilia Afriani, DEA. NIP. 196505101993032008

(79)

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Penulis lahir di Way Jepara, pada tanggal 15 Januari , merupakan anak ke-tiga dari empat bersaudara dari pasangan Bapak Sugiono dan Ibu Wiwik Utami.

Penulis menempuh pendidikan dasar di SD Negeri 02

Sumberejo yang diselesaikan pada tahun 1997. Pendidikan tingkat pertama ditempuh di SLTP Negeri 01 Way Jepara yang diselesaikan tahun 2000. Kemudian melanjutkan pendidikan tingkat atas di SMU Negeri 1 Way Jepara yang di selesaikan pada tahun 2003.

Penulis diterima menjadi mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung pada tahun 2003 melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif mengikuti kegiatan organisasi di dalam kampus Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil (Himateks) dan kegiatan lainnya. Tahun 2007 penulis pernah melaksanakan Kerja Praktik di Proyek Pembangunan Gedung Rumah Sakit Umum Daerah di kota Bandar Lampung. Penulis diangkat menjadi Asisten Laboratorium Mekanika Tanah dari tahun 2009 s.d 2010.