Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Kelompok Pada Proyek Pembangunan Gedung DPRD Sumatera Utara

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG KELOMPOK PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG DPRD SUMATERA UTARA

MEDAN

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas- tugas Dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh

Ujian Sarjana Teknik Sipil

Oleh:

070424018 DWI PRAHASTINI

PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSION DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr.Wb.

Alhamdulillah puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan

rahmat dan hidayah – Nya kepada penyusun, sehingga berkat ridho – Nya Laporan Tugas Akhir yang berjudul “ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI

TIANG PANCANG KELOMPOK PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG DPRD SUMATERA UTARA” dapat diselesaikan dengan baik.

Laporan Tugas Akhir ini disusun sebagai syarat menempuh jenjang pendidikan Strata Satu (S-1) pada Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil di Universitas Sumatera Utara.

Untuk dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini, tentunya tidak lepas dari segala hambatan dan rintangan, namun berkat bantuan moril maupun materiil dari berbagai pihak, akhirnya tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Untuk itu tidak berlebihan kiranya jika dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE, selaku dosen pembimbing utama yang

telah membimbing penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini;

2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Jurusan Teknik Sipil

Universitas Sumatera Utara;

3. Bapak Alm. Ir. Faizal Ezeddin, M.S;

4. Bapak Ir. Zulkarnain A Muis, M. Eng. Sc, selaku Koordinator Program

Pendidikan Ekstension;

6. Bapak Ir. Syahril Dulman, sebagai pembanding dan penguji;

7. Ibu Ika Puji Hastuti, ST. MT, sebagai pembanding dan penguji;

8. Terimakasih yang teristimewa, penulis ucapkan kepada kedua orangtua

tercinta H. Waslan dan Hj. Suswati, yang telah mengasuh, mendidik, dan membesarkan serta selalu memberikan dukungan baik moral, material, maupun do’a yang tak henti-hentinya mereka mohonkan kepada Allah SWT

sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini;

9. Terimakasih juga kepada Wahyu Mukjizat yang selalu mendo’akan dan

memberi semangat setiap saat sehingga saya dapat menyelesaikan pendidikan dengan baik;

10.Terimakasih juga penulis ucapkan kepada rekan-rekan mahasiswa dan teman

teman yang memberikan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Penyusun menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangannya, oleh karena itu penyusun mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi perbaikan laporan Tugas Akhir ini.

Akhirnya penyusun berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semuanya.

Wassalaamu’alaikum Wr.Wb

Medan, November 2010 Penulis,

ABSTRAK

Pondasi tiang atau disebut juga pondasi dalam dipergunakan untuk beban berat (high rise building). Sebelum melaksanakan suatu pembangunan konstruksi yang pertama-tama dilaksanakan dan dikerjakan dilapangan adalah pekerjaan pondasi (struktur bawah). Pondasi merupakan suatu pekerjaan yang sangat penting dalam suatu pekerjaan teknik sipil, karena pondasi inilah yang memikul dan menahan suatu beban yang bekerja diatasnya yaitu beban konstruksi atas.

Tujuan dari studi ini untuk menghitung dan menganalisis daya dukung tiang pancang kelompok pada proyek pembangunan gedung kantor DPRD Sumatera Utara. Kapasitas daya dukung kelompok tiang dihitung berdasarkan nilai effisiensi dimana dihitung pula daya dukung tiang berdasarkan data lapangan dan uji laboratorium yaitu data sondir, SPT dan bacaan manometer pada alat

hydraulic jack system.

Hasil perhitungan daya dukung ultimate tiang pada kedalaman 21.00 m diperoleh, data sondir dengan menggunakan metode Aoki dan De Alencar titik-1 Qult = 260.62 ton dan 2 Qult = 251.31 ton, dengan metode Mayerhoff titik-1 Qult = 455.30 ton dan titik-2 Qult = 494.55 ton. Untuk data SPT menggunakan metode Mayerhoff titik-1 Qult = 230.65 ton dan titik-2 Qult = 228.54 ton. Dari data Daily Piling Record bacaan manometer saat pemancangan didapat Qult = 327.87 ton.

Terdapat perbedaan daya dukung tiang dari lima titik sondir, dua titik SPT dan daya dukung berdasarkan bacaan manometer. Perbedaan daya dukung tersebut dapat disebabkan oleh kedalaman tanah yang ditinjau, perbedaan jenis tanah yang pada jarak terdekat sekalipun, cara pelaksanaan pengujian bergantung pada ketelitian operator dan perbedaan parameter yang digunakan dalam perhitungan.

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... i

ABSTRAK ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR NOTASI ... ix

BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan ... 3

1.3. Manfaat ... 3

1.4. Pembatasan Masalah ... 3

1.5. Metode Pengumpulan Data ... 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tinjauan Umum ... 6

2.2. Definisi Tanah ... 6

2.3. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation) ... 8

2.3.1. Sondering test/cone penetration test (CPT) ... 8

2.3.2. Standard penetration test (SPT) ... 11

2.4. Pondasi Tiang ... 13

2.5. Klasifikasi Pondasi Tiang ... 13

2.7. Penggolongan Pondasi Tiang Pancang ... 15

2.7.1. Pondasi tiang pancang menurut pemakaian bahan dan karakteristik strukturnya ... 15

2.7.2. Pondasi tiang pancang menurut pemasangannya ... 21

2.8. Peralatan Pemancangan ... 23

2.9. Hidrolik Sistem ... 23

2.10.Kapasitas Daya Dukung ... 26

2.10.1. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang dari data sondir ... 26

2.10.2. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang dari data SPT ... 29

2.10.3. Berdasarkan bacaan manometer alat hydraulic jack ... 34

2.11.Tiang Pancang Kelompok ... 35

2.11.1. Jarak antar tiang dalam kelompok ... 37

2.11.2. Analisa gaya yang bekerja pada tiang pancang ... 39

2.12.Kapasitas Kelompok dan Effisiensi Tiang Pancang ... 40

2.13.Faktor Keamanan ... 44

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Data Umum Proyek ... 46

3.2. Data Teknis Proyek ... 47

3.3. Metode Pengumpulan Data ... 48

BAB IV. HASIL DAN PERHITUNGAN

4.1. Gambaran Umum Lokasi Penelitian ... 50 4.2. Pengumpulan Data dari Lapangan ... 50

4.2.1. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang dari data sondir ... 50 4.2.2. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang

dari data SPT ... 61 4.2.3. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang

pada saat pemancangan berdasarkan bacaan

manometer alat hydraulic jack ... 65 4.3. Analisa Gaya Yang Bekerja Pada Tiang Pancang ... 67 4.4. Menghitung Kapasitas Kelompok Tiang Berdasarkan

Effisiensi ... 68 4.5. Hasil Perhitungan Daya Dukung ... 71 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ... 74 5.2. Saran ... 76 DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

II.1 Faktor empirik Fb dan Fs ... 27

II.2 Nilai faktor empirik untuk tipe tanah yang berbeda ... 28

II.3 Hal-hal yang perlu dipertimbangkan untuk penentuan harga N ... 30

II.4 Hubungan antara angka penetrasi standart dengan sudut geser dalam dan kepadatan relatif pada tanah pasir ... 32

II.5 Hubungan antara N dengan berat isi tanah ... 32

IV.1 Perhitungan daya dukung ultimit dan ijin tiang pancang (S-4) ... 58

IV.2 Perhitungan daya dukung ultimit dan ijin tiang pancang (S-5) ... 60

IV.3 Perhitungan tahanan ujung tiang berdasarkan data SPT (BH-1) ... 62

IV.4 Perhitungan tahanan ujung tiang berdasarkan data SPT (BH-2) ... 64

IV.5 Perhitungan daya dukung tiang berdasarkan bacaan manometer ... 66

IV.6 Perhitungan daya dukung pada saat pemancangan berdasarkan data (Daily Piling Record) ... 66

IV.7 Perhitungan beban tiang maksimum ... 68

V.1 Hasil perhitungan daya dukung tiang pancang ... 74

V.2 Berdasarkan Metode Converse - Labarre ... 74

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Dimensi Alat Sondir Mekanis ... 10

2.2 Tiang Pancang Kayu ... 16

2.3 Tiang pancang beton precast reinforced concrete pile ... 17

2.4 Tiang pancang precast prestressed concrete pile ... 18

2.5 Tiang pancang cast in place pile ... 18

2.6 Tiang Pancang Baja ... 20

2.7 Pola-pola kelompok tiang pancang khusus ... 36

2.8 Pengaruh tiang akibat pemancangan ... 38

2.9 Kelompok tiang ... 39

2.10 Tipe keruntuhan dalam kelompok tiang ... 41

2.11 Daerah friksion pada kelompok tiang dari tampak samping ... 42

2.12 Daerah friksion pada kelompok tiang dari tampak atas ... 42

3.1 Denah Lokasi Proyek ... 48

3.2 Tahap Pelaksanaan Penelitian ... 49

4.1 Perkiraan nilai qca (base) ... 51

4.2 Nilai qc (side) pada titik sondir 1 (S-4) ... 52

4.3 Perkiraan nilai qca (base) ... 54

DAFTAR NOTASI

JP = Jumlah perlawanan, perlawanan ujung konus + selimut (kg/cm²)

PK = Perlawanan penetrasi konus, qc (kg/cm²)

JHL = Jumlah hambatan lekat.

Qu = Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang.

Qb = Kapasitas tahanan di ujung tiang.

Qs = Kapasitas tahanan kulit.

qb = Kapasitas daya dukung di ujung tiang persatuan luas.

Ab = Luas di ujung tiang.

f = Satuan tahanan kulit persatuan luas.

As = Luas kulit tiang pancang.

qc = Tahanan ujung sondir.

Ap = Luas penampang tiang.

Qijin = Kapasitas daya dukung ijin pondasi.

cu = Kohesi Undrained

α = Koefisien Adhesi antara Tanah dan Tiang

N = Harga SPT lapangan

Li = Panjang lapisan tanah

Qg = Beban maksimum kelompok tiang yang mengakibatkan keruntuhan

Eg = Efisiensi kelompok tiang

n = Jumlah tiang dalam kelompok

Qa = beban maksimum tiang tunggal

ξ = Koefisien dari skin friction

Ep = Modulus Elastisitas

I = faktor pengaruh = 1 - > 0,5

ABSTRAK

Pondasi tiang atau disebut juga pondasi dalam dipergunakan untuk beban berat (high rise building). Sebelum melaksanakan suatu pembangunan konstruksi yang pertama-tama dilaksanakan dan dikerjakan dilapangan adalah pekerjaan pondasi (struktur bawah). Pondasi merupakan suatu pekerjaan yang sangat penting dalam suatu pekerjaan teknik sipil, karena pondasi inilah yang memikul dan menahan suatu beban yang bekerja diatasnya yaitu beban konstruksi atas.

Tujuan dari studi ini untuk menghitung dan menganalisis daya dukung tiang pancang kelompok pada proyek pembangunan gedung kantor DPRD Sumatera Utara. Kapasitas daya dukung kelompok tiang dihitung berdasarkan nilai effisiensi dimana dihitung pula daya dukung tiang berdasarkan data lapangan dan uji laboratorium yaitu data sondir, SPT dan bacaan manometer pada alat

hydraulic jack system.

Hasil perhitungan daya dukung ultimate tiang pada kedalaman 21.00 m diperoleh, data sondir dengan menggunakan metode Aoki dan De Alencar titik-1 Qult = 260.62 ton dan 2 Qult = 251.31 ton, dengan metode Mayerhoff titik-1 Qult = 455.30 ton dan titik-2 Qult = 494.55 ton. Untuk data SPT menggunakan metode Mayerhoff titik-1 Qult = 230.65 ton dan titik-2 Qult = 228.54 ton. Dari data Daily Piling Record bacaan manometer saat pemancangan didapat Qult = 327.87 ton.

Terdapat perbedaan daya dukung tiang dari lima titik sondir, dua titik SPT dan daya dukung berdasarkan bacaan manometer. Perbedaan daya dukung tersebut dapat disebabkan oleh kedalaman tanah yang ditinjau, perbedaan jenis tanah yang pada jarak terdekat sekalipun, cara pelaksanaan pengujian bergantung pada ketelitian operator dan perbedaan parameter yang digunakan dalam perhitungan.

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Bentuk dan struktur tanah merupakan suatu peranan yang penting dalam suatu pekerjaan konstruksi yang harus dicermati karena kondisi ketidaktentuan dari tanah berbeda-beda. Sebelum melaksanakan suatu pembangunan konstruksi yang pertama-tama dilaksanakan dan dikerjakan dilapangan adalah pekerjaan pondasi (srtuktur bawah). Pondasi merupakan suatu pekerjaan yang sangat penting dalam suatu pekerjaan teknik sipil, karena pondasi inilah yang memikul dan menahan suatu beban yang bekerja diatasnya yaitu beban konstruksi atas. Pondasi ini akan menyalurkan tegangan-tegangan yang terjadi pada beban struktur atas kedalam lapisan tanah yang keras yang dapat memikul beban konstruksi tersebut.

Pondasi ialah bagian dari suatu sistem, rekayasa yang meneruskan beban yang ditopang oleh pondasi dan beratnya sendiri kepada dan ke dalam tanah dan batuan yang terletak di bawahnya. Tegangan-tegangan tanah yang dihasilkan kecuali pada permukaan merupakan tambahan kepada beban-beban yang sudah ada dalam massa tanah dari bobot sendiri bahan dan sejarah geologisnya.

Nilai daya dukung dari suatu pondasi merupakan faktor penting yang harus diperhatikan. Gambaran daya dukung yang biasa dihasilkan suatu tiang pondasi pada suatu lokasi proyek dapat dilihat dari hasil penyelidikan lapangan dan gambar profil tanah maupun parameter tanah hasil data laboratorium. Dari

suatu pemancangan tiang dengan hidraulik (penekan bebas getaran) juga akan memberikan nilai interprestasi daya dukung secara langsung per kedalaman.

Daya dukung tiang adalah faktor terpenting dalam perancangan pondasi tiang. Dalam menentukan daya dukung sebuah pondasi tiang, amat penting untuk mempertimbangkan jarak antara tiang dan daya dukungnya, karena suatu bangunan struktur akan memiliki keterbatasan dalam luas lahan sedangkan jarak tiang yang berdekatan akan menimbulkan interaksi terhadap kapasitasnya. Daya dukung tiang terhadap beban lateral juga dalam banyak hal menentukan, terutama pada daerah dimana terdapat tanah lunak dipermukaannya atau pada pondasi tiang yang memikul beban diatas permukaan tanah misalnya pada dermaga.

Banyak faktor yang harus dipertimbangkan pada saat memilih jenis pondasi tiang yang sesuai dengan kebutuhan. Pemilihan akhir harus didasarkan pada evaluasi dari kelayakan teknis dari perbandingan biaya alternatif yang potensial dengan memperhitungkan faktor keamanan (safety), keandalan (reability), kemudahan konstruksi (constructability) dan ketahanannya dalam tanah.

Penyelidikan tanah yang dilakukan untuk analisis ini adalah uji dilapangan berupa beberapa titik bor yang dilengkapi Standart Penetration Test (SPT) dan pengambilan sample tanah untuk uji laboratorium. Selain penyelidikan tanah juga dilakukan pengujian dinamik (PDA) terhadap tiang untuk memastikan daya dukung.

1.2. Tujuan

Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah :

1. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang kelompok

berdasarkan nilai effisiensi;

2. Mengetahui dan membandingkan hasil daya dukung tiang pancang

dengan metode penyelidikan dari data sondir, Standart Penetrasi Test (SPT) dan bacaan manometer alat hydraulic jack.

1.3. Manfaat

Penulisan Tugas Akhir ini diharapkan bermanfaat bagi :

1. Untuk menambah ilmu pengetahuan, wawasan, dan pembanding kelak

jika akan melakukan suatu pekerjaan yang sama atau sejenis;

2. Dapat membantu mahasiswa lainnya sebagai referensi atau contoh

apabila mengambil topik bahasan yang sama;

3. Terutama bagi penulis sendiri sebagai penambah ilmu pengetahuan dan

pengalaman agar mampu melaksanakan kegiatan yang sama pada saat bekerja atau terjun ke lapangan.

1.4. Pembatasan Masalah

Pada Proyek Pembangunan Gedung DPRD Sumatera Utara yang berada di jalan Imam Bonjol no.5 Medan, terdapat berbagi macam kegiatan konstruksi mulai dari kegiatan pengerjaan struktur bawah hingga kegiatan pengerjaan struktur atas. Karena mengingat keterbatasan sedangkan permasalahan yang ada

dilapangan cukup luas maka pada pembahasan Tugas Akhir ini hanya membahas tentang analisa daya dukung tiang pancang kelompok (pile group).

Dalam penulisan tugas akhir ini batasan-batasan yang dipergunakan adalah 1. Data yang dipakai adalah data yang berkaitan dengan Proyek Pembangunan

Gedung DPRD Sumatera Utara;

2. Data Geoteknik yang digunakan adalah hasil penyelidikan tanah lokasi Proyek

Pembangunan Gedung DPRD Sumatera Utara;

3. Hanya ditinjau untuk tiang pancang tegak lurus (vertikal);

4. Tiang pancang yang digunakan adalah dari beton bertulang K-500 dengan menggunakan tiang pancang berdiameter 50 cm dan panjang tiang 22 m;

5. Menghitung daya dukung tiang dari data sondir, data SPT dan bacaan

manometer alat hydraulic jack;

6. Menghitung pembebanan pada tiang pancang kelompok;

7. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang kelompok berdasarkan nilai

effisinsi.

1.5. Metode Pengumpulan Data

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, pengumpulan data diperoleh dengan cara:

1. Metode observasi yaitu melakukan pengamatan langsung ke lapangan;

2. Metode wawancara yaitu konsultasi atau menanyakan langsung kepada

pihak-pihak yang terkait dan yang memahami masalah teknik pelaksanakan;

3. Metode analisis yaitu mempelajari dan menganalisis spesifikasi gambar-gambar yang ada kaitannya dengan topik yang dibahas;

4. Metode kepustakaan yaitu dengan membaca buku-buku yang ada

kaitannya dengan topik yang dibahas sebagai literatur atau referensi;

5. Mengambil data dari kantor PT JAYA KONSTRUKSI MP Tbk selaku

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Umum

Setiap bangunan sipil seperti gedung, jembatan, jalan raya, terowongan, menara, dam/tanggul dan sebagainya harus mempunyai pondasi yang dapat mendukungnya. Istilah pondasi digunakan dalam teknik sipil untuk mendefenisikan suatu konstruksi bangunan yang berfungsi sebagai penopang bangunan dan meneruskan beban bangunan di atasnya (upper structure) ke lapisan tanah yang cukup kuat daya dukungnya. Untuk itu, pondasi bangunan harus diperhitungkan agar dapat menjamin kestabilan bangunan terhadap berat sendiri, beban – beban yang bekerja, gaya – gaya luar seperti tekanan angin, gempa bumi dan lain – lain. Di samping itu, tidak boleh terjadi penurunan melebihi batas yang diijinkan.

Setiap pondasi harus mampu mendukung beban sampai batas keamanan yang telah ditentukan, termasuk mendukung beban maksimum yang mungkin terjadi. Jenis pondasi yang sesuai dengan tanah pendukung yang terletak pada kedalaman 10 meter di bawah permukaan tanah adalah pondasi tiang.

2.2. Definisi Tanah

Tanah selalu mempunyai peranan yang penting pada suatu lokasi pekerjaan konstruksi. Tanah adalah pondasi pendukung suatu bangunan, atau bahan konstruksi dari bangunan itu sendiri seperti tanggul atau bendungan, atau

kadang-kadang sebagai sumber penyebab gaya luar pada bangunan, seperti tembok/dinding penahan tanah.

Tanah, di alam terdiri dari campuran butiran-butiran mineral dengan atau tanpa kandungan bahan organik. Butiran-butiran tersebut dapat dengan mudah dipisahkan satu sama lain dengan kocokan air. Material ini berasal dari pelapukan batuan, baik secara fisik maupun kimia. Sifat-sifat teknis tanah, kecuali oleh sifat batuan induk yang merupakan material asal, juga dipengaruhi oleh unsur-unsur luar yang menjadi penyebab terjadinya pelapukan batuan tersebut.

Istilah-istilah seperti kerikil, pasir, lanau dan lempung digunakan dalam teknik sipil untuk membedakan jenis-jenis tanah. Pada kondisi alam, tanah dapat terdiri dari dua atau lebih campuran jenis-jenis tanah dan kadang-kadang terdapat pula kandungan bahan organik. Material campurannya kemudian dipakai sebagai nama tambahan dibelakang material unsur utamanya. Sebagai contoh, lempung berlanau adalah tanah lempung yang mengandung lanau dengan material utamanya adalah lempung dan sebagainya.

Tanah terdiri dari 3 komponen, yaitu udara, air dan bahan padat. Udara dianggap tidak mempunyai pengaruh teknis, sedangkan air sangat mempengaruhi sifat-sifat teknis tanah. Ruang diantara butiran-butiran, sebagian atau seluruhnya dapat terisi oleh air atau udara. Bila rongga tersebut terisi air seluruhnya, tanah dikatakan dalam kondisi jenuh. Bila rongga terisi udara dan air, tanah pada kondisi jenuh sebagian (partially saturated). Tanah kering adalah tanah yang tidak mengandung air sama sekali atau kadar airnya nol (Hardiyatmo, 1996).

2.3. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation)

Pada perencanaan pondasi terlebih dahulu perlu diketahui susunan lapisan tanah yang sebenarnya pada suatu tempat dan juga hasil pengujian laboratorium dari sampel tanah yang diambil dari berbagai kedalaman lapisan tanah dan mungkin kalau ada perlu juga diketahui hasil pengamatan lapangan yang dilakukan sewaktu pembangunan gedung - gedung atau bangunan - bangunan lain yang didirikan dalam kondisi tanah yang serupa.

Penyelidikan tanah diperlukan untuk menentukan pilihan jenis pondasi, daya dukungnya dan untuk menentukan metode konstruksi yang efisien dan juga diperlukan untuk menentukan stratifikasi (pelapisan) tanah dan karakteristik teknis tanah sehingga perancangan dan konstruksi pondasi dapat dilakukan dengan ekonomis.

2.3.1. Sondering Test/Cone Penetration Test (CPT)

Pengujian CPT atau sondir adalah pengujian dengan menggunakan alat sondir yang ujungnya berbentuk kerucut dengan sudut 60ºdan dengan luasan ujung 1,54 in² (10 cm²). Alat ini digunakan dengan cara ditekan ke dalam tanah terus menerus dengan kecepatan tetap 20 mm/detik, sementara itu besarnya perlawanan tanah terhadap kerucut penetrasi (qc) juga terus diukur.

Dilihat dari kapasitasnya, alat sondir dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu sondir ringan (2 ton) dan sondir berat (10 ton). Sondir ringan digunakan untuk mengukur tekanan konus sampai 150 kg/cm², atau kedalam maksimal 30 m, dipakai untuk penyelidikan tanah yang terdiri dari lapisan lempung, lanau dan pasir halus. Sondir berat dapat mengukur tekanan konus 500 kg/cm²atau kedalaman maksimal 50 m, dipakai untuk penyelidikan tanah di daerah yang terdiri dari lempung padat, lanau padat dan pasir kasar.

Keuntungan utama dari penggunaan alat ini adalah tidak perlu diadakan pemboran tanah untuk penyelidikan. Tetapi tidak seperti pada pengujian SPT, dengan alat sondir sampel tanah tidak dapat diperoleh untuk penyelidikan langsung ataupun untuk uji laboratorium. Tujuan dari pengujian sondir ini adalah untuk mengetahui perlawanan penetrasi konus dan hambatan lekat tanah yang merupakan indikator dari kekuatan tanahnya dan juga dapat menentukan dalamnya berbagai lapisan tanah yang berbeda.

Dari alat penetrometer yang lazim dipakai, sebagian besar mempunyai selubung geser (bikonus) yang dapat bergerak mengikuti kerucut penetrasi tersebut. Jadi pembacaan harga perlawanan ujung konus dan harga hambatan geser dari tanah dapat dibaca secara terpisah. Ada 2 tipe ujung konus pada sondir mekanis yaitu pada (Gambar 2. 1) :

1. Konus biasa, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan biasanya digunakan pada tanah yang berbutir kasar, dimana besar perlawanan lekatnya kecil;

2. Bikonus, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan hambatan lekatnya dan biasanya digunakan pada tanah yang berbutir halus.

Hasil penyelidikan dengan alat sondir ini pada umumnya digambarkan dalam bentuk grafik yang menyatakan hubungan antara kedalaman setiap lapisan tanah dengan besarnya nilai sondir yaitu perlawanan penetrasi konus atau perlawanan tanah terhadap ujung konus yang dinyatakan dalam gaya per satuan luas. Hambatan lekat adalah perlawanan geser tanah terhadap selubung bikonus yang dinyatakan dalam gaya per satuan panjang.

Dari hasil sondir diperoleh nilai jumlah perlawanan (JP) dan nilai perlawanan konus (PK), sehingga hambatan lekat (HL) dapat dihitung sebagai berikut :

1. Hambatan Lekat (HL)

HL = (JP-PK) x ...(2. 1)

2. Jumlah Hambatan Lekat ( JHL )

JHL = ...(2. 2) dimana :

JP = Jumlah perlawanan, perlawanan ujung konus + selimut (kg/cm²) PK = Perlawanan penetrasi konus, qc (kg/cm²)

A = Interval pembacaan (setiap kedalaman 20 cm) B = Faktor alat = luas konus/luas torak = 10 cm i = Kedalaman lapisan tanah yang ditinjau (m)

(a). Konus (b). Bikonus

Gambar 2.1 Dimensi Alat Sondir Mekanis

Sumber : Ir. Sardjono, H. S. Pondasi Tiang Pancang, Jilid I

Data sondir tersebut digunakan untuk mengidentifikasikan dari profil tanah terhadap kedalaman. Hasil akhir dari pengujian sondir ini dibuat dengan

menggambarkan variasi tahanan ujung (qc) dengan gesekan selimut (fs) terhadap kedalamannya. Bila hasil sondir diperlukan untuk mendapatkan daya dukung tiang, maka diperlukan harga kumulatif gesekan (jumlah hambatan lekat), yaitu dengan menjumlahkan harga gesekan selimut terhadap kedalaman, sehingga pada kedalaman yang ditinjau dapat diperoleh gesekan total yang dapat digunakan untuk menghitung gesekan pada kulit tiang.

Besaran gesekan kumulatif (total friction) diadaptasikan dengan sebutan jumlah hambatan lekat (JHL). Bila hasil sondir digunakan untuk klasifikasi tanah, maka cara pelaporan hasil sondir yang diperlukan adalah menggambarkan tahanan ujung (qc), gesekan selimut (fs) dan ratio gesekan (FR) terhadap kedalaman tanah. 2.3.2. Standard Penetration Test (SPT)

Standard Penetration Test (SPT) sering digunakan untuk mendapatkan daya dukung tanah secara langsung di lokasi. Metode SPT merupakan percobaan dinamis yang dilakukan dalam suatu lubang bor dengan memasukkan tabung sampel yang berdiameter dalam 35 mm sedalam 305 mm dengan menggunakan massa pendorong (palu) seberat 63, 5 kg yang jatuh bebas dari ketinggian 760 mm. Banyaknya pukulan palu tersebut untuk memasukkan tabung sampel sedalam 305 mm dinyatakan sebagai nilai N.

Tujuan dari percobaan SPT ini adalah untuk menentukan kepadatan relatif lapisan tanah dari pengambilan contoh tanah dengan tabung sehingga diketahui jenis tanah dan ketebalan tiap-tiap lapisan kedalaman tanah dan untuk memperoleh data yang kualitatif pada perlawanan penetrasi tanah serta menetapkan kepadatan dari tanah yang tidak berkohesi yang biasa sulit diambil

1. Siapkan peralatan SPT yang dipergunakan seperti : mesin bor, batang bor, split

spoon sampler, hammer, dan lain – lain;

2. Letakkan dengan baik penyanggah tempat bergantungnya beban penumbuk; 3. Lakukan pengeboran sampai kedalaman testing, lubang dibersihkan dari

kotoran hasil pengeboran dari tabung segera dipasangkan pada bagian dasar lubang bor;

4. Berikan tanda pada batang peluncur setiap 15 cm, dengan total 45 cm;

5. Dengan pertolongan mesin bor, tumbuklah batang bor ini dengan pukulan palu seberat 63,5 kg dan ketinggian jatuh 76 cm hingga kedalaman tersebut, dicatat jumlah pukulan untuk memasukkan penetrasi setiap 15 cm (N value);

Contoh : N1 = 10 pukulan/15 cm N2 = 5 pukulan/15 cm

N3 = 8 pukulan/15 cm

Maka total jumlah pukulan adalah jumlah N2 dengan N3 adalah 5 + 8 = 13 pukulan = nilai N. N1 tidak diperhitungkan karena dianggap 15 cm pukulan pertama merupakan sisa kotoran pengeboran yang tertinggal pada dasar lubang bor, sehingga perlu dibersihkan untuk memperkecil efisiensi gangguan;

6. Hasil pengambilan contoh tanah dari tabung tersebut dibawa ke permukaan dan dibuka. Gambarkan contoh jenis - jenis tanah yang meliputi komposisi, struktur, konsistensi, warna dan kemudian masukkan ke dalam botol tanpa dipadatkan atau kedalaman plastik, lalu ke core box;

7. Gambarkan grafik hasil percobaan SPT;

2.4. Pondasi Tiang

Pondasi tiang adalah elemen struktur yang berfungsi meneruskan beban kepada tanah, baik beban dalam tanah vertikal maupun horizontal. Pondasi tiang digunakan untuk mendukung bangunan bila lapisan tanah kuat terletak sangat dalam. Pondasi jenis ini dapat juga digunakan untuk mendukung bangunan yang menahan gaya angkat ke atas, terutama pada bangunan-bangunan tingkat yang dipengaruhi oleh gaya-gaya.

2.5. Klasifikasi Pondasi Tiang

Berdasarkan metode instalasinya, pondasi tiang pada umumnya dapat diklasifikasikan atas :

1). Tiang Pancang

Pondasi tiang pancang merupakan sebuah tiang yang dipancang kedalam tanah sampai kedalaman yang cukup untuk menimbulkan tahanan gesek pada selimutnya atau tahanan ujungnya.

Pemancangan tiang dapat dilakukan dengan memukul kepala tiang dengan palu atau getaran atau dengan penekan secara hidrolis.

2). Tiang Bor

Sebuah tiang bor dikonstruksikan dengan cara menggali sebuah lubang bor yang kemudian diisi dengan material beton dengan memberikan penulangan terlebih dahulu.

2.6. Pondasi Tiang Pancang

Pondasi tiang pancang dibuat ditempat lain (pabrik, dilokasi) dan baru dipancang sesuai dengan umur beton setelah 28 hari. Karena tegangan tarik beton adalah kecil, sedangkan berat sendiri beton adalah besar, maka tiang pancang beton ini haruslah diberi tulangan yang cukup kuat untuk menahan momen lentur yang akan timbul pada waktu pengangkatan dan pemancangan. Pemakaian pondasi tiang pancang mempunyai keuntungan dan kerugian, sebagai berikut ini: Keuntungan pondasi tiang pancang :

1. Karena tiang dibuat di pabrik dan pemeriksaan kualitas ketat, hasilnya lebih dapat diandalkan;

2. Prosedur pelaksanaan tidak dipengaruhi oleh air tanah;

3. Daya dukung dapat diperkirakan berdasarkan rumus tiang pancang sehingga mempermudah pengawasan pekerjaan konstruksi;

4. Cara penumbukan sangat cocok untuk mempertahankan daya dukung vertikal. Kerugian pondasi tiang pancang :

1. Karena dalam pelaksanaannya menimbulkan getaran dan kegaduhan maka pada daerah yang berpenduduk padat di kota dan desa, akan menimbulkan masalah disekitarnya;

2. Pemancangan sulit, bila dimeter tiang terlalu besar;

3. Bila panjang tiang pancang kurang, maka untuk melakukan penyambungannya sulit dan memerlukan alat penyambung khusus;

4. Bila memerlukan pemotongan maka dalam pelaksanaannya akan lebih sulit dan memerlukan waktu yang lama.

2.7. Penggolongan Pondasi Tiang Pancang

Pada perencanaan pondasi, pemilihan jenis pondasi tiang pancang untuk berbagai jenis keadaan tergantung pada banyak variabel. Faktor - faktor yang perlu dipertimbangkan di dalam pemilihan tiang pancang antara lain type dari tanah dasar yang meliputi jenis tanah dasar dan ciri - ciri topografinya, alasan teknis pada waktu pelaksanaan pemancangan dan jenis bangunan yang akan dibangun. Pondasi tiang dapat digolongkan berdasarkan material yang digunakan dan berdasarkan cara penyaluran beban yang diterima tiang ke dalam tanah.

2.7.1. Pondasi tiang pancang menurut pemakaian bahan dan karakteristik strukturnya

Tiang pancang dapat dibagi kedalam beberapa kategori (Bowles, 1991), antara lain :

A. Tiang pancang kayu

Tiang pancang kayu dibuat dari batang pohon yang cabang-cabangnya telah dipotong dengan hati-hati, biasanya diberi bahan pengawet dan didorong dengan ujungnya yang kecil sebagai bagian yang runcing. Kadang-kadang ujungnya yang besar didorong untuk maksud-maksud khusus, seperti dalam tanah yang sangat lembek dimana tanah tersebut akan bergerak kembali melawan poros. Kadang kala ujungnya runcing dilengkapi dengan sebuah sepatu pemancangan yang terbuat dari logam bila tiang pancang harus menembus tanah keras atau tanah kerikil.

Pemakaian tiang pancang kayu ini adalah cara tertua dalam penggunaan tiang pancang sebagai pondasi. Tiang kayu akan tahan lama dan tidak mudah busuk apabila tiang kayu tersebut dalam keadaan selalu terendam penuh di bawah

muka air tanah. Tiang pancang dari kayu akan lebih cepat rusak atau busuk apabila dalam keadaan kering dan basah yang selalu berganti-ganti.

Sedangkan pengawetan serta pemakaian obat-obatan pengawet untuk kayu hanya akan menunda atau memperlambat kerusakan dari pada kayu, akan tetapi tetap tidak akan dapat melindungi untuk seterusnya. Pada pemakaian tiang pancang kayu biasanya tidak diijinkan untuk menahan muatan lebih besar dari 25 sampai 30 ton untuk setiap tiang.

Tiang pancang kayu ini sangat cocok untuk daerah rawa dan daerah-daerah dimana sangat banyak terdapat hutan kayu seperti daerah-daerah Kalimantan, sehingga mudah memperoleh balok/tiang kayu yang panjang dan lurus dengan diameter yang cukup besar untuk di gunakan sebagai tiang pancang.

Gambar 2.2 Tiang pancang kayu

Sumber : Bowles, 1991

B. Tiang pancang beton

1. Precast reinforced concrete pile

Precast reinforced concrete pile adalah tiang pancang dari beton bertulang

yang dicetak dan dicor dalam acuan beton ( bekisting ), kemudian setelah cukup kuat lalu diangkat dan di pancangkan. Karena tegangan tarik beton adalah kecil

dan praktis dianggap sama dengan nol, sedangkan berat sendiri dari pada beton adalah besar, maka tiang pancang beton ini haruslah diberi penulangan-penulangan yang cukup kuat untuk menahan momen lentur yang akan timbul pada waktu pengangkatan dan pemancangan. Karena berat sendiri adalah besar, biasanya pancang beton ini dicetak dan dicor di tempat pekerjaan, jadi tidak membawa kesulitan untuk transport.

Tiang pancang ini dapat memikul beban yang besar ( > 50 ton untuk setiap tiang), hal ini tergantung dari dimensinya. Dalam perencanaan tiang pancang beton precast ini panjang dari pada tiang harus dihitung dengan teliti, sebab kalau ternyata panjang dari pada tiang ini kurang terpaksa harus di lakukan penyambungan, hal ini adalah sulit dan banyak memakan waktu.

.

Gambar 2.3 Tiang pancang beton precast reinforced concrete pile

Sumber : Bowles, 1991

2. Precast prestressed concrete pile

Precast prestressed concrete pile adalah tiang pancang dari beton

prategang yang mengunakan baja penguat dan kabel kawat sebagai gaya prategangnya.

Gambar 2.4 Tiang pancang precast prestressed concrete pile

Sumber : Bowles, 1991

3. Cast in place pile

Pondasi tiang pancang tipe ini adalah pondasi yang di cetak di tempat dengan jalan dibuatkan lubang terlebih dahulu dalam tanah dengan cara mengebor tanah seperti pada pengeboran tanah pada waktu penyelidikan tanah.

Pada Cast in place ini dapat dilaksanakan dua cara:

1. Dengan pipa baja yang dipancangkan ke dalam tanah, kemudian diisi

dengan beton dan ditumbuk sambil pipa tersebut ditarik keatas.

2. Dengan pipa baja yang di pancangkan ke dalam tanah, kemudian diisi

dengan beton, sedangkan pipa tersebut tetap tinggal di dalam tanah.

Gambar 2.5 Tiang pancang Cast in place pile

C. Tiang pancang baja.

Kebanyakan tiang pancang baja ini berbentuk profil H. Karena terbuat dari baja maka kekuatan dari tiang ini sendiri sangat besar sehingga dalam pengangkutan dan pemancangan tidak menimbulkan bahaya patah seperti halnya pada tiang beton precast. Jadi pemakaian tiang pancang baja ini akan sangat bermanfaat apabila kita memerlukan tiang pancang yang panjang dengan tahanan ujung yang besar.

Tingkat karat pada tiang pancang baja sangat berbeda-beda terhadap tekstur tanah, panjang tiang yang berada dalam tanah dan keadaan kelembaban tanah.

a. Pada tanah yang memiliki tekstur tanah yang kasar/kesap, maka karat

yang terjadi karena adanya sirkulasi air dalam tanah tersebut hampir mendekati keadaan karat yang terjadi pada udara terbuka;

b. Pada tanah liat ( clay ) yang mana kurang mengandung oksigen maka akan

menghasilkan tingkat karat yang mendekati keadaan karat yang terjadi karena terendam air;

c. Pada lapisan pasir yang dalam letaknya dan terletak dibawah lapisan tanah

yang padat akan sedikit sekali mengandung oksigen maka lapisan pasir tersebut juga akan akan menghasilkan karat yang kecil sekali pada tiang pancang baja.

Pada umumnya tiang pancang baja akan berkarat di bagian atas yang dekat dengan permukaan tanah. Hal ini disebabkan karena Aerated-Condition ( keadaan udara pada pori-pori tanah ) pada lapisan tanah tersebut dan adanya bahan-bahan organis dari air tanah. Hal ini dapat ditanggulangi dengan memoles tiang baja

tersebut dengan ter ( coaltar ) atau dengan sarung beton sekurang-kurangnya 20” ( ± 60 cm ) dari muka air tanah terendah.

Karat/korosi yang terjadi karena udara (atmosphere corrosion) pada bagian tiang yang terletak di atas tanah dapat dicegah dengan pengecatan seperti pada konstruksi baja biasa.

Gambar 2.6 Tiang pancang baja

Sumber : Bowles, 1991

D. Tiang pancang komposit.

Tiang pancang komposit adalah tiang pancang yang terdiri dari dua bahan yang berbeda yang bekerja bersama-sama sehingga merupakan satu tiang. Kadang-kadang pondasi tiang dibentuk dengan menghubungkan bagian atas dan bagian bawah tiang dengan bahan yang berbeda, misalnya dengan bahan beton di atas muka air tanah dan bahan kayu tanpa perlakuan apapun disebelah bawahnya. Biaya dan kesulitan yang timbul dalam pembuatan sambungan menyebabkan cara ini diabaikan.

2.7.2. Pondasi tiang pancang menurut pemasangannya

Pondasi tiang pancang menurut cara pemasangannya dibagi dua bagian besar, yaitu :

A. Tiang pancang pracetak

Tiang pancang pracetak adalah tiang pancang yang dicetak dan dicor didalam acuan beton (bekisting), kemudian setelah cukup kuat lalu diangkat dan dipancangkan. Tiang pancang pracetak ini menurut cara pemasangannya terdiri dari :

1. Cara penumbukan

Dimana tiang pancang tersebut dipancangkan kedalam tanah dengan cara penumbukan oleh alat penumbuk (hammer).

2. Cara penggetaran

Dimana tiang pancang tersebut dipancangkan kedalam tanah dengan cara penggetaran oleh alat penggetar (vibrator).

3. Cara penanaman

Dimana permukaan tanah dilubangi terlebih dahulu sampai kedalaman tertentu, lalu tiang pancang dimasukkan, kemudian lubang tadi ditimbun lagi dengan tanah. Cara penanaman ini ada beberapa metode yang digunakan :

a. Cara pengeboran sebelumnya, yaitu dengan cara mengebor tanah

sebelumnya lalu tiang dimasukkan kedalamnya dan ditimbun kembali.

b. Cara pengeboran inti, yaitu tiang ditanamkan dengan mengeluarkan tanah

dari bagian dalam tiang.

c. Cara pemasangan dengan tekanan, yaitu tiang dipancangkan kedalam

d. Cara pemancaran, yaitu tanah pondasi diganggu dengan semburan air yang keluar dari ujung serta keliling tiang, sehingga tidak dapat dipancangkan kedalam tanah.

B. Tiang yang dicor ditempat (cast in place pile)

Tiang yang dicor ditempat (cast in place pile) ini menurut teknik penggaliannya terdiri dari beberapa macam cara yaitu :

1. Cara penetrasi alas

Cara penetrasi alas yaitu pipa baja yang dipancangkan kedalam tanah kemudian pipa baja tersebut dicor dengan beton.

2. Cara penggalian

Cara ini dapat dibagi lagi urut peralatan pendukung yang digunakan antara lain :

a. Penggalian dengan tenaga manusia

Penggalian lubang pondasi tiang pancang dengan tenaga manusia adalah penggalian lubang pondsi yang masih sangat sederhana dan merupakan cara konvensional. Hal ini dapat dilihat dengan cara pembuatan pondasi dalam, yang pada umumnya hanya mampu dilakukan pada kedalaman tertentu.

b. Penggalian dengan tenaga mesin

Penggalian lubang pondasi tiang pancang dengan tenaga mesin adalah penggalian lubang pondasi dengan bantuan tenaga mesin, yang memiliki kemampuan lebih baik dan lebih canggih.

2.8. Peralatan Pemancangan (Driving Equipment)

Untuk memancangkan tiang pancang ke dalam tanah digunakan alat pancang. Pada dasarnya alat pancang terdiri dari tiga macam, yaitu :

1. Drop hammer

2. Single - acting hammer 3. Double - acting hammer

Bagian - bagian yang paling penting pada alat pancang adalah pemukul (hammer),

leader, tali atau kabel dan mesin uap.

2.9. Hidrolik Sistem

Hidrolik Sistem adalah suatu metode pemancangan pondasi tiang dengan menggunakan mekanisme hydraulic jacking foundation system, dimana sistem ini telah mendapatkan hak paten dari United States, United Kingdom, China dan New Zealand.

Sistem ini terdiri dari suatu hydraulic ram yang ditempatkan pararel dengan tiang yang akan dipancang, dimana untuk menekan tiang tersebut ditempatkan sebuah mekanisme berupa plat penekan yang berada pada puncak tiang dan juga ditempatkan sebuah mekanisme pemegang (grip) tiang, kemudian tiang ditekan ke dalam tanah. Dengan sistem ini tiang akan tertekan secara kontiniu ke dalam tanah, tanpa suara, tanpa pukulan dan tanpa getaran.

Penempatan sistem penekan hydraulic yang senyawa dan menjepit pada dua sisi tiang menyebabkan didapatkannya posisi titik pancang yang cukup presisi dan akurat. Ukuran diameter piston mesin hydraulic jack tergantung dengan besar kapasitas daya dukung mesin tersebut. Sebagai pembebanan, ditempatkan balok –

balok beton atau plat – plat besi pada dua sisi bantalan alat yang pembebanannya disesuaikan dengan muatan yang dibutuhkan tiang.

Keunggulan teknologi hidrolik sistem ini yang ditinjau dari beberapa segi, antara lain adalah :

1. Bebas getaran

Bila suatu proyek yang akan dikerjakan berdampingan dengan bangunan, pabrik atau instansi yang sarat akan peralatan instrumentasi yang sedang bekerja, maka teknologi hydraulic jacking system ini akan menyelesaikan masalah wajib bebas getaran terhadap instalasi yang ada tersebut.

2. Bebas pengotoran lokasi kerja dan udara serta bebas dari kebisingan

Teknologi pemancangannya bersih dari asap dan partikel debu (jika menggunakan drop hammer) serta bebas dari unsur berlumpur (jika menggunakan bore piles). Karena sistem ini juga tidak bising akibat suara pukulan pancang (seperti pada drop hammer), maka untuk lokasi yang membutuhkan ketenangan seperti rumah sakit, sekolah dan bangunan di tengah kota, teknologi ini tidak akan membuat lingkungan sekitarnya terganggu.

hydraulic jacking system ini juga disebut dengan teknologi berwawasan

lingkungan (environment friendly). 3. Daya dukung aktual per tiang diketahui

Seperti kita ketahui bahwa kondisi tanah asli di bawah pondasi yang akan dibangun umumnya terdiri dari lapisan – lapisan yang berbeda ketebalannya, jenis tanah maupun daya dukungnya. Dengan hydraulic jacking system, daya dukung setiap tiang dapat diketahui dan dimonitor langsung dari manometer

yang dipasang pada peralatan hydraulic jacking system sepanjang proses pemancangan berlangsung.

4. Harga yang ekonomis

Teknologi hydraulic jacking ini tidak memerlukan pemasangan tulangan ekstra penahan impack pada kepala tiang pancang seperti pada tiang pancang umumnya. Disamping itu, dengan sistem pemancangan yang simpel dan cepat menyebabkan biaya operasional yang lebih hemat.

5. Lokasi kerja yang terbatas

Dengan tinggi alat yang relatif rendah, hydraulic jacking system ini dapat digunakan pada basement, ground floor atau lokasi kerja yang terbatas, Alat

hydraulic jacking system ini dapat dipisahkan menjadi beberapa komponan

sehingga memudahkan untuk dapat dibawa masuk atau keluar lokasi kerja.

Kekurangan dari teknologi, hydraulic jacking system antara lain adalah :

1. Apabila terdapat batu atau lapisan tanah keras yang tipis pada ujung tiang yang ditekan, maka hal tersebut akan mengakibatkan kesalahan pada saat pemancangan; 2. Sulitnya mobilisasi alat pada daerah lunak ataupun pada daerah berlumpur

(biasanya pada areal tanah timbunan);

3. Karena hydraulic jacking ini mempunyai berat sekitar 320 ton dan saat permukaan tanah yang tidak sama daya dukungnya, maka hal tersebut akan dapat mengakibatkan posisi alat pancang menjadi miring bahkan tumbang. Kondisi ini akan sangat berbahaya terhadap keselamatan pekerja;

4. Pergerakan alat hydraulic jacking ini sedikit lambat, proses pemindahannya relatif lama untuk pemancangan titik yang berjauhan.

2.10.Kapasitas Daya Dukung

2.10.1.Kapasitas daya dukung tiang pancang dari hasil sondir

Diantara perbedaaan tes dilapangan, sondir atau Cone Penetration Test (CPT) seringkali sangat dipertimbangkan berperanan dari geoteknik. CPT atau sondir ini tes yang sangat cepat, sederhana, ekonomis dan tes tersebut dapat dipercaya dilapangan dengan pengukuran terus-menerus dari permukaan tanah-tanah dasar. CPT atau sondir ini dapat juga mengklasifikasi lapisan tanah-tanah dan dapat memperkirakan kekuatan dan karakteristik dari tanah. Didalam perencanaan pondasi tiang pancang (pile), data tanah sangat diperlukan dalam merencanakan kapasitas daya dukung (bearing capacity) dan tiang pancang sebelum pembangunan dimulai, guna menentukan kapasitas daya dukung ultimit dari tiang pancang. Kapasitas daya dukung ultimit ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :

Qu = Qb + Qs = qbAb + f.As………(2.3)

Dimana :

Qu = Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang.

Qb = Kapasitas tahanan di ujung tiang.

Qs = Kapasitas tahanan kulit.

qb = Kapasitas daya dukung di ujung tiang persatuan luas.

Ab = Luas di ujung tiang.

f = Satuan tahanan kulit persatuan luas.

As = Luas kulit tiang pancang.

Dalam menentukan kapasitas daya dukung aksial ultimit (Qu) dipakai

Aoki dan De Alencar mengusulkan untuk memperkirakan kapasitas

dukung ultimit dari data Sondir. Kapasitas dukung ujung persatuan luas (qb)

diperoleh sebagai berikut :

qb = b ca

F base

q ( )

………(2.4)

Dimana :

qca (base) = Perlawanan konus rata-rata 1,5D diatas ujung tiang, 1,5D

dibawah ujung tiang dan Fb adalah faktor empirik tergantung

pada tipe tanah.

Tahanan kulit persatuan luas (f) diprediksi sebagai berikut :

F = qc (side) s s

F

α _{………...(2.5)}

Dimana :

qc (side) = Perlawanan konus rata-rata pada masing lapisan sepanjang tiang.

Fs = Faktor empirik yang tergantung pada tipe tanah.

Fb = Faktor empirik yang tergantung pada tipe tanah.

Faktor Fb dan Fs diberikan pada Tabel II.1 dan nilai-nilai faktor empirik αs

diberikan pada Tabel II.2.

Tabel II.1 Faktor empirik Fb dan Fs

Tipe Tiang Pancang Fb Fs

Tiang Bor 3,5 7,0

Baja 1,75 3,5

Beton Pratekan 1,75 3,5

Tabel II.2 Nilai faktor empirik untuk tipe tanah yang berbeda

Tipe Tanah αs

(%) Tipe Tanah αs (%) Tipe Tanah αs (%)

Pasir 1,4 Pasir berlanau 2,2 Lempung

berpasir 2,4

Pasir kelanauan 2,0

Pasir berlanau dengan lempung 2,8 Lempung berpasir dengan lanau 2,8 Pasir kelanauan dengan lempung

2,4 Lanau 3,0

Lempung berlanau dengan pasir 3,0 Pasir berlempung dengan lanau 2,8 Lanau berlempung dengan pasir

3,0 Lempung

berlanau 4,0

Pasir

berlempung 3,0

Lanau

berlempung 3,4 Lempung 6,0

Sumber : Titi & Farsakh, 1999

Pada umumnya nilai αsuntuk pasir = 1,4 persen, nilai αs untuk lanau = 3,0

persen dan nilai αs untuk lempung = 1,4 persen.

Untuk menghitung daya dukung tiang pancang berdasarkan data hasil pengujian sondir dapat dilakukan dengan menggunakan metode Meyerhoff.

Daya dukung ultimit pondasi tiang dinyatakan dengan rumus :

Qult = (qc x Ap)+(JHL x K11)……….(2.6)

Dimana :

Qult = Kapasitas daya dukung tiang pancang tunggal.

qc = Tahanan ujung sondir.

Ap = Luas penampang tiang.

JHL = Jumlah hambatan lekat.

Daya dukung ijin pondasi dinyatakan dengan rumus :

Qijin =

5 3

11 JHLxK xA

qc c +

……….(2.7)

Dimana :

Qijin = Kapasitas daya dukung ijin pondasi.

qc = Tahanan ujung sondir.

Ap = Luas penampang tiang.

JHL = Jumlah hambatan lekat.

K11 = Keliling tiang.

2.10.2. Kapasitas daya dukung tiang pancang dari SPT

Standart Penetrasi Test (SPT) adalah sejenis percobaan dinamis dengan

memasukkan suatu alat yang dinamakan split spoon ke dalam tanah. Dengan percobaan ini akan diperoleh kepadatan relatif (relative density), sudut geser

tanah (ϕ) berdasarkan nilai jumlah pukulan (N).

SPT yang dilakukan pada tanah tidak kohesif tapi berbutir halus atau lanau, yang permeabilitasnya rendah, mempengaruhi perlawanan penetrasi yakni memberikan harga SPT yang lebih rendah dibandingkan dengan tanah yang permeabilitasnya tinggi untuk kepadatan yang sama. Hal ini mungkin terjadi bila jumlah tumbukan N > 15, maka sebagai koreksi Terzagi dan Peck (1948)

memberikan harga ekivalen N0 yang merupakan hasil jumlah tumbukan N yang

telah dikoreksi akibat pengaruh permeabilitas yang dinyatakan dengan :

Gibs dan Holtz (1957) juga memberikan harga ekivalen N0 yang

merupakan hasil jumlah tumbukan N yang telah terkoreksi akibat pengaruh tekanan berlebih yang terjadi untuk jenis tanah dinyatakan dengan :

N0 = N ……….…(2.9)

Dimana adalah tegangan efektif berlebih, yang tidak lebih dari 2,82 kg/cm². Dari pelaksanaan pengujian dengan metode SPT, maka angka N dari suatu lapisan dapat diketahui dan dari angka tersebut dapat ditentukan karakteristik suatu lapisan tanah seperti pada tabel II.3 berikut:

Table II.3 Hal-hal yang Perlu Dipertimbangkan untuk Penentuan Harga N

Klasifikasi

Hal-hal yang perlu diperhatikan dan dipertimbangkan

Hal yang perlu dipertimbangkan secara

menyeluruh dari hasil-hasil survei sebelumnya

Unsur tanah, variasi daya dukung vertikal (kedalaman permukaan dan susunannya), adanya lapisan lunak (ketebalan konsolidasi atau penurunan),

kondisi drainase dan lain-lain

Hal-hal yang perlu diperhatikan langsung

Tahan pasir (tidak kohesif)

Berat isi, sudut geser dalam, ketahanan terhadap penurunan

dan daya dukung tanah

Tahan lempung (kohesif)

Keteguhan, kohesi, daya dukung dan ketahanan

terhadap hancur

Sumber : Mekanika Tanah & Teknik Pondasi, Sosrodarsono Suyono Ir. 1983

Harga N yang diperoleh dari SPT tersebut diperlukan untuk memperhitungkan daya dukung tanah. Daya dukung tanah tergantung pada kuat

geser tanah. Hipotesis pertama mengenai kuat geser tanah diuraikan oleh Coulomb yang dinyatakan dengan:

τ = c + σ tan ϕ ………..…(2.10)

dimana :

τ = Kekuatan geser tanah (kg/cm²)

c = Kohesi tanah (kg/cm²)

σ = Tegangan normal yang terjadi pada tanah (kg/cm²)

ϕ = Sudut geser tanah (º)

Untuk mendapatkan sudut geser tanah dari tanah tidak kohesif (pasiran) biasanya dapat dipergunakan rumus Dunham (1962) sebagai berikut :

1. Tanah berpasir berbentuk bulat dengan gradasi seragam, atau butiran pasir

bersegi-segi dengan gradasi tidak seragam, mempunyai sudut geser sebesar :

ϕ = ………..………….…(2.11)

ϕ = …………...………...….(2.12)

2. Butiran pasir bersegi dengan gradasi seragam, maka sudut gesernya adalah :

ϕ = 0,3 N + 27 ………(2.13)

Angka penetrasi sangat berguna sebagai pedoman dalam eksplorasi tanah dan untuk memperkirakan kondisi lapisan tanah. Hubungan antara angka penetrasi standart dengan sudut geser tanah dan kepadatan relatif untuk tanah berpasir, secara perkiraan dapat dilihat pada tabel II.4 berikut :

Tabel II.4 Hubungan antara angka penetrasi standard dengan sudut geser dalam dan kepadatan relatif pada tanah pasir

Angka Penetrasi Standart, N

Kepadatan Relatif Dr (%)

Sudut Geser Dalam ϕ (º)

0 - 5 _{0 - 5} 26 - 30

5 - 10 5 - 30 28 - 35

10 - 30 30 - 60 35 - 42

30 - 50 60 - 65 38 - 46

Sumber : Braja M. Das-Noor Endah, Mekanika Tanah. 1985

Hubungan antara harga N dengan berat isi yang sebenarnya hampir tidak mempunyai arti karena hanya mempunyai partikel kasar (tabel II.5). Harga berat isi yang dimaksud sangat tergantung pada kadar air.

Table II.5 Hubungan antara N dengan Berat Isi Tanah

Tanah tidak kohesif

Harga N < 10 10 - 30 30 – 50 > 50

Berat isi γ kN/m³ 12 - 16 14 – 18 16 – 20 18 – 23

Tanah kohesif

Harga N < 4 4 – 15 16 – 25 > 25

Berat isi γ kN/m³ 14 -18 16 - 18 16 - 18 > 20

Sumber : Mekanika Tanah & Teknik Pondasi, Sosrodarsono Suyono Ir. 1983

Pada tanah tidak kohesif daya dukung sebanding dengan berat isi tanah, hal ini berarti bahwa tinggi muka air tanah banyak mempengaruhi daya dukung pasir. Tanah dibawah air mempunyai berat isi efektif yang kira-kira setengah berat isi tanah diatas muka air.

Tanah dapat dikatakan mempunyai daya dukung yang baik, dapat dinilai dari ketentuan berikut ini :

1. Lapisan kohesif mempunyai nilai SPT, N > 35

2. Lapisan kohesif mempunyai harga kuat tekan (qu) 3 – 4 kg/cm² atau harga SPT,

N > 15

Hasil percobaan pada SPT ini hanya merupakan perkiraan kasar, jadi bukan merupakan nilai yang teliti. Dalam pelaksanaan umumnya hasil sondir lebih dapat dipercaya dari pada percobaan SPT. Perlu menjadi catatan bagi kita

bahwa jumlah pukulan untuk 15 cm pertama yang dinilai N1 tidak dihitung karena

permukaan tanah dianggap sudah terganggu.

1. Daya dukung pondasi tiang pada tanah non kohesif

Qp = 40 x N – SPT x x Ap ……….…(2.14)

2. Tahanan geser selimut tiang pada tanah non kohesif

Qs = 2 x N – SPT x p x Li ……….…..(2.15)

Dimana :

Li = Panjang Lapisan Tanah (m)

p = Keliling Tiang (m)

3. Daya dukung pondasi tiang pada tanah kohesif

Qp = 9 x cu x Ap ………...……….….…(2.16)

Dimana :

Ap = Luas Penampang Tiang (m²)

cu = Kohesi Undrained (kN/m²)

4. Tahanan geser selimut tiang pada tanah kohesif

Qs= α x cu x p x Li ………...……….…(2.18)

Dimana :

α = Koefisien adhesi antara tanah dan tiang

cu = Kohesi undrained (kN/m²)

p = Keliling tiang (m)

Li = Panjang lapisan tanah (m)

2.10.3. Berdasarkan bacaan manometer alat hydraulic jack

Kapasitas daya dukung tiang pancang dapat diketahui berdasarkan bacaan manometer yang tersedia pada alat pancang hydraulic jack. Kapasitas daya dukung tiang dapat dihitung dengan rumus :

Q = P x A ………(2.19) Keterangan :

Q = Daya dukung tiang pada saat pemancangan (ton) P = Bacaan manometer (kg/cm²)

A = Total luas efektif penampang piston (cm²) Pada setiap mesin mempunyai dua buah piston. Untuk mesin kapasitas 320 ton :

Diameter piston hydraulic jack (1) = 180 mm = 18 cm

(2) = 220 mm = 22 cm

Luas penampang piston (1) = πr²

= π . 9² cm = 254,47 cm²

Total luas efektif penampang piston = (2 x 254,47) + (2 x 380,132) = 1269,204 cm²

2.11.Tiang Pancang Kelompok

Pada keadaan sebenarnya jarang sekali didapat tiang pancang yang berdiri sendiri (single pile), akan tetapi kita sering mendapatkan pondasi pondasi tiang pancang dalam bentuk kelompok (pile group).

Untuk mempersatukan tiang-tiang pancang tersebut dalam satu kelompok tiang biasanya di atas tiang tersebut diberi poer (footing). Daya dukung kelompok tiang sangat bergantung pada penentuan bentuk pola dari susunan tiang pancang kelompok dan jarak antara satu tiang dengan tiang lainnya.

Bila beberapa tiang pancang dikelompokkan, maka intensitas tekanan bergantung pada beban dan jarak antar tiang pancang yang jika cukup besar sering kali tidak praktis karena poer di cor di atas kelompok tiang pancang (pile group) sebagai dasar kolom untuk menyebarkan beban pada beberapa tiang pancang dalam kelompok tersebut.

Dalam perhitungan poer dianggap/dibuat kaku sempurna, sehingga :

1. Bila beban-beban yang bekerja pada kelompok tiang tersebut menimbulkan

penurunan, maka setelah penurunan bidang poer tetap merupakan bidang datar.

Gambar 2.7 Pola-pola kelompok tiang pancang khusus : (a) Untuk kaki tunggal, (b) Untuk dinding pondasi

2.11.1 Jarak antar tiang dalam kelompok

Berdasarkan pada perhitungan, Daya Dukung tanah oleh Dirjen Bina Marga Departemen P.U diisyaratkan :

S ≥ 2,5 D S ≥ 3,0 D

Dimana :

S = Jarak masing-masing D = Diameter tiang

Biasanya jarak antara 2 tiang dalam kelompok diisyaratkan minimum 0,60 m dan maximum 2,00 m. ketentuan ini berdasarkan pada pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :

1. Bila S < 2,5 D

a. Kemungkinan tanah di sekitar kelompok tiang akan naik terlalu berlebihan

karena terdesak oleh tiang-tiang yang dipancang terlalu berdekatan.

b. Terangkatnya tiang-tiang di sekitarnya yang telah dipancang terlebih

dahulu. 2. Bila S > 3 D

Apabila S > 3 D maka tidak ekonomis, karena akan memperbesar ukuran/dimensi dari poer (footing).

N = ……….………..………(2.20)

dimana :

N = Beban yang diterima oleh tiap-tiap tiang pancang V = Resultan gaya-gaya normal yang bekerja secara sentries n = Banyaknya tiang pancang

Pada perencanaan pondasi tiang pancang biasanya setelah jumlah tiang pancang dan jarak antara tiang-tiang pancang yang diperlukan kita tentukan, maka kita dapat menentukan luas poer yang diperlukan untuk tiap-tiap kolom portal.

Bila ternyata luas poer total yang diperlukan lebih kecil dari pada setengah luas bangunan, maka kita gunakan pondasi setempat dengan poer di atas kelompok tiang pancang.

Dan bila luas poer total diperlukan lebih besar daripada setengah luas bangunan, maka biasanya kita pilih pondasi penuh (raft fondation) di atas

tiang-tiang pancang.

2.11.2.Analisa gaya yang bekerja pada tiang pancang

Pondasi tiang pancang mempunyai bentuk yang sebenarnya sama, hanya berbeda di dalam meneruskan gaya-gaya yang bekerja ke tanah dasar pondasi. Penerusan gaya-gaya ke tanah dasar pondasi melalui tiang, yakni beban diteruskan melalui ujung tiang lekatan atau gesek pada dinding tiang. Sedangkan beban luar yang diterima oleh bangunan diteruskan melalui tiang. Bila kapasitas dukung rendah, maka bangunan akan terperosok masuk ke dalam tanah, sedangkan bila kapasitas dukung tiang terlalu besar, bangunan tersebut kurang ekonomis.

Untuk mengetahui beban yang dipikul kelompok tiang pancang yang menimbulkan gaya vertikal, horizontal dan momen satu arah maka perhitungan tersebut dihitung sebagai berikut dihitung sebagai berikut :

Pmaks

=

...(2.21)

P

Y M

x D

Gambar 2.9 Kelompok tiang

Sedangkan tiang yang menerima momen lebih dari satu arah (dua arah) penurunan rumusnya adalah :

Dimana :

P1 = Beban yang diterima satu tiang pancang (ton)

= Jumlah beban vertikal (ton)

n = Jumlah tiang pancang

Mx = Momen yang bekerja pada kelompok tiang searah sumbu x (tm)

My = Momen yang bekerja pada kelompok tiang searah sumbu y (tm)

Xi = Jarak tiang pancang terhadap titik berat tiang kelompok pada arah X (m)

Yi = Jarak tiang pancang terhadap titik berat tiang kelompok pada arah Y (m)

= Jumlah kuadrat tiang pancang arah x (m²) = Jumlah kuadrat tiang pancang arah y (m²)

2.12.Kapasitas Kelompok dan Effisiensi Tiang Pancang

Jika kelompok tiang pancang dalam tanah lempung lunak, pasir tidak padat atau timbunan, dengan dasar tiang yang bertumpu pada lapisan kaku, maka kelompok tiang tersebut tidak mempunyai resiko akan mengalami keruntuhan geser umum asalkan diberikan faktor aman yang cukup terhadap bahaya keruntuhan tiang tunggalnya. Akan tetapi, penurunan kelompok tiang masih tetap harus di pancang secara keseluruhan ke dalam tanah lempung lunak.

Pada kelompok tiang yang dasarnya bertumpu pada lapisan lempung lunak, faktor aman terhadap keruntuhan blok harus diperhitungkan. Terutama untuk jarak tiang-tiang yang dekat. Pada tiang yang dipasang pada jarak yang besar, tanah diantara tiang-tiang bergerak sama sekali ketika tiang bergerak kebawah oleh akibat beban yang bekerja. Tetapi, jika jarak tiang-tiang terlalu dekat saat tiang turun oleh akibat beban tanah diantara tiang-tiang juga ikut

bergerak turun. Pada kondisi ini, kelompok tiang dapat dianggap sebagai satu tiang besar dengan lebar yang sama dengan lebar kelompok tiang. Saat tanah yang mendukung beban kelompok tiang ini mengalami keruntuhan, maka model keruntuhannya disebut keruntuhan blok . Jadi, pada keruntuhan blok tanah yang terletak diantara tiang bergerak kebawah bersama-sama dengan tiangnya. Mekanisme keruntuhan yang demikian dapat terjadi pada tipe-tipe tiang pancang maupun tiang bor.

Gambar 2.10 Tipe keruntuhan dalam kelompok tiang : (a) Tiang tunggal, (b) Kelompok tiang

Sumber : Hardiyatmo, H.C., 2002

Umumnya model keruntuhan blok terjadi bila rasio jarak tiang dibagi diameter (S/D) sekitar kurang dari 2 (dua). Whiteker (1957) memperlihatkan bahwa keruntuhan blok terjadi pada jarak 1,5 d untuk kelompok tiang yang berjumlah 3 x 3, dan lebih kecil dari 2,25 d untuk tiang yang berjumlah 9 x 9.

Gambar 2.11 Daerah friksion pada kelompok tiang dari tampak samping

Gambar 2.12 Daerah friksion pada kelompok tiang dari tampak atas

Effisiensi kelompok tiang tergantung pada beberapa faktor, diantaranya :

1. Jumlah tiang, panjang, diameter, pengaturan, dan terutama jarak antara as

tiang.

2. Modus pengalihan beban (gesekan selimut atau tahanan ujung).

3. Prosedur pelaksanaan konstruksi (tiang pancang atau bor).

4. Urutan instalasi tiang.

5. Jangka waktu setelah pemancangan.

Kapasitas ultimit kelompok tiang dengan memperlihatkan faktor efisiensi tiang dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :

Qg = Eg . n . Qa ………(2.23)

Dimana :

Qg = Beban maksimum kelompok tiang yang mengakibatkan keruntuhan

Eg = Efisiensi kelompok tiang

n = Jumlah tiang dalam kelompok

Qa = Beban maksimum tiang tunggal

Beberapa persamaan efisiensi tiang telah diusulkan untuk menghitung kapasitas kelompok tiang, namun semuanya hanya bersifat pendekatan. Persamaan-persamaan yang diusulkan didasarkan pada susunan tiang dengan mengabaikan panjang tiang, variasi bentuk tiang yang meruncing, variasi sifat tanah dengan kedalaman dan pengaruh muka air tanah. Berikut adalah metode-metode untuk perhitungan efisiensi tiang tersebut adalah:

• Converse-Labarre Formula, sebagai berikut :

Eg = 1 – θ ………..……(2.24)

Dimana :

Eg = Efisiensi kelompok tiang m = Jumlah baris tiang

n’ = Jumlah tiang dalam satu baris

θ = Arc tg d/s, dalam derajat s = Jarak pusat ke pusat tiang

• Metode Los Angeles Group

Eg = 1 – [ m (n’-1) + n’ (m-1) + (m-1) (n’-1)] ….. (2.25)

Dimana:

Eg = Efisiensi kelompok tiang. m = Jumlah baris tiang.

n’ = Jumlah tiang dalam satu baris. s = Jarak pusat ke pusat tiang. d = Diameter tiang

2.13.Faktor Keamanan

Untuk memperoleh kapasitas ujung tiang, maka diperlukan suatu angka pembagi kapasitas ultimit yang disebut dengan faktor aman (keamanan) tertentu. Faktor keamanan ini perlu diberikan dengan maksud :

1. Untuk memberikan keamanan terhadap ketidakpastian metode hitungan yang digunakan;

2. Untuk memberikan keamanan terhadap variasi kuat geser dan kompresibilitas tanah;

3. Untuk meyakinkan bahwa bahan tiang cukup aman dalam mendukung beban yang bekerja;

4. Untuk meyakinkan bahwa penurunan total yang terjadi pada tiang tunggal atau kelompok tiang masih dalam batas – batas toleransi;

5. Untuk meyakinkan bahwa penurunan tidak seragam diantara tiang-tiang masih dalam batas-batas toleransi;

Sehubungan dengan alasan butir (4) dari hasil banyak pengujian - pengujian beban tiang, baik tiang pancang maupun tiang bor yang berdiameter kecil sampai sedang (600 mm), penurunan akibat beban kerja (working load) yang terjadi lebih kecil dari 10 mm untuk faktor aman yang tidak kurang dari 2,5.

Besarnya beban bekerja (working load) atau kapasitas tiang izin dengan memperhatikan keamanan terhadap keruntuhan adalah nilai kapasitas ultimit (Qu) dibagi dengan faktor aman (F) yang sesuai. Variasi besarnya faktor aman yang telah banyak digunakan untuk perancangan pondasi tiang, tergantung pada jenis tiang dan tanah berdasarkan data laboratorium sebagai berikut:

Qa = ……….(2.26)

Beberapa peneliti menyarankan faktor keamanan yang tidak sama untuk tahanan gesek dinding dan tahanan ujung. Kapasitas izin dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut :

Qa = ……….….(2.27)

Penggunaan faktor keamanan 1,5 untuk tahanan gesek dinding (Qs) yang harganya lebih kecil dari faktor keamanan tahanan ujung yang besarnya 3, karena nilai puncak tahanan gesek dinding dicapai bila tiang mengalami penurunan 2 sampai 7 mm, sedang tahanan ujung (Qb) membutuhkan penurunan yang lebih besar agar tahanan ujungnya bekerja secara penuh. Jadi maksud penggunaan faktor keamanan tersebut adalah untuk meyakinkan keamanan tiang terhadap keruntuhan dengan mempertimbangkan penurunan tiang pada beban kerja yang diterapkan.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Data Umum Proyek

Data umum dari proyek pembangunan Gedung Kantor DPRD Provinsi Sumatera Utara adalah sebagai berikut :

1. Nama Proyek : Pembangunan Gedung Kantor DPRD

Provinsi Sumatera Utara.

2. Pemilik Proyek : APBN Provinsi Sumatera Utara

3. Lokasi Proyek : Jl. Imam Bonjol No.5, Medan

4. Sumber Dana : Pemerintah Sumatera Utara

5. Nilai Kontrak : Rp 155.643.128.598,- ( Belum Termasuk

PPN )

6. Waktu Pelaksanaan : 15 ( Lima Belas ) Bulan ( 450 hari

Kelender )

- Mulai : 7 September 2009

- Selesai : 30 November 2010

7. Waktu Pemeliharaan : 6 ( Enam ) Bulan

- Mulai : 1 Desember 2010

- Selesai : 30 Mei 2011

8. Kontraktor Utama : PT. Jaya Konstruksi, Tbk

9. Konsultan Arsitek : PT. Arkonin

11.Konsultan Pengawas : Team Empat ( Koordinator dari PT. Arkonin )

12. Ready Mix Concrete : PT. Kreasi Beton Nusa Persada

13.Jenis Pondasi : Tiang Pancang Beton

14. Pile Supplier : PT. Jaya Beton Indonesia

15.Alat Berat : Hidraulik Jack

16.Gambar Lokasi Proyek : Dapat dilihat pada Gambar 3.1

3.2 Data Teknis Proyek

Data teknis ini diperoleh dari lapangan menurut perhitungan dari pihak konsultan, dengan data sebagai berikut :

1. Panjang Tiang Pancang : 22 m

2. Diameter Tiang Pancang : 50 cm

3. Mutu Beton

a. Tiang Pancang : K-500

b. Tied Beam : K-350

c. Lantai : K-350

d. Balok dan Kolom : K-350

4. Mutu Baja

a. Diameter < 12 mm ( polos ) : BJTP-24/U-24

b. Diameter > 12 mm ( ulir ) : BJTD-40/U-39

Gambar 3.1 Denah lokasi proyek

3.3 Metode Pengumpulan Data

Untuk meninjau kembali perhitungan perencanaan pondasi tiang pancang pada Proyek Pembangunan Gedung Kantor DPRD Sumatera Utara ini penulis memperoleh data antara lain dari Konsultan Perencana PT. Arkonin diperoleh data beban struktur. Dari kontraktor diperoleh data berupa data hasil sondir, hasil SPT, bacaan manometer alat dan gambar struktur.

3.4 Cara Analisis

Dalam perhitungan perencanaan pondasi tiang pancang ini penulis melakukan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang antara lain :

a. Dari data sondir;

LOKASI

GEDUNGKANTOR

LOKASI

b. Dari data SPT;

c. Dari data hasil pembacaan manometer pada alat hydraulic jack.

2. Menghitung pembebanan pada tiang pancang kelompok.

3. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang kelompok ( pile group )

berdasarkan effisiensi.

Gambar 3.2 Tahap Pelaksanaan Penelitian

Pengumpulan data – data laboratorium dari lokasi Pengumpulan data – data

lapangan dari lokasi proyek

Review dan studi kepustakaan serta pembahasan teori - teori yang berkaitan dengan pemancangan

Peninjauan langsung ke lokasi pengambilan data (lokasi proyek)

Analisis data berdasarkan formula - formula yang ada

Analisis hasil perhitungan

Kesimpulan dan Saran

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Gambaran Umum Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan pada Proyek Pembangunan Gedung Kantor DPRD Sumatera Utara yang terletak di Jl. Imam Bonjol No.5, Medan. Pada proyek ini selain terdapat Gedung Utama (Gedung DPRD) terdapat juga konstruksi pendukung yang akan dibangun seperti gedung paripurna.

4.2. Pengumpulan Data dari Lapangan

4.2.1. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang dari data sondir 4.2.1.1 Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang dengan metode

Aoki dan De Alencar

1). Pada titik 1 (S-4) diperoleh data sondir, yaitu : Data tiang pancang :

Diameter tiang pancang (D) = 50 cm

Keliling tiang pancang (O) = π x 50 cm

= 157 cm

Luas tiang pancang (Ab) = x π x D²

= x π x 50² = 1962,5 cm²

a. Perhitungan kapasitas dukung ujung tiang (Qb)

Kedalaman Perlawanan konus (meter) (kg/cm²)

21,00 140

21,20 141

21,40 175

21,60 175

21,80 175

22.00 175

Gambar 4.1 Perkiraan nilai qca (base)

Nilai qca diambil rata-rata seperti dalam gambar 4.1 :

qca =

=

163,5 kg/cm²

Dari persamaan (2.4)kapasitas dukung ujung persatuan luas (qb) :

qb = (nilai Fb dari table II.3, beton pratekan = 1,75)

qb = = 93,43 kg/cm²

T

ian

g

P

a

nc

an

21,

40 m

et

er

Kapasitas dukung ujung tiang (Qb) :

Qb = qb x Ab

Qb = 93,43 x 1962,5

= 183356,375 kg = 183,32 ton

b. Perhitungan kapasitas dukung kulit (Qs)

0.00 meter

Pasir (SW)

qc (side) = 57,1 kg/cm²

- 21,40 meter

Gambar 4.2 Nilai qc (side) pada titik sondir 1 (S-4)

Untuk lapisan tanah pada titik sondir 1 (S-4), pasir bergradasi baik

Dari persamaan (2.5), kapasitas dukung kulit persatuan luas (f) : f = qc (side) (nilai αs danFs dari Table II.4 dan Tabel II.3)

f = 57,1 . = 0,23 kg/cm²

Kapasitas dukung kulit (Qs) :

Qs = f . As

= 0,23 . 157 . 2140 = 77275,4 kg = 77,275 ton

Dari persamaan (2.3), kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang (Qu) :

Qu = Qb + Qs

= 183,32 + 77,275 = 260,62 ton

Dari persamaan (2.26), kapasitas ijin tiang (Qa) :

Qa =

=

= 104,248 ton

2). Pada titik 2 (S-5) diperoleh data sondir, yaitu : Data tiang pancang :

Diameter tiang pancang (D) = 50 cm

Keliling tiang pancang (O) = π x 50 cm

= 157 cm

Luas tiang pancang (Ab) = x π x D²

= x π x 50² = 1962,5 cm²

a. Perhitungan kapasitas dukung ujung tiang (Qb)

Kedalaman Perlawanan konus (meter) (kg/cm²)

20,40 137,5

20,60 140

20,80 158

21,00 170

21,20 175

21,40 175

21,60 175

21,80 175

22,00 175

Gambar 4.3 Perkiraan nilai qca (base)

T

ian

g

P

a

nc

an

21,

20 m

et

er

Nilai qca diambil rata-rata seperti dalam gambar 4.3 :

qca =

=

164,5 kg/cm²

Dari persamaan (2.4) kapasitas dukung ujung persatuan luas (qb) :

qb = (nilai Fb dari table II.3, beton pratekan = 1,75)

qb = = 94 kg/cm²

Kapasitas dukung ujung tiang (Qb) :

Qb = qb x Ab

Qb = 94 x 1962,5

= 184475 kg = 184,475 ton

b. Perhitungan kapasitas dukung kulit (Qs)

0.00 meter

Pasir (SW)

qc (side) = 50,2 kg/cm²

- 21,20

meter

Untuk lapisan tanah pada titik sondir 2 (S-5), pasir bergradasi baik

(Well graded sand).

Dari persamaan (2.5), kapasitas dukung kulit persatuan luas (f) : f = qc (side) (nilai αs danFs dari Table II.4 dan Tabel II.3)

f = 50,2 . = 0,201 kg/cm²

Kapasitas dukung kulit (Qs) :

Qs = f . As

= 0,201 . 157 . 2120 = 66834,3 kg = 66,834 ton

Dari persamaan (2.3), kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang (Qu) :

Qu = Qb + Qs

= 184,475 + 66,834 = 251,31 ton

Dari persamaan (2.26), kapasitas ijin tiang (Qa) :

Qa =

=

4.2.1.2 Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang dengan metode Mayerhoff

1. Perhitungan pada titik 1 (S-4)

Dari persamaan (2.6), kapasitas daya dukung tiang pancang (Qult) : Qult = (qc . Ap) + (JHL . K11)

= (15 . 1962,5) + (30 . 157)

= 34147,5 kg = 34,148 ton

Dari persamaan (2.7), kapasitas daya dukung ijin pondasi (Qijin) :

Qijin = (qc . Ap) +

3 5 (JHL . K11)

=

+

= 10755 kg = 10,755 ton

Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik : Tult = JHL . K11

= 30 . 157

= 4710 kg = 4,710 ton

Daya dukung ijin tarik :

Qijin =

Daya dukung terhadap kekuatan bahan : Ptiang= σbeton . Atiang

= 500 kg/cm² . 1962,5 cm² = 981250 kg

= 981,25 ton

Tabel IV.1 Perhitungan daya dukung ultimit dan ijin tiang pancang (S-4)

Kedalaman (m) PPK (qc) (kg/cm²) Ap (cm²) JHL (kg/cm) K11 (cm) Qult (ton) Qijin (ton)

0.00 0.00 1962.50 0.00 157.00 0.00 0.00

1.00 15.00 1962.50 30.00 157.00 34.15 10.75

2.00 71.50 1962.50 70.00 157.00 151.31 48.97

3.00 38.50 1962.50 125.00 157.00 95.18 29.11

4.00 47.00 1962.50 170.00 157.00 118.93 36.08

5.00 34.00 1962.50 200.00 157.00 98.13 28.52

6.00 81.50 1962.50 230.00 157.00 196.05 60.54

7.00 47.50 1962.50 280.00 157.00 137.18 39.86

8.00 43.50 1962.50 330.00 157.00 137.18 38.82

9.00 76.50 1962.50 390.00 157.00 211.36 62.29

10.00 50.00 1962.50 435.00 157.00 166.42 46.37

11.00 105.00 1962.50 490.00 157.00 282.99 84.07

12.00 75.00 1962.50 550.00 157.00 233.54 66.33

13.00 21.50 1962.50 615.00 157.00 138.75 33.38

14.00 30.00 1962.50 640.00 157.00 159.36 39.72

15.00 81.50 1962.50 690.00 157.00 268.27 74.98

16.00 91.50 1962.50 775.00 157.00 301.24 84.19

17.00 35.00 1962.50 840.00 157.00 200.57 49.27

18.00 65.00 1962.50 900.00 157.00 268.86 70.78

19.00 55.00 1962.50 951.00 157.00 257.24 65.84

20.00 70.00 1962.50 1050.00 157.00 302.23 78.76

21.00 140.00 1962.50 1150.00 157.00 455.30 127.69

2. Perhitungan pada titik 2 (S-5)

Dari persamaan (2.6), kapasitas daya dukung tiang pancang (Qult) : Qult = (qc . Ap) + (JHL . K11)

= (20 . 1962,5) + (30 . 157) = 43960 kg

= 43,96 ton

Dari persamaan (2.7), kapasitas daya dukung ijin pondasi (Qijin) :

Qijin = (qc . Ap) +

3 5 (JHL . K11)

=

+

= 14025,33 kg = 14,03 ton

Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik : Tult = JHL . K11

= 30 . 157 = 4710 kg = 4,71 ton

Daya dukung ijin tarik :

Qijin =

Daya dukung terhadap kekuatan bahan : Ptiang= σbeton . Atiang

= 500 kg/cm² . 1962,5 cm² = 981250 kg

= 981,25 ton

Tabel IV.2 Perhitungan daya dukung ultimit dan ijin tiang pancang (S-5)

Kedalaman (m) PPK (qc) (kg/cm²) Ap (cm²) JHL (kg/cm) K11 (cm) Qult (ton) Qijin (ton)

0.00 0.00 1962.50 0.00 157.00 0.00 0.00

1.00 20.00 1962.50 30.00 157.00 43.96 14.03

2.00 32.50 1962.50 70.00 157.00 74.77 23.46

3.00 21.50 1962.50 100.00 157.00 57.89 17.20

4.00 30.00 1962.50 135.00 157.00 80.07 23.86

5.00 21.00 1962.50 175.00 157.00 68.69 19.23

6.00 25.00 1962.50 200.00 157.00 80.46 22.63

7.00 32.00 1962.50 235.00 157.00 99.70 28.31

8.00 35.00 1962.50 275.00 157.00 111.86 31.53

9.00 48.00 1962.50 320.00 157.00 144.44 41.45

10.00 51.50 1962.50 370.00 157.00 159.16 45.31

11.00 54.00 1962.50 425.00 157.00 172.70 48.67

12.00 30.00 1962.50 470.00 157.00 132.67 34.38

13.00 70.00 1962.50 515.00 157.00 218.23 61.96

14.00 85.00 1962.50 580.00 157.00 257.87 73.82

15.00 112.50 1962.50 650.00 157.00 322.83 94.00

16.00 51.50 1962.50 720.00 157.00 214.11 56.30

17.00 107.50 1962.50 780.00 157.00 333.43 94.81

18.00 40.00 1962.50 830.00 157.00 208.81 52.23

19.00 42.50 1962.50 870.00 157.00 220.00 55.12

20.00 100.00 1962.50 925.00 157.00 341.48 94.46

21.00 170.00 1962.50 1025.00 157.00 494.55 143.39

4.2.2. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang dari data SPT

Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang dari data SPT memakai Metode Mayerhoff dan data diambil pada titik 1 (BH- 1) dan titik 2 (BH- 2).

A.Perhitungan pda titik 1 (BH-1)

1.Daya dukung ujung pondasi tiang pancang pada tanah kohesif adalah :

Qp = 9 x cu x Ap

= 9 x 73,33 x 0,1962 = 129,48 kN

cu = N-SPT x x 10

= 11 x x 10

= 73,33 kN/m²

Untuk tahanan geser selimut tiang pada tanah kohesif adalah : Qs= α . cu . p . Li

= 0,52 . 73,33 . 1,57 . 1 = 59,49 kN

2.Daya dukung ujung pondasi tiang pancang pada tanah non kohesif adalah :

Qp = 40 . N-SPT . . Ap 400 . N-SPT . Ap

= 40 . 27 . . 0,1962 400 . 27 . 0,1962

= 423,79 kN 2118,96 kN

Untuk tahanan geser selimut tiang pada tanah non kohesif adalah :

Qs = 2 . N-SPT . p . Li

A. Perhitungan daya dukung berdasarkan data sondir :

− Dengan Metode Aoki dan De Alencar

1. Sondir S. 1 pada kedalaman 21,40 m, Qult = 260,62 ton. 2. Sondir S. 2 pada kedalaman 21,20 m, Qult = 251,31 ton.

− Dengan Metode Mayerhoff

1. Sondir S. 1 pada kedalaman 21,40 m dengan nilai PPK = 175 kg/cm² dan JHL = 1220 kg/cm, Qult = 534,98 ton.

2. Sondir S. 2 pada kedalaman 21,20 m dengan nilai PPK = 175 kg/cm² dan JHL = 1050 kg/cm, Qult = 508,29 ton.

B. Perhitungan daya dukung berdasarkan data SPT :

1. SPT (BH- 1) pada kedalaman 30.00 m dengan nilai N = 50 pukulan, Qult = 371,95 ton.

2. SPT (BH- 2) pada kedalaman 30,00 m dengan nilai N = 50 pukulan, Qult = 380,51 ton.

C. Perhitungan daya dukung ijin pada saat pemancangan berdasarkan bacaan manometer

Pada kedalaman 21,40 m didapat bacaan manometer = 1000 ton/m² , Qu = 327,87 ton.

D. Daya Dukung kapasitas ijin kelompok / group berdasarkan faktor efisiensi dengan berbagai metode pada Pile Cap 5 :

1. Metode Converse Labbare diperoleh kapasitas kelompok ijin tiang :

− Dari data sondir Aoki dan De Alencar, Qg = 271,40 ton

− Dari data sondir Mayerhoff, Qg = 398,12 ton

− Dari data SPT, Qg = 246,82 ton

− Dari data bacaan alat hydraulic jack, Qg = 442,61 ton

2. Metode Los Angeles Group diperoleh kapasitas kelompok ijin tiang :

− Dari data sondir Aoki dan De Alencar, Qg = 187,87 ton

− Dari data sondir Mayerhoff, Qg = 279,57 ton

− Dari data SPT, Qg = 170,86 ton

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Hasil perhitungan daya dukung ultimit tiang pancang pada kedalaman 21.00 m berdasarkan data sondir, data SPT, dan data dari bacaan manometer pada saat pemancangan adalah sebagai berikut :

Tabel V.1 Hasil perhitungan daya dukung ultimit tiang pancang

Titik

Data Sondir Aoki dan De

Alencar (ton) Data Sondir Mayerhoff (ton) Data SPT Mayerhoff (ton) Data Bacaan Manometer (ton)

1 260.62 455.30 230.65 327.87

2 251.31 494.55 228.54 327.87

2. Hasil perhitungan daya dukung kapasitas ijin kelompok tiang (pile group) berdasarkan effisiensi dengan menggunakan 3 tiang / kelompok :

Tabel V.2 Berdasarkan Metode Converse - Labarre

Tabel V.3 Berdasarkan Metode Los Angeles Group

Titik

Metode Los Angeles Group Data Sondir

Aoki dan De Alencar (ton) Data Sondir Mayerhoff (ton) Data SPT Mayerhoff (ton) Data Bacaan Manometer (ton)

PC-5 187.87 279.57 170.86 306.38

Titik

Metode Converse - Labarre Data Sondir

Aoki dan De Alencar (ton) Data Sondir Mayerhoff (ton) Data SPT Mayerhoff (ton) Data Bacaan Manometer (ton)

PC-5 271.40 398.12 246.82 442.61

3. Berdasarkan perhitungan dengan menggunakan metode effisiensi maka kapasitas daya dukung kelompok tiang sebesar Qg = 442,61 ton > Pt (berat total pada PC-5) = 290.49 ton, sehingga struktur bangunan pada Proyek Pembangunan Gedung Kantor DPRD Sumatera Utara dapat dinyatakan aman. 4. Dari data sondir, data SPT dan bacaan manometer, yang sebaiknya digunakan

adalah bacaan manometer karena akan menghasilkan data daya dukung yang lebih akurat.

5. Perbedaan daya dukung tersebut dapat disebabkan karena:

a. Jenis dan sifat tanah yang berbeda pada jarak yang terdekat sekalipun pada lokasi penelitian bisa menyebabkan perbedaan kepadatan tanah sehingga mempengaruhi daya dukung tiang;

b. Pelaksanaan pengujian tanah yang bergantung pada ketelitian dan keahlian operator yang melaksanakannya.

5.2. Saran

1. Penyelidikan di lapangan dengan sondir dan SPT untuk perencanaan daya dukung pondasi tiang masih kurang akurat, sehingga masih perlu digunakan alat uji yang lain seperti : uji pembebanan tiang, uji laboratorium, dan uji yang lainnya;

2. Dalam memaksimalkan perhitungan daya dukung harus memperhatikan juga parameter parameter yang digunakan di laboratorium dan dilapangan.

DAFTAR PUSTAKA

Bowles, J. E., 1991, Analisa dan Desain Pondasi, Edisi keempat Jilid 1, Erlangga, Jakarta.

Bowles, J. E., 1993, Analisa dan Desain Pondasi, Edisi keempat Jilid 2, Erlangga, Jakarta.

Hardiyatmo, H. C., 2002, Teknik Pondasi 2, Edisi Kedua, Beta Offset, Yogyakarta.

Hidayat, Wahyu, 2008, Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Islamic Center Kabupaten Kampar-Riau. Tugas Akhir Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Medan.

P.P.Rahardjo, MSCE, Ph.D, Manual Pondasi Tiang, Universitas Katolik Parahyangan, Bandung.

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

Sardjono, H.S, 1988, Pondasi Tiang Pancang, Jilid 1, penerbit Sinar Jaya Wijaya, Surabaya.

Sardjono, H.S, 1988, Pondasi Tiang Pancang, Jilid 2, penerbit Sinar Jaya Wijaya, Surabaya.

Titi, H.H and Farsakh, M.A.Y., 1999, Evaluation of Bearing Capacity of Piles from Cone Penetration Test Data, Lousiana Transfortation Research Center.