Analisis Daya Dukung Ultimit dan Penurunan pada Compression Loading Test Bored Pile Tunggal Diameter 0,6 Meter dengan Metode Semi Empiris dan Pemodelan Metode Elemen Hingga (Study Kasus Medan Focal Point)

ANALISIS DAYA DUKUNG ULTIMIT DAN PENURUNAN PADA COMPRESSION LOADING TEST BORED PILE TUNGGAL DIAMETER 0,6 METER DENGAN METODE SEMI EMPIRIS DAN PEMODELAN METODE

ELEMEN HINGGA

(STUDY KASUS MEDAN FOCAL POINT)

TESIS

OLEH RINI 127016008

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

ANALISIS DAYA DUKUNG ULTIMIT DAN PENURUNAN PADA COMPRESSION LOADING TEST BORED PILE TUNGGAL DIAMETER 0,6 METER DENGAN METODE SEMI EMPIRIS DAN PEMODELAN METODE

ELEMEN HINGGA

(STUDY KASUS MEDAN FOCAL POINT)

TESIS

SyaratUntukMemperolehGelar Magister Teknik Pada Program Studi Magister TeknikSipil FakultasTeknikUniversitas Sumatera Utara

OLEH RINI 127016008

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

JUDUL TESIS : ANALISIS DAYA DUKUNG ULTIMIT DAN PENURUNAN PADA COMPRESSION LOADING TESTBORED PILETUNGGAL DIAMETER 0,6METER DENGAN METODE SEMI EMPIRIS DAN PEMODELAN METODE ELEMEN HINGGA (STUDY KASUS MEDAN FOCAL POINT)

NAMA MAHASISWA : RINI NOMOR POKOK : 127016008 PROGRAM STUDI : TEKNIK SIPIL

Menyetujui Komisi Pembimbing,

(Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE)

Ketua Anggota

(Ir. Rudi Iskandar, MT)

Ketua Program Studi Dekan

(Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE) (Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME)

Telah diuji pada: 12 Agustus 2014

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE

Anggota : Ir. Rudi Iskandar, MT

: Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan

ABSTRACT

Loaded foundation will undergo deformation which brings about the lowering of the foundation. The lowering, which is not uniformed and beyond the permitted lowering, can have fatal result on building structure on it. The researcher would analyze the structure of the lower part of Medan Vocal Point building which was called foundation. Bored piles were used for the type of foundation and standard penetration test and compression loading test were used for the field test as the analytical basis.

The objective of the research was to analyze and to compare the ultimate supporting power of single piles, and the lowering was caused by compression loading test by using semi empirical method and infinite element modeling with plaxis program and to analyze ultimate supporting power and the lowering in grouped piles with Vesic method (1977) and horizontal supporting power with Broms method (1964).

Based on the result of the analysis of the ultimate supporting power of single piles in Reese & Wright of 563.64 tons, Mazurkiewicz (1972) of 325 tons, Butler & Hoy (1977) of 320 tons, De Beer method (1976) of 230 tons, and Infinite Element Modeling with Plaxis program of 563.64 tons, it was found that the elastic lowering occurred by using semi empirical method was 4.68 mm and in the Infinite Element Modeling with Plaxis program was 4.84 mm with the variance of lowering of 0.16 mm (0.20%). Meanwhile, the ultimate supporting power of the grouped piles was 313.13 tons and the lowering of grouped piles with Vesic method (1977) was 10 mm. The ultimate supporting power of single piles in each analytical method was safe because it was bigger than the foundation planned load (150 tons). The calculation method of the supporting power used was the smallest value of the supporting power of De Beer method (230 tons).

The elastic lowering in each calculation method was safe because it was in line with the testing standard of ASTM D 1143-81, Smaximum ≤ 25.40 mm. Meanwhile, the elastic lowering of grouped piles was bigger than the elastic lowering of single piles. This was because the compression zone area in the lower part of single piles was smaller than the compression zone area in grouped piles.

ABSTRAK

Pondasi yang dibebani akan mengalami perubahan struktur tanah (deformasi) yang bias mengakibatkan terjadinya penurunan pada pondasi. Penurunan yang tidak seragam dan diluar batas penurunan yang diijinkan, dapat berakibat fatal pada struktur bangunan diatasnya.Untuk itu penulisakan meneliti struktur bagian bawah bangunan Medan Focal Point yang disebut pondasi. Jenis pondasi yang digunakan adalah bored pile. Dengan uji lapangan yang digunakan sebagai dasar analisis adalah

Standart Penetration Testdan uji beban vertical (compression loading test).

Tujuan penulisan tesis ini adalah menganalisis dan membandingan daya dukung ultimit tiang tunggal dan penurunan yang terjadi akibat compression loading testdengan menggunakan Metode Semi Empiris dan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis, serta menganalisis daya dukung ultimit dan penurunan pada tiang kelompokdengan Metode Vesic (1977)dan daya dukung horizontaldengan menggunakan Metode Broms (1964).

Berdasarkan hasil analisis daya dukung ultimit tiang tunggal pada Metode Reese & Wright yaitu 563,64 ton, Metode Mazurkiewicz (1972) yaitu 325 ton, Metode Butler & Hoy (1977) yaitu 320 ton, Metode De Beer (1976) yaitu 230 dan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis yaitu 563,64 ton dan penurunan elastis yang terjadi dengan menggunakan Metode Semi Empiris yaitu 4,68 mm dan pada Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis yaitu 4,84 mm. Dengan selisih penurunan sebesar 0,16 mm (0,20%). Sedangkan daya dukung ultimit tiang kelompokyaitu 313,13 ton dan penurunan tiang kelompok dengan Metode Vesic (1977) yaitu 10 mm. Untuk daya dukung horizontal tiang tunggal dengan Metode Broms (1964) adalah 23,78 ton.Daya dukung ultimit tiang tunggal pada setiap Metode Analisis amankarenalebih besar dari bebanrencana pondasi (150 ton). Metode perhitungan daya dukung yang digunakan adalah nilai daya dukung terkecil yaitu Metode De Beer (230 ton).

Penurunan elastis pada setiap metode perhitungan aman karena sesuai standart

pengujian yang digunakan ASTM D1143-81 yaituSmaksimum ≤ 25,40 mm. Sedangkan penurunan elastis pada tiang kelompok lebih besar dibandingkan penurunan elastis tiang tunggal. Hal ini disebabkan luas zona tertekan pada bagian bawah tiang tunggal lebih kecil dari pada luas zona tertekan pada tiang kelompok.

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji dan Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas segala rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat meyelesaikan tesis ini dengan baik.Tesis ini disusun sebagai salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Magister Teknik Sipil,Konsentrasi Struktur Geoteknik di Universitas Sumatera Utara. Judul Tesis ini adalah: “Analisis Daya Dukung Ultimit Dan Penurunan Pada Compression Loading TestBored Pile Tunggal Diameter 0,6 Meter Dengan Metode Semi Empiris Dan Pemodelan Metode Elemen Hingga (Study Kasus Medan Focal Point)”. Tesis ini membahas tentang daya dukung dan penurunan yang terjadi pada pondasi tiang jika pondasi tersebut dibebani melalui uji beban vertikal dengan menggunakan Pemodelan Elemen Hingga Program Plaxis.

Pada proses penulisan tesis ini penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak dan pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati saya menyampaikan rasa terima kasih saya yang sebesar-besarnya kepada yang terhormat:

Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE Selaku dosen pembimbing I dan Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT Selaku dosen pembimbing IIyang telah meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan masukansehingga terselesaikannya tesis ini.

Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, dan Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia Tarigan, M.Sc sebagai pembanding dan penguji yang telah memberikan masukan dan saran demi perbaikan tesis ini.

Seluruh dosen Program Studi Magister Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara yang telah membekali penulis dengan ilmu pengetahuan selama menjalani masa perkuliahan serta Bapak Yun yang telah banyak membantu kelancaran administrasi selama penulis menempuh perkuliahan hingga selesai.

Kedua Orang tua tercinta yang telah memberikan dukungan baik moril maupun materil kepada penulis.

PT. Acset Indonesia, yang telah membantu memberi masukan data yang dibutuhkan pada proses penyusunan tesis ini.

Teman-teman Mahasiswa Magister Teknik Sipil USUAngkatan 2012khususnya Konsentrasi Struktur Geoteknik Bapak Berlin Anggiat Tampubolon dan Bapak Simon Petrus Simorangkir yang selalu memberikan bantuan, motivasi dan semangatnya.

Semoga segala kebaikan yang selama ini telah diberikan mendapat balasan yang mulia dari Allah SWT.

Penulis menyadari bahwa penulisan tesis ini masih jauh dari sempurna karena keterbataan pengetahuan dan pengalaman, serta referensi yang penulis miliki. Untuk itu penulis terbuka terhadapkritik dan saran demi perbaikan pada masa mendatang dan nantinya tugas ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Medan, Agustus 2014

RINI 127016008

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis dengan judul “Analisis Daya Dukung Ultimit Dan Penurunan Pada Compression Loading TestBored Pile Tunggal Diameter 0,6 Meter Dengan Metode Semi Empiris Dan Pemodelan Elemen Hingga (Study Kasus Medan Focal Point)”. Adalah karya saya dan belum pernah diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sepanjang pengetahuan saya juga, tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan dari penulis lain kecuali yang secara tertulis diakui dalam naskah ini disebutkan dalam daftar pustaka.

Medan, Agustus 2014 RINI

RIWAYAT HIDUP

A. DATA PRIBADI

Nama : Rini

Tempat / TanggalLahir : Tapaktuan / 17 Oktober 1988

Alamat : Jl. Sisingamanga Raja Gg. Perhubungan No.16d Medan

B. RIWAYAT PENDIDIKAN

1993 – 1994 : TK Darma Wanita Tapaktuan

1994 – 2000 : SD Negri Kalikebo 2, Trucuk, Klaten 2000 – 2003 : SMP Negri 2 Trucuk, Klaten

2003 – 2006 : SMU Negri 1 Tapaktuan

2006 – 2010 : Jurusan Teknik Sipil Konsentrasi Struktur Geoteknik UISU

2012 – 2014 : Magister Teknik Sipil Konsentrasi Struktur Geoteknik USU

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

PERNYATAAN ... v

RIWAYAT HIDUP ... vi

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR NOTASI ... xiv

BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar belakang ... 1

1.2Tujuan Penulisan ... 2

1.3Batasan masalah ... 3

1.4Manfaat Penulisan ... 3

1.5Sistematika penulisan ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pendahuluan ... 5

2.2 Penyelidikan tanah (soil investigation) ... 6

2.3 Pondasi ... 9

2.3.1 Pondasi dalam ... 9

2.3.2 Pondasi tiang bor (bored pile) ... 10

2.3.3 Keuntungan dan kerugian penggunaan bored pile ... 11

2.3.4 Jenis pondasi bored pile ... 12

2.3.5 Metode pelaksanaan bored pile ... 13

2.3.6 Tiang kelompok ... 15

2.3.7 Jarakantar tiang pada tiang kelompok ... 15

2.4 Uji beban (loading test) ... 16

2.4.1Uji pembebanan langsung (Static load test) ... 17

2.4.2 Uji beban vertikal (compressive loading test) ... 18

2.4.3 Tujuan compression loading test ... 19

2.4.4 Slow Maintened Load Method (SM Test) ... 21

2.4.5 Prosedur pengukuran penurunan tiang ... 22

2.5 Daya Dukung Pondasi ... 23

2.5.1 Daya dukung tiang data SPT ... 23

2.5.2 Daya Dukung data compression loading testtiang tunggal ... 26

2.5.3 Daya dukung tiang kelompok ... 30

2.5.4 Faktor efisiensi Tiang Kelompok ... 31

2.6 Daya dukung horizontal (lateral) ... 32

2.6.1 Metode Broms (1964) ... 32

2.6.2 Metode Broms (1964) untuk tiang panjang kepala tiang terjepit (Fixed head) ... 33

2.7.1 Penurunan elastis tiang tunggal ... 35

2.7.2 Penurunan elastis tiang kelompok ... 40

2.7.3 Penurunan yang diijinkan ... 41

2.8 Transfer Beban ... 41

2.8.1 Transfer beban gesekan (friction) ... 42

2.8.2 Transfer beban tahanan ujung (end bearing) ... 42

2.9 Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis Versi 8,2 ... 43

2.9.1 Parameter model tanah Morh Coulomb ... 44

2.9.2 Daya dukung tiang tunggal Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis ... 44

2.10 Penelitian yang pernah dilakukan ... 44

BAB III METODOLOGI 3.1 Deskripsi proyek ... 47

3.2 Lokasi penelitian ... 48

3.3 Data teknis bored pile ... 50

3.4 Tahapan pengumpulan data ... 51

3.5 Bagan alir penulisan tesis ... 53

3.6 Bagan alir daya dukung ultimit dan penurunan bored pile ... 50

3.7 Bagan alir Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis ... 54

BAB IV HASIL PERHITUNGAN 4.1 Daya dukung pondasi tiang ... 56

4.1.1 Daya dukung tiang berdasarkan dataSPT ... 57

4.1.1.1 Metode Reese & Wright (1977) ... 58

4.1.2 Daya dukung compression loading testpada tiang tunggal ... 64

4.1.2.1 Metode Mazurkiewicz (1972)... 67

4.1.2.2 Metode Butler & Hoy... 68

4.1.2.3 Metode De Beer ... 69

4.1.3 Daya dukung ultimit nyata (real ultimite bearing capasity)pada tiang tunggal ... 70

4.1.3.1 Metode Mazurkiewicz (1972) ... 71

4.1.3.2 Metode Butler & Hoy... 73

4.1.3.3 Metode De Beer ... 74

4.1.4 Daya dukung tiang kelompok ... 75

4.1.5 Daya dukung horizontal ... 76

4.2 Penurunan tiang ... 76

4.2.1 Penurunan tiang tunggal ... 77

4.2.1.1 Penurunan elastis tiang tunggal ... 83

4.2.1.2 Penurunan elastis tiang kelompok ... 83

4.2.2 Penyaluran(Transfer) beban... 83

4.2.2.1Transfer beban friktion ... 83

4.2.2.2Transfer beban end bearing ... 84

BAB V PEMODELAN ELEMEN HINGGA PROGRAM PLAXIS 5.1 Program Plaxis Versi 8,2 ... 86

5.2.1 Input data bored pile pada Plaxis ... 87

5.2.2 Input data tanah pada Program Plaxis ... 87

5.2.3 Siklus pembebanan loading test ... 91

5.3 Kurva hubungan beban-penurunan ... 93

5.3.1 Beban 200%design load ... 93

5.3.2 Beban 150% design load ... 95

5.3.3 Beban 100% design load ... 96

5.3.4 Beban 50% design load ... 98

5.4 Hasil compression loading test dengan menggunakan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis ... 99

5.5Perbandinganhasilcompression loading testdi lapangan dengan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis ... 101

5.6 Daya dukung tiang tunggal ... 102

5.7Diskusi ... 102

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan ... 107

6.2 Saran ... 108

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

2.1 Jenis bored pile (Das,1999)... 13

2.2 Tiang Kelompok (Acset Indonesia, 2011) ... 15

2.3 Uji compression loading test (ASTM D1143-81) ... 19

2.4 Daya dukung ujung bored pile pasiran (Reese & Wright, 1997) 24 2.5 Tahanan geser selimut bored pile pasiran (Reese & Wright, 1977) 25 2.6 Hubungan beban-penurunan Metode Mazurkiewicz (1972) ... 27

2.7 Hubungan beban-penurunan Metode Butler & Hoy (1977) ... 28

2.8 Hubungan beban-penurunan Metode De Beer (1976) ... 30

2.9 Perlawanan tanah dan momen lentur tiang panjang-kepala tiang terjepit pada tanah pasir ... 33

2.10 Faktor Penurunan io 2.11 Kompresi r (Poulus & Davis, 1980) ... 37

k 2.12 Koreksi kedalaman r (Poulus & Davis, 1980) ... 37

h 2.13 Koreksi Angka Poisson r (Poulus & Davis, 1980) ... 37

μ 2.14 Koreksi kekakuan lapisan pendukung r (Poulus & Davis, 1980) ... 38

b 2.15 Kurva hubungan beban-penurunan loading test ... 40

(Poulus & Davis, 1980) 38 2.16 Kurva transfer beban friksion ... 42

2.17 Kurva transfer beban end Bearing ... 43

3.1 Denah lokasi Medan Focal Point ... 48

3.2 Bangunan Medan Focal Point ... 48

3.3 Denah lokasi titik SPT (BH-03) dan titik loading test (BP-09) .. 49

3.5 Bagan alir daya dukung ultimit dan penurunan bore pile ... 53

3.6 Bagan alir Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis . 54 4.1 Daya dukung ultimit bored pile berdasarkan data SPT ... 63

4.2 Hubungan uji beban-penurunan loading test ... 65

4.3 Hubungan beban-waktu loading test ... 66

4.4 Hubungan penurunan-waktu loading test ... 67

4.5 Daya dukung ultimit Metode Mazurkiewicz (1972) ... 67

4.6 Daya dukung ultimit Metode Butler & Hoy ... 68

4.7 Daya dukung ultimit Metode De Beer (1976)... 69

4.8 Real ultimate bearing capacityMetode Mazurkiewicz (1972).... 71

4.9 Real ultimate bearing capacityMetode Butler & Hoy ... 72

4.10 Real ultimate bearing capacityMetode De Beer (1976) ... 73

4.11 Penurunan tiang tunggal ... 81

4.12 Penurunan elastis tiang tunggal ... 82

4.13 Transfer beban friksion ... 84

4.14 Transfer beban end bearing ... 85

5.1 Perbandingan hubungan uji beban-penurunan 200% design load 93 5.2 Perbandingan hubungan uji beban-penurunan 150% design load 95 5.3 Perbandingan hubungan uji beban-penurunan 100% design load 96 5.4 Perbandingan hubungan uji beban-penurunan 50% design load 98

5.5 Hubungan beban-penurunan compression loading test Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis ... 99

5.6 Perbandingan hubungan beban-penurunan di lapangan dengan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis ... 96 5.7 Perbandingan penurunan elastis tiang tunggal Metode Semi Empiris

dengan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis ... 104 5.8 Perbandingan daya dukung ultimit tiang tunggal Metode Semi

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

2.1 Penelitian yang pernah dilakukan ... 45

3.1 Data bored pile (Acset Indonesia, 2011) ... 50

4.1 Data SPT (Acset Indonesia, 2011) ... 57

4.2 Perhitungan daya dukung ultimitbored pile berdasarkan data SPT 61 4.3 Data compression loading test (Acset I, 2011) ... 64

4.4 Perbandingan daya dukung ultimit tiang tunggal ... 74

4.5 Penurunan tiang tunggal ... 79

5.1 Input parameter tanah pada Plaxis ... 87

5.2 Input parameter bored pile ... 89

5.3 Perbandingan hubungan uji beban-penurunan 200% design load 94 5.4 Perbandingan hubungan uji beban-penurunan 150% design load 95 5.5 Perbandingan hubungan uji beban-penurunan 100% design load 97 5.6 Perbandingan hubungan uji beban-penurunan 50% design load 98

5.7 Penurunan tiang tunggal Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis ... 100

5.8 Perbandingan daya dukung tiang tunggal Metode Semi Empiris dengan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis ... 100

DAFTAR NOTASI

τ = Kuat geser tanah (kg/cm2 c = Kohesitanah (kg/cm

) 2

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

2 Ø = Sudutgesertanah (derajat)

)

Qp A

= Dayadukungultimitujungtiang (Ton) p = Luas penampang pondasi tiang bor (m2 q

) p = Tahanan ujung per satuan luas (Ton/m2 C

) u = Kohesi tanah (Ton/m2

N = Nilai rata-rata SPT ).

Qs f

= Daya dukung ultimit selimut tiang (Ton) s = Gesekan selimut tiang per satuan luas (Ton/m2 L = Panjang tiang (m)

)

P = Keliling penampang tiang (m)

α = Faktor adhesi K0

σ

= Koefisien tekanan tanah

v’ = Tegangan vertikal efektif tanah (Ton/m2 Q

) ult

Q

= Daya dukung ultimit (Ton) all

F = Faktor keamanan

= Daya dukung izin tiang (Ton)

Hu

E = Jarak beban lateral ke muka tanah = Daya dukung ultimit lateral

D = Diameter tiang Kp

d = Diameter (mm)

= Koefisien tekanan pasif

Q = Beban yang bekerja pada tiang (ton) D = Kedalaman tiang (mm)

E = Modulus elastis tiang (Mpa)

S = Penurunan untuk tiang tunggal (mm) Io

R

= Faktor pengaruh penurunan untuk tiang yang tidak mudah mampat k

R

= Faktor koreksi kemudah mampatan tiang h

keras

= Faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada tanah

R_μ R

= Faktor koreksi angka Poisson b

h = Kedalaman total lapisan tanah dari ujung tiang ke muka tanah (mm) = Faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung

K = Faktor kekakuan tiang Ep

E

= Modulus elastisitas dari bahan tiang (Mpa) s

S

= Modulus elastisitas tanah disekitar tiang (Mpa) g

B

= Penurunan elastis tiang kelompok g = Lebar tiang kelompok

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I Data SPT

Lampiran II Data Loading Test

Lampiran III Korelasi Parameter Plaxis Lampiran IV ASTM D1143/81

ABSTRACT

Loaded foundation will undergo deformation which brings about the lowering of the foundation. The lowering, which is not uniformed and beyond the permitted lowering, can have fatal result on building structure on it. The researcher would analyze the structure of the lower part of Medan Vocal Point building which was called foundation. Bored piles were used for the type of foundation and standard penetration test and compression loading test were used for the field test as the analytical basis.

The objective of the research was to analyze and to compare the ultimate supporting power of single piles, and the lowering was caused by compression loading test by using semi empirical method and infinite element modeling with plaxis program and to analyze ultimate supporting power and the lowering in grouped piles with Vesic method (1977) and horizontal supporting power with Broms method (1964).

Based on the result of the analysis of the ultimate supporting power of single piles in Reese & Wright of 563.64 tons, Mazurkiewicz (1972) of 325 tons, Butler & Hoy (1977) of 320 tons, De Beer method (1976) of 230 tons, and Infinite Element Modeling with Plaxis program of 563.64 tons, it was found that the elastic lowering occurred by using semi empirical method was 4.68 mm and in the Infinite Element Modeling with Plaxis program was 4.84 mm with the variance of lowering of 0.16 mm (0.20%). Meanwhile, the ultimate supporting power of the grouped piles was 313.13 tons and the lowering of grouped piles with Vesic method (1977) was 10 mm. The ultimate supporting power of single piles in each analytical method was safe because it was bigger than the foundation planned load (150 tons). The calculation method of the supporting power used was the smallest value of the supporting power of De Beer method (230 tons).

The elastic lowering in each calculation method was safe because it was in line with the testing standard of ASTM D 1143-81, Smaximum ≤ 25.40 mm. Meanwhile, the elastic lowering of grouped piles was bigger than the elastic lowering of single piles. This was because the compression zone area in the lower part of single piles was smaller than the compression zone area in grouped piles.

ABSTRAK

Pondasi yang dibebani akan mengalami perubahan struktur tanah (deformasi) yang bias mengakibatkan terjadinya penurunan pada pondasi. Penurunan yang tidak seragam dan diluar batas penurunan yang diijinkan, dapat berakibat fatal pada struktur bangunan diatasnya.Untuk itu penulisakan meneliti struktur bagian bawah bangunan Medan Focal Point yang disebut pondasi. Jenis pondasi yang digunakan adalah bored pile. Dengan uji lapangan yang digunakan sebagai dasar analisis adalah

Standart Penetration Testdan uji beban vertical (compression loading test).

Tujuan penulisan tesis ini adalah menganalisis dan membandingan daya dukung ultimit tiang tunggal dan penurunan yang terjadi akibat compression loading testdengan menggunakan Metode Semi Empiris dan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis, serta menganalisis daya dukung ultimit dan penurunan pada tiang kelompokdengan Metode Vesic (1977)dan daya dukung horizontaldengan menggunakan Metode Broms (1964).

Berdasarkan hasil analisis daya dukung ultimit tiang tunggal pada Metode Reese & Wright yaitu 563,64 ton, Metode Mazurkiewicz (1972) yaitu 325 ton, Metode Butler & Hoy (1977) yaitu 320 ton, Metode De Beer (1976) yaitu 230 dan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis yaitu 563,64 ton dan penurunan elastis yang terjadi dengan menggunakan Metode Semi Empiris yaitu 4,68 mm dan pada Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis yaitu 4,84 mm. Dengan selisih penurunan sebesar 0,16 mm (0,20%). Sedangkan daya dukung ultimit tiang kelompokyaitu 313,13 ton dan penurunan tiang kelompok dengan Metode Vesic (1977) yaitu 10 mm. Untuk daya dukung horizontal tiang tunggal dengan Metode Broms (1964) adalah 23,78 ton.Daya dukung ultimit tiang tunggal pada setiap Metode Analisis amankarenalebih besar dari bebanrencana pondasi (150 ton). Metode perhitungan daya dukung yang digunakan adalah nilai daya dukung terkecil yaitu Metode De Beer (230 ton).

Penurunan elastis pada setiap metode perhitungan aman karena sesuai standart

pengujian yang digunakan ASTM D1143-81 yaituSmaksimum ≤ 25,40 mm. Sedangkan penurunan elastis pada tiang kelompok lebih besar dibandingkan penurunan elastis tiang tunggal. Hal ini disebabkan luas zona tertekan pada bagian bawah tiang tunggal lebih kecil dari pada luas zona tertekan pada tiang kelompok.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pondasi adalah bagian dari bangunan yang berfungsi memikul seluruh beban bangunan (beban hidup & beban mati), untuk diteruskan kelapisan tanah pada kedalamantertentu (Bowles,1982). Pondasiyang dibebani akan mengalami perubahan struktur tanah (deformasi) yang biasanya mengakibatkan terjadinya penurunan pada pondasi. Jika terjadi penurunan pondasi dalam ambang batas dan seragam maka hal ini tidak terlalu membahayakan pada konstruksi bangunan di atasnya, tetapi yang sangat berbahaya adalah penurunan yang tidak seragam dan diluar batas penurunan yang diijinkan, hal ini dapat berakibat fatal pada bangunan konstruksi di atasnya. Adapun akibat terjadinya penurunan pada pondasi antara lain:

- Kerusakan pada dinding (retak atau miring). - Lantai pecah, retak dan bergelombang.

- Penurunan atap dan bagian-bagian bangunan yang lain.

Untuk itu penulis akan meneliti struktur bagian bawah bangunan Medan Focal Point yang disebut pondasi. Ada berbagai jenis pondasi sesuai dengan kelebihan dan kekurangan masing–masing jenis. Pada Medan Focal Point pondasi didesain untuk bangunan bertingkat lima dan letak tanah keras terdapat pada kedalaman 30 meter. Jenis pondasi yang digunakan adalah jenis pondasi dalam. Dikarenakan sudah ada bangunan lain yang berdiri disekitar lokasi proyek seperti Home Centra, Perumahan Setia Budi 2, dan Mc Donald. Dengan pertimbangan tidak menurunkan mutu lingkungan (rusaknya struktur bangunan disekitar akibat pemancangan). Jenis

pondasi dalam yang digunakan adalah pondasi bored pile. Karena pondasi bored pile

memiliki kelebihan untuk getaran yang dihasilkan pada proses pemancangan pondasi relatif kecil. Untuk itu pada Medan Focal Point ini penulis akan menganalisis daya dukung ultimit bored pile tiang tunggal dan besar penurunan yang terjadi jika bored pile dibebani. Dengan menggunakan Metode Semi Empiris dan PemodelanElemenHinggadengan Program Plaxis.

Uji lapangan Medan Focal Point yang digunakan untuk analisis daya dukung ultimit bored pile dan penurunan jika bored pile dibebani adalahStandart Penetration Test dengan 4 (empat) titik pengujian (BH-01 BH-02 BH-03 BH-04)dan loading test

dengan dua titik pengujian (BP 91 dan BP 108). Pada penulisan ini titik loading test

yang dianalisis adalah BP 91 dan titik Standard Penetration Testadalah BH-03.

1.2 TujuanPenulisan

Tujuan dari penulisan tesis ini adalah:

a. Menganalisis dan membandingkan daya dukung ultimit tiang tunggal pada setiap metode berdasarkan data yang diperoleh dari Standard Penetration Testdengan Metode Reese & Wright dan data yang diperoleh dari ujibeban vertical denganMetode Mazurkiewicz (1972), Metode Butler & Hoy (1977), Metode De Beer (1976) dan PemodelanElemenHinggadengan Program Plaxis.

b. Menganalisis penurunan pada ujibeban vertical tiang tunggal menggunakan Metode Semi Empiris dan membandingan hasil penurunan metode tersebut dengan PemodelanElemenHinggadengan Program Plaxis.

c. Menganalisis daya dukung ultimit tiang kelompok dan penurunannya dengan menggunakan Metode Vesic (1977).

d. Menganalisis daya dukung horizontaldengan menggunakan Metode Broms (1964).

1.3 Batasan masalah

Batasan masalah dari penulisan tesis ini adalah:

a. Uji beban yang dilakukancompressive loading test pada tiang tunggal. b. Asumsi bahwa pekerjaan yang dilakukan di lapangan adalah benar.

1.4 Manfaat Penulisan

Sebagai bahan referensi bagi mahasiswa yang mempunyai masalah yang sama.

1.5 Sistematika penulisan

Bab I : Pendahuluan, menjelaskan tentang latar belakang, tujuan penulisan, batasan masalah, manfaat penulisan, dansistematikapenulisan.

Bab II : TinjauanPustaka, menjelaskan tentang kajian kepustakaan yang mendasari penelitian sesuai dengan tujuan dan batasan masalah. Bab III : Metodologi, menjelaskan tentang urutan pelaksanaan penelitian dan

data teknis.

Bab IV : Hasil Perhitungan, menjelaskan tentang perhitungan daya dukung ultimit dan penurunan pondasi tiang bor dengan Metode Semi Empiris.

Bab V : Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis, menjelaskan tentang perhitungan dayadukung ultimit dan penurunan pondasi tiang bor dengan Program Plaxis dan perbandingannya dengan hasil perhitungan dengan Metode Semi Empiris.

Bab VI : Kesimpulandan saran, menjelaskan tentang kesimpulan dan saran dari hasil analisis.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pendahuluan

Daya dukung tanah dipengaruhi oleh nilai kuat geser tanah, yang mana dipengaruhi oleh nilai kohesi dan sudut geser tanah. Jika gaya geser yang bekerja pada suatu massa tanah maka secara bersamaan tegangan normal (σ) akan bekerja, maka harga tegangan geser (τ) akan bertambah besar akibat deformasi mencapai ambang batas. Jika harga ambang batas itu dihubungkan dengan tegangan normal (σ) yang berbeda-beda maka akan diperoleh suatu garis lurus dimana kohesi (c) sebagai konstanta dan tegangan normal (σ) sebagai variabel, dan kemiringan garis ditentukan oleh sudut geser tanah. Sehingga dapat ditulis dalam persamaan sebagai berikut:

τ= c + σ tan ø (2.1)

Dimana, τ= kuat geser tanah (kg/cm2 c = kohesi tanah (kg/cm

) 2

Σ = tegangan normal yang terjadi pada tanah (kg/cm

)

2 ø = sudut geser tanah (derajat)

)

Dari persamaan di atas nilai kohesi (c) diperoleh dari besarnya gaya tarik menarik antara butiran tanah, sedangkan daya tahan terhadap pergeseran antar partikel tanah disebut sudut geser tanah (ø), hal ini dapat ditentukan dari percobaan atas sampel tanah di laboratorium.

Agar informasi yang diperoleh lebih akurat dilakukan perbandingan metode analisis daya dukung ultimit dan penurunan yang terjadi jika pondasi dibebani dengan dilakukan beberapa uji lapangan pada Medan Focal Point seperti penyelidikan tanah dengan Standard Penetration Test dan uji beban vertikal pada pondasi bored pile

dengan besar beban uji 200% dari beban rencana yaitu 300 ton. Nilai daya dukung pondasi pada loading test dapat diperoleh dari Metode Mazurkiewicz (1972), Metode Butler & Hoy (1977), Metode De Beer (1976). Sebelum dilakukan loading test pada pondasi tiang tunggal terlebih dahulu dilakukan soil investigation dengan SPTyang berfungsi untuk mengetahui jenis lapisan tanah dan daya dukung ultimit tiang dengan menggunakan Metode Reese & Wright (1977). Hasil analisis dari pengujian tersebut dibandingkan dengan menggunakan Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis.

2.2` Penyelidikan tanah (Soil Investigation)

Struktur bawah bangunan terdiri dari pondasi dan tanah pendukung pondasi. Untuk itu hal yang sangat berkaitan dengan pondasi adalah penyelidikan tanah. Pondasi harus diletakkan pada lapisan tanah yang cukup keras dan padat. Dengan dilakukannya penyelidikan tanah dapat diketahui letak atau kedalaman tanah keras yang berfungsi untuk mengetahui sifat–sifat dasar tanah seperti asal-usulnya, penyebaran ukuran butiran,kemampuan mengalirkan air, sifat pemampatan bila dibebani(compressibility), kekuatan geser, kapasitas daya dukung terhadap beban dan lain-lain. (Das, 1995).

a. Pemboran (drilling): dari hasil pemboran (bore holes) yang dilakukan dengan

Standart Penetrastion Test (SPT), Cone Penetrastion Test (CPT). Diketahui jenis lapisan tanah yang kemudian dikirim ke Laboratorium Mekanika Tanah.

b. Percobaan penetrasi (Penetration Test) dengan menggunakan alat yang disebut Sondir Static Penetrometer. Ujungnya berupa konus yang ditekan masuk kedalam tanah dan secara otomatis dapat dibaca hasil Sondir

tegangan tanah.

Untuk mengetahui sifat tanah berdasarkan sifat lekatnya antara lain:

a. Tanah kohesif adalah tanah yang mempunyai sifat lekatan antara butir-butirnya (tanah lempung = mengandung lempung cukup banyak).

b. Tanah non kohesif adalah tanah yang tidak mempunyai atau sedikit sekali lekatan antara butir-butirnya (hampir tidak mengandung lempung misal pasir).

c. Tanah organik adalah tanah yang sifatnya sangat dipengaruhi oleh bahan-bahan organik (sifat tidak baik).

Tanah memiliki perbedaan antara kondisi undrained dan drained tergantung pada waktu. Setiap tanah memiliki karakteristik dalam menentukan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk berubah kondisi dari kondisi undrained menjadi kondisi drained.

Penyelidikan tanah dapat dilakukan langsung dilapangan maupun di laboratorium. Pada Medan Focal Point penyelidikan tanah yang dilakukan di lapangan adalah Standard Penetration Test.

2.2.1 Standard Penetration Test (SPT)

Penyelidikan tanah dengan SPT informasi tentang kondisi di bawah permukaan tanah dapat diperoleh hingga 85% dengan biaya yang ekonomis. Pada pondasi tiang harga NSPTyang diperoleh dari proses pengujian dapat digunakan untuk perhitungan gesekan selimut yang mana dapat diambil rata-rata pada tiap lapisan begitu juga untuk perhitungan daya dukung ujung pondasi tiang perataan dilakukan dengan mengambil suatu interval kedalaman sedikit di bawah dan di atas ujung tiang. (Raharjo, 1996).

Adapun keuntungan dari penyelidikan tanah dengan menggunakan SPT adalah:

a. Dapat menentukan kedalaman dan tebal masing-masing lapisan tanah. b. Alat dan cara operasinya relatif sederhana.

c. Contoh tanah terganggu dapat diperoleh untuk identifikasi jenis tanah, sehingga interpretasi kuat geser dan deformasi tanah dapat diperkirakan dengan baik.

2.3 Pondasi

Suatu sistem pondasi harus dihitung untuk menjamin keamanan dan kestabilan struktur bangunan diatasnya dimana tidak boleh terjadi penurunan sebagian atau seluruhnya melebihi batas yang diijinkan. Dalam perencanaan pembangunan pondasi ada beberapa hal yang harus diperhatikan. (Bowles, 1988):

a. Penentuan fungsi bangunan, beban bangunan, umur pemakaian, jenis perangkaian, profil tanah, cara konstruksi, dan biaya konstruksi.

b. Penentuan kebutuhan bangunan.

c. Pembuatan rancangan dengan pertimbangan tidak menurunkan mutu lingkungan dan memakai persyaratan keamanan yang sudah ditentukan dalam peraturan bangunan.

2.3.1 Pondasi dalam

Dari klasifikasi pondasi berdasarkan perbandingan lebar dan kedalaman pondasi dibagi menjadi dua diantaranya: pondasi dangkal d/b ≤ 1 dengan jenis pondasi telapak, pondasi rakit, dll dan pondasi dalam d/b ≥ 4 dengan jenis pondasi

bored pile, tiang pancang, dll. (Bowles, 1997). Dari data SPTyang diperoleh tanah keras berada pada kedalaman 30 meter. Klasifikasi pondasi berdasarkan perbandingan lebar dan kedalaman 28/0,60 = 46.67 m ≥ 4. Dengan rencana bangunan bertingkat 5 (lima). Berdasarkan data tersebut jenis pondasi yang digunakan adalah pondasi dalam.

2.3.2 Pondasi tiang bor (bored pile)

Disekitar lokasi Proyek Medan Focal Point terdapat banyak bangunan lain seperti Home Centra, Perumahan Setia Budi 2, dan Mc Donald. Dengan pertimbangan tidak menurunkan mutu bagunan sekitar (rusaknya struktur bangunan akibat pemancangan). Maka jenis pondasi dalam yang tepat untuk digunakan adalah

bored pile.Bored pilepemasangannya dilakukan dengan cara tanah dibor terlebih dahulu. Getaran yang dihasilkan pada saat pemasangan pondasi relatif kecil sehingga tidak merusak struktur tanah atau bangunan disekitar lokasi proyek Medan Focal Point.

Fungsi pondasi bored pile pada umumnya dipengaruhi oleh besar/bobot dan jenis tanah sebagai pendukung konstruksi yaitu:

a. Transfer beban kontruksi bangunan atas kedalam tanah baik melalui selimut tiang maupun melalui ujung tiang.

b. Menahan gaya desak keatas dan gaya guling, misal pada telapak pada bangunan bawah tanah dan kaki bangunan menara untuk menahan guling. c. Untuk dapat memanfaatkan lapisan tanah pada tanah lepas (non kohesif). d. Mengontrol penurunan terhadap bangunan yang berada pada tanah yang

mempunyai penurunan yang besar.

2.3.3 Keuntungan dan kerugian penggunaan bored pile

Adapun keuntungan dan kerugian dari penggunaan pondasi dalam jenis bored pile dibandingkan dengan penggunaan pondasi dalam jenis lain adalah:

a. Pada saat pemasangan tidak menimbulkan gangguan suara dan getaran yang membahayakan bangunan sekitarnya.

b. Mengurangi kebutuhan beton dan tulangan dowel pada pelat penutup tiang (pile cap) kolom dapat secara langsung diletakkan pada ujung

bored pile.

c. Kedalaman tiang dapat divariasikan.

d. Tanah dapat diperiksa dan dicocokkan dengan data laboratorium.

e. Bored pile dapat dipasang menembus batuan sedangkan pada penggunaan tiang pancang akan terjadi kesulitan bila pemancangan menembus lapisan batu.

f. Diameter tiang memungkinkan dibuat besar, bila perlu ujung bawah tiang dapat dibuat lebih besar guna mempertinggi kapasitas dukungnya.

g. Tidak ada resiko kenaikan muka air tanah.

h. Penulangan tidak dipengaruhi oleh tegangan pada waktu pengangkutan dan pemancangan.

Kerugian menggunakan pondasi bored pile adalah: a. Pengecoran bored pile dipengaruhi kondisi cuaca.

b. Pengecoran beton agak sulit bila dipengaruhi air tanah karena mutu beton tidak dapat dikontrol dengan baik.

c. Mutu beton hasil pengecoran bila tidak terjamin keseragamannya disepanjang badan bored pile mengurangi kapasitas dukung bored pile. Terutama bila bored pile cukup dalam.

d. Pengeboran dapat mengakibatkan gangguan kepadatan, bila tanah berupa pasir atau tanah yang berkerikil.

e. Air yang mengalir kedalam lubang bor dapat mengakibatkan gangguan tanah, sehingga mengurangi kapasitas dukung tiang.

2.3.4 Jenis pondasi bored pile

Ada beberapa jenis pondasi bored pile berdasarkan bentuk tiang yaitu: bored pile lurus untuk tanah keras, bored pile yang ujungnya diperbesar berbentuk bel,

bored pile yang ujungnya diperbesar berbentuk trapezium dan bored pile lurus untuk tanah bebatuan. Pada Medan Focal Point jenis pondasi bored pile yang digunakan adalah bored pile berbentuk lurus untuk tanah keras. Seperti tampak pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Jenis bored pile (Das, 1999)

2.3.5 Metode pelaksanaan bored pile

Ada tiga metode pelaksanaan pondasi bored pile yaitu: Metode Kering, Metode Basah, dan Metode Casing. Metode pekerjaan pondasi bored pile pada Medan Focal Point adalah Metode Casing. Metode ini digunakan karena jenis tanah

di lokasi proyek Medan Focal Point adalah pasir di bawah muka air tanah. Yang mana lubang bor akan sangat mudah longsor.

Proses pekerjaan pondasi bored pile dengan Metode Casing adalah tanah dibor dengan menggunakan mesin bor dan auger dengan berbagai ukuran sesuai dengan kondisi tanah dari hasil penyelidikan tanah. Setelah mencapai suatu kedalaman yang tertentu pasang pipa selubung baja (casing) digunakan sebagai pelindung terhadap longsoran dinding galian. Diameter casing dalam kurang lebih sama dengan diameter lubang bor. Pemasangan casing dilakukan dengan cara memancang, menggetarkan atau menekan casing hingga kedalaman yang ditentukan. Bila penggalian sampai dibawah muka air tanah untuk menahan longsornya dinding lubang digunakan Larutan Bentonite. Setelah casing terpasang pengeboran dilanjutkan dengan mengganti mata auger dengan cleaning bucket (untuk membuang tanah atau lumpur di dasar lubang). Setelah pengeboran mencapai kedalaman rencana, perlu dilakukan pengukuran secara manual perlu diperhatikan kesamaan tanah hasil pemboran dengan penyelidikan tanah sebelumnya (yang digunakan dalam penentuan kedalaman pemboran). Apabila kedalaman dan lubang bor telah siap selanjutnya dengan meletakkan tulangan rebar pada lubang bor. Jika lubang bor terlalu dalam maka tulangan bar dapat disambung. Setelah selesai pemasangan tulangan bar dikarenakan adanya air pada lubang bor pada proses pengecoran diperlukan alat bantu khusus yaitu pipa tremi, yang dilanjutkan dengan pemasangan pipa tremi terlebih dahulu yang panjangnya sama dengan panjang lubang bor/lebih panjang. Corong beton dipasang dan dilakukan pengecoran dan pipa tremi dicabut pada saat yang tepat dan casing akan ditinggal atau ditarik keluar (bila digunakan

yaitu tahanan gesek dan tahanan ujung tiang. Hal yang paling penting adalah agar selalu menjaga kebersihan dari lubang bor. Pada Medan Focal Point pondasi bored pile yang digunakan memiliki kedalaman tiang 28 m dan diameter tiang 0,6 m.

2.3.6 Tiang kelompok

Tiang kelompok terdiri dari beberapa tiang yang diberi poer(footing), pada Medan Focal Point tiang kelompok terdiri dari 5 (lima) tiang yang didukung oleh 1

poer. Seperti tampak pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Tiang kelompok (Acset Indonesia, 2011)

Dalam perhitungan poer dianggap/dibuat kaku sempurna sehingga:

a. Bila beban–beban yang bekerja pada kelompok tiang tersebut menimbulkan penurunan maka setelah penurunan bidang poer tetap merupakan bidang datar

b. Gaya yang bekerja pada tiang berbanding lurus dengan penurunan tiang-tiang

2.3.7 Jarak antar tiang pada tiang kelompok

Jarak antar tiang didalam kelompok tiang akan mempengaruhi daya dukung tiangkelompok. Bila beberapa tiang dikelompokkan dengan jarak yang saling berdekatan maka tegangan tanah akibat gesekan tiang dengan tanah mempengaruhi daya dukung tiang yang lain. Jarak minimum antara dua tiang adalah: s > 2 d, dimana s = jarak antara tiang dan d = diameter tiang.

2.4 Uji beban (loading test)

Loading test dilakukan untuk mengetahui daya dukung ultimit tiang dan penurunan yang terjadi jika tiang dibebani. Loading test biasa juga disebut dengan uji beban statik. Dimana melibatkan pemberian beban statik dengan mengukur pergerakan tiang pada selimut dan ujungnya.

Proses pekerjaan loading test dilakukan setelahpondasi tiang uji dipersiapkan (dicor), perlu ditunggu terlebih dahulu selama 28 hari sebelum tiang dapat diuji. Hal ini penting untuk memungkinkan tanah yang telah terganggu kembali ke keadaan semula, dan tekanan air pori akses yang terjadi akibat pemancangan tiang telah terdisipasi.

Dua alternatif loading test yang sering dilakukan adalah: test/unused pile, failure test (dilakukan hingga tiang mengalami keruntuhan) dan test on a working pile

(used pile),200% design capacity (pada umumnya beban runtuh tidak dicapai pada saat pengujian ini). Tetapi untuk alasan tertentu misalnya untuk keperluan optimasi dan untuk kontrol beban ultimit pada gempa kuat, diperlukan pengujian sebesar 250% hingga 300% dari beban kerja.

Loading test pada Medan Focal Point dilakukan pada pondasi tiang tunggal. Dimana pemberian beban dilakukan pada pengujian200% dari beban kerja. Beban diberikan secara bertahap 0%, 25%, 50%, 75%, 100%, 150%, 175%, 200% pada setiap penambahan beban dan penurunan tiang yang terjadi pada saat pembebanan dicatat untuk interprestasi lebih lanjut.

Pondasi tiang yang digunakan untuk loading test adalah tiang yang letaknya dekat dengan soil investigation. Pada Medan Focal Point ada dua tiang yang digunakan untuk loading test tiang yaitu titik BP-91 dengan titik terdekat SPTyaitu BH-03 dan titik BP-108 dengan titik terdekat SPT yaitu BH-02. Pada penulisan tesis ini loading test yang dianalisis adalah titik BP-91 dengan titik SPT BH-03.

2.4.1 Uji pembebanan langsung (Static load test)

Loading test terdiri dari 2 jenis metode pembebanan yaitu static load testdan

dynamic load test. Jenis loading test yang digunakan padaMedan Focal Point adalah

static load test atau biasa disebut juga dengan kentledge system.

Adapun static load test terdiri dari beberapa jenis pembebanan yaitu: uji beban vertikal (compression loading test), uji beban tarik (tension loading test) dan uji beban horizontal (lateral loading test). Jenis pembebanan yang digunakan Medan Focal Point adalah uji beban vertikal atauaxial static compression.

2.4.2 Uji beban vertikal (compression loading test)

Compression loading test digunakan untuk mengetahui daya dukung ultimit tiang ketika menerima gaya aksial. Dimana loading test yang dilakukan pada Medan Focal Point dilakukan sesuai prosedur ASTM D 1143-81. Pembebanan siklik dengan

4 siklus loading-unloading. Beban test maksimum adalah 200% design load. Untuk mengukur penurunan tiang digunakan 4 buah Dial Gauge yang diletakkan disekitar tiang dan bertumpu pada reference beam yang bebas dari pengaruh penurunan tanah akibat beban pada tiang (Acset Indonesia, 2011).

Rencana pembebanan 200% design load yaitu 300 ton dilakukan dengan 4

cycle sebagai berikut:

CycleI : 0% - 25% - 50% - 25% - 0%

Cycle II : 0% - 50% - 75% - 100% - 75% - 50% - 0%

CycleIII :0% - 50% - 75% - 100% - 125% - 150% - 125% - 100% - 50% - 50% - 0%

CycleIV : 0% - 50% - 75% - 100% - 150% - 150% - 175% - 200% - 175% - 150% - 100% - 75% - 50% - 0%.

Gambar 2.3 Compression loading test (ASTM D1143-81)

2.4.3 Tujuan compression loading test

a. Untuk mengetahui hubungan antara beban dan penurunan pondasi akibat beban rencana.

b. Untuk menguji bawah pondasi tiang yang diharapkan mampu mendukung beban rencana dan dapat membuktikan bahwa dalam pelaksanaan tidak terjadi kegagalan.

c. Untuk menentukan daya dukung ultimit nyata (real ultimate bearing capacity) sebagai kontrol dari hasil perhitungan berdasarkan formula statis maupun dinamis dan untuk mengetahui kemampuan elastisitas dari tanah, mutu beton dan mutu besi beton.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada waktu pelaksanaan percobaan

compression loading test adalah:

a. Selang waktu pemasangan tiang dengan pengujian untuk hal ini belum ada peraturan yang tegas dalam pengujian ini.

b. Untuk tiang beton “cast in place” tentu saja percobaan dapat dilakukan setelah beton mengeras (28 hari) disamping mungkin ada persyaratan lainnya.

c. Untuk tiang pancang ada beberapa pendapat mengenai kapan tiang dapat ditest menurut terzaghi tiang yang diletakkan diatas lapisan yang permeable misalya berpasir, maka percobaan dapat dilakukan 3 (tiga) hari setelah pemancangan pada tiang yang dimasukkan dalam lapisan lanau atau lempung maka percobaan ini hendaknya dilakukan setelah pemancangan berumur 1 (satu) bulan.

d. Perlu diperhatikan berapa panjang tiang tersisa dipermukaan tanah, pada prinsipnya penonjolan ini harus sependek mungkin untuk menghindari kemungkinan terjadinya tekuk, untuk loading test yang dilakukan didarat, maka sisa tiang tidak boleh lebih dari 1 m, sedangkan pada lokasi berair diatas dasar sungai (muka tanah) dapat lebih dari 1 m dengan catatan harus ada kontrol tekuk.

2.4.4 Slow maintened

Jenis prosedur compression loading test adalah:

load method (SM Test)

Prosedur compression loading test pada Medan Focal Point adalah slow maintened loading sesuai dengan ASTM D1143-81.Prosedur pembebanan slow Maintened Loading terdiri dari beberapa langkah berikut:

Slow Maintened Test Load Method(SM Test),Quick Maintened Load Test Method (QM Test), Constant Rate Of Penetration Test Method (CRP Test) dan Prosedur Pembebanan Standar (SML)

Siklik.

a. Beban tiang dalam delapan tahapan yang sama yaitu (25%, 50%, 75%, 100%, 125%, 150% 175% dan 200%).

b. Setiap penambahan beban harus mempertahankan laju penurunan harus lebih kecil 0,01 in/jam (0,25 mm/jam).

c. Mempertahankan 200% beban selama 24 jam.

d. Setelah waktu yang dibutuhkan didapat, lepaskan beban dengan pengurangan sebesar 25% dengan jarak waktu 1 jam diantara waktu pengurangan.

e. Setelah beban diberikan dan dilepas keatas, tiang kembali dibebani untuk pengujian beban dengan penambahan 50% design load dan pada setiap penambahan beban diperlukan waktu sekitar 20 menit.

f. Kemudian tambahkan beban dengan penambahan 10% design load, hingga tiang mengalami keruntuhan. Jarak pada pertambahan beban ini adalah sebesar 20 menit.

2.4.5 Prosedur pengukuran penurunan tiang

Untuk pergeseran aksial baca penurunan pada tiap pengujian berbeda pada posisi kepala tiang. Pembacaan dapat dilakukan pada lempeng pengujian sebagai berikut:

a. Lakukan pembacaan sesuai dengan interval waktu terhadap beban dan penurunan yang terjadi.

b. Selama pembacaan pastikan tiang tidak runtuh, lakukan pembacaan tambahan dan catat hasil pembacaan pada interval tidak lebih 10 menit selama setengah jam atau 20 menit sesudah tiap penambahan beban.

c. Sesudah beban penuh sesuai rencana, pastikan tiang belum runtuh lakukan pembacaan pada interval tidak lebih 20 menit pada 2 jam pertama, tidak lebih 1 jam untuk 10 jam berikutnya dan tidak lebih 2 jam untuk 12 jam berikutnya.

d. Jika tidak terjadi keruntuhan tiang, segera lakukan pembacaan sebelum beban pertama dikurangi. Selama pengurangan beban dilakukan, pembacaan dilaksanakan dan catat dengan interval tidak lebih 20 menit. e. Lakukan pembacaan akhir 12 sesudah beban dipindahkan.

f. Lama pembebanan dan besar penurunandimuat dalam tabel jadwal loading test.

2.5. Daya dukung pondasi

Dari 2 jenis pengujian dilapangan yaitu SPT dan loading test digunakan untuk menganalisis daya dukung ultimit dan penurunan yang terjadi jika tiang dibebani.

2.5.1 Daya dukung tiang data SPT

Dari data SPT dapat dihitung daya dukung ultimit dengan menggunakan beberapa Metode Semi Empiris. Pada penulisan tesis ini daya dukung ultimit dihitung dengan menggunakan Metode Reese & Wright (1977).

a. Metode Reese & Wright (1977) 1. Daya dukung ultimit

Qult = Qp + Qs (2.2)

2. Daya dukung ujung (endbearing)

Qp = qp x Ap

(2.3)

Dimana, Qp A

= Daya dukung ultimit ujung tiang (ton) p = Luas penampang pondasi bored pile(m2 q

) p = Tahanan ujung persatuan luas (ton/m2)

Tanah kohesif :

Qp = 9 cu (2.4)

Dimana, Cu = kohesi tanah(ton/m2)

Tanah nonkohesif :

Gambar 2.4 Daya dukung ujung bored pile pasiran (Reese & Wright, 1977)

Untuk N< 60 maka qp = 7N (ton/m2)< 400 (ton/m2

Untuk N> 60 maka q

)

(2.5) p = 400 (ton/m2

Dimana, N

) (2.6)

SPT = Nilai rata-rata SPT

1. Daya dukung selimut (skin friction) Qs = fs

Dimana, Q

. L. P (2.7)

fs = Gesekan selimut tiang(ton/m2 L = Panjang tiang (m)

)

P = Keliling penampang tiang (m)

Tanah kohesif:

fs = α x cu (2.8)

Dimana, α = Faktor adhesi (α = 0,55 untuk Cu C

< 200) u= Kohesi tanah(ton/m2)

Tanah non kohesif:

Gambar 2.5 Tahanan geser selimut bored pile pasiran (Reese & Wright, 1977)

Untuk N< 53 maka f = 0,32 NSPT Untuk 53 <N

(2.9) SPT

langsung dengan N

< 100 maka f = diperoleh dari korelasi

Dimana, N = nilai rata-rata SPT

Daya dukung ijin (Qall Q

)

all F Q_ult

= (2.9)

Dimana, Qult Q

= Daya dukung ultimit (ton) all

F = Faktor keamanan untuk jenis tanah pasir adalah 3 = Daya dukung izin tiang (ton)

2.5.2 Daya dukung data compression loading test tiang tunggal

Dari data compression loading testpada pondasi tiang tunggal dapat hitung daya dukung ultimit pondasi tiang dengan berbagai metodeperhitungan. Pada penulisan tesis ini metode yang digunakan adalah Metode Mazurkiewicz (1972), Metode Butler & Hoy (1977), dan Metode De Beer (1976).

a. Metode Mazurkiewicz (1972) Daya dukung ultimit

Metode ini diasumsikan bahwa dengan daya dukung ultimit didapat dari beban yang berpotongan, diantaranya beban yang searah sumbu tiang untuk dihubungkan beban dengan titik-titik dari posisi garis terhadap sudut 45° pada beban sumbu yang berbatasan dengan beban (Prakash & Sharma, 1990). Prosedur untuk menentukan beban ultimit menggunakan metode ini adalah sebagai berikut:

- Pilih sejumlah penurunan dan gambarkan garis verikal yang memotong kurva. Kemudian gambar garis horizontal dari titik perpotongan ini pada kurva sampai memotong sumbu beban.

- Dari perpotongan masing-masing kurva, gambar garis 45° sampai memotong garis beban selanjutnya.

- Perpotongan ini jatuh kira-kira pada garis lurus. Titik yang didapat oleh perpotongan dari perpanjangan garis ini pada sumbu vertikal beban adalah beban ultimit.

Metode ini mengasumsikan bahwa kurva beban-penurunan berupa parabolik. Nilai beban keruntuhan yang didapat dari metoda ini seharusnya mendekati 80% dari kenyataan.Hal ini dapat diperlihatkan pada Gambar 2.6:

Gambar 2.6 Hubungan beban-penurunan Metode Mazurkiewicz (1972). Daya dukung dukung ijin

Qall F Q_ult

Dimana, Qall

Pada Metode Butler & Hoy (1977) kegagalan beban saat beban terjadi perpotongan dua buah garis tangen, terhadap grafik hubungan beban-penurunan. Garis tangen pertama merupakan garis lurus awal yang diasumsikan sebagai suatu garis tekanan elastis. Untuk garis tangen kedua diperoleh dan dibatasi pada suatu kemiringan sebesar 0,05”/ton pada kurva beban-penurunan. Pada umumnya, grafik beban-penurunan saat garis digambarkan lurus merupakan bagian pencerminan yang benar terhadap garis elastis. Pengamatan ini didasarkan pada Fellenius (1980).

= Daya dukung ijin tiang

F = Faktor aman tiang tanpa pembesaran dibagian bawah 2

b. Metode Butler & Hoy (1977) Daya dukung ultimit

Gambar 2.7 Hubungan beban-penurunan Metode Butler & Hoy (1977) Daya dukung dukung ijin

Qall F Q_ult

Dimana, Qall

1. Menentukan data penurunan. =Daya dukung ijin tiang

F = Faktor aman tiang tanpa pembesaran dibagian bawah adalah 2

c. Metode De Beer (1976) Daya dukung ultimit

De Beer (1968) menggunakan pola linearitas yang logaritmis dengan merencanakan beban-penurunan data di dalam suatu diagram double-logarithmic. Jika beban-penurunan log-log diplot menunjukkan kemiringan yang berbeda dari satu garis yang menghubungkan data sebelumnya dengan data di depannya dan demikian seterusnya hingga beban yang terakhir dicapai. Dua perkiraan akan terlihat tumpang tindih, seperti pada Gambar 2.8.

Tahapan-tahapan untuk menghitung daya dukung ultimit dengan Metode De Beer (1976) adalah:

2. Gambarkan kurva beban terhadap penurunan dalam skala logaritmik. 3. Dari grafik tersebut dapat dilihat dua garis lurus yang berpotongan. 4. Titik perpotongan dari kedua garis tersebut merupakan beban runtuh.

Daya dukung ijin tiang Qall

F Qult

= (2.12)

Dimana, Qall

F = Faktor aman tiang tanpa pembesaran dibagian bawah adalah 2 = Daya dukung ijin tiang

2.5.3 Daya dukung tiang kelompok

Daya dukung tiang kelompok tidak selalu sama dengan jumlah daya dukung tiang tunggal yang berada dalam kelompoknya. Hal ini dipengaruhi oleh jenis lapisan tanah. Pada Medan Focal Point jenis lapisan tanah dasar tiang bertumpu pada lapisan kaku yaitu lapisan pasir ukuran sedang maka kelompok tiang tidak beresiko mengalami keruntuhan geser umum, dengan syarat diberikan faktor keamanan yang cukup terhadap bahaya keruntuhan tiang tunggalnya. Daya dukung tiang kelompok pada tanah pasir akan lebih besar dari pada jumlah kapasitas masing-masing tiang tunggal pada kelompok.

a. Daya dukung tiang kelompok

Qg = n . Qall (2.13)

Dimana, Qg

n = Jumlah tiang dalam kelompok = Daya dukung tiang kelompok

b. Daya dukung ijin

Qall F Q_g

= (2.14)

Dimana, Qall Q

= Dukung ijin tiang kelompok g

F = Faktor aman untuk tiang kelompok adalah 3 = Daya dukung tiang kelompok

2.5.4 Faktor efisiensi tiang kelompok

Faktor efisiensi adalah nilai pengali yang menunjukkan perubahan nilai daya dukung ultimit akibat pengaruh jarak tiang didalam kelompoknya. (Hardiyatmo, 2010). Faktor efisiensi yang tepat pada tiang kelompok Medan Focal Point yang berjenis tanah pasir dengan s ≥ 3d adalah kapasitas dukung kelompok tiang diambil sama besarnya dengan jumlah kapasitas dukung tiang tunggal yaitu Eg

Dimana, E

=1. g = Efisiensi kelompok tiang

2.6 Daya dukung horizontal (lateral)

Pondasi tiang selain dirancang untuk memikul beban vertikal atau aksialjuga dirancang untuk memikul beban lateral. Contoh bangunan yang memikul beban

lateral yang cukup besaradalah dinding penahantanah, dermaga di pelabuhan, tower tegangan tinggi, dan lain-lain. Adapun sumber dari beban lateral antara lain berupatekanan tanah pada dinding penahan tanah, beban angin, beban gempa, bebantubrukan dari kapalpada dermaga, gaya gelombang lautan, beban eksentrik padakolom, dan gaya kabel pada menara transmisi.

2.6.1 Metode Broms (1964)

Untuk menghitung daya dukung pondasi arah horizontal metode yang digunakan adalah Metode Broms (1964). Dimana Metode ini menggunakan teori tekanan tanah yang disederhanakan dengan menganggap bahwa sepanjang kedalaman tiang, tanah mencapai nilai ultimit dengan membedakan antara tiang pendekd/b< 20 dan tiang panjang d/b ≥ 20. Pada Medan Focal Point 28/0.6 = 46.67 ≥ 20 sehingga persamaan yang digunakan adalah Metode Broms (1964) untuk tiang panjang.serta membedakan posisi kepala tiang bebas dan terjepit. Pada Medan Focal Point kepala tiang yang digunakan adalah kepala tiang terjepit.

Adapun keuntungan dan kerugian menggunakan Metode Broms (1964) adalah:

Keuntungan menggunakanMetode Broms (1964):

a. Dapat digunakan pada tiang panjang maupun tiang pendek.

b. Dapat digunakan pada kondisi kepala tiang terjepit maupun bebas.

Kerugian menggunakanMetodeBroms (1964):

a. Hanya berlaku untuk lapisan tanah yang homogenyaitu tanah lempung saja atau tanah pasir saja.

b.Tidak dapat digunakan pada tanah berlapis.

2.6.2 Metode Broms (1964) untuk tiang panjang kepala tiang terjepit (fixed head)

Pada Gambar 2.9 mekanisme keruntuhan horizontal tiang panjang kepala tiangterjepit yang terjadi dan distribusi dari tahanan tanah.

Gambar 2.9 Perlawanan tanah dan momen lentur tiang panjang–kepala tiang terjepit pada tanah pasir.

Momen maksimum dan daya dukung ultimit lateral tanah pasir dapat dihitung menggunakan persamaan:

(

o

)

u u 0,67x e 2M H + = (2.15) 0.5 p u o DK γ' H 0,82

x _

      = (2.16)         + = p u u u K D' γ' H 0,54 e 2M H (2.17)

Dimana, Hu

E=Jarak beban lateral ke muka tanah = Daya dukung ultimit lateral

γ =Berat isi tanah D=Diameter tiang

Kp=Koefisien tekanan pasif

Daya dukung ijin Hall

F H_u

= (2.18)

Dimana, Hall

F = Faktor aman daya dukung lateral adalah 2 = Daya dukung ijin lateral

2.7 Penurunan tiang

Tiang yang dibebani mengalami penurunan akibat pembebanan. Pada Pondasi Medan Focal Point sesuai dengan syarat pengujian yang digunakan ASTM D 1143-81 yaitu penurunan yang diijinkan adalah 1 inch (25,40 mm). Pada penurunan tiang yang perlu diketahui adalah besarnya penurunan yang terjadi dan kecepatan penurunan.

Penurunan digolongkan sebagai berikut:

- Penurunan total adalah penurunan yang terjadi akibat loading test pada saat dalam keadaan elastis dan plastis.

- Penurunan konsolidasi adalah penurunan yang terjadi dalam jangka waktu yang cukup lama yang terjadi pada tanah yang berbutir halus dan jenuh air.

- Penurunan elastis adalah penurunan yang terjadi pada saat unloading

dimana penurunan total mengalami perpendekan penurunan (yang disebabkan adanya penurunan tiang friksi dan tiang dukung ujung).

- Penurunan plastis adalah penurunan permanen atau penurunan akhir. setelah tiang mengalami penurunan elastis pada saat unloading.

2.7.1 Penurunan elastis tiang tunggal

Loading test pada Medan Focal Point dilakukan pada tiang tunggal. Dimana direncanakan terhadap kuat dukung ujung dan kuat dukung friksinya atau penjumlahan dari keduanya. Penurunan pada pondasi tiang tunggal dapat dihitung berdasarkan persamaan:

a. Tiang friksi

S = d E

QI

s

(2.19)

I = I_oR_kR_hRμ (2.20)

b. Tiang dukung ujung S =

d E

QI

s

(2.21)

I = I_oR_kR_bRμ (2.22)

Dimana, S = Penurunan elastis untuk tiang tunggal (mm) Q = Beban yang bekerja (ton)

Mampat.

Rk = Faktor koreksi kemudah mampatan tiang

Rh = Faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada tanah keras

Rμ = Faktor koreksi angka poisson μ

Rb = Faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung

H = Kedalaman total lapisan tanah dari ujung tiang ke muka tanah (mm)

Gambar 2.10 Faktor penurunan io (Poulos & Davis, 1980)

Gambar 2.12 Koreksi kedalaman rh

Gambar 2.13 Koreksi angka poisson r

(Poulus & Davis 1980)

μ (Poulus & Davis 1980)

Pada Gambar 2.8, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12 KadalahKompresibilitas Relatif antara tiang dan tanah yang dinyatakan oleh persamaan:

RA

2 p πd

4 1

A

= (2.23)

Ep = 4700 fc'(untuk beton normal) (2.24)

K =

s A p

E R E

(2.25)

Dimana, RA

K = Faktor kekakuan tiang = Rasio area tiang

Ep E

= Modulus elastisitas dari bahan tiang (Mpa) s

E

= Modulus elastisitas tanah disekitar tiang (Mpa) b = Modulus elastisitas tanah di dasar tiang

Pada kurva hubungan beban- penurunan dapat dilihat beberapa istilah yang mana disebut penurunan total pada saat loading test, penurunan elastis pada saat

unloading yang mengakibatkan perpendekan penurunan, dan penurunan plastis (penurunan permanen/penurunan akhir). Seperti tampak pada Gambar 2.15 dibawah ini:

Adapun persamaan yang digunakan untuk menghitung besar penurunan elastis dan perpendekan penurunan adalah sebagai berikut:

Perpendekan penurunan

Stiangfriksi + Stiang dukung ujung Penurunan elastis

(2.26)

Penurunan total – Perpendekan penurunan (2.27)

2.7.2 Penurunan elastis tiang kelompok

Penurunan elastis tiang kelompok lebih besar dari penurunan elastis tiang tunggal pada beban struktur yang sama, ini karena pada tiang tunggal luas zona tertekan pada bagian bawah tiang lebih kecil dari pada luas zona tertekan pada tiang kelompok. Pada Medan Focal Point jenis lapisan tanahnya adalah pasir, maka persamaan yang digunakan untuk menghitung penurunan elastis tiang kelompok dengan menggunakan Metode Vesic (1977).

Sg

D B

S g

= (2.28)

Dimana, Sg B

= Penurunan elastis tiang kelompok g

D = Diameter satu tiang dalam kelompok = Lebar tiang kelompok

S = Penurunan elastis tiang tunggal

2.7.3 Penurunan yang diijinkan

Pada Medan Focal Poin prosedur standard loading testyang digunakan adalah ASTM D-1143-81yang mana angka keamanan penurunan diambil 25,40 mm.

Smaksimum ≤ Sijin (2.29)

2.8 Transfer beban

Dalam daya dukung pondasi tiang penyaluran beban juga terjadi, dimana pada pondasi Medan Focal Point penyaluran beban yang terjadi adalah penyaluran beban gesekan (friction) dan penyaluran beban tahanan ujung (end bearing).

2.8.1 Transfer bebangesekan (friction)

Pada tiang yang dibebani akan tejadi gaya gesekan, gaya friction ini akan bekerja bila displacement yang terjadi dalam ambang batas 0,4% dari diameter pile. Seperti yang terlihat pada Gambar 2.16.

2.8.2 Transfer beban tahanan ujung(endbearing)

Pada tiang yang dibebani akan terjadi gaya tahanan ujung, gaya end bearing

ini akan bekerja bila displacement yang terjadi masih diatas 0,4% diameter pile dan dalam ambang batas 6% dari diameter pile. Bila displacement yang terjadi pada tiang berada dalam 0,4% dari diameter pile, maka endbearing belum terjadi atau belum tercapai. Seperti yang terlihat pada Gambar 2.17.

Gambar 2.17 Kurva transfer beban endbearing

2. 9 Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis Versi 8,2

Plaxis adalah suatu program komputer yang menggunakan perhitungan Elemen Hinggauntuk menganalisis deformasidan stabilitas tanah. Berdasarkan prosedur input data yang sederhana, mampu menciptakan perhitungan Elemen Hingga yang kompleks dan menyediakan fasilitas output tampilan secara detail berupa hasil perhitungan. Perhitungan program diperoleh secara otomatis. Penurunan berdasarkan prinsip penulisan angka yang benar.

Pada Medan Focal Point sebagian besar lapisan tanah berjenis pasir maka model tanah yang tepatdigunakan adalah Morh Coulomb(mengasumsikan prilaku tanah bersifat plastis sempurna dengan menetapkan suatu nilai tegangan batas dimana

pada titik tersebut tegangan tidak lagi dipengaruhi oleh regangan). Pada jenis tanah

undrained harus dikonversi menjadi drained.

2.9.1 Parameter model tanah Mohr Coulomb

Parameter tanah yang digunakan dalam Program Plaxis adalah parameter yang diperoleh dari hasil korelasi Program All Pile dengan nilai NSPT BH-03dan untuk parameter tanah yang lain diperoleh dari korelasi NSPT BH-03dengan konsistensi tanah.

2.9.2 Daya dukung tiang tunggal Pemodelan Elemen Hingga dengan Program Plaxis

Qult = ∑ Msf x Pu Q

(2.28)

all F Q_ult

= (2.29)

Dimana,∑ Msf P

= Diperoleh dari Program Plaxis u

F = Faktor keamanan tiang adalah 3 = Daya dukung ultimit tiang tunggal

2.10 Penelitian yang pernah dilakukan

Beberapa peneliti telah melakukan analisis yang berkaitan dengan loading test

pada pondasi bored pile yang dapat dijadikan sebagai acuan atau literature untuk penyusunan tesis ini seperti yang tertera pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Penelitian yang pernah dilakukan

Nama Judul Kesimpulan

Nabil F. Ismael, 2001

Axial Load Tests On Bored Piles And Pile GroupsIn Cemented Sands

The group factor or settlement ratio, defined as the ratioof the settlement of the group to the settlement of single

piles at comparable loads in the elastic range, is importantin determining the settlement of pile groups. This factoris greater than unity and increases with the width of thepile group. It has been determined from the present testresults and compared with the simplified formula proposedby Vesic.

Sarmulia Sinaga, 2009

Analisa daya dukung dan penurunan bored pile tunggal dengan menggunakan model tanah Mohr Coulomb pada proyek City Hall Town Square Medan.

Pada kasus Proyek City Hall Town Square Medan

perhitungan dengan menggunakan Morh Coulomb

lebih mendekati loading test

dibandingkan dengan menggunakan model Hardening

Soil. dan model tanah Morh Coulomb lebih plastis dibandingkan dengan model tanah Hardening Soil.

Suhairiani, 2012 Analisis perbandingan daya dukung hasil loading test pada

bored pile diameter satu meter tunggal dengan metode elemen hingga memakai model tanah

Mohr Coulomb pada proyek

crystal square medan.

Daya dukung ultimit dari output pemodelan elemen hingga model

Mohr Coulomb konsolidasi 7 hari, lebih kecil dari hasil pemodelan elemen hingga model

Mohr Coulomb ASTM dan hasil dari loading test.

Suryanti Suraja Pulungan,

2012

Analisis perbandingan daya dukung hasil loading test pada

bored pile tunggal dengan metode Elemen Hingga memakai model tanah Soft Soil

pada proyek Crystal Square Medan

Hasil perhitungan dengan metode elemen hingga (Plaxis) dengan elemen segitiga dengan 15 nodal hasilnya lebih mendekati dengan hasil loading test tetapi membutuhkan waktu yang cukup lama (2,5 kali) waktu yang dibutuhkan untuk mengeksekusi hasil dengan menggunakan elemen segitiga dengan 6 nodal.

Yudhi Lastiasih, 2012

Reliability Study On Empiric And Interpretation Methods To Estimate Pile Load Capacity Based On Pile Loading Test Results In Indonesia.

From the analyses of accuracy of the methods of pile loading tests interpretations, the Quadratic Hyperbolic method by Lastiasih et. al. (2012) is tend to accurate to predict the actual pile ultimate axial capacity, Qult, especially when the pile is not tested to reach their failures.

Zainul Arifin, 2007

Komparasi Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal Dihitung Dengan Beberapa Metode Analisis

Komparasi nilai beban ijin perhitungan teoritis yang ada, yang menggunakan data uji laboraturium dan data sondir, rata-rata memberikan perkiraan kapasitas daya dukung tiang yang lebih kecil dari kenyataan yang dapat dipikul oleh tiang yang didapat dari loading test.

BAB III METODOLOGI

3.1 Deskripsi Proyek

Proyek pembangunan Medan Focal Point direncanakan sebagai pusat perbelanjaan bertingkat lima. Dimana proyek berlokasi di jalan Gagak Hitam–Ring Road,Lingkungan X Kelurahan Asam Kumbang 20133–Medan. Dengan nama proyek Medan Focal Point.Lokasi proyek pembangunan Medan Focal Point dikelilingi bangunan-bangunan lain seperti Home Centra, Perumahan Setia Budi 2, dan Mc Donald.

Untuk mengetahui besar daya dukung pondasi dan penurunan pada lokasi proyek pembangunan Medan Focal Point ini, dilakukan SPT sebanyak 4 titik (BH-01, BH-02, BH-03, BH-04) dan loading test sebanyak 2 titik (BP-91 dan BP-108). Pada penulisan tesis ini yang dijadikan analisis loading test adalah titik BP-91dengan titik SPT terdekat yaitu BH-03.

3.2 Lokasipenelitian

Penelitian dilakukan pada proyek pembagunan pondasi Medan Focal Point yang berlokasi di Jalan GagakHitam–Ring Road, Medan. Denah lokasi proyek dapat dilihat pada Gambar 3.1. Fungsi dari bangunan Medan Focal Point adalah sebagai pusat perbelanjaan dengan 5 (lima) lantai dan dapat dilihat pada Gambar 3.2

Gambar 3.1 Denah lokasi Medan Focal Point

Gambar 3.2 Bagunan Medan Focal Point

Data dari uji lapangan yang dilakukan pada Medan Focal Point yang digunakan sebagai bahan analisis adalah:

a. Data SPT tanahaslisebanyak 4 titik

b. Data loading testsebanyak 2 titiktiangbored pile

Titik loading testyang digunakan pada penulisan tesis ini adalah BP-91 dan titik SPT diambil 1 titik yang paling dekatdengan BP-91 yaitu BH-03. Lokasi titik penelitian SPT dan loading testdapat dilihat pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Denah lokasi titik SPT (BH-03) dan titik loading test (BP-91)

3.3 Data teknis bored pile

Data tiang bor diperoleh dari P.T Acset Indonesia, 2011 seperti yang terlampir pada Tabel 3.1.

BP-91 BH-03

Tabel 3.1 Data bored pile (Acset Indonesia, 2011)

3.3Tahapan pengumpulan data

Untuk mencapai tujuan penulisan tesis ini dilakukan beberapa tahapan sebagai berikut:

a. Pengumpulan buku, Jurnal yang berkaitan dengan judul yang akan dibahas dalam penulisan tesis ini.

b. Pengumpulan data pendukung seperti data SPT titik BH-03 dan data

compression loading testtitik BP-91.

c. Perhitungan daya dukung ultimit dan penurunan sesuai metode yang dipaparkan padatinjauanpustaka.

d. Perbandingan hasil perhitungan yang diperoleh dari setiap metode untuk mengambil kesimpulan.

Panjang tiang bor 28 m Diameter tiang bor 0,6 m Mutu Beton fc’ 350 Mpa Beban Rencana 150 Ton

Metode Pembebanan Beban Langsung (Kentledge System) Prosedur Pembebanan Slow Maintened Loading

Standard Pengujian ASTM D 1143-81 Jenis Pembebanan Axial Static Compressi

during the test. If the groundwater level during the test is more than 5 ft (1.5 m) below the ground surface, a correction to the pile bearing capacity as determined by the test should be made.

7. Safety Requirements

7.1 All operations in connection with pile load testing shall be carried out in such a manner so as to minimize, avoid, or eliminate the exposure of people to hazard. The following safety rules are in addition to general safety requirements applicable to construction operations:

7.1.1 All work areas, walkways, platforms, etc., shall be kept clear of scrap, debris, small tools, and accumulations of snow, ice, mud, grease, oil, or other slippery substances. 7.1.2 All timbers, blocking and cribbing materials shall be of quality material and be in good serviceable condition with flat surfaces and without rounded edges.

7.1.3 Hydraulic jacks shall be equipped with spherical

bearing plates or shall be in complete and firm contact with the bearing surfaces and shall be aligned so as to avoid eccentric loading.

7.1.4 Loads shall not be hoisted, swung, or suspended over anyone and shall be controlled by tag lines.

7.1.5 The attachments of the test beam(s) or reaction frame to the anchor piles or other anchoring devices shall be designed and installed to transmit the required loads with an adequate factor of safety.

7.1.6 For tests on batter piles, all inclined jacks, bearing plates, test beam(s), or frame members shall be firmly fixed into place or adequately blocked to prevent slippage upon release of load.

7.1.7 All reaction loads shall be stable and balanced. When using loading method in 3.5, safety wedges shall be in place at all times to prevent the platform from tipping. During testing, movements of the reaction load or system should be monitored to detect impending unstable conditions.

7.1.8 All test beams, reaction frames, platforms, and boxes shall be adequately supported at all times.

7.1.9 Only authorized personnel shall be permitted within the immediate test area.

D 1143

9 Copyright ASTM International

Provided by IHS under license with ASTM

No reproduction or networking permitted without license from IHS Not for Resale --`-`-`,,`,,`,`,,`---

8. Report

information when applicable: 8.1.1 General:

8.1.1.1 Project identification, 8.1.1.2 Project location, 8.1.1.3 Test site location, 8.1.1.4 Owner,

8.1.1.5 Structural engineer, 8.1.1.6 Geotechnical engineer, 8.1.1.7 Pile contractor,

8.1.1.8 Test boring contractor,

8.1.1.9 Designation and location of nearest test boring with reference to test pile or group,

8.1.1.10 Log of nearest test boring, 8.1.1.11 Horizontal control datum, and 8.1.1.12 Vertical control (elevation) datum. 8.1.2 Pile Installation Equipment:

8.1.2.1 Make, model, type and size of hammer, 8.1.2.2 Weight of hammer and ram,

8.1.2.3 Stroke or ram,

8.1.2.4 Rated energy of hammer,

8.1.2.5 Rated capacity of boiler or compressor,

8.1.2.6 Type and dimensions of capblock and pile cushion, 8.1.2.7 Weight and dimensions of drive cap and follower, 8.1.2.8 Size of predrilling or jetting equipment,

8.1.2.9 Weight of clamp, follower, adaptor, and oscillator for vibratory driver.

8.1.2.10 Type, size, length, and weight of mandrel, 8.1.2.11 Type, size, and length of auger,

8.1.2.12 Type and size of grout pump, and

8.1.2.13 Type, size, wall thickness, and length of drive casing.

8.1.3 Test and Anchor Piles:

8.1.3.1 Identification and location of test and anchor piles, 8.1.3.2 Design load of pile or pile group,

8.1.3.3 Type of pile(s)–test and anchor,

8.1.3.4 Test pile material including basic specifications, 8.1.3.5 Tip and butt dimensions of pile(s),

8.1.3.6 General quality of timber test piles including occurrence of knots, splits, checks and shakes, and straightness of

piles,

8.1.3.7 Preservative treatment and conditioning process used for timber test piles including inspection certificates, 8.1.3.8 Wall thickness of pipe test pile,

8.1.3.9 Weight per foot of H test pile,

8.1.3.11 Description of banding–timber piles, 8.1.3.12 Description of special coatings used, 8.1.3.13 Test pile (mandrel) weight as driven, 8.1.3.14 Date precast test piles made,

8.1.3.15 Concrete cylinder strengths when test pile driven and when pile tested (approximate),

8.1.3.16 Description of internal reinforcement used in test pile (size, length, number longitudinal bars, arrangement, spiral, or tie steel),

8.1.3.17 Condition of precast piles including spalled areas, cracks, head surface, and straightness of piles.

8.1.3.18 Effective prestress,

8.1.3.19 Which piles vertical or batter, 8.1.3.20 Degree of batter,

8.1.3.21 Length of test pile during driving, 8.1.3.22 Embedded length–test and anchor piles, 8.1.3.23 Tested length of test pile, and

8.1.3.24 Final elevation of test pile butt(s) referenced to fixed datum.

8.1.4 Pile Installation–Test and Anchor: 8.1.4.1 Date driven (installed),

8.1.4.2 Date concreted (cast-in-place),

8.1.4.3 Volume of concrete or grout placed in pile, 8.1.4.4 Grout pressure used,

8.1.4.5 Description of pre-excavation or jetting (depth, size, pressure, duration),

8.1.4.6 Operating pressure for double-acting and differential type hammers,

8.1.4.7 Throttle setting–diesel hammer (at final driving), 8.1.4.8 Fuel type–diesel hammer,

8.1.4.9 Horsepower delivered and frequency of vibratory driver during final 10 ft (3 m) of pile penetration,

8.1.4.10 Description of special installation procedures used such as piles cased off,

8.1.4.11 Type and location of pile splices, 8.1.4.12 Driving logs (blows per foot),

8.1.4.13 Final penetration resistance (blows per inch), 8.1.4.14 Rate of pile penetration for last 10 ft (3 m) s/ft, vibratory driving,

8.1.4.15 When capblock replaced (indicate on log), 8.1.4.16 When pile cushion replaced (indicate on log),

8.1.4.17 Cause and duration of interruptions in pile installation, and

8.1.4.18 Notation of any unusual occurrences during installation. 8.1.5 Pile Testing:

8.1.5.1 Date tested, 8.1.5.2 Type test,

8.1.5.3 Number of piles in group test,

8.1.5.4 Brief description of load application apparatus, including jack capacity,

8.1.5.5 Description of instrumentation used to measure pile movement including location of gages or other reference points with respect to pile butt (see Note 21),

8.1.5.6 Description of special instrumentation such as strain rods or gages including location of such with reference to pile butt,

8.1.5.7 Special testing procedures used,

8.1.5.8 Tabulation of all time, load, and movement readings, 8.1.5.9 Identification and location sketch of all gages, scales, and reference points (see Note 21),

8.1.5.10 Description and explanation of adjustments made to instrumentation or field data, or both,

8.1.5.11 Notation of any unusual occurrences during testing, 8.1.5.12 Test jack and other required calibration reports, 8.1.5.13 Groundwater level (see Note 20), and

8.1.5.14 Temperature and weather conditions during tests.

NOTE 21—Suitable photographs can be very helpful in showing the D 1143

10 Copyright ASTM International

Provided by IHS under license with ASTM

No reproduction or networking permitted without license from IHS Not for Resale --`-`-`,,`,,`,`,,`---

instrumentation set-up, location of gages, scales, and reference points. NOTE 22—In addition to the above required information to be reported, the results of any in-place and laboratory soil tests should be made available for the proper evaluation of test results.

9. Precision and Bias

9.1 Precision—Data are being evaluated to determine the precision of this test method. In addition, Subcommittee D18.11 is seeking pertiment data from users of this test method.

9.2 Bias—A statement on bias is not possible because there are no standard reference materials.

10. Keywords

10.1 field testing; load cell; loading procedure; piles; reference beam

APPENDIX

(Nonmandatory Information)

X1. SOME FACTORS INFLUENCING INTERPRETATION OF TEST RESULTS

X1.1 Potential residual loads in the pile which could

influence the interpreted distribution of load at the pile tip and along the pile shaft.

X1.2 Possible interaction of friction loads from test pile with upward friction transferred to the soil from anchor piles obtaining part or all of their support in soil at levels above the tip level of the test pile.

X1.3 Changes in pore water pressure in the soil caused by pile driving, construction fill, and other construction operations which may influence the test results for frictional support in relatively impervious soils such as clay and silt.

X1.4 Differences between conditions at time of testing and after final construction such as changes in grade or groundwater level.

X1.5 Potential loss of soil supporting test pile from such things as excavation and scour.

X1.6 Possible differences in the performance of a pile in a group or of a pile group from that of a single isolated pile. X1.7 Affect on long-term pile performance of factors such as creep, environmental effects on pile material, negative friction loads not previously accounted for, and strength losses. X1.8 Type of structure to be supported, including sensitivity of structure to settlements and relation between live and dead loads.

X1.9 Special testing procedures which may be required for the application of certain acceptance criteria or methods of interpretation.

X1.10 Requirement that all conditions for nontested piles be basically identical to those for test pile including such things as subsurface conditions, pile type, length, size and stiffness, and pile installation methods and equipment so that application or extrapolation of the test results to such other piles is valid.

The American Society for Testing and Materials takes no position respecting the validity of any patent rights asserted in connection

with any item mentioned in this standard. Users of this standard are expressly advised that determination of the validity of any such

patent rights, and the risk of infringement of such rights, are entirely their own responsibility.

This standard is subject to revision at any time by the responsible technical committee and must be reviewed every five years and

if not revised, either reapproved or withdrawn. Your comments are invited either for revision of this standard or for additional standards

and should be addressed to ASTM Headquarters. Your comments will receive careful consideration at a meeting of the responsible

technical committee, which you may attend. If you feel that your comments have not received a fair hearing you should make your

views known to the ASTM Committee on Standards, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428.

D 1143

11 Copyright ASTM International

Provided by IHS under license with ASTM

No reproduction or networking permitted without license from IHS Not for Resale --`-`-`,,`,,`,`,,`---