Pendahuluan HASIL DAN PEMBAHASAN

121

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Pendahuluan

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

4.3. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Lateral Pondasi Tiang Pancang