e. Persamaan Elemen Untuk Mendapatkan Persamaan Global
Dari satu element kekakuan yang didapat persamaan 2.45 maka semua persamaan matriks kekakuan didefinisikan dalam sistem koordinat global,
sehingga akan mendapatkan persamaan: [
݇] = ∑ ൣ݇
൧
ே ୀଵ
...................................... 2.46
Sehingga, gaya yang bekerja untuk semua elemen adalah [
݂] = ∑ ൣ݂
൧
ே ୀଵ
....... 2.47
f. Perpindahan Titik Nodal Global
Dari satu element perpindahan titik nodal seperti yang didapat persamaan 2.45 maka semua perpindahan titik nodal
diubah menjadi perpindahan total atau perpindahan global pada sistem kordinat.
g. Elemen Tegangan
Setelah perpindahan titik nodal didapat, maka kita akan mengidentifikasi regangan dan tegangan yang terjadi di sumbu global.
Maka dengan adanya program berbasis numerik, kita dapat mengidentifikasi untuk regangan dan tegangan yang terjadi pada pemodeling tersebut.
2.11 Loading Test Uji Pembebanan 2.11.1 Pengertian Loading Test
Loading test biasa disebut juga dengan uji pembebanan statik. Cara yang
paling dapat diandalkan untuk menguji daya dukung pondasi tiang adalah
Universitas Sumatera Utara
dengan uji pembebanan statik. Interprestasi dari hasil benda uji pembebanan statik merupakan bagian yang cukup penting untuk mengetahui respon tiang
pada selimut dan ujungnya serta besarnya daya dukung ultimitnya. Berbagai metode interprestasi perlu mendapat perhatian dalam hal nilai daya dukung
ultimit yang diperoleh karena setiap metode dapat memberikan hasil yang berbeda.
Yang terpenting adalah agar dari hasil nilai uji pembebanan statik, seorang praktisi dalam rekayasa pondasi dapat menentukan mekanisme yang
terjadi, misalnya dengan melihat kurva beban penurunan, besarnya deformasi plastis tiang, kemungkinan terjadinya kegagalan bahan tiang, dan sebagainya.
Pengujian hingga 200 dari beban kerja sering dilakukan pada tahap verifikasi daya dukung, tetapi untuk alasan lain misalnya untuk keperluan optimasi dan
untuk kontrol beban ultimit pada gempa kuat, seringkali diperlukan pengujian sebesar 250 hingga 300 dari beban kerja.
Pengujian beban statik melibatkan pemberian beban statik dan pengukuran pergerakan tiang. Beban–beban umumnya diberikan secara
bertahap dan penurunan tiang diamati. Umumnya definisi keruntuhan yang diterima dan dicatat untuk interprestasi lebih lanjut adalah bila di bawah suatu
beban yang konstan, tiang terus–menerus mengalami penurunan. Pada umumnya beban runtuh tidak dicapai pada saat pengujian. Oleh karena itu daya
dukung ultimit dari tiang hanya merupakan suatu estimasi. Sesudah tiang uji dipersiapkan dibored pile atau dicor, perlu ditunggu
terlerbih dahulu selama 28 hari sebelum tiang dapat diuji. Hal ini penting untuk
Universitas Sumatera Utara
memungkinkan tanah yang telah terganggu kembali ke keadaan semula, dan tekanan air pori akses yang terjadi akibat pemancangan tiang telah terdisipasi.
Jumlah titik tiang bor yang digunakan di lapangan sejumlah 560 tiang , namun tiang yang melakukan loading test hanya 2 tiang, dimana kedua tiang
tersebut hanya dilakukan uji pembebanan vertikal berarti pada pembangunan gedung Paragon Square ini hanya 0,34 jumlah titik yang di loading dari
jumlah titik tiang bor yang dilakukan di lapangan. Kriteria umum lain yang harus dipenuhi dari hasil load test ini adalah
struktur tidak
boleh memperlihatkan
tanda-tanda keruntuhan
seperti terbentuknya retak-retak yang berlebihan atau menjadi lendutan yang melebihi
persyaratan keamanan yang telah ditetapkan dalam peraturan-peraturan bangunan.
Pada kasus proyek Paragon Square ini menggunakan static load test compression.
2.11.2 Tujuan Compressive Loading Test
Tujuan dilakukan percobaan pembebanan vertikal compressive loading test
terhadap pondasi tiang adalah sebagai berikut: a Untuk mengetahui hubungan antara beban dan penurunan pondasi
akibat beban rencana. b Untuk menguji bahwa pondasi tiang yang dilaksanakan mampu
mendukung beban
rencana dan
membuktikan bahwa
dalam pelaksanaan tidak terjadi kegagalan.
Universitas Sumatera Utara
c Untuk menentukan daya dukung ultimate nyata real ultimate bearing capacity
sebagai kontrol dari hasil perhitungan berdasarkan formula statis maupun dinamis.
d
Untuk mengetahui kemampuan elastisitas dari tanah, mutu beton dan mutu besi beton
Hardyatmo,2010.
Beberapa hal yang harus diperhatikan pada waktu pelaksanaan percobaan pembebanan vertikal compressive loading test adalah sebagai berikut:
a Waktu setelah dibored pile atau dibuat tiang itu dapat dilakukan
percobaan untuk mengetahui hal ini belum ada peraturan yang tegas kapan tiang sudah dapat di tes.
b Untuk tiang-tiang beton “cast in place” tentu saja percobaan dapat
dilakukan setelah beton mengeras 28 hari disamping mungkin ada persyaratan lainnya.
c Untuk tiang-tiang bored pile pre cast ada beberapa pendapat
mengenai kapan tiang dapat di tes. Menurut Terzaghi, tiang-tiang yang diletakkan diatas lapisan yang permeable misal: pasir, maka
percobaan sudah dapat dilakukan 3 tiga hari adalah pemancangan, pada tiang-tiang yang dimasukkan dalam lapisan lempung, maka
percobaan ini hendaknya dilakukan setelah pemancangan berumur 1 satu bulan.
d Hal lain yang perlu diperhatikan adalah berapa panjang tiang
menonjol diatas tanah, pada prinsipnya penonjolan ini harus
Universitas Sumatera Utara
sependek mungkin untuk menghindari kemungkinan terjadinya tekuk, untuk loading test yang dilakukan didarat, maka sebanyak
tinggi bagian yang menonjol ini tidak boleh lebih dari 1 m, sedangkan loading test yang dilakukan ditengah sungai, dimana air
cukup dalam, maka tiang dapat saja menonjol beberapa meter diatas dasar sungai muka tanah tetapi dengan catatan harus ada kontrol
terhadap kemudian terjadinya tekuk. e
Untuk loading test yang dilakukan dengan menggunakan tiang-tiang angker tertentu, untuk menjaga kemungkinan tercabutnya tiang
angker tersebut terutama tiang-tiang lekat. f
Percobaan pembebanan loading test yang menggunakan Hidrolik Jack
, maka jack harus ditempatkan pada tempat yang terlindung dari sinar matahari, karena jika jack ini diletakkan pada tempat yang
panas, maka olie jack tersebut memuai dan akan mengakibatkan tidak konstannya bertambah besar beban.
Percobaan pembebanan
dilakukan dengan
menggunakan sistem
kentledge dan sesuai dengan spesifikasi ASTM – D1143-81 dengan prosedur
pembacaan dan pembebanan siklik cyclic loading procedure. Percobaan ini menggunakan concrete block dengan berat total 772,8 ton
dengan rincian 227 buah concrete block dengan berat 2,4 tonblock ditambah dengan 58 pcs counterweight dengan berat total 228 ton yang berfungsi sebagai
beban dan 1 buah tiang bored pile yang akan dites.
Universitas Sumatera Utara
Hydraulic jack diletakkan tepat ditengah-tengah test pile. Sewaktu jack
bekerja maka jack akan menekan test beam ke atas sehingga akan ada reaksi tekan ke tiang percobaan. Penyaluran beban test beam ditahan oleh cross beam yang
dipasang melintang dengan test beam, dan penyaluran beban cross beam ditahan oleh concrete block yang terpasang diatas cross beam.
Penurunan tiang percobaan dicatat oleh 4 empat buah extentiometer dial gauge
yang diukur terhadap 2 dua buah reference beam yang dipasang dengan kokoh dan di bracing. Toleransi pembacaan antara satu dial gauge lainnya
adalah 1 mm. Data Proyek Paragon Square, 2012. Skematis metode pembebanan langsung Kendeledge System seperti
pada Gambar 2.16.
Gambar 2.16. Metode pembebanan langsung Kentledge System Data Proyek Paragon Square, 2012
Bentuk susunan balok yang terdapat di proyek dapat dilihat pada Gambar 2.17.
Gambar 2.17. Susunan balok beton Data Proyek Paragon Square, 2012
Universitas Sumatera Utara
2.11.3 Prosedure dan Schedule Pembebanan Vertikal Compressive Loading
Para praktisi dan peneliti sudah menggunakan banyak metode pengujian beban tiang seperti dilaporkan dalam berbagai publikasi. Pengujian beban yang
umum dilakukan ada 4 empat metode pengujian yang diidentifikasi sebagai metode pengujian beban yaitu:
1. Slow Maintened Test Load Method SM Test
Metode ini sebagaimana direkomendasikan oleh ASTM D1143-81 terdiri dari beberapa langkah sebagai berikut:
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 injam 0,25 mmjam.
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 ke atas, bebani tiang kembali untuk pengujian beban dengan penambahan 50 dari beban desain,
menyediakan waktu 20 menit untuk penambahan beban. f. Kemudian tambahkan beban dengan penambahan 10 beban desain,
hingga tiang mengalami keruntuhan. Jarak pada pertambahan beban ini adalah sebesar 20 menit.
Universitas Sumatera Utara
Beban runtuhultimate suatu tiang didefenisikan sebagai beban pada saat tiang tersebut amblas atau penurunan terjadi dengan cepat dibawah
tekanan beban. Defenisi keruntuhan lain menganggap bahwa batas penurunan dapat berubah-ubah, misalnya pada saat tiang dianggap sudah
runtuh ketika bergerak 10 dari diameter ujung atau penurunan kotor 1,5 inch
38 mm dan penurunan bersih atau batasan penurunan yang diijinkan oleh ASTM dalam seluruh tahapan pembebanan yaitu sebesar 1 inch 25,4
mm terjadi dibawah beban rencana. American Standart Test Method
, 2010.
2. Quick Maintened Load Test Method QM Test
Metode ini sebagaimana direkomendasikan oleh Departemen Perhubungan Amerika Serikat, Pengelola Jalan Raya dan ASTM D1143-81 terdiri dari
beberapa langkah sebagai berikut: a. Bebani tiang dalam penambahan 20 kali hingga 300 dari beban desain
masing masing tambahan adalah 15 dari beban desain. b. Pertahankan setiap beban selama 5 menit dengan bacaan diambil setiap
2,5 menit. c. Tambahkan peningkatan beban hingga jacking continue dibutuhkan
untuk mempertahankan beban uji atau uji telah dicapai. d. Setelah interval 5 menit, lepaskan atau hilangkan beban penuh dari tiang
dalam empat pengurangan dengan jarak diantara pengurangan 5 menit. Metode ini lebih cepat dan ekonomis. Waktu uji dengan metode ini
adalah 3-5 jam. Metode ini lebih mendekati suatu kondisi, namun
Universitas Sumatera Utara
metode ini tidak dapat digunakan untuk estimasi penurunan karena metode cepat.
American Standart Test Method, 2010.
3. Constant Rate of Penetration Test Method CRP Test
Metode ini terdiri dari beberapa langkah utama yaitu: a. Kepala tiang didorong unutuk penurunan 0,05 inmenit 1,25
mmmenit. b. Gaya yang dibutuhkan untuk mencapai penetrasi akan dicatat.
c. Uji dilakukan dengan total penetrasi 2-3 in 50-75 mm. Keuntungan utama dari metode ini adalah lebih cepat 2-3 jam dan
ekonomis.
American Standart Test Methode, 2010.
4. Prosedur Pembebanan Standar SML Siklik
Metode ini terdiri dari beberapa langkah sebagai berikut: a. Beban tiang dalam delapan tahapan yang sama yaitu 25, 50, 75,
100, 125, 150 175 dan 200. b. Pertambahan beban dilakukan jika kecepatan penurunan yang terjadi
tidak lebih besar dari 0,01 inhour atau 0,25 mmjam tetapi tidak lebih lama dari 2 jam.
c. Jika tidak terjadi keruntuhan maka total beban yang telah diberikan dapat diangkat kembali unloading setelah 12 jam didiamkan jika
penurunan yang terjadi pada 1 jam terakhir tidak lebih besar daripada 0,01 inchi 0,25 mm. Jika penurunan yang terjadi masih lebih besar
daripada 0,01 inchi 0,25 mm maka biarkan beban selama 24 jam.
Universitas Sumatera Utara
d. Jika waktu yang dimaksudkan di atas telah tercapai, maka kurangi beban dengan tahapan pengurangan sebesar 50 dari beban
perencanaan atau 25 dari beban total pengujian untuk setiap 1 jam. e. Jika tiang mengalami keruntuhan maka pemompaan Hydraulic Jack
dilanjutkan hingga penurunan yang terjadi adalah sama dengan 15 dari diameter.
Prosedur pembeban pondasi tiang dengan standar pembebanan loading di dasarkan pada American Standard for Testing Material “ Standard Method
Of Testing piles Under Axial Compressive Load” .
Percobaan pembebanan vertikal compressive loading test dengan 4 cycle sebagai berikut:
Cycle I
: 0 - 25 - 50 - 25 - 0
Cycle II
: 0 - 50 - 75 - 100 - 75 - 50 - 0
Cycle III
: 0 - 50 - 100 - 125 - 150 - 125 - 100 - 50 -
Cycle IV :
0 - 50 - 75 - 100 - 150 - 175 - 200 - 175 - 150 - 100 - 75 - 50 - 0.
2.11.4 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:
Universitas Sumatera Utara
1. Lakukan pembacaan sesuai dengan interval waktu terhadap beban
dan penurunan yang terjadi. 2.
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.
3. 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. 4.
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.
5. Lakukan pembacaan akhir 12 jam sesudah beban dipindahkan.
6. Besar beban ton, lama pembebanan dan besar penurunan dimuat
dalam tabel jadwal loading test
American Standart Test Method ,
2010
.
2.11.5 Peralatan Pengujian
a. Dongkrak Hydraulic Jack 1 No.of Unit
: 1 satu unit 2 Kapasitas
: 1000 ton
Universitas Sumatera Utara
3 Diameter of Piston : 430 mm
4 Effective Area : 1465,06 cm
2
5 Jack Diameter : 560 mm
6 Height : 540 mm
7 Travel Piston Max. : 150 mm
8 Brand : Enerpac
Hydraulic Jack berfungsi memberikan tekanan pada beban yang akan
diterima oleh tiang bor, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.18.
Gambar 2.18. Posisi Dial Gauge, Steel Plate dan Hydraulic Jack Data Proyek Paragon Square, 2012
b. Pompa Hand Pump
1 Unit
: 1 satu unit 2 Max.Pressure : 10.000 psi
3 Merk : Enerpac
Hand Pump berfungsi memberikan tekanan press kepada Hydraulic
Jack .
Universitas Sumatera Utara
c. Dial GaugeDial Indicator 1 Unit
: 1 satu 2 Merek
: Mitutoyo 3 Kapasitas
: 50 mm 4 Ketelitian
: 0.01 mm Dial
GaugeDial Indicator
berfungsi sebagai
pembacaan hasil
penurunan tiang bor, dipasang secara diagonal. Jarum Dial Gaugae ditumpukan pada Reference Beam yang dibuat dari profil baja L 50 x 50
x 50 mm yang dipasangdisupport ke tanah secara kaku dan bebas getaran-getaran. Dial Gage harus memiliki graduasi minimum kurang
dari atau sama dengan 1 dari beban maksimum yang diberikan dan harus sesuai dengan Standar. Seperti pada Gambar 2.19 di bawah ini.
Gambar 2.19. Dial Gauge Data Proyek Paragon Square, 2012 d. Pressure GaugeManometer
1 Unit : 1 satu
2 Merek : Yamamoto
3 Kapasitas : 700 kgcm
2
Pressure GaugeManometer berfungsi pengontrol besar beban yang
dikontrol pada manometer Pressure Gauge yang dipasang pada pompa Hydraulic Pump.
Universitas Sumatera Utara
2.12 Perbandingan Standart Operation Prosedure ASTM D-1143 1981 dengan ASTM D-1143 2007
Di dalam kedua ASTM ini terdapat perbedaan-perbedaan yang sangat mencolok, yang dapat kita lihat pada Tabel 2.8 berikut ini:
Tabel 2.8. Perbandingan Standart Operation Prosedur ASTM D-1143 1981 dengan ASTM D-1143 2007
ASTM D-1143 1981 ASTM D-1143 2007
1. Prosedur Loading Test
A. Standart loading procedur a Loading in excess of standart
test load settlement equals 15 of the pile diameter
B. Quick load
test method
for individual piles
a Tahapan pembebanannya 10- 15
b Interval waktu pembebanan 2,5 menit-5 menit
C. Constanta settlement increment loading method for individual
piles a Total
penurunan 10
dari diameter tiang
2. Peralatan
A. Dial Indicator
a Dial Gauges travel 50 mm 2 inchi.
b Ketelitian alat 0,3 mm. B.
Kawat harus tidak lebih dari 1 inchi 25 mm dari muka skala.
C. Pemasangan plat baja sampai 2
inchi 50 mm. D. Reference beam 2,5 inchi 8 ft.
1. Prosedur Loading Test A. Slow maintained test
a Loading in excess of standart test
load settlement
equals 10of the pile diameter
B. Quick load
test method
for individual piles
a Tahapan pembebanannya 5 b Interval waktu pembebanan 4
menit-15 menit C. Constanta
movement increment
test a Total
penurunan 15
dari diameter tiang
2. Peralatan A. Dial Indicator
a Dial gauges travel 100 mm 4 inchi.
b Ketelitian alat 0,1 mm. B.
Kawat harus tidak lebih dari 1 inchi 25 mm dari muka skala.
C. Pemasangan plat baja sampai 2
inchi 50 mm. D. Reference beam 2,5 inchi 8 ft.
Universitas Sumatera Utara
2.13 Program Berbasis Empiris
Program berbasis empiris merupakan suatu program komputer yang dapat melakukan analisis penurunan pondasi tiang yang terjadi setelah diberikannya
pembebanan. Program ini dirancang sesuai dengan teori analisis Metode Reese Right
dan Metode Vesic. Akan tetapi program ini hanya dirancang untuk dapat melakukan in put data saja dan out put yang dihasilkan berupa penurunan yang terjadi
pada pondasi tiang akibat diberikannya pembebanan. Adapun proses dari Program Berbasis Empiris ini adalah sebagai berikut:
Langkah awal dari program berbasis empiris yaitu membuka program yang kemudian akan muncul window pemasukan data. Kemudian in put judul file yang
akan dibuat. Langkah pertama analisis program berbasis empiris yaitu dengan memasukkan data-data tiang sesuai dengan data rencana tiang, seperti jenis tiang
yang akan digunakan dan diameter tiang. Langkah selanjutnya pemberian beban rencana . Selanjutnya langkah yang paling penting adalah memasukkan profil tanah
dari data hasil penyelidikan tanah di lapangan data lapisan tanah, terutama yang diperoleh dari data SPT. Langkah yang terakhir yaitu memasukkan nilai faktor
keamanan yang telah direncanakan, dan out put yang dihasilkan dari program berbasis empiris ini berupa grafik vertical load vs settlement.
2.14 Program Berbasis Numerik
Kategori