Analisa Besar Daya Dukung Pondasi Bore Pile Menggunakan Metode Loading Test (Studi Kasus Proyek Pembangunan Manhattan Mall dan Condominium)

(1)

ANALISA BESAR DAYA DUKUNG PONDASI BORE PILE

MENGGUNAKAN METODE LOADING TEST

(STUDI KASUS PROYEK PEMBANGUNAN MANHATTAN

MALL DAN CONDOMINIUM )

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian Pendidikan sarjana teknik sipil

Oleh :

HOPNAGEL SINAGA

10 0404 100

Dosen pembimbing

Ir. Rudi Iskandar MT

NIP: 196503251991031006

BIDANG STUDI GEOTEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya ucapkan ke hadirat Tuhan Yesus Kristus yang telah memberikan berkat dan karunia-Nya sehingga Tugas Akhir ini dapat terlaksana dengan baik. Adapun Tugas Akhir ini berjudul “Analisa Besar Daya Dukung Pondasi Bore Pile Menggunakan Metode Loading Test (Studi Kasus Proyek Pembangunan Manhattan Mall dan Condominium)’’.Tugas Akhir ini disusun sebagai syarat dalam ujian sarjana Teknik Sipil bidang studi Geoteknik pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, saya menyadari bahwa saya tidak terlepas dari bimbingan, bantuan dan dukungan berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin mengucapkan terima kasih kepada beberapa pihak, diantaranya :

1. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT selaku dosen pembimbing yang telah

memberikan arahan, masukan, dukungan dalam bentuk waktu dan pemikiran untuk membantu saya menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE selaku Koordinator Sub Jurusan

Geoteknik.

3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku ketua Departemen Teknik

Sipil Fakultas Teknik USU.

4. Bapak Ir. Anwar harahap dan Ibu Ika Puji Hastuti, ST.MT selaku dosen

(3)

5. Bapak dan ibu pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU,

terutama Bapak Ir. Sanci Barus,Msc. ; Bapak Ir. Jaeludin Daud, M.Eng,atas ilmu dan pengajaran yang telah diberikan selama saya duduk di bangku perkuliahan.

6. Bapak Nobeli yang bersedia memberikan data-data yang saya butuhkan

dalam mengerjakan Tugas Akhir ini, serta mendukung saya dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.

7. Keluarga yang saya kasihi, terutama kedua orangtua saya, Bapak Halasan

Sinaga dan Ibu Sitiawan Hutasoit, serta abang saya Manatap Perindo Sinaga, Sp dan adik saya Intan Agustine Sinaga dan Henri Septian Sinaga, serta wanita yang terkasih In Siska Silalahi, S.kep yang telah memberikan dukungan penuh serta mendoakan saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

8. Teman-teman angkatan 2010, Anggi Badia Raja Sihite, Tohap Dany

Agustine Pakpahan, Rebekka Rosalia Silalahi, Elfridani Simarmata, Elwis Sitorus, Boby Basar Hutapea, Festus Simbolon, Prisquila, Essy, Jernih, Zefanya, Fanny, Monika, Henry, Arby Sihite, Mangasi Sinaga, Fransiscus I Pinem, Rizky Siagian, Andre Manurung, Fander, Welman, Rano, Dice, Agave, Bram, Michael, Grandson, Yahya, Darwin serta teman-teman angkatan 2010 lainnya.

9. Abang dan kakak senior angkatan 2007, khususnya Afriyanti Sembiring,

(4)

iii G Simanjuntak, ST ; atas arahan, bantuan, serta dukungan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

10.Adik – adik junior angkatan 2011, 2012, 2013, dan 2014.

11.Kawan- kawan kos yang sudah seperti keluarga Dyanne Gisella Purba, SP, Ria Girsang, SP, Johan Indara Ginting, Ryando Quares Purba, Amd, Grace Molek Sihite, Desy Sinaga, dan Mawardi Hutasoit.

12.Seluruh rekan-rekan yang tidak mungkin saya tuliskan satu-persatu atas dukungannya selama ini.

Saya menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih memiliki banyak kekurangan karena adanya keterbatasan pengetahuan dan pemahaman saya. Oleh karena itu, saya mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari para pembaca.

Akhir kata, saya mengucapkan terima kasih dan semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca. Tuhan memberkati.

Medan, 2015

Penulis

Hopnagel Sinaga

(5)

ABSTRAK

Pondasi bangunan harus direncanakan secara cermat dan teliti agar dapat menjamin kestabilan bangunan terhadap beban-beban yang bekerja, berat sendiri, gaya-gaya luar seperti tekanan angin, gempa bumi, dan lain-lain. Sehingga penurunan tidak boleh melebihi batas yang diijinkan. Pondasi yang baik adalah pondasi yang mampu menahan beban maksimum yang mungkin terjadi. Oleh sebab itu, perhitungan daya dukung tiang terhadap struktur bangunan yang hendak dibangun adalah penting untuk diketahui.

Tujuan dari studi ini adalah untuk menghitung dan membandingkan besar daya dukung bore pile menggunakan Metode Loading Test, Metode Elemen Hingga dan Metode Analitis. Metode pengumpulan data adalah dengan melakukan observasi lapangan serta pengambilan data dari proyek Manhattan Mall dan Condominium.

Besar daya dukung ultimit bore pile dengan menggunakan Metode Loading Test pada titik 2 adalah 501,125 ton. Nilai ini tidak berbeda jauh dengan Metode Elemen Hingga sebesar 571,5 ton dan 506,234 ton dengan Metode Analitis. Kedalaman bore pile pada titik 2 adalah 34 m. Perbedaan yang terjadi dipengaruhi oleh berbedanya aspek tanah yang digunakan setiap metode.

(6)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR……….. i

ABSTRAK……….... iv

DAFTAR ISI……… v

DAFTAR TABEL……… viii

DAFTAR GAMBAR……… ix

DAFTAR NOTASI………... xii BAB I PENDAHULUAN………....

1.1. Latar Belakang………... 1.2. Perumusan Masalah………... 1.3. Lokasi Penelitian…..………. 1.4.Tujuan dan Manfaat……… 1.5. PembatasanMasalah………... 1.6. Metode Pengumpulan Data ..…...………. 1.7. Sistematika Penulisan ..…...………..

1 1 2 2 3 4 4 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA………..

2.1. Pengertian Umum………... 2.2. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation)………... 2.2.1. Klasifikasi Tanah ……….. 2.2.2. Teori Pembebanan………. 2.3. Pondasi……….. 2.3.1. Pondasi Tiang……… 2.3.2. Penggolongan Pondasi Tiang………. 2.3.3. Pondasi Tiang Bor (Bored Pile)…...……….. 2.3.4. Metode Pelaksanaan Pondasi Bor (Bored Pile)…. 2.4. Uji Pembebanan (loading Test)………..

2.4.1. Analisa Daya Dukung Dengan Metode Chin F.K. (1971)……… 2.4.2. Analisa Daya Dukung Dengan Metode Davisson

7 7 8 8 15 21 24 25 27 31 42 48

(7)

vi (1972)……….

2.4.3. Analisa Daya Dukung Dengan Metode

Mazurkiewicz (1972)………. 2.4.4. Analisa Daya Dukung Dengan Metode Butler dan Hoy (1977)...……….. 2.4.5. Analisa Daya Dukung Dengan Metode Fuller

Dan Hoy(1970)………..

2.4.6. Analisa Daya Dukung Dengan Metode De Beer (1967)……… 2.4.7. Analisa Daya Dukung Dengan Metode Vander Veen (1953)……… 2.5. Hitungan Tahanan Beban Lateral Ultimit ….……...

2.5.1. Kapasitas Ultimit Tiang Tekan Hidrolis dengan Metode Brooms………. 2.6. Vibrating Wire Strain Gauge (VWSG)………... BAB III METODOLOGI PENELITIAN………... 3.1. Data Umum………... 3.2. Data Teknis Proyek………... 3.3. Metode Pengumpulan Proyek……… 3.4. Lokasi Titik Loading Test dan Bored Pile………... BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN……… 4.1. Pendahuluan ………. 4.2. Analisa Besar Daya Dukung………..

4.2.1. Analisa Daya Dukung Dengan Metode Chin (1971)………...…… 4.2.2. Analisa Daya Dukung Dengan Metode Davisson (1972)………... 4.2.3. Analisa Daya Dukung Dengan Metode

Mazurkiewicz (1972)………... 4.2.4. Analisa Daya Dukung Dengan Metode De Beer

(1967)……… 49 51 52 53 54 55 56 57 63 69 69 70 71 73 74 74 75 78 79 80 81

(8)

vii 4.2.5. Analisa Daya Dukung Dengan Metode Brinch

Hansen 90 persen (1963)……….. 4.2.6. Analisa Daya Dukung Dengan Metode Fuller dan Hoy (1970) ……….. 4.2.7. Analisa Daya Dukung Dengan Metode Butler dan

Hoy (1977)………... 4.2.8. Analisa Daya Dukung Dengan Metode Vander Veen (1953)……… 4.3. Menghitung Daya Dukung Horizontal/Lateral………. 4.4. Diskusi………..……….

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN………... 5.1. Kesimpulan ………... 5.2. Saran……….. DAFTAR PUSTAKA………... LAMPIRAN………..

85 88 92

94 94 96 xv xvii

(9)

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Klasifikasi Tanah Menurut ASSHTO………... 10

Tabel 2.2 Sistem Klasifikasi UNFIED……….….... 12

Tabel 2.3 Spesifikasi Vibrating Wire Strain Gauge (VWSG)…….... 66

Tabel 4.1 Load Displacement Data, Axial Load Test …...…………... 77

Tabel 4.2 Tabel data settlement, load, settlement/load ……….……... 78

Tabel 4.3 Load dan Settelment untuk Metode De Beer ………. 81

Tabel 4.4 load dan Settelment untuk Metode Butler dan Hoy ………. 84

Tabel 4.5 Data- data untuk metode Vander Veen ……….... 86

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Klasifikasi Berdasarkan Tekstur Tanah oleh Departemen

Pertanian Amerika Serikat (USDA)……… 8

Gambar 2.2 Hubungan Antara Deformasi dan Beban………... 15

Gambar 2.3 Pengelompokan Pondasi... 23

Gambar 2.4 Panjang dan Beban Maksimum untuk Berbagai Macam Tipe Tiang yang Umum Dipakai dalam Praktek Menurut Cars………….……... 26

Gambar 2.5 Jenis - jenis Tiang Bor ….……… 27

Gambar 2.6 Pengoperasian Dasar Metode RCD ……….…………. 34

Gambar 2.7 Pelaksanaan Pondasi Bored pile dengan Metode RCD... 41

Gambar 2.8 Pengujian dengan Sistem Kentledge ……...……… 44

Gambar 2.9 Pengujian dengan Tiang Jangkar ………... 44

Gambar 2.10 Grafik Hubungan Beban dan Penurunan Menurut Metode Chin F.K …...……..……….... 48

Gambar 2.11 Grafik Hubungan Beban dengan Penurunan Metode Davisson …...……….... 50

Gambar 2.12 Grafik Hubungan Beban dengan Penurunan Metode Mazurkiewicz …………..……….... 51

Gambar 2.13 Grafik Hubungan Beban dengan Penurunan Metode Butler dan Hoy (1977)……….... 52

(11)

Gambar 2.14 Grafik Hubungan Beban dengan Penurunan Metode Butler

dan Hoy (1970)…….……….... 53

Gambar 2.15 Grafik Hubungan Pembebanan dan Penurunan Metode De

Beer (1967)………... 54

Gambar 2.16 Grafik Hubungan Pembebanan dan Penurunan Metode

Vander Veen (1953)…….……….... 55

Gambar 2.17 Mekanisme Keruntuhan pada Tiang Ujung Bebas pada

Tanah Kohesif Menurut Broms………... 58

Gambar 2.18 Tiang Ujung Jepit pada Tanah Kohesif………... 58

Gambar 2.19 Grafik Tahanan Lateral Ultimit Tiang pada Tanah Kohesif 59

Gambar 2.20 Tiang Ujung Bebas pada Tanah Granuler... 61

Gambar 2.21 Tiang Ujung Jepit dalam Tanah Granuler Menurut Broms.. 62

Gambar 2.22 Grafik Tahanan Lateral Ultimit Tiang pada Tanah

Granuler …...……….... 63

Gambar 2.23 Gambar Alat Vibrating Wire Strain Gauge (VWSG) …… 64

Gambar 2.24 Cara Penggunaan Vibrating Wire Strain Gauge (VWSG)

di Lapangan …...……….. 68

Gambar 3.1 Denah Lokasi Proyek……….. 70

Gambar 3.2 Diagram Alliran Penelitian ………... 72

Gambar 3.3 Denah Pondasi dan Titik1,2,3,4 Pengambilan Data Tes

Loading ….……….... 73

(12)

Gambar 4.2 Rangkaian Tulangan Tiang ..………..………... 76

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Penurunan dan Pembebanan .…... 77

Gambar 4.4 Grafik Chin ……….. 78

Gambar 4.5 Grafik Davisson………... 79

Gambar 4.6 Grafik Marzurkiewicz………... 80

Gambar 4.7 Grafik De Beer ………... 81

Gambar 4.8 Grafik Brinch Hansen’s 90 %...……... 82

Gambar 4.9 Grafik Fuller dan Hoy………... 83

Gambar 4.10 Grafik Butler dan Hoy ………. 84

Gambar 4.11 Grafik Vander Veen Cycle 1………... 85

Gambar 4.12 Grafik Vander Veen Cycle 1,2,3………... 85

Gambar 4.13 Grafik Ultimate Lateral Resistance dan Ultimate Resistance Momen ……… 91

(13)

xii

DAFTAR NOTASI

qc = perlawanan penetrasi konus (kg/cm2)

HL = hambatan lekat

JHL = jumlah hambatan lekat

JP = jumlah perlawanan konus

A = interval pembacaan sondir (setiap pembacaan 20 cm)

B = luas konus

i = kedalaman lapisan yang ditinjau

Dr = kerapatan relatif (%)

Φ = sudut geser dalam tanah (°)

τ = kekuatan geser tanah (kg/cm2)

c = kohesi tanah (kg/cm2)

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

Qult = kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang (kN)

Qb = tahanan ujung tiang (kN)

Qs = tahanan selimut (kN)

Ab = luas ujung bawah tiang (cm2)

As = luas selimut tiang (cm2)

(14)

xiii fs = satuan tahanan kulit per satuan luas (kg/cm2)

P = keliling tiang (cm)

Tult = daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik (kg)

Ptiang = kekuatan yang diijinkan pada tiang (kg)

�� = tegangan tekan ijin bahan tiang (kg/cm2)

Lb = panjang tiang (m)

D = diameter tiang (m)

α = koefisien adhesi antara tanah dan tiang

cu = kohesi undrained (kN/m2) = �_−�� × 2₃× 10

Li = tebal lapisan tanah (m)

γ = berat isi tanah (kN/m3)

γwet = berat isi tanah basah (kN/m3)

c = kohesi (gaya tarik menarik) tanah (kN/m2)

nh = koefisien variasi modulus

R = modulus tanah konstan

T = modulus tanah tidak konstan sesuai dengan pertambahan kedalaman

tanah K = �_ℎ� = �1

15= modulus tanah

E = modulus elastis tiang

I = momen inersia tiang

(15)

xiv

pu = tahanan tanah ultimit

po = tekanan overburden efektif

Kp = ��2�45° +∅₂�

S = jarak antar tiang pancang (as ke as) dalam satu pile cap

Qg = kapasitas ultimit kelompok, nilainya tidak boleh melampaui nQu

n = jumlah tiang dalam satu kelompok

B = lebar kelompok tiang pancang, dihitung dari pinggir tiang (m)

L = panjang kelompok tiang (m)

Nc = faktor kapasitas dukung

n = jumlah tiang dalam satu baris

m = jumlah baris tiang

η = efisiensi grup tiang

π = phi lingkaran = 22

S = settlement = besar penurunan tiang pancang

Q = besar beban yang bekerja

Io = faktor pengaruh penurunan tiang yang tidak mudah mampat

(incompressible) dalam masa semi tak terhingga

Rk = faktor koreksi kemudahmampatan tiang untuk μ = 0,3

μ = Poisson’s ratio =angka poisson

Rμ = faktor koreksi angka poisson

(16)

ABSTRAK

(17)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Berdirinya bangunan sangat berdampak besar dengan perkembangan suatu daerah. Terlebih bangunan-bangunan ini menunjang produktifitas masyarakat sehari-harinya. Seperti halnya perkantoran, perhotelan, jembatan, bandara penerbangan, rumah sakit dan lainnya. Dengan semakin baiknya pembangunan fasilitas akan mengoptimalkan kinerja masyarakat dan menunjang peningkatan perekonomian.

Baiknya suatu bangunan tidak semata-mata kita lihat dari tampilan luarnya saja. Tapi bagaimana sebenarnya struktur dalam bangunan tersebut. Dewasa ini, banyak bangunan yang baru berdiri tapi tidak mencapai umur rencana bangunan. Bahkan hancur, ambruk, atau tidak layak huni. Tidak mengedepankan pekerjaan tanah adalah kesalahan yang sangat fatal. Kekuatan suatu bangunan berada di pondasi, yang terletak di dalam tanah.

Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam merencanakan suatu pondasi:

- Jenis dan kekuatan tanah

- Tipe konsolidasi tanah dan daya dukung tanah

- Distribusi beban pondasi

- Pengaruh air tanah

(18)

2 Tanah adalah pondasi pendukung bangunan atau dapat sebagai sumber penyebab gaya luar pada bangunan. Jadi, tanah itu selalu berperan penting di setiap pekerjaan mendirikan bangunan. Disaat anda mengabaikan pekerjaan tanah sama dengan mengabaikan bangunan yang anda dirikan. Jadi, sebaiknnya lakukan setiap tahapan pembangunan dengan baik.

1.2. Perumusan Masalah

Berdasarkan alasan pemilihan judul di atas, dapat ditentukan bahwa rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :

- Bagaimana pondasi tiang meneruskan beban dari konstruksi atas ke

lapisan-lapisan tanah dibawahnya. Biasanya dikelompokan menjadi 3 kategori: Pertama, tiang yang kekuatannya didasarkan pada lekatan tanah dan tiang (friction pile);

Kedua, tiang yang kekuatannya didasarkan pada daya dukung ujung tiang (end bearing pile);

Ketiga adalah gabungan dari friction pile dan end bearing pile.

- Untuk mengetahui daya dukung pondasi tiang dapat dilakukan dengan

beberapa cara, diantaranya yaitu metode analitis, metode loading test dan lainnya.

1.3. Lokasi Penelitian

Adapun lokasi penelitian tugas akhir ini adalah gedung Manhattan Mall

(19)

1.4. Tujuan dan Manfaat 1.4.1 Tujuan

Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah :

1. Menghitung besar daya dukung bore pile dengan mengunakan metode

loading test.

2. Menganalisa besar daya dukung bore pile dengan membandingkan

hasil analisis yang diperoleh dengan menggunakan Metode Loading Test terhadap Metode Analitis dan Metode Elemen Hingga.

3. Untuk mengetahui apakah pondasi mampu menanggung beban struktur

di atasnya.

4. Untuk mengetahui besar gaya horizontal/lateral.

1.4.2 Manfaat

Tugas Akhir ini diharapkan bermanfaat untuk :

1. Menambah wawasan mengenai pondasi dalam terhadap pembaca

yang memiliki kebutuhan mengenai perencanaan pondasi.

2. Mahasiswa dan ataupun pihak lain yang akan membahas tugas akhir

yang sama.

3. Pihak-pihak yang membutuhkan informasi dan mempelajari hal-hal

(20)

1.5. Pembatasan Masalah

Batasan penelitian yang akan digunakan agar penelitian ini lebih terarah dalam meliputi:

- Perhitungan daya dukung pondasi bore pile dengan menggunakan metode

loading test.

- Membandingkan perhitungan daya dukung dengan metode loading test

terhadap metode analitis dan metode elemen hingga.

- Daerah yang diteliti adalah proyek pembangunan Manhattan Mall dan

Condominium

1.6. Metode Pengumpulan Data

Dalam penulisan Tugas Akhir ini dilakukan beberapa cara untuk dapat mengumpulkan data yang mendukung agar Tugas Akhir ini diselesaikan dengan baik. Beberapa cara yang dilakukan antara lain :

1. Metode Observasi

Untuk memperoleh data yang berhubungan dengan data teknis pondasi bore pile diperoleh langsung dari proyek Manhattan Mall dan Condominium.

2. Pengambilan Data

Pengambilan data yang diperlukan dalam perencanaan diperoleh dari pihak Manhattan Mall dan Condominium berupa bored hole dan hasil loading test. Data penelitian dari saudara Henry Beteholi Hulu mahasiswa Universitas Sumatera Utara jurusan Teknik Sipil berupa data perhitungan

(21)

5 daya dukung dengan metode analitis. Data penelitian dari saudara Arby Wira Karya Sihite mahasiswa Universitas Sumatera Utara jurusan Teknik Sipil berupa data perhitungan daya dukung dengan metode elemen hingga.

3. Melakukan Studi keperpustakaan

Membaca buku-buku yang berhubungan degan masalah yang ditinjau untuk penulisan Tugas Akhir ini.

1.7. Sistematika Penulisan

Untuk memperjelas tahapan yang dilakukan dalam studi ini, di dalam penulisan tugas akhir ini dikelompokkan ke dalam 5 (lima) bab dengan sistematika pembahasan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Merupakan bingkai studi atau rancangan yang akan dilakukan meliputi tinjauan umum, latar belakang,lokasi penelitian, perumusan masalah penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian, pembatasan masalah dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Merupakan kajian berbagai literatur serta hasil studi yang relevan dengan pembahasan ini. Dalam hal ini diuraikan hal-hal mengenai (judul).

(22)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini berisikan tentang metode yang dipakai dalam penelitian ini, termasuk pengambilan data, langkah penelitian, analisa data, serta pemilihan wilayah penelitian

BAB IV ANALISIS DATA

Berisikan pembahasan mengenai data-data yang dikumpulkan, lalu di analisis, sehingga dapat diperoleh kesimpulan.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Merupakan penutup yang berisikan tentang kesimpulan yang telah diperoleh dari pembahasan pada bab sebelumnya, dan saran mengenai hasil penelitian yang dapat dijadikan masukan.

(23)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Umum

Indahnya suatu bangunan dapat mempesona banyak orang. Dewasa ini banyak orang menilai bangunan hanya dari bentuk interiornya saja. Keindahan bangunan yang sebenarnya dilihat dari kemampuan bangunan untuk berdiri dan menahan beban yang ada. Untuk memikul beban, bangunan harus memiliki pondasi yang baik. Pondasi ini akan menyalurkan semua beban yang bekerja pada struktur bangunan ke dalam tanah. Dalam perencanaan pondasi, kita harus mengetahui:

- Keadaan tanah pondasi (daya dukung, penurunan, jenis tanah,

kedalaman tanah keras )

- Kondisi konstruksi diatasnya (besar beban, arah beban, statis tentu atau tak tentu, kekakuan)

- Faktor lingkungan

- Faktor waktu dan biaya pelaksanaan

Dengan memperhatikan aspek-aspek tersebut kita akan mendapatkan hasil yang baik. Perencanaan yang baik harus didukung dengan pelaksanaan yang baik di lapangan. Agar apa yang dilaksanakan di lapangan sesuai dengan yang direncanakan.

(24)

8 2.2. Penyelidikan Tanah

2.2.1 Klasifikasi Tanah

Klasifikasi tanah sangat diperlukan untuk memberikan gambaran tenntang sifat-sifat tanah dalam pekerjaan yang berkaitan dengan tanah. Hal ini sangat menunjang untuk mendapatkan pondasi yang akan direncanakan. Untuk menentukan dan mengklasifikasikan tanah, diperlukan suatu pengamatan di lapangan dan suatu percobaan lapangan yang sederhana. Tetapi jika sangat mengandalakan pengamatan di lapangan, maka kesalahan-kesalahan yang disebabkan oleh perbedaan pengamatan perorangan, akan menjadi sangat besar. Untuk memperoleh hasil klasifikasi yang lebih objektif, biasanya diambil sampel tanah dan kemudian diuji di laboratorium dengan rangakaian uji laboratorium yang berkaitan denagan klasifikasi tanah. Inilah peran penting dari laboratorium di dunia teknik sipil.

- Klasifikasi Tanah Berdasarkan Ukuran Butir

Ukuran butir dapat dijadikan tolok ukur dalam mengklasifikasikan tanah dan kebanyakan cara-cara dahulu yang lebih konvensional menggunakan ukuran butir dalam mengklasifikasikan jenis tanah. Sistem yang dikembangkan oleh MIT merupakan salah satu sistem klasifikasi tanah yang banyak digunakan berdasarkan ukuran butir tanah. Semakin berkembangnya jaman maka sistem klasifikasi tanah juga berkembang. Kemudian ASSHTO dan Unifed juga mengeluarkan sistem klasifikasi tanah berdasarkan ukuran butir yang diperlihatkan oleh Gambar 2.1.

(25)

9 Meskipun klasifikasi tanah menggunakan ukuran butir memberikan hasil yang sangat baik, namun masih memiliki beberapa kekurangan yang penting. Pada sistem tersebut sedikit sekali hubungan antara ukuran butir dan sifat-sifat fisis bagi tanah yang berbutir halus. Sehingga seiring dengan berkembangnya teknologi maka sistem klasifikasi tanah dengan mempertimbnagkan karakteristik konsistensi dan plastisitas juga ikut berkembang.

- Sistem Klasifikasi ASSHTO

Sistem klasifikasi tanah ASSHTO dikembangkan pertama kali pada tahun 1920 oleh U.S. Bureau of Public Roads guna mengklasifikasikan tanah dalam perencanaan lapisan dasar jalan raya. Pada mulanya sistem ini mengklasifikasikan tanah ke dalam kelompok, yaitu A-1 sampai A-7 seperti pada Tabel 2.1.

Gambar 2.1 Klasifikasi Berdasarkan Tekstur Tanah oleh Departemen Pertanian Amerika Serikat (USDA)

(26)

10 Tabel 2.1 Klasifikasi Tanah Menurut ASSHTO

(27)

11 Sistem klasifikasi tanah ASSHTO sangat cocok digunakan dalam perencanaan jalan raya. Semakin besar nilai kelompok tanah dalam sistem ASSHTO maka semakin besar tingkat ketidaksesuaian.

Suatu tanah diklasifikasikan dengan membaca tabel dari kiri ke kanan sampai ditemukan kelompok pertama yang sesuai dengan data pengujian yang diperoleh.

- Sistem Klasifikasi Unified

Sistem klasifikasi tanah yang sangat terkenal di kalangan ahli tanah dan pondasi adalah sistem klasifikasi tanah menurut unified. Sistem ini dikembangkan oleh Casagrande (1948) dan juga dikenal sebagai sistem klasifikasi Airfield. Sistem ini telah dipakai dengan sedikit modifikasi oleh U.S Bureau Of Reclamation dan U.S. Corp Of Engineers dalam tahun 1952. Dalam tahun 1969 American Society for Testing and Materials (ASTM) telah memakai sistem Unified sebagai metode standar guna mengklasifikasikan tanah untuk maksud-maksud rekayasa (ASTM D-2487).

Sistem klasifikasi Unified membagi tanah dalam tiga golongan besar yaitu tanah berbutir kasar, tanah berbutir halus dan tanah organik. Tanah berbutir kasar adalah tanah yang lebih dari 50% bahannya tertahan di ayakan No.200 (0.075 mm). Tanah berbutir kasar terbagi atas kerikil (G) dan pasir (S). Kerikil dan pasir dikelompokkan sesuai dengan gradasinya dan kandungannya lanau atau lempung, sebagai bergradasi baik (W), bergradasi tidak baik (P), mengandung material lanau (M) dan mengandung meterial lempung ©. Maka klasifikasi tipikal GP adalah krikil yang bergradasi tidak baik.

(28)

12 Tabel 2.2 Sistem Klasifikasi Tanah UNIFIED

(29)

(30)

14 Tanah-tanah berbutir halus adalah tanah yang lebih dari 50% bahannya lewat ayakan No. 200. Tanah butir halus ini dibagi menjadi lanau (M), lempung (C), serta lanau dan lempung organik (O) bergantung pada bagaimana tanah itu terletak pada grafik plastisitas (hubungan batas cair, indeks plastisitas). Tanda L dan H ditambahkan pada simbol-simbol tanah butir halus untuk berturut-turut menunjukkan plastisitas rendah dan plastisitas tinggi (batas cair di bawah dan di atas 50%). Tanah sangat organis (gambut) dapat diidentifikasikan secara visual.

- Kuat Geser Tanah

Kuat geser tanah adalah gaya perlawanan yang dilakukan oleh butir – butir tanah terhadap desakan atau tarikan.

Kuat geser tanah dilapangan sangat dipengaruhi oleh faktor – faktor berikut: 1. Keadaan tanah, angka pori, ukuran butir, bentuk butir

2. Jenis tanah, seperti pasir, berpasir, krikil, lempung 3. Kadar air terutama untuk lempung

4. Jenis beban dan tingkatannya

Kuat geser tanah dapat dinyatakan dalam persamaan Coulomb : (2.1)

Dengan :

τ

=

Tahanan geser tanah atau kuat geser tanah

c =

Kohesi tanah

σ

=

Tegangan total

µ =

Tekanan air pori

ϕ

=

Sudut geser dalam tanah

(31)

2.2.2 Teori Pembebanan

Prosedur pembebanan tiang pada prinsipnya dilakukan dengan cara memberikan beban vertikal yang diletakkan diatas kepala tiang, kemudian besarnya deformasi vertikal yang terjadi diukur dengan menggunakan arloji ukur yang dipasang pada tiang. Deformasi yang terjadi terdiri dari deformasi elastis dan plastis. Deformasi elastis adalah deformasi yang diakibatkan oleh pemendekan elastis dari tiang dan tanah, sedangkan deformasi plastis adalah deformasi diakibatkan runtuhnya tanah pendukung pada ujung atau sekitar tiang. Dengan demikian percobaan pembebanan tiang ini akan memberikan hasil yang cukup teliti . Karena yang ingin diketahui adalah sampai beban berapa, lapisan pendukung akan mengalami keruntuhan total. Keruntuhan total akan terjadi pada suatu beban tertentu, dan akan mengalami perilaku penurunan terus menerus. Jika hubungan antara deformasi dan beban digambarkan dalam bentuk grafik maka terlihat bahwa grafik tersebut akan terdiri tiga bagian,

(32)

16 1. Pada daerah I, dimana sampai suatu beban tertentu bentuk grafik deformasi- beban merupakan garis lurus. Pada bagian ini secara matematis dapat ditulis : ( 2.2)

Ini berarti, bahwa sampai beban tertentu besarnya penurunan sebanding dengan besarnya beban yang bekerja. Disini dapat diinterpretasikan, bahwa beban- beban yang bekerja sebagian besar dipakai untuk menimbulkan deformasi elastis, baik pada tiang itu sendiri maupun pada tanah pendukungnya. Deformasi elastis pada tiang ini merupakan pemendekan elastis, sedangkan pada lapisan pendukung merupakan proses konsolidasi. Pada point bearing pile, bentuk garis yang lurus ini lebih jelas dibandingkan pada friction pile.

2. Pada daerah II, dimana bagian yang berbentuk lengkung parabolis (garis AB) terjadi jika penurunan yang terjadi tidak sebanding dengan besarnya beban yang bekerja. Disini penurunan merupakan fungsi dari waktu artinya jika suatu beban dibiarkan bekerja lebih lama, akan mengakibatkan deformasi yang lebih besar. Secara matematis dapat ditulis :

(2.3)

Dengan kata lain keadaan ini dapat diterjemahkan, bahwa pada bagian ini beban yang bekerja telah mengakibatkan terjadinya keruntuhan pada tanah pendukung. Menurut pengalaman jika tanah pendukung bersifat rapuh (misalnya batu tufa, batu pasir, batu tufaan), maka bagian lengkung parabolis ini lebih pendek dibandingkan pada batuan jenis lainnya. Sedang pada friction jika dimasukan dalam lapisan lempung lembek, bagian parabolis ini sering tidak jelas.

dp/ds = C(tetap)

(33)

17 3. Pada daerah III, dimana bagian grafik yang curam terhadap garis vertikal yang cara matematis dapat ditulis :

(2.4)

Pada bagian ini terlihat, bahwa pada suatu beban tertentu yang besarnya tetap, akan terjadi deformasi terus menerus atau makin lama makin besar. Beban dimana akan mengakibatkan terjadinya deformasi yang makin lama makin besar disebut beban maksimum. Perlu dijelaskan disini, bahwa dari hasil percobaan pembebanan tiang tidak dapat untuk menentukan besarnya penurunan akibat proses konsolidasi pada kelompok tiang. Dalam lapisan tanah yang kohesif, besarnya penurunan akibat proses konsolidasi pada umumnya berlangsung dalam jangka waktu percobaan yang lebih singkat. Pada lapisan yang bersifat cohessionless, waktu yang diperlukan untuk mencapai settlement maximum masih lebih lama dibandingkan waktu untuk melakukan percobaan pembebanan, dengan demikian percobaan pembebanan belum dapat memberikan indikasi besarnya penurunan maksimum. Dari uraian ini dapat disimpulkan, bahwa dalam percobaan pembebanan tiang kita hanya dapat menentukan besarnya beban maksimum dan bukan settlement maksimum.

Menggunakan Meja Beban

1. Peralatan Percobaan pembebanan dengan menggunakan meja beban yang diperkuat tiang-tiang angker memerlukan peralatan sebagai berikut :

a. Tiang Percobaan

(34)

18 1) Tiang percobaan bersifat point bearing, maka untuk tiang pancang percobaan dapat dilakukan setelah selesai pemancangan, sedangkan pada tiang-tiang beton cast in place percobaan dapat dilakukan setelah tiang-tiang berumur empat minggu atau setelah beton cukup keras.

2) Tiang yang bersifat friction, maka percobaan baru dapat dilakukan setelah empat minggu tiang ditanamkan kedalam tanah. Hal ini dimaksudkan untuk memberikan waktu lekatan (friction), dapat bekerja penuh disekeliling tiang.

b. Tiang angker

Karena tiang-tiang angker bekerja sebagai friction pile, maka tiang-tiang angker itu minimal harus sudah berumur empat minggu ditanam kedalam tanah, sehingga gaya lekatan sudah dapat bekerja penuh. Jumlah tiang angker yang diperlukan tergantung pada sifat tanah pendukung dan besarnya beban maksimum percobaan

c. Meja beban

Meja beban dibuat dari susunan profil baja yang cukup kaku sedemikian sehingga lendutan maksimum tidak melebihi 0,25 mm.

d. Arloji ukur

Arloji yang dipakai mempunyai panjang tangkai 10 cm dengan ketelitian 0,01 cm. Arloji ukur ini dipasang sebanyak dua buah pada tiang percobaan satu buah pada setiap angker dan dua buah pada meja beban diatas tiang percobaan

(35)

19 e. Dongkrak hidrolis

Dongkrak yang dipakai harus mempunyai kapasitas sebesar beban maksimum yang direncanakan ditambah 20%, dengan ketelitian 1 ton.

f. Beban Kontra

Beban kontra dapat menggunakan balok-balok beton besi profil, karung berisi pasir batu atau tanah, tangki diisi air dan lain-lain. Jumlah beban kontra yang dibutuhkan minimal 1,5 kali beban maksimum yang direncanakan. Beban kontra ini harus dipasang sesentris mungkin terhadap tiang percobaan.

2. Jenis - jenis Pembebanan Tiang

a. Pembebanan bertahap

Disini beban diberikan secara bertahap, dengan variasi sebesar 20, 40, 60, 80, dan 100% dari beban maksimum yang direncanakan. Pada setiap tahap, beban dibiarkan bekerja sedemikian lamanya sehingga deformasi yang terjadi akibat beban itu mencapai maksimum. Setelah beban maksimum tercapai, maka secara berangsur-angsur beban dikurangi menjadi 80, 60, 40, 20, dan 0% dengan catatan setiap tahap pengurangan beban ini dilakukan sampai tercapai pantulan (rebound) maksimum. Menurut pengalaman, cara ini akan memberikan hasil yang cukup teliti untuk tiang- tiang yang bersifat point bearing piles, sedangkan untuk friction hasilnya tidak begitu memuaskan.

(36)

20 Cara ini hampir sama dengan pembebanan bertahap, yaitu pembebanan dilakukan secara bertahap sebesar 20, 40, 60, 80, dan 100% dari beban maksimum yang direncanakan, tetapi pada setiap akhir saat sebelum pembebanan berikutnya dilanjutkan beban dihilangkan dahulu sehingga kita dapat mengukur besarnya penurunan tetap. Cara ini akan memberikan hasil yang cukup teliti untuk tiang-tiang point bearing maupun friction.

Cara Pengukuran Besarnya Deformasi

1. Pada waktu pembebanan

Besarnya deformasi yang terjadi pada tiang percobaan, tiap angker dan meja beban diukur serentak pada waktu yang sama dengan cara membaca perubahan jarum arloji ukur. Pembacaan dilakukan 5, 10, 15, 30, 45, dan 60 menit setelah beban pada suatu tahap bekerja setelah itu dilakukan setiap interval waktu 1 jam. Lamanya pembebanan untuk setiap tahap adalah sampai terjadi penurunan maksimum. Penurunan tetap deformasi dari tiang percobaan pada suatu beban tertentu dianggap mencapai maksimum jika pada 3 jam yang berturutan pembacaan arloji sudah menunjukkan angka tetap atau selisih pembacaan arloji pada 3 jam yang berturutan tidak melebihi 0,001 mm.

2. Pada waktu penghilangan beban

Pada waktu beban dihilangkan atau dikurangi, maka arloji ukur harus dibaca setelah 5, 10, 15, 30, 45, dan 60 menit kemudian pembacaan dilakukan setiap interval 1 jam. Tiang percobaan dianggap sudah mencapai penurunan tetap jika pada 3 jam yang berturutan pembacaan arloji mempunyai selisih 0,001 mm.

(37)

2.3. Pondasi

Pondasi dikelompokkan ke dalam dua bagian, yaitu: a. Pondasi Dangkal (Shallow Foundation)

Terletak pada kedalaman yang dangkal, umumnya kedalaman pondasi dangkal lebih kecil dari panjang atau lebar pondasi.

b. Pondasi Dalam (Deep Foundation)

Merupakan pondasi yang dipergunakan untuk meneruskan beban ke lapisan tanah yang mampu memikulnya dan letaknya cukup dalam.

Menurut Bowles (1997), sebuah pondasi harus mampu memenuhi beberapa persyaratan stabilitas dan deformasi, seperti :

a. Kedalaman harus memadai untuk menghindarkan pergerakan tanah lateral dari bawah pondasi-khusus untuk pondasi tapak dan pondasi rakit.

b. Kedalaman harus berada di bawah daerah perubahan volume musiman yang disebabkan oleh pembekuan, pencairan, dan pertumbuhan tanaman.

c. Sistem harus aman terhadap penggulingan, rotasi, penggelinciran atau pergeseran tanah.

d. Sistem harus aman terhadap korosi atau kerusakan yang disebabkan oleh bahan berbahaya yang terdapat di dalam tanah.

(38)

22 e. Sistem harus cukup mampu beradaptasi terhadap beberapa perubahan geometri konstruksi atau lapangan selama proses pelaksanaan dan mudah dimodifikasi seandainya perubahan perlu dilakukan.

f. Metode pemasangan pondasi harus seekonomis mungkin.

g. Pergerakan tanah keseluruhan (umumnya penurunan) dan pergerakan diferensial harus dapat ditolerir oleh elemen pondasi dan elemen bangunan atas.

h. Pondasi dan konstruksinya harus memenuhi syarat standar untuk perlindungan lingkungan.

Jenis-jenis Pondasi Dalam dan Pemakaiannya

Pada umumnya jenis pondasi dapat diklasifikasikan berdasarkan perbandingan lebar dan kedalaman pondasi, untuk jenis pondasi dalam umumnya D/B ≥ 4+ dan jenis-jenisnya antara lain : ฀

- Tiang pancang mengambang : biasanya dipakai dalam bentuk kelompok-

kelompok yaitu dua atau lebih. Kondisi tanah terapan yang sesuai yaitu tanah permukaan atau tanah yang dekat dengan permukaan mempunyai daya dukung yang rendah dan tanah yang memenuhi syarat berada pada tempat yang dalam sekali. Keliling tanah terhadap tiang pancang dapat mengembangkan tahanan kulit yang cukup untuk memikul beban rencana.

- Tiang pancang pendukung : dipakai sama seperti tiang pancang

mengambang. Kondisi tanah terapannya yaitu tanah permukaan atau tanah yang dekat dengan permukaan tak dapat diandalkan untuk tahanan kulit dan biasanya

(39)

23 tanah yang memenuhi syarat untuk beban titik berada dalam kedalaman praktis (8-20 m ).

- Pilar dibor atau kaison dibor : dipakai sama seperti tiang pancang tetapi di gunakan dalam jumlah yang lebih irit, dan beban kolom yang lebih besar. Untuk lebih jelas mengenai jenis-jenis pondasi, dapat dilihat pada Gambar 2.3.

(40)

2.3.1 Pondasi Tiang

Pondasi tiang digunakan untuk suatu bangunan yang tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul beban berat bangunan dan beban yang diterimanya atau apabila tanah pendukung yang mempunyai daya dukung yang cukup letaknya sangat dalam. Pondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan gaya vertikal ke sumbu tiang dengan cara menyerap lenturan. Pondasi tiang dibuat menjadi suatu kesatuan yang monolit dengan menyatukan pangkal tiang yang terdapat di bawah konstruksi dengan tumpuan pondasi.. Pondasi tiang ini berfungsi untuk menyalurkan beban – beban yang diterimanya dari konstruksi di atasnya ke lapisan tanah dalam yang mampu memikul berat bangun tersebut.

Teknik pemasangan pondasi tiang ini dapat dilakukan dengan pemancangan tiang baja/beton pracetak atau dengan membuat tiang beton bertulang yang langsung dicor di tempat (cast in place), yang sebelumnya telah dibuatkan lubang terlebih dahulu, pondasi ini disebut dengan pondasi bore pile. Pada umumnya pondasi tiang ditempatkan tegak lurus (vertikal) di dalam tanah, tetapi apabila diperlukan dapat dibuat miring agar dapat menahan gaya – gaya horizontal. Sudut kemiringan yang dicapai tergantung dari alat yang digunakan serta disesuaikan dengan perencanaan.

Pondasi tiang digunakan untuk beberapa maksud, antara lain :

- Untuk meneruskan beban bangunan yang terletak di atas air atau tanah lunak ke tanah pendukung yang kuat.

(41)

25 - Untuk meneruskan beban ke tanah yang relatif lunak sampai kedalaman tertentu sehingga pondasi bangunan mampu memberikan dukungan yang cukup untuk mendukung beban tersebut oleh gesekan dinding tiang dengan tanah disekitarnya.

- Untuk mengangker bangunan yang dipengaruhi oleh gaya angkat ke atas akibat tekanan hidrostatis atau momen penggulingan.

- Untuk menahan gaya-gaya horizontal dan gaya yang arahnya miring

- Untuk memadatkan tanah pasir, sehingga kapasitas dukung tanah tersebut bertambah.

- Untuk mendukung pondasi bangunan yang permukaan tanahnya mudah tergerus air.

2.3.2 Penggolongan Pondasi Tiang

Pondasi tiang dapat dibagi menjadi 3 kategori, sebagai berikut :

1. Tiang Perpindahan besar (Large Displacement Pile)

Tiang perpindahan besar, yaitu tiang pejal atau berlubang dengan ujung tertutup yang dipancang ke dalam tanah sehingga terjadi perpindahan volume tanah yang relative besar. Termasuk dalam tiang perpindahan besar adalah tiang kayu, tiang beton pejal, tiang beton prategang (pejal atau berlubang), tiang baja bulat (tertutup pada ujungnya)

(42)

26 Tiang perpindahan kecil, adalah sama seperti tiang kategori pertama hanya volume tanah yang dipindahkan saat pemancangan relative kecil, contohnya: tiang beton berlubang dengan ujung terbuka, tiang beton prategang berlubang dengan ujung terbuka, tiang baja H, tiang baja bulat ujung terbuka, dan tiang ulir.

3. Tiang Tanpa Perpindahan (Non Displacement Pile)

Tiang tanpa perpindahan, terdiri dari tiang yang dipasang di dalam tanah dengan cara menggali atau mengebor tanah. Termasuk dalam tiang tanpa perpindahan adalah bore pile, yaitu tiang beton yang pengecorannya langsung di dalam lubang hasil pengeboran tanah ( pipa baja diletakkan di dalam lubang dan dicor beton) (Hardiyatmo, 2002).

Gambar 2.4 Panjang dan Beban Maksimum untuk Berbagai Macam Tipe Tiang yang Umum Dipakai Dalam Praktek Menurut Carson

(43)

2.3.3. Pondasi Tiang Bor (Bore Pile)

Tiang bor dipasang ke dalam tanah dengan cara mengebor tanah terlebih dahulu, baru kemudian diisi tulangan dan dicor beton. Tiang bor biasanya dipakai pada tanah yang stabil dan kaku, sehingga memungkinkan untuk membentuk lubang yang stabil dengan alat bor. Jika tanah mengandung air, pipa besi dibutuhkan untuk menahan dinding lubang dan pipa ini ditarik ke atas pada waktu pengecoran. Pada tanah yang keras atau batuan lunak, dasar tiang dapat dibesarkan untuk menambah tahanan dukung ujung tiang.

Ada berbagai jenis pondasi tiang bor, yaitu : 1. Tiang bor lurus untuk tanah keras.

2. Tiang bor yang ujungnya diperbesar berbentuk bel. 3. Tiang bor yang ujungnya diperbesar berbentuk trapesium.

Gambar 2.5 Jenis - jenis Tiang Bor (Braja M.Das, 1941)

Ada beberapa alasan digunakan pondasi tiang bor dalam konstruksi, yaitu :

(44)

28 2. Kedalaman tiang dapat divariasikan.

3. Tiang bor dapat dikerjakan sebelum penyelesaian tahapan selanjutnya dalam konstruksi.

4. Proses pengerjaan tiang bor dapat menghidari kerusakan bangunan yang ada disekitarnya.

5. Pada pondasi tiang pancang, proses pemancangan pada tanah lempung akan

membuat tanah bergelombang dan menyebabkan tiang pancang sebelumnya bergerak ke sampaing dan menimbulkan suara serta getaran. Hal ini tidak terjadi pada konstruksi tiang bor.

6. Karena dasar dari tiang bor dapat diperbesar, hal ini memberikan ketahanan yang besar untuk daya dukung.

7. Pondasi tiang bor mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap beban lateral.

Beberapa kelemahan dari pondasi tiang bor :

1. Keadaan cuaca yang buruk dapat mempersulit pengeboran dan pembetonan.

2. Pengeboran dapat mengakibatkan gangguan kepadatan, bila tanah berupa

pasir atau tanah kerikil.

3. Pengecoran beton sulit apabila dipengaruhi air tanah karena mutu beton

tidak dapat dikontrol dengan baik.

4. Pembesaran ujung bawah tiang dapat dilakukan bila tanah berupa pasir.

5. Air yang mengalir ke dalam lubang bor dapat mengakibatkan gangguan

tanah, sehingga mengurangi kapasitas dukung tanah terhadap tiang bor. 6. Akan terjadi tanah runtuh (ground loss) jika tindakan pencegahan tidak

(45)

7. Karena diameter tiang relative besar dan memerlukan banyak beton, untuk

proyek pekerjaan kecil dapat mengakibatkan biaya yang melonjak.

8. Walaupun penetrasi sampai ke tanah pendukung pondasi dianggap telah

terpenuhi, terkadang terjadi tiang pendukung kurang sempurna karena adanya lumpur yang tertimbun di dasar tiang.

Ditinjau dari segi pelaksanaanya pondasi tiang bor dapat dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu :

1. Sistem Augering

Pada sistem ini selain augernya sendiri, untuk kondisi lapangan pada tanah yang mudah longsor diperlukan casing atau bentonite slurry sebagai penahan longsor. Penggunaan bentonite slurry untuk kondisi lapisan tanah yang permeabilitasnya besar tidak disarankan, karena akan membuat banyak terjadinya perembesan.

2. Sitem Grabbing

Pada penggunaan sistem ini diperlukan casing (continuous semirotary motion casing) sebagai penahan kelongsoran. Casing tersebut dimasukkan ke dalam tanah dengan cara ditekan sambil diputar. Sistem ini sebenarnya cocok untuk semua kondisi tanah, tetapi yang paling sesuai adalah kondisi tanah yang sulit ditembus.

3. Sistem Wash Boring

Pada sistem ini diperlukan casing sebagai penahan kelongsoran dan juga pompa air untuk sirkulasi air yang dipakai untuk pengeboran. Sistem ini cocok untuk kondisi tanah pasir lepas. Untuk jenis tiang bor ini perlu

(46)

30 diberikan tambahan tulangan praktis untuk penahan gaya lateral yang terjadi. Penulangan minimum 2% dari luas penampang tiang.

Ada beberapa pengaruh yang diakibatkan ketika pemasangan bore pile yaitu:

1. Bore pile dalam tanah kohesif

Penelitian pengaruh pekerjaan pemasangan bore pile pada adhesi antara dinding tiang dan tanah sekitarnya, menunjukkan bahwa nilai adhesi lebih kecil dari pada nilai kohesi tak terdrainase (undrained cohesion) tanah sebelum pemasangan tiang. Hal ini, adalah akibat dari pelunakan lempung disekitar dinding lubang. Pelunakan tersebut adalah pengaruh dari bertambahnya kadar air lempung oleh pengaruh – pengaruh air pada pengecoran beton, pengaliran air tanah ke zona yang bertekanan yang lebih rendah disekitar lubang bor, dan air yang dipakai untuk pelaksanaan pembuatan lubang bor. Pelunakan pada tanh lempung dapat dikurangi jika pengeboran dan pengecoran dilaksanakan dalam waktu 1 atau 2 jam (Palmer and Holland, 1966).

Pelaksanaan pengeboran juga mempengaruhi kondisi dasar lubang yang di buat. Hal ini mengakibatkan pelunakan dan gangguan tanah lempung di dasar lubang, yang berakibat menambah besarnya penurunan. Pengaruh gangguan ini sangat besar terutama bila diameter ujung tiang diperbesar, dimana tahanan ujungnya sebagian ditumpu oleh ujung tiang. Karena itu, penting untuk membersihkan dasar lubang. Gangguan yang lain dapat pula terjadi akibat pemasangan tiang yang tidak baik, seperti : pengeboran yang melengkung, pemisahan campuran beton saat pengecoran

(47)

31 dan pelengkungan tulangan beton saat pemasangan. Hal – hal tersebut perlu diperhatikan saat pemasangan.

2. Bore pile pada tanah granuler

Pada waktu pengeboran, biasanya dibutuhkan tabung luar (casing) sebagai pelindung terhadap longsoran dinding galian. Gangguan kepadatan tanah terjadi pada saat tabung pelindung ditarik keatas saat pengecoran . Karena itu dalam hitungan bore pile di dalam tanah pasir , Tomlinson (1975) menyarankan untuk menggunakan sudut geser dalam (ϕ) ultimit dari contoh tanah terganggu , kecuali jika tiang diletakkan pada kerikil padat dimana dinding lubang yang bergelombang tidak terjadi . jika pemadatan yang seksama diberikan pada beton yang berada diatas tiang, maka gangguan kepadatan tanah dieliminasi sehingga sudut geser dalam (ϕ) pada kondisi padat dapat digunakan, akan tetapi pemadatan tersebut sulit di laksanakan karena terhalang tulangan beton.

2.3.4 Metode Pelaksanaan Pondasi Bor ( Bore Pile)

Metode pelaksanaan pondasi dilapangan sangat dipengaruhi oleh teknologi cangih. Aplikasi teknologi ini banyak diterapkan dalam metode pelaksanaan pekerjaan konstruksi. Penggunaan metode yang tepat, praktis, cepat dan aman sangat membantu dalam penyelesaian pekerjaan pada suatu proyek konstruksi. Sehingga target waktu, biaya dan mutu sebagaimana ditetapkan dapat tercapai. Bahkan, pelaksanaan yang efisien dan efektif dapat membantu dalam pengunaan biaya.

(48)

32 Secara umum tahapan pekerjaan pondasi tiang bor sebagai berikut :

1. Persiapan Lokasi Pekerjaan (Site Preparation)

Pelajari lay – out pondasi dan titik – titik bore pile, membersihkan lokasi pekerjaan dari gangguan yang ada seperti bangunan, tanaman, pepohonan, tiang listrik/telepon, kabel dan lain sebagainya.

2. Rute / Alur Pengeboran (Route of Boring)

Merencanakan alur/urutan pengeboran sehingga setiap pergerakan mesin RCD, Excavator, Crane dan Truck Mixer dapat termobilisasi tanpa halangan.

3. Survey Lapangan dan Penentuan Titik Pondasi (Site Survey and Centering of Pile)

Mengukur dan menentukan posisi titik koordinat bore pile dengan bantuan alat Theodolit.

4. Pemasangan Stand Pipe

Stand pipe dipasang dengan ketentuan bahwa pusat dari stand pipe harus berada pada titik as pondasi yang telah disurvei terlebih dahulu. Pemasangan stand pipe dilakukan dengan bantuan excavator (back hoe).

5. Pembuatan Drainase dan Kolam Air

Kolam air berfungsi untuk penampungan air bersih yang akan digunakan untuk pekerjaan pengeboran sekaligus untuk tempat

(49)

33 penampungan air bercampur lumpur hasil dari pengeboran. Ukuran kolam air berkisar 3m x 3m x 2,5m dan drainase penghubung dari kolam ke stand pipe berukuran 1,2m, dan kedalaman 0,7 m (tergantung kondisi lapangan). Jarak kolam air tidak boleh terlalu dekat dengan lubang pengeboran, sehingga lumpur dalam air hasil pengeboran mengendap dulu sebelum airnya mengalir kembali ke lubang pengeboran.

Prosedur Pengeboran dengan Metode RCD

Metode RCD merupakan metode dengan pengeboran sedikit berputar untuk melepaskan tanah yang dibor dan air melalui bore pile. Dengan memperluas pengeboran pile membuat pengeboran terus menerus berjalan, hal ini efektif dilakukan sehingga tidak perlu untuk mengangkat bucket seperti metode lain. Ketinggian air harus dijaga 2m lebih tinggi daripada tingkat air bawah tanah untuk mencegah runtuhnya lubang dibor . Jika ketinggian muka air di dalam lubang yang berisi material halus dari air tanah yang dibor sudah cukup penuh, salurkan hingga habis ke kolam pengendapan dan endapkan , hal ini untuk mencegah runtuhnya dinding berongga pada bore pile. Proses sirkulasi air seperti mengirim air ke luar dari pipa dibor, aliran air dengan mudah mengalir, sehingga dinding berongga yang lebih stabil, dan air yang mengalir di dalam pipa mengalir dengan cepat, yang membuat tanah dibor habis dengan mudah. Dalam metode RCD, casing, diperlukan untuk mencegah runtuhnya dinding berlubang dan untuk mengamankan tingkat air di dalam lubang.

(50)

34 Ada beberapa tahapan yang harus dilaksanakan dalam metode RCD yaitu :

1. Setting Mesin RCD (RCD Machine Instalation)

Setelah stand pipe terpasang, mata bor dimasukkan sesuai dengan diameter yang ditentukan terlebih dahulu ke dalam stand pipe, kemudian beberapa buah pelat dipasang untuk memperkuat tanah dasar dudukan mesin RCD (dapat dilihat pada Gambar 2.6), kemudian mesin RCD diposisikan dengan ketentuan sebagai berikut :

1. Mata bor disambung dengan stang pemutar, dan harus tepat berada

pada pusat/as stand pipe (titik pondasi).

2. Pondasi mesin RCD harus tegak lurus terhadap lubang yang akan

dibor (yang sudah terpasang stand tube).

(51)

Dalam metode RCD, pengeboran sedikit berputar untuk

melepaskan tanah yang dibor dan air melalui bore pile. Dengan memperluas pengeboran pile membuat pengeboran terus menerus berjalan, hal ini efektif dilakukan sehingga tidak perlu untuk mengangkat bucket seperti metode lain. Ketinggian air harus dijaga 2m lebih tinggi daripada tingkat air bawah tanah untuk mencegah runtuhnya lubang dibor . Jika ketinggian muka air di dalam lubang yang berisi material halus dari air tanah yang dibor sudah cukup penuh, salurkan hingga habis ke kolam pengendapan dan endapkan , hal ini untuk mencegah runtuhnya dinding berongga pada bore pile. Proses sirkulasi air seperti mengirim air ke luar dari pipa dibor, aliran air dengan mudah mengalir, sehingga dinding berongga yang lebih stabil, dan air yang mengalir di dalam pipa mengalir dengan cepat, yang membuat tanah dibor habis dengan mudah. Dalam metode RCD, casing, diperlukan untuk mencegah runtuhnya dinding berlubang dan untuk mengamankan tingkat air di dalam lubang.

2. Proses Pengeboran (Drilling Work)

Setelah letak/posisi mesin RCD sudah benar – benar tegak lurus, maka proses pengeboran dapat dimulai dengan ketentuan sebagai berikut :

1. Pengeboran dilakukan dengan memutar mata bor kearah kanan, dan sesekali diputar ke arah kiri untuk memastikan bahwa lubang pengeboran benar – benar mulus, sekaligus untuk menghancurkan

(52)

36 tanah hasil pengeboran supaya larut dalam air agar lebih mudah dihisap.

2. Proses pengeboran dilakukan bersamaan dengan proses penghisapan lumpur hasil pengeboran, sehingga air yang ditampung pada kolam air harus dapat memenuhi sirkulasi air yang diperlukan untuk pengeboran.

3. Setiap kedalaman pengeboran + 3 meter, dilakukan peyambungan stang bor sampai kedalaman yang diinginkan tercapai.

4. Jika kedalaman yang diinginkan hampir tercapai + 1 meter lagi, maka proses penghisapan dihentikan (mesin pompa hisap tidak diaktifkan), sementara pengeboran terus dilakukan sampai kedalaman yang diinginkan (dapat diperkirakan dari stang bor yang sudah masuk), selanjutnya stang bor dinaikkan sekitar 0,5 – 1 meter, lalu proses penghisapan dilakukan terus sampai air yang keluar dari selang buang kelihatan lebih bersih + 15 menit.

5. Kedalaman pengeboran diukur dengan meteran pengukur, jika kedalaman yang diinginkan belum tercapai maka proses pada langkah ke 4 dilakukan kembali, Jika kedalaman yang diinginkan sudah tercapai maka stang bor boleh diangkat dan dibuka.

3. Instalasi Tulangan dan Pipa Tremic (Steel Cage and Tremic Pipe Instalation)

(53)

37 Tulangan yang digunakan sudah harus tersedia lebih dahulu sebelum pengeboran dilakukan, sehingga proses pengeboran selesai, langsung dilakukan instalasi tulangan, hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya kelongsoran dinding lubang yang sudah selesai dibor. Tulangan harus dirakit rapi dan ikatan tulangan spiral dengan tulangan utama harus benar – benar kuat sehingga pada waktu pengangkatan tulangan oleh crane tidak terjadi kerusakan pada tulangan.

Proses instalasi tulangan dilakukan sebagai berikut :

a. Posisi crane harus benar – benar diperhatikan, sehingga tulangan yang akan dimasukkan benar –benar tegak lurus terhadap lubang bor, dan juga pada waktu pengecoran tidak menghalangi jalan masuk truck mixer.

b. Pada tulangan diikatkan dua buah sling, satu buah pada ujung atas tulangan dan satu buah lagi pada bagian sisi memanjang tulangan. Pada bagian dimana sling diikat, ikatan tulangan spiral dengan tulangan utama diperkuat (bila perlu dilas), sehingga pada waktu tulangan diangkat, tulangan tidak rusak (ikatan spiral dengan tulangan utama tidak lepas). Pada setiap sambungan (bagian overlap) sebaiknya dilas, karena pada proses pengecoran, sewaktu pipa tremie dinaikkan dan diturunkan kemungkinan dapat mengenai sisi tulangan yang dapat menyebabkan sambungan tulangan terangkat ke atas.

(54)

38 c. Tulangan diangkat dengan menggunakan dua hook crane, satu pada

sling bagian ujung atas dan satu lagi pada bagian sisi memanjang, pengangkatan dilakukan dengan menarik hook secara bergantian sehingga tulangan tepat lurus, dan setelah tulangan terangkat dan sudah tegak lurus dengan lubang bor, kemudian dimasukkan secara perlahan ke dalam lubang, posisi tulangan terus dijaga supaya tidak menyentuh dinding lubang bor dan posisinya harus benar – benar di tengah/di pusat bor.

d. Jika level yang diinginkan berada di bawah permukaan tanah, maka digunakan besi penggantung.

e. Setelah tulangan dimasukkan, kemudian pipa tremie dimasukkan. Pipa tremie disambung – sambung untuk memudahkan proses instalasi dan juga untuk memudahkan pemotongan tremie pada waktu pengecoran. Ujung pipa tremie berjarak 25 – 50 cm dari dasar lubang pondasi. Jika jaraknya kurang dari 25 cm maka pada saat pengecoran beton lambat keluar dari tremie, sedangkan jika jaraknya lebih dari 50 cm, maka saat pertama kali beton keluar dari tremieakan terjadi pengenceran karena bercampur dengan air pondasi (penting untuk diperhatikan). Pada bagian ujung atas pipa tremie disambung dengan corong pengecoran.

(55)

39 Proses pengecoran harus segera dilakukan setelah instalasi tulangan dan pipa tremie selesai, guna menghindari kemungkinan terjadinya kelongsoran pada dinding lubang bor. Oleh karena itu pemesanan ready mix concrete harus dapat diperkirakan waktunya dengan waktu pengecoran.

Proses pengecoran dilakukan dengan ketentuan sebagai berikut :

1. Pipa tremie dinaikkan setinggi 25 -50 cm diatas dasar lubang bor, air dalam pipa tremie dibiarkan dulu stabil, kemudian dimasukkan bola karet atau mangkok karet yang diameternya sama dengan diameter dalam pipa tremie, yang berfungsi untuk menekan air campur lumpur ke dasar lubang sewaktu beton dituang pertama sekali, sehingga beton tidak bercampur dengan lumpur.

2. Pada awal pengecoran, penuangan dilakukan lebih cepat, hali ini dilakukan supaya bola karet dapat benar – benar menekan air campuran lumpur di dalam pipa tremie, setelah itu penuangan distabilkan sehingga beton tidak tumpah dari corong.

3. Jika beton dalam corong penuh, pipa tremie dapat digerakkan naik turun dengan syarat pipa tremie yang tertanam dalam beton minimal 1 meter pada saat pipa tremie dinaikkan. Jika pipa tremie yang tertanam dalam beton terlalu panjang, hal ini dapat memperlambat proses pengecoran, sehingga perlu dilakukan pemotongan pipa tremie dengan

(56)

40 memperhatikan syarat bahwa pipa tremie yang masih tertanam dalam beton minimal 1 meter.

4. Pengecoran dilakukan dengan mengandalkan gaya gravitasi bumi (gerak jatuh bebas), posisi pipa tremie harus berada pada pusat lubang bor, sehingga tidak merusak tulangan atau tidak menyebabkan tulangan terangkat pada saat pipa tremie digerakkan naik turun. Pengecoran dihentikan 0,5 – 1 meter diatas batas beton bersih, sehingga kualitas beton pada batas bersih benar – benar terjamin (bebas dari lumpur). Setelah pengecoran selesai dilakukan, pipa tremie diangkat dan dibuka, serta dibersihkan.Batas pengecoran diukur dengan meteran kedalaman.

5. Penutupan Kembali/Back Filling

Lubang pondasi yang telah selesai di cor ditutup kembali dengan tanah setelah beton mengeras dan stand pipe dicabut, kemudian tanah tersebut dipadatkan, sehingga dapat dilewati truck dan alat – lat berat lainnya.

6. Drainase dan pagar sementara selama pelaksanaan pekerjaan Bored pile

Untuk menampung air dan lumpur buangan dari lubang bored pile, dibuat proteksi sementara menggunakan karung yang diisi pasir. Pagar sementara dibuat dan dipasang untuk melindungi lokasi pekerjaan dari masyarakat umum, gangguan lalulintas, dll.

(57)

41 Pada Gambar 2.7 dapat dilihat proses Pelaksanaan Pondasi Bored pile secara keseluruhan di lapangan.

(58)

2.4. Uji Pembebanan (loading Tes)

Loading test biasanya disebut juga dengan uji pembebanan statik. Cara yang paling dapat diandalkan untuk menguji daya dukung pondasi tiang adalah dengan uji pembebanan statik. Pengaplikasian terhadap hasil benda uji pembebanan statik merupakan bagian yang cukup penting untuk mengetahui respon tiang pada selimut dan ujungnya serta besarnya daya dukung ultimit.

Pengujian pembebanan tiang umumnya dilaksanakan dengan maksud :

1. Menentukan grafik hubungan beban dan penurunan, terutama pada

pembebanan di sekitar beban yang diharapkan.

2. Sebagai percobaan guna meyakinkan bahwa keruntuhan pondasi

tidak akan terjadi sebelum beban ditentukan tercapai. Nilainya beberapa kali beban rencana. Nilai pengali tersebut dipakai sebagai faktor aman.

3. Menentukan kapasitas ultimit riil, mengecek hasil hitungan

kapasitas tiang yang diperoleh dari rumus statis dan dinamis.

Uji pembebanan biasanya perlu dilakukan untuk kondisi-kondisi seperti berikut ini :

1. Perhitungan analitis tidak memungkinkan untuk dilakukan karena

keterbatasan informasi mengenai detail dan geometri struktur.

2. Kinerja struktur yang sudah menurun karena adanya penurunan

kualitas bahan akibat serangan zat kimia, ataupun karena adanya kerusakan fisik yang dialami bagian-bagian struktur, misalnya akibat gempa, kebakaran, pembebanan yang berlebihan, dan lain-lain.

(59)

3. Tingkat keamanan struktur yang rendah akibat jeleknya kualitas

pelaksanaan ataupun akibat adanya kesalahan perencanaan yang sebelumnya tidak terdeteksi.

4. Struktur direncanakan dengan metode-metode khusus, sehingga

menimbulkan kekhawatiran akan tingkat keamanan struktur tersebut.

5. Perubahan fungsi struktur, sehingga menimbulkan pembebanan

tambahan yang belum diperhitungkan pada perencanaan.

6. Diperlukan pembuktian mengenai kinerja suatu struktur yang baru

saja dicor.

Pengujian beban statik melibatkan pemberian beban statik dan pengukuran pergerakan tiang. Beban – beban umumnya diberikan secara bertahap dan penurunan tiang diamati. Umumnya defenisi keruntuhan yang dicatat untuk interpretasi lebih lanjut adalah bila di bawah suatu beban yang konstan, tiang terus mengalami penurunan.

Sesudah tiang uji terpasang, perlu ditunggu terlebih dahulu selama tujuh hingga tiga puluh hari sebelum pengujian pembebanan tiang. Hal ini penting untuk memungkinkan tanah yang telah terganggu kembali ke keadaan semula, dan tekanan air pori yang terjadi akibat pemancangan tiang telah berdisipasi.

Beban kontra dapat dilakukan dengan dua cara. Cara pertama dengan menggunakan sistem kentledge seperti ditunjukkan pada Gambar 2.8 . Cara kedua dapat menggunakan kerangka baja atau jangkar pada tang seperti ilustrasi

(60)

44 Gambar 2.9. Pembebanan diberikan pada tiang dengan menggunakan dongkrak hidrolik.

Pergerakan tiang dapat diukur menggunakan satu set dial guges yang terpasang pada kepala tiang. Toleransi pembacaan antara satu dial gauge lainnya adalah satu milimeter. Perlu diperhatikan bahwa pengukuran pergerakan relatif tiang sangatlah penting.

Gambar 2.8 Pengujian dengan Sistem Kentledge (Coduto,2001)

(61)

45 Terdapat 4 macam metode pembebanan, yaitu :

1. Slow Maintained Test Load Method) (SM Test)

Metode ini sebagaimana direkomendasikan oleh ASTM D1143-81 (1989), terdiri dari bebarapa langkah sebagai berikut :

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

b. Setiap penambahan beban harus mempertahakan 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, 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 Metode ini dianggap sebagai metode uji standar ASTM dan umumnya digunakan untuk penelitian dilapangan sebelum dilakukan pekerjaan selanjutnya.

(62)

46 2. Quick Maintained Load Test Method (QM Test)

Metode ini seperti tang direkomendasikan oleh departemen perhubungan Amerika serikat, pengelola jalan raya dan ASTM D1143-81 (opsional), terdiri dari bebarapa langkah 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. Metode ini tidak dapat digunakn untuk estimasi penurunan karena metode cepat.

3. Constant rate of Penetration Test Method (CRP Test)

Metode ini disarankan oleh komisi pile Swedia, Departemen perhubungan Amerika Serikat, dan ASTM D1143-81 (opsional). Juga terdiri dari beberapa langkah utama :

(63)

47 b. Gaya yang dibutuhkan untuk mrncapai 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.

4. Swedish Cyclic Test Method (SC Test)

Metode ini dianjurkan oleh komisi pile swedia terdiri beberapa langkah berikut :

a. Bebani tiang hingga sepertiga beban desain.

b. Lepaskan beban hingga seperenam beban desain. Ulangi pembebanan dan pelepasan beban dalam siklus 20 kali.

c. Peningkatan beban dengan sebesar 50% dengan langkah (a) dan pengulangan seperti langkah (b).

d. Lanjutkan hingga kegagalan tercapai.

Metode ini adalah membutuhkan waktu dan siklus perubahan perilaku tiang sehingga tiang berbeda dengan yang aslinya. Ini hanya direkomendasikan atas proyek khusus dimana beban siklus dianggap sangat penting.

(64)

2.4.1 Analisa Daya Dukung Dengan Metode Chin F.K. (1971)

Dasar dari teori ini, diantaranya sebagai berikut :

a. Kurva load-settlement digambar dalam kaitannya dengan S/Q, dimana :

S/Q = C1.S + C2 ... (2.5)

b. Kegagalan beban (Qf) atau beban terakhir (Qult) digambarkan sebagai : Qult = 1/C1 ... (2.6)

Dimana :

S : settlement Q : penambahan beban C1 : kemiringan garis lurus

Settlement

(65)

49 Kegagalan metode Chin dapat digunakan untuk kedua tes beban yaitu tes beban dengan cepat dan tes beban yang dilakukan dengan lambat. Biasanya memberikan perilaku yang tidak realistik untuk kegagalan beban, jika tidak digunakan suatu kenaikan waktu yang konstan pada uji tiang. Jika sepanjang kemajuan tes beban statis, keruntuhan pada tiang akan bertambah maka garis Chin akan menunjukan suatu titik temu, oleh karena itu dalam merencanakan tiap pembacaan metode Chin perlu dipertimbangkan. Dimana Chin memperhatikan batasan beban yang diregresikan linier yang mendekati nilai 1 (satu) dalam mengambil suatu hasil tes beban statis, dengan dasar nilai-nilai yang ditentukan dari dua cara yang telah disebutkan. Secara umum dua titik akan menentukan satu garis dan titik ketiga pada garis yang sama mengkonfirmasikan suatu garis (Fellenius, Bengt H. 2001).

2.4.2. Analisa Daya Dukung Dengan Metode Davisson (1972)

Didalam metode Davisson (1972), metode batas offset mungkin yang terbaik yang dikenal secara luas (Salgado, Rodrigo. 1999). Metoda ini telah diusulkan oleh Davisson sebagai beban yang sesuai dengan pergerakan dimana melebihi tekanan elastis (yang diasumsikan sebagai kolom yang berdiri bebas) dengan suatu nilai 0,15 inchi dan suatu faktor sepadan dengan ukuran diameter tiang yang dibagi oleh 120. Kegagalan beban didefinisikan sebagai beban yang mendorong untuk membentuk sebuah deformasi yang sama pada penyajian akhir dari tekanan tiang elastis dan sebuah deformasi yang sejajar dari pencerminan tekanan tiang elastis untuk prosentase diameter tiang. Hubungan ini dituliskan sebagai berikut :

(66)

X = 0,15 + (D/120) ... (2.7) Sf = ∆ + 0,15 + (D/120) ... (2.8)

Seperti yang terlihat pada Gambar 2.11 , bahwa garis tekanan elastis pada tiang dapat diperoleh dari persamaan deformasi elastis dari suatu tiang, yang mana diperoleh dari persamaan elastis :

∆= QxL/ AxE ... (2.9) Dimana :

Sf : penurunan pada kondisi kegagalan D : diameter tiang

Q : beban yang diterapkan L : panjang tiang

E : modulus elastisitas dari tiang A : luas dari tiang

(67)

2.4.3. Analisa Daya Dukung Dengan Metode Mazurkiewicz (1972)

Metode ini diasumsikan bahwa dengan kapasitas tahanan terbesar (ultimate) akan didapatkan 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, S ; dan Sharma, H. 1990). Hal ini dapat diperlihatkan seperti Gambar 2.12

(68)

2.4.4. Analisa Daya Dukung Dengan Metode Butler dan Hoy (1977)

Butler dan Hoy (1977) mempertimbangkan kegagalan beban saat beban terjadi perpotongan dua buah garis tangen, terhadap grafik hubungan antara load- settlement pada titik-titik yang berbeda (Salgado, Rodrigo. 1999). 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 in/ton pada kurva load-settlement. Pada umumnya, kurva load-settlement saat garis digambarkan lurus merupakan bagian pencerminan yang benar terhadap garis elastis. Pengamatan ini didasarkan pada Fellenius (1980), penggunaan suatu garis pencerminan yang diusulkan kembali sebagai suatu garis tekanan elastis sehingga suatu garis bantu lurus awal didalam Gambar untuk menentukan kegagalan beban.

Gambar 2.13 Grafik Hubungan Beban dengan Penurunan Metode Butler dan Hoy (1977)

(69)

2.4.5 Analisa Daya Dukung Dengan Metode Fuller dan Hoy (1970)

Prosedur untuk menentukan beban ultimate dengan menggunakan metode ini adalah sebagai berikut:

1. Plot kurva beban-penurunan

2. Tentukan beban ultimate (Qv)ult pada kurva yang mana tangen pada kurva

tersebut memiliki kemiringan 0.05 in/ton

Gambar 2.14 Grafik Hubungan Beban dengan Penurunan Metode Butler dan Hoy (1970)

(70)

2.4.6 Analisa Daya Dukung Dengan Metode De Beer (1967)

Prosedur untuk menentukan beban ultimate menggunakan metoda ini adalah sebagai berikut:

1. Plot hubungan beban-penurunan dalam skala logaritma

2. Harga pada item a akan membentuk 2 garis lurus

3. Beban runtuh didefinisikan sebagai beban yang terletak pada perpotongan dua garis lurus tersebut.

Metoda ini biasanya digunakan untuk interpretasi data hasil uji menggunakan slow test (SM).

Gambar 2.15 Grafik Hubungan Pembebanan dan Penurunan Metode De Beer (1967)

(71)

2.4.7 Analisa Daya Dukung Dengan Metode Vander Veen (1953)

Prosedur untuk menetukan beban ultimate menggunakan metode ini adalah sebagai berikut:

1. Pilih dari beban ultimate , misalkan (Qv)ult

2. Plot ln(1-Qva/(Qv)ult) untuk nilai Qva yang berbeda terhadap penurunan

untuk berbagai variasi beban, Qva

3. Jika hasil plot telah membentuk garis lurus maka harga beban ultimate

(Qv)ult maka nilai (Qv)ult tersebut adalah beban ultimate pondasi tersebut.

Gambar 2.16 Grafik Hubungan Pembebanan dan Penurunan Metode Vander Veen (1953)

(72)

2.5. Hitungan Tahanan Beban Lateral Ultimit

Pondasi tiang sering dirancang dengan memperhitungkan beban lateral atau horizontal, seperti beban angin. Gaya lateral yang harus didukung pondasi tiang tergantung pada rangka bangunan yang mengirim gaya lateral tersebut ke kolom bagian bawah. Apabila tiang dipasang secara vertikal dan dirancang untuk mendukung gaya horizontal yang cukup besar, maka bagian atas dari tanah pendukung harus mampu menahan gaya tersebut sehingga tiang-tiang tidak mengalami gerakan lateral yang berlebihan.

Derajat reaksi tanah tergantung pada :

a. Kekuatan tiang

b. Kekakuan tanah

c. Kekakuan ujung tiang

Hal pertama yang harus kita lakukan dalam menghitung kapasitas lateral tiang adalah menentukan apakah tiang tersebut berperilaku sebagai tiang panjang atau tiang pendek. Hal tersebut dilakukan dengan menentukan faktor kekakuan tiang R dan T.

Untuk tanah berupa lempung kaku terkonsolidasi berlebihan (stiff over consolidated clay), modulus tanah umumnya dianggap konstan di seluruh kedalamannya. Faktor kekakuan R dinyatakan dengan persamaan :

(73)

57 (sumber : Broms, 1964)

dimana : K = khd = ₁�1

,5 = modulus tanah

E = modulus elastik tiang

I = momen inersia tiang

d = diameter tiang

2.5.1. Kapasitas Ultimit Tiang Tekan Hidrolis dengan Metode Brooms

a. Tiang Dalam Tanah Kohesif

Broms mengusulkan cara pendekatan sederhana untuk mengestimasi distribusi tekanan tanah yang menahan tiang dalam lempung, yaitu tahanan tanah dianggap sama dengan nol di permukaan tanah sampai kedalaman 1,5d dan konstan sebesar 9cu untuk kedalaman yang lebih besar dari 1,5d tersebut.

- Tiang Ujung Bebas

Untuk tiang panjang, tahanan tiang terhadap gaya lateral akan ditentukan

oleh momen maksimum yang dapat ditahan tiang itu sendiri (My). Untuk tiang

pendek, tahanan tiang terhadap gaya lateral lebih ditentukan oleh tahanan tanah di sekitar tiang. Pada gambar 2.17 dapat dijelaskan bahwa f mendefinisikan letak momen maksimum, dimana pada titik ini gaya lintang pada tiang sama dengan nol. �= _9��

�� (2.11)

dan

(74)

58 Gambar 2.17 Mekanisme Keruntuhan pada Tiang Ujung Bebas pada Tanah Kohesif Menurut Broms (a) Tiang Pendek (b) Tiang Panjang (Broms,1964)

- Tiang Ujung Jepit

Pada tiang ujung jepit, Brooms menganggap bahwa momen yang terjadi pada tubuh tiang yang tertanam di dalam tanah sama dengan momen yang terjadi di ujung atas tiang yang terjepit oleh pile cap.

Gambar 2.18 Tiang Ujung Jepit pada Tanah Kohesif

(75)

59 Untuk tiang panjang, tahanan ultimit tiang terhadap beban lateral dapat dihitung dengan persamaan :

�� = ₁_,_5�+02��_,_5� (2.13)

Sedangkan untuk tiang pendek, Hu dapat dicari dengan persamaan :

�� = 9�� ( � −1,5�) (2.14)

�� = �� (0,5�+ 0,75�) (2.15)

(a)

(b)

Gambar 2.19 Grafik Tahanan Lateral Ultimit Tiang Pada Tanah Kohesif

(76)

60 b. Tiang Dalam Tanah Granuler

Untuk tiang dalam tanah granuler (c = 0), Brooms (1964) berasumsi sebagai berikut :

1.) Tekanan tanah aktif yang bekerja di belakang tiang diabaikan 2.) Distribusikan tekanan tanah pasif di sepanjang tiang bagian depan

sama dengan tiga kali tekanan tanah pasif Rankine

3.) Bentuk penampang tiang tidak berpengaruh terhadap tekanan tanah

ultimit atau tahanan tanah lateral

4.) Tahanan lateral sepenuhnya termobilisasi pada gerakan tiang yang diperhitungkan.

Distribusi tekanan tanah dinyatakan oleh persamaan :

�� = 3�� (2.16)

dimana :

�� = tahanan tanah ultimit

�� = tekanan overburden efektif

�� = ��2(450+ �₂)

(77)

- Tiang Ujung Bebas

Untuk tiang pendek, tiang dianggap berotasi di dekat ujung bawah tiang. Tekanan yang terjadi di tempat ini dianggap dapat digantikan oleh gaya terpusat yang bekerja pada ujung bawah tiang.

��0

.5��3�_�

�+� (2.17)

Momen maksimum terjadi pada jarak f di bawah permukaan tanah, dimana :

�� = 1,5 ��2 (2.18)

dan

� = 0,82 �_��_�

�� (2.19)

sehingga momen maksimum dapat dinyatakan oleh persamaan

��= ��(�+ 1,5�) (2.20)

(78)

62 (b) Tiang Panjang (Broms,1964)

- Tiang Ujung Jepit

Untuk tiang ujung jepit yang kaku (tiang pendek), keruntuhan tiang akan berupa translasi, beban lateral ultimit dinyatakan oleh :

�� = 1,5 ��2�� (2.21)

Defleksi Reaksi Tanah Diagram momen

Gambar 2.21 Tiang Ujung Jepit dalam Tanah Granuler Menurut Broms (a) Tiang pendek (b) Tiang Panjang (Broms, 1964)

Sedangkan untuk tiang ujung jepit yang tidak kaku (tiang panjang),

dimana momen maksimum mencapai My di dua lokasi (Mu+ = Mu-) maka Hu

dapat diperoleh dari persamaan : �� = 2��

�+0,54_�_�_��

��

(79)

63 Gambar 2.22 Grafik Tahanan Lateral Ultimit Tiang pada Tanah Granuler

(Broms, 1964)

2.6 Vibrating Wire Strain Gauge (VWSG)

VWSG adalah sensor yang berguna untuk mencatat perubahan panjang yang sangat kecil yang disegel dan terbungkus dengan aman.Hasil sensor dari perubahan panjang yang sangat kecil tersebut dapat dikonversikan menjadi regangan.

Alat ini dapat membantu untuk mengetahui reaksi tiang saat diberi beban.. Kita dapat mengetahui reaksi tiang di tiap lapisan tanah. Sehingga kita

(80)

64 mengetahui pengaruh dari beban maksimum terdapat pada tiang di lapisan tanah yang mana.

Gambar 2.23 Gambar Alat Vibrating Wire Strain gauge (VWSG)

Kegunaan utama dari alat pembaca regangan adalah menghitung beban dan pembengkokan pada baja, beton dan gabungan dari bagian struktur. Seperti aplikasi tersebut dan tidak dibatasi pada:

(81)

- Dinding penahan tanah

- slab lantai

- balok dan kolom

- bendungan

- perancah/ bekisting

- bangunan sementara dan pekerjaan sementara

- pembangunan jembatan

karakteristik dari VWSG adalah :

- dapat digunakan dalam jangka waktu yang panjang

- cocok untuk tanah yang bervariasi (tidak datar) - akurasi tinggi

- mampu untuk kabel yang panjang

Alat pengukur regangan dibuat berdasarkan vibrating wire teknologi berstandart industry. Ketika aliran listrik terjadi sensor menghasilkan aliran sinyal yang berfrekuensi yang dapat dikonversi menjadi regangan. Aliran sanggup merespon sinyal dalam jarak yang jauh dan tidak menggangu lingkungan. Sinyal frekuensi mentoleransi atau tahan dari kebocoran arus dari luar. VWSG didesain dengan beda konfigurasi yang menyesuaikan lingkungan dan teknik pengerjaannya..

(82)

66 Tabel 2.3 Spesifikasi Vibrating Wire Strain Gauge (VWSG)

(83)

67 RST VWSG di desain untuk di las atau ditambahkan pada berbagai struktur untuk memantau perubahan regangan. RST VWSG ini terbagi dalam 3 bentuk:

- VWSG A (ditambahkan pada struktur baja)

- VWSG S (ditambahkan pada struktur baja)

- VWSG-E dan VWSG-EL (ditambahkan pada beton)

Setiap alat ukuran regangan memiliki dua ujung pelat dengan kabel baja bertegangan berada diantaranya.Permukaan baja atau beton yang mengukur regangan dengan alat pengukur regangan, kedua ujung pelat akan bergerak secara bersamaan. Tegangan pada kabel diantara kedua pelat akan berubah secara beraturan, yang merubah resonansi yang ada pada wayar. Pembacaa sebuah getaran kabel digunakan untuk menghasilkan aliran tegangan pada magnet/gulungan kawat yang berpusat pada alat pengukur regangan. Pertemuan magnet /gulungan kawat mengetarkan kabel dan menghasilkan nilai getaran dari frekuensi resonansi.

Keuntungan VWSG adalah memiliki frekuensi keluaran yang tahan terhadap kebocoran arus dan dapat mentoleransi instalasi kabel pada kondisi basah sesuai dalam kasus geoteknik dan memiliki kapasitas mengirim sinyal radius beberapa kilo meter tanpa kehilangan sinyalnya.

(84)

68 Gambar 2.24 Cara Penggunaan Vibrating Wire Strain Gauge (VWSG) di lapangan

(85)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Data Umum

Data umum dari Proyek Pembangunan Manhattan Mall dan Condominium adalah sebagai berikut :

1. Nama Proyek : Proyek Pembangunan Manhattan Mall dan

Condominium

2. Lokasi Proyek : Jl. Jendral Gatot Subroto, Gagak Hitam- Medan

3. Owner/ Developr : PT. Greenland Garden

4. Kontraktor Utama :Davysukamta & patners, PT.Skemanusa

Consultama Teknik

5. Konsultan Perencanaan : PT. Megatika International 6. Denah lokasi proyek dapat dilihat pada Gambar

(86)

70 Gambar 3.1 Denah Lokasi Proyek

3.2 Data Teknis Proyek

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

1. Diameter bore pile : 1000 mm

2. Panjang tiang pancang : 34 m atau sampai tanah keras

3. Mutu beton : 350

4. Tulangan utama : 8 ϕ 25 mm

(87)

3.3 Metode Pengumpulan Data

Untuk mencapai maksud dan tujuan penelitian ini, dilaksanakan dengan tahapan yang dianggap perlu dan secara garis besar sebagai berikut:

Tahapan pertama adalah melakukan review dan studi kepustakaan terhadap text book dan jurnal – jurnal yang terkait dengan pondasi tiang, permasalahan pada pondasi tiang serta desain dan pelaksaan pemasangan pondasi bore pile.

Tahapan kedua adalah peninjauan langsung ke lokasi proyek dan menentukan lokasi pengambilan data yang tersedia.

Tahapan ketiga adalah pengumpulan data – data dari pihak konsultan.

Data yang diperoleh adalah:

1. Data hasil SPT pada dua titik; 2. Data bore pile pada dua titik 3. Data loading tes pada satu titik 4. Data kapasitas ijin tekan

5. Data uji maksimum

Tahap keempat adalah menganalisis data dengan menggunakan data – data diatas berdasarkan formula yang ada.

Tahapan kelima adalah menganalisis terhadap hasil perhitungan yang dilakukan dan membuat kesimpulan.

(88)

72 Gambar 3.2 Diagram Alliran Penelitian

Mulai

Selesai Studi Pustaka

Pengumpulan Data

Data Primer :

1. Data SPT

2. Data Loading Tes 3. Data Bore Pile 4. Data Uji Maks

5. Data Kapasitas Ijin Tekan

Data Sekunder : 1.

Hasil Pembahasan

Kesimpulan dan Saran Analisis Data :

1. Analisis Daya Dukung

2. Analisis Beban dan Defleksi Lateral

3. Membandingkan besar daya dukung loading

tes dengan analisa daya dukug dengan metode elemen hingga

(89)

3.4. Lokasi Titik Loading Test dan Bored Pile

Gambar 3.3 Denah Pondasi dan Titik1,2,3,4 Pengambilan Data Tes Loading Titik 4

Titik 1

Titik 2 Titik 3

(90)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pendahuluan

Pada bab ini akan dibahas perhitungan besar daya dukung aksial pondasi tiang bor yaitu dengan metode- metode loading tes. Adapun metode yang digunakan adalah metode Chin’s, metode Davisson, metode Mazurkiewicz, metode De Beer’s, Metode Brinch Hansen 90 persen, Metode Fuller dan Hoy, Metode Butler dan Hoy, dan Metode Vander Veen. Sementara daya dukung lateral dihitung dengan analitis dan grafis.

Data yang diperoleh dari proyek ini adalah:

- Data loading tes - Data tiang bor

- Data SPT

(91)

4.2 Analisa Besar Daya Dukung

Metode pelaksanaan percobaan pembebanan vertikal yang akan dilaksanakan adalah dengan metode pembebanan langsung (kentledge system), yaitu dengan menggunakan beban di atas pondasi tiang yang disusun sedemikian rupa dengan total berat yang lebih besar dari beban test yang direncanakan.

Bahan yang digunakan sebagai beban adalah balok beton ukuran 245cm x 120 cm x 50 cm sebanyak 352 buah dengan total berat 517 ton.

Data bore pile:

- Diameter pondasi : 100 cm

- Mutu beton : fc’350 kg/cm2

- Kedalaman pondasi tiang : 34 m

- Kapasitas Ijin Tekan : 420 ton

- Beban Uji Maksimum : 1050ton

- Metode pembebanan : Beban langsung (kentledge system)

- Prosedur pembebanan : Slow maintained loading

- Standard pengujian : ASTM. D. 1143 – 81

- Luas tiang (Ap) = 1 4⁄ ��2

= 1 4⁄ �(100)2

= 7850 cm2

- Keliling tiang (P) = ��

= � 100

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

Analisa Besar Daya Dukung Pondasi Bore Pile Menggunakan Metode Loading Test (Studi Kasus Proyek Pembangunan Manhattan Mall dan Condominium)