Kapasitas Daya Dukung dengan Metode SPT Faktor Keamanan

2.4.1 Tiang Bor Berdasarkan Pemindahan Beban

Jenis tiang bor ini memindahkan beban kedalam tanah melalui tahanan ujung point bearing pile dan melalui tahanan kulit friction pile. Point bearing pile adalah tiang bor dengan tahanan ujung yang pemancangannya sampai kelapisan tanah keras, pada umumnya dipergunakan pada tanah lunak. Friction pile adalah tiang yang meneruskan beban kedalam tanah melalui gesekan kulit atau skin friction. Pemakaian tiang bor ini umumnya dilakukan pada tanah berbutir halus dan sukar menyerap air. Pada umumnya dilapangan dijumpai tipe tiang yang merupakan kombinasi dari point bearing pile dengan friction pile , keadaan ini terjadi karena tanah merupakan kombinasi tanah berbutir kasar dengan tanah berbutir halus. Reese and O’Neill, 1989

2.4.2 Jarak dan Susunan Tiang

Jarak antara tiang bor di dalam kelompok tiang akan mempengaruhi kapasitas daya dukung kelompok tiang. Bila beberapa tiang dikelompokkan dengan jarak yang saling berdekatan maka tegangan tanah akibat gesekan tiang dengan tanah mempengaruhi daya dukung tiang yang lain. Jarak minimum antara dua tiang adalah: S 2 D, dimana S = jarak antara tiang dan D = diameter tiang.

2.5 Kapasitas Daya Dukung dengan Metode SPT

Universitas Sumatera Utara Kapasitas ultimit tiang dapat dihitung secara empiris dari nilai N hasil uji SPT. Untuk tiang bore yang terletak di dalam tanah pasir jenuh, Meyerhof 1956 menyarankan persamaan sebagai berikut: Q u = 4 N b A b N 50 1 + A s 2.8 Untuk tiang pancang baja profil: Q u = 4 N b A b N 100 1 + A s 2.9 Dimana, Q u N = kapasitas ultimit tiang ton b A = nilai N dari uji SPT pada tanah disekitar dasar tiang s = luas selimut tiang ft 2 A dengan 1 ft = 30,48,dan b = luas dari tiang ft 2 . Nilai maksimum 50 N dari suku ke-2 pada persamaan 2.8 dan 2.9, yaitu suku persamaan yang menyatakan tahanan gesek dinding tiang pancang, disarankan sebesar 1,0 tft 2 1,08 kgm 2 = 107 knm 2 untuk persamaan 2.8 dan 0,5 tft 2 0,54 kgcm 2 = 53 knm 2 Pada penelitian selanjutnya Meyerhof 1976 mengusulkan persamaan untuk menghitung tahanan ujung tiang: untuk persamaan 2.19. Kedua persamaan diatas telah digunakan dengan aman untuk perancangan tiang pancang pada lempung kaku, Bromham dan Styles, 1971. Universitas Sumatera Utara Q b = A h N 38       d L b 380 N A b Dengan kN 2.10 N adalah mulai N rata-rata yang dihitung dari 8d diatas dasar tiang sampai 4d dibawah dasar tiang, sedang L b d adalah rasio kedalam yang dinilainya dapat kurang dari Ld bila tanahnya berlapis-lapis. Meyerhof,1976

2.6 Kapasitas Daya Dukung dengan Metode Pembebanan

Loading Test Daya dukung tiang bor berdasarkan uji pembebanan loading test dapat dilakukan setelah selesai pengecoran, yang bertujuan untuk mengetahui hubungan antara beban dengan penurunan pondasi akibat pembebanan. Besar daya dukung tiang berdasarkan hasil uji pembebanan dapat diketahui langsung pada saat pengujian beban, untuk kondisi tiang bor mengalami keruntuhan. Tujuan dilakukan percobaan pembebanan vertical compressive Loading test terhadap pondasi tiang adalah sebagai berikut: Loading test biasa disebut juga dengan uji pembebanan statik. Cara yang paling dapat diandalkan untuk menguji daya dukung pondasi tiang adalah dengan uji pembebanan statik. - Untuk mengetahui hubungan antara beban dan penurunan pondasi akibat beban rencana. - Untuk menguji bawah pondasi tiang yang dilaksanakan mampu mendukung beban rencana dan membuktikan bahwa dalam pelaksanaan tidak terjadi kegagalan. Universitas Sumatera Utara - Untuk menentukan daya dukung ultimate nyata real ultimate bearing capacity sebagai control dari hasil perhitungan berdasarkan formula statis maupun dinamis. - Untuk mengetahui kemampuan elastisitas dari tanah, mutu beton dan mutu besi beton. Wesley, L.D., 1997 Uji pembebanan biasanya perlu dilakukan untuk kondisi-kondisi seperti berikut ini: a. Perhitungan analitis tidak memungkinkan untuk dilakukan karena keterbatasan informasi mengenai detail dan geometri struktur. b. Kinerja struktur yang sudah menurun karena adanya penurunan kualitas bahan, akibat serangan zat kimia, ataupun karena adanya kerusakan flsik yang dialami bagian-bagian struktur, akibat kebakaran, gempa, pembebanan yang berlebihan dan lain-lain. c. Tingkat keamanan struktur yang rendah akibat jeleknya kualitas pelaksanaan ataupun akibat adanya kesalahan pada perencanaan yang sebelumnya tidak terdeteksi. d. Struktur direncanakan dengan metode-metode yang non-stardard, sehingga menimbulkan kekhawatiran mengenai tingkat keamanan struktur tersebut. e. Perubahan fungsi struktur, sehingga menimbulkan pembebanan tambahan yang belum diperhitungkan dalam perencanaan. f. Diperlukannya pembuktian mengenai kinerja suatu struktur yang baru saja dicor. Universitas Sumatera Utara 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. American Society Testing and Materials, 2010 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 150 dari beban kerja sering dilakukan pada tahap verifikasi daya dukung, tetapi untuk alasan lain misalnya untuk keperluan optimasi dan untuk control beban ultimit pada gempa kuat, seringkali diperlukan pengujian sebesar 250 hingga 300 Pengujian beban statik melibatkan pemberian beban statik dan pengukuran dari beban kerja. 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 dicor, perlu ditunggu terlebih dahulu selama 28 hari sebelum tiang dapat diuji. Hal ini penting American Society Testing and Materials , 2010 untuk memungkinkan tanah Universitas Sumatera Utara yang telah terganggu kembali keadaan semula, dan tekanan air pori akses yang terjadi akibat pengeboran dan pengecoran tiang telah berdisipasi. Beban kontra dapat dilakukan dengan dua car Pembebanan dapat dilakukan dengan cara menggunakan system kentledge, yaitu dengan menumpuk blok-blok beton Gambar 2.1 atau material lain sesuai yang dibutuhkan. a. Gambar 2.1. Uji Pembebanan dengan Sistem Kentledge Cara lainnya dengan menggunakan reaction pile Anchor System yaitu menggunakan tiang bor lain yang akan berfungsi sebagai tiang tarik Gambar 2.2. Pemberian beban pada kepala tiang dilakukan dengan dongkrak hidrolik. Pelaksanaan sistem pembebanan di atas memerlukan waktu yang lama dan tempat yang luas serta biaya besar. Selama pembebanan semua kegiatan di sekitar area tersebut harus berhenti karena dapat mengganggu ketelitian hasil pengujian. American Society Testing and Materials , 2010 Universitas Sumatera Utara Gambar 2.2. Uji Pembebanan dengan System Reaction Pile Anchor System Data penting dari pengujian ini adalah diperolehnya grafik hubungan antara penurunan tiang settlement vs. beban load. Dari grafik ini, dengan menggunakan berbagai metoda: seperti Metoda Davission, dan Metode Mazurkiewich dapat diprediksi daya dukung batas dari tiang. Pergerakan tiang dapat diukur dengan menggunakan satu set dial guges yang terpasang pada kepala tiang. Toleransi pembacaan antara satu dial gauge lainnya adalah 1 mm. Dalam banyak hal, sangat penting untuk mengukur pergerakan relative dari tiang. Untuk mendapatkan informasi lebih lanjut dari interaksi tanah dengan tiang, pengujian tiang sebaiknya dilengkapi dengan instrumentasi. Para praktisi dan peneliti sudah menggunakan banyak metode pengujian beban tiang seperti dilaporkan dalam berbagai publikasi. Pengujian beban yang American Society Testing and Materials, 2010 Universitas Sumatera Utara umum dilakukan ada 4 empat metode pengujian yang diidentifikasi sebagai metode pengujian beban yaitu:

2.6.1 Prosedur Pembebanan Standar SML Monotonik

Slow Maintained Load Test SML menggunakan delapan kali peningkatan beban. Prosedur standar SML adalah dengan memberikan beban secara bertahap setiap 25 dari beban rencana. Untuk tiap tahap beban, pembacaan diteruskan hingga penurunan settlement tidak lebih dari 254 mm jam, tetapi tidak lebih dari 2 jam. Penambahan beban dilakukan hingga dua kali beban rencana, kemudian ditahan. Setelah itu beban diturunkan secara bertahap untuk pengukuran rebound Beban terdiri dari 8 tahapan 25, 50, 75, 100, 125, 150 175 dan 200 hingga 200 dari beban rencana. . Beban diberikan sesuai dengan masing-masing tahapan hingga dicapai penurunan sebesar 0.01 inh 0.25 mmjam tetapi tidak lebih dari 2 jam pada setiap tahapannya. Pada tahapan beban mencapai 200, beban ditahan hingga 24 jam. Jika waktu pada siklus ketiga telah dicapai maka dilakukan pengurangan beban sebesar 25 pada tiap tahapnya dengan jarak masing-masing pengurangan tersebut adalah selama 1 jam. Jika beban telah diberikan dan dikurangi seluruhnya, seperti pada langkah berikutnya, berikan kembali beban sebesar 200 pada tiang dengan tahapan sebesar 50 dengan jarak masing-masing beban adalah selama 20 menit. Universitas Sumatera Utara Jika beban yang diberikan telah dicapai seluruhnya 200 beban rencana maka batasan penurunan yang diijinkan oleh ASTM dalam seluruh tahapan pembebanan yaitu sebesar 1 inchi atau 2,54 cm. sebelum tiang mengalami keruntuhan. American Society Testing and Materials, 2010

2.6.2 Prosedur Pembebanan Standar SML siklik

Metode pembebanan sama dengan SML monotonik, tetapi pada tiap Beban yang diujikan adalah sebesar 200 dari beban perencanaan dan dilaksanakan dengan pertambahan 25 dari beban perencanaan, kecuali jika terjadi keruntuhan sebelum beban tersebut dicapai. tahapan beban dilakukan pelepasan beban dan kemudian dibebani kembali hingga tahap beban berikutnya unloading – reloading . Dengan cara ini, rebound dari setiap tahap beban diketahui dan perilaku pemikulan beban pada tanah dapat disimpulkan dengan lebih baik. Metode ini membutuhkan waktu yang lebih lama daripada metode SML monotonik. 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. 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 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. Jika tiang mengalami keruntuhan maka pemompaan hydraulic jack dilanjutkan hingga penurunan yang terjadi adalah sama dengan 15 dari diameter tiang. American Society Testing and Materials, 2010

2.6.3 Quick Load Test Quick ML

Karena prosedur standar membutuhkan waktu yang cukup lama, maka para peneliti membuat modifikasi untuk mempercepat pengujian. Metode ini kontrol oleh waktu dan penurunan, dimana setiap 8 tahapan beban ditahan dalam waktu yang singkat tanpa memperhatikan kecepatan pergerakan tiang. Pengujian dilakukan hingga runtuh atau hingga mencapai beban tertentu. Waktu total yang dibutuhkan 3 hingga 6 jam Beban diberikan hingga 300 beban rencana dengan tahapan sebanyak 20 tahapan masing-masing tahapan sebesar 15 beban rencana. Beban ditahan pada setiap tahapnya untuk selama 5 menit dengan pembacaan dilakukan setiap 2.5 menit. . Tambahkan tahapan beban jika beban pada setiap tahap telah dicapai. Setelah interval 5 menit, kurangi beban secara keseluruhan dalam 4 bagian increment yang sama besarnya dengan masing-masing pengurangan berjarak 5 menit. Metode ini cepat dan ekonomis. Waktu yang diperlukan untuk melakukan uji ini sekitar 3 jam hingga 5 jam. Metoda ini lebih menggambarkan kondisi undrained Universitas Sumatera Utara yang terjadi pada tiang. Metoda ini tidak dapat digunakan untuk memperkirakan penurunan yang terjadi. American Society Testing and Materials, 2010

2.6.4 Prosedur Pembebanan dengan Kecepatan Konstan CRP

Metode CRP merupakan salah satu alternative lain untuk pengujian tiang secara statis. Prosedurnya adalah dengan membebani tiang secara terus- menerus hingga kecepatan penetrasi ke dalam tanah konstan. Umumnya diambil patokan sebesar 0.245 cmmenit atau lebih rendah bila jenis tanah adalah lempung. Hasil pengujian tiang dengan metode CRP menunujukkan bahwa beban runtuh relative tidak tergantung oleh kecepatan penetrasi bila digunakan batasan kecepatan penurunan kurang dari 0.125 cmmenit. Kecepatan yang lebih tinggi dapat menghasilkan daya dukung yang sedikit. Beban dan pembacaan deformasi diambil setiap menit. Pengujian dihentikan bila pergerakan total kepala tiang mencapai 10 dari diameter tiang bila pergerakan displacement sudah cukup besar. Pengujian dengan metode CRP umumnya membutuhkan waktu sekitar 1 jam tergantung ukuran dan daya dukung tiang. Metode CRP memberikan hasil serupa dengan metode Quick ML, dan sebagaimana metode Quick ML, metode ini juga dapat diselesaikan dalam waktu 1 hari. Interprestasi Hasil Uji Pembebanan Statik Dari hasil uji pembebanan, dapat dilakukan interprestasi untuk menentukan besarnya beban ultimit. Universitas Sumatera Utara Kepala tiang diberikan beban hingga kecepatan penurunan yang terjadi sebesar 0.05 inmin 1.25 mmmenit. Beban yang diperlukan untuk mencapai kecepatan penurunan seperti yang disebutkan pada item pertama kemudian dicatat. Uji dilakukan hingga total penurunan mencapai 2 inchi hingga 3 inchi 50 mm hingga 75 mm. American Society Testing and Materials, 2010

2.6.5 Peralatan Pengujian Pembebanan

Peralatan yang digunakan dalam pengujian pembebanan yaitu: 1. Hydraulick Jack - Capacity : 1000 ton - Piston diameter : 184,15 - Stroke : 152,4 mm - Type : Enerpac, USA - Model No : CLR – 10006 Hydraulic Jack berfungsi memberikan tekanan pada beban yang akan diterima oleh bore pile. 2. Hydraulick Pressure Gruge - Rating capacity : 10.000 psi ; 400bar - Diameter : 4 inch - Brand : Enerpac USA - Model No : GP- 105 Universitas Sumatera Utara Pressure Gauge Manometer berfungsi pengontrol beban yang dikontrol pada manometer pressure gauge yang dipasang pada pompa hydraulic pump . 3. Hydraulick Pump - Operating Pressure : 10.000 psi - Type : Hand operate - Model No : p-464 press Hand Pump berfungsi memberikan tekanan kepada hydraulic jack. 4. Dial Indicator dan magnet Base - Dial Reading : 0,01 mm power grad - Total travel : 50 mm - Brand : Milatoyo, Japan Shack Proof - Model No : 3058 E dan 7010 SB Susunan peralatan pada pelaksanaan pengujian test dapat dilihat pada Gambar 2.3 berikut: Universitas Sumatera Utara Gambar 2.3. Peralatan Pengujian Pembebanan Pengujian ini dilakukan dengan cara pemberian beban statik secara bertahap pada tiang dengan mempergunakan satu atau lebih dongkrak hidrolik yang diletakkan secara sentral di atas kepala tiang uji. Dongkrak hidrolik dihubungkan dengan pompa hidrolik dan dipasang manometer yang berfungsi sebagai pembaca beban. Sebagai pendukung beban dipergunakan beban beam yang diletakkan diatas platform. Selain pemberian beban pada pengujian ini juga disertai pengukuran pergerakan yang terjadi pada tiang akibat pembebanan. Untuk mengetahui besarnya pergerakan yang terjadi dipergunakan satu set dial gauges yang dipasang pada tiang uji dengan jarum pengukur diletakkan pada reference beam. American Society Testing and Materials, 2010 Hasil pengujian ini kemudian direpresentasikan dalam bentuk grafik hubungan beban dan penurunan. Dengan tujuan sebagai pengujian untuk meyakinkan bahwa tiang dapat berfungsi menahan beban yang direncanakan. Peralatan dan Bahan dalam Loading test: a. Tiang cor Cast in place pile, satuan pondasi dalam yang terbuat dari spesimen semen atau beton dan dibangun di lokasi akhir, misalnya, poros pengeboran, tiang bor, caisson, dll. b. Batang penunjuk, batang logam yang tidak diruangkan yang dikembangkan melalui uji tiang atau pile dari titik spesifik yang digunakan sebagai acuan untuk mengukur perubahan panjang tiang. Universitas Sumatera Utara c. Jalur kawat, kawat baja yang dipasang dengan gaya tegangan konstant antara dua penopang dan digunakan sebagai garis acuan untuk membaca skala yang menunjukkan gerakan tiang tes. Gambar 2.4. Jalur Kawat Baja Penopang d. Jack hidrolik dan pengoperasiannya harus membentuk ASTM jack dan harus memiliki kapasitas beban nominal yang melebihi beban jack maksimum yang diantisipasi setidaknya hingga 20. Jack, pompa dan beberapa selang, pipa, fitting, gage, atau transducer digunakan untuk menekannya harus memiliki tekanan pengaman sesuai dengan kapasitas jack nominal. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.5. Jack Hidrolik e. Dial Gage harus memiliki graduasi minimum kurang dari atau sama dengan 1 dari beban maksimum yang diberikan dan harus sesuai dengan Standart. Gage tekanan dan gauge yang dilengkapi dengan keakuratan grade 1`A yang memiliki error izin 1 dari rentangan. Transducer tekanan harus memiliki resolusi minimum kurang dari atau sama dengan 1 dari beban maksimum yang diberikan 100 dengan keakuratan golongan 1A yang memiliki error izin ± 1 dari rentang. Ketika diguanakan untuk mengontrol tes, transducer tekanan harus termasuk display real time. American Society Testing and Materials, 2010 Gambar 2.6. Dial Gauge Universitas Sumatera Utara

2.6.6 Jenis dan Prosedur Loading Test.

Uji pembebanan dikategorikan dalam dua kelompok, yaitu: a. Pengujian di tempat in situ. b. Pengujian bagian-bagian struktur yang diambil dari struktur utamanya. Pengujian biasanya dilakukan di laboratorium dan sifat merusak. Pemilihan jenis uji pembebanan ini tergantung pada situasi dan kondisi tetapi biasanya cara pengujian bagian-bagian struktur yang diambil dari struktur utamanya atau cara kedua dipilih jika cara pengujian ditempat atau cara pertama tidak praktis tidak mungkin untuk dilaksanakan. Selain itu pemilihan jenis pengujian bergantung pada tujuan diadakannya loading test. Kalau tujuannya hanya ingin mengetahui tingkat layanan struktur, maka pilihan pertama tentunya yang paling baik. Tetapi apabila ingin mengetahui kekuatan batas dari suatu bagian struktur, yang nantinya akan digunakan sebagai kalibrasi untuk bagian-bagian struktur lainnya yang mempunyai kondisi yang sama, maka cara kedualah yang tepat. American Society Testing and Materials, 2010

2.6.7 Pengujian Pembebanan di Tempat In Situ Load Test.

Tujuan utama dari pembebanan ini adalah untuk memperhatikan apakah prilaku suatu struktur pada saat diberi beban kerja working load memenuhi persyaratan bangunan yang ada yang pada dasarnya dibuat agar keamanan masyarakat umum terjamin. Universitas Sumatera Utara Prilaku struktur tersebut dinilai berdasarkan pengukuran penurunan yang terjadi. Selain itu penampakan struktur pada saat retak-retak yang terjadi selama pengujian masih dalam batas-batas yang wajar. Beberapa hal yang patut menjadi perhatian dalam pelaksanaan loading test akan diberikan dalam uraian berikut ini: a. Persiapan dan Tata Cara Pengujian. Tata cara ASTM mengisyaratkan bahwa uji pembebanan dapat dilakukan jika struktur beton berumur lebih dari 28 hari. Pemilihan bagian struktur yang akan diuji dilakukan dengan mempertimbangkan: i. Permasalahan yang ada. ii. Tingkat keutamaan bagian struktur yang akan di uji. iii. Kemudahan pelaksanaan. Bagian struktur yang akan memikul bagian struktur yang akan diuji dan beban ujinya juga harus dipertimbangkandilihat apakah kondisinya baik dan kuat Selain itu scaffolding juga harus dipersiapkan untuk mengantisipasi beban-beban yang timbul jika terjadi keruntuhan bagian struktur yang diuji. Beban pengujian harus di rencanakan sedemikian rupa sehingga bagian struktur yang dimaksud benar-benar mendapatkan beban yang sesuai dengan yang direncanakan. Hal ini kadang kala sulit di rencanakan, terutama untuk pengujian struktur lantai. Hal ini dikarenakan adanya keterkaitan antara bagian struktur yang diuji dengan bagian struktur lain yang ada disekitarnya. Sehingga timbul apa yang disebut pengaruh pembagian pembebanan Load sharing effect . Pengaruh ini juga bisa ditimbulkan oleh elemen-elemen nonstruktual Universitas Sumatera Utara yang menempel pada bagian struktur yang akan diuji, sebagai contoh ceiling board, Elemen non struktural ini dapat berfungsi mendistribusikan beban pada komponen- komponen struktur dibawahnya yang sebenarnya tidak saling berhubungan. Untuk menghindari terjadinya distribusi beban yang akan diinginkan maka bagian struktur yang akan diuji sebaiknya diisolasikan dari bagian struktur yang ada di sekitarnya. Beban mati harus di aplikasikan 48 jam sebelum load test dimulai. Sebelum beban diterapkan, terlebih dahulu dilakukan pembacaan penurunan awal yang nantinya dijadikan sebagai acuan untuk pembacaan penurunan setelah penerapan beban. Pembebanan harus dilakukan secara bertahap dan perlahan-lahan, sehingga tidak menimbulkan beban kejutan pada struktur. Kriteria umum yang harus dipenuhi dari loading test adalah jumlah uji pembebanan loading test dalam persentase jumlah titiknya adalah 1 dari jumlah titik tiang bor yang dilakukan pada 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. b. Teknik Pembebanan Pembebanan harus dilakukan sedemikian rupa sehingga laju distribusi pembebanan dapat dikontrol. Pemilihan beban yang akan digunakan tergantung dengan distribusi pembebanan yang diinginkan, besarnya total beban yang dibutuhkan, dan kemudahan pemindahannya. Universitas Sumatera Utara c. Pengukuran Parameter yang biasanya diukur dalam load test adalah lendutan, lebar retak dan regangan. Lebar retak yang terjadi biasanya diukur dengan mikroskop tangan yang dilengkapi dengan lampu dan mempunyai lensa yang diberi garis-garis berskala yang ketebalannya berbeda-beda. Cara pengukuran adalah dengan membandingkan lebar retak yang terjadi, lewat peneropongan dengan mikroskop dengan lebar garis- garis berskala tersebut. Pola retak-retak yang terjadi biasanya ditandai dengan menggambarkan garis- garis yang mengikuti pola retak yang ada dengan menggunakan spidol berwarna di ujung garis-garis tersebut dituliskan informasi mengenai tingkat pembebanan dan lebar retak yang sudah terjadi. American Society Testing and Materials, 2010 Data-data perhitungan beban yang diberikan sebagai balok beam dalam pelaksanaan loading test dapat kita lihat dalam Tabel 2.6. berikut ini: Universitas Sumatera Utara Tabel 2.6: Data-data Perhitungan Beban Beam dalam Loading Test No Data-data Perhitungan Beam Nilai 1 Beban Rencana 300 ton 2 Tegangan Baja 2500kgcm 3 2 Panjang Bentang 5 m 4 Modulus Elastisitas 2,1 x 10 6 kgcm 5 2 Main Beam WF 700x300x12000 6 Beban Total 450 ton 7 Tegangan Lentur Ijinσ ijin 2272 kgcm 8 2 Tegangan geser Ijnτ ijin 1272 kgcm 9 2 Lendutan Ijin δ ijin 1 cm 10 Momen Inersia 932600 cm 11 4 Statis Momen 14120 cm 12 3 Momen Tahanan 25850 cm 13 3 Momen 56250000 kg-cm 14 Lintang 450000 kg Universitas Sumatera Utara

2.6.8 Prosedur Pengujian Loading Test

Dalam pelaksanaan pengujian ada hal-hal yang sangat menjadi perhatian salah satu yaitu tahapan pengujian yang dilaksanakan. Metode pengujian ini terdiri dari tahapan-tahapan sebagai berikut: 1. Pembebanan tiang sampai 150 dari beban rencana dengan langkah penambahan beban, yaitu: 0, 25, 50, 75, 100, 125, 150. 2. Pertahankan penambahan beban hingga kecepatan penurunan tidak lebih dari 0,25 injam, tetapi lebih dari 2 dua jam. 3. Pertahankan beban 150 hingga 12 jam. 4. Sesudah pembebanan pada massa tersebut beban dikurangkan 25 dengan interval waktu 1 jam untuk setiap pengurangan. 5. Pengujian pembebanan tersebut dalam 3 cycle, dimana pembebanan tiap cycle sebagai berikut: a. 0, 25, 50, 25, 0 b. 0, 50, 75, 100, 75, 50, 0 c. 0, 50, 100, 125, 150, 125, 100, 50, 0.

2.6.9 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: 1. Lakukan pembacaan sesuai dengan interval waktu terhadap beban dan penurunan yang terjadi. Universitas Sumatera Utara 2. Selama pembacaan pastikan tiang tidak runtuh, lakukan pembacaan tambahan dan catat hasil pembacaan pada interval tidak lebih 10 menit selama dilakukannya test tersebut. 3. Sesudah beban penuh sesuai rencana, pastikan tiang belum runtuh lakukan pembacaan pada interval tidak lebih 10 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 sesudah beban di pindahkan. 6. Besar beban ton, lama pembebanan dan besar penurunan dimuat dalam tabel jadwal loading test. 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 inchi 38 mm dan penurunan bersih 1 inchi 25 mm terjadi dibawah beban rencana. American Society Testing and Materials, 2010

2.6.10 Hal-hal yang Harus Diperhatikan dalam Percobaan

Loading Test Universitas Sumatera Utara Beberapa hal yang harus diperhatikan pada waktu pelaksanaan percobaan pembebanan vertical compressive loading test adalah sebagai berikut: - Jika beban yang diberikan telah dicapai seluruhnya 150 beban rencana maka batasan penurunan pada suatu pembebanan yang diijinkan oleh ASTM dalam tahapan pembebanan yaitu sebesar 1 inchi atau 2,54 cm. sebelum tiang mengalami keruntuhan. - Untuk tiang bor beton “cast in place” tentu saja percobaan dapat dilakukan setelah beton mengeras 28 hari di samping mungkin ada persyaratan lainnya. - Tiang dianggap sudah runtuh ketika bergerak 10 dari diameter ujung atau penurunan kotor 1,5 inchi 38 mm dan penurunan bersih 1 inchi 25 mm terjadi dibawah beban rencana. - Kriteria umum yang harus dipenuhi dari loading test adalah jumlah uji pembebanan loading test dalam persentase jumlah titiknya adalah 1 dari jumlah titik tiang bor yang dilakukan pada lapangan. - Beban mati harus di aplikasikan 48 jam sebelum load test dimulai. Sebelum beban diterapkan, terlebih dahulu di lakukan pembacaan penurunan awal yang nantinya dijadikan sebagai acuan untuk pembacaan penurunan setelah penerapan beban. - Pembebanan harus di lakukan secara bertahap dan perlahan-lahan, sehingga tidak menimbulkan beban kejutan pada struktur. - Untuk tiang yang di pancang pre cast ada beberapa pendapat mengenai kapan tiang dapat di test. Menurut Terzaghi, tiang yang di letakkan diatas Universitas Sumatera Utara lapisan yang permeable misal:pasir, maka percobaan sudah dapat dilakukan 3 tiga hari setelah pemancangan, pada tiang yang dimasukkan dalam lapisan lanau dan lempung, maka percobaan ini hendaknya dilakukan setelah pemancangan berumur 1 satu bulan. - Hal lain yang perlu diperhatikan adalah berapa panjang tiang menonjol diatas tanah, pada prinsipnya penonjolan ini harus 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. - 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 yang mana akan mengakibatkan tidak konstannya bertambah besar beban. - Jarak antara tiang bor di dalam kelompok tiang maupun tunggal akan mempengaruhi kapasitas daya dukung tiang. Bila beberapa tiang dikelompokkan dengan jarak yang saling berdekatan maka tegangan tanah akibat gesekan tiang dengan tanah mempengaruhi daya dukung tiang yang lain. Jarak minimum antara dua tiang adalah: S 2 D, dimana S = jarak Universitas Sumatera Utara antara tiang dan D = diameter tiang. American Society Testing and Materials , 2010

2.6.11 Perbandingan Standart Operation Prosedur ASTM D-1143 1994 dengan

ASTM D-1143 2009 Dalam melakukan loading test tentunya kita harus mempunyai pedoman- pedoman yang sudah ditentukan agar dalam pelaksanaanya tidak terjadi kekeliruan dalam melaksanakan pelaksanaan loading test, baik itu peraturan dari ASTM yang sudah direvisi maupun dari ASTM yang belum direvisi. Untuk loading test sendiri ada peraturan ASTM yang mengatur tentang prosedur baik itu peralatan, tahapan pembebanan, waktu pelaksanaannya dan lain sebagainya diatur dalam ASTM D-1143 yang terbaru adalah tahun 2009, ini adalah revisi dari ASTM D-1143 1994 yaitu tentang Standard Test Methods for Deep Foundation Static Axial Compressive Load. Di dalam kedua ASTM ini terdapat perbedaan-perbedaan yang sangat mencolok, yang dapat kita lihat pada Tabel 2.7. berikut ini: Universitas Sumatera Utara Tabel 2.7.Perbandingan Standart Operation Prosedur ASTM D-1143 1994 dengan ASTM D-1143 2009 ASTM D-1143 1994 ASTM D-1143 2009

1. Prosedur Loading Test

a. Standart loading Procedur • Loading in Excess of standart test load settlement equals 15of the pile diameter b. Quick load Test Method for Individual Piles • Tahapan pembebanannya 10- 15 • Interval waktu pembebanan 2,5 menit -5 menit c. Constanta Settlement Increment Loading Method for Individual Piles • Total penurunan 10 dari diameter tiang d. CRP Method for Individual Piles • A pile Penetration rate 0,25 mm – 1,25 mm per menit for cohesive soil • A pile Penetration rate 0,75 mm – 2,5 mm per menit for granular soil e. Cycle loading f. Constant time interval loading

2. Peralatan a.

Dial Indicator • Dial gauges travel 50 mm 2 inchi • Ketelitian alat 0,3 mm b. The wire shall be not more than 1 inchi 25mm from the face of the scale c. Install a solid steel plat at lest 2 inchi 50mm d. Reference beam 2,5 inchi 8 ft

1. Prosedur Loading Test

a. Slow Maintained Test • Loading in Excess of standart test load settlement equals 10of the pile diameter b. Quick load Test Method for Individual Piles • Tahapan pembebanannya 5 • Interval waktu pembebanan 4 menit -15 menit c. Constanta Movement Increment Test • Total penurunan 15 dari diameter tiang d. CRP Method for Individual Piles • A pile Penetration rate 0,25 mm – 1,25 mm per menit for cohesive soil • A pile Penetration rate 0,75 mm – 2,5 mm per menit for granular soil e. Cycle loading f. Constant time interval loading

2. Peralatan a.

Dial Indicator • Dial gauges travel 100 mm 4 inchi • Ketelitian alat 0,1 mm b. The wire shall be not more than 0,5 inchi 13mm from the face of the scale c. Install a solid steel plat at lest 1 inchi 25mm d. Reference beam 2,5 inchi 8 ft Universitas Sumatera Utara

2.7 Interpretasi Data Uji Pembebanan Loading Test untuk Daya Dukung

Interpretasi hasil loading test untuk menghitung daya dukung tanah dapat di interpretasikan oleh berbagai metode diantaranya Metode Davisson dan Metode Mazurkiewiecz, berikut ini adalah interpretasi dari metode tersebut: 2.7.1 Metoda Davisson 1972 Didalam Metode Davisson 1972, metode batas offset mungkin yang terbaik yang dikenal secara luas. 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 elastik untuk prosentase diameter tiang. Hubungan ini dituliskan sebagai berikut: X = 0,15 + D120 2.11 S f = Δ + 0,15 + D120 2.12 Garis tekanan elastis pada tiang dapat diperoleh dari persamaan deformasi elastis dari suatu tiang, yang mana diperoleh persamaan elastis: Δ = QxL 2.13 Dimana, S f = penurunan pada kondisi kegagalan mm Universitas Sumatera Utara D = diameter tiang mm Q = beban yang diterapkan ton L = panjang tiang mm E = modulus elastisitas dari tiang kgcm 2 A = luas dari tiang ft , dan 2 . Gambar 2.7. Hubungan Beban terhadap Penurunan dengan Metode Davisson Pada kurva hubungan beban dengan penurunan untuk yang hanya satu siklus maupun untuk yang empat siklus dapat dilihat garis deformasi akibat penambahan beban loading dan garis deformasi akibat pengurangan beban unloading yaitu berupa garis linier atau lengkung atau kombinasi dari kedua-duanya. Pada kurva hubungan beban dengan penurunan ada beberapa yang dapat dilihat dan diketahui besarnya yaitu yang disebut dengan rebound, penurunan akhir final settlement unloading, perpendekan elastik elastic shortening unloading, penurunan permanen permanent settlement. Universitas Sumatera Utara Metoda batasan yang diusulkan oleh Davisson 1972 diperlihatkan pada gambar di bawah ini, dimana hasil pergerakan beban dari test pembebanan statis dilakukan pada suatu pondasi tiang beton berdiameter 12 inchi. Batasan beban oleh Davisson digambarkan sebagai beban sesuai dengan pergerakan yang melebihi tekanan elastis dari tiang oleh suatu nilai 0.15 inchi 4 mm dengan suatu faktor sepadan dengan garis tengah tiang yang dibagi oleh 120. Karena garis tengah dari sampel tiang adalah 12 inchi, nilai penurunan adalah 0.25 inchi 6mm dan beban maksimal adalah 375 kips. Metoda ini didasarkan pada asumsi bahwa kapasitas daya dukung pondasi tiang bor bore pile adalah perlawanan yang terjadi pada ujung tiang dan gesekan antara dinding tiang dengan material disekitarnya dalam hal ini tanah, sebagai akibat kompensasi dari kekakuan stiffness yang berhubungan erat dengan diameter dan panjang tiang. Shamser Prakash, 1989

2.7.2 Metode Mazurkiewicz 1972

Metode ini di asumsikan bahwa dengan kapasitas tahanan terbesar ultimate akan didapatkan dari beban yang berpotongan, di antaranya beban yang searah sumbu tiang untuk di hubungkan beban dengan titik-titik dari posisi garis terhadap sudut 45 pada beban sumbu yang berbatasan dengan beban Prakash, 1989. Hal ini dapat di perlihatkan seperti Gambar 2.8. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.8. Grafik Hubungan Beban dengan Penurunan Metode Mazurkiewicz

2.8 Faktor Keamanan

Untuk memperoleh kapasitas ujung tiang, maka diperlukan suatu angka pembagi kapasitas ultimate yang disebut dengan faktor keamanan tertentu. Faktor aman ini diberikan dengan maksud: a. Untuk memberikan keamanan terhadap ketidak pastian metode hitungan yang digunakan. b. Untuk memberikan keamanan terhadap variasi kuat geser dan kompresibilitas tanah. c. Untuk meyakinkan bahwa bahan tiang cukup aman dalam mendukung beban yang bekerja. d. Untuk meyakinkan bahwa penurunan total yang terjadi pada tiang tunggal atau kelompok tiang masih dalam batas-batas toleransi. e. Untuk meyakinkan bahwa penurunan tidak seragam diantara tiang-tiang masih dalam batas-batas toleransi. Universitas Sumatera Utara Sehubungan dengan alasan butir d dari hasil banyak pengujian-pengujian beban tiang, baik tiang pancang maupun tiang bor yang berdiameter kecil sampai sedang 600 mm, penurunan akibat beban kerja working load yang terjadi lebih kecil dari 10 mm untuk faktor aman yang tidak kurang dari 2,5. Tomlinson, 1977 Reese dan O’neill 1989 menyarankan pemilihan faktor aman F untuk perancangan pondasi tiang Tabel 2.8, yang di pertimbangkan faktor-faktor sebagai berikut: a. Tipe dan kepentingan dari struktur b. Variabilitas tanah tanah tidak uniform c. Ketelitian penyelidikan tanah d. Tipe dan jumlah uji tanah yang dilakukan e. Ketersediaan tanah ditempat uji beban tiang f. Pengawasan kontrol kualitas dilapangan g. Kemungkinan beban desain aktual yang terjadi selama beban layanan struktur. Tabel 2.8: Faktor Aman yang Disarankan Reese dan O’Neill, 1989 Klasifikasi Struktur Faktor Keamanan F Kontrol Baik Kontrol Normal Kontrol Jelek Kontrol Sangat Jelek Monumental 2,3 3 3,5 4 Permanen 2 2,5 2,8 3,4 Sementara 1,4 2 2,3 2,8 Universitas Sumatera Utara Besarnya beban kerja working load atau kapasitas tiang izin dengan memperhatikan kemanan terhadap keruntuhan adalah nilai kapasitas ultimate Q u a. Tiang pancang dibagi dengan faktor aman F yang sesuai. Variasi besarnya faktor aman yang telah banyak digunakan untuk perancangan pondasi tiang, tergantung pada jenis tiang tanah berdasarkan data laboratorium sebagai berikut: Q a 5 , 2 u Q = 2.14 Beberapa peneliti menyarankan faktor keamanan yang tidak sama untuk tahanan gesek dinding dan tahanan ujung. Kapasitas izin dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut: Q a 5 , 1 3 s b Q Q + = 2.15 Penggunaan faktor keamanan 1,5 untuk tahanan gesek dinding Q s yang harganya lebih kecil dari faktor keamanan tahanan ujung yang besarnya 3, karena nilai puncak tahanan gesek dinding dicapai bila tiang mengalami penurunan 2 sampai 7 mm, sedang tahanan ujung Q b Jadi maksud penggunaan faktor keamanan tersebut adalah untuk meyakinkan keamanan tiang terhadap keruntuhan dengan mempertimbangkan penurunan tiang pada beban kerja yang ditarafkan. Tomlinson, 1977 membutuhkan penurunan yang lebih besar agar tahanan ujungnya bekerja secara penuh. b. Tiang bor Universitas Sumatera Utara Kapasitas ijin tiang bor, diperoleh dari jumlah tahanan ujung dan tahanan gesek dinding yang dibagi faktor keamanan tertentu. - Untuk dasar tiang yang dibesarkan dengan diameter d2m Q a 5 , 2 u Q = 2.16 - Untuk tiang tanpa pembesaran di bagian bawah Q a 2 u Q = 2.17 Untuk tiang dengan diameter lebih dari 2 m, kapasitas tiang izin perlu dievaluasi dengan pertimbangan terhadap penurunan tiang. Tomlinson, 1977

2.9 Studi Parameter