STUDI DAYA DUKUNG PONDASI BORED PILE PADA GEDUNG BERTINGKAT TERPADU DI PELABUHAN TARAHAN BANDAR LAMPUNG
ABSTRACT
STUDY OF BORED PILE FOUNDATION BEARING CAPACITY ON AN
INTEGRATED MULTI-STOREY BUILDING IN TARAHAN SEAPORT
BANDAR LAMPUNG
by
ELVIRA INDRYANA
At a civil construction, the foundation has an important role to build up
and transfer the upperstructure load to the ground support. In the implementation
of the Integrated Office Building Development projects of PT. Bukit Asam
(Persero). Tbk Tarahan Port Unit of Bandar Lampung is used the kind of deep
foundation, which type is bored pile foundation. This study concentrates on the
review of the bearing capacity of bored pile foundation, determine the stability of
bored pile foundation, and as a comparison between the results of the analysis
manually with the Pile Driving Analyzer (PDA) Test results.
Process analysis using secondary data consist of shop drawing project, the
results of the Standard Penetration Test (SPT) and the results of Pile Driving
Analyzer (PDA) Test. The calculation starts from analyzing loading with SAP
2000 program, calculate the bearing capacity of the soil investigation data, make
comparisons with the results of the analysis of the test results on the pitch, and to
analyze foundation stability by calculating the settlement in bored pile foundation.
Foundation bearing capacity calculations using Meyerhoff method. Bored
pile foundation with 60 cm diameter has the ultimate bearing capacity of
2600.9667 kN, while the outcome of ultimate bearing capacity of a PDA Test of
3792 kN. Therefore, the value obtained from the calculation of tolerance limits
still qualify and secure foundation for building construction. Bored pile
foundation were not causes large settlement so it is safe for the bored pile
foundation stability.
Keywords : bored pile, bearing capacity, PDA
ABSTRAK
STUDI DAYA DUKUNG PONDASI BORED PILE PADA GEDUNG
BERTINGKAT TERPADU DI PELABUHAN TARAHAN
BANDAR LAMPUNG
Oleh
ELVIRA INDRYANA
Pada suatu pekerjaan konstruksi, pondasi memiliki peran penting untuk
menempatkan bangunan dan meneruskan beban yang disalurkan dari struktur atas
kedalalam lapisan tanah yang keras. Pada pelaksanaan proyek Pembangunan
Gedung Kantor Terpadu PT. Bukit Asam (Pesero). Tbk Unit Pelabuhan Tarahan
Bandar Lampung menggunakan jenis pondasi dalam tipe pondasi bored pile.
Penelitian ini mengkonsentrasikan pada pada peninjauan kapastas daya dukung
pondasi bored pile, mengetahui stabilitas pondasi bored pile, dan sebagai
perbandingan antara hasil analisis secara manual dengan hasil Pile Driving
Analyzer Test (PDA).
Proses analisis menggunakan data sekunder berupa gambar struktur
proyek, hasil Standard Penetration Test (SPT) dan hasil Pile Driving Analyzer
Test (PDA). Perhitungan dimulai dari menganalisis pembebanan dengan Program
SAP 2000, menghitung kapasitas daya dukung dengan data penyelidikan tanah,
melakukan perbandingan hasil analisis dengan hasil pengujian di lapangan, dan
menganalisis stabilitas pondasi dengan menghitung penurunan pondasi bored pile.
Perhitungan daya dukung pondasi menggunakan metode Meyerhoff.
Pondasi bored pile dengan diameter 60 cm memiliki daya dukung ultimit sebesar
2600,9667 kN, sedangkan pada hasil PDA Test kapasitas dukung ultimit sebesar
3792 kN. Oleh karena itu nilai yang didapat dari perhitungan masih memenuhi
syarat batas toleransi dan pondasi aman untuk konstruksi bangunan. Pondasi
bored pile tidak mengalami penurunan yang besar sehingga aman untuk stabilitas
pondasi bored pile tersebut.
Kata kunci : bored pile, daya dukung, PDA
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tanjungpinang pada tanggal 19
September 1992. Penulis merupakan putri dari pasangan
Bapak Karim dan Ibu Salbiah Husin, anak kelima dari lima
bersaudara.
Dengan rahmat Allah SWT penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar
Negeri 016 Tanjungpinang pada tahun 2004, Sekolah Menengah Pertama Negeri
4 Tanjungpinang pada tahun 2007 dan Sekolah Menegah Atas Negeri 1
Tanjungpinang tahun 2010. Terakhir Penulis tercatat sebagai mahasiswa Fakultas
Teknik, Jurusan Sipil Universitas Lampung melalui SNMPTN pada tahun 2010.
Pada tahun 2013, penulis melakukan Kerja Praktek pada Proyek Pembangunan
Gedung Kantor Terpadu PT. Bukit Asam Persero Tbk Unit Pelabuhan Tarahan
Bandar Lampung di perusahaan PT. PP Dirganeka di Tarahan, Bandar Lampung.
Pada tahun 2014 penulis melakukan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di Desa Mulya
Jaya, Kecamatan Tulang Bawang Tengah, Kabupaten Tulang Bawang Barat
selama 40 hari dengan tema “Pemberdayaan Masyarakat”, pada tahun yang sama
penulis mengambil skripsi dengan judul Studi Daya Dukung Pondasi Bored Pile
pada Gedung Bertingkat Terpadu di Pelabuhan Tarahan Bandar Lampung.
Saat menjadi mahasiswa penulis aktif dalam mengikuti organisasi kampus,
organisai yang diikuti adalah Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil (HIMATEKS)
pada tahun 2012-2013. Ketika aktif dalam HIMATEKS, penulis menjabat
menjadi anggota bidang Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK).
Persembahan
Kupersembahkan karya kecilku ini kepada :
1.
Ayah dan Ibu tercinta yang menjadi semangatku yang telah memberikan
kasih sayang, doa yang tulus, perhatian, pengorbanan, motivasi, dan
kesabaran, yang mustahil untuk dinilai. Terima kasih untuk segalanya yang
tak mungkin mampu untukku membalasnya.
2.
Abang dan Kakak yang selalu menjadi motivator, semangat dan selalu
menjadi kebanggaanku, Emy Sriana, Eny Tryana, Edy Huswan Amsir,
Evryawan Saputra.
3.
Abang dan Kakak Iparku Kamariah, Muhammad Dan, dan Nurbain yang juga
selalu memberikan doa terbaik untukku.
4.
Keluarga besarku yang aku sayangi : Denny Surya, Tiza Hestiana, Reka
Alfiansyah, Riska Wulandari, Wan Gisella I. P., Nurwinah, Aulia Putri,
Aulivia Safitri, Raffi Alviady.
5.
Kepada Hairiandi Angga Sinnia S. T., yang selalu memberikan semangat,
nasehat, dan doa untukku, terima kasih atas perhatian dan kesabarannya.
6.
Teman-teman terbaikku : Lidya T. M. Sinaga, Pompina Manullang, Rizki
Arissa, Nabella Aulia S.T., Rizka Purwasih S.T., Mona Aisyah S.T., Wenny
Dwi Tiara, Devianti Muziansyah, Selvia Eka Putri, Armulina Patihawa,
Amalia Yasmin Chaerunnisa, Galang Abdul Gandi, Humaidi, M. Najmul
Falah, Alhadi Pratama B, M. Abi Berkah N, Diana N, Kemala D, Oktavia B.
C, Rosmawati, serta rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Unila
angkatan 2010 yang tidak mungkin penulis sebutkan satu per satu.
7.
Terima kasih kepada sahabat-sahabatku, Adelia, Winda Istiarsih, Temanteman SMAN 1 Tanjungpinang, teman-teman SMPN 4 Tanjungpinang,serta
teman-teman SDN 016 Tanjungpinang.
SANWACANA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena berkat rahmat dan
hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi dengan berjudul “Studi Daya Dukung Pondasi Bored Pile pada Gedung
Bertingkat Terpadu di Pelabuhan Tarahan Bandar Lampung” adalah salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Lampung.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Prof. DR. Suharno, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Lampung.
2. Bapak Ir. Idharmahadi Adha, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung serta sebagai Dosen Penguji Skripsi,
terima kasih atas segala bantuan dan saran-saran yang diberikan.
3. Bapak Ir. Setyanto, M.T., selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Iswan, S.T.,
M.T., selaku Dosen Pembimbing II, atas kesediaan memberi bimbingan,
pengarahan, dan ilmu yang sangat berharga dalam proses penyelesaian skripsi
ini.
4. Ibu Dra. Sumiharni,S.T., M.T., selaku Pembimbing Akademik.
5. Ayah dan ibuku tercinta, abang dan kakakku tersayang yang telah
memberikan cinta dan kasih sayang serta dorongan material dan spiritual
dalam menyelesaikan skripsi ini.
6. Bapak dan Ibu Dosen, Staf Administrasi dan semua pegawai Jurusan Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung.
7. Hairiandi Angga Sinnia S.T., yang selalu memberikan semangat, nasehat, dan
doa untukku, terima kasih atas perhatian dan kesabarannya.
8. Teman-teman terbaikku : Lidya T. M. Sinaga, Pompina Manullang, Rizki
Arissa, Nabella Aulia S.T., Rizka Purwasih S.T., Mona Aisyah S.T., Wenny
Dwi Tiara, Devianti Muziansyah, Selvia Eka Putri, Armulina Patihawa,
Amalia Yasmin Chaerunnisa, Galang Abdul Gandi, Humaidi, M. Najmul
Falah, Alhadi Pratama B, M. Abi Berkah Nadi, dan Herman Sahdi.
9. Seluruh rekan-rekan Teknik Sipil Angkatan 2010, terimakasih atas
kebersamaan yang telah diberikan selama ini.
Akhir kata, penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan,
akan tetapi sedikit harapan semoga skripsi yang sederhana ini dapat bermanfaat
bagi kita semua, Amin.
Bandar lampung,
Penulis,
Elvira Indryana
September 2014
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ........................................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. ii
SANWACANA ................................................................................................ iii
DAFTAR ISI...................................................................................................
iv
DAFTAR TABEL ............................................................................................. v
DAFTAR GAMBAR....................................................................................... vi
I.
PENDAHULUAN
A.
B.
C.
D.
Latar Belakang...................................................................................
Rumusan Masalah ..............................................................................
Batasan Masalah ................................................................................
Tujuan Penelitian ...............................................................................
1
2
2
3
II. TINJAUAN PUSTAKA
Pondasi Bored Pile ............................................................................
Metode Pelaksanaan Bored Pile ........................................................
Tanah..................................................................................................
Penelitian Tanah.................................................................................
1. Pengujian dengan Bor Mesin .......................................................
2. Pengujian dengan Alat SPT (Standard Penetration Test) ...........
3. Pengujian dengan Alat PDA (Pile Driving Analyzer) .................
E. Pembebanan .......................................................................................
1. Beban Mati...................................................................................
2. Beban Hidup ................................................................................
3. Beban Angin ................................................................................
4. Beban Gempa...............................................................................
F. Faktor Respons Gempa (C) ...............................................................
G. Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang Berdasarkan
A.
B.
C.
D.
4
5
6
6
6
7
8
9
9
10
10
11
13
H.
I.
J.
K.
L.
M.
Data Lapangan ...................................................................................
1. Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang dari Hasil SPT ..............
Faktor Keamanan ...............................................................................
Tiang Kelompok (Pile Group)...........................................................
Kapasitas Kelompok Tiang dan Efisiensi Bored Pile........................
1. Kapasitas Kelompok Tiang..........................................................
2. Efisiensi Bored Pile .....................................................................
3. Kapasitas Izin Kelompok Tiang...................................................
Pembebanan pada Kelompok Tiang ..................................................
Daya Dukung Lateral.........................................................................
1. Penentuan Kriteria Tiang Panjang dan Tiang Pendek .................
2. Daya Dukung Lateral Tiang Tunggal ..........................................
3. Daya Dukung Lateral Kelompok Tiang.......................................
4. Defleksi Bored Pile......................................................................
Penurunan (Settlement) ......................................................................
1. Penurunan Pada Tiang Tunggal ...................................................
2. Penurunan Pada Tiang Kelompok ...............................................
14
14
19
21
21
21
22
23
24
24
26
26
29
29
30
31
33
III. METODE PENELITIAN
A.
B.
C.
D.
E.
F.
G.
Bagan Alir Penelitian .........................................................................
Tahap Persiapan .................................................................................
Pengumpulan Data .............................................................................
Metode Analisis .................................................................................
Lokasi Proyek ....................................................................................
Data Umum Proyek............................................................................
Data Teknis Pondasi ..........................................................................
34
35
35
36
36
37
38
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Tinjauan Umum .................................................................................
B. Kriteria Desain ...................................................................................
C. Analisa Struktur .................................................................................
1. Pembebanan pada Pelat Lantai......................................................
2. Pembebanan pada Pelat Atap ........................................................
3. Beban Angin..................................................................................
4. Beban Gempa ................................................................................
5. Load Combination.........................................................................
6. Hasil Output dari Program SAP 2000 ...........................................
D. Kapasitas Daya Dukung.....................................................................
1. Daya Dukung Ujung Tiang (Qb) untuk Tiang Tunggal ................
2. Daya Dukung Selimut Tiang (Qb) untuk Tiang Tunggal .............
3. Daya Dukung Ultimit Tiang Tunggal ...........................................
4. Jumlah Tiang Pondasi (n)..............................................................
5. Daya Dukung Ultimit Kelompok Tiang........................................
a. Keruntuhan Blok ......................................................................
b. Efisiensi Kelompok Tiang........................................................
c. Efisiensi Bored Pile..................................................................
39
40
43
43
44
62
66
75
77
79
79
80
80
81
83
83
83
83
E.
F.
G.
H.
I.
d. Kapasitas Izin ...........................................................................
Hasil Pengujian Daya Dukung Tiang Uji (PDA Test) .......................
Pembebanan pada Pondasi Kelompok Tiang.....................................
Daya Dukung Lateral Tiang Bor (Bored Pile)...................................
1. Penentuan Kriteria Tiang Panjang dan Tiang Pendek...................
2. Daya Dukung Lateral Tiang Tunggal............................................
3. Daya Dukung Lateral Kelompok Tiang ........................................
4. Defleksi Bored Pile .......................................................................
Penurunan (Settlement) ......................................................................
1. Penurunan Pada Tiang Tunggal ....................................................
2. Penurunan Pada Tiang Kelompok.................................................
Perhitungan Tulangan Bored Pile......................................................
1. Tulangan Longitudinal Tekan Lentur ...........................................
2. Tulangan Geser .............................................................................
85
86
88
89
89
90
91
91
92
92
94
95
95
96
V. KESIMPULAN
A. Kesimpulan ........................................................................................ 99
B. Saran .................................................................................................. 100
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Standar Penetrasi Tanah Tak Berkohesi..... ..................................... 8
Tabel 2. Standar Penetrasi Tanah Berkohesi.................................................. 8
Tabel 3. Combined Height, Exposure and Gust Factor Coefficient (Ce)a ..... 10
Tabel 4. Koefisien Tekanan Cg...................................................................... 11
Tabel 5. Faktor Keutamaan Struktur (I) ......................................................... 12
Tabel 6. Parameter daktilitas struktur gedung................................................ 12
Tabel 7. Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Percepatan Muka Tanah ...... 14
Tabel 8. Spektrum Respon Gempa Rencana.................................................. 14
Tabel 9. Faktor Aman .................................................................................... 20
Tabel 10. Kriteria Tiang Pendek dan Panjang ................................................. 26
Tabel 11. Nilai Koefisien Cp ........................................................................... 31
Tabel 12. Angka Poisson (μ )............................................................................ 32
Tabel 13. Modulus Elastis Tanah (Es) ............................................................. 32
Tabel 14. Hasil Perhitungan Pembebanan Angin ............................................ 64
Tabel 15. Hasil Perhitungan Berat Sendiri Struktur Tiap Lantai ..................... 70
Tabel 16. Gaya Lateral Ekivalen dan Gaya Geser ........................................... 73
Tabel 17. Data Beban Per Kolom .................................................................... 77
Tabel 18. Nilai Standard Penetration Test (SPT) pada Titik BH-4................. 80
Tabel 19. Hasil Perhitungan Daya Dukung Selimut Tiang Tunggal (Qs) ....... 81
Tabel 20. Jumlah Tiang Pondasi ...................................................................... 82
Tabel 21. Perbandingan Nilai Qg dan nQu ...................................................... 86
Tabel 22. Daya Dukung Tiang Uji Berdasarkan Hasil PDA Test.................... 87
Tabel 23. Kapasitas Pondasi Tiang Bor (Bored Pile) ...................................... 88
Tabel 24. Kapasitas Pondasi Tiang Bor (Bored Pile) ...................................... 98
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Pengujian dengan Bor Mesin ...................................................... 7
Gambar 2. Pengujian dengan Alat PDA (Pile Driving Analyzer).................. 9
Gambar 3. Wilayah Gempa Indonesia ........................................................... 13
Gambar 4. Koreksi nilai N akibat tekanan overburden.................................. 17
Gambar 5. Hubungan nilai N, Nq, Nγ dan φ.................................................. 18
Gambar 6. Efisiensi Kelompok Tiang............................................................ 23
Gambar 7. Definisi tiang ujung jepit dan ujung bebas................................... 25
Gambar 8. Tahanan Lateral Ultimit Tiang dalam Tanah Kohesif ................. 28
Gambar 9. Bagan Alir Penelitian ................................................................... 37
Gambar 10. Denah Lokasi Proyek ................................................................... 37
Gambar 11. Tampak Gedung Terpadu Pelabuhan Tarahan Bandar Lampung 39
Gambar 12. Denah Balok untuk lantai 1.......................................................... 41
Gambar 13. Denah Balok Untuk Lantai 2-7 dan Lantai Atap.......................... 42
Gambar 14. Potongan A-A............................................................................... 42
Gambar 15. Perancangan Geometri ................................................................. 56
Gambar 16. Mendefinisikan Material .............................................................. 57
Gambar 17. Perancangan Dimensi................................................................... 57
Gambar 18. Tipe Pembebanan ......................................................................... 58
Gambar 19. Proses Menginput Pembebanan ................................................... 61
Gambar 20. Hasil Input Beban Hidup pada Portal........................................... 61
Gambar 21. Hasil Input Beban Mati pada Portal ............................................. 62
Gambar 22. Proses Menginput Beban Tekanan Angin.................................... 66
Gambar 23. Respons Spektrum Gempa Rencana Wilayah Gempa 4 ............. 71
Gambar 24. Peta Zona Gempa Wilayah Tarahan............................................. 71
Gambar 25. Proses Menginput Gaya Geser Horizontal ................................... 75
Gambar 26. Mendefinisikan Kombinasi Pembebanan..................................... 76
Gambar 27. Diagram Alir SPT Test................................................................. 79
Gambar 28. Diagram Alir PDA Test................................................................ 86
Gambar 29. Beban Vertikal dan Momen ......................................................... 88
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pada suatu pekerjaan konstruksi, tanah memiliki peran penting sebagai
pondasi pendukung suatu struktur bangunan sipil. Bangunan sipil terbagi atas
dua bagian yaitu struktur bangunan di atas tanah dan struktur bangunan di
bawah tanah. Struktur bangunan di bawah tanah disebut sebagai pondasi.
Pondasi adalah suatu bagian dari konstruksi bangunan yang berfungsi untuk
menempatkan bangunan dan meneruskan beban yang disalurkan dari struktur
atas ke dalam lapisan tanah yang keras yang dapat memikul beban konstruksi
tersebut.
Pondasi secara umum dapat dibagi dalam dua jenis, yaitu pondasi dalam dan
pondasi dangkal. Jenis pondasi yang digunakan pada suatu konstruksi
bangunan dipilih berdasarkan hasil penyelidikan tanah, besarnya beban yang
akan bekerja pada pondasi tersebut, serta biaya dan kemudahan pelaksanaan
di lapangan.
Pada pelaksanaan proyek pembangunan Gedung Kantor Terpadu PT. Bukit
Asam (Persero) Tbk. Unit Pelabuhan Tarahan, Bandar Lampung digunakan
jenis pondasi dalam, yaitu pondasi tiang. Jenis pondasi tiang yang dipilih
adalah pondasi bored pile. Pondasi bored pile secara umum dilakukan dengan
2
cara membuat lubang bor dengan diameter tertentu hingga mencapai
kedalaman yang diinginkan. Setelah lubang bor selesai dibuat, tulangan baja
yang telah dirangkai dimasukkan ke dalam lubang bor tersebut dan kemudian
dilanjutkan dengan pengisian material beton ke dalam lubang bor. Pada Tugas
Akhir ini penulis mengkonsentrasikan menganalisis pondasi bored pile pada
proyek tersebut oleh kontraktor pelaksana PT. PP Dirganeka yang berlokasi
di Jalan Raya Bakauheni KM. 15 Tarahan, Bandar Lampung.
B. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam penulisan tugas akhir ini adalah untuk
mengetahui kapasitas daya dukung pondasi bored pile pada Gedung Kantor
Terpadu PT. Bukit Asam (Persero) Tbk. Unit Pelabuhan Tarahan, Bandar
Lampung.
C. Batasan Masalah
Pada penelitian ini dilakukan pembatasan terhadap masalah-masalah yang ada,
yakni:
1. Menghitung pembebanan pada struktur bangunan.
2. Menghitung daya dukung aksial dan lateral pondasi bored pile.
3. Menganalisa penurunan (settlement) pondasi bored pile .
4. Membandingkan hasil analisis manual dan pemrograman dengan hasil
pengujian di lapangan (PDA test).
5. Perhitungan penulangan bored pile.
3
D. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian yang dilakukan adalah:
1. Mengetahui kapasitas daya dukung bored pile dari data lapangan.
2. Mengetahui stabilitas pondasi bored pile.
3. Sebagai perbandingan antara hasil analisis secara manual dengan hasil
PDA test.
4
II.
TINJAUAN PUSTAKA
A. Pondasi Bored Pile
Pondasi bored pile adalah pondasi tiang yang pemasangannya dilakukan
dengan mengebor tanah lebih dahulu (Hary Christady Hardiyatmo, 2010).
Pemasangan pondasi bored pile ke dalam tanah dilakukan dengan cara
mengebor tanah terlebih dahulu, yang kemudian diisi tulangan yang telah
dirangkai dan dicor beton. Apabila tanah mengandung air, maka dibutuhkan
pipa besi atau yang biasa disebut dengan temporary casing untuk menahan
dinding lubang agar tidak terjadi kelongsoran, dan pipa ini akan dikeluarkan
pada waktu pengecoran beton
Ada beberapa keuntungan dalam pemakaian pondasi bored pile jika
dibandingkan dengan tiang pancang, yaitu:
1. Pemasangan tidak menimbulkan gangguan suara dan getaran yang
membahayakan bangunan sekitarnya.
2. Mengurangi kebutuhan beton dan tulangan dowel pada pelat penutup tiang
(pile cap). Kolom dapat secara langsung diletakkan di puncak bored pile.
3. Kedalaman tiang dapat divariasikan.
4. Tanah dapat diperiksa dan dicocokkan dengan data laboratorium.
5. Bored pile dapat dipasang menembus batuan, sedang tiang pancang akan
kesulitan bila pemancangan menembus lapisan batuan.
5
6. Diameter tiang memungkinkan dibuat besar, bila perlu ujung bawah tiang
dapat dibuat lebih besar guna mempertinggi kapasitas dukungnya.
7. Tidak ada risiko kenaikan muka tanah.
Kerugian menggunakan pondasi bored pile yaitu:
1. Pengecoran bored pile dipengaruhi kondisi cuaca.
2. Pengecoran beton agak sulit bila dipengaruhi air tanah karena mutu beton
tidak dapat dikontrol dengan baik.
3. Mutu beton hasil pengecoran bila tidak terjamin keseragamannya di
sepanjang badan bored pile mengurangi kapasitas dukung bored pile,
terutama bila bored pile cukup dalam.
4. Pengeboran dapat mengakibatkan gangguan kepadatan, bila tanah berupa
pasir atau tanah yang berkerikil.
5. Air yang mengalir ke dalam lubang bor dapat mengakibatkan gangguan
tanah, sehingga mengurangi kapasitas dukung tiang.
6. Akan terjadi tanah runtuh jika tindakan pencegahan tidak dilakukan, maka
dipasang temporary casing untuk mencegah terjadinya kelongsoran.
B. Metode Pelaksanaan Bored Pile
Pada dasarnya pelaksanaa bored pile pada tanah yang tidak mudah longsor
adalah:
1. Tanah digali dengan mesin bor sampai kedalaman yang dikehendaki.
2. Dasar lubang bor dibersihkan.
3. Tulangan yang telah dirakit dimasukkan ke dalam lubang bor.
4. Lubang bor diisi atau dicor beton.
6
C. Tanah
Tanah didefinisikan sebagai material yang terdirir dari agregat (butiran)
mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu
sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel
padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong di
antara partikel-partikel padat tersebut (Braja M. Das, 1995)
D. Penelitian Tanah
Data penelitian tanah merupakan data sekunder dimana peneliti tidak
langsung terjun ke lapangan sehingga data tersebut merupakan data yang
diperoleh dari instansi yang terkait. Penelitian tanah dimaksudkan untuk
mendapatkan data keadaan tanah pada titik yang telah ditentukan sebagai
gambaran dasar keadaan tanah pada Gedung Bertingkat Terpadu di Pelabuhan
Tarahan Bandar Lampung.
1.
Pengujian dengan Bor Mesin
Pengujian dengan alat bor mesin ini dilaksanakan dengan menggunakan
mata bor tungsteen yang menghasilkan inti tanah atau batuan berdiameter
76 mm apabila dipakai single core barrel dan 50 mm apabila dipakai
double core barrel. Tujuan dilakukan pengujian dengan bor mesin ini
adalah untuk mengetahui kondisi lapisan tanah. Pengujian dengan bor
mesin pada lokasi proyek ini dilakukan sebanyak lima titik. Pengujian di
lapangan dilakukan oleh PT. Bita Enarcon Engineering dan pengujian
sampel tanah tak terganggu (undisturbed sample) dengan parameter
7
pengujian kadar air, berat jenis, berat volume, atterberg limits, grainsize
analysis, triaxial test, serta uji konsolidasi dilakukan di laboratorium
(Laporan Investigasi Geoteknik Tarahan, 2011). Pengujian dengan bor
mesin dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Pengujian dengan Bor Mesin
2.
Pengujian dengan Alat SPT ( Standard Penetration Test)
Pengujian Standard Penetration Test (SPT) dilaksanakan bersamaan
dengan pengujian Bor Mesin. Pengujian SPT ini dilakukan untuk setiap
interval kedalaman 2 meter. SPT test menggunakan palu pemukul dengan
berat 63,5 kg dan tinggi jatuh 75 cm. Pengujian ini dilakukan dengan
cara menghitung jumlah pukulan palu pemukul yang diperlukan untuk
mendesak tabung contoh Split Spoon Sampler berdiameter 2” sedalam 30
cm ke dalam tanah. Penghitungan jumlah pukulan dilakukan sebanyak 3
kali yaitu setiap penetrasi 15 cm. Nilai SPT didapatkan dengan
menjumlahkan jumlah pukulan yang diperlukan pada 15 cm penetrasi
kedua dan ketiga. Hasil pengujian Standrad Penetration Test (SPT)
disajikan dalam bentuk grafik pada Boring Log (Laporan Investigasi
8
Geoteknik Tarahan, 2011). Berikut adalah tabel standar deskripsi
kekuatan tanah dengan penetrasi standar:
Tabel 1. Standar Penetrasi Tanah Tak Berkohesi
Tingkat Kepadatan
Dr
N
Ф
Sangat lepas
< 0,2
50
45
Sumber: Ralph, 1973
Tabel 2. Standar Penetrasi Tanah Berkohesi
Penetrasi Standar (N)
Deskripsi
0–2
Sangat lunak
2–4
Lunak
4–8
Sedang
8 – 16
Kenyal
16 – 32
Sangat kenyal
32 – 40
Keras
Sumber: Punmia, 1981
3. Pengujian dengan Alat PDA (Pile Driving Analyzer)
Pengujian dengan alat Pile Driving Analyzer PDA dapat memberikan
informasi-informasi penting yang berkaitan dengan interaksi pondasi
bored pile dengan tanah dibawah beban aksial yang diberikan. Hasil-hasil
yang didapat dari pengujian dengan PDA ini adalah
kapasitas tiang,
transfer energi hammer ke tiang, tegangan tekan dan tarik yang bekeja
pada tiang akibat tumbukan, serta integritas (keutuhan) tiang. Pelaksanaan
pengujian ini dengan menjatuhkan sebuah massa hammer ke kepala tiang
untuk membangkitkan gelombang tegangan yang nantinya akan ditangkap
9
atau direkam oleh sensor-sensor yang telah dilekatkan di sisi tiang,
pengujian dilaksanakan setelah tiang mempunyai kekuatan yang cukup
untuk menahan tumbukan palu. PDA didasarkan pada analisis data hasil
rekaman getaran gelombang yang terjadi pada waktu tiang dipukul
(Spesifikasi Teknis PDA, 2013). Pengujian PDA pada proyek Gedung
Bertingkat Terpadu di Pelabuhan Tarahan Bandar Lampung dilakukan
sebanyak 3 titik. Gambar pengujian dengan alat PDA dapat dilihat pada
Gambar 2.
Gambar 2. Pengujian dengan Alat PDA (Pile Driving Analyzer)
E. Pembebanan
Besar dan macam beban yang bekerja pada struktur sangat tergantung dari jenis
struktur. Berikut ini akan disajikan jenis-jenis beban, data beban serta faktorfaktor dan kombinasi pembebanan sebagai dasar acuan bagi perhitungan struktur.
(LRFD, 2008).
1. Beban Mati (Dead Load)
Beban mati merupakan beban yang bekerja akibat gravitasi yang bekerja tetap
pada posisinya secara terus menerus dengan arah ke bumi tempat struktur
10
didirikan. Yang termasuk beban mati adalah berat struktur sendiri dan juga
semua benda yang tetap posisinya selama struktur berdiri.
2. Beban Hidup (Live Load)
Beban hidup merupakan beban yang terjadi akibat penghunian atau
penggunaan suatu konstruksi dan barang-barang yang dapat berpindah, mesin
dan peralatan lain yang dapat digantikan selama masa pakai.
3. Beban Angin (Wind Load)
Beban angin adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian
gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara. Beban angin
ditunjukan dengan menganggap adanya tekanan pofitip dan tekanan negatif
(isapan), yang bekerja tegak lurus pada bidang – bidang yang ditinjau.
Besarnya tekanan positif dan tekanan negatif ini dinyatakan dalam kg/m2,
ditentukan dengan mengalikan tekanan tiup yang telah ditentukan dengan
koefisien – koefisien angin yang telah ditentukan dalam peraturan ini.
Tabel 3. Combined Height, Exposure and Gust Factor Coefficient (Ce)a
11
Tabel 4. Koefisien Tekanan Cg
4. Beban Gempa ( Earthquake Load )
Besarnya beban gempa dasar nominal horizontal akibat gempa menurut
Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Rumah dan
Gedung (SNI – 03 – 1726 – 2002), dinyatakan sebagai berikut :
V=
........................................................................................(1)
Keterangan:
V
= beban gempa dasar nominal ( beban gempa rencana )
Wi
= kombinasi dari beban mati dan beban hidup vertikal
yang direduksi
C
= faktor respons gempa
I
= faktor keutamaan struktur
R
= faktor reduksi gempa
12
Tabel 5. Faktor Keutamaan Struktur (I)
Tabel 6. Parameter daktilitas struktur gedung
Besarnya beban gempa sangat dipengaruhi oleh berat dari struktur
bangunan, untuk itu diperlukan menghitung berat dari masing-masing
lantai bangunan. Berat dari bangunan berupa beban mati yang terdiri dari
berat sendiri material-material konstruksi, elemen-elemen struktur, dan
beban hidup dari penggunaan bangunan. Kemungkinan terjadinya gempa
bersamaan dengan bekerjanya beban hidup pada konstruksi gedung
sangat kecil, karena itu beban hidup yang bekerja dapat direduksi. Sesuai
standar pembebanan yang berlaku di Indonesia, untung menghitung
pengaruh beban gempa pada konstruksi gedung yaitu mengalikan beban
hidup yang bekerja dengan faktor reduksi sebesar 0,3.
13
F. Faktor Respons Gempa (C)
Setelah menghitung waktu getar dari struktur bangunan pada arah X (Tx) dan
arah Y (Ty), maka besar dari Faktor Respons Gempa (C) dapat ditentukan dari
diagram spektrum gempa rencana sesuai dengan wilayah gempa dan kondisi
tanah untuk waktu getar alami fundamental, dengan terlebih dahulu
menentukan zona gempa (lihat Gambar 3).
Gambar 3. Wilayah Gempa Indonesia
Faktor respon gempa C ditentukan dengan persamaan-persamaan berikut:
Untuk T ≤ Tc:
C = Am ............................................................................................................(2)
Untuk TTc:
C=
...............................................................................................................(3)
Dengan:
Am = 2,5 Ao ....................................................................................................(4)
Ar = Am . Tc ....................................................................................................(5)
Nilai Ao, Am, dan Ar tercantum dalam Tabel 7 dan Tabel 8 untuk masingmasing wilayah gempa dan jenis tanah.
14
Tabel 7. Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Percepatan Muka Tanah
Tabel 8. Spektrum Respon Gempa Rencana
G. Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang Berdasarkan Data Lapangan
1. Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang Dari Hasil SPT
Standard Penetration Test (SPT) adalah sejenis percobaan dinamis dengan
memasukkan suatu alat yang dinamakan split spoon ke dalam tanah. Data
tanah sangat diperlukan dalam merencanakan kapasitas daya dukung
(bearing capacity) dari tiang sebelum pembangunan dimulai.
Tahanan ujung ultimit tiang (Qb) dihitung dengan persamaan:
Qb = Ab.fb ................................................................................................(6)
Tahanan gesek dinding tiang (Qs) dihitung dengan persamaan:
Qs = As.fs .................................................................................................(7)
15
Kapasitas daya dukung ultimit tiang (Qu) adalah jumlah dari tahanan
ujung ultimit tiang (Qb) dan tahanan gesek dinding tiang (Qs) antara sisi
tiang dan tanah di sekitarnya dinyatakan dalam persamaan berikut ini
(Hardiyatmo, 2010):
Qu = Qb + Qs = Ab.fb + As.fs ................................................................(8)
Keterangan:
Qb = Tahanan ujung ultimit tiang
Qs = Tahanan gesek dinding tiang
Ab = Luas ujung tiang bawah
As = Luas selimut tiang
fb = Tahanan ujung satuan tiang
fs = Tahanan gesek satuan tiang
Kapasitas dukung ultimit tiang dapat dihitung secara empiris dari nilai N
hasil uji SPT.
1. Tahanan ujung tiang berdasarkan data pengujian SPT dihitung dengan
persamaan Meyerhof (Bowles, 1993), yaitu:
Qb = Ab (40N) ≤ Ab (400N) .............................................................(9)
Keterangan:
N
= Nilai rata-rata statistik dari bilangan-bilangan SPT dalam
daerah kira-kira 8B di atas sampai dengan 3B di bawah titik
tiang
B
= Lebar atau diameter tiang
Lb/B = Perbandingan kedalaman rata-rata dari sebuah titik
16
2. Tahanan gesek selimut tiang berdasarkan data pengujian SPT dihitung
dengan persamaan Meyerhoff (Bowles, 1993), yaitu:
Qs = Xm.N.p.Li .................................................................................(10)
Keterangan:
Xm = 0,2 untuk bored pile
Li = Panjang lapisan tanah (m)
P = Keliling tiang (m)
N = Banyaknya perhitungan pukulan rata-rata statistic
3. Untuk tahanan ujung tiang dengan memperhatikan faktor kedalaman
dihitung dengan persamaan Meyerhof (Hardiyatmo, 2010), yaitu:
Qb = Ab.fb
Dengan nilai fb yaitu :
a. Untuk tiang dalam pasir dan kerikil:
fb = 0,4 N”(L/d) r ≤ 4 N” r......................................................(11)
b. Untuk tiang dalam lanau tidak plastis:
fb = 0,4 N”(L/d) r ≤ 3 N” r......................................................(12)
Keterangan:
fb = Tahanan ujung satuan tiang (kN/m2)
N” = N-SPT yang dikoreksi terhadap pengaruh prosedur lapangan dan
tekanan overburden
L = Kedalaman penetrasi tiang (m)
d = Diameter tiang (m)
r = Tegangan referensi = 100 kN/m2
17
Gambar 4. Koreksi nilai N akibat tekanan overburden
Untuk menghitung fb, nilai N-SPT yang digunakan harus mewakili
kondisi tanah di sekitar ujung tiang yaitu dalam kisaran 1D di atas
dasar tiang dan 2D di bawahnya.
4. Tahanan gesek satuan dihitung dengan persamaan Meyerhof
(Hardiyatmo, 2010)
Qs = As.fs
Briaud et al. (Hardiyatmo, 2010) menyarankan persamaan tahanan
ujung satuan, yaitu:
fs = 0,224 σr (N”)0,29 .........................................................................(13)
fb = 19,7 σr (N”)0,36 ..........................................................................(14)
Keterangan:
fs
= Tahanan gesek satuan tiang (kN/m2)
fb
= Tahanan ujung satuan tiang (kN/m2)
N’’ = N-SPT yang dikoreksi terhadap pengaruh prosedur lapangan dan
tekanan overburden.
r
= Tegangan referensi = 100 kN/m2
18
Dalam pengujian SPT ini juga akan diperoleh kepadatan relatif
(relative density), sudut gesek dalam (φ) berdasarkan nilai jumlah
pukulan (N). Untuk tanah granuler, seperti pasir faktor-faktor Nq, Nγ
adalah fungsi dari φ, karena itu sangat tergantung dari besarnya
kerapatan relatif (Dr).
Gambar 5. Hubungan nilai N, Nq, Nγ dan φ (Hardiyatmo,1996)
Dengan memperhatikan bentuk pondasi, kemiringan beban dan kuat
geser tanah di atas dasar pondasinya Meyerhof dan Brinch Hansen
(Hardiyatmo, 1996) memberikan juga persamaan daya dukung yaitu:
Qu = ScDciccNc + SqDqiqPoNq + SγDγiγ0,5β’γNγ .............................(15)
Keterangan:
Qu
= Kapasitas daya dukung ultimit
Nc, Nq, Nγ= Faktor kapasitas dukung untuk pondasi memanjang
sc, sq, sγ = Faktor bentuk pondasi
19
dc, dq, dγ = Faktor kedalaman pondasi
ic, iq, iγ
= Faktor kemiringan beban
β’
= Lebar pondasi efektif
po
= Tekanan overbuden pada dasar pondasi
Df
= Kedalaman pondasi
γ
= Berat volume tanah
H. Faktor Keamanan
Untuk memperoleh kapasitas ijin tiang, maka diperlukan untuk membagi
kapasitas ultimit tiang dengan faktor aman tertentu. Fungsi faktor aman
adalah:
1. Untuk memberikan keamanan terhadap ketidakpastian dari nilai kuat geser
dan kompresibilitas yang mewakili kondisi lapisan tanah.
2. Untuk meyakinkan bahwa penurunan tidak seragam di antara tiang-tiang
masih dalam batas-batas toleransi.
3. Untuk meyakinkan bahwa bahan tiang cukup aman dalam mendukung
beban yang bekerja.
4. Untuk meyakinkan bahwa penurunan total yang terjadi pada tiang tunggal
atau kelompok tiang masih dalam batas-batas toleransi.
5. Untuk mengantisipasi adanya ketidakpastian metode hitungan yang
digunakan (Hardiyatmo, 2010).
Menurut Tomlinson (1977) dalam buku Analisis dan Perencanaan Pondasi 2
faktor aman dinyatakan:
20
Untuk dasar tiang yang dibesarkan dengan diameter < 2 m:
Qa =
,
.......................................................................................................(22)
Untuk tiang tanpa pembesaran di bagian bawahnya:
Qa =
.......................................................................................................(23)
Bila diameter tiang lebih dari 2 m, kapasitas tiang ijin perlu dievaluasi dari
pertimbangan penurunan tiang. Selanjutnya, penurunan struktur harus pula
dicek terhadap persyaratan besar penurunan toleransi yang masih diijinkan.
Faktor aman (F) untuk tiang bor juga bergantung terutama pada informasi
dari hasil uji beban statis, keseragaman kondisi tanah, dan ketelitian program
penyelidikan tanah. Nilai-nilai tipikal faktor aman untuk tiang bor yang
disarankan, ditunjukkan dalam Tabel . Nilai-nilai dalam tabel tersebut berlaku
untuk bangunan-bangunan pada umumnya. Untuk bangunan-bangunan yang
khusus, maka nilai-nilai faktor amannya dapat ditambah atau dikurangi.
Tabel 9. Faktor Aman
Sumber : Hardiyatmo, 2010
21
Pada umumnya, faktor aman untuk beban tarik lebih besar dari beban tekan.
Hal ini, dikarenakan keruntuhan akibat beban tarik lebih bersifat segera dan
merusakkan terutama pada saat gempa.
I.
Tiang Kelompok (Pile Group)
Pada umumnya jarang pondasi bored pile digunakan sebagai tiang tunggal,
melainkan berupa gabungan dari beberapa tiang yang disebut dengan tiang
kelompok (pile group). Di atas pile group, biasanya diletakkan suatu
konstruksi poer (footing) yang mempersatukan kelompok tiang tersebut.
Dalam perhitungan-perhitungan poer dianggap/dibuat kaku sempurna,
sehingga:
1. Bila
beban-beban
yang
bekerja
pada
kelompok
tiang
tersebut
menimbulkan penurunan maka setelah penurunan bidang poer tetap akan
merupakan bidang datar.
2. Gaya-gaya yang bekerja pada tiang berbanding lurus dengan penurunan
tiang-tiang tersebut.
J.
Kapasitas Kelompok Tiang dan Efisiensi Bored Pile
1. Kapasitas Kelompok Tiang
Kapasitas kelompok tiang tidak selalu sama dengan jumlah kapasitas tiang
tunggal yang berada dalam kelompoknya.
Stabilitas kelompok tiang tergantung dari 2 (dua) hal, yaitu:
a. Kemampuan tanah di sekitar dan di bawah kelompok tiang untuk
mendukung beban total struktur.
22
b. Pengaruh konsolidasi tanah yang terletak di bawah kelompok tiang.
Pada tiang tunggal, interaksi yang terjadi hanyalah tiang dengan tanah,
sedangkan pada kelompok tiang akan ada interaksi antara tiang
dengan tanah dan tiang dengan tiang yang lainnya. Interaksi ini akan
lebih besar jika jarak tiang semakin dekat. Jika pada salah satu tiang
pada kelompok tiang didesak sehingga terjadi penurunan, maka tiang
disekitarnya akan ikut turun akibat tertarik oleh tanah disekitar tiang
yang dibebani. Berdasarkan kondisi tersebut, maka akan terjadi
penurunan tiang akibat beban yang didukung tiang didekatnya
walaupun tiang tersebut tidak terbebani. Hal ini akan mengakibatkan
kapasitas dukung tiang menjadi berkurang jika dibandingkan dengan
kondisi tiang tunggal. Analisis ini dikembangkan dengan menganggap
tidak ada pile cap.
2. Efisiensi Bored Pile
Efisiensi Bored Pile bergantung pada beberapa faktor, yaitu:
a. Jumlah, panjang, diameter, susunan dan jarak tiang.
b. Model transfer beban (tahanan gesek terhadap tahanan dukung ujung).
c. Prosedur pelaksanaan pemasangan tiang.
d. Urutan pemasangan tiang
e. Macam-macam tanah.
f. Waktu setelah pemasangan tiang.
g. Interaksi antara pelat penutup tiang (pile cap) dengan tanah.
h. Arah dari beban yang bekerja.
23
Persamaan dari efisiensi tiang menurut Converse-Labarre Formula
(Hardiyatmo, 2010) adalah sebagai berikut:
′
Eg = 1
(
) ′
′
..................................................................(24)
Keterangan:
Eg = efisiensi kelompok tiang
m = jumlah baris tiang
n’ = jumlah tiang dalam satu baris
= arc tg d/s , dalam derajat
s = jarak pusat ke pusat tiang
d = diameter tiang
Efisiensi kelompok tiang didefinisikan sebagai:
Eg =
................................................................................................(25)
Dengan:
Eg = Efisiensi kelompok tiang
Qg = Beban maksimum kelompok tiang yang mengakibatkan keruntuhan
Qu = Beban maksimum tiang tunggal yang mengakibatkan keruntuhan
n = Jumlah tiang dalam kelompok
24
Gambar 6. Efisiensi Kelompok Tiang
3. Kapasitas Izin Kelompok Tiang
Kapasitas izin kelompok tiang menggunakan persamaan:
Qg = Eg × n × Qu..................................................................................(26)
K. Pembebanan pada Pondasi Kelompok Tiang
Gaya luar yang bekerja pada kepala tiang (kolom) didistribusikan pada pile
cap dan kelompok tiang pondasi berdasarkan rumus elastisitas dengan
menganggap bahwa pile cap kaku sempurna (pelat pondasi cukup tebal),
sehingga pengaruh gaya yang bekerja tidak menyebabkan pile cap
melengkung atau deformasi.
Maka persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:
P=
±
±
.................................................................................(27)
Keterangan:
P
= Beban maksimum yang diterima oleh tiang
V
= Jumlah total beban normal
Mx
= Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu x
My
= momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu y
x
= absis terhadap titik berat kelompok tiang
y
= ordinat terhadap titik berat kelompok tiang
x2
= jumlah kuadrat absis-absis tiang
y2
= jumlah kuadrat ordinat-ordinat tiang
25
L. Daya Dukung Lateral
Pondasi bored pile terkadang harus menahan beban lateral (horizontal) seperti
beban angin, beban gempa dan tekanan tanah lateral. Beban-beban tersebut
akan bekerja pada ujung atas kepala tiang. Hal ini menyebabkan kepala tiang
terdeformasi lateral. Hal ini menimbulkan gaya geser pada tiang dan tiang
akan melentur. Gaya lateral yang paling mempengaruhi daya dukung lateral
pada pondasi adalah gaya akibat tekanan tanah. Jika gaya lateral yang harus
didukung tiang sangat besar, maka dapat digunakan tiang miring.
Dalam analisis gaya lateral, tiang-tiang perlu dibedakan menurut model
ikatannya dengan pelat penutup tiang. Model ikatan tersebut sangat
mempengaruhi kelakuan tiang dalam mendukung beban lateral. Tiang-tiang
dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu:
a. Tiang ujung jepit (fixed end pile)
Definisi tiang ujung jepit (fixed end pile) menurut McNulty adalah tiang
yang ujung atasnya terjepit (tertanam) dalam pelat penutup kepala tiang
paling sedikit sedalam 60 cm (24 inch)
b. Tiang ujung bebas (free end pile)
Tiang ujung bebas adalah tiang yang bagian atasnya tidak terjepit atau
terjepit kedalam pelat penutup kepala tiang tetapi kurang dari 60 cm.
26
Gambar 7. Definisi tiang ujung jepit dan ujung bebas
McNulty (1956) menyarankan perpindahan lateral ijin pada bangunan gedung
adalah 6 mm (Hardiyatmo, 2010).
1. Penentuan Kriteria Tiang Panjang dan Tiang Pendek
Untuk menghitung daya dukung lateral, perlu diketahui jenis tiang
pondasi, yaitu tiang pendek dan panjang. Kriteria tiang pendek dan
panjang ditentukan berdasarkan kekakuan relatif R atau T.
Ip
=
T
=
x b x h3 .................................................................................(28)
×
....................................................................................(29)
Dimana:
Ep
= Modulus elastis tiang (kN/m2)
Ip
= Momen inersia tiang
ηh
= Koefisien variasi modulus
27
Tabel 10. Kriteria Tiang Pendek dan Panjang
Jenis Tiang
Modulus Tanah
Kaku (Pendek)
L ≤ 2T
L ≤ 2R
Elastis (Panjang)
L ≥ 4T
L ≥ 0,35 R
Sumber : Hardiyatmo, 2010
2. Daya Dukung Lateral Tiang Tunggal
Hasil penelitian Poulus menjelaskan bahwa defleksi maksimum terjadi
pada permukaan tanah. Defleksi tersebut diakibatkan adanya beban
horisontal dan momen yang terjadi pada kepala tiang. Daya dukung lateral
tiang tunggal dihitung dengan metode Broms (Hardiyatmo, 2010)
a. Tiang ujung bebas
f = Hu/ (9Cu d) ...................................................................................(30)
Mmak = Hu (e +3d/2 +1/2 f) .............................................................(31)
Momen maksimum dapat pula dinyatakan oleh persamaan:
Mmak = (9/4) dg2 Cu..........................................................................(32)
Dengan L = 3d/2 + f + g, maka Hu dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan
37 dan 38. Nilai-nilai Hu yang diplot dalam grafik
hubungan L/d dan Hu/Cu d2, ditunjukkan pada Gambar 8a. Grafik
tersebut berlaku untuk tiang pendek apabila My>Mmak, dan untuk
tiang panjang My
STUDY OF BORED PILE FOUNDATION BEARING CAPACITY ON AN
INTEGRATED MULTI-STOREY BUILDING IN TARAHAN SEAPORT
BANDAR LAMPUNG
by
ELVIRA INDRYANA
At a civil construction, the foundation has an important role to build up
and transfer the upperstructure load to the ground support. In the implementation
of the Integrated Office Building Development projects of PT. Bukit Asam
(Persero). Tbk Tarahan Port Unit of Bandar Lampung is used the kind of deep
foundation, which type is bored pile foundation. This study concentrates on the
review of the bearing capacity of bored pile foundation, determine the stability of
bored pile foundation, and as a comparison between the results of the analysis
manually with the Pile Driving Analyzer (PDA) Test results.
Process analysis using secondary data consist of shop drawing project, the
results of the Standard Penetration Test (SPT) and the results of Pile Driving
Analyzer (PDA) Test. The calculation starts from analyzing loading with SAP
2000 program, calculate the bearing capacity of the soil investigation data, make
comparisons with the results of the analysis of the test results on the pitch, and to
analyze foundation stability by calculating the settlement in bored pile foundation.
Foundation bearing capacity calculations using Meyerhoff method. Bored
pile foundation with 60 cm diameter has the ultimate bearing capacity of
2600.9667 kN, while the outcome of ultimate bearing capacity of a PDA Test of
3792 kN. Therefore, the value obtained from the calculation of tolerance limits
still qualify and secure foundation for building construction. Bored pile
foundation were not causes large settlement so it is safe for the bored pile
foundation stability.
Keywords : bored pile, bearing capacity, PDA
ABSTRAK
STUDI DAYA DUKUNG PONDASI BORED PILE PADA GEDUNG
BERTINGKAT TERPADU DI PELABUHAN TARAHAN
BANDAR LAMPUNG
Oleh
ELVIRA INDRYANA
Pada suatu pekerjaan konstruksi, pondasi memiliki peran penting untuk
menempatkan bangunan dan meneruskan beban yang disalurkan dari struktur atas
kedalalam lapisan tanah yang keras. Pada pelaksanaan proyek Pembangunan
Gedung Kantor Terpadu PT. Bukit Asam (Pesero). Tbk Unit Pelabuhan Tarahan
Bandar Lampung menggunakan jenis pondasi dalam tipe pondasi bored pile.
Penelitian ini mengkonsentrasikan pada pada peninjauan kapastas daya dukung
pondasi bored pile, mengetahui stabilitas pondasi bored pile, dan sebagai
perbandingan antara hasil analisis secara manual dengan hasil Pile Driving
Analyzer Test (PDA).
Proses analisis menggunakan data sekunder berupa gambar struktur
proyek, hasil Standard Penetration Test (SPT) dan hasil Pile Driving Analyzer
Test (PDA). Perhitungan dimulai dari menganalisis pembebanan dengan Program
SAP 2000, menghitung kapasitas daya dukung dengan data penyelidikan tanah,
melakukan perbandingan hasil analisis dengan hasil pengujian di lapangan, dan
menganalisis stabilitas pondasi dengan menghitung penurunan pondasi bored pile.
Perhitungan daya dukung pondasi menggunakan metode Meyerhoff.
Pondasi bored pile dengan diameter 60 cm memiliki daya dukung ultimit sebesar
2600,9667 kN, sedangkan pada hasil PDA Test kapasitas dukung ultimit sebesar
3792 kN. Oleh karena itu nilai yang didapat dari perhitungan masih memenuhi
syarat batas toleransi dan pondasi aman untuk konstruksi bangunan. Pondasi
bored pile tidak mengalami penurunan yang besar sehingga aman untuk stabilitas
pondasi bored pile tersebut.
Kata kunci : bored pile, daya dukung, PDA
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tanjungpinang pada tanggal 19
September 1992. Penulis merupakan putri dari pasangan
Bapak Karim dan Ibu Salbiah Husin, anak kelima dari lima
bersaudara.
Dengan rahmat Allah SWT penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar
Negeri 016 Tanjungpinang pada tahun 2004, Sekolah Menengah Pertama Negeri
4 Tanjungpinang pada tahun 2007 dan Sekolah Menegah Atas Negeri 1
Tanjungpinang tahun 2010. Terakhir Penulis tercatat sebagai mahasiswa Fakultas
Teknik, Jurusan Sipil Universitas Lampung melalui SNMPTN pada tahun 2010.
Pada tahun 2013, penulis melakukan Kerja Praktek pada Proyek Pembangunan
Gedung Kantor Terpadu PT. Bukit Asam Persero Tbk Unit Pelabuhan Tarahan
Bandar Lampung di perusahaan PT. PP Dirganeka di Tarahan, Bandar Lampung.
Pada tahun 2014 penulis melakukan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di Desa Mulya
Jaya, Kecamatan Tulang Bawang Tengah, Kabupaten Tulang Bawang Barat
selama 40 hari dengan tema “Pemberdayaan Masyarakat”, pada tahun yang sama
penulis mengambil skripsi dengan judul Studi Daya Dukung Pondasi Bored Pile
pada Gedung Bertingkat Terpadu di Pelabuhan Tarahan Bandar Lampung.
Saat menjadi mahasiswa penulis aktif dalam mengikuti organisasi kampus,
organisai yang diikuti adalah Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil (HIMATEKS)
pada tahun 2012-2013. Ketika aktif dalam HIMATEKS, penulis menjabat
menjadi anggota bidang Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK).
Persembahan
Kupersembahkan karya kecilku ini kepada :
1.
Ayah dan Ibu tercinta yang menjadi semangatku yang telah memberikan
kasih sayang, doa yang tulus, perhatian, pengorbanan, motivasi, dan
kesabaran, yang mustahil untuk dinilai. Terima kasih untuk segalanya yang
tak mungkin mampu untukku membalasnya.
2.
Abang dan Kakak yang selalu menjadi motivator, semangat dan selalu
menjadi kebanggaanku, Emy Sriana, Eny Tryana, Edy Huswan Amsir,
Evryawan Saputra.
3.
Abang dan Kakak Iparku Kamariah, Muhammad Dan, dan Nurbain yang juga
selalu memberikan doa terbaik untukku.
4.
Keluarga besarku yang aku sayangi : Denny Surya, Tiza Hestiana, Reka
Alfiansyah, Riska Wulandari, Wan Gisella I. P., Nurwinah, Aulia Putri,
Aulivia Safitri, Raffi Alviady.
5.
Kepada Hairiandi Angga Sinnia S. T., yang selalu memberikan semangat,
nasehat, dan doa untukku, terima kasih atas perhatian dan kesabarannya.
6.
Teman-teman terbaikku : Lidya T. M. Sinaga, Pompina Manullang, Rizki
Arissa, Nabella Aulia S.T., Rizka Purwasih S.T., Mona Aisyah S.T., Wenny
Dwi Tiara, Devianti Muziansyah, Selvia Eka Putri, Armulina Patihawa,
Amalia Yasmin Chaerunnisa, Galang Abdul Gandi, Humaidi, M. Najmul
Falah, Alhadi Pratama B, M. Abi Berkah N, Diana N, Kemala D, Oktavia B.
C, Rosmawati, serta rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Unila
angkatan 2010 yang tidak mungkin penulis sebutkan satu per satu.
7.
Terima kasih kepada sahabat-sahabatku, Adelia, Winda Istiarsih, Temanteman SMAN 1 Tanjungpinang, teman-teman SMPN 4 Tanjungpinang,serta
teman-teman SDN 016 Tanjungpinang.
SANWACANA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena berkat rahmat dan
hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi dengan berjudul “Studi Daya Dukung Pondasi Bored Pile pada Gedung
Bertingkat Terpadu di Pelabuhan Tarahan Bandar Lampung” adalah salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Lampung.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Prof. DR. Suharno, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Lampung.
2. Bapak Ir. Idharmahadi Adha, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung serta sebagai Dosen Penguji Skripsi,
terima kasih atas segala bantuan dan saran-saran yang diberikan.
3. Bapak Ir. Setyanto, M.T., selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Iswan, S.T.,
M.T., selaku Dosen Pembimbing II, atas kesediaan memberi bimbingan,
pengarahan, dan ilmu yang sangat berharga dalam proses penyelesaian skripsi
ini.
4. Ibu Dra. Sumiharni,S.T., M.T., selaku Pembimbing Akademik.
5. Ayah dan ibuku tercinta, abang dan kakakku tersayang yang telah
memberikan cinta dan kasih sayang serta dorongan material dan spiritual
dalam menyelesaikan skripsi ini.
6. Bapak dan Ibu Dosen, Staf Administrasi dan semua pegawai Jurusan Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung.
7. Hairiandi Angga Sinnia S.T., yang selalu memberikan semangat, nasehat, dan
doa untukku, terima kasih atas perhatian dan kesabarannya.
8. Teman-teman terbaikku : Lidya T. M. Sinaga, Pompina Manullang, Rizki
Arissa, Nabella Aulia S.T., Rizka Purwasih S.T., Mona Aisyah S.T., Wenny
Dwi Tiara, Devianti Muziansyah, Selvia Eka Putri, Armulina Patihawa,
Amalia Yasmin Chaerunnisa, Galang Abdul Gandi, Humaidi, M. Najmul
Falah, Alhadi Pratama B, M. Abi Berkah Nadi, dan Herman Sahdi.
9. Seluruh rekan-rekan Teknik Sipil Angkatan 2010, terimakasih atas
kebersamaan yang telah diberikan selama ini.
Akhir kata, penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan,
akan tetapi sedikit harapan semoga skripsi yang sederhana ini dapat bermanfaat
bagi kita semua, Amin.
Bandar lampung,
Penulis,
Elvira Indryana
September 2014
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ........................................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. ii
SANWACANA ................................................................................................ iii
DAFTAR ISI...................................................................................................
iv
DAFTAR TABEL ............................................................................................. v
DAFTAR GAMBAR....................................................................................... vi
I.
PENDAHULUAN
A.
B.
C.
D.
Latar Belakang...................................................................................
Rumusan Masalah ..............................................................................
Batasan Masalah ................................................................................
Tujuan Penelitian ...............................................................................
1
2
2
3
II. TINJAUAN PUSTAKA
Pondasi Bored Pile ............................................................................
Metode Pelaksanaan Bored Pile ........................................................
Tanah..................................................................................................
Penelitian Tanah.................................................................................
1. Pengujian dengan Bor Mesin .......................................................
2. Pengujian dengan Alat SPT (Standard Penetration Test) ...........
3. Pengujian dengan Alat PDA (Pile Driving Analyzer) .................
E. Pembebanan .......................................................................................
1. Beban Mati...................................................................................
2. Beban Hidup ................................................................................
3. Beban Angin ................................................................................
4. Beban Gempa...............................................................................
F. Faktor Respons Gempa (C) ...............................................................
G. Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang Berdasarkan
A.
B.
C.
D.
4
5
6
6
6
7
8
9
9
10
10
11
13
H.
I.
J.
K.
L.
M.
Data Lapangan ...................................................................................
1. Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang dari Hasil SPT ..............
Faktor Keamanan ...............................................................................
Tiang Kelompok (Pile Group)...........................................................
Kapasitas Kelompok Tiang dan Efisiensi Bored Pile........................
1. Kapasitas Kelompok Tiang..........................................................
2. Efisiensi Bored Pile .....................................................................
3. Kapasitas Izin Kelompok Tiang...................................................
Pembebanan pada Kelompok Tiang ..................................................
Daya Dukung Lateral.........................................................................
1. Penentuan Kriteria Tiang Panjang dan Tiang Pendek .................
2. Daya Dukung Lateral Tiang Tunggal ..........................................
3. Daya Dukung Lateral Kelompok Tiang.......................................
4. Defleksi Bored Pile......................................................................
Penurunan (Settlement) ......................................................................
1. Penurunan Pada Tiang Tunggal ...................................................
2. Penurunan Pada Tiang Kelompok ...............................................
14
14
19
21
21
21
22
23
24
24
26
26
29
29
30
31
33
III. METODE PENELITIAN
A.
B.
C.
D.
E.
F.
G.
Bagan Alir Penelitian .........................................................................
Tahap Persiapan .................................................................................
Pengumpulan Data .............................................................................
Metode Analisis .................................................................................
Lokasi Proyek ....................................................................................
Data Umum Proyek............................................................................
Data Teknis Pondasi ..........................................................................
34
35
35
36
36
37
38
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Tinjauan Umum .................................................................................
B. Kriteria Desain ...................................................................................
C. Analisa Struktur .................................................................................
1. Pembebanan pada Pelat Lantai......................................................
2. Pembebanan pada Pelat Atap ........................................................
3. Beban Angin..................................................................................
4. Beban Gempa ................................................................................
5. Load Combination.........................................................................
6. Hasil Output dari Program SAP 2000 ...........................................
D. Kapasitas Daya Dukung.....................................................................
1. Daya Dukung Ujung Tiang (Qb) untuk Tiang Tunggal ................
2. Daya Dukung Selimut Tiang (Qb) untuk Tiang Tunggal .............
3. Daya Dukung Ultimit Tiang Tunggal ...........................................
4. Jumlah Tiang Pondasi (n)..............................................................
5. Daya Dukung Ultimit Kelompok Tiang........................................
a. Keruntuhan Blok ......................................................................
b. Efisiensi Kelompok Tiang........................................................
c. Efisiensi Bored Pile..................................................................
39
40
43
43
44
62
66
75
77
79
79
80
80
81
83
83
83
83
E.
F.
G.
H.
I.
d. Kapasitas Izin ...........................................................................
Hasil Pengujian Daya Dukung Tiang Uji (PDA Test) .......................
Pembebanan pada Pondasi Kelompok Tiang.....................................
Daya Dukung Lateral Tiang Bor (Bored Pile)...................................
1. Penentuan Kriteria Tiang Panjang dan Tiang Pendek...................
2. Daya Dukung Lateral Tiang Tunggal............................................
3. Daya Dukung Lateral Kelompok Tiang ........................................
4. Defleksi Bored Pile .......................................................................
Penurunan (Settlement) ......................................................................
1. Penurunan Pada Tiang Tunggal ....................................................
2. Penurunan Pada Tiang Kelompok.................................................
Perhitungan Tulangan Bored Pile......................................................
1. Tulangan Longitudinal Tekan Lentur ...........................................
2. Tulangan Geser .............................................................................
85
86
88
89
89
90
91
91
92
92
94
95
95
96
V. KESIMPULAN
A. Kesimpulan ........................................................................................ 99
B. Saran .................................................................................................. 100
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Standar Penetrasi Tanah Tak Berkohesi..... ..................................... 8
Tabel 2. Standar Penetrasi Tanah Berkohesi.................................................. 8
Tabel 3. Combined Height, Exposure and Gust Factor Coefficient (Ce)a ..... 10
Tabel 4. Koefisien Tekanan Cg...................................................................... 11
Tabel 5. Faktor Keutamaan Struktur (I) ......................................................... 12
Tabel 6. Parameter daktilitas struktur gedung................................................ 12
Tabel 7. Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Percepatan Muka Tanah ...... 14
Tabel 8. Spektrum Respon Gempa Rencana.................................................. 14
Tabel 9. Faktor Aman .................................................................................... 20
Tabel 10. Kriteria Tiang Pendek dan Panjang ................................................. 26
Tabel 11. Nilai Koefisien Cp ........................................................................... 31
Tabel 12. Angka Poisson (μ )............................................................................ 32
Tabel 13. Modulus Elastis Tanah (Es) ............................................................. 32
Tabel 14. Hasil Perhitungan Pembebanan Angin ............................................ 64
Tabel 15. Hasil Perhitungan Berat Sendiri Struktur Tiap Lantai ..................... 70
Tabel 16. Gaya Lateral Ekivalen dan Gaya Geser ........................................... 73
Tabel 17. Data Beban Per Kolom .................................................................... 77
Tabel 18. Nilai Standard Penetration Test (SPT) pada Titik BH-4................. 80
Tabel 19. Hasil Perhitungan Daya Dukung Selimut Tiang Tunggal (Qs) ....... 81
Tabel 20. Jumlah Tiang Pondasi ...................................................................... 82
Tabel 21. Perbandingan Nilai Qg dan nQu ...................................................... 86
Tabel 22. Daya Dukung Tiang Uji Berdasarkan Hasil PDA Test.................... 87
Tabel 23. Kapasitas Pondasi Tiang Bor (Bored Pile) ...................................... 88
Tabel 24. Kapasitas Pondasi Tiang Bor (Bored Pile) ...................................... 98
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Pengujian dengan Bor Mesin ...................................................... 7
Gambar 2. Pengujian dengan Alat PDA (Pile Driving Analyzer).................. 9
Gambar 3. Wilayah Gempa Indonesia ........................................................... 13
Gambar 4. Koreksi nilai N akibat tekanan overburden.................................. 17
Gambar 5. Hubungan nilai N, Nq, Nγ dan φ.................................................. 18
Gambar 6. Efisiensi Kelompok Tiang............................................................ 23
Gambar 7. Definisi tiang ujung jepit dan ujung bebas................................... 25
Gambar 8. Tahanan Lateral Ultimit Tiang dalam Tanah Kohesif ................. 28
Gambar 9. Bagan Alir Penelitian ................................................................... 37
Gambar 10. Denah Lokasi Proyek ................................................................... 37
Gambar 11. Tampak Gedung Terpadu Pelabuhan Tarahan Bandar Lampung 39
Gambar 12. Denah Balok untuk lantai 1.......................................................... 41
Gambar 13. Denah Balok Untuk Lantai 2-7 dan Lantai Atap.......................... 42
Gambar 14. Potongan A-A............................................................................... 42
Gambar 15. Perancangan Geometri ................................................................. 56
Gambar 16. Mendefinisikan Material .............................................................. 57
Gambar 17. Perancangan Dimensi................................................................... 57
Gambar 18. Tipe Pembebanan ......................................................................... 58
Gambar 19. Proses Menginput Pembebanan ................................................... 61
Gambar 20. Hasil Input Beban Hidup pada Portal........................................... 61
Gambar 21. Hasil Input Beban Mati pada Portal ............................................. 62
Gambar 22. Proses Menginput Beban Tekanan Angin.................................... 66
Gambar 23. Respons Spektrum Gempa Rencana Wilayah Gempa 4 ............. 71
Gambar 24. Peta Zona Gempa Wilayah Tarahan............................................. 71
Gambar 25. Proses Menginput Gaya Geser Horizontal ................................... 75
Gambar 26. Mendefinisikan Kombinasi Pembebanan..................................... 76
Gambar 27. Diagram Alir SPT Test................................................................. 79
Gambar 28. Diagram Alir PDA Test................................................................ 86
Gambar 29. Beban Vertikal dan Momen ......................................................... 88
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pada suatu pekerjaan konstruksi, tanah memiliki peran penting sebagai
pondasi pendukung suatu struktur bangunan sipil. Bangunan sipil terbagi atas
dua bagian yaitu struktur bangunan di atas tanah dan struktur bangunan di
bawah tanah. Struktur bangunan di bawah tanah disebut sebagai pondasi.
Pondasi adalah suatu bagian dari konstruksi bangunan yang berfungsi untuk
menempatkan bangunan dan meneruskan beban yang disalurkan dari struktur
atas ke dalam lapisan tanah yang keras yang dapat memikul beban konstruksi
tersebut.
Pondasi secara umum dapat dibagi dalam dua jenis, yaitu pondasi dalam dan
pondasi dangkal. Jenis pondasi yang digunakan pada suatu konstruksi
bangunan dipilih berdasarkan hasil penyelidikan tanah, besarnya beban yang
akan bekerja pada pondasi tersebut, serta biaya dan kemudahan pelaksanaan
di lapangan.
Pada pelaksanaan proyek pembangunan Gedung Kantor Terpadu PT. Bukit
Asam (Persero) Tbk. Unit Pelabuhan Tarahan, Bandar Lampung digunakan
jenis pondasi dalam, yaitu pondasi tiang. Jenis pondasi tiang yang dipilih
adalah pondasi bored pile. Pondasi bored pile secara umum dilakukan dengan
2
cara membuat lubang bor dengan diameter tertentu hingga mencapai
kedalaman yang diinginkan. Setelah lubang bor selesai dibuat, tulangan baja
yang telah dirangkai dimasukkan ke dalam lubang bor tersebut dan kemudian
dilanjutkan dengan pengisian material beton ke dalam lubang bor. Pada Tugas
Akhir ini penulis mengkonsentrasikan menganalisis pondasi bored pile pada
proyek tersebut oleh kontraktor pelaksana PT. PP Dirganeka yang berlokasi
di Jalan Raya Bakauheni KM. 15 Tarahan, Bandar Lampung.
B. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam penulisan tugas akhir ini adalah untuk
mengetahui kapasitas daya dukung pondasi bored pile pada Gedung Kantor
Terpadu PT. Bukit Asam (Persero) Tbk. Unit Pelabuhan Tarahan, Bandar
Lampung.
C. Batasan Masalah
Pada penelitian ini dilakukan pembatasan terhadap masalah-masalah yang ada,
yakni:
1. Menghitung pembebanan pada struktur bangunan.
2. Menghitung daya dukung aksial dan lateral pondasi bored pile.
3. Menganalisa penurunan (settlement) pondasi bored pile .
4. Membandingkan hasil analisis manual dan pemrograman dengan hasil
pengujian di lapangan (PDA test).
5. Perhitungan penulangan bored pile.
3
D. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian yang dilakukan adalah:
1. Mengetahui kapasitas daya dukung bored pile dari data lapangan.
2. Mengetahui stabilitas pondasi bored pile.
3. Sebagai perbandingan antara hasil analisis secara manual dengan hasil
PDA test.
4
II.
TINJAUAN PUSTAKA
A. Pondasi Bored Pile
Pondasi bored pile adalah pondasi tiang yang pemasangannya dilakukan
dengan mengebor tanah lebih dahulu (Hary Christady Hardiyatmo, 2010).
Pemasangan pondasi bored pile ke dalam tanah dilakukan dengan cara
mengebor tanah terlebih dahulu, yang kemudian diisi tulangan yang telah
dirangkai dan dicor beton. Apabila tanah mengandung air, maka dibutuhkan
pipa besi atau yang biasa disebut dengan temporary casing untuk menahan
dinding lubang agar tidak terjadi kelongsoran, dan pipa ini akan dikeluarkan
pada waktu pengecoran beton
Ada beberapa keuntungan dalam pemakaian pondasi bored pile jika
dibandingkan dengan tiang pancang, yaitu:
1. Pemasangan tidak menimbulkan gangguan suara dan getaran yang
membahayakan bangunan sekitarnya.
2. Mengurangi kebutuhan beton dan tulangan dowel pada pelat penutup tiang
(pile cap). Kolom dapat secara langsung diletakkan di puncak bored pile.
3. Kedalaman tiang dapat divariasikan.
4. Tanah dapat diperiksa dan dicocokkan dengan data laboratorium.
5. Bored pile dapat dipasang menembus batuan, sedang tiang pancang akan
kesulitan bila pemancangan menembus lapisan batuan.
5
6. Diameter tiang memungkinkan dibuat besar, bila perlu ujung bawah tiang
dapat dibuat lebih besar guna mempertinggi kapasitas dukungnya.
7. Tidak ada risiko kenaikan muka tanah.
Kerugian menggunakan pondasi bored pile yaitu:
1. Pengecoran bored pile dipengaruhi kondisi cuaca.
2. Pengecoran beton agak sulit bila dipengaruhi air tanah karena mutu beton
tidak dapat dikontrol dengan baik.
3. Mutu beton hasil pengecoran bila tidak terjamin keseragamannya di
sepanjang badan bored pile mengurangi kapasitas dukung bored pile,
terutama bila bored pile cukup dalam.
4. Pengeboran dapat mengakibatkan gangguan kepadatan, bila tanah berupa
pasir atau tanah yang berkerikil.
5. Air yang mengalir ke dalam lubang bor dapat mengakibatkan gangguan
tanah, sehingga mengurangi kapasitas dukung tiang.
6. Akan terjadi tanah runtuh jika tindakan pencegahan tidak dilakukan, maka
dipasang temporary casing untuk mencegah terjadinya kelongsoran.
B. Metode Pelaksanaan Bored Pile
Pada dasarnya pelaksanaa bored pile pada tanah yang tidak mudah longsor
adalah:
1. Tanah digali dengan mesin bor sampai kedalaman yang dikehendaki.
2. Dasar lubang bor dibersihkan.
3. Tulangan yang telah dirakit dimasukkan ke dalam lubang bor.
4. Lubang bor diisi atau dicor beton.
6
C. Tanah
Tanah didefinisikan sebagai material yang terdirir dari agregat (butiran)
mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu
sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel
padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong di
antara partikel-partikel padat tersebut (Braja M. Das, 1995)
D. Penelitian Tanah
Data penelitian tanah merupakan data sekunder dimana peneliti tidak
langsung terjun ke lapangan sehingga data tersebut merupakan data yang
diperoleh dari instansi yang terkait. Penelitian tanah dimaksudkan untuk
mendapatkan data keadaan tanah pada titik yang telah ditentukan sebagai
gambaran dasar keadaan tanah pada Gedung Bertingkat Terpadu di Pelabuhan
Tarahan Bandar Lampung.
1.
Pengujian dengan Bor Mesin
Pengujian dengan alat bor mesin ini dilaksanakan dengan menggunakan
mata bor tungsteen yang menghasilkan inti tanah atau batuan berdiameter
76 mm apabila dipakai single core barrel dan 50 mm apabila dipakai
double core barrel. Tujuan dilakukan pengujian dengan bor mesin ini
adalah untuk mengetahui kondisi lapisan tanah. Pengujian dengan bor
mesin pada lokasi proyek ini dilakukan sebanyak lima titik. Pengujian di
lapangan dilakukan oleh PT. Bita Enarcon Engineering dan pengujian
sampel tanah tak terganggu (undisturbed sample) dengan parameter
7
pengujian kadar air, berat jenis, berat volume, atterberg limits, grainsize
analysis, triaxial test, serta uji konsolidasi dilakukan di laboratorium
(Laporan Investigasi Geoteknik Tarahan, 2011). Pengujian dengan bor
mesin dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Pengujian dengan Bor Mesin
2.
Pengujian dengan Alat SPT ( Standard Penetration Test)
Pengujian Standard Penetration Test (SPT) dilaksanakan bersamaan
dengan pengujian Bor Mesin. Pengujian SPT ini dilakukan untuk setiap
interval kedalaman 2 meter. SPT test menggunakan palu pemukul dengan
berat 63,5 kg dan tinggi jatuh 75 cm. Pengujian ini dilakukan dengan
cara menghitung jumlah pukulan palu pemukul yang diperlukan untuk
mendesak tabung contoh Split Spoon Sampler berdiameter 2” sedalam 30
cm ke dalam tanah. Penghitungan jumlah pukulan dilakukan sebanyak 3
kali yaitu setiap penetrasi 15 cm. Nilai SPT didapatkan dengan
menjumlahkan jumlah pukulan yang diperlukan pada 15 cm penetrasi
kedua dan ketiga. Hasil pengujian Standrad Penetration Test (SPT)
disajikan dalam bentuk grafik pada Boring Log (Laporan Investigasi
8
Geoteknik Tarahan, 2011). Berikut adalah tabel standar deskripsi
kekuatan tanah dengan penetrasi standar:
Tabel 1. Standar Penetrasi Tanah Tak Berkohesi
Tingkat Kepadatan
Dr
N
Ф
Sangat lepas
< 0,2
50
45
Sumber: Ralph, 1973
Tabel 2. Standar Penetrasi Tanah Berkohesi
Penetrasi Standar (N)
Deskripsi
0–2
Sangat lunak
2–4
Lunak
4–8
Sedang
8 – 16
Kenyal
16 – 32
Sangat kenyal
32 – 40
Keras
Sumber: Punmia, 1981
3. Pengujian dengan Alat PDA (Pile Driving Analyzer)
Pengujian dengan alat Pile Driving Analyzer PDA dapat memberikan
informasi-informasi penting yang berkaitan dengan interaksi pondasi
bored pile dengan tanah dibawah beban aksial yang diberikan. Hasil-hasil
yang didapat dari pengujian dengan PDA ini adalah
kapasitas tiang,
transfer energi hammer ke tiang, tegangan tekan dan tarik yang bekeja
pada tiang akibat tumbukan, serta integritas (keutuhan) tiang. Pelaksanaan
pengujian ini dengan menjatuhkan sebuah massa hammer ke kepala tiang
untuk membangkitkan gelombang tegangan yang nantinya akan ditangkap
9
atau direkam oleh sensor-sensor yang telah dilekatkan di sisi tiang,
pengujian dilaksanakan setelah tiang mempunyai kekuatan yang cukup
untuk menahan tumbukan palu. PDA didasarkan pada analisis data hasil
rekaman getaran gelombang yang terjadi pada waktu tiang dipukul
(Spesifikasi Teknis PDA, 2013). Pengujian PDA pada proyek Gedung
Bertingkat Terpadu di Pelabuhan Tarahan Bandar Lampung dilakukan
sebanyak 3 titik. Gambar pengujian dengan alat PDA dapat dilihat pada
Gambar 2.
Gambar 2. Pengujian dengan Alat PDA (Pile Driving Analyzer)
E. Pembebanan
Besar dan macam beban yang bekerja pada struktur sangat tergantung dari jenis
struktur. Berikut ini akan disajikan jenis-jenis beban, data beban serta faktorfaktor dan kombinasi pembebanan sebagai dasar acuan bagi perhitungan struktur.
(LRFD, 2008).
1. Beban Mati (Dead Load)
Beban mati merupakan beban yang bekerja akibat gravitasi yang bekerja tetap
pada posisinya secara terus menerus dengan arah ke bumi tempat struktur
10
didirikan. Yang termasuk beban mati adalah berat struktur sendiri dan juga
semua benda yang tetap posisinya selama struktur berdiri.
2. Beban Hidup (Live Load)
Beban hidup merupakan beban yang terjadi akibat penghunian atau
penggunaan suatu konstruksi dan barang-barang yang dapat berpindah, mesin
dan peralatan lain yang dapat digantikan selama masa pakai.
3. Beban Angin (Wind Load)
Beban angin adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian
gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara. Beban angin
ditunjukan dengan menganggap adanya tekanan pofitip dan tekanan negatif
(isapan), yang bekerja tegak lurus pada bidang – bidang yang ditinjau.
Besarnya tekanan positif dan tekanan negatif ini dinyatakan dalam kg/m2,
ditentukan dengan mengalikan tekanan tiup yang telah ditentukan dengan
koefisien – koefisien angin yang telah ditentukan dalam peraturan ini.
Tabel 3. Combined Height, Exposure and Gust Factor Coefficient (Ce)a
11
Tabel 4. Koefisien Tekanan Cg
4. Beban Gempa ( Earthquake Load )
Besarnya beban gempa dasar nominal horizontal akibat gempa menurut
Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Rumah dan
Gedung (SNI – 03 – 1726 – 2002), dinyatakan sebagai berikut :
V=
........................................................................................(1)
Keterangan:
V
= beban gempa dasar nominal ( beban gempa rencana )
Wi
= kombinasi dari beban mati dan beban hidup vertikal
yang direduksi
C
= faktor respons gempa
I
= faktor keutamaan struktur
R
= faktor reduksi gempa
12
Tabel 5. Faktor Keutamaan Struktur (I)
Tabel 6. Parameter daktilitas struktur gedung
Besarnya beban gempa sangat dipengaruhi oleh berat dari struktur
bangunan, untuk itu diperlukan menghitung berat dari masing-masing
lantai bangunan. Berat dari bangunan berupa beban mati yang terdiri dari
berat sendiri material-material konstruksi, elemen-elemen struktur, dan
beban hidup dari penggunaan bangunan. Kemungkinan terjadinya gempa
bersamaan dengan bekerjanya beban hidup pada konstruksi gedung
sangat kecil, karena itu beban hidup yang bekerja dapat direduksi. Sesuai
standar pembebanan yang berlaku di Indonesia, untung menghitung
pengaruh beban gempa pada konstruksi gedung yaitu mengalikan beban
hidup yang bekerja dengan faktor reduksi sebesar 0,3.
13
F. Faktor Respons Gempa (C)
Setelah menghitung waktu getar dari struktur bangunan pada arah X (Tx) dan
arah Y (Ty), maka besar dari Faktor Respons Gempa (C) dapat ditentukan dari
diagram spektrum gempa rencana sesuai dengan wilayah gempa dan kondisi
tanah untuk waktu getar alami fundamental, dengan terlebih dahulu
menentukan zona gempa (lihat Gambar 3).
Gambar 3. Wilayah Gempa Indonesia
Faktor respon gempa C ditentukan dengan persamaan-persamaan berikut:
Untuk T ≤ Tc:
C = Am ............................................................................................................(2)
Untuk TTc:
C=
...............................................................................................................(3)
Dengan:
Am = 2,5 Ao ....................................................................................................(4)
Ar = Am . Tc ....................................................................................................(5)
Nilai Ao, Am, dan Ar tercantum dalam Tabel 7 dan Tabel 8 untuk masingmasing wilayah gempa dan jenis tanah.
14
Tabel 7. Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Percepatan Muka Tanah
Tabel 8. Spektrum Respon Gempa Rencana
G. Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang Berdasarkan Data Lapangan
1. Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang Dari Hasil SPT
Standard Penetration Test (SPT) adalah sejenis percobaan dinamis dengan
memasukkan suatu alat yang dinamakan split spoon ke dalam tanah. Data
tanah sangat diperlukan dalam merencanakan kapasitas daya dukung
(bearing capacity) dari tiang sebelum pembangunan dimulai.
Tahanan ujung ultimit tiang (Qb) dihitung dengan persamaan:
Qb = Ab.fb ................................................................................................(6)
Tahanan gesek dinding tiang (Qs) dihitung dengan persamaan:
Qs = As.fs .................................................................................................(7)
15
Kapasitas daya dukung ultimit tiang (Qu) adalah jumlah dari tahanan
ujung ultimit tiang (Qb) dan tahanan gesek dinding tiang (Qs) antara sisi
tiang dan tanah di sekitarnya dinyatakan dalam persamaan berikut ini
(Hardiyatmo, 2010):
Qu = Qb + Qs = Ab.fb + As.fs ................................................................(8)
Keterangan:
Qb = Tahanan ujung ultimit tiang
Qs = Tahanan gesek dinding tiang
Ab = Luas ujung tiang bawah
As = Luas selimut tiang
fb = Tahanan ujung satuan tiang
fs = Tahanan gesek satuan tiang
Kapasitas dukung ultimit tiang dapat dihitung secara empiris dari nilai N
hasil uji SPT.
1. Tahanan ujung tiang berdasarkan data pengujian SPT dihitung dengan
persamaan Meyerhof (Bowles, 1993), yaitu:
Qb = Ab (40N) ≤ Ab (400N) .............................................................(9)
Keterangan:
N
= Nilai rata-rata statistik dari bilangan-bilangan SPT dalam
daerah kira-kira 8B di atas sampai dengan 3B di bawah titik
tiang
B
= Lebar atau diameter tiang
Lb/B = Perbandingan kedalaman rata-rata dari sebuah titik
16
2. Tahanan gesek selimut tiang berdasarkan data pengujian SPT dihitung
dengan persamaan Meyerhoff (Bowles, 1993), yaitu:
Qs = Xm.N.p.Li .................................................................................(10)
Keterangan:
Xm = 0,2 untuk bored pile
Li = Panjang lapisan tanah (m)
P = Keliling tiang (m)
N = Banyaknya perhitungan pukulan rata-rata statistic
3. Untuk tahanan ujung tiang dengan memperhatikan faktor kedalaman
dihitung dengan persamaan Meyerhof (Hardiyatmo, 2010), yaitu:
Qb = Ab.fb
Dengan nilai fb yaitu :
a. Untuk tiang dalam pasir dan kerikil:
fb = 0,4 N”(L/d) r ≤ 4 N” r......................................................(11)
b. Untuk tiang dalam lanau tidak plastis:
fb = 0,4 N”(L/d) r ≤ 3 N” r......................................................(12)
Keterangan:
fb = Tahanan ujung satuan tiang (kN/m2)
N” = N-SPT yang dikoreksi terhadap pengaruh prosedur lapangan dan
tekanan overburden
L = Kedalaman penetrasi tiang (m)
d = Diameter tiang (m)
r = Tegangan referensi = 100 kN/m2
17
Gambar 4. Koreksi nilai N akibat tekanan overburden
Untuk menghitung fb, nilai N-SPT yang digunakan harus mewakili
kondisi tanah di sekitar ujung tiang yaitu dalam kisaran 1D di atas
dasar tiang dan 2D di bawahnya.
4. Tahanan gesek satuan dihitung dengan persamaan Meyerhof
(Hardiyatmo, 2010)
Qs = As.fs
Briaud et al. (Hardiyatmo, 2010) menyarankan persamaan tahanan
ujung satuan, yaitu:
fs = 0,224 σr (N”)0,29 .........................................................................(13)
fb = 19,7 σr (N”)0,36 ..........................................................................(14)
Keterangan:
fs
= Tahanan gesek satuan tiang (kN/m2)
fb
= Tahanan ujung satuan tiang (kN/m2)
N’’ = N-SPT yang dikoreksi terhadap pengaruh prosedur lapangan dan
tekanan overburden.
r
= Tegangan referensi = 100 kN/m2
18
Dalam pengujian SPT ini juga akan diperoleh kepadatan relatif
(relative density), sudut gesek dalam (φ) berdasarkan nilai jumlah
pukulan (N). Untuk tanah granuler, seperti pasir faktor-faktor Nq, Nγ
adalah fungsi dari φ, karena itu sangat tergantung dari besarnya
kerapatan relatif (Dr).
Gambar 5. Hubungan nilai N, Nq, Nγ dan φ (Hardiyatmo,1996)
Dengan memperhatikan bentuk pondasi, kemiringan beban dan kuat
geser tanah di atas dasar pondasinya Meyerhof dan Brinch Hansen
(Hardiyatmo, 1996) memberikan juga persamaan daya dukung yaitu:
Qu = ScDciccNc + SqDqiqPoNq + SγDγiγ0,5β’γNγ .............................(15)
Keterangan:
Qu
= Kapasitas daya dukung ultimit
Nc, Nq, Nγ= Faktor kapasitas dukung untuk pondasi memanjang
sc, sq, sγ = Faktor bentuk pondasi
19
dc, dq, dγ = Faktor kedalaman pondasi
ic, iq, iγ
= Faktor kemiringan beban
β’
= Lebar pondasi efektif
po
= Tekanan overbuden pada dasar pondasi
Df
= Kedalaman pondasi
γ
= Berat volume tanah
H. Faktor Keamanan
Untuk memperoleh kapasitas ijin tiang, maka diperlukan untuk membagi
kapasitas ultimit tiang dengan faktor aman tertentu. Fungsi faktor aman
adalah:
1. Untuk memberikan keamanan terhadap ketidakpastian dari nilai kuat geser
dan kompresibilitas yang mewakili kondisi lapisan tanah.
2. Untuk meyakinkan bahwa penurunan tidak seragam di antara tiang-tiang
masih dalam batas-batas toleransi.
3. Untuk meyakinkan bahwa bahan tiang cukup aman dalam mendukung
beban yang bekerja.
4. Untuk meyakinkan bahwa penurunan total yang terjadi pada tiang tunggal
atau kelompok tiang masih dalam batas-batas toleransi.
5. Untuk mengantisipasi adanya ketidakpastian metode hitungan yang
digunakan (Hardiyatmo, 2010).
Menurut Tomlinson (1977) dalam buku Analisis dan Perencanaan Pondasi 2
faktor aman dinyatakan:
20
Untuk dasar tiang yang dibesarkan dengan diameter < 2 m:
Qa =
,
.......................................................................................................(22)
Untuk tiang tanpa pembesaran di bagian bawahnya:
Qa =
.......................................................................................................(23)
Bila diameter tiang lebih dari 2 m, kapasitas tiang ijin perlu dievaluasi dari
pertimbangan penurunan tiang. Selanjutnya, penurunan struktur harus pula
dicek terhadap persyaratan besar penurunan toleransi yang masih diijinkan.
Faktor aman (F) untuk tiang bor juga bergantung terutama pada informasi
dari hasil uji beban statis, keseragaman kondisi tanah, dan ketelitian program
penyelidikan tanah. Nilai-nilai tipikal faktor aman untuk tiang bor yang
disarankan, ditunjukkan dalam Tabel . Nilai-nilai dalam tabel tersebut berlaku
untuk bangunan-bangunan pada umumnya. Untuk bangunan-bangunan yang
khusus, maka nilai-nilai faktor amannya dapat ditambah atau dikurangi.
Tabel 9. Faktor Aman
Sumber : Hardiyatmo, 2010
21
Pada umumnya, faktor aman untuk beban tarik lebih besar dari beban tekan.
Hal ini, dikarenakan keruntuhan akibat beban tarik lebih bersifat segera dan
merusakkan terutama pada saat gempa.
I.
Tiang Kelompok (Pile Group)
Pada umumnya jarang pondasi bored pile digunakan sebagai tiang tunggal,
melainkan berupa gabungan dari beberapa tiang yang disebut dengan tiang
kelompok (pile group). Di atas pile group, biasanya diletakkan suatu
konstruksi poer (footing) yang mempersatukan kelompok tiang tersebut.
Dalam perhitungan-perhitungan poer dianggap/dibuat kaku sempurna,
sehingga:
1. Bila
beban-beban
yang
bekerja
pada
kelompok
tiang
tersebut
menimbulkan penurunan maka setelah penurunan bidang poer tetap akan
merupakan bidang datar.
2. Gaya-gaya yang bekerja pada tiang berbanding lurus dengan penurunan
tiang-tiang tersebut.
J.
Kapasitas Kelompok Tiang dan Efisiensi Bored Pile
1. Kapasitas Kelompok Tiang
Kapasitas kelompok tiang tidak selalu sama dengan jumlah kapasitas tiang
tunggal yang berada dalam kelompoknya.
Stabilitas kelompok tiang tergantung dari 2 (dua) hal, yaitu:
a. Kemampuan tanah di sekitar dan di bawah kelompok tiang untuk
mendukung beban total struktur.
22
b. Pengaruh konsolidasi tanah yang terletak di bawah kelompok tiang.
Pada tiang tunggal, interaksi yang terjadi hanyalah tiang dengan tanah,
sedangkan pada kelompok tiang akan ada interaksi antara tiang
dengan tanah dan tiang dengan tiang yang lainnya. Interaksi ini akan
lebih besar jika jarak tiang semakin dekat. Jika pada salah satu tiang
pada kelompok tiang didesak sehingga terjadi penurunan, maka tiang
disekitarnya akan ikut turun akibat tertarik oleh tanah disekitar tiang
yang dibebani. Berdasarkan kondisi tersebut, maka akan terjadi
penurunan tiang akibat beban yang didukung tiang didekatnya
walaupun tiang tersebut tidak terbebani. Hal ini akan mengakibatkan
kapasitas dukung tiang menjadi berkurang jika dibandingkan dengan
kondisi tiang tunggal. Analisis ini dikembangkan dengan menganggap
tidak ada pile cap.
2. Efisiensi Bored Pile
Efisiensi Bored Pile bergantung pada beberapa faktor, yaitu:
a. Jumlah, panjang, diameter, susunan dan jarak tiang.
b. Model transfer beban (tahanan gesek terhadap tahanan dukung ujung).
c. Prosedur pelaksanaan pemasangan tiang.
d. Urutan pemasangan tiang
e. Macam-macam tanah.
f. Waktu setelah pemasangan tiang.
g. Interaksi antara pelat penutup tiang (pile cap) dengan tanah.
h. Arah dari beban yang bekerja.
23
Persamaan dari efisiensi tiang menurut Converse-Labarre Formula
(Hardiyatmo, 2010) adalah sebagai berikut:
′
Eg = 1
(
) ′
′
..................................................................(24)
Keterangan:
Eg = efisiensi kelompok tiang
m = jumlah baris tiang
n’ = jumlah tiang dalam satu baris
= arc tg d/s , dalam derajat
s = jarak pusat ke pusat tiang
d = diameter tiang
Efisiensi kelompok tiang didefinisikan sebagai:
Eg =
................................................................................................(25)
Dengan:
Eg = Efisiensi kelompok tiang
Qg = Beban maksimum kelompok tiang yang mengakibatkan keruntuhan
Qu = Beban maksimum tiang tunggal yang mengakibatkan keruntuhan
n = Jumlah tiang dalam kelompok
24
Gambar 6. Efisiensi Kelompok Tiang
3. Kapasitas Izin Kelompok Tiang
Kapasitas izin kelompok tiang menggunakan persamaan:
Qg = Eg × n × Qu..................................................................................(26)
K. Pembebanan pada Pondasi Kelompok Tiang
Gaya luar yang bekerja pada kepala tiang (kolom) didistribusikan pada pile
cap dan kelompok tiang pondasi berdasarkan rumus elastisitas dengan
menganggap bahwa pile cap kaku sempurna (pelat pondasi cukup tebal),
sehingga pengaruh gaya yang bekerja tidak menyebabkan pile cap
melengkung atau deformasi.
Maka persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:
P=
±
±
.................................................................................(27)
Keterangan:
P
= Beban maksimum yang diterima oleh tiang
V
= Jumlah total beban normal
Mx
= Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu x
My
= momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu y
x
= absis terhadap titik berat kelompok tiang
y
= ordinat terhadap titik berat kelompok tiang
x2
= jumlah kuadrat absis-absis tiang
y2
= jumlah kuadrat ordinat-ordinat tiang
25
L. Daya Dukung Lateral
Pondasi bored pile terkadang harus menahan beban lateral (horizontal) seperti
beban angin, beban gempa dan tekanan tanah lateral. Beban-beban tersebut
akan bekerja pada ujung atas kepala tiang. Hal ini menyebabkan kepala tiang
terdeformasi lateral. Hal ini menimbulkan gaya geser pada tiang dan tiang
akan melentur. Gaya lateral yang paling mempengaruhi daya dukung lateral
pada pondasi adalah gaya akibat tekanan tanah. Jika gaya lateral yang harus
didukung tiang sangat besar, maka dapat digunakan tiang miring.
Dalam analisis gaya lateral, tiang-tiang perlu dibedakan menurut model
ikatannya dengan pelat penutup tiang. Model ikatan tersebut sangat
mempengaruhi kelakuan tiang dalam mendukung beban lateral. Tiang-tiang
dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu:
a. Tiang ujung jepit (fixed end pile)
Definisi tiang ujung jepit (fixed end pile) menurut McNulty adalah tiang
yang ujung atasnya terjepit (tertanam) dalam pelat penutup kepala tiang
paling sedikit sedalam 60 cm (24 inch)
b. Tiang ujung bebas (free end pile)
Tiang ujung bebas adalah tiang yang bagian atasnya tidak terjepit atau
terjepit kedalam pelat penutup kepala tiang tetapi kurang dari 60 cm.
26
Gambar 7. Definisi tiang ujung jepit dan ujung bebas
McNulty (1956) menyarankan perpindahan lateral ijin pada bangunan gedung
adalah 6 mm (Hardiyatmo, 2010).
1. Penentuan Kriteria Tiang Panjang dan Tiang Pendek
Untuk menghitung daya dukung lateral, perlu diketahui jenis tiang
pondasi, yaitu tiang pendek dan panjang. Kriteria tiang pendek dan
panjang ditentukan berdasarkan kekakuan relatif R atau T.
Ip
=
T
=
x b x h3 .................................................................................(28)
×
....................................................................................(29)
Dimana:
Ep
= Modulus elastis tiang (kN/m2)
Ip
= Momen inersia tiang
ηh
= Koefisien variasi modulus
27
Tabel 10. Kriteria Tiang Pendek dan Panjang
Jenis Tiang
Modulus Tanah
Kaku (Pendek)
L ≤ 2T
L ≤ 2R
Elastis (Panjang)
L ≥ 4T
L ≥ 0,35 R
Sumber : Hardiyatmo, 2010
2. Daya Dukung Lateral Tiang Tunggal
Hasil penelitian Poulus menjelaskan bahwa defleksi maksimum terjadi
pada permukaan tanah. Defleksi tersebut diakibatkan adanya beban
horisontal dan momen yang terjadi pada kepala tiang. Daya dukung lateral
tiang tunggal dihitung dengan metode Broms (Hardiyatmo, 2010)
a. Tiang ujung bebas
f = Hu/ (9Cu d) ...................................................................................(30)
Mmak = Hu (e +3d/2 +1/2 f) .............................................................(31)
Momen maksimum dapat pula dinyatakan oleh persamaan:
Mmak = (9/4) dg2 Cu..........................................................................(32)
Dengan L = 3d/2 + f + g, maka Hu dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan
37 dan 38. Nilai-nilai Hu yang diplot dalam grafik
hubungan L/d dan Hu/Cu d2, ditunjukkan pada Gambar 8a. Grafik
tersebut berlaku untuk tiang pendek apabila My>Mmak, dan untuk
tiang panjang My