Analisis Daya Dukung Dan Penurunan Tiang Bor Tunggal Diameter 0,80 M Dengan Menggunakan Model Tanah Soft Soil Dan Mohr-Coulomb Pada Proyek Hotel Sapadia Medan
ANALISIS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN
TIANG BOR TUNGGAL DIAMETER 0,80 M DENGAN
MENGGUNAKAN MODEL TANAH SOFT SOIL DAN MOHRCOULOMB PADA PROYEK HOTEL SAPADIA MEDAN
TESIS
Oleh:
SANJAYA ARYATNIE
137016010/TS
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
ANALISIS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN
TIANG BOR TUNGGAL DIAMETER 0,80 M DENGAN
MENGGUNAKAN MODEL TANAH SOFT SOIL DAN MOHRCOULOMB PADA PROYEK HOTEL SAPADIA MEDAN
TESIS
Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik Dalam Program Studi
Magister Teknik Sipil Pada Program Pascasarjana
Universitas Sumatera Utara
Oleh:
SANJAYA ARYATNIE
137016010/TS
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Judul Tesis
:
ANALISIS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN
TIANG BOR TUNGGAL DIAMETER 0,80 M
DENGAN MENGGUNAKAN MODEL TANAH
SOFT SOIL DAN MOHR-COULOMB
PADA
PROYEK HOTEL SAPADIA MEDAN
Nama Mahasiswa
:
Sanjaya Aryatnie
Nomor Pokok
:
137016010
Program Studi
:
Teknik Sipil
Menyetujui
Komisi Pembimbing,
(Ir. Rudi Iskandar, MT)
Anggota
(Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE)
Ketua
Ketua Program Studi,
Dekan,
(Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE)
Tanggal Lulus
:
(Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, M.S.M.E)
04 Agustus 2015
Telah Diuji Pada
Tanggal
:
04 Agustus 2015
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
:
Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE
Anggota
:
Ir. Rudi Iskandar, MT
Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan
Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia Tarigan, M.Sc
ABSTRAK
Pondasi adalah bagian terpenting dalam suatu bangunan yang memikul beban
struktur yang berdiri di atasnya sehingga harus kuat dan kokoh. Beban yang diterima
pondasi, diteruskan sampai ke lapisan tanah di bawahnya. Kemampuan pondasi memikul
beban disebut daya dukung pondasi, Besarnya daya dukung dan penurunan pondasi
dapat diketahui dengan melakukan uji beban statis/loading test, analisis metode empiris
maupun dengan pemodelan metode elemen hingga. Untuk itu diperlukan data-data yang
diperoleh melalui penyelidikan tanah/soil investigation dan uji laboratorium yang teliti
dan akurat.
Tesis ini menganalisis kapasitas daya dukung dan penurunan/settlement pada
pondasi tiang bor/bored pile diameter 800 mm secara tiang tunggal maupun kelompok
tiang/pile group dengan metode empiris, metode elemen hingga, program AllPile dan
membandingkan hasilnya dengan interpretasi uji beban statis/loading test pada proyek
Hotel Sapadia Medan. Analisis menggunakan data penyelidikan tanah/soil investigation
dan hasil uji laboratorium serta menggunakan metode elemen hingga dengan pemodelan
tanah Soft Soil dan Mohr-Coulomb.
Hasil analisis daya dukung ultimit pondasi tiang bor dengan metode empiris
memberikan nilai terbesar yaitu menggunakan data N-SPT yaitu 541,12 ton dengan
metode Reese and Wright, sedangkan nilai terkecil menggunakan data parameter tanah
hasil uji laboratorium sebesar 464,52 ton. Dengan menggunakan program AllPile
diperoleh daya dukung ultimit sebesar 484,48 ton. Dari interpretasi hasil uji beban
statis/loading test dengan menggunakan beban pengujian/test load sebesar 500 ton (2 kali
beban rencana) diperoleh daya dukung ultimit terbesar dengan menggunakan metode
Mazurkiewicz yaitu 540 ton sedangkan nilai terkecil dengan menggunakan metode Chin
sebesar 478,41 ton. Dengan menggunakan metode Broms diperoleh daya dukung lateral
sebesar 23,28 ton dan dengan metode elemen hingga sebesar 82,36 ton.
Penurunan yang terjadi dari hasil uji beban statis/loading test sebesar 8,538 mm,
penurunan terkecil diperoleh dari hasil analisis pemodelan elemen hingga sebesar 6,313
mm, hasil program AllPile sebesar 7,67 mm, hasil metode empiris sebesar 8,25 mm dan
8,89 mm. Penurunan yang terjadi pada kelompok tiang sebesar 7,91 mm. Berdasarkan
ASTM D.1143-81, penurunan yang diijinkan adalah sebesar 25,40 mm.
Kata Kunci: Tiang Bor/Bored Pile, Loading Test, Metode Elemen Hingga.
i
ABSTRACT
Foundation, which is the important part of a building, bears structural load on it so
that it has to be durable and solid. The load on the foundation is passed along to the soil
layer under it. The capacity of foundation carrying the load is called foundation carrying
capacity (or portative power). The amount of carrying capacity and the settlement of the
foundation can be known by doing loading test, empirical method analysis, and modeling
finite element method. Therefore, the data were obtained from soil investigation and
careful and accurate laboratory test.
The thesis analyzed the carrying capacity and the settlement of bored pile of 800
mm in diameter of single pile and pile group by using empirical method, finite element
method, all pile program, and compared the result with the interpretation of loading test
in the construction of the Sapadia Hotel, Medan. The data were analyzed by conducting
soil investigation and laboratory study by using finite element method with soft soil and
Mohr Coulumb modeling method.
The result of the analysis showed that the ultimate carrying capacity of bored pile
foundation with empirical method in the highest value by using N-SPT data was 541.12
tons, using Reese and Wright method, while the lowest value by using soil parameter data
and laboratory study was 464.52 tons. Ultimate carrying capacity by using Allpile
program was 484.48 tons. From the interpretation of static loading test, the ultimate
carrying capacity was 500 tons (2 x planning load); by using Mazurkiewicz method, the
highest value of the ultimate carrying capacity was 540 tons, while the lowest value,
using Chin method was 478.41 tons. Using Broms method, lateral carrying capacity was
23.28 tons, while using finite element method, it was 82.36 tons.
The settlement of static loading test was 8.538 mm; the lowest settlement from the
result of the analysis on finite element method was 6.313 mm, the result of Allpile
program was 7.67 mm, and the result of empirical method was 8.25 mm and 8.89 mm.
The settlement occurred in group pile was 7.91 mm. Based on ASTM D.1143-81, the
permitted settlement is 25.40 mm.
Keywords: Bored Pile, Loading Test, Finite Element Method
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur yang tulus penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas
segala rahmat dan karunia serta berkah kesehatan dan kemudahan sehingga penulis dapat
menyelesaikan penelitian tesis ini dengan baik. Tesis ini ditulis sebagai salah satu syarat
dalam menyelesaikan perkuliahan pada Program Pascasarjana Magister Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara (USU) untuk memperoleh gelar Magister Teknik (MT) dalam
pengutamaan (kekhususan) bidang Struktur Geoteknik.
Judul Tesis ini adalah “Analisis Daya Dukung Dan Penurunan Tiang Bor Tunggal
Diameter 0,80 M Dengan Menggunakan Model Tanah Soft Soil Dan Mohr-Coulomb
Pada Proyek Hotel Sapadia Medan” dan merupakan sebuah studi literatur dengan
menggunakan data-data penyelidikan tanah/soil investigation dan data uji pembebanan
statis/loading test untuk menganalisis kapasitas daya dukung serta penurunan pondasi tiang
lalu dibandingkan dengan analisis pemodelan tanah melalui metode elemen hingga.
Penulis juga bersyukur dan berterimakasih atas bimbingan dan bantuan dari berbagai
pihak sehingga penulisan tesis ini dapat diselesaikan. Untuk itu, pada kesempatan yang
baik ini, penulis menyampaikan hormat dan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada
Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE Selaku Ketua Program Studi Magister Teknik Sipil
dan Dosen Pengajar serta Ketua Komisi Pembimbing Tesis. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT
Selaku Sekretaris Program Studi Magister Teknik Sipil dan Dosen Pengajar serta Anggota
Komisi Pembimbing Tesis dan Bapak Prof. Subhilhar, Ph.D selaku Rektor Universitas
Sumatera Utara.
Penulis juga menyampaikan hormat dan terimakasih kepada Bapak Prof. Dr. Ing.
Johannes Tarigan, Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia Tarigan, M.Sc dan Bapak Dr. Ir.
Sofyan Asmirza Silalahi, M.Sc sebagai pembanding maupun penguji dalam memperbaiki
penelitian ini melalui saran-saran yang sangat bermanfaat dan seluruh Bapak Staf Pengajar
Program Studi Magister Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara yang telah membekali
dan memberikan masukan kepada penulis dengan ilmu pengetahuan selama menjalani
masa perkuliahan.
iii
Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya juga disampaikan kepada Ibunda tercinta
yang senantiasa mendoakan dan istri yang tercinta Yenny Lipin Bsc beserta anak-anak
yang sangat saya banggakan, Yuly Elizabeth Aryatnie ST Arsitektur USU (saat ini sedang
menyelesaikan Program Studi Magister di RMIT Melbourne Australia), Grace Kelly
Aryatnie (sedang kuliah di Beijing China), Pretty Amanda Aryatnie, Sanny Natalie
Aryatnie dan Pangeran Sanjaya Aryatnie, keseluruhannya senantiasa memberikan dorongan
semangat dan doa kepada penulis hingga dapat menyelesaikan pendidikan pada Program
Studi Magister Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
Bapak DR (HC) Sutan Raja DL Sitorus sebagai pemilik proyek Hotel Sapadia
Medan, Konsultan Perencana PT. Sabataru Bapak Danny dan PT. Jaya Konstruksi Mandiri
(Bapak Soekardi) yang sudah membantu memberikan data-data yang diperlukan, serta
Kontraktor pelaksana struktur, PT. Erakarya Konstruksi Nusantara (General Contractor)
beserta para staff dan karyawan yang sangat penulis cintai dan banyak membantu
memberikan dorongan semangat kepada penulis.
Adinda Rajinda Sajali Bintang, ST beserta Rekan-rekan Mahasiswa Magister Jurusan
Teknik Sipil USU khususnya angkatan 2013 yang telah memberikan bantuan dan dukungan
kepada penulis dalam penyusunan penelitian tesis ini baik secara langsung maupun tidak
langsung.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis
mengharapkan saran dan kritik membangun demi perbaikan dan penyempurnaan tesis ini
dimasa yang akan datang. Akhir kata, Semoga segala kebaikan yang selama ini telah
penulis terima dari berbagai pihak, kelak mendapat balasan yang mulia dari Tuhan Yang
Maha Esa dan semoga tesis ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.
Salam Sejahtera Selalu.
Medan, Mei 2015.
Sanjaya Aryatnie
137016010
iv
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang
pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi.
Sepanjang pengetahuan saya juga, tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah
ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali yang secara tertulis diakui dalam
naskah ini disebutkan dalam daftar pustaka.
Medan, Mei 2015
Sanjaya Aryatnie
137016010
v
vi
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK........................................................................................................
i
ABSTRACT......................................................................................................
ii
KATA PENGANTAR......................................................................................
iii
PERNYATAAN................................................................................................
v
DAFTAR RIWAYAT HIDUP.........................................................................
vi
DAFTAR ISI.....................................................................................................
vii
DAFTAR TABEL.............................................................................................
xv
DAFTAR GAMBAR .......……………………………..………………..........
xix
DAFTAR NOTASI ………………………………………………………….. xxiv
BAB I.
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang.........................................................................
1
1.2.
Tujuan Penulisan......................................................................
2
1.3.
Manfaat Penulisan....................................................................
3
1.4.
Pembatasan Masalah.................................................................
4
1.5.
Sistematika Penulisan...............................................................
5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Pengertian Umum.....................................................................
7
2.2.
Tanah Sebagai Bahan Pendukung Pondasi..............................
8
vii
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.2.1. Parameter Tanah...........................................................
9
2.2.1.1. Berat Isi Tanah..............................................
10
2.2.1.2. Parameter Kekakuan.....................................
12
2.2.1.3. Parameter Kekuatan Tanah...........................
14
2.2.2. Konsep Tegangan Total dan Efektif............................
16
2.2.2.1. Konsep Tegangan Total................................
16
2.2.2.2. Konsep Tegangan Efektif.............................
19
2.2.3. Kriteria Keruntuhan Mohr-Coulomb............................
21
Penyelidikan dan Pemeriksaan Tanah Di lapangan.................
23
2.3.1. Pengambilan Sample Tanah........................................
24
2.3.1.1. Contoh Tanah Tidak Asli Atau Terganggu...
25
2.3.1.2. Contoh Tanah Asli Atau Tidak Terganggu...
25
2.3.2. Penyelidikan Tanah Dengan Sondir............................
26
2.3.3. Uji Penetrasi Standart/SPT..........................................
28
Pondasi Tiang Bor/Bored Pile.................................................
31
2.4.1. Alasan Penggunaan Pondasi Tiang Bor/Bored Pile....
31
2.4.2. Pelaksanaan Tiang Bor................................................
32
Daya Dukung Aksial Pondasi Tiang Bor/Bored Pile..............
34
2.5.1. Berdasarkan Data Hasil Uji Lapangan........................
34
2.5.1.1. Data Pengujian Sondir.................................
34
2.5.1.2. Data Pengujian SPT.....................................
35
2.5.2. Berdasarkan Kekuatan Bahan....................................
41
Uji Pembebanan Statis/Loading Test......................................
41
viii
2.6.1. Standart Loading Test.................................................
43
2.6.2. Cyclic Loading Test.....................................................
44
2.6.3. Slow Maintained Load Test Method (SM Method)......
44
2.6.4. Quick Maintained Load Test Method (QM Method)...
44
2.6.5. Constant Rate of Penetration Test Method (CRP Test)
45
2.6.6. Swedish Cyclic Test Method (SC Test)........................
45
2.7. Interpretasi Data Uji Pembebanan Statis/Loading Test............
45
2.7.1. Metode Davisson Offset Limit (1972).........................
45
2.7.2. Chin’s Method (1970).................................................
47
2.7.3. Metode Mazurkiewicz (1972)......................................
48
Penurunan Elastis Tiang/Pile Settlement.................................
48
2.8.1. Penurunan Elastis Tiang Tunggal/Single Pile.............
49
2.8.1.1. Metode Coyle Dan Reese...............................
49
2.8.1.2. Metode Poulos Dan Davis.............................
49
2.8.2. Penurunan Elastis Kelompok Tiang/Pile Group........
50
Effisiensi Kelompok Tiang/Pile Group..................................
51
2.10. Daya Dukung Kelompok Tiang/Pile Group...........................
54
2.11. Daya Dukung Tiang Akibat Beban Lateral.............................
55
2.11.1. Daya Dukung Tiang Ujung Bebas/Free End Pile.......
56
2.11.2. Daya Dukung Tiang Ujung Jepit/Fixed End Pile........
58
2.12. Aplikasi Metode Numerik Pada Tiang Bor/Bored Pile...........
61
2.12.1. Teori Deformasi...........................................................
61
2.12.1.1. Persamaan Keseimbangan Statis.................
61
2.8.
2.9.
ix
2.12.1.2. Persamaan Keseimbangan Kinematis..........
63
2.12.1.3. Persamaan Konstitutif.................................
63
2.12.2. Dikretisasi Elemen Hingga/Finite Element
Discretisation..............................................................
66
2.12.3. Integrasi Implisit Dari Model Plastisitas Diffrensial..
68
2.12.4. Prosedur Iterasi Global/Global Iterative Procedure..
71
2.12.5. Persamaan Dasar Aliran Statis...................................
73
2.12.6. Perumusan Elemen.....................................................
74
2.12.6.1. Fungsi Bentuk Elemen Segitiga 6 Titik
Nodal.........................................................
74
2.12.6.2. Fungsi Bentuk Elemen Segitiga 15 Titik
Nodal..........................................................
75
2.12.7. Integrasi Numerik Dari Elemen Segitiga....................
76
2.13. Metoda Elemen Hingga............................................................
77
2.13.1. Pemodelan Soft Soil....................................................
78
2.13.1.1. Parameter Model Soft Soil.........................
79
2.13.1.2. Parameter K0NC Kondisi Isotropis Tegangan
Dan Regangan...........................................
80
2.13.1.3. Fungsi leleh Untuk Kondisi Tegangan
Triaksial (σ′2 = σ′3)...................................
81
2.13.2. Pemodelan Mohr-Coulomb (Plastisitas Sempurna)....
85
2.13.2.1. Parameter Dasar Model Mohr-Coulomb....
86
2.13.2.2. Perilaku Elastis Plastis Sempurna..............
87
x
2.13.2.3. Formulasi Model Mohr-Coulomb..............
87
2.14. Perkembangan Metode Pengujian Beban Tiang.......................
88
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1.
Data Umum Proyek.................................................................
93
3.2.
Data Penyelidikan Tanah.........................................................
93
3.3.
Data Teknis Tiang Pancang Dan Pengujian Beban.................
95
3.4.
Tahapan Penelitian...................................................................
98
3.5.
Bagan Alur Penyelesaian Tesis................................................
99
3.6.
Kondisi Umum Lokasi Studi...................................................
100
3.7.
Lokasi Penelitian.....................................................................
101
3.8.
Lokasi Titik Sondir, Boring, SPT dan Loading Test...............
101
BAB IV. ANALISIS EMPIRIS, PROGRAM AllPile DAN INTERPRETASI
HASIL UJI BEBAN STATIS
4.1.
Analisis Kapasitas Daya Dukung Tiang Tunggal.................... 104
4.1.1. Analisis Perhitungan Daya Dukung Tiang
Dengan Metode Reese and Wright.............................. 104
4.1.2. Analisis Daya Dukung Tiang Berdasarkan Parameter
Tanah Hasil Pengujian Laboratorium.......................... 107
4.1.3. Analisis Daya Dukung Tiang Bor Berdasarkan
Kekuatan Bahan..........................................................
4.1.4. Analisis Daya Dukung Tiang Bor Menggunakan
xi
111
Program AllPile............................................................ 112
4.1.5. Hasil Analisis Kapasitas Daya Dukung Tiang Bor...... 118
4.2.
Analisis Kapasitas Daya Dukung Tiang Tunggal Dengan
Interpretasi Hasil Uji Beban Statis/Loading Test.................... 118
4.2.1. Hasil Lapangan Uji Beban Statis Pada Proyek
Hotel Sapadia Medan..................................................
118
4.2.2. Interpretasi Analisis Daya Dukung Tiang Dengan
Metode Davisson (1972).............................................
122
4.2.3. Interpretasi Analisis Daya Dukung Tiang Dengan
Metode Chin (1970)....................................................
125
4.2.4. Interpretasi Analisis Daya Dukung Tiang Dengan
4.3.
Metode Mazurkiewicz (1972)......................................
127
4.2.5. Hasil Interpretasi Uji Beban Statis/Loading Test........
129
Penurunan Tiang Tunggal/Single Pile.....................................
130
4.3.1. Penurunan Tiang Akibat Pemendekan Tiang Bor.......
130
4.3.2. Penurunan Tiang Berdasarkan Analisis
Program AllPile...........................................................
134
4.3.3. Penurunan Tiang Tunggal Yang Diijinkan (Sijin).......
134
4.4.
Penurunan Kelompok Tiang/Pile Group................................
135
4.5.
Effisiensi Tiang Kelompok/Pile Group..................................
136
4.6.
Kapasitas Daya Dukung Kelompok Tiang/Pile Group..........
140
4.7.
Analisis Daya Dukung Lateral Tiang.....................................
141
xii
BAB V. PEMODELAN ELEMEN HINGGA
5.1.
5.2.
Umum......................................................................................
144
5.1.1. Analisis Data...............................................................
144
5.1.2. Lokasi Tinjauan...........................................................
145
5.1.3. Stratigrafi Tanah..........................................................
145
Data Lapangan.........................................................................
146
5.2.1. Siklus Uji Pembebanan Statis/Loading Test Pada
Lokasi BH-1................................................................
146
5.2.2. Data Tiang Bor/Bor Pile Beton Untuk Plaxis.............
148
5.2.3. Deskripsi Dan Parameter Tanah..................................
149
5.3.
Input Parameter Tanah Untuk Pemodelan Elemen Hingga..... 151
5.4.
Pemodelan Lapisan Tanah Dan Tiang..................................... 155
5.5.
Kurva Hubungan Beban Dan Penurunnan............................... 158
5.5.1. Kurva Pembebanan Hasil Loading Test....................... 158
5.5.2. Hubungan Beban Dan Penurunan Dengan Pemodelan
Elemen Hingga............................................................
159
5.5.3. Perbandingan Antara Hasil Loading Test Di Lapangan
Dengan Pemodelan Elemen Hingga............................
160
5.5.3.1. Komparasi Kurva Beban vs Penurunan Untuk
Cycle I, Beban 50%........................................ 160
5.5.3.2. Komparasi Kurva Beban vs Penurunan Untuk
Cycle II, Beban 100%..................................... 162
xiii
5.5.3.3. Komparasi Kurva Beban vs Penurunan Untuk
Cycle III, Beban 150%.................................... 164
5.5.3.4. Komparasi Kurva Beban vs Penurunan Untuk
Cycle IV, Beban 200%.................................. 166
5.5.3.5. Komparasi Kurva Beban vs Penurunan Untuk
Cycle I, Cycle II, Cycle III Dan Cycle IV.....
5.6.
Hasil Tekanan Air Pori Excess Dengan Metode
Elemen Hingga........................................................................
5.7.
172
Hasil Deformasi Vertikal Dengan Metode
Elemen Hingga........................................................................
5.9.
171
Hasil Pergeseran Horizontal Dengan Metode
Elemen Hingga........................................................................
5.8.
169
173
Hasil Tegangan Total Dengan Metode
Elemen Hingga........................................................................
173
5.10. Pembahasan.............................................................................
174
BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN
6.1.
Kesimpulan..............................................................................
184
6.2.
Saran........................................................................................
189
DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................
191
LAMPIRAN
xiv
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
2.1.
Korelasi berbagai jenis parameter tanah............................................
2.2.
Korelasi empiris antara nilai N-SPT dengan berat jenis tanah jenuh
10
untuk tanah kohesif.............................................................................
11
2.3.
Korelasi berat jenis tanah non kohesif dan kohesif.............................
11
2.4.
Korelasi berat jenis tanah jenuh non kohesif......................................
12
2.5.
Korelasi modulus elastis (Es) dengan nilai N-SPT............................
13
2.6.
Hubungan tipe tanah dengan modulus Young dan Poisson ratio......
13
2.7.
Modulus elastisitas (Es) berbagai jenis tanah....................................
14
2.8.
Sudut geser dalam untuk tanah bukan lempung.................................
16
2.9.
Hubungan nilai N dengan kepadatan relatif (Dr) dan sudut geser
dalam tanah (∅) pada Tanah Pasir......................................................
29
2.10.
Hubungan nilai N dengan kepadatan relatif (Dr) tanah lempung......
30
2.11.
Korelasi N-SPT dengan berat isi tanah (γ) tanah pasir.......................
37
2.12.
Korelasi N-SPT dengan berat isi tanah (γ) tanah lempung.................
37
2.13.
Parameter elastis tanah.......................................................................
38
2.14.
Jarak minimum antara tiang...............................................................
55
2.15.
Integrasi 3 titik untuk elemen 6 titik nodal........................................
76
2.16.
Integrasi 12 titik untuk elemen 15 titik nodal....................................
77
3.1.
Kedalaman muka air tanah/ground water level..................................
95
3.2.
Titik sondir, kedalaman serta nilai perlawanan konus (CR)...............
95
xv
3.3.
Titik sondir data lapangan................................................................... 102
3.4.
Titik boring dan data SPT..................................................................
4.1.
Hasil perhitungan daya dukung ultimit tiang bor BH-1 dengan
102
metode Reese and Wright (1976)........................................................ 106
4.2.
Hasil perhitungan daya dukung ultimit tiang bor BH-1 berdasarkan
parameter tanah hasil pengujian laboratorium.................................... 110
4.3.
Hasil analisis kapasitas daya dukung berdasarkan data SPT,
parameter tanah hasil pengujian laboratorium, kekuatan bahan
dan program AllPile............................................................................ 118
4.4.
Hasil pembacaan uji beban statis pada BP.80-31............................... 120
4.5.
Hasil pembacaan loading test setiap beban maksimum pada
BP.80-31............................................................................................. 124
4.6.
Tabel perhitungan x2 dan xy...............................................................
4.7.
Pembebanan terhadap penurunan....................................................... 128
4.8.
Hasil interpretasi uji beban statis/loading test dan PDA Test............
130
4.9.
Penurunan tiang tunggal/single pile...................................................
135
4.10.
Effisiensi kelompok tiang................................................................... 139
4.11.
Kapasitas daya dukung kelompok tiang/pile group........................... 140
5.1.
Data tiang bor BP.80-31....................................................................
149
5.2.
Hubungan Nrata-rata SPT, γdry, γwet dan ∅ korelasi parameter
152
tanah BH-1........................................................................................
5.3.
126
Hubungan Nrata-rata SPT, jenis tanah dan permeabilitas tanah
pada lokasi BH-1................................................................................ 152
xvi
5.4.
Hubungan Nrata-rata SPT dengan modulus elastisitas pada
lokasi BH-1........................................................................................
153
5.5.
Hubungan Nrata-rata SPT dengan Poisson’s ratio pada BH-1.......... 154
5.6.
Input parameter tanah BH-1............................................................... 155
5.7.
Hubungan beban dan penurunan dengan pemodelan elemen hingga. 159
5.8.
Perbandingan hubungan beban dan penurunan hasil loading test
di lapangan dengan hasil pemodelan elemen hingga Cycle I............
5.9.
161
Penurunan maksimum, penurunan plastis dan penurunan elastis hasil
loading test dengan pemodelan elemen hingga ASTM Cycle I.......... 161
5.10.
Perbandingan hubungan beban dan penurunan hasil loading test
di lapangan dengan hasil pemodelan elemen hingga Cycle II...........
5.11.
Penurunan maksimum, penurunan plastis dan penurunan elastis hasil
loading test dengan pemodelan elemen hingga ASTM Cycle II........
5.12.
168
Penurunan maksimum, penurunan plastis dan penurunan elastis hasil
loading test dengan hasil pemodelan elemen hingga Cycle IV.........
5.16.
166
Perbandingan hubungan beban dan penurunan hasil loading test
di lapangan dengan hasil pemodelan elemen hingga Cycle IV.........
5.15.
165
Penurunan maksimum, penurunan plastis dan penurunan elastis hasil
loading test dengan hasil pemodelan elemen hingga Cycle III.........
5.14.
163
Perbandingan hubungan beban dan penurunan hasil loading test
di lapangan dengan hasil pemodelan elemen hingga Cycle III.........
5.13.
163
168
Perbandingan hubungan beban dan penurunan hasil loading test
di lapangan dengan hasil pemodelan elemen hingga.........................
xvii
170
5.17.
Penurunan maksimum, penurunan plastis dan penurunan elastis hasil
loading test dengan hasil pemodelan elemen hingga ASTM.............. 171
5.18.
Daya dukung lateral metode Broms dan metode elemen hingga......
183
6.1.
Hasil analisis daya dukung ultimit pondasi tiang bor.........................
184
6.2.
Hasil analisis penurunan pondasi tiang tunggal dan kelompok tiang 185
6.3.
Effisiensi kelompok tiang/pile group.................................................
186
6.4.
Hasil analisis daya dukung kelompok tiang/pile group.....................
186
6.5.
Perbandingan hubungan beban dan penurunan maksimum hasil
Loading test di lapangan dengan hasil pemodelan elemen hingga..... 187
xviii
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
2.1.
Hubungan antar fase tanah.................................................................
9
2.2.
Grafik hubungan antara kohesi (c) dan nilai N-SPT...........................
15
2.3.
Grafik hubungan nilai N-SPT dan undrained shear strength.............
15
2.4.
Potongan melintang tanah..................................................................
17
2.5.
Pengujian tanah yang dilakukan untuk stabilitas jangka pendek.......
19
2.6.
Pengujian tanah yang dilakukan untuk stabilitas jangka panjang......
20
2.7.
Kriteria keruntuhan Mohr-Coulomb...................................................
21
2.8.
Lingkaran Mohr-Coulomb..................................................................
23
2.9.
Jenis tabung pengambilan contoh tanah yang dipasang pada
ujung stang bor...................................................................................
26
2.10.
Perkiraan jenis tanah dari sondir/DCPT.............................................
26
2.11.
Perkiraan koreksi N-SPT dengan sudut geser tanah (∅).....................
28
2.12.
29
2.13.
Hubungan sudut geser tanah (∅) dan nilai N-SPT tanah pasir...........
Langkah-langkah pelaksanaan tiang bor dalam metode kering..
33
2.14.
Prinsip pelaksanaan tiang bor dalam metode basah...........................
33
2.15.
Langkah-langkah pelaksanaan tiang bor dengan memasang casing.
34
2.16.
Faktor daya dukung Nq*....................................................................
38
2.17.
Nilai qp terhadap N-SPT tahanan ujung ultimit..................................
39
2.18.
Kurva interpretasi beban dengan penurunan, metode Davisson........
46
2.19.
Kurva interpretasi Chin Method (1970)............................................
47
xix
2.20.
Kurva interpretasi metode Mazurkiewicz...........................................
48
2.21.
Effisiensi tiang A, tiang B dan tiang C..............................................
51
2.22.
Banyak baris (n) dan banyak tiang pancang per-baris (m).................
53
2.23.
Definisi tiang ujung jepit dan ujung bebas (McNulty, 1956).............
56
2.24.
Tiang panjang ujung bebas dalam tanah kohesif................................
57
2.25.
Tiang panjang ujung bebas dalam tanah non kohesif.........................
58
2.26.
Tiang panjang ujung jepit dalam tanah kohesif..................................
59
2.27.
Tahanan lateral ultimit tiang dalam tanah kohesif..............................
59
2.28.
Tiang panjang ujung jepit dalam tanah non kohesif...........................
60
2.29.
Tahanan lateral ultimit tiang dalam tanah non kohesif.......................
61
2.30.
Ilustrasi syarat kontinuitas..................................................................
74
2.31.
Penomoran lokal dan penentuan titik nodal.......................................
74
2.32.
Data masukan pemodelan Soft Soil pada program Plaxis..................
79
2.33.
Bidang leleh dari Soft Soil dalam bidang p’-q....................................
83
2.34.
Ilustrasi dari seluruh kontur bidang leleh dari model Soft Soil
dalam ruang tegangan utama..............................................................
84
2.35.
Parameter untuk pemodelan Mohr-Coulomb pada program Plaxis....
86
2.36.
Bidang leleh Mohr-Coulomb dalam ruang tegangan utama...............
88
2.37.
Pelaksanaan dan hasil pengujian PDA...............................................
90
2.38.
Pelaksanaan dan hasil pengujian O-Cell.............................................
91
2.39.
Pelaksanaan dan hasil uji Sonic Logging............................................
92
3.1.
Alat dan beban pengujian beban statis/loading test...........................
96
3.2.
Jarum dial gauge pengujian................................................................
97
xx
3.3.
Bagan alur penyelesaian tesis............................................................. 100
3.4.
Lokasi penelitian proyek Hotel Sapadia SM Raja Medan.................
3.5.
Titik sondir, titik boring SPT dan titik loading test........................... 103
4.1.
Menu membuka program AllPile....................................................... 113
4.2.
Menu memasukan data informasi proyek..........................................
4.3.
Menu masukan data properties tiang................................................. 114
4.4.
Data parameter tiang dan tanah.........................................................
4.5.
Data parameter tiang.......................................................................... 115
4.6.
Data gaya yang bekerja pada tiang....................................................
115
4.7.
Data profil tanah................................................................................
116
4.8.
Input data faktor keamanan dan load faktor......................................
116
4.9.
Hasil output AllPile............................................................................
117
4.10.
Hasil output AllPile untuk daya dukung dan settlement.................... 117
4.11.
Grafik hubungan beban vs penuruanan pada BP.80-31.....................
119
4.12.
Grafik hubungan antara beban vs waktu pada BP.80-31...................
121
4.13.
Grafik hubungan antara penurunan vs waktu pada BP.80-31............
122
4.14.
Grafik metode Davisson beban vs penurunan.................................... 124
4.15.
Grafik metode Chin setlement/load vs settlement.............................. 127
4.16.
Grafik metode Mazurkiewicz hubungan beban vs penurunan............ 129
4.17.
Hasil output AllPile untuk setttlement................................................ 134
4.18.
Tiang tunggal loading test dalam kelompok tiang bor....................... 136
5.1.
Pemodelan lapisan tanah, tiang dan generate mesh pada
Lokasi BH-1.......................................................................................
xxi
101
113
114
156
5.2.
Active pore pressure pada lokasi BH-1.............................................. 157
5.3.
Effective stresses pada lokasi BH-1.................................................... 157
5.4.
Step akhir perhitungan dari proses calculate...................................... 158
5.5.
Hubungan pembebanan dan penurunan berdasarkan Plaxis.............. 158
5.6.
Grafik hubungan beban dan penurunan hasil loading test dengan
hasil pemodelan elemen hingga Cycle I, beban 50%......................... 160
5.7.
Grafik hubungan beban dan penurunan hasil loading test dengan
hasil pemodelan elemen hingga Cycle II, beban 100%...................... 162
5.8.
Grafik hubungan beban dan penurunan hasil loading test dengan Hasil
pemodelan elemen hingga Cycle III, beban 150%............................. 164
5.9.
Grafik hubungan beban dan penurunan hasil loading test dengan
hasil pemodelan elemen hingga Cycle IV, beban 200 %...................
5.10.
167
Grafik hubungan beban dan penurunan hasil loading test dengan hasil
pemodelan elemen hingga Cycle I, II, III dan IV..............................
169
5.11.
Tekanan air pori excess......................................................................
172
5.12.
Horizontal displacement pembebanan 200%..................................... 172
5.13.
Deformasi vertikal pada pembebanan 200%...................................... 173
5.14.
Tegangan total pada pembebanaan 200%..........................................
5.15.
Bagan alur analisis daya dukung tiang tunggal.................................. 175
5.16.
Bagan alur analisis penurunan pondasi tiang tunggal dan
174
kelompok tiang................................................................................... 176
5.17.
Perbandingan daya dukung pondasi tiang tunggal............................. 177
5.18.
Perbandingan penurunan pondasi tiang tunggal dan kelompok tiang 178
xxii
5.19.
Pemodelan 9 lapisan tanah, tiang dan generate mesh........................
179
5.20.
Active pore pressure pada pemodelan 9 lapisan tanah......................
180
5.21.
Effective stresses pada pemodelan 9 lapisan tanah............................
180
5.22.
Horizontal displacement pada pemodelan 9 lapisan tanah................ 181
5.23.
Pemodelan beban statis arah lateral pada lokasi yang sama.............. 182
5.24.
Hasil dari fase-fase kalkulasi nilai Σ Msf............................................ 182
xxiii
DAFTAR NOTASI
Ap
=
Luas penampang tiang (cm2, m2)
Ak
=
Keliling tiang bor (cm, m)
Bg
=
Lebar kelompok tiang/pile group (m)
C
=
Kohesi tanah (kg/cm2)
CR-r
=
Perlawanan konus rata-rata 4D keatas & 4D kebawah
cu
=
Undrained strength (kg/cm2)
D
=
Diameter tiang (cm, m)
Db
=
Tebal kedalaman pondasi tiang bor (m)
Dp
=
Tebal penampang pondasi tiang bor (m)
Es
=
Modulus elastisitas (Mpa)
ɛ
=
Regangan
FK1
=
Faktor keamanan daya dukung ujung tiang (dipakai 3)
FK2
=
Faktor keamanan hambatan lekat tiang (dipakai 5)
Fi
=
Tahanan geser selimut tiang pancang/skin friction (kN/m2)
f
=
Tahanan geser selimut tiang pancang/skin friction (kN/m2)
Gs
=
Modulus geser tanah
IP
=
Indeks plastisitas
I0
=
Faktor pengaruh penurunan tiang yang tidak mudah mampat
kx, ky
=
Koefisien permeabilitas
k*
=
Indeks muai termodifikasi
K0NC
=
Koeffisien tekanan tanah lateral dalam kondisi terkonsolidasi
normal
L
=
Panjang tiang (cm, m).
li
=
Panjang tiang yang tertanam pada lapisan i (cm, m)
m
=
Jumlah tiang setiap baris
N
=
Faktor effisiensi tiang
n
=
Jumlah tiang dalam kelompok
xxiv
Nc
=
Faktor daya dukung (untuk Ø = 0 → Nc = 9)
Ncor
=
SPT blow count terkoreksi (kg/cm2) atau (ton/m2)
OCR
=
Overconsolidated ratio
p
=
Keliling penampang tiang bor (m)
Qp
=
Kapasitas tahanan ujung tiang (kg, ton)
Qs
=
Kapasitas geser selimut tiang/skinfriction (kg, ton)
Qg
=
Daya dukung ultimit kelompok tiang/pile group (ton)
Qult
=
Daya dukung ultimit tiang tunggal/single pile (ton)
QIjin
=
Kapasitas ijin tiang terhadap beban aksial (kg, ton)
qp
=
Tahanan ujung persatuan luas (kg/cm2) atau (ton/m2)
Rh
=
Faktor koreksi ketebalan lapisan yang terletak pada tanah keras
Rk
=
Faktor koreksi kemudahan mampatan tiang
Rb
=
Faktor koreksi ketebalan lapisan yang terletak pada tanah keras
Rμ
=
Faktor koreksi angka Poisson μ
s
=
Jarak antar tiang (cm, m)
S
=
Penurunan tiang tunggal/single pile (m)
Sg
=
Penurunan kelompok tiang/pile group
TSF
=
Jumlah hambatan lekat (kg/cm)
σ
=
Tegangan total (kg/cm2, ton/m2)
’0
=
Tegangan efektif over bulen (kg/cm2, ton/m2)
’
=
Tegangan efektif (kg/cm2, ton/m2)
u
=
Tekanan air pori(kg/cm2)
μs
=
Poisson’s ratio tanah
∂sat
=
Berat volume tanah jenuh air (kg/cm3, ton/m3)
λ*
=
Indeks kompressi termodifikasi
Ø
=
Sudut geser dalam (˚)
α
=
Faktor adhesi empiris
f
=
Tegangan geser saat terjadi keruntuhan atau kegagalan
γ
=
Berat isi tanah
xxv
TIANG BOR TUNGGAL DIAMETER 0,80 M DENGAN
MENGGUNAKAN MODEL TANAH SOFT SOIL DAN MOHRCOULOMB PADA PROYEK HOTEL SAPADIA MEDAN
TESIS
Oleh:
SANJAYA ARYATNIE
137016010/TS
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
ANALISIS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN
TIANG BOR TUNGGAL DIAMETER 0,80 M DENGAN
MENGGUNAKAN MODEL TANAH SOFT SOIL DAN MOHRCOULOMB PADA PROYEK HOTEL SAPADIA MEDAN
TESIS
Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik Dalam Program Studi
Magister Teknik Sipil Pada Program Pascasarjana
Universitas Sumatera Utara
Oleh:
SANJAYA ARYATNIE
137016010/TS
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Judul Tesis
:
ANALISIS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN
TIANG BOR TUNGGAL DIAMETER 0,80 M
DENGAN MENGGUNAKAN MODEL TANAH
SOFT SOIL DAN MOHR-COULOMB
PADA
PROYEK HOTEL SAPADIA MEDAN
Nama Mahasiswa
:
Sanjaya Aryatnie
Nomor Pokok
:
137016010
Program Studi
:
Teknik Sipil
Menyetujui
Komisi Pembimbing,
(Ir. Rudi Iskandar, MT)
Anggota
(Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE)
Ketua
Ketua Program Studi,
Dekan,
(Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE)
Tanggal Lulus
:
(Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, M.S.M.E)
04 Agustus 2015
Telah Diuji Pada
Tanggal
:
04 Agustus 2015
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
:
Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE
Anggota
:
Ir. Rudi Iskandar, MT
Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan
Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia Tarigan, M.Sc
ABSTRAK
Pondasi adalah bagian terpenting dalam suatu bangunan yang memikul beban
struktur yang berdiri di atasnya sehingga harus kuat dan kokoh. Beban yang diterima
pondasi, diteruskan sampai ke lapisan tanah di bawahnya. Kemampuan pondasi memikul
beban disebut daya dukung pondasi, Besarnya daya dukung dan penurunan pondasi
dapat diketahui dengan melakukan uji beban statis/loading test, analisis metode empiris
maupun dengan pemodelan metode elemen hingga. Untuk itu diperlukan data-data yang
diperoleh melalui penyelidikan tanah/soil investigation dan uji laboratorium yang teliti
dan akurat.
Tesis ini menganalisis kapasitas daya dukung dan penurunan/settlement pada
pondasi tiang bor/bored pile diameter 800 mm secara tiang tunggal maupun kelompok
tiang/pile group dengan metode empiris, metode elemen hingga, program AllPile dan
membandingkan hasilnya dengan interpretasi uji beban statis/loading test pada proyek
Hotel Sapadia Medan. Analisis menggunakan data penyelidikan tanah/soil investigation
dan hasil uji laboratorium serta menggunakan metode elemen hingga dengan pemodelan
tanah Soft Soil dan Mohr-Coulomb.
Hasil analisis daya dukung ultimit pondasi tiang bor dengan metode empiris
memberikan nilai terbesar yaitu menggunakan data N-SPT yaitu 541,12 ton dengan
metode Reese and Wright, sedangkan nilai terkecil menggunakan data parameter tanah
hasil uji laboratorium sebesar 464,52 ton. Dengan menggunakan program AllPile
diperoleh daya dukung ultimit sebesar 484,48 ton. Dari interpretasi hasil uji beban
statis/loading test dengan menggunakan beban pengujian/test load sebesar 500 ton (2 kali
beban rencana) diperoleh daya dukung ultimit terbesar dengan menggunakan metode
Mazurkiewicz yaitu 540 ton sedangkan nilai terkecil dengan menggunakan metode Chin
sebesar 478,41 ton. Dengan menggunakan metode Broms diperoleh daya dukung lateral
sebesar 23,28 ton dan dengan metode elemen hingga sebesar 82,36 ton.
Penurunan yang terjadi dari hasil uji beban statis/loading test sebesar 8,538 mm,
penurunan terkecil diperoleh dari hasil analisis pemodelan elemen hingga sebesar 6,313
mm, hasil program AllPile sebesar 7,67 mm, hasil metode empiris sebesar 8,25 mm dan
8,89 mm. Penurunan yang terjadi pada kelompok tiang sebesar 7,91 mm. Berdasarkan
ASTM D.1143-81, penurunan yang diijinkan adalah sebesar 25,40 mm.
Kata Kunci: Tiang Bor/Bored Pile, Loading Test, Metode Elemen Hingga.
i
ABSTRACT
Foundation, which is the important part of a building, bears structural load on it so
that it has to be durable and solid. The load on the foundation is passed along to the soil
layer under it. The capacity of foundation carrying the load is called foundation carrying
capacity (or portative power). The amount of carrying capacity and the settlement of the
foundation can be known by doing loading test, empirical method analysis, and modeling
finite element method. Therefore, the data were obtained from soil investigation and
careful and accurate laboratory test.
The thesis analyzed the carrying capacity and the settlement of bored pile of 800
mm in diameter of single pile and pile group by using empirical method, finite element
method, all pile program, and compared the result with the interpretation of loading test
in the construction of the Sapadia Hotel, Medan. The data were analyzed by conducting
soil investigation and laboratory study by using finite element method with soft soil and
Mohr Coulumb modeling method.
The result of the analysis showed that the ultimate carrying capacity of bored pile
foundation with empirical method in the highest value by using N-SPT data was 541.12
tons, using Reese and Wright method, while the lowest value by using soil parameter data
and laboratory study was 464.52 tons. Ultimate carrying capacity by using Allpile
program was 484.48 tons. From the interpretation of static loading test, the ultimate
carrying capacity was 500 tons (2 x planning load); by using Mazurkiewicz method, the
highest value of the ultimate carrying capacity was 540 tons, while the lowest value,
using Chin method was 478.41 tons. Using Broms method, lateral carrying capacity was
23.28 tons, while using finite element method, it was 82.36 tons.
The settlement of static loading test was 8.538 mm; the lowest settlement from the
result of the analysis on finite element method was 6.313 mm, the result of Allpile
program was 7.67 mm, and the result of empirical method was 8.25 mm and 8.89 mm.
The settlement occurred in group pile was 7.91 mm. Based on ASTM D.1143-81, the
permitted settlement is 25.40 mm.
Keywords: Bored Pile, Loading Test, Finite Element Method
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur yang tulus penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas
segala rahmat dan karunia serta berkah kesehatan dan kemudahan sehingga penulis dapat
menyelesaikan penelitian tesis ini dengan baik. Tesis ini ditulis sebagai salah satu syarat
dalam menyelesaikan perkuliahan pada Program Pascasarjana Magister Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara (USU) untuk memperoleh gelar Magister Teknik (MT) dalam
pengutamaan (kekhususan) bidang Struktur Geoteknik.
Judul Tesis ini adalah “Analisis Daya Dukung Dan Penurunan Tiang Bor Tunggal
Diameter 0,80 M Dengan Menggunakan Model Tanah Soft Soil Dan Mohr-Coulomb
Pada Proyek Hotel Sapadia Medan” dan merupakan sebuah studi literatur dengan
menggunakan data-data penyelidikan tanah/soil investigation dan data uji pembebanan
statis/loading test untuk menganalisis kapasitas daya dukung serta penurunan pondasi tiang
lalu dibandingkan dengan analisis pemodelan tanah melalui metode elemen hingga.
Penulis juga bersyukur dan berterimakasih atas bimbingan dan bantuan dari berbagai
pihak sehingga penulisan tesis ini dapat diselesaikan. Untuk itu, pada kesempatan yang
baik ini, penulis menyampaikan hormat dan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada
Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE Selaku Ketua Program Studi Magister Teknik Sipil
dan Dosen Pengajar serta Ketua Komisi Pembimbing Tesis. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT
Selaku Sekretaris Program Studi Magister Teknik Sipil dan Dosen Pengajar serta Anggota
Komisi Pembimbing Tesis dan Bapak Prof. Subhilhar, Ph.D selaku Rektor Universitas
Sumatera Utara.
Penulis juga menyampaikan hormat dan terimakasih kepada Bapak Prof. Dr. Ing.
Johannes Tarigan, Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia Tarigan, M.Sc dan Bapak Dr. Ir.
Sofyan Asmirza Silalahi, M.Sc sebagai pembanding maupun penguji dalam memperbaiki
penelitian ini melalui saran-saran yang sangat bermanfaat dan seluruh Bapak Staf Pengajar
Program Studi Magister Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara yang telah membekali
dan memberikan masukan kepada penulis dengan ilmu pengetahuan selama menjalani
masa perkuliahan.
iii
Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya juga disampaikan kepada Ibunda tercinta
yang senantiasa mendoakan dan istri yang tercinta Yenny Lipin Bsc beserta anak-anak
yang sangat saya banggakan, Yuly Elizabeth Aryatnie ST Arsitektur USU (saat ini sedang
menyelesaikan Program Studi Magister di RMIT Melbourne Australia), Grace Kelly
Aryatnie (sedang kuliah di Beijing China), Pretty Amanda Aryatnie, Sanny Natalie
Aryatnie dan Pangeran Sanjaya Aryatnie, keseluruhannya senantiasa memberikan dorongan
semangat dan doa kepada penulis hingga dapat menyelesaikan pendidikan pada Program
Studi Magister Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
Bapak DR (HC) Sutan Raja DL Sitorus sebagai pemilik proyek Hotel Sapadia
Medan, Konsultan Perencana PT. Sabataru Bapak Danny dan PT. Jaya Konstruksi Mandiri
(Bapak Soekardi) yang sudah membantu memberikan data-data yang diperlukan, serta
Kontraktor pelaksana struktur, PT. Erakarya Konstruksi Nusantara (General Contractor)
beserta para staff dan karyawan yang sangat penulis cintai dan banyak membantu
memberikan dorongan semangat kepada penulis.
Adinda Rajinda Sajali Bintang, ST beserta Rekan-rekan Mahasiswa Magister Jurusan
Teknik Sipil USU khususnya angkatan 2013 yang telah memberikan bantuan dan dukungan
kepada penulis dalam penyusunan penelitian tesis ini baik secara langsung maupun tidak
langsung.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis
mengharapkan saran dan kritik membangun demi perbaikan dan penyempurnaan tesis ini
dimasa yang akan datang. Akhir kata, Semoga segala kebaikan yang selama ini telah
penulis terima dari berbagai pihak, kelak mendapat balasan yang mulia dari Tuhan Yang
Maha Esa dan semoga tesis ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.
Salam Sejahtera Selalu.
Medan, Mei 2015.
Sanjaya Aryatnie
137016010
iv
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang
pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi.
Sepanjang pengetahuan saya juga, tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah
ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali yang secara tertulis diakui dalam
naskah ini disebutkan dalam daftar pustaka.
Medan, Mei 2015
Sanjaya Aryatnie
137016010
v
vi
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK........................................................................................................
i
ABSTRACT......................................................................................................
ii
KATA PENGANTAR......................................................................................
iii
PERNYATAAN................................................................................................
v
DAFTAR RIWAYAT HIDUP.........................................................................
vi
DAFTAR ISI.....................................................................................................
vii
DAFTAR TABEL.............................................................................................
xv
DAFTAR GAMBAR .......……………………………..………………..........
xix
DAFTAR NOTASI ………………………………………………………….. xxiv
BAB I.
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang.........................................................................
1
1.2.
Tujuan Penulisan......................................................................
2
1.3.
Manfaat Penulisan....................................................................
3
1.4.
Pembatasan Masalah.................................................................
4
1.5.
Sistematika Penulisan...............................................................
5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Pengertian Umum.....................................................................
7
2.2.
Tanah Sebagai Bahan Pendukung Pondasi..............................
8
vii
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.2.1. Parameter Tanah...........................................................
9
2.2.1.1. Berat Isi Tanah..............................................
10
2.2.1.2. Parameter Kekakuan.....................................
12
2.2.1.3. Parameter Kekuatan Tanah...........................
14
2.2.2. Konsep Tegangan Total dan Efektif............................
16
2.2.2.1. Konsep Tegangan Total................................
16
2.2.2.2. Konsep Tegangan Efektif.............................
19
2.2.3. Kriteria Keruntuhan Mohr-Coulomb............................
21
Penyelidikan dan Pemeriksaan Tanah Di lapangan.................
23
2.3.1. Pengambilan Sample Tanah........................................
24
2.3.1.1. Contoh Tanah Tidak Asli Atau Terganggu...
25
2.3.1.2. Contoh Tanah Asli Atau Tidak Terganggu...
25
2.3.2. Penyelidikan Tanah Dengan Sondir............................
26
2.3.3. Uji Penetrasi Standart/SPT..........................................
28
Pondasi Tiang Bor/Bored Pile.................................................
31
2.4.1. Alasan Penggunaan Pondasi Tiang Bor/Bored Pile....
31
2.4.2. Pelaksanaan Tiang Bor................................................
32
Daya Dukung Aksial Pondasi Tiang Bor/Bored Pile..............
34
2.5.1. Berdasarkan Data Hasil Uji Lapangan........................
34
2.5.1.1. Data Pengujian Sondir.................................
34
2.5.1.2. Data Pengujian SPT.....................................
35
2.5.2. Berdasarkan Kekuatan Bahan....................................
41
Uji Pembebanan Statis/Loading Test......................................
41
viii
2.6.1. Standart Loading Test.................................................
43
2.6.2. Cyclic Loading Test.....................................................
44
2.6.3. Slow Maintained Load Test Method (SM Method)......
44
2.6.4. Quick Maintained Load Test Method (QM Method)...
44
2.6.5. Constant Rate of Penetration Test Method (CRP Test)
45
2.6.6. Swedish Cyclic Test Method (SC Test)........................
45
2.7. Interpretasi Data Uji Pembebanan Statis/Loading Test............
45
2.7.1. Metode Davisson Offset Limit (1972).........................
45
2.7.2. Chin’s Method (1970).................................................
47
2.7.3. Metode Mazurkiewicz (1972)......................................
48
Penurunan Elastis Tiang/Pile Settlement.................................
48
2.8.1. Penurunan Elastis Tiang Tunggal/Single Pile.............
49
2.8.1.1. Metode Coyle Dan Reese...............................
49
2.8.1.2. Metode Poulos Dan Davis.............................
49
2.8.2. Penurunan Elastis Kelompok Tiang/Pile Group........
50
Effisiensi Kelompok Tiang/Pile Group..................................
51
2.10. Daya Dukung Kelompok Tiang/Pile Group...........................
54
2.11. Daya Dukung Tiang Akibat Beban Lateral.............................
55
2.11.1. Daya Dukung Tiang Ujung Bebas/Free End Pile.......
56
2.11.2. Daya Dukung Tiang Ujung Jepit/Fixed End Pile........
58
2.12. Aplikasi Metode Numerik Pada Tiang Bor/Bored Pile...........
61
2.12.1. Teori Deformasi...........................................................
61
2.12.1.1. Persamaan Keseimbangan Statis.................
61
2.8.
2.9.
ix
2.12.1.2. Persamaan Keseimbangan Kinematis..........
63
2.12.1.3. Persamaan Konstitutif.................................
63
2.12.2. Dikretisasi Elemen Hingga/Finite Element
Discretisation..............................................................
66
2.12.3. Integrasi Implisit Dari Model Plastisitas Diffrensial..
68
2.12.4. Prosedur Iterasi Global/Global Iterative Procedure..
71
2.12.5. Persamaan Dasar Aliran Statis...................................
73
2.12.6. Perumusan Elemen.....................................................
74
2.12.6.1. Fungsi Bentuk Elemen Segitiga 6 Titik
Nodal.........................................................
74
2.12.6.2. Fungsi Bentuk Elemen Segitiga 15 Titik
Nodal..........................................................
75
2.12.7. Integrasi Numerik Dari Elemen Segitiga....................
76
2.13. Metoda Elemen Hingga............................................................
77
2.13.1. Pemodelan Soft Soil....................................................
78
2.13.1.1. Parameter Model Soft Soil.........................
79
2.13.1.2. Parameter K0NC Kondisi Isotropis Tegangan
Dan Regangan...........................................
80
2.13.1.3. Fungsi leleh Untuk Kondisi Tegangan
Triaksial (σ′2 = σ′3)...................................
81
2.13.2. Pemodelan Mohr-Coulomb (Plastisitas Sempurna)....
85
2.13.2.1. Parameter Dasar Model Mohr-Coulomb....
86
2.13.2.2. Perilaku Elastis Plastis Sempurna..............
87
x
2.13.2.3. Formulasi Model Mohr-Coulomb..............
87
2.14. Perkembangan Metode Pengujian Beban Tiang.......................
88
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1.
Data Umum Proyek.................................................................
93
3.2.
Data Penyelidikan Tanah.........................................................
93
3.3.
Data Teknis Tiang Pancang Dan Pengujian Beban.................
95
3.4.
Tahapan Penelitian...................................................................
98
3.5.
Bagan Alur Penyelesaian Tesis................................................
99
3.6.
Kondisi Umum Lokasi Studi...................................................
100
3.7.
Lokasi Penelitian.....................................................................
101
3.8.
Lokasi Titik Sondir, Boring, SPT dan Loading Test...............
101
BAB IV. ANALISIS EMPIRIS, PROGRAM AllPile DAN INTERPRETASI
HASIL UJI BEBAN STATIS
4.1.
Analisis Kapasitas Daya Dukung Tiang Tunggal.................... 104
4.1.1. Analisis Perhitungan Daya Dukung Tiang
Dengan Metode Reese and Wright.............................. 104
4.1.2. Analisis Daya Dukung Tiang Berdasarkan Parameter
Tanah Hasil Pengujian Laboratorium.......................... 107
4.1.3. Analisis Daya Dukung Tiang Bor Berdasarkan
Kekuatan Bahan..........................................................
4.1.4. Analisis Daya Dukung Tiang Bor Menggunakan
xi
111
Program AllPile............................................................ 112
4.1.5. Hasil Analisis Kapasitas Daya Dukung Tiang Bor...... 118
4.2.
Analisis Kapasitas Daya Dukung Tiang Tunggal Dengan
Interpretasi Hasil Uji Beban Statis/Loading Test.................... 118
4.2.1. Hasil Lapangan Uji Beban Statis Pada Proyek
Hotel Sapadia Medan..................................................
118
4.2.2. Interpretasi Analisis Daya Dukung Tiang Dengan
Metode Davisson (1972).............................................
122
4.2.3. Interpretasi Analisis Daya Dukung Tiang Dengan
Metode Chin (1970)....................................................
125
4.2.4. Interpretasi Analisis Daya Dukung Tiang Dengan
4.3.
Metode Mazurkiewicz (1972)......................................
127
4.2.5. Hasil Interpretasi Uji Beban Statis/Loading Test........
129
Penurunan Tiang Tunggal/Single Pile.....................................
130
4.3.1. Penurunan Tiang Akibat Pemendekan Tiang Bor.......
130
4.3.2. Penurunan Tiang Berdasarkan Analisis
Program AllPile...........................................................
134
4.3.3. Penurunan Tiang Tunggal Yang Diijinkan (Sijin).......
134
4.4.
Penurunan Kelompok Tiang/Pile Group................................
135
4.5.
Effisiensi Tiang Kelompok/Pile Group..................................
136
4.6.
Kapasitas Daya Dukung Kelompok Tiang/Pile Group..........
140
4.7.
Analisis Daya Dukung Lateral Tiang.....................................
141
xii
BAB V. PEMODELAN ELEMEN HINGGA
5.1.
5.2.
Umum......................................................................................
144
5.1.1. Analisis Data...............................................................
144
5.1.2. Lokasi Tinjauan...........................................................
145
5.1.3. Stratigrafi Tanah..........................................................
145
Data Lapangan.........................................................................
146
5.2.1. Siklus Uji Pembebanan Statis/Loading Test Pada
Lokasi BH-1................................................................
146
5.2.2. Data Tiang Bor/Bor Pile Beton Untuk Plaxis.............
148
5.2.3. Deskripsi Dan Parameter Tanah..................................
149
5.3.
Input Parameter Tanah Untuk Pemodelan Elemen Hingga..... 151
5.4.
Pemodelan Lapisan Tanah Dan Tiang..................................... 155
5.5.
Kurva Hubungan Beban Dan Penurunnan............................... 158
5.5.1. Kurva Pembebanan Hasil Loading Test....................... 158
5.5.2. Hubungan Beban Dan Penurunan Dengan Pemodelan
Elemen Hingga............................................................
159
5.5.3. Perbandingan Antara Hasil Loading Test Di Lapangan
Dengan Pemodelan Elemen Hingga............................
160
5.5.3.1. Komparasi Kurva Beban vs Penurunan Untuk
Cycle I, Beban 50%........................................ 160
5.5.3.2. Komparasi Kurva Beban vs Penurunan Untuk
Cycle II, Beban 100%..................................... 162
xiii
5.5.3.3. Komparasi Kurva Beban vs Penurunan Untuk
Cycle III, Beban 150%.................................... 164
5.5.3.4. Komparasi Kurva Beban vs Penurunan Untuk
Cycle IV, Beban 200%.................................. 166
5.5.3.5. Komparasi Kurva Beban vs Penurunan Untuk
Cycle I, Cycle II, Cycle III Dan Cycle IV.....
5.6.
Hasil Tekanan Air Pori Excess Dengan Metode
Elemen Hingga........................................................................
5.7.
172
Hasil Deformasi Vertikal Dengan Metode
Elemen Hingga........................................................................
5.9.
171
Hasil Pergeseran Horizontal Dengan Metode
Elemen Hingga........................................................................
5.8.
169
173
Hasil Tegangan Total Dengan Metode
Elemen Hingga........................................................................
173
5.10. Pembahasan.............................................................................
174
BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN
6.1.
Kesimpulan..............................................................................
184
6.2.
Saran........................................................................................
189
DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................
191
LAMPIRAN
xiv
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
2.1.
Korelasi berbagai jenis parameter tanah............................................
2.2.
Korelasi empiris antara nilai N-SPT dengan berat jenis tanah jenuh
10
untuk tanah kohesif.............................................................................
11
2.3.
Korelasi berat jenis tanah non kohesif dan kohesif.............................
11
2.4.
Korelasi berat jenis tanah jenuh non kohesif......................................
12
2.5.
Korelasi modulus elastis (Es) dengan nilai N-SPT............................
13
2.6.
Hubungan tipe tanah dengan modulus Young dan Poisson ratio......
13
2.7.
Modulus elastisitas (Es) berbagai jenis tanah....................................
14
2.8.
Sudut geser dalam untuk tanah bukan lempung.................................
16
2.9.
Hubungan nilai N dengan kepadatan relatif (Dr) dan sudut geser
dalam tanah (∅) pada Tanah Pasir......................................................
29
2.10.
Hubungan nilai N dengan kepadatan relatif (Dr) tanah lempung......
30
2.11.
Korelasi N-SPT dengan berat isi tanah (γ) tanah pasir.......................
37
2.12.
Korelasi N-SPT dengan berat isi tanah (γ) tanah lempung.................
37
2.13.
Parameter elastis tanah.......................................................................
38
2.14.
Jarak minimum antara tiang...............................................................
55
2.15.
Integrasi 3 titik untuk elemen 6 titik nodal........................................
76
2.16.
Integrasi 12 titik untuk elemen 15 titik nodal....................................
77
3.1.
Kedalaman muka air tanah/ground water level..................................
95
3.2.
Titik sondir, kedalaman serta nilai perlawanan konus (CR)...............
95
xv
3.3.
Titik sondir data lapangan................................................................... 102
3.4.
Titik boring dan data SPT..................................................................
4.1.
Hasil perhitungan daya dukung ultimit tiang bor BH-1 dengan
102
metode Reese and Wright (1976)........................................................ 106
4.2.
Hasil perhitungan daya dukung ultimit tiang bor BH-1 berdasarkan
parameter tanah hasil pengujian laboratorium.................................... 110
4.3.
Hasil analisis kapasitas daya dukung berdasarkan data SPT,
parameter tanah hasil pengujian laboratorium, kekuatan bahan
dan program AllPile............................................................................ 118
4.4.
Hasil pembacaan uji beban statis pada BP.80-31............................... 120
4.5.
Hasil pembacaan loading test setiap beban maksimum pada
BP.80-31............................................................................................. 124
4.6.
Tabel perhitungan x2 dan xy...............................................................
4.7.
Pembebanan terhadap penurunan....................................................... 128
4.8.
Hasil interpretasi uji beban statis/loading test dan PDA Test............
130
4.9.
Penurunan tiang tunggal/single pile...................................................
135
4.10.
Effisiensi kelompok tiang................................................................... 139
4.11.
Kapasitas daya dukung kelompok tiang/pile group........................... 140
5.1.
Data tiang bor BP.80-31....................................................................
149
5.2.
Hubungan Nrata-rata SPT, γdry, γwet dan ∅ korelasi parameter
152
tanah BH-1........................................................................................
5.3.
126
Hubungan Nrata-rata SPT, jenis tanah dan permeabilitas tanah
pada lokasi BH-1................................................................................ 152
xvi
5.4.
Hubungan Nrata-rata SPT dengan modulus elastisitas pada
lokasi BH-1........................................................................................
153
5.5.
Hubungan Nrata-rata SPT dengan Poisson’s ratio pada BH-1.......... 154
5.6.
Input parameter tanah BH-1............................................................... 155
5.7.
Hubungan beban dan penurunan dengan pemodelan elemen hingga. 159
5.8.
Perbandingan hubungan beban dan penurunan hasil loading test
di lapangan dengan hasil pemodelan elemen hingga Cycle I............
5.9.
161
Penurunan maksimum, penurunan plastis dan penurunan elastis hasil
loading test dengan pemodelan elemen hingga ASTM Cycle I.......... 161
5.10.
Perbandingan hubungan beban dan penurunan hasil loading test
di lapangan dengan hasil pemodelan elemen hingga Cycle II...........
5.11.
Penurunan maksimum, penurunan plastis dan penurunan elastis hasil
loading test dengan pemodelan elemen hingga ASTM Cycle II........
5.12.
168
Penurunan maksimum, penurunan plastis dan penurunan elastis hasil
loading test dengan hasil pemodelan elemen hingga Cycle IV.........
5.16.
166
Perbandingan hubungan beban dan penurunan hasil loading test
di lapangan dengan hasil pemodelan elemen hingga Cycle IV.........
5.15.
165
Penurunan maksimum, penurunan plastis dan penurunan elastis hasil
loading test dengan hasil pemodelan elemen hingga Cycle III.........
5.14.
163
Perbandingan hubungan beban dan penurunan hasil loading test
di lapangan dengan hasil pemodelan elemen hingga Cycle III.........
5.13.
163
168
Perbandingan hubungan beban dan penurunan hasil loading test
di lapangan dengan hasil pemodelan elemen hingga.........................
xvii
170
5.17.
Penurunan maksimum, penurunan plastis dan penurunan elastis hasil
loading test dengan hasil pemodelan elemen hingga ASTM.............. 171
5.18.
Daya dukung lateral metode Broms dan metode elemen hingga......
183
6.1.
Hasil analisis daya dukung ultimit pondasi tiang bor.........................
184
6.2.
Hasil analisis penurunan pondasi tiang tunggal dan kelompok tiang 185
6.3.
Effisiensi kelompok tiang/pile group.................................................
186
6.4.
Hasil analisis daya dukung kelompok tiang/pile group.....................
186
6.5.
Perbandingan hubungan beban dan penurunan maksimum hasil
Loading test di lapangan dengan hasil pemodelan elemen hingga..... 187
xviii
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
2.1.
Hubungan antar fase tanah.................................................................
9
2.2.
Grafik hubungan antara kohesi (c) dan nilai N-SPT...........................
15
2.3.
Grafik hubungan nilai N-SPT dan undrained shear strength.............
15
2.4.
Potongan melintang tanah..................................................................
17
2.5.
Pengujian tanah yang dilakukan untuk stabilitas jangka pendek.......
19
2.6.
Pengujian tanah yang dilakukan untuk stabilitas jangka panjang......
20
2.7.
Kriteria keruntuhan Mohr-Coulomb...................................................
21
2.8.
Lingkaran Mohr-Coulomb..................................................................
23
2.9.
Jenis tabung pengambilan contoh tanah yang dipasang pada
ujung stang bor...................................................................................
26
2.10.
Perkiraan jenis tanah dari sondir/DCPT.............................................
26
2.11.
Perkiraan koreksi N-SPT dengan sudut geser tanah (∅).....................
28
2.12.
29
2.13.
Hubungan sudut geser tanah (∅) dan nilai N-SPT tanah pasir...........
Langkah-langkah pelaksanaan tiang bor dalam metode kering..
33
2.14.
Prinsip pelaksanaan tiang bor dalam metode basah...........................
33
2.15.
Langkah-langkah pelaksanaan tiang bor dengan memasang casing.
34
2.16.
Faktor daya dukung Nq*....................................................................
38
2.17.
Nilai qp terhadap N-SPT tahanan ujung ultimit..................................
39
2.18.
Kurva interpretasi beban dengan penurunan, metode Davisson........
46
2.19.
Kurva interpretasi Chin Method (1970)............................................
47
xix
2.20.
Kurva interpretasi metode Mazurkiewicz...........................................
48
2.21.
Effisiensi tiang A, tiang B dan tiang C..............................................
51
2.22.
Banyak baris (n) dan banyak tiang pancang per-baris (m).................
53
2.23.
Definisi tiang ujung jepit dan ujung bebas (McNulty, 1956).............
56
2.24.
Tiang panjang ujung bebas dalam tanah kohesif................................
57
2.25.
Tiang panjang ujung bebas dalam tanah non kohesif.........................
58
2.26.
Tiang panjang ujung jepit dalam tanah kohesif..................................
59
2.27.
Tahanan lateral ultimit tiang dalam tanah kohesif..............................
59
2.28.
Tiang panjang ujung jepit dalam tanah non kohesif...........................
60
2.29.
Tahanan lateral ultimit tiang dalam tanah non kohesif.......................
61
2.30.
Ilustrasi syarat kontinuitas..................................................................
74
2.31.
Penomoran lokal dan penentuan titik nodal.......................................
74
2.32.
Data masukan pemodelan Soft Soil pada program Plaxis..................
79
2.33.
Bidang leleh dari Soft Soil dalam bidang p’-q....................................
83
2.34.
Ilustrasi dari seluruh kontur bidang leleh dari model Soft Soil
dalam ruang tegangan utama..............................................................
84
2.35.
Parameter untuk pemodelan Mohr-Coulomb pada program Plaxis....
86
2.36.
Bidang leleh Mohr-Coulomb dalam ruang tegangan utama...............
88
2.37.
Pelaksanaan dan hasil pengujian PDA...............................................
90
2.38.
Pelaksanaan dan hasil pengujian O-Cell.............................................
91
2.39.
Pelaksanaan dan hasil uji Sonic Logging............................................
92
3.1.
Alat dan beban pengujian beban statis/loading test...........................
96
3.2.
Jarum dial gauge pengujian................................................................
97
xx
3.3.
Bagan alur penyelesaian tesis............................................................. 100
3.4.
Lokasi penelitian proyek Hotel Sapadia SM Raja Medan.................
3.5.
Titik sondir, titik boring SPT dan titik loading test........................... 103
4.1.
Menu membuka program AllPile....................................................... 113
4.2.
Menu memasukan data informasi proyek..........................................
4.3.
Menu masukan data properties tiang................................................. 114
4.4.
Data parameter tiang dan tanah.........................................................
4.5.
Data parameter tiang.......................................................................... 115
4.6.
Data gaya yang bekerja pada tiang....................................................
115
4.7.
Data profil tanah................................................................................
116
4.8.
Input data faktor keamanan dan load faktor......................................
116
4.9.
Hasil output AllPile............................................................................
117
4.10.
Hasil output AllPile untuk daya dukung dan settlement.................... 117
4.11.
Grafik hubungan beban vs penuruanan pada BP.80-31.....................
119
4.12.
Grafik hubungan antara beban vs waktu pada BP.80-31...................
121
4.13.
Grafik hubungan antara penurunan vs waktu pada BP.80-31............
122
4.14.
Grafik metode Davisson beban vs penurunan.................................... 124
4.15.
Grafik metode Chin setlement/load vs settlement.............................. 127
4.16.
Grafik metode Mazurkiewicz hubungan beban vs penurunan............ 129
4.17.
Hasil output AllPile untuk setttlement................................................ 134
4.18.
Tiang tunggal loading test dalam kelompok tiang bor....................... 136
5.1.
Pemodelan lapisan tanah, tiang dan generate mesh pada
Lokasi BH-1.......................................................................................
xxi
101
113
114
156
5.2.
Active pore pressure pada lokasi BH-1.............................................. 157
5.3.
Effective stresses pada lokasi BH-1.................................................... 157
5.4.
Step akhir perhitungan dari proses calculate...................................... 158
5.5.
Hubungan pembebanan dan penurunan berdasarkan Plaxis.............. 158
5.6.
Grafik hubungan beban dan penurunan hasil loading test dengan
hasil pemodelan elemen hingga Cycle I, beban 50%......................... 160
5.7.
Grafik hubungan beban dan penurunan hasil loading test dengan
hasil pemodelan elemen hingga Cycle II, beban 100%...................... 162
5.8.
Grafik hubungan beban dan penurunan hasil loading test dengan Hasil
pemodelan elemen hingga Cycle III, beban 150%............................. 164
5.9.
Grafik hubungan beban dan penurunan hasil loading test dengan
hasil pemodelan elemen hingga Cycle IV, beban 200 %...................
5.10.
167
Grafik hubungan beban dan penurunan hasil loading test dengan hasil
pemodelan elemen hingga Cycle I, II, III dan IV..............................
169
5.11.
Tekanan air pori excess......................................................................
172
5.12.
Horizontal displacement pembebanan 200%..................................... 172
5.13.
Deformasi vertikal pada pembebanan 200%...................................... 173
5.14.
Tegangan total pada pembebanaan 200%..........................................
5.15.
Bagan alur analisis daya dukung tiang tunggal.................................. 175
5.16.
Bagan alur analisis penurunan pondasi tiang tunggal dan
174
kelompok tiang................................................................................... 176
5.17.
Perbandingan daya dukung pondasi tiang tunggal............................. 177
5.18.
Perbandingan penurunan pondasi tiang tunggal dan kelompok tiang 178
xxii
5.19.
Pemodelan 9 lapisan tanah, tiang dan generate mesh........................
179
5.20.
Active pore pressure pada pemodelan 9 lapisan tanah......................
180
5.21.
Effective stresses pada pemodelan 9 lapisan tanah............................
180
5.22.
Horizontal displacement pada pemodelan 9 lapisan tanah................ 181
5.23.
Pemodelan beban statis arah lateral pada lokasi yang sama.............. 182
5.24.
Hasil dari fase-fase kalkulasi nilai Σ Msf............................................ 182
xxiii
DAFTAR NOTASI
Ap
=
Luas penampang tiang (cm2, m2)
Ak
=
Keliling tiang bor (cm, m)
Bg
=
Lebar kelompok tiang/pile group (m)
C
=
Kohesi tanah (kg/cm2)
CR-r
=
Perlawanan konus rata-rata 4D keatas & 4D kebawah
cu
=
Undrained strength (kg/cm2)
D
=
Diameter tiang (cm, m)
Db
=
Tebal kedalaman pondasi tiang bor (m)
Dp
=
Tebal penampang pondasi tiang bor (m)
Es
=
Modulus elastisitas (Mpa)
ɛ
=
Regangan
FK1
=
Faktor keamanan daya dukung ujung tiang (dipakai 3)
FK2
=
Faktor keamanan hambatan lekat tiang (dipakai 5)
Fi
=
Tahanan geser selimut tiang pancang/skin friction (kN/m2)
f
=
Tahanan geser selimut tiang pancang/skin friction (kN/m2)
Gs
=
Modulus geser tanah
IP
=
Indeks plastisitas
I0
=
Faktor pengaruh penurunan tiang yang tidak mudah mampat
kx, ky
=
Koefisien permeabilitas
k*
=
Indeks muai termodifikasi
K0NC
=
Koeffisien tekanan tanah lateral dalam kondisi terkonsolidasi
normal
L
=
Panjang tiang (cm, m).
li
=
Panjang tiang yang tertanam pada lapisan i (cm, m)
m
=
Jumlah tiang setiap baris
N
=
Faktor effisiensi tiang
n
=
Jumlah tiang dalam kelompok
xxiv
Nc
=
Faktor daya dukung (untuk Ø = 0 → Nc = 9)
Ncor
=
SPT blow count terkoreksi (kg/cm2) atau (ton/m2)
OCR
=
Overconsolidated ratio
p
=
Keliling penampang tiang bor (m)
Qp
=
Kapasitas tahanan ujung tiang (kg, ton)
Qs
=
Kapasitas geser selimut tiang/skinfriction (kg, ton)
Qg
=
Daya dukung ultimit kelompok tiang/pile group (ton)
Qult
=
Daya dukung ultimit tiang tunggal/single pile (ton)
QIjin
=
Kapasitas ijin tiang terhadap beban aksial (kg, ton)
qp
=
Tahanan ujung persatuan luas (kg/cm2) atau (ton/m2)
Rh
=
Faktor koreksi ketebalan lapisan yang terletak pada tanah keras
Rk
=
Faktor koreksi kemudahan mampatan tiang
Rb
=
Faktor koreksi ketebalan lapisan yang terletak pada tanah keras
Rμ
=
Faktor koreksi angka Poisson μ
s
=
Jarak antar tiang (cm, m)
S
=
Penurunan tiang tunggal/single pile (m)
Sg
=
Penurunan kelompok tiang/pile group
TSF
=
Jumlah hambatan lekat (kg/cm)
σ
=
Tegangan total (kg/cm2, ton/m2)
’0
=
Tegangan efektif over bulen (kg/cm2, ton/m2)
’
=
Tegangan efektif (kg/cm2, ton/m2)
u
=
Tekanan air pori(kg/cm2)
μs
=
Poisson’s ratio tanah
∂sat
=
Berat volume tanah jenuh air (kg/cm3, ton/m3)
λ*
=
Indeks kompressi termodifikasi
Ø
=
Sudut geser dalam (˚)
α
=
Faktor adhesi empiris
f
=
Tegangan geser saat terjadi keruntuhan atau kegagalan
γ
=
Berat isi tanah
xxv