PENGGUNAAN BORED PILE SEBAGAI DINDING PENAHAN TANAH
PENGGUNAAN BORED PILE
SEBAGAI DINDING PENAHAN TANAH
Yeremias Oktavianus Ramandey
NRP : 0021136
Pembimbing : Ibrahim Surya, Ir., M.Eng
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA
BANDUNG
ABSTRAK
Seiring dengan pesatnya pembangunan gedung dengan basement di Indonesia, dinding tiang contiguous merupakan salah satu solusi alternatif untuk kontruksi penahan tanah. Ada dua jenis dinding tiang contiguous yaitu dengan gap dan tanpa gap, dalam penulisan tugas akhir ini menggunakan metode dinding tiang contiguous dengan gap. Pemilihan metode ini dikarenakan lebih murah dari dinding tiang contiguous tanpa gap dan tidak dipengaruhi oleh muka air tanah ( muka air tanah lebih rendah dari level galian ).
Perhitungan dilakukan pada tiga lokasi bor dengan keadaan tanah tiap bor yang berbeda dan mempunyai kedalaman basement yang berbeda juga yang disebabkan oleh keadaan muka tanah, dimana muka tanah asli pada Bor 1 adalah
- 2.45 dan untuk Bor 2 dan Bor 3 adalah –0.45. Pada Bor 1 mempunyai kedalaman basement 9 meter, sedangkan Bor 2 dan Bor 3 mempunyai kedalaman basement 7 meter. Perencanaan dinding tiang contiguous ini berdasarkan kuat geser tanah, tekanan lateral, pengaruh air dalam tanah dan pengaruh beban tambahan.
Dari hasil analisis diperoleh penggunaan parameter tanah total lebih aman dibandingkan dengan parameter tanah efektif. Hasil dari penggunaan parameter tanah total adalah : Bor 1 mempunyai kedalaman penanaman 7,2 meter dan diameter 0,8 meter, Bor 2 mempunyai kedalaman penanaman 5,5 meter dan
DAFTAR ISI
Halaman
SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR …………………………….. i
SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR ………………… ii
ABSTRAK ………………………………………………………………... iii
PRAKATA ………………………………………………………………... iv
DAFTAR ISI ……………………………………………………………... vi
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ………………………………... ix
DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………... xii
DAFTAR TABEL ………………………………………………………... xv
DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………... xvi
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah …………………………... 1
1.2 Maksud dan Tujuan ………………………………... 2
1.3 Ruang Lingkup Pembahasan ………………………. 3
1.4 Sistematika Pembahasan …………………………... 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori Bored Pile …………………………………… 5
2.1.1 Macam-macam Bored Pile ………………. 6
2.1.2 Keuntungan Penggunaan Bored Pile ……. 6
2.1.3 Kerugian Penggunaan Bored Pile ……….. 8
2.1.4 Hal-hal yang Perlu Diperhatikan Pada
2.1.4.1 Keadaan Tanah yang Menguntungkan ……………….. 8
2.1.4.2 Keadaan Tanah yang Tidak Menguntungkan ……………….. 9
2.1.4.3 Beberapa Penyebab Timbulnya Cacat Pada Bored Pile …………. 10
2.1.5 Pelaksanaan Membuat Lubang Bor ……... 11
2.1.5.1 Pemboran Pada Tanah Tidak Berongga ………………………. 11
2.1.5.2 Pemboran Pada Tanah keras dan Berbatu ……………………. 12
2.1.5.3 Pemboran Pada Tanah yang Menyempit …………………….. 15
2.1.5.4 Pemboran Pada Tanah yang Berongga atau Mudah Longsor ... 15
2.1.6 Tahap Pelaksanaan Bored Pile …………... 19
2.2 Kuat Geser Material ……………………………….. 27
2.2.1 Kuat Geser Tanah Pasir …………………… 28
2.2.2 Kuat Geser Tanah Lempung ………………. 29
2.3 Pengujian Kuat Geser ……………………………... 30
2.4 Short Term dan Long Term Analisis ……………… 32
2.5 Tekanan Lateral dalam Tanah ……………………... 32
2.5.1 Tekanan Tanah Saat Diam, Aktif
2.5.2 Pengaruh Regangan Lateral ……………... 38
3.1.3 Bored Pile Sebagai Dinding ……………... 85
5.2 Saran ………………………………………………. 137
5.1 Kesimpulan ………………………………………... 135
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
4.2 Analisa Masalah …………………………………… 94
4.1 Studi Kasus ………………………………………... 90
BAB 4 STUDI KASUS DAN ANALISA MASALAH
3.2 Langkah-Langkah Perhitungan Bored Pile Sebagai Dinding Penahan Tanah …………………………… 87
3.1.2 Lebar Efektif dan Pengaturan …………… 83
2.6 Teori Tekanan Tanah Lateral ……………………… 41
3.1.1 Prosedur Rancangan Umum …………….. 83
3.1 Sistem Bored Pile ……………………………………. 80
BAB 3 PERENCANAAN DINDING PENAHAN TANAH DENGAN MENGGUNAKAN BORED PILE
2.9 Pengaruh Beban Tambahan ……………………….. 76
2.8 Tekanan Lateral Gempa …………………………… 66
2.7 Pengaruh Air dalam Tanah ………………………... 61
2.6.2 Teori Coulomb …………………………... 53
2.6.1 Teori Rankine ……………………………. 41
DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………….. 138 LAMPIRAN ………………………………………………………………. 139
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN A s : Luas tulangan.
A h : Percepatan gempa horisontal. a
v : Percepatan gempa vertikal.
c : Kohesi tanah. c ′ : Kohesi tanah efektif. D : Kedalaman Bored Pile. D r : Kerapatan relatif. f : Faktor lengkung. f ′ c : Mutu beton. g : Percepatan gravitasi. H : Tinggi dinding penahan tanah. h
c : Kedalaman kritis.
K : Koefisien tekanan tanah lateral. K a : Koefisien tekanan tanah aktif. K i : Koefisien tekanan tanah lateral pada lapisan-i. K o : Koefisien tekanan tanah netral. K
p : Koefisien tekanan tanah pasif.
M : Momen maksimum. P a : Tekanan tanah aktif. P p : Tekanan tanah pasif. P ae ′ : Gaya aktif persatuan lebar dinding. q : Beban merata. s : Jarak tulangan. u : Tekanan air pori. V u : Gaya geser maksimum. W : Berat blok tanah di atas bidang longsor. w : Momen tahanan. Z : Jarak vertikal yang dihitung ke bawah dari permukaan urugan. Z w : Kedalaman muka air tanah. α : Sudut kemiringan dinding penahan tanah terhadap garis horisontal.
β : Sudut kemiringan permukaan tanah urug terhadap horisontal. δ : Sudut gesek antara dinding dan tanah. φ : Sudut geser dalam tanah. φ′ : Sudut geser dalam tanah efektif. φMn : Kapasitas momen nominal. γ : Berat volume tanah. γ′ : Berat volume tanah efektif. ϕ : Sudut geser dalam tanah. σ : Tegangan normal pada saat kondisi runtuh. σ′ : Tegangan normal efektif. σ a : Tegangan tanah aktif. σ h : Tegangan horisontal.
: Tegangan horisontal efektif.
σ p : Tegangan tanah pasif. σ v : Tegangan vertikal. σ v ′ : Tegangan vertikal efektif. τ : Tegangan geser pada saat terjadinya keruntuhan.
Kuat geser tanah. τ : ∆P HZ : Pertambahan tekanan lateral.
AASTHO : American Association of States Highway and Transportation Officials.
CU : Consolidated Undrained. UU : Unconsolidated Undrained.
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Bor dengan Gigi Pemotong ………………………………... 12Gambar 2.2 Boulder Extractor ………………………………………….. 13Gambar 2.3 Grab atau Cleaning Bucket ………………………………... 13Gambar 2.4 Boulder Rooter …………………………………………….. 14Gambar 2.5 Rock Chopper ……………………………………………... 14Gambar 2.6 Tahap Pelaksanaan Bored Pile …………………………….. 19Gambar 2.7 Bucket Pembersih …………………………………………. 22Gambar 2.8 Franki Suction Bailer ……………………………………… 22Gambar 2.9 Distorsi dari Suatu Ikatan Tulangan yang Kurang KuatKarena Slump yang Lambat atau beton Kasar …………….. 26
Gambar 2.10 Tekanan Tanah Lateral ……………………………………. 34Gambar 2.11 Tekanan Tanah Lateral dan Lingkaran Mohr yang mewakiliKedudukan Tegangan di Dalam Tanah ……………………. 36
Gambar 2.12 Distribusi Tekanan Tanah Aktif pada Dinding PenahanMenurut Tipe Gerakan Dinding …………………………… 39
Gambar 2.13 Diagram Tekanan Tanah Aktif Rankine …………………... 43Gambar 2.14 Diagram Tekanan Tanah Pasif Rankine …………………... 48Gambar 2.15 Diagram Tekanan Tanah Pasif Rankine ………………….. 50Gambar 2.16 Diagram Tekanan Tanah Aktif dan Pasif pada Tanah Kohesif ( c > 0 danϕ > 0 ) ………………….. 52
Gambar 2.18 a. Kondisi Saat Longsor B. Segitiga Gaya ………. 55Gambar 2.19 a. Gaya-gaya yang Bekerja pada Kondisi Tanah Pasifb. Poligon Gaya Untuk Hitungan Tanah Pasif …………….. 56
Gambar 2.20 Tekanan Tanah Lateral Menurut Teori Coulomb …………. 58Gambar 2.21 Letak Permukaan Air Dalam Dinding Penahan Tanah ……. 61Gambar 2.22 Tekanan Vertikal dan Horisontal Akibat Muka Air Tanah .. 62Gambar 2.23 Tekanan Lateral, Satu Jenis Tanah Dengan KondisiSebelumnya di Atas Muka Air Tanah atau Kondisi Seluruhnya di Bawah Muka Air Tanah …………………… 63
Gambar 2.24 Tanah Terendam sebagian ………………………………… 64Gambar 2.25 Distribusi Tekanan Lateral pada Tanah Berlapis ………….. 65Gambar 2.26 Seismic Free-Field ………………………………………… 67Gambar 2.27 Kriteria Keruntuhan Mohr-Coulomb Untuk Tanah ButirKasar ………………………………………………………. 68
Gambar 2.28 Keruntuhan Mohr-Coulomb Untuk Tanah Kohesif ……….. 69Gambar 2.29 Distribusi Tekanan Tanah Lateral pada DindingBerdasarkan Analisis Richard ……………………………... 72
Gambar 2.30 Gaya Aktif pada Dinding Akibat Gempa ………………….. 75Gambar 2.31 Distribusi Tekanan Lateral pada Tanah Berlapis ………….. 76Gambar 2.32 Pertambahan Tekanan Akibat Beban Titik ………………... 77Gambar 2.33 Pertambahan Tekanan Akibat Beban Garis ……………….. 78Gambar 2.34 Resultan Gaya Akibat Beban Titik dan Beban Garis ……… 78Gambar 3.1 Jenis-jenis Dinding Tiang Contiguous …………………….. 81Gambar 3.3 Fariasi Dinding Tiang Secant ……………………………… 82Gambar 3.4 Perpindahan Beban pada Pile-Pile ………………………… 84Gambar 3.5 Diagram Tekanan ………………………………………….. 87Gambar 4.1 Profil Bor 1 dan Propertiesnya …………………………….. 91Gambar 4.2 Profil Bor 2 dan Propertiesnya …………………………….. 92Gambar 4.3 Profil Bor 3 dan Propertiesnya …………………………….. 93Gambar 4.4 Diagram Tekanan Bor 1 …………………………………… 94Gambar 4.5 Diagram Tekanan Bor 2 …………………………………… 106Gambar 4.6 Diagram Tekanan Bor 3 …………………………………… 120Gambar 4.7 Hubungan h – D …………………………………………… 134Gambar 4.8 Hubungan D – Diameter Bored Pile ………………………. 134Gambar 4.9 Hubungan h – Berat Tulangan …………………………….. 134
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Macam Tanah dan Translasi Saat Tanah Dalam KondisiAktif ( Bowles, 1977 ) …………………………………….. 38
Tabel 2.2 Nilai – Nilai K Untuk Berbagai Jenis Tanaho
( Punmia, 1980 ) …………………………………………… 40
Tabel 2.3 Nilai –Nilai Kisaran Koefisien Tekanan Tanah Lateral( Bowles, 1977 ) …………………………………………… 40 Tabel 2.4a Koefisien Tekanan Tanah Aktif ( K a ) Teori Rankine …….. 47 Tabel 2.4b Koefisien Tekanan Tanah Pasif ( K ) Teori Rankine …….. 47
p
Tabel 2.5a Koefisien Tekanan Tanah Aktif ( K a ) Teori Coulomb …… 59 Tabel 2.5b Koefisien Tekanan Tanah Pasif ( K p ) Teori Coulomb …… 60
Tabel 2.6 Harga K a Untuk θ = 0, α = 0 ………………………………. 75Tabel 2.7 Resultan Gaya Akibat Beban titik ( V ) …………………… 79Tabel 2.8 Resultan Gaya Akibat Beban Garis ( V ) ………………... 79∆t
Tabel 3.1 Kemampuan Lengkung Pasif ( Soldier Pile System, 2001 ) . 86Tabel 4.1 Perbandingan Penggunaan Parameter Tanah Total danParameter Tanah Efektif …………………………………... 133