Analisis Daya Dukung Pondasi Bored Pile Tunggal Diameter 100 Cm Pada Proyek Pembangunan Hotel Grandhika, Medan

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI BORED PILE

TUNGGAL DIAMETER 100 cm PADA PROYEK

PEMBANGUNAN HOTEL GRANDHIKA, MEDAN

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas Dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil

Oleh :

SURYA DARMA

110404077

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

i ABSTRAK

Pondasi tiang atau disebut juga pondasi dalam berfungsi untuk memikul dan menahan beban yang bekerja diatasnya yaitu beban konstruksi atas ke lapisan tanah yang keras. Dalam perencanaan pondasi tiang harus dilakukan dengan teliti dan sebaik mungkin. Setiap pondasi harus mampu mendukung beban sampai batas keamanan yang telah ditentukan, termasuk mendukung beban maksimum yang mungkin terjadi.

Tujuan dari studi ini untuk menghitung dan membandingkan daya dukung tiang borod pile dari data sondir dengan memakai metode Aoki dan De Alencer, data SPT memakai metode Reese & Wright, dan menggunakan metode numerik dengan bantuan aplikasi program Plaxis. Metode pengumpulan data adalah dengan melakukan observasi lapangan dan melakukan studi perpustakaan.

Berdasarkan hasil perhitungan data sondir, besar daya dukung bored pile

pada S-3 sebesar 462,26 ton dan dengan hitungan menggunakan data SPT

diperoleh sebesar 591,29 ton. Adapun dengan menggunakan metode numerik

diperoleh daya dukung tiang tunggal sebesar 647,82 ton. Berdasarkan metode elemen hingga dengan bantuan Program Plaxis v8.2 didapat penurunan pondasi tiang yang terjadi adalah sebesar 9,25 mm dan penurunan itu dianggap aman. Sebab, lebih kecil dari penurunan standar sebesar 25 mm.

ii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada saya, sehingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik.

Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang studi geoteknik Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, dengan judul :

“ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI BORED PILE TUNGGAL

DIAMETER 100 cm PADA PROYEK PEMBANGUNAN HOTEL

GRANDHIKA, MEDAN ”

Saya menyadari bahwa dalam penyelesaian tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan keluarga, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu :

1. Kepada Allah SWT yang mempermudahkan dan memberi jalan dalam

menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Kepada orang tua saya tercinta, Ayahanda Batara Lubis dan Ibunda

Deltanalis yang selalu mendoakan saya dan memberi semangat dalam menyelesaiakan tugas akhir ini dan mereka yang tidak pernah menyerah agar anaknya menuju kesuksesan.

3. Bapak Prof. Dr. Ir,.St. Roesyanto, MSc selaku dosen pembimbing yang

telah memberikan masukan serta arahan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Dr. Ir. Sofyan A. Silalahi, Msc dan Ibu Ika Puji Astuti, ST, MT

selaku dosen pembanding dan penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

iii

6. Terima kasih pada Dosen-Dosen dan Staf pengajar, Semoga ilmu yang

bapak berikan sangat bermanfaat bagi penulis untuk diterapkan dan berguna dalam masyarakat banyak.

7. Terima kasih kepada abang tersayang Wahid Januar yang selalu

memberikan kata-kata semagat buat penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

8. Terima kasih untuk adik tersayang Aulia Rahman yang telah membantu

dan mengedit Tugas Akhir ini agar bisa selesai.

9. Terima kasih kepada adik tersayang Lailan Nazmi dan Fahrul Rasyid atas

doa-nya untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

10.Terima kasih Kepada Almarhum Opung (RAMLI LUBIS) yang telah lama

menolong dalam segi moral dan segi ekonomi kepada saya dan Almarhum Nenek yang selalu mengikatkan kata-kata penting dalam hidup ini.

11.Terima kasih pada Buk Sisi yang telah mengurus beasiswa sehingga

penulis dapat menyelasaikan kuliah sampai selesai.

12.Terima kasih kepada rekan-rekan seperjuangan dan seperantawan yang

senasib dan serasa selama menjalani dunia perkuliahan di kampus tercinta Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.

13.Terima kasih pada kawan-kawan Stambuk Keras Generasi Emas yang

selalu mendukung dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

14.Terima kasih kepada seluruh keluarga yang mendukung dan

menyemangati dalam menyelesaikan tugas akhir ini .

Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu saya menerima kritik dan saran yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas akhir ini.

Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pemabaca.

Medan, Agustus 2015 Penulis

iv (Surya Darma)

v

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

ABSTRAK ... iv

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR NOTASI ... x

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan ... 3

1.3. Manfaat ... 3

1.4.Pembatasan Masalah ... 4

1.5. Metode Pengumpulan Data ... 4

1.6 Sistematika Penulisan ... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7

2.1. Umum ... 7

2.2. Penyelidikan Tanah ... 8

2.2.1. Cone Penetrometer Test ( Sondering Test ) ... 9

2.3 Penggolongan Pondasi Tiang ... 11

2.4 Pondasi Bored Pile ... 14

2.5 Pengaruh Pemasangan Tiang Bor ... 16

2.5.1 Tiang Bor dalam Tanah Granuler... 16

2.5.2 Tiang Bor dalam Tanah Kohesif ... 17

2.6 Metode Pelaksanaan Konstruksi Bored Pile ... 18

2.7 Kapasitas Daya Dukung Bored Pile Dari Hasil Sondir ... 24

vi

2.9 Kapasitas Daya Dukung Lateral Tiang Bored Pile ... 27

2.9.1 Hitungan Tahanan Beban Lateral Ultimit ... 29

2.9.2 Kapasitas Ultimit Tiang Bored Pile dengan Metode Brooms ... 30

2.10 Penurunan Tiang (Settlement) ... 36

2.11 Faktor Aman Tiang Tekan Hidrolis (Safety Factor) ... 41

2.12 Aplikasi Metode Elemen Hingga pada Tiang Bored Pile dengan Program Plaxis ... 42

2.12.1 Fungsi Perpindahan (shape function) ... 43

2.12.2 Matriks Kekakuan ... 44

2.12.3 Pemodelan Pada Program Plaxis ... 44

2.12.4 Model Mohr – Coulumb ... 46

2.12.5 Model Tanah Lunak ( Soft Soil ) ... 47

2.12.6 Studi Parameter ... 48

2.12.7 Parameter Tanah ... 48

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 53

3.1 Data Umum ... 53

3.2 Data Teknis Bored Pile ... 53

3.3 Metode Pengumpulan Data ... 54

3.4 Cara Analitis ... 54

3.5 Lokasi Pembangunan dan Pengujian ( Sondir dan SPT) ... 54

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 57

4.1. Pendahuluan ... 57

4.2. Menghitung Kapasitas Daya Dukung ... 57

4.2.1 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Bored Pile Berdasarkan Data Sondir ... 57

vii

SPT ... 62

4.3. Penurunan Elastis pada Tiang Bored Pile Tunggal ... 65

4.4 Perhitungan dengan Metode Elemen Hingga Menggunakan Program Plaxis ... 72

4.4.1 Proses Pemodelan pada Program Plaxis ... 76

4.4.2 Pemodelan Tanah, Pondasi dan Beban pada Program Plaxis ... 82

4.4.3 Perhitungan Pada Plaxis ... 83

4.4.4 Hasil Perhitungan Program Plaxis ... 84

4.5 Evaluasi hasil Daya Dukung Bored pile ... 85

4.5.1 Perbandingan Hasil Penelitian dengan Penelitian yang Sebelumnya ... 86

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...88

5.1. Kesimpulan ... 88

5.2. Saran ... 89

viii DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Macam-macam tipe pondasi berdasarkan kualitas material

dan cara pembuatannya ... 12

Tabel 2.2 Macam-macam tipe pondasi berdasarkan teknik pemasangannya...13

Tabel 2.3 Nilai-nilai nh untuk Tanah Granuler (c = 0) ... 28

Tabel 2.5 Nilai – nilai nh untuk Tanah Kohesif ... 28

Tabel 2.5 Kriteria Tiang Kaku dan Tiang Tidak Kaku ... 29

Tabel 2.6 Faktor Aman yang Disarankan oleh Reese dan O’Neill ... 42

Tabel 2.7 Korelasi N-SPT dengan modulus elastisitas pada tanah pasir (Schmertman, 1970) ... 49

Tabel 2.8 Korelasi N-SPT dengan modulus elastisitas pada tanah lempung (Randolph,1978) ... 49

Tabel 2.9 Hubungan Jenis Tanah, konsistensi dan Poisson’s Ratio .... 50

Tabel 2.10 Nilai Koefisien Permeabilitas Tanah (Das, 1995) ... 52

Tabel 4.1. Perhitungan Daya Dukung Ultimit Bored Pile pada titik Sondir (S-3) dengan Metode Mayerhof ... 59

Tabel 4.2 Perhitungan Daya Dukung Tiang Menggunakan Data SPT (BH-3)... 64

Tabel 4.3 Keterangan Data pada Bored Hole 3 ... 73

Tabel 4.4 Parameter tanah pada lokasi Bore Hole 3 ... 74

Tabel 4.5 Penurunan dengan Perhitungan program Plaxis ... 84

Tabel 4.6 Daya Dukung Bored Pile dengan Data Sondir ... 85

Tabel 4.7 Daya Dukung Bored Pile Dengan Data SPT ... 85

ix DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Daya Dukung Ujung Batas Bored Pile pada Tanah Pasiran

(Reese & Wright, 1977) ... 25

Gambar 2.2 Tiang Panjang Dikenai Beban Lateral (Broms, 1964)...28

Gambar 2.3 Mekanisme Keruntuhan pada Tiang Ujung Bebas pada Tanah Kohesif menurut Broms (a) Tiang Pendek (b) Tiang Panjang (Broms,1964) ... 31

Gambar 2.4 Tiang Ujung Jepit pada Tanah Kohesif Tiang (a) Tiang Pendek (b) Tiang Sedang (c) Tiang Panjang ... 32

Gambar 2.5 Grafik Tahanan Lateral Ultimit Tiang Pada Tanah Kohesif (a) Tiang Pendek (b) Tiang Panjang (Broms, 1964) ... 33

Gambar 2.6 Tiang Ujung Bebas pada Tanah Granuler (a) Tiang Pendek (b) Tiang Panjang (Broms,1964) ... 34

Gambar 2.7 Tiang Ujung Jepit dalam Tanah Granuler (a) Tiang Pendek (b) Tiang Sedang(c) Tiang Panjang (Broms, 1964)...35

Gambar 2.8 Grafik Tahanan Lateral Ultimit Tiang pada Tanah Granuler(Broms, 1964) ... 36

Gambar 2.9 Faktor penurunan Io (Poulus dan Davis, 1980) ... 38

Gambar 2.10 Koreksi kompresi Rk (Poulus dan Davis, 1980) ... 39

Gambar 2.11 Koreksi kedalaman Rh (Paulo Davis, 1980) ... 39

Gambar 2.12 Koreksi angka Poisson, R_μ (Paulos dan Davis, 1980) ... 39

Gambar 2.13 Koreksi kekakuan lapisan pendukung Rb (Paulos dan Davis, 1980) ... 40

Gambar 2.14 Model Pondasi Bored Pile ... 45

Gambar 3.1 Lokasi Pembanguan Hotel GRANDHIKA Jl. Dr . Mansyur, Medan ... 54

Gambar 3.2 Lokasi Pengujian Tanah Dengan Sondir SPT ... 55

x Gambar 4.1 Perhitungan Tanah Lateral Ultimit Secara Grafis pada lokasi

BH-3 ... 71

Gambar 4.2 Pengaturan Global (general setting) pada Plaxis ... 76

Gambar 4.3 Input Data Material Set Data Lapisan Tanah ... 77

Gambar 4.4 Input Data Spesifikasi Pondasi bored pile ... 78

Gambar 4.5 Pemberian beban aksial di atas tiang pancang ... 78

Gambar 4.6 Generated mesh tanah pada lokasi yang ditinjau ... 79

Gambar 4.7 Hasil output dari metode elemen hingga yang diperoleh berdasarkan data input (A) initial water pressure (B) pore pressure/tekanan air tanah pada lokasi (C) Tegangan efektif tanah pada lokasi yang ditinjau ... 80

Gambar 4.8 Pemilihan Titik Node ... 80

Gambar 4.9 Proses Kalkulasi Titik Bore Hole 3 ... 81

Gambar 4.10 Nilai Phi Reduction Titik Bore Hole 3 pada Fase 2 (sebelum konsolidasi)... 81

Gambar 4.11 Nilai Phi Reduction Titik Bore Hole 3 pada Fase 4 (setelah konsolidasi)...82

Gambar 4.12 Geometri dan Material pada Pemodelan Plaxis ... 82

Gambar 4.13 Pemilihan Titik Node ... 83

Gambar 4.14 Proses Kalkulasi untuk Meghitung Penurunan akibat pembebanan siklus IV ... 83

Gambar 4.15 Grafik Perbandingan Hubungan Beban – Penurunan dengan Pemodelan Plaxis... 84

xi DAFTAR NOTASI

Qp = Daya dukung ujung tiang

Qs = Daya dukung selimut tiang

qp = Tahanan ujung per satuan luas

Ap = Luas penampang tiang bor

f = Tahanan satuan skin friction

Li = Panjang lapisan tanah

p = keliling tiang

α = Faktor adhesi

α = Tegangan vertikal efektif tanah

cu = Kohesi tanah

N = Harga SPT lapangan

d = diameter/lebar tiang lebar refernsi

dr = lebar referensi

Q = Beban yang bekerja pada tiang

D = Kedalaman tiang

B = Lebar /diameter pondasi

E = Modulus elastis tiang

i ABSTRAK

Pondasi tiang atau disebut juga pondasi dalam berfungsi untuk memikul dan menahan beban yang bekerja diatasnya yaitu beban konstruksi atas ke lapisan tanah yang keras. Dalam perencanaan pondasi tiang harus dilakukan dengan teliti dan sebaik mungkin. Setiap pondasi harus mampu mendukung beban sampai batas keamanan yang telah ditentukan, termasuk mendukung beban maksimum yang mungkin terjadi.

Tujuan dari studi ini untuk menghitung dan membandingkan daya dukung tiang borod pile dari data sondir dengan memakai metode Aoki dan De Alencer, data SPT memakai metode Reese & Wright, dan menggunakan metode numerik dengan bantuan aplikasi program Plaxis. Metode pengumpulan data adalah dengan melakukan observasi lapangan dan melakukan studi perpustakaan.

Berdasarkan hasil perhitungan data sondir, besar daya dukung bored pile

pada S-3 sebesar 462,26 ton dan dengan hitungan menggunakan data SPT

diperoleh sebesar 591,29 ton. Adapun dengan menggunakan metode numerik

diperoleh daya dukung tiang tunggal sebesar 647,82 ton. Berdasarkan metode elemen hingga dengan bantuan Program Plaxis v8.2 didapat penurunan pondasi tiang yang terjadi adalah sebesar 9,25 mm dan penurunan itu dianggap aman. Sebab, lebih kecil dari penurunan standar sebesar 25 mm.

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sejalan dengan program pemerintah dalam meningkatkan taraf pembangunan, sebagai mana kita ketahui pada dewasa ini di Negara Negara yang sudah berkembang. Di Sumatera Utara sebagai salah satu Provinsi terbesar di Indonesia yang beribu kota di Medan semakin berbenah diri dalam pembangunan di berbagai sektor.

Pembangunan di kota Medan di berbagai sektor meliputi drainase, pembangunan transportasi dan jalan raya, perumahan, perkantoran, perhotelan, tempat hiburan,pusat perbelanjaan, dan sarana-sarana lainnya. Pembangunan ini bukan hanya bertitik pada pembangunan pemerintah saja, tetapi berbagai pihak swasta yang turut dalam pembangunan nasional.

Sebelum melakukan suatu pembangunan konstruksi yang pertama-tama dilaksanakan dan dikerjakan dilapangan adalah pekerjaan pondasi (struktur bawah). Pondasi merupakan suatu pekerjaan yang sangat penting dalam suatu pekerjaan teknik sipil, karena pondasi inilah yang memikul dan menahan suatu beban beban yang bekerja diatas yaitu beban konstruksi atas. Pondasi ini menyalurkan tegangan-tegangan yang terjadi pada beban struktur atas kedalam lapisan tanah yang keras yang dapat memikul beban konstruksi tersebut.

Pondasi sebagai struktur bawah secara umum dapat dibagi 2 (dua) jenis, yaitu pondasi dalam dan pondasi dangkal. Pemilihan pondasi tergantung kepada jenis struktur atas apakah termasuk konstruksi beban ringan atau beban berat dan

2 juga tergantung jenis tanah yang memikul babannya. Untuk konstruksi beban ringan dan kondisi tanah cukup baik, biasanya digunakan pondasi dangkal, tetapi untuk konstruksi beban yang berat biasanya jenis pondasi dalam yang lebih tepat digunakan .

Secara umum permasalan pondasi dalam lebih rumit dari pondasi dangkal. Untuk hal ini penulis mencoba mengkonstrasikan Tugas Akhir ini pada perencanaan pondasi dalam, yaitu bored pile (pondasi bored pile). Pondasi bored pile adalah suatu pondasi yang dibangun dengan cara mengebor tanah terlebih dahulu, baru kemudian diisi dengan tulangan dan dicor. Bored pile dipakai apabila tanah dasar kokoh yang mempunyai daya dukung besar terletak sangat dalam, yaitu kurang lebih 15 m serta keadaan sekitar tanah bangunan sudah banyak berdiri bangunan-bangunan besar seperti gedung-gedung bertingkat sehingga dikhawatirkan dapat menimbulakan retak-retak pada bangunan yang sudah ada akibat getaran-getaran yang ditimbulkan oleh kegiatan pemancangan apabila dipakai pondasi tiang pancang. Daya dukung bored pile diperoleh dari daya dukung ujung (end bearing capacity) yang diperoleh dari tekanan ujung tiang dan daya dukung geser atau selimut (friction bearing capacity) yang diperoleh dari daya dukung geser gaya adhesi antara bored pile dan tanah sekelilingnya.

Bored pile berinteraksi dengan tanah untuk menghasilkan daya dukung yang mampu memikul dan memberikan keamanan pada struktur atas. Untuk menghasilkan daya dukung akurat maka diperlukan suatu penyelidikan tanah yang akurat juga. Ada dua metode yang biasa digunakan dalam penentuan kapasitas

3 daya daya dukung bored pile yaitu dengan menggunakan metode statis dan metode dinamis.

Penyelidikan tanah dengan menggunakanmetode statis adalah penyelidikan sondir dan Standard Penetration Test (SPT). Penyelidikan sondir bertujuan untuk mengetahui perlawanan penetrasi konus dan hambatan lekat tanah yang merupakan indikasi dari kekuatan daya dukung lapisan tanah dengan menggunakan rumus empiris.

Penyelidikan Standard Penetration Test (SPT) bertujuan untuk

mendapatkan gambaran lapisan tanah berdasarkan jenis dan warna tanah melalui pengamatan secara visual, sifat-sifat tanah, karakteristik tanah.

Perencanaan pondasi bored pile mencakup rangkaian kegiatan yang dilaksanakan dengan berbagai tahapan yang meliputi studi kelayakan dan perencanaan teknis. Semua ini dilakukan supaya menjamin hasil akhir suatu konstruksi yang kuat, aman serta ekonomis.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah :

1. Menghitung dan membandingkan daya dukung pondasi bored pile dari

hasil sondir, Standard Penetration Test (SPT) dan menggunakan software Plaxis.

2. Menghitung Daya Dukung lateral Bored pile.

3. Menghitung penurunan elastis tiang.

4. Menghitung besarnya defleksi lateral.

4

Penulisan Tugas Akhir ini diharapkan bermanfaat bagi :

1. Sebagai bahan referensi bagi siapa yang membacanya khususnya bagi

mahasiswa yang menghahadapi masalah yang sama.

2. Untuk pihak-pihak lain yang membutuhkannya.

3. Menambah ilmu pengetahuan, wawasan, dan pembanding kelak jika akan

melakukan suatu pekerjaan yang sama atau sejenis. 1.4 Pembatasan Masalah

Pada pelaksanaan proyek pembangunan hotel Grandhika yang berlokasi Jl. Dr. Mansur, Medan, terdapat banyak permasalahan yang dapat ditinjau dan dibahas, maka didalam laporan ini sangatlah perlu kiranya diadakan suatu pembatan masalah. Yang bertujuan menghindari kekaburan serta penyimpangan dari masalah yang dikemukakan sehingga semua sesuatunya yang dipaparkan tidak menyimpang dari tujuan semula. Walaupun demikian, hal ini tidaklah berarti akan memperkecil arti dari pokok-pokok masalah yang dibahas disini, melainkan hanya karena keterbatasan belaka. Namun dalam penulisan laporan ini permasalahan yang ditinjau hanya dibatasi pada :

1. Hanya ditinjau untuk tiang bored pile tegak lurus.

2. Tidak meninjau akibat gaya horizontal (Gaya gempa).

1.5 Metode Pengumpulan Data

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

5 Untuk memperoleh data yang berhubungan dengan data teknis pondasi bored pile diperoleh dari hasil survey langsung dari lokasi proyek pembangunan hotel Grandhika yang berlokasi Jl. Dr. Mansur, Medan.

2. Pengambilan Data

Pengambila data yang diperlukan dalam perencanaan diperoleh dari CV. JASA PERSADA KONSULTAN yang melampirkan data sondir dan Standart Penetration Test (SPT).

3. Melakukan studi keperpustakaan

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

1.6 Sistematika Penulisan

Rencana sistematika penulisan Tugas Akhir ini terdiri dari 5 (lima) bab, yang diuraikan sebagai berikut :

Bab I: Pendahuluan

Berisi latar belakang penulisan, tujuan, manfaat, perumusan masalah, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan.

Bab II: Tinjau Pustaka

Berisi dasar teori, rumus, dan segala sesuatu yang digunakan untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini, yang diperoleh dari buku literatur, dan hasil penulisan sebelumnya.

Bab III: Metodologi

Berisi metodologi penulisan Tugas Akhir berupa pengumpulan data dan metode analisis.

6 Bab IV: Analisis dan Perhitungan

Berisi perhitungan kapasitas daya dukung aksial pondasi bored pile

dengan mengolah data-data yang diperoleh. Bab V: Kesimpulan dan Saran

Berisi kesimpulan dari hasil analisis dan saran berdasarkan kajian yang telah dikumpulkan pada Tugas Akhir ini.

7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Pondasi ialah bagian dari suatu sistem rekayasa yang meneruskan beban yang ditopang oleh pondasi dan beratnya-sendiri kepada dan kedalam tanah dan batuan yang terletak di bawahnya.

Pondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan gaya orthogonal ke sumbu tiang dengan cara menyerap lenturan. Pondasi tiang di buat menjadi satu kesatuan yang monolit dengan menyatukan pangkal tiang yang terdapat di bawah konstruksi, dengan tumpuan pondasi (Nakazawa, 2005).

Pondasi tiang digunakan untuk mendukung bangunan bila lapisan tanah kuat terletak sangat dalam. Pondasi jenis ini dapat juga digunakan untuk mendukung bangunan yang menahan gaya angkat ke atas, terutama pada bangunan-bangunan tingkat yang dipengaruhi oleh gaya-gaya penggulingan akibat beban angin. Tiang-tiang juda digunmakan untuk mendukung bangunan dermaga. Pada bangunan ini, tiang-tiang dipengaruhi oleh gaya-gaya benturan kapal dan gelombang air (Hardiyatmo, 2011).

Pondasi tiang digunakan untuk beberapa maksud, antara lain:

1. Untuk meneruskan beban bangunan yang terletak di atas air atau tanah

lunak, ke tanah pendukung yang kuat;

2. Untuk meneruskan beban ke tanah yang relatif lunak sampai kedalaman

8 untuk mendukung beban tersebut oleh gesekan dinding tiang dengan tanah disekitarnya;

3. Untuk mengangker bangunan yang dipengaruhi oleh gaya angkat ke atas

akibat tekanan hidrostatis atau momen penggulingan;

4. Untuk menahan gaya-gaya horizontal dan gaya yang arahnya miring;

5. Untuk memadatkan tanah pasir, sehingga kapasitas daya dukung tanah

tersebut bertambah;

6. Untuk mendukung pondasi bangunan yang permukaan tanahnya mudah

terguras air (Hardiyatmo, 2011).

2.2Penyelidikan Tanah (Soil Investigation)

Penyelidikan tanah (soil investigation) adalah proses pengambilan contoh (sample) tanah yang bertujuan untuk menyelidiki karakteristik tanah tersebut.

Dalam mendesain pondasi, penting bagi para engineer untuk mengetahui sifat

setiap lapisan tanah, (seperti berat isi tanah, daya dukung, ataupun daya rembes), dan juga ketinggian muka air tanah. Oleh sebab itu, soil investigation adalah pekerjaan awal yang harus dilakukan sebelum memutuskan akan menggunakan jenis pondasi dangkal atau pondasi dalam.

Ada dua jenis penyelidikan tanah yang biasa dilakukan, yaitu penyelidikan di lapangan (in situ) dan penyelidikan di laboratorium (laboratory test). Adapun jenis penyelidikan di lapangan, seperti pengeboran (hand boring ataupun machine boring), Standard Penetration Test (SPT), Cone Penetrometer Test (sondir), Dynamic Cone Penetrometer, dan Sand Cone Test. Sedangkan jenis penyelidikan di laboratorium terdiri dari uji index properties tanah (Atterberg Limit, Water Content, Spesific Gravity, Sieve Analysis) dan engineering properties tanah (direct

9 shear test, triaxial test, consolidation test, permeability test, compaction test, CBR test, dan lain-lain ).

Contoh tanah ( soil sampling ) yang didapatkan sebagai hasil penyelidikan tanah ini, dapat dibedakan menjadi dua, yaitu :

1. Contoh tanah tidak terganggu (Undisturbed Soil)

Suatu contoh tanah dikatakan tidak terganggu apabila contoh tanah itu dianggap masih menunjukkan sifat-sifat asli tanah tersebut. Sifat asli yang dimaksud adalah contoh tanah tersebut tidak mengalami perubahan pada strukturnya, kadar air, atau susunan kimianya. Contoh tanah seperti ini tidaklah mungkin bisa didapatkan, akan tetapi dengan menggunakan teknik – teknik pelaksanaan yang baik, maka kerusakan – kerusakan pada contoh tanah tersebut dapat diminimalisir. Undisturbed soil digunakan untuk percobaan engineering properties.

2. Contoh tanah terganggu ( Disturbed Soil )

Contoh tanah terganggu adalah contoh tanah yang diambil tanpa adanya usaha – usaha tertentu untuk melindungi struktur asli tanah tersebut. Disturbed soil digunakan untuk percobaan uji index properties tanah. 2.2.1 Cone Penetrometer Test ( Sondering Test )

Pengujian CPT atau sering disebut dengan sondir adalah proses memasukkan suatu batang tusuk dengan ujung berbentuk kerucut bersudut 60°

dan luasan ujung 1,54 inch2 ke dalam tanah dengan kecepatan tetap 2 cm/detik.

Dengan pembacaan manometer yang terdapat pada alat sondir tersebut, kita dapat mengukur besarnya kekuatan tanah pada kedalaman tertentu.

10 Berdasarkan kapasitasnya, alat sondir dibagi menjadi dua jenis :

1. Sondir ringan, dengan kapasitas dua ton. Sondir ringan digunakan untuk

mengukur tekanan konus sampai 150 kg/cm2 atau penetrasi konus telah

mencapai kedalaman 30 cm.

2. Sondir berat, dengan kapasitas sepuluh ton. Sondir berat digunakan untuk

mengukur tekanan konus sampai 500 kg/cm2 atau penetrasi konus telah

mencapai kedalaman 50 m.

Ada dua tipe ujung konus pada sondir mekanis :

1. Konus biasa, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan biasanya

digunakan pada tanah yang berbutir kasar dimana besar perlawanan lekatnya kecil.

2. Bikonus, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan hambatan

lekatnya dan biasanya digunakan untuk tanah berbutir halus. Tahanan ujung konus dan hambatan lekat dibaca setiap kedalaman 20 cm.

Cara pembacaan sondir dilakukan secara manual dan bertahap, yaitu dengan mengurangi hasil pengukuran (pembacaan manometer) kedua terhadap pengukuran (pembacaan manometer) pertama. Pembacaan sondir akan dihentikan

apabila pembacaan manometer mencapai lebih dari 150 kg/cm2 (untuk sondir

ringan) sebanyak tiga kali berturut-turut.

Dari hasil test sondir ini didapatkan nilai jumlah perlawanan ( JP ) dan nilai perlawanan konus ( PK ), sehingga hambatan lekat (HL) didapatkan dengan menggunakan rumus :

1. Hambatan Lekat ( HL )

11

2. Jumlah Hambatan Lekat ( JHL )

����=∑�₀ �� ... (2. 2) Dimana :

PK = Perlawanan penetrasi konus ( qc )

JP = Jumlah perlawanan ( perlawanan ujung konus + selimut ) A = Interval pembacaan ( setiap pembacaan 20 cm )

B = Faktor alat = ���� �����

��������� = 10 cm

i = kedalaman lapisan tanah yang ditinjau ( m )

JHL= Jumlah Hambatan Lekat

Hasil penyelidikan dengan sondir ini digambarkan dalam bentuk gafik yang menyatakan hubungan antara kedalaman setiap lapisan tanah dengan perlawanan penetrasi konus atau perlawanan tanah terhadap konus yang dinyatakan dalam gaya per satuan luas. Hambatan lekat adalah perlawanan geser tanah terhadap selubung bikonus yang dinyatakan dalam gaya per satuan panjang.

2.3 Penggolongan Pondasi Tiang

Pondasi dapat dibagi menjadi menjadi 3 kategori sebagai berikut :

1. Tiang Perpindahan Besar (large displacement pile).

Tiang perpindahan besar (large displacement pile), yaitu tiang pejal atau berlubang dengan ujung tertutup yang dipancang ke dalam tanah sehingga terjadi perpindahan volume tanah yang relatif besar. Termasuk dalam tiang

12 perpindahan besar adalah tiang kayu, tiang beton pejal, tiang beton prategang (pejal atau berlubang), tiang bulat (tertutup pada ujungnya).

2. Tiang Perpindahan Kecil (small displacement pile).

Tiang perpindahan kecil (small displacement pile), adalah sama seperti tiang kategori pertama hanya volume tanah yang dipindahkan saat pemancangan relatif kecil, contohnya : tiang beton bertulang dengan ujung terbuka, tiang beton prategang berlubang dengan ujung terbuka, tiang baja H, tiang baja bulat ujung terbuka, tiang ulir.

3. Tiang Tanpa Perpindahan (non displacement pile).

Tiang tanpa perpindahan (non displacement pile), terdiri dari tiang yang dipasang didalam tanah dengan cara menggali atau mengebor tanah. Termasuk dalam tiang tanpa perpindahan adalah bored pile, yaitu tiang beton yang pengecorannya langsung dalam lubang hasil pengeboran tanah (pipa baja diletakkan di dalam lubang dan di cor beton) (Hardiyatmo, 2011).

Pondasi tiang dapat berdasarkan kualitas material yang dikandung dalam penyusunnya, cara pelaksanaannya, pemakaian bahan-bahan dan sebagainya.

Penggolongan berdasarkan kualitas material dengan cara pembuatannya bisa dilihat dalam Tabel 2.1, untuk penggolongan tiang berdasarkan cara pemasangannya dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.1 Macam-macam Tipe Pondasi Berdasarkan Kualitas Material dan Cara Pembuatannya

Kualitas

Bahan Nama Tiang Cara Pembuatan Bentuk

13

Baja elektris, di arah

datar, mengeliling Tiang dengan Flens Lebar

(Penampang H) Diasiah dalam keadaan panas, dilas H Tiang Beton Tiang beton Pracetak

Tiang beton tulang pracetak

1. Diaduk dengan gaya sentrifugal

Lingkaran segitiga dan lain-lain. 2. Diaduk dengan

penggetar tiang beton prategang

pracetak 1. Sistem penarikan awal Lingkaran 2. Sistem penarikan akhir Tiang yang dicor ditempat

1. Tiang alas

Sistem Pemancangan

Lingkaran 2. Tiang beton

Reymond 1. Dengan menggoyangkan semua tabung pelindung Sistem pengeboran 2. Dengan membor

tanah

3. Dengan Pemutaran 4. Dengan pemutaran berlawanan arah 5. Dengan pondasi dalam

14 Tabel 2.2 Macam-macam Tipe Pondasi Berdasarkan Teknik Pemasangannya Berdasarkan penyaluran beban ke tanah, pondasi tiang dibedakan jadi tiga yaitu :

1. Pondasi tiang dengan tahanan ujung (end bearing pile).tiang ini

meneruskan beban melalui tahanan ujung tiang kelapisan tanah pendukung.

2. Pondasi tiang dengan tahanan geser (friction pile). Tiang ini meneruskan

beban ke tanah melalui tahanan geser selimut tiang.

3. Kombinasi end bearing pile dan friction pile.

2. 4 Pondasi Bored Pile

Bored pile dipasang kedalam tanah dengan cara mengebor tanah terlebih dahulu, baru kemudian diisi tulangan dan dicor beton. Tiang ini biasanya, dipakai pada tanah stabil dan kaku, sehingga memungkinkan untuk membentuk lubang

15 yang stabil dengan alat bor. Jika tanah mengandung air, pipa besi dibutuhkan untuk menahan dinding lubang dan pipa ini ditarik ke atas pada waktu pengecoran beton. Pada tanah yang keras atau batuan lunak, dasar tiang dapat dibesarkan untuk menambah tahanan daya dukung ujung tiang.

Ada berbagai jenis pondasi bored pile yaitu :

1. Bored pile lurus untuk tanah keras.

2. Bored pile yang ujungnya diperbesar berbentuk bel.

3. Bored pile yang ujungnya diperbesar berbentuk trapesium.

4. Bored pile lurus untuk tanah berbatu-batuan.

Ada beberapa alasan digunakan pondasi bored pile dalam konstruksi :

1. Bored pile dapat digunakan pada tiang kelompok atau pile cap.

2. Kedalaman tiang dapat divariasikan.

3. Bored pile dapat didirikan sebelum penyelesaian tahapan selanjutnya.

4. Ketika proses pemancangan dilakukan, getaran tanah mengakibatkan

kerusakan pada bangunan yang ada didekatnya, tetapi dengan penggunaan pondasi bored pile hal ini dapat dicegah.

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

akan membuat tanah bergelombang dan menyebabkan tiang pancang sebelum bergerak kesamping. Hal ini tidak terjadi pada konstruksi pondasi bored pile.

6. Selama pelaksanaan pondasi bored pile tidak ada suara yang ditimbulkan

oleh alat pancang seperti yang terjadi pada pelaksanaan pondasi tiang pancang.

16

7. Karena dasar pondasi bored pile dapat diperbesar, hal ini memberikan

ketahanan yang besar untuk gaya ke atas.

8. Permukaan diatas dimana didasar bored pile didirikan dapat diperiksa

secara langsung.

9. Pondasi bored pile mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap beban

lateral.

Beberapa kelemahan dari pondasi bored pile :

1. Keadaan cuaca yang buruk dapat mempersulit pengeboran dan

pengecoran, dapat diatasi dengan cara menunda pengeboran dan pengecoran sampai keadaan cuaca memungkinkan atau memasang tenda sebagai penutup.

2. Pengeboran dapat mengganggu kepadatan, bila tanah pasir atau tanah

kerikil maka menggunakan bentonite sebagai penahan longsor.

3. Pengecoran beton sulit bila dipengaruhi air tanah karena mutu beton tidak

dapat dikontrol dengan baik maka diatasi dengan cara ujung pipa tremie berjarak 25-50 cm dari dasar lubang pondasi.

4. Air yang mengalir kedalam lubang bor dapat mengakibatkan gangguan

tanah, sehingga mengurangi kapasitas dukung tanah terhadap tiang, maka air yang mengalir langsung dihisap dan di buang kembali ke dalam kolam air.

5. Akan terjadi tanah runtuh (ground loss) jika tindakan pencegahan tidak

17

6. Karena diameter tiang cukup besar dan memerlukan banyak beton dan

material, untuk pekerjaan kecil mengakibatkan biayanya sangat melonjak maka ukuran tiang bored pile disesuaikan dengan beban yang dibutuhkan.

7. Walaupun penetrasi sampai ke tanah pendukung pondasi dianggap telah

terpenuhi, kadang-kadang terjadi bahwa tiang pendukung kurang sempurna karena adanya lumpur yang tertimbun di dasar, maka dipasang pipa paralon pada tulangan bored pile untuk pekerjaan base grouting.

2.5 Pengaruh Pemasangan Tiang Bor

2.5.1 Tiang Bor dalam Tanah Granuler

Pada saat melakukan pengeboran, biasanya dibutuhkan tabung luar (casing) sebagai pelindung terhadap longsoran dinding galian dan larutan tertentu kadang-kadang juga digunakan dengan maksud yang sama untuk melindungi dinding lubang tersebut. Gangguan kepadatan tanah, terjadi saat tabung pelindung di tarik ke atas saat pengecoran. Sebab itu, di dalam hitungan kapasitas dukung tiang bor di dalam tanah pasir, Tomlinson (1977) menyarankan untuk

menggunakan sudut gesek dalam ultimit dari contoh terganggu, kecuali jika tiang

diletakkan pada kerikil padat di mana dinding lubang yang bergelombang tidak terjadi. Jika pemadatan yang baik dapat dilakukan pada saat pengecoran beton yang berada di dasar tiang, maka gangguan kepadatan tanah dapat dieliminasi sehingga sudut gesek dalam pada kondisi padat dapat digunakan. Akan tetapi, pemadatan tersebut mungkin sulit dikerjakan karena terhalang oleh tulangan beton.

18 Penelitian pada pengaruh pekerjaan pemasangan tiang bor pada adhesi antara sisi tiang dan tanah di sekitarnya, menunjukkan bahwa nilai adhesi lebih kecil dari pada nilai kohesi tak terdrainase (undrained cohesian) tanah sebelum pemasangan tiang. Hal ini, adalah akibat dari pelunakan lempung di sekitar dinding lubang bor. Pelunakan tersebut adalah pengaruh dari bertambahnya kadar air lempung oleh pengaruh-pengaruh: air pada pengecoran beton, pengaliran air tanah ke zona yang bertekanan lebih rendah di sekitar lubang bor, dan air yang dipakai untuk pelaksanaan pembuatan lubang bor. Pelunakan pada lempung dapat dikurangi, jika pengeboran dan pengecoran dilaksanakan dalam waktu 1atau 2 jam.

Pelaksanaan pengeboran juga mempengaruhi kondisi dasar lubang yang dibuat. Pengeboran mengakibatkan pelunakan dan gangguan tanah lempung di dasar lubang, yang berakibat menambah besarnya penurunan. Pengaruh gangguan ini sangat besar, terutama bila diameter ujung tiang diperbesar. Pada ujung tiang yang diperbesar ini kapasitas dukungnya sebagian besar bergantung pada tahanan ujung tiang. Karena itu, penting untuk membersihkan dasar lubang. Gangguan yang lain dapat pula terjadi akibat pemasangan tiang yang tidak baik, seperti: pengecoran yang melengkung, pemisahan campuran beton saat pengecoran dan pelengkungan tulangan beton saat pemasangan.

2.6 Metode Pelaksanaan Konstruksi Bored Pile

Aspek teknologi sangat berperan dalam suatu proyek lonstruksi. Umumnya, aplikasi teknologi ini banyak diterapkan dalam dalam metode pelaksanaan konstruksi. Penggunaan metode yang tepat, praktis, cepat dan aman,

19 sangat membantu dalam penyelesaian pekerjaan pada suatu pyoyek konstruksi. Sehingga target waktu, biaya dan mutu sebagaimana ditetapkan dapat tercapai.

Tahapan pekerjaan pondasi bored pile adalah sebagai berikut :

1. Persiapan Lokasi Pekerjaan (Site Preparation)

Pelajari Lay-out pondasi dan titik-titik bores pile, membersihkan lokasi pekerjaan dari gangguan yang ada seperti bangunan-bangunan, tanaman atau pohon-pohon, tiang listrik atau telepon, kabel dan lain-lainnya.

2. Rute / Alur Pengeboran (Route of Boring)

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

3. Survey Lapangan Dan Penentuan Titik Pondasi (Site Survey and Centering

Of Pile)

Menentukan dan mengukur posisi titik koordinat bored pile dengan bantuan alat theodolite.

4. Pemasangan stand Pipe

Stand pipe dipasang dengan ketentuan bahwa pusat dari stand pipe harus berada pada titik as pondasi yang telah di survey. Pemasangan stand pipe dilakukan dengan bantuan Excavator (Back hoe).

5. Pembuatan Drainase dan Kolam Air

Kolam air berfungsi untuk tempat penampung air bersih yang akan digunakan untuk perjakaan pengeboran sekaligus untuk tempat penampungan air bercampur lumpur hasil dari pengeboran. Ukuran kolom air 3m X 3m X 2,5m dan drainase/parit penghubung dari kolam ke stand

20 pipe berukuran 1,2m, kedalaman 0,7m (tergantung kondisi). Jarak kolam air tidak boleh terlalu dekat dengan lubang pengeboran. Sehingga lumpur dalam air hasil pengeboran mengendap dulu sebelum airnya mengalir kembali kedalam lubang pengeboran. Lumpur hasil pengeboran yang mengendap dalam kolam diambil (dibersihkan) dengan bantuan Excavator.

6. Setting Mesin RCD (RCD Machine Instalation)

Setelah Stand Pipe terpasang, mata bor sesuai dengan diameter yang ditentukan dimasukkan terlebih dahulu kedalam Stand Pipe, kemudian beberapa buah pelat dipasang untuk memperkuat tanah dasar dudukam mesin RCD, kemudian mesin RCD diposisikan dengan ketentuan sebagai berikut :

1. Mata bor disambung dengan stang pemutar, kemudian mata bor

diperiksa apakah sudah benar-benar berada pada pusat as/ as stand pipe (titik pondasi).

2. Posisi mesin RCD harus tegak lurus terhadap lubang yang akan dibor

(yang sudah terpasang stand pipe), hal ini dapat dicek dengan alat water pass.

7. Proses Pengeboran (Driling Work)

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

1. Pengeboran dilakukan dengan memutar mata bor kearah kanan, dan

sesekali diputar kearah kiri untuk memastikan bahwa lubang pengeboran benar-benar mulus, sekaligus untuk menghancurkan tanah hasil pengeboran supaya larut dalam air agar lebih mudah dihisap.

21

2. Proses pengeboran dilakukan secara bersamaan dengan proses

pengisapan lumpur hasil pengeboran,, oleh karena itu air yang ditampung pada kolam air harus dapat memenuhi sirkulasi air yang diperlukan untuk pengeboran.

3. Setiap pengeboran sedalam ± 3 meter, dalakukan penyambungan stang

bor sampai kedalaman yang diinginkan tercapai.

4. Jika kedalaman yang kita inginkan tercapai (± 1 meter lagi), maka

proses penghisapan dihentikan (mesin pompa hisap tidak diaktifkan), sementara proses pengeboran terus dilakukan sampai kedalamn yang diinginkan (dapat diperkirakan dari stang bor yang sudah masuk), selanjutnya stang bor dinaikkan sekitar 0,5-1 meter, lalu proses penghisapan dilakukan terus sampai air yang keluar dari selang buang kelihatan lebih bersih(± 15 menit).

5. Kedalaman pengeboran diukur dengan meteran pengukur kedalaman,

jika kedalaman yang diinginkan belum tercapai maka proses pada langkah ke-4 dilakukan kembali. Jika kedalaman yang diinginkan sudah tercapai maka stang bor boleh diangkat dan dibuka.

8. Instalasi Tulangan dan Pipe Tremie (Stell Cage and Tremie Pipe

Instalation)

Tulangan yang digunakan sudah harus tersedia lebih dahulu sebelum pengeboran dilakukan, sehingga begitu proses pengeboran selesai, langsung dilakukan instalasi tulangan, hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya kelongsoran dinding lubang yang sudah selesai di bor. Tulangan harus dirakit rapih dan ikatan tulangan spiral dengan tulangan utama harus

22 benar-benar kuat sehingga pada waktu pengangkutan tulangan oleh crane tidak terjadi kerusakan pada tulangan ( ikatan lepas dan sebagainya). Proses instalasi tulangan dilakukan sebagai berikut :

1. Posisi crane harus benar-benar diperhatikan, sehingga tulangan akan

dimasukkan benar-benar tegak lurus terhadap lubang bor, dan juga pada waktu pengecoran tidak menghalangi jalan masuk truck mixer.

2. Pada tulangan diikatkan dua buah sling, satu buah pada ujung atas

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

3. Tulangan diangkat dengan menggunakan dua hook crane, satu pada

sling bagian ujung atas dan satu lagi pada bagian sisi memanjang, pengangkatan dilakukan dengan menarik hook secara bergantian sehingga tulangan benar-benar lurus, dan setelah tulangan terangkat dan sudah tegak lurus dengan lubang bor, kemudian dimasukkan pelan-pelan kedalam lubang, posisi tulangan terus dijaga supaya tidak menyentuh dinding lubang bor dan posisinya harus benar-benar ditengah/ dipusat lubang bor.

23

4. Jika level yang diinginkan berada dibawah permukaan tanah, maka

digunakan besi penggantung.

5. Setelah tulangan dimasukkan, kemudian pipe tremie dimasukkan. Pipa

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

9. Pengecoran dengan Ready Mix Concrete (Concreting)

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

Proses pengecoran dilakukan dengan ketentuan sebagai berikut :

1. Pipa tremie dinaikkan setinggi 25-50 cm di atas dasar lubang bor, air

dalam pipe tremie dibiarkan dulu stabil, kemudian dimasukkan bola karet atau mangkok karet yang diameternya sama dengan diameter dalam pipa tremie, yang berfungsi untuk menekan air campur lumpur

24 ke dasar lubang sewaktu betondituang pertama sekali, sehingga beton tidak bercampur dengan lumpur.

2. Pada awal pengecoran, penuangan lebih cepat, hal ini dilakukan

supaya bola karet atau mangkuk karet dapat benar-benar menekan air bercampur lumpur didalam pipe tremie, setelah itu penuangan distabilkan sehingga beton tidak tumpah dari corong.

3. Jika beton dalam corong penuh, pipe tremie dapat digerakkan naik

turun dengan syarat pipe tremie yang tertahan dalam beton minimal 1 meter pada saat pipe tremie dinaikkan. Jika pipe tremie yang tertanam dalam beton terlalu panjang, hal ini dapat memperlambat proses pengecoran, sehingga perlu dilakukan pemotongan pipa tremie dengan memperhatikan syarat bahwa pipa tremie yang masih tertanam dalam beton minimal 1 meter.

4. Proses pengecoran dilakukan dengan mengandalkan gaya gravitasi

bumi (gerak jatuh bebas), posisi pipa tremie harus berada pada pusat lubang bor, sehingga tidak merusak tulangan atau tidak menyebabkan tulangan terangkat pada saat pipa tremie digerakkan naik turun.

5. Pengecoran dihentikan 0,5-1 meter diatas batas beton bersih, sehingga

kualitas beton pada batas beton bersih benar-benar terjamin (bebas dari lumpur).

6. Setelah pengecoran selesai dilakukan, pipa tremie diangkat dan

dibuka, serta dibersihkan. Batas pengecoran diukur dengan meteran kedalaman.

25 Lubang pondasi yang telah selesai dicor ditutup kembali dengan tanah setelah beton mengeras dan stand pipe dicabut, kemudian tanah tersebut dipadatkan, sehingga dapat dilewati truck dan alat-alat berat nantinya. 2.7 Kapasitas Daya Dukung Bored Pile dari Hasil Sondir

Untuk menghitung daya dukung tiang bor berdasarkan data hasil pengujian sondir dapat dilakukan dengan menggunakan metode Meyerhof.

Daya dukung ultimit pondasi tiang dinyatakan dengan rumus :

Qult = (qc x Ap) + (JHL x K)……….(2.7)

dimana :

Qult = Kapasitas daya dukung tiang pancang tunggal (kg)

qc = Tahanan ujung sondir (kg/cm2)

Ap = Luas penampang tiang (cm2)

JHL = Jumlah hambatan lekat (kg/cm)

K = Keliling tiang (cm)

Daya dukung ijin pondasi dinyatakan dengan rumus : Qijin=

�����

3 +

�����

5 ………(2.8)

dimana :

Qijin = Kapasitas daya dukung ijin pondasi (kg)

qc = Tahanan ujung sondir (kg/cm2)

Ap = Luas penampang tiang (cm2)

JHL = Jumlah hambatan lekat (kg/cm)

K = Keliling tiang (cm)

26

1. Daya dukung ujung pondasi bored pile (end bearing), (Reese &

Wright,1977).

Qp = Ap . qp ... (2.5)

Dimana :

Ap = Luas penampang bore pile (m2)

qp = Tahanan ujung per satuan luas (ton/m2)

Qp = Daya dukung ujung tiang (ton)

Untuk tanah non kohesif :

Gambar 2.1 Daya Dukung Ujung Batas Bored Pile pada Tanah Pasiran (Reese &

Wright, 1977)

qp = 9 Cu ... (2.6)

Cu =N-SPT/2 . 2/3 . 10 ... (2.7)

Dimana :

Untuk N < 60 maka qp = 7N (t/m2) < 400 (t/m2) ... (2.8) Untuk N > 60 maka qp = 400 (t/m2) ... (2.9) N adalah nilai rata – rata SPT

2. Daya dukung selimut bored pile (skin friction), (Resse & Wright, 1977).

Qs = f . Li . p ... (2.10)

Dimana :

f = Tahanan satuan skin friction (ton/m2) Li = Panjang lapisan tanah (m)

27 Qs = daya dukung selimut tiang (ton)

Pada tanah kohesif :

F = α . cu ...(2.11)

Dimana :

α = Faktor adhesi.

- Berdasarkan penelitian Resse & Wright (1977) α = 0,55

- Metode Kullway (1984), berdasarkan Grafik Undrained Shearing Resistance VS Adhesion Factor.

cu = Kohesi tanah (ton/m2)

Pada tanah non kohesif :

Untuk N < 53 maka f = 0,32 N (ton/m2) ... (2.12) Untuk 53 < N < 100 maka f diperoleh dari korelasi langsung dengan NSPT (Resse & Wright) ... (2.13) Nilai f juga dapat dihitung dengan rumus :

f = Ko . σv’. tan ϕ ... (2.14) Dimana :

Ko = 1 – sin ϕ

σv’ = Tegangan vertikal efektif tanah, (ton/m2)

2.9 Kapasitas Daya Dukung Lateral Tiang Bored Pile

Gaya tahanan maksimum dari beban lateral yang bekerja pada tiang tunggal adalah merupakan permasalahan interaksi antara elemen bangunan agak kaku dengan tanah, yang mana dapat diperlakukan berdeformasi sebagai elastis ataupun plastis.

28 Tiang vertikal yang menanggung beban lateral akan menahan beban ini dengan memobilisasi tahanan tanah pasif yang mengelilinginya. Pendistribusian tegangan tanah pasif akibat beban lateral akan mempengaruhi kekakuan tiang, kekakuan tanah dan kondisi ujung tiang. Secara umum tiang yang menerima beban lateral dapat dibagi dalam dua bagian besar, yaitu tiang pendek (rigid pile) dan tiang panjang (elastic pile). Jika kepala tiang dapat berinteraksi dan berotasi akibat beban geser dan/atau momen maka tiang tersebut dapat dikatakan berkepala bebas (free head). Sedangkan jika kepala tiang hanya bertranslasi maka

disebut dengan kepala jepit (fixed head). Menurut McNulty (1956), tiang yang

disebut berkepala jepit (fixed head) adalah tiang yang ujung atasnya terjepit dalam pile cap paling sedikit sedalam 60 cm, sedangkan tiang berkepala bebas (free head) adalah tiang yang ujung atasnya tidak terjepit ke dalam pile cap atau setidaknya terjepit kurang dari 60 cm.

Beban lateral yang diijinkan pada pondasi tiang diperoleh berdasarkan salah satu dari dua kriteria berikut :

• Beban lateral ijin ditentukan dengan membagi beban ultimit dengan suatu faktor keamanan.

• Beban lateral ditentukan berdasarkan defleksi maksimum yang diijinkan. Metode analisis yang dapat digunakan adalah :

• Metode Broms (1964)

• Metode Brinch Hansen (1961) • Metode Reese-Matlock (1956)

29 Gambar 2.2 Tiang Panjang Dikenai Beban Lateral (Broms, 1964)

Tabel 2.3 Nilai-nilai nh untuk Tanah Granuler (c = 0)

Kerapatan relatif (Dr) Tak padat Sedang Padat

Interval nilai A 100-300 300 - 1000 1000 – 2000

Nilai A dipakai 200 600 1500

nh pasir terendam air (kN/m3)

Terzaghi 1386 4850 11779

Reese dkk 5300 16300 34000

Tabel 2.4 Nilai – nilai nh untuk Tanah Kohesif

Tanah nh (kN/m3) Referensi

Lempung

terkonsolidasi normal lunak

166 – 3518 Reese dan Matlock (1956)

277 - 554 Davisson – Prakash (1963)

Lempung

terkonsolidasi normal organik

111 - 277 Peck dan Davidsson (1962)

111 - 831 Davidsson (1970)

Gambut

55 Davidsson (1970)

27,7 - 111 Wilson dan Hilts (1967)

Loess 8033 - 11080 Bowles (1968)

Dari nilai-nilai faktor kekakuan R dan T yang telah dihitung, Tomlinson (1977) mengusulkan criteria tiang kaku (tiang pendek) dan tiang elastis (tiang panjang) yang dikaitkan dengan panjang tiang yang tertanam dalam tanah (L). Seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.6. Batasan ini terutamandigunakan untuk menghitung defleksi tiang oleh akibat gaya horizontal.

30 Tipe

Tiang

Modulus tanah (K) bertambah dengan kedalaman

Modulus tanah (K) konstan

Kaku L ≤ 2T L ≤ 2R

Tidak

Kaku L≤ 4T L≤ 3,5R

2.9.1 Hitungan Tahanan Beban Lateral Ultimit

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

Derajat reaksi tanah tergantung pada : 1. Kekuatan tiang

2. Kekakuan tanah 3. Kekakuan ujung tiang

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

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

R=���

� 4

31 (sumber : Broms, 1964)

Dimana : K =�₁�= �1

1,5 = modulus tanah (MPa) E = modulus elastik tiang (MPa) I = momen inersia tiang (cm4) d = diameter tiang (m)

2.9.2 Kapasitas Ultimit Tiang Bored Pile dengan Metode Brooms 1. Tiang Dalam Tanah Kohesif

Broms mengusulkan cara pendekatan sederhana untuk mengestimasi distribusi tekanan tanah yang menahan tiang dalam lempung, yaitu tahanan tanah dianggap sama dengan nol di permukaan tanah sampai kedalaman

1,5d dan konstan sebesar 9cu untuk kedalaman yang lebih besar dari 1,5d

tersebut.

- Tiang Ujung Bebas

Untuk tiang panjang, tahanan tiang terhadap gaya lateral akan ditentukan oleh momen maksimum yang dapat ditahan tiang itu sendiri (My). Untuk tiang pendek, tahanan tiang terhadap gaya lateral lebih ditentukan oleh tahanan tanah di sekitar tiang. Pada gamabar dapat dijelaskan bahwa f mendefinisikan letak momen maksimum, dimana pada titik ini gaya lintang pada tiang sama dengan nol.

�= ��

9��.� ... (2.15)

32 Gambar 2.3 Mekanisme Keruntuhan pada Tiang Ujung Bebas pada Tanah

Kohesif menurut Broms (a) Tiang Pendek (b) Tiang Panjang (Broms,1964)

- Tiang Ujung Jepit

Pada tiang ujung jepit, Brooms menganggap bahwa momen yang terjadi

pada tubuh tiang yang tertanam di dalam tanah sama dengan momen yang terjadi di ujung atas tiang yang terjepit oleh pile cap.

33 Gambar 2.4 Tiang Ujung Jepit pada Tanah Kohesif Tiang (Broms, 1964)

(a) Tiang pendek (b) Tiang sedang (c) Tiang panjang.

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

��=_1,5d+02��_,5f ... (2.17)

Sedangkan untuk tiang pendek, Hu dapat dicari dengan persamaan :

��=9��� ( �−1,5�) ... (2.18)

34

Gambar 2.5 Grafik Tahanan Lateral Ultimit Tiang Pada Tanah Kohesif (a) Tiang Pendek (b) Tiang Panjang (Broms, 1964)

2. Tiang Dalam Tanah Granuler

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

sebagai berikut :

1.) Tekanan tanah aktif yang bekerja di belakang tiang diabaikan

2.) Distribusikan tekanan tanah pasif di sepanjang tiang bagian depan sama dengan tiga kali tekanan tanah pasif Rankine

3.) Bentuk penampang tiang tidak berpengaruh terhadap tekanan tanah ultimit atau tahanan tanah lateral

4.) Tahanan lateral sepenuhnya termobilisasi pada gerakan tiang yang

diperhitungkan.

Distribusi tekanan tanah dinyatakan oleh persamaan :

�� = 3���� ... (2.20) Dimana :

35

�� = tahanan tanah ultimit

�� = tekanan overburden efektif

�� = ���2(450+ �

2) ... ( 2.21)

� = sudut geser dalam efektif - Tiang Ujung Bebas

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

��= 0.5γd�_e+L3�� ... (2.22) Momen maksimum terjadi pada jarak f di bawah permukaan tanah, dimana :

��=1,5 �����2 ... (2.23)

�=0,82_� ��

d��γ (2.23)

sehingga momen maksimum dapat dinyatakan oleh persamaan

�����=��(�+1,5�) ... ( 2.24)

Gambar 2.6 Tiang Ujung Bebas pada Tanah Granuler (a) Tiang Pendek (b) Tiang Panjang (Broms,1964)

36 - Tiang Ujung Jepit

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

��=1,5 ���2�� ... (2.25)

Gambar 2,7 Tiang jepit dalam tanah granuler

a) Tiang pendek

b) Tiang sedang

c) Tiang panjang (Broms, 1964)

Sedangkan untuk tiang ujung jepit yang tidak kaku (tiang panjang), dimana momen maksimum mencapai My di dua lokasi (Mu+ = Mu-) maka Hu dapat diperoleh dari persamaan :

37

��= 2My e+0,54�_γdHu_Kp

... (2.26)

Gambar 2.8 Grafik Tahanan Lateral Ultimit Tiang pada Tanah Granuler(Broms,

1964)

2.10 Penurunan Tiang (Settlement)

Menurut Poulus dan Davis (1980), penurunan jangka panjang untuk pondasi tunggal tidak perlu ditinjau karena penurunan tiang akibat konsolidasi dari tanah relatif kecil. Hal ini disebabkan karena pondasi tiang direncanakan terhadap dukung ujung dan kuat dukung friksinya atau penjumlahan dari kedua nya.

38 Perkiraan penurunan tiang tunggal dapat dihitung berdasarkan :

1. Untuk tiang apung atau friksi

s = �.�

��.� ... (2.27) Dimana :

�= �_�.�_�.�_ℎ.�_� ... (2.28)

2. Untuk tiang dukung ujung

s=�.�

��.� ... (2.29)

Dimana :

�= �_�.�_�.�b.�� ... (2.30)

Keterangan :

S = besar penurunan yang terjadi (cm) Q = besar beban yang bekerja (kg) D = diameter tiang (cm)

Es = modulus elastisitas bahan tiang (MPa)

Io = faktor pengaruh penurunan tiang yang tidak mudah mampat (Incompressible)

dalam massa semi tak terhingga

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

Rh = faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada tanah keras

Rμ = faktor koreksi angka poisson

Rb = faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung

h = kedalaman (cm)

K adalah suatu ukuran kompressibilitas relatif dari tiang dan tanah yang dinyatakan oleh persamaan :

39 K=��.��

�� ... (2.31)

Dimana :

RA=1Ap 4��2

... (2.32)

Dengan :

K = faktor kekakuan tiang

EP = modulus elastisitas dari bahan tiang (MPa)

Es = modulus elastisitas tanah di sekitar tiang (MPa)

Eb = modulus elastisitas tanah di dasar tiang (MPa)

Terzaghi menyarankan nilai μ = 0,3 untuk tanah pasir, μ= 0,4 sampai 0,43 untuk tanah lempung. Umumnya banyak digunakan μ = 0,3 sampai 0,35 untuk tanah pasir dan μ = 0,4 sampai 0,5 untuk tanah lempung. Sedangkan Io, Rk, Rh, Rμ, dan Rb dapat dilihat pada gambar 2.9, 2.10, 2.11, 2.12, dan 2.17 .

40

Gambar 2.10 Koreksi kompresi Rk (Poulus dan Davis, 1980)

Gambar 2.11 Koreksi kedalaman Rh (Paulo Davis, 1980)

41

Gambar 2.13 Koreksi kekakuan lapisan pendukung Rb (Paulos dan Davis, 1980)

Berbagai metode untuk menentukan nilai modulus elastisitas tanah (Es),

antara lain dengan percobaan langsung di tempat yaitu dengan menggunakan data hasil pengujian kerucut statis (sondir). Namun Bowles memberikan persamaan yang dihasilkan dari pengumpulan data pengujian kerucut statis (sondir) sebagai berikut :

��=3�� (untuk pasir) ... (2.33)

42

Adapun besar nilai Eb menurut Meyerhoff, akibat adanya pemadatan tanah

maka akan terjadi nilai peningkatan modulus elastisitas tanah di bawah ujung tiang yakni :

��=(5−10)×�� ... (2.35)

2.11 Faktor Aman Tiang Tekan Hidrolis (Safety Factor)

Untuk memperoleh kapasitas ijin tiang, maka kapasitas ultimit tiang dibagi 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 diantara 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.

Reese dan O’ Neill ( 1989 ) menyarankan pemilihan factor aman ( F ) untuk perancangan pondasi tiang yang dipertimbangkan faktor – faktor sebagai berikut :

1) Tipe dan kepentingan dari struktur 2) Variabilitas tanah ( tanah tidak uniform ) 3) Ketelitian penyelidikan tanah

43 4) Tipe dan jumlah uji tanah yang dilakukan

5) Keterediaan data di tempat ( uji beban tiang ) 6) Pengawasan / kontrol kualitas di lapangan

7) Kemungkinan beban desain aktual yang terjadi selama beban layanan struktur

Nilai – nilai faktor keamanan yang disarankan oleh Reese dan O’ Neill (1989) ditunjukkan dalam Tabel 2.7 Kisaran faktor aman dari analisis statis yang umumnya sering digunakan adalah sekitar 2 – 4, dan kebanyakan digunakan 3.

Tabel 2.6 Faktor Aman yang Disarankan oleh Reese dan O’Neill Klasifikasi

Struktur

Faktor Aman Kontrol

Baik

Kontrol Normal

Kontrol Jelek

Kontrol Sangat Jelek

Monumental 2,3 3 3,5 4

Permanen 3 2,5 2,8 3,4

Sementara 1,4 2 2,3 2,8

2.12 Aplikasi Metode Elemen Hingga pada Tiang Bored Pile dengan Program Plaxis

Plaxis adalah program yang berbasis metode elemen hingga (finite element method) untuk aplikasi geoteknik, berguna untuk mensimulasikan perilaku tanah. Dasar – dasar teori yang dipakai yang antara lain : teori deformasi, teori aliran air tanah, teori konsolidasi, teori elemen hingga yang sesuai dengan geoteknik.

Sedangkan metode numerik yang menjadi dasar pemrograman Plaxis ini, adalah

integrasi numeric elemen – elemen garis dan integrasi numeric elemen – elemen berbentuk segitiga. Akurasi hasil (output) yang didapatkan dari pemakaian

program Plaxis ini, apabila ingin dibandingkan dengan hasil yang sebenarnya di

44 pemahaman terhadap model – model, penentuan parameter yang digunakan, dan kemampuan menginterpretasi hasil analisis menggunakan program Plaxis

tersebut. Di dalam program Plaxis ada beberpa jenis pemodelan tanah,

diantaranya model tanah Mohr – Coulomb dan model tanah lunak (Soft Soil). Adapun tahapan – tahapan analisa dengan menggunakan metode elemen hingga adalah sebagai berikut :

1.) Pemilihan Tipe Elemen

Ada tiga pembagian elemen secara garis besar dalam metode elemen hingga, yaitu :

- 1D (line elements) ; sering dipakai dalam pemodelan beam element. Beam

element menerima momen tahanan (bending moment), tegangan normal dan juga tegangan geser.

- 2D (plane elements) : bentuk elemen 2D yang umum dipakai dalah triangular element (segitiga) dan quadrilateral element (segiempat).

- 3D : secara umum elemen – elemen 3D bisa dibedakan menjadi solid elements, shell elements, dan solid – shell elements. Bentuk elemen 3D yang umum dipakai adalah tetrahedral element (limas segitiga) dan hexahedral element (balok).

Di dalam elemen terdapat dua jenis titik, yaitu titik nodal dan juga titik integrasi. Titik nodal adalah titik yang penghubung antar elemen. Perpindahan terjadi pada titik nodal. Titik integrasi (stress point) dapat diperoleh tegangan dan regangan yang terjadi pada elemen.

45 Fungsi perpindahan atau shape function (N) adalah fungsi yang menginterpolasikan perpindahan di titik nodal ke perpindahan di elemen dengan menggunakan segitiga pascal.

Dalam pemilihan fungsi perpindahan, hal mendasar yang perlu diketahui adalah fungsi perpindahan di titik yang ditinjau selalu bernilai satu dan bernilai nol (0) di titik lainnya.

2.12.2 Matriks Kekakuan

Persamaan dari matriks kekakuan adalah sebagai berikut :

[�]=∬ [�]�

� [�][�]�����

∬ �_� (�.�)����=∬ �_� (�,�)|�|����

[�]=∫ ∫₋₁1 ₋₁1[�]�[�][�]�|�|����

Dimana :

[D] : matriks konstitutif yang nilainya bergantung pada jenis permodelan . [k] : matriks kekakuan (stiffness matrix)

[B] : matriks interpolasi regangan

1 v 0

D = �

1−� v 1 0 ... (2.36) 0 0 1−�

2

1-v v 0

D = �

(1+�)(1−2�) v 1-v 0 ... (2.37) 0 0 1−�

46 2.12.3 Pemodelan Pada Program Plaxis

Dalam menggunakan program Plaxis, pengguna harus mengetahui terlebih dahulu konsep pemodelan yang akan dipilih. Sebelum melakukan perhitungan secara numerik, maka terlebih dahulu dibuat model dari pondasi bored pile yang akan dianalisis, seperti Gambar 2.21 berikut ini

Gambar 2.14 Model Pondasi Bored Pile

Material yang dipergunakan dalam pemodelan tersebut adalah material tanah dan material pondasi, dimana masing-masing material mempunyai sifat

teknis yang memengaruhi perilakunya. Dalam program Plaxis, sifat – sifat

tersebut diwakili oleh parameter dan pemodelan yang spesifik.

Pemodelan pada Plaxis mengasumsikan perilaku tanah bersifat isotropis

47 keterbatasan dalam memodelkan perilaku tanah, sehingga umumnya digunakan untuk struktur yang padat dan kaku di dalam tanah. Input parameter berupa Modulus Young E dan rasio Poisson υ dari material yang bersangkutan.

�= σ

ε ... (2.38)

�= εh

εv ... (2.39)

Di dalam program Plaxis ada beberapa jenis permodelan tanah antara lain model tanah Mohr – Coulomb dan model Soft Soil.

2.12.4 Model Mohr – Coulumb

Pemodelan Mohr – Coulomb mengasumsikan bahwa perilaku tanah bersifat plastis sempurna (Linear Elastic Perfectl Plastic Model), dengan menetapkan suatu nilai tegangan batas dimana pada titik tersebut tegangan tidak lagi dipengaruhi oleh regangan. Input parameter meliputi lima buah parameter yaitu :

• modulus Young ( E ), rasio Poisson ( υ ) yang memodelkan keelastisitasan tanah • kohesi ( c ), sudut geser ( ϕ ) memodelkan perilaku plastis dari tanah

• dan sudut dilantasi ( ψ ) memodelkan perilaku dilantansi tanah

Pada pemodelan Mohr – Coulumb umumnya dianggap bahwa nilai E konstan untuk suatu kedalaman pada suatu jenis tanah, namun jika diinginkan adanya peningkatan nilai E per kedalaman tertentu disediakan input tambahan dalam program Plaxis. Untuk setiap lapisan yang memperkirakan rata – rata kekakuan yang konstan sehingga perhitungan relatif lebih cepat dan dapat diperoleh kesan pertama deformasi. Selain lima parameter di atas, kondisi tanah awal memiliki peran penting dalam masalah deformasi tanah.

48 Nilai rasio Poisson υ dalam pemodelan Mohr – Coulomb didapat dari hubungannya dengan koefisien tekanan

�� = σh_σv ... (2.40)

dimana : υ

1−υ = σh

σv ... (2.41) Secara umum nilai υ bervariasi dari 0,3 sampai 0,4 namun untuk kasus– kasus penggalian (unloading) nilai υ yang lebih kecil masih realistis.

Nilai kohesi c dan sudut geser ϕ diperoleh dari uji geser triaxial, atau

diperoleh dari hubungan empiris berdasarkan data uji lapangan. Sementara sudut dilantasi ψ digunakan untuk memodelkan regangan volumetrik plastik yang bernilai positif. Pada tanah lempung NC, pada umumnya tidak terjadi dilantasi (ψ = 0), sementara pada tanah pasir dilantasi tergantung dari kerapatan dan sudut geser ϕ dimana ψ = ϕ – 30°. Jika ϕ < 30° maka ψ = 0. Sudut dilantasi ψ bernilai negatif hanya bersifat realistis jika diaplikasikan pada pasir lepas.

2.12.5 Model Tanah Lunak ( Soft Soil )

Seperti pada pemodelan Mohr – Coulomb, batas kekuatan tanah

dimodelkan dengan parameter kohesi (c), sudut geser dalam tanah (ϕ), dan sudut

dilantasi (ψ). Sedangkan untuk kekakuan tanah dimodelkan menggunakan

parameter λ* dan k*, yang merupakan parameter kekakuan yang didapatkan dari

uji triaksial maupun oedometer.

λ∗₌ C�

2.3(1+e) ... (2.42)

�∗₌ 2Cs

2.3(1+e) ... (2.43)

49 - Kekakuan yang berubah bersama dengan tegangan (Stress Dependent Stiffness) - Membedakan pembebanan primer (primary loading) terhadap unloading –

reloading

- Mengingat tegangan pra – konsolidasi

2.12.6 Studi Parameter 1. Tanah

Model tanah yang dipilih adalah model Mohr – Coulomb, dimana perilaku tanah dianggap elastic dengan parameter yang dibutuhkan yaitu :

1. Berat isi tanah γ (kN/m3), didapat dari hasil pengujian laboratorium 2. Modulus elastisitas, E (stiffness modulus) digunakan pendekatan

terlebih dahulu dengan memperoleh Modulus Geser Tanah (G), sehingga nilai E dapat diperoleh melalui persamaan :

�=2 �(1+ υ ) ... (2.44) 3. Poisson’s ratio (υ) diambil nilai 0.2 – 0.4

4. Sudut Geser Dalam (ϕ) didapat dari hasil pengujian laboratorium

5. Kohesi ( c ) didapat dari hasil pengujian laboratorium 6. Sudut dilantasi (ψ) diasumsikan sama dengan nol. 7. Perilaku tanah dianggap elastis

2. Bored Pile, material yang dipilih adalah linier elastis 2.12.7 Parameter Tanah

50 Terdapat beberapa usulan nilai E yang diberikan oleh peneliti, diantaranya pengujian sondir yang dilakukan oleh DeBeer (1965) dan Webb (1970)

memberikan korelasi antara tahanan kerucut qc dan E sebagai berikut :

E = 2 qc (dalam satuan kg/cm2 ) ... ( 2.45)

Nilai perkiraan modulus elastisitas dapat diperoleh dengan pengujian SPT (Standard Penetration Test). Nilai modulus elastis yang dihubungkan dengan nilai SPT, sebagai berikut :

�=6(�+5)�/��2 (untuk pasir berlempung) ... (2.46)

�=10(�+15)�/��2 (untuk pasir) ... (2.47)

Tabel 2.7 Korelasi N-SPT dengan modulus elastisitas pada tanah pasir (Schmertman, 1970) Subsurfa ce Conditio n Penetr ation Resista nce Range N Friction Angle Φ (deg) Poisso n Ratio (v) Relative Density Dr (%) Young’s Modulus Range Es* (psi) Shear Modulus Range G** (psi) Very

Loose 0 – 4 28 0.45 0 – 15 0-440 0-160

Loose 4 – 10 28 – 30 0.40 15 – 35 440-1100 160-390

Medium

10 –

30 30 – 36 0.35 35 – 65 1100-3300 390-1200

Dense

30 –

50 36 – 41 0.30 65 – 85 3300-5500 1200-1990

Very Dense

50 –

100 41 – 45 0.2 85 – 100

5500-11000 1990-3900

Es* = 2 qc psf G** = ₂ Es

(1+v) ; dimana v = 0,5 Tabel 2.8 Korelasi N-SPT dengan modulus elastisitas pada tanah lempung

(Randolph,1978) Subsurface Condition Penetration Resistance Range N Poisson Ratio (v) Shear Strength Su (psf) Young’s Modulus Range Es* (psi) Shear Modulus Range G** (psi)

51

Very soft 2 0.45 250 170 – 340 60-110

Soft 2 – 4 0.40 375 260 – 520 80-170

Medium 4 – 8 0.35 750 520 –

1040 170-340

Stiff 8 – 15 0.30 1500 1040–

2080 340-690

Very Stiff 15 – 30 0.2 3000 2080-4160 690-1390

Hard

30 0.004 4000 2890-5780 960-1930

40 0.004 5000 3470-6940 1150-2310

60 0.0035 7000 4860-9720 1620-3420

80 0.0035 9000

6250-12500 2080-4160

100 0.003 11000

7640-15270 2540-5090

120 0.003 13000

9020-18050 3010-6020

Es = (100-200)Su psf G** = ₂ Es

(1+v) ; dimana v = 0,5 • Poisson’s Ratio (μ)

Rasio poisso sering dianggap sebesar 0.2 – 0.4 dalam pekerjaan – pekerjaan mekanika tanah. Nilai sebesar 0.5 biasanya dipakai untuk tanah jenuh dan nilai 0 sering dipakai untuk tanah kering dan tanah lainnya untuk kemudahan perhitungan.

Tabel 2.9 Hubungan Jenis Tanah, konsistensi dan Poisson’s Ratio (μ)

Soil Type Description Μ

Clay

Soft 0.35 – 0.40

Medium 0.30 – 0.35

Stiff 0.20 – 0.30

Sand

Loose 0.15 – 0.25

Medium 0.25 – 0.30

Dense 0.25– 0.35

52 Berat jenis tanah kering adalah perbandingan antara berat tanah kering dengan satuan volume tanah. Berat jenis tanah kering dapat diperoleh dari data Soil Test dan Direct Shear.

• Berat Jenis Tanah Jenuh ( γsat )

Berat jenis tanah jenuh adalah perbandingan antara berat tanah jenuh. Dimana ruang porinya terisi penuh dengan air.

ᵧ

sat = �Gs+e

1+e� γ� ... (2.48) (sumber : Braja, 1995)

dimana :

Gs : Spesific Gravity

e : Angka Pori γw : Berat Isi Air

Nilai – nilai dari Gs, e dan γw didapat dari hasil pengujin tanah dengan Triaxial

Test dan Soil Test

• Sudut Geser Dalam (ϕ)

Sudut geser dalam tanah dan kohesi merupakan faktor dari kuat geser tanah yang menentukan ketahan tanah terhadap deformasi akibat tegangan yang bekerja pada tanah. Deformasi dapat terjadi akibat adanya kombinasi keadaan kritis dari tegangan normal dan tegangan geser. Nilai dari sudut geser dalam tanah didapat dari engineering properties tanah, yaitu dengan triaxial test dan direct shear test. • Kohesi (c)

Kohesi merupakan gaya tarik menarik antar partikel tanah. Nilai dari kohesi

didapat dari engineering properties, yaitu dengan triaxial test dan direct shear

53 • Permeabilitas (k)

Berdasarkan persamaan Kozeny – Carman, nilai permeabilitas untuk setiap layer tanah dapat dicari dengan menggunakan rumus :

� = �3

1+� ... (2.49) Untuk tanah yang berlapis – lapis harus dicari nilai permeabilitas untuk arah vertikal dan horizontal dapat dicari dengan rumus :

�� = _��1 �

�1�+��2�2�…+ (����)

... (2.50) (sumber : Das, 1995)

dimana :

H = tebal lapisan (cm) e = angka pori

k = koefisien permeabilitas

kv = koefisien permeabilitas arah vertikal

kh = koefisien permeabilitas arah horizontal

Nilai koefisien permeabilitas tanah dapat ditentukan berdasarkan jenis tanah tersebut seperti pada Tabel 2.11berikut ini :

Tabel 2.10Nilai Koefisien Permeabilitas Tanah (Das, 1995)

Jenis Tanah K

cm/dtk ft/mnt

Kerikil bersih 1.0 – 100 2.0 - 200

Pasir kasar 1.0 – 0.01 2.0 – 0.02

Pasir halus 0.01 – 0.001 0.02 – 0.002

Lanau 0.001 –

0.00001 0.002 – 0.00002

Lempung < 0.000001 < 0.000002

54

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1

Data Umum

Data umum proyek pembangunan Hotel Grandhika Jl. Dr. Mansyur. Medan adalah sebagai berikut :

1. Nama Proyek : Hotel Grandhika

2. Lokasi proyek : Jl. Dr. Mansyur. Medan

3. Pemilik Proyek : Ir. Kiswodarmawan

4. Kontraktor utama : PT. ADHI KARYA

54

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1

Data Umum

Data umum proyek pembangunan Hotel Grandhika Jl. Dr. Mansyur. Medan adalah sebagai berikut :

1. Nama Proyek : Hotel Grandhika

2. Lokasi proyek : Jl. Dr. Mansyur. Medan

3. Pemilik Proyek : Ir. Kiswodarmawan

4. Kontraktor utama : PT. ADHI KARYA

55

3.2

Data Teknis Bored Pile

Data ini diperoleh dari pihak kontraktor dengan data sebagai berikut :

1. Panjang Bored Pile : 20 m

2. Diameter Bored pile : 100 cm

3. Jumlah Titik Pengeboran : 3 titik untuk SPT dan 3 titik Sondir (CPT)

4. Mutu Beton Bored Pile : K - 600

5. Denah Titik Pengujian : Dilihat pada Gambar 3.2

3.3

Metode Pengumpulan Data

Untuk meninjau perhitungan perencanaan pondasi bored pile pada proyek pembangunan Hotel Grandhika ini penulis memperoleh data dari CV. JASA PERSADA KONSULTAN didapat berupa data Sondi, SPT.

3.4

Cara Analitis

Dalam melakukan perhitungan pondasi bored pile ini penulis membuat langkah-langkah sebagai berikut :

1. Menghitung daya dukung pondasi bored pile dari data Sondir, SPT,

2. Membandingkan hasil perhitungan pondasibored pile dengan beberapa cara:

1. Dari data Sondir dengan Aoki and De Alencer.

2. Dari data SPT dengan metode Reese & wright.

56

3.5

Lokasi Pembangunan dan Pengujian ( Sondir dan SPT)

Gambar 3.1 Lokasi Pembanguan Hotel GRANDHIKA Jl. Dr . Mansyur, Medan Lokasi Proyek

57 Gambar 3.2 Lokasi Pengujian Tanah Dengan Sondir SPT

58

Gambar 3.3 Alur Penelitian Mulai

Studi Literatur

Pengumpulan Data

Analisa Data dan Perhitungan Metode Analisis

berdasarkan Data Sondir Dan SPT

Analisis Hasil Perhitungan

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Metode Elemen Hingga (Plaxis)

59 BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pendahuluan

Pada bab ini, penulis akan membahas perhitungan daya dukung aksial dan lateral pondasi tiang, yaitu dengan metode analitis dan metode numerik dengan bantuan Program Plaxis versi 8.2. Daya dukung tiang akan dihitung dengan menggunakan data hasil sondir yaitu tahanan ujung (qc) dan gesekan selimut tiang (fs), dengan data SPT yaitu jumlah pukulan (N-value).

4.2 Menghitung Kapasitas Daya Dukung

Perhitungan daya dukung tiang pancang secara analitis dilakukan berdasarkan data hasil sondir, SPT.

4.2.1. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Bored Pile Berdasarkan Data Sondir

A.Perhitungan di titik 3 (S-3) pada kedalaman tanah keras 19.20 m

1) Data CPT-S1

- Kedalaman tanah = 19,20 m

- Data hasil sondir dapat dilihat pada lampiran

- Perhitungan menurut metode Meyerhof

Metode Meyerhof

Data yang diperoleh dari CPT-S3, pada kedalaman 1 meter yakni :

a. Perlawanan penetrasi konus (PPK), qc = 68 kg/cm2

b. Jumlah Hambatan Lekat (JHL) = 20 kg/cm

c. Luas tiang (Ap) = 1 4⁄ ��2

60

= 7854 cm2

d. Keliling tiang (K) = ��

= � 100 = 314 cm

• Dari persamaan 2.7, kapasitas daya dukung ultimit (Qult) :

Qult = ��_� ��_�� + ( �����)

= (68 × 7854) + (20 × 314) = 540352 kg

= 540,352 ton

• Dari persamaan 2.8, kapasitas daya dukung ijin pondasi (Qall) :

Qall =

������� 3 +

(_{�����}) 5 = (68 ×7854)

3 +

(20 ×314) 5 = 179280 kg = 179,280 ton

• Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik :

Tult = ��� �

= 20 × 314

= 6280 kg = 6,28 ton

• Daya dukung ijin tarik :

Qall = ����₃

= 6,28 3 = 2,09 ton

89 4.5.1 Perbandingan Hasil Penelitian Dengan Penelitian yang sebelumnya.

Perbandingan hasil penulis dengan peneliti sebelumnya “ ANALISIS DAYA DUKUNG BORED PILE DIAMETER 0,8 METER MENGGUNAKAN METODE ANALITIS DAN METODE ELEMEN HINGGA PADA PROYEK PEMBANGUNAN HOTEL SAPADIA, MEDAN” (WIRAHARDI, 2015)

Titik

Data Sondir

Data SPT Data Loading Test Data Loading Test Data PDA Titik Data Sondir

Data SPT Plaxis mayerhof (Ton) Metode Reese & Wright (Ton) Metode Davisson (Ton) Metode Chin (Ton) BP D7 (Ton) mayerhof (Ton) Metode Reese & Wright (Ton) 1 947,53

Kedalaman 7,2 meter

822,76 Kedalaman 23,5 meter

856,17 476,19 586,99

1 1227,71 Kedalaman 6,2 meter 2 946,02

Kedalaman 8 meter 678,44 Kedalaman 23,5 meter 2 1381,02 Kedalaman 4,8 meter 3 972,65

Kedalaman 7,8 meter 863,22 Kedalaman 23,5 meter 3 1561,55 Kedalaman 19,2 meter 591,29 Kedalaman 20 meter 643,73 sebelum konsolidasi 4 934,46

Kedalaman 8,2 meter 647,82 setelah konsolidasi 5 933,46

Kedalaman 8,6 meter

90 Perbandingan hasil penulis dengan peneliti sebelumnya “ ANALISIS DAYA DUKUNG BORED PILE TUNGGAL PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG CRYSTAL SQUARE JL. IMAM BONJOL NO. 6, MEDAN” (GIRSANG, 2009)

Titik

Data Sondir

Data SPT Data Data Loading Test

Data Loading Test Titik

Data Sondir Data SPT Plaxis Aoki & De

Alencer (Ton) Metode Reese & Wright (Ton) Parameter Tanah (Ton) Metode Davisson (Ton) Metode Mazurkiewis (Ton) mayerhof (Ton) Metode Reese & Wright (Ton) 1 691,81 Kedalaman 28 meter 860,985 Kedalaman 28 meter 736,887 Kedalaman 28 meter 740 Kedalaman 28 meter Sebelum diKoreksi 820 Kedalaman 28 meter Sebelum diKoreksi 1 1227,71 Kedalaman 6,2 meter 2 807,178 Kedalaman 28 meter 2 1381,02 Kedalaman 4,8 meter 780 Kedalaman 28 meter Setelah diKoreksi 840 Kedalaman 28 meter Setelah diKoreksi 3 740,914 Kedalaman 21,40 meter 3 1561,55 Kedalaman 19,2 meter 591,29 Kedalaman 20 meter 643,73 sebelum konsolidasi 4 883,341 Kedalaman 23 meter 647,82 setelah konsolidasi

92 BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Hasil perhitungan daya dukung ultimit pondasi Bored Pile tunggal untuk kedalaman tiang sebesar 20 meter, berdasarkan data sondir (S–3), SPT, dan dengan menggunakan Program Plaxis (BH-3) adalah sebagai berikut :

• Berdasarkan data sondir, Qult = 1561,54 ton • Berdasarkan data SPT, Qult = 591,29 ton • Perhitungan dengan Plaxis, Qult = 647,82 ton

2. Hasil perhitungan penurunan elastis tiang bored pile tunggal yang terjadi untuk kedalaman tiang sebesar 20 meter, berdasarkan perhitungan dengan menggunakan Program Plaxis adalah sebagai berikut :

•Berdasarkan perhitungan analitis : 9,75 mm •Berdasarkan perhitungan Plaxis : 9,25 mm

Penurunan ini masih dalam kondisi aman karena besar penurunan yang terjadi lebih kecil daripada besar penurunan izin (25 mm).

3. Besarnya defleksi lateral akibat adanya beban lateral pada bored pile yaitu sebesar 0,90 cm. Defleksi ini masih dalam kondisi aman karena defleksi yang terjadi (0,90 cm) lebih kecil daripada defleksi izin (1 cm).

4. Besarnya kapasitas daya dukung lateral pondasi tiang tunggal dengan metode Broms berdasarkan data SPT (BH-3) adalah

93

• Berdasarkan grafis, Qult = 30,00 ton

5. Perbedaan besar daya dukung maupun penurunan yang didapatkan dari setiap metode dapat disebabkan oleh bedanya titik pengujian pada setiap metode, sehingga jenis dan sifat tanah yang diteliti juga berbeda, cara pelaksanaan pengujian di lapangan yang kurang teliti (human error), dan perbedaan parameter yang digunakan dalam setiap metode perhitungan.

5.2 Saran

1. Jika ingin menghitung besarnya daya dukung pada suatu pondasi bored pile, sebaiknya kita memiliki data teknis dan data laboratorium (parameter tanah) yang lengkap. Kelengkapan data akan sangat membantu untuk mendapatkan perhitungan yang lebih akurat, baik secara analitis maupun secara metode elemen hingga dengan bantuan Program Plaxis.

2. Sebaiknya pengawasan dalam pengujian sondir, SPT harus dilakukan secara teliti. Hal ini sangatlah penting mengingat human error dapat menyebabkan kekeliruan dalam proses pengolahan data perhitungan.

94 DAFTAR PUSTAKA

Bowles, J. E., 1993. Analisis dan Desain Pondasi, Edisi Keempat jilid 2, Jakarta : Erlangga

Das, Braja M, 1994. Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknik) Jilid

II. Jakarta : Erlangga

Hardiyatmo , H. C., 2011, Analisis dan Perancangan Fondasi I, Edisi Kedua,

Yogyakarta : Gadjah Mada University Press

Hardiyatmo , H. C., 2011, Analisis dan Perancangan Fondasi II, Edisi Kedua,

Yogyakarta : Gadjah Mada University Press Plaxis Version 8 Material Models Manual

Girsang, P,. 2009. Analisa Daya Dukung Bored Pile Tunggal pada Proyek

Pembanguan Gedung Crystal Palace Medan, Universitas Sumatera Utara,

Medan

Manoppo, F. J., 2009. Metode Kurva Fitting untuk Mengestimasi Daya Dukung

Tiang Bor dan Tiang Pancang Hasil Uji Beban Vertikal Statis, Program

studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sam Ratulangi, Manado Putra , H. G., 2008. Pertimbangan Dalam Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang

Dengan Beberapa Metoda (STATIK, DINAMIK, TES PDA), Universitas

Andalas, Padang

Surjandari, N.S., 2008. Studi Perbandingan Daya Dukung Aksial Pondasi Tiang

Bor Menggunakan Uji Beban Statik dan metode Dinamik, Universitas