BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pendahuluan
Pada bab ini, penulis akan mengaplikasikan metode perhitungan daya dukung yang telah disampaikan pada Bab 2. Daya dukung tiang akan dihitung
dengan menggunakan data Cone Penetration Test sondir, hasil Loading Test tes pengujian beban, SPT, dan hasil pengujian Pile Driving Analyzer PDA.
4.2. Kapasitas Daya Dukung Aksial
Perhitungan daya dukung tiang bor secara analitis dilakukan berdasarkan data hasil sondir, SPT, dan Loading Test.
4.2.1. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Bored Pile Berdasarkan Data
Sondir
1 Data CPT-S1
- Kedalaman tanah = 7,2 m
- Data hasil sondir dapat dilihat pada lampiran
- Perhitungan menurut metode Meyerhof
Metode Meyerhof Data yang diperoleh dari CPT-S1, pada kedalaman 1 meter yakni :
a. Perlawanan penetrasi konus PPK, q
c
= 15 kgcm
2
b. Jumlah Hambatan Lekat JHL = 28 kgcm
c. Luas tiang Ap
= ⁄ �
= ⁄ �
= 5024 cm
2
Universitas Sumatera Utara
d. Keliling tiang K
= �
= �
= 251,2 cm Dari persamaan 2.7, kapasitas daya dukung ultimit Q
ult
: Q
ult
= � � � +
� =
× +
× ,
= 82393,60 kg = 82,39 ton
Dari persamaan 2.8, kapasitas daya dukung ijin pondasi Q
all
: Q
all
=
�
�
+
�
=
×
+
× ,
= 26526,72 kg = 26,53 ton
Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik : T
ult
= ×
= ×
, = 7033,60 kg = 7,03 ton
Daya dukung ijin tarik : Q
all
= =
,
= 2,34 ton Daya dukung terhadap kekuatan bahan :
P
tiang
= �
. �
� �
Universitas Sumatera Utara
= .
⁄ = 1507200 kg
= 1507,20 ton Tabel 4.1. Perhitungan Daya Dukung Ultimit dan Daya Dukung Ijin Bored Pile
pada Titik Sondir S-1 dengan Metode Meyerhof Kedalaman PPK q
c
Ap JHL
K Qult
Qall m
kgcm
2
cm
2
kgcm cm
ton ton
5024 251.2
0.00 0.00
0.2 6
5024 4
251.2 31.15
10.25 0.4
7 5024
10 251.2
37.68 12.23
0.6 10
5024 16
251.2 54.26
17.55 0.8
9 5024
22 251.2
50.74 16.18
1 15
5024 28
251.2 82.39
26.53 1.2
14 5024
34 251.2
78.88 25.15
1.4 13
5024 40
251.2 75.36
23.78 1.6
30 5024
48 251.2
162.78 52.65
1.8 35
5024 56
251.2 189.91
61.43 2
37 5024
66 251.2
202.47 65.28
2.2 41
5024 76
251.2 225.08
72.48 2.4
48 5024
84 251.2
262.25 84.60
2.6 75
5024 94
251.2 400.41
130.32 2.8
85 5024
106 251.2
453.67 147.67
3 109
5024 122
251.2 578.26
188.67 3.2
125 5024
164 251.2
669.20 217.57
3.4 138
5024 188
251.2 740.54
240.55 3.6
51 5024
198 251.2
305.96 95.36
3.8 46
5024 208
251.2 283.35
87.48 4
115 5024
230 251.2
635.54 204.14
4.2 121
5024 252
251.2 671.21
215.30 4.4
75 5024
264 251.2
443.12 138.86
4.6 61
5024 276
251.2 375.80
116.02 4.8
101 5024
294 251.2
581.28 183.91
5 105
5024 310
251.2 605.39
191.41 5.2
71 5024
322 251.2
437.59 135.08
5.4 85
5024 334
251.2 510.94
159.13 5.6
112 5024
360 251.2
653.12 205.65
5.8 124
5024 384
251.2 719.44
226.95
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.1 Lanjutan Kedalaman PPK q
c
Ap JHL
K Qult
Qall m
kgcm
2
cm
2
kgcm cm
ton ton
6 48
5024 394
251.2 340.12
100.18 6.2
51 5024
402 251.2
357.21 105.60
6.4 65
5024 412
251.2 430.05
129.55 6.6
71 5024
422 251.2
462.71 140.10
6.8 154
5024 438
251.2 883.72
279.90 7
159 5024
464 251.2
915.37 289.58
7.2 164
5024 492
251.2 947.53
299.36
4.2.2. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Bored Pile Berdasarkan Data
SPT
Perhitungan kapasitas daya dukung bored pile dengan menggunakan data SPT dilakukan per lapisan tanah serta perhitungannya menggunakan metode
Meyerhof. Adapun data SPT yang digunakan diambil dari BH-1, BH-2, dan BH-3. Perhitungan ini menggunakan dua rumus yakni untuk jenis tanah non-
kohesif pasir, dan jenis tanah kohesif lempung. Hal ini dikarenakan jenis tanah pada setiap lapisan bisa berbeda jenisnya.
1 Data BH-1
a. Tanah kohesif
Sebagai contoh perhitungan tanah kohesif, penulis menggunakan data SPT pada kedalaman 2,45 m dengan nilai N-SPT = 11
Daya dukung ujung pondasi tiang bor pada tanah kohesif adalah : = � −
× ⁄ × =
× ⁄ × = 73,33 kNm
2
Universitas Sumatera Utara
= × × � = 9 x 73,33 x 0,5024
= 331,57 kN = 33,16 ton
Tahanan geser selimut tiang pada tanah kohesif adalah : = ∝
�
dimana α = 0,55 berdasarkan penelitian Resse dan Wright, 1977 = 0,55 x 73,33 x 2,512 x 2
= 202,63 kN = 20,26 ton
b. Tanah non-kohesif
Daya dukung ujung pondasi tiang bor pada tanah non-kohesif pada kedalaman 4,45 m dengan nilai N =
+
= , adalah : Untuk σ ≤ 60 tm2
= � � � = 0,5024 x 7N
= 0,5024 x 7 x 4,5 = 15,83 ton
Tahanan geser selimut tiang pada tanah non-kohesif adalah : Untuk N
≤ 53 maka f = 0,32 N tonm
2
= �
�
� = 0,32 x 9 x 2 x 2,512
= 14,47 ton
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2. Perhitungan Daya Dukung Tiang Bor Menggunakan Data SPT BH-1
Depth Soil
Layer Soil
N- SPT
Cu α
Skin Friction End
Qult Qizin
Description Local Cumm Bearing
m kNm2
Ton Ton
Ton Ton
Ton 0,0
I Sandy Silt mixed
Gravel,Boulder -
- 2,45
III Clayes Silt
11 73.33
0.55 24.82 24.82
33.16 57.98
23.19 4,45
IV Silty Sand
9 -
- 14.47
39.29 15.83
55.12 27.56
6,45 V
Sandy Silt 11
- -
17.68 56.98
17.58 74.56
37.28 8,45
VI Medium to Coarse
Sand 39
- -
62.70 119.68
35.17 154.84
77.42 10,45
VII Medium Sand
24 -
- 38.58
158.26 40.44
198.70 99.35
12,45 VIII
Sand 35
- -
56.27 214.53
54.51 269.04 134.52
14,45 IX
Sand 43
- -
69.13 283.66
52.75 336.41 168.21
16,45 IX
Sand 38
- -
61.09 344.75
54.51 399.26 199.63
18,45 IX
Sand 32
- -
51.45 396.20
47.48 443.67 221.84
20,45 IX
Sand 51
- -
81.99 478.19
66.82 545.01 272.50
22,45 X
Medium to Coarse Sand
53 -
- 85.21
563.40 73.85
637.25 318.62 23.5
XI Silty Sand
51 -
- 43.05
606.44 72.94
679.38 339.69 24,45
XI Silty Sand
50 -
- 38.18
644.62 72.09
716.72 358.36 26,45
XI Silty Sand
47 -
- 75.56
720.18 73.85
794.04 397.02 28,45
XI Silty Sand
55 -
- 88.42
808.61 80.89
889.49 444.75 30,45
XI Silty Sand
51 -
- 81.99
890.60 75.61
966.21 483.10
4.2.3. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Bored Pile Berdasarkan Data
Loading Test
Percobaan pembebanan pondasi tiang pada Proyek Pembangunan Hotel Sapadia Medan dilaksanakan berdasarkan standar pembebanan loading
American Standard for Testing Materials ASTM D. 1143-81 .
Metode pelaksanaan percobaan pembebanan vertikal yang akan dilaksanakan adalah dengan metode pembebanan langsung kentledge system,
yaitu dengan menggunakan beban di atas pondasi tiang yang disusun sedemikian rupa dengan total berat yang lebih besar dari beban test yang direncanakan.
Universitas Sumatera Utara
Bahan yang digunakan sebagai beban adalah alat pancang hydraulic jacking system
kapasitas 360 ton ditambah balok-balok beton ukuran 60 cm x 60 cm x 120 cm sebanyak 150 buah dengan total berat 155,4 ton dan Main Beam
seberat 4,336 ton dengan total berat 519,736 ton. Data tiang bor:
- Jenis pondasi tiang
: Bored Pile -
Diameter pondasi : 800 mm
- Mutu beton
: K-300 -
Kedalaman tiang : 23,5 m
- Beban rencana
: 250 ton -
Beban pengujian : 500 ton
- Metode pembebanan
: Beban langsung kentledge system -
Prosedur pembebanan : Slow maintained loading
- Standard pengujian
: ASTM. D. 1143 – 81
Perhitungan daya dukung bored pile berdasarkan loading test, dilakukan dengan dua metode :
a. Metode Chin F.K 1971
b. Metode Davisson 1972
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.3. Load Displacement, Axial Load Test Cycle
Load Settlement mm
Ton
I 25
62.5 0.35
50 125
0.64 25
62.5 0.44
II 0.02
50 125
0.68 75
187.5 1.13
100 250
1.66 75
187.5 1.61
50 125
1.16
III 0.18
50 125
0.89 100
250 1.81
125 312.5
2.85 150
375 3.67
125 312.5
2.90 100
250 1.91
50 125
1.28
IV 0.41
50 125
1.04 100
250 2.10
150 375
3.67 175
437.5 4.48
200 500
8.53 175
437.5 8.08
150 375
7.34 100
250 6.57
50 125
6.35 5.03
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.1. Grafik Hubungan Antara Beban dan Penurunan pada Tiang Bor a.
Kapasitas Daya Dukung Tiang dengan Metode Chin Tabel 4.4. Tabel Data-data yang Diperlukan dalam Pembuatan Grafik Chin
Settlement mm Load ton
SettlementLoad mmton 0.0000
0.64 125
0.0051 1.66
250 0.0066
3.67 375
0.0098 8.54
500 0.0171
0.41 1.03
2.10 3.67
4.48 8.54
8.08 7.34
6.57 6.35
5.03
1 2
3 4
5 6
7 8
9
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550
S e
tt le
m e
nt
Load Ton
Grafik Settlement - Load
Cycle 1 Cycle 2
Cycle 3 Cycle 4
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2. Grafik Interpretasi Metode Chin FK Dari grafik diperoleh nilai daya dukung ultimit sebesar 666,67 ton. Sesuai
dengan langkah penyelesaian dari metode Chin, beban ultimit dari grafik harus dikoreksi atau dibagi dengan nilai faktor 1,2
– 1,4. Maka nilai daya dukung yang digunakan adalah :
Q
ult
=
66 ,67 1,4
= 476,19 ton b.
Kapasitas Daya Dukung Tiang dengan Metode Davisson 1.
Besar penurunan elastis dengan menggunakan rumus :
=
�
×
�
=
.
�
×
�
=
500 × 23,5 0,5024 ×2,1 × 10
8
= 1,137 × 10
−4
= 0,11 2.
Deformasi sebesar X yang dihitung dengan rumus : � = , +
inch = 0,15 +
31,5 120
= 0,4125 inch = 10,48 mm
y = 0.0015x + 0.0041 Qult = 1C
= 10.0015 Qult = 666,67 ton
0.0000 0.0020
0.0040 0.0060
0.0080 0.0100
0.0120 0.0140
0.0160 0.0180
0.0200
2 4
6 8
10
S e
tt le
m e
nt L
oa d
Settlement
Settlement - SettlementLoad
Linear Settlement - SettlementLoad
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.3. Grafik Interpretasi Metode Davisson
4.2.4. Kapasitas Daya Dukung Bored Pile berdasarkan Hasil PDA Pile
Driving Analizer
Hasil analisis Program CAPWAP ditampilkan pada Tabel 4.5 di bawah ini dengan hasil analisis lengkap terlampir pada Lampiran
Tabel 4.5 Hasil Analisis Program CAPWAP Pile Name
Kapasitas Tiang Ton Analisis Dinamis
Ujung Friksi
Total BP D7
208,40 378,70
586,99
5 10
15 20
25 30
100 200
300 400
500 600
700 800
900
S e
tt le
m e
nt Load
kurva hubungan
load- settlement
Load - Settlement
Grafik OB
Grafik OA
Qult = 856.17 ton X
Metode Davisson
Universitas Sumatera Utara
4.3. Penurunan Elastis Tiang Bor Tunggal
Dari persamaan 2.26 diperoleh nilai q
c
= 4N = 451 = 204 kgcm
2
Dimana q
c
side = perlawanan konus rata-rata pada masing-masing lapisan
sepanjang tiang. Besar modulus elastisitas tanah di sekitar tiang E
s
: = × �
= 3 x 204 = 612 kgcm
2
= 61,2 MPa Menentukan modulus elastisitas tanah di dasar tiang :
= ×
= 10 x 61,2 MPa = 612 Mpa
Menghitung modulus elastisitas dari bahan tiang : Besar f
c
’ untuk mutu beton K-300 = 25 Mpa =
√ ′ = 4700
√ = 23500 MPa
=
�
�
=
, � ,
= 1
Universitas Sumatera Utara
Menentukan faktor kekakuan tiang : K
=
� �
=
× ,
= 383,99 Untuk =
80 80
= 1 Untuk =
2350 80
= 29,375 Dengan menggunakan metode Poulos dan Davis 1980 :
Untuk tiang apung atau tiang friksi floating pile ; = ×
�
×
ℎ
×
�
dimana : I
o
= faktor pengaruh penurunan untuk tiang yang tidak mudah mampat incompressible dalam massa semi
tak terhingga R
k
= faktor koreksi untuk kemudah-mampatan kompresibilitas tiang untuk
� = 0,35 R
h
= faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada tanah keras
R � = faktor koreksi angka Poisson �
h = kedalaman total lapisan tanah =
×
dimana : S = penurunan kepala tiang
Q = beban yang bekerja
Universitas Sumatera Utara
Untuk tiang dukung ujung = ×
�
× ×
�
dimana : R
b
= Koreksi kekakuan lapisan pendukung Dengan menggunakan grafik pada Gambar 2.20, 2.21, 2.22, 2.23,
2.24 diperoleh : = 0,065 untuk =
, dan
�
= 1,6 untuk =
, dan K = 383,99
ℎ
= 0,21 untuk =
, dan
ℎ
=
�
= 0,95 untuk
� = 0,35 dan K = 383,99
= 0,8 untuk =
, ;
= ; dan K = 383,99
Untuk tiang apung atau tiang friksi ; = ×
�
×
ℎ
×
�
= 0,065 x 1,6 x 0,21 x 0,95 = 0,0207
=
× ×
=
�� � , ��
× ⁄
I = 0,211 cm
= 2,11 mm
Universitas Sumatera Utara
Untuk tiang dukung ujung : = ×
�
× ×
�
= 0,065 x 1,6 x 0,8 x 0,95 =
0,0790 =
× ×
=
�� × , ��
× ⁄
= 0,807 cm = 8,07 mm
Tabel 4.6. Hasil Perhitungan Penurunan Elastis Bored Pile Tunggal Diameter 0,8 m
No. Bentuk Penurunan
Penurunan Tiang mm 1.
Untuk tiang apung 2,11
2. Untuk tiang dukung ujung
8,07
Total Penurunan Elastis 10,18
Besar penurunan yang diijinkan S
ijin
yakni sebesar 25 mm Penurunan elastis total tiang tunggal
Penurunan ijin 10,18 mm
25 mm Aman
Universitas Sumatera Utara
4.4. Perhitungan dengan Metode Elemen Hingga Menggunakan Program Plaxis
Kategori