ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI BORED PILE DIAMETER 0.8 METER MENGGUNAKAN METODE ANALITIS DAN METODE ELEMEN HINGGA PADA PROYEK

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI BORED PILE DIAMETER 0.8 METER MENGGUNAKAN METODE ANALITIS DAN METODE ELEMEN HINGGA PADA PROYEK PEMBANGUNAN HOTEL SAPADIA MEDAN

  TUGAS AKHIR

  Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh

Ujian Sarjana Sipil

  Oleh:

MUHAMMAD WIHARDI 10 0404 005 BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

  LEMBAR PENGESAHAN ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI BORED PILE DIAMETER

0.8 METER MENGGUNAKAN METODE EMPIRIS DAN UJI BEBAN STATIK DAN DINAMIK PADA PROYEK PEMBANGUNAN HOTEL SAPADIA MEDAN TUGAS AKHIR

  Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat dalam menempuh Colloqium Doctum/ Ujian Sarjana Teknik Sipil Disusun Oleh : MUHAMMAD WIHARDI 100404005 Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE NIP. 19510629 198411 1 001 Mengesahkan : Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara Prof. Dr.Ing. Johannes Tarigan NIP : 19561224 198103 1 002 BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015 Penguji I Ir. Rudi Iskandar, MT NIP. 19650325 199103 1 006 Penguji II Ika Puji Hastuty, ST, MT NIP. 19770807 200812 2 002

  

ABSTRAK

  Pondasi berfungsi menyalurkan tegangan

• – tegangan yang terjadi akibat beban struktur atas ke dalam lapisan tanah keras yang dapat memikul beban konstruksi tersebut. Untuk itu, pondasi bangunan harus diperhitungkan agar dapat menjamin kestabilan bangunan terhadap beban sendiri, beban-beban yang bekerja, gaya- gaya luar seperti angin, gempa bumi dan lain-lain dan tidak boleh terjadi penurunan melebihi batas yang diijinkan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menghitung dan membandingkan kapasitas daya dukung tiang bor diameter 0,8 m dengan menggunakan data sondir, SPT, dan uji pembebanan serta membandingkan penurunan yang terjadi dari hasil loading test dengan perhitungan analitis dan program Plaxis. Pada penelitian ini, diperoleh daya dukung ultimit berdasarkan data loading test metode Chin 476,19 ton dan metode Davisson 856,17 ton. Berdasarkan data SPT dan PDA didapat 785,80 ton dan 586,99 ton. Daya dukung ultimit metode Chin lebih mendekati kebeban pengujian sebesar 500 ton. Sedangkan penurunan elastis yang dihasilkan dari metode elemen hingga sebesar 13,96 mm. Nilai ini tidak jauh berbeda dengan hasil loading test 8,53 mm dan perhitungan analitis 10,5 mm. Hasil perhitungan daya dukung pondasi dan penurunan terdapat perbedaan. Perbedaan tersebut dapat disebabkan oleh perbedaan jenis tanah, cara pelaksanaan pengujian yang bergantung pada ketelitian operator dan perbedaan yang digunakan dalam perhitungan.

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur saya panjatkan atas kehadirat ALLAH SWT karena atas rahmat dan karunia-Nya saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul “Analisis Daya Dukung Pondasi Bored Pile Diameter 0,8 meter menggunakan Metode Analitis dan Metode Elemen Hingga pada Proyek Pembangunan Hotel Sapadia Medan” ini disusun guna melengkapi syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan Program Starata Satu (S-1) di Universitas Sumatera Utara.

  Dengan menyadari sepenuhnya bahwa penyelesaian Tugas Akhir ini tidak lepas dari bimbingan, bantuan dan dukungan dari banyak pihak, maka pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada : 1.

  Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

  2. Bapak Ir. Syahrizal, MT, sebagai Seketaris Departeman Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

  3. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE. sebagai dosen pembimbing yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

  4. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT. dan Ibu Ika Puji Hastuty, ST, MT., sabagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

  5. Bapak dan Ibu pengajar dan seluruh staf pegawai Departeman Teknik Fakultas Teknik Universitas Sumetera Utara.

  6. Kedua orang tua saya, Ayahanda Naharuddin dan Ibunda Khamsiati yang telah memberikan dukungan yang besar baik moral maupun material.

  7. Buat Abangda Dody Afandy dan Kakanda Wirda Hardiaty yang telah memotivasi saya untuk terus semangat menyelesaikan tugas akhir ini.

  8. Teristimewa buat Tika Ermita Wulandari sebagai orang terkasih yang telah memberikan doa, dukungan dan semangat kepada saya.

  9. Buat saudara/i seperjuangan: Taslim, Yanti, Prisquilla, Essy, Arip, Kaka, Andry, Derry, Lutphi, Yudha, Ihsan dan semua mahasiswa Teknik Sipil lainnya yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.

  10. Seluruh rekan-rekan yang tidak mungkin saya tuliskan satu-persatu atas dukungannya yang sangat baik.

  .Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini jauh dari sempurna, karena

  

keterbatasan pengetahuan dan kemampuan penulis, untuk itu penulis akan

terbuka terhadap semua saran dan kritik mengenai Tugas Akhir ini, dengan ini penulis berharap Tugas Akhir ini juga memberi manfaat bagi kita semua.

  Medan, Juni 2015 Penulis

  (Muhammad Wihardi)

  DAFTAR ISI Kata Pengantar ................................................................................................ i Daftar Isi ........................................................................................................... iii Daftar Gambar ................................................................................................ vi Daftar Tabel ..................................................................................................... viii Daftar Notasi .................................................................................................... x BAB 1 PENDAHULUAN .......................................................................

  5 2.2. Cone Penetrometer Test (Sonderign Test) .................................

  20 2.5.3. Pemasangan Tulangan ......................................................

  19 2.5.2. Pembersihan Dasar Lubang ..............................................

  19 2.5.1. Penggalian Lubang............................................................

  13 2.5. Proses Pelaksanaan Pondasi Tiang Bor ......................................

  10 2.4. Pondasi Tiang Bor (Bored Pile) ..................................................

  6 2.3. Standard Penetration Test (SPT) ................................................

  5 2.1. Umum ...........................................................................................

  1 1.1. Latar Belakang .............................................................................

  4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA.............................................................

  3 1.7. Sistematika Penulisan ..................................................................

  3 1.6. Metode Pengumpulan Data .........................................................

  3 1.5. Batasan Masalah ..........................................................................

  2 1.4. Perumusan Masalah .....................................................................

  2 1.3. Manfaat Penelitian .......................................................................

  1 1.2. Tujuan Penelitian .........................................................................

  21

  2.5.4. Pengecoran Beton .............................................................

  21 2.6. Kapasitas Daya Dukung Aksial Bored Pile ...............................

  22 2.6.1. Kapasitas Daya Dukung Bored Pile dari Hasil Sondir ...

  22 2.6.2. Kapasitas Daya Dukung Bored Pile dari Hasil SPT .......

  23 2.7. Uji Pembebanan (Loading Test) .................................................

  25 2.7.1. Pemakaian Uji Pembebanan .............................................

  26 2.7.2. Jenis-Jenis Loading Test ...................................................

  26 2.7.3. Tujuan Uji Pembebanan Statik (Loading Test) ...............

  27 2.8. Metode Pembebanan ....................................................................

  31 2.8.1. Interpretasi Hasil Uji Pembebanan Statik ........................

  34 2.9. Uji Beban Dinamis (Dynamic Loading Test) .............................

  37 2.10. Penurunan Elastis Tiang Tunggal .............................................

  39 2.11. Metode Elemen Hingga .............................................................

  44 2.12. Plaxis...........................................................................................

  44 2.12.1 Teori Mohr Coulumb .......................................................

  45 2.12.2 Pemodelan Program Plaxis ..............................................

  46 2.13 Parameter Tanah .........................................................................

  47 2.14 Parameter Tiang Bor (Bored Pile) .............................................

  52 BAB III METODOLOGI PENELITIAN..............................................

  53 3.1. Data Umum Proyek .....................................................................

  53 3.2. Data Teknis Bored Pile................................................................

  53 3.3. Metode Pengumpulan Data .........................................................

  54 3.4. Tahap Penelitian ...........................................................................

  54

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................

  57 4.1. Pendahuluan .................................................................................

  57 4.2. Kapasitas Daya Dukung Bored Pile ...........................................

  57

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

  57

  4.2.2. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Bored Pile Berdasarkan Data SPT ......................................................

  60

  4.2.3. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Bored Pile Berdasarkan Data Loading Test .......................................

  62 4.2.4. Kapasitas Daya Dukung Aksial Tiang Hasil PDA..........

  67 4.3. Penurunan Elastis Tiang Bor Tunggal ........................................

  68

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

  72 4.4.1. Proses Pemodelan pada Program Plaxis ..........................

  74 4.5. Diskusi ..........................................................................................

  78

  4.5.1. Evaluasi Hasil Perhitungan Daya Dukung Bored Pile .........................................................................

  78

  4.5.2. Evaluasi Hasil Perhitungan Penurunan Elastis pada Bored Pile ..........................................................................

  79 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .....................................................

  80 5.1. Kesimpulan ......................................................................................

  80 5.2. Saran ................................................................................................

  81 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................

  82 LAMPIRAN .....................................................................................................

  83

  

DAFTAR GAMBAR

No. Judul Hal

  2.1 Konus Sondir dalam Keadaan Tertekan dan Terbentang (Sosrodarsono,2000)

  7

  2.2 Cara Pelaporan Hasil Uji Sondir (Soemarno, 1993)

  8

  2.3 Prosedur Penyelidikan Tanah dengan Alat Uji Sondir (Sosrodarsono, 2000)

  9

  2.4 Alat Percobaan Penetrasi Standar (Sosrodarsono, 2005)

  11

  2.5 Bored Pile dengan Dry Method (Asiyanto, 2009)

  15

2.6 Bored Pile dengan Casing Method (Asiyanto, 2009)

  2.7 Bored Pile dengan Slurry Method (Asiyanto, 2009)

  24

  2.16 Contoh Hasil Uji Pembebanan Statik Aksial Tekan (Tomlinson,2001) 33

  30

  2.15 Pengujian dengan Tiang Jangkar (Tomlinson, 1980)

  30

  2.14 Pengujian dengan Kentledge System (Coduto,2001)

  25

  2.13 Tahanan Geser Selimut Tiang Bor pada Tanah Pasiran (Reese & Wright, 1977)

  2.12 Daya Dukung Ujung Batas Tiang Bor pada Tanah Pasiran (Reese & Wright, 1977)

  17

  21

  2.11 Pengecoran pada Tiang Bor

  21

  2.10 Pemasangan Tulangan

  20

  16

  19

  2.8 Mata Bor

  2.9 Pembersihan Dasar Lubang

  2.17 Grafik Hubungan Beban dengan Penurunan Menurut Metode Chin

  56

  b

  (Poulus dan Davis, 1980)

  43

  2.25 Model Pondasi Bored Pile

  46

  3.1 Bagan Alir

  4.1 Grafik Hubungan Antara Beban dan Penurunan pada Tiang Bor

  42

  65

  4.2 Grafik Interpretasi Metode Chin FK

  66

  4.3 Grafik Interpretasi Metode Davisson

  67

  4.12 Hasil Output

  2.24 Faktor Penurunan R

  (Poulus dan Davis, 1980)

  35

  2.21 Faktor Penurunan R

  2.18 Interpretasi Daya Dukung Ultimit dengan Metode Davisson

  37

  2.19 PDA Instrumen dan Aksesoris Pendukung

  38

  2.20 Faktor Penurunan I (Poulus dan Davis, 1980)

  41

  µ

  h

  (Poulus dan Davis, 1980)

  41

  2.22 Faktor Penurunan R

  k

  (Poulus dan Davis, 1980)

  42

  2.23 Faktor Penurunan R

  76

  

DAFTAR TABEL

No. Judul Hal

  Bored Pile

  4.7 Input Parameter Tanah untuk Program Plaxis pada Lokasi BH-1

  71

  4.6 Hasil Perhitungan Penurunan Elastis Bored Pile Tunggal Diameter 0,8 m.

  67

  4.5 Hasil Analisis Program CAPWAP

  65

  4.4 Tabel Data-data yang Diperlukan dalam Pembuatan Grafik Chin

  64

  4.3 Load Displacement, Axial Load Test

  62

  4.2 Perhitungan Daya Dukung Tiang Bor Menggunakan Data SPT (BH-1)

  59

  pada Titik Sondir S-1 dengan Metode Meyerhof

  4.1 Perhitungan Daya Dukung Ultimit dan Daya Dukung Ijin

  2.1 Harga-harga Empiris ϕ dan Dr Pasir dan Lumpur Kasar

  51

  2.6 Nilai Koefisien Permeabilitas Tanah (Das, 1995)

  49

  2.5 Hubungan Jenis Tanah, Konsistensi dan Poisson Ratio (Das, 1995)

  48

  2.4 Korelasi N-SPT dengan Modulus Elastisitas pada Tanah Pasir (Schmertman, 1970)

  48

  2.3 Korelasi N-SPT dengan Modulus Elastisitas pada tanah Lempung (Randolph, 1978)

  12

  , ϕ, dan N Tanah Pasir (Sosrodarsono, 2000)

  ฀

  2.2 Hubungan

  10

  Berdasarkan Sondir (Soedarmo, 1993)

  73

  4.8 Data Tiang Bor pada Bore Hole 1

  4.13 Daya Dukung Berdasarkan Hasil PDA (Pile Driving Analizer)

  5.3 Penurunan Tiang Bor Tunggal Diameter 0,8 m

  84

  Loading Test , PDA, SPT

  5.2 Daya Dukung Ultimit Tiang Bor dengan Data

  84

  5.1 Daya Dukung Ultimit Berdasarkan Data Sondir

  83

  4.14 Penurunan Elastis yang Terjadi pada Tiang Bor Tunggal Diameter 0,8 m

  82

  82

  74

  4.12 Daya Dukung Berdasarkan Hasil Data Loading Test

  82

  4.11 Daya Dukung Ultimit Menggunakan Data SPT

  82

  4.10 Daya Dukung Ultimit Menggunakan Data Sondir

  77

  1

  Bore Hole

  4.9 Penurunan Tiang Bor Menggunakan Program Plaxis pada

  85

DAFTAR NOTASI

  A = Interval pembacaan (setiap kedalaman 20 cm)

  2 A = Total luas efektif penampang piston (cm )

  2 A = Luas penampang kolom/tiang (cm )

  

2

A = Luas penampang ujung tiang (cm ) b

  

2

A = Luas penampang ujung tiang (cm ) p

  2 A = Luas penampang selimut tiang (cm ) s

  B = Diameter atau sisi tiang (m) C = Koefisien empiris

  p

  2

  c = Kohesi tanah (kg/cm )

  2

  c = Kohesi Undrained (kN/m )

  u

  D = Diameter tiang Eg = Efisiensi kelompok tiang

  

2

Ep = Modulus elastisitas tiang (ton/m )

  E = Modulus Young tanah

  s

  FK = Faktor Keamanan

  2

  f = Tahanan gesek dinding tiang (Kg/cm )

  s

  h = Tinggi jatuh H = Gaya Horizontal yang bekerja (ton) HL = Hambatan Lekat Hu = Gaya lateral ultimit

  I = Momen Inersia

4 Ip = Momen inersia tiang (m )

  I = Faktor pengaruh

  wp

  I = Faktor pengaruh

  ws

  i = Kedalaman lapisan tanah yang ditinjau (m) i = Jari-jari inersia batang/tiang

  min

  JHL = Tahanan geser total sepanjang tiang (Kg/m)

  2 JP = Jumlah perlawanan, perlawanan ujung konus + selimut (kg/cm )

  K = Keliling tiang (cm)

  3

  k = Modulus subgrade tanah dalam arah horizontal (ton/m )

  s

  L = Panjang batang/tiang L = Panjang lapisan tanah (m)

  i

  l = Panjang tekuk (panjang batang/tiang yang mengalami perlengkungan)

  k

  M = Momen yang bekerja di kepala tiang m = Jumlah baris tiang Mu = Momen ultimit dari penampang tiang N = Harga Rata-rata dari Dasar ke 10D ke atas

1 N = Harga Rata-rata dari Dasar ke 4D ke bawah

  2

  n = Jumlah tiang pancang = Jumlah tiang dalam satu baris n’

2 P = Bacaan manometer (Kg/cm )

  P = Beban yang diterima satu tiang pancang (ton)

  1

  2 PK = Perlawanan penetrari konus, qc (Kg/cm ) P = Keliling tiang (m) Q = Daya dukung tiang pada saat pemancangan ( ton) Qa = Beban maksimum tiang tunggal Qb = Tahanan ujung ultimit tiang (kg) Qg = Beban maksimum kelompok tiang yang mengakibatkan keruntuhan Q = Kapasitas daya dukung ijin tiang (kg)

  ijin

  Q = Tahanan Ujung Ultimate (kN)

  p

  2 Qs = Tahanan gesek ultimit dinding tiang (kg/cm )

  Q = Kapasitas daya dukung maksimal/akhir (kg)

  ult

  q = Beban titik persatuan luas ujung tiang

  wp

  R = Faktor kekakuan

  S = Penurunan total s 1 = Penurunan batang tiang

  = Penurunan tiang akibat beban titik ujung tiang

  s

  2 s 3 = Penurunan tiang akibat beban yang tersalur sepanjang batang

  s = Jarak masing- masing antar tiang s = Penurunan elastik tiang tunggal

  e

  Su = Kuat geser tak terdrainase dari tanah kohesif T = Faktor kekakuan w = Berat palu x = Kedalaman yang ditinjau (m) Xi = Jarak tiang pancang terhadap titik berat kelompok arah x (m) yi = Jarak tiang pancang terhadap titik berat kelompok arah y (m) z = Kedalaman titik yang ditinjau

  ΣV = Jumlah beban vertikal (ton)

  2

  2

  = Jumlah kuadrat tiang pancang arah x (m ) Σx

  2

  2

  = Jumlah kuadrat tiang pancang arah y (m ) Σy

  2

  qc = Tahanan konus pada ujung tiang (kg/cm ) = Koefisien Adhesi antara Tanah dan Tiang

  α

  2

  Ø = Sudut geser tanah (kg/cm ) = Nisbah Poisson tanah

  μ s = Koefisien dari skin friction

  ξ

  2

  = Kekuatan geser tanah (kg/cm ) τ

  2

  = Tegangan normal yang terjadi pada tanah (kg/cm ) σ

  = Tegangan dasar σ ω = Faktor tekuk (tergantung pada kelangsingan (λ))

  = Angka kelangsingan λ

  = Konstanta modulus subgrade tanah η

  h