Studi Penurunan Tanah Akibat Penekanan Tiang Tekan Hidrolis dengan Menggunakan Pendekatan Metode Elemen Hingga (Studi Kasus : Pembangunan Hotel Medan Siantar, Sinaksak)

STUDI PENURUNAN TANAH AKIBAT PENEKANAN TIANG
TEKANHIDROLIS DENGAN MENGGUNAKAN PENDEKATAN
METODE ELEMEN HINGGA
(Studi Kasus : Pembangunan Hotel Medan Siantar, Sinaksak)

TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat
penyelesaian pendidikan sarjana teknik sipil

Disusun Oleh :

ADE HARUMI INGGIT KURNIA
110404104

BIDANG STUDI GEOTEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016


Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Penekanan tiang ke dalam tanah, akan menyebabkan terjadinya pergerakan
tanah (soil movement) di sekitar tempat penekanan. Pergerakan tanah ini dapat
berupa penurunan tanah (settlement) hingga keruntuhan tanah (failure). Untuk itu
peneliti memilik ide untuk meneliti pergerakan tanah berupa penurunan pada
bangunan disebelahnya (adjacent building) yaitu bangunan SMAN 5 Pematang
Siantar yang berada disebelah lokasi penekaan tiang pondasi bangunan Hotel
Medan Siantar.
Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah metode studi parametrik
Kemudian dilakukan perhitungan besar nilai penurunan bangunan menggunakan
metode elemen hingga yaitu dengan program Plaxis 2D ver. 8.Dalam penelitian
dilakukan untuk 4 simulasi yaitu: Simulasi 1 (Pemancangan Tiang Pancang
Tunggal dengan Jarak 3,5 m dari Bangunan), Simulasi 2 (Pemancangan Tiang
Pancang Kelompok dengan Jarak 3,5 m dari Bangunan), Simulasi 3 (Mobilisasi
Alat Pancang 120 T dengan Jarak 5 m dari Bangunan), Simulasi 4 (Mobilisasi
Alat Pancang 120 T dengan Jarak 5 m dari Bangunan).
Dari hasil penelitian ini diperoleh besar nilai penurunan per-meter

bangunan untuk setiap simulasi.Dari hasil yang diperoleh pada simulasi 1 dan
simulasi 2, bangunan mengalami penurunan yang melebihi syarat.Sedangkan
untuk simulasi 3 dan simulasi 4, penurunan yang dialami bangunan masih
memenuhi syarat.
Kata kunci :tiang pancang, settlement (penurunan),Plaxis, adjacent building

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada saya, sehingga sayadapat
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 :
“STUDI PENURUNAN TANAH AKIBAT PENEKANAN TIANG

TEKAN HIDROLIS DENGAN MENGGUNAKAN PENDEKATAN
METODE ELEMEN HINGGA

(Studi Kasus : Pembangunan Hotel Medan Siantar, Sinaksak)”
Saya menyadari bahwa dalam penyelesaian tugas akhir ini tidak terlepas
dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya
ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa
pihak yang berperan penting yaitu :
1.

Terutama kepada kedua orang tua saya, Ir. Faisal dan Ibunda Nining Lely
Dwi Suliani yang dengan penuh cinta kasih dan kesabaran dalam merawat,
mendidik, menjaga, mendoakan serta berjuang dengan keras untuk selalu
memenuhi kebutuhan hidupku hingga berhasil mendapatkan kesempatan
untuk menempuh pendidikan yang tinggi. Semoga Allah SWT. selalu
melimpahkan berkat bagi beliau

Universitas Sumatera Utara

2.

Ibu Ika Puji Hastuty, ST, MT. selaku dosen pembimbingyang telah banyak
memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga

dan pikiran dalam membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

3.

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

4.

Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE. danBapak Ir. Rudi Iskandar, MT.,
sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.

5.

Bapak/Ibu seluruh staf pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.

6.


Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini
kepada saya.

7. Untuk saudara-saudaraku yang tercinta, Muhammad Iqbal Tawaqal S.T.,
Muhammad Tri Perdana Zam Zami, Ade Rahma Putri Fanin, dan Dinda Putri
Namirach atas doa, dukungan dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.
8.

Teristimewa buat Muhammad Taqwa Sitompul, sebagai orang terkasih yang
telah memberikan doa, dukungan, semangat serta meluangkan waktu, tenaga
dan pikiran dalam membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

9.

Untuk saudara/i seperjuangan: Meta, Wilda, Ojak, Silvi, Manna, Yahya,
Evand, Jonathan, Alvin, Dendy, Valdy, Gege, Ledwin, Rio,Sylda, Zul Taufik,
Zuzu, Anggi, Intan Fara, Ovan, Lini, Adel, Iren, Surya, Daniel, Wisman, Ari,
Prince, Michael serta teman-teman stambuk 2011 yang sangat saya sayangi


Universitas Sumatera Utara

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.
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 pembaca.

Medan, Februari 2016
Penulis

( Ade Harumi Inggit Kurnia )

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI


ABSTRAK ...................................................................................................

i

KATA PENGANTAR .................................................................................

ii

DAFTAR ISI ................................................................................................

v

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................

ix

DAFTAR TABEL .......................................................................................

xii


DAFTAR NOTASI ......................................................................................

xiii

DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................................

xvi

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................

1

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

1

1.2 Rumusan Masalah ......................................................................

2


1.3 Tujuan Penelitian.........................................................................

2

1.4 Manfaat Penelitian.......................................................................

2

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

3

1.6 Sistematika Penulisan..................................................................

4

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

5


2.1 Umum ..........................................................................................

5

2.2 Penyelidikan Tanah (Soil investigation) .....................................

5

2.2.1 Sondering Test/Cone Penetration Test (CPT) ...................

6

2.2.2 Standard Penetration Test ..................................................

9

2.3 Macam-Macam Pondasi .............................................................

11


Universitas Sumatera Utara

2.4 Pondasi Tiang ..............................................................................

14

2.4.1 Pondasi Tiang Menurut Pemakaian Bahan dan Karakteristik
Strukturnya ........................................................................

14

2.5 Metode Penekanan ......................................................................

24

2.5.1 Hydraulic System ...............................................................

24

2.5.2 Tahapan Pelaksanaan Hydraulic System ...........................

27

2.6 Pelaksanaan Pekerjaan Pemasangan Tiang .................................

29

2.6.1 Hubungan Antara Perubahan Sifat Tanah pada Tanah Asli
Akibat Pemasangan Tiang dan Teknik Pemasangannya ...

30

2.6.2 Pergerakan Tanah ..............................................................

30

2.7 Settlement (Penurunan) ...............................................................

32

2.7.1 Penurunan Konsolidasi (Consolidation Settlement) ..........

34

2.7.2 Penurunan Segera (Immediate Settlement) .........................

38

2.7.3 Kecepatan Waktu Penurunan .............................................

39

2.7.4 Penurunan Ijin Bangunan ...................................................

40

2.8 Metode Elemen Hingga ...............................................................

46

2.9 Plaxis ...........................................................................................

53

2.9.1 Model Tanah Mohr Coulomb ............................................

54

2.9.2 Model Tanah Lunak (Soft Soil) .........................................

55

2.9.3 Parameter Tanah .................................................................

56

2.9.4 Faktor Keamanan pada Plaxis ..........................................

64

BAB III METODE PENELITIAN .............................................................

67

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

67

3.2 Pengumpulan Data ......................................................................

67

Universitas Sumatera Utara

3.2.1 Data Struktur Tiang Precast ...............................................

67

3.2.2 Data Spesifikasi Alat Tekan ...............................................

68

3.2.3 Data Struktur Bangunan .....................................................

69

3.2.4 Data Parameter Tanah ........................................................

70

3.3 Pengolahan Data ..........................................................................

71

3.4 Analisa Data ..............................................................................

73

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

75

4.1 Pemodelan Geometri ...................................................................

75

4.1.1 Simulasi 1: Penekanan Tiang Tunggal dengan Jarak 3,5 m
dari Bangunan ....................................................................

75

4.1.2 Simulasi 2: Penekanan Tiang Kelompok dengan Jarak 3,5 m
dari Bangunan ....................................................................

76

4.1.3 Simulasi 3: Mobilisasi Alat Tekan 320 T dengan Jarak
5 m dari Bangunan .............................................................

76

4.1.4Simulasi 4: Mobilisasi Alat Tekan 320 T dengan Jarak
5 m dari Bangunan .............................................................

77

4.2 Identifikasi Parameter .................................................................

77

4.2.1 Parameter Tanah ................................................................

77

4.2.2 Parameter Tiang .................................................................

80

4.2.3 Parameter Bangunan .........................................................

80

4.3 Tahap Perhitungan .......................................................................

81

4.4 Hasil Simulasi dengan Metode Elemen Hingga ...........................

82

4.4.1 Penekanan Tiang Tunggal dengan Jarak 3,5 m dari

Universitas Sumatera Utara

Bangunan ...........................................................................

82

4.4.2 Penekanan Tiang Kelompok dengan Jarak 3,5 m dari
Bangunan ...........................................................................

84

4.4.3 Mobilisasi Alat Tekan 320 T dengan Jarak 5 m dari
Bangunan ...........................................................................

86

4.4.4 Mobilisasi Alat Tekan 320 T dengan Jarak 10 m dari
Bangunan ...........................................................................

87

4.5 Nilai Deformasi yang Dialami Bangunan ....................................

89

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

92

5.1 Kesimpulan .................................................................................

92

5.2 Saran ...........................................................................................

94

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................

95

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

No

Judul

Hal

2.1

Dimensi (a) Konus. (b) Bikonus

8

2.2

(a) Pondasi memanjang (lajur). (b) Pondasi setempat. (c) Pondasi

12

rakit
2.3

(a) Pondasi sumuran. (b) Pondasi tiang.

13

2.4

TiangPrecast Reinforced Concrete Pile

16

2.5

Tiang tekan Precast Prestressed Concrete Pile

16

2.6

Tiang tekanCast in place pile

17

2.7

Tiang baja

19

2.8

Skema mesin Hydraulic Static Pile Driver

29

2.9

Pergeseran existing building akibat penekanan tiang.

31

2.10

Contoh kerusakan bangunan akibat penurunan

32

2.11

Tipe-tipe

penurunan.

(a)

Penurunan

seragam,

(b)

42

Penggulingan, (c)Penururunan tidak seragam
2.12

Jenis-jenis elemen

47

3.1

(a) Tampak atas bangunan. (b) Potongan A-A

69

3.2

Pemodelan Simulasi 1

72

3.3

Pemodelan Simulasi 2

72

3.4

Pemodelan Simulasi 3

72

3.5

Pemodelan Simulasi 4

73

3.6

Bagan Alir Penelitian

74

Universitas Sumatera Utara

4.1

Geometri untuk pemodelan penekanan tiang tunggal dengan jarak

75

3.5 m dari bangunan
4.2

Geometri untuk pemodelan penekanan tiang kelompok dengan

76

jarak 3.5 m dari bangunan
4.3

Geometri untuk pemodelan mobilisasi alat tekan 320 T dengan

76

jarak 5 m dari bangunan
4.4

Geometri untuk pemodelan mobilisasi alat tekan 320 T dengan

77

jarak 10 m dari bangunan
4.5

Parameter tanah (kohesi, sudut geser dalam, dan berat jenis tanah

78

saturated) yang di peroleh dari program Allpile
4.6

Total displacements yang terjadi akibat penekanan tiang tunggal

83

dengan jarak 3.5 m dari bangunan
4.7

Horizontal displacements yang terjadi akibat penekanan tiang

83

tunggal dengan jarak 3.5 m dari bangunan
4.8

Vertical displacements yang terjadi akibat penekanan tiang

84

tunggal dengan jarak 3.5 m dari bangunan
4.9

Total displacements yang terjadi akibat penekanan tiang

85

kelompok dengan jarak 3.5 m dari bangunan
4.10

Horizontal displacements yang terjadi akibat penekanan tiang

85

kelompok dengan jarak 3.5 m dari bangunan
4.11

Vertical displacements yang terjadi akibat penekanan tiang

86

kelompok dengan Jarak 3.5 m dari bangunan
4.12

Total displacements yang terjadi akibat mobilisasi alat tekan 320

86

T dengan jarak 5 meter dari bangunan

Universitas Sumatera Utara

4.13

Horizontal displacements yang terjadi akibat mobilisasi alat tekan

87

320 T dengan jarak 5 meter dari bangunan
4.14

Vertical Displacements yang terjadi akibat mobilisasi alat tekan

87

320 T dengan jarak 5 meter dari bangunan
4.15

Total displacements yang terjadi akibat mobilisasi alat tekan 320

88

T dengan jarak 10 meter dari bangunan
4.16

Horizontal displacements yang terjadi akibat mobilisasi alat tekan

88

320 T dengan jarak 10 meter dari bangunan
4.17

Vertical displacements yang terjadi akibat mobilisasi alat tekan

88

320 T dengan jarak 10 meter dari bangunan
4.18

Grafik besar penurunan per meter bangunan

90

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
No

2.1

Judul

Hal

Hubungan Antara Teknik Pemasangan Tiang dan Perubahan

30

Sifat Tanah Pondasi
2.2

Batas

Penurunan

Maksimum

Menurut

Skempton

dan

43

MacDonald
2.3

Penurunan Ijin Menurut Shower

44

2.4

46

2.5

Hubungan Tipe Masalah Pada Struktur dan �/�
Pemilihan Fungsi Perpindahan

50

2.6

Korelasi N-SPT Dengan Modulus Elastisitas Pada Tanah

57

Lempung
2.7

Korelasi N-SPT Dengan Modulus Elastisitas Pada Tanah Pasir

58

2.8

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

59

2.9

Nilai Koefisien Permeabilitas Tanah

62

3.1

Spesifikasi tiang tekan

68

3.2

Spesifikasi teknis alat tekan HSDP kapasitas 20 ton

68

3.3

Data lapisan tanah.

70

4.1

Input Parameter Tanah untuk Program Plaxis pada lokasi BH-2

79

4.2

Input Parameter Pelat untuk Tiang

80

4.3

Input Parameter Pelat untuk Bangunan

81

4.4

Besar Deformasi yang dialami bangunan

90

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR NOTASI

Simbol

Keterangan

qc

Perlawanan Konus

JP

Jumlah perlawanan

PK

Perlawanan penetrasi konus

A

Interval pembacaan

B

Faktor alat = luas konus/luas torak

I

Kedalaman lapisan tanah yang ditinjau

S

penurunan total

Si

penurunan segera

Sc

penurunan akibat konsolidasi primer

Ss

penurunan akibat konsolidasi sekunder

q

intensitas beban yang diterapkan

Δσ

penambahan tekanan total

Δσ’

penambahan tekanan efektif

Δμ

penambahan tekanan pori

c

kohesi tanah

Cc

indeks pemampatan (compression index)

Cs

koefisien pengembangan

Cr

indeks pemampatan kembali (recompression index)

H

tebal lapisan tanah

E

modulus elastisitas tanah

e

angka pori

Universitas Sumatera Utara

e0

angka pori awal

Po

tekanan efektif rata-rata

Δp

besar penambahan tekanan

FK

faktor keamanan

Φ

sudut geser dalam tanah (°)



sudut dilatansi

τ

kekuatan geser tanah (kg/cm2)

σ

tegangan normal yang terjadi pada tanah (kg/cm2)

GS

specific gravity

k

koefisien permeabilitas tanah

k∗

kappa bintang

Ms

massa padat tanah

Mw

massa air

w

kadar air

��

berat air

��

Vw

volume air

Vv

volume total rongga pori tanah

��

berat isi kering

berat butiran tanah

G

modulus geser tanah



porositas

Sr

derajat kejenuhan

p

tekanan pada saat konsolidasi

γ

berat isi tanah (kN/m3)

Universitas Sumatera Utara

��

berat isi air

����

ky

koefisien permeabilitas arah vertikal

kh

koefisien permeabilitas arah horizontal

τult

kuat geser batas

τall

Kuat geser ijin

σn

Tegangan normal

call

Kohesi yang diijinkan

cult

Kohesi yang tersedia

Φall

Sudut geser dalam yang diijinkan



regangan

Φult

berat isi tanah dalam keadaan jenuh air (saturated)

Sudut geser dalam yang tersedia

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A

Hasil Penyelidikan Tanah

Lampiran B

Langkah Perhitungan plaxis

Lampiran C

Gambar Cross Section Bangunan dan Tiang

Universitas Sumatera Utara

Dokumen yang terkait

Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang pada Titik Bore Hole - 01 dengan Metode Analitis dan Metode Elemen Hingga (Studi Kasus : Hotel Medan Siantar Sinaksak – Pematang Siantar)

3 76 181

Studi Penurunan Tanah Akibat Penekanan Tiang Tekan Hidrolis dengan Menggunakan Pendekatan Metode Elemen Hingga (Studi Kasus : Pembangunan Hotel Medan Siantar, Sinaksak)

7 63 112

Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Menggunakan Metode Sondir, SPT, Metode Elemen Hingga pada Proyek Pembangunan Hotel Medan-Siantar, Sinaksak, Pematang Siantar

34 104 146

Studi Penurunan Tanah Akibat Penekanan Tiang Tekan Hidrolis dengan Menggunakan Pendekatan Metode Elemen Hingga (Studi Kasus : Pembangunan Hotel Medan Siantar, Sinaksak)

0 0 1

Studi Penurunan Tanah Akibat Penekanan Tiang Tekan Hidrolis dengan Menggunakan Pendekatan Metode Elemen Hingga (Studi Kasus : Pembangunan Hotel Medan Siantar, Sinaksak)

0 0 4

Studi Penurunan Tanah Akibat Penekanan Tiang Tekan Hidrolis dengan Menggunakan Pendekatan Metode Elemen Hingga (Studi Kasus : Pembangunan Hotel Medan Siantar, Sinaksak)

0 3 60

Studi Penurunan Tanah Akibat Penekanan Tiang Tekan Hidrolis dengan Menggunakan Pendekatan Metode Elemen Hingga (Studi Kasus : Pembangunan Hotel Medan Siantar, Sinaksak)

0 2 2

Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Menggunakan Metode Sondir, SPT, Metode Elemen Hingga pada Proyek Pembangunan Hotel Medan-Siantar, Sinaksak, Pematang Siantar

0 0 17

Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Menggunakan Metode Sondir, SPT, Metode Elemen Hingga pada Proyek Pembangunan Hotel Medan-Siantar, Sinaksak, Pematang Siantar

0 0 1

Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Menggunakan Metode Sondir, SPT, Metode Elemen Hingga pada Proyek Pembangunan Hotel Medan-Siantar, Sinaksak, Pematang Siantar

0 1 6