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
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