Analisis Daya Dukung Dan Penurunan Tiang Tekan Hidrolis Prestressed Concrete Square Pile 45x45 Cm2 Pada Proyek Podomoro City Deli Medan
ABSTRAK
Dalam perencanaan suatu bangunan, perlu dilakukan analisis yang benar
mengenai kapasitas bangunan dalam memikul beban-beban yang ada. Salah satu
komponen bangunan yang memerlukan penelitian yang komprehensif adalah pondasi
atau struktur bawah dari bangunan karena pondasi dan struktur bawah tersebut
memikul beban dari struktur atas dan mentransfer beban tersebut ke tanah di
bawahnya.
Tesis ini menganalisis kapasitas daya dukung dan penurunan pada pondasi
tiang tekan hidrolis jenis Prestressed Concrete Square Pile ukuran 45 cm × 45 cm
dalam bentuk tiang tunggal maupun kelompok tiang. Metode yang dipergunakan
antara lain metode empiris, Program Finite Element Method, Program AllPile, dan
membandingkan hasilnya dengan interpretasi uji beban statis aksial (Loading Test)
pada Tribeca Condominium Northern Proyek Podomoro City Deli Medan. Analisis
menggunakan data penyelidikan tanah (Soil Investigation) dan laboratorium serta
menggunakan metode elemen hingga dengan pemodelan tanah Mohr Coulomb dan
Soft Soil.
Hasil analisis daya dukung Ultimate pondasi tiang tekan hidrolis dengan
metode empiris memberikan nilai terbesar pada analisis yang mempergunakan data
parameter tanah yaitu 690,86 ton dengan Metode Meyerhoff, sedangkan nilai terkecil
diperoleh dari analisis menggunakan Finite Element Method yaitu 286,91 ton. Daya
dukung yang diminta oleh Perencana Strukturnya sebesar 150 ton belum dapat
dipenuhi oleh hasil daya dukung dari data FEM karena daya dukungnya (286,91)/2 =
143,46 ton (lebih kecil dari 150 ton). Hal yang sama juga terjadi pada hasil
interpretasi Loading Test yaitu dari metode Davisson (146,00 ton) dan Chin (134,71
ton), belum ada yang memenuhi syarat memikul beban kerja 150 ton. Daya dukung
lateral tiang diperoleh sebesar 12,15 ton dari Metode Broms dan 33,02 ton dari Finite
Element Method. Daya dukung lateral tiang yang diambil adalah sebesar 12,15 ton
karena merupakan kekuatan bahan tiang terhadap beban lateral. Sedangkan untuk
daya dukung kelompok tiang (525 titik dalam satu pilecap) diperoleh efisiensi
terkecil 0,66 dari Converse-Labarre Equation dan efisiensi terbesar 0,71 dari Los
Angeles Group Action Equation.
Untuk 200% dari beban rencana 150,00 ton yaitu 300,00 ton, penurunan tiang
tunggal yang terjadi dari hasil analisis Program Finite Element Method adalah 3,65
mm, dari Program AllPile sebesar 7,52 mm, dari Loading Test sebesar 4,62 mm, dari
metode empiris (Metode Vesic) sebesar 1,52 mm. Hasil analisis penurunan tiang
tunggal dengan Loading Test lebih dapat dipercaya. Hasil analisis penurunan
kelompok tiang dengan Metode Vesic diperoleh penurunan sebesar 1,38 cm,
sedangkan menurut hasil dari program AllPile dihasilkan penurunan sebesar 0,43 cm.
Hasil analisis penurunan kelompok tiang dengan program AllPile lebih dipercaya
karena telah memasukkan lapisan-lapisan tanah dan parameter tanahnya. Tesis ini
juga menunjukkan bahwa square pile lebih baik dari sisi kekuatan, daya dukung, dan
i
penurunan daripada spun pile dengan asumsi mutu beton dan luas penampang yang
sama. Dan pemodelan tanah Mohr-Coulomb untuk tanah dominan pasir dan Soft Soil
untuk tanah dominan lempung memberikan hasil analisis beban – penurunan yang
mendekati hasil beban – penurunan dari Loading Test.
Kata Kunci : Loading Test, Daya Dukung, Penurunan, Metode Elemen Hingga, Tiang
Tekan Hidrolis
ii
ABSTRACT
In planning to construct a building, it is necessary to conduct correct analysis on
its capaCity in carrying the loads. One of the building components which need a
comprehensive study is foundation or lower structure of the building since foundation
and lower structure carry the load of the higher structure and transfers it to the soil
under it.
This thesis analyzed the capaCity of carrying capaCity (portative power) and the
settlement of hydraulic stressed pile foundation of Prestressed Concrete Square Pile of
45 cm × 45 cm in cross section in single pile or group pile. The research used empirical
method, finite element method program, and Allpile program, and compared the result
with the interpretation of axial static loading test (Loading test) at Tribeca Condominium
Northern, Podomoro Project of City Deli, Medan. The analysis used soil investigation,
laboratory study, and finite element by Mohr Coulumb soil and soft soil models.
The result of the analysis on the ultimate carrying capaCity of hydraulic stressed
pile foundation with empirical method gave the highest value in the analysis which used
soil parameter data of 690.86 tons with Meyerhoff method, while the lowest value from
the analysis, using Finite Element method, it was 286.91 tons. Carrying capaCity asked
by the structural planner for 150 tons could not be carried by the result of carrying
capaCity from FEM data because its carrying capaCity was (286.91)/2 = 143.46 tons
(less than 150 tons). The same was true to the result of the interpretation of Loading Test
with Davisson method (146 tons) and with Chin (134.71 tons) so that there was no one of
them had met the requirement for carrying the work loads of 150 tons. Carrying
capaCity of lateral pile was 12.15 tons with Broms method and 33.02 tons with Finite
Element method. Carrying capaCity of lateral pile was 12.15 tons because it was pile
material strength on lateral pile, while the carrying capaCity of group pile (525 points in
one pile cap) indicated the lowest efficiency of 0.66 from Converse-Labarre Equation
and the highest efficiency was 0.71 from Los Angeles Group Action Equation.
For 200% of planning load of 150 tons, that is, 300 tons, the settlement of single
pile which occurred from the result of the analysis on Finite Element method program
was 3.65 mm, from Allpile program was 7.52 mm, from Loading Test was 4.62 mm, and
from empirical method (Vesic Method) was 1.52 mm. The result of the analysis on the
settlement of group pile with Vesic method, the settlement was 1.38 cm while from Allpile
program it was 0.43 cm. The result of the analysis on the settlement of group pile with
Allpile program was more reliable because it has inserted soil layers and its soil
parameter. It was also found that square pile was better from its strength, carrying
capaCity, and the settlement of spun pile with the assumption of concrete quality and the
same section area. Mohr-Coulumb soil modeling for dominantly sandy soil and soft soil
for dominant loam gave the result of load analysis – the settlement which was close to
load result – the settlement of Loading Test.
Keywords: Loading Test, Carrying CapaCity, Settlement, Finite Element Method,
Hydraulic Stressed Pile
iii
Dalam perencanaan suatu bangunan, perlu dilakukan analisis yang benar
mengenai kapasitas bangunan dalam memikul beban-beban yang ada. Salah satu
komponen bangunan yang memerlukan penelitian yang komprehensif adalah pondasi
atau struktur bawah dari bangunan karena pondasi dan struktur bawah tersebut
memikul beban dari struktur atas dan mentransfer beban tersebut ke tanah di
bawahnya.
Tesis ini menganalisis kapasitas daya dukung dan penurunan pada pondasi
tiang tekan hidrolis jenis Prestressed Concrete Square Pile ukuran 45 cm × 45 cm
dalam bentuk tiang tunggal maupun kelompok tiang. Metode yang dipergunakan
antara lain metode empiris, Program Finite Element Method, Program AllPile, dan
membandingkan hasilnya dengan interpretasi uji beban statis aksial (Loading Test)
pada Tribeca Condominium Northern Proyek Podomoro City Deli Medan. Analisis
menggunakan data penyelidikan tanah (Soil Investigation) dan laboratorium serta
menggunakan metode elemen hingga dengan pemodelan tanah Mohr Coulomb dan
Soft Soil.
Hasil analisis daya dukung Ultimate pondasi tiang tekan hidrolis dengan
metode empiris memberikan nilai terbesar pada analisis yang mempergunakan data
parameter tanah yaitu 690,86 ton dengan Metode Meyerhoff, sedangkan nilai terkecil
diperoleh dari analisis menggunakan Finite Element Method yaitu 286,91 ton. Daya
dukung yang diminta oleh Perencana Strukturnya sebesar 150 ton belum dapat
dipenuhi oleh hasil daya dukung dari data FEM karena daya dukungnya (286,91)/2 =
143,46 ton (lebih kecil dari 150 ton). Hal yang sama juga terjadi pada hasil
interpretasi Loading Test yaitu dari metode Davisson (146,00 ton) dan Chin (134,71
ton), belum ada yang memenuhi syarat memikul beban kerja 150 ton. Daya dukung
lateral tiang diperoleh sebesar 12,15 ton dari Metode Broms dan 33,02 ton dari Finite
Element Method. Daya dukung lateral tiang yang diambil adalah sebesar 12,15 ton
karena merupakan kekuatan bahan tiang terhadap beban lateral. Sedangkan untuk
daya dukung kelompok tiang (525 titik dalam satu pilecap) diperoleh efisiensi
terkecil 0,66 dari Converse-Labarre Equation dan efisiensi terbesar 0,71 dari Los
Angeles Group Action Equation.
Untuk 200% dari beban rencana 150,00 ton yaitu 300,00 ton, penurunan tiang
tunggal yang terjadi dari hasil analisis Program Finite Element Method adalah 3,65
mm, dari Program AllPile sebesar 7,52 mm, dari Loading Test sebesar 4,62 mm, dari
metode empiris (Metode Vesic) sebesar 1,52 mm. Hasil analisis penurunan tiang
tunggal dengan Loading Test lebih dapat dipercaya. Hasil analisis penurunan
kelompok tiang dengan Metode Vesic diperoleh penurunan sebesar 1,38 cm,
sedangkan menurut hasil dari program AllPile dihasilkan penurunan sebesar 0,43 cm.
Hasil analisis penurunan kelompok tiang dengan program AllPile lebih dipercaya
karena telah memasukkan lapisan-lapisan tanah dan parameter tanahnya. Tesis ini
juga menunjukkan bahwa square pile lebih baik dari sisi kekuatan, daya dukung, dan
i
penurunan daripada spun pile dengan asumsi mutu beton dan luas penampang yang
sama. Dan pemodelan tanah Mohr-Coulomb untuk tanah dominan pasir dan Soft Soil
untuk tanah dominan lempung memberikan hasil analisis beban – penurunan yang
mendekati hasil beban – penurunan dari Loading Test.
Kata Kunci : Loading Test, Daya Dukung, Penurunan, Metode Elemen Hingga, Tiang
Tekan Hidrolis
ii
ABSTRACT
In planning to construct a building, it is necessary to conduct correct analysis on
its capaCity in carrying the loads. One of the building components which need a
comprehensive study is foundation or lower structure of the building since foundation
and lower structure carry the load of the higher structure and transfers it to the soil
under it.
This thesis analyzed the capaCity of carrying capaCity (portative power) and the
settlement of hydraulic stressed pile foundation of Prestressed Concrete Square Pile of
45 cm × 45 cm in cross section in single pile or group pile. The research used empirical
method, finite element method program, and Allpile program, and compared the result
with the interpretation of axial static loading test (Loading test) at Tribeca Condominium
Northern, Podomoro Project of City Deli, Medan. The analysis used soil investigation,
laboratory study, and finite element by Mohr Coulumb soil and soft soil models.
The result of the analysis on the ultimate carrying capaCity of hydraulic stressed
pile foundation with empirical method gave the highest value in the analysis which used
soil parameter data of 690.86 tons with Meyerhoff method, while the lowest value from
the analysis, using Finite Element method, it was 286.91 tons. Carrying capaCity asked
by the structural planner for 150 tons could not be carried by the result of carrying
capaCity from FEM data because its carrying capaCity was (286.91)/2 = 143.46 tons
(less than 150 tons). The same was true to the result of the interpretation of Loading Test
with Davisson method (146 tons) and with Chin (134.71 tons) so that there was no one of
them had met the requirement for carrying the work loads of 150 tons. Carrying
capaCity of lateral pile was 12.15 tons with Broms method and 33.02 tons with Finite
Element method. Carrying capaCity of lateral pile was 12.15 tons because it was pile
material strength on lateral pile, while the carrying capaCity of group pile (525 points in
one pile cap) indicated the lowest efficiency of 0.66 from Converse-Labarre Equation
and the highest efficiency was 0.71 from Los Angeles Group Action Equation.
For 200% of planning load of 150 tons, that is, 300 tons, the settlement of single
pile which occurred from the result of the analysis on Finite Element method program
was 3.65 mm, from Allpile program was 7.52 mm, from Loading Test was 4.62 mm, and
from empirical method (Vesic Method) was 1.52 mm. The result of the analysis on the
settlement of group pile with Vesic method, the settlement was 1.38 cm while from Allpile
program it was 0.43 cm. The result of the analysis on the settlement of group pile with
Allpile program was more reliable because it has inserted soil layers and its soil
parameter. It was also found that square pile was better from its strength, carrying
capaCity, and the settlement of spun pile with the assumption of concrete quality and the
same section area. Mohr-Coulumb soil modeling for dominantly sandy soil and soft soil
for dominant loam gave the result of load analysis – the settlement which was close to
load result – the settlement of Loading Test.
Keywords: Loading Test, Carrying CapaCity, Settlement, Finite Element Method,
Hydraulic Stressed Pile
iii