TUGAS AKHIR ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI KELOMPOK MINI PILE PABRIK PKO PTPN III SEI MANGKEI

  TUGAS AKHIR ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI KELOMPOK MINI PILE PABRIK PKO PTPN III SEI MANGKEI DISUSUN OLEH DEBORA NAINGGOLAN 07 0404 117 Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE 19510629 198411 1 001 BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013

  

TUGAS AKHIR

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI KELOMPOK MINI PILE PABRIK PKO PTPN III SEI MANGKEI Diajukan untuk melengkapi tugas - tugas dan memenuhi syarat untuk menjadi Sarjana Teknik Sipil

  

Disusun Oleh :

DEBORA NAINGGOLAN 070404117

  

BIDANG STUDI GEOTEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2013

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan, atas berkat dan karunia-Nya lah sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk melengkapi persyaratan dalam menempuh ujian Sarjana Teknik Sipil pada Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.

  Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis menghadapi berbagai kendala, tetapi karena bantuan dari berbagai pihak penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

  1. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE., sebagai Dosen Pembimbing yang telah dengan sabar memberi bimbingan dan saran kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

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

  3. Bapak Ir. Syahrizal, MT, sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

  4. Bapak Ir. Anwar Harahap, Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT. dan Ibu Ika Puji Hastuti, ST, MT sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Medan.

  5. Bapak dan Ibu staf pengajar dan seluruh pegawai Departemen Teknik Sipil.

  6. Kedua orang tua saya yang dengan sepenuh hati dan sabar dalam mendidik dan merawat serta menyemangati penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  7. Kepada abang, kakak, dan adikku yang telah banyak berdoa dan membantu untuk kelancaran kuliahku; Tora Very Nainggolan, ST., Beynon Roy Nainggolan, SH., Nora Yati Nainggolan, Isman Santoso Nainggolan, Margaretha Adellyna M. dan Martin Siregar.

  8. Rudy Anthoni L. Manurung, SST. selaku orang terdekat yang selalu menyemangati penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  9. Pimpinan dan seluruh staf PT. Rekayasa Damper Pratama Consultan.

  10. Sahabat-sahabat stambuk 2007 (Christian, David, Sri, Firda, Marlina,

  2 Doan , Endra, Juwita, Raynelda), adik-adik stambuk serta yang lainnya yang tidak tersebutkan namanya.

  Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari Bapak dan Ibu staf pengajar serta rekan - rekan mahasiswa demi penyempurnaan Tugas Akhir ini.

  Akhir kata, penulis berharap Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat yang sebesar - besarnya bagi kita semua, amin.

  Medan, Juni 2013 Debora Nainggolan 07 0404 117

ABSTRAK

  Pondasi merupakan suatu konstruksi pada bagian dasar struktur yang berfungsi meneruskan beban dari bagian atas struktur ke lapisan tanah di bawahnya tanpa mengakibatkan keruntuhan geser tanah dan penurunan tanah, serta penurunan pondasi yang berlebihan. Dengan demikian, perencanaan pondasi harus memperhatikan daya dukung tanah pada pondasi yang akan dibangun, sehingga beban yang diteruskan ke pondasi tidak melampaui kekuatan tanah.

  Pondasi tiang merupakan salah satu jenis pondasi dalam. Pondasi tiang digunakan untuk konstruksi di atas tanah lunak, yaitu untuk meneruskan beban ke lapisan tanah keras pada kedalaman tertentu. Beban yang diteruskan dari pondasi tiang ke lapisan- lapisan tanah, didasarkan pada lekatan antara tanah dan tiang (friction) serta pada daya dukung ujung tiang (end bearing).

  Tujuan dari studi ini untuk menghitung dan menganalisis daya dukung kelompok mini pile dari hasil sondir, Standard Penetration Test (SPT),dan membandingkan hasil perhitungan tersebut dengan hasil pembacaan dari alat Pile Driving Analyzer (PDA).

  Metodologi pengumpulan data dilakukan dengan studi pengamatan di lapangan, mengadakan konsultasi dengan pihak konsultan dan melakukan studi literatur.

  Hasil perhitungan daya dukung ultimate(Q ) tiang pada kedalaman yang

  u

  sama yaitu 10,20 m, untuk sondir diperoleh 67,20 ton, data Pile Driving Analyzer 68,00 ton, dan data SPT 50,31 ton pada kedalaman 10 m.

  Terdapat perbedaan daya dukung tiang dari empat titik sondir, satu titik SPT dan daya dukung berdasarkan bacaan hasil uji PDA. Perbedaan daya dukung tersebut dapat disebabkan oleh kedalaman tanah yang ditinjau, perbedaan jenis tanah yang pada jarak terdekat sekalipun, cara pelaksanaan pengujian yang bergantung pada ketelitian operator dan perbedaan parameter yang digunakan dalam perhitungan.

  

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .......................................................................................... i

ABSTRAK ........................................................................................................... iii

DAFTAR ISI ........................................................................................................ iv DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... viii DAFTAR TABEL ................................................................................................. x DAFTAR NOTASI .............................................................................................. xi

  BAB I PENDAHULUAN ................................................................................. 1 I.1. Latar Belakang …................................................................................ 1 I.2. Perumusan Masalah ........................................................................... 3 I.3. Tujuan Penelitian . ………………..………….…................................ 3 I.4. Pembatasan Masalah ...................... ....……………............................ 4 I.5. Metode Pengumpulan Data ..............……...……….......................... 4 I.6. Sistematika Penulisan ............... .....………………………............... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 7 II.1. Pengertian Pondasi ............................................................................ 7 II.2. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation) .......................................... 8 II.2.1. Sondering Test/Cone Penetratio Test (CPT) .................... 11

   II.2.2. Standard Penetration Test .................................................. 16

II.2.3. Pile Driving Analyzer ………...……...…..…...……..……. 19

  

II.3. Pondasi ............................................................................................ 22

   II.3.1. Pendahuluan ......................................................................... 22

  II.3.2. Penggolongan Pondasi Tiang ……….….………................. 24

II.3.2.1 Tiang Berdasarkan Metode Instalasi ……….........… 24 II.3.2.2 Tiang Berdasarkan Perpindahan Volume Tanah . … 26

  

II.3.2.3 Tiang Berdasarkan Kualitas Material dan

Cara Pembuatannya …………..…..………..…….… 27

  II.4. Metode Konstruksi dan Peralatan untuk Tiang Pancang ….…... 30

  II.4.1. Drop Hammer …………………..…..………………...…… 31

   II.4.2. Kelebihan dan Kekurangan Drop Hammer ……….…... 31

  II.5. Kapasitas Daya Dukung Tiang ……….………………….………. 32 II.5.1. Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal …................………... 32

  II.5.1.1 Berdasarkan Hasil Cone Penetration Test (CPT) … 33

  II.5.1.2. Berdasarkan Hasil Standard Penetration Test (SPT) ……………………………………………….… 36

  II.5.1.3. Berdasarkan Hasil Uji Pile Driving Analizer …….... 37

  II.5.2 Daya Dukung Aksial Grup Tiang ……………………….… 38

  II.5.2.1. Jarak Antar Tiang dalam Kelompok …………….… 39

  II.5.2.2. Kapasitas Kelompok dan Efisiensi Tiang Pancang (Mini Pile) . …...…………….………………..……… 41

  II.6. Tiang dengan Beban Lateral …...…………….……………...…… 44

  II.6.1. Penentuan Kriteria Tiang Pendek atau Panjang …….… 44

  II.6.2. Metode Analisis (Metode Broms) ………….…..………... 45

  II.6.2.1. Metode Broms untuk Kondisi Kepala Tiang Bebas (Free Head)……………….…..……….…….….….… 49

  

II.6.2.2. Metode Broms untuk Kondisi Kepala Tiang

Terjepit (Fixed Head) ….…………………………...… 50

  II.6.2.3.Metode Broms unt uk Defleksi Vertikal Tiang …...… 53

  II.7. Faktor Keamanan ……………………….…..………….…..….… 54

  BAB III METODOLOGI PENELITIAN ....................................................... 56 III.1. Data Umum Proyek ……………………………………………… 56 III.2. Data Teknis Proyek ………………..…………...…………......…. 58 III.3. Metode Pengumpulan Data ..…………….……………………… 60 III.4 Kondisi Umum Lokasi Studi ……………..………………...…… 62 BAB IV PEMBAHASAN .................................................................................. 63 IV.1. Pendahuluan .....………………………………..………………..… 63 IV.2. Perhitungan Daya Dukung Tiang ...….…………………………. 63

  

IV.2.1. Perhitungan kapasitas daya dukung tiang dari hasil

uji sondir …...………….…………………..................... 63

  

IV.2.2. Perhitungan kapasitas daya dukung tiang dari hasil

Standard Penetration Test (SPT ) ……………............... 80

   IV.2.3. Daya Dukung Berdasarkan Hasil Pengujian Pile Driving Analyzer (PDA)

  ………………………………… 82 IV.3. Perhitungan Daya Dukung Kelompok Tiang ……………...….. 83

  IV.4. Kapasitas Daya Dukung Iji n Tiang Terhadap Gaya Lateral … 84 IV.5. Diskusi.…………………………………………………….…..… 88

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 91 V.1. Kesimpulan ....................................................................................... 91 V.2. Saran ................................................................................................. 92 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN I LAMPIRAN II LAMPIRAN III LAMPIRAN IV LAMPIRAN V LAMPIRAN VI

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar Judul Halaman

  2.1. Rincian Konus Ganda

  14

  2.2. Cara Pelaporan Hasil Uji Sondir (Sardjono, H.S., 1988)

  15

  2.3. Tahapan Prosedur Pengujian SPT

  18

  2.4. Hubungan nilai N, Nq, N

  19 , dan (Peck dkk, 1963)

  2.5. Macam- Macam Tipe Pondasi (Hardiyatmo,1996)

  24

  2.6. Pola-pola kelompok tiang pancang khusus :

  39 (a) Untuk kaki tunggal, (b) Untuk dinding pondasi (Sumber :

  Bowles, 1991)

  2.7. Jarak antar Tiang

  39

  2.8. Pengaruh tiang akibat pemancangan (Sumber : Sardjono Hs, 41

  1988)

  2.9 Kondisi Pembebanan Lateral pada Pondasi Tiang (Sumber 45 Tomlinson, 1994)

  2.10 Tiang Ujung Bebas pada Tanah Granuler, (a)Tiang Pendek 52 (b) Tiang Panjang

  2.11. Tahanan Lateral ultimit tiang dalam tanah granuler

  52

  2.12 Tiang ujung jepit dalam tanah granuler, (a) Tiang Panjang, 53 (b) Tiang Pendek

  3.1. Denah Lokasi Proyek Gambar

  57

  3.2. Denah Lokasi Titik Sondir dan SPT

  57

  3.3. Pile (200 x 200) mm 39

  3.4 Tahapan Pelaksanaan Penelitian

  61

  4.1 Kelompok Tiang

  83

DAFTAR TABEL Tabel Judul Halaman

  2.7. Nilai- Nilai untuk Tanah Granuler (c = 0)

  82

  4.6. Data Tiang Uji Beserta Hasil Pengujian PDA

  81

  4.5. Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data SPT

  4.4 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir 5 78

  4.3 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir 3 74

  4.2 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir 2 70

  4.1. Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir 1 66

  55

  2.8. Faktor Keamanan untuk pondasi tiang

  48

  2.1. Tabel 2.1. Korelasi Derajat Kepadatan Relatif Tanah 18 Pasir dengan Nilai N SPT, qc dan Ø

  2.2. Tabel 2.2. Macam- Macam Tipe Pondasi Berdasarkan

  2.6. Kriteria Jenis Perilaku Tiang

  47

  u

  dan c

  1

  2.5. Hubungan antara k

  33

  2.4. Nilai F aktor ω

  28 Teknik Pemasangannya

  2.3. Tabel 2.3. Macam- Macam Tipe Pondasi Berdasarkan

  27 Kualitas Material dan Cara Pembuatan

  48

  A = Interval pembacaan (setiap kedalaman 20 cm) A = Total luas efektif penampang piston (cm

  2

  2

  = Tahanan gesek dinding tiang (Kg/cm

  s

  ) FK = Faktor Keamanan f

  

2

  ) D = Diameter tiang Eg = Efisiensi kelompok tiang Ep = modulus elastisitas tiang (ton/m

  2

  = Kohesi Undrained (kN/m

  u

  ) c

  2

  ) B = Faktor alat = Luas konus/luas torak = 10 cm B = Diameter atau sisi tiang (m) c = Kohesi tanah (Kg/cm

  = Luas penampang selimut tiang (cm

  2

  s

  ) A

  

2

  = Luas penampang ujung tiang (cm

  p

  ) A

  

2

  = Luas penampang ujung tiang (cm

  b

  ) A

  2

  ) A = Luas penampang kolom/tiang (cm

  ) h = Tinggi jatuh H = Gaya Horizontal yang bekerja (ton) HL = Hambatan Lekat Hu = Gaya lateral ultimit I = Momen Inersia Ip = Momen inersia tiang (m

  4

  k

  1

  ) P

  2

  = Jumlah tiang dalam satu baris P = Bacaan manometer (Kg/cm

  = Harga Rata-rata dari Dasar ke 4D ke bawah n = Jumlah tiang pancang n’

  2

  = Harga Rata-rata dari Dasar ke 10D ke atas N

  1

  = Panjang tekuk (panjang batang/tiang yang mengalami perlengkungan) M = Momen yang bekerja di kepala tiang m = Jumlah baris tiang Mu = Momen ultimit dari penampang tiang Mx = Momen yang bekerja pada kelompok tiang searah sumbu x (tm) My = Momen yang bekerja pada kelompok tiang searah sumbu y (tm) N

  = Panjang lapisan tanah (m) l

  ) i = Kedalaman lapisan tanah yang ditinjau (m) i

  i

  ) L = Panjang batang/tiang L

  3

  = modulus subgrade tanah dalam arah horizontal (ton/m

  s

  ) K = Keliling tiang (cm) k

  2

  = Jari-jari inersia batang/tiang JHL = Tahanan geser total sepanjang tiang (Kg/m) JP = Jumlah perlawanan, perlawanan ujung konus + selimut (Kg/cm

  min

  = Beban yang diterima satu tiang pancang (ton) PK = Perlawanan penetrari konus, qc (Kg/cm

  2

  = Koefisien Adhesi antara Tanah dan Tiang φ

  ) σ

  2

  = Tegangan normal yang terjadi pada tanah (Kg/cm

  ) σ

  2

  = Kekuatan geser tanah (Kg/cm

  ) τ

  2

  = Sudut geser tanah (Kg/cm

  ) α

  ) 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

  2

  = Kapasitas daya dukung maksimal/akhir (kg) R = Faktor kekakuan S = Jarak masing- masing antar tiang Su = kuat geser tak terdrainase dari tanah kohesif T = Faktor kekakuan z = kedalaman titik yang ditinjau qc = Tahanan konus pada ujung tiang (Kg/cm

  ult

  ) Q

  2

  = Tahanan Ujung Ultimate (kN) Qs = Tahanan gesek ultimit dinding tiang (Kg/cm

  p

  = Kapasitas daya dukung ijin tiang (kg) Q

  ijin

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

  = Angka kelangsingan λ

  = konstanta modulus subgrade tanah )

  = Arc tg d/s (