Analisa Daya Dukung Pondasi

ANALISA DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG KANWIL DJP DAN KPP SUMBAGUT I JALAN SUKA MULIA MEDAN

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas Dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil

oleh: I. E. SULASTRI SIHOTANG 060424006

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSION UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puja dan puji syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahnya kepada penulis, sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat serta salam kepada pemilik pribadi mulia Rasulullah Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabatnya, yang membawa kita dari zaman jahiliyah kepada zaman yang penuh dengan ilmu pengetahuan. Penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul “Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP dan KPP Sumbagut I ” ini disusun guna melengkapi syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan Program Strata satu (S-1) di Universitas Sumatera Utara. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh bantuan dan saran dari berbagai pihak, maka dalam kesempatan ini penulis ingin sampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Dr. Ir. M. Sofian Asmirza S.M.Sc, selaku dosen pembimbing utama yang telah membimbing penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini; 2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara; 3. Bapak Ir. Faizal Ezeddin, MS, selaku Koordinator Program Pendidikan Ekstension; 4. Seluruh Dosen dan pegawai Universitas Sumatera Utara khususnya Jurusan Teknik Sipil yang telah mendidik dan membina penulis sejak awal hingga akhir perkuliahan; 5. Pimpinan dan seluruh Staff PT. Pembangunan Perumahan, sebagai Pelaksana proyek yang telah memberi bimbingan kepada penulis dan bersedia memberikan data-data pendukung; pendukung; I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puja dan puji syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahnya kepada penulis, sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat serta salam kepada pemilik pribadi mulia Rasulullah Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabatnya, yang membawa kita dari zaman jahiliyah kepada zaman yang penuh dengan ilmu pengetahuan. Penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul “Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP dan KPP Sumbagut I ” ini disusun guna melengkapi syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan Program Strata satu (S-1) di Universitas Sumatera Utara. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh bantuan dan saran dari berbagai pihak, maka dalam kesempatan ini penulis ingin sampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Dr. Ir. M. Sofian Asmirza S.M.Sc, selaku dosen pembimbing utama yang telah membimbing penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini; 2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara; 3. Bapak Ir. Faizal Ezeddin, MS, selaku Koordinator Program Pendidikan Ekstension; 4. Seluruh Dosen dan pegawai Universitas Sumatera Utara khususnya Jurusan Teknik Sipil yang telah mendidik dan membina penulis sejak awal hingga akhir perkuliahan; 5. Pimpinan dan seluruh Staff PT. Pembangunan Perumahan, sebagai Pelaksana proyek yang telah memberi bimbingan kepada penulis dan bersedia memberikan data-data pendukung; pendukung; I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

6. Terimakasih yang teristimewa, penulis ucapkan kepada kedua orangtua tercinta, yang telah mengasuh, mendidik, dan membesarkan serta selalu memberikan dukungan baik moral, material, maupun do’a yang tak henti-hentinya mereka mohonkan kepada Allah SWT sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Begitu juga kepada keluarga yang telah memberikan seni kehidupan dan dukungan yang tiada henti-hentinya kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini; 7. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada rekan-rekan mahasiswa dan teman-teman yang memberikan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini kemungkinan belum sempurna, untuk itu penulis dengan tulus dan da n terbuka menerima mener ima kritikan dan da n saran yang bersifat membangun demi penyempurnaan Tugas Akhir Akhir ini. Akhir kata, sekali lagi penulis sampaikan terimakasih kepada pihak yang telah banyak membantu dan semoga atas bimbingan serta bantuan moral dan material yang penulis terima mendapat imbalan dari Allah SWT.

Medan, Maret 2009 Penulis,

I. E. SULASTRI SIHOTANG 060424006

I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

ABSTRAK

Pondasi tiang atau disebut juga pondasi dalam dipergunakan untuk konstruksi beban berat (high rise building). Sebelum melaksanakan suatu pembangunan konstruksi yang pertama-tama dilaksanakan dan dikerjakan dilapangan adalah pekerjaan pondasi (struktur bawah). Pondasi merupakan suatu pekerjaan yang sangat penting dalam suatu pekerjaan t eknik sipil, karena pondasi inilah yang memikul dan menahan suatu beban yang bekerja diatasnya yaitu beban konstruksi atas. Tujuan dari studi ini untuk menghitung daya dukung tiang pancang dari hasil sondir, Standar Penetrasi Test (SPT), dan berdasarkan parameter kuat geser tanah, membandingkan hasil daya dukung tiang pancang dan menghitung penurunan yang terjadi pada tiang pancang. Metodologi pengumpulan data dilakukan dengan cara melakukan observasi, pengambilan data dari pihak proyek serta melakukan studi keperpustakaan. Pada perhitungan daya dukung tiang pancang dilakukan dengan menggunakan beberapa metode, untuk data sondir dengan metode Aoki De Alencar dan metode langsung, untuk data SPT dengan metode Meyerhof dan berdasarkan parameter kuat geser tanah. Berdasarkan data sondir, SPT, parameter kuat geser tanah yang diperoleh dan dihitung dengan beberapa metode diperoleh hasil perhitungan untuk data sondir dengan menggunakan metode Aoki de Alencar titik-1 Qult = 423.793 ton dan titik-2 Qult = 509.036 ton, dengan metode langsung titik-1 Qult = 649.980 ton dan titik 2 Qult = 415.563 ton. Untuk data SPT menggunakan metode Meyerhof diperoleh titik-1 Qult = 350.612 ton dan titik-2 Qult = 385.969 ton. Sedangkam untuk parameter geser tanah titik-1 Qult = 234.572 ton dan titik-2 Qult = 268.259 ton. Untuk penurunan tiang tunggal dihitung menggunakan metode Poulus dan Davis sebesar 28.27 mm. Hasil perhitungan daya dukung pondasi terdapat perbedaan nilai, baik dilihat dari penggunaan metode perhitungan maupun lokasi titik yang ditinjau. Dari hasil perhitungan dapat disimpulkan daya dukung pondasi yang paling ba ik digunakan adalah daya dukung tiang pancang dari data SPT.

I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

DAFTAR ISI

Halaman KATA PENGANTAR .........................................................................................i ABSTRAK .........................................................................................................iii DAFTAR ISI .....................................................................................................iv DAFTAR TABEL.............................................................................................vii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................viii DAFTAR NOTASI ............................................................................................. x BAB I. PENDAHULUAN I.1. Umum ............................................................................................ 1 I.2. Latar Belakang ..............................................................................3 I.3. Tujuan ........................................................................................... 3 I.4. Manfaat ......................................................................................... 3 I.5. Pembatasan masalah..................................................................... 4 I.6. Metode Pengumpulan Data ......................................................... 4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA II.1. Pendahuluan ................................................................................. 6 II.2. Defenisi Tanah ............................................................................. 6 II.3. Penyelidikan Lapangan dengan pengeboran ............................... 7 II.4. Penyelidikan Lapangan dengan SPT ........................................... 8 II.5. Penyelidikan Lapangan dengan Sondir ..................................... 10 II.6. Macam-macam Pondasi ............................................................. 14 II.7. Pengertian Pondasi Tiang Pancang ............................................ 17 I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

II.8. Pemancangan Tiang Pancang .................................................... 33 II.9. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang berdasarkan Data Lapangan ........................................................................... 37 II.10.Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang berdasarkan Data Laboratorium ................................................................... 42 II.10.Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang berdasarkan hasil loading test dengan metode Davisson .............................. 52 II.11. Tiang Pancang Kelompok ......................................................... 54 II.12. Kapasitas Kelompok dan Effisiensi Tiang Pancang ................ 57 II.13. Penuruna Tiang......................................................................... 60 II.14. Penurunan diijinkan ................................................................. 67 II.15. Faktor Keamanan ..................................................................... 67 II.16. Alasan Pemilihan Pondasi Tiang Pancang ............................... 70 BAB III. METODOLOGI PENELITIAN III.1. Data Umum ............................................................................... 71 III.2. Metode Pengumpulan Data .................................................... 72 III.3. Kondisi Umum Lokasi Studi .................................................... 75 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1. Pendahuluan ..............................................................................77 IV.2. Pengumpulan Data dari Lapangan ........................................... 77 IV.2.1 Perhitungan kapaitas daya dukung tiang pancang dengan metode Aoki dan De Alecander ................................................... 77 IV.2.2 Perhitungan kapasitas daya dukung tiang dengan metode langsung dari data sondir .................................... 82 I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

IV.2.3 Perhitungan kapasitas daya dukung tiang dari hasil SPT ........................................................................... 87 IV.3. Pengumpulan Data dari Laboratorium .................................... 91 IV.3.1.Perhitungan kapasitas daya dukung tiang berdasarkan parameter tanah ........................................ 91 IV.4 Menghitungan kapasitas kelompok tiang berdasarkan effisiensi ...................................................................................... 95 IV.5Menghitung penurunan tiang tunggal dan penurunan kelompok tiang ............................................................................ 96 IV.6 Diskusi ....................................................................................... 101 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN V.1. Kesimpulan................................................................................ 103 V.2. Saran.................... ...................................................................... 104 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAMPIRAN


DAFTAR TABEL

Tabel

Halaman

II.1

Faktor Empiri Fb dan Fs ...................................................................... …….38

II.2

Nilai Faktor empiric untuk tipe tanah yang berbeda ............................ …….39

II.3

Faktor Daya Dukung Meyerhof ........................................................... .........47

II.4

Nilai Ks untuk tiang pada pasir ............................................................ .........48

II.5

Harga sudut gesekan δ antara beberapa harga bahan pondasi dengan

tanah atau

batuan .................................................................................................. .........49 II.6

Perkiraan angka poison ....................................................................... .........63

II.7

Faktor aman yang disarankan .............................................................. .........66

IV.1 Perhitungan daya dukung pondasi tiang titik S-1 dar i sondir ................ .........83 IV.2 Perhitungan daya dukung pondasi tiang titik S-2 dari sondir ............... .........84 IV.3 Perhitungan tahanan ujung tiang pancang pada titik BH-1 dari data SPT ....................................................................................... .........87 IV.4 Perhitungan tahanan ujung tiang pancang pada titik BH-2 dari data SPT ....................................................................................... .........88 IV.5 Perhitungan daya dukung tiang pancang berdasarkan parameter kuat geser tanah pada titik 1 (BH-1) ........................................................... .........91 IV.6 Perhitungan daya dukung tiang pancang berdasarkan parameter kuat geser tanah pada titik 2 (BH-2) ........................................................... .........92 IV.7 Perkiraan penurunan tiang tunggal ....................................................... .........97 V.1

Hasil perhitungan daya dukung ............................................................ .........99


DAFTAR GAMBAR

Gambar

Halaman

II.1

Dimensi Alat Sondir Mekanis ............................................................. 12

II.2

Cara Pelaporan Hasil Uji Sondir .......................................................... 13

II.3

Tipe – Tipe Pondasi Dangkal ............................................................... 15

II.4

Pondasi Sumuran ................................................................................. 16

II.5

Pondasi Tiang ...................................................................................... 16

II.6

Tiang Pancang kayu ............................................................................ 20

II.7

Tiang Pancang Precast Reinforced Concrete Pile ................................. 22

II.8

Tiang Pancang Precast Prestressed Concrete Pile ................................. 23

II.9

Tiang Pancang Cast In Place ................................................................ 24

II.10 Tiang pancang baja .............................................................................. 25 II.11 Tiang Pancang Water Proofed steel pipe and wood pile ....................... 27 II.12 Tiang Pancang Composite ungased-concrete and wood pile ................ 29 II.13 Tiang Pancang composite dropped – shell and pipe pile ....................... 30 II.14 Tiang Pancang Franki composite pile .................................................. 31 II.15 Pondasi tiang pancang dengan tahanan ujung ...................................... 32 II.16 Pondasi tiang pancang dengan tahanan gesekan ................................... 32 II.17 Proses Pemancangan Tiang Pancang .................................................... 36 II.18 Mekanisme Daya Dukung Tiang .........................................................39 II.19 Faktor Nq* ......................................................................................... 42 II.20 Garfik Daya Dukung Tanah Mayerhof ................................................ 44 II.21

Variasi harga α berdasarkan kohesi tanah.............................................47


II.22

Grafik harga α berdasarkan Cu tanah ...................................................47

II.23

Grafik hubungan harga λ dengan kedalaman ........................................51

II.24 Kurva beban penurunan untuk tanah tertentu ....................................... 53 II.25 Metode Davidson ................................................................................ 53 II.26 Pola-Pola kelompok tiang pancang khusus........................................... 55 II.27 Pengaruh tiang akibat pemancangan .................................................... 57 II.28 Tipe keruntuhan dalam kelompok tiang ............................................... 58 II.29 Defenisi jarak s dalam hitungan efisiensi tiang ..................................... 60 II.30 Faktor penurunan Io............................................................................. 62 II.31 Koreksi kompersi Rk ........................................................................... 63 II.32 Koreksi kedalaman Rh ......................................................................... 63 II.33 Koreksi angka poison .......................................................................... 63 II.34 Koreksi kekakuan lapisan pendukung Rb ............................................. 64 III.1 Lokasi Proyek...................................................................................... 73 III.2 Tahapan Pelaksanaan Penelitian .......................................................... 74 III.3 Gambar Lokasi sondir, SPT dan pengambilan contoh tanah untuk diuji

di

laboratorium ........................................................................................76


DAFTAR NOTASI

PK

= Perlawanan Konus

JP

= Jumlah Perlawanan (perlawanan ujung konus + selimut)

A

= Interval pembacaan = 20 cm

B

= Faktor alat = luas konus/luas torak = 10 cm

Q b

= Kapasitas tahanan di ujung tiang

Qs

= Kapasitas tahanan kulit

qc

= Tahanan ujung sondir

A p

= Luas penampang tiang

Kt

= Keliling tiang

JHL = Jumlah hambatan lekat q p

= Tahanan ujung ultimate

q c

= Harga rata-rata tahanan ujung konus

N

= Harga SPT lapangan

Li

= Panjang Lapisan tanah

Cu

= kohesi undrained

α

= koefisien adhesi antara tanah dan tiang

Nc* = faktor daya dukung tanah Nq* = faktor daya dukung tanah Qp

= Tahanan ujung persatuan luas

f

= Satuan tahanan kulit persatuan luas

Ppu

= Kapasitas ultimate tahan ujung tiang


q’

= Tegangan vertikal

Ko

= koefisien tanah

Pps

= Kapasitas ultimate tahanan kulit

δ

= sudut geser efektif

As

= Luas selimut tiang

η

= Effisiensi alat pancang

Sg

= Penuurunan kelompok tiang

Eg

= Effisiensi kelompok tiang

Sijin = Penurunan yang diijinkan


BAB I PENDAHULUAN

I.1 Umum

Pembangunan suatu konstruksi, pertama –tama sekali yang dilaksanakan dan dikerjakan

dilapangan

adalah

pekerjaan

pondasi

(struktur

bawah)

baru

kemudian

melaksanakan pekerjaan struktur atas. Pembangunan suatu pondasi sangat besar fungsinya pada suatu konstruksi. Secara umum pondasi didefenisikan sebagai bangunan bawah tanah yang meneruskan beban yang berasal dari berat bangunan itu sendiri dan beban luar yang bekerja pada bangunan ke tanah yang ada disekitarnya. Struktur bawah sebagai pondasi juga secara umum dapat dibagi dalam dua jenis yaitu pondasi dangkal dan pondasi dalam. Pemilihan jenis pondasi ini tergantung kepada jenis struktur atas, apakah termasuk konstruksi beban ringan atau beban berat dan juga jenis tanahnya.Untuk konstruksi beban ringan dan kondisi lapisan tanah permukaan cukup baik, biasanya jenis pondasi dangkal sudah memadai. Tetapi untuk konstruksi beban berat biasanya jenis pondasi dalam adalah menjadi pilihan, dan secara umum permasalahan perencanaan pondasi dalam lebih rumit dari pondasi dangkal. Untuk hal ini penulis mencoba mengkonsentrasikan Tugas Akhir ini kepada permasalahan pondasi dalam, yaitu tiang pancang. Pondasi tiang pancang adalah batang yang relative panjang dan langsing yang digunakan untuk menyalurkan beban pondasi melewati lapisan tanah dengan daya dukung rendah kelapisan tanah keras yang mempunyai kapasitas daya dukung tinggi yang relative cukup dalam dibanding pondasi dangkal. Daya dukung tiang pancang diperoleh dari daya dukung ujung ( end bearing capacity ) yang diperoleh dari tekanan I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

ujung tiang dan daya dukung geser atau selimut ( friction bearing capacity) yang diperoleh dari daya dukung gesek atau gaya adhesi antara tiang pancang dan tanah disekelilingnya. Secara umum tiang pancang dapat diklasifikasikan antara lain: dari segi bahan ada tiang pancang bertulang, tiang pancang pratekan, tiang pancang baja, dan tiang pancang kayu. Dari segi bentang penampang, tiang panang bujur sangkar, segitiga, segi enam, bulat padat, pipa, huruf H, huruf I, dan bentuk spesifik. Dari segi teknik pemancangan, dapat dilakukan dengan palu jatuh ( drop hammer ), diesel hammer , dan hidrolic hammer . Tiang pancang berinteraksi dengan tanah untuk menghasilkan daya dukung yang mampu memikul dan memberikan keamanan pada struktur atas. Untuk menghasilkan daya dukung yang akurat maka diperlukan suatu penyelidikan tanah yang akurat juga. Ada dua metode yang biasa digunakan dalam penentuan kapasitas daya dukung tiang pancang yaitu dengan menggunakan metode statis dan metode dinamis. Penyelidikan tanah dengan menggunakan metode statis adalah penyelidikan sondir dan standart penetrasi test (SPT). Penyelidikan sondir bertujuan untuk mengetahui perlawanan penetrasi konus dan hambatan lekat tanah yang merupakan indikasi dari kekuatan daya dukung lapisan tanah dengan menggunakan rumus empiris. Penyelidikan standart penetrasi test (SPT) bertujuan untuk mendapatkan gambaran lapisan tanah berdasarkan jenis dan warna tanah melalui pengamatan secara visual, sifat-sifat tanah, karakteristik tanah. Data standart penetrasi test (SPT) dapat digunakan untuk menghitung daya dukung. Perencanaan pondasi tiang pancang mencakup rangkaian kegiatan yang dilaksanakan dengan berbagai tahapan yang meliputi studi kelayakan dan perencanaan teknis. Semua itu dilakukan supaya menjamin hasil akhir suatu konstruksi yang kuat, aman serta ekonomis. I.2 Latar Belakang I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

Adapun latar belakang tugas akhir ini adalah untuk membandingkan hasil penyelidikan lapangan dari sondir, hasil penyelidikan lapangan dari SPT dan hasil penyelidikan laboratorium berupa parameter geser tanah dalam menghitung daya dukung pondasi tiang dari hasil ketiga jenis alat uji tersebut, hasil dari perhitungan tersebut akan dibandingkan, sehingga akan diperoleh perbedaannya dan juga diharapkan akan diperoleh daya dukung pondasi tiang yang paling aman serta menguntungkan dari masing – masing penyelidikan lapangan tersebut sehingga dapat diperoleh daya dukung yang baik dimana hasilnya dipakai untuk mendesain pondasi yang aman dan ekonomis.

I.3 Tujuan

Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah : a. Menghitung daya dukung tiang pancang dari hasil sondir, standar penetras i test, dan parameter kuat geser tanah. b. Membandingkan hasil daya dukung tiang pancang dari metode penyelidikan. c. Menghitung kapasitas kelompok ijin tiang. d. Menghitung penurunan yang terjadi pada tiang pancang.

I.4 Manfaat

Penulisan Tugas Akhir ini diharapkan bermanfaat bagi : a. Sebagai bahan referensi bagi siapa saja yang membacanya khususnya bagi mahasiswa yang menghadapi masalah yang sama. b. Untuk pihak-pihak lain yang membutuhkannya.

I.5 Pembatasan Masalah I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

Pada pelaksanaan proyek pembangunan Gedung Kanwil DJP dan KPP Sumagut I Jalan Suka Mulia Medan terdapat banyak permasalahan yang dapat ditinjau dan dibahas, maka didalam laporan ini sangatlah perlu kiranya diadakan suatu pembatasan masalah. Yang bertujuan menghindari kekaburan serta penyimpangan dari masalah yang dikemukakan sehingga semua sesuatunya yang dipaparkan tidak menyimpang dari tujuan semula. Walaupun demikian, hal ini tidaklah berarti akan memperkecil arti dari pokok-pokok masalah yang dibahas disini, melainkan hanya karena keterbatasan belaka. Namun dalam penulisan laporan ini permasalahan yang ditinjau hanya dibatasi pada : a. Hanya ditinjau untuk tiang pancang tegak lurus. b. Hanya ditinjau pada jenis tiang pancang beton pracetak. c. Tidak meninjau akibat gaya horizontal. d. Perhitungan penurunan hanya pada tanah pasir.

I.6 Metode Pengumpulan Data

Dalam penulisan Tugas Akhir ini dilakukan beberapa cara untuk dapat mengumpulkan data yang mendukung agar Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Beberapa cara yang dilakukan antara lain: a. Metode observasi Untuk memperoleh data yang berhubungan dengan data teknis pondasi tiang pancang diperoleh dari hasil survey langsung ke lokasi proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP dan KPP Sumbagut I – Medan. b. Pengambilan data Pengambilan data yang diperlukan dalam perencanaan diperoleh dari PT. Patron selaku konsultan manajemen konstruksi berupa data hasil sondir, hasil SPT, data laboratorium. I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

c. Melakukan studi keperpustakaan Membaca buku-buku yang berhubungan dengan masalah yang ditinjau u ntuk penulisan Tugas Akhir ini.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Pendahuluan I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

Pada bab ini akan dibahas mengenai yang umum di pakai dalam penyelidikan di lapangan dan metode pelaksanaanya. Terutama yang akan dijelaskan disini adalah mengenai penyelidikan lapangan dengan SPT dan juga dengan Cone Penetration Test (CPT, Sondir). Pada bab ini juga akan dicoba dibahas mengenai interpretasi secara teoritis, dari hasil SPT dan Sondir dalam memperkirakan parameter – parameter tanah dan korelasi hasil penyelidikan lapangan tersebut terhadap parameter – parameter tanah.

II.2 Defenisi Tanah

Tanah, pada kondisi alam, terdiri dari campuran butiran-butiran mineral dengan atau tanpa kandungan bahan organik. Butiran-butiran tersebut dapat dengan mudah dipisahkan satu sama lain dengan kocokan air. Material ini berasal dari pelapukan batuan, baik secara fisik maupun kimia. Sifat-sifat teknis tanah, kecuali oleh sifat batuan induk yang merupakan material asal, juga dipengaruhi oleh unsur-unsur luar yang menjadi penyebab terjadinya pelapukan batuan tersebut. Istilah-istilah seperti kerikil, pasir, lanau dan lempung digunakan dalam teknik sipil untuk membedakan jenis-jenis tanah. Pada kondisi alam, tanah dapat terdiri dari dua atau lebih campuran jenis-jenis tanah dan kadang-kadang terdapat pula kandungan bahan organik. Material campurannya kemudian dipakai sebagai nama tambahan dibelakang material unsur utamanya. Sebagai contoh, lempung berlanau adalah tanah lempung yang mengandung lanau dengan material utamanya adalah lempung dan sebagainya. Tanah terdiri dari 3 komponen, yaitu udara, air dan bahan padat. Udara dianggap tidak mempunyai pengaruh teknis, sedangkan air sangat mempengaruhi sifat-sifat teknis tanah. Ruang diantara butiran-butiran, sebagian atau seluruhnya dapat terisi oleh air atau udara. Bila rongga tersebut terisi air seluruhnya, tanah dikatakan dalam kondisi jenuh. Bila rongga terisi I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

udara dan air, tanah pada kondisi jenuh sebagian ( partially saturated ). Tanah kering adalah tanah yang tidak mengandung air sama sekali atau kadar a irnya nol.

II.3 Penyelidikan Lapangan dengan Pengeboran

Jenis pengeboran yang dilakukan dalam proyek ini adalah jenis pengeboran yang menggunakan bor mesin. Besar daya mesin yang diperlukan bergantung pasa tipe auger, ukuran auger dan jenis tanah yang akan dipenetrasi. Penyelidikan lapangan yang dilaksanakan ini adalah dengan menggunakan jenis peralatan bor mesin. Pengeboran yang dilakukan dalam proyek ini adalah untuk menentukan profil lapisan tanah terhadap kedalaman dan juga untuk menentukan sifat – sifat fisis tanah meliputi : jenis tanah, warna tanah, tingkat plastisitas tanah, serta juga untuk pengambilan sampel tanah dalam tabung untuk dilakukan pengujian di laboratorium. Lebih terperinci penyelidikan dengan pengeboran ini bertujuan : o

Untuk mengevaluasi keadaan tanah secara visual terperinci

o

Untuk mengambil sampel layer demi layer sampai kedalaman yang diinginkan untuk dideskripsi

o

Untuk mengambil sampel tak terganggu (undisturbed) dan sampel terganggu (disturbed) untuk diselidiki di laboratorium.

o

Untuk melaksanakan test penetrasi SPT yang digunakan untuk menduga kedalaman tanah keras.

II.4 Penyelidikan Lapangan Dengan Standar Penetration Test (SPT)

Metode SPT adalah metode pemancangan batang (yang memiliki ujung pemancangan) ke dalam tanah dengan menggunakan pukulan palu dan mengukur jumlah pukulan I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

perkedalaman penetrasi. Cara ini telah dibakukan sebagai ASTMD 1586 sejak tahun 1958 dengan revisi – revisi secara berkala sa mpai sekarang. Pemancangan biasanya dilakukan dengan beban 140 lbs ( ± 63.5 kg ) yang dijatuhkan dari ketinggian 30” atau ± 75 cm. Pengamatan dan perhitungan dilakukan sebagai berikut : a. Mula – mula tabung SPT dipukul kedalam tanah sedalam 45 cm yaitu kedalaman yang diperkirakan akan terganggu oleh pengeboran. b. Kemudian untuk setiap kedalaman 15 cm dicatat jumlah pukulan yang dibutuhkan untuk memasukkannya. Jumlah pukulan untuk memasukkan split spoon 15 cm pertama dicata sebagai N1. jumlah pukulan untuk memasukkan 15 cm kedua adalah N2 dan jumlah pukulan untuk memasukkan 15 cm ketiga adalah N3. jadi total kedalaman setelah pengujian SPT adalah 45 cm dan menghasilkan N1, N2 dan N3. c. Angka SPT ditetapkan dengan menjumlahkan 2 angka pukulan terakhir (N2+N3) pada setiap interval pengujian dan dicatat pada lembaran Drilling Log. d. Setelah selesai pengujian, tabung SPT diangkat dari lubang bor kepermukaan tanah untuk diambil contoh tanahnya dan dimasukkan kedalam kantong plastik untuk diamati di laboratorium. Hasil dari pekerjaan Bor dan SPT kemudian dituangkan dalam lembaran drilling log yang berisi : 

Deskripsi tanah meliputi : jenis tanah, warna tanah, tingkat plastisitas dan

ketebalan

lapisan tanah masing – masing. 

Pengambilan contoh tanah asli / Undisturbed sample (UDS)



Pengujian Standart Penetration Test (SPT)




Muka air tanah



Tanggal pekerjaan dan berakhirnya pekerjaan.

Jumlah N pukulan memberikan petunjuk tentang kerapatan relatif dilapangan khususnya tanah pasir atau kerikil dan hambatan jenis tanah terhadap penetrasi. Uji ini biasanya digunakan untuk tanah yang keras.

II.4.1 Tujuan Percobaan SPT

1. Untuk menentukan kepadatan relatif lapisan tanah tersebut dari pengambilan contoh tanah dengan tabung, dapat diketahui jenis tanah dan ketebalan tiap – tiap lapisan kedalaman tanah tersebut. 2. Memperoleh data yang kualitatif pada perlawanan penetrasi tanah dan menetapkan kepadatan dari tanah yang tidak berkohesi yang biasanya sulit diambil sampelnya.

II.4.2 Kegunaan hasil penyelidikan SPT

1. Menentukan kedalaman dan tebal masing – masing lapisan tanah ter sebut 2. Alat dan cara operasinya relatif sederhana 3. Contoh tanah terganggu dapat diperoleh untuk identifikasi jenis tanah, sehingga interpretasi kuat geser dan deformasi tanah dapat diperkirakan dengan baik. II.5 Penyelidikan lapangan dengan Dutch Cone Penetrometer Test (DCPT, Sondir)

Penyondiran adalah suatu proses memasukkan alat sondir secara tegak lurus kedalam tanah untuk mengetahui besarnya perlawanan penetrasi tanah terhadap kedalaman lapisan tanah yang ditembus alat sondir tersebut. Alat sondir adalah suatu alat yang berbentuk silinder dengan ujungnya berupa suatu konus. Dimana pada pengujian sondir, alat ini ditekan kedalam tanah untuk mengukur perlawanan I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

tanah pada ujung sondir ( tahanan ujung ) dan gesekan pada selimut sondir ( hambatan lekat atau gesekan selimut ). Standarisasi alat sondir di Indonesia belum dilakukan hingga saat ini. Standar alat sondir yang umum digunakan dan telah diterima secara luas tercantum dalam ASTM D 3441-75T yaitu : sondir yang mempunyai luas proyeksi ujung konus sebesar 10 cm2 dan luas selimutnya sebesar 150 cm2, penetrasi yang dilakukan dengan manual atau hidrolik dengan kecepatan tidak lebih dari 2 cm/det. Alat sondir terdiri dari konus atau bikonus yang dihubungkan dengan batang dalam penyanggah (casing). Kemudian alat sondir ini ditekan kedalam tanah dengan bantuan mesin sondir hidraulik yang digerakkan secara manual. Ada 2 type ujung konus pada sondir mekanis yaitu ( lihat Gambar II.1 ) : 

Konus biasa, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan biasanya digunakan pada tanah berbutir kasar, dimana besar perlawanan lekat nya kecil.



Bikonus yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan hambatan lekatnya yang biasanya digunakan pada tanah yang berbutir halus.

Pembacaan tahanan ujung konus dan hambatan lekatnya dilakukan pada setiap kedalaman 20 cm. Cara pembacaan pada sondir secara mekanis adalah secara manual dan bertahap, yaitu dengan mengukur tahanan ujung dengan alat ukur menometer kemudian baru diukur gesekan selimaut dan tahanan ujung sehingga hasil laporan adalah pengurangan pengukuran (pembacaan) kedua terhadap pengukuran (pembacaan) pertama. Cara penetrasi sondir mekanis (konus dan bikonus). Selanjutnya dilakukan perhitungan bedasarkan rumus sebagai berikut : -

Hambatan lekat (HL) dihitung dengan rumus : HL = ( JP – PK ) / AB ................................................................................... ( II.1)

-

Jumlah hambatan lekat (JHL) dihitung dengan rumus : JHLi =

∑io HL ................................................................................................. ( II.2 )


Dimana : PK

= Perlawanan penetrasi konus (q c)

JP

= Jlh perlawanan ( perlawanan ujung konus + selimut )

A

= Interval pembacaan = 20 cm

B

= Faktor alat = luas konus/luas torak = 10 cm

i

= Kedalaman lapisan yang ditinjau

II.5.1 Kegunaan ujin sondir adalah :

1. Untuk menentukan profil dan karakteristik tanah 2. Merupakan pelengkapan bagi informasi dari pengeboran tanah 3. Menentukan daya dukung pondasi 4. Untuk mengetahui kedalaman lapisan tanah keras serta daya dukung maupun daya lekat setiap kedalaman 5. Untuk memeberikan gambaran jenis tanah secara kontinu 6. Untuk mengevaluasi (meninjau kembali) karakteristik teknis tanah

II.5.2 Tujuan uji sondir adalah :

1. Tujuan praktis : untuk mengetahui kedalaman dan kekuatan lapisan – lapisan tanah 2. Tujuan teoritis : a.Untuk mengetahui perlawanan penetrasi konus ( penetrasi terhadap ujung konus yang dinyatakan dalam gaya persatuan luas )


b.Untuk mengetahui jumlah hamabatan lekat tanah ( perlawanan geser atau friction tanah terhadap selubung bikonus yang dinyatakan dalam gaya persatuan panjang )

(a) (b) Gambar II.1 Dimensi Alat Sondir Mekanis a) Konus b) Bikonus II.5.3 Cara Pelaporan hasil uji sondir Cara pelaporan hasil uji sondir biasanya dilakukan dengan menggambarkan variasi tahanan ujung ( q c ) dengan gesekan selimut ( f s ) terhadap kedalamannya. Bila hasil sondir diperlukan untuk mendapatkan daya dukung tiang, maka diperlukan harga komulatif gesekan (jumlah hambatan lekat), yaitu dengan menjumlahkan harga gesekan selimut terhadap


kedalaman, sehingga pada kedalaman yang ditinjau dapat diperoleh gesekan total yang dapat digunakan untuk menghitung gesekan pada kulit tiang. Besaran gesekan komulatif ( total friction ) diadaptasikan dengan sebutan jumlah hambatan lekat (JHL). Bila hasil sondir digunakan untuk klasifikasi tanah, maka cara pelaporan hasil sondir ang diperlukan adalah menggambarkan tahanan ujung ( q c ), gesekan selimut ( f s ), dan ratio gesekan ( FR ) terhadap kedalaman tanah. Data sondir tersebut digunakan untuk mengidentifikasi dari profil tanah terhadap kedalaman.

Gambar II. 2 Cara Pelaporan Hasil Uji Sondir Sumber: Ir. Sardjono, H. S. Pondasi Tiang Pancang, jilid I II.6 Macam-macam Pondasi

Pondasi adalah bagian paling bawah dari suatu bangunan yang meneruskan beban bangunan bagian atas kelapisan tanah atau batuan yang berada dibawahnya. Klasifikasi pondasi dibagi 2 (dua) yaitu: I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

1. Pondasi dangkal

Pondasi dangkal adalah pondasi yang mendukung beban secara langsung seperti : a. Pondasi setempat Biasanya digunakan pada tanah yang mempunyai nilai da ya dukung berbeda – beda di satu tempat pada suatu lokasi bangunan yang akan dibangun. Untuk mentransfer beban yang dipikul oleh pondasi ini, agar dapat merata didistribusikan pada semua tempat biasanya dibuat beberapa pondasi setempat kemudian dihubungkan dengan plat balok. Untuk pemakaian pondasi seperti ini biasanya dijumpai pada pondasi rumah tinggal gedung bertingkat, ataupun gudang – gudang tempat penimbunan barang dimana untuk setiap titik pondasi setempat diteruskan oleh kolom balok ke atasnya ataupun rangka baja (Gambar II.3.a). b. Pondasi Menerus Digunakan pada tanah yang mempunyai nilai daya dukung yang seragam pada satu lokasi pekerjaan yang akan dibangun. Pemakaian pondasi ini sangat ekonomis dari segi pelaksanaannya, dan dapat dipakai pasangan batu kali untuk pasangan pondasi bentuk trapesiumnya dan plat beton untuk dasar pondasi tersebut. Kemampuan pondasi ini dalam mentransfer beban kebawah pondasi (tanah) dianggap bisa merata akibat kemampuan daya dukung tanah yang homogen dalam meredam beban yang dipikul oleh pondasi (Gambar II.3.b).

c. Pondasi Tikar Jenis pondasi ini umumnya berlaku untuk tanah yang mempunyai nilai daya dukung tanah yang sangat kecil, dimana jenis tanah tersebut termasuk jenis tanah CH I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

menurut USCS ( Unified Soil Classification System). Nilai daya dukung tanah yang sangat kecil, mengakibatkan kemampuan tanah dalam memberikan daya dukung sangat kecil. Untuk mendapatkan nilai daya dukung yang maksimum, biasanya digunakan pondasi seperti ini dengan mengandalkan luasan plat untuk memberikan daya dukung yang maksimum dan dikombinasikan dengan pondasi tiang ke atas, sehingga nilai friksi tambahan dapat diharapkan sepanjang t iang untuk menambah nilai friction file antara tiang dan tanah juga nilai daya dukung ujung ( end – bearing file) dari luasan pondasi. Mengingat konstruksi tersebut tidak ekonomis dari segi pelaksanaanya untuk gedung yang sederhana, maka konstruksi tersebut banyak dipakai pada gedung bertingkat (Gambar II .3.c). Plat Balok Beban

Beban

Pondasi Setempat

Pondasi Setempat

M.T

(a) Pasangan Batu Kali

Plat Beton

(b) Beban

Beban

Beban

M.T I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

(c) Gambar II.3 Tipe – tipe pondasi dangkal 2. Pondasi dalam

Pondasi dalam adalah pondasi yang meneruskan beban bangunan ke tanah keras atau batu yang terletak jauh dari permukaan, seperti: a. Pondasi sumuran (pier foundation) yaitu pondasi yang merupakan peralihan antara pondasi dangkal dan pondsi tiang (Gambar II.5), digunakan bila tanah dasar yang kuat terletak pada kedalaman yang relatif dalam, dimana pondasi sumuran nilai kedalaman (Df) dibagi lebarnya (B) lebih besar 4 sedangkan pondasi dangkal Df/B ≤ 1. b. Pondasi tiang ( pile foundation), digunakan bila tanah pondasi pada kedalaman yang normal tidak mampu mendukung bebannya dan tanah kerasnya terletak pada kedalaman yang sangat dalam (Gambar II.4). Pondasi tiang umumnya berdiameter lebih kecil dan lebih panjang dibanding dengan pondasi sumuran (Bowles, 1991).

Gambar II.4 Pondasi Tiang Tiang Pendukung Beban Muka Tanah

Muka Tanah

Tanah keras

Muka Tanah

I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. Perletakan Pondasi Sumuran Pada tanah lempung Perletakan Pondasi SumuranPada Tanah Keras USU Repository © 2009

(Sistem Kombinasi)

Muka Tanah

Gambar II.5 Pondasi Sumuran II.7 Pengertian Pondasi Tiang Pancang

Tiang pancang adalah bagian dari suatu konstruksi pondasi yang terbuat dari kayu, beton dan baja yang berbentuk langsing yang dipancang hingga tertanam dalam tanah pada kedalaman tertentu berfungsi untuk menyalurkan atau mentransmisikan beban dari struktur atas melewati tanah lunak ke lapisan tanah yang keras. Hal ini merupakan distribusi vertikal dari beban sepanjang poros tiang pancang atau pemakaian beban secara langsung terhadap lapisan yang lebih rendah melalui ujung tiang pancang. Distribusi muatan vertical dibuat dengan menggunakan gesekan, atau tiang pancang apung. Kebanyakan tiang pancang dipancangkan kedalam tanah, akan tetapi ada beberapa tipe yang dicor setempat dengan cara dibuatkan lubang terlebih dahulu dengan mengebor tanah. Pada umumnya tiang pancang dipancangkan tegak lurus kedalam tanah, tetapi apabila diperlukan untuk dapat menahan gaya-gaya horizontal maka tiang pancang akan dipancang miring. Sudut kemiringan yang dicapai oleh tiang pancang tergantung dari pada alat pncang yang digunakan serta disesuaikan dengan perencanaannya. Tiang pancang pada konstruksi pondasi mempunyai bebrapa jenis, baik dari segi jenis tiangnya maupun dalam pelaksanaan ( pembuatan ) pondasi tiang tersebut. Pada perencanaan pondasi tiang pancang, kekuatan pondasi antara lain ditentukan oleh kapasitas daya dukung sebuah tiang, dan kapasitas daya dukung tiang pancang tersebut I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

umumnya ditentukan oleh kekuatan reaksi tanah dalam mendukung tiang yang dibebani dan pada kekuatan tiang itu sendiri dalam menahan serta menyalurkan beban diatasnya. II. 7. 1 Penggolongan pondasi tiang pancang

Pondasi tiang pancang dapat digolongkan berdasarkan pemakaian bahan, cara tiang meneruskan beban dan cara pemasangannya, berikut ini akan dijelaskan satu perst u II. 7. 1. 1 Pondasi tiang pancang menurut pemakaian bahan

Pembagian tiang pancang menurut pamakaian bahan terdiri dari beberapa bagian, yaitu : A. Tiang Pancang Kayu

Tiang pancang kayu dibuat dari batang pohon yang cabang-cabangnya telah dipotong dengan hati-hati, biasanya diberi bahan pengawet dan didorong dengan ujungnya yang kecil sebagai bagian yang runcing. Kadang-kadang ujungnya yang besar didorong untuk maksudmaksud khusus, seperti dalam tanah yang sangat lembek dimana tanah tersebut akan bergerak kembali melawan poros. Kadang kala ujungnya runcing dilengkapi dengan sebuah sepatu pemancangan yang terbuat dari logam bila tiang pancang harus menembus tanah keras atau tanah kerikil. Pemakaian tiang pancang kayu ini adalah cara tertua dalam penggunaan tiang pancang sebagai pondasi. Tiang kayu akan tahan lama dan tidak mudah busuk apabila tiang kayu tersebut dalam keadaan selalu terendam penuh di bawah muka air tanah. Tiang pancang dari kayu akan lebih cepat rusak atau busuk apabila dalam keadaan kering dan basah yang selalu berganti-ganti. Sedangkan pengawetan serta pemakaian obat-obatan pengawet untuk kayu hanya akan menunda atau memperlambat kerusakan dari pada kayu, akan tetapi tetap tidak akan dapat melindungi untuk seterusnya. Pada pemakaian tiang pancang kayu biasanya tidak diijinkan untuk menahan muatan lebih besar dari 25 sampai 30 ton untuk setiap tiang. I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

Tiang pancang kayu ini sangat cocok untuk daerah rawa dan daerah-daerah dimana sangat banyak terdapat hutan kayu seperti daerah Kalimantan, sehingga mudah memperoleh balok/tiang kayu yang panjang dan lurus dengan diameter yang cukup besar untuk di gunakan sebagai tiang pancang. a. Keuntungan pemakaian tiang pancang kayu : •

Tiang pancang kayu relatif ringan sehingga mudah dalam pengangkutan;

•

Kekuatan tariknya besar sehingga pada waktu diangkat untuk pemancangan tidak menimbulkan kesulitan seperti pada tiang pancang beton precast ;

•

Muda untuk pemotongannya apabila tiang kayu sudah tidak dapat masuk lagi ke dalam tanah;

•

Tiang pancang kayu lebih sesuai untuk friction pile dari pada end bearing pile karena tekanannya relatif kecil.

b. Kerugian pemakaian tiang pancang kayu : •

Karena tiang pancang ini harus selalu terletak di bawah muka air tanah yang terendah agar dapat tahan lama, maka kalau air tanah yang terendah itu letaknya sangat dalam, hal ini akan menambah biaya untuk penggalian.

•

Tiang pancang yang di buat dari kayu mempunyai umur yang relative kecil di bandingkan dengan tiang pancang yang di buat dari baja atau beton, terutama pada daerah yang muka air tanahnya sering naik dan turun.

•

Pada waktu pemancangan pada tanah yang berbatu ( gravel ) ujung tiang pancang kayu dapat dapat berbentuk berupa sapu atau dapat pula ujung tiang tersebut merenyuk. Apabila tiang kayu tersebut kurang lurus, maka pada waktu dipancangkan akan menyebabkan penyimpangan terhadap arah yang telah ditentukan.


•

Tiang pancang kayu tidak tahan terhadap benda-benda yang agresif dan jamur yang menyebabkan kebusukan.

Gambar II.6 Tiang Pancang Kayu B. Tiang Pancang Beton

1. Precast Renforced Concrete Pile Precast Renforced Concrete Pile adalah tiang pancang dari beton bertulang yang dicetak dan dicor dalam acuan beton ( bekisting ), kemudian setelah cukup kuat lalu diangkat dan di pancangkan. Karena tegangan tarik beton adalah kecil dan praktis dianggap sama dengan nol, sedangkan berat sendiri dari pada beton adalah besar, maka tiang pancang beton ini haruslah diberi penulangan-penulangan yang cukup kuat untuk menahan momen lentur yang akan timbul pada waktu pengangkatan dan pemancangan. Karena berat sendiri adalah besar, biasanya pancang beton ini dicetak dan dicor di tempat pekerjaan, jadi tidak membawa kesulitan untuk transport. Tiang pancang ini dapat memikul beban yang besar ( >50 ton untuk setiap tiang ), hal ini tergantung dari dimensinya. Dalam prencanaan tiang pancang beton precast ini panjang dar i pada tiang harus dihitung dengan teliti, sebab kalau t ernyata panjang dari pada tiang ini kurang terpaksa harus di lakukan penyambungan, hal ini adalah sulit dan banyak memakan waktu. a. Keuntungan pemakaian Precast Concrete Reinforced Pile I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

•

Precast Concrete Reinforced Pile ini mempunyai tegangan tekan yang besar, hal ini tergantung dari mutu beton yang di gunakan.

•

Tiang pancang ini dapat di hitung baik sebagai end bearing pile maupun friction pile.

•

Karena tiang pancang beton ini tidak berpengaruh oleh tinggi muka air tanah seperti tiang pancang kayu, maka disini tidak memerlukan galian tanah yang banyak untuk poernya.

•

Tiang pancang beton dapat tahan lama sekali, serta tahan terhadap pengaruh air maupun bahan-bahan yang corrosive asal beton dekkingnya cukup tebal untuk melindungi tulangannya.

b. Kerugian pemakaian Precast Concrete Reinforced Pile •

Karena berat sendirinya maka transportnya akan mahal, oleh karena itu Precast reinforced concrete pile ini di buat di lokasi pekerjaan.

•

Tiang pancang ini di pancangkan setelah cukup keras, hal ini berarti memerlukan waktu yang lama untuk menunggu sampai tiang beto n ini dapat dipergunakan.

•

Bila memerlukan pemotongan maka dalam pelaksanaannya akan lebih sulit dan memerlukan waktu yang lama.

•

Bila panjang tiang pancang kurang, karena panjang dari tiang pancang ini tergantung dari pada alat pancang ( pile driving ) yang tersedia maka untuk melakukan panyambungan adalah sukar dan memerlukan alat penyambung khusus.


Gambar II.7 Tiang Pancang Precast Reinforced Concrete Pile 2. Precast Prestressed Concrete Pile Precast Prestressed Concrete Pile adalah tiang pancang dari beton prategang yang menngunakan baja penguat dan kabel kawat sebagai gaya prategangnya a. Keuntungan pemakaian Precast prestressed concrete pile •

Kapasitas beban pondasi yang dipikulnya tinggi.

•

Tiang pancang tahan terhadap karat.

•

Kemungkinan terjadinya pemancangan keras dapat t erjadi

b. Kerugian pemakaian Precast prestressed concrete pile •

Pondasi tiang pancang sukar untuk ditangani.

•

Biaya permulaan dari pembuatannya t inggi.

•

Pergeseran cukup banyak sehingga prategang sukar untuk disambung.

Gambar II.8 Tiang pancang Precast Prestressed Concrete Pile Sumber : Bowles, 1991

3. Cast in Place Pile


Pondasi tiang pancang tipe ini adalah pondasi yang di cetak di tempat dengan jalan dibuatkan lubang terlebih dahulu dalam tanah dengan cara mengebor tanah seperti pada pengeboran tanah pada waktu penyelidikan tanah. Pada Cast in Place ini dapat dilaksanakan dua cara: 1. Dengan pipa baja yang dipancangkan ke dalam tanah, kemudian diisi dengan beton dan ditumbuk sambil pipa tersebut ditarik keatas. 2. Dengan pipa baja yang di pancangkan ke dalam tanah, kemudian diisi dengan beton, sedangkan pipa tersebut tetap tinggal di dalam tanah. a. Keuntungan pemakaian Cast in Place •

Pembuatan tiang tidak menghambat pekerjan.

•

Tiang ini tidak perlu diangkat, jadi tidak ada resiko rusak dalam tr ansport.

•

Panjang tiang dapat disesuaikan dengan keadaan dilapangan.

b. Kerugian pemakaian Cast in Place •

Pada saat penggalian lubang, membuat keadaan sekelilingnya menjadi kotor akibat tanah yang diangkut dari hasil pengeboran tanah tersebut.

•

Pelaksanaannya memerlukan peralatan yang khusus.

•

Beton yang dikerjakan secara Cast in Place tidak dapat dikontrol.


Gamabar II.9 Tiang Pancang Cast In Place Franki Pile

C. Tiang pancang baja

Jenis tiang pancang baja ini biasanya berbentuk profil H. karena terbuat dari baja maka kekuatan dari tiang ini adalah sangat besar sehingga dalam transport dan pemancangan tidak menimbulkan bahaya patah seperti pada tiang pancang beton precast . Jadi pemakaian tiang pancang ini sangat bermanfaat jika dibutuhkan tiang pancang yang panjang dengan tahanan ujung yang besar. Tingkat karat pada tiang pancang baja sangat berbeda - beda terhadap texture

(susunan butir) dari komposisi tanah, panjang tiang yang berada dalam tanah dan

keadaan kelembaban tanah (moisture content ). Pada tanah dengan susunan butir yang kasar, karat yang terjadi hampir mendekati keadaan karat yang terjadi pada udara terbuka karena adanya sirkulasi air dalam tanah. Pada tanah liat (clay) yang kurang mengandung oksigen akan menghasilkan karat yang mendekati keadaan seperti karat yang terjadi karena terendam air. Pada lapisan pasir yang dalam letaknya dan terletak di bawah lapisan tanah yang padat akan sedikit sekali mengandung oksigen, maka lapisan pasir tersebut akan menghasilkan karat yang kecil sekali pada tiang pancang baja. a. Keuntungan pemakaian tiang pancang baja : •

Tiang pancang ini mudah dalam hal penyambungan;

•

Tiang pancang baja mempunyai kapasitas daya dukung yang tinggi;

•

Dalam pengangkutan dan pemancangan tidak menimbulkan bahaya patah.

b. Kerugian pemakaian tiang pancang baja :


•

Tiang pancang ini mudah mengalami korosi;

•

Tiang pancang H dapat mengalami kerusakan besar saat menembus tanah keras dan yang mengandung batuan, sehingga diperlukan penguatan ujung.

Gambar II.10 Tiang Pancang Baja

D. Tiang Pancang Komposit.

Tiang pancang komposit adalah tiang pancang yang terdiri dari dua bahan yang berbeda yang bekerja bersama-sama sehingga merupakan satu tiang. Kadang-kadang pondasi tiang dibentuk dengan menghubungkan bagian atas dan bagian bawah tiang dengan bahan yang berbeda, misalnya dengan bahan beton di atas muka air tanah dan bahan kayu tanpa perlakuan apapun disebelah bawahnya. Biaya dan kesulitan yang timbul dalam pembuatan sambungan menyebabkan cara ini diabaikan. 1. Water Proofed Steel and Wood Pile.


Tiang ini terdiri dari tiang pancang kayu untuk bagian yang di bawah permukaan air tanah sedangkan bagian atas adalah beton. Kita t elah mengetahui mengetahui bahwa kayu akan tahan lama/awet bila terendam ter endam air, karena itu bahan kayu disini diletakan di bagian bawah yang mana selalu terletak dibawah air tanah. Cara pelaksanaannya adalah sebagai berikut : a. Casing dan core dipancang bersamaan ke dalam tanah hingga mencapai kedalaman yang telah ditentukan untuk meletakkan tiang pancang kayu tersebut dan harus terletak di bawah muka muka air a ir tanah yang terendah; b. Kemudian core di tarik ke atas dan tiang pancang kayu dimasukkan ke dalam casing dan terus dipancang hingga mencapai lapisan tanah keras; c. Setelah mencapai lapisan tanah keras, pemancangan dihentikan dan core ditarik keluar dari casing. Kemudian beton dicor ke dalam casing sampai penuh terus dipadatkan dengan menumbukkan core ke dalam casing.


Gambar II.11 Tiang Pancang Water proofed steel pipe and wood pile pile

2. Composite Dropped in in – Shell Shell and Wood Pile Pile Tipe tiang ini hampir sama dengan tipe diatas hanya bedanya di sini memakai shell yang terbuat dari bahan logam tipis permukaannya di beri alur spiral. Secara singkat pelaksanaanya sebagai berikut: a. Casing dan core dipancang bersama-sama sampai mencapai kedalaman yang telah ditentukan di bawah muka air tanah. t anah. b. Setelah mencapai kedalaman yang dimaksud core ditarik keluar dari casing dan tiang pancang kayu dimasukkan dalam casing cas ing terus dipancang sampai mencapai lapisn tanah keras. Pada pemancangan tiang pancang kayu ini harus diperhatikan benar-benar agar kepala tiang tidak rusak atau pecah. c. Setelah mencapai lapisan tanah keras core cor e ditarik keluar lagi dari casing. d. Kemudian shell berbentuk pipa yang diberi alur spiral dimasukkan dalam casing. Pada ujung bagian bawah shell dipasang tulangan berbentuk sangkar yang mana tulangan ini dibentuk sedemikian rupa sehingga dapat masuk pada ujung atas tiang pancang kayu tersebut. e. Beton kemudian dicor kedalam shell. Setelah shell cukup penuh dan padat casing ditarik keluar sambil shell yang telah terisi beton tadi ditahan terisi beton tadi ditahan dengan cara meletakkan core diujung atas shell. 3. Composite ungased – concrete and wood pile Dasar pemilihan tiang ini adalah :


a. Lapisan tanah keras dalam sekali letaknya sehingga tidak memungkinkan untuk menggunakan cast in place concrete pile. Sedangkan kalau menggunakan precast concrete pile akan terlalu panjang sehingga akan sulit dalam pengangkutan dan

biayanya juga akan lebih besar; besar; b. Muka air tanah terendah sangat dalam sehingga apabila kita menggunakan tiang pancang kayu ka yu akan aka n memerlukan galian yang sangat besar agar tiang pancang tersebut selalu di bawah muka air tanah terendah. t erendah. Cara pelaksanaan tiang ini adalah sebagai berikut : 1) Casing baja dan core dipancang ke dalam tanah hingga mencapai kedalaman yang telah ditentukan di bawah muka muka air tanah; 2) Kemudian core ditarik keluar dari casing dan tiang pancang kayu dimasukkan dalam casing terus dipancang sampai mencapai lapisan tanah keras; 3) Setelah sampai pada tanah keras core dikeluarkan lagi dari casing dan beton dicor sebagian ke dalam casing, kemudian core dimasukkan lagi ke dalam casing; 4) Beton ditumbuk dengan core sambil casing ditarik ke atas sampai jarak tertentu sehingga terjadi bentuk beton yang menggele menggelembung mbung seperti bola di atas tiang pancang kayu tersebut; 5) Core ditarik lagi keluar dari casing dan casing diisi dengan beton lagi sampai padat setinggi beberapa cm di atas permukaan tanah. Kemudian beton ditekan dengan core kembali sedangkan casing ditarik ke atas sampai sa mpai keluar dari tanah.


Gambar II.12 Tiang Pancang Composite ungased – concrete and wood pile

4. Composite dropped – shell and pipe pile Dasar pemilihan tiang ini adalah : •

Lapisan tanah keras terlalu dalam letaknya bila d igunakan cast in place concrete pile;

•

Letak muka air tanah terendah sangat dalam apabila kita menggunakan tiang composite yang bawahnya dari tiang pancang kayu.

Cara pelaksanaan tiang ini adalah sebagai berikut : a. Casing dan core dipancang bersamaan sehingga casing hampir seluruhnya masuk ke dalam tanah. Kemudian core ditarik keluar dari casing; b. Tiang pipa baja dengan dilengkapi sepatu pada ujung bawah dimasukkan dalam casing terus dipancang dengan pertolongan core sampai ke tanah keras; c. Setelah sampai pada tanah keras kemudian core ditar ik ke atas kembali; d. Kemudian shell yang beralur pada dindingnya dimasukkan dalam casing hingga bertumpu pada penumpu yang terletak di ujung atas tiang pipa baja. Bila diperlukan pembesian maka besi tulangan dapat dimasukkan dalam shell dan kemudian beton dicor sampai padat; e. Shell yang terisi dengan beton ditahan dengan core sedangkan casing ditarik keluar dar i tanah. I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

Gambar II.13 Tiang Pancang Composite dropped – shell and pipe pile

5. Franki composite pile Prinsip kerjanya hampir sama dengan tiang Franki biasa, hanya saja pada Franki composite pile ini pada bagian atasnya dipergunakan tiang beton precast biasa atau tiang

profil H dari baja. Cara pelaksanaan tiang ini adalah : a. Pipa dengan sumbat beton yang dicor lebih dahulu pada ujung pipa baja dipancang dalam tanah dengan drop hammer sampai pada tanah keras; b. Setelah pemancangan mencapai kedalaman yang telah direncanakan pipa diisi lagi dengan beton dan terus ditumbuk dengan drop hammer sambil pipa ditarik lagi ke atas sedikit sehingga terjadi bentuk beton seperti bola; c. Setelah tiang beton precast atau tiang baja H masuk dalam pipa sampai bertumpu pada bola beton pipa ditarik keluar dari tanah; d. Rongga di sekitar tiang beton precast atau tiang baja H diisi dengan kerikil atau pasir. I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

Gambar II.14 Tiang Pancang Franki composite pile

II.7.1.2 Berdasarkan cara penyaluran beban yang diterima tiang ke dalam tanah

Berdasarkan cara penyaluran bebannya ke tanah, pondasi tiang dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu : 1. Pondasi tiang dengan tahanan ujung ( End Bearing Pile) Tiang ini akan meneruskan beban melalui tahanan ujung tiang ke lapisan tanah pendukung.

tanah lunak tiang

tanah keras I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

Gambar II.15 Pondasi Tiang Pancang Dengan Tahanan Ujung ( End Bearing Pile) Sumber: Ir. Sardjono, H. S. Pondasi Tiang Pancang, Jilid I 2. Tiang pancang dengan tahanan gesekan ( Friction Pile) Jenis tiang pancang ini akan meneruskan beban ke tanah melalui gesekan antara tiang dengan tanah di sekelilingnya. Bila butiran tanah sangat halus tidak menyebabkan tanah di antara tiang - tiang menjadi padat, sedangkan bila butiran tanah kasar maka tanah di antara tiang akan semakin padat.

tiang

tanah berbutir kasar

Gambar II.16 Pondasi Tiang Pancang Dengan Tahanan Gesekan ( Friction Pile) Sumber: Ir. Sardjono, H. S. Pondasi Tiang Pancang, Jilid I 3. Tiang pancang dengan tahanan lekatan ( Adhesive Pile) Bila tiang dipancangkan pada dasar tanah pondasi yang memiliki nilai kohesi tinggi, maka beban yang diterima oleh tiang akan ditahan oleh lekatan antara tanah disekitar dan permukaan tiang.

tiang

tanah berkohesif tinggi


Gambar II.17 Pondasi Tiang Pancang Dengan Tahanan Lekatan ( Adhesive Pile) Sumber: Ir. Sardjono, H. S. Pondasi Tiang Pancang, Jilid I

II.8 Pemancangan tiang pancang

Pemancangan tiang pancang adalah usaha yang dilakukan untuk menempatkan tiang pancang di dalam tanah sehingga berfungsi sesuai perencanaan. Pada umumnya pelakasanan pemancangan dapat dibagi dalam tiga tahap, tahap pertama adalah pengaturan posisi tiang pancang, yang meliputi kegiatan mengangkat dan mendirikan tiang pada pemandu rangka pancang, membawa tiang pada titik pemancangan, mengatur arah dan kemiringan tiang dan kemudian percobaan pemancangan. Setelah selesai, tahap kedua adalah pemancangan tiang hingga mencapai kedalaman yang direncanakan. Pada tahap ini didalam pencatatan data pemancangan, yaitu jumlah pukulan pada tiap penurunan tiang sebesar 0, 25 m atau 0, 5 m. Hal ini dimaksudkan untuk memperkirakan apakah tiang telah mencapai tanah keras seperti yang telah direncanakan. Tahap terakhir biasa dikenal dengan setting, yaitu pengukuran penurunan tiang pancang per pukulan pada akhir pemancangan. Harga penurunan ini kemudian digunakan untuk menentukan kapasitas dukung tiang tersebut.

II.8.1 Peralatan Pemancangan ( Driving Equipment)

Untuk memancangkan tiang pancang ke dalam tanah digunakan alat pancang. Pada dasarnya alat pancang terdiri dari t iga macam, yaitu : 1. Drop hammer I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

2. Single - acting hammer 3. Double - acting hammer Bagian - bagian yang paling penting pada alat pancang adalah pemukul ( hammer ), leader , tali atau kabel dan mesin uap.

II.8.2 Hal - Hal yang Menyangkut Masalah Pemancangan

Ada beberapa hal yang sering dijumpai pada saat proses pemancangan. Pada umumnya yang sering terjadi antara lain adalah kerusakan tiang, pergerakan tanah pondasi hingga pada masalah pemilihan peralatan. 1. Pemilihan peralatan Alat utama yang digunakan untuk memancangkan tiang-tiang pracetak adalah penumbuk ( hammer ) dan mesin derek ( tower ). Untuk memancangkan tiang pada posisi yang tepat, cepat dan dengan biaya yang rendah, penumbuk dan dereknya harus dipilih dengan teliti agar sesuai dengan keadaan di sekitarnya, jenis dan ukuran tiang, tanah pondasi dan perancahnya. Faktor - faktor yang mempengaruhi pemilihan alat penumbuk adalah kemungkinan pemancangannya dan manfaatnya secara ekonomis. Karena dewasa ini masalah-masalah lingkungan seperti suara bising atau getaran tidak boleh diabaikan, maka pekerjaan seperti ini perlu digabungkan dengan teknik-teknik pembantu lainnya walaupun sebelumnya telah ditetapkan salah satu cara pemancangan.

2. Pergerakan tanah pondasi Pemancangan tiang akan mengakibatkan tanah pondasi dapat bergerak karena sebagian tanah yang digantikan oleh tiang akan bergeser dan mengakibatkan bangunan - bangunan yang berada di dekatnya akan mengalami pergeseran juga. I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

3. Kerusakan tiang Pemilihan ukuran dan mutu tiang didasarkan pada kegunaannya dalam perencanaan, tetapi setidaknya tiang tersebut harus dapat dipancangkan sampai ke pondasi. Jika tanah pondasi cukup keras dan tiang tersebut cukup panjang, tiang tersebut harus dipancangkan dengan penumbuk ( hammer ) dan tiang harus dijaga terhadap kerusakan akibat gaya tumbukan dari hammer .


Gambar II.17 Proses Pemancangan Tiang Pancang

II.9 Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang berdasarkan Data Lapangan 1. Kapasitas daya dukung tiang pancang dari hasil sondir I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

Diantara perbedaaan tes dilapangan, sondir atau cone penetration test (CPT) seringkali sangat dipertimbangkan berperanan dari geoteknik. CPT atau sondir ini tes yang sangat cepat, sederhana, ekonomis dan tes tersebut dapat dipercaya dilapangan dengan pengukuran terusmenerus dari permukaan tanah-tanah dasar. CPT atau sondir ini dapat juga mengklasifikasi lapisan tanah dan dapat memperkirakan kekuatan dan karakteristik dari tanah. Didalam perencanaan pondasi tiang pancang ( pile), data tanah sangat diperlukan dalam merencanakan kapasitas daya dukung ( bearing capacity) dar tiang pancang sebelum pembangunan dimulai, guna menentukan kapasitas daya dukung ultimit dari tiang pancang. Kapasitas daya dukung ultimit ditentukan dengan persamaan sebagai berikut : Qu = Q b + Qs = q bA b + f.As........................................................... ..............(II.3) dimana : Qu

=

Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang.

Q b

=

Kapasitas tahanan di ujung tiang.

Qs

=

Kapasitas tahanan kulit.

q b

=

Kapasitas daya dukung di ujung tiang persatuan luas.

A b

=

Luas di ujung tiang.

f

=

Satuan tahanan kulit persatuan luas.

As

=

Luas kulit tiang pancang.

Perencanaan pondasi tiang pancang dengan Sondir diklasifikasikan atas beberapa metode diantaranya :

a. Metode Aoki dan De Alencar


Aoki dan Alencar mengusulkan untuk memperkirakan kapasitas dukung ultimit dari data Sondir. Kapasitas dukung ujung persatuan luas (q b) diperoleh sebagai berikut : q b =

qca (base ) F b

............................................................................. ...............(II.4)

dimana : q ca (base)

= Perlawanan konus rata-rata 1,5D diatas ujung tiang, 1,5D dibawah ujung tiang dan F b adalah faktor empirik tahanan ujung tiang tergantung pada tipe tiang.

Tahanan kulit persatuan luas (f) diprediksi sebagai berikut : F = q c (side)

α s F s

.................................................................................... ..............(II.5)

dimana : q c (side)

= Perlawanan konus rata-rata pada masinglapisan sepanjang tiang.

Fs

= Faktor empirik tahanan kulit yang tergantung pada tipe tiang.

F b

= Faktor empirik tahan ujung tiang yang tergantung pada tipe tiang.

Faktor F b dan Fs diberikan pada Tabel II.1 dan nilai-nilai faktor empirik

αs diberikan pada

Tabel II.2. Tabel II.1 Faktor empirik F b dan Fs Fb

Fs

Tiang Bor

3,5

7,0

Baja

1,75

3,5

Beton Pratekan

1,75

3,5

Tipe Tiang Pancang

Sumber : Titi & Farsakh, 1999

Tabel II.2 Nilai faktor empirik untuk tipe tanah I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

Tipe Tanah

αs

Tipe Tanah

αs (%)

Pasir berlanau

2,2

(%)

Pasir

1,4

Pasir kelanauan

2,0

Pasir berlanau dengan lempung

Lempung berpasir

αs (%) 2,4

Lempung 2,8

berpasir

2,8

dengan lanau

Pasir kelanauan dengan

Tipe Tanah

Lempung 2,4

Lanau

3,0

lempung

berlanau

3,0

dengan pasir

Pasir

Lanau

berlempung

2,8

berlempung

dengan lanau

dengan pasir

Pasir

Lanau

berlempung

3,0

berlempung

3,0

3,4

Lempung berlanau

Lempung

4,0

6,0

Sumber : Titi & Farsakh, 1999

Pada umumnya nilai

αs untuk pasir = 1,4 persen, nilai αs untuk lanau = 3,0 persen dan nilai αs

untuk lempung = 1,4 persen. b. Metode Langsung

Metode langsung ini dikemukakan oleh beberapa ahli diantaranya : Meyerhoff, Tomlinson, Begemann. Daya dukung pondasi tiang dinyatakan dalam rumus se bagai berikut :. Qu = q c x A

p

+ JHL x K t ................................................. ………..(II.6)

Dimana : Qu = Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang. q c =Tahanan ujung Sondir (Perlawanan penetrasi Konus pada kedalaman yang ditinjau).

Dapat digunakan faktor koreksi Meyerhoff : I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

q c 1 = Rata-rata PPK (q c ) 8D diatas ujung tiang q c 2 = Rata-rata PPK (q c ) 4D diatas ujung tiang JHL = Jumlah hambatan lekat. K t = Keliling tiang. A

p

= Luas penampang tiang.

- Daya dukung ijin pondasi tiang dinyatakan dalam rumus sebagai berikut : Q u Ijin =

q c xA p

3

+

JHLxK t

5

........................................................... ………(II.7)

Dimana : Q u Ijin = Kapasitas daya dukung ijin tiang pancang. qc

= Tahanan ujung sondir dengan memakai faktor koreksi Begemann.

JHL

= Jumlah hambatan lekat ( total friction ).

K t

= Keleling tiang.

A p

= Luas penampang tiang.

3

= Faktor keamanan untuk daya dukung tiang.

5

= Faktor keamanan untuk gesekan pada selimut tiang. Dari hasil uji sondir ditunjukkan bahwa tahanan ujung sondir ( harga tekan konus )

bervariasi terhadap kedalaman. Oleh sebab itu pengambilan harga q c untuk daya dukung diujung tiang kurang tepat. Suatu rentang disekitar ujung tiang perlu dipertimbangkan dalam menentukan daya dukungnya. Menurut Meyerhoff : q p = q c

→ Untuk keperluan praktis.


q p = ( 2/3 – 3/2 ) q c ................................................................................ .............(II.8) Dimana : q p = Tahanan ujung ultimate. q c = Harga rata – rata tahanan ujung konus dalam daerah 2D dibawah ujung tiang.

2. Kapasitas daya dukung tiang pancang dari hasil SPT 2.1 Daya dukung ujung pondasi tiang pancang pada tanah kohesif dan non-kohesif dengan data SPT

a. Daya dukung ujunga tanah pada tanah non-kohesif Q p = 40*N-SPT*L b/D*A p ≤ 400* N-SPT* A p dimana :

Q p

= Tahanan ujung ultimate ( kN )

A p

= Luas penampang tiang pancang ( m2 )

b. Tahanan geser selimut tiang pancang pada tanah non - kohesif Qs = 2* N-SPT*p*Li ................................................................... ………..(II.9) dimana: Li = Panjang lapisan tanah (m) p = Keliling tiang (m) c. Daya dukung ujung tiang pada tanah kohesif c u - Untuk tiang pancang dan tiang bor Q p = 9* c u* A p ......................................................................... ……...(II.10) 2

dimana : A p = Luas penampang tiang (m ) 2

cu = Kohesi undrained (kN/ m ) = N-SPT*2/3*10 d. Tahanan geser selimut tiang pada tanah kohesif cu Qs = α* cu*p* Li…………………………………………………………...(II.11) I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

dimana: α

= Koefisien adhesi antara tanah dan tiang 2

cu = Kohesi undrained (kN/ m ) = N-SPT*2/3*10 p = Keliling tiang (m) Li = Kanjang lapisan tanah (m)

II.10 Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Laboratorium II.10.1 Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dari Data Parameter Kuat Geser Tanah

Berdasarkan hasil pemeriksaan tanah melalui beberapa percobaan akan didapatkan nilai

berat isi tanah (γ), nilai kohesif tanah (c) serta nilai sudut geser tanah (φ). Perkiraan kapasitas daya dukung pondasi tiang pancang pada tanah pasir dan silt didasarkan pada data parameter kuat geser tanah, ditentukan dengan perumusan sebagai berikut : 1.

Daya dukung ujung pondasi tiang pancang ( end bearing). Untuk tanah kohesif : Q p

*

= A p . cu . Nc ......................................................................... .........(II.12)

dimana : Q p

= Tahanan ujung per satuan luas, ton.

A p

= Luas penampang tiang pancang , m .

cu

= Undrained cohesion, ton/m .

2

2


Nc

*

*

= Faktor daya dukung tanah, untuk pondasi tiang pancang nilai N c = 9 (Whitaker and Cooke, 1966).

Untuk mencari nilai cu ( Undrained cohesion), dapat digunakan persamaan di bawah ini :

 p a   < 1 ......................................................... ..........(II.13) c  u 

α* = 0,21 + 0,25  dimana :

α* = Faktor adhesi = 0,4 pa

2

= Tekanan atmosfir = 1,058 ton/ft = 101,3 kN/m

2

Untuk tanah non kohesif : Q p

*

= A p . q' (Nq - 1) .................................................................. ...........(II.14)

dimana : Q p

= Tahanan ujung per satuan luas, ton.

A p

= Luas penampang tiang pancang , m2.

q'

= Tekanan vertikal efektif, ton/m2.

Nq * = Faktor daya dukung tanah.

Vesic (1967) mengusulkan korelasi antara φ dan N q * seperti terlihat pada Gambar II.19 berikut ini :


Gambar II.19 Faktor Nq * (Vesic, 1967)

2.

Daya dukung selimut tiang pancang ( skin friction). Qs = f i. Li . p ............................................................................. .............(II.15) dimana : 2

fi

= Tahanan satuan skin friction, ton/m .

Li

= Panjang lapisan tanah, m.

p

= Keliling tiang, m.

Qs = Daya dukung selimut tiang, ton. Pada tanah kohesif : f

=

αi* . cu ................................................................................ ............(II.16)

dimana : I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

αi* = Faktor adhesi, 0,55 (Reese & Wright, 1977). 2

cu

= Undrained cohesion, ton/m .

Pada tanah non-kohesif : f

=

K 0 . σv’ . tan δ ..................................................................... ............(II.17)

dimana : K 0

= Koefisien tekanan tanah K 0 = 1 –

sin φ

σv’ = Tegangan vertikal efektif tanah, ton/m2. σv’ = γ . L’ L’ = 15D D = Diameter

δ

= 0,8 . φ

II.10.2 Tahanan Ujung Ultimate

Kapasitas maksimum tahanan ujung dari sebuah tiang pancang dapat dihitung dengan menggunakan data pengujian laboratorium maupun data pengujian penetrasi. Jika menggunakan data laboratorium maka perhitungan kapasitas ultimate tahanan ujung berdasarkan Meyerhof sebagai berikut : P pu = A p (C.Nc + η.q’.Nq ) ………………………………………………. (II.18) Dimana : 2

P pu = Kapasitas ultimate tahan ujung tiang (kg/cm ) 2

A p = Luas penampang tiang pancang (cm ) C

2

= Kohesi tanah (kg/cm )


Nc = Faktor kapasitas daya dukung, tergantung pada sudut geser tanah ( Ө) Nq = Faktor kapasitas daya dukung, tergantung pada harga L/B > 1 dan bergantung sudut geser tanah (Ө) q’ = Tegangan vertikal efektip pada titik tiang pancang (kg/cm2)

η = 1 untuk semua kecuali faktor-faktor vesic (1975) dimana η =

1 + 2 K 0 3

Ko = Koefisien tanah dalam keadaan diam Ko = (1-sinӨ)√OCR Faktor – faktor kapasitas daya dukung ( N c dan Nq ) dapat dihitung berdasarkan grafik II.20.

Grafik II.20 Grafik daya dukung tanah Meyerhof I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

Harga faktor daya dukung sesuai dengan grafik diatas dapat juga dilihat pada tabel berikut :

Tabel II.3 Faktor daya dukung Meyerhof

II.10.3 Tahanan Kulit ( Skin Resistance )

Perhitungan kapasitas ultimate tahanan kulit (skin resistance) dengan menggunakan kombinasi tegangan total dan tegangan efektif. Ada tiga metode yang digunakan untuk menghitung tahanan kulit pada tiang pancang dalam tanah kohesif. Metode – metode ini

disebut metode α, metode λ dan metode β. Metode –metode ini digunakan juga untuk tiang pancang di dalam tanah tak berkohesif, semua kasus secara umum, kapasitas tahanan kulit dihitung sebagai :

P ps =

∑ A f (∆ L).......................................................................................( II .19) s.

s


Dimana : 2

P ps = Kapasitas ultimate tahanan kulit (kg/cm ) As = Luas permukaan efektif pada fs bekerja dan biasanya dihitung sebagai keliling x pertambahan penanaman

∆L (cm 2)

∆L

= Pertambahan panjang yang tertanam untuk setiap lapisan tanah (cm)

f s

= Tahanan kulit yang akan dihitung dengan menggunakan salah satu metode tersebut diatas

Σ

= Penjumlahan kontribusi dari beberapa segmen tiang pancang

II.10.3.1 Metode α

Metode α diusulkan oleh Tomlinso n (1977) tahan kulit dibagi menjadi dua jenis yaitu lempung dan pasir dihitung sebagai berikut : Untuk tanah lempung f s

= α.cu ……………………………………………………….. ( II.20)

Untuk tanah pasir f s =

1 2

q ' K s tan δ …………………………………………… … ( II.21)

Dimana : f s = Tahanan kulit

α = Koefisien yang harganya dapat dihitung pada grafik II.21 cu = Kohesi rata-rata setiap lapisan tanah yang ditinjau q’ = Tegangan vertical efektif pada elemen∆L K s = Koefisien rata-rata tekanan tanah pada seluruh panajang yang tertanam dipengaruhi oleh jenis tiang dan kondisi tanah

δ = Sudut geser efektif diantara tanah dengan tiang pancang atau nilai pada tabel 2.2 Tabel II.4 Nilai K s untuk tiang pada pasir (Brom 1965) I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

Pile Type

δ

K s for Low relative density

High relative density

Steel

20

0.5

1.0

Concrete

0.75 φ

1.0

2.0

Wood

0.67 φ

1.5

4.0

Grafik II.21

Variasi harga α berdasarkan kohesi tanah

Grafik II.22 Grafik harga α berdasarkan Cu tanah I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

Tabel II.5 Harga sudut gesekan δ antara be berapa bahan pondasi dengan tanah atau batuan No Bahan – bahan yang mempunyai permukaan antara (interface)

Susut gesek δ ( 0)

Beton Massa atau Batuan pada Benda – Benda berikut :

1

Batuan asli yang bersih

35

2

Kerikil bersih, campuran pasir kerikil, pasir kasar

29 - 31

3

Pasir halus yang bersih dengan pasir sedang, medium endapan

24 – 29

dengan pasir kasar, endapan kerikil yang bersifat pekat 4

Endapan pasir halus, endapan tak bersifat plastic

19 – 24

5

22 – 26

6

Bahan residu yang sangat kaku dengan bahan residu yang sangat keras atau tanah liat yang terkonsolidasi sebelumnya Tanah liat kaku sedang dengan tanah liat kaku dan tanah liat endapan Tiang Pancang Lempengan Baja terhadap :

1

Kerikil bersih, campuran pasir kerikil, batuan yang telah diolah

22

17 – 19

dengan baik dan disisip dengan batu serpih 2

Pasir bersih, campuran pasir kerikil yang mengendap,batuan keras

17

isian yang berukuran sejenis 3

Pasir endapan, kerikil atau pasir yang bercampur endapan atau tanah

14

liat 4

Endapan yang berbentuk pasir halus, endapan yang tak bersifat

11

plastic Beton Bebentuk atau Tiang pancang baja beton terhadap :

1

Kerikil bersih,campuran pasir kerikil,batuan yang telah diolah dan

22 – 26

diisi dengan batuan serpih 2

Pasir bersih, campuran pasir kerikil yang mengendap, batuan keras

17 – 22

berukuran semacam 3

Pasir endapan, kerikil atau pasir yang bercampur dengan endapan

17

atau tanah liat 4

Endapan pasir halus, endapan yang tak bersifat plastik

14

Berbagai Bahan Bangunan :

Batuan pada batu api atau batu metamorf : 1

Batuan lembek yang dilapis dengan batuan lembek yang dilapis

35


2

Batuan keras yang dilapis pada batuan halus yang dilapis

33

3

Batuan keras yang dilapis dengan batuan keras yang dilapis

29

4

Batu bangunan pada kayu (serat bersilang)

26

5

Baja pada baja titik temu tiang pancang baja

17

6

Kayu pada tanah

14 - 16

Catatan : untuk harga tunggal dapat diberikan toleransi ± 2. Sumber : Analisis dan desain Pondasi, Bowles, E, Joseph,1993

II.10.2.2 Metode λ

Vijayvergia dan Focht (1972) menyajikan sebuah metode alternative untuk mendapatkan tahanan kulit f s untuk sebuah tiang pancang didalam lempung sebagai berikut: f s

= λ ( q’ + 2cu ) …………………………………………………………… (II.22)

dimana : q’, cu = Nilai – nilai yang didefenisikan didalam persamaan II.21

λ

= Koefisien yang dapat diperoleh dari grafik II.23

Koefisien λ didapatkan dari sebuah analisa regresi grafik dari sebuah diagram dengan sejumlah besar pengujian beban tiang pancang. Tiang pancang yang lebih pendek kebanyakan berada didalam lempung yang lebih kaku atau lempung yang mempunyai kerak yang kaku yang dapat

menerangkan nilai λ yang lebih besar untuk tiang pancang pendek. Ditempat dimana tiang pancang yang panjang menembus lampung yang pendek maka nilai –

nilai λ mereflek sikan

pengambilan nilai rata – rata untuk sebuah nilai tunggal dan perkembangan tahanan kulit batas karena kapasitas tiang pancang tidak dapat bertambah dengan q’ tanpa batas. Korelasi tersebut dilaporkan untuk metode ini besarnya kira – kira ± 10%.


Grafik II.23

Grafik hubungan harga λ dengan kedalaman

II.10.2.3 Metode β

Sejumlah organisasi telah menganalisa kembali data – data yang ada dan dilengkapi dengan pengujian – pengujian paling akhir, mengusulkan bahwa korelasi pengujian beban dan kapasitas tiang pancang, hasil perhitungan lebih baik dapat ditentukan dengan menggunakan parameter – parameter tegangan efektif. Persamaan berikut dapat ditetapkan untuk semua tanah normal konsolidasi adalah : f s

= Kq’tanδ …………………………………………………………. …..(II.23)

dapat dituliskan kembali f s

= β.q’ …………………………………………………………………..(II.24)

dimana : q’

= Tekanan efektif rata – rata yang bekerja pada ∆L

β

= K.tanδ; dimana tan δ adalah k oefisien g esek an efek tif diantara tiang p ancang d eng an tanah, K adalah koefisien tanah lateral yang biasanya digunakan harga Ko.

Harus diperhatikan bahwa didalam jangkauan nilai praktis daripada Ko dan t an φ

Maka hasil perkalian (yakni β) mempunyai nilai rata –rata sebesar 0.25 sampai ke 0.40 dengan nilai rata – rata sebesar 0.32. I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

II.11 Kapasitas Daya Dukung Tiang Bor Dari Hasil Loading Test Dengan Metode Davisson

Jika kurva beban penurunan telah diperoleh dari uji beban tiang, maka dapat diestimasi beban ultimit yang menyebabkan runtuhnya tiang. Bila tiang pada lempung lunak penentuan beban ultimit relatif mudah karena kurvanya akan berbentuk seperti kurva A (Gambar II.24), di mana beban yang menyebabkan keruntuhan tiang adalah pada beban yang konstan namun penurunan yang terjadi berlebihan. Akan tetapi, bila tiang pada pasir, tanah-tanah campuran atau lempung kaku, untuk menentukan titik keruntuhan tiang pada kurva beban penurunan menjadi sulit kurva B (Gambar II.24). (H. C. Hardiyatmo, 2002)

Gambar II.24 Kurva beban penurunan untuk tanah t ertentu

Davisson (1973), mengusulkan cara yang telah banyak dipakai pada saat ini. Cara mendefenisikan kapasitas ultimit tiang pada penurunan tiang sebesar ( Gambar 2.15) : I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

Gambar II.25 Metode Davisson (1973)

0,012 d r + 0,1d /d r + QD/( AE )........................................................................(II.25) dengan, d = Diameter/lebar tiang d r = Lebar referensi = 1 ft =300 mm Q = Beban yang bekerja pada tiang D = Kedalaman tiang A = Luas tampang tiang E = Modulus elastis tiang

σr = 0,1 Mpa

II.12 Tiang Pancang Kelompok ( Pile Group)

Pada keadaan sebenarnya jarang sekali didapatkan tiang pancang yang berdiri sendiri (Single Pile), akan tetapi kita sering mendapatkan pondasi tiang pancang dalam bentuk kelompok ( Pile Group) seperti dalam Gambar II.26.


Untuk mempersatukan tiang-tiang pancang tersebut dalam satu kelompok tiang biasanya di atas tiang tersebut diberi poer ( footing). Dalam perhitungan poer dianggap/dibuat kaku sempurna, sehingga : 1. Bila beban-beban yang bekerja pada kelompok tiang tersebut menimbulkan penurunan, maka setelah penurunan bidang poer tetap merupakan bidang datar. 2. Gaya yang bekerja pada t iang berbanding lurus dengan penurunan tiang-tiang.


(a)

(b) Gambar II.26 Pola-pola kelompok tiang pancang khusus : (a) Untuk kaki tunggal, Untuk dinding pondasi Sumber : Bowles, 1991

(b)

II.12.1 Jarak antar tiang dalam kelompok

Berdasarkan pada perhitungan. Daya dukung tanah oleh Dirjen Bina Marga Departemen P.U.T.L. diisyaratkan :

S ≥ 2,5 D S≥3D

dimana : I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

S

= Jarak masing-masing.

D

= Diameter tiang.

Biasanya jarak antara 2 tiang dalam kelompok diisyaratkan minimum 0,60 m dan maximum 2,00 m. Ketentuan ini berdasarkan pada pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut : 1. Bila S < 2,5 D Pada pemancangan tiang no. 3 (Gambar II.25) akan menyebabkan : a. Kemungkinan tanah di sekitar kelompok tiang akan naik terlalu berlebihan karena terdesak oleh tiang-tiang yang dipancang terlalu berdekatan. b.

Terangkatnya tiang-tiang di sekitarnya yang telah dipancang lebih dahulu.

2. Bila S > 3 D Apabila S > 3 D maka tidak ekonomis, karena akan memperbesar ukuran/dimensi dari poer ( footing). Pada perencanaan pondasi tiang pancang biasanya setelah jumlah tiang pancang dan jarak antara tiang-tiang pancang yang diperlukan kita tentukan, maka kita dapat menentukan luas poer yang diperlukan untuk tiap-tiap kolom portal. Bila ternyata luas poer total yang diperlukan lebih kecil dari pada setengah luas bangunan, maka kita gunakan pondasi setempat dengan poer di atas kelompok tiang pancang. Dan bila luas poer total diperlukan lebih besar daripada setengah luas bangunan, maka biasanya kita pilih pondasi penuh ( raft fondation) di atas tiang-tiang pancang.


Gambar II.27 Pengaruh tiang akibat pemancangan pemancangan Sumber : Sardjono Hs, 1988

II.13 Kapasitas Kelompok dan Efisiensi Efisiensi Tiang Pancang

Jika kelompok tiang dipancang dalam tanah lempung lunak, pasir tidak padat, atau timbunan, dengan dasar tiang yang bertumpu pada lapisan kaku, maka kelompok tiang tersebut tidak mempunyai resiko akan mengalami keruntuhan geser umum, asalkan diberikan faktor aman yang cukup terhadap bahaya keruntuhan tiang tunggalnya. Akan tetapi, penurunan kelompok tiang masih tetap harus dipancang secara keseluruhan ke dalam tanah lempung lunak. Pada kelompok tiang yang dasarnya bertumpu pada lapisan lempung lunak, faktor aman terhadap keruntuhan blok harus diperhitungkan, terutama untuk jarak tiang-tiang yang dekat. Pada tiang yang dipasang pada jarak yang besar, tanah diantara tiang-tiang bergerak sama sekali ketika tiang bergerak kebawah oleh akibat beban yang bekerja (Gambar II.28.a). Tetapi, jika jarak tiang-tiang terlalu dekat, saat tiang turun oleh akibat beban, tanah diantara tiang-tiang juga ikut bergerak turun. Pada kondisi ini, kelompok tiang dapat dianggap sebagai satu tiang besar dengan lebar yang sama dengan lebar kelompok tiang. Saat tanah yang mendukung beban kelompok tiang ini mengalami keruntuhan, maka model keruntuhannya disebut keruntuhan blok (Gambar II.28.b). Jadi, pada keruntuhan blok, tanah yang terletak diantara tiang bergerak kebawah bersama-sama dengan tiangnya. Mekanisme keruntuhan yang demikian dapat terjadi pada tipe-tipe tiang pancang maupun tiang bor.


(a)

(b)

Gambar II.28 Tipe keruntuhan dalam kelompok tiang : (a) Tiang tunggal, (b) Kelompok tiang Sumber : Hardiyatmo, 2002

Umumnya model keruntuhan blok terjadi bila rasio jarak tiang dibagi diameter (S/D) sekitar kurang dari 2 (dua).

Kapasitas ultimit kelompok tiang dengan memperlihatkan faktor efisiensi tiang dinyatakan dengan rumus sebagai berikut : Qg = Eg . n . Qa ............................................................................ .............(II.26) dimana : Qg = Beban maksimum maksimum kelompok tiang yang yang mengakibatkan mengakibatkan keruntuhan.

η

= Efisiensi kelompok tiang.

n

= Jumlah tiang dalam kelompok.

Qa = Beban maksimum tiang tungga tungga l. Beberapa persamaan efisiensi tiang telah diusulkan untuk menghitung kapasitas kelompok tiang, namun semuanya hanya bersifat pendekatan. Persamaan-persamaan yang diusulkan didasarkan pada susunan tiang, dengan mengabaikan panjang tiang, variasi bentuk I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

tiang yang meruncing, variasi sifat tanah dengan kedalaman dan pengaruh muka air tanah. Adapun persamaan-persamaan efisiensi tiang tersebut yang disarankan oleh Converse-Labare, sebagai berikut : Eg = 1 –

θ

( n'−1).m + (m − 1).n' 90.m.n'

…………………………………………..(II.27)

dimana : Eg

=

Efisiensi kelompok tiang.

m

=

Jumlah baris tiang.

N

=

Jumlah tiang dalam satu baris.

Θ

=

Arc tg D/S, dalam derajat.

S

=

Jarak pusat ke pusat tiang (lihat Gambar II.27)

D=

Diameter tiang. tiang.

Gambar II.29 Definisi jarak s dalam hitungan efisiens i tiang Sumber : Hardiyatmo, 2002

II.14 Penurunan Tiang

Dalam bidang teknik sipil ada dua hal yang perlu diketahui mengenai penurunan, yaitu : a. Besarnya penurunan yang akan terjadi. I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

b. Kecepatan penurunan. Istilah penurunan (settlement ) digunakan untuk menunjukkan gerakan titik tertentu pada bangunan terhadap titik referensi yang tetap. Umumnya, penurunan yang tidak seragam lebih membahayakan bangunan dari pada penurunan totalnya. Contoh-contoh bentuk penurunan dapat dilihat pada Gambar II.29.

Gambar II.29 Contoh kerusakan bangunan akibat penurunan

a. Pada gambar (a), dapat diperhatikan jika tepi bangunan turun lebih besar dari bagian tengahnya, bangunan diperkirakan akan retak-ret ak pada bagian tengahnya. b. Pada gambar (b), jika bagian tengah bangunan turun lebih besar, bagian atas bangunan dalam kondisi tertekan dan bagian bawah tertarik. Bila deformasi yang terjadi sangat besar, tegangan tarik yang berkembang dibawah bangunan dapat mengakibatkan retakan-retakan. c. Pada gambar (c), penurunan satu tepi/sisi dapat berak ibat keretakan pada bagian c. d. Pada gambar (d), penurunan terjadi berangsur-angsur dari salah satu tepi bangunan, yang berakibat miringnya bangunan tanpa terjadi keretakan pada bagian bangunan. Selain dari kegagalan kuat dukung ( bearing capacity failure) tanah, pada setiap proses penggalian selalu dihubungkan dengan perubahan keadaan tegangan didalam tanah. Perubahan


tegangan pasti akan disertai dengan perubahan bentuk, pada umumnya hal ini yang menyebabkan penurunan pada pondasi (Hardiyat mo, 1996).

II.14.1 Perkiraan penurunan tiang tunggal

Menurut Poulus dan Davis (1980) penurunan jangka panjang untuk pondasi tiang tunggal tidak perlu ditinjau karena penurunan tiang akibat konsolidasi dari tanah relatif kecil. Hal ini disebabkan karena pondasi tiang direncanakan terhadap kuat dukung ujung dan kuat dukung friksinya atau penjumlahan dari keduanya (Hardiyatmo, 2002). Perkiraan penurunan tiang tunggal dapat dihitung berdasarkan : a. Untuk tiang apung atau tiang friksi S=

Q. I Es. D

........................................................................................ .........(II.28)

dimana : I = Io . R k . R h . R μ b. Untuk tiang dukung ujung S=

Q. I Es. D

........................................................................................ .........(II.29)

dimana : I = Io . R k . R b . R μ dengan : S

= Penurunan untuk tiang tunggal.

Q

= Beban yang bekerja

Io

= Faktor pengaruh penurunan untuk tiang yang tidak mudah mampat (Gambar II.30).

R k = Faktor koreksi kemudah mampatan tiang (Gambar II.31). R h

= Faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada tanah keras (Gambar II.32).


Faktor koreksi angka Poisson μ (Gambar II.33).

R μ

=

R b

= Faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung (Gambar II.34).

h

= Kedalaman total lapisan tanah dari ujung tiang ke muka tanah.

D

= Diameter tiang.

Gambar II.30 Faktor penurunan I o (Poulos dan Davis)

Gambar II.31 Koreksi kompresi, R k (Poulos dan Davis)


Gambar II.32 Koreksi kedalaman, R h (Poulos dan Davis)

Gambar II.33 Koreksi angka Poisson, R μ (Poulus dan Davis) ( Hardiyatmo, 2002)


Gambar II.34 Koreksi kekakuan lapisan pendukung, R b (Poulos dan Davis)

Pada Gambar II.30, II.31, dan II.32, K adalah suatu ukuran kompresibilitas relatif dari tiang dan tanah yang dinyatakan oleh persamaan : K=

E p . R A E s

................................................................................... ...........(II.30)

dimana : R A =

A p

1 π .d 2 4

dengan : K

= Faktor kekakuan tiang.

E p

= Modulus elastisitas dari bahan tiang.

Es

= Modulus elastisitas tanah disekitar tiang.

E b

= Modulus elastisitas tanah didasar tiang.

Perkiraan angka Poisson (μ) dapat dilihat pada Tabel berikut ini. Tabel II.6 Perkiraan angka poisson (μ ) Macam Tanah

μ

Lempung jenuh

0,4 – 0,5

Lempung tak jenuh

0,1 – 0,3

Lempung berpasir

0,2 – 0,3


Lanau

0,3 – 0,35

Pasir padat

0,2 – 0,4

Pasir kasar

0,15

Pasir halus

0,25

( Hardiyatmo, 1996)

Berbagai metode tersedia untuk menentukan nilai modulus elastisitas tanah (E s), antara lain dengan percobaan langsung ditempat yaitu dengan menggunakan data hasil pengujian krucut statis (sondir). Karena nilai laboratorium dari Es tidak sangat baik dan mahal untuk mendapatkan (Bowles, 1977). Bowles memberikan persamaan yang dihasilkan dari pengumpulan data pengujian kerucut statis (sondir), sevagai berikut : Es = 3q c

(untuk pasir)............................................... (II.30a)

Es = 2 sampai 8q c

(untuk lempung)......................................... (II.30b)

q c (side)

=

Perlawanan konus rata-rata pada masing lapisan sepanjang tiang.

Dari analisa yang dilakukan secara mendetail oleh meyerhof, untuk nilai modulus elastisitas tanah dibawah ujung tiang (E b) kira-kira 5-10 kali harga modulus elastisitas tanah di sepanjang tiang (Es).

Rumus untuk penurunan tiang elastis adalah : S

=

(Q + ξ Qs ) L A. Ep

......................................................................... ..........(II.32)

dimana : Q

= Beban yang bekerja

Qs

= Tahanan gesek

ξ

= Koefisien dari skin friction

Ep

= Modulus elastisitas dari bahan tiang


II.14.2 Pekiraan penurunan kelompok tiang ( pile group)

Pada hitungan pondasi tiang, kapasitas izin tiang sering lebih didasarkan pada persyaratan penurunan. Penurunan tiang terutama bergantung pada nilai banding tahanan ujung dengan beban tiang. Jika beban yang didukung pertiang lebih kecil atau sama dengan tahanan ujung tiang, penurunan yang terjadi mungkin sangat kecil. Rumus penurunan kelompok tiang adalah : Sg =

q. Bg . I

2.qc

................................................................................. .............(II.33)

dimana : Q

q

=

I

= Faktor pengaruh = 1 -

Lg Bg L

8 Bg

≥ 0,5

Lg dan Bg = Lebar poor tiang kelompok. q C

= Kapasitas tahanan ujung tiang.

II.15 Penurunan Diizinkan

Penurunan yang diizinkan dari suatu bangunan bergantung pada beberapa faktor. Faktor-faktor tersebut meliputi jenis, tinggi, kekakuan, dan fungsi bangunan, serta besar dan kecepatan penurunan serta distribusinya. Jika penurunan berjalan lambat, semakin besar kemungkinan struktur untuk menyesuaikan diri terhadap penurunan yang terjadi tanpa adanya


kerusakan strukturnya oleh pengaruh rangkak ( creep). Oleh karena itu, dengan alasan tersebut, kriteria penurunan pondasi pada tanah pasir dan pada t anah lempung berbeda. Karena penurunan maksimum dapat diprediksi dengan ketetapan yang memadai, umumnya dapat diadakan hubungan antara penurunan diizinkan dengan penurunan maksimum. Dimana syarat perbandingan penurunan yang aman yaitu : Stotal ≤ Sizin Sizin = 10 % . D ............................................................................. ...........(II.34) dimana : D

=

Diameter tiang.

II.16 Faktor Keamanan

Untuk memperoleh kapasitas ujung tiang, maka diperlukan suatu angka pembagi kapasitas ultimate yang disebut dengan faktor aman (keamanan) tertentu. Faktor keamanan ini perlu diberikan dengan maksud : 1. Untuk memberikan keamanan terhadap ketidakpastian metode hitungan yang digunakan; 2. Untuk memberikan keamanan terhadap variasi kuat geser dan kompresibilitas tanah; 3. Untuk meyakinkan bahwa bahan tiang cukup aman da lam mendukung beban yang bekerja; 4. Untuk meyakinkan bahwa penurunan total yang terjadi pada tiang tunggal atau kelompok tiang masih dalam batas – batas toleransi; 5. Untuk meyakinkan bahwa penurunan tidak seragam diantara tiang-tiang masih dalam batas batas toleransi. Sehubungan dengan alasan butir (d) dari hasil banyak pengujian - pengujian beban tiang, baik tiang pancang maupun tiang bor yang berdiameter kecil sampai sedang (600 mm),


penurunan akibat beban kerja ( working load ) yang terjadi lebih kecil dari 10 mm untuk faktor aman yang tidak kurang dari 2, 5. Reese dan O’Neill (1989) menyarankan pemilihan faktor aman (F) untuk perancangan pondasi tiang (Tabel II.5), yang dipertimbangkan faktor - faktor sebagai berikut : 1. Tipe dan kepentingan dari struktur; 2. Variabilitas tanah (tanah tidak uniform); 3. Ketelitian penyelidikan tanah ; 4. Tipe dan jumlah uji tanah yang dilakukan; 5. Ketersediaan tanah ditempat (uji beban tiang); 6. Pengawasan/kontrol kualitas di lapangan; 7. Kemungkinan beban desain aktual yang terjadi selama beban layanan struktur. Tabel II. 7. Faktor Aman Yang Disarankan (Reese & O’Neill, 1989) Klasifikasi struktur

Monumental Permanen Sementara

Faktor keamanan ( F ) Kontrol baik 2,3 2 1.4

Kontrol normal 3 2,5 2

Kontrol jelek 3,5 2,8 2,3

Kontrol sangat jelek 4 3,4 2,8

Sumber : Teknik Pondasi 2,Hary Christady Hardiyatmo

Besarnya beban bekerja (working load ) atau kapasitas tiang izin dengan memperhatikan keamanan terhadap keruntuhan adalah nilai kapasitas ultimate (Qu) dibagi dengan faktor aman (F) yang sesuai. Variasi besarnya faktor aman yang telah banyak digunakan untuk perancangan pondasi tiang, tergantung pada jenis tiang dan tanah berdasarkan data laboratorium sebagai berikut: 1. Tiang pancang Qa

=

Qu 2, 5

............................................................................................... ……(II.35)


Beberapa peneliti menyarankan faktor keamanan yang tidak sama untuk tahanan gesek dinding dan tahanan ujung. Kapasitas izin dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut : Qa

=

Qb 3

+

Qs 1, 5

...................................................................................... ……(II.36)

Penggunaan faktor keamanan 1, 5 untuk tahanan gesek dinding (Q s) yang harganya lebih kecil dari faktor keamanan tahanan ujung yang besarnya 3, karena nilai puncak tahanan gesek dinding dicapai bila tiang mengalami penurunan 2 sampai 7 mm, sedang tahanan ujung (Q b) membutuhkan penurunan yang lebih besar agar tahanan ujungnya bekerja secara penuh. Jadi maksud penggunaan faktor keamanan tersebut adalah untuk meyakinkan keamanan tiang terhadap keruntuhan dengan mempertimbangkan penurunan tiang pada beban kerja yang diterapkan. 2. Tiang bor Kapasitas ijin tiang bor, diperoleh dari jumlah tahanan ujung dan tahanan gesek dinding yang dibagi faktor keamanan tertentu. a. Untuk dasar tiang yang dibesarkan dengan diameter d < 2 m Qa

=

Qu 2, 5

........................................................................................... ……(II.37 )

b. Untuk tiang tanpa pembesaran di bagian bawah Qa =

Qu 2

............................................................................................ ……(II.38)

Untuk tiang dengan diameter lebih dari 2 m, kapasitas tiang izin perlu dievaluasi dengan pertimbangan terhadap penurunan tiang.

II.17 Alasan Pemilihan Pondasi Tiang Pancang I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

Pondasi tiang pancang dapat memikul beban struktur atas pada kedalaman tanah keras yang dalam dengan memikul beban menggunakan gaya gesekan selimut tiang dan terhadap tanah keras. Apabila kondisi tanah cukup labil dan tanah keras berada pada kedalaman tertentu dimana tidak memungkinkan untuk dibuat pondasi dangkal, selain itu pemakaian tiang pancang lebih ekonomis dan tidak memakan banyak waktu dalam pelaksanaannya.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

III. 1 Data umum

Data umum dari proyek Pembanguna Gedung Kanwil DJP dan KPP Sumbagut I adalah sebagai berikut: 1. Nama Proyek

: Gedung Kanwil DJP dan KPP Sumbagut I

2. Lokasi Proyek

: Jln. Sukamulia Medan, Sumatera Utara.


3. Sumber Dana

: Pemerintah Pusat Republik Indonesia dengan Anggaran Pendapatan

Belanja

Nasional

(APBN)

tahun

anggaran

2006,2007,2008,2009 4. Sifat Kontrak

: Unit Price.

5. Konsultan

: PT. Patron.

6. Kontraktor Utama

: PT. Pembangunan Perumahan (PP)

7. Waktu Pelaksanaan

: Lumpsump.

8. Gambar lokasi proyek : Dapat dilihat pada Gambar III. 1

III. 1. 1 Data Teknis

Data ini diperoleh dari lapangan menurut perhitungan dari pihak konsultan, dengan data sebagai berikut: 1. Panjang Tiang Pancang

: 26 m

2. Diameter Tiang Pancang

: Ø 600 mm

3. Mutu Beton Tiang Pancang

: K - 500

III. 2 Metode Pengumpulan Data

Untuk mencapai maksud dan tujuan studi ini, dilakukan beberapa tahapan yang dianggap perlu dan secara garis besar d iuraikan sebagai berikut : Tahapan pertama adalah melakukan review dan studi kepustakaan terhadap text book dan

jurnal-jurnal terkait dengan pondasi tiang, permasalahan pada pondasi tiang, dengan disain dan pelaksanaan pemancangan tiang.


Tahapan kedua adalah meninjau langsung ke lokasi proyek dan menentukan lokasi

pengambilan data yang dianggap perlu. Tahapan ketiga adalah Pelaksanaan pengumpulan data – data dari pihak kontraktor yaitu PT.

Pembangunan Perumahan (PP). Data yang diperoleh adalah : 1. Data hasil sondir pada dua titik yang ditinjau. 2. Data hasil SPT 3. Data Laboratorium Tahap keempat adalah mengadakan analisis data dengan menggunakan data-data diatas

berdasarkan formula yang ada. Tahapan kelima adalah mengadakan analisis terhadap hasil perhitungan yang dilakukan dan

membuat kesimpulan.


Gedung Kanwil DJP dan KPP Sumbagut I Medan

Gambar III.1 Lokasi Proyek


Skema pelaksanaan studi ini dapat dilihat pada Gambar III.2 berikut.

Review dan studi kepustakaan serta pembahasan teori-teori yang berkaitan dengan pemancangan

Peninjauan langsung ke lokasi pengambilan data ( lokasi proyek )

Pengumpulan data-data laboratorium dari lokasi proyek

Pengumpulan data-data lapangan dari lokasi

Analisa data berdasarkan

Analisa data berdasarkan

formula yang ada

formula yang ada

Diskusi

Kesimpulan dan saran

Selesai


Gambar III.2 Tahapan Pelaksanaan Penelitian III. 3 Kondisi Umum Lokasi Studi

Lokasi studi adalah jalan Sukamulia Medan. Propinsi Sumatera Utara. Data yang diperoleh pada lokasi ini adalah sebagai berikut : 1. Data sondir tanah asli sebanyak 2 titik. 2. Data SPT tanah timbunan sebanyak 2 titik. 3. Data laboratorium




Gambar III.3 Gambar lokasi sondir, SPT dan pengambilan contoh tanah untuk laboratorium

diuji di

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Pendahuluan

Pada bab ini, penulis akan mengaplikasikan metode perhitungan daya dukung yang telah disampaikan pada bab II. Daya dukung tiang akan dihitung dengan menggunakan data hasil sondir yaitu tahanan ujung (q c) dan gesekan selimut tiang (fs) dan juga dengan data Standard Penetration Test (SPT) yaitu jumlah pukulan palu (N – Value) serta perhitungan

daya dukung dengan menggunakan data laboratorium.

IV.2 Pengumpulan Data dari Lapangan IV.2.1 Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang dengan metode Aoki dan De Alencer pada titik S-1 dan S-2 A. Perhitungan di titik S-1 diperoleh data sondir yaitu :

Data tiang pancang : Diameter tiang (D)

= 60 cm

Keliling tiang pancang (As)

= π x 60 cm = 188.4 cm

Luas tiang pancang (A b)

=

=

1 4 1 4

x

π x D2

x

π x 602 2

= 2826 cm


a. Perhitungan kapasitas dukung ujung tiang (q b)

g n a c n a p g n a i T

Kedalaman (meter)

Perlawanan konus 2 (kg/cm )

12.10

95

12.20

100

12.40

208

12.60

229

12.80

241

13.00

260

13.20

260

13.40

260

13.60

260

13.80

260

13.90

260

Gambar IV.1 Perkiraan nilai q ca (base) Nilai q ca diambil rata-rata seperti dalam gambar IV.1 q ca =

95 + 100 + 208 + 229 + 241 + 260 + 260 + 260 + 260 + 260 + 260 11

= 221.181 kg/cm2 Dari persamaan (II.4), kapasitas dukung ujung persatuan luas (q b) : q b =

q b =

qca (base ) F b

221.181 1.75

(Nilai F b dari Tabel II.1, beton precast = 1.75)

= 126.389 kg/cm2

Kapasitas dukung ujung tiang pancang (Q b) : Q b= q b x A p


Q b = 126.389 x 2826 = 357175.314 kg = 357.175 ton b. Perhitungan kapasitas dukung kulit (Q s)

0,00 Meter

r e t e M 0 0 . 3 1

Pasir (SW) q c (side) = 67.815 kg/cm 2

- 13.0 Meter

Gambar IV.2 Nilai q c (side) pada titik S-1 Dari persamaan (II.5), kapasitas dukung kulit persatuan luas (f) : f = q c (side)

f = 67.815 .

α s F s

(Nilai αs dan Fs dari Tabel II.1 dan Tabel II.2)

0,014 3,5

2

= 0.272 kg/cm

Kapasitas dukung kulit (Qs) : Qs = f . As = 0,272 . 188.4 . 1300 = 66618.24 kg = 66.618 ton I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

Dari persamaan (II.3), Kapasitas daya dukung aksial ultimit t iang pancang (Qu) : Qu

= Q b + Qs = 357.175 + 66.618 = 423.793 ton

Kapasitas ijin tiang (Qa) : Qa

=

=

Qu SF

423.793 2,5

= 169.517 ton B. Perhitungan di titik S-2 diperoleh data sondir yaitu :


= 60 cm

Keliling tiang pancang

= π x 60 cm = 188.4 cm

Luas tiang pancang (A b) = =

1 4 1 4

x

π x D2

x

π x 602

= 2826 cm2 a. Perhitungan kapasitas dukung ujung tiang (q b)

g n a c n a p g n a i T

Kedalaman (meter)

Perlawanan konus 2 (kg/cm )

15.90

180

16.00

193

16.20

208

16.40

225

16.60

250

16.80

265

17.00

265

17.20

265


17.40

265

17.60

265

17.70

265

Gambar IV.3 Perkiraan nilai q ca (base) Nilai q ca diambil rata-rata seperti dalam gambar IV.1 q ca =

180 + 193 + 208 + 225 + 250 + 265 + 265 + 265 + 265 + 265 + 265 11

= 240.545 kg/cm

2

Dari persamaan (II.4), kapasitas dukung ujung persatuan luas (q b) : q b =

q b =

qca (base) F b

240.545 1.75

(Nilai F b dari Tabel II.1, beton precast = 1.75)

= 137.454 kg/cm 2

Kapasitas dukung ujung tiang pancang (Q b) : Q b = q b x A p Q b = 137.454 x 2826 = 388445.004 kg = 388.445 ton b. Perhitungan kapasitas dukung kulit (Q s)

0,00 Meter

r e t e M 0 8 . 6 1

Pasir (SW) q c (side) = 95.321 kg/cm2


- 16.8 Meter

Gambar IV.4 Nilai q c (side) pada titik S-2 Dari persamaan (II.5), kapasitas dukung kulit persatuan luas (f) : f = q c (side)

f = 95,321 .

α s F s

(Nilai αs dan Fs dari Tabel II.1 dan Tabel II.2)

0,014 3,5

= 0.381 kg/cm2

Kapasitas dukung kulit (Qs) : Qs = f . As = 0,381 . 188.4 . 1680 = 120591.072 kg = 120.591 ton Dari persamaan (II.3), Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang (Qu) : Qu

= Q b + Qs = 388.445 + 120.591 = 509.036 ton

Dari persamaan (2.6), kapasitas ijin t iang (Qa) : Qa

=

=

Qu SF

509.036 2,5

= 203.614 ton I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

IV.2.2 Perhitungan kapasitas daya dukung tiang dengan metode langsung

Sebagai ilustrasi atau contoh perhitungan diambil data sondir S-1 : -

Kedalaman 1,0 meter : Perlawanan Penetrasi Konus (PPK) (q c ) = 6 kg/cm²

-

Kedalaman 2,0 meter : Perlawanan Penetrasi Konus (PPK) (q c ) = 10 kg/cm².

-

Kedalaman 1,0 meter : Jumlah Hambatan Lekat ( JHL) = 80 kg/cm².

-

Kedalaman 2,0 meter : Jumlah Hambatan Lekat ( JHL) = 250 kg/cm².

-

Asumsi : Diameter Tiang Pancang Rencana (D) = 60 c m (Bulat).

-

q c 1 = Rata-rata PPK (q c ) 8D diatas ujung tiang

-

-

-

-

o

q c 1 kedalaman 1,0 meter = ( 0 + 6 ) / 2 = 3 kg/cm²

o

q c 1 kedalaman 2,0 meter = ( 0 + 6 + 10 ) / 3 = 5.333 kg/cm²

q c 2 = Rata-rata PPK (q c ) 4D dibawah ujung tiang o


o


q p = Tahanan Ultimate Ujung Tiang = (q c 1 + q c 2 ) / 2 o

q p kedalaman 1,0 meter = ( 3 + 8 ) /2 = 5.5 kg/cm²

o

q p kedalaman 2,0 meter = ( 5.333 + 15 ) / 2 = 10.167 kg/cm²

Q Ultimate = Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Tunggal o

Q Ultimate (Q Ult ) = q p x A p + JHL x K

o

A p = Luas Penampang Ujung Tiang.

o

A p = (¼) x 3,14 x 60² = 2826 cm²

o

K = Keliling tiang = π x D = 3,14 x 60 = 188.4 cm²

Pada kedalaman 1,0 meter :


-

o

Q Ult = q p x A p + JHL x K

o

Q Ult = 5.5 x 2826 + 80 x 188.4 = 30.615 ton.

o

Q Ijin = q p x A p / 3 + JHL x K / 5

o

Q Ijin = 5.5 x 2826 / 3 + 80 x 188.4 / 5 = 8.195 ton

Pada kedalaman 2,0 meter : o

Q Ult = q p x A p + JHL x K

o

Q Ult = 10.167 x 2826 + 250 x 188.4 = 75.832 ton.

o

Q Ijin = q p x A p / 3 + JHL x K / 5

o

Q Ijin = 10.167 x 2826 / 3 + 250 x 188.4 / 5 = 18.997 ton

Selanjutnya perhitungan data sondir S-2 dibuat dalam tabel (seperti tertera dihalaman berikutnya).


Tabel IV.1 Perhitungan daya dukung pondasi tiang pancang berdasarkan data sondir pada S-1 Kedalaman (m)

PPk (qc) (kg/cm²)

Ap (cm²)

qc1 (kg/cm2)

qc2 (kg/cm 2)

qp (kg/cm2)

JHL (kg /cm)

K (cm)

Qult (ton)

0.00

0

2826

0

3

1.5

0

188.4

4.239

1.00

6

2826

3.00

8

5.5

80

188.4

30.615

2.00

10

2826

5.33

15

10.1665

250

188.4

75.831

3.00

20

2826

9.00

56

32.5

354

188.4

158.539

4.00

92

2826

25.60

116

70.8

538

188.4

301.440

5.00

140

2826

53.60

85

69.3

766

188.4

340.156

6.00

30

2826

58.40

40.5

49.45

890

188.4

307.422

7.00

51

2826

66.60

53

59.8

974

188.4

352.496

8.00

55

2826

73.60

72.5

73.05

1076

188.4

409.158

9.00

90

2826

73.20

52.5

62.85

1252

188.4

413.491

10.00

15

2826

48.20

38

43.1

1352

188.4

376.517

11.00

61

2826

54.40

80.5

67.45

1424

188.4

458.895

12.00

100

2826

64.20

180

122.1

1566

188.4

640.089

13.00

260

2826

105.20

130

117.6

1686

188.4

649.980


Tabel IV.2 Perhitungan daya dukung pondasi tiang pancang berdasarkan data sondir pada S-2 Kedalaman (m)

PPk (qc) (kg/cm²)

Ap (cm²)

qc1 (kg/cm2)

qc2 (kg/cm2)

qp (kg/cm2)

JHL (kg/cm )

K (cm)

Qult (ton)

0.00

0

2826

0

0

0

0

188.4

42.390

1.00

60

2826

30

40.5

35.25

104

188.4

119.210

2.00

21

2826

40.5

33

36.75

214

188.4

125.098

3.00

45

2826

33

47.5

40.25

310

188.4

184.868

4.00

50

2826

47.5

67.5

57.5

400

188.4

225.374

5.00

85

2826

67.5

104

85.75

488

188.4

323.671

6.00

123

2826

104

128.5

116.25

586

188.4

413.491

7.00

134

2826

128.5

142.5

135.5

680

188.4

490.547

8.00

151

2826

142.5

121.5

132

816

188.4

517.582

9.00

92

2826

121.5

105

113.25

924

188.4

500.014

10.00

118

2826

105

127

116

1058

188.4

548.809

11.00

136

2826

127

83

105

1138

188.4

494.644

12.00

30

2826

83

25.5

54.25

1228

188.4

401.151

13.00

21

2826

25.5

55.5

40.5

1322

188.4

415.563

14.00

90

2826

55.5

102

78.75

1414

188.4

476.935

15.00

114

2826

102

153.5

127.75

1506

188.4

606.601

16.00

193

2826

153.5

229

191.25

1598

188.4

811.627

16.80

265

2826

229

132.5

180.75

1680

188.4

773.147


IV.2.3 Perhitungan kapasitas daya dukung tiang dari hasil Standard Penetration Test ( SPT )

Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang per lapisan dari data SPT memakai metode Meyerhoff dan data diambil pada BH-1 dan BH-2. A. Perhitungan pada titik 1 (BH-1)

Daya dukung ujung tiang pancang pada tanah non kohesif adala h : Qp = 40. N − SPT .

Lb D

. Ap < 400. N − SPT . Ap

= 40 x 13 x 1/0.6 x 0.2826 = 244.92 kN Untuk tahanan geser selimut tiang pada tanah non kohesif adalah : Qs = 2. N-SPT . p . Li = 2 . 13 . 1,884 . 1 = 48.984 kN Daya dukung ujung pondasi tiang pancang pada tanah kohesif ada lah : Qp = 9 . cu . Ap = 9 . 26,667 . 0.2826 = 67,824 kN Untuk tahanan geser selimut tiang pada tanah kohesif adalah : Qs

= α . cu . p . Li = 1 . 26,667 . 1,884 . 1 = 50,240 kN

Cu = N-SPT . 2/3 . 10 I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

= 4 . 2/3 . 10 2

= 26.667 kN/m

Tabel IV.3 Perhitungan Tahanan Ujung Tiang Pancang pada titik BH - 1 dari SPT Depth (m) 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0

Soil Layer

N 0 4 8 9 10 10 9 9 13 12 20 20 21 22 24 25 26 24 23 22 23

23.0

1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5

24.0

6

27

25.0

6

29

26.0

6

28

27.0

6

27

28.0

6

26

29.0

6

30.0

6

21.0 22.0

Cu (kN/m²)

α

33

0 26.667 53.333 60 66.667 66.667 60 60 -

1 1 0.85 0.85 0.75 0.75 0.85 0.85 -

40

-

-

23 24 25

Skin Friction (kN) Local 0 50.240 85.408 96.084 94.200 94.200 96.084 96.084 48.984 45.216 75.360 75.360 79.128 82.896 90.432 94.200 97.968 90.432 86.664 82.896 86.664 86.664 90.432 94.200 101.736 109.272 105.504 101.736 97.968 124.344 150.720

Cumm 0 50.240 135.648 231.732 325.932 420.132 516.216 612.300 661.284 706.500 781.860 857.220 936.348 1019.244 1109.676 1203.876 1301.844 1392.276 1478.940 1561.836 1648.500 1735.164 1825.596 1919.796 2021.532 2130.804 2236.308 2338.044 2436.012 2560.356 2711.076

End Bearing (kN)

Qult (kN)

Qult (ton)

0 67.824 135.648 152.604 169.56 169.560 152.604 152.604 244.920 452.160 1130.400 1507.200 1978.200 2486.880 2712.960 2826.000 2939.040 2712.960 2599.920 2486.880 2599.920 2599.920 2712.960 2826.000 3052.080 3278.160 3165.120 3052.080 2939.040 3730.320 4521.600

0 118.064 271.296 384.336 495.492 589.692 668.820 764.904 906.204 1158.660 1912.260 2364.420 2914.548 3506.124 3822.636 4029.876 4240.884 4105.236 4078.860 4048.716 4248.420 4335.084 4538.556 4745.796 5073.612 5408.964 5401.428 5390.124 5375.052 6290.676 7232.676

0 11.806 27.130 38.434 49.549 58.969 66.882 76.490 90.620 115.866 191.226 236.442 291.455 350.612 382.264 402.988 424.088 410.524 407.886 404.872 424.842 433.508 453.856 474.580 507.361 540.896 540.143 539.012 537.505 629.068 723.268


B. Perhitungan pada titik 2 (BH-2)

Daya dukung ujung tiang pancang pada tanah non kohesif adala h : Qp = 40. N − SPT .

Lb D

. Ap < 400. N − SPT . Ap

= 40 x 8 x 1/0.6 x 0.2826 = 150.720 kN Untuk tahanan geser selimut tiang pada tanah non kohesif adalah : Qs = 2. N-SPT . p . Li = 2 . 8 . 1,884 . 1 = 30.144 kN Daya dukung ujung pondasi tiang pancang pada tanah kohesif ada lah : Qp = 9 . cu . Ap = 9 . 26,667 . 0.2826 = 67,824 kN Untuk tahanan geser selimut tiang pada tanah kohesif adalah : Qs

= α . cu . p . Li = 1 . 26,667 . 1,884 . 1 = 50,240 kN

Cu = N-SPT . 2/3 . 10 = 4 . 2/3 . 10 2

= 26.667 kN/m


Tabel IV.4 Perhitungan Tahanan Ujung Tiang Pancang pada titik BH - 2 dari SPT Skin Friction (kN) Local

Cumm

End Bearing (kN)

1

0

0

0

0

0

26.667

1

50.240

50.240

67.824

118.064

11.806

8

-

-

30.144

80.384

150.720

231.104

23.110

10

-

-

37.680

118.064

376.800

494.864

49.486

12

-

-

45.216

163.280

678.240

841.520

84.152

10

-

-

37.680

200.960

753.600

954.560

95.456

7

-

-

26.376

227.336

659.400

886.736

88.674

5

-

-

18.840

246.176

565.200

811.376

81.138

10

-

-

37.680

283.856

1130.400

1414.256

141.426

15

-

-

56.520

340.376

1695.600

2035.976

203.598

18

-

-

67.824

408.200

2034.720

2442.920

244.292

22

-

-

82.896

491.096

2486.880

2977.976

297.798

26

-

-

97.968

589.064

2939.040

3528.104

352.810

28

-

-

105.504

694.568

3165.120

3859.688

385.969

27

-

-

101.736

796.304

3052.080

3848.384

384.838

26

-

-

97.968

894.272

2939.040

3833.312

383.331

26

-

-

97.968

992.240

2939.040

3931.280

393.128

25

-

-

94.200

1086.440

2826.000

3912.440

391.244

26

-

-

97.968

1184.408

2939.040

4123.448

412.345

27

-

-

101.736

1286.144

3052.080

4338.224

433.822

24

-

-

90.432

1376.576

2712.960

4089.536

408.954

23

-

-

86.664

1463.240

2599.920

4063.160

406.316

22

-

-

82.896

1546.136

2486.880

4033.016

403.302

27

-

-

101.736

1647.872

3052.080

4699.952

469.995

6

30

-

-

113.040

1760.912

3391.200

5152.112

515.211

6

33

-

-

124.344

1885.256

3730.320

5615.576

561.558

6

35

-

-

131.880

2017.136

3956.400

5973.536

597.354

6

36

-

-

135.648

2152.784

4069.440

6222.224

622.222

6

37

-

-

139.416

2292.200

4182.480

6474.680

647.468

6

39

-

-

146.952

2439.152

4408.560

6847.712

684.771

6

40

-

-

150.720

2589.872

4521.600

7111.472

711.147

Depth (m)

Soil Layer

0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0

1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5

Cu (kN/m²)

α

0

0

4

N

Qult (kN)

Qult (ton)


IV.3 Pengumpulan Data dari Laboratorium IV.3.1 Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang berdasarkan parameter kuat geser tanah

Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang per lapisan dari data laboratorium pemeriksaan tanah dan data diambil pada titik 1 (BH.1) dan titik 2 (BH.2). A.

Perhitungan pada titik 1 (BH.1) :


= 60 cm

Keliling tiang pancang (p)

= π x 60 cm = 188,4 cm

Luas tiang pancang (AP)

=

1 4

x

π x D2

= 2826 cm2 Dari persamaan (II.14) daya dukung ujung pondasi tiang pancang pada tanah non kohesif adalah (kedalaman 12 m) : Q p

= A p . q' (Nq * - 1)

q'

= γ . Li = 2.027 . 1 = 2.027 ton/m2

Dengan nilai φ = 30.169 0 maka berdasarkan grafik kor elasi antara φ dan N q * didapat nilai Nq * = 34 Q p

= A p . q' (Nq * - 1) = 2,826 . 2.027 . (36 – 1)


= 200.491 ton

Dari persamaan (II.15) daya dukung selimut tiang pancang adalah : Qs

= f i. Li . p

Dengan nilai tahanan satuan skin friction pada tanah non kohesif : f

= K 0 . σo’ . tan δ

K 0

= 1 – sin φ 0

= 1 – sin 30.169 = 0.497

σ0’

= γ . L’

L’ = 15D = 15 . 0.6 = 9 m

σo’

= 2.027 . 9 = 18.243 ton/m 2

δ

= 0,8 . φ = 0,8 . 30,169 = 24.135

f

= K 0 . σo’ . tan δ = 0,497 . 18.243 . 0.448 = 4,062 ton/m 2

Qs

= f i. Li . p = 4,062 . 1 . 1,884 = 7.653 ton

Dari persamaan (II2) daya dukung ujung pondasi tiang pancang pada tanah kohesif adalah (kedalaman 6 m) : Q p

= A p . cu . Nc* = 2,826 . 30 . 9 = 152,604 ton

Dari persamaan (II.13) nilai tahanan satuan skin fr iction pada tanah kohesif: f

=

αi* . cu

= 0,55 . 3 = 1.65 ton/m 2 Qs

= 1.65 . 1 . 1,884 = 3.109 ton


Perhitungan kapasitas daya dukung pondasi tiang pancang berdasarkan parameter kuat geser tanah pada titik 1 (BH-1) pada lapisan tanah lainnya dapat dilihat pada tabel IV.5 dan titik 2 (BH-2) dapat dilihat pada tabel IV.6. Tabel IV.5 Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang berdasarkan parameter kuat geser tanah pada BH.1

Depth

Soil

Cu

(m)

Layer

KN/m2

α*

Ko

γ

tan δ

3

q'

σ0' 2

ton/m

f 2

Nq

*

2

ton/m ton/m ton/m

Skin Friction

End

Qult

(ton)

Bearing

(ton)

Local

Cumm

(ton)

0.0

1

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,000

0,000

0

0,000

0,000

0,000

0,000

1.0 2.0

1 1

26.667 53.333

0.55 0.55

1.657 1.657

-

-

-

-

1.467 2.933

-

2.763 5.526

2.763 8.289

67.825 135.647

70.588 143.937

3.0

1

60

0.55

1.657

-

-

-

-

3.300

-

6.217

14.507

152.604

167.111

4.0

2

66.667

0.55

1.657

-

-

-

-

3.667

-

6.908

21.415

169.561

190.975

5.0

2

66.667

0.55

1.657

-

-

-

-

3.667

-

6.908

28.323

169.561

197.883

6.0

2

60

0.55

1.657

-

-

-

-

3.300

-

6.217

34.540

152.604

187.144

7.0

2

60

0.55

1.657

-

-

-

-

3.300

-

6.217

40.757

152.604

193.361

8.0

3

-

-

2.027

0.497

0.448

2.027

18.243

4.062

36

7.653

48.410

200.491

248.900

9.0

3

-

-

2.027

0.497

0.448

2.027

18.243

4.062

36

7.653

56.062

200.491

256.553

10.0

4

-

-

2.027

0.497

0.448

2.027

18.243

4.062

36

7.653

63.715

200.491

264.206

11.0

4

-

-

2.027

0.497

0.448

2.027

18.243

4.062

36

7.653

71.368

200.491

271.858

12.0

4

-

-

2.027

0.497

0.448

2.027

18.243

4.062

36

7.653

79.020

200.491

279.511

13.0

4

-

-

2.067

0.529

0.413

2.067

18.603

4.064

25

7.657

86.677

140.192

226.870

14.0

4

-

-

2.067

0.529

0.413

2.067

18.603

4.064

25

7.657

94.335

140.192

234.527

15.0

4

-

-

2.067

0.529

0.413

2.067

18.603

4.064

25

7.657

101.992 140.192

242.184

16.0

5

-

-

2.067

0.529

0.413

2.067

18.603

4.064

25

7.657

109.649 140.192

249.841

17.0

5

-

-

2.067

0.529

0.413

2.067

18.603

4.064

25

7.657

117.306 140.192

257.498

18.0

5

-

-

2.067

0.529

0.413

2.067

18.603

4.064

25

7.657

265.156

19.0

5

-

-

2.065

0.488

0.458

2.065

18.585

4.154

42

7.826

124.963 140.192 132.789 239.263

20.0

5

-

-

2.065

0.488

0.458

2.065

18.585

4.154

42

7.826

140.615 239.263

379.878

21.0

5

-

-

2.065

0.488

0.458

2.065

18.585

4.154

42

7.826

148.441 239.263

387.704

22.0

5

-

-

2.065

0.488

0.458

2.065

18.585

4.154

42

7.826

156.267 239.263

395.530

23.0

5

-

-

2.065

0.488

0.458

2.065

18.585

4.154

42

7.826

164.092 239.263

403.356

24.0

6

-

-

2.065

0.488

0.458

2.065

18.585

4.154

42

7.826

171.918 239.263

411.182

25.0

6

-

-

2.068

0.448

0.505

2.068

18.612

4.211

50

7.933

179.851 286.364

466.215

26.0

6

-

-

2.068

0.448

0.505

2.068

18.612

4.211

50

7.933

187.784 286.364

474.148

27.0

6

-

-

2.068

0.448

0.505

2.068

18.612

4.211

50

7.933

195.717 286.364

482.081

28.0

6

-

-

2.068

0.448

0.505

2.068

18.612

4.211

50

7.933

203.650 286.364

490.014

29.0

6

-

-

2.068

0.448

0.505

2.068

18.612

4.211

50

7.933

211.583 286.364

497.947

30.0

6

-

-

2.068

0.448

0.505

2.068

18.612

4.211

50

7.933

219.516 286.364

505.880


372.053

Tabel IV.6 Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang berdasarkan parameter kuat geser tanah pada BH.2 Depth (m)

Soil

Cu

α*

Layer KN/m2

γ

Ko

tan δ

ton/m

q'

σ0'

f

ton/m

ton/m

ton/m

Nq

Skin Friction (ton) Local

0.0 1.0 2.0 3.0

1 1 1 1

0,00 0,00 13.333 0.55 -

4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0

2 2 2 2 3 3

-

10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0

4 4 4 4 4 4

16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0

5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 6

Cumm

End

Qult

Bearing

(ton)

(ton)

0,00 1.822 1.822 1.822

0,00 0,00 0.740 0.213 0.740 0.213

0,00 1.822 1.822

0,000 16.398 16.398

0,000 0.733 2.585 2.585

0 10 10

0,000 2.763 4.869 4.869

0,000 2.763 7.632 12.502

0,000 67.625 46.341 46.341

0,000 70.388 53.973 58.843

-

1.822 1.822 1.822 1.969 1.969 1.969

0.740 0.740 0.740 0.487 0.487 0.487

0.213 0.213 0.213 0.459 0.459 0.459

1.822 1.822 1.822 1.969 1.969 1.969

16.398 16.398 16.398 17.721 17.721 17.721

2.585 2.585 2.585 3.961 3.961 3.961

10 10 10 36 36 36

4.869 4.869 4.869 7.463 7.463 7.463

17.371 22.241 27.110 34.573 42.036 49.499

46.341 46.341 46.341 194.754 194.754 194.754

63.712 68.582 73.451 229.327 236.790 244.253

-

-

1.969 1.969 1.969 2.075 2.075 2.075

0.487 0.487 0.487 0.542 0.542 0.542

0.459 0.459 0.459 0.399 0.399 0.399

1.969 1.969 1.969 2.075 2.075 2.075

17.721 17.721 17.721 18.675 18.675 18.675

3.961 3.961 3.961 4.039 4.039 4.039

36 36 36 28 28 28

7.463 7.463 7.463 7.609 7.609 7.609

56.962 64.425 71.888 79.497 87.106 94.714

194.754 194.754 194.754 158.327 158.327 158.327

251.716 259.179 266.642 237.824 245.432 253.041

-

-

2.075 2.075 2.075 2.072 2.072 2.072 2.072 2.072 2.072 2.090 2.090 2.090 2.090 2.090 2.090

0.542 0.542 0.542 0.486 0.486 0.486 0.486 0.486 0.486 0.455 0.455 0.455 0.455 0.455 0.455

0.399 0.399 0.399 0.461 0.461 0.461 0.461 0.461 0.461 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497

2.075 2.075 2.075 2.072 2.072 2.072 2.072 2.072 2.072 2.090 2.090 2.090 2.090 2.090 2.090

18.675 18.675 18.675 18.648 18.648 18.648 18.648 18.648 18.648 18.810 18.810 18.810 18.810 18.810 18.810

4.039 4.039 4.039 4.178 4.178 4.178 4.178 4.178 4.178 4.254 4.254 4.254 4.254 4.254 4.254

28 28 28 34 34 34 34 34 34 48 48 48 48 48 48

7.609 7.609 7.609 7.871 7.871 7.871 7.871 7.871 7.871 8.014 8.014 8.014 8.014 8.014 8.014

102.323 109.932 117.541 125.412 133.283 141.155 149.026 156.898 164.769 172.783 180.797 188.811 196.825 204.839 212.853

158.327 158.327 158.327 193.231 193.231 193.231 193.231 193.231 193.231 277.598 277.598 277.598 277.598 277.598 277.598

260.650 268.259 275.867 318.643 326.514 334.385 342.257 350.128 357.999 442.509 450.523 458.537 466.551 474.564 482.578


IV.4 Menghitung kapasitas kelompok tiang berdasarkan effisiensi

Perhitungan effisiensi group

n’ = 2

m =3

Dari persamaan (II.27), Efisiensi kelompok tiang (Eg) : Eg = 1 –

θ

(n'−1).m + ( m − 1).n' 90.m.n'

θ = Arc tg d/s = Arc tg (60/100) = 30.964º n’ = 2 ; m = 3 Eg = 1 – 30.964 .

( 2 − 1).3 + (3 − 1).2 90.3.2

= 0.599 Dari persamaan (II.26), Kapasitas kelompok ijin tiang (Qg) : Dari data sondir dengan metode Aoki De Alencar didapat nilai Qa = 169,517 ton Qg = Eg . n . Qa I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

= 0,599 . (5) . 169,517 = 507,703 ton

IV.5 Menghitung penurunan tiang tunggal (single pile), penurunan kelompok tiang (pile group), dan penurunan ijin Penurunan tiang tunggal (single pile)

0,00 Meter

r e t e M 0 0 , 3 1

Pasir (SW) q c (side) = 67.815 kg/cm2

- 13.0 Meter

Nilai q c (side) pada titik sondir 1 (S-1)

Dari persamaan (II.31a), Modulus elastisitas tanah disekitar tiang (Es) : Es = 3 . q c = 3 . 67.815 kg/cm

2

2

= 203.445 kg/cm = 20.345 Mpa

Menentukan modulus elastisitas tanah didasar tiang : I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

E b = 10 . Es = 10 . 20.345 Mpa = 203.45 Mpa Menentukan modulus elastisitas dari bahan tiang : Dengan K-beton  K-500 maka f c’ = 500 kg/cm2 = 50 MPa E p = 4700 .

fc '

= 4700 .

50

= 33.234,0187 MPa A p

R A =

1 π .d 2 4

=

2826 1 π .60 2 4

= 1,00 Menentukan faktor kekakuan tiang : E p . R A

K =

E s

33.234,0187 × 1

=

Untuk

Untuk

20.345

db d L d

=

=

60 60

= 1, diameter ujung dan atas sama

1300 60

= 1.633,523

= 21.667

Dari masing-masing grafik didapat : Io

= 0,082 (untuk

R k = 1.120 (untuk R μ

= 0.960

L d L d

= 21.667,

db d

= 1) Gambar II.30

= 21.667, K = 1633.523) Gambar II.31

(untuk μs = 0,3 , K = 1633.523) Gambar II.33


R h

= 0.20

(untuk

R b

= 0.65

(untuk

L d L d

= 21.667,

= 21.667,

h L

= 1) Gambar II.32

Eb Es

= 10) Gambar II.34

a. Untuk tiang apung atau tiang tiang friksi I = Io . R k . R h . R μ = 0,082 . 1,12 . 0,20 . 0,960 = 0.018 S =

=

. Q I Es. D

458200 kg . 0,018 203.45 kg / cm 2 . 60 cm

= 0.676 cm = 6.76 mm b. Untuk tiang dukung ujung I = Io . R k . R b . R μ = 0.082 . 1.12 . 0.65 . 0,96 = 0.0573 S =

=

Q I . Es. D

458200 kg . 0,0573 203.45 kg / cm 2 . 60 cm

= 2.151 cm = 21.51 mm c. Untuk penurunan tiang elastis S =

(Q + ξ Qs ) L A. Ep


=

( 458200 + (0,67 .1686)) .1300 2826 . 332340,187

= 0.636 cm = 6.36 mm Hasil perhitungan perkiraan penurunan tiang tunggal dapat dilihat pada Tabel IV.7. Tabel IV.7 Perkiraan penurunan tiang tunggal No.

Bentuk penurunan

Penurunan tiang (S)

1

Untuk tiang apung atau tiang friksi

6.76 mm

2

Untuk tiang dukung ujung

21.51 mm

Perkiraan penurunan total

28.27 mm

B. Penurunan yang diijinkan (S ijin)

Dari persamaan (II.34), Penurunan yang diijinkan (S ijin) : Sizin = 25 mm Penurunan total tiang tunggal < Penurunan ijin 28.27 mm > 25 mm Maka, perkiraan total tiang tunggal tidak memenuhi syarat aman.

C. Penurunan kelompok tiang (S g)

Sg =

q. Bg . I

2.qc

dimana : q c =

=

Q Lg Bg

458200 225 . 300


2

= 6.788 kg/cm I

=1-

=1-

L

8 Bg

≥ 0,5

2600 8 . 300

≥ 0,5

= 0.083 < 0,5 maka : Sg =

Sg =

q. Bg . I

2.qc 6.788 . 300 . 0,5 2 . 260

= 1.958 cm = 19.58 mm < 25 mm (penurunan ijin)............. aman


IV.6 Diskusi

Analisa daya dukung pondasi tiang pancang pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwi KJP dan KPP Sumbagut I di Jalan Suka Mulia Medan ini, yaitu untuk mengtahui daya dukung tiang pancang terhadap beban yang dipikulnya. Besarnya daya dukung tiang pancang dapat diperoleh berdasarka analisa yang dilakukan dengan menggunakan data hasil Drilling Log yang telah dilakukan dilapangan. Analisa daya dukung berdasarkan SPT dapat dihitung berdasarkan nilai konus pada ujung tiang. Jika tanah memiliki nilai SPT yang kecil, maka nilai tahanan ujung kecil pula, demikian sebaliknya. Untuk menganalisa daya dukung tiang pancang digunakan beberapa metode diantaranya metode Aoki dan De Alencar, metode langsung dan metode Mayerhof. Dari hasil perhitungan dapat dilihat perbandingan daya dukung berdasarkan data sondir, SPT dan parameter geser tanah. Perbedaan daya dukung tesebut bisa disebabkan karena jenis dan kedalaman tanah yang berbeda bahkan pada jarak terdekat sekalipun dan juga karena pelaksanaan pengujian yang bergantung pada ketelitian operator yang melaksanakannya. Apabila daya dukung yang diijinkan satu tiang sudah diketahui, maka daya dukung kelompok tiang dapat ditentukan dengan menggandakannya terhadap effisiensi kelompok tiang pancang. Dalam hal ini menggunakan metode Converse-Labare. A. Berdasarkan data sondir :

● Dengan metode Aoki De Alencar 1. Sondir S-1 pada kedalaman 13.00 m, Qult = 423.793 ton; I. E. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, 2009. USU Repository © 2009

2. Sondir S-2 pada kedalaman 16.80 m, Qult = 509.036 ton.

● Dengan metode langsung 1. Sondir S-1 pada kedalaman 13.00 m dengan nilai PPK = 260 kg/cm2 dan JHL = 1686 kg/cm2, Qult = 649.980 ton; 2. Sondir S-2 pada kedalaman 13.00 m dengan nilai PPK = 265 kg/cm2 dan JHL = 1680 kg/cm2, Qult = 415.563 ton. B. Berdasarkan data SPT 1. SPT BH-1 pada kedalaman 30.00 m dengan nilai N = 40 pukulan, Qult = 723.268 ton; 2. SPT BH-2 pada kedalaman 30.00 m dengan nilai N = 40 pukulan, Qult = 711.147 ton; C. Berdasarkan parameter geser tanah 1. HB-1 pada kedalaman 30.00 m, Qult = 505.881 ton 2. HB-2 pada kedalaman 30.00 m, Qult = 482.578 ton Besar kapasitas kelompok tiang berdasarkan effisiensi, Qg = 507.703 ton. Pada bab ini penulis juga menghitung penurunan tiang tunggal

sebesar 28.27 mm jika dibandingkan

dengan penurunan ijin sebesar 25 mm maka penurunan tiang tunggal tidak aman dan tidak memenuhi syarat. Kemudian didapat penurunan kelompok tiang sebesar 19.58 mm lebih kecil jika dibandingkan dengan penurunan ijin sebesar 25 mm maka penurunan tersebut aman.


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

1. Hasil perhitungan daya dukung tiang tunggal berdasarkan data sondir, SPT dan parameter kuat geser tanah pada saat pemancangan adalah sebagai berikut: Tabel V.1 Hasil perhiungan daya dukung ultimit tiang pancang Data Sondir Aoki dan De Titik

Alencar (ton)

2.

Data Sondir

Data SPT

Parameter

Metode Langsung

Metode Mayerhof

Geser tanah

(ton)

(ton)

(ton)

1

423.793

649.980

350.612

234.572

2

509.036

415.563

385.969

268.259

Dari hasil perhitungan didapat kapasitas kelompok ijin tiang sebesar 507.703 ton. Perhitungan ini didapat berdasarkan data sondir dengan metode Aoki De Alencar.

3. Hasil perhitungan penurunan tiang tunggal dan kelompok tiang (pile group) adalah sebagai berikut : Tabel V.2 Hasil perhitungan penurunan pada tiang pancang Penurunan Tiang Tunggal (mm)

Penurunan

Penurunan ijin

Kelompok Tiang (mm)

(mm)

28.27

19.58

25


Dari hasil perhitungan penurunan diatas untuk penurunan tiang tunggal lebih besar dari penurunan ijin sehingga dapat disimpulakan penurunan tersebut tidak aman dan tidak memenuhi syarat. 4.

Dari data sondir, SPT dan parameter geser tanah daya dukung tiang pancang yang sebaiknya digunakan adalah berdasarkan data SPT.

5. Perbedaan daya dukung dapat disebabkan karena jenis dan sifat tanah yang berbeda pada jarak yang terdekat sekalipun pada lokasi penelitian bisa yang menyebabkan perbedaan kepadatan tanah sehinggah mempengaruhi daya dukung tiang.

V.2 Saran

1. Sebelum melakukan perhitungan hendaknya kita memperoleh data teknis yang lengkap, karena data tersebut sangat menunjang dalam membuat rencana analisa perhitungan, sesuai dengan standar dan syarat-syaratnya. 2. Lebih teliti dalam melaksanakan pengujian baik dalam penggunaan peralatan ataupun pembacaan hasil yang tertera pada sebagian alat uji hingga pada pengolahan data; 3.

Oleh hal tersebut diatas, penyelidikan di lapangan dengan sondir dan SPT untuk perencanaan daya dukung pondasi tiang masih kurang akurat, sehingga masih perlu digunakan alat uji yang lain seperti : Uji pembebanan tiang dan uji yang lainnya.


Analisa Daya Dukung Pondasi

Recommend Documents