ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG DENGAN …

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG

DENGAN METODE ANALITIS DAN METODE ELEMEN HINGGA

( PROYEK PEMBANGUNAN JALAN TOL MEDAN-BINJAI SEKSI 1

LOKASI JEMBATAN SUNGAI DELI STA 1+575)

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat

penyelesaian pendidikan sarjana teknik sipil

Disusun oleh :

AMIRAH HANUN

15 0404 027

BIDANG STUDI GEOTEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2019

Universitas Sumatera Utara

i

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada saya, sehingga saya dapat

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil

bidang studi Geoteknik Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Sumatera Utara, dengan judul :

“ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG

DENGAN METODE ANALITIS DAN METODE ELEMEN HINGGA

(PROYEK PEMBANGUNAN JALAN TOL MEDAN-BINJAI SEKSI 1

LOKASI JEMBATAN SUNGAI DELI STA 1+575)”

Saya menyadari bahwa dalam penyelesaian Tugas Akhir ini tidak terlepas

dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya

ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa

pihak yang berperan penting yaitu :

1. Terutama kepada kedua orang tua saya, ayahanda Ir.Parlaungan Lubis dan

Ibunda Intan Khoiriah Nasution serta kepada saudara kandung saya Atiqah

Hajar Lubis,S.Ikom, Nurul Husniyah Lubis, S.Pd, dan Ghina ‘Alimah Parlina

Lubis,S.Ab, yang telah memberikan dukungan penuh serta mendoakan saya

dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT sebagai Dosen Pembimbing yang telah dengan

sabar memberi bimbingan, saran, dan dukungan dalam bentuk waktu dan

pemikiran untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.


ii

3. Bapak Medis Sejahtera Surbakti, ST. MT. PhD sebagai Ketua Departemen

Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Ridwan Anas, ST. MT. PhD, sebagai Sekretaris Departemen Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE selaku Koordinator Sub Jurusan

Geoteknik Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara sekaligus dosen

pembanding dan penguji saya.

6. Ibu Ika Puji Hastuty, S.T., M.T selaku dosen pembanding dan penguji saya.

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

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

8. Bapak Ir. Maulana, M.T dan Abang Haposan, ST yang bersedia memberikan

data-data yang saya butuhkan dalam mengerjakan Tugas Akhir ini, serta

mendukung saya dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.

9. Partner skripsi saya Ahmad Fadli Lubis yang menjadi teman seperjuangan


10. Teman-teman angkatan 2015, Arifa Dita W, Aulia Azhari Hasibuan, Ayu

Gustina Mora Siregar, Catrin Monica Gultom, Cindy Mariani Dwifitri Silalahi,

Irpan Ramadhan, Muhammad Fadhil Lubis, Muhammad Rizki Laduni, Oetary

Dwitya Larasati, Pandu Ramadhan, Rizal Kurnia Riski, Syarkiah Anna

Batubara serta teman-teman 2015 lainnya.

11. Kepada Kak Titi Hayati, ST yang senantiasa memberikan arahan dan dukungan


12. Abang dan kakak senior angkatan 2014, Kak Nurhayati Pane yang memberikan

arahan, bantuan, serta dukungan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.


iii

13. Seluruh rekan-rekan yang tidak mungkin saya tuliskan satu-persatu atas

dukungannya yang sangat baik.

Saya menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh dari

kesempurnaan. Oleh karena itu saya menerima kritik dan saran yang bersifat

membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini

Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat

bermanfaat bagi para pembaca.

Medan, Juli 2019

Penulis

(Amirah Hanun)

15 0404 027


iv

DAFTAR ISI

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

DAFTAR ISI ................................................................................................ iv

DAFTAR TABEL ....................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xi

DAFTAR NOTASI ...................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN…............................................................................. xviii

ABSTRAK ................................................................................................... xix

BAB 1 PENDAHULUAN ............................................................................ 1

1.1 Latar Belakang ........................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ...................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian......................................................................... 2

1.4 Batasan Masalah ......................................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian....................................................................... 3

1.6 Metode Pengumpulan Data ........................................................ 4

1.7 Sistematika Penelitian ................................................................ 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 6

2.1 Umum ........................................................................................ 6

2.1.1 Definisi Tanah .................................................................... 6

2.1.2 Karakteristik Tanah ............................................................ 7

2.2 Penyelidikan Tanah (Soil Investigation) ..................................... 8

2.2.1 Pengambilan Contoh Tanah ............................................... 9

2.2.2 SPT ..................................................................................... 9

2.2.3 Kalendering ........................................................................ 11


v

2.2.4 PDA .................................................................................... 12

2.3 Pondasi ....................................................................................... 13

2.3.1 Pondasi Tiang Pancang ...................................................... 14

2.3.2 Pondasi Berdasarkan Cara Penyaluran Beban ................... 14

2.3.3 Pondasi Tiang Pancang Menurut Pemasangannya ............. 16

2.3.4 Pondasi Tiang Berdasarkan Perpindahannya ..................... 16

2.4 Kapasitas Daya Dukung Ultimate Tiang Pancang .................... 17

2.4.1 Kapasitas Daya Dukung Aksial.......................................... 17

2.4.2 Kapasitas Daya Dukung Lateral ......................................... 24

2.5 Efisiensi dan Kapasitas Kelompok Tiang ................................... 37

2.6 Penurunan Tiang Pancang .......................................................... 40

2.6.1 Penurunan Tiang Pancang Tunggal.................................... 40

2.6.2 Penurunan Tiang Pancang Kelompok ................................ 45

2.7 Faktor Keamanan ....................................................................... 46

2.8 Metode Elemen Hingga (MEH) Bidang Geoteknik ................... 46

2.9 Plaxis .......................................................................................... 47

2.10 Studi Literatur (Literature Review) ............................................ 55

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ..................................................... 57

3.1 Data Umum Proyek ................................................................... 57

3.2 Data Teknis Tiang Pancang........................................................ 58

3.3 Karakteristik Tanah .................................................................... 59

3.4 Tahap Penelitian ......................................................................... 60

3.5 Flowchart .............................................................................. 61

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................ 62


vi

4.1 Pendahuluan ................................................................................. 62

4.2 Perhitungan Daya Dukung Aksial Tiang Pancang ....................... 62

4.2.1. Perhitungan Kapasitas Daya Dukung Aksial Tiang

Pancang Berdasarkan Data SPT………………………… 62


Pancang Berdasarkan Data Kalendering………………… 67


Pancang Berdasarkan Data PDA………………………… 68

4.3 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Lateral Tiang

Pancang…………………………………………….….……….. 68

4.4 Penurunan Tiang Pancang Tunggal dan Kelompok ................... 72

4.4.1 Penurunan Tiang Pancang Tunggal.................................... 72

4.4.2 Penurunan Tiang Pancang Kelompok ................................ 75

4.5 Menghitung Efisiensi Tiang Pancang Kelompok ........................ 76

4.6 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Ultimit Tiang Pancang ...

Berdasarkan Metode Elemen Hingga .......................................... 77

4.6.1 Pemodelan Pada Program MEH ......................................... 80

4.7 Diskusi .......................................................................................... 84

4.7.1 Perbandingan Nilai Daya Dukung Ultimit Sebelum

dan Sesudah Konsolidasi dari Program MEH ................... 84

4.7.2 Perbandingan Tekanan Air Pori Sebelum

dan Setelah Konsolidasi dari Program MEH ..................... 85

4.7.3 Perbandingan Penurunan Sebelum dan Sesudah

Konsolidasi dari Program MEH ........................................ 86


vii

4.7.4 Hasil Perhitungan Daya Dukung Ultimit Tiang Pancang .. 86

4.7.5 Hasil Perhitunga Daya Dukung Lateral Tiang Pancang..... 87

4.7.6 Hasil Penurunan Tiang Pancang ........................................ 87

4.7.7 Nilai Efisiensi Kelompok Tiang ......................................... 87

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 88

5.1 Kesimpulan ................................................................................. 88

5.2 Saran ........................................................................................... 89

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 90

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... 93


viii

DAFTAR TABEL

No Judul Hal

2.1 Hal-hal yang perlu dipertimbangkan untuk penentuan harga N dari

data SPT (Sosrodarsono, 1983)

18

2.2 Hubungan antara Harga N-SPT, Sudut Geser Dalam, dan Kepadatan

Relatif (Sosrodarsono & Nakazawa, 2000)

19

2.3 Hubungan antara Harga N-SPT dan Berat Isi Tanah (Das, 1995) 19

2.4 Hubungan antara Angka Penetrasi Standar dengan Sudut Geser

Dalam dan Kepadatan Relatif pada Tanah Pasir (Das, 1995)

21

2.5 Koefisien Restitusi (Sosrodarsono, 1997) 22

2.6 Efisiensi Jenis Alat Pancang (Sosrodarsono, 1997) 23

2.7 Karakteristik Alat Pancang Diesel Hammer (Sosrodarsono, 1997) 23

2.8 Hubungan Modulus Subgrade (k1) dengan Kuat Geser Undrained

untuk Lempung Kaku Terkonsolidasi Berlebih (Overconsolidated)

(Hardiyatmo, 2002)

26

2.9 Nilai-nilai nh untuk Tanah Granuler (c = 0) (Hardiyatmo, 2002) 27


ix

2.10 Nilai-nilai nh untuk Tanah Kohesif (Hardiyatmo, 2002) 27

2.11 Kriteria Tiang Kaku dan Tiang Tidak Kaku (Hardiyatmo, 2002) 28

2.12 Klasifikasi Tiang Pancang Bulat Berongga (PT. WIKA Beton) 36

2.13 Nilai Koefisien Empiris (Cp) (Das, 1995) 45

2.14 Faktor Aman yang Disarankan oleh Reese dan O’Neill 46

2.15 Nilai Perkiraan Modulus Elastisitas Tanah 51

2.16 Korelasi NSPT dengan Modulus Elastisitas pada Tanah Lempung 52

2.17 Korelasi NSPT dengan Modulus Elastisitas pada Tanah Pasir 52

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

(Hardiyatmo, 2011)

53

2.19 Nilai Koefisien Permeabilitas Tanah (Das, 1995) 54

3.1 Deskripsi Tanah Bore Hole II dari hasil SPT 59

4.1 Bore Hole Tiang PancangDiameter 60 cm 65

4.2 Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang 66

4.3 Hasil Analisis Program CAPCAW 68

4.4 Hasil Perhitungan Penurunan Elastis Tiang Pancang Tunggal

Diameter 60 cm

74

4.5 Data Data Pemodelan Tiang Pancang 78


x

4.6 Input Parameter Tanah untuk Program Metode Elemen Hingga pada

Bore Hole II

79

4.7 Daya Dukung Tiang Pancang dari Program Metode Elemen Hingga 85

4.8 Perbandingan Nilai Tekanan Air Pori 85

4.9 Penurunan Tiang Pancang dari Program Metode Elemen Hingga 86

4.10 Nilai Daya Dukung Ultimit Tiang Pancang 86

4.11 Kapasitas Daya Dukung Ultimit Lateral Tiang Pancang 87

4.12 Hasil Penurunan Tiang Pancang 87

4.13 Efisiensi Kelompok Tiang 87


xi

DAFTAR GAMBAR

No. Judul Hal

2.1 Diagram Fase Tanah (Das, Braja M.1995) 7

2.2 Proses Uji Penetrasi Standar 10

2.3 Tumpuan Ujung (Sumber :Hardiyatmo, 2002) 15

2.4 Tumpuan Geser/Sisi (Sumber :Hardiyatmo, 2002) 15

2.5 Grafik Hubungan antara Kuat Geser (Cu) dengan Faktor

Adhesi (α) (API, 1987)

21

2.6 Mekanisme Keruntuhan Pondasi (Sumber:Hardiyatmo,

2011)

29

2.7 Kapasitas Beban Lateral pada Tanah Kohesif

(Hardiyatmo, 2002)

30

2.8 Defleksi dan Mekanisme Keruntuhan Pondasi Tiang

dengan Kondisi Kepala Tiang Terjepit Akibat Beban

Lateral pada Tanah Kohesif (Hardiyatmo, 2002)

31


xii


dengan Kondisi Kepala Tiang Bebas Akibat Beban

Lateral pada Tanah Granular (Hardiyatmo, 2002)

33


dengan Kondisi Kepala Tiang Terjepit Akibat Beban

Lateral pada Tanah Granular (Hardiyatmo, 2002)

34

2.11 Kapasitas Beban Lateral pada Tanah Granuler (Tomlinson,

1977)

35

2.12 Tiang Pancang Kelompok (Das,B.M) 37

2.13 Faktor Penurunan Io (Poulus dan Davis, 1980) 41

2.14 Faktor Penurunan Rk (Poulus dan Davis, 1980) 42

2.15 Faktor Penurunan Rh (Poulus dan Davis, 1980) 42

2.16 Faktor Penurunan Rµ (Poulus dan Davis, 1980) 42

2.17 Faktor Penurunan Rb (Poulus dan Davis, 1980) 43

2.18 Variasi Jenis Bentuk Unit Tahanan Friksi (Kulit) Alami

Terdistribusi Sepanjang Tiang Tertanam ke Dalam

Tanah (Bowles, 1993)

45

2.19 Titik Nodal dan Titik Tegangan 48


xiii

3.1 Denah Lokasi Proyek 57

3.2 Dokumentasi di Jembatan Sungai Deli STA 1+575 58

3.3 Pile Layout A7-N 58

4.1 Penentuan nilai ultimit lateral resisdence berdasarkan

plot garis

71

4.2 Susunan Kelompok Tiang Pancang 76

4.3 Lembar General Setting pada Program Plaxis 80

4.4 Input Data Material Set 81

4.5 Hitungan pada Program Plaxis 82

4.6 Tahap Kalkulasi 83

4.7 Hasil Kalkulasi dan Besar ΣMsf Sebelum Konsolidasi 83

4.8 Hasil Kalkulasi dan besar Σ Msf pada Fase 5 84

4.9 Nilai tekanan Air Pori Berlebih 85

4.10 Nilai Penurunan Tiang Pancang Tunggal 86


xiv

DAFTAR NOTASI

Ap = Luas penampang tiang (m2)

B = Lebar atau diameter tiang (m)

Cp = Koefisien empiris

Cs = Konstanta Empiris

c = Kohesi tanah (kg/cm²)

cu = Kohesi undrained (kN/m2)

d = Diameter tiang (m)

Dr = Kerapatan relatif (%)

Eb = Modulus elastisitas tanah di dasar tiang (kN/m2)

Eg = Efisiensi kelompok tiang

Ep = Modulus elastis tiang (kN/m2)

Es = Modulus elastisitas tanah di sekitar tiang (kN/m2)

e = Angka pori

ef = Efisiensi hammer (%)

f = Jarak momen maksimum dari permukaan tanah (m)

Gs = Specific gravity

g = Jarak dari lokasi momen maksimum sampai dasar tiang

(m)

H = Tebal lapisan (m)

Hu = Beban lateral (kN)

I = Momen inersia tiang (cm4)


xv

I0 = Faktor pengaruh penurunan tiang yang tidak mudah

mampat

JP = Jumlah perlawanan (perlawanan ujung konus + selimut)

JHL = Jumlah hambatan lekat (kg/cm)

K = Faktor kekakuan tiang

Kp = Koefisien tanah pasif

k = Koefisien permeabilitas

ki = Modulus reaksi subgrade dari Terzaghi

kh = Koefisien permeabilitas arah horizontal

kv = Koefisien permeabilitas arah vertikal

L = Panjang tiang pancang (m)

Lb = Panjang lapisan tanah (m)

Li = Tebal lapisan tanah, pengujian SPT dilakukan setiap

interval kedalaman pemboran (m)

m = Jumlah baris tiang

My = Momen ultimit (kN-m)

NSPT = nilai SPT

N1 = Nilai SPT pada kedalaman 10D pada ujung tiang ke atas

N2 = Nilai SPT pada kedalaman 4D pada ujung tiang ke bawah

n = Jumlah tiang dalam satu baris

nh = Koefisien fariasi modulus

P = Keliling tiang (m)

pu = Tahanan tanah ultimit

𝑃𝑡𝑖𝑎𝑛𝑔 = Kekuatan yang diijinkan pada tiang (kg)


xvi

Q = Besar beban yang bekerja (kN)

Qg = Beban maksimum kelompok tiang yang mengakibatkan

keruntuhan (Ton)

Qa = Beban maksimum tiang tunggal (Ton)

Qb = Tahanan ujung ultimit tiang (kg)

Qult = Kapasitas daya dukung ultimit tiang pancang tunggal (kg)

Qijin

= Kapasitas daya dukung ijin tiang (kg)

Q p

= Tahanan Ujung Ultimate (kN)

Qs = Tahanan gesek ultimit dinding tiang (kg/cm2)

qc = Tahanan ujung sondir (kg/cm2)

Rb = Faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung

Rh = Faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada

tanah keras

Rk = Faktor koreksi kemudah mampatan tiang

Rμ = Faktor koreksi angka poisson

S = Penurunan untuk tiang tunggal

Sg = Penurunan Kelompok tiang

Se(1) = Penurunan elastis dari tiang

Se(2) = Penurunan tiang yang disebabkan oleh beban di ujung tiang

Se(3) = Penurunan tiang yang disebabkan oleh beban di sepanjang

batang tiang

s = Jarak pusat ke pusat tiang (cm)

Tult = Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik

(kg)


xvii

α = Koefisien adhesi antara tanah dan tiang

𝜂 = Efisiensi grup tiang

Ø = Sudut geser dalam (˚)

𝛾 = Berat isi tanah (kN/m3)

γdry = Berat jenis tanah kering (kN/m3)

γsat = Berat jenis tanah jenuh (kN/m3)

γw = Berat isi air (kN/m3)

ξ = Koefisien dari skin friction

ʋ = Poisson’s ratio

ψ = Sudut dilantansi (o)

𝜎𝑏𝑒𝑡𝑜𝑛 = Tegangan tekan ijin bahan tiang (kg/cm2)

𝜋 = Phi lingkaran


xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I Data- Data Hasil Pengujian SPT

Lampiran II Data- Data Hasil Pengujian PDA Analaysis CAPCAW

Lampiran III Data-Data Hasil Pengujian Kalendering

Lampiran IV Gambar Lokasi Penelitian


xix

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG

DENGAN METODE ANALITIS DAN METODE ELEMEN

HINGGA

(PROYEK PEMBANGUNAN JALAN TOL MEDAN-BINJAI

SEKSI 1 LOKASI JEMBATAN SUNGAI DELI STA 1+575)

ABSTRAK

Pondasi merupakan struktur utama dalam suatu konstruksi dimana berfungsi

sebagai penopang beban atau yang menyalurkan gaya-gaya yang terjadi di atas konstruksi

dan diteruskan ke dalam tanah keras yang dapat menjamin kestabilan bangunan

terhadap berat sendiri dan gaya- gaya luar seperti tekanan angin, gempa bumi dan

lain-lain serta tidak boleh terjadi penurunan pondasi dari batas tertentu dan

digunakan jika tanah yang berada di bawah dasar bangunan tidak mempunyai daya

dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan beban yang bekerja padanya.

Tujuan dari studi ini adalah untuk menghitung dan membandingkan hasil

dari daya dukung ultimit aksial tiang pancang tunggal dari data SPT metode

Meyerhof, data Kalendering metode Hiley, metode Danish, dan metode ENR data

PDA, dan dengan Metode Elemen Hingga. Sedangkan untuk perhitungan daya

dukung lateral menggunakan metode Broms. menghitung penurunan elastis yang

terjadi, dan mengitung efisiensi kelompok tiang pancang. Metodologi pengumpulan

data adalah dengan melalukan observasi serta pengambilan data dari konsultan dan

perusahaan pemancangan.

Terdapat perbedaan nilai hasil perhitungan daya dukung dan penurunan

pondasi, baik ditinjau dari metode perhitungan dan lokasinya. Berdasarkan hasil

perhitungan daya dukung aksial tiang tunggal dengan data SPT = 112,69 Ton, ENR

= 755,36 Ton, Danish = 840,38 Ton, data PDA = 228,00 Ton, dengan Metode

Elemen Hingga bernilai 308,00 Ton. Sedangkan perhitungan daya dukung lateral

tiang tunggal dengan menggunakan metode Broms diperoleh hasil secara analitis =

41,77 Ton, secara grafis = 37,68 Ton. Penurunan Poulus dan Davis = 3,90 mm,

penurunan elastis tiang tunggal = 1,35 mm, dan penurunan dengan Metode Elemen

Hingga = 13,84 mm. Nilai efisiensi kelompok tiang dengan metode Converse

Laberre = 0,61. Perbedaan daya dukung dan penurunan tersebut dapat disebabkan

oleh perbedaan jenis tanah, cara pelaksanaan pengujian yang bergantung pada

ketelitian operator dan perbedaan parameter yang digunakan dalam perhitungan.

Kata Kunci : Meyerhof, Broms, Plaxis, Danish Formula,ENR.


1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Tanah memiliki peranan penting pada suatu pekerjaan konstruksi. Tanah

adalah pondasi pendukung suatu bangunan, atau bahan konstruksi dari bangunan

itu sendiri. Pondasi merupakan bagian paling bawah (sub structure) dari suatu

konstruksi dan merupakan bagian terpenting dalam sebuah pekerjaan konstruksi

karena pondasi berfungsi memikul beban bangunan di atasnya (upper structure)

dan beban lainnya seperti angin, gempa dan sebagainya ke lapisan tanah yang ada

dibawahnya.

Pondasi harus mampu menahan beban dan mengalami penurunan sampai

batas keamanan yang telah ditentukan. Sehingga diperlukan suatu pondasi yang

sesuai agar lapisan tanah pondasi mampu menahan seluruh beban dan pengaruh

yang akan terjadi.

Dalam perencanaan pondasi untuk suatu konstruksi dapat digunakan

beberapa tipe pondasi. Pemilihan pondasi ini didasarkan atas :

Fungsi bangunan atas (super structure) yang akan dipikul oleh pondasi

Besarnya beban dan beratnya bangunan atas

Keadaan tanah dimana bangunan tersebuat akan didirikan

Biaya pondasi dibandingkan dengan bangunan di atas

Secara umum pondasi dapat dibagi dalam 2 (dua) jenis, yaitu pondasi

dangkal dan pondasi dalam. Pemilihan jenis pondasi tergantung kepada jenis

konstruksi yang berada di atasnya dan tergantung pada jenis dan kondisi tanahnya.

Untuk konstruksi beban ringan dan kondisi tanah cukap baik, biasanya

menggunakan pondasi dangkal, dan untuk konstruksi beban berat biasanya

menggunakan pondasi dalam.

Pondasi tiang pancang termasuk kedalam kategori pondasi dalam dan

berfungsi memindahkan atau mentransferkan beban-beban konstruksi di atasnya

kelapisan tanah yang lebih dalam. Untuk mendesain pondasi dalam, terdapat

beberapa metode analitis untuk menentukan kapasitas daya dukung pondasi

dalam. Selain itu kapasitas daya dukung juga dapat di analisa dengan metode


2

numerik dengan bantuan program. Salah satu diantaranya adalah Plaxis. Plaxis

adalah program pemodelan dan post processing metode elemen hingga yang

mampu melakukan analisa masalah geoteknik dalam perencanaan bangunan

sipil.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka rumusan masalah yang

akan dikaji dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana menghitung dan membandingkan hasil daya dukung utimit

aksial pondasi tiang pancang berdasarkan data SPT, Kalendering, PDA

dan Metode Elemen Hingga?

2. Berapa besar kapasitas daya dukung lateral pondasi tiang pancang dengan

rumus empiris yaitu menggunakan metode Broms?

3. Berapa besar penurunan elastis tiang pancang tunggal secara analitis

dengan Metode Elemen Hingga?

4. Berapa besar efisiensi kelompok tiang pancang?

5. Berapa faktor keamanan tiang pancang?

1.3. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penulis menganalisis tiang pancang adalah :

1. Menghitung dan membandingkan daya dukung ultimit aksial pondasi

tiang pancang secara analitis dan numeris. Secara analitis penulis

menggunakan data SPT (Standart Penetration Test), data Kalendering

serta data PDA, dan secara numeris, penulis menggunakan Metode

Elemen Hingga dengan Program Palxis.

2. Menghitung besarnya kapasitas daya dukung ultimit lateral tiang

pancang tunggal.

3. Menghitung penurunan tiang pancang tunggal secara analitis dan

Metode Elemen Hingga.

4. Menghitung efisiensi tiang pancang tunggal secara analitis dengan

Metode Elemen Hingga.

5. Menghitung faktor keamanan


3

1.4. Batasan Masalah

Untuk memperjelas ruang lingkup yang akan dibahas dalam tugas akhir ini

dan untuk mempermudah penulis dalam menganalisa maka dibuat batasan batasan

masalah yang meliputi :

1. Studi Literatur

Mengumpulkan tulisan-tulisan dalam bentuk buku maupun tulisan ilmiah

yang berhubungan dengan Tugas Akhir ini.

2. PengumpulanData

Lokasi Penelitian : Jalan Bebas Hambatan Medan – Binjai Jembatan

Sungai Deli STA 1+575

Sampel diuji : Tiang pancang tunggal dengan diameter 0,6 m

Data : - SPT

- Data PDA

- Data Kalendering

- Denah titik pancang dan detail tiang pancang

3. Analisis Masalah

Melakukan penelitian untuk menghitung kapasitas daya dukung aksial dan

lateral tiang pancang dengan 2 metode yaitu:

- Metode Analitis (Metode Meyerhof)

- Metode Numeris (Metode Elemen Hingga)

4. Tidak dilakukan analisis biaya

5. Mengevaluasi dan membandingkan hasil nilai plaxis versi 8.6 dengan

Metode Analitis

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penyusunan tugas akhir ini antara lain :

1. Agar penulis maupun pembaca dapat mengetahui perbandingan

perhitungan daya dukung ultimit dan penurunan tiang pancang secara

analitis maupun numeris.


4

2. Sebagai bahan referensi bagi pihak-pihak yang membutuhkan informasi

dan ingin mempelajari hal yang dibahas Tugas Akhir ini.

1.6. Metode Pengumpulan Data

Dalam penulisan Tugas Akhir ini dilakukan beberapa hal untuk

mengumpulkan data yang mendukung agar Tugas Akhir ini dapat diselesaikan

dengan baik. Beberapa cara yang dilakukan adalah sebagai berikut:

1. Metode Literatur

Mengumpulkan tulisan-tulisan dalam bentuk buku maupun tulisan ilmiah yang

berhubungan dengan Tugas Akhir ini.

2. Pengumpulan Data

Pengambilan data yang diperlukan dalam perencanaan diperoleh dari pihak PT.

HUTAMA KARYA selaku pelaksana proyek pembangunan jalan tol Medan-

Binjai. Adapun data yang dibutuhkan adalah data SPT, data kalendering, data

spesifikasi tiang pancang.

3. Studi bimbingan

Studi bimbingan yaitu melakukan bimbingan dan konsultasi dengan dosen

pembimbing yang turut berperan penting dalam penyelesaian Tugas Akhir.

4. Analisis Masalah

Melakukan analisis terhadap data-data diatas berdasarkan teori-teori yang telah

dikumpulkan pada studi literatur.

1.7. Sistematika Penelitian

Sistematika penulisan dalamm penelitian ini akan dibuat dalam 5 (lima) bab uraian

sebagai berikut:

Bab 1 : Pendahuluan

Dalam bab ini dijelaskan tentang latar belakang masalah, tujuan, manfaat

penulisan, pembatasan masalah, metodologi penelitian data dan sistematika

penulisan.

Bab 2 : Tinjauan Pustaka


5

Dalam bab ini berisi dasar teori, rumus dan segala sesuatu yang digunakan

untuk menghitung daya dukung dan tiang pancang secara analisis dan dengan

Metode Elemen Hingga yang menggunakan pemodelan tanah Mohr-Coulomb

Bab 3 : Metodologi Penulisan

Bab ini berisi tentang metodologi yang dilakukan dalam analisa berupa

pengumpulan data dan analisis data yang telah diperoleh.

Bab 4 : Hasil dan Pembahasan

Bab ini berisi tentang pembahasan perhitungan analisa daya dukung dan

penurunan tiang pancang baik secara analitis maupun dengan Metode Elemen

Hingga. Hasil perhitungan ini akan dibandingkan dengan data di lapangan.

Bab 5 : Kesimpulan dan Saran

Bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil analisa dan saran-saran yang

diberikan atas hasil yang diperoleh.


6

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Umum

Konstruksi bangunan terdiri dari struktur bangunan atas dan struktur

bangunan bawah. Struktur bangunan atas terdiri dari kolom, balok, plat, dinding

dan sebagainya. Sedangkan struktur bangunan bawah terdiri dari konstruksi

pondasi.

Pondasi adalah struktur bagian bawah bangunan yang berhubungan

langsung dengan tanah, atau bagian bangunan yang terletak dibawah tanah

permukaan yang mempunyai fungsi memikul beban bagian bangunan lain diatasnya

(Joseph E. Bowles, 1997).

Untuk merencanakan pondasi suatu bangunan ada dua hal yang harus

diperhatikan yaitu daya dukung dan penurunan. Daya dukung pondasi yang

direncanakan harus lebih besar daripada beban yang bekerja pada pondasi baik

beban statik maupun beban dinamiknya dan penurunan yang terjadi akibat

pembebanan tidak boleh melebihi penurunan yang diijinkan. Sehingga, dalam

pemilihan pondasi sangat dibutuhkan pengetahuan tentang jenis tanah, daya dukung

ultimit pondasi yang harus lebih besar daripada beban yang bekerja pada pondasi

baik beban statik maupun beban dinamik, dan penurunan yang akan ditimbulkan

akibat pembebanan tidak boleh melebihi penurunan yang diijinkan, pengendalian

mutu menjadi salah satu kunci penting keberhasilan pondasi.

2.1.1. Definisi Tanah

Tanah memiliki peranan penting pada sebuah pekerjaan kontruksi. Tanah

adalah pondasi pendukung dari suatu konstruksi atau bahan konstruksi itu sendiri.

Tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran)

mIneral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain

dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai

dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel

padat tersebut (Das, B. M., 1985).


7

Tanah memiliki tiga komponen yaitu udara, air dan bahan padat (butiran

tanah). Udara dianggap tidak mempunyai pengaruh teknis,sedangkan air memiliki

pengaruh besar terhadap sifat teknis tanah. Rongga diantara butiran, sebagian, atau

seluruhnya dapat terisi oleh air atau udara.

Apabila ruang pori tanah terisi air seluruhnya maka dikatakan tanah dalam

kondisi jenuh air (saturated). Bila ruang pori tanah terisi oleh air dan udara

dikatakan tanah dalam kondisi jenuh sebagian (partially saturated). Sedangkan

tanah yang tidak mengandung air sama sekali atau tidak memiliki kadar air maka

kondisi tersebut dikatakan tanah kering (unsaturated).

Gambar 2.1 Diagram Fase Tanah

(Sumber : Das, Braja M.1995)

2.1.2. Karakteristik Tanah

Tanah umumnya dapat disebut sebagai kerikil (gravel), pasir (sand), lanau

(silt), atau lempung (clay), tergantung pada ukuran partikel yang paling dominan

pada tanah tersebut. Untuk menerangkan tentang tanah berdasarkan ukuran-ukuran

partikelnya, beberapa organisasi telah mengembangkan batasan-batasan ukuran

golongan jenis tanah (soil separate size limits). (Das, B. M., 1985).

a. Kerikil adalah kepingan-kepingan dari batuan yang kadang-kadang juga

mengandung partikel-partikel mineral quartz, feldspar, dan mineral-mineral

lain

b. Pasir sebagian besar terdiri dari mineral quartz dan feldspar. Butiran dari

mineral yang lain mungkin juga masih ada pada golongan ini

c. Lanau sebagian besar merupakan fraksi mikroskopis (berukuran sangat

kecil) dari tanah yang terdiri dari butiran-butiran quartz yang sangat halus,


8

dan sejumlah partikel berbentuk lempengan-lempengan pipih yang

merupakan pecahan dari mineral-mineral mika

d. Lempung sebagian besar terdiri dari partikel mikroskopis dan

submikroskopis (tidak dapat dilihat dengan jelas bila hanya dengan

mikroskopis biasa) yang berbentuk lempengan-lempengan pipih dan

merupakan partikel-partikel dari mika, mineral-mineral lempung (clay

minerals), dan mineral-mineral yang sangat halus lain.

2.2. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation)

Penyelidikan tanah merupakan kegiatan paling penting diakukan sebelum

pembuatan pondasi karena memiliki peran sangat penting untuk menentukan jenis

dan kedalaman pondasi yang akan digunakan.

Penyelidikan tanah adalah tahap awal untuk mengetahui sifat-sifat tanah,

daya dukung ultimit tanah, dan karakteristik tanah serta kondisi gelogi, seperti

susunan lapisan tanah atau sifat tanah serta mengetahui kekuatan lapisan tanah.

Tidak hanya itu, penyelidikan tanah juga berfungsi untuk mengetahui kedalaman

muka air tanah, besarnya tekanan tanah terhadap dinding penahan tanah, membuat

perkiraan besar penurunan yang mungkin terjadi serta menyelidiki keamanan suatu

struktur bila penyelidikan pada bangunan telah ada sebelumnya.

Pada proyek jalan raya dan irigasi, penyelidikan tanah berguna untuk

menentukan letak-letak saluran, gorong-gorong, penentuan lokasi, dan macam

bahan timbunan.

Penyelidikan tanah ada dua jenis yaitu :

a. Penyelidikan di lapangan (in situ test)

Jenis penyelidikan di lapangan berguna untuk mengetahui karakteristik

tanah dalam mendukung pondasi. Jenis penyelidikan ini seperti pengeboran

(hand boring ataupun machine boring), Cone Penetrometer Test (Sondir),

SPT, Sand Cone Test dan Dynamic Cone Penetrometer

b. Penyelidikan di laboratorium (laboratory test)

Sifat-sifat fisik tanah dapat dipelajari dari hasil uji laboratorium pada sampel

tanah yang diambil dari pengeboran.Hasil yang diperoleh dapat digunakan

untuk menghitung kapasitas daya dukung ultimit dan penurunan. Jenis


9

penyelidikan di laboratorium terdiri dari uji index properties tanah

(Atterberg Limit, Water Content, Spesific Gravity, Sieve Analysis) dan

engineering properties tanah (Direct Shear Test, Triaxial Test,

Consolidation Test, Permeability Test, Compaction Test, dan CBR).

2.2.1. Pengambilan Contoh Tanah

Dari hasil penyelidikan tanah diperoleh contoh tanah (soil sampling) yang

dapat dibedakan menjadi dua yaitu :

a. Contoh tanah tidak terganggu (undisturbed soil)

Suatu contoh tanah dikatakan tidak terganggu apabila contoh tanah

itu dianggap masih menunjukkan sifat-sifat asli tanah tersebut. Sifat asli

yang dimaksud adalah contoh tanah tersebut tidak mengalami perubahan

pada strukturnya, kadar air, atau susunan kimianya. Contoh tanah seperti ini

tidaklah mungkin bisa didapatkan, akan tetapi dengan menggunakan teknik-

teknik pelaksanaan yang baik, maka kerusakan-kerusakan pada contoh

tanah tersebut dapat diminimalisir. Undisturbed soil digunakan untuk

percobaan engineering properties

b. Contoh tanah terganggu (disturbed soil)

Contoh tanah terganggu adalah contoh tanah yang diambil tanpa

adanya usaha-usaha tertentu untuk melindungi struktur asli tanah tersebut.

Disturbed soil digunakan untuk percobaan uji index properties tanah.

2.2.2. SPT

SPT adalah uji penetrasi standar yang bertujuan untuk menentukan

kepadatan relatif dan sudut geser lapisan tanah tersebut dari pengambilan contoh

tanah dengan tabung, dapat diketahui jenis tanah dan ketebalan dari setiap lapisan

tanah tersebut , untuk memperoleh data yang kumulatif pada perlawanan penetrasi

tanah dan menetapkan kepadatan dari tanah yang tidak berkohesi. SPT sering

digunakan untuk mendapatkan daya dukung tanah secara langsung dilokasi.

Pengujian ini dilakukan setiap interval kedalaman pemboran 1-2 meter atau sesuai

keperluan, langsung dilobang bor.


10

Adapun proses uji SPT terlihat pada Gambar 2.2.

Adapun prosedur pengujian SPT sebagai berikut:

1. Lakukan pengujian pada setiap perubahan lapisan tanah atau pada interval

sekitar 1,50 m sampai dengan 2,00 m atau sesuai keperluan

2. Tarik hammer dengan tinggi jatuh bebas hammer adalah 30 inci (75 cm).

Hammer yang dipakai mempunyai berat 140 lbs (63,5 kg)

3. Lepaskan tali sehingga palu jatuh bebas menimpa penahan

4. Ulangi langkah 2 dan 3 berkali-kali sampai mencapai penetrasi 15 cm

5. Hitung jumlah pukulan atau tumbukan N pada penetrasi 15 cm yang

pertama

6. Ulangi langkah 2, 3, 4, dan 5 sampai pada penetrasi 15 cm yang kedua dan

ke-tiga

7. Catat jumlah pukulan N pada setiap interval penetrasi 15 cm. Jumlah

pukulan tersebut merupakan angka N dari pelaksanaan SPT dimana nilai N

yang dihitung adalah jumlah pukulan 15 cm kedua dan 15 cm ke tiga (N2

+ N3). Nilai pukulan pertama N1 tidak diperhitungkan karena masih kotor

bekas pengeboran.

8. Bila nilai N lebih besar dari pada 50 pukulan, hentikan pengujian dan

tambah pengujian sampai minimum 6 meter.

Gambar 2.2 Proses Uji Penetrasi Standar

Keuntungan dan kerugian SPT yaitu :

1. Keuntungan:

Dapat diperoleh nilai N dan contoh tanah terganggu


11

Dapat digunakan pada sembarang jenis tanah dan batuan lunak

Pengujian Penetrasi Standar pada pasir, hasilnya dapat digunakan secara

langsung untuk memprediksi kerapatan relatif dan kapasitas daya dukung

ultimit tanah.

2. Kerugian :

Sampel dalam tabung SPT diperoleh dalam kondisi terganggu

Nilai N yang diperoleh merupakan data sangat kasar, bila digunakan untuk

tanah lempung

Derajat ketidakpastian hasil uji SPT yang diperoleh bergantung pada

kondisi alat dan operator

Hasil tidak dapat dipercaya dalam tanah yang mengandung banyak kerikil.

2.2.3. Kalendering

Secara umum kalendering digunakan untuk mengetahui daya dukung tanah

secara empiris melalui perhitungan yang dihasilkan oleh proses pemukulan alat

pancang. Alat pancang bisa berupa diesel hammer maupun hydraulic hammer.

Perhitungan kalendering menghasilkan output yang berupa daya dukung tanah

dalam ton.

Pembacaan kalendering dilakukan pada alat pancang sewaktu

memancang. Jika dari bacaan tinggi bacaan sudah bernilai ≤1 cm , maka

pemancangan sudah siap dihentikan. Itu artinya tiang sudah mencapai titik

tanah keras, tanah keras itulah yang menyebabkan bacaan kalenderingnya kecil

yaitu 1 cm atau kurang. Jika diteruskan dikhawatirkan akan terjadi kerusakan

pada tiang pancang itu sendiri seperti pada topi tiang pancang atau badan tiang

pancang itu sendiri. Pembacaan 1 kalendering dilakukan dengan 10 pukulan.

Sebelum dilaksanakan kalendering biasanya juga dilakukan monitoring

pemukulan saat pemancangan yaitu untuk mengetahui jumlah pukulan tiap meter

dan total sebagai salah satu bentuk data yang dilampirkan beserta hitungan

kalendering. Untuk menghitungnya disediakan terlebih dahulu counter agar mudah

dalam menghitung jumlah pukulan tiap meter dan totalnya.

Metode pelaksanaan kalendering bersifat sederhana. Alat yang disediakan

cukup spidol, kertas millimeter blok, selotip, waterpass, dan kayu pengarah spidol


12

agar selalu pada posisinya. Alat tersebut biasanya juga telah disediakan oleh subkon

pancang. Dan pelaksanannya pun merupakan bagian dari kontrak pemancangan.

Pelaksanaanya dilakukan pada saat 10 pukulan terakhir. Kapan saat dilaksanakan

kalendering adalah saat hampir mendekati top pile yang disyaratkan dan faktor lain

yang disesuaikan kondisi dilapangan.

Tahapan pelaksanaannya yaitu :

1. Saat kalendering telah ditentukan dihentikan pemukulannya oleh

hammer

2. Memasang kertas milimeter blok pada tiang pancang menggunakan

selotip atau lem

3. Menyiapkan spidol yang ditumpu pada papan penopang dan waterpass

tukang, kemudian menempelkan ujung spidol pada kertas millimeter

4. Menjalankan pemukulan

5. Satu orang melakukan kalendering dan satu orang mengawasi serta

menghitung jumlah pukulan

6. Setelah 10 pukulan kertas milimeter diambil

7. Tahap ini bisa dilakukan 2-3 kali agar memperoleh grafik yang bagus

8. Usahakan kertas bersih, karena kalau menggunakan diesel hammer

biasanya kena oli dan grafiknya jadi kurang valid karena tertutup oli

9. Setelah tahapan selesai hasil kalendering ditanda tangani kontraktor,

pengawas, dan direksi lapangan untuk selanjutnya dihitung daya

dukungnya.

2.2.4. PDA

PDA Test Merupakan suatu alat pengujian untuk mengukur daya dukung

pondasi dalam dengan beban dinamis (hammer dengan berat tertentu yang

dijatuhkan di atas kepala tiang uji).

Secara umum, PDA Test dilaksanakan pada saat tiang uji memiliki

kekuatan yang cukup untuk menerima dan menahan beban dinamis pengujian.

Untuk meminimalisir tegangan berlebih pada kepala tiang dapat dipakai cushion di

sisi atas kepala tiang.


13

Tujuan dari pengujian PDA adalah untuk memperoleh kapasitas daya

dukung, penurunan, dan keutuhan tiang pondasi tiang tunggal yang diuji.

2.3. Pondasi

Pondasi dikelompokkan ke dalam dua bagian, yaitu:

1. Pondasi Dangkal (Shallow Foundation)

Terletak pada kedalaman yang dangkal, umumnya kedalaman pondasi

dangkal lebih kecil dari panjang atau lebar pondasi. Adapun contoh-contoh pondasi

dangkal adalah pondasi tapak, pondasi memanjang, pondasi tikar, dll.

2. Pondasi Dalam (Deep Foundation)

Merupakan pondasi yang dipergunakan untuk meneruskan beban ke lapisan

tanah yang mampu memikulnya dan letaknya cukup dalam. Contoh pondasi

dalam ini adalah pondasi tiang pancang, bore pile, dan pondasi sumuran.

Menurut Bowles,1991, sebuah pondasi harus mampu memenuhi beberapa

persyaratan stabilitas dan deformasi, seperti :

1. Kedalaman harus memadai untuk menghindarkan pergerakan tanah

lateral dari bawah pondasi, khusus untuk pondasi tapak dan rakit.

2. Kedalaman harus berada di bawah daerah perubahan volume

musiman yang disebabkan oleh pembekuan, pencairan, dan

pertumbuhan tanaman.

3. Sistem harus aman terhadap penggulingan, rotasi, penggelinciran

atau pergeseran tanah.

4. Sistem harus aman terhadap korosi atau kerusakan yang disebabkan

oleh bahan berbahaya yang terdapat di dalam tanah.

5. Sistem harus cukup mampu beradaptasi terhadap beberapa

perubahan geometri konstruksi atau lapangan selama proses

pelaksanaan dan mudah dimodifikasi jika perubahan diperlukan.

6. Metode pemasangan pondasi harus seekonomis mungkin.

7. Pergerakan tanah keseluruhan (umumnya penurunan) dan

pergerakan diferensial harus dapat ditolerir oleh elemen pondasi dan

elemen bangunan atas.


14

8. Pondasi dan konstruksinya harus memenuhi syarat standar untuk

perlindungan lingkungan.

2.3.1. Pondasi Tiang Pancang

Tiang pancang adalah bagian-bagian konstruksi yang dibuat dari kayu,

beton dan baja, yang digunakan untuk mentransmisikan beban-beban permukaan

ke tingkat-tingkat permukaan yang lebih rendah dalam massa tanah. Penggunaan

pondasi tiang pancang sebagai pondasi bangunan apabila tanah yang berada

dibawah dasar bangunan tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang

cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya, atau apabila tanah keras yang

yang mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangun dan

bebannya letaknya sangat dalam (Sardjono,1988).

Pondasi tiang pancang berfungsi mentransfer beban bangunan ke lapisan

tanah yang lebih dalam. Pada umumnya tiang pancang dipancangkan tegak lurus ke

dalam tanah, namun jika diperlukan untuk menahan beban horizontal maka tiang

pancang akan dipancangkan secara miring (batter pile). Kemiringan disesuaikan

dengan alat pancang yang digunakan dan sesuai dengan perencanaan.

Pondasi tiang pancang pada umumnya digunakan :

1. Untuk membawa beban-beban konstruksi di atas tanah, ke dalam atau

melalui sebuah lapisan tanah. Di dalam hal ini beban vertikal dan beban

lateral dapat terlihat

2. Untuk menahan gaya desakan ke atas, atau gaya guling, seperti untuk

telapak ruangan bawah tanah di bawah bidang batas air jenuh atau untuk

kaki-kaki menara terhadap guling

3. Sebagai faktor keamanan tambahan di bawah tumpuan jembatan dan /atau

tiang (pile), khususnya jika erosi merupakan persoalan yang potensial

4. Tiang pancang seringkali digunakan untuk mengontrol pergerakan tanah

seperti longsoran tanah.

2.3.2. Pondasi Berdasarkan Cara Penyaluran Beban

1. Tumpuan Ujung (End Bearing Pile)

Menurut Hardiyatmo, 2002, Tiang dukung ujung adalah tiang yang

kapasitas dukungnya ditentukan oleh tahanan ujung tiang. Umumnya tiang dukung


15

ujung berada dalam zone tanah yang lunak yang berada di atas tanah keras. Tiang-

tiang dipancang sampai mencapai batuan dasar atau lapisan keras lain yang dapat

mendukung beban yang diperkirakan tidak mengakibatkan penurunan berlebihan.

Kapasitas tiang sepenuhnya ditentukan dari tahanan dukung lapisan keras yang

berada di bawah ujung tiang seperti pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Tumpuan Ujung

(Sumber :Hardiyatmo, 2002)

2. Tumpuan Geser/Sisi (Friction Pile)

Menurut Hardiyatmo, 2002, Tiang gesek adalah tiang yang kapasitas

dukungnya lebih ditentukan oleh perlawanan gesek antara dinding tiang dan tanah

disekitarnya seperti pada Gambar 2.4. Tahanan gesek dan pengaruh konsolidasi

lapisan tanah di bawahnya diperhitungkan pada hitungan kapasitas tiang.

Gambar 2.4 Tumpuan Geser/Sisi

(Sumber :Hardiyatmo, 2002)

3. Tiang pancang dengan tahanan lekat (adhesive pile)

Bila tiang dipancangkan di dasar tanah pondasi yang memiliki nilai

kohesi yang tinggi, maka beban yang diterima oleh tiang akan ditahan oleh

lekatan antara tanah di sekitar dan permukaan tiang.


http://2.bp.blogspot.com/-S1w2UPzDPsU/T8x76OOk7OI/AAAAAAAAAHw/i0upDWihbPA/s1600/Untitled.png

http://2.bp.blogspot.com/-S1w2UPzDPsU/T8x76OOk7OI/AAAAAAAAAHw/i0upDWihbPA/s1600/Untitled.png

16

2.3.3. Pondasi Tiang Pancang menurut Pemasangannya

Pondasi tiang pancang menurut pemasangannya dibagi menjadi dua yaitu

tiang pancang pracetak dan tiang pancang yang dicor di tempat.

1. Tiang Pancang Pracetak

Tiang pancang pracetak adalah tiang pancang yang dicetak dan dicor di dalam

acuan beton (bekisting), kemudian setelah cukup kuat lalu diangkat dan

dipancangkan. Tiang pancang pracetak ini menurut cara pemasangannya terdiri

dari:

a. Cara Penumbukan

Dimana tiang pancang tersebut dipancangkan ke dalam tanah dengan cara

penumbukan oleh hammer.

b. Cara Penggetaran

Dimana tiang pancang tersebut dipancangkan ke dalam tanah dengan cara

penggetaran oleh vibrator.

c. Cara Penanaman

Dimana permukaan tanah dilubangi terlebih dahulu sampai kedalaman

tertentu, lalu tiang pancang dimasukkan, kemudian lubang tadi ditimbun

lagi dengan tanah.

2.3.4. Pondasi Tiang Berdasarkan Perpindahannya

1. Tiang Perpindahan Besar (Large Displacement Pile)

Yaitu tiang pejal atau berlubang dengan ujung tertutup dipancang ke dalam

tanah sehingga terjadi perpindahan volume tanah yang relative besar seperti tiang

kayu, tiang beton pejal, tiang beton prategang (pejal atau berlubang), tiang baja

bulat (tertutup pada ujungnya).

2. Tiang Perpindahan Kecil (Small Displacement Pile)

Yaitu sama seperti tiang kategori pertama hanya volume tanah yang

dipindahkan saat pemancangan relative kecil, contohnya tiang beton berlubang

dengan ujung terbuka, tiang beton prategang berlubang dengan ujung terbuka, tiang

baja H, tiang baja bulat ujung terbuka, dan tiang ulir.


17

3. Tiang Tanpa Perpindahan (Non Displacement Pile)

Terdiri dari tiang yang dipasang di dalam tanah dengan cara menggali atau

mengebor tanah seperti bored pile, yaitu tiang beton yang pengecorannya langsung

di dalam lubang hasil pengeboran tanah (pipa baja diletakkan di dalam lubang dan

dicor beton (Hardiyatmo, 2002).

2.4. Kapasitas Daya Dukung Ultimate Tiang Pancang

Kapasitas daya dukung ultimate menyatakan tahanan geser tanah untuk

melawan penurunan akibat pembebanan yaitu tahanan geser yang dapat dikerahkan

oleh tanah disepanjang bidang-bidang gesernya (Hardiyatmo, Hary Christady,

2011).

Perancangan pondasi harus mempertimbangkan adanya keruntuhan geser

dan penurunan yang berlebih. Untuk itu, perlu dipenuhi 2 (dua) kriteria, yaitu:

kriteria stabilitas dan kriteria keruntuhan.

Untuk memenuhi stabilitas jangka panjang, pondasi harus diletakkan pada

kedalaman yang cukup untuk menanggulangi resiko erosi permukaan, gerusan,

kembang susut tanah dan gangguan yang disekitar pondasi lainnya.

Jika satuan yang digunakan dalam kapasitas dukung pondasi dangkal adalah

satuan tekanan (kPa), maka dalam kapasitas dukung tiang satuannya adalah satuan

gaya (kN). Dalam beberapa literatur digunakan istilah pile capacity atau pile

carrying capacity.

2.4.1. Kapasitas Daya Dukung Axial

A. Kapasitas Daya Dukung Axial Tiang Pancang dari data SPT

SPT merupakan uji penetrasi dinamis yang banyak sekali digunakan untuk

mendapatkan daya dukung tanah secara langsung. Harga N yang diperoleh dari SPT

tersebut diperlukan untuk memperhitungkan daya dukung tanah yang tergantung

pada kuat geser tanah. Hipotesis pertama mengenai kuat geser tanah diuraikan oleh

Coulomb yang dinyatakan dengan:

τ = c + σ tan ø (2.1)

Dimana :


18

τ = kekuatan geser tanah (kg/cm²)

c = kohesi tanah (kg/cm²)

σ = tegangan normal yang terjadi pada tanah (kg/cm²)

ø = sudut geser tanah (º)

Tabel 2.1 Hal-hal yang perlu dipertimbangkan untuk penentuan harga N dari data

SPT

Klasifikasi Hal-hal yang Perlu Diperhatikan dan

Dipertimbangkan

Hal yang perlu

dipertimbangkan secara

menyeluruh dari hasil-

hasil survei sebelumnya

Unsur tanah, variasi daya dukung vertikal

(kedalaman permukaan dan susunannya),

adanya lapisan lunak (ketebalan

konsolidasi atau penurunan), kondisi

drainase dan lain-lain

Hal-hal yang perlu

diperhatikan langsung

Tanah pasir

(tidak kohesif)

Berat isi, sudut geser

dalam, ketahanan

terhadap penurunan dan

daya dukung tanah

Tanah lempung

(kohesif)

Keteguhan, kohesi, daya dukung dan

ketahanan terhadap hancur

(Sosrodarsono, 1983)

Untuk mendapatkan sudut geser tanah dari tanah tidak kohesif (pasir)

biasanya dapat dipergunakan rumus Dunham (1962) sebagai berikut :

1. Tanah berpasir berbentuk bulat dengan gradasi seragam, atau butiran

pasir bersegi segi dengan gradasi tidak seragam, mempunyai sudut geser

sebesar:

ø = √12N + 15 (2.2)

2. Butiran pasir bersegi dengan gradasi seragam, maka sudut gesernya :

ø = 0,3N + 27 (2.3)


19

Menurut Peck dan Meyerhof, 1997, dari nilai N yang diperoleh pada uji SPT,

dapat diketahui hubungan empiris tanah non kohesi sepertif sudut geser dalam (ø),

indeks densitas, dan berat isi tanah basah (γwet). Hubungan empirisnya dapat dilihat

pada Tabel 2.2 dan Tabel 2.3.

Tabel 2.2 Hubungan antara Harga N-SPT, Sudut Geser Dalam, dan Kepadatan

Relatif

Nilai N

Kepadatan relative

Sudut geser dalam (ø)

Menurut

Peck

Menurut

Meyerhof

0 – 4 Sangat lepas (0,0 – 0,2) < 28,5 < 30

4 – 10 Lepas (0,2 – 0,4) 28,5 – 30 30 – 35

10 – 30 Sedang (0,4 – 0,6) 30 – 36 35 – 40

30 – 50 Padat (0,6 – 0,8) 36 – 41 40 – 45

>50 Sangat padat (0,8 – 1,0) > 41 >45

(Sosrodarsono & Nakazawa, 2005)

Tabel 2.3 Hubungan antara Harga N-SPT dan Berat Isi Tanah

Tanah tidak

kohesif

Harga N < 10 10 – 30 30 – 50 > 50

Berat isi, 𝛾

(kN/m3) 12-16 14-18 16-20 18-23

Tanah

kohesif

Harga N < 4 4 – 15 16 – 25 > 25

Berat isi, 𝛾

(kN/m3) 14 – 18 16 – 18 16 – 18 > 20

(Das, 1995)

Tanah dapat dikatakan mempunyai daya dukung yang baik dari hasil uji

SPT dapat dinilai dari ketentuan berikut :


20

1. Lapisan kohesif mempunyai nilai SPT, N > 35.

2. Lapisan kohesif mempunya nilai kuat tekan (qu) 3-4 kg/cm2, atau harga N > 15.

Untuk menghitung daya dukung pondasi tiang pancang berdasarkan data SPT

dapat digunakan metode Meyerhof, adapun rumus yang dapat digunakan antara

lain:

1. Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang pada Tanah Non Kohesif (Pasir dan

Kerikil)

a) Daya Dukung Ujung Pondasi Tiang

Qp = 40 x Nb x Ap (2.4)

Dimana :

𝑁𝑏 =𝑁1 + 𝑁2

2

N1 = Nilai SPT pada kedalaman 10D pada ujung tiang ke atas

N2 = Nilai SPT pada kedalaman 4D pada ujung tiang ke bawah

Ap = Luas Tiang (m2)

D = Diameter tiang pancang (m)

b) Tahanan Geser Selimut Tiang

Qs = 2 x N-SPT x P x Li (2.5)

Dimana :

N-SPT = Nilai SPT

Li = Tebal lapisan tanah (m)


2. Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang pada Tanah Kohesif

a) Daya Dukung Ujung Pondasi Tiang

Qp = 9 x cu x Ap (2.6)

b) Tahanan Geser Selimut Tiang

Qs = α x cu x P x Li (2.7)


21

Dimana :

α = Koefisien adhesi antara tanah dan tiang

cu = Kohesi undrained (kN/m2)

cu = N-spt x 2

3 x 10 (2.8)

Ap = Luas penampang tiang (m2)


Li = Tebal lapisan tanah (m)

Gambar 2.5 Grafik Hubungan antara Kuat Geser (Cu) dengan Faktor Adhesi (α)

(Sumber : API, 1987)

Dari nilai N yang diperoleh dari uji SPT, dapat diketahui hubungan empiris tanah

non-kohesif seperti sudut geser dalam (ø), indeks densitas, dan berat isi tanah basah

(γwet).

Tabel 2.4 Hubungan antara Angka Penetrasi Standar dengan Sudut Geser Dalam

dan Kepadatan Relatif pada Tanah Pasir

(Das, 1995)

Angka penetrasi standar, N Kepadatan Relatif, Dr (%) Sudut geser dalam ø

(°)

0 – 5 0 – 5 26 – 30

5 – 10 5 – 30 28 – 35

10 – 30 30 – 60 35 – 42

30 – 50 60 – 65 38 – 46


22

B. Kapasitas Daya Dukung Aksial Tiang Pancang dari Data Kalendering

Kapasitas daya dukung tiang pancang dari data kalendering dapat dihitung

dengan tiga metode, yaitu :

a) Metode Hiley Formula

Qu =2𝑊𝑟 𝑥 ℎ

𝑆+𝐾+

𝑊𝑟+𝑒2 𝑥 𝑊𝑝

𝑊𝑟+𝑊𝑝 (2.9)

Dimana : Qu : Kapasitas daya dukung (ton)

Wr : Berat Hammer (ton)

Wp : Berat pile (ton)

e : Koefisien restitusi

S : Rata-rata penetrasi 10 pukulan terakhir (cm)

h : Tinggi jatuh hammer (cm)

K : Rata-rata rebound untuk 10 pukulan terakhir

K = 0,5(k1+k2+k3)

k1,k2,k3 : Faktor capping, tiang, dan tanah

Koefisien restitusi adalah rasio besarnya kecepatan relatif sesudah dan

sebelum tumbukan antara drop hammer dengan kepala tiang.

Tabel 2.5 Koefisien Restitusi

Pile Material Coefficient of Restitution

Cast iron hammer and concrete pile

(without cap) 0,4 – 0,5

Wood cushion and concrete pile

(without cap) 0,3 – 0,4

Wooden pile 0,25 – 0,3


b) Metode Danish Formula

𝑄𝑢 =𝜂 𝑥 𝐸

𝑆+[ᶇ 𝑥 𝐸 𝑥 𝐿

2 𝑥 𝐴 𝑥 𝐸𝑝]0,5

(2.10)


23

Dimana : 𝜂 : Efisiensi alat pancang (Tabel 2.6)

E : Energi alat pancang (kg.cm)

L : Panjang tiang pancang (cm)

Ep: : Modulus Elastisitas Tiang (kg/ cm2)

Tabel 2.6 Efisiensi Jenis Alat Pancang

Jenis Alat Pancang Efisiensi

Pemukul jatuh (drop hammer) 0,75 – 1,00

Pemukul aksi tunggal (single acting hammer) 0,75 – 0,85

Pemukul aksi ganda (double acting hammer) 0,85

Pemukul diesel 0,85 – 1,00


Tabel 2.7 Karakteristik Alat Pancang Diesel Hammer

Type

Tenaga Hammer Jumlah

Pukulan

Per

Menit

Berat Balok Besi Panjang

kN-m Kips-

fit Kg-cm kN Kips Kg

K 150 379,9 280 3872940 45 - 60 147,20 33,11 15014,40

K 60 143,2 105,60 1460640 42 - 60 58,70 13,20 5987,40

K 45 123,5 91,10 1259700 39 – 60 44 9,90 4480

K 35 96 70,80 979200 39 – 60 34,3 7,70 3498,60

K 25 68,8 50,70 701760 39 - 60 24,5 5,50 2499


c) Metode Modified New Enginering News Record (ENR)

𝑄𝑢 =𝐸𝑓 𝑥 𝑊𝑟 𝑥 ℎ

𝑆+𝐶+

𝑊𝑟+ 𝑒2 𝑥 𝑊𝑝

𝑊𝑟+𝑊𝑝 (2.11)


24

Dimana :

Ef = Efisiensi hammer (%)

Wr = Berat hammer (Ton) (Tabel 2.7)

Wp = Berat pile (Ton)

S = Rata-rata penetrasi 10 pukulan terakhir (cm)

C = 0,25

e = Koefisien restitusi (Tabel 2.5)

h = Tinggi jatuh hammer (cm)

C. Kapasitas Daya Dukung Aksial Tiang Pancang dari Data PDA

Hasil uji dinamis tiang dengan menggunakan PDA telah dianalisis lanjut

dengan menggunakan program Case Pile Wave Analysis Program (CAPCAW).

2.4.2. Kapasitas Daya Dukung Lateral

Pondasi tiang terkadang harus menahan beban lateral (horizontal), seperti

beban gempa dan beban lainnya. Beban-beban tersebut akan bekerja pada ujung

atas (kepala tiang). Hal ini akan menyebabkan kepala tiang terdeformasi lateral

dan akan menimbulkan gaya geser pada tiang dan tiang akan melentur sehingga

timbul momen lentur.

Besarnya beban lateral yang harus didukung pondasi tiang bergantung pada

rangka bangunan yang mengirimkan gaya lateral tersebut ke kolom bagian bawah.

Jika tiang dipasang vertical dan dirancang untuk mendukung beban horizontal yang

cukup besar, maka bagian atas dari tanah pendukung harus mampu menahan gaya

tersebut, sehingga tiang-tiang tidak mengalami gerakan lateral yang berlebihan.

Karena itu, tiang-tiang perlu dihubungkan dengan gelagar-gelagar horizontal yang

berfungsi sebagai penahan gaya lateral.

Secara umum tiang yang menerima beban lateral dapat di bagi dalam dua

bagian besar, yaitu tiang pendek dan tiang panjang (elastic pile). Jika kepala tiang

dapat berinteraksi dan berotasi akibat beban geser atau momen maka tiang tersebut

dapat dikatakan berkepala bebas sedangkan jika kepala tiang hanya bertranslasi

maka disebut kepala jepit.


25

Jika gaya lateral yang harus didukung tiang sangat besar, maka dapat

digunakan tiang miring. Menurut McNulty (1956), tiang yang disebut berkepala

jepit adalah tiang yang yang ujung atasnya terjepit dalam pile cap paling sedikit

sedalam 60 cm, sedangkan tiang berkepala bebas adalah tiang yang tidak terjepit

ke dalam pile cap atau terjepit ke dalam pile cap tetapi kurang dari 60 cm.

A. Menghitung Tahanan Beban Lateral Ultimit

Untuk tanah berupa lempung kaku terkonsolidasi berlebihan (stiff over

consolidated clay), modulus tanah umumnya dianggap konstan di seluruh

kedalamannya. Faktor kekakuan R dinyatakan dengan persamaan :

R = √𝐸𝐼

𝐾

4 (2.12)

Dimana :

K = khd = k1/1,5 = Modulus tanah

ki = Modulus reaksi subgrade dari Terzaghi (Tabel 2.8)

E = Modulus elastis tiang = 4700 √fc′ (𝑘𝑔/𝑐𝑚2) (2.13)

I = Momen inersia tiang = 1

64π D4 (2.14)

D = Diameter tiang (cm)


26

Tabel 2.8 Hubungan Modulus Subgrade (k1) dengan Kuat Geser

Undrained untuk Lempung Kaku Terkonsolidasi Berlebih

(Overconsolidated)

Konsistensi Kaku Sangat kaku Keras

kohesi undrained Cu

kN/m2 100-200 200-400 ˃400

kg/cm2 1 – 2 2 – 4 ˃4

k1

MN/m3 18 – 36 36 -72 ˃72

kg/cm3 1,8 - 3,6 3,6 - 7,2 ˃7,2

k1 direkomendasikan

MN/m3 27 54 ˃108

kg/cm3 2,7 5,4 ˃10,8

(Hardiyatmo, 2002)

Untuk tanah lempung terkonsolidasi normal (normally consolidated) dan

tanah granuler, modulus tanah dapat dianggap bertambah secara linier dengan

kedalamannya (semakin ke bawah semakin besar). Faktor kekakuan untuk modulus

tanah yang tidak konstan (T) dinyatakan oleh persamaan :

T = (EI

𝑛ℎ)

15⁄ (2.15)

Dengan modulus tanah:

K = nh. z (2.16)

Kh = nh z/d (2.17)

Dimana:

K = Modulus tanah


27

E = Modulus elastis tiang

I = Momen inersia tiang

𝑛ℎ = Koefisien variasi modulus tanah (Tabel 2.9 dan 2.10)

D = Diameter tiang

Tabel 2.9 Nilai-nilai nh untuk Tanah Granuler (c = 0)

Kerapatan relatif (Dr) Tidak

padat Sedang Padat

Interval nilai A 100 – 300 300 – 1000 1000 – 2000

Nilai A dipakai 200 600 1500

nh, pasir kering atau lembab

(Terzaghi) (kN/m3) 2425 7275 19400

nh, pasir terendam air (kN/m3)

Terzaghi 1386 4850 11779

Reese, dkk. 5300 16300 34000

(Hardiyatmo, 2002)

Tabel 2.10 Nilai-nilai nh untuk Tanah Kohesif

Tanah nh(kN/m3) Referensi

Lempung

terkonsolidasi

normal lunak

166 – 3518 Reese dan Matlock (1956)

277 – 554 Davisson - Prakash (1963)

Lempung

terkonsolidasi

normal organik

111 – 277 Peck dan Davidsson (1962)

111 – 831 Davidsson (1970)

Gambut 55 Davidsson (1970)

27,7 – 111 Wilson dan Hilts (1967)

Loses 8033 – 11080 Bowles (1968)

(Hardiyatmo, 2002)

Dari nilai-nilai faktor kekakuan R dan T yang telah dihitung, Tomlinson

(1977) mengusulkan kriteria tiang pendek (tiang kaku) dan panjang (tiang elastis)

yang dikaitkan dengan panjang tiang yang tertanam dalam tanah (L). Seperti yang

ditunjukkan dalam Tabel 2.11 Batasan ini terutama digunakan untuk menghitung

defleksi tiang oleh akibat gaya horizontal.


28

Tabel 2.11 Kriteria Tiang Kaku dan Tiang Tidak Kaku

Tipe Tiang Modulus tanah (K) bertambah

dengan kedalaman

Modulus tanah

(K) konstan

Kaku L ≤ 2T L ≤ 2R

Tidak Kaku L ≤ 4T L ≤ 3,5R

(Hardiyatmo, 2002)

B. Kapasitas Ultimit Tiang Pancang dengan Metode Broms

Tahanan tanah ultimit tiang yang terletak pada tanah kohesif atau tana

lempung (𝜑 = 10) bertamah dengan kedalaman dari 2cu dipermukaan tanah sampai

12cu pada kedalaman kira-kira 3 kali diameter tiang. Broms (1964) mengusulkan

cara pendekatan sederhana untuk mengestimasi distribusi tekanan tanah yang

menahan tiang dalam lempung. Yaitu, tahanan tanah dianggap sama dengan nol di

permukaan tanah sampai kedalaman 1,5 kali diameter tiang (1,5d) dengan konstan

sebesar 9cu untuk kedalaman yang lebih besar dari 1,5d tersebut. Hal ini dianggap

sebagai efek penyusutan tanah.

Broms, 1964, mengemukakan beberapa anggapan dalam metode ini bahwa

tanah adalah salah satu dari non-kohesif saja (c = 0) atau kohesif saja (f = 0), oleh

karena itu, tiang pada setiap tipe tanah dianalisis secara terpisah. Broms juga

menyatakan bahwa tiang pendek kaku (short rigid pile) dan tiang panjang lentur

(long flexible pile) dianggap terpisah. Jika L/T ≤ 2 atau L/R ≤ 2 maka tiang

dianggap tiang pendek kaku dan jika L/T ≥ 4 atau L/R ≥ 3,5 maka tiang dianggap

tiang panjang lentur.

a) Tiang dalam Tanah Kohesif

Tahanan tanah ultimit tiang yang terletak pada tanah kohesif atau tanah

lempung (𝜑 = 10) bertamah dengan kedalaman dari 2cu dipermukaan tanah sampai

12cu pada kedalaman kira-kira 3 kali diameter tiang. Broms (1964) mengusulkan

cara pendekatan sederhana untuk mengestimasi distribusi tekanan tanah yang

menahan tiang dalam lempung. Yaitu, tahanan tanah dianggap sama dengan nol di

permukaan tanah sampai kedalaman 1,5 kali diameter tiang (1,5d) dengan konstan

sebesar 9cu untuk kedalaman yang lebih besar dari 1,5d tersebut. Hal ini dianggap

sebagai efek penyusutan tanah.


29

1. Tiang Ujung Bebas

Mekanisme keruntuhan tiang ujung bebas untuk tiang panjang dan tiang

pendek diperlihatkan dalam Gambar 2.6. Untuk tiang panjang, tahanan tiang

terhadap gaya lateral akan ditentukan oleh momen maksimum yang dapat

ditahan tiangnya sendiri (My). Untuk tiang pendek,

a b

Gambar 2.6. Mekanisme Keruntuhan Pondasi (a) Tiang Panjang dan (b)

Tiang Pendek pada Tiang Ujung Bebas Dalam Tanah Kohesif

(Sumber:Hardiyatmo, 2011)

Pada Gambar 2.6, f mendefinisikan letak momen maksimum, sehingga dapat

diperoleh :

f = Hu / (9cu.D) (2.18)

Dengan mengambil momen terhadap titik dimana momen pada tiang

maksimum, diperoleh :

Mmaks = Hu(e + 3 D2⁄ + f) − 1

2⁄ f(9cu × D × f)

= Hu(e + 3 D2⁄ + f) − 1

2⁄ f × Hu

= Hu(e + 3 D2⁄ + 1

2⁄ f)

Mmaks = Hu (e + 1,5D + 0,5f) (2.19)

Momen maksimum dapat pula dinyatakan oleh persamaan :

Mmaks = (94⁄ )D × g2 × cu (2.20)


30

L = 3D/2 + f + g (2.21)

Dimana :

L = Panjang tiang (m)

D = Diameter tiang (iangm)


cu = Kohesi tanah undrained (kN/m2)


g = Jarak dari lokasi momen maksimum sampai dasar tiang (m)

e = Jarak beban lateral dari permukaan tanah (m)

Karena L = 3D/2 + f + g, maka Hu dapat dihitung dari persamaan di

atas, diperoleh :

Hu = 9cu x D (L − g − 1,5D) (2.22)

(a) (b)

Gambar 2.7 Kapasitas Beban Lateral pada Tanah Kohesif; (a) untuk Pondasi

Tiang Pendek, (b) untuk Pondasi Tiang Panjang

(Sumber : Hardiyatmo, 2002)

2. Tiang Ujung Jepit

Pada Tiang ujung jepit, Broms menganggap bahwa momen yang terjadi pada

tubuh tiang yang tertanam di dalam tanah sama dengan momen yang terjadi di ujung

atas tiang yang terjepit oleh pile cap.


31

(a) (b)

Gambar 2.8 Defleksi dan Mekanisme Keruntuhan Pondasi Tiang dengan Kondisi

Kepala Tiang Terjepit Akibat Beban Lateral pada Tanah Kohesif; (a) Pondasi

Tiang Pendek, (b) Pondasi Tiang Panjang


Untuk tiang pendek, dapat dihitung tahanan ultimit tiang terhadap beban

lateral dengan persamaan :

Hu = 9CuD (L –g – 1,5D) (2.23)

Mmaks = Hu ( 0,5L + 0,75D) (2.24)

Dimana:


D = Diameter tiang (m)

cu = Kohesi tanah (kN/m2)


g = jarak dari lokasi momen maksimum sampai dasar tiang (m)

Nilai-nilai Hu dapat diplot dalam grafik hubungan L/d dan Hu/cud2

ditunjukkan pada Gambar (2.7a).

Sedangkan untuk tiang panjang, Hu dapat dicari dengan persamaan :

Hu = 2My

1,5D+0,5f (2.25)

Dimana :

My = Momen leleh (kN-m)



32

Nilai-nilai Hu yang diplot dalam grafik hubungan My/cud3 dan Hu/cud

2

ditunjukkan pada Gambar (2.7b).

b) Tiang dalam Tanah Granular (Non-Kohesif)

Untuk tiang dalam tanah granuler (c = 0), Broms menganggap sebagai

berikut.

1. Tekanan tanah aktif yang bekerja di belakang tiang, diabaikan.

2. Distribusi tekanan tanah pasif disepanjang tiang bagian depan sama

dengan tiga kali tekanan tanah pasif Rankine.

3. Bentuk penampang tiang tidak berpengaruh terhadap tekanan tanah

ultimit atau tahanan lateral ultimit.

4. Tahanan tanah lateral sepenuhnya termobilisasi pada gerakan tiang

yang diperhitungkan.

Distribusi tekanan tanah dinyatakan oleh persamaan :

pu = 3 po Kp (2.26)

Dimana:

pu = Tahanan tanah ultimit

po = Tekanan overburden efektif

Kp = Tan2(45o+ ø/2) (2.27)

ø = Sudut geser dalam efektif

1. Tiang Ujung Bebas

Untuk tiang pendek, tiang dianggap berotasi di dekat ujung bawah tiang.

Tekanan yang terjadi di tempat ini dianggap dapat digantikan oleh gaya terpusat

yang bekerja pada ujung bawah tiang. Dengan mengambil momen terhadap ujung

bawah, maka :

Hu = 0,5 γDL3Kp

e+L (2.28)


33

Momen maksimum terjadi pada jarak f di bawah permukaan tanah, maka :

Hu = 1,5γ D Kp f2 (2.29)

Lokasi momen maksimum:

f = 0,82 √Hu

D Kpγ (2.30)

Sehingga momen maksimum dapat dinyatakan oleh persamaan :

Mmaks = Hu (e + 1,5f) (2.31)

Gambar 2.9 Defleksi dan Mekanisme Keruntuhan Pondasi Tiang dengan Kondisi

Kepala Tiang Bebas Akibat Beban Lateral pada Tanah Granular; (a) Pondasi

Tiang Pendek, (b) Pondasi Tiang Panjang


2. Tiang Ujung Jepit

Untuk tiang ujung jepit yang kaku (tiang pendek), keruntuhan tiang akan

berupa translasi, beban lateral ultimit dinyatakan oleh :

Hu = 1,5γ DL2 Kp (2.32)

Lokasi momen maksimum:


34

f=0,82√Hu

D∙Kp∙γ (2.33)

Momen maksimum:

Mmax=2

3Hu∙L (2.34)

Momen leleh :

My = (0,5γ∙D∙L3∙Kp)- HU∙L (2.35)

Dimana:


Kp = Koefisien tekanan tanah pasif

Mmax = Momen maksimum (kN-m)

My = Momen leleh (kN-m)




𝛾 = Berat isi tanah (kN/m3)

e = Jarak beban lateral dari permukaan tanah (m)

(a) (b)

Gambar 2.10 Defleksi dan Mekanisme Keruntuhan Pondasi Tiang dengan

Kondisi Kepala Tiang Terjepit Akibat Beban Lateral pada Tanah Granular; (a)

Pondasi Tiang Pendek, (b) Pondasi Tiang Panjang



35

Sedangkan untuk tiang ujung jepit yang tidak kaku (tiang panjang), dimana

momen maksimum mencapai My di dua lokasi (Mu+ = Mu-) maka Hu dapat

diperoleh dari persamaan:

Hu = 2My

e+ 2f

3

(2.36)

f=0,82√Hu

D∙Kp∙γ (2.37)

Persamaan (2.37) disubstitusi ke Persamaan (2.36), sehingga nilai Hu

menjadi :

Hu = 2My

𝑒+0,54 √𝐻𝑢

𝛾D𝐾𝑝

(2.38)

Nilai beban lateral (Hu) untuk pondasi tiang pendek dan panjang dapat diperoleh

berdasarkan grafik gambar berikut :

(a) (b)

Gambar 2.11 Kapasitas Beban Lateral pada Tanah Granuler; (a) Tiang Pendek,

(b) Tiang Panjang

(Sumber : Tomlinson, 1977)


36

Tabel 2.12 Klasifikasi Tiang Pancang Bulat Berongga

Outside

Diameter

(mm)

Unit

weight

(Kg/m)

Class

Panjang

Tiang

(m) dan

Diesel

Hammer

Concrete

Cross

Section

(cm2)

Section

Modulus

(m3)

Momen Lentur

(ton m) Allowable

Axial

Load (ton) Retak Batas

300 115

A2

6-15

k-13 452

2368,70 2,50 3,75 72,60

A3 2389,60 3,00 4,50 70,75

B 2431,40 3,50 6,30 67,50

C 2478,70 4,00 8,00 65,40

350 145

AI

6-15

K-13/

K-25

582

3646,00 3,50 5,25 93,10

A3 3693,90 4,20 6,30 89,50

B 3741,70 5,00 9,00 86,40

C 3787,60 6,00 12,00 85,00

400 195

A2

6-16

K-25/

K-35

765

5481,60 5,50 8,25 121,10

A3 5537,40 6,50 9,75 117,60

B 5591,30 7,50 13,50 114,40

C 5678,20 9,00 18,00 111,50

450 235

A1

6-16

K-35 929

7591,60 7,50 11,25 149,50

A2 7655,60 8,50 12,75 145,80

A3 7717,10 10,00 15,00 143,90

B 7783,80 11,00 19,80 139,10

C 7929,00 12,50 25,00 134,90

500 290

A1

6-16

K-35/

K-45

1159

10506,00 10,50 15,75 185,30

A2 10579,30 12,50 18,75 181,70

A3 10653,50 14,00 21,00 178,20

B 10727,80 15,00 27,00 174,90

C 10944,60 17,00 34,00 169,00

600 395

A1

6-16

K-45 1570

17482,80 17,00 25,50 252,70

A2 17577,70 19,00 28,50 249,00

A3 17792,70 22,00 33,00 243,20

B 17949,60 25,00 45,00 238,30

C 18263,40 29,00 58,00 229,50 (PT. WIKA Beton)


37

2.5. Efisiensi dan Kapasitas Kelompok Tiang

Kelompok tiang adalah sekumpulan tiang yang dipasang secara relatif

berdekatan dan biasanya diikat menjadi satu di bagian atasnya dengan

menggunakan pile cap. Untuk menghitung nilai kapasitas dukung kelompok tiang,

ada beberapa hal yang harus diperhatikan terlebih dahulu, yaitu jumlah tiang dalam

satu kelompok, jarak tiang, dan susunan tiang.

Dalam perhitungan, poer dianggap/dibuat kaku sempurna sehingga :

Bila beban-beban yang bekerja pada kelompok tiang tersebut menimbulkan

penurunan maka setelah penurunan bidang poer tetap akan merupakan

bidang datar.

Gaya-gaya yang bekerja pada tiang berbanding lurus dengan penurunan

tiang-tiang tersebut.

Gambar 2.12 Tiang Pancang Kelompok

(Sumber : Das, B.M)

a. Jarak Tiang (S)

Pada prinsipnya jarak tiang (s) makin rapat, ukuran pile cap makin kecil dan

secara tidak langsung biaya lebih murah. Tetapi bila memikul beban momen maka

jarak tiang perlu diperbesar yang berarti menambah atau memperbesar tahanan

momen. Umumnya, jarak antara 2 (dua) tiang dalam kelompok diisyaratkan

minimum 0,60 m dan maksimum 2,00 m.

Ketentuan ini berdasarkan pada pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut:

Bila jarak antar tiang s < 2,5d kemungkinan tanah di sekitar kelompok tiang

akan naik terlalu berlebihan karena terdesak oleh tiang-tiang yang


38

dipancang terlalu berdekatan. Selain itu dapat menyebabkan terangkatnya

tiang-tiang di sekitarnya yang telah dipancang lebih dahulu.

Bila jarak antar tiang s > 3d akan menyebabkan perencanaan menjadi tidak

ekonomis sebab akan memperbesar ukuran/dimensi dari poer, jadi

memperbesar biaya.

b. Jumlah Tiang (n)

Untuk menentukan jumlah tiang yang akan dipasang didasarkan beban yang

bekerja pada pondasi dan kapasitas dukung ijin tiang, maka rumus yang dipakai

ditunjukkan pada Persamaan berikut :

n =𝑃

𝑄𝑎 (2.39)

Dimana :

P = Beban yang berkerja (ton)

Qa = Kapasitas dukung ijin tiang tunggal (ton)

c. Susunan Tiang

Susunan tiang sangat berpengaruh terhadap luas denah pile cap, yang secara

tidak langsung tergantung dari jarak tiang. Bila jarak tiang kurang teratur atau

terlalu lebar, maka luas denah pile cap akan bertambah besar dan berakibat volume

beton menjadi bertambah besar sehingga biaya konstruksi membengkak.

Menurut Coduto (1983), efisiensi tiang bergantung pada beberapa faktor

yaitu :

1. Jumlah, panjang, diameter, susunan dan jarak tiang.

2. Model transfer beban (tahanan gesek terhadap tahanan dukung ujung).

3. Prosedur pelaksanaan pemasangan tiang.

4. Urutan pemasangan tiang

5. Jenis tanah

6. Waktu setelah pemasangan.

7. Interaksi antara pelat penutup pile cap dengan tanah.


39

Metode perhitungan didasarkan pada susunan tiang, dengan mengabaikan

panjang tiang, variasi bentuk tiang yang meruncing, variasi sifat tanah dengan

kedalaman dan pengaruh muka air tanah. Berikut ini beberapa metode dalam

perhitungan efisiensi tiang :

a) Metode Converse-Labarre

Efisiensi kelompok tiang (η) diperoleh dari Persamaan :

𝜂 = 1 − θ(𝑛−1)m+(m−1)n

90𝑚𝑛 (2.40)

Dimana :

θ = Arc tan d/s dalam derajat



b) Metode Los Angeles

Efisiensi kelompok tiang (µ) diperoleh dari Persamaan berikut :

= 1 −𝑑

𝜋.𝑠.𝑚.𝑛[𝑚(𝑛 − 1) + 𝑛(𝑚 − 1) + √2(𝑛 − 1)(𝑚 − 1)] (2.41)

Keterangan:

η = Efisiensi grup tiang



d = Diameter tiang (m)

s = Jarak antar tiang (m) (as ke as)

𝜋 = Phi lingkaran =22

7

c). Metode Seiler – Keeney

𝜂 = { 1 − [11𝑠

7(𝑠2−1)][

𝑛 + 𝑚−2

𝑛 + 𝑚−1]} +

0,3

𝑚+𝑛 (2.42)


40

Kapasitas ultimit kelompok tiang dengan memperlihatkan faktor efisiensi

tiang dinyatakan dengan persamaan berikut :

Qg = η. n . Qa (2.43)

Dimana :

Qg = Beban maksimum kelompok tiang yang mengakibatkan

keruntuhan (ton)

n = Jumlah tiang dalam kelompok

Qa = Beban maksimum tiang tunggal (ton)

2.6. Penurunan Tiang Pancang

2.6.1. Penurunan Tiang Pancang Tunggal

A. Penurunan Tiang Pancang Tunggal Menurut Poulus dan Davis

Menurut Poulus dan Davis (1980) penurunan jangka panjang untuk pondasi

tiang tunggal tidak perlu ditinjau karena penurunan tiang akibat konsolidasi dari

tanah relatif kecil. Ini dikarenakan pondasi tiang direncanakan terhadap kuat

dukung ujung dan kuat dukung friksinya atau penjumlahan dari keduanya.

Perkiraan penurunan tiang tunggal dapat dihitung berdasarkan :

1. Untuk Tiang Apung atau Tiang Friksi

S =𝑄𝐼

𝐸𝑠𝑑 (2.44)

I = IoRkRhRμ (2.45)

2. Ujung Tiang Dukung Ujung (End Bearing)

S =𝑄𝐼

𝐸𝑠𝑑

I = IoRkRbRμ (2.46)

Dengan:

S = Penurunan untuk tiang tunggal (mm)

Q = Beban yang bekerja (kg)

Io = Faktor pengaruh penurunan tiang yang tidak mudah mampat


41

Rk= Faktor koreksi kemudah mampatan tiang

Rh= Faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada tanah

Rb= Faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung

Rμ= Faktor koreksi angka poison µ=0.3

Pada Gambar (2.14), (2.15), (2.16), (2.17), dan (2.18) menunjukkan grafik

faktor koreksi. K adalah suatu ukuran kompressibilitas relatif dari tiang dan tanah

yang dinyatakan oleh persamaan berikut :

𝐾 = 𝐸𝑝.𝑅𝑎

𝐸𝑠 (2.47)

𝑅𝑎 =𝐴𝑝

1

4𝜋𝑑2

(2.48)

Dengan:

K = Faktor kekakuan tiang

Ep = Modulus elastisitas dari bahan tiang

Es = Modulus elastisitas tanah di sekitar tiang

Eb = Modulus elastisitas tanah di dasar tiang

Gambar 2.13 Faktor Penurunan Io

(Sumber : Poulus dan Davis, 1980)


42

Gambar 2.14 Faktor Penurunan Rk


Gambar 2.15 Faktor Penurunan Rh


Gambar 2.16 Faktor Penurunan Rµ



43

Gambar 2.17 Faktor Penurunan Rb



44

B. Penurunan Tiang Elastis

Penurunan segera atau penurunan elastis adalah penurunan pondasi

yang terletak pada tanah berbutir halus yang jenuh dan dapat dibagi menjadi

tiga komponen. Penurunan total adalah jumlah dari ketiga komponen

tersebut, yang ditunjukkan pada Persamaan di bawah ini :

S = Se(1) + Se(2) + Se(3) (2.49)

Dengan :

S = Penurunan total

Se(1) = Penurunan elastis dari tiang

Se(2) = Penurunan tiang yang disebabkan oleh beban di ujung tiang

Se(3) = Penurunan tiang yang disebabkan oleh beban di sepanjang

batang tiang

Se(1) = (Qwp+ξQws).L

ApEp (2.50)

Se(2) = QwpCp

D.qp (2.51)

Se(3) = QwsCs

𝐿.qp (2.52)

Dimana :

Qwp = Daya dukung yang bekerja pada ujung tiang dikurangi daya

dukung friction (kN)

Qws = Daya dukung friction (kN)

Ap = Luas penampang tiang pancang (m2)

L = Panjang tiang pancang (m)

Ep = Modulus elastisitas dari bahan tiang (kN/ m2)

ξ = Koefisien dari skin friction


qp = Daya dukung ultimit (kN)

Cp = Koefisien empiris

Cs = Konstanta empiris

Cs = (0,93 + 0,16 √L/d) . Cp) (2.53)

Nilai ξ tergantung dari unit tahanan friksi alami (the nature of unit friction

resistance)di sepanjang tiang terpancang di dalam tanah. Nilai ξ= 0,5 untuk bentuk


45

unit tahanan fiksi alaminya berbentuk seragam atau simetris, seperti persegi

panjang atau parabolik seragam, umumnya pada tanah lempung atau lanau.

Sedangkan untuk tanah pasir nilai ξ= 0,67 untuk bentuk unit tahanan fiksi alaminya

berbentuk segitiga. Pada Gambar 2.18 akan ditunjukkan bentuk unit tahanan friksi.

Gambar 2.18 Variasi Jenis Bentuk Unit Tahanan Friksi (Kulit) Alami

Terdistribusi Sepanjang Tiang Tertanam ke Dalam Tanah

(Sumber : Bowles, 1993)

Tabel 2.13 Nilai Koefisien Empiris (Cp) (Das, 1995)

Tipe Tanah Tiang Pancang Tiang Bor

Sand (dense to loose) 0,02-0,04 0,09-0,18

Clay (stiff to soft) 0,02-0,03 0,03-0,06

Silt (dense to loose) 0,03-0,05 0,09-0,12

(Das, 1995)

2.6.2. Penurunan Tiang Pancang Kelompok

Penurunan tiang pancang kelompok didefinisikan sebagai perpindahan titik

tiang pancang yang diakibatkan oleh peningkatan tegangan pada lapisan dasar

sedalam pemancangan tiang pancang dengan sifat elastisitas tanah ditambah

pemendekan elastis tiang akibat pembebanan. Penurunan tiang pancang kelompok

merupakan jumlah dari penurunan elastis dan penurunan konsolidasi. Penurunan

elastis tiang adalah penurunan yang terjadi dalam waktu dekat atau dengan segera

setelah penerapan beban (elastic settlement atau immediate settlement)

Penurunan tiang kelompok (Meyerhof, 1976) dapat dihitung dengan

persamaan berikut :

Sg =2𝑞√𝐵𝑔𝐼

𝑁60 (2.54)


46

q =𝑄𝑔

𝐿𝑔𝐵𝑔 (2.55)

Dengan

I = (1 −𝐿

8𝐵𝑔) ≥ 0.5 (2.56)

Sg = Penurunan Kelompok tiang (mm)

q = Tekanan pada dasar pondasi

Bg = Lebar kelompok tiang (cm)

L = Kedalaman pondasi tiang (cm)

Penurunan yang diizinkan dari suatu bangunan tergantung pada beberapa

faktor seperti jenis, tinggi, kekakuan, dan fungsi bangunan, besar dan kecepatan

penurunan serta distribusinya.

2.7. Faktor Keamanan

Untuk memperoleh kapasitas ijin tiang, maka kapasitas ultimit tiang dibagi

dengan faktor aman tertentu. Tabel 2.14 menunjukkan faktor keamanan yang

disarankan oleh Reese dan O’Neill.

Tabel 2.14 Faktor Aman yang Disarankan

Klasifikasi

Struktur

Faktor Aman

Kontrol

Baik

Kontrol

Normal

Kontrol

Jelek

Kontrol

Sangat Jelek

Monumental 2,3 3 3,5 4

Permanen 3 2,5 2,8 3,4

Sementara 1,4 2,0 2,3 2,8

(Reese dan O’Neill)

2.8. Metode Elemen Hingga (MEH) Bidang Geoteknik

Metode elemen hingga pada rekayasa geoteknik memiliki sedikit perbedaan

dengan metode elemen hingga pada rekayasa struktur, karena pada rekayasa

geoteknik terjadi interaksi elemen yang memiliki kekakuan yang berbeda-beda

antara dua elemen, yaitu elemen tanah dan elemen struktur atau pondasi itu sendiri.

Jaring (mesh) terdiri dari elemen-elemen yang dihubungkan oleh node.

Node merupakan titik-titik pada jaring di mana nilai dari variabel primernya


47

dihitung. Misal untuk analisa displacement, nilai variabel primernya adalah nilai

dari displacement. Nilai-nilai nodal displacement diinterpolasikan pada elemen

agar didapatkan persamaan aljabar untuk displacement, dan regangan, melalui

jaring-jaring yang terbentuk.

2.9. Plaxis

Plaxis adalah sebuah paket program yang disusun berdasarkan metode

elemen hingga yang telah dikembangkan secara khusus untuk melakukan analisis

deformasi dan stabilitas dalam bidang Geoteknik (Plaxis,2012). Kondisi

sesungguhnya dapat dimodelkan dalam regangan bidang maupun secara

axisymetris.

Program ini menerapkan metode antarmuka grafis yang mudah digunakan

sehingga pengguna dapat dengan cepat membuat model geometri dan jaring elemen

berdasarkan penampang melintang dari kondisi yang ingin dianalisis. Program ini

terdiri dari empat buah sub-program yaitu masukan, perhitungan, keluaran, dan

kurva.

Pemodelan geometri dalam program Plaxis menggunakan tiga buah

komponen utama yaitu: titik, garis dan klaster. Apabila model geometri telah

terbentuk, maka suatu model elemen hingga dapat secara otomatis dibentuk dengan

komposisi dari klaster-klaster dan garis-garis yang membentuk model geometri

tersebut. Komponen penyusun sebuah jaring elemen hingga dapat dibedakan

menjadi 3 (tiga), yaitu :

1. Elemen

Sebuah pilihan dapat diambil antara elemen dengan 15 buah titik nodal dan elemen

dengan 6 buah titik nodal.Elemen 15 titik nodal sangat berguna untuk menghasilkan

perhitungan tegangan dan beban runtuh yang akurat. Selain itu, elemen dengan 6

titik nodal dapat dipilih untuk melakukan proses perhitungan yang singkat.

2. Titik Nodal

Sebuah elemen dengan 15 titik nodal akan terdiri dari 15 titik nodal dan sebuah

elemen segitiga dengan 6 titik nodal. Penyebaran titik-titik nodal dalam suatu

elemen baik pada elemen 15 titik nodal maupun pada elemen 6 titik nodal

ditunjukkan pada Gambar 2.20.


48

3. Titik tegangan

Sebuah elemen 15 titik nodal memiliki 12 buah titik tegangan seperti ditunjukkan

pada Gambar 2.19-a sedangkan elemen 6 titik nodal memiliki 3 buah titik tegangan

seperti ditunjukkan pada Gambar 2.19-b.

Gambar 2.19 Titik Nodal dan Titik Tegangan

(Sumber :Dokumen)

Di dalam program Plaxis ada beberapa jenis pemodelan tanah beberapa

diantaranya adalah model Mohr-Coulomb dan Soft Soil.

1. Model Tanah Mohr-Coulomb

Pemodelan Mohr-Coulomb mengasumsikan bahwa perilaku tanah bersifat

plastis sempurna (Linear Elastic Perfectl Plastic Model), dengan menetapkan suatu

nilai tegangan batas dimana pada titik tersebut tegangan tidak lagi dipengaruhi oleh

regangan. Input parameter meliputi 5 (lima) buah parameter yaitu :

Modulus young (E), rasio poisson (υ) yang memodelkan keelastisitasan

tanah

Kohesi (c), sudut geser (ø) memodelkan perilaku plastis dari tanah

Sudut dilantasi (ψ) memodelkan perilaku dilantansi tanah.

Pada pemodelan Mohr-Coulumb umumnya dianggap bahwa nilai E konstan

untuk suatu kedalaman pada suatu jenis tanah, namun jika diinginkan adanya

peningkatan nilai E perkedalaman tertentu disediakan input tambahan dalam

program Plaxis. Untuk setiap lapisan yang memperkirakan rata-rata kekakuan yang

konstan sehingga perhitungan relatif lebih cepat dan dapat diperoleh deformasinya.

Selain 5 (lima) parameter di atas, kondisi tanah awal memiliki peran penting dalam

masalah deformasi tanah.


49

Nilai rasio Poisson (υ) dalam pemodelan Mohr-Coulomb didapat dari

hubungannya dengan koefisien tekanan.

𝐾𝑜 = 𝜎ℎ

𝜎𝑣 (2.57)

Dimana : υ

1−υ=

𝜎ℎ

𝜎𝑣 (2.58)

Secara umum nilai υ bervariasi dari 0,3 sampai 0,4 namun untuk kasus-

kasus penggalian (unloading) nilai υ yang lebih kecil masih realistis.

Nilai kohesi c dan sudut geser ø diperoleh dari uji geser Triaxial, atau

diperoleh dari hubungan empiris berdasarkan data uji lapangan. Sementara sudut

dilantasi (ψ) digunakan untuk memodelkan regangan volumetrik plastik yang

bernilai positif. Pada tanah lempung (NC), umumnya tidak terjadi dilantasi (ψ = 0),

sementara pada tanah pasir dilantasi tergantung dari kerapatan dan sudut geser (ø)

dimana ψ = ø -30°. Jika ø < 30° maka ψ = 0. Sudut dilantasi (ψ) bernilai negatif

hanya bersifat realistis jika diaplikasikan pada pasir lepas.

2. Model Tanah Lunak (Soft Soil)

Seperti pada pemodelan Mohr-Coulomb, batas kekuatan tanah dimodelkan

dengan parameter kohesi (c), sudut geser dalam tanah (ø), dan sudut dilantasi

(ψ).Sedangkan untuk kekakuan tanah dimodelkan menggunakan parameter λ* dan

k*, yang merupakan parameter kekakuan yang didapatkan dari uji Triaksial maupun

Oedometer.

λ∗ =𝐶𝑐

2.3(1+𝑒) (2.59)

𝑘∗ =2𝐶𝑠

2.3 (1+𝑒) (2.60)

Model Soft Soil ini dapat memodelkan hal-hal sebagai berikut :

Kekakuan yang berubah bersama dengan tegangan (stress dependent

stiffness)

Membedakan pembebanan primer (primary loading) terhadap

unloading-reloading

Mengingat tegangan pra-konsolidasi.

Parameter-parameter yang digunakan pada Program Plaxis :

1. Tanah

Model tanah yang dipilih yaitu model Mohr-Coulomb, dimana

perilaku tanah dianggap elastis dengan parameter yang dibutuhkan yaitu :


50

a. Modulus elastisitas, E (stiffness modulus)

b. Poisson’s ratio (υ) diambil 0,2 – 0,4

c. Sudut geser dalam (ø) didapat dari hasil pengujian laboratorium

d. Kohesi (c) di dapat dari hasil pengujian laboratorium

e. Sudut dilantansi (ψ) diasumsikan sama dengan nol

f. Berat isi tanah γ (kN/m3) didapat dari hasil pengujian laboratorium.

a. Modulus Young (E)

Karena sulitnya pengambilan contoh asli di lapangan untuk tanah

granular maka beberapa pengujian lapangan telah dikerjakan untuk

mengestimasi nilai modulus elastisitas tanah. Terdapat beberapa usulan

nilai E yang diberikan oleh peneliti, diantaranya pengujian Sondir yang

dilakukan oleh DeBeer (1965) dan Webb (1970) memberikan korelasi

antara tahanan kerucut qc dan E sebagai berikut :

E = 2 qc (dalam satuan kg/cm) (2.61)

Bowles memberikan persamaan yang dihasilkan dari pengumpulan

data pengumpulan data Sondir, sebagai berikut :

E = 3 qc (untuk pasir) (2.62)

E = 2 sampai dengan 8 qc (untuk lempung) (kg/cm2) (2.63)

Nilai perkiraan modulus elastisitas dapat diperoleh dari pengujian

SPT. Nilai modulus elastis yang dihubungkan dengan nilai SPT, sebagai

berikut:

E = 6 ( N + 5 ) k/ft2 (untuk pasir berlempung) (2.64)

E = 10 ( N + 15 ) k/ft2 (untuk pasir) (2.65)

(Sumber : Hardiyatmo,1994)

Hasil hubungan yang diperoleh adalah modulus elastisitas undrained

(Es) sedangkan input yang dibutuhkan adalah modulus elastisitas efektif

(Es’).

Es′ = (

Es(1+v)

1,5) (2.66)

Sedangkan untuk keperluan praktis dapat dipakai Persamaan di bawah ini:

Es’=0,8 Es (2.67)

Menurut Bowles, 1997, nilai modulus elastisitas tanah juga dapat

ditentukan berdasarkan jenis tanah perlapisan pada Tabel 2.15.


51

Tabel 2.15 Nilai Perkiraan Modulus Elastisitas Tanah

Macam Tanah

Es

(Kg/cm2)

LEMPUNG

1. sangat lunak 3,0 – 30

2. lunak 20 – 40

3. sedang 45 – 90

4. berpasir 300 – 425

PASIR

1. berlanau 50 – 200

2. tidak padat 100 – 250

3. padat 500 – 1000

(Hardiyatmo, 2011)

Selain itu modulus elastisitas tanah dapat juga dicari dengan pendekatan

terhadap jenis dan konsistensi tanah dengan NSPT , seperti pada Tabel 2.16 dan

2.17.

PASIR DAN KERIKIL

1. padat 800 – 2000

2. tidak padat 500 – 1400

LANAU 20 – 200

LOSES 150 – 600

CADAS 1400 – 14000


52

Tabel 2.16 Korelasi NSPT dengan Modulus Elastisitas pada Tanah Lempung

Subsurface

condition

Penetration

resistance

range N

(bpf)

Ɛ50

(%)

Poisson’s

Ratio (υ)

Shear

strengh

Su (psf)

Young’s

Modulus

Range Es

(psi)

Shear

Modulus

Range G

(psi)

Very soft 2 0,020 0,5 250 170-340 60-110

Soft 2-4 0,020 0,5 375 260-520 80-170

Medium 4-8 0,020 0,5 750 520-1040 170-340

Stiff 8-15 0,010 0,45 1500 1040-2080 340-690

Very stiff 15-30 0,005 0,40 3000 2080-4160 690-1390

Hard 30 0,004 0,35 4000 2890-5780 960-1930

40 0,004 0,35 5000 3470-6940 1150-2310

60 0,0035 0,30 7000 4860-9720 1620-3420

80 0,0035 0,30 9000 6250-12500 2080-4160

100 0,003 0,25 11000 7640-15270 2540-5090

120 0,003 0,25 13000 9020-18050 3010-6020

(Randolph, 1978)

Tabel 2.17 Korelasi NSPT dengan Modulus Elastisitas pada Tanah Pasir

(Schmertman, 1970)

b. Poisson’s Ratio (μ)

Poisson’s ratio sering dianggap sebesar 0,2-0,4 dalam pekerjaan-

pekerjaan mekanika tanah. Nilai sebesar 0,5 biasanya dipakai untuk tanah

Subsurface

condition

Penetration

Resistance

range (N)

Friction

Angle ø

(deg)

Poisson

Ratio

( υ)

Cone

penetration

qc=4N

Relatief

Density

Dr(%)

Young’s

Modulus

Range Es

(psi)

Shear

Modulus

Range G

(psi)

Very loose 0-4 28 0,45 0-16 0-15 0-440 0-160

Losse 4-10 28-30 0,4 16-40 15-35 440-1100 160-390

Medium 10-30 30-36 0,35 40-120 35-65 1100-3300 390-1200

Dense 30-50 36-41 0,3 120-100 65-85 3300-5500 1200-1990

Very Dense 50-100 41-45 0,2 200-400 85-100 5500-11000 1990-3900


53

jenuh dan nilai 0 (nol) sering dipakai untuk tanah kering dan tanah lainnya

untuk kemudahan dalam perhitungan. Namun pada program Plaxis

khususnya model tanah undrained μ'< 0,5. Untuk nilai poisson ratio efektif

(μ’) diperoleh dari hubungan jenis tanah, konsistensi tanah dengan poisson

ratio seperti terlihat pada Tabel 2.18.

Tabel 2.18 Hubungan Jenis Tanah, Konsistensi dan Poisson’s

Ratio (μ)

(Hardiyatmo, 2011)

c. Sudut Geser Dalam (ø)

Sudut geser dalam bersama dengan kohesi merupakan faktor dari

kuat geser tanah yang menentukan ketahanan tanah terhadap deformasi

akibat tegangan yang bekerja pada tanah.Deformasi dapat terjadi akibat

adanya kombinasi keadaan kritis dari tegangan normal dan tegangan geser.

Nilai dari sudut geser dalam didapat dari engineering properties tanah, yaitu

dengan Triaxial Test dan Direct Shear Test.

Hubungan antara sudut geser dalam (ø) dengan nilai SPT setelah

dikoreksi menurut Peck, Hanson dan Thornburn, 1974 adalah :

ø (derajat) = 27,1 + 0,3 Ncor – 0,00054 N2cor (2.68)

Dimana :

Ncor = Nilai NSPT setelah dikoreksi

d. Kohesi (c)

Yaitu gaya tarik menarik antar partikel tanah. Bersama dengan sudut

geser tanah, kohesi merupakan parameter kuat geser tanah yang menentukan

Soil type Description (μ')

Clay

Soft 0,35 - 0,40

Medium 0,30 - 0,35

Stiff 0,20 - 0,30

Sand

Loose 0,15 – 0.25

Medium 0,25 - 0,30

Dense 0,25 - 0,35


54

ketahanan tanah terhadap deformasi akibat tegangan yang bekerja pada

tanah.Deformasi dapat terjadi akibat adanya kombinasi keadaan kritis dari

tegangan normal dan geser. Nilai dari kohesi didapat dari engineering

properties, yaitu dengan Triaxial Test dan Direct Shear Test.

e. Permeabilitas (k)

Koefisien rembesan (Permeability) pada tanah adalah kemampuan

tanah untuk dapat mengalirkan atau merembeskan air (atau jenis fluida

lainnya) melalui pori-pori tanah.

Nilai koefisien permeabilitas tanah dapat ditentukan berdasarkan

jenis tanah seperti pada Tabel 2.19.

Tabel 2.19 Nilai Koefisien Permeabilitas Tanah (Das, 1995)

(Das, 1995)

f. Berat Isi Tanah

a) Berat Jenis Tanah Kering (γdry)

Berat jenis tanah kering adalah perbandingan antara berat tanah kering

dengan satuan volume tanah. Berat jenis tanah kering dapat diperoleh

dari data Soil Test dan Direct Shear.

b) Berat Jenis Tanah Jenuh (γsat)

Berat jenis tanah jenuh adalah perbandingan antara berat tanah jenuh

air dengan satuan volume tanah jenuh.

Jenis Tanah K

cm/dtk ft/mnt

Kerikil bersih 1.0 – 100 2.0 – 200

Pasir kasar 1.0 - 0.01 2.0 - 0.02

Pasir halus 0.01 - 0.001 0.02 - 0.002

Lanau 0.001 - 0.00001 0.002 - 0.00002

Lempung < 0.000001 < 0.000002


55

2.10. Studi Literatur (Literature Review)

Beberapa peneliti telah melakukan berbagai penelitian tentang analisis daya

dukung tiang pancang, penurunan tiang pancang, dan efisiensi kelompok tiang.

Penelitian tersebut dapat dijadikan sebagai referensi untuk perhitungan analitis dan

metode elemen hingga. Beberapa hasil penelitiannya adalah sebagai berikut:

Andi Yusti dan Ferra Fahriani (2014) meneliti tentang analisis daya dukung

tiang pancang diverifikasi dengan hasil uji Pile Driving Analyzer Test dan

CAPWAP. Daya dukung ultimit pondasi tiang tunggal yang dihitung secara manual

dengan beberapa metode yaitu, dengan metode Bagemann, metode deRuiter dan

Beringen, metode Meyerhof (1976), metode Mayerhof (1956), metode α, metode

Tomlinson (1977) dan metode Elemen Hingga Plaxis. Metode Mayerhof (1956)

dengan menggunakan data tanah hasil pengujian Standar Penetrasion Test (SPT)

paling mendekati dengan hasil pengujian PDA dan CAPWAP yang didapatkan di

lapangan.

Takdir Rochjati Saptorini (2015) meneliti tentang analisis kapasitas daya

dukung tiang pancang terhadap hasil uji Kalendering. Kapasitas daya dukung hasil

calendering lebih besar dari kapasitas daya dukung review design, dengan demikian

struktur dinyatakan aman. Review design dalam proyek konstruksi harus tetap

mempetimbangkan faktor – faktor berikut kemudahan pelaksanaan, tercapainya

standard teknis yang dipersyaratkan, serta efisiensi biaya dan waktu.Review design

harus melalui prosedur yang benar, diketahui oleh semua unsur pengelola proyek,

memiliki justifikasi teknis yang mendukung untuk diadakan review design serta

terdokumentasi dengan baik. Untuk lebih meyakinkan tentang kapasitas tiang

pancang yang terpasang perlu dilakukan pengujian dinamis berupa uji Pile Driven

Analyzer (PDA).

Menurut Kazimierz Jozefiak, Artur Zbiciak, Maciej Maslakowski, dan

Tomasz Piotrows (2015) tentang pemodelan numerik dan analisis daya dukung

pondasi tiang pancang, pemodelan tanah – tiang pancang dimodelkan dengan

menggunakan program Abaqus. FEM memberikan perkiraan daya dukung yang

sangat aman. Hasil numerik daya dukung tiang pancang dan penurunan tiang

pancang dibandingkan dengan hasil uji beban statis tiang pancang.


56

Raden Ridwan Pratama, Hikmad Lukman, dan Andi Rahmah MT (2016)

meneliti tentang analisis daya dukung tiang pancang berdasarkan data Kalendering.

Dalam perhitungan analisa daya dukung tiang, pada saat pemancangan metode yang

digunakan adalah metode Hiley, metode Engineering News Record, metode

Canadian National Building Code dan metode Wika, dari ke empat metode tersebut

ada beberepa tiang yang tidak memenuhi daya dukung ijin tiang yang direncanakan

hal ini terjadi dikarnakan adanya tiang eror.

Kanakeswararao Thadapaneni, Sivaraju Sarikonda Venkata, Grandhi Ravi

Teja ( 2017) Kapasitas beban beban vertikal utama dari analisis tiang dilakukan

dengan Analisis Statis berdasarkan nilai-nilai c-ϕ di mana faktor daya dukung vesic

digunakan untuk tanah kohesif dan kohesi yang lebih kecil. Masalah pondasi yang

dimuat secara lateral di tanah berhubungan erat dengan balok pada pondasi elastis.

Sebuah balok dapat dimuat pada satu atau lebih titik sepanjang panjangnya. Nilai

Ks ditemukan oleh bentuk yang paling umum untuk modulus horizontal atau lateral

dari reaksi tanah dasar, di mana faktor daya dukung Hansen dan Vesic digunakan.

Bernanton, M. Ikhwan Yani, dan Suradji Gandi (2017) meneliti tentang

analisis daya dukung tanah berdasarkan korelasi nila Standard Penetration Test dan

Cone Penetration Test (CPT). Klasifikasi tanah dan korelasi antara pengujian CPT

atau sondir dengan SPT serta mendapatkan nilai daya dukung tanah berdasarkan

Teori Meyerhof, Terzaghi dan Peck. berdasarkan hasil penelitian apabila

dibandingkan dengan hasil penelitian oleh Terzaghi dan Peck diperoleh

perbedaanyang cukup signifikan angka.


57

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Data Umum Proyek

Adapun data umum proyek pembangunan Jembatan Sungai Deli Jalan Tol

Medan Binjai adalah sebagai berikut :

1. Nama Proyek : Jalan Tol Trans Sumatera Seksi 1 Ruas

Medan-Binjai

2. Fungsi Bangunan : Jembatan

3. Lokasi Proyek : Jembatan Sungai Deli

4. Pemilik Proyek : Kementerian Pekerjaan Umum,

Direktorat Bina Marga, Republik Indonesia

5. Konsultan Perencana : PT. Hutama Karya

PT.Mulia Karya Sejati International

6. Kontraktor Pelaksana : PT. Hutama Karya Infrastruktur

7. Kosultan Penelitian Tanah : CV.Citra Soil Konsultan

8. Status : Proyek Pemerintah

9. Ready Mix Concrete : PT. Keraton Beton Nusa Persada(Keraton)

10. Pile Supplier : PT. Wijaya Karya (WIKA)

11. Tipe Hammer : Diesel Hammer K-45/TD-50

Gambar 3.1 Denah Lokasi Proyek


58

Gambar 3.2 Dokumentasi di Jembatan Sungai Deli STS 1+575

3.2. Data Teknis Tiang Pancang

Dalam proyek ini digunakan pondasi tiang pancang dengan spesifikasi

sebagai berikut :

Jenis pondasi : Pondasi Tiang Pancang

Diameter tiang pancang : Ø 60 cm

Panjang tiang pancang : 22 m

Mutu beton (f’c) : 50 mpa

Jumlah tiang pancang : 32 buah

Gambar 3.3 Pile Layout A7-N


59

3.3. Karakteristik Tanah

Pada penelitian ini, titik yang ditinjau adalah titik bore hole II. Dari hasil

pengujian SPT dapat diketahui karakteristik tanahnya yang tertera pada tabel

berikut :

Tabel 3.1 Deskripsi Tanah Bore Hole II dari hasil SPT

Lapisan Kedalaman Deskripsi Tanah

Lapisan 1 0.00–2.50 Lempung berpasir, abu-abu gelap,

kekakuan sedang, plastisitas

sedang, kadar air sedang

Lapisan 2 2.50-5.00 Pasir berlanau, abu-abu,

kepadatan rendah, non plastis

kadar air rendah

Lapisan 3 5.00-6.50

Pasir halus bergravel kelanauan,

abu-abu gelap, padat, non plastis,

kadar air rendah

Lapisan 4 6.50-13.00

Lempung berpasir, abu-abu

kehitaman, kekakuan sedang,

plastisitas sedang, kadar air

sedang

Lapisan 5 13.00-16.50

Pasir halus berlanau, abu-abu

gelap, kepadatan rendah, non

plastis, kadar air sedang

Lapisan 6 16.50-20.00

Lempung berpasir halus

kelanauan, abu-abu kehitaman,

kekakuan sedang plastisaitas

sedang, kadar air sedang

Lapisan 7 20.00-30.00 Pasir kasar berlanau, abu-abu

gelap, padat, non plastis, kadar air

rendah

Dengan muka air tanah Bore Hole II dijumpai pada kedalaman -2,45 m


60

3.4. Tahap Penelitian

Dalam penulisan Tugas Akhir ini, ada beberapa tahapan pelaksanaan sehingga

tercapai tujuan dari penelitian ini. Untuk mempermudah tercapainya tujuan

penulisan Tugas Akhir ini maka penulis melakukan beberapa tahapan sebagai

berikut :

a. Tahap pertama

Mengumpulkan berbagai jenis literatur baik dalam bentuk buku maupun

tulisan ilmiah yang berhubungan dengan Tugas Akhir ini.

b. Tahap kedua

Pengumpulan data-data penyelidikan tanah dari proyek tersebut yang terkait

dengan penelitian yang sedang dikerjakan. Data-data tersebut antara lain :

data SPT, data PDA dan data Kalendering.

c. Tahap ketiga

Melakukan analisa antara data yang diperoleh dari lapangan dengan buku

dan jenis literatur lainnya yang berhubungan dengan penulisan Tugas Akhir

ini.

d. Tahap keempat

Pada tahap ini dilakukan kegiatan menghitung dan membandingkan daya

dukung ultimit dan penurunan elastis tiang pancang tunggal dan kelompok

secara analitis pada Bore Hole II dari data hasil SPT, PDA dan Kalendering.

Setelah itu melakukan perhitungan nilai daya dukung ultimit dan penurunan

elastis tiang pancang diameter 60 cm pada kedalaman 24 m pada Bore Hole I

menggunakan program Metode Elemen Hingga dengan pemodelan tanah Mohr

Coulomb.


61

3.5. Flowchart

Analisis Perhitungan Data Sekunder

Hasil dan Pembahasan

Kesimpulan

Data Penyelidikan Lapangan :

- SPT

- Kalendering

- PDA

-

Analisis Daya Dukung Ultimit

(vertikal dan horizontal ) dan

Penurunan Pondasi Tiang Pancang

:

- Analitis (Metode Meyerhof)

- Program Metode Elemen

Hingga (Plaxis 8.6)

Mulai

Perumusan Masalah

Pengumpulan Data Sekunder

Studi Literatur

Selesai


62

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Pendahuluan

Pada bab ini penulis akan membahas perhitungan daya dukung ultimate

(vertikal dan horizontal) dan penurunan pondasi tiang pancang, yaitu dengan metode

Analitis dengan metode Meyerhof dan metode Numerik dengan menggunakan metode

Elemen Hingga yaitu dengan Program Metode Elemen Hingga. Daya dukung ultimit

tiang akan dihitung dengan menggunakan data hasil pengujian SPT, kalendering dan

PDA.

4.2 Perhitungan Daya Dukung Aksial Tiang Pancang

Perhitungan daya dukung ultimit tiang pancang secara analitis dilakukan

berdasarkan data hasil SPT, kalendering dan PDA.

4.2.1. Perhitungan Kapasitas Daya Dukung Ultimit Aksial Tiang Pancang Berdasarkan

Data SPT

Untuk menghitung kapasitas daya dukung ultimit tiang pancang ini

menggunakan data SPT dilakukan perlapisan tanah menggunakan metode Meyerhof.

Ada dua rumus yang digunakan untuk melakukan perhitungan ini yaitu:

1. Jenis tanah non-kohesif (pasir).

2. Jenis tanah kohesif (lempung).

A. Daya Dukung Ultimit Pondasi Tiang pada Tanah Non-Kohesif (Pasir).

Contoh perhitungan diambil dari kedalaman 21 m BH-2, diameter 60 cm:

Jenis tanah = Pasir

NSPT = 47

N1 (10D ke atas) = 10(0,6) = 6 m ; 21m-6m = 18m

= ( 47+18+10) / 3 = 25


63

N2 (4D ke bawah) = 4(0,6) = 2,4m ; 21 m + 2,4 m = 23,40 m

= (47 + 51) / 2 = 49

Nb = 𝑁1+𝑁2

2=

25+ 49

2= 37

Li = 3 m

Ap = 1

4𝜋𝐷2 = 0,28 m2

P = 𝜋𝐷 = 1,88 m

Daya dukung ujung dan daya dukung selimut tiang pancang dari Persamaan

(2.4) dan (2.5) adalah :

Qp = 40 x Nb x Ap

= 40 x 37 x 0,28 m2

= 414,40 kN

= 42,26 Ton

Qs = 2 x N- SPT x P x Li

= 2 x 47 x 1,88 x 3

= 530,16 kN

= 54,06 Ton

B. Daya Dukung Ultimit Pondasi Tiang Pancang Pada Tanah Kohesif (Lempung)

Contoh perhitungan diambil dari kedalaman 9 m, BH-2 diameter 60 cm:

Jenis tanah = Lempung kepasiran

N-SPT = 21

Berdasarkan Persamaan (2,8) dan (2.6), daya dukung ujung tiang pancang

adalah :


64

cu = N-spt x 2

3 x 10

= 21 x 2/3 x 10

= 140 kN/m2

Qp = 9 x cu x Ap

= 9 x 140 x 0,28 m2

= 352,80 kN

= 35,98 Ton

Maka, daya dukung selimut tiang pancang dari Persaman (2.7) adalah :

α = 0,5 (APIMethod)

Li = 3 m

Qs = α x cu x P x Li

= 0,5 x 140 x 1,88 x 3

= 394,80 kN

= 40,26 Ton


65

Tabel 4.1 Bore Hole Tiang Pancang diameter 60 cm


66

Tabel 4.2 Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang

DRILLING LOG BH-II

Depth (m) Soil Description Soil

Layer NSPT N1 N2 Nb α Cu

Skin Friction(ton) End Bearing (ton)

Q ultimate (ton) Local (ton) Cumm (ton)

0 Lempung Berpasir 1 0 0,00 5,50 2,75 0,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

3 Pasir Berlanau 2 11 5,50 14,50 10,00 0,00 0,00 0,00 0,00 11,42 11,42

6 Pasir Halus Berlanau 3 18 9,67 19,50 14,59 0,00 0,00 20,70 20,70 16,66 37,36



15 Pasir Halus Berlanau 5 10 16,00 14,00 15,00 0,00 0,00 11,50 105,06 17,13 122,19


21 Pasir Kasar Berlanau 6 47 25,00 49,00 37,00 0,00 0,00 54,06 193,62 42,26 235,88





67

4.2.2. Perhitungan Kapasitas Daya Dukung Ultimit Tiang Pancang Berdasarkan

Data Kalendering

Perhitungan daya dukung tiang pancang berdasarkan data Kalendering

dengan data sebagai berikut :

Diameter tiang pancang (D) = 60 cm

Panjang tiang = 22 m = 2200 cm

Luas tiang pancang = 0,28 m2

Berat Tiang per meter = 0,39 T/m (Tabel 2.12)

Berat tiang keseluruhan (Wp) = 0,39 x 22 = 8,69T

Tinggi jatuh (H) = 2 m = 200 cm

Rata-rata penetrasi 10 pukulan terakhir (S) = 1,60

10 = 0,16 cm

Besarnya Rebound (K) = 1,90

Berat Hammer (Wr) = 4,50 T

Koefisien restitusi (e) = 0,25

Energi alat pancang (E) = 1259700 kg/cm (Tabel 2.7)

Modulus elastis tiang (Ep) = 33234,02 Mpa ; 338892,69 kg/m2

Dari Persamaan (2.9), (2.10), dan (2.11) maka daya dukung ultimitnya adalah :

a) Metode Hiley

𝑄𝑢 =2Wr X H

S + KX

Wr+e2 X Wp

Wr+Wp

𝑄𝑢 =2 (4,5)(200)

0,16+ 1,9 𝑥

(4,5)+ 0,252(8,69)

(4,5)(8,69)= 112,69 Ton

b) Metode Danish Formula

Qu =η x E

S+ [ᶇ x E x L

2 x A x Ep]

0,5=

0,85 x 1259700

0,16+ [0,85 x 1259700 x 22002 x 2800 x 338892,68 ]

0,5


68

Qu = 840384,61 kg = 840,38 ton

c) Metode Modified New Enginering News Record (ENR)

Qu=ef×Wr×h

S + C×

Wr+n2×Wp

Wr+Wp

Qu=0,9×4,5×200

0,16+0,25×

4,5+0,252×8,69

4,5+8,69

Qu = 755,36 Ton

4.2.3. Perhitungan Kapasitas Daya Dukung Ultimit Tiang Pancang Berdasarkan

Data PDA

Tabel 4.3 Hasil Analisis Program CAPCAW

No.

Tiang

CAPCAW

Daya Dukung

Total (Ton)

Daya dukung

Friksi (Ton)

Daya Dukung

Ujung (Ton)

Penurunan

(mm)

A7-N25 228,00 142,00 86,00 14,40

4.3. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Ultimit Lateral Pondasi Tiang

Pancang

Kapasitas daya dukung lateral (horizontal) berfungsi untuk mengetahui

kestabilitasan apakah tanah tersebut akan runtuh atau tidak. Untuk menghitung

daya dukung horizontal, terlebih dahulu kita harus menghitung faktor kekakuan

tiang untuk jenis tanah non-kohesifnya. Perhitungan kapasitas daya dukung lateral

tiang pancang dilakukan dengan menggunakan metode Broms.

Metode ini hanya dapat digunakan pada satu jenis tanah saja, misalnya untuk

lapisan pasir saja atau lapisan lempung saja. Sehingga, apabila tanah tersebut

mempunyai lapisan yang bervariasi, maka akan diambil lapisan yang dominan

untuk mewakili semua lapisan. Dari hasil pengujian SPT diketahui bahwa lapisan

yang dominan adalah pasir.


69

Contoh perhitungan diambil pada kedalaman 21 m

a) Data Tanah BH-II

Jenis tanah = Granular (pasir berlanau)

Berat isi tanah (γ) = 19,4 kN/m3 (Dari interpolasi Tabel 2.3

menggunakan nilai N-SPT yaitu 47)

Sudut geser tanah (ø) = 44,25o (Dari interpolasi Tabel 2.2 dengan

menggunakan nilai N-SPT yaitu 47)

Koefisien variasi tanah (nh) = 34000 kN/m3 ( Reese, dkk.)

b) Data tiang pancang

Diameter tiang pancang (D) = 60 cm

Panjang tiang pancang (L) = 22 m

Mutu beton (f’c) = 509,858 kg/ cm2 = 50 Mpa

Momen ultimit (My) = 28,50 Ton meter

=285 kNm (Tabel 2.12)

1. Daya dukung lateral BH-II untuk tiang pancang berdiameter 60 cm

a. Cek kekakuan tiang akibat beban lateral (Persamaan 2.13 dan 2.14)

E = 4700 √50

= 33.234,02 Mpa

= 33.234.02 kN/m2

I = 1

64π(0,6)4

= 0,0063643m4

Dari Persamaan (2.15) maka faktor kekakuan untuk modulus tanah

granular:

T = (EI

𝑛ℎ)

15⁄


70

T = √33.234.02 x 0,0063643

34000

5

= 0,36 m

L ≥ 4 T

22 m ≥ 1,44 m

Jenis tiang pancang dikategorikan tiang panjang/elastic pile. Tahanan tiang

terhadap gaya lateral akan ditentukan oleh momen maksimum yang dapat

ditahan tiangnya sendiri (My).

b. Cek keruntuhan tanah akibat beban lateral

Kp = tan2(45o+ ø/2)

= tan2(45° + 44,25° 2⁄ ) = 5,62

Maka dari Persamaan (2.38) nilai Hu adalah:

Hu= 2My

𝑒+0,54 √Hu

γdKp

Hu =2 (285)

0 + 0,54 √Hu

19,4(0,6)(5,62)

Hu = 417,725 kN = 41,77 Ton

Beban ijin lateral

H = 41,77

2,5

= 16,71 Ton


71

c. Cek terhadap grafik

Tahanan momen ultimit :Mu

d4γKp=

285

(0,6)4×19,4×5,62 = 20,17

Gambar 4.1 Penentuan nilai ultimit lateral berdasarkan plot garis

Nilai tahanan ultimit sebesar 20,17 diplot ke grafik pada Gambar 2.12-b, sehingga

diperoleh tahanan lateral ultimit 16.

16 = Hu

Kp×γ×d3

Hu = 376,8 = 37,68Ton

H =37,68

2,5

= 15,07 Ton

Hasil yang diperoleh secara analitis tidak jauh berbeda dengan cara grafis.

16

20,17


72

4.4. Penurunan Tiang Pancang Tunggal dan Kelompok

Pada proyek ini, ujung tiang pancang jatuh di tanah pasir, sehingga tidak

memperhitungkan penurunan konsolidasi primer yang diperhitungkan adalah

penurunan elastisnya.

4.4.1. Penurunan pada Tiang Pancang Tunggal

Beban rencana : 100 ton

Nilai qc= 4N = 4(47) = 188 kg/cm2

Dimana:

qc(side) = perlawanan konus rata-rata pada masing-masing lapisan

sepanjang tiang

Dari Persamaan (2.62), besar modulus elastisitas tanah di sekitar tiang (Es)

adalah :

𝐸𝑠= 3 x 188 = 564 kg/cm2 = 56,4 MPa

Dari Persamaan (2.65), besar modulus elastisitas tanah di dasar tiang:

𝐸𝑏 = 10 × (N + 15) = 10 x (47 + 15) MPa

= 10 x 62 kg/cm2

= 620 Mpa

Ep = 4700. √62

𝐸𝑝= 37007,8 MPa

Menentukan faktor kekakuan tiang dari Persamaan (2.47) dan (2.48) :

Ra =0,280𝑚2

14 𝜋(0,6)2

= 1

K =37007,8 × 1

60

= 616,796


73

Untuk 𝑑𝑏

𝑑 =

60

60 = 1

Untuk 𝐿

𝑑 =

2200

60 = 36,67

a. Metode Poulos dan Davis (1980) :

Dengan menggunakan grafik pada Gambar (2.13), (2.14), (2.15), (2.16),

dan (2.17) diperoleh :

𝐼𝑜 = 0,059 (untuk 𝐿

𝑑= 36,67 dan

𝑑𝑏

𝑑= 1)

𝑅𝑘 = 1,585 (untuk 𝐿

𝑑= 36,67 dan K = 591,40)

𝑅ℎ = 0,736 (untuk 𝐿

𝑑= 36,67 dan

ℎ

𝐿=

30

22= 1,36)

𝑅𝜇 = 0,935 (untuk 𝜇𝑠= 0,3 dan K = 591,10)

𝑅𝑏 = 0,826 (untuk 𝐿

𝑑= 40 ;

𝐸𝑏

𝐸𝑠= 10,1 ; dan K = 591,10)

Berdasarkan Persamaan (2.45) dan (2.46), maka tiang apung atau tiang

friksi :

I = IoRkRhRμ

I = 0,059 x 1,585 x 0,736 x 0,935 = 0,0644

S =𝑄𝐼

𝐸𝑠𝑑

S =100000 kg × 0,0613

560 kg cm2 × 60 cm⁄

= 0,18 cm = 1,80 mm

Berdasarkan Persamaan (2.46), untuk tiang dukung ujung :

I = IoRkRbRμ

I = 0,059 x 1,585 x 0,826 x 0,935

= 0,0722

S =100000 kg × 0,0722

560 kg cm2 × 60 cm⁄

= 0,21 cm = 2,10 mm


74

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Penurunan Elastis

Tiang Pancang Tunggal Diameter 60 cm

No. Bentuk Penurunan Penurunan Tiang (mm)

1. Untuk tiang apung 1,80

2. Untuk tiang dukung ujung 2,10

Total Penurunan 3,90

Besar penurunan yang diijinkan (Sijin) : 3,90 mm < 25 mm (Aman).

b. Penurunan Elastis

Qwp = Daya dukung ujung – daya dukung selimut

= 414,4– 530,16

= -115,76 kN

Qws = 530,16 kN

Ap = 0,28 m2

Ep = 33.234,02 MPa = 33.234.020 kN/m2

L = 22 m

Dari Gambar 2.19 maka ζ= 0,67

D = 0,60 m

Cp = 0.02 (Cp dari Tabel 2.13)

Cs = (0.93 +0.16√22/0.6 ). 0.02 = 0.04

Qp = 40 x Li/d x Nb = 40 x (3/0,6)x 37 = 7.400 kN

Berdasarkan Persamaan (2.50),(2.51), dan (2.52) maka :

Se(1) = (Qwp + ξQws). L

ApEp


75

Se(1) =(−115,76 + 0,67 x 530,16 ). 22

0,28 x 33.234.020

= 0,000566 m

= 0,57 mm

Se(2) = QwpCp

D. qp

Se(2) = −115,76 x 0,02

0,60 x 7400

= −0,00052m

= −0,52 mm

Se(3) = QwsCs

L. qp

Se(3) = 530,16 x 0,04

22 x 7400

= 0,0013026 m

= 1,30 mm

Maka, dari Persamaan (2.49) didapat penurunan tiang total adalah :

S = 0,57 - 0,52 + 1,30 = 1,35 mm

4.4.2. Penurunan Tiang Pancang Kelompok

Berdasarkan Persamaan (2.54), 2.55), dan (2.56) maka penurunan kelompok

tiang adalah :

Diperoleh beban rencana pondasi dari data proyek sebesar 100 ton .

q =Qg

LgBg

q =100000

10560 x 4560


76

= 0,0021 kg/cm2

I = 1 −2200

8 x 4560≥ 0.5

= 0,0603 ≥ 0,5

Sg =2 x 0,0021 x √4560 x 0,0603

47

= 0,0003638 cm = 0,003638 mm

4.5. Menghitung Efisiensi Tiang Pancang Kelompok

Gambar 4.2 Susunan Kelompok Tiang Pancang

a) Metode Converse-Labarre

Dari Persamaan (2.40), Efisiensi kelompok tiang (η) :

𝜂 = 1 − 𝜃(𝑛−1)m+(m−1)n

90𝑚𝑛

Θ = Arc tan (60/ 150 )

= 21,801

n = 8 ; m = 4

𝜂 = 1 − (21,801){(8 − 1)4 + (4 − 1)8

90 x 8x 4} = 0,61

b) Metode Los Angeles

Dari Persamaan (2.41) maka efisiensi grup tiang adalah :

𝜂 = 1 −𝑑

𝜋. 𝑠. 𝑚. 𝑛[𝑚(𝑛 − 1) + 𝑛(𝑚 − 1) + √2(𝑛 − 1)(𝑚 − 1)]


77

𝜂 = 1 −0,6

227 . 1,5.4.8

[4(8 − 1) + 8(4 − 1) + √2(8 − 1)(4 − 1)

= 0,68

c) Metode Seiler – Keeney

Berdasarkan Persamaan (2.42), maka :

η = { 1 − [11s

7(s2−1)][

n + m−2

n + m−1]} +

0,3

m+n

s = 150 cm = 4,921 ft

η = { 1 − [11(4,921)

7(4,9212−1)][

8 + 4−2

8+ 4−1]} +

0,3

8+4

η = 0,84

Berdasarkan ketiga metode efisiensi kelompok tersebut, diambil nilai

terkecil, yaitu metode Converse-Labarre dengan η = 0,61

Dari data PDA didapat nilai Qa= 228 Ton

Maka berdasarkan Persamaan (2.43) nilai Qg adalah :

Qg = η .n . Qa

Qg = 0,61 x 32 x 228

= 4450,56 Ton

4.6. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Ultimit Tiang Pancang

Berdasarkan Metode Elemen Hingga

Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang pada bagian ini dihitung

dengan menggunakan bantuan Software Plaxis. Daya dukung ultimit yang akan

dihitung adalah daya dukung aksial pondasi tiang pancang. Pemodelan tanah yang

diterapkan yaitu pemodelan Axisimetry.

Pemodelan geometri Axisimetry, dimana kondisi awal digambarkan

seperempat yang sudah mewakili sisi yang lain karena dianggap simetris dan juga

secara pemodelan tanah Mohr Coulomb. Adapun data-data yang perlu diketahui

sebelum memulai pemodelan pondasi tiang pancang dapat dilihat pada Tabel 4.5.


78

Tabel 4.5 Data Data Pemodelan Tiang Pancang

No Keterangan Nilai

1 Lokasi Bore Hole II

2 Jenis Pondasi Tiang Pondasi tiang pancang

3 Diameter Tiang (m) 0,60

4 Panjang Tiang (m) 22,00

5 Luas Penampang (m2) 0,28

6 Modulus Elastisitas (Ep) (MPa) 33.234,02

7 Momen Inersia (I) (m4) 0,0063643

8 Berat Tiang (kN/m) 3,83

9 EA (kN/m) 94889,94

10 EI (kNm2/m) 211511,27

11 Angka Poisson (μ) 0,40

Karena keterbatasan data, maka sebagian parameter tanah seperti sudut geser dalam

(ø), dan kohesi (c), diambil dari bantuan Program Allpile.


79

Tabel 4.6 Input Parameter Tanah untuk Program Metode Elemen Hingga pada Bore Hole II

Lapisan

ke -

Depth N

SPT

Jenis dan

Konsistensi

Tanah

Tebal

lapisan MAT ϒdry ϒwet Kx ky Es’ µ' C Ø Ψ

(m) (m) (n) (kN/m3) (kN/m3) (m/day) (m/day) (kN/m2) (kN/m2)

1 0.00-2,50 0

Lempung

berpasir 2,50 2,45 5,90 15,70 8,64x10-4 8,64x10-4 1172,11 0,35 1,80 0,00 0,00

Very Soft

2 2,50-5,00 11 Pasir Berlanau

2,50

9,50 17,40 0,86 0,86 8273,71 0,35 1,00 33,50 3,50 Medium

3 5,00-6,50 18 Pasir Halus

1,50 10,05 18,22 0,86 0,86 10342,14 0,35 1,00 36,00 6,00 Medium

4 6,50-13,00 19

Lempung

Berpasir 6,50 11,60 21,40 8,64x10-4 8,64x10-4 17236,89 0,3 9,60 0,00 0,00

Very Stiff

5 13,00-16,50 10 Pasir Halus

3,50 9,40 17,28 0,86 0,86 7584,23 0,35 1,00 33,00 3,00 Medium

6 16,50-20,00 18

Lempung

berpasir 3,50 11,29 21,09 8,64x10-4 8,64x10-4 15168,47 0,35 107,70 0,00 0,00

Very Stiff

7 20,00-30,00 52,5 Pasir Kasar

10,00 11,78 20,42 0,86 0,86 37921,17 0,35 1,00 40,40 10,40 Very Dense


80

4.6.1. Pemodelan pada Program MEH

Langkah-langkah pemasukan data ke program Metode Elemen Hingga

adalah sebagai berikut

1. Mengatur parameter dasar dari model elemen hingga di jendela general

settings.

Gambar 4.3 Lembar General Setting pada Program Plaxis

2. Pemodelan tanah digambar menggunakan garis geometri , diambil

kedalaman 30 m (kedalaman Bore Hole II) yang terdiri dari beberapa layer

dengan ketebalan tertentu.

3. Kemudian gambarkan dinding diafragma sebagai tiang dengan cara

menggunakan tombol pelat , lalu gunakan tombol interface

untuk memisahkan kekakuan lebih dari satu elemen, yaitu kekakuan antara

tanah dan tiang.

4. Setelah itu gambarkan beban permukaan, yaitu sistem beban A-beban

terpusat dengan menggunakan , kemudian input nilai bebannya dengan

mengklik ujung beban sebesar 1000 KN. Pada Axi-simetri beban yang di

input dibagi dengan 2π.

5. Untuk membentuk kondisi batas, klik tombol jepit standar (standard fixities


81

6. Kemudian masukkan data material dengan menggunakan tombol

material set . Untuk data tanah, pilih soil & interface pada set type,

sedangkan data tiang pilih plates pada set type. Setelah itu seret data-data

yang telah diinput ke dalam pemodelan geometri awal, seperti pada

Gambar 4.4.

(a)

(b)

(c)

Gambar 4.4 Input Data Material Set; (a) Data Lapisan Tanah(b) Data Tiang

Pancang (c) Data material dimasukkan ke Pemodelan


82

Pada gambar data tiang pancang dapat kita lihat bahwa nilai diameter tiang

yang dicantumkan yaitu sebesar 0,3 m. Berbeda dengan data pancang yang

sebenarnya yaitu 0,6 m. Hal ini dikarenakan pada Axi-simetri pemodelan

diameter tiang 1/2D .

7. Kemudian klik generate mesh untuk membagi-bagi elemen

menjadi beberapa bagian yang beraturan sehingga mempermudah dalam

perhitungan lalu klik update.

8. Kemudian klik tombol initial conditions untuk memodelkan muka air

tanah. Klik pada tombol phreatic level untuk menggambarkan kedalaman

muka air tanah.

9. Kemudian klik tombol generate water pressure untuk mendefenisikan

tekanan air tanah. Lalu setelah muncul diagram active pore pressures, klik

update, maka akan kembali ke tampilan initial water pressure, lalu klik

initial pore pressure, dan generate pore pressure maka akan muncul

diagram untuk effective stresses, klik update lalu calculate.

10. Dalam window calculations terdapat beberapa fase yang akan dikerjakan

otomatis oleh Plaxis dari awal hingga akhir pemodelan.

Gambar 4.5 Hitungan pada Program Plaxis

Pada fase konstruksi, hanya tiang pancang yang diaktifkan, sedangkan

pada fase pembebanan, beban dimasukkan dan diaktifkan beserta tiangnya.


83

11. Kemudiann klik Hitung untuk melakukan perhitungan dengan otomatis

pada program. Perhitungan yang telah selesai ditandai dengan tanda centang

berwarna hijau pada setiap fase di Window Calculations.

Gambar 4.6 Tahap Kalkulasi

12. Setelah perhitungan telah selesai, akan diperoleh nilai ΣMsf dari kotak

dialog Phi/c reduction seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.7 dan 4.8.

Gambar 4.7 Hasil Kalkulasi dan Besar ΣMsf Sebelum Konsolidasi

Nilai Σ Msf pada fase 3 (sebelum konsolidasi) sebesar 2,98 Qu titik Bore

Hole II adalah :

Qu = Σ Msf x (10 x 100)kN

= 2,98 x 1000 kN

= 2980 kN

= 298 Ton

∑Msf


84

Gambar 4.8 Hasil Kalkulasi dan Besar ΣMsf pada Fase 5

Nilai Σ Msf pada fase 5 (setelah konsolidasi) sebesar 3,08 Qu titik Bore

Hole II adalah :

Qu = Σ Msf x (10 x 100)kN

= 3,08 x 1000 kN

= 3080 kN

= 308 Ton

Dari Gambar 4.7 dan 4.8 dapat dilihat nilai Safety Factor (ΣMsf) sebelum

konsolidasi dan setelah konsolidasi. Nilai Safety Factor sebelum konsolidasi lebih

besar dibandingkan dengan setelah konsolidasi.

4.7. Diskusi

4.7.1. Perbandingan Daya Dukung Ultimit Sebelum dan Setelah Konsolidasi dari

Program MEH

Berdasarkan perhitungan dengan Program Metode Elemen Hingga

didapatkan besar nilai daya dukung ultimit yang berbeda antara keadaan sebelum

konsolidasi dan setelah konsolidasi. Besar nilai dukung ultimit tersebut dapat dilihat

pada Tabel 4.7.

∑Msf


85

Tabel 4.7 Daya Dukung Tiang Pancang dari Program Metode Elemen Hingga

Qult Sebelum Konsolidasi

(Ton)

Qult Setelah Konsolidasi

(Ton)

298 308

Daya dukung setelah konsolidasi lebih besar dibandingkan pada saat

pemancangan. Lapisan pada pemodelan ini cenderung sama, karena didominasi

oleh pasir.

4.7.2. Perbandingan Tekanan Air Pori Berlebih Sebelum dan Setelah Konsolidasi

dari Program MEH

Nilai tekanan air pori berlebih ditentukan oleh jenis tanah. Pada Gambar 4.9

menunjukkan besarnya tekanan air pori berlebih yang terjadi sebelum terjadi

konsolidasi (fase 2) dan setelah terjadinya proses konsolidasi (fase 4).

(a) Sebelum Konsolidasi (b)Setelah Konsolidasi

Gambar 4.9 Nilai Tekanan Air Pori Berlebih

Tabel 4.8 Perbandingan Nilai Tekanan Air Pori Berlebih

Jenis tekanan air pori Proses

Sebelum Konsolidasi Setelah Konsolidasi

Tekanan air pori berlebih 33,55 kN/m2 876,73x10-3 kN/m2

Pada Gambar 4.9 kita dapat melihat bahwa tekanan air pori berlebih tanah

pada saat sebelum lebih besar dari setelah konsolidasi. Hal ini disebabkan karena

setelah konsolidasi pori-pori air mengecil sehingga tekanan air pori berlebih setelah

konsolidasi kecil.


86

4.7.3. Perbandingan Penurunan Sebelum dan Setelah Konsolidasi dari Program

MEH

Penurunan pondasi dapat ditinjau dalam dua keadaan yakni sebelum (fase2)

dan sesudah konsolidasi (fase 4). Dari hasil perhitungan dengan program Metode

Elemen Hingga didapat hasil penurunan seperti pada Gambar 4.10 berikut :

(a) Sebelum Konsolidasi (b) Setelah Konsolidasi

Gambar 4.10 Nilai Penurunan Tiang Pancang Tunggal

Tabel 4.9 Penurunan Tiang Pancang dari Program Metode Elemen Hingga

Penurunan Tanah sebelum konsolidasi

(mm)

Penurunan Tanah setelah konsolidasi

(mm)

13,37 13,84

4.7.4. Hasil Perhitungan Daya Dukung Ultimit Tiang Pancang Tunggal

Tabel 4.10 Nilai Daya Dukung Ultimit Tiang Pancang

Data dan Metode

Perhitungan

Kedalaman

(m)

Diameter

(cm)

𝑄𝑢

(ton)

SPT

Metode Meyerhof

21,00

60 235,88

Kalendering

Metode Hiley

Metode ENR

Metode Danish

22,00 60

112,69

755,36

840,38

Metode Elemen Hingga 22,00 60 308,00

Hasil CAPWAP 20,50 60 228,00


87

4.7.5. Hasil Perhitungan Kapasitas Daya Dukung Lateral Tiang Pancang

Tabel 4.11 Kapasitas Daya Dukung Ultimit Lateral Tiang Pancang

Metode Perhitungan

Bore Hole II

𝐻𝑢𝑙𝑡𝑖𝑚𝑖𝑡 (ton) 𝐻𝑖𝑗𝑖𝑛 (ton)

Secara Analitis (ton) 41,77 16,71

Secara Grafis (ton) 37,68 15,07

4.7.6. Hasil Penurunan Tiang Pancang

Tabel 4.12 Hasil Penurunan Tiang Pancang

Metode Penurunan

Hasil Penurunan

Tiang

(mm)

Kontrol Penurunan

Tiang

(mm)

Penurunan Poulus dan Davis 3,90 < 25

Penurunan Elastis 1,35 < 25

Hasil CAPCAW 14,40 < 25

Program MEH 13,84 < 25

4.7.7. Nilai Efisiensi Kelompok Tiang (η)

Tabel 4.13 Efisiensi Kelompok Tiang

Metode Perhitungan Efisiensi Kelompok Tiang

Metode Converse – Labarre 0,61

Metode Los Angeles 0,68

Metode Seiler – Keeney 0,84

Maka efisiensi kelompok tiang (η) diambil sebesar 0,61 (Metode Converse-

Labarre). Maka hasil perhitungan nilai daya dukung kelompok sebesar

4450,56 Ton.


88

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil perhitungan pada Proyek Pembangunan Jalan Bebas Hambatan

Medan – Binjai, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Hasil perhitungan kapasitas daya dukung aksial tiang pancang tunggal pada

kedalanan 21 yang diperoleh berdasarkan data SPT (BH-II) bernilai 235,88 Ton,

menggunakan data kalendering, dengan tiga metode, yaitu :

a) Hiley = 112,69 Ton

b) ENR = 755,36 Ton

c) Danish = 840,38 Ton

serta perhitungan hasil PDA dari analisis CAPCAW bernilai 228,00 Ton, dan

Metode Elemen Hingga adalah bernilai 308,00 Ton.

2. Hasil perhitungan kapasitas daya dukung lateral tiang pancang tunggal pada

kedalanan 21 dengan metode Broms secara analitis bernilai 41,77 Ton, dan secara

grafis bernilai 37,68 Ton.

3. Hasil perhitungan penurunan Poulus and Davis bernilai 3,90 mm, untuk

penurunan elastis tiang tunggal bernilai 1,35 mm, menggunakan Metode Elemen

Hingga bernilai 13,84 mm dan CAPWAP 14,40 mm dengan penurunan ijin tiang

sebesar 25 mm.

4. Hasil perhitungan efisiensi kelompok tiang dengan metode Converse Laberre

bernilai 0,61, untuk efisiensi metode Los Angeles Group bernilai 0,68, dan efisiensi

metode Seiler – Keeney bernilai 0,84, berdasarkan ketiga metode tersebut, diambil

nilai terkecil yaitu metode, Converse Laberre. Maka daya dukung kelompok

sebesar 4450,56 Ton.

5. Faktor keamanan tiang pancang yang didapat sebelum konsolidasi bernilai

2,98 dan sesudah konolidasi bernilai 3,08.


89

5.2. Saran

1. Sebelum melakukan analisa perhitungan,kita harus memiliki data parameter

tanah yang lengkap, umumnya yaitu data SPT dan Kalendering karena data

tersebut sangat mempengaruhi dalam membuat rencana analisa perhitungan

baik secara analitis maupun Metode Elemen Hingga.

2. Menghitung nilai daya dukung ijin tiang pancang dapat dilakukan dari data

SPT, Kalendering dan PDA.

3. Pada saat perencanaan pondasi hasil dari data SPT lebih baik memakai

metode Meyerhof.

4. Dalam melakukan perbandingan data untuk penelitian lebih lanjut

disaranakan menggunakan lebih banyak data agar mendapatakan hasil yang

lebih akurat yaitu tingkat kesalahan semakin kecil


90

DAFTAR PUSTAKA

Bowles, J. E. 1991. Analisis dan Desain pondasi. Edisi Keempat jilid 1. Jakarta:

Erlangga.

Das, Braja M. 2007. Principle of Foundation Engineering. Global Engineer

Christopher M. Shortt

Das, B. M., 1995. Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 1.

Erlangga, Jakarta

Das, B. M.. 1985. Principle of Geotechnical Engineering, Terjemahan oleh Noor

Endah & Indra Surya Mochtar. Jilid I,Penerbit Erlangga, Jakarta.

Georgiadis, K ;Georgiadis, M ; Anagnostopoulos, C. 2012. Lateral Bearing

Capcity of Rigid Piles Near Clay Slopes, Department of Civil

Engineering, Aristotle University of Thessaloniki, 54124 Thessaloniki,

Greece

Hardianty, Beby. 2016. Analisis Daya Dukung dan Penurunan Tiang Pancang Pada

Bore Hole II dengan Metode Analitis dan Metode Elemen Hingga

(Studi Kasus Proyek Skyview Apartment Medan), Jurnal Teknik Sipil

USU, 1

Hardiyatmo, Hary Christiady. 2014 Analisis dan Perancangan Fondasi I,

Yogyakarta : Gajah Mada University Press

Hardiyatmo, H. C.,2002. Teknik Fondasi 2. Edisi Kedua. Yogyakarta : Beta Offset.

Hardiyatmo, Hary Christiady. 2014, Analisis dan Perancangan Fondasi II,

Yogyakarta : Gajah Mada University Press

Thadapaneni, K., Venkata, S.S., Teja, G.R.. 2017, Analysis of pile foundation

simplified method to analyse the pile foundation under lateral and

vertical loads. http://www.ijedr.org. [4 Maret 2018].


http://www.ijedr.org/

91

Kasturi, Silvia. 2012, Analisa Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Tunggal

Dengan Metode Analitis Dan Metode Elemen Hingga. Jurnal Teknik

Sipil USU. 1

Kozlowski, Wojciech ;Niemczynski, Dariusz. 2016 ,Methods for Estimating the

Load Bearing Capcity of Pile Foundation Using the Result of

Penetration Tests- Case Study of Road Viaduct Foundation, Opole

University of Technology, Faculty of Civil Eng. and Architecture,

Department of Roads and Bridges, Katowicka, 45-061 Opole, Poland

Lazuardi, Rizka. 2015. Analisis Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Tunggal

Dengan Panjang Tiang 21 meter Dan Diameter 0,6 meter Secara

Analitis Dan Metode Elemen Hingga, Medan :Jurnal Teknik Sipil USU

Vol.4

Saptorini, Takdir Rochjati, 2015, Analisis Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang

Terhadap Hasil Uji Calendering (Studi Kasus Review Design Pada

Overpass Lembah Ireng Sta 20+212 Proyek Jalan Tol Semarang –

Bawen Paket V), Jurnal Teknik Sipil dan Perencanaan. 17(1).

Sardjon. 1998. Pondasi Tiang Pancang Jilid I, Surabaya : Sinar Wijaya.

Scoot, Ronald F. 1981, Foundation Analysis, United States of America : California

Institute of Technology

Nakazawa, K.et al. 2000. Soil Mechanics and Foundation engineering. Taulu,L,

Penerjemah ; Sosrodarsono, S.S., Editor. Public Work Institue, Japan.

Pradnya Paramita.

Tindoan, Tua. 2014. Analisa Daya Dukung dan Pancang Beton Jembatan Sungai

Penara Jalan Akses Non Tol Kualanamu, Jurnal Teknik Sipil.2014

Wijaya Karya Beton. 2008. Presentasi Tiang Pancang. Jakarta: Wika Learning

Center.

Yusti, Andi., Fahriani, F. 2014. Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Diverifikasi

Dengan Hasil Uji Pile Driving Analyzer Test dan CAPWAP. (Studi


92

Kasus Proyek Pembangunan Gedung Kantor Bank Sumsel Babel di

Pangkalpinang, Bangka Belitung: Jurnal Fropil.

Pratama, Ridwan, dkk., 2016 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan

Data Kalendering. Bogor.


93

LAMPIRAN I


94

LAMPIRAN II


95

LAMPIRAN III


96

LAMPIRAN IV


ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG DENGAN …

Documents

Transcript of ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG DENGAN …