APLIKASI PERHITUNGAN DAYA DUKUNG PONDASI TIANG BOR ...
Transcript of APLIKASI PERHITUNGAN DAYA DUKUNG PONDASI TIANG BOR ...
i
APLIKASI PERHITUNGAN DAYA DUKUNG PONDASI
TIANG BOR (DRILLED SHAFT) BERBASIS WEB
TUGAS AKHIR
SEFRI BAYU PERMADI
2012091003
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan
pendidikan Strata 1 pada Program Studi Teknik Sipil
FAKULTAS TEKNOLOGI DAN DESAIN
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN JAYA
TAHUN 2016
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Pada hari Selasa, tanggal 7 Juni 2016 telah diselenggarakan sidang Tugas Akhir
untuk memenuhi persyaratan mata kuliah Skripsi/ Tugas Akhir pada Program Studi
Teknik Sipil, Universitas Pembangunan Jaya, atas nama:
Nama Mahasiswa : Sefri Bayu Permadi
Nomor Induk Mahasiswa : 2012091003
Program Studi : Teknik Sipil
Dengan judul “Aplikasi Perhitungan Daya Dukung Pondasi Tiang Bor (Drilled
Shaft) Berbasis Web” oleh tim penilai sidang yang terdiri dari:
Menyetujui,
Pembimbing 1 Pembimbing 2
(Tri Nugraha Adikesuma, S.T., M.T.) (Hendi Hermawan, S.T. , M.T.I.)
Penguji 1 Penguji 2
(Fredy Jhon P. Sitorus , S.T., M.T.) (Agustinus Agus Setiawan, S.T., M.T.)
Mengetahui,
Ketua Program Studi
( Ferdinand Fassa, S.T., M.T)
iii
PERNYATAAN ORISINALITAS
Saya mahasiswa Universitas Pembangunan Jaya,
Nama Mahasiswa : Sefri Bayu Permadi
Nomor Induk Mahasiswa : 2012091003
Program Studi : Teknik Sipil
Dengan ini menyatakan bahwa Laporan Skripsi/ Tugas Akhir yang saya buat
dengan judul “APLIKASI PERHITUNGAN DAYA DUKUNG PONDASI
TIANG BOR (DRILLED SHAFT) BERBASIS WEB” adalah:
1) Dibuat dan diselesaikan sendiri, dengan menggunakan hasil kuliah, tinjauan
lapangan dan buku-buku serta jurnal acuan yang tertera di dalam referensi
pada Laporan Tugas Akhir saya.
2) Bukan merupakan duplikasi karya ilmiah yang sudah dipublikasikan atau
yang pernah dipakai untuk mendapatkan gelar sarjana di universitas lain,
kecuali pada bagian-bagian sumber informasi dicantumkan dengan cara
referensi yang semestinya.
3) Bukan merupakan karya terjemahan dari kumpulan buku atau jurnal acuan
yang tertera di dalam referensi pada Laporan Tugas Akhir saya.
Apabila saya terbukti tidak memenuhi apa yang telah dinyatakan di atas, maka
Tugas Akhir saya dapat dibatalkan oleh Program Studi Teknik Sipil, Universitas
Pembangunan Jaya.
Tangerang Selatan, 15 Juni 2016
Yang membuat pernyataan,
(Sefri Bayu Permadi)
Materai
Rp 6.000,-
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan yang Maha Esa atas segala berkat yang telah diberikan-
Nya, sehingga Laporan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan.
Laporan Tugas Akhir dengan judul “Aplikasi Perhitungan Daya Dukung Pondasi
Tiang Bor (Drilled Shaft) Berbasis Web” ini ditujukan untuk memenuhi salah satu
syarat menyelesaikan pendidikan Strata satu pada Program Studi Teknik Sipil,
Fakultas Teknologi dan Desain, Universitas Pembangunan Jaya, Bintaro,
Tangerang Selatan.
Berkat bantuan berbagai pihak penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir
tepat waktu. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada:
1. Bapak Ferdinand Fassa, S.T., M.T., selaku Penasehat Akademik sekaligus
Kepala Program Studi Teknik Sipil
2. Bapak Tri Nugraha Adikesuma, S.T., M.T. dan Bapak Hendi Hermawan,
S.T. , M.T.I., sebagai dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu dan
tenaganya untuk memberikan saran dan kritik terkait pembuatan
aplikasi.dan penyusunan laporan Tugas Akhir.
3. Dr. Rinda Karlinasari, M.T., selaku dosen pembimbing eksternal yang telah
bersedia meluangkan waktunya ditengah kesibukan yang ia jalani. Karena
bantuan ibu saya dapat menyelesaikan Aplikasi dan Laporan Tugas Akhir
dengan baik.
4. Ayah, Ibu, dan Dini yang telah memberikan dukungan dan doanya sehingga
Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik dan tepat pada waktunya.
5. Harits Achmad Majid, teman yang membimbing dari awal permbuatan
aplikasi hingga aplikasi dapat berjalan dengan baik. Karena bantuannya,
aplikasi dapat sesuai dengan hasil rancangan.
6. Teman-teman Seperjuangan, calon insinyur masa depan, Kevin, Aziz,
Gusti, David, Evan, Burju, Bayu, Paksi, Angga, Idul, Yuda, Satya, Ezzie,
Ninin, Isti, Ginta serta mahasiswa Program Studi Teknik Sipil Angkatan
‘13, ‘14, ‘15.
Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam Laporan Tugas
Akhir ini. Semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak
yang membacanya.
Tangerang Selatan, 24 Mei 2016
Sefri Bayu Permadi
v
ABSTRAK
Sefri Bayu Permadi (2012091003)
Aplikasi Untuk Perhitungan Daya Dukung Pondasi Tiang Bor (Drilled Shaft)
Berbasis Web
Penggunaan pondasi tiang bor saat ini cukup sering dijumpai terutama untuk bangunan tingkat
tinggi, jembatan, dan konstruksi lainnya. Data yang dihitung terbilang cukup banyak, sehingga
membutuhkan waktu yang cukup lama untuk menganalisis kekuatan dari tiang bor tersebut
khususnya pada perhitungan daya dukung tiang bor. Dalam melakukan perhitungan daya dukung
tiang bor digunakan dua alat perhitungan yaitu dengan menggunakan microsoft excel, dan juga
program allpile. Allpile hanya dapat digunakan dengan menggunakan sistem operasi windows 7,
dan tidak dapat beroperasi pada sistem operasi lain seperti ios, linux, ataupun windows generasi
terbaru (windows 8 dan 10). Selain itu, program ini hanya dapat diakses pada personal komputer
sehingga tidak memungkinkan bagi pengguna untuk mengakses perangkat lunak tersebut secara
real-time. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, maka terbentuklah gagasan untuk membuat
aplikasi daya dukung tiang bor berbasis web. Dalam penelitian ini, digunakan metode waterfall
model atau disebut juga linear- sequental life cycle model untuk mengembangkan aplikasi web yang
telah dibuat. Pengujian aplikasi dilakukan dengan menggunakan metode black box dan juga
perbandingan hasil perhitungan Web-Pile terhadap program allpile. Berdasarkan hasil pengujian
black box yang telah dilakukan, aplikasi Civil Upj- Web Pile dapat bekerja dengan baik, dan sesuai
dengan fungsi yang telah dirancang. Setelah dilakukan perbandingan terhadap program allpile,
Aplikasi Web-Pile memiliki nilai yang tidak berbeda jauh dengan aplikasi allpile yaitu dengan rata-
rata sekitar 1,01 %. Sehingga dapat disimpulkan bahwa aplikasi Civil Upj-Web Pile dapat digunakan
untuk tingkat professional.
Kata kunci : aplikasi, web, pondasi, daya dukung tiang
Abstract
The use of drill shaft foundation currently quite often found especially for high rise building, bridge
or the other construction. The data calculated is fairly high, that require a long time to analyze the
bearing capacity of drill shaft foundation. In calculate the bearing capacity, we usually use two
tools which is Microsoft excel and allpile program. Allpile program can only be operate by using
windows 7 operating-system and this program can’t be operating by using the other operating
system, such as iOS, Linux, or the new generations of windows (windows 8 & 10). Moreover, this
program can only be access by using personal computer so it’s impossible to open this program for
real-time. To solve that problem, formed the idea to make an application for calculate the bearing-
capacity of drill shaft based on web. In this research, used waterfall model or also called linear-
sequential life cycle model to develop web application. Testing phase done by using black box
method and also the comparison between Civil Upj-Web Pile and allpile program. Based on the
black box testing, Civil Upj-Web pile can work well and in accordance with its function designed.
After done the comparison against allpile program, the result of Civil Upj- Web Pile isn’t very far
with the allpile program, which is have difference around 1,01%. It means, Civil Upj-Web Pile can
be used at professional level.
Keyword: application, web, foundation, bearing-capacity
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... ii
PERNYATAAN ORISINALITAS ........................................................................ iii
KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv
ABSTRAK .............................................................................................................. v
DAFTAR ISI .......................................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... viii
DAFTAR TABEL .................................................................................................. ix
DAFTAR PERSAMAAN ....................................................................................... x
DAFTAR NOTASI ................................................................................................ xi
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiii
BAB I - PENDAHULUAN.................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang ............................................................................................... 1
1.2. Identifikasi Masalah ....................................................................................... 2
1.3. Batasan Masalah ............................................................................................ 2
1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................................... 2
1.5. Sistematika Penulisan .................................................................................... 2
BAB II – TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 4
2.1. Studi Penelitian Terdahulu ............................................................................ 4
2.2. Tinjauan Teoritis ............................................................................................ 5
2.2.1. Aplikasi Pemrograman Web ............................................................. 5
2.2.2. Pondasi .............................................................................................. 8
2.2.3. Pondasi Tiang Bor (Drilled Shaft) .................................................. 11
2.2.4. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation) ......................................... 13
2.2.5. Daya Dukung Tiang Bor (Bearing Capacity) ................................. 16
BAB III – METODOLOGI PENELITIAN ...................................................... 22
3.1. Metode Pengumpulan Data .......................................................................... 22
3.1.1. Studi Kepustakaan ............................................................................... 22
vii
3.2. Metode Pengembangan Sistem .................................................................... 22
3.2.1. Analysis ........................................................................................... 23
3.2.2. Specification .................................................................................... 23
3.2.3. Design ............................................................................................. 23
3.2.4. Implementation ................................................................................ 23
3.2.5. Testing and Integration ................................................................... 24
3.2.6. Maintenance .................................................................................... 24
3.3. Diagram Alir (Flowchart) ............................................................................ 25
BAB IV – ANALISIS DAN PERANCANGAN ................................................ 27
4.1. Analisis Sistem ............................................................................................ 27
4.1.1. Definisi Sistem ................................................................................ 27
4.1.2. Spesifikasi Kebutuhan Sistem ......................................................... 27
4.1.3. Parameter Keberhasilan .................................................................. 32
4.2. Perancangan Sistem ..................................................................................... 33
4.2.1. Perancangan Use Case Diagram ..................................................... 33
4.2.2. Perancangan Activity Diagram ....................................................... 34
BAB V - IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN ............................................. 37
5.1. Lingkungan Implementasi ........................................................................... 37
5.2. Implementasi Sistem .................................................................................... 37
5.2.1. Tampilan Menu Utama ........................................................................ 38
5.2.2. Tampilan Hasil Perhitungan ................................................................ 38
5.3. Pengujian ..................................................................................................... 39
5.3.1. Rencana Pengujian .......................................................................... 40
5.3.2. Pengujian Black Box ....................................................................... 40
5.3.3. Pengujian terhadap Allpile .............................................................. 41
5.3.4. Evaluasi Hasil Pengujian................................................................. 46
BAB VI – KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 47
5.1. Kesimpulan ..................................................................................... 47
5.2. Saran ................................................................................................ 47
DAFTAR PUSTAKA
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pertimbangan kondisi penggunaan pondasi tiang .............................. 9
Gambar 2.2 Panjang maksimum dari berbagai jenis pile .................................... 11
Gambar 2.3 Contoh Boring Log ........................................................................... 14
Gambar 2.4 Contoh Uji Laboratorium ................................................................ 16
Gambar 2.5 Contoh Hasil Standard Penetration Test ......................................... 16
Gambar 2.6 Efesiensi Tiang Formula Fled .......................................................... 20
Gambar 3.1 Waterfall Model ............................................................................... 22
Gambar 3.2 Diagram Alir (Flowchart) Penelitian................................................ 25
Gambar 3.3 Algoritma perhitungan daya dukung tiang bor ................................. 26
Gambar 4.1 Input data pada aplikasi daya dukung tiang bor ............................... 28
Gambar 4.2 Tampilan Output dari aplikasi daya dukung tiang tunggal ............... 31
Gambar 4.3 Tampilan menu tiang kelompok ....................................................... 31
Gambar 4.4 Tampilan output untuk daya dukung tiang kelompok ...................... 32
Gambar 4.5 Use Case Diagram untuk Pengguna ................................................. 33
Gambar 4.6 Activity Diagram untuk Perhitungan Daya Dukung Tiang Bor ....... 34
Gambar 4.7 Halaman Utama Aplikasi Daya Dukung Tiang Bor ......................... 35
Gambar 4.8 Tampilan Menu Bantuan berisi penjelasan aplikasi ......................... 35
Gambar 4.9 Contoh Input data pada aplikasi pada Menu Bantuan ..................... 36
Gambar 4.10 Contoh Output data pada setelah dilakukan proses perhitungan ... 36
Gambar 5.1 Tampilan Utama pada aplikasi daya dukung tiang bor ................... 38
Gambar 5.2 Tampilan hasil perhitungan (summary) ............................................ 39
Gambar 5.3 Tampilan hasil perhitungan (detail) .................................................. 39
Gambar 5.4 Grafik perbandingan antara aplikasi dengan allpile untuk tiang
tunggal ................................................................................................................... 42
Gambar 5.5 Grafik perbandingan antara aplikasi dengan allpile untuk tiang
kelompok ................................................................................................................ 45
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Skenario Penggunaan Aplikasi Parameter Perhitungan ........................ 33
Tabel 4.2 Skenario Penggunaan Aplikasi Daya Dukung ..................................... 33
Tabel 5.1 Tabel Rencana Pengujian ..................................................................... 40
Tabel 5.2 Pengujian Input Paramater ................................................................... 40
Tabel 5.3 Pengujian fungsi tombol plus ............................................................... 40
Tabel 5.4 Pengujian fungsi tombol minus ............................................................. 40
Tabel 5.5 Pengujian fungsi tombol pada menu bantuan ....................................... 41
Tabel 5.6 Pengujian fungsi tombol opsi tiang kelompok ..................................... 41
Tabel 5.7 Pengujian fungsi tombol hitung ........................................................... 41
Tabel 5.8 Hasil Qdw, Qu, dan hasil allpile ........................................................... 42
Tabel 5.9 Hasil Perhitungan Faktor Efisiensi dengan metode Converse-Laberre 43
Tabel 5.10 Hasil Perhitungan Faktor Efisiensi dengan metode Los-Angeles ....... 43
Tabel 5.11 Hasil Perhitungan Faktor Efisiensi dengan metode Seiler-Keeney..... 44
Tabel 5.12 Hasil Perhitungan Faktor Efisiensi dengan metode Fled ................... 44
Tabel 5.13 Rekapitulasi hasil faktor efisiensi dengan semua metode .................. 44
Tabel 5.14 Rekapitulasi hasil daya dukung tiang kelompok dengan berbagai
metode ................................................................................................................... 45
x
DAFTAR PERSAMAAN
Persamaan 2.1 Kapasitas Dukung Tekan (Qdw) .................................................. 16
Persamaan 2.2 Tahanan Ujung Ultimit (Qtip) ..................................................... 16
Persamaan 2.3 Luas Penampang Tiang (Ab) ....................................................... 17
Persamaan 2.4a Tekanan Ujung Ultimit dengan nilai C ≥ 96 kPa (qult) ............. 17
Persamaan 2.4b Tekanan Ujung Ultimit dengan nilai C < 96 kPa (qult) ............. 17
Persamaan 2.5 Tekanan Ujung Ultimit dengan nilai Z < 3Db (qult) ..................... 17
Persamaan 2.6 Tekanan Ujung Ultimit jika tanah dasarnya non-kohesif (qult) .... 17
Persamaan 2.7 Tahanan Gesek Ultimit (Qside) ...................................................... 18
Persamaan 2.8 Gaya Gesek Tiang (f0) pada tanah kohesif .................................. 18
Persamaan 2.9a Faktor kuat geser reduksi (𝛼) untuk 𝑆𝑢/ 𝑃𝑎 < 1,5...................... 18
Persamaan 2.9b Faktor kuat geser reduksi (𝛼) untuk 1,5 ≤ 𝑆𝑢/ 𝑝𝑎 ≤ 2,5 ......... 18
Persamaan 2.10 Tegangan Geser (Su) ................................................................. 18
Persamaan 2.11 Tegangan Geser (Su) pada tanah non-kohesif .......................... 18
Persamaan 2.12 Gaya Gesek Tiang (f0) pada tanah non-kohesif ........................ 18
Persamaan 2.13a Faktor empiris (𝛽) dengan nilai NSPT < 15 .............................. 18
Persamaan 2.13b Faktor empiris (𝜷) dengan nilai NSPT ≥ 15 ............................. 18
Persamaan 2.14 Berat Tiang Bor (Wp) ................................................................. 19
Persamaan 2.15 Gaya Angkat akibat Muka Air Tanah (U) .................................. 19
Persamaan 2.16 Berat Tiang akibat Muka Air Tanah (Wp’) ................................ 19
Persamaan 2.17a Kapasitas Dukung Ultimit tanpa MAT (Qu) ........................... 19
Persamaan 2.17b Kapasitas Dukung Ultimit dengan MAT (Qu) ........................ 19
Persamaan 2.18 Kapasitas Dukung Ijin (Qa) ....................................................... 19
Persamaan 2.19 Faktor Efisiensi dengan metode Converse-Laberre (η) ............ 19
Persamaan 2.20 Faktor Efisiensi dengan metode Los-Angeles (η) ..................... 20
Persamaan 2.21 Faktor Efisiensi dengan metode Seiler-Keeney (η) .................. 20
Persamaan 2.22 Daya Dukung Tiang Kelompok dengan nilai η ≥ 1 ................. 21
Persamaan 2.23 Daya Dukung Tiang Kelompok dengan nilai η < 1 ................. 21
xi
DAFTAR NOTASI
𝑄𝑑𝑤 = Kapasitas dukung tekan (kN)
𝑄𝑎 = Kapasitas dukung ijin (kN)
𝑄𝑢 = Kapasitas dukung ultimit (kN)
𝑄𝑡𝑖𝑝 = Tahanan ujung ultimit (kN)
𝑄𝑠𝑖𝑑𝑒 = Tahanan gesek ultimit (kN)
𝑞𝑢𝑙𝑡 = Tekanan ujung ultimit (kN)
𝐴𝑏 = Luas dasar tiang (kN)
C = kohesi dalam undrained (kN/m2)
𝑁𝑐 = modifikasi dari bearing capacity pada tanah kohesif.
NSPT = tumbukan dihitung per 0,3 m atau 1ft dari standart penetration test.
f0 = Gaya gesek tiang
∆𝑙 = Segmen tiang
𝑃𝑖 = Parameter tiang
𝛼 = Faktor kuat geser reduksi
𝑃𝑎 = Tekanan atmosfer (kPa)
𝑧 = kedalaman ditengah-tengah lapisan tanah (m)
𝛽 = Faktor empiris berdasarkan variasi kedalaman tanah
Kf = Koefisien friksi
∅ = Sudut geser dalam (derajat)
δ = Sudut geser dikali Kf (derajat)
σ = Tegangan tanah (kN/m2)
𝐿 = Panjang tiang (m)
γbeton = Berat jenis beton (kN/m3)
𝑈 = Gaya angkat akibat muka air tanah (kN)
𝑀𝐴𝑇 = Kedalaman muka air tanah (m)
γw = Berat jenis air (kN/m3)
Wp = Berat Tiang (kN)
𝐹 = Faktor aman
𝑚 = Jumlah tiang pada bagian baris
xii
n = Jumlah tiang pada bagian kolom
θ = arc tan (d/s)
D = Diameter tiang (m)
s = Jarak antar tiang dari pusat ke pusat (m)
Eg = Efisiensi Grup Tiang
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A
Lembar Persetujuan Sidang Skripsi .................................................................... A-1
Lembar Asistensi ................................................................................................. A-2
LAMPIRAN B
Perhitungan Manual ............................................................................................. B-1
Hasil Web-Pile Ver. 1.0 (Tiang Tunggal) ............................................................ B-2
Hasil Web-Pile Ver. 1.0 (Tiang Kelompok) ........................................................ B-3
Hasil Program Allpile ......................................................................................... B-4
Script Aplikasi ..................................................................................................... B-5