BAB III

PAGE 1Metodelogi Penelitian

BAB III

METODELOGI PENELITIAN

3.1.Umum

Secara umum penelitian ini merupakan studi lapangan menggunakan data loading test hasil penelitian di lapangan. Sebagaimana telah dijelaskan dalam tinjauan pustaka pada bab sebelumnya, dalam penelitian ini kapasitas daya dukung ultimit tiang hasil perhitungan akan dihitung berdasarkan data uji lapangan berupa data sondir dan berdasarkan data sifat fisik dan mekanis tanah dari hasil penelitian di laboratorium.

Sedangkan hasil interpretasi data loading test menggunakan empat metode yaitu : Metode Elastis Plastis, Metode Vandeer Veen, Metode Mazurkiewich, dan Metode Chin, sehingga akan didapat kapasitas daya dukung batas tiang.

3.2.Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian dilaksanakan di lapangan yang bertempat di Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura Pontianak. Waktu yang diperlukan untuk penelitian mulai dari persiapan sampel dan peralatan sampai dengan penyusunan hasil penelitian selama kurang lebih 6 bulan. Penelitian yang dilakukan meliputi :

1. Pengujian sampel untuk memeriksa sifat fisik dan mekanis tanah.

2. Pengujian sondir tanah (CPT).

3. Pembersihan lokasi penelitian.

4. Pemancangan tiang pancang di lapangan.

5. Persiapan pembebanan (mobilisasi peralatan dan beban kontra).

6. Pembebanan dilakukan dengan metode Quick Maintained Loading Test secara bertahap tanpa penundaan waktu.

3.3.Bahan dan Peralatan Yang Digunakan

3.3.1.Bahan / Sampel

Adapun bahan atau sampel yang digunakan dalam pelaksanaan penelitian ini adalah :

1. Sampel tanah berupa tanah lempung lunak kondisi asli (tidak terganggu) yang diambil di lokasi Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura pada kedalaman 0,5 m 1,10 m dan 2,50 m 3,10 m

2. Model tiang pancang berupa tiang pipa besi sebanyak 8 sampel dengan ukuran sebagai berikut :

a. Ukuran panjang 2,5 m sebanyak 4 sampel berupa tiang pejal dengan diameter luar ( 4 inch (11,44 cm)

b. Ukuran panjang 2,5 m sebanyak 4 sampel berupa tiang berlubang dengan diameter luar (4 inch (11,44 cm) dan diameter dalam (3 inch (7,62 cm)

3.3.2.Peralatan Yang DigunakanAdapun peralatan yang dipergunakan dalam pelaksanaan penelitian ini adalah :

1. Peralatan untuk pengujian sondir tanah (CPT)

2. Peralatan untuk pengambilan sampel tanah (boring test)3. Peralatan untuk pemeriksaan sifat fisik dan mekanis tanah :

a. Peralatan untuk pemeriksaan kadar air tanah

b. Peralatan untuk pemeriksaan berat volume tanah

c. Peralatan untuk uji triaxial

4. Peralatan untuk pengujian tiang pancang (loading test)3.4.Prosedur Penelitian Laboratorium

3.4.1.Pemeriksaan Sifat Fisik Tanah

Pemeriksaan sifat-sifat fisik tanah bertujuan untuk mencari parameter-parameter tanah yang diperlukan dalam perhitungan secara analitis. Pengujian yang dilakukan antara lain :

1. Pemeriksaan Kadar Air Tanah (ASTM D-2216)

Maksud dari percobaan ini adalah untuk memeriksa kadar air suatu contoh

tanah. Kadar air tanah didefinisikan sebagai perbandingan antara berat air yang terkandung dalam tanah dengan berat tanah kering, dinyatakan dalam persen (%).

2. Pemeriksaan Berat Volume Tanah (ASTM D-2937)

Pemeriksaan berat volume dimaksudkan untuk menetukan berat volume suatu contoh tanah yang merupakan perbandingan antara berat tanah seluruhnya dengan volume tanah seluruhnya.

3.4.2.Pemeriksaan Sifat Mekanis Tanah

Sifat mekanis tanah adalah suatu sifat dari tanah apabila dikenakan suatu beban diatasnya. Pada penelitian ini pemeriksaan sifat mekanis tanah dilakukan pengujian triaksial untuk menetukan parameter geser tanah dalam kondisi takterkonsolidasi-takterdrainase (unconsolidated undrained).Pada pengujian UU (unconsolidated undrained) ini, katup drainase ditutup selama tes berlangsung dan dilakukan sebelum contoh tanah berkonsolidasi. Tes segera dilakukan jika tegangan dalam sel (tegangan keliling) sudah stabil.

1. Peralatan

Peralatan pengujian yang digunakan adalah seperangkat alat uji triaksial sesuai dengan standar ASTM D 2850-87 tipe Marui MIS-235-1-03 (motorized standart type). Rangkaian peralatan uji triaksial ini terdiri atas beberapa kelompok peralatan. Kelompok tersebut meliputi peralatan pembebanan aksial, peralatan ukur, peralatan pengontrol tekanan, sel triaksial dan perlengkapannya, dan peralatan lain yang dapat disebutkan sebagai berikut :

a. Peralatan pembebanan aksial, terdiri dari mesin penggerak vertikal (pembebanan aksial), alat ukuran beban berupa proving ring dan dialnya, dan piston pembebanan aksial.

b. Peralatan pengontrol tekanan sel berupa regulator yang dihubungkan dengan tangki air bertekanan dari kompresor.

c. Peralatan ukur yang meliputi alat ukur tekanan sel, alat ukur deformasi, alat ukur panjang dan diameter sampel.

d. Sel triaksial, tutup contoh tanah, alas contoh tanah dan membran karet.

e. Peralatan lain seperti : alat pembentuk contoh tanah (tabung belah), pompa vakum, corong dan penumbuk besi atau kayu, serta karet gelang.

2. Prosedur Pelaksanaan

Untuk prosedur pengujian contoh tanah pada sel triaksial, perlu dilakukan langkah-langkah pengerjaan sebagai berikut :

a. Ambil dua batu pori dan rebus kedua batu tersebut untuk membersihkan pori-pori pada batu pori.

b. Bebaskan udara dari pipa-pipa penghubung pada pelat dasar bawah sel triaksial.

c. Hubungkan plat bawah dengan dasar sel.

d. Tempatkan batu pori yang telah dibersihkan di atas pelat dasar.

e. Ambil membran karet lalu pasang membran pada tabung belah yang dilengkapi dengan lubang penyedot udara. Kemudian dihisap dengan pompa penghisap. Hal ini akan membuat membran menempel dengan baik pada bagian dalam tabung.

f. Masukkan contoh tanah ke dalam tabung belah dengan corong secara perlahan-lahan, sehingga tanah mengisi tabung seluruhnya.

g. Pelat atas atau tutup contoh diletakkan dengan hati-hati diatas tabung belah, kemudian membran ditarik sehingga menutupi pelat atas dan diikat dengan gelang karet.

h. Pelat dasar atau alas dihubungkan pada pompa vakum yaitu dengan mengatur posisi katup ke posisi vakum, dan pompa vakum dihidupkan dengan mengatur katup tabung vakum sehingga bacaan pengukur vakum (vacuum gauge) menunjukkan harga maksimal 20 cmHg.

i. Tabung belah dilepaskan kemudian diukur tinggi dan diameter sampel.

j. Sel triaksial dipasang dan dikencangkan dengan katup pada bagian atas sel dibiarkan dalam kondisi terbuka.

k. Putar handle penggerak vertikal sehingga ujung piston tepat menyentuh proving ring.

l. Katup tangki air bertekanan dari kompresor dalam keadaan open, air dialirkan ke dalam sel dengan memutar regulator tekanan sel searah jarum jam. Setelah air keluar melalui katup atas sel triaksial, maka katup atas sel ditutup. Tekanan sel ditingkatkan sambil mengurangi vakum pada bagian dalam sampel, yaitu dengan membuka katup vakum sampai pengukur vakum (vacuum gauge) menunjukkan angka nol, sehingga manometer tekanan sel menunjukkan harga yang diinginkan.

m. Sebelum penggeseran, dial deformasi atau regangan diatur sehingga menunjukkan posisi nol dan kecepatan diatur dalam posisi kecepatan regangan (rate of strain) yang diinginkan, serta siapkan formulir untuk pembacaan triaksial.

n. Mesin penggerak vertical dihidupkan, kemudian dial beban (dial proving ring) dan deformasi dibaca secara bersamaan. Pembacaan dilakukan pada 25, 50, 75, 100 dan setiap 50 divisi pembacaan sampai tegangan puncak tercapai, atau regangan mencapai > 15%, atau dial beban konstan pada 3 atau 4 pembacaan yang berurutan.

o. Setelah sampel mengalami keruntuhan atau bila regangan 15% telah tercapai, mesin penggerak vertical dimatikan dan putar regulator tekanan sel berlawanan arah jarum jam untuk menghilangkan tekanan sel.

p. Air dikeluarkan dengan membuka katup atas sel triaksial setelah manometer tekanan sel (side pressure gauge) menunjukkan angka nol.

q. Sel triaksial dilepaskan dan sampel dikeluarkan kemudian disiapkan sampel baru untuk percobaan selanjutnya.

3.5.Prosedur Penelitian Lapangan

3.5.1.Percobaan Eksplorasi Tanah

Dalam penelitian ini pekerjaan eksplorasi tanah yang dilakukan yaitu :

1. Pengambilan contoh tanah asli (boring test) dari jenis bor tangan (hand auger) pada beberapa kedalaman dengan tujuan untuk mengetahui lapisan tanah dibawah yang akan menjadi pondasi dan keperluan penyelidikan di laboratorium.

2. Pengujian sondir tanah (CPT) yang dilakukan sampai pada kedalaman 5,00 m, dimaksudkan untuk mengetahui perlawanan penetrasi konus dan hambatan lekat tanah.

3.5.2.Pekerjaan Persiapan Uji Pembebanan Tiang

Pekerjaan persiapan yang dimaksud adalah pekerjaan persiapan lokasi penelitian sampai tiang siap dilakukan uji pembebanan.

1. Tujuan

Tujuan dari pekerjaan persiapan adalah untuk menyiapkan tiang percobaan agar dapat dilakukan uji pembebanan.2. Langkah Pekerjaan

Adapun langkah-langkah pekerjaan yang dilakukan :

a. Pembersihan lokasi penelitian

b. Pemancangan tiang pancang berdasarkan komposisi tiang yang diinginkan Pada bagian ujung tiang dibuat sedikit runcing dengan tujuan untuk memudahkan dalam proses pemancangan.

c. Proses pemancangan tiang dilakukan dengan cara ditumbuk menggunakan hammer seberat (W) 50 kg yang dihubungkan dengan katrol untuk memudahkan penumbukan sampai pada kedalaman yang direncanakan, selama proses pemancangan posisi tiang dijaga agar tetap tegak lurus terhadap tanah.

d. Seluruh sampel tiang yang telah dipancang dibiarkan selama ( 1 bulan agar tahanan friksi dari tiang didapatkan baru dilakukan tes pembebanan.

3.5.3.Uji Pembebanan Tiang (Pile Loading Test)1. Tujuan

Uji pembebanan tiang tiang dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui seberapa besar daya dukung batas tiang pejal dan tiang berlubang. Daya dukung tiang rencana dihitung secara analitis berdasarkan beban yang dapat ditahan dan karakteristik tanahnya.

2.Pola Pembebanan

Dalam penelitian ini, untuk pelaksanaan uji pembebanan dilakukan cara pembebanan tidak langsung, dimana prinsip kerjanya adalah tiang uji ditekan dengan menggunakan jack hidrolik yang diletakkan di atas tiang uji. Bagian bawah ditumpukan pada suatu konstruksi penahan dengan menggunakan tiang reaksi/ angker.

Dengan cara ini jack hidrolik ditumpukan pada suatu konstruksi balok penahan yang dikaitkan pada tiang-tiang angker. Yang harus diperhatikan pada penggunaan cara ini adalah bahwa balok penahan harus kaku sedemikian sehingga lenturan yang terjadi tidak melebihi 2,5 mm. Besarnya lendutan yang terjadi pada balok penahan ini harus diukur dengan menggunakan 2 buah arloji ukur di kiri dan kanan. Di samping itu, posisi tiang angker perlu juga dikontrol dengan menggunakan arloji ukur untuk mengetahui kemungkinan tercabutnya tiang-tiang angker tersebut.

3.Peralatan Pembebanan

Adapun peralatan yang digunakan pada uji pembebanan ini antara lain :

a. Tiang uji berupa tiang berlubang dan tiang pejal.

b. Tiang angker helical sebanyak 8 buah dengan perlengkapannya.

c. 8 besi kanal dan sekrup pengunci.

d. Arloji ukur (dial gauge) sebanyak 2 buah, panjang tangkai 3 cm dan 1 cm dengan ketelitian 0,01 mm.

e. jack hidrolik dengan kapasitas 50 ton dengan ketelitian 250 kg.

f. Stopwatch untuk mengukur waktu pembebanan.

g. Meja beban dari bahan baja

h. Pelat baja

i. Beban kontra berupa balok beton

Gambar 3.1. Kapasitas tarik helical

Sumber : Samuel P.Clemence, Uplift Behavior of Anchor Foundation in Soil,

American Society of Civil Engineering, Newyork, 2 October 1985, p.65

Gambar 3.2. Meja beban dan sistem pembebanan dengan 8 buah angker

4.Penetapan Beban Rencana

Pengambilan beban percobaan menggunakan persamaan Metode Langsung (Direct Cone Methode) dan Metode Schmertmann (1978) berdasarkan dari data pengujian sondir yang dilakukan sampai pada kedalaman 5,00 m. Beban maksimum untuk pengetesan diambil 200 % dari beban rencana dimana pembebanan dilakukan secara bertahap 10%, 20%, 30% dan seterusnya sampai 200 % dari beban maksimum perencanaan

5.Langkah Pekerjaan

Langkah pertama ialah memasang peralatan-peralatan yang diperlukan untuk uji pembebanan. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :

a. Pasang angker sebanyak 8 buah menghadap ke empat sisi tiang.

b. Setelah angker terpasang, tempatkan meja beban lalu dikunci dengan sekrup pengunci hingga kuat. Kemudian letakkan balok beton diatas meja beban. Balok beton dan angker berfungsi sebagai penahan meja beban agar tidak terangkat bila beban dinaikkan.

c. Siapkan jack hidrolik diatas tiang percobaan, bagian atas jack hidrolik harus menyentuh meja beban.

d. Pasang arloji ukur pada dua sisi yang tepat untuk mengukur deformasi vertical, kemudian atur bacaan pada arloji pada posisi nol.

e. Lakukan pembebanan dengan beban awal hingga jarum pada beban arloji tidak bergerak lagi dan catat bacaan pada arloji.

f. Tambahkan pembebanan sebesar 10% setiap kenaikan beban dari beban rencana sehingga tiang mengalami keruntuhan.

6.Prosedur Pembebanan

Pada penelitian ini pembebanan yang dilakukan adalah dengan Quick Maintained Loading Test Method. Prosedurnya berdasarkan ASTM D.1143-81 yaitu sebagai berikut :

Pertama-tama langkah pembebanan yaitu persiapan peralatan pembebanan meliputi pemasangan peralatan kemudian bebani tiang dalam 20 tahapan sampai mencapai 200% - 350% dari beban rencana (misalnya dengan pembebanan sebesar 10 % dari beban rencana untuk setiap kenaikan pembebanan), pertahankan setiap pembebanan selama 10 menit dengan pengambilan bacaan setiap 2,5 menit.

a.Prosedur pengukuran

Untuk pergerakan kepala tiang, dilakukan pembacaan pergerakan terhadap waktu dengan pencatatan pergerakan dilakukan dengan ketentuan-ketentuan :

i.Pembacaan terhadap pergerakan waktu serta beban serentak dilakukan pada saat beban diberikan yaitu setiap interval 2,5 menit.

ii. Bila terjadi keruntuhan, baik sebelum maupun sesudah tercapai beban maksimum ketika penambahan beban percobaan tetap harus dibaca sampai pada menit ke-5

iii. Hasil pembacaan dapat dilihat pada grafik hubungan beban versus penurunan.

b. Pembacaan penurunan

Pembacaan dilakukan dengan menggunakan dial pengukur displacement yang dipasang pada kedua sisi tiang.

c. Pembacaan beban

Dalam hal ini digunakan jack hidrolik, yang dipasang diatas tiang.

d. Penentuan beban batas

Penentuan beban batas dilakukan dengan cara tes pembebanan tiang.

7. Hal-hal Yang Perlu Diperhatikan Dalam Uji Pembebanan.

Untuk mendapatkan hasil yang teliti, maka harus diperhatikan beberapa hal sebagai berikut :

a. Berapa lama setelah dipancang atau dicor, tiang itu dapat dilakukan uji pembebanan. Mengenai hal ini sebelumnya ada beberapa peraturan yang tegas, tetapi sebagai pegangan dapat diikuti petunjuk sebagai berikut :

i.Untuk tiang-tiang yang dipancang sampai ke lapisan tanah keras (tiang dukung ujung), uji pembebanan dapat dilakukan paling cepat tiga hari setelah pemancangan.

ii.Untuk tiang friksi pada tanah lempung, uji pembebanan harus dilakukan sebulan setelah pemancangan (R.F.Craig, Budi Susilo S, Mekanika Tanah, edisi keempat, Cetakan Kedua, Erlangga, Jakarta 1991, hal 229) begitu juga tiang angkernya.

iii.Untuk tiang-tiang yang dipancang yang diletakkan di lapisan yang permeable, maka uji pembebanan dapat dilakukan paling cepat tiga hari setelah pemancangan.

iv. Untuk tiang beton yang dicor di tempat, uji pembebanan sebaiknya dilakukan setelah beton mengeras atau paling cepatnya tiga minggu setelah tiang dicor.

Pada prinsipnya, lamanya selang waktu itu dimaksudkan untuk memberi kesempatan tanah sudah sepenuhnya mendukung.

b.Bagian tiang yang menonjol di atas tanah harus sependek mungkin untuk menghindari terjadinya bahaya tekuk. Jika uji pembebanan dilakukan di darat maka bagian yang menonjol ini tidak boleh lebih dari 60 cm, dan jika uji pembebanan ini dilakukan dia air, maka bagian yang menonjol ini bisa saja lebih panjang asal dilakukan pengontrolan terhadap bahaya tekuk ini. Jika terjadi bahaya tekuk maka bagian yang menonjol harus diperkaku.

c. Pengujian yang menggunakan tiang-tiang angker, maka posisi tiang angker dari balok penahan harus dikontrol setiap interval tertentu, ini dimaksudkan untuk mengetahui besarnya lendutan balok dan juga menjaga kemungkinan tercabutnya tiang angker.

d. Jack hidrolik harus dilindungi dari sinar matahari, jika jack hidrolik ini terkena panas maka olinya dapat memuai sehingga mengakibatkan besarnya beban uji tidak tetap.

e. Pada waktu dilaksanakan uji pembebanan, tidak dilakukan pemancangan dalam radius 100 meter dari tempat pengujian. Adanya pemancangan mengakibatkan tidak tetapnya posisi jarum dari arloji ukur (akibat getaran jarum melompat-lompat), kecuali jika ternyata bahwa pemancangan ini tidak berpengaruh terhadap arloji ukur.

EMBED Excel.Sheet.8

X

Tampak Atas

X

X

X

Jack Hidrolic

Dial Displacement

Angker

Tampak Samping

X

X

X

X

_1009281192.xlsSheet1

Qu = Kap.Tarik Batas Angker

Permukaan tanah

Qsh = Friksi & Adhesi sisi Angker

Qp = Daya dukung Pelat