BAB IV Analisis Pondasidigilib.itb.ac.id/files/disk1/631/jbptitbpp-gdl-berlisetia-31520-5... ·...
Transcript of BAB IV Analisis Pondasidigilib.itb.ac.id/files/disk1/631/jbptitbpp-gdl-berlisetia-31520-5... ·...
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 4‐1 Nina Purwanti 15004154
BAB IV ANALISIS PONDASI
4.1. Analisis Kondisi Lapisan Tanah
Untuk mengetahui kondisi lapisan tanah di lokasi proyek secara rinci dibutuhkan
penyelidikan tanah yang lebih lengkap. Identifikasi lengkap baik berupa identifikasi visual,
pengujian lapangan, maupun pengujian laboratorium dilakukan untuk mendapatkan berbagai
karakteristik lapisan tanah. Identifikasi ini yang nantinya akan digunakan dalam analisis
daya dukung untuk keperluan pondasi struktur jembatan. Sesuai dengan keperluan proyek,
beberapa aspek yang perlu mendapat perhatian di dalam penyelidikan tanah dan analisisnya,
yaitu :
• Kondisi lapisan tanah pada lokasi pondasi struktur jembatan.
• Daya dukung lapisan dalam tanah untuk keperluan perhitungan kapasitas
pondasi.
• Pemilihan pondasi dan analisis daya dukungnya pada area struktur jembatan.
• Analisis timbunan tanah.
• Analisis perilaku penurunan lapisan permukaan tanah.
Berikut ini adalah pekerjaan penyelidikan tanah yang telah dilakukan di lokasi proyek :
a. Penyelidikan lapangan
Enam bor dalam :
− DB-1 dan DB-2 hingga kedalaman 40 meter (di darat)
− DB-3 dan DB-4 hingga kedalaman 50 meter (di sungai)
− DB-5 dan DB-6 hingga kedalaman 60 meter (di darat)
Standard Penetration Test (SPT), yang dilaksanakan di dalam masing-masing
lubang bor, pada interval kedalaman setiap dua meter.
Contoh tanah asli (Undisturbed Sample) yang diambil dari dalam lubang bor untuk
digunakan dalam pengujian laboratorium.
Enam pengujian sondir (Dutch Cone Penetration Test) S-1 hingga S-6, dengan
kapasitas alat 2,5 ton.
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 4‐2 Nina Purwanti 15004154
b. Pengujian laboratorium
Identifikasi umum karakteristik tanah (General Identification Test)
− Kadar air alami (Natural Water Content)
− Berat jenis tanah basah dan kering (Wet and Dry Density)
− Spesific Gravity butiran tanah
− Void ratio dan porositas tanah
− Derajat kejenuhan (Degree of Saturation)
− Batas Atterberg (Atterberg Limits)
Pengujian perilaku mekanika tanah
− Uji Triaksial Unconsolidated Undrained
− Uji konsolidasi tanah
− Pengeboran tanah
4.1.1 Kondisi Lapisan Tanah
Berdasarkan hasil penyelidikan tanah yang dilakukan, ternyata kedua lokasi proyek ini (Loa
Janan dan Loa Buah) memiliki jenis lapisan tanah yang berbeda. Kondisi lapisan tanah di
lokasi Loa Janan menunjukkan kondisi yang lebih baik, dimana lapisan tanah keras dapat
dijumpai pada kedalaman sekitar 15-20 m. Di Loa Buah, kondisi lapisan tanahnya lebih
lunak, dimana tidak dijumpai lapisan tanah keras hingga kedalaman pengeboran mencapai
60 meter.
Gambar 4.1 menunjukkan kondisi lapisan tanah diantara dua lokasi daerah dimana dilakukan
pengeboran.
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 4‐3 Nina Purwanti 15004154
Gambar 4.1 Profil Memanjang Lapisan Tanah
Dari pengeboran yang dilakukan pada 6 titik tersebut, didapatkan nilai N-SPT pada DB 4
untuk pembangunan pier 7. Gambar 4.2 menunjukkan nilai N-SPT pada setiap lapisan
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 4‐4 Nina Purwanti 15004154
Gambar 4.2 Data Pengeboran di DB4 untuk P7
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐5
Berdasarkan hasil pengeboran dari titik DB4 untuk P7 diatas maka dibuatlah lapisan tanah
(soil layer) yang nantinya akan digunakan dalam analisis pondasi tiang pancang baik itu
dengan perhitungan manual maupun dengan menggunakan program-program Ensoft seperti
PGROUP serta Plaxis 3D. Tabel 4.1 akan menggambarkan hasil interpretasi N-SPT untuk
keperluan desain.
Tabel 4.1 Parameter tanah pada lokasi P7
Kedalaman γ E(m) (kN/m3) (kN/m2)
17-51 1-4 Clayey Sand 16.5 15 10350 0.3551-57 7-14 Clayey Sand 16.5 22 12000 0.3357-71 18-21 Clayey Sand 16.5 30 18000 0.3171-79 28-33 Clayey Sand 18 35 22000 0.379-95 40-49 Clayey Sand 18 38 35000 0.3
N-SPT Jenis Tanah φ ν
Ketinggian muka air berada di atas titik 0 m dikarenakan pengeboran ini dilakukan di tengah
sungai Mahakam Ulu sehingga perhitungan nilai efektif shear strength akan digunakan
dengan nilai berat volume efektif (γ’). Data mengenai muka air tanah sangat penting dalam
analisis karena kondisi tanah di bawah dan di atas muka air tanah akan memberikan nilai
effective shear strength yang berbeda.
4.2 Data Pembebanan
Jembatan Mahakam Ulu akan menjadi penghubung antara dua daerah yakni Loa Janan dan
Loa Buah. Sesuai fungsinya, jembatan ini akan dilalui oleh banyak kendaraan. Kendaraan-
kendaraan yang berlalu lalang tersebut pasti akan memberikan dampak berupa beban kepada
jembatan tersebut. Beban yang pertama kali diterima struktur atas tersebut nantinya akan
ditransfer ke struktur bawah dari mulai pile cap dan didistribusikan ke pondasi dibawahnya.
Data pembebanan sangat penting untuk diketahui karena juga merupakan dasar pertimbangan
bagi desain awal dalam menentukan ukuran pondasi. Dengan pembebanan yang ada, daya
dukung pondasi akan dianalisis hingga ukurannya menjadi optimal namun tetap mampu
menahan beban yang terjadi. Berikut beban-beban yang haris dipikul pondasi pada P7 di
Jembatan Mahakam Ulu.
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐6
Beban-beban pada kondisi layan:
Beban Aksial = 56470.42 KN
Beban-beban pada kondisi gempa:
Beban Aksial = 56470.42 KN
Beban yang terjadi pada sumbu lemah (besar momen dan lateral yang terjadi):
o Lateral = 237.6 KN
o Momen arah Y = 2376 KNm
Beban yang terjadi pada sumbu kuat (besar momen dan lateral yang terjadi
yakni sebesar 30% dari momen dan lateral yang terjadi pada sumbu lemah):
o Lateral = 71.28 KN
o Momen arah Z = 712.8 KNm
4.3 Analisis Pembebanan Aksial
Perhitungan beban aksial yang bekerja pada sebuah grup tiang mutlak diperlukan untuk
mengetahui beban terbesar yang akan dipikul sebuah tiang. Dengan mengetahui beban
terbesar yang akan dipikul oleh sebuah tiang tersebut maka akan dilakukan desain awal
pondasi. Pondasi tersebut akan dicek kekuatan dan daya dukungnya terhadap beban yang ada.
Pada analisis pembebanan aksial ini, beban yang turut berperan yakni beban aksial itu sendiri
serta momen arah Y dan arah Z yang akan terlihat pengaruhnya pada pembebanan secara
aksial dengan perhitungan di bawah ini.
4.3.1 Perhitungan Beban Akibat Beban Aksial
Beban aksial yang terjadi pada grup tiang akan didistribusikan secara merata. Berikut Gambar
4.3 dan 4.4 di bawah yang menjelaskan bagaimana distribusi beban pada grup akibat beban
aksial
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐7
Gambar 4.3 Pendistribusian beban aksial pada grup tiang
Gambar 4.4 Distribusi beban aksial
Dengan beban aksial yang didistribusikan merata pada tiap tiang maka beban aksial yang diterima satu tiang adalah
Keterangan,
m = jumlah baris tiang grup, n = jumlah kolom tiang grup,
KNx
Vp 934.235246
42.56470==
4.3.2 Pengaruh Momen Arah Y Terhadap Distribusi Beban Aksial
Pengaruh momen arah Y dalam distribusi beban aksial pada tiang dapat dilihat dari penjelasan Gambar 4.5 di bawah ini;
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐8
Gambar 4.5 Pengaruh momen arah y terhadap distribusi beban aksial
Keterangan,
My = 2376 KN m L1 = 1.5 m L2 = 4.5 m m = 6 n = 4
Besarnya beban aksial pada tiang akibat momen adalah
8.8)5.45.1(62
237622 =
+=
xα
KNxlVmy 6.395.48.82 === α
4.3.3 Pengaruh Momen Arah Z Terhadap Distribusi Beban Aksial
Pengaruh momen arah Z dalam distribusi beban aksial pada tiang dapat dilihat dari
penjelasan Gambar 4.6 di bawah ini;
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐9
Gambar 4.6 Pengaruh momen arah z terhadap distribusi beban aksial
Keterangan,
Mz = 712.8 KNm L1 = 1.5 meter L2 = 4.5 meter L3 = 7.5 meter m = 4 n = 6
Besarnya beban aksial pada pile akibat momen z adalah
131.1)5.75.45.1(42
8.712222 =
++=
xα
KNxlVmz 486.85.7131.12 === α
4.3.4 Perhitungan Beban Aksial Total
Dengan ketiga perhitungan diatas, maka beban aksial terbesar yang akan diterima oleh tiang
dalam grup nantinya ialah;
KNV 02.2401486.836.39934.2352 =++=
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐10
4.4 Desain Awal Tiang Pancang dalam Grup
Dalam menentukan dimensi dan jumlah awal pondasi tiang pancang, digunakan metode trial
and error. Dengan metoda tersebut, diameter dan kedalaman tiang akan disesuaikan dengan
kapasitasnya dalam rangka menahan beban-beban yang terjadi. Bila telah didapatkan dimensi
yang menghasilkan daya dukung yang optimal maka dimensi tersebut yang akan dipakai
dalam proses desain selanjutnya. Berikut Gambar 4.7 memberikan gambaran desain
konfigurasi tiang grup pondasi tiang pancang pada proyek jembatan Mahakam Ulu yaitu :
Gambar 4.7 Konfigurasi tiang grup pondasi tiang pancang
Diameter Tiang(luar) = 1 m
Diameter Tiang(dalam) = 0.984 m
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐11
Panjang Tiang = 73 m
Tiang merupakan tiang komposit dengan baja pada bagian luarnya dan beton di bagian
dalamnya dapat dilihat pada Gambar 4.8 di bawah ini,
Gambar 4.8 Tampak Atas Tiang Pancang
betonbaja
betonbetnbajabajakomposit AA
xAExAEE
+
+=
)()(
)7359.00495.0()7359.0/20000000()0495.0/200000000( 22
++
=xmkNxmkNEkomposit
2/3135680 mkNEkomposit =
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐12
4.5 Analisis Kapasitas Aksial Tiang
4.5.1 Kapasitas Aksial Tiang Tunggal
Dalam analisis kapasitas aksial tiang, metoda yang akan digunakan ialah metoda API. Desain
awal tiang yang telah ditentukan sebelumnya dipakai dalam analisis ini. Setelah nanti
didapatkan kapasitas aksial tiang tersebut, maka akan dibandingkan dengan beban terbesar
yang terjadi pada tiang sesuai dengan analisis pembebanan yang telah dilakukan sebelumnya.
psu QQQ +=
Keterangan,
Qu = Daya dukung aksial ultimit
Qs = Daya dukung skin friction
Qp = Daya dukung End Bearing
Berikut adalah uraiannya serta perhitungan manualnya yang akan disajikan dalam Tabel 4.1,
Calc Method : Based on N‐SPT Pile Properties
Cu = 6*N‐SPT Type : Steel Pile
Compression Diameter : 1 m
Skin Friction(Qs) = α*Cu*perimeter*l (c‐soil) Thick : 0.011 m
= 2*N‐SPT*perimeter*l (φ‐soil) Perimeter : 3.141593 m
End Bearing(Qp) = 9*Cu*area (c‐soil) Area : 0.785398 m2
= 40*N‐SPTav*l/D (φ‐soil) Unit weight : 78.5 KN
≤400*N‐SPTav
Ultimate(Qu) = Qs+Qp
Pull Out
Skin Friction(Qs) = 0.7*Qs(compression)
Pile Weight(Wp) = Areapile*Unit weight of pile*l
Ultimate(Qpu) = Qs+Wp
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐13
Tabel 4.2 Analisis Daya Dukung Aksial
Depth
(m) Layer N‐SPT Cu(kN/m2) D (m) Perimeter Area Qs Wp Qpu
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17 clayey sand 1 6 1 3.14 0.79 6.28 0.00 0.00 0.00 0
18 clayey sand 1 6 1 3.14 0.79 6.28 12.57 31.42 12.57 8.80
19 clayey sand 1 6 1 3.14 0.79 6.28 18.85 62.83 18.85 13.19
20 clayey sand 1 6 1 3.14 0.79 6.28 25.13 94.25 25.13 17.59
21 clayey sand 1 6 1 3.14 0.79 6.28 31.42 125.66 31.42 21.99
22 clayey sand 1 6 1 3.14 0.79 6.28 37.70 157.08 37.70 26.39
23 clayey sand 3 18 1 3.14 0.79 18.85 56.55 565.49 56.55 39.58
24 clayey sand 3 18 1 3.14 0.79 18.85 75.40 659.73 75.40 52.78
End Qu
Qout(KN)Soil Pile
Friction ΣFriction
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐14
Depth
(m) Layer N‐SPT Cu(kN/m2) D (m) Perimeter Area Qs Wp Qpu
25 clayey sand 3 18 1 3.14 0.79 18.85 94.25 753.98 94.25 65.97
26 clayey sand 3 18 1 3.14 0.79 18.85 113.10 848.23 113.10 79.17
27 clayey sand 3 18 1 3.14 0.79 18.85 131.95 942.48 131.95 92.36
28 clayey sand 6 36 1 3.14 0.79 37.70 169.65 1,884.96 169.65 118.75
29 clayey sand 6 36 1 3.14 0.79 37.70 207.35 1,884.96 207.35 145.14
30 clayey sand 6 36 1 3.14 0.79 37.70 245.04 1,884.96 245.04 171.53
31 clayey sand 6 36 1 3.14 0.79 37.70 282.74 1,884.96 282.74 197.92
32 clayey sand 3 18 1 3.14 0.79 18.85 301.59 942.48 301.59 211.12
33 clayey sand 5 30 1 3.14 0.79 31.42 333.01 1,570.80 333.01 233.11
34 clayey sand 6 36 1 3.14 0.79 37.70 370.71 1,884.96 370.71 259.50
35 clayey sand 7 42 1 3.14 0.79 43.98 414.69 2,199.11 414.69 290.28
36 clayey sand 7 42 1 3.14 0.79 43.98 458.67 2,199.11 458.67 321.07
37 clayey sand 10 60 1 3.14 0.79 62.83 521.50 3,141.59 521.50 365.05
38 clayey sand 5 30 1 3.14 0.79 31.42 552.92 1,570.80 552.92 387.04
39 clayey sand 5 30 1 3.14 0.79 31.42 584.34 1,570.80 584.34 409.04
40 clayey sand 5 30 1 3.14 0.79 31.42 615.75 1,570.80 615.75 431.03
41 clayey sand 7 42 1 3.14 0.79 43.98 659.73 2,199.11 659.73 461.81
42 clayey sand 7 42 1 3.14 0.79 43.98 703.72 2,199.11 703.72 492.60
43 clayey sand 8 48 1 3.14 0.79 50.27 753.98 2,513.27 753.98 527.79
44 clayey sand 8 48 1 3.14 0.79 50.27 804.25 2,513.27 804.25 562.97
45 clayey sand 7 42 1 3.14 0.79 43.98 848.23 2,199.11 848.23 593.76
46 clayey sand 4 24 1 3.14 0.79 25.13 873.36 1,256.64 873.36 611.35
47 clayey sand 4 24 1 3.14 0.79 25.13 898.50 1,256.64 898.50 628.95
48 clayey sand 4 24 1 3.14 0.79 25.13 923.63 1,256.64 923.63 646.54
Soil Pile
Friction ΣFriction End Qu
Qout(KN)
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐15
Depth
(m) Layer N‐SPT Cu(kN/m2) D (m) Perimeter Area Qs Wp Qpu
49 clayey sand 7 42 1 3.14 0.79 43.98 967.61 2,199.11 967.61 677.33
50 clayey sand 7 42 1 3.14 0.79 43.98 1011.59 2,199.11 1011.59 708.11
51 clayey sand 11 66 1 3.14 0.79 69.12 1080.71 3,455.75 1080.71 756.50
52 clayey sand 11 66 1 3.14 0.79 69.12 1149.82 3,455.75 1149.82 804.88
53 clayey sand 12 72 1 3.14 0.79 75.40 1225.22 3,769.91 1225.22 857.65
54 clayey sand 12 72 1 3.14 0.79 75.40 1300.62 3,769.91 1300.62 910.43
55 clayey sand 19 114 1 3.14 0.79 119.38 1420.00 5,969.03 1420.00 994.00
56 clayey sand 19 114 1 3.14 0.79 119.38 1539.38 5,969.03 1539.38 1077.57
57 clayey sand 21 126 1 3.14 0.79 131.95 1671.33 6,597.34 1671.33 1169.93
58 clayey sand 21 126 1 3.14 0.79 131.95 1803.27 6,597.34 1803.27 1262.29
59 clayey sand 21 126 1 3.14 0.79 131.95 1935.22 6,597.34 1935.22 1354.65
60 clayey sand 21 126 1 3.14 0.79 131.95 2067.17 6,597.34 2067.17 1447.02
61 clayey sand 21 126 1 3.14 0.79 131.95 2199.11 6,597.34 2199.11 1539.38
62 clayey sand 18 108 1 3.14 0.79 113.10 2312.21 5,654.87 2312.21 1618.55
63 clayey sand 20 120 1 3.14 0.79 125.66 2437.88 6,283.19 2437.88 1706.51
64 clayey sand 19 114 1 3.14 0.79 119.38 2557.26 5,969.03 2557.26 1790.08
65 clayey sand 19 114 1 3.14 0.79 119.38 2676.64 5,969.03 2676.64 1873.65
66 clayey sand 18 108 1 3.14 0.79 113.10 2789.73 5,654.87 2789.73 1952.81
67 clayey sand 18 108 1 3.14 0.79 113.10 2902.83 5,654.87 2902.83 2031.98
68 clayey sand 23 138 1 3.14 0.79 144.51 3047.34 7,225.66 3047.34 2133.14
69 clayey sand 23 138 1 3.14 0.79 144.51 3191.86 7,225.66 3191.86 2234.30
70 clayey sand 31 186 1 3.14 0.79 194.78 3386.64 9,738.94 3386.64 2370.65
71 clayey sand 31 186 1 3.14 0.79 194.78 3581.42 9,738.94 3581.42 2506.99
72 clayey sand 28 168 1 3.14 0.79 175.93 3757.34 8,796.46 3757.34 2630.14
73 clayey sand 28 168 1 3.14 0.79 175.93 3933.27 8,796.46 12729.73 2753.29 4500.72 7254.02
Qu
Qout(KN)Soil Pile
Friction ΣFriction End
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐16
Dari tabel diatas dapat disimpulkan sebagai berikut
Gambar 4.9 Kapasitas aksial tiang
Pada kedalaman 73 meter, analisis berhenti karena kapasitas aksial tiang telah mencukupi
untuk memikul beban yang ada,
Qs = 3933.27 KN Qe = 8796.46 KN Qu = 12729.73 KN
Qall = kN243.42433
73.12729=
Bila besar Qall dibandingkan dengan hasil analisis pembebanan aksial pada tiang yang telah
dilakukan dalam subbab sebelumnya maka, besar beban aksial terbesar yang akan diterima
oleh tiang = 2401.02 KN
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐17
)(02.2401243.4243
okBebanQallkNkN
→>>
4.5.2 Kapasitas Aksial Tiang Grup
Dalam menentukan kapasitas aksial grup tiang, diperlukan sebuah analisis dari jarak antar
tiang dalam grup tersebut. Saat tiang-tiang pada grup tiang ditempatkan terlalu dekat antara
satu dengan yang lainnya, maka yang terjadi ialah berkurangnya kapasitas aksial dari tiang-
tiang tunggal tesebut. Oleh karena itu, telah ditetapkan bahwa spasi minimum antara tiang
yakni sebesar 2.5D.
Untuk mengetahui kapasitas aksial grup tiang maka terlebih dahulu akan dihitung efisiensi
dari grup tiang tersebut (efisiensi dihitung berdasarkan metode converse-labarre untuk
semua jenis tanah;
θη ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ −+−−=
21
1221
90)1()1(
1nn
nnnn
Dimana;
n1 = jumlah tiang pada baris 1
n2 = jumlah tiang pada baris 2
θ = tan-1 (diameter tiang/spasi tiang)
Jadi, efisiensi grup tiangnya ialah,
676.0435.184690
6)14(4)16(1 =⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ −+−
−= xxx
η
η=67.6%
kapasitas aksial grup tiang ialah,
xQunxQug η=
Dengan, Qu = 12729.73 kN (diperoleh dari Tabel 4.2 Analisis Daya Dukung Aksial) n = 6 x 4 = 24 η = 67.6 %
xQunxQug η=
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐18
73.12729676.024 xx= = 206527.14 kN = 206527.14 > 56470.42 (OK)
Setelah dilakukan analisis terhadap kapasitas aksial tiang grup didapatkan hasil bahwa
parameter dan konfigurasi tiang tersebut mampu menahan beban aksial yang ada.
4.5.3 Analisis Penurunan Tiang Tunggal
4.5.3.1 Analisis Penurunan Tiang Tunggal Akibat Beban Servis
Pada Principles of Foundation Engineering oleh Braja M.Das dituliskan bahwa penurunan tiang
akibat beban yang bekerja akan dipengaruhi oleh tiga faktor yakni;
s = s1 + s2 + s3 keterangan,
s = total penurunan pada tiang s1 = penurunan elastik tiang s2 = penurunan tiang akibat dari beban pada ujung tiang s3 = penurunan tiang akibat dari beban sepanjang selimut tiang
Bila material tiang dianggap elastic, maka eformasi tiang akan dihitung dengan rumus:
keterangan, Qwp = beban yang ditanggung ujung tiang saat tiang dibebani Qws = beban yang ditanggung selimut tiang saat tiang dibebani
Ap = Luas pile = 0.785m2 L = Panjang pile
Ep = Modulus elastisitas material pile = 31335680 kN/m2 = 0,67
Maka penurunan elastik tiangnya ialah, Qwp = 1623.52 kN Qws = 729.41 kN L = 73 meter
31335680785.073))41.729(67.052.1623(
1 xs +=
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐19
ms 0063.01 =
Analisis penurunan tiang akibat beban pada ujung tiang dapat dihitung dengan persamaan di
bawah ini (metoda Vesic) :
mDq
CQs
p
pwp 0074.046.8796*1
04.0*52.16232 ===
dengan qp = tahanan ujung ultimate tiang = 8796.46 kN Cp = koefisien empirik tanah (dapat dilihat pada Tabel 4.3) = 0.04
Tabel 4.3 Koefisien Empirik Tanah Soil Type Driven Pile Bored Pile
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
From "Design Pile Fundations," byA.S. Vesic,in NCHRP
Synthesis of Highway Practise42, Transportation Research Board,1997
Reprinted by permission
Vesic (1977) juga membuat sebuah korelasi empirik untuk menghitung besarnya s3 yaitu :
p
sws
LqCQ
s =3
dengan
04.0)17316.093.0( +=
= 0.092 maka perhitungan penurunan tiangnya adalah,
mx
xs 00011.046.879673092.0915.741
3 ==
Dari hasil perhitungan diatas, akan diambil nilai penurunan dari masing-masing kategori.
Sehingga hasil perhitungan penurunan dapat dirangkum sebagai berikut:
S = S1 + S2 + S3 = 0.0063 + 0.0074 + 0.0001 m
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐20
S = 0.0138 m =13.71 mm 4.5.3.2 Analisis Penurunan Tiang Tunggal Akibat Beban dengan Gempa
Pada Principles of Foundation Engineering oleh Braja M.Das dituliskan bahwa penurunan tiang
akibat beban yang bekerja akan dipengaruhi oleh tiga faktor yakni;
s = s1 + s2 + s3 keterangan,
s = total penurunan pada tiang s1 = penurunan elastik tiang s2 = penurunan tiang akibat dari beban pada ujung tiang s3 = penurunan tiang akibat dari beban sepanjang selimut tiang
Bila material tiang dianggap elastic, maka eformasi tiang akan dihitung dengan rumus:
keterangan,
Qwp = beban yang ditanggung ujung tiang saat tiang dibebani Qws = beban yang ditanggung selimut tiang saat tiang dibebani
Ap = Luas pile = 0.785m2 L = Panjang pile
Ep = Modulus elastisitas material pile = 31335680 kN/m2 = 0,67
Maka penurunan elastik tiangnya ialah, Qwp = 1659.146 kN Qws = 741.915 kN L = 73 meter
31335680785.073))915.741(67.0146.1659(
1 xs +=
ms 0064.01 =
Analisis penurunan tiang akibat beban pada ujung tiang dapat dihitung dengan persamaan di bawah ini (metoda Vesic) :
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐21
mDq
CQs
p
pwp 0076.046.8796*1
04.0*146.16592 ===
dengan qp = tahanan ujung ultimate tiang = 8796.46 kN Cp = koefisien empirik tanah = 0.04
Vesic (1977) juga membuat sebuah korelasi empirik untuk menghitung besarnya s3 yaitu :
p
sws
LqCQ
s =3
dengan
04.0)17316.093.0( +=
= 0.092 maka perhitungan penurunan tiangnya adalah,
mx
xs 00011.046.879673092.0915.741
3 ==
Dari hasil perhitungan diatas, akan diambil nilai penurunan dari masing-masing kategori.
Sehingga hasil perhitungan penurunan dapat dirangkum sebagai berikut:
S = S1 + S2 + S3 = 0.0064 + 0.0076 + 0.00011 m
S = 0.01411 m =14.11 mm
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐22
4.5.4 Perhitungan settlement tiang grup
4.5.4.1 Perhitungan settlement tiang grup dengan beban servis
Penurunan (settlement) pada grup tiang dihitung menggunakan persamaan yang
dikemukakan oleh Meyerhoff (1961) sebagai berikut :
sDB
es gg =)(
Untuk grup tiang terjadi penurunan sebesar
71.131
12)( =esg
49.47)( =esg mm
4.5.4.2 Perhitungan settlement tiang grup dengan beban gempa
Penurunan (settlement) pada grup tiang dihitung menggunakan persamaan yang dikemukakan oleh Meyerhoff (1961) sebagai berikut :
sDB
es gg =)(
Untuk grup tiang terjadi penurunan sebesar
11.141
12)( =esg
88.48)( =esg mm
4.6 Kapasitas Lateral Tiang
4.6.1 Kapasitas Lateral Tiang Tunggal
Untuk menganalisis kapasitas tiang yang dibebani secara lateral, maka akan dibuat sebuah
kurva p-y yang mewakili perilaku tanah pada kedalaman tertentu akibat diberikannya gaya
lateral pada tiang. Kurva p-y ini tidak tergantung pada bentuk dan kekakuan tiang dan juga
tidak dipengaruhi oleh beban di atas dan di bawah bagian diskrit tanah pada kedalaman
tertentu. Asumsi ini memang tidak sepenuhnya benar, namun pengalaman menunjukkan
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐23
bahwa defleksi tiang pada suatu kedalaman hanya bergantung pada reaksi tanah pada
kedalaman tersebut.
Berikut ini ialah prosedur pembuatan p-y curve untuk menghasilkan kurva tersebut dengan
parameter tanah yang dipakai ialah tanah pada studi kasus tugas akhir ini.
Step 1
Gunakan nilai sudut geser dalam (Φ) dan berat (γ) representatif dari tanah di lapangan.
Φ = 150
γ = 16.5 kN/m3
Step 2
Hitung faktor-faktor berikut:
φα 21=
00 5.71521
== xα
αβ += 45 05.525.745 =+=β
4,0=oK
)45(tan 212 φ−=AK
767.0)5.745(tan 002 =−=AK
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡−−++
−+
−= BKxKxB
xkxp Ao
ocr )tansin(tantan)tantan(
)tan(tan
cos)tan(sintan
αβφβαβφβ
βαφββφ
γ
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡−−++
−+
−= )1(7679.0)5.7tan5.52sin15(tan5.52tan4.0)5.7tan5.52tan1(
)155.52tan(5.52tan
5.7cos)155.52tan(5.52sin15tan4.05.16 xxxxpcr
xxPcr 31.18363.7 2 +=
βφγβγ 48 tantan)1(tan xBKxBKp oAcd +−=
5.52tan15tan5.16)1(4.0)15.52(tan5.16)1(767.0 48 xxpcd +−=
xPcd 227.76=
Berikut ini adalah Tabel 4.3 nilai Pcr dan Pcd pada beberapa kedalaman;
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐24
Tabel 4.4 Nilai Pcr dan Pcd Berdasarkan Kedalaman Kedalaman Pcr
(kN/m) Pcd
(kN/m) (m) 0 0 0 1 25.6569 76.221492 66.0105 152.443
Nilai dari kedalaman kritis didapatkan dengan mengeplot pcr dan pcd dengan kedalaman x
pada skala yang biasa. Titik perpotongan dari dua kurva akan memberikan x, namun karena
kedalaman yang diambil dalam perhitungan ini belum ada yang mendekati kedalaman kritis,
maka kurva pcr dan pcd tidak bertemu seperti yang ada pada Gambar 4.10 di bawah ini,
Gambar 4.10 Kurva Pcr dan Pcd Vs Kedalaman
pcr dapat digunakan untuk kedalaman dari permukaan tanah sampai kedalaman kritis x, dan
pcd dapat digunakan di bawah kedalaman kritis. Dengan hasil pengeplotan seperti diatas,
dimana kedua kurva tersebut tidak bertemu, maka nilai pc yang akan diambil yakni hanya pcr
saja.
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐25
Step 3
Diambil nilai nh yang sesuai dengan karakteristik tanah dari Tabel 2.2.
Kemudian faktor berikut dihitung;
cm pBp 1=
Dengan B1 diambil dari Tabel 2.3 dan pcr dari kurva pada step 2 untuk kedalaman di
atas titik kritis.
60Bym =
Dengan B adalah lebar tiang.
cu pAp 1=
Dan dengan A1 diambil dari Tabel 2.3
803Byu =
mu
mu
yypp
m−−
=
m
m
myp
n =
( ) m
m
m
yp
C 1=
( )1−
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
nn
hk xn
Cy
nCyp 1=
Hasil perhitungan dari faktor-faktor diatas, akan disajikan pada Tabel 4.5 di bawah ini;
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154 4‐26
Tabel 4.5 Faktor-faktor dalam pembuatan p-y curve
Setelah faktor-faktor diatas diperhitungkan, maka akan dibuat kurva p-y dari parameter tanah yang ada. Berikut ini Tabel 4.6 dan 4.7 untuk nilai p dan y pada kedalaman yang telah ditentukan.
Tabel 4.6 Nilai p dan y pada kedalaman satu meter
untuk(x=1m) yk 0.00035 pk 1.22462ym 0.01667 pm 12.8284yu 0.0375 pu 22.578
Tabel 4.7 Nilai p dan y pada kedalaman dua meter
Dari tabel diatas, didapatkan kurva p-y untuk tanah asli yang dapat dilihat pada Gambar 4.11 sebagai berikut:
Kedalaman (m) x/B A1 B1 Pc Pm Pu m n C yk p pk
0 0 2.85 2.18 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 0.88 0.5 25.66 12.83 22.58 467.98 1.64 154.63 0.0003499 154.63y^0.61 1.22
2 2 0.88 0.5 66.01 33.01 58.09 1204.03 1.64 397.83 0.0006652 397.83y^0.61 4.66
untuk(x=2m) yk 0.00067 pk 4.6565Ym 0.01667 pm 33.005Yu 0.0375 pu 58.089
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐27
Gambar 4.11 p-y curve pada kedalaman 1 dan 2 meter
Step 4
Setelah kurva p-y dibuat untuk suatu sistem tanah dan tiang, permasalahan tiang yang
dibebani secara lateral dapat diselesaikan dengan cara iterasi yang mengikuti cara-cara
sebagai berikut:
hitung T untuk suatu sistem tanah dan tiang dengan nilai nh yang diperkirakan atau
telah diberikan 3/3500 mkNnh =
2/1538187 mkNEI =
377.33500
153818755 ===
h
pp
nIE
T
5614.21377.373
>==TL (long pile behavior)
kNQg 9.9=
kNmMg 99=
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐28
Berikut ini akan dihitung defleksi lateral yang terjadi pada tiang di berbagai
kedalaman. Perhitungan akan disajikan dalam bentuk tabel.
1st Trial
3/3500 mkNnh =
2/1538187 mkNEI =
377.33500
153818755 ===
h
pp
nIE
T m
Berikut Tabel 4.8 perhitungannya,
Tabel 4.8 1st Trial x z Ay By Ya yb y P kh=P/y
0 0 2.435 1.623 0.000603795 0.001 0.0018 0 0 1 0.296 1.952 1.143 0.000484028 8E‐04 0.0013 2.75 2077.84
2 0.592 1.496 0.752 0.000370956 6E‐04 0.0009 5.68 6156.43
Dari tabel diatas didapatkan nilai nh untuk perhitungan kedua,
2nd Trial
3/84.2077 mkNnh = 2/1538187 mkNEI =
74869.321.3078
153818755 ===
h
pp
nIE
T m
Berikut Tabel 4.9 perhitungannya,
Tabel 4.9 2nd Trial x z Ay By Ya yb y P kh=P/y
0 0 2.435 1.623 0.000825587 0.001 0.0023 0 0 1 0.267 1.952 1.143 0.000661826 0.001 0.0017 3.20 1885.36
2 0.534 1.496 0.752 0.000507219 7E‐04 0.0012 6.62 5577.78
Berdasarkan tabel diatas, didapatkan nilai nh dan T di bawah ini;
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐29
3/36.1885 mkNnh = 2/1538187 mkNEI =
82229.358.3004
153818755 ===
h
pp
nIE
T m
Setelah diamati ternyata nilai T tidak berbeda jauh antara T pada 1st trial hingga nilai T
yang terakhir didapatkan. Oleh karena itu, untuk perhitungan selanjutnya, ditetapkan
bahwa nilai T yang akan dipakai untuk menentukan besarnya defleksi tiang selanjutnyan
ialah T yang didapatkan pada hasil perhitungan terakhir, T = 3.82229. Berikutnya akan
disajikan analisis defleksi pada tiang akibat gaya lateral yang diberikan pada tiang.
Perhitungan dan hasil pengeplotannya dapat dilihat pada Tabel 4.10 dan Gambar 4.12,
Tabel 4.10 Nilai Defleksi Tiang setelah Diberikan Beban Lateral
Gambar 4.12 Kurva Defleksi Vs Kedalaman pada single pile
X(m) Z Ay By yA(m) yB(m) Y(m)
0 0 2.435 1.623 0.0009 0.0015 0.00240131 0.26162 1.952 1.143 0.0007 0.0011 0.0017764
2 0.52325 1.496 0.752 0.0005 0.0007 0.0012448
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐30
4.6.2 Kapasitas Lateral Tiang Grup
Seperti halnya pada analisis kapasitas aksial tiang dalam grup, analisis kapasitas lateral
tiang dalam grup pun akan mempertimbangkan efek efisiensi yang ada. Efisiensi ini terjadi
karena adanya efek interaksi antar tiang ketika dibebani secara aksial maupun secara
lateral. Dari berbagai eksperimen yang telah dilakukan membuktikan bahwa tiang akan
berperilaku seperti unit individu dalam grup bila jarak antara mereka sekitar 6-8 diameter
dari ukuran tiang itu sendiri.
Reduksi pada kapasitas lateral tiang telah dipublikasikan oleh Davisson pada tahun 1970 .
Dalam tabel yang menyatakan hubungan antara jarak antar tiang dan factor reuksi itu
menjelaskan bahwa, reduksi kapasitas terjadi dengan cara mereduksi nilai nh.
Untuk kasus tugas akhir ini, dengan spasi antar tiang sebesar 3B(3m) maka factor reduksi
yang ditetapkan dalam tabel ialah 0.25 dari besar nh yang ada. Perhitungan dan
pengeplotan nilai defleksi tiang grup beban lateral akan disajikan dalam Tabel 4.11 dan
Gambar 4.13 di bawah ini.
3/339.471 mkNnh =
2/1538187 mkNEI =
04354.53500
153818755 ===
h
pp
nIE
T m
Tabel 4.11 Nilai Defleksi Tiang Grup Beban Lateral X(m) z Ay By yA(m) yB(m) Y(m)
0 0 2.435 1.623 0.002 0.0027 0.00466781 0.19827 1.952 1.143 0.0016 0.0019 0.0034831
2 0.39655 1.496 0.752 0.0012 0.0012 0.0024664
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐31
Gambar 4.13 Kurva Defleksi Vs Kedalaman pada group pile
4.7 Analisis Menggunakan Software Group 5.0
4.7.1 Permodelan
Dalam software Group ini, untuk mendapatkan output yang diinginkan, maka terlebih
dahulu data-data yang ada harus di-input ke dalamnya. Berikut ini adalah permodelan
pondasi pada Jembatan Mahakam Ulu dengan cara memasukkan koordinat tiap-tiap tiang
pada analisis mode 3 Dimensi. Gambar 4.14, Gambar 4.15 dan Gambar 4.16 akan
memperlihatkan tampak atas, tampak samping dan tampilan 3 dimensinya.
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐32
Gambar 4.14 Tampak Atas Permodelan Grup Tiang pada software Group 5.0
Gambar 4.15 Tampak Samping Permodelan Grup Tiang pada software Group 5.0
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐33
Gambar 4.16 Tampilan 3D Permodelan Grup Tiang pada software Group 5.0
4.7.2 Hasil Analisis Group
4.7.2.1 Hasil Analisis Grup Tiang untuk Kondisi Pembebanan Servis
Setelah semua data tentang parameter tanah dan tiang di-input ke dalam software Group
5.0, hasil dari proses analisis perangkat lunak tersebut pun akan ditampilkan dalam kurva-
kurva di bawah ini. Pada subbab ini, kurva yang ditampilkan adalah kurva akibat beban
servis yang terjadi pada jembatan Mahakam Ulu.
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐34
Gambar 4.17 Defleksi yang terjadi pada tiang akibat beban servis
Gambar 4.18 Momen yang terjadi pada tiang akibat beban servis
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐35
Gambar 4.19 Shear yang terjadi pada tiang akibat beban servis
Gambar 4.20 Kurva Axial Load Vs Displacement pada tiang akibat beban servis
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐36
4.7.2.2 Hasil Analisis Grup Tiang untuk Kondisi Pembebanan dengan Gempa
Berikut ini, kurva yang ditampilkan adalah kurva hasil analisis Group dengan pembebanan
gempa yang terjadi pada jembatan Mahakam Ulu.
Gambar 4.21 Defleksi yang terjadi pada tiang akibat pembebanan dengan gempa
Gambar 4.22 Momen yang terjadi pada tiang akibat pembebanan dengan gempa
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐37
Gambar 4.23 Shear yang terjadi pada tiang akibat pembebanan dengan gempa
Gambar 4.24 Kurva Axial Load Vs Settlement yang terjadi pada tiang akibat pembebanan dengan gempa
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐38
4.8 Analisis Menggunakan Plaxis Tunnel 3D 7.2
4.8.1 Beban Servis
Berikut ini adalah hasil keluaran dari program Plaxis yang menunjukkan reaksi tanah dan tiang akibat beban servis yang diberikan. Hasil berupa keterangan penurunan, defleksi, gaya-gaya dalam tiang akan disajikan dalam gambar-gambar di bawah ini,
Gambar 4.25 Extreme Total Displacement Tanah Beban Servis
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐39
Gambar 4.26 Total displacement tanah beban servis
Gambar 4.27 Horizontal displacement tanah beban servis
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐40
Gambar 4.28 Vertical Displacement Tiang Beban Servis
Gambar 4.29 Axial Forces tiang beban servis
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐41
Gambar 4.30 Shear forces tiang beban servis
Gambar 4.31 Bending moments tiang beban servis
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐42
4.8.2 Beban Gempa
Berikut ini adalah gambar-gambar hasil keluaran dari analisis Plaxis akibat pembebanan dengan gempa pada pondasi jembatan,
Gambar 4.32 Extreme total displacement tanah beban gempa
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐43
Gambar 4.33 Total displacement tanah beban gempa
Gambar 4.34 Horizontal displacement tanah beban gempa
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐44
Gambar 4.35 Vertical displacement tiang beban gempa
Gambar 4.36 Horisontal displacement tiang beban gempa (Ux)
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐45
Gambar 4.37 Horisontal displacement tiang beban gempa (Uz)
Gambar 4.38 Axial forces tiang beban gempa
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐46
Gambar 4.39 Shear forces tiang beban gempa
Gambar 4.40 Bending moments tiang beban gempa
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐47
4.9 Rekapitulasi Hasil Analisis Manual, Group dan Plaxis
4.9.1 Rekapitulasi Hasil Analisis Manual, Group dan Plaxis Untuk Beban Servis
• Berikut ini adalah Tabel 4.12 yang memberikan rekapitulasi hasil analisis manual
Tabel 4.12 Hasil analisis manual Settlement Aksial
(mm) (kN)
47.49 2352.93
• Hasil analisis Group
Berikut Gambar 4.41 yang member gambaran konfigurasi tiang grup pada analisis dengan perangkat lunak Group 5.0
Gambar 4.41 Konfigurasi tiang grup pada analisis Group 5.0
Pada pembebanan dengan beban servis, beban diberikan tepat diatas dan ditengah-
tengah pile cap. Setelah masukkan beban telah diberikan dan analisis dilakukan,
didapatkan hasil keluaran berupa penurunan tiang, momen maupun gaya-gaya dalam
tiang. Di bawah ini Tabel 4.13 yang memberikan hasil rekapitulasi dari analisis Group.
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐48
Tabel 4.13 Hasil analisis Group 5.0
Settlement Defleksi Aksial Shear Momen(mm) (mm) (kN) (kN) (kNm)
1 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.08712 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.08713 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.08714 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.08715 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.08716 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.08717 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.08718 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.08719 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.087110 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.087111 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.087112 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.087113 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.087114 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.087115 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.087116 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.087117 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.087118 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.087119 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.087120 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.087121 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.087122 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.087123 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.087124 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871
56400
Group Tiang
JUMLAH AKSIAL
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐49
• Hasil analisis Plaxis
Berikut Gambar 4.41 yang memberikan gambaran mengenai konfigurasi tiang grup pada Plaxis.
Gambar 4.42 Konfigurasi tiang grup pada analisis Plaxis
Di bawah ini ialah Tabel 4.14 yang memberikan hasil rekapitulasi analisis Plaxis.
Tabel 4.14 Hasil analisis Plaxis
Settlement Defleksi Aksial Shear Momen(mm) (mm) (kN) (kN) (kNm)
1 57.51 2.41 3226.35 10.80 89.522 57.51 2.38 2857.40 9.75 102.023 57.51 2.38 2629.75 10.57 108.024 57.51 2.38 2676.85 10.64 108.025 57.51 2.38 2880.95 10.11 102.056 57.51 2.41 3234.20 10.46 89.507 57.51 0.8 2190.15 7.38 29.148 57.51 0.79 1774.10 3.05 31.339 57.51 0.79 1507.20 3.36 31.9310 57.51 0.79 1554.30 3.40 31.9311 57.51 0.78 1797.65 3.52 31.3512 57.51 0.81 2190.15 3.38 29.0713 57.51 0.99 2260.80 8.85 57.1014 57.51 0.76 1813.35 3.15 28.6115 57.51 0.75 1546.45 3.38 26.5616 57.51 0.75 1593.55 3.38 26.5517 57.51 0.76 1829.05 3.26 28.4618 57.51 1.2 2260.80 14.65 56.6019 57.51 2.38 3218.50 15.03 90.5320 57.51 2.35 2849.55 9.83 88.6021 57.51 2.33 2629.75 10.61 94.5822 57.51 2.33 2669.00 10.65 94.5823 57.51 2.34 2873.10 10.17 88.6724 57.51 2.41 3234.20 18.48 90.31
57297.15
Tiang
JUMLAH AKSIAL
Plaxis
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐50
Nilai gaya-gaya Plaxis di atas telah dikalikan dengan panjang tiang ke dalam bidang sejauh 0.785
• Pada Tabel 4.15 di bawah ini, dapat dilihat perbandingan hasil analisis antara Group 5.0 dan Plaxis
Tabel 4.15 Perbandingan hasil analisis Group 5.0 dan Plaxis
Settlement Defleksi Aksial Shear Momen Settlement Defleksi Aksial Shear Momen(mm) (mm) (kN) (kN) (kNm) (mm) (mm) (kN) (kN) (kNm)
1 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 2.41 3226.35 10.80 89.522 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 2.38 2857.40 9.75 102.023 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 2.38 2629.75 10.57 108.024 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 2.38 2676.85 10.64 108.025 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 2.38 2880.95 10.11 102.056 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 2.41 3234.20 10.46 89.507 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 0.8 2190.15 7.38 29.148 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 0.79 1774.10 3.05 31.339 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 0.79 1507.20 3.36 31.9310 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 0.79 1554.30 3.40 31.9311 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 0.78 1797.65 3.52 31.3512 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 0.81 2190.15 3.38 29.0713 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 0.99 2260.80 8.85 57.1014 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 0.76 1813.35 3.15 28.6115 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 0.75 1546.45 3.38 26.5616 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 0.75 1593.55 3.38 26.5517 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 0.76 1829.05 3.26 28.4618 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 1.2 2260.80 14.65 56.6019 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 2.38 3218.50 15.03 90.5320 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 2.35 2849.55 9.83 88.6021 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 2.33 2629.75 10.61 94.5822 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 2.33 2669.00 10.65 94.5823 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 2.34 2873.10 10.17 88.6724 5.6 0.00368 2350 0.00864 0.0871 57.51 2.41 3234.20 18.48 90.31
56400 57297.15
Group PlaxisTiang
JUMLAH AKSIAL Perbandingan aksial maksimum Group dan Plaxis adalah
37.12350
2.3234==
Perbandingan jumlah gaya aksial Group dan Plaxis adalah
011.156400
15.57297==
• Pada Tabel 4.16 beikut, dibandingkan hasil analisis manual, Plaxis dan Group
Tabel 4.16 Perbandingan nilai settlement dan axial Manual Group Plaxis
Settlement (mm) 47.49 5.6 57.51
Aksial (kN) 2352.93 2350 3234.2
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐51
4.9.2 Rekapitulasi Hasil Analisis Manual, Group dan Plaxis Untuk Beban Gempa
• Berikut ini disajikan Tabel 4.17 Hasil analisis manual akibat beban gempa
Tabel 4.17 Hasil analisis manual untuk beban gempa Settlement Aksial
(mm) (kN)
48.89 2401.02
• Hasil analisis Group
Berikut Gambar 4.42 yang memberikan gambaran konfigurasi tiang grup dan arah pembebanan pada analisis dengan menggunakan perangkat lunak Group 5.0
Gambar 4.43 Konfigurasi tiang grup dan arah pembebanan pada analisis Group 5.0
Setelah dilakukan proses input, berikut ini Tabel 4.18 yang memberikan rekapitulasi hasil analisis Group untuk beban gempa
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐52
Tabel 4.18 Hasil analisis Group untuk beban gempa
Settlement Defleksi Aksial Shear Momen(mm) (mm) (kN) (kN) (kNm)
1 5.78 4.81 2420 10.3 1022 5.79 4.81 2420 10.3 1023 5.8 4.81 2430 10.3 1024 5.81 4.81 2430 10.3 1025 5.82 4.81 2430 10.3 1026 5.83 4.81 2440 10.3 1027 5.64 4.81 2370 10.3 1028 5.65 4.81 2370 10.3 1029 5.66 4.81 2380 10.3 10210 5.67 4.81 2380 10.3 10211 5.68 4.81 2380 10.3 10212 5.69 4.81 2390 10.3 10213 5.51 4.81 2320 10.3 10214 5.52 4.81 2320 10.3 10215 5.53 4.81 2330 10.3 10216 5.54 4.81 2330 10.3 10217 5.55 4.81 2330 10.3 10218 5.56 4.81 2340 10.3 10219 5.37 4.81 2270 10.3 10220 5.38 4.81 2270 10.3 10221 5.38 4.81 2270 10.3 10222 5.4 4.81 2280 10.3 10223 5.41 4.81 2280 10.3 10224 5.42 4.81 2290 10.3 102
56470
TiangGroup
JUMLAH AKSIAL
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐53
• Hasil analisis Plaxis
Di bawah ini Gambar 4.43 akan memberikan gambaran mengenai konfigurasi tiang
grup pada analisis Plaxis
Gambar 4.44 Konfigurasi tiang grup dan arah pembebanan pada analisis Plaxis
Setelah semua input telah diberikan, berikut ini Tabel 4.19 yang memberikan hasil analisis Plaxis akibat beban gempa
Tabel 4.19 Hasil analisis Plaxis untuk beban gempa
Settlement Defleksi Aksial Shear Momen(mm) (mm) (kN) (kN) (kNm)
1 57.54 9.62 3171.40 26.69 227.072 57.54 9.63 2841.70 26.43 218.153 57.54 9.63 2700.40 25.09 216.154 57.54 9.63 2739.65 25.11 216.245 57.54 9.63 2943.75 24.80 218.136 57.54 9.63 3320.55 25.99 226.757 57.54 9.62 2088.10 18.65 155.678 57.54 9.62 1727.00 16.78 142.469 57.54 9.63 1577.85 16.69 140.1410 57.54 9.63 1617.10 16.70 140.3911 57.54 9.63 1852.60 16.81 142.8912 57.54 9.63 2260.80 18.14 155.7213 57.54 9.62 2158.75 10.84 98.7014 57.54 9.62 1766.25 10.60 89.7415 57.54 9.62 1609.25 9.96 87.0616 57.54 9.63 1656.35 9.93 87.2417 57.54 9.63 1884.00 10.32 90.1418 57.54 9.64 2339.30 14.69 99.2319 57.54 9.62 3171.40 14.88 60.8020 57.54 9.62 2833.85 7.34 87.4921 57.54 9.62 2700.40 8.20 94.3622 57.54 9.62 2739.65 7.11 94.4923 57.54 9.63 2935.90 5.11 87.8624 57.54 9.64 3320.55 18.54 60.64
57956.55
PlaxisTiang
Jumlah Aksial
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐54
• Setelah dianalisis satu per satu dengan Group dn Plaxis, di bawah ini Tabel 4.20 yang membandingkan hasil keluaran dari kedua analisis tersebut,
Tabel 4.20 Perbandingan hasil analisis Group dan Plaxis untuk beban gempa
Settlement Defleksi Aksial Shear Momen Settlement Defleksi Aksial Shear Momen(mm) (mm) (kN) (kN) (kNm) (mm) (mm) (kN) (kN) (kNm)
1 5.78 4.81 2420 10.3 102 57.54 9.62 3171.40 26.69 227.072 5.79 4.81 2420 10.3 102 57.54 9.63 2841.70 26.43 218.153 5.8 4.81 2430 10.3 102 57.54 9.63 2700.40 25.09 216.154 5.81 4.81 2430 10.3 102 57.54 9.63 2739.65 25.11 216.245 5.82 4.81 2430 10.3 102 57.54 9.63 2943.75 24.80 218.136 5.83 4.81 2440 10.3 102 57.54 9.63 3320.55 25.99 226.757 5.64 4.81 2370 10.3 102 57.54 9.62 2088.10 18.65 155.678 5.65 4.81 2370 10.3 102 57.54 9.62 1727.00 16.78 142.469 5.66 4.81 2380 10.3 102 57.54 9.63 1577.85 16.69 140.1410 5.67 4.81 2380 10.3 102 57.54 9.63 1617.10 16.70 140.3911 5.68 4.81 2380 10.3 102 57.54 9.63 1852.60 16.81 142.8912 5.69 4.81 2390 10.3 102 57.54 9.63 2260.80 18.14 155.7213 5.51 4.81 2320 10.3 102 57.54 9.62 2158.75 10.84 98.7014 5.52 4.81 2320 10.3 102 57.54 9.62 1766.25 10.60 89.7415 5.53 4.81 2330 10.3 102 57.54 9.62 1609.25 9.96 87.0616 5.54 4.81 2330 10.3 102 57.54 9.63 1656.35 9.93 87.2417 5.55 4.81 2330 10.3 102 57.54 9.63 1884.00 10.32 90.1418 5.56 4.81 2340 10.3 102 57.54 9.64 2339.30 14.69 99.2319 5.37 4.81 2270 10.3 102 57.54 9.62 3171.40 14.88 60.8020 5.38 4.81 2270 10.3 102 57.54 9.62 2833.85 7.34 87.4921 5.38 4.81 2270 10.3 102 57.54 9.62 2700.40 8.20 94.3622 5.4 4.81 2280 10.3 102 57.54 9.62 2739.65 7.11 94.4923 5.41 4.81 2280 10.3 102 57.54 9.63 2935.90 5.11 87.8624 5.42 4.81 2290 10.3 102 57.54 9.64 3320.55 18.54 60.64
56470 57956.55
TiangGroup Plaxis
JUMLAH AKSIAL
Perbandingan aksial maksimum Group dan Plaxis adalah
36.12440
55.3320==
Perbandingan jumlah gaya aksial Group dan Plaxis adalah
026.156470
55.57956==
• Berkut ini Tabel 4.21 yang membandingkan hasil analisis manual, Plaxis dan Group Tabel 4.21 Perbandingan nilai settlement,deflection dan axial untuk beban gempa Manual Group Plaxis
Settlement (mm) 48.89 5.83 57.54 Defleksi (mm) 4.67 4.81 9.64 Aksial (kN) 2401.02 2440 3320.55
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐55
4.9.3 Analisis Hasil Group dan Plaxis
Setelah mengamati hasil analisis dari kedua metode yang kami gunakan yakni metoda elemen
hingga (pada perangkat lunak Plaxis Tunnel 3D 1.2) dan metode beda hingga (pada perangkat
lunak Group 5.0), terdapat beberapa perbedaan yang akan dianalisis. Pada analisis juga
digunakan hasil perhitungan manual sebagai bahan pertimbangan dalam menganalisis kedua
metode diatas. Berikut uraiannya,
• Pada analisis aksial, perbandingan antara hasil perhitungan Plaxis dan hasil
perhitungan Group yang maksimum mencapai 1.37 kali lipat. Bila kedua perhitungan
ini dibandingkan dengan hasil perhitungan manual, maka hasil dari Group lebih
mendekati perhitungan manual. Hal ini terjadi karena Group 5.0 mendefinisikan pile
cap dengan kekakuan sempurna, sehingga beban yang terjadi disebarkan secara merata
oleh pile cap kepada tiang. Dengan begitu, analisis yang dilakukan Group 5.0 mirip
dengan perhitungan manual yang menggunakan metoda distribusi beban paku keling.
Pada Plaxis Tunnel 3D 1.2, kekakuan pile cap dan tiang harus didefinisikan lewat
input modulus young. Oleh karena itu, pada analisis Plaxis beban yang diberikan tidak
disebarkan secara merata ke semua tiang. Selain itu, Plaxis mendeteksi adanya perilaku
tanah yang turun sehingga makin memperbesar gaya aksial yang terjadi pada tiang.
Pada Gambar 4.26 dan 4.33 diatas, dapat dilihat pergerakan tanah yang turun tersebut.
• Pada analisis penurunan, perbandingan antara hasil perhitungan Plaxis dan Group
mencapai 10 kali lipat. Pada analisis penurunan ini, perhitungan manual lebih
mendekati hasil Plaxis daripada hasil Group. Pada Group 5.0, penurunan dihitung
dengan kurva t-z. Kurva t-z merupakan kurva empirik hasil generalisasi dari banyak
percobaan. Kurva ini telah dimodifikasi sesuai dengan lapisan tanah dan efisiensi grup
tiang. Dengan dilakukannya generalisasi, berarti kurva tersebut mungkin kurang
mewakili pada tanah-tanah lain dengan parameter yang berbeda. Kelemahan lainnya
ialah belum dilakukannya percobaan untuk men-develop kurva t-z tiang grup. Hal ini
kami analisis menjadi penyebab perbedaan antara hasil analisis Plaxis dan Group.
• Pada analisis defleksi tiang, hasil perhitungan Plaxis berbeda sekitar 5 mm dari hasil
perhitungan di Group. Bila kedua hasil perhitungan diatas dibandingkan terhadap hasil
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐56
perhitungan manual, maka hasil Group dan manual hampir mirip. Hal ini disebabkan
karena metode perhitungan manual yakni dengan menggunakan kurva p-y merupakan
metode yang dipakai Group dalam menganalisis. Di lain pihak, hasil Plaxis yang lebih
besar karena Plaxis dapat mendeteksi adanya gerakan lateral tanah seperti yang dapat
dilihat pada Gambar 4.34. Pada gambar tersebut, terlihat bahwa ada pergerakan
horizontal tanah yang mendorong tiang.
• Pada analisis momen, perbandingan antara perhitungan Group dan Plaxis mencapai
dua kali lipat. Pada Plaxis, meskipun pembebanan baru diberikan hanya beban aksial
saja, namun keluarannya menyatakan bahwa telah ada momen terjadi pada tiang (dapat
dilihat pada Tabel 4.14). Hal ini dikarenakan, adanya tekanan lateral yang diberikan
tanah pada tiang ketika beban aksial diberikan (dapat dilihat pada Gambar 4.27). Pada
Plaxis, momen terjadi sepanjang tiang sedangkan pada Group momen hanya terjadi
pada bagian atas tiang. Hal ini memperkuat dugaan bahwa momen Plaxis lebih besar
karena Plaxis dapat mendeteksi tekanan lateral yang diberikan tanah sepanjang tiang.
Faktor lain yang mempengaruhi terjadinya momen ini adalah kekakuan pile cap pada
Plaxis didefinisikan sehingga ada kemungkinan pile cap melendut. Lendutan ini dapat
menambahkan momen pada tiang.
• Setelah mengamati perbedaan nilai momen dan penurunan hasil analisis antara Group
5.0 dan Plaxis 3D Tunnel 1.2, kami mencoba menganalisis Plaxis lebih jauh dengan
mengubah-ubah input E. Kami membandingkan keluaran yang dihasilkan oleh Plaxis
setelah nilai E kami ubah. Berikut Tabel 4.22 yang memberikan rekapitulasi hasil
keluaran Plaxis setelah E atau R-inter diubah.
Tabel 4.22 Rekapitulasi hasil Plaxis dengan E yang bervariasi (1)
Kedalaman E Settlement Momen(m) (kN/m2) (mm) (kNm)
17-51 1-4 Clayey Sand 10350 0.3551-57 7-14 Clayey Sand 12000 0.3357-71 18-21 Clayey Sand 18000 0.3171-79 28-33 Clayey Sand 22000 0.379-95 40-49 Clayey Sand 35000 0.3
58.07 108.02
N-SPT Jenis Tanah ν
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐57
Tabel 4.23 Rekapitulasi hasil Plaxis dengan E yang bervariasi (2)
Kedalaman E Settlement Momen(m) (kN/m2) (mm) (kNm)
17-51 1-4 Clayey Sand 17000 0.3551-57 7-14 Clayey Sand 20000 0.3357-71 18-21 Clayey Sand 24000 0.3171-79 28-33 Clayey Sand 27000 0.379-95 40-49 Clayey Sand 45000 0.3
39.66 80.75
N-SPT Jenis Tanah ν
Tabel 4.24 Rekapitulasi hasil Plaxis dengan E yang bervariasi (3)
Kedalaman E Settlement Momen(m) (kN/m2) (mm) (kNm)
17-51 1-4 Clayey Sand 20000 0.3551-57 7-14 Clayey Sand 24000 0.3357-71 18-21 Clayey Sand 27000 0.3171-79 28-33 Clayey Sand 45000 0.379-95 40-49 Clayey Sand 55200 0.3
35.5 77.38
N-SPT Jenis Tanah ν
Semakin besar nilai E yang dimasukkan, maka kekakuan tanah semakin besar juga
yang menyebabkan deformasi lateral tanah yang menekan tiang semakin kecil. Hal ini
menyebakan momen yang terjadi menjadi lebih kecil. Fenomena ini memperkuat
analisis bahwa pada momen pada Plaxis lebih besar daripada Group karena adanya
tekanan lateral tanah pada tiang, sementara Group tidak memperhitungkan fenomena
ini.
• Secara umum, kelebihan dan kekurangan memodelkan pondasi dalam software Plaxis
Tunnel 3D 1.2 adalah
o Input permodelan pondasi yang seharusnya axisymetri kurang sempurna karena
dimodelkan secara plane strain.
o Input interface pada permodelan tanah-tiang kurang sempuna karena kurang
lengkapnya data yang ada. Seharusnya, interface dimodelkan secara khusus untuk
tiap kasus yang berbeda sehingga hasil yang didapatkan dapat sesuai dengan hasil
percobaan.
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐58
o Input Parameter tanah yang dimasukkan ke dalam Plaxis seperti modulus young (E)
dan poisson ratio (v) didapatkan dari korelasi empiris dengan kohesi, dan nilai ini
memiliki rentang yang cukup besar oleh karena itu parameter yang dimasukkan
belum tentu mewakili keadaan tanah dilapangan.
o Plaxis meninjau tanah dan tiang secara keseluruhan dengan membaginya menjadi
elemen-elemen kecil. Elemen-elemen ini dihitung satu per satu dan terhubungkan
hasilnya satu sama lain dengan node-node.
o Plaxis memiliki fitur yang lebih lengkap seperti dapat memodelkan tahapan
konstruksi, memodelkan sifat tanah lebih lengkap, dapat mengetahui pergerakan
tanah dan tiang, dapat memodelkan proses konsolidasi, dapat mengetahui safety
factor, plastic point, excess pore pressures, active pore pressures, effective stresses,
vektor gaya dan lainnya.
o Plaxis lebih baik dalam visualisasi model tanah.
o Permodelan tanah dalam Plaxis Tunnel 3D 1.2 dapat menyerupai kontur tanah yang
sesungguhnya.
• Sedangkan, kelebihan dan kekurangan dari analisis dengan menggunakan Group 5.0 ialah
o Input dan permodelan pada Group 5.0 lebih sederhana sehingga lebih mudah dalam
pengerjaannya, tetapi permodelan lapisan tanah di Group tidak dapat mengikuti
kontur tanah yang sesungguhnya.
o Analisis yang dilakukan Group 5.0 menggunakan metoda yang telah didukung
secara empirik. Group 5.0 menggunakan kurva t-z dan p-y dalam menganalisis
tiang.
o Group 5.0 telah memperhitungkan faktor reduksi grup tiang terhadap hasil
analisisnya.
o Group 5.0 memodelkan pilecap dengan kekakuan yang sangat kaku sehingga
distribusi beban yang terjadi adalah sama untuk setiap tiang.
Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga
Berli Setiadi 15004137 Nina Purwanti 15004154
4‐59
o Group 5.0 kurang memperhitungkan perilaku tanah yang terjadi setelah diberikan
pembebanan.
o Output yang dihasilkan analisis Group yakni berupa penurunan, defleksi, shear dan
momen yang terjadi pada tiang. Output yang dihasilkan tidak selengkap Plaxis.