PERENCANAAN PONDASI TIANG BOR PADA PROYEK
PEMBANGUNAN CENTRAL NATURAL GAS
(Studi Kasus : Stasiun Gas Induk Bitung-Tangerang)
Tugas Akhir
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar Sarjana S1 Jurusan
Teknik Sipil-Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
M.FADHIL CHOLIQ
(3336100371)
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA
CILEGON - BANTEN
2014
iv
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT, karena atas rahmat dan
karunia-Nya laporan tugas akhir dengan judul Perencanaan Pondasi Tiang Bor
Pada Proyek Pembangunan Central Natural Gas (Studi kasus: Stasiun Gas Induk
Bitung-Tangerang) dapat terselesaikan dengan baik. Tidak lupa pula syalawat
serta salam kita curahkan kepada junjungan kita Nabi besar Muhammad SAW
beserta keluarga dan seluruh sahabatnya. Penulisan tugas akhir ini dilakukan
dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Strata Satu (S-
1) pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa.
Laporan tugas akhir ini dapat penulis selesaikan dengan baik atas bantuan dan
kerjasama dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan
terima kasih yang sebesar besarnya kepada :
1. Ibu Enden Mina, ST., MT dan Bapak Rama Indera Kusuma, ST., MT
selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingannya serta
meluangkan waktunya hingga selesainya laporan tugas akhir ini.
2. Bapak Zulmahdi Darwis, ST.,M.Eng dan Ibu Restu Wigati, ST, M. Eng
selaku dosen penguji yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran
untuk memberi masukan-masukan yang membantu saya dalam
penyusunan laporan tugas akhir ini.
3. Bapak M.Fakhruriza Pradana, ST., MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil
Universitas Sultan Ageng Tirtayasa.
4. Ibu Irma Suryani ST,M.Sc Selaku Koordinator tugas akhir Jurusan Teknik
Sipil.
5. Pihak PT Surya Cipta Teknik, Tangerang yang telah banyak membantu
dalam usaha memperoleh data yang saya perlukan.
v
6. Untuk seluruh mahasiswa sipil Untirta, khususnya Durisapu, terima kasih
banyak untuk bantuan dan dukungan baik moril dan materil.
Penulis selaku insan yang tidak pernah jauh dan luput dari kesalahan,
menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih banyak kekurangan-kekurangan
dan masih jauh dari kesempurnaan. Diharapkan saran dan kritik yang membangun
untuk perbaikan di masa mendatang. Semoga Tugas Akhir ini membawa manfaat
bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Cilegon, Juli 2014
Muhammad Fadhil Choliq
Halaman Persembahan
Karya skripsi ini akan ku persembahkan khusus untuk kedua orang tua ku, Muhamad
Annas dan Tini Suhastini. Hanya karena merekalah aku bisa jadi seperti ini,
sebagai motivator terhebat dalam perjalanan hidupku. Kedua adikku tercinta, Siti
Sarah Choirunnisa dan Siti Aisyah Noor Salma, yang tak henti mendoakan aku
sehingga menjadi bahan bakar semangat dalam menjalani hidup ini.
Seluruh keluarga besarku yang telah mendukung perjalanan pendidikanku.
Tak ada kata yang sempurna, tak ada kalimat seindah apapun untuk
menggambarkan rasa terima kasihku.
Muhammad Fadhil Choliq
vii
PERENCANAAN PONDASI TIANG BOR PADA PROYEK
PEMBANGUNAN CENTRAL NATURAL GAS
(Studi Kasus : Stasiun Gas Induk Pertamina Bitung-Tangerang)
Muhammad Fadhil Choliq
INTISARI
Studi perencanaan pondasi tiang bor dilakukan pada Proyek
Pembangunan CNG Mother and Daughter Station berbasis di Bitung-
Tangerang. Pondasi tiang bor pada proyek ini direncanakan untuk menahan beban kompresor gas. Tujuan dari studi ini adalah menghitung daya dukung
kelompok pondasi tiang bor dan penurunan, serta merencanakan pile cap dan
pondasi tiang bor dengan menentukan dimensi dan menghitung kebutuhan
tulangan yang dibutuhkan dalam perencanaan pondasi tiang bor. Metode-metode
yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode Meyerhof (1976) dengan
data hasil Standar Penetration Test, dan metode Skempton (1966) dan Oneil Reese (1989) dengan data hasil uji laboratorium. Peneliti juga membandingkan
hasilnya dengan menggunakan software GEO5 v.17.
Hasil analisis perhitungan daya dukung pondasi tiang bor dalam penelitian
menunjukan bahwa daya dukung kelompok tiang berdasarkan Meyerhof
(1976) untuk data SPT adalah 272,78 ton dengan SF = 5,65 dan penurunannya
0,67 cm, berdasarkan Skempton (1966) dan Oneil Reese (1989) dengan data hasil uji laboratorium adalah 321,664 ton dengan SF = 6,67 dan penurunannya
1,176 cm, dan berdasarkan program GEO5 v.17 adalah 716,543 ton dengan SF =
6,24 dan hasil penurunannyan 1,09 cm. Hasil analisis perhitungan tahanan beban
lateral pondasi tiang bor dalam penelitian menunjukan tahanan beban lateral
pada tiang kelompok didapat Hu = 65,911 ton dan defleksi tiang kelompok
0,00355 cm.
Hasil perencanaan pondasi tiang bor didapat dimensi tiang bor 0,4 m
dengan tulangan longitudinal tekan lentur sebesar 8 D19, serta tulangan geser
(sengkang spiral) sebesar D19-150. Hasil perencanaan pile cap didapat dimensi
pile cap 2,6 x 7 x 0,85 m dengan tulangan tarik dua arah sebesar D22-100 dan
tulangan tekan dua arah sebesar D19-100 dengan jarak sengkang sebesar 250 mm.
Berdasarkan analisis besar faktor keamanan daya dukung pondasi memenuhi
syarat keamaan untuk daya dukung baik untuk beban vertikal maupun horizontal
karena nilai SF > 3,5 dan hasil penurunan pondasi kelompoknya memenuhi syarat
keamanan karena nilai penurunannya < 4 cm.
Kata kunci : Tiang bor, daya dukung, penurunan, beban lateral, pile cap
viii
DESIGN OF BORED PILE FOUNDATION OF CENTRAL
NATURAL GAS DEVELOPMENT PROJECT
(Case study : Main Gas Station of Bitung Pertamina - Tangerang)
Muhammad Fadhil Choliq
ABSTRACT
The study of design bored pile foundation was conducted on the " Project of
Mother and Daughter CNG Station located in Bitung-Tangerang". Bored pile
foundation used in this project to support the weight of the gas compressor.The
purpose of this study was to calculate the bearing capacity and displacement the
pile group foundation, as well as design pile cap and bored pile with determining
the dimensions and calculate the required reinforcement in the design of bored pile.
The Methode that is used in this study are Meyerhof (1976) method with Standard
Penetration Test (SPT) result data, and (1966) and Oneil Reese (1989) method from laboratory test results data. The Study also compared manual results with
GEO5 v.17 software result.
The result of the analysis of the calculation of pile foundation bearing capacity in this study showed that the bearing capacity of the pile group based on
Meyerhof (1976) for SPT data is 272,78 tons with SF = 5,65 and 0,67 cm
displacement, based Skempton (1966) and Oneil Reese (1989) method from laboratory test results data is 321,664 tons with SF = 6,67 and displacement 1.176
cm. Otherwise based on GEO5 v.17 program the bearing capacity is 716,543 tons
with SF = 6,24 and displacement 1,09 cm. The results of the analysis of lateral load
resistance calculation bored pile in the study showed lateral load resistance on the
pile group obtained Hu = 65.911 tons and 0.00355 cm deflection of pile group.
The result of design bored pile be obtained dimensions 0.4 m with flexural
compressive longitudinal reinforcement at 8 D19, as well as shear reinforcement
(cross bar spiral) of D19-150. Based on the results of desain pile cap the dimension
is 2,6 x 7 x 0,85 m with tensile reinforcement two way directions for D22-100 and
reinforcement two way directions for D19-100 with a cross bar spacing of 250 mm
and Based on the analysis of large safety factor of foundation bearing capacity to
meet the security requirements for load bearing capacity either vertically or
horizontally for SF values > 3.5 and the result of settlement in foundation safety
group qualify for the settlement value < 4 cm.
Keywords: Bored Pile, bearing capacity, displacement, lateral load resistance,
pile cap
ix
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ...........................................................................................i
LEMBAR PERNYATAAN ...............................................................................ii
LEMBAR PENGESAHAN ...............................................................................iii
PRAKATA .........................................................................................................iv
HALAMAN PERSEMBAHAN..........................................................................vi
INTISARI ...........................................................................................................vii
ABSTRACT .......................................................................................................viii
DAFTAR ISI .......................................................................................................ix
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................xi
DAFTAR TABEL ...............................................................................................xiv
DAFTAR NOTASI .............................................................................................xvi
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................xix
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang .....................................................................................1
B. Rumusan Masalah ................................................................................3
C. Lokasi Penelitian ..................................................................................3
D. Tujuan Penelitian .................................................................................4
E. Manfaat Penelitian ...............................................................................4
F. Batasan Masalah ..................................................................................5
G. Keaslian Penelitian................................................................................5
II. TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................6
III. LANDASAN TEORI
A. Definisi Tanah .......................................................................................10
B. Penyelidikan Lapangan dengan Pengeboran .......................................12
C. Macam-Macam Pondasi .......................................................................21
D. Pengertian Pondasi Tiang Bor ..............................................................21
E. Keuntungan dan Kerugian Pondasi Tiang Bor .....................................23
F. Metode Dasar Dalam Pelaksanaan Tiang Bor ......................................24
x
G. Pembebanan Pondasi Tiang Bor ...........................................................27
H. Dimensi Tiang Bor ................................................................................34
I. Kapasitas Dukung Tiang Bor ................................................................34
J. Kapasitas Tahanan Beban Lateral Ultimit ............................................44
K. Penurunan Pondasi Tiang Bor ..............................................................52
L. Faktor Aman Tiang Bor ........................................................................64
M. Perencanaan Pile Cap ...........................................................................65
N. Perencanaan Tulangan Pondasi Tiang Bor ...........................................67
O. Program GEO5 v.17..............................................................................69
IV. METODOLOGI PENELITIAN
A. Data Umum ..........................................................................................73
B. Lokasi Pengujian Lapangan .................................................................73
C. Metode Pengumpulan Data ..................................................................74
D. Proses Perancangan ..............................................................................74
E. Flow Chart Metodologi Penelitian ......................................................76
F. Waktu Penelitian ..................................................................................78
V. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Data Perencanaan Pondasi ...................................................................80
B. Pembebanan Pondasi ...........................................................................80
C. Korelasi Data Tanah untuk Menghitung Daya Dukung dan Penurunan .......83
D. Analisis Pondasi Tiang Bor ..................................................................86
E. Perhitungan Tahanan Beban Lateral Pada Tiang Bor ...........................93
F. Perencanaan Pile Cap dengan Empat Pile ............................................104
G. Perencanaan Tulangan Pondasi Tiang Bor ...........................................112
H. Menghitung Penurunan Tiang dan Penurunan Ijin ...............................120
I. Analisis Program GEO5 v.17 ...............................................................126
VI. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ..........................................................................................142
B. Saran ....................................................................................................143
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Mesin Compressor ......................................................................... 2
Gambar 2. Peta Lokasi Penelitian ................................................................... 4
Gambar 3. Layout Lokasi Penelitian ............................................................... 4
Gambar 4. Posisi Penelitian terhadap Peneliti Sebelumnya ............................ 9
Gambar 5. Splint Barrel Sampler Untuk Penyelidikan SPT ............................ 14
Gambar 6. Contoh Palu yang Biasa Digunakan Dalam Uji SPT ..................... 14
Gambar 7. Skema Urutan Pengujian Penetrasi Standar (SPT) ........................ 15
Gambar 8. Formulir Pengujian SPT ................................................................ 17
Gambar 9. Cara Pelaporan Hasil Uji Sondir .................................................... 21
Gambar 10. Bored Pile dengan metode kering .................................................. 24
Gambar 11. Bored Pile dengan metode acuan ................................................... 25
Gambar 12. Bored Pile dengan metode adonan ................................................ 26
Gambar 13. Wilayah Gempa Indonesia dengan Periode Ulang 500 Tahun ...... 32
Gambar 14. Diagram Spektrum Respon Gempa Rencana ................................. 33
Gambar 15. Definisi Tiang Ujung Jepit dan Ujung Bebas ................................ 44
Gambar 16. Tiang Ujung Jepit dalam Tanah Kohesif ....................................... 48
Gambar 17. Tahanan Lateral Ultimit Tiang dalam Tanah Kohesif ................... 49
Gambar 18. Variasi nilai Ax, Am, Bx, Bm untuk Tiap Kedalaman z .......... 51
Gambar 19. Faktor Penurunan I0 ....................................................................... 55
Gambar 20. Koreksi Kompresi Rk ..................................................................... 56
Gambar 21. Koreksi kedalaman Rh ................................................................... 56
Gambar 22. Koreksi Angka Poisson R ............................................................. 57
Gambar 23. Koreksi Kekakuan Lapisan Pendukung, Rb ................................... 57
Gambar 24. Gambar Grafik Faktor Koreksi ..................................................... 62
Gambar 25. Susunan Kelompok Tiang dalam Pelat Penutup Tiang ................. 65
Gambar 26. Penulangan Tiang Bor ................................................................... 69
Gambar 27. Hasil output daya dukung tiang tunggal ....................................... 71
Gambar 28. Hasil output penurunan tiang tunggal ............................................ 71
xii
Gambar 29. Hasil output daya dukung tiang kelompok ................................... 72
Gambar 30. Hasil output penurunan tiang kelompok ........................................ 72
Gambar 31. Titik pengujian Sondir dan SPT yang ditinjau ............................... 74
Gambar 32. Flow Chart Metodologi penelitian................................................. 76
Gambar 33. Detail potongan rencana pondasi ................................................... 79
Gambar 34. Susunan pondasi tiang kelompok .................................................. 91
Gambar 35. Defleksi tiang ujung jepit akibat beban lateral .............................. 100
Gambar 36. Momen pada tiang ujung jepit akibat beban lateral ....................... 100
Gambar 37. Penampang bundar kolom pendek dengan penampang persegi dan
aktual ekivalen ............................................................................... 116
Gambar 38. Hasil Pengujian konsolidasi ........................................................... 125
Gambar 39. Pola beban dan penurunan konsolidasi .......................................... 126
Gambar 40. Tampilan Awal program GEO5 v.17 (Pile Group) ....................... 127
Gambar 41. Tampilan settings pada program GEO5 v.17(Pile Group) ............ 127
Gambar 42. Tampilan structure pada program GEO5 v.17(Pile Group) .......... 128
Gambar 43. Tampilan geometry pada program GEO5 v.17(Pile Group) .......... 129
Gambar 44. Tampilan material beton pada program GEO5 v.17 (Pile Group) ........ 130
Gambar 45. Tampilan material tulangan pada program GEO5 v.17 (Pile Group) .. 131
Gambar 46. Tampilan load pondasi pada program GEO5 v.17 (Pile Group) ... 131
Gambar 47. Menu input profile pada program GEO5 v.17 (Pile Group) ....... 132
Gambar 48. Kedalaman lapisan 1 pada program GEO5 v.17(Pile Group) ....... 132
Gambar 49. Kedalaman lapisan 2 pada program GEO5 v.17(Pile Group) ....... 133
Gambar 50. Kedalaman lapisan 3 pada program GEO5 v.17(Pile Group) ....... 133
Gambar 51. Tampilan profile pondasi pada program GEO5 v.17 (Pile Group) ...... 133
Gambar 52. Menu input soils pada program GEO5 v.17 (Pile Group) .......... 134
Gambar 53. Spesifikasi tanah lapisan 1 pada program GEO5 v.17 (Pile Group) .... 134
Gambar 54. Spesifikasi tanah lapisan 2 pada program GEO5 v.17 (Pile Group) .... 135
Gambar 55. Spesifikasi tanah lapisan 3 pada program GEO5 v.17 (Pile Group) .... 136
Gambar 56. Menu input water pada program GEO5 v.17 .............................. 137
Gambar 57. Tampilan water pondasi pada program GEO5 v.17 (Pile Group) . 137
xiii
Gambar 58. Tampilan Stage settings pondasi pada program GEO5 v.17 (Pile Group) ....... 138
Gambar 59. Tampilan hasil analisis daya dukung vertikal pondasi pada program
GEO5 v.17 (Pile Group) ................................................................ 138
Gambar 60. Tampilan hasil analisis penurunan pondasi pada program GEO5
v.17 (Pile Group) ........................................................................... 139
Gambar 61. Tampilan output pondasi pada program GEO5 v.17 (Pile Group)........ 139
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Perbandingan Penelitian Tugas Akhir Sebelumnya .............................. 8
Tabel 2. Nilai berat jenis tanah dari berbagai macam tanah ...............................10
Tabel 3. Nilai n, e, w, d, b untuk tanah keadaan asli lapangan .........................11
Tabel 4. Hubungan indeks plastis dengan plastisitas dan jenis tanah .................11
Tabel 5. Hubungan N dengan kerapatan relatif (Dr) tanah pasir ........................18
Tabel 6. Hubungan nilai N, konsistensi dan kuat tekan bebas (qu) untuk tanah
lempung jenuh .......................................................................................19
Tabel 7. Beban Mati pada Struktur ....................................................................27
Tabel 8. Beban Hidup pada Struktur ..................................................................28
Tabel 9. Faktor Keutamaan untuk berbagai kategori gedung dan bangunan ......30
Tabel 10.Faktor Daktilitas Maksimum (m), Faktor Reduksi Gempa Maksimum
(Rm), Faktor Tahanan Lebih Struktur (f1) beberapa jenis sistem/subsistem
struktur gedung .....................................................................................31
Tabel 11.Jenis tanah berdasarkan SNI 03-1726 tanah sedang dan tanah lunak
apabila untuk lapisan setebal maksimum 30 meter paling atas dipenuhi
syarat-syarat yang tercantum dalam tabel 11.-2002 ...........................32
Tabel 12.Faktor reduksi kekuatan ......................................................................34
Tabel 13.Nilai rata-rata untuk memperkirakan tahanan kulit tiang bor tiang yang
dibor dalam tanah lempung ...................................................................37
Tabel 14. Perkiraan qd Untuk Tiang yang Dicor Ditempat ...............................39
Tabel 15. Intensitas Gaya Geser Dinding Tiang ................................................40
Tabel 16. Faktor Kapasitas Dukung Ujung Nc dan Nq .....................................43
Tabel 17. Nilai-nilai nh Untuk Tanah Kohesif ...................................................46
Tabel 18. Kriteria tiang kaku dan tiang tidak kaku ...........................................46
Tabel 19. Nilai Modulus Elastis .........................................................................46
Tabel 20. Koefisien momen dan defleksi pada tiang bor untuk tanah granuler .50
xv
Tabel 21. Ketentuan Penurunan Maksimum Pada Suatu Bangunan Jenis
bangunan .............................................................................................53
Tabel 22. Angka poison () untuk masing-masing jenis tanah ...........................53
Tabel 23. Hubungan Untuk Indeks Pemampatan(Cc).........................................63
Tabel 24. Faktor aman untuk tiang bor ...............................................................64
Tabel 25. Rencana Waktu penelitian...................................................................79
Tabel 26. Beban mati yang bekerja pada pondasi mesin kompresor ..................80
Tabel 27 Data tanah pada pondasi mesin kompresor ..........................................83
Tabel 28. Hasil Daya dukung ultimit tiang dan SF untuk kapasitas tiang tunggal ......91
Tabel 29. Hasil Daya dukung ultimit tiang dan SF untuk kapasitas tiang kelompok ...93
Tabel 30. Nilai defleksi dan momen tiang tunggal akibat beban lateral .............101
Tabel 31. Perkiraan penurunan tiang tunggal .....................................................122
Tabel 32. Hasil analisis daya dukung vertikal dan penurunan tiang bor kelompok ...140
Tabel 33.Perbandingan Hasil Analisis Perencanaan dengan Kondisi di Lapangan .... 141
xvi
DAFTAR NOTASI
Ab = Luas penampang ujung bawah tiang (m2)
As = Luas Selimut Tiang (m2)
bw = Lebar Pile Cap (m)
= Koefisien Gesek
C = Faktor Respon Gempa
Cu = Kohesi Undrained (ton/m2)
D = Diameter Tiang (m)
Dr = Kerapatan Relatif
Eg = Efisiensi Kelompok Tiang
Ep = Modulus Elastis Tiang (kN/m2)
Es = Modulus Elastis Tanah (kN/m2)
e = Angka Pori
e = Eksentrisitas (m)
eb = Eksentrisitas Balanced (m)
f = Kedalaman Tiang Pada Keadaan Momen Maksimum (m)
fb = Tahanan Ujung Neto per Satuan Luas (kPa)
fc = Kuat Tekan Beton (MPa)
fi = Besar gaya geser maksimum dari lapisan tanah (ton/m2)
fs = Tahanan Gesek Satuan (ton/m2)
fy = Kuat Tarik Baja (MPa)
H = Kedalaman total lapisan tanah ujung tiang ke muka tanah (m)
Hu = Tahanan Lateral Ultimit Tiang (ton)
Hi = Beban Horizontal per 1 tiang (kN)
I = Faktor Keutamaan Gedung
Ip = Momen Inersia Tiang (m4)
xvii
I0 = Faktor pengaruh penurunan tiang yang tidak mudah mampat
K = Faktor Kekakuan Tiang
k = Modulus Reaksi Subgrade
lw = Panjang Pile Cap (m)
L = Panjang Tiang (m)
Li = Tebal Lapisan Tanah dengan Memperhitungkan Geseran Dinding
Tiang (m)
m = Jumlah Baris Tiang
Mmak = Momen dimana tiang mencapai batas maksimum (ton.m)
Mg = Momen Pada Dasar Muka Tanah (ton.m)
Mu = Momen Ultimit Penampang (ton)
My = Tahanan Momen Batas Tiang (ton.m)
Mz = Momen Tiang untuk Tiap Lapisan (ton.m)
n = Jumlah Tiang
n = Jumlah Tiang Dalam Satu Baris
= Rasio Tulangan
min = Rasio Tulangan Minimum
o = Tekanan Overburden di Tengah Lapisan Tanah (ton/m2)
p = Keliling Tiang (m)
P = Beban Total (ton)
Pr = Kuat Rencana Penampang (ton)
Pu = Kuat Nominal Penampang (ton)
qd = Unit Tahanan Ujung (ton/m2)
Q = Beban yang Bekerja (ton)
Qb = Tahanan Ujung Tiang (ton)
Qs = Tahanan Gesek Dinding (ton)
Qpg = Daya Dukung Kelompok Tiang (ton)
xviii
Qult = Daya Dukung Ultimit Tiang (ton)
R = Faktor Reduksi Gempa
R = Faktor Kekakuan untuk modulus tanah konstan
Rk = Faktor koreksi kemudahan mampatan tiang
Rh = Faktor koreksi untuk kelebihan lapisan yang terletak pada tanah keras.
R = Faktor koreksi angka poison
Rb = Faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung
s = Jarak antar Pusat Tiang (m)
S = Penurunan Tiang Tunggal (cm)
Sc = Penurunan Konsolidasi (cm)
T = Faktor Kekakuan untuk modulus tanah yang tidak konstan
Vu = Gaya Geser Ultimit (ton)
Vc1 = Gaya Geser Satu Arah (ton)
Vc2 = Gaya Geser Dua Arah (ton)
= Arc tan d/s (derajat)
= Faktor Reduksi Kekuatan
= Koefisien dari Skin Friction
= Kadar Air (%)
xix
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 Berkas-Berkas Sidang Tugas Akhir
LAMPIRAN 2 Gambar Detail Tulangan
LAMPIRAN 3 Data Penyelidikan Tanah
LAMPIRAN 4 Gambar Mesin Kompresor
1
BAB I
PEDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pembangunan suatu konstruksi pertama sekali yang dilaksanakan dan
dikerjakan dilapangan adalah pekerjaan struktur bawah baru kemudian
melaksanakan pekerjaan struktur atas. Pembangunan suatu pondasi sangat besar
fungsinya pada suatu konstruksi. Pondasi didefinisikan sebagai bangunan bawah
tanah yang meneruskan beban yang berasal dari berat bangunan itu sendiri dan
beban luar yang bekerja pada bangunan ke tanah yang ada disekitarnya.
Industri didaerah Bitung dan daerah sekitarnya berkembang dengan pesat
membuat pertamina gas mengalami kekurangan dalam memenuhi kebutuhannya.
Pertamina membangun sebuah proyek Pembangunan CNG mother and daughter
station berbasis di Bitung-Tangerang yaitu sebuah proyek penyediaan gas alam
yang diharapkan bisa memasok kebutuhan gas untuk industri Bitung dan
sekitarnya.
Proyek Pembangunan CNG mother and daughter station bertempat di
Bitung-Tangerang terdapat beberapa bangunan salah satunya bangunan
kompresor, pondasi pada bangunan kompresor menggunakan pondasi tiang
pancang grup dengan 6 buah tiang dengan diameter 0,3m x 0,3m. Dari hasil
penyelidikan tanah pada titik sondir 1 dan dept boring 1 diperoleh data bahwa
lapisan tanah bagian atas adalah tanah lunak dengan konsistensi rendah sehingga
daya dukung tanahnya juga rendah, sedangkan lapisan tanah keras terdapat pada
kedalaman 4-5 meter dari permukaan tanah. Dalam pelaksanaannya proyek ini
juga memerlukan tanah urugan setinggi 2,1-2,5 meter dari permukaan jalan.
Bangunan kompresor menampung beban mesin kompresor, kompresor
sendiri merupakan alat penampung dan penyaluran gas dimana bahan yang
ditampung sudah menjadi gas natural. Berat bersih kompresor 11 ton, dengan
tinggi 2,802 m, panjang 6,954 m, dan lebar 2,18 m. Alat ini di datangkan langsung
dari Buenos Aires, Argentina.
2
Gambar 1. Mesin Compressor
(Sumber: Data Observasi Lapangan, 2013)
Beban yang bekerja adalah beban vertikal dan beban horizontal, beban
vertikal yaitu berat sendiri kompresor karena dalam penelitian ini fokus pada daya
dukung dan penurunan pondasi tiang bor akibat beban vertikal dari kompresor itu
sendiri dan beban horizontal yaitu beban gempa pada pondasi tiang bor. Dalam
perencanaan pondasi tiang bor, ada beberapa metode yang dapat digunakan.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode Skempton (1966)
karena metode ini digunakan untuk tanah lempung sesuai dengan karakteristik
tanah di lapangan yaitu lanau kelempungan. Metode yang digunakan dalam
penelitian ini adalah metode Oneill dan Reese(1989) karena metode ini
digunakan untuk tanah pasir sesuai dengan karakteristik tanah di lapangan yaitu
lanau kepasiran. Metode lainnya yang digunakan adalah metode Meyerhof (1976),
metode ini digunakan untuk menganalisis data dari penyelidikan SPT dimana
metode ini telah lama muncul dan banyak digunakan dalam penelitian daya
dukung tiang bor. Metode lainnya menggunakan metode statis, yaitu perhitungan
yang dilakukan menurut teori Mekanika Tanah, yaitu dengan mempelajari sifat-
sifat teknis tanah ( strength parameter) yang diperoleh dari hasil uji lapangan
(SPT atau CPT) dan data hasil uji laboratorium.
Dalam penelitian, penulis ingin membuat suatu pondasi jenis tiang bor untuk
bangunan kompresor, hasilnya akan dibandingkan dengan penggunaan pondasi
tiang pancang yang sebelumnya sudah di analisis oleh Anwar (2013) dengan
3
menggunakan 2 metode yaitu Meyerhof (1976) untuk menganalisis data dari
penyelidikan SPT (Standard Penetration Test dan Aoki de alencer (1986) untuk
menganalisis data dari penyelidikan CPT(Cone Penetration Test). Dengan safety
factor (FS) safety factor ijin dan hasil penurunan pondasi kelompoknya
memenuhi syarat keamanan karena nilai penurunannya < penurunan ijin.
B. Perumusan Masalah
Perumusan masalah dalam tugas akhir ini adalah :
1. Bagaimana menentukan dimensi pile cap dan pondasi, serta banyaknya
tulangan pile cap dan pondasi yang akan digunakan.
2. Berapa besar nilai ketahanan tanah dan daya dukung pondasi
tiang bor terhadap beban kompresor.
3. Bagaimana menganalisa dan mendapatkan angka penurunan yang terjadi
pada tiang bor yang menahan beban kompresor dengan perhitungan
manual dan menggunakan software GEO5 v.17.
C. Lokasi penelitian
Penelitian berlokasi di daerah Bitung-Tangerang, tepatnya di proyek
pembangunan CNG mother and Daughter station berbasis di Bitung terletak di
Jalan raya serang km 10,4 Bitung, Tangerang Batas-batas lokasi proyek adalah
sebagai berikut:
1. Sebelah Utara : Perumahan dinas karyawan Pertamina Gas
2. Sebelah Selatan : Jalan Raya Serang Km 10,4 Bitung, Tangerang
3. Sebelah Barat : PT. SBR
4. Sebelah Timur : Lapangan sepak bola
4
Gambar 2. Peta Lokasi Penelitian
(Sumber : Google Map, 2014)
Gambar 3. Layout Lokasi Penelitian
(Sumber : Data kontraktor pelaksana,2013)
D. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Merencanakan pile cap dan pondasi tiang bor pada proyek pembangunan
CNG mother and Daughter station berbasis di Bitung.
2. Mendapatkan hasil analisa daya dukung pondasi tiang bor terhadap berat
kompresor sesuai data yang diperoleh dengan menggunakan perhitungan
manual dan software GEO5 v.17.
3. Dapat membandingkan angka penurunan secara hitungan manual dan
menggunakan software GEO5 v.17.
E. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat:
1. Mengetahui penulangan pondasi dan pile cap sesuai dengan dimensi
pondasi dan pile cap yang direncanakan.
5
2. Mengetahui daya dukung, penurunan pondasi dan mampu
mengaplikasikan program GEO5 v.17.
3. Menjadikan referensi sebagai salah satu contoh perhitungan pondasi
tiang bor untuk mahasiswa Teknik Sipil UNTIRTA.
F. Batasan Masalah
Batasan masalah dari penelitian adalah :
1. Pada proyek pembangunan CNG mother and Daughter station berbasis
di Bitung ini, peneliti bermaksud hanya merencanakan pondasi tiang
bor pada pondasi bangunan kompresor dengan data penyelidikan tanah
pada titik sondir 1 dan dept boring 1.
2. Analisis menggunakan metode yang sesuai dengan data penyelidikan
tanah yang telah dilakukan yaitu metode statis, Meyerhof (1976), Oneill
Reese (1989) dan Skempton (1966) .
3. Beban horizontal yang ditinjau adalah beban gempa.
4. Tidak menghitung rancangan anggaran biaya pada banguan kompresor.
5. Karena kompresor ini berfungsi sebagai penampung gas maka
diasumsikan beban kompresor adalah beban statis, oleh karena itu dalam
penelitian ini tidak menghitung akibat beban getaran mesin.
G. Keaslian Penelitian
Penelitian perencanaan pondasi dan analisa daya dukung pondasi telah diteliti
oleh banyak orang. Namun setiap penelitian mempunyai lokasi dan tinjauan
gedung yang berbeda. Perencanaan pondasi kompresor menggunakan pondasi
tiang bor pada proyek pembangunan CNG mother and Daughter station berbasis
di Bitung ini belum pernah dilakukan oleh orang lain.
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Penelitian yang dilakukan oleh Putro (2011) yang meneliti tentang
Perencanaan Pondasi Tiang Bor pada Proyek Gedung Menara Palma yang
berlokasi di Jl. HR. Rasuna Said Kav. 6, Kuningan, Jakarta Selatan. Dari hasil
penelitian didapat hasil Analisa penurunan dengan menggunakan program FB-
PIER = 0.001 m. Daya dukung 1 tiang diameter 0,8 m kedalaman 14 m= 105 ton
dan daya dukung kelompok = 1575.024 ton. Daya dukung 1 tiang diameter 0,8 m
kedalaman 16 m= 226.31 ton dan daya dukung kelompok = 5092.452 ton. Daya
dukung 1 tiang diameter 1 m kedalaman 14 m= 152.45 ton dan daya dukung
kelompok = 2271.63 ton . Daya dukung 1 tiang diameter 1 m kedalaman 16 m=
339.43 ton dan daya dukung kelompok = 7637.265 ton. Menggunakan pondasi
tiang pancang dengan material beton: dimensi 0,8 x 0,8 m dan panjang tiang 14
m dan 16 m.
Penelitian yang dilakukan oleh Danuatmaja (2009) yang meneliti tentang
Perencanaan Pondasi Tiang Bor pada Gedung Kampus STIE-IBS yag berlokasi di
Kemang, Jakarta Selatan. Didalam proyek ini peneliti menghitung dengan
beberapa metode dan diperoleh hasil perhitungan dengan menggunakan metode
Vesic untuk daya dukung ujungnya dan untuk daya dukung selimutnya
menggunakan metode Lambda(). Untuk penurunannya menggunakan metode
semi empiris sehingga di dapat penurunan untuk masing-masing diameter tiang
bor, untuk diameter 0,6 m 1 tiang didapat nilai penurunan sebesar 0,0158 m dan
kelompok tiang sebesar 0,0317 m, untuk diameter 0,8 m 1 tiang didapat nilai
penurunan sebesar 0,0191 m dan kelompok tiang sebesar 0,0382 m. Untuk
penulangan pondasi dan pile cap mengacu pada peraturan SK SNI T-15-1991-03,
didapat diameter dan penulangan pada pondasi tiang bor sebesar 0,6 m dengan
tulangan pokok sebanyak 10 batang diameter tulangan 22 mm(10D22) dan 0,8 m
dengan tulangan pokok sebanyak 13 batang diameter tulangan 25 mm(13D25).
7
Penelitian yang dilakukan oleh Anggara (2010) yang meneliti tentang
Analisa Pondasi Tiang Bor Pada Proyek Jembatan Tambalan II yang berlokasi di
Bantul, Yogyakarta. Didalam proyek ini peneliti menganalisis kapasitas dukung
dan penurunan pondasi tiang bor pada proyek jembatan tambalan II. Fondasi
tiang bor dipilih karena penggunaan pondasi tiang bor merupakan suatu
keharusan demi tercapai suatu struktur yang aman. Analisis yang digunakan
adalah dengan metode statis yaitu dengan data uji laboratorium dan data SPT
(lapangan). Dalam analisis ini digunakan tiang bor dengan diameter 0,60 m ;
0,80 m dan 1,00 m. dengan kuat tekan beton K-250 dan panjang efektif tiang
bor 15 m. Dari perhitungan analisis yang telah dilakukan didapatkan berat
total struktur atas hasil analisis SAP 2000 sebesar 766,43 ton. Berdasarkan data
SPT hasil analisis fondasi tiang bor diameter tiang 0,60 m sebesar 1281,707 ton
lebih kecil daripada beban total 1288,85 ton sehingga tidak aman digunakan.
Untuk diameter tiang 0,80 m mempunyai kapasitas dukung kelompok tiang
sebesar 1612,00 ton lebih besar daripada beban total 1352,16 ton sehingga aman
digunakan. Untuk diameter tiang 1,00 m mempunyai kapasitas dukung kelompok
tiang sebesar 1864,462 ton lebih besar daripada beban total 1433,55 ton
sehingga aman digunakan.. Dan penurunan fondasi tiang bor diameter tiang
0,60 m adalah 0,28 m. Untuk diameter 0,80 m adalah 0,31 m. Untuk diameter
1,00 m pada tanah lempung adalah 0,35 m. Semakin besar jarak antar tiang
atau luasan kelompok tiang maka semakin kecil penurunan yang terjadi.
Berdasarkan hasil penelitian dari referensi di atas, penulis tertarik untuk
meneliti Perencanaan pondasi tiang bor pada proyek pembangunan central natural
gas (Studi kasus: Stasiun gas induk Bitung-Tangerang) yang menahan beban
kompresor gas. Analisis yang di pakai menggunakan metode perhitungan daya
dukung pondasi dan penurunan manual serta menggunakan program GEO5 v.17.
8
Tabel 1. Perbandingan penelitian dengan penelitian yang berhubungan
Peneliti Galeh
A Putro
Yunida
Danuatmaja
Febri Yoga
Anggara
Muhammad
Fadhil Choliq
Metode
Penelitian
Perencanaan
pondasi
tiang bor
pada struktur
gedung
Perencanaan
pondasi tiang bor
pada struktur
gedung
Analisa daya
dukung pondasi
tiang bor pada
struktur jembatan
Perencanaan
pondasi tiang
bor pada
kompresor
Analisa
menggunakan
software
FB-PIER Tidak SAP 2000 GEO5 v.17
Lokasi
penelitian
Jl. HR.
Rasuna Said
Kav. 6,
Kuningan,
Jakarta
Selatan
Gedung Kampus
STIE-IBS
Kemang
Jembatan
Tambalan II
Bantul
Pondasi
kompresor di
stasiun gas
induk Bitung-
Tangerang
Metode
peerhitungan
LCPC
(Laboratoire
Central des
Ponts et
Chaussees),
Vesic dan N-
SPT, SKSNI
T15-1991-03
Vesic, Lambda,
Semi Empiris,
SK SNI T-15-
1991-03
Metode Statis
dengan
menggunakan uji
laboratorium dan
SPT
Metode Statis
dengan
menggunakan
uji
laboratorium
dan N-SPT,
Skempton,
Meyerhof, SNI
03-2847-2002,
SNI 03-1726-
2002
9
Keterangan:
Penelitian yang bersifat mendukung
dan dapat digunakan sebagai
referensi
Penelitian tidak sejenis/berhubungan
Penelitian sejenis yang digunakan
sebagai referensi
Gambar 4. Posisi penelitian terhadap peneliti sebelumnya
Galeh A Putro (2011) dengan judul
Perencanaan Pondasi Tiang Bor pada Proyek Gedung
Menara Palma
Isi tugas akhir:
1. Menghitung penulangan pada pondasi.
2. Meneliti daya dukung dan penurunan tiang bor group
pada pondasi.
3. Menghitung penulangan dan ukuran pada pile cap.
4. Sotware yang digunakan yaitu FB-PIER.
Muhammad Fadhil Choliq
Perencanaan pondasi tiang bor pada proyek
pembangunan central natural gas (Studi kasus:
Stasiun gas induk Bitung-Tangerang
Isi tugas akhir
1. Menghitung penulangan pada pondasi dan
penulangan pada pile cap.
2. Meneliti daya dukung dan penurunan tiang bor
pada kompresor
3. Data yang digunakan adalah N-SPT, dan
laboratorium.
4. Gaya horizontal yang ditinjau adalah beban
gempa
5. Software yang digunakan yaitu Geo5 v.17
Febri Yoga Anggara (2010) dengan judul
Analisa Pondasi Tiang Bor Pada Proyek Jembatan
Tambalan II Bantul
Isi tugas akhir:
1. Meneliti daya dukung dan penurunan tiang bor pada
pondasi bangunan gedung.
2. Metode perhitungan yang digunakan yaitu metode
statis yaitu dengan uji laboratorium dan data SPT.
3. Analisis struktur bangunan atas menggunakan
program SAP 2000
Yunida Danuatmaja (2009) dengan judul
Perencanaan Pondasi Tiang Bor pada Gedung Kampus
STIE-IBS Kemang
Isi Tugas Akhir:
1. Menghitung penulangan pada pondasi.
2. Meneliti daya dukung dan penurunan tiang bor group
pada pondasi.
3. Menghitung penulangan dan ukuran pada pile cap.
4. Tidak menggunakan software sebagai bahan
perbandingan
10
BAB III
LANDASAN TEORI
A. Definisi Tanah
Tanah terdiri dari 3 komponen, yaitu udara, air dan bahan padat. Udara
dianggap tidak mempunyai pengaruh teknis, sedangkan air sangat mempengaruhi
sifat-sifat teknis tanah. Ruang diantara butiran-butiran, sebagian atau seluruhnya
dapat terisi oleh air atau udara. Bila rongga tersebut terisi air seluruhnya, tanah
dikatakan dalam kondisi jenuh. Bila rongga terisi udara dan air, tanah pada
kondisi jenuh sebagian (partially saturated). Tanah kering adalah tanah yang tidak
mengandung air sama sekali atau kadar airnya nol.
Karakteristik dan parameter tanah sangat penting dalam merencanakan tipe
pondasi yang di pakai, karena tidak semua karakteristik dan parameter tanah
cocok digunakan dalam perencanaan pondasi, apabila tidak sesuai dapat di
lakukan dengan cara rekayasa pondasi. Parameter tanah yang berpengaruh
terhadap kapasitas daya dukung pondasi adalah berat isi tanah, nilai kohesi, sudut
geser tanah, berat jenis tanah, nilai uji sondir, nilai N pada uji SPT.
Tanah sendiri memiliki berat jenis bermacam-macam, berat jenis dari
berbagai macam tanah tersebut berkisar antara 2,65 sampai 2,75. Nilai berat jenis
sebesar 2,67 biasanya digunakan untuk tanah-tanah tak berkohesi. Sedang untuk
tanah kohesif tak organik berkisar diantara 2,68 sampai 2,72. Nilai-nilai berat
jenis tanah diberikan dalam tabel 2 berikut.
Tabel 2. Nilai berat jenis tanah dari berbagai macam tanah
Macam tanah Berat jenis (Gs)
Kerikil 2,65 -2,68
Pasir 2,65 2,68
Lanau Tak Organik 2,62 2,68
Lempung Organik 2,58 2,65
11
Lempung Tak Organik 2,68 2,75
Humus 1,37
Gambut 1,25 -1,80
Sumber : Hary Christady Hardiyatmo, dalam buku mekanika tanah 1, 1992
Nilai-nilai porositas, angka pori dan berat volume total pada keadaan tanah
asli dari berbagai jenis tanah, diberikan oleh terzaghi (1947), terdapat pada tabel
3. berikut:
Tabel 3. Nilai n, e, w, d, b untuk tanah keadaan asli lapangan
Macam tanah n (%) e (%) d
(g/cm)
b (g/cm)
Pasir seragam, tidak padat 46 0,85 32 1,43 1,89
Pasir seragam, padat 34 0,51 19 1,75 2,09
Pasir berbutir campuran,
tidak padat 40 0,67 25 1,59 1,99
Pasir berbutir campuran,
padat 30 0,43 16 1,86 2,16
Lempung lunak sedikit
organik 66 1,90 70 - 1,58
Sumber : Terzaghi (1947), dalam buku mekanika tanah 1, Hary Christady 1992
Indeks plastisitas merupakan interval kadar air dimana tanah masih bersifat
plastis. Jika tanah mempunyai interval kadar air daerah plastis yang kecil, maka
keadaan ini disebut dengan tanah kurus. Kebalikannya, jika tanah mempunyai
interval air daerah yang besar, maka keadaan ini disebut dengan tanah gemuk.
Batasan mengenai indeks plastis, sifat, macam tanah, dan kohesinya diberikan
Atterberg terdapat dalam tabel 4 berikut:
Tabel 4. Hubungan indeks plastis dengan plastisitas dan jenis tanah
PI Tingkat plastisitas Jenis Tanah Kohesi
0 Tidak plastis / non PI Pasir Non kohesif
0
12
B. Penyelidikan Lapangan dengan Pengeboran
Penyelidikan lapangan yang dilaksanakan ini adalah dengan menggunakan
jenis peralatan bor mesin. Pengeboran yang dilakukan dalam proyek ini adalah
untuk menentukan profil lapisan tanah terhadap kedalaman dan juga untuk
menentukan sifat - sifat fisis tanah meliputi : jenis tanah, warna tanah, tingkat
plastisitas tanah, serta juga untuk pengambilan sampel tanah dalam tabung untuk
dilakukan pengujian di laboratorium. Lebih terperinci penyelidikan dengan
pengeboran ini bertujuan :
1. Untuk mengevaluasi keadaan tanah secara visual terperinci
2. Untuk mengambil sampel tak terganggu (undisturbed) dan sampel
terganggu (disturbed) untuk diselidiki di laboratorium.
3. Untuk melaksanakan test penetrasi SPT yang digunakan untuk
menduga kedalaman tanah keras.
Penyelidikan lapangan diproyek ini yang dilakukan adalah 2 titik uji sondir dan
satu titik uji N-SPT (Deep boring).
Laporan hasil pengeboran tanah harus dibuat jelas dan tepat. Pengawas
lapangan yang menangani pekerjaan selain harus selalu mencatat hal-hal kecil
yang berkaitan dengan pelaksanaan pekerjaan, seperti: pergantian alat dan
tipenya, kedalaman lubang pada waktu penggantian alat, metode penahanan
lubang bor agar tetap stabil atau penahan tebing lubang uji. Sesudah contoh tanah
diuji di laboratorium, ditentukan klasifikasinya. Catatan lapangan bersama
dengan hasil pengujian laboratorium tersebut dirangkum sedemikian hingga batas
batas antara material yang berbeda diplot pada elevasi yang benar, menurut
skala vertikal yang ditentukan. Semua hasil-hasil pengeboran dicatat dalam
laporan hasil pengeboran (atau disebut boring log), yang berisi antara lain:
1. Kedalaman lapisan tanah.
2. Elevasi permukaan titik bor, lapisan tanah dan muka air tanah.
3. Simbol jenis tanah secara grafis.
4. Deskripsi tanah.
5. Posisi dan kedalaman pengambilan contoh. Disebutkan kondisi contoh
terganggu atau tak terganggu.
13
6. Nama proyek, lokasi, tanggal, dan nama penanggung jawab pekerjaan
pengeboran.
1. Penyelidikan Lapangan dengan Standar Penetrasi Test (SPT)
Metode SPT adalah metode pemancangan batang (yang memiliki ujung
pemancangan) ke dalam tanah dengan menggunakan pukulan palu dan
mengukur jumlah pukulan perkedalaman penetrasi. Cara ini telah dibakukan
sebagai ASTMD 1586 sejak tahun 1958 dengan revisi revisi secara
berkala sampai sekarang.
Sifat-sifat tanah ditentukan dari pengukuran kerapatan relatif
secara langsung di lapangan. Sewaktu melakukan pengeboran inti, jika
kedalaman pengeboran telah mencapai lapisan tanah yang akan diuji, mata
bor dilepas dan diganti dengan alat yang disebut tabung belah standar
(standard split barrel sampler). Gambar Splint Barrel Sampler dapat
dilihat pada gambar 5.
Tabung dipasang bersama-sama dengan pipa bor, alat diturunkan
sampai ujungnya menumpu lapisan tanah dasar, kemudian dipukul dari atas.
Pukulan diberikan oleh alat pemukul yang beratnya 63,5 kg (140 pon),
yang ditarik naik turun dengan tinggi jatuh 76,2 cm (30). Gambar palu yang
digunakan untuk pengujian SPT dapat dilihat pada gambar 6 berikut ini.
14
Gambar 5. Splint Barrel Sampler Untuk Penyelidikan SPT
Sumber: SNI 4153:2008 Tentang cara uji penetrasi dengan SPT
Gambar 6. Contoh Palu Yang Biasa Digunakan Dalam Uji SPT
Sumber: SNI 4153:2008 Tentang cara uji penetrasi dengan SPT
15
Pemancangan biasanya dilakukan dengan beban 140 lbs ( 63.5 kg ) yang
dijatuhkan dari ketinggian 30" atau 75 cm.
Pengamatan dan perhitungan dilakukan sebagai berikut :
1. Mula-mula tabung SPT dipukul kedalam tanah sedalam 45 cm yaitu
kedalaman yang diperkirakan akan terganggu oleh pengeboran.
2. Kemudian untuk setiap kedalaman 15 cm dicatat jumlah pukulan yang
dibutuhkan untuk memasukkannya. Jumlah pukulan untuk memasukkan
split spoon 15 cm pertama dicata sebagai N 1 . jumlah pukulan untuk
memasukkan 15 cm kedua adalah N2 dan jumlah pukulan untuk
memasukkan 15 cm ketiga adalah N3. jadi total kedalaman setelah
pengujian SPT adalah 45 cm dan menghasilkan N1, N2 dan N3.
3. Angka SPT ditetapkan dengan menjumlahkan 2 angka pukulan terakhir
(N2+N3) pada setiap interval pengujian dan dicatat pada lembaran
Drilling Log.
4. Setelah selesai pengujian, tabung SPT diangkat dari lubang bor
kepermukaan tanah untuk diambil contoh tanahnya dan dimasukan
kedalam kantong plastik untuk diamati di laboratorium.
Gambar 7. Skema Urutan Pengujian Penetrasi Standar (SPT)
Sumber: SNI 4153:2008 Tentang cara uji penetrasi dengan SPT
16
a. Tujuan Percobaan SPT
1. Menentukan kepadatan relatif lapisan tanah tersebut dari
pengambilan contoh tanah dengan tabung, dapat diketahui jenis
tanah dan ketebalan tiap tiap lapisan kedalaman tanah
tersebut.
2. Memperoleh data yang kualitatif pada perlawanan penetrasi
tanah dan menetapkan kepadatan dari tanah yang tidak
berkohesi yang biasanya sulit diambil sampelnya.
b. Kegunaan hasil penyelidikan SPT
1. Menentukan kedalaman dan tebal masing - masing lapisan
tanah tersebut.
2. Alat dan cara operasinya relatif sederhana.
3. Contoh tanah terganggu dapat diperoleh untuk identifikasi jenis
tanah, sehingga interpretasi kuat geser dan deformasi tanah
dapat diperkirakan dengan baik.
c. Cara Interpretasi hasil uji SPT
Hasil uji penetrasi lapangan dengan SPT dilaporkan menjadi satu
dengan log bor dari hasil pengeboran dalam bentuk formulir seperti
diperlihatkan dalam gambar 8, yang antara lain memuat hal-hal sebagai
berikut:
1. Deskripsi tanah meliputi : jenis tanah, warna tanah, tingkat
plastisitas dan ketebalan lapisan tanah masing masing.
2. Pengambilan contoh tanah asli / Undisturbed sample (UDS)
3. Pengujian Standart Penetration Test (SPT)
4. Muka air tanah
5. Tanggal pekerjaan dan berakhirnya pekerjaan.
17
Gambar 8. Formulir Pengujian SPT
Sumber: SNI 4153:2008 Tentang cara uji penetrasi dengan SPT
Jumlah N pukulan memberikan petunjuk tentang kerapatan relatif dilapangan
khususnya tanah pasir atau kerikil dan hambatan jenis tanah terhadap penetrasi.
Uji ini biasanya digunakan untuk tanah yang keras.
Nilai N pada perancangan pondasi dapat dipakai sebagai indikasi
kemungkinan model keruntuhan pondasi yang akan terjadi (Terzaghi dan Peck,
1948). Kondisi keruntuhan geser lokal (local shear failure) dapat dianggap
18
terjadi, bila nilai N < 5, dan keruntuhan geser umum (general shear failure)
terjadi pada nilai N > 30. Untuk nilai N antara 5 dan 30, interpolasi linier dari
koefisien kapasitas dukung tanah Nc, Nq, N dapat dilakukan. Bila nilai-nilai
kerapatan relatif (Dr) diketahui, nilai N dapat didekati dengan persamaan
(Meyerhof, 1957):
N = 1,7 Dr2 (14,2 po + 10)...................................................................................(1)
Dengan:
Dr : Kerapatan relatif
Po
: Tekanan vertikal akibat beban tanah efektif pada kedalaman tanah yang
ditinjau, atau tekanan overbudurden efektif.
Hubungan nilai N dengan kerapatan relatif (Dr) yang diusulkan oleh
Terzaghi dan Peck (1948), untuk tanah pasir, disajikan dalam Tabel 5.
Tabel 5. Hubungan N dengan kerapatan relatif (Dr) tanah pasir
Nilai N Kondisi Kerapatan relatif
(Dr)
< 4 Sangat tidak padat < 0,2
4 s.d
10 Tidak padat 0,2-0,4
10 s.d
30 Kepadatan sedang 0,4-0,6
30 s.d
50 Padat 0,6-0,8
> 50 Sangat padat > 0,8 Sumber:Terzaghi dan Peck, 1948
Untuk tanah lempung jenuh, Terzaghi dan Peck (1948) memberikan hubungan N
secara kasar dengan kuat tekan bebas, seperti yang diperlihatkan dalam Tabel 6.
Kuat tekan bebas ( qu) diperoleh dari uji tekan bebas, dengan cu = 0,5.qu dan =
0. Hubungan empiris antara cu dan N:
Cu = 6 N (kN/m2).................................................................................................(2)
Penggunaan hubungan nilai N dan kuat geser tanah lempung jenuh pada
Tabel 6. tersebut hanya pendekatan kasar. Peck et al.(1953) menyatakan bahwa
19
nilai N hasil uji SPT untuk tanah lenpung hanyalah sebagai pendekatan
kasar, sedang pada tanah pasir, nilai N hasil uji SPT dapat dipercaya. Untuk
menentukan kuat geser tanah lempung jenuh di lapangan, lebih baik jika nilainya
diperoleh dari uji geser kipas (vane shear test) di lapangan atau dari pengujian
contoh tanah tak terganggu di laboratorium.
Tabel 6. Hubungan nilai N, konsistensi dan kuat tekan bebas (qu) untuk tanah lempung
jenuh
Nilai N Konsistensi Kuat Tekan Bebas (qu)
(kN/m2)
< 2 Sangat
Lunak < 25
2 s.d 4 Lunak 25 s.d 50
4 s.d 8 Sedang 50 s.d 100
8 s.d 15 Kaku 100 s.d 200
15 s.d 30 Sangat
Kaku 200 s.d 400
> 30 Keras > 400 Sumber: Terzaghi dan Peck , 1948
2. Penyelidikan lapangan dengan Cone Penetrometer Test (CPT, Sondir)
Penyondiran adalah suatu proses memasukkan alat sondir secara tegak
turns kedalam tanah untuk mengetahui besarnya perlawanan penetrasi tanah
terhadap kedalaman lapisan tanah yang ditembus alat sondir tersebut. Alat sondir
adalah suatu alat yang berbentuk silinder dengan ujungnya berupa suatu konus.
Dimana pada pengujian sondir, alat ini ditekan kedalam tanah untuk mengukur
perlawanan tanah pada ujung sondir ( tahanan ujung ) dan gesekan pada selimut
sondir ( hambatan lekat atau gesekan selimut ).
a. Kegunaan uji sondir adalah :
1. Untuk menentukan profil dan karakteristik tanah.
2. Merupakan pelengkapan bagi informasi dari pengeboran tanah.
3. Menentukan daya dukung pondasi.
4. Untuk mengetahui kedalaman lapisan tanah keras serta daya
dukung maupun daya lekat setiap kedalaman.
5. Untuk memeberikan gambaran jenis tanah secara kontinu
6. Untuk mengevaluasi (meninjau kembali) karakteristik teknis tanah.
20
b. Tujuan uji sondir adalah :
Tujuan praktis :
- Untuk mengetahui kedalaman dan kekuatan lapisan- lapisan tanah
Tujuan teoritis :
- Untuk mengetahui perlawanan penetrasi konus ( penetrasi terhadap
ujung konus yang dinyatakan dalam gaya persatuan luas )
- Untuk mengetahui jumlah hambatan lekat tanah ( perlawanan geser
atau friction tanah terhadap selubung bikonus yang dinyatakan dalam
gaya persatuan panjang )
c. Cara Interpretasi hasil uji sondir
Cara pelaporan hasil uji sondir biasanya dilakukan dengan
menggambarkan variasi tahanan ujung (qc) dengan gesekan selimut (fs)
terhadap kedalamannya. Bila hasil sondir diperlukan untuk mendapatkan daya
dukung tiang, maka diperlukan harga komulatif gesekan (jumlah hambatan
lekat), yaitu dengan menjumlahkan harga gesekan selimut terhadap
kedalaman, sehingga pada kedalaman yang ditinjau dapat diperoleh gesekan
total yang dapat digunakan untuk menghitung gesekan pada kulit tiang.
Besaran gesekan komulatif ( total friction ) diadaptasikan dengan sebutan
jumlah hambatan lekat (JHL). Bila hasil sondir digunakan untuk klasifikasi
tanah, maka cara pelaporan hasil sondir ang diperlukan adalah
menggambarkan tahanan ujung (qc), gesekan selimut (fs), dan ratio gesekan
( FR ) terhadap kedalaman tanah. Data sondir tersebut digunakan untuk
mengidentifikasi dari profil tanah terhadap kedalaman. Cara pelaporan uji
sondir tercantum pada gambar 9.
21
Gambar 9. Cara Pelaporan Hasil Uji Sondir
Sumber: SNI 2728:2008 Tentang cara uji penetrasi dengan alat sondir
C. Macam Macam Pondasi
Pondasi adalah bagian paling bawah dari suatu bangunan yang meneruskan
beban bangunan bagian atas kelapisan tanah atau batuan yang berada dibawahnya.
Klasifikasi pondasi dibagi 2 (dua) yaitu:
1. Pondasi dangkal
Pondasi dangkal adalah pondasi yang mendukung beban secara langsung
seperti : Pondasi setempat dan pondasi menerus
2. Pondasi dalam
Pondasi dalam adalah pondasi yang meneruskan beban bangunan ke tanah
keras atau batu yang terletak jauh dari permukaan, seperti:
Pondasi sumuran (pier foundation), Pondasi tiang (pile foundation).
D. Pengertian Pondasi Tiang Bor
Pondasi tiang bor (bored pile) adalah pondasi tiang yang pemasangannya
dilakukan dengan mengebor tanah pada awal pengerjaannya. Bored pile dipasang
ke dalam tanah dengan cara mengebor tanah terlebih dahulu, baru kemudian diisi
22
tulangan dan dicor beton. Tiang ini biasanya dipakai pada tanah yang stabil dan
kaku, sehingga memungkinkan untuk membentuk lubang yang stabil dengan alat
bor. Jika tanah mengandung air, pipa besi dibutuhkan untuk menahan dinding
lubang dan pipa ini ditarik ke atas pada waktu pengecoran beton. Pada tanah yang
keras atau batuan lunak, dasar tiang dapat dibesarkan untuk menambah tahanan
dukung ujung tiang. Bagian struktural ini disebut juga
a. Sumuran yang dibor (drilled shaft)
b. Kaison yang digali (drilled caisson) atau sering disrbut kaison saja.
c. Tiang pancang yang dibor (bored pile) biasanya dibatasi D > 760 mm.
d. Pilar dengan dasar berbentuk lonceng (belled pier) atau kaison dengan
dasar berbentuk lonceng (belled caisson).
Pelaksanaan pondasi tiang bor tanah dilubangi dahulu dengan ukuran
diameter sesuai desain, menggunakan alat bor, dasar lubang pada
akhir pengeboran dibersihkan (disedot dengan pompa) kemudian lubang tersebut
diisi dengan pembesian / penulangan dan selanjutnya dicor dengan beton
(menggunakan pipa tremi).
Lubang dibuat dengan alat bor mesin. Untuk kondisi tanah yang mudah
longsor, sebelum pengeboran dipasang pipa casing terlebih dahulu
(biasanya untuk lapisan atas saja). Untuk menjaga kelongsoran pada bagian
bawah pipa diisi dengan lumpur bentonit. Untuk tiang bor ini, perlu
dikendalikan dengan cermat tentang kedalaman pengeboran agar dapat
mengendalikan waste beton. Kedalaman final biasanya ditetapkan atas
persetujuan konsultan pengawas dengan antara lain melihat sampel tanah hasil
pengeboran terakhir. Pada umumnya daya dukung tiang bor lebih
tinggi daripada tiang pancang. Bahkan tiang bor pada ujungnya dapat dibuat
benjolan / pedestal untuk keperluan menambah daya dukung dan
memiliki ketahanan terhadap beban tarik.
Hal-hal yang perlu diperhatikan pada pelaksanaan tiang bor ini adalah :
1. Urutan pengeboran titik tiang dengan teratur agar gerakan/ maneuver
peralatan bor tidak terganggu oleh tiang bor yang telah
selesai (umumnya gerakan mundur).
2. Selama proses pengeboran akan dihasilkan (pada umumnya)
23
lumpur hasil pengeboran. Oleh karena itu lumpur tersebut
harus dapat dialirkan ketempat tertentu agar lokasi bersih dan tidak
menghambat proses pekerjaan.
3. Sistem pengecoran menggunakan system tremi untuk
menghindari segresi.
E. Keuntungan dan Kerugian Pondasi Tiang Bor
1. Keuntungan pemakaian pondasi tiang bor :
a. Pemasangan tidak menimbulkan gangguan suara dan getaran yang
membahayakan bangunan sekitarnya.
b. Mengurangi kebutuhan beton dan tulangan dowel pada pelat penutup
tiang (pile cap). Kolom dapat secara langsung di letakkan di puncak
tiang bor.
c. Kedalaman tiang dapat divariasikan.
d. Tanah dapat diperiksa dan dicocokkan dengan data laboratorium.
e. Tiang bor dapat dipasang menembus batuan.
f. Diameter tiang memungkinkan dibuat besar, bila perlu ujung bawah
tiang dapat dibuat lebih besar guna mempertinggi kapasitas dukungnya.
g. Tidak ada resiko kenaikan muka tanah.
h. Penulangan tidak dipengaruhi oleh tegangan pada waktu pengangkutan.
2. Kerugian pemakaian pondasi tiang bor :
a. Pengecoran tiang bor dipengaruhi kondisi cuaca.
b. Pengecoran beton agak sulit bila dipengaruhi air tanah karena mutu
beton tidak dapat dikontrol dengan baik.
c. Mutu beton hasil pengecoran bila tidak terjamin keseragamannya di
sepanjang badan tiang bor mengurangi kapasitas dukung tiang bor,
terutama bila tiang bor cukup dalam.
d. Pengeboran dapat mengakibatkan gangguan kepadatan, bila tanah
berupa pasir atau tanah yang berkerikil.
e. Air yang mengalir ke dalam lubang bor dapat mengakibatkan
gangguan tanah, sehingga mengurangi kapasitas dukung tiang.
24
f. Akan terjadi tanah runtuh (ground loss) jika tindakan pencegahan
tidak dilakukan.
F. Metode Dasar Dalam Pelaksanaan Pondasi Tiang Bor
1. Metode Kering
Urutan pelaksanaan pekerjaan pada metode ini sebagai berikut :
1) Pertama-tama dibuat lubang dengan cara mengebor tanah dengan
alat bor sedalam yang diinginkan.
2) Dasar dari lubang diisi beton secukupnya untuk kedudukan
besi tulangan. Pengecoranya dapat dilakukan dengan cara jatuh
bebas dengan ketinggian yang dibatasi.
3) Penulangan besi diturunkan ke dalam lubang.
4) Seluruh lubang diisi dengan beton, sampai dengan elevasi
yang ditetapkan.
Cara ini dilakukan pada kondisi tanah yang cohesive dan dengan muka
air tanah (MAT) di bawah dasar lubang atau tanah mempunyai
permaebilitas yang rendah, sehingga air tanah tidak menyulitkan
pelaksanaan. Oleh karena itu, cara ini disebut dengan metode kering (dry
method) lihat gambar 10.
Gambar 10. Bored Pile Dengan Metode Kering
Sumber : Joseph E Bowles, dalam buku Analisis dan Desain Pondasi edisi keempat
jilid 2,1998
25
2. Metode Acuan
Metode ini digunakan, bila kondisi tanah mudah terjadi deformasi
ke arah lubang galian, sehingga dapat menutup sebagian dari lubang.
Cara ini juga digunakan bila menginginkan untuk menahan aliran air
tanah ke dalam lubang, tetapi ujung casing harus dapat mencapai tanah
yang kedap (impermeable).
Untuk memelihara kondisi lubang bor, maka ketika memasang
casing disertai dengan pengisian lumpur (slurry) ke dalam lubang
bor. Setelah casing duduk pada tempatnya, maka slurry dipompa
keluar dari lubang bor. Banyanya slurry yang dipakai tergantung dari
kebutuhan proyek. Di bawah dasar casing digali lagi dengan diameter
yang lebih kecil dari diameter dalam casing, kurang-lebih antara 25-
50 mm. ada 2 alternatif tentang casing yaitu, casing ditinggal dan casing
dicabut kembali selama proses pengecoran beton (Gambar 11.).
Beton dimasukan dengan tekanan untuk dapat mengganti slurry yang
ada diantara casing bagian luar dengan tanah. Bila dipilih alternatif casing
dicabut lagi, harus dilakukan dengan hati-hati. Saat penarikan dilakukan
harus dalam keadaan beton masih cair, dan beton betul-betul dapat
mendesak slurry keluar.
Gambar 11. Bored Pile Dengan Metode Acuan
Sumber : Joseph E Bowles,dalam buku Analisis dan Desain Pondasi edisi keempat
jilid 2,1998
26
3. Metode Adonan
Metode ini dapat diaplikasikan pada semua situasi penggunaan
casing. Adonan disini juga difungsikan untuk menahan air tanah yang
dapat masuk ke dalam lubang. Perlu dicatat dalam metode ini, bahwa
kecukupan slurry (harus ditambah bila kurang), atau dengan
menambah densitinya agar dapat memperoleh kekuatan untuk
menahan runtuhnya tanah ke dalam lubang bor.
Material bentonite dibuat dengan cara dicampur dengan air
sehingga merupakan cairan lumpur (slurry bentonite).
Diperlukan percobaan pencampuran bentonite untuk memperoleh
jumlah prosentase yang optimum. Bentonite dan air harus dicampur
dengan benar agar tidak terlalu kental.
Secara umum dengan metode adonan ini diharapkan agar adonan
tidak terlalu lama dalam lubang, karena akan dapat membentuk
dinding yang tipis yang sulit untuk dihilangkan/ diganti dengan beton
selama pengecoran beton. Selama proses pengecoran, pipa tremi harus
selalu terbenam dalam beton, sehingga harus diperhatikan antara
kecepatan pengecoran beton dengan kecepatan menarik pipa tremi.
Urutan pelaksanaan metode ini dapat dilihat pada gambar 12.
Gambar 12. Bored Pile Dengan Metode Adonan
Sumber : Joseph E Bowles,dalam buku Analisis dan Desain Pondasi edisi keempat
jilid 2,1998
27
Mutu beton yang digunakan biasanya antara 25 Mpa 35 M pa,
tergantung diameter lubang bor. Sedangkan slump beton digunakan
antara 12,5 sampai dengan 18 cm.
G. Pembebanan Pondasi Tiang Bor
Dalam melakukan analisis desain suatu struktur bangunan, perlu
adanya gambaran yang jelas mengenai perilaku dan besar beban yang
bekerja pada struktur. Hal penting yang mendasar adalah pemisahan antara
beban-beban yang bersifat statis dan dinamis.
1. Beban Statis
Beban statis adalah beban yang memiliki perubahan intensitas beban
terhadap waktu berjalan lambat atau konstan. Jenis-jenis beban statis
menurut Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Rumah dan Gedung
1987 adalah sebagai berikut:
a. Beban mati (dead load/ DL)
Beban mati adalah semua beban yang berasal dari berat
bangunan, termasuk segala unsur tambahan tetap yang merupakan
satu kesatuan dengannya. Besaran beban mati di jelaskan pada tabel
7.
Tabel 7. Beban Mati pada Struktur
Beban Mati Besar Beban
Batu alam 2600 kg/m3
Beton Bertulang 2400 kg/m3
Dinding Pasangan Bata 250 kg/m2
Langit-langit + penggantung 18 kg/m2
Lantai ubin dari semen Portland 24 kg/m2
Spesi per cm tebal 21 kg/m2
Kolam renang 1000 kg/m2
Sumber: PPURG 1987
b. Beban Hidup ( Live Load/LL)
Beban hidup adalah semua beban tidak tetap, kecuali beban
28
angin, beban gempa dan pengaruh-pengaruh khusus yang diakibatkan
oleh selisih suhu, pemasangan (erection), penurunan pondasi,
susut, dan pengaruh-pengaruh khusus lainnya. Meskipun dapat
berpindah- pindah, beban hidup masih dapat dikatakan bekerja
perlahan-lahan pada struktur. Beban hidup diperhitungkan
berdasarkan perhitungan matematis dan menurut kebiasaan yang
berlaku pada pelaksanaan konstruksi di Indonesia. Untuk menentukan
secara pasti beban hidup yang bekerja pada suatu lantai bangunan
sangatlah sulit, dikarenakan fluktuasi beban hidup bervariasi,
tergantung dari banyak faktor. Oleh karena itu faktor pengali
pada beban hidup lebih besar jika dibandingkan dengan faktor
pengali pada beban mati. Besaran beban hidup di jelaskan pada tabel
8.
Tabel 8. Beban Hidup pada Struktur
Beban Hidup Pada Lantai Bangunan Besar Beban
Lantai Apartemen 250 kg/m2
Tangga dan Bordes 300 kg/m2
Plat Atap 100 kg/m2
Lantai Ruang rapat 400 kg/m2
Beban Pekerja 100 kg
Sumber: PPURG 1987
2. Beban Dinamik
Beban dinamik adalah beban dengan variasi perubahan intensitas
beban terhadap waktu yang cepat. Beban dinamis ini terdiri dari beban
gempa dan beban angin.
a. Beban Gempa
Gempa bumi adalah fenomena getaran yang dikaitkan dengan
kejutan pada kerak bumi. Beban kejut ini dapat disebabkan
oleh banyak hal, tetapi salah satu faktor utamanya adalah
benturan/pergesekan kerak bumi yang mempengaruhi
29
permukaan bumi. Lokasi gesekan ini disebut fault zone. Kejutan
tersebut akan menjalar dalam bentuk gelombang. Gelombang ini
menyebabkan permukaan bumi dan bangunan di atasnya
bergetar. Pada saat bangunan bergetar timbul gaya-gaya pada
struktur bangunan karena adanya kecenderungan dari massa
bangunan untuk mempertahankan dirinya dari gerakan. Gaya
yang timbul disebut gaya inersia, besar gaya tersebut bergantung
pada banyak faktor yaitu:
1. Massa Bangunan
2. Pendistribusian massa bangunan
3. Kekuatan struktur
4. Jenis tanah
5. Mekanisme redaman dari struktur
6. Perilaku dan besar alami getaran itu sendiri
7. Wilayah kegempaan
8. Periode getar alami
Dalam tugas akhir ini, faktor-faktor yang berpengaruh antara lain:
1) Faktor Keutamaan Struktur (I)
Menurut SNI Gempa 2002, pengaruh Gempa Rencana harus
dikalikan dengan suatu Faktor Keutamaan ( I ) menurut
persamaan 3 di bawah ini :
I = I1.I2..................................................................................(3)
Dimana I1 adalah Faktor Keutamaan untuk menyesuaikan
periode ulang gempa berkaitan dengan penyesuaian probabilitas
terjadinya gempa selama umur rencana dari gedung. Sedangkan I2
adalah Faktor Keutamaan untuk menyesuaikan umur rencana dari
gedung tersebut. Faktor-faktor Keutamaan I1, I2dan I ditetapkan
menurut Tabel 9.
30
Tabel 9. Faktor Keutamaan untuk berbagai kategori gedung dan bangunan
Kategori gedung
Faktor Keutamaan
I1 I2 I Gedung umum seperti untuk
penghunian, perniagaan dan
perkantoran
1,0
1,0
1,0
Monumen dan bangunan monumental
1,0
1,6
1,6
Gedung penting pasca gempa seperti
rumah sakit, instalasi air bersih,
pembangkit tenaga listrik, pusat
penyelamatan dalam keadaan darurat,
fasilitas radio dan televisi.
1,4
1,0
1,4
Gedung untuk menyimpan bahan
berbahaya seperti gas, produk
minyak bumi, asam, bahan beracun.
1,6
1,0
1,6
Cerobong, tangki di atas menara
1,5
1,0
1,5
Sumber: SNI 03 1726, Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur
Gedung , 2002
Besarnya beban Gempa Rencana yang direncanakan untuk
berbagai kategori bangunan gedung, tergantung pada probabilitas
terjadinya keruntuhan struktur bangunan selama umur rencana
yang diharapkan. Karena gedung sekolah merupakan bangunan
yang memiliki fungsi biasa, serta dengan asumsi probabilitas
terjadinya gempa tersebut selama kurun waktu umur gedung
adalah 10%, maka berlaku I1= 1,0.
2) Faktor Reduksi Gempa (R)
Nilai Faktor Daktilitas Struktur ( ) di dalam perencanaan
struktur bangunan gedung dapat dipilih menurut kebutuhan,
tetapi harganya tidak boleh diambil lebih besar dari nilai Faktor
Daktilitas Maksimum m yang dapat dikerahkan oleh masing-
masing sistem atau subsistem struktur gedung. Pada Tabel 10.
ditetapkan nilai m dari beberapa jenis sistem dan subsistem
struktur gedung, berikut Faktor Reduksi Maksimum Rm yang
bersangkutan.
31
Jenis tanah Kec rambat gelombang
geser rata-rata v s (m/det)
Nilai hasil Test Penetrasi Standar rata-rata
Kuat geser niralir rata-rata
S u (kPa)
Tanah Keras v s 350 N 50 S u 100
Tanah Sedang
175 v s < 350 15 N < 50 50 S u < 100
Tanah Lunak
v s < 175 N < 15 S u < 50
Atau, setiap profil dengan tanah lunak yang tebal total lebih dari 3 m dengan
PI > 20, wn 40% dan Su < 25 kPa
T. anah Khusus Diperlukan evaluasi khusus di setiap lokasi
Tabel 10. Faktor Daktilitas Maksimum (m), Faktor Reduksi Gempa
Maksimum (Rm), Faktor Tahanan Lebih Struktur (f1) beberapa jenis
sistem/subsistem struktur gedung
Sumber : SNI 03-1726.Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Gedung, 2002
3) Faktor Respon Gempa (C)
Faktor respon gempa ini bergantung pada spektrum respon
gempa yang besarnya dipengaruhi oleh:
a. Zona gempa
Lokasi pembangunan bangunan kompresor ini adalah di
kabupaten Tangerang yang termasuk zona kegempaan 4
b. Penentuan Jenis Tanah
Jenis tanah ditetapkan sebagai tanah keras,
Tabel 11. Jenis tanah berdasarkan SNI 03-1726 tanah sedang dan tanah lunak apabila untuk lapisan setebal maksimum 30 meter paling atas dipenuhi syarat-syarat yang tercantum dalam tabel 11.SNI GEMPA-2002
Sumber: SNI 03 1726, Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk
Struktur Gedung , 2002
m Rm fi
5,2 8,5 2,8
5,2 8,5 2,8
2. Rangka pemikul momen menengah
2,7 4,5 2,8
2,1 3,5 2,8
4.Rangka batang baja pemikul
momen khusus (SRBPMK)
3,3 5,5 2,8
4,0 6,5 2,8
3. Rangka pemikul momen biasa
pemikul momen terutama melalui
mekanisme lentur)
Sistem dan subsistem stuktur gedung Uraian sistem pemikul beban gempa
1. Rangka pemikul momen khusus
a. Baja
b.Beton bertulang
a.Baja
b.Beton bertulang
Beton (SRPMM)
Sistem rangka pemikul momen
(sistem struktur yang pada
dasarnya memiliki rangka ruang
pemikul beban gravitasi secara
lengkap.
Beban lateral dipikul rangka
32
Wilayah gempa menurut SNI Gempa 2002 di tentukan
berdasarkan gambar 13.
Gambar 13. Wilayah Gempa Indonesia dengan percepatan batuan dasar
dengan periode ulang 500 tahun
Sumber: SNI 03 1726, Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur
Gedung , 2002
Setelah dihitung waktu getar dari struktur bangunan pada arah-X
(TX) dan arah-Y (TY), maka harga dari Faktor Respon Gempa C
dapat ditentukan dari Diagram Spektrum Respon Gempa Rencana
(Gambar 14).
33
Gambar 14. Diagram Spektrum Respon Gempa Rencana
Sumber: SNI 03 1726, Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur
Gedung , 2002
b. Beban Angin
Berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Rumah dan
Gedung 1987, muatan angin diperhitungkan dengan menganggap
adanya tekanan positif dan tekanan negatif (isapan), yang bekerja
tegak lurus pada bidang-bidang yang ditinjau. Besarnya tekanan
positif dan tekanan negatif ini dinyatakan dalam kg/m2,
ditentukan dengan mengalikan tekanan tiup (velocity pressure) yang
ditentukan dalam pasal 4.2 dengan koefisien- koefisien angin yang
ditentukan dalam pasal 4.3.
3. Faktor Reduksi Kekuatan
Dalam menentukan kuat rencana suatu struktur, kuat minimalnya harus
direduksi dengan faktor reduksi kekuatan sesuai dengan sifat beban yang
bekerja. SNI 03-2847-2002 menetapkan berbagai nilai reduksi kekuatan ()
untuk berbagai jenis besaran gaya dalam perhitungan struktur. Faktor reduksi
kekuatan tertera pada tabel 12.
34
Tabel 12. Faktor reduksi kekuatan
Kondisi Pembebanan Faktor Reduksi ( )
Beban lentur tanpa gaya aksial
Gaya aksial tarik, aksial tarik dengan lentur
Gaya aksial tekan, aksial tekan dengan lentur
Dengan tulangan spiral
Dengan tulangan biasa
Lintang dan torsi
Tumpuan pada beton
0,8
0,8
0,7
0,70
0,65
0,65 Sumber: SNI 03 2847, 2002
H. Dimensi Tiang Bor
Untuk menghitung dimensi pondasi tiang bor digunakan rumus berikut ini:
Ds = 2,257
......................................................................................(4)
Dengan: Ds : Diameter pondasi tiang bor (mm)
Qw : Beban pondasi tiang bor (ton)
fc : Kuat tekan beton pada umur 28 hari (MPa)
I. Kapasitas Dukung Tiang Bor
Besarnya kapasitas dukung pondasi tiang bor pada tanah tergantung pada
kapasitas dukung ujung dan kapasitas gesekan antara struktur pondasi
dengan lapisan tanah. Kemampuan geser tanah dipengaruhi oleh panjang tiang
sehingga kemampuan geser tanah semakin tinggi dengan bertambahnya
kedalaman tiang di dalam tanah.
Kapasitas dukung tiang merupakan besarnya beban yang diperoleh oleh
pondasi. Analisis kapasitas dukung pada tiang bor dilakukan dengan
terlebih dahulu mengetahaui data tanah. Dimensi tiang dan pile cap, jarak
antar tiang, kedalaman pondasi dan data pendukung seperti mutu beton.
Kapasitas dukung pondasi tiang dapat dibedakan menjadi kapasitas dukung tiang
35
tunggal dan kapasitas dukung kelompok tiang.
1. Kapasitas Dukung Tiang Tunggal
Kapasitas dukung tiang tunggal terdiri dari kapasitas dukung ujung
tiang bor (Qb) dan daya dukung selimut tiang (Qs). Penentuan kapasitas
dukung tiang dapat dilakukan dengan metode statis.
a. Berdasarkan Data Laboratorium
Kapasitas dukung pada tanah kohesif (lempung, lempung
berlanau, lempung berpasir atau berkerikil yang sebagian besar
butiran tanahnya terdiri dari butiran halus) (Hary C. H) dihitung
dengan rumus sebagai berikut :
1) Kapasitas Dukung Ujung Tiang
a) Tanah Lempung
Pekerjaan pengeboran tanah pada pemasangan tiang
menyebabkan perubahan kuat geser tanah lempung. Selain
itu, pengecoran beton juga menambah kadar air lempung
sehingga mengurangi kuat geser lempung. Tahanan ujung tiang
bor (Qb) menurut Skempton(1966) dapat dinyatakan dengan
persamaan:
Qb = . Ab . Nc . Cb .............................................................(5)
Dengan:
Qb = Tahanan ujung ultimit (ton)
= Faktor koreksi, dengan = 0,8 untuk d < 1 m, dan =
0,75 untuk d > 1 m
Ab = Luas penampang ujung bawah tiang (m2)
Cb = Kohesi tanah di bawah ujung tiang pada kondisi
(undrained) (ton/m2)
Nc = Faktor kapasitas dukung (Nc = 9)
Untuk menghitung tahanan ujung, faktor kapasitas
dukung Nc = 9 dapat digunakan (Skempton, 1966).
Kedalaman penembusan tiang pada lapisan pendukung
disarankan paling sedikit 5 kali diameter tiang. Jika tanah
36
termasuk jenis tanah lempung retak-retak, maka Cb diambil
nilai minimnya.
b) Tanah Pasir
Pemancangan tiang dengan cara dipancang, getaran dan
beban kejut yang terjadi saat pemancangan menyebabkan
tanah granuler memadat, sehingga menambah tahanan
ujungnya. Namun, kejadian ini tidak terjadi bila tiang
dipasang dengan mengebor tanah lebih dulu. Akibat
pengeboran, tanah granuler di sekitar lubang bor dapat
terganggu kepadatannya. Tahanan ujung tiang bor (Qb)
menurut Oneill and Reese(1989) dapat dinyatakan dengan
persamaan:
Qb = b fb.................................................................................(6)
Dengan:
Ab = Luas penampang ujung bawah tiang (m2)
fb = tahanan ujung neto per satuan luas (kPa)
fb = 0,60.rN60 4500 kPa......................................................(7)
Dengan:
N60 = nilai N-SPT rata rata antara ujung bawah tiang bor sampai
2db di bawahnya. Tidak perlu dikoreksi terhadap
overbudden.
db = diameter ujung bawah tiang bor (m)
r = tegangan referensi = 100 kPa
2) Kapasitas Dukung Selimut Tiang
a) Tanah Lempung
Untuk menghitung Tahanan gesek dinding tiang bor,
Skempton (1966) menyarankan faktor adhesi () 0,45 sehingga
persamaan tahanan gesek dinding tiang bor, menjadi :
Qs = 0,45 . Cu . As................................................................. (8)
Dengan :
37
Qs = Tahanan gesek dinding ultimit (ton).
Cu = Kohesi rata-rata tanah pada kondisi tak terdrainase
disepanjang tiang (ton/m2).
As = Luas selimut tiang (m2).
Faktor adhesi () pada tiang bor yang ujung bawahnya
dibesarkan dapat diambil lebih kecil. Hal ini karena waktu
pelaksanaan pekerjaanya yang lebih lama. Umumnya, tiang
harus segera dicor sesudah pengeboran. Air yang dipakai untuk
membantu proses pengeboran mengakibatkan penurunan
faktor adhesi. Untuk tiang bor yang bentuknya membesar pada
bagian bawah disarankan agar tahanan geseknya (Qs)
diabaikan pada lokasi sejarak 2 kali diameter tiang,
dihitung dari batas atas bagian yang dibesarkan.
Selain Skempton, Reese (1976) juga memberikan nilai
berdasarkan metode konstruksi tiang yang digunakan untuk
tiang yang di bor dalam tanah lempung, seperti terlihat pada
tabel 13 di bawah ini:
Tabel 13. Nilai rata-rata untuk memperkirakan tahanan kulit tiang bor tiang yang dibor
dalam tanah lempung ( setelah Reese (1976))
Metode konstruksi pilar Limiting (fs+)
ksf
Kering atau memakai adonan ringan 0,5 1,8
Memakai lumpur bor dimana pemindahan lapisan penyaring tidak
tertentu 0,3
Tiang-tiang dengan dasar berbentuk lonceng pada tanah yang kira-kira
sama dengan tanah di sisi tiang bor
Dengan metode kering 0,3 0,8
Memakai lumpur bor dimana pemindahan lapisan penyaring tak tertentu 0,15 0,5
Tiang lurus atau dengan dasar lonceng pada tanah lebih kokoh dari pada
tanah di sekeliling tiang bor. 0 Sumber : Joseph E Bowles, dalam buku Analisis dan Desain Pondasi edisi keempat jilid 2,1998
Catatan:
Untuk tanah ke beton gunakan nilai-nilai 0,25 hingga 1 untuk tiang acuan yang merupakan
pelekatan untuk selubung baja. Gunakan nilai-nilai yang lebih tinggi untuk acuan yang didorong.
38
b) Tanah Pasir
Tahanan gesek tiang bor (Qs) menurut Oneill dan
Reese(1989) dapat dinyatakan dengan persamaan:
Qs = fs .As............................................................................. (9)
Dengan :
Qs = Tahanan gesek dinding ultimit (ton).
fs = tahanan gesek satuan (kN/m2)
As = Luas selimut tiang (m2).
fs = . po............................................................................. (10)
Dengan :
= Koefisien gesek
po = tekanan overburden di tengah-tengah lapisan tanah (kN/m2)
= 1,5-0,135
dengan 0,25............................................ (11)
Dengan :
z = kedalaman di tengah-tengah lapisan tanah (m)
dr = lebar referensi = 300 mm
po = sat.z............................................................................... (12)
Dengan :
sat = berat isi tanah dalam keadaan jenuh (ton/m3)
3) Kapasitas Dukung Ultimit Tiang
Kapasitas ultimit tiang bor dinyatakan dalam persamaan :
Qult =Qb+Qs..............................................................................(13)
Dengan :
Qult = Kapasitas ultimit tiang bor (ton)
Qb = Tahanan ujung ultimit (ton)
Qs = Tahanan gesek dinding ultimit (ton)
39
4) Kapasitas Ijin Tiang Bor
Kapasitas ijin tiang bor, diperoleh dari jumlah tahanan ujung
dan tahanan gesek dinding yang dibagi dengan faktor aman
tertentu.
1) Untuk dasar tiang yang dibesarkan dengan diameter d< 2 m
Qa =
.............................................................................(14)
2) Untuk tiang tanpa pembesaran di bagian bawahnya
Qa =
. ...........................................................................(15)
b. Berdasarkan Data Lapangan (Berdasarkan Uji N-SPT)
1) Kapasitas Dukung Ujung Tiang Bor
Qb = Ab.qd............................................................................(16)
Dengan : Qb = Kapasitas dukung ujung (ton)
Ab = Luas penampang tiang (m2)
qd = Unit tahanan ujung (ton/m2) (ditentukan pada
Tabel 14)
Tabel perkiraan qd untuk tiang yang dicor ditempat dapat
dilihat pada tabel 14 dan hubungan nilai N, konsistensi, dan kuat
tekan bebas (qu) untuk tanah lempung jenuh dapat dilihat pada
tabel 6.
Tabel 14. Perkiraan qd Untuk Tiang yang Dicor Ditempat
Intensitas daya dukung
ultimate pada ujung tiang
(qd)
Lapisan kerikil1)
N 50
50 > N 40
40 > N 30
750
525
300
Lapisan berpasir1) N 30 300
Lapisan lempung keras 3qu2)
1.Perbedaan antara lapisan kerikil dengan lapisan berpasir dapat dipertimbangkan berdasarkan
hasil penyelidikan pada sejumlah kecil tanah tersebut. Lapisan berpasir yang bercampur dengan
kerikil dianggap sama dengan lapisan berpasir tanpa kerikil. Harga N diperoleh dari
penyelidikan.
2.Pada lapisan lempung keras, intensitas daya dukung ditetapkan berkenaan dengan