ANALISA DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN PONDAS TIANG PANCANG PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG PASCA SARJANA UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

Transkripsi

1 ANALISA DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN PONDAS TIANG PANCANG PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG PASCA SARJANA UNIVERSITAS NEGERI MEDAN Christian Albert Sinaga 1 dan Roesyanto 2 1 Mahasiswa Departemen Teknik Sipil,Universitas Sumatera Utara, Jl,Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan c.a.s.rumajar@gmail.com 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara. Jl Perpustakaan No.1 Medan ABSTRAK Pondasi bertujuan sebagai penopang bangunan dan meneruskan beban bangunan di atasnya ke lapisan tanah yang cukup kuat daya dukungnya. Untuk itu, pondasi bangunan harus diperhitungkan agar dapat menjamin kestabilan bangunan terhadap berat sendiri, bebanbeban yang bekerja, gayagaya luar seperti tekanan angin, gempa bumi, dan lainlain dan tidak boleh terjadi penurunan melebihi batas yang diijinkan. Pondasi tiang pancang merupakan salah satu jenis dari pondasi dalam yang umum digunakan. Untuk menghitung kapasitas tiang, terdapat banyak rumus yang dapat digunakan. Hasil masing masing rumus tersebut menghasilkan nilai kapasitas yang berbeda beda. Tujuan studi ini untuk menghitung dan menganalisis daya dukung dan penurunan kelompok mini pile dari hasil, Standard Penetration Test (SPT), dan membandingkan hasil perhitungan tersebut dengan hasil dari test Pile Driving Analizer (PDA) Hasil perhitungan daya dukung ultimit (Q u )tiang pada kedalaman yang sama yaitu 18,8 m, untuk sondir diperoleh 98,225 ton, data PDA 42,8 ton, dan data SPT 83,885 ton pada kedalaman 18,45 m. Sedangkan untuk penurunan pada kedalaman yang sama yaitu 18,8 m, untuk sondir 6,67 mm, untuk data PDA 6,9 mm, dan data SPT 6,1 mm pada kedalaman 18,45 m. Terdapat perbedaan daya dukung dan penurunan tiang dari 4 titik sondir, satu titik SPT dan berdasarkan hasil test PDA. Perbedaan hasil tersebut dapat disebabkan oleh perbedaan jenis tanah yang terdekat sekalipun dan cara pelaksanaan pengujian yang bergantung pada ketelitian operator. Kata kunci : Daya dukung, penurunan, CPT, SPT, PDA ABSTRACT The foundation aims as the support of the building and continue the load of the building on it to the soil layer that the bearing capacity is strong enough. To that end, the foundation of the building should be taken into account in order to guarantee the stability of the building on its own weight, work loads, external forces such as wind pressure, earthquake, etc. And the settlement may not exceeds the allowable limit. Pile foundation is one of a kind commonly used in the foundation. To calculate the capacity of the pile, there are many formulas that can be used. Results of each of these formulas yield different values of different capacities. The purpose of this study to calculate and analyze the bearing capacity and settlement of mini pile in group for results, Standard Penetration Test (SPT), and compare this with the results of the test Pile Driving analyzer (PDA). The calculation of pile ultimate bearing capacity (Qu) at the same depth is 18.8 m, obtained sondir tons, 42.8 tons of PDA data, and tons of SPT data at a depth of m. As for the settlement at the same depth is 18.8 m, for sondir 6.67 mm, 6.9 mm for PDA data, and the data SPT 6.1 mm at a depth of m. There are differences in bearing capacity and pile settlement of 4 sondir points, single point of SPT and based on PDA test results. The difference in results may be due to differences in soil type and the closest way of testing that relies on the implementation of operator precision. Keywords: Bearing capacity, settlement, CPT, SPT, PDA 1. Pendahuluan Dalam perencanaan pondasi ada beberapa kegiatan yang dilakukan antara lain : soil investigation, perencanaan desain pondasi dan pemancangan. Adapun tujuan dilaksanakan soil investigation adalah untuk mendapatkan karakteristik dan parameterparameter tanah yang mempengaruhi keadaan tanah lokasi gedung tersebut. Karena pada prinsipnya suatu gedung tidak akan dapat dibangun di tanah yang tidak mampu menerima beban gedung tersebut karena akan menyebabkan terjadinya settlement (penurunan) dari konstruksi gedung tersebut,atau dengan kata lain stabilitas gedung tersebut akan terganggu. Settlement (penurunan) pondasi dapat terjadi apabila kekuatan tanah sudah terlampaui oleh beban yang di pikul oleh tanah tersebut. Hal ini lah kondisi yang harus dihindari oleh perencana, karena penurunan pada pondasi dapat menimbulkan kerusakan vatal pada struktur yang berada di atasnya. Oleh sebab itu dalam merencanakan suatu pondasi harus mengevaluasi daya dukung tanah dan penurunannya. 1

2 2. Tujuan Penulisan Tujuan studi ini adalah untuk menghitung dan membandingkan daya dukung aksial, menghitung kapasitas daya dukung kelompok tiang, menghitung daya dukung lateral tiang, dan menghitung penurunan elastis tiang tunggal dan grup tiang dengan menggunakan data dari hasil Cone Penetration Test (CPT), Standart Penetration test (SPT), dan Pile Driving Analizer (PDA). 3. Metodelogi penelitian Untuk mencapai maksud dan tujuan studi ini, dilakukan beberapa tahapan yang dianggap perlu dan secara garis besar diuraikan sebagai berikut : Tahapan pertama adalah adalah melakukan review dan studi kepustakaan terhadap text book dan jurnal jurnal yang terkait dengan pondasi tiang, permasalahan pada pondasi tiang serta desain dan pelaksaan pemancangan tiang. Tahapan kedua adalah meninjau langsung ke lokasi proyek dan menentukan lokasi pengambilan data yang dianggap perlu. Tahapan ketiga adalah pengumpulan data data dari pihak konsultan yaitu PT. Rekayasa Damper Pratama Consultant sehingga diperoleh data hasil sondir pada empat titik yang ditinjau, data hasil SPT pada satu titik dan data hasil pengujian PDA. Tahap keempat adalah mengadakan analisis data dengan menggunakan datadata diatas berdasarkan formula yang ada. Tahapan kelima adalah mengadakan analisis terhadap hasil perhitungan yang dilakukan dan membuat kesimpulan. 4. Hasil dan Pembahasan Perhitungan Kapasitas Daya Dukung Aksial Tiang dari Hasil Perhitungan kapasitas daya dukung tiang mini pile dengan penampang persegi dengan metode langsung di lapangan pada titik S.1, S.2, S.3, dan S.4. Daya dukung tiang ultimate, Q ult = (q c x A p ) + (JHL x K) (1) Daya dukung tiang ijin Q ijin (2) dimana, = tahanan konus pada ujung tiang = luas penampang ujung tiang = tahanan geser total sepanjang tiang = Keliling tiang Daya dukung yang diperoleh dari titik sondir pada kedalaman meter adalah: 1, Q ult = 139,7 Ton 2, Q ult = 123,575 Ton 3, Q ult = 98,225 Ton 4, Q ult = 182,3 Ton Perhitungan kapasitas daya dukung aksial tiang dari hasil Standard Penetration Test (SPT) Daya dukung pondasi tiang pada tanah non kohesif Tahanan geser selimut tiang: Daya dukung pondasi tiang pada tanah kohesif Tahanan geser selimut tiang: (3) (4) (5) (6) (7) 2

3 dimana, NSPT = N yang telah dikoreksi Li = panjang lapisan tanah p = keliling tiang Ap = luas penampang tiang. Daya dukung total dan izin : Q ult = (8) (9) Daya dukung yang diperoleh dari titik SPT pada kedalaman meter adalah: 83,885 Ton Kapasitas daya dukung aksial tiang hasil PDA ( Pile Driving Analizer) Hasil analisis Program CAPWAP ditampilkan pada Tabel 1 dibawah ini. no. Tiang Tabel.1 Hasil Analisis Program CAPWAP Hasil Analisis CAPWAP kapasitas daya dukung kapasitas Friksi Kapasitas Ujung Penurunan Ru,(ton) Rs,(ton) Rb,(ton) Dy,(mm) D1(P3)02 40,9 23,4 17,5 10,4 D1(P3)03 78,5 73,5 5 9 D2(P4)02 42,8 42,3 0,4 6,9 D2(P4)03 56,1 54,2 1,9 8,4 B5(P1)04 46,6 15,9 30,6 10,2 B5(P1)03 50,6 27,9 22,7 11,3 Perhitungan kapasitas daya dukung aksial kelompok tiang Kapasitas ultimit kelompok tiang dengan memperlihatkan faktor efisiensi tiang dinyatakan dengan rumus sebagai berikut Q g = E g. n. Q a (10) Metode Converse Labore Formula (AASHO) Efisiensi kelompok tiang (Eg) : (11) (12) Tabel 2. Perbandingan Perhitungan Daya Dukung Kelompok Tiang ConverseLabore Kedalaman Efisiensi Jumlah tiang (m) Eg n Qa (ton) kelompok Qg (ton) 1 18,8 0, ,7 409, ,8 0, , , ,8 0, , , ,8 0, ,3 533,7744 SPT 18,45 0, , ,615 PDA 18,8 0, ,8 125,318 Metode Los Angeles Group Efisiensi kelompok tiang (Eg) : (13) 3

4 Tabel 3. Perbandingan Perhitungan Daya Dukung Kelompok Tiang Los Angeles Kedalaman Efisiensi Jumlah tiang (m) Eg n Qa (ton) kelompok Qg (ton) 1 18,8 0, ,7 308, ,8 0, , , ,8 0, , , ,8 0, ,3 402,5184 SPT 18,45 0, , ,218 PDA 18,8 0, ,8 94,502 Perhitungan Kapasitas Daya Dukung Lateral Tiang Dengan melihat hasil dari data bor log yang menunjukkan tanah pada lokasi pembangunan didominasi oleh tanah pasir (berbutir) dan hanya satu lapisan tanah lempung pada kedalaman 17,2 19,5 m, maka diasumsikan bahwa tiang berada di tanah pasir (berbutir). Sehingga perhitungan kapasitas daya dukung tiang menggunkan Metode Broms untuk tanah pasir (non kohesif). Cek perilaku tiang dengan menghitung faktor kekakuan tiang (tanah nonkohesif) dengan E = modulus elasitas tiang, I = inersia tiang, dan η h = koefisien variasi modulus (14) Diketahui : E = 94 x 10 6 kn/m 2, I =, η h = Berdasarkan Persamaan (14) diperoleh T = m sehingga tiang pancang tersebut dikategorikan tiang panjang L 4T (18,8 m 11,42 m). Cek keruntuhan tiang akibat momen lentur maksimum tiang (15) (16) H u = 54,629 kn Bila menggunakan grafik My/(d 4 γk p ) = 32,84 / (0,28 4 x 12,174 x 3,32) = 132,19 Dari grafik Gambar 1 untuk ujung jepit diperoleh: H u /(K p d 3 γ) = 61,585 H u = 54,641 kn 61, ,19 Gambar 1. Kapasitas lateral ultimit untuk tiang panjang pada tanah non kohesif (Broms,1964) 4

5 Cek defleksi maksimum tiang akibat beban lateral x 0 < 1 cm maka diambil besar x 0 = 1 cm (diasumsikan) 94 x 10 6 kn/m 2 (17) ηl = 0,8108 x 18,8 = 15,24 untuk ηl = 15,24 Q g = 53,26 kn Maka, nilai daya dukung lateral yg digunakan adalah nilai terkecil. Maka beban lateral untuk defleksi 1 cm, Q g = 53,26 kn Perhitungan Penurunan (Settlement) Tiang Penurunan (settlement) tiang tunggal Untuk menghitung penurunan elastik tiang total digunakan persamaan (18) ` (19) (20) (21) Dimana: Q p = Kapasitas daya dukung ujung tiang (ton) Q s = Kapasitas daya dukung tahanan kulit (ton) ξ = Koefisien dari skin friction A p = Luas penampang tiang (m 2 ) E p = Modulus elastisitas material tiang L = Panjang tiang (m) D = lebar atau diameter tiang (m) q p = tahanan ujung batas tiang = koefisien empiris C p C S sebuah konstanta empiris = Perhitungan penurunan pondasi tiang dievaluasi dari datadata sondir dan SPT dapat dilihat dalam Tabel 4. Tabel 4. Penurunan elastik tiang untuk data sondir dan SPT tiang D4(P4)02 Q ult Q wp Qws q p C p C s s 1 s 2 s 3 S ton ton ton ton/m 2 m m m m 1 139,7 87,5 52, ,02 0,045 0,0016 0,0045 0, , ,58 69,38 54, ,02 0,045 0,0014 0,0045 0, , ,225 45,63 52, ,02 0,045 0,001 0,0045 0, , ,3 112,5 69, ,02 0,045 0,0021 0,0045 0, , SPT 83,885 14,63 69, ,2 0,02 0,045 0,0007 0,0045 0, ,

6 Penurunan (settlement) kelompok tiang Dalam perhitungan penurunan kelompok tiang digunakan persamaan Perhitungan penurunan elastis pondasi group tiang yang dievaluasi dari datadata sondir dan SPT dan PDA dapat dilihat dalam Tabel 5. Tabel 5. Penurunan elastik grup tiang D4(P4)02 (22) S e B g D S g mm mm mm mm 1 6,181 0,875 0,28 10, ,903 0,875 0,28 10, ,667 0,875 0,28 10, ,668 0,875 0,28 11,787 SPT 5,878 0,875 0,28 10,796 PDA 6,9 0,875 0,28 12, Kesimpulan 1. Hasil perhitungan daya dukung ultimit (Q ult ) tiang 25 cm x 25 cm berdasarkan data sondir, SPT dan PDA adalah sebagai berikut : Perbandingan Daya Dukung Ultimit (Q ult ) Tiang No 1 2 Kedalaman (m) 18,5 18, , , , ,3 SPT 83,885 PDA D2(P4)02 42,8 PDA D2(P4)03 56,1 2. Daya dukung kapasitas izin grup tiang dengan faktor efisiensi berdasarkan data sondir, SPT, PDA Perbandingan Perhitungan Daya Dukung Kelompok Tiang ConverseLabore Kedalaman Efisiensi Jumlah (m) Eg Tiang n Qa (ton) kelompok Qg (ton) 1 18,8 0, ,7 409, ,8 0, , , ,8 0, , , ,8 0, ,3 533,774 SPT 18,45 0, , ,615 PDA 18,8 0, ,8 125,318 Perbandingan Perhitungan Daya Dukung Kelompok Tiang Los Angeles Kedalaman Efisiensi Jumlah (m) Eg Tiang n Qa (ton) kelompok Qg (ton) 1 18,8 0, ,7 308, ,8 0, , , ,8 0, , , ,8 0, ,3 402,518 SPT 18,45 0, , ,218 PDA 18,8 0, ,8 94, Daya dukung lateral tiang = 53,26 kn 6

7 4. Penurunan pondasi tiang yang terjadi Penurunan elastik tiang untuk tiang D4(P4)02 s 1 s 2 s 3 S mm mm mm m 1 1,6 4,5 0,089 6, ,4 4,5 0, 117 5, ,5 0, 172 5, ,1 4,5 0, 093 6,668 SPT 1,5 4,5 0, 149 6,107 PDA 6,9 Penurunan elastik grup tiang D4(P4)02 S e B g D S g mm mm mm mm 1 6,181 0,875 0,28 10, ,903 0,875 0,28 10, ,667 0,875 0,28 10, ,668 0,875 0,28 11,787 SPT 6,107 0,875 0,28 10,796 PDA 6,9 0,875 0,28 12, Daftar Pustaka Bowles, J. E., 1997, Foundation Analysis and Design, Fifth Edition,Washinton D.C: Library of Congress CataloginginPublication, Das, B.M., 1941, Principles of Foundation Engineering, Fourth Edition, Washinton D.C: Library of Congress CataloginginPublication. Hardiyatmo, H.C., 1996, Teknik Pondasi 1, Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama. Hardiyatmo, H. C., 2002, Teknik Pondasi 2, Edisi Kedua, Yokyakarta: Beta Offset. Irsyam. M., Rekayasa Pondasi, Bandung: ITB Rahardjo, P. P. dan Handoko S.G., 2005, Manual Pondasi Tiang, Jilid 3, Bandung:GEC Sardjono, H. S., 1988, Pondasi Tiang Pancang, Jilid 1, Surabaya: Sinar Jaya Wijaya Sardjono, H. S., 1988, Pondasi Tiang Pancang, Jilid 2, Surabaya: Sinar Jaya Wijaya Titi, H. H. dan Farsakh, M. A. Y., 1999, Evaluation of Bearing Capacity of Piles from Cone Penetration Test, Lousiana Transportation Research Center. 7