BAB VII TINJAUAN KHUSUS AXIAL LOADING TEST DAN PILE DRIVING ANALYZER

Transkripsi

1 BAB VII TINJAUAN KHUSUS AXIAL LOADING TEST DAN PILE DRIVING ANALYZER 7.1 Axial Loading Test Pengujian pada pondasi Bored Pile dilakukan untuk memastikan Bored Pile yang sudah dikerjakan menurut desain dan tidak mengalami failure (kegagalan). Pengujian ini juga menjadi tolak ukur apabila nanti desain ingin dirubah Umum Pondasi tiang adalah salah satu bagian dari struktur yang digunakan untuk menerima dan menyalurkan beban dari struktur atas ke tanah pada kedalaman tertentu, biasanya karena lapisan tanah kuat terletak sangat dalam. Pondasi tiang juga digunakan untuk mendukung bangunan yang menahan gaya angkat ke atas dan bangunan dermaga yang cenderung menerima beban lateral yang besar. Pada tanah, pondasi tiang dimaksudkan untuk memadatkan tanah sehingga kapasitas tanah tersebut dapat bertambah dan mampu mendukung pondasi bangunan yang permukaan tanahnya mudah tergerus oleh air. Dengan adanya kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang terus berkembang membuat perkembangan dan pembangunan gedung bertingkat tinggi selalu bertambah setiap tahunnya khususnya pada daerah perkotaan yang ingin memajukan daerahnya. Hal ini yang menyebabkan mengapa pondasi tiang sangat dibutuhkan dan terus meningkat kebutuhannya, karena pada gedung bertingkat tinggi penggunaan pondasi konvensional (sederhana) sudah tidak lagi memungkinkan. Hal ini dikarenakan pada gedung bertingkat tinggi memiliki beban vertikal dan beban lateral yang besar VII - 1

2 yang harus ditahan oleh pondasi dari struktur atas. Selain itu kondisi geografis indonesia yang rawan terhadap gempa memungkinkan pentingnya suatu analisis percobaan mengenai daya dukung pondasi tiang. Pada proyek Palm regency apartement dan mall dilakukan beberapa pengujian, namun yang akan dibahas pada tinjauan khusus kerja praktik ini adalah tentang pengujian Axial Loading Test dan Pile Driving Analyzer Pengujian Bored Pile (Axial Loading Test) Pengujian Axial Loading Test dimaksudkan untuk mengetahui berapa besar kapasitas ijin tiang. Pengujian pembebanan ini dilakukan dengan memilih tiang pondasi pile group secara random/acak. Pada pengujian loading test proyek Palm regency apartement dan mall yaitu : Titik Bored Pile BP. 238 (Ø 1000 mm) dengan kapasitas percobaan 700 ton (200 % x beban rencana), pelaksanaan percobaan dimulai pada tanggal 22 Januari Percobaan yang digunakan menggunakan Kentledge System dan sesuai dengan spesifikasi ASTM D dengan prosedur pembacaan dan pembebanan siklik (Cyclic Loading Procedure) Data Teknis Data teknis yang digunakan pada pengujian Bored Pile pada saat pengamatan dengan ukuran diameternya (1000 mm) yaitu sebagai berikut : 1) Jenis Pondasi : Bored Pile 2) Kedalaman : 24,8 m dari muka tanah asli 3) Diameter : 1000 mm 4) Mutu Beton : K 300 VII - 2

3 5) Beban Kerja : 350 Ton 6) Beban Pengujian : 2x beban rencana (700 Ton) 7) Pile Test No. : BP ) Metode Pembebanan : Pembebanan aksial tekan dengan pembebanan langsung (Kentledge System) 9) Sistem pengeccoran : Tremie method menggunakan kawat Ayam dan plastik serta pipa tremie dengan diameter 10 = 20 cm. 10) Sistem pengeboran : Rotary drilling menggunakan Soilmec. 11) Prosedur Pembebanan : Slow Maintained Loading 12) Standar Prosedur : ASTM D Metode Percobaan Pembebanan 1) Pelaksanaan percobaan dilakukan dengan menggunakan sistem kentledge dan sesuai dengan spesifikasi ASTM D dengan prosedur pembacaan dan pembebanan siklik (cyclic loading procedure). 2) Percobaan ini menggunakan concrete block dengan berat total 810 Ton dengan perincian 225 buah concrete block dengan berat 3,5 Ton/block dan 1 buah tiang bored pile yang akan di test. 3) Hydraulic Jack diletakkan tepat di tengah-tengah test pile. Sewaktu jack bekerja maka jack akan menekan test beam ke atas sehingga akan ada reaksi tekan ke tiang percobaan. Penyaluran beban test beam di tahan oleh cross beam yang dipasang melintang dengan test beam, dan penyaluran beban cross beam ditahan oleh concrete block yang terpasang diatas cross beam. 4) Penurunan dari pondasi tiang percobaan diukur oleh 4 (empat) buah extentiometer (dial gauge) yang dihubungkan dengan profil. VII - 3

4 5) Baja kanal sebagai reference beam dan 2 buah dial gauge untuk pembacaan pergeseran lateral tiang. 6) Reference beam yang dipasang dengan kokoh dan di bracing. Hasil penurunan untuk tiang percobaan dalam percobaan ini dapat dilihat pada grafik dan hasil pembacaan loading test Alat-Alat yang Digunakan dalam Pelaksanaan Axial Loading Test 1) Concrete Block Concrete block ini memiliki berat total 144 Ton dengan perincian 72 buah concrete block dengan berat 2 Ton/block. Gambar 7.1 Concrete Block 2) Hydraulic Jack Hydraulic Jack yang digunakan sebagai berikut : Brand = ENERPAC VII - 4

5 Gambar 7.3 Hydraulic Jack 3) Pompa (Pressures gauge) Pompa (Pressures gauge)yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut : Gambar 7.4 Pompa (Pressures gauge) 4) Extentiometer (Dial Indicator) Extentiometer (Dial Gauge) yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut: Jumlah = 4 (empat) buah VII - 5

6 Gambar 7.5 Extentiometer (Dial Gauge) Prosedur Pembacaan Beban penurunan dan waktu akan dicatat saat penambahan dan pengurangan beban. Pencatatan untuk beban tekan adalah sebagai berikut: 1) Selama penambahan beban pada masing-masing beban akan dicatat setiap 10 menit yaitu, menit. 2) Selama pengurangan beban pada masing-masing beban akan dicatat dengan interval 10 menit selama 1 jam. 3) Untuk beban puncak 200% dari design load (700 ton untuk bored pile diameter 1000 mm), pembebanan harus ditahan selama 12 jam atau maksimal 24 jam dan kecepatan penurunan tidak lebih dari 0,25 mm/jam. 4) Rebound akan dicatat setelah beban 0 ton, selama 12 jam Hasil Pengujian Axial Loading Test Bored pile diameter 1000 mm dengan data sebagai berikut : a. Beban Kerja = 350 ton b. Beban maksimal 200% = 700 ton VII - 6

7 Tabel 7.1 Prosedur Pembacaan Loading Test Kapasitas 700 ton (200%) VII - 7

8 Grafik Siklus Pembebanan Bored Pile diameter 1000 mm dengan load test capacity 700 ton (200%) Gambar 7.6 Grafik Hubungan Beban dan Waktu Load Test Capacity 700 ton (200%) VII - 8

9 Gambar 7.7 Grafik Hubungan Waktu dan Penurunan Load Test Capacity 700 ton (200%) Tabel 7.3 Pembacaan Penurunan Tiang Pembebanan VII - 9

10 Tabel 7.4 Pembacaan Penurunan Tiang Pembebanan Tabel 7.5 Pembacaan Penurunan Tiang Pembebanan VII - 10

11 Tabel 7.6 Pembacaan Penurunan Tiang Pembebanan Tabel 7.7 Pembacaan Penurunan Tiang Pembebanan VII - 11

12 Tabel 7.8 Pembacaan Penurunan Tiang Pembebanan Tabel 7.9 Pembacaan Penurunan Tiang Pembebanan VII - 12

13 7.2 Pile Driving Analyzer Pada proyek apartement dan mall palm regency, Selain Axial Loading Test Bored Pile yang di laksanakan pada tanggal 13 Februari 2017 (BP-194), PT Frankie Pile Indonesia melaksanakan test Pile Driving Analayzer pada tanggal Febuari Pada Tiang Bor ᴓ100 cm dan ᴓ 60 cm Tujuan Pengujian PDA adalah untuk memperoleh kapasitas penurunan tiang dan keutuhan tiang. Pile Driving Analyzer (PDA) adalah suatu system pengujian dengan menggunakan data digital komputer yang diperoleh dari strain transducer dan accelerometer untuk memperoleh kurva gaya dan kecepatan ketika tiang dipukul menggunakan palu dengan berat tertentu. Hasil dari pengujian PDA terdiri dari kapasitas tiang, energi palu, penurunan, dll. Pada umumnya, pengujian dengan metode PDA dilaksanakan setelah tiang mempunyai kekuatan yang cukup untuk menahan tumbukan palu. Metode lain yang dapat digunakan untuk menahan tumbukan adalah dengan menggunakan cushion, merendahkan tinggi jatuh palu & menggunakan palu yang lebih berat. VII - 13

14 Gambar 7.8 PDA Test BP Lingkup Pengujian Pengujian dinamis untuk medeteksi daya dukung ultimate, dilakukan terhadap Tiang Bor Ø 100 cm dan Ø 60 cm, dengan alat Pile Driving Analyzer (PDA). Lokasi yang diuji PDA yaitu: No. Tiang Dimensi Tiang Tanggal Pengetesan BP 194 Tiang Bor Ø 100 cm 13 Februari 2017 BP 238 Tiang Bor Ø 100 cm 14 Februari 2017 BP 98 Tiang Bor Ø 100 cm 16 Februari 2017 BP 51 Tiang Bor Ø 60 cm 20 Februari Data Tiang Uji / Test Pile Data 1) Bore Pile 284 Tabel 7.8 Data Tiang Uji BP-284 Pile No BP-284 Pile Dimension (cm) Ø100 Pile Type Bored Pile Pile Length (m) Pile Embedment (m) Pile Penetration (m) 24, Hammer DROP H 12.0 Tons Testing Date 21-Oct-16 VII - 14

15 2) Bore Pile 252 Tabel 7.9 Data Tiang Uji BP-252 Pile No BP-252 Pile Dimension (cm) Ø60 Pile Type Bored Pile Pile Length (m) Pile Embedment (m) Pile Penetration (m) 24, Hammer DROP H 12.0 Tons Testing Date 24-Oct Peralatan Pile Driving Analyzer a. PDA-PAX b. Wirelles strain transducer (2 buah) Gambar 7.10 Pile Driving Analyzer PAX VII - 15

16 c. Wirelles accelerometer ( 2 buah ) Gambar 7.11 Wirelles strain transducer Gambar 7.12 Wirelles accelerometer VII - 16

17 d. Hammer Gambar 7.13 Hammer e. Bor tangan f. Gerinda g. Perlengkapan safety Pengujian Tiang dengan PDA dengan Cara Dinamis Pada dasarnya pengujian tiang dengan cara dinamis didasarkan pada analisis data data hasil rekaman getaran gelombang yang terjadi pada waktu tiang dipukul dengan sumber impact. Dua buah transducer dan dua buah accelerometer yang dipasang pada bagian atas tiang berfungsi sebagai alat ukur renggangan dan percepatan gelombang akibat tumbukan sumber impact. Tujuan pemasangan dua buah instrumen utuk masing-masing pengukuran adalah untuk mendapatkan data yang baik (rata-rata) disamping sebagai alat faktor keamanan apabila salah satu instrumen tidak bekerja dengan baik. VII - 17

18 Hasil pengukuran yang diperoleh tersebut direkam dengan alat Pile Driving Analyzer (PDA). PDA sendiri menganalisis hasil pengukuran dengan metode yang dikenal dengan nama Case Method dimana metode tersebut didasarkan pada teori gelombang satu dimensi Pemasangan Instrumen Pengujian degan cara dinamis dilakukan untuk memperkirakan daya dukung aksial pondasi tiang.oleh karena itu,pemasangan instrumen harus dilakukan sedemikian rupa sehingga pengaruh lentur yang mungkin terjadi selama penumbukan dapat dihindari. Untuk tiang segi empat, transducer dan accelerometer dipasang simetris pada garis netral tiang Tahap Persiapan Pada tahap persiapan ada beberapa hal yang harus dilakukan yaitu: 1) Pengumpulan data informasi meliputi : a) Tanggal Pengeboran Tiang b) Panjang tiang dan ukuran penampang c) Panjang tiang yang masuk kedalam tanah 2) Pengeboran lubang untuk memasang strain transducer dan accelerometer pada tiang Tahap Pelaksanaan Prosedur pengujian dengan menggunakan PDA dilakukan sesuai dengan peraturan ASTM D Oleh karena itu,tiang bor yang akan diuji PDA diberi beberapa kali tumukan, diamana penumbukan dihentikan jika telah diperoleh mutu rekaman pada komputer yang cukup baik dan energi tumbukan (EMX) yang relatif cukup tinggi. Untuk didapatkan kualitas rekaman yang baik tergantung dari beberapa factor antara VII - 18

19 lain pemasangan instrumen terpasang cukup kuat pada tiang beton system elektronik computer dan efisensi hammer yang dipergunakan. Pada saat pengujian secara temporary dilakukan pengecekan / pengencangan baut-baut instrument strain transducer dan accelerometer. Dilakukan beberapa tumbukan sesuai kebutuhan, jika telah didapatkan nilai EMX yang relative tinggi maka tumbukan dihentikan, dimana nilai EMX tergantung dari nilai efisiensi Hammer yang dipakai. Semua pengujian dinamis dilaksanakan sesuai dengan ketentuan ASTM D Disamping itu, kualitas rekaman juga tergantung dari ketepatan pemasangan instrumen serta kinerja komputer dan sistem elektronik. Apabila instrumen tidak terpasang dengan baik atau sistem komputer tidak bekerja seperti yang diharapkan, hal ini akan segera diketahui dari beberpa rekaman blow awal. Selama diproyek Palm Regency apartement dan maal di Ciledug, semua sistem elektronik berjalan sesuai dengan yang diharapkan. Pengujian PDA dilaksanakan berdasarkan ASTM D Berat hammer untuk PDA test, Robinson dkk (2002) menyarankan untuk menggunakan berat hammer (W) yang tergantung kapasitas ultimate tiang (Qu) yaitu : 1. W/Q = 1% untuk jenis tanah kohesif kaku atau bebatuan 2. W/Q = 1,5% untuk jenis tiang friksi pada umumnya 3. W/Q = 2% untuk pondasi tiang bor dengan jenis tanah daya dukung ujung pondasi tanah berbutir kasar (grained coarse soils) dengan ketinggian jatuhnya antara 0,25 m s/d 1,5 m. Sedangkan jumlah pile yang akan diuji antara 0,5 2 % dari seluruh jumlah tiang pancang/bor (Mhaiskar, SY dkk, 2010). Pekerjaan persiapan dilaksanakan sebelum pengujian dilakukan. Persiapan ini antara lain: 1) Ratakan kepala tiang, dan kondisi tiang harus simetris dan tegak lurus VII - 19

20 Gambar 7.14 Kepala Tiang yang Sudah diratakan 2) Pengujian tiang dilakukan dengan menempatkan 2 pasang sensor secara berlawanan. Satu pasang sensor terdiri dari pengukur regangan (strain transducer) dan pengukur percepatan (accelerometer) yang dipasang dibawah kepala tiang (minimum jarak dari kepala tiang ke transducer 1,5D 2D, dimana D adalah diameter tiang) sehingga ada jarak bebas pada saat tumbukan. Gambar 7.15 Pemasangan strain transducer dan accerometer disisi tiang VII - 20

21 3) Persiapkan palu/hammer dan cushion pada kepala tiang, berat Hammer 12 Ton. Gambar 7.16 Hammer dan Cushion Pada Tiang 4) Masukkan data tiang dan palu/hammer dalam PDA PAX. 5) Setelah semua sudah siap, lakukanlah pengecekan ulang untuk memastikan pengujian telah siap dilaksanakan. 6) Setelah semuanya sudah siap, pengujian dilakukan dengan menjatuhkan palu/hammer ke kepala tiang hingga diperoleh energi yang cukup dan tegangan tidak terlampaui agar kepala tiang tidak rusak. 7) Akibat tumbukan hammer pada kepala tiang, sensor akan menangkap gerakan yang timbul dan mengubahnya menjadi sinyal listrik yang kemudian di rekam dan diproses dengan Pile Driving Analyzer (PDA) model PAX. Hasil rekaman PDA dianalisa lebih lanjut dengan software CAPWAP. Beberapa variabel tiang uji termonitor, seperti kapasitas tiang, energi, penurunan maupun integritas tiang. 8) CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) adalah program aplikasi analisa numerik yang menggunakan masukan data gaya (force) dan kecepatan (velocity) yang diukur oleh PDA. Kegunaan program ini adalah untuk memperkirakan VII - 21

22 distribusi dan besarnya gaya perlawanan tanah total sepanjang tiang berdasarkan modelisasi sistem tiang-tanah yang dibuat dan memisahkannya menjadi bagian perlawanan dinamis dan statis. Gambar 7.17 Skema Pengujian PDA Test 9) Setelah pengujian PDA dilaksanakan, dilakukan analisa lebih lanjut dengan CAPWAP untuk memperoleh load transfer tiang dan ujung tiang, kapasitas friksi dan ujung tiang, tegangan tekan dan tarik sepanjang tiang serta penurunan tiang Hasil Analisa CAPWAP pada Tiang Uji 1) Bore Pile 194 Nomor Tiang BP 194 (Bored Pile Ø 100 cm, L = 22.8 m. Hasil analisa menunjukkan kapasitas tiang uji (bearing capacity) sebesar Ton dengan tahanan friksi sebesar Ton dan tahanan ujung sebesar 57.5 Ton; Penurunan total sebesar 15.8 mm dengan penurunan tetap sebesar 2.0 mm. Hasil ini diapatkan dari grafik (Gambar 7.18). VII - 22

23 Gambar 7.18 Output PDA BP 194 Adapun hasil PDA dalam bentuk table sebagai berikut: Tabel 7.10 Hasil Ringkasan CAPWAP BP 194 No. Jenis Uji Dimensi Tiang yang tertanam Daya Dukung (Ton) Tiang PDA PDA CAPWAP penampang Panjang (m) Total Friksi Ujung Total BP 194 Restrike Tiang Bor Ø , ) Bore Pile 238 Nomor TiangBP-238 (Bored Pile Ø 1000 cm, L = 22.8 m. Hasil analisa menunjukkan kapasitas tiang uji (bearing capacity) sebesar Ton dengan tahanan friksi sebesar Ton dan tahanan ujung sebesar Ton; Penurunan total sebesar 1320 mm dengan penurunan tetap sebesar 1.3 mm. Hasil ini didapatkan dari grafik (Gambar 7.19). VII - 23

24 Gambar 7.19 Output PDA BP 238 Adapun hasil PDA dalam bentuk table sebagai berikut: Tabel 7.11 Hasil Ringkasan CAPWAP BP 238 No. Jenis Uji Dimensi Tiang yang tertanam Daya Dukung (Ton) Tiang PDA PDA CAPWAP penampang Panjang (m) Total Friksi Ujung Total BP 238 Restrike Tiang Bor Ø , ) Bore Pile 98 Nomor TiangBP-238 (Bored Pile Ø 1000 cm, L = 22.8 m Panjang Penetrasi 28.3 m) Hasil analisa menunjukkan kapasitas tiang uji (bearing capacity) sebesar Ton dengan tahanan friksi sebesar Ton dan tahanan ujung sebesar Ton. Hasil ini didapatkan dari grafik (Gambar 7.19). VII - 24

25 Gambar 7.20 Output PDA BP 98 Adapun hasil PDA dalam bentuk table sebagai berikut: Tabel 7.12 Hasil Ringkasan CAPWAP BP 98 No. Jenis Uji Dimensi Tiang yang tertanam Daya Dukung (Ton) Tiang PDA PDA CAPWAP penampang Panjang (m) Total Friksi Ujung Total BP 98 Restrike Tiang Bor Ø 100 cm 22, ) Bore Pile 51 Nomor TiangBP 51 (Bored Pile Ø 100 cm, L = 23.4 m. Hasil analisa menunjukkan kapasitas tiang uji (bearing capacity) sebesar Ton dengan tahanan friksi sebesar Ton dan tahanan ujung sebesar 162,4 Ton; Penurunan VII - 25

26 total sebesar 1320 mm dengan penurunan tetap sebesar 1.3 mm. Hasil ini didapatkan dari grafik (Gambar 7.19). Gambar 7.21 Output PDA BP 51 Adapun hasil PDA dalam bentuk table sebagai berikut: Tabel 7.12 Hasil Ringkasan CAPWAP BP 51 No. Jenis Uji Dimensi Tiang yang tertanam Daya Dukung (Ton) Tiang PDA PDA CAPWAP penampang Panjang (m) Total Friksi Ujung Total BP 51 Restrike Tiang Bor Ø 100 cm VII - 26