PERHITUNGAN KAPASITAS DUKUNG FONDASI TIANG TUNGGAL MENGGUNAKAN METODE CLUSTERING DATA SONDIR

Transkripsi

1 PERHITUNGAN KAPASITAS DUKUNG FONDASI TIANG TUNGGAL MENGGUNAKAN METODE CLUSTERING DATA SONDIR R.Harya Dananjaya H I 1) ; Noegroho Djarwanti 2) ; R.A. Dinati Purnomo P S 3) 1),2) Doen Pembimbing Skripi 3) Mahaiwa Teknik Sipil Reguler 2012 Jalan Ir. Sutami Nomor 36A Kentingan Surakarta Telepon (0271) Pw. 120,121, , Fax. (0271) dinati@tudent.un.ac.id Abtract A building contruction ha been modified from horizontal to vertical building concept. A deep foundation uch a pile foundation i needed, which can upport and continue the great force of vertical building to the hard layer of oil. The ability of the foundation to upport force called ultimate bearing capacity. Ultimate bearing capacity obtained fromthe reult of ondir invetigation. The more foundation needed, the more ondir data required. Sondir data that obtained can be ued to predict the type of oil and the bearing capacity of ingle pile foundation around the area of the data available. Prediction of oil from an exiting ondir data ue the method of clutering. Clutering method categorize type of land baed on value reitance end of konu (q c) ondir. Plotting q c value into QGIS to do clutering q c that obtained the cluter of oil type in Banjarari and Laweyan. Prediction capacity of a ingle pile foundation upport (Q u) on the inner pillar baed on data ondir ued confidence interval. Confidence interval predict the Q uand an unknown depth with an accuration from 60% to 95%. The value of Q u any depth (z) are calculated with a degree of confidence then connected uing a graph baed on the cluter. The graph of the relationhip of Q u with depth can be ued to find out the value of a ingle pile foundation upport capacity and depth of pillar on each cluter of oil type. The analyi reult of the QGIS ubditrict Banjarari and Laweyan cluter ha two type of oil ilt and oil clay. The great accuration level, reult a mall bearing capacity of ingle pile foundation. The difference of Q u are mall at the depth of le than eight meter between the accuration level 60 %, 80% and 95%. At the depth of more than eight meter,the difference of Q uare bigger. The difference between the great accuration level caued by the average amount of data in each depth and a big tandard deviation. The reult of thi cae tudy by comparing the confidence interval method with the conventional method Meyerhof how that the method could be ued a a recommendation to predict a ingle pile foundation bearing capacity (Q u). Keyword: ingle concrete lab foundation, clutering, ondir, QGIS Abtrak Pembangunan mengalami pengubahan konep dari bangunan horizontal ke bangunan vertikal yang menjulang tinggi keata. Diperlukan fondai dalam eperti fondai tiang pancang yang dapat memikul dan menerukan bear beban bangunan vertikal kelapian tanah kera. Kemampuan fondai dalam memikul berat diebut kapaita dukung ultimit. Kapaita dukung ultimit diperoleh dari hail penyelidikan ondir. Data ondir yang dibutuhkan emakin banyak euai kebutuhan fondai yang banyak. Data ondir yang ada dapat digunakan untuk memprediki jeni tanah dan kapaita dukung fondai tiang pancang tunggal diekitar wilayah data yang ada. Prediki tanah dari data ondir yang ada menggunakan metode clutering. Metode clutering mengelompokkan jeni tanah berdaarkan nilai tahanan ujung konu (q c) ondir. Nilai q c diplotkan kedalam QGIS untuk dilakukan clutering q c ehingga diperoleh cluter jeni tanah di Kecamatan Banjarari dan Laweyan. Prediki kapaita dukung fondai tiang tunggal (Q u) pada kedalaman tiang berdaarkan data ondir digunakan confidence interval. Confidence interval memprediki nilai Q u dan kedalaman yang belum diketahui nilainya dengan tingkat kepercayaan 60%-95%. Nilai Q u etiap kedalaman (z) yang dihitung dengan tingkat kepercayaan kemudian dihubungkan menggunakan grafik berdaarkan cluter. Grafik hubungan Q u dengan kedalaman dapat digunakan untuk mengetahui nilai kapaita dukung fondai tiang tunggal dan kedalaman tiang pada etiap cluter jeni tanah. Hail analii QGIS Kecamatan Banjarari dan Laweyan memiliki dua cluter jeni tanah yaitu tanah lempung kaku dan tanah lempung angat kaku. Tingkat kepercayaan emakin bear, menghailkan nilai kapaita dukung fondai tiang pancang tunggal (Q u) emakin kecil. Seliih nilai Q u kecil pada kedalaman kurang dari delapan meter antara tingkat kepercayaan 60%, 80% dan 95%. Seliih antar tingkat kepercayaan yang bear diebabkan rata-rata, jumlah data etiap kedalaman dan nilai tandar deviai yang bear. Hail tudi kau membandingkan metode clutering dengan metode konvenional Meyerhof menunjukkan bahwa metode dapat digunakan ebagai rekomendai dalam memprediki kapaita dukung fondai tiang pancang tunggal (Q u). Kata Kunci :fondai tiang pancang tunggal, clutering, ondir, QGIS e-jurnalmatriks TEKNIK SIPIL/Maret 2017/235

2 PENDAHULUAN Bangunan vertikal ekarang menjadi pilihan terbaik dalam memenuhi kebutuhan pembangunan. Setiap bangunan yang ada bertumpu pada fondai, begitu pun bangunan vertikal diperlukan fondai yang kuat untuk memikul beban bangunan yang bear. Perencanaan fondai dilakukan untuk memperhitungkan bear kapaita dukung tanah dan beban yang bekerja pada fondai. Fondai dalam merupakan jeni fondai yang tepat untuk digunakan dalam konep bangunan vertikal. Kemampuan fondai untuk memikul beban biaa diebut kapaita dukung ultimit (Q u). Nilai Q u ditentukan dari bearnya tahanan ujung (Q b) dan tahanan friki (Q ). Tahanan friki (Q ) adalah kapaita lekat tiang dengan tanah. Nilai Q u ini dapat diperoleh dari data lapangan atau data laboratorium yang telah diolah menggunakan peramaanperamaan yang ada. Data tanah yang digunakan pada penelitian berupa hail uji Cone Penetration Tet (CPT ) atau biaa diebut uji ondir. Hail pengujian tanah berupa ondir yang ada dapat digunakan untuk deain awal penyelidikan tanah untuk memprediki jeni tanah dan kapaita dukung ultimit tiang pancang tunggal di wilayah ekitar ehingga tidak memerlukan banyak pengujian tanah. Data ondir yang ada dianalii menggunakan metode clutering untuk memprediki jeni tanah dan menghitung kapaita dukung ultimit tiang pancang tunggal. Metode clutering mengelompokkan nilai yang mirip pada rentang tertentu euai klaifikai tertentu. Clutering dilakukan dengan oftwere Quantum Geographic Information Sytem untuk memperoleh cluter jeni tanah berbentuk peta wilayah pada daerah penelitian. Untuk memperkirakan nilai kapaita dukung fondai tiang pancang tunggal dan kedalaman yang belum diketahui digunakan ilmu tatitik confidence interval berdaarkan tingkat kepercayaan. TUJUAN Tujuan penelitian ini untuk memperoleh nilai kapaita dukung fondai tiang tunggal dengan menggunakan clutering data ondir ehingga metode clutering dapat digunakan untuk menprediki nilai kapaita dukung ultimit tiang pancang tunggal pada kedalaman tertentu. METODE Clutering Clutering merupakan uatu metode menganalia data untuk mengelompokkan data dengan karakteritik yang ama ke wilayah yang ama dan data dengan karakteritik berbeda ke wilayah lain. Penelitian menggunakan clutering dengan pendekatan partii untuk mengelompokkan data. Data yang dikelompokkan berupa rata-rata nilai tahanan ujung kerucut (q c) untuk dianalii ke dalam cluter-cluter. Tabel 1 Hubungan N dan q c dengan koniteni untuk tanah lempung (Terzaghi and Peck, 1948) Koniteni N SPT q c (kg/cm 2 ) Sangat lunak Lunak Sedang Kaku Sangat kaku Kera >30 >120 Menurut Hardiyatmo (2010) nilai N SPT dikonverikan ke nilai tahanan ujung kerucut (q c) yang ditunjukkan pada peramaan 1. q c = 4 N (1) q c = Tahanan ujung konu (kg/cm 2 ) N = Angka penetrai tandar penetraion tet (SPT) Kapaita dukung ultimit didefiniikan ebagai beban makimum per atuan lua, dimana tanah maih dapat mendukung beban tanpa mengalami keruntuhan. Perhitungan kapaita dukung fondai tiang tunggal (Q ult) menurut Metode Meyerhof (1976): Q Q Q (2) ult b e-jurnalmatriks TEKNIK SIPIL/Maret 2017/236

3 Q ult = Kapaita Kapaita dukung tiang pancang tunggal (kg) Q b = Tahanan ujung ultimit tiang (kg) Q = Tahanan geek dinding tiang (kg) Qb Ab qc (3) Q b = Tahanan ujung ultimit tiang (kg) A b = Lua penampang tiang (cm 2 ) q c = Tahanan ujung ondir (kg/cm 2 ) nilai q c diperoleh dari q c rata-rata yang dihitung dari 8d diata daar tiang ampai 4d dibawah daar tiang. Tahanan geek dinding tiang dinyatakan oleh peramaan 4: Q A f Q = Tahanan geek dinding tiang (kg) A = Lua elimut tiang (cm 2 ) f = Tahanan geek dinding atuan (kg/cm 2 ) (4) Tahanan geek atuan antara dinding dan tanah (f ) ecara empiri untuk tiang pancang beton dan kayu oleh Meyerhof (1956), qc f 200 f = Tahanan geek dinding tiang ultimit per atuan lua (kg/cm 2 ) q c = Tahanan ujung ondir (kg/cm 2 ) Confidence Interval Confidence Interval atau interval kepercayaan merupakan uatu interval antara dua angka, dimana nilai parameter uatu populai yang belum diketahui dipercaya terletak diantara interval terebut. Idealnya elang dianggap terbaik dan mempunyai tingkat kepercayaan paling tinggi dalam mengetimai uatu parameter adalah interval yang paling pendek dengan derajat kepercayaan tinggi. Interval kepercayaan memiliki derajat kepercayaan yang dituli dengan. Derajat kepercayaan adalah bearnya kealahan hail dugaan yang dapat diterima atau ditolerir, dimana 0 < < 1. Bearnya nilai α bergantung pada keberanian pembuat keputuan dalam hal ini peneliti. Bearnya kealahan diebut ebagai daerah kriti pengujian atau daerah penolakan. Pada penelitian digunakan uji atu pihak yaitu pihak kiri untuk menguji dugaan ementara. (6) = Rata-rata ampel α = Derajat kepercayaan (bata tolerani kealahan) = Angka baku (beraaldari tabel ditribui normal kriti) n = Standar deviai ampel = Banyaknya ampel Quantum Geographic Information Sytem (QGIS) Suatu komponen yang terdiri dari perangkat kera, perangkat lunak, data geografi dan umber kapaita manuia yang bekerja berama ecara efektif untuk menangkap, menyimpan, memperbaiki, memperbaharui, mengelola, memanipulai, mengintegraikan, menganalii, dan menampilkan data dalam uatu informai berbai geografi. Pemetaan item informai geografi udah berkembang di berbagai bidang, eperti pemetaan kadater, pemetaan jaklanraya, perencanaan kota dan wilayah, pemilihan rute jalan raya, jalur pipa, dan jalur tranmii, bidang teknik ipil, keehatan erta proe kartografi. Informai paial memakai lokai, dalam uatu item koordinat tertentu, ebagai daar refereninya. QGIS memiliki kemampuan untuk menghubungkan data, menggabungkan, menganalii dan memetakan. Aplikai QGIS dapat digunakan untuk menjawab pertanyaan lokai, kondii, pola, erta pemodelan. Selain itu, QGIS memiliki ukuran file kecil dan memerlukan RAM kecil ehingga dapat digunakan di berbagai jeni komputer. Penggunaan QGIS pada penelitian ini untuk memudahkan pemetaan (5) e-jurnalmatriks TEKNIK SIPIL/Maret 2017/237

4 clutering kapaita dukung fondai tiang tunggal. Fungi ini menginterpolai ebuah gari yang menghubungkan lokai-lokai dengan bearan yang ama. Alur Penelitian Tahapan penelitian dilakukan untuk mendapatkan hai yang euai dengan tujuan dari penelitian, eperti berikut: Mulai Identifikai maalah dan tudi putaka Mengumpulkan data ondir Menyortir ondir yang memiliki kedalaman q c minimal Mengelompokkan lokai ondir berdaarkan kecamatan Mengelompokkan q c kedalaman minimal 15 m untuk clutering di QGIS Mengelompokkan emua data ondir berdaarkan cluter pada QGIS Ploting tahanan ujung conu (q c), koordinat, dan peta RBI ke QGIS Membuat peta cluter dari q c kedalaman minimal 15 m Ploting emua data ondir ke peta cluter Menghitung kapaita dukung fondai tiang pancang (Q u) etiap kedalaman berdaarkan cluter Menghitung Q u pada tingkat kepercayaan 60% - 95% diameter 30 cm, 40 cm, dan 50 cm Membuat grafik hubungan kapaita dukung fondai (Q u) dengan kedalaman (z) etiap cluter Melakukan tudi kau dengan membandingkan metode cluter dan metode perhitungan konvenional Keimpulan dan aran Seleai Gambar 1 Tahapan penelitian e-jurnalmatriks TEKNIK SIPIL/Maret 2017/238

5 HASIL DAN PEMBAHASAN Gambar 2 Peta Clutering Data Sondir Kecamatan Banjarari dan Laweyan Hail interpolai rata-rata q c dan input data-data paial adminitrai erta jalan arteri kolektor yang dibuat edemikian rupa hingga menjadi ebuah peta cluter jeni tanah Kecamatan Banjarari dan Laweyan. Peta di ata menunjukan wilayah dengan warna coklat muda memiliki jeni tanah lempung kaku karena nilai rata-rata q c berada diantara kg/cm 2. Wilayah dengan warna coklat tua merupakan wilayah jeni tanah lempung angat kaku karena nilai rata-rata q c berada diantara kg/cm 2. Wilayah yang berwarna putih polo dengan bata gari hitam merupakan bata adminitrai kecamatan lain. Data ondir eluruhnya berjumlah 70 titik terebar di Kecamatan Banjarari dan Laweyan, terdapat 37 titik ondir berada pada cluter lempung kaku dan 33 titik pada cluter lempung angat kaku. Titik ondir yang berada etiap cluter terebut kemudian dianalii dan dibuat grafik hubungan kapaita dukung fondai tiang pancang dengan kedalaman. Q u (kn) z(m) Gambar 3 Grafik hubungan kapaita dukung ultimit tiang (Q u) dengan kedalaman (z) pada cluter lempung kaku e-jurnalmatriks TEKNIK SIPIL/Maret 2017/239

6 Q u (kn) z(m) Gambar 4 Grafik hubungan kapaita dukung ultimit tiang (Q u) dengan kedalaman (z) pada cluter lempung angat kaku Studi kau Kecamatan Banjarari Data ampel yang berlokai di Kecamatan Banjarari dengan aumi diameter tiang pancang tunggal 30 cm dan panjang tiang 8 m untuk mencari nilai daya dukung fondai tiang tunggal titik terebut. Analii metode Meyerhof konvenional dilakukan dengan mencari tahanan ultimit tiang (Q b). Data ekunder ondir dihitung nilai tahanan ujung (q c) rata-rata 8D diata ujung tiang ampai 4D dibawah ujung tiang diperoleh nilai 111,85 kg/cm2. Lua penampang fondai (Ab) diperoleh nilai Ab diperoleh nilai 1963,50 cm 2. Nilai q c ratarata dan Ab digunakan untuk menghitung tahanan ultimit tiang (Q b) diperoleh nilai Q b menggunakan peramaan 3 diperoleh nilai ,61 kg. Tahanan geek dinding tiang (Q ) dihitung nilai tahanan geek dinding tiang ultimit per atuan lua(f ) menggunakan peramaan 4 diperoleh nilai 0,41 kg/cm 2, kemudian menghitung lua elimut tiang (A ) dan diperoleh nilai 12663,71 cm 2. Nilai f dan A digunakan untuk medapatkan nilai tahanan geek dinding tiang (Q ) menggunakan Peramaan 4 diperoleh nilai 51836,28 kg. Nilai Q dan Q b digunakan untuk menghitung kapaita ukung ultimit tiang pancang tunggal (Q u) berdaarkan peramaan 2 diperoleh nilai Q u ebear ,89 kg atau 2661,96 kn. Tabel 2 Rekapitulai hail tudi kau Titik Cluter Q u (kn) Q u (kn) Clutering Konvenional 60% 80% 95% 1 (Banjarari) Lempung Sangat kaku 2661, (Banjarari) Lempung Sangat kaku 2590, (Laweyan) Lempung Kaku 1712, Hail Q u perhitungan konvenional pada tudi kau Titik 1 lebih bear dari hail clutering pada tingkat kepercayaan 80% (kealahan 20%) dan 95% (kealahan 5%), dan hail perhitungan konvenional lebih kecil dari hail clutering pada tingkat kepercayaan 60% (kealahan 40%). Titik 2 dan Titik 3 hail perhitungan konvenional lebih kecil dari hail clutering pada tingkat kepercayaan 60% dan 80%, edangkan hail perhitungan konvenional lebih bear dari hail clutering pada tingkat kepercayaan 95%. e-jurnalmatriks TEKNIK SIPIL/Maret 2017/240

7 Q u (kn) z(m) Gambar 5 Grafik cluter lempung angat kaku untuk tudi kau SIMPULAN Berdaarkan hail pehitungan untuk mendapat nilai kapaita daya dukung fondai tiang tunggal diperoleh keimpulan ebagai berikut: 1. Kecamatan Banjarari dan Laweyan dominan memiliki jeni tanah lempung kaku dan tanah lempung angat kaku. 2. Tingkat kepercayaan emakin bear menghailkan kapaita dukung fondai tiang pancang tunggal (Q u) emakin kecil. Jika diambil diameter 30 cm kedalaman 8 m cluter lempung angat kaku, maka hail pembacaan grafik menunjukkan nilai Q u tingkat kepercayaan 60% = 2700 kn, 80% = 2620 kn, dan 95% = 2420 kn. 3. Seliih nilai Q u kecil pada kedalaman kurang dari delapan meter antara tingkat kepercayaan 60%, 80% dan 95%, jika diambil diameter 30 cm kedalaman 4 m cluter lempung angat kaku, eliih nilai Q u 95% ampai 60% adalah 110 kn. Kedalaman lebih bear dari 8 m memiliki eliih perubahan nilai Q u yang bear jika diambil 30 cm kedalaman 10 m cluter lempung angat kaku, eliih nilai Q u 95% ampai 60% adalah 123 kn. Seliih antar tingkat kepercayaan yang bear diebabkan rata-rata, jumlah data etiap kedalaman dan nilai tandar deviai yang bear. 4. Lapian tanah yang emakin angat kaku menghailkan kapaita dukung ultimit yang lebih bear. Hal ini ditunjukkan oleh nilai Q u cluter lempung kaku lebih kecil daripada cluter lempung angat kaku jika diambil diameter 50 cm dan kedalaman 10 m dengan tingkat kepercayaan 60% diperoleh nilai Q u ebear 1880 kn pada cluter lempung kaku dan nilai Q u ebear 2820 kn pada cluter lempung angat kaku. 5. Hail tudi kau membandingkan metode clutering dengan metode konvenional Meyerhof menunjukkan bahwa metode dapat digunakan ebagai rekomendai dalam memprediki kapaita dukung fondai tiang pancang tunggal (Q u). REKOMENDASI Perlunya penelitian dengan metode tatitik lain untuk mengatai perebaran data yang tidak merata. Penelitian elanjutnya dapat mencoba menggunakan bantuan pemrograman komputer. REFERENSI Alfredo H-S Ang, W. H, (1975), Konep-konep Probabilita dalam Perencanaan dan Perancangan Rekayaa Prinip-prinip Daar Jilid 1, Jakarta: Erlangga. Arganata, O. F, (2015), Korelai Daya Dukung Pondai Tiang Bor Dengan Metode Reee anda O'neill terhadap Metode Terzaghi and Peck Berdaarkan Hail Uji SPT, Juruan Teknik Sipil, Univerita Sebela Maret. Bowleh, J. E, (1998), Analii dan Deain Pondai Jilid 2, Jakarta: Erlangga. Bowleh, J. E, (1997), Analia dan Deain Pondai Jilid 1, Jakarta: Erlangga. Da, B. M. (1994), Mekanika Tanah (Prinip-prinip Rekayaa Geoteknik), Jakarta: Erlangga. Da, B. M. (2006), Principle Of Geotechnical Engineering, US: The Univerity of Texa. Gultom, E. B, (2010), Analii Daya Dukung Pondai Tiang Pancang Tunggal pada Proyek Pembangunan PLTU 2 Sumatera Utara 2x200 MW Pangkalan Suu-Sumatera Utara, Juruan Teknik Sipil Univerita Sumatera Utara. e-jurnalmatriks TEKNIK SIPIL/Maret 2017/241

8 Hardiyatmo, H. C, (2010), Mekanika Tanah 1, Fakulta Teknik Gadjah Mada Univerity Pre. Hardiyatmo, H. C, (2010), Mekanika Tanah 2, Fakulta Teknik Gadjah Mada Univerity Pre. Hardiyatmo, H. C, (2008), Teknik Pondai 2, Fakulta Teknik Gadjah Mada Univerity Pre. Maharani, G. (2015), Komparai Nilai Daya Dukung Tiang Tunggal Pondai Bor Menggunakan Data SPT, Hail PDA Tet, dan Hail Loading Tet pada Tanah Granuler, Juruan Teknik Sipil, Univerita Sebela Maret. Maulana, M. A, (2005), Pemetaan Geoteknik Surakarta Berbai CPT, Juruan Teknik Sipil, Fakulta Teknik, Univerita Sebela Maret. Pupitaari, D, (2015), Analii Pondai Tiang Bor Menggunakan Metode Probabilita, Program Studi Teknik Sipil, Univerita Muhammadiyah Surakarta. Ridho, R. (2010), Uji Kapaita Dukung Pondai Tiang Pancang Kelompok Ujung Tertutup Pada Tiang Pair Berlempung dengan Variai Jumlah Tiang, Juruan Teknik Sipil, Univerita Sebela Maret. Santoa, H. W, (2015), Korelai Kapaita Dukung Akial Pondai Tiang Menggunakan Peramaan Empiri dan Gaya Tekan Dongkrak Mein Jack-in Pile, Program Studi Teknik Sipil, Univerita Sebela Maret. Sihotang, I. E, (2009), Analia Daya Dukung Pondai Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP dan Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan, Juruan Teknik Sipil, Univertia Sumatera Utara. Terenggana, A. A, (2014), Analia Perhitungan Pile-Raft Foundation Pada Proyek The 18 Office Park Jakarta, Juruan Teknik Sipil, Univerita Sriwijaya. Yanto, F. H, (2012), Sitem Informai Goteknik Berbai Data CPT dengan Bantuan ArcGIS 9.2. Juruan Teknik Sipil Fakulta Teknik Univerita Sebela Maret. e-jurnalmatriks TEKNIK SIPIL/Maret 2017/242