HOPNAGEL SINAGA

Transkripsi

1 ANALISA BESAR DAYA DUKUNG PONDASI BORE PILE MENGGUNAKAN METODE LOADING TEST (STUDI KASUS PROYEK PEMBANGUNAN MANHATTAN MALL DAN CONDOMINIUM ) TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian Pendidikan sarjana teknik sipil Oleh : HOPNAGEL SINAGA Dosen pembimbing Ir. Rudi Iskandar MT NIP: BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015 i

2 KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya ucapkan ke hadirat Tuhan Yesus Kristus yang telah memberikan berkat dan karunia-nya sehingga Tugas Akhir ini dapat terlaksana dengan baik. Adapun Tugas Akhir ini berjudul Analisa Besar Daya Dukung Pondasi Bore Pile Menggunakan Metode Loading Test (Studi Kasus Proyek Pembangunan Manhattan Mall dan Condominium).Tugas Akhir ini disusun sebagai syarat dalam ujian sarjana Teknik Sipil bidang studi Geoteknik pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, saya menyadari bahwa saya tidak terlepas dari bimbingan, bantuan dan dukungan berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin mengucapkan terima kasih kepada beberapa pihak, diantaranya : 1. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT selaku dosen pembimbing yang telah memberikan arahan, masukan, dukungan dalam bentuk waktu dan pemikiran untuk membantu saya menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE selaku Koordinator Sub Jurusan Geoteknik. 3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU. 4. Bapak Ir. Anwar harahap dan Ibu Ika Puji Hastuti, ST.MT selaku dosen pembanding saya. i

3 5. Bapak dan ibu pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU, terutama Bapak Ir. Sanci Barus,Msc. ; Bapak Ir. Jaeludin Daud, M.Eng,atas ilmu dan pengajaran yang telah diberikan selama saya duduk di bangku perkuliahan. 6. Bapak Nobeli yang bersedia memberikan data-data yang saya butuhkan dalam mengerjakan Tugas Akhir ini, serta mendukung saya dalam mengerjakan Tugas Akhir ini. 7. Keluarga yang saya kasihi, terutama kedua orangtua saya, Bapak Halasan Sinaga dan Ibu Sitiawan Hutasoit, serta abang saya Manatap Perindo Sinaga, Sp dan adik saya Intan Agustine Sinaga dan Henri Septian Sinaga, serta wanita yang terkasih In Siska Silalahi, S.kep yang telah memberikan dukungan penuh serta mendoakan saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 8. Teman-teman angkatan 2010, Anggi Badia Raja Sihite, Tohap Dany Agustine Pakpahan, Rebekka Rosalia Silalahi, Elfridani Simarmata, Elwis Sitorus, Boby Basar Hutapea, Festus Simbolon, Prisquila, Essy, Jernih, Zefanya, Fanny, Monika, Henry, Arby Sihite, Mangasi Sinaga, Fransiscus I Pinem, Rizky Siagian, Andre Manurung, Fander, Welman, Rano, Dice, Agave, Bram, Michael, Grandson, Yahya, Darwin serta teman-teman angkatan 2010 lainnya. 9. Abang dan kakak senior angkatan 2007, khususnya Afriyanti Sembiring, ST; Samuel Pasaribu, ST ; Boyma Sinaga, ST ; Markus Siregar, ST; Dedy ii

4 G Simanjuntak, ST ; atas arahan, bantuan, serta dukungan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 10. Adik adik junior angkatan 2011, 2012, 2013, dan Kawan- kawan kos yang sudah seperti keluarga Dyanne Gisella Purba, SP, Ria Girsang, SP, Johan Indara Ginting, Ryando Quares Purba, Amd, Grace Molek Sihite, Desy Sinaga, dan Mawardi Hutasoit. 12. Seluruh rekan-rekan yang tidak mungkin saya tuliskan satu-persatu atas dukungannya selama ini. Saya menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih memiliki banyak kekurangan karena adanya keterbatasan pengetahuan dan pemahaman saya. Oleh karena itu, saya mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari para pembaca. Akhir kata, saya mengucapkan terima kasih dan semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca. Tuhan memberkati. Medan, 2015 Penulis Hopnagel Sinaga iii

5 ABSTRAK Pondasi bangunan harus direncanakan secara cermat dan teliti agar dapat menjamin kestabilan bangunan terhadap beban-beban yang bekerja, berat sendiri, gaya-gaya luar seperti tekanan angin, gempa bumi, dan lain-lain. Sehingga penurunan tidak boleh melebihi batas yang diijinkan. Pondasi yang baik adalah pondasi yang mampu menahan beban maksimum yang mungkin terjadi. Oleh sebab itu, perhitungan daya dukung tiang terhadap struktur bangunan yang hendak dibangun adalah penting untuk diketahui. Tujuan dari studi ini adalah untuk menghitung dan membandingkan besar daya dukung bore pile menggunakan Metode Loading Test, Metode Elemen Hingga dan Metode Analitis. Metode pengumpulan data adalah dengan melakukan observasi lapangan serta pengambilan data dari proyek Manhattan Mall dan Condominium. Besar daya dukung ultimit bore pile dengan menggunakan Metode Loading Test pada titik 2 adalah 501,125 ton. Nilai ini tidak berbeda jauh dengan Metode Elemen Hingga sebesar 571,5 ton dan 506,234 ton dengan Metode Analitis. Kedalaman bore pile pada titik 2 adalah 34 m. Perbedaan yang terjadi dipengaruhi oleh berbedanya aspek tanah yang digunakan setiap metode. Kata Kunci : Bore Pile, Metode Loading Test, Metode Analitis, MEH iv

6 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR.. i ABSTRAK... iv DAFTAR ISI v DAFTAR TABEL viii DAFTAR GAMBAR ix DAFTAR NOTASI... xii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Lokasi Penelitian Tujuan dan Manfaat 1.5. PembatasanMasalah Metode Pengumpulan Data Sistematika Penulisan BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pengertian Umum Penyelidikan Tanah (Soil Investigation) Klasifikasi Tanah Teori Pembebanan Pondasi Pondasi Tiang Penggolongan Pondasi Tiang Pondasi Tiang Bor (Bored Pile) Metode Pelaksanaan Pondasi Bor (Bored Pile) Uji Pembebanan (loading Test) Analisa Daya Dukung Dengan Metode Chin F.K. (1971) Analisa Daya Dukung Dengan Metode Davisson v

7 BAB BAB (1972) Analisa Daya Dukung Dengan Metode Mazurkiewicz (1972) Analisa Daya Dukung Dengan Metode Butler dan Hoy (1977) Analisa Daya Dukung Dengan Metode Fuller Dan Hoy(1970) Analisa Daya Dukung Dengan Metode De Beer (1967) Analisa Daya Dukung Dengan Metode Vander Veen (1953) 2.5. Hitungan Tahanan Beban Lateral Ultimit Kapasitas Ultimit Tiang Tekan Hidrolis dengan Metode Brooms Vibrating Wire Strain Gauge (VWSG)... III METODOLOGI PENELITIAN Data Umum Data Teknis Proyek Metode Pengumpulan Proyek 3.4. Lokasi Titik Loading Test dan Bored Pile... IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pendahuluan Analisa Besar Daya Dukung Analisa Daya Dukung Dengan Metode Chin (1971) Analisa Daya Dukung Dengan Metode Davisson (1972) Analisa Daya Dukung Dengan Metode Mazurkiewicz (1972) Analisa Daya Dukung Dengan Metode De Beer (1967) vi

8 Analisa Daya Dukung Dengan Metode Brinch Hansen 90 persen (1963) Analisa Daya Dukung Dengan Metode Fuller dan Hoy (1970) Analisa Daya Dukung Dengan Metode Butler dan Hoy (1977) Analisa Daya Dukung Dengan Metode Vander Veen (1953) 4.3. Menghitung Daya Dukung Horizontal/Lateral Diskusi BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran.. DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN xv xvii vii

9 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Klasifikasi Tanah Menurut ASSHTO Tabel 2.2 Sistem Klasifikasi UNFIED Tabel 2.3 Spesifikasi Vibrating Wire Strain Gauge (VWSG) Tabel 4.1 Load Displacement Data, Axial Load Test Tabel 4.2 Tabel data settlement, load, settlement/load Tabel 4.3 Load dan Settelment untuk Metode De Beer. 81 Tabel 4.4 load dan Settelment untuk Metode Butler dan Hoy. 84 Tabel 4.5 Data- data untuk metode Vander Veen Tabel 4.6 Besar Seluruh Daya Dukung 87 viii

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Klasifikasi Berdasarkan Tekstur Tanah oleh Departemen Pertanian Amerika Serikat (USDA) 8 Gambar 2.2 Hubungan Antara Deformasi dan Beban Gambar 2.3 Pengelompokan Pondasi Gambar 2.4 Panjang dan Beban Maksimum untuk Berbagai Macam Tipe Tiang yang Umum Dipakai dalam Praktek Menurut Cars Gambar 2.5 Jenis - jenis Tiang Bor. 27 Gambar 2.6 Pengoperasian Dasar Metode RCD.. 34 Gambar 2.7 Pelaksanaan Pondasi Bored pile dengan Metode RCD Gambar 2.8 Pengujian dengan Sistem Kentledge Gambar 2.9 Pengujian dengan Tiang Jangkar Gambar 2.10 Grafik Hubungan Beban dan Penurunan Menurut Metode Chin F.K Gambar 2.11 Grafik Hubungan Beban dengan Penurunan Metode Davisson Gambar 2.12 Grafik Hubungan Beban dengan Penurunan Metode Mazurkiewicz Gambar 2.13 Grafik Hubungan Beban dengan Penurunan Metode Butler dan Hoy (1977) ix

11 Gambar 2.14 Grafik Hubungan Beban dengan Penurunan Metode Butler dan Hoy (1970) Gambar 2.15 Grafik Hubungan Pembebanan dan Penurunan Metode De Beer (1967) Gambar 2.16 Grafik Hubungan Pembebanan dan Penurunan Metode Vander Veen (1953) Gambar 2.17 Mekanisme Keruntuhan pada Tiang Ujung Bebas pada Tanah Kohesif Menurut Broms Gambar 2.18 Tiang Ujung Jepit pada Tanah Kohesif Gambar 2.19 Grafik Tahanan Lateral Ultimit Tiang pada Tanah Kohesif 59 Gambar 2.20 Tiang Ujung Bebas pada Tanah Granuler Gambar 2.21 Tiang Ujung Jepit dalam Tanah Granuler Menurut Broms.. 62 Gambar 2.22 Grafik Tahanan Lateral Ultimit Tiang pada Tanah Granuler Gambar 2.23 Gambar Alat Vibrating Wire Strain Gauge (VWSG) 64 Gambar 2.24 Cara Penggunaan Vibrating Wire Strain Gauge (VWSG) di Lapangan Gambar 3.1 Denah Lokasi Proyek.. 70 Gambar 3.2 Diagram Alliran Penelitian Gambar 3.3 Denah Pondasi dan Titik1,2,3,4 Pengambilan Data Tes Loading Gambar 4.1 Uji Beban (loading test di titik 2).. 74 x

12 Gambar 4.2 Rangkaian Tulangan Tiang Gambar 4.3 Grafik Hubungan Penurunan dan Pembebanan Gambar 4.4 Grafik Chin.. 78 Gambar 4.5 Grafik Davisson Gambar 4.6 Grafik Marzurkiewicz Gambar 4.7 Grafik De Beer Gambar 4.8 Grafik Brinch Hansen s 90 % Gambar 4.9 Grafik Fuller dan Hoy Gambar 4.10 Grafik Butler dan Hoy. 84 Gambar 4.11 Grafik Vander Veen Cycle Gambar 4.12 Grafik Vander Veen Cycle 1,2, Gambar 4.13 Grafik Ultimate Lateral Resistance dan Ultimate Resistance Momen 91 xi

13 DAFTAR NOTASI q c = perlawanan penetrasi konus (kg/cm 2 ) HL JHL JP A B i = hambatan lekat = jumlah hambatan lekat = jumlah perlawanan konus = interval pembacaan sondir (setiap pembacaan 20 cm) = luas konus = kedalaman lapisan yang ditinjau Dr = kerapatan relatif (%) Φ = sudut geser dalam tanah ( ) τ = kekuatan geser tanah (kg/cm 2 ) c = kohesi tanah (kg/cm 2 ) σ = tegangan normal yang terjadi pada tanah (kg/cm 2 ) Q ult Q b Q s = kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang (kn) = tahanan ujung tiang (kn) = tahanan selimut (kn) A b = luas ujung bawah tiang (cm 2 ) A s = luas selimut tiang (cm 2 ) q b = kapasitas daya dukung di ujung tiang per satuan luas (kg/cm 2 ) xii

14 f s = satuan tahanan kulit per satuan luas (kg/cm 2 ) P T ult P tiang = keliling tiang (cm) = daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik (kg) = kekuatan yang diijinkan pada tiang (kg) σ beton = tegangan tekan ijin bahan tiang (kg/cm 2 ) L b D α = panjang tiang (m) = diameter tiang (m) = koefisien adhesi antara tanah dan tiang c u = kohesi undrained (kn/m 2 ) = N SPT L i = tebal lapisan tanah (m) γ = berat isi tanah (kn/m 3 ) γ wet = berat isi tanah basah (kn/m 3 ) c = kohesi (gaya tarik menarik) tanah (kn/m 2 ) n h R T = koefisien variasi modulus = modulus tanah konstan = modulus tanah tidak konstan sesuai dengan pertambahan kedalaman tanah K = k h d = k 1 = modulus tanah 15 E I EI = modulus elastis tiang = momen inersia tiang = kekakuan tiang xiii

15 p u p o = tahanan tanah ultimit = tekanan overburden efektif K p = tan S = jarak antar tiang pancang (as ke as) dalam satu pile cap Q g n B L N c n m η = kapasitas ultimit kelompok, nilainya tidak boleh melampaui nq u = jumlah tiang dalam satu kelompok = lebar kelompok tiang pancang, dihitung dari pinggir tiang (m) = panjang kelompok tiang (m) = faktor kapasitas dukung = jumlah tiang dalam satu baris = jumlah baris tiang = efisiensi grup tiang π = phi lingkaran = 22 7 S Q I o = settlement = besar penurunan tiang pancang = besar beban yang bekerja = faktor pengaruh penurunan tiang yang tidak mudah mampat (incompressible) dalam masa semi tak terhingga R k = faktor koreksi kemudahmampatan tiang untuk μ = 0,3 μ R μ R b = Poisson s ratio =angka poisson = faktor koreksi angka poisson = faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung xiv