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. Dinasti Purnomo P S 3) 1),2) Dosen Pembimbing Skripsi 3) Mahasiswa Teknik Sipil Reguler 2012 Jalan Ir. Sutami Nomor 36A Kentingan Surakarta Telepon (0271) Psw. 120,121, , Fax. (0271) dinasti@student.uns.ac.is Abstract Changing concept of development experience, is no longer dilated or horizontally but vertically, ie building high-rise buildings above or below ground. Required foundation in such a concrete slab foundations that can carry and pass on the burden kelapisan hard soil or subsoil that is safe enough to accept the burden of building research using Meyerhof method to get the value of bearing capacity of pile single Qu of soil data test sondir (CPT) and use Data clustering sondir assisted softwere Quantum Geographic Information System (QGIS). Qu is calculated by the method of statistical confidence interval for the estimated gain value by 60-95% error rate testing. Sondir existing data can be used to assume the planning of the foundation bearing capacity of single pile or at least to provide an overview of soil conditions in the District Banjarsari and Laweyan Surakarta. From the analysis of the study area is formed of two classifications of soils from the sondir, ie clay, silt and clay solid. Keywords: single concrete slab foundations, clustering, sondir, QGIS Abstrak Pembangunan mengalami pengubahan konsep, tidak lagi melebar atau horizontal namun vertikal, yaitu bangunan menjulang tinggi keatas dan atau bangunan di bawah tanah. Diperlukan fondasi dalam seperti fondasi tiang pancang yang dapat memikul dan meneruskan besar beban kelapisan tanah keras atau lapisan tanah yang cukup aman untuk menerima beban bangunan Penelitian menggunakan metode Meyerhof untuk mendapatkan nilai kapasitas dukung tiang pancang tunggal Q u dari data tanah uji sondir (CPT) dan menggunakan clustering data sondir yang dibantu softwere Quantum Geographic Information Sytem (QGIS). Q u dihitung dengan metode statistic confidence interval untuk mendapatkan estimasi nilai dengan tingkat kesalahan pengujian 60-95%. Data sondir yang ada dapat digunakan untuk mengasumsi perencanaan kapasitas dukung fondasi tiang tunggal atau paling tidak dapat memberikan gambaran kondisi tanah di Kecamatan Banjarsari dan Laweyan Kota Surakarta. Dari hasil analisis pada wilayah penelitian terbentuk dua klasifikasi jenis tanah dari hasil sondir, yaitu tanah lempung lanau dan tanah lempung padat. Kata Kunci : fondasi tiang pancang tunggal, clustering, sondir, QGIS e-jurnal MATRIKS TEKNIK SIPIL/Juli 2016/1

2 PENDAHULUAN Bangunan vertikal sekarang menjadi pilihan terbaik dalam memenuhi kebutuhan pembangunan. Setiap bangunan yang ada bertumpu pada fondasi, begitu pun bangunan vertikal perlukan fondasi yang kuat untuk memikul beban bangunan yang besar. Perencanaan fondasi dilakukan untuk memperhitungkan besar kapasitas dukung tanah dan beban yang bekerja pada fondasi. Fondasi dalam merupakan jenis fondasi yang tepat untuk digunakan dalam konsep bangunan vertikal. Kemampuan fondasi untuk memikul beban biasa disebut kapasitas dukung ultimit (Q u). Nilai Q u ditentukan dari besarnya tahanan ujung (Q b) dan tahanan friksi (Q s). Tahanan friksi (Q s) adalah kapasitas lekat tiang dengan tanah. Nilai Q u ini dapat diperoleh dari data lapangan atau data laboratorium yang telah diolah menggunakan persamaan-persamaan yang ada. Data tanah yang digunakan pada penelitian berupa hasil uji Cone Penetration Test (CPT ) atau biasa disebut uji sondir. Memperoleh nilai kapasitas dukung fondasi tiang tunggal dengan menggunakan clustering data sondir. Selain itu, data sondir yang ada dapat digunakan untuk mengasumsi perencanaan kapasitas dukung fondasi tiang tunggal atau paling tidak dapat memberikan gambaran kondisi tanah di Kecamatan Banjarsari dan Kecamatan Laweyan, Kota Surakarta. METODE Kapasitas dukung ultimit didefinisikan sebagai beban maksimum per satuan luas, dimana tanah masih dapat mendukung beban tanpa mengalami keruntuhan. Perhitungan Kapasitas dukung fondasi tiang tunggal (Q ult) menurut Metode Meyerhof (1976): Q ult = Q b +Q s (1) Q ult = Kapasitas Kapasitas dukung tiang pancang tunggal (kg) Q b = Tahanan ujung ultimit tiang (kg) Q s = Tahanan gesek dinding tiang (kg) QQ bb = ωω. AA bb. qq cc (2) Q b = Tahanan ujung ultimit tiang (kg) ω = Kondisi tanah berdasarkan over consolidation ratio (OCR) 0,5 A b = Luas penampang tiang (cm 2 ) q c = Tahanan ujung sondir (kg/cm 2 ) nilai q c diperoleh dari q c rata-rata yang dihitung dari 8d diatas dasar tiang sampai 4d dibawah dasar tiang. Tahanan gesek dinding tiang dinyatakan oleh persamaan: Q ss = A s. f s (3) Q s = Tahanan gesek dinding tiang (kg) A s = Luas selimut tiang (cm 2 ) f s = Tahanan gesek dinding satuan (kg/cm 2 ) Tahanan gesek satuan antara dinding dan tanah (f s) secara empiris untuk tiang pancang beton dan kayu pada tanah pasir oleh Meyerhof (1956), f s q c (4) 200 f s = Tahanan gesek dinding tiang ultimit per satuan luas (kg/cm 2 ) q c = Tahanan ujung sondir (kg/cm 2 ) Confidence Interval Confidence Interval atau interval kepercayaan merupakan suatu interval antara dua angka, dimana nilai parameter suatu populasi yang belum diketahui dipercaya terletak diantara interval tersebut. Idealnya selang dianggap terbaik dan mempunyai tingkat kepercayaan paling tinggi dalam mengestimasi suatu parameter adalah interval yang paling pendek dengan derajat kepercayaan tinggi. Interval kepercayaan memiliki derajat kepercayaan yang ditulis dengan α. Derajat kepercayaan adalah besarnya kesalahan hasil dugaan yang dapat diterima atau ditolerir, dimana 0 < α < 1. Besarnya nilai α bergantung pada keberanian pembuat keputusan dalam hal ini peneliti. Besarnya kesalahan disebut sebagai daerah kritis pengujian atau daerah penolakan. Pada penelitian digunakan uji satu pihak yaitu pihak kiri untuk menguji dugaan sementara. σ xx zz. μμ (5) nn xx = Rata-rata sampel α = Derajat kepercayaan (batas toleransi kesalahan) zzα 2 σ n = Angka baku (berasaldari tabel distribusi normal kritis) = Standar deviasi sampel = Banyaknya sampel e-jurnal MATRIKS TEKNIK SIPIL/Juli 2016/2

3 Quantum Geographic Information Sytem (QGIS) Suatu komponen yang terdiri dari perangkat keras, perangkat lunak, data geografis dan sumber kapasitas manusia yang bekerja bersama secara efektif untuk menangkap, menyimpan, memperbaiki, memperbaharui, mengelola, memanipulasi, mengintegrasikan, menganalisis, dan menampilkan data dalam suatu informasi berbasis geografis. Pemetaan sistem informasi geografis sudah berkembang di berbagai bidang, seperti pemetaan kadaster, pemetaan jaklanraya, perencanaan kota dan wilayah, pemilihan rute jalan raya, jalur pipa, dan jalur transmisi, bidang teknik sipil, kesehatan serta proses kartografi. Informasi spasial memakai lokasi, dalam suatu sistem koordinat tertentu, sebagai dasar referensinya. QGIS memiliki kemampuan untuk menghubungkan data, menggabungkan, menganalisis dan memetakan. Aplikasi QGIS dapat digunakan untuk menjawab pertanyaan lokasi, kondisi, pola, serta pemodelan. Selain itu, QGIS memiliki ukuran file kecil dan memerlukan RAM kecil sehingga dapat digunakan di berbagai jenis komputer. Penggunaan QGIS pada penelitian ini untuk memudahkan pemetaan clustering kapasitas dukung fondasi tiang tunggal. Fungsi ini menginterpolasi sebuah garis yang menghubungkan lokasi-lokasi dengan besaran yang sama. Alat Bantu Penelitian Microsoft Office, Google Map, Quantum Geographic Information System, Autocad. Alur Penelitian Mulai Identifikasi Masalah dan Studi Pustaka Data Sondir Kecamatan Banjarsari dan Laweyan Clustering dengan QGIS dari ratarata tahanan ujung conus (q c) setiap Daya dukung fondasi tiang pancang (Q u) setiap kedalaman Peta Clustering Data Sondir Kecamatan Banjarsari dan Laweyan Confidence Interval Q u kepercayaan Grafik hubungan kapasitas dukung fondasi (Q u) dengan kedalaman (z) setiap cluster Studi kasus percobaan penggunaan cluster dan Clustering data sekunder Pembacaan hasil percobaan dari grafik kapasitas dukung fondasi (Q u) dan kedalaman (z) Kesimpulan dan saran Selesai e-jurnal MATRIKS TEKNIK SIPIL/Juli 2016/3

4 HASIL DAN PEMBAHASAN Peta Clustering Data Sondir Kec.Banjarsari dan Laweyan Q u (kn) Grafik hubungan kapasitas dukung ultimit tiang (Q u) dengan kedalaman (z) pada cluster lempung e-jurnal MATRIKS TEKNIK SIPIL/Juli 2016/4

5 Q u (kn) Grafik hubungan kapasitas dukung ultimit tiang (Q u) dengan kedalaman (z) pada cluster lempung lanau Studi kasus Kecamatan Banjarsari Dari data sampel 1 yang berlokasi di Kecamatan Banjarsari. Diasumsikan diameter tiang pancang tunggal 50 cm dan panjang tiang 8 m untuk mencari nilai daya dukung fondasi tiang tunggal titik tersebut. Analisis Metode Meyerhof Manual: Panjang tiang pancang (L) = 8 meter Mencari tahanan ultimit tiang (Q b ): q c rata-rata 400 cm diatas ujung tiang = 106,19 kg/cm 2 q c rata-rata 200 cm diatas ujung tiang = 117,5 kg/cm 2 q c = 106,19+117,5 = 111,85 kg/cm 2 2 A b = 1 4.π.DD2 = 1 4.π.502 = 1963,50 cm 2 Q b = A b. q c = 111,85 x 1963,5 = ,81 kg Mencari tahanan gesek dinding tiang (Q s): = 0,41 kg/cm 2 f s = qc 200 = 82,5 200 A s = π. d. L = π x 50 x 800 = 12663,71 cm 2 Q s = A s. f s = 12663,71 x 0,41 = 51836,28 kg Kapasitas Dukung Ultimit Tiang (Q u): Q u = Q b + Q s = , ,28 = ,08 kg = 1585,15 kn Dari data diperoleh nilai q c rata-rata = 96, dengan melihat peta cluster titik 1 bernilai antara yang masuk ke dalam klasifikasi jenis tanah lempung padat. Lihat pada grafik cluster lempung padat, kemudian mencari nilai kedalaman yaitu 8 m pada sumbu y, setelah itu tarik garis lurus sumbu x sampai bertemu garis grafik kelompik diameter 50 cm dan tarik keatas lurus arah sumbu y. Diperoleh nilai kapasitas dukung fondasi tiang tunggal (Q u) pada titik 1 yang berlokasi di Kecamatan Banjarsari sebagai berikut: Tingkat kepercayaan 60% = 1350 kn Tingkat kepercayaan 80% = 1415 kn Tingkat kepercayaan 95% = 1450 kn e-jurnal MATRIKS TEKNIK SIPIL/Juli 2016/5

6 SIMPULAN Berdasarkan hasil pehitungan untuk mendapat nilai kapasitas daya dukung fondasi tiang tunggal diperoleh kesimpulan sebagai berikut: Hasil clustering diperoleh dua jenis tanah di daerah Kecamatan Banjarsari dan Laweyan yaitu tanah lempung lanau dan tanah lempung padat. Sebagian besar wilayah berjenis tanah lempung padat. Hasil grafik hubungan kedalaman (z) dan kapasitas dukung fondasi tiang pancang tunggal (Q u) dengan menggunakan metode confidence interval menunjukkan bahwa perbedaan tingkat kepercayaan 60% dengan tingkat kepercayaan 90% berhimpit artinya perubahan tingkat kepercayaan tidak signifikan yang besar terhadap nilai kapasitas dukung fondasi tiangnya. Pada studi kasus yang berlokasi di Kecamatan Banjarsari membandingkan metode clustering dengan metode analitis biasa untuk mendapatkan nilai kapasitas dukung ultimit (Q u) sedikit berbeda, yaitu: Metode clustering Q u 60% = 1350 kn Q u 80% = 1415 kn Q u 95% = 1450 kn Metode analitis Meyerhof Q u = 1585,15 kn Hal ini dapat dikarenakan karena persebaran data yang digunakan untuk analisis belum merata, tidak mencakup beberapa wilayah tepi Kecamatan, sehingga nilainya sedikit berbeda. Pembahasan penelitian berdasarkan data yang hanya tersebar di tengah kota, berada di sekitar jalan arteni dan kolektor seperti Jalan Slamet Riyadi dan Jalan Adi Sucipto (Manahan). REKOMENDASI 1. Perlunya penelitian lebih lanjut di tiga kecamatan lain seperti Kecamatan Jebres, Serengan dan Pasar Kliwon supaya metode clustering dapat digunakan dengan maksimal pada semua wilayah di Kota Surakarta. 2. Perlunya metode-metode lain agar menghasilkan grafik yang lebih bervariasi, karena pada penelitian hanya menggunakan satu jenis metode. 3. Jumlah data diperbanyak, sehingga persebaran data semakin besar dan hasil analisis semakin terperinci dan akurat. 4. Untuk mempercepat perhitungan ada baiknya mencoba menggunakan bantuan program C++. REFERENSI Alfredo H-S Ang, W. H. (1975). Konsep-konsep Probabilitas dalam Perencanaan dan Perancangan Rekayasa Prinsipprinsip Dasar Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Arganata, O. F. (2015). Korelasi Daya Dukung Pondasi Tiang Bor Dengan Metode Reese anda O'neill terhadap Metode Terzaghi and Peck Berdasarkan Hasil Uji SPT. Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret. Bowles, J. E. (1998). Analisis dan Desain Pondasi Jilid 2. Jakarta: Penerbit Erlangga. Bowlesh, J. E. (1997). Analisa dan Desain Pondasi, Edisi keempat Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Das, B. M. (1994). Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa commit Geoteknik). to user Jakarta: Erlangga. Das, B. M. (2006). Principles Of Geotechnical Engineering. US: The University of Texas. e-jurnal MATRIKS TEKNIK SIPIL/Juli 2016/6

7 Gultom, E. B. (2010). Analisi Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal pada Proyek Pembangunan PLTU 2 Sumatera Utara 2x200 MW Pangkalan Susu-Sumatera Utara. Jurusan Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. Hardiyatmo, H. C. (2010). Mekanika Tanah 1. Gadjah Mada University Press. Hardiyatmo, H. C. (2002). Teknik Pondasi 1. Fakultas Teknik Universitas Gajah Mada. Hardiyatmo, H. C. (2008). Teknik Pondasi 2. Fakultas Teknik Universitas Gajah Mada. Maharani, G. (2015). Komparasi Nilai Daya Dukung Tiang Tunggal Pondasi Bor Menggunakan Data SPT, Hasil PDA Test, dan Hasil Loading Test pada Tanah Granuler. Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret. Puspitasari, D. (2015). Analisis Pondasi Tiang Bor Menggunakan Metode Probabilitas. Program Studi Teknik Sipil, Universitas Muhammadiyah Surakarta. Ridho, R. (2010). Uji Kapasitas Dukung Pondasi Tiang Pancang Kelompok Ujung Tertutup Pada Tiang Pasir Berlempung dengan Variasi Jumlah Tiang. Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret. Santosa, H. W. (2015). Korelasi Kapasitas Dukung Aksial Pondasi Tiang Menggunakan Persamaan Empiris dan Gaya Tekan Dongkrak Mesin Jack-in Pile. Program Studi Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret. Sihotang, I. E. (2009). Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP dan Sumbagut I Jalan Suka Mulia Medan. Jurusan Teknik Sipil, Universtias Sumatera Utara. Terenggana, A. A. (2014). Analisa Perhitungan Pile-Raft Foundation Pada Proyek The 18 Office Park Jakarta. Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sriwijaya. e-jurnal MATRIKS TEKNIK SIPIL/Juli 2016/7