ANALISIS DEFLEKSI DAN KAPASITAS LATERAL TIANG TUNGGAL PADA TANAH KOHESIF

Transkripsi

1 ANALISIS DEFLEKSI DAN KAPASITAS LATERAL TIANG TUNGGAL PADA TANAH KOHESIF Analysis Deflection and Lateral Capacity of Single Pile in Cohesive Soil SKRIPSI Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : NASRULLOH I PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016 i

2 HALAMAN PERSETUJUAN ANALISIS DEFLEKSI DAN KAPASITAS LATERAL TIANG TUNGGAL PADA TANAH KOHESIT!$ Analysis Detlection and Lsteral Capacity of Singte Pile in Cohesive Soil SKRIPSI Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh: NASRULLOH NIM I Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan tim penguji skripsi Program Studi Teknik Sipil Fakultas TeknikUniversitas Sebelas Maret Persetuj uan dosen pembimbing imbing I Dosen Pembimbing II NIP ,

3 IIALAMAN PENGESAHAN ANALISIS DEFLEKSI DAN KAPASITAS LATERAL TIANG TUNGGAL PAI}A TANAH KOIIESTF Analysis DeJlection ond Lateral Capacrty of Single Pile in Cohesive Soil r# Disusun oleh: NASRULLOE NIM r s Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Pada hari Tanggal : Kamis Juli 2016 Yusep Muslih Purwana. ST. MT. PhI) NIP. 196E07A2 $ Dr. Niken Silmi Suriandari, STMT i\up $n Ir. Noesroho Diarwanti. MT r\-ip W7 Ilr. Bambans Setiawan..S.T.M.T NrP.198s09t7 2014M r 001 Disahkan, 0 NIP I 001 lll

4 Motto dan Persembahan Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan (QS. Al Insyirah) Tuliskan apa yang kita lakukan dan lakukan apa yang kita tuliskan Skripsi ini saya persembahkan untuk : 1. Ibu Sri Hardjijani dan Alm. Bapak Basir, orang tua yang selalu memberi tauladan dan menyampaikan doa tulus untuk kebaikan putranya 2. Civitas akademika UNS yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu, iv

5 ABSTRAK Nasrulloh, Analisis Defleksi dan Kapasitas Lateral Tiang Tunggal pada Tanah Kohesif. Skripsi. Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta Pondasi tiang pancang merupakan salah satu jenis dari pondasi dalam. Pondasi tiang pancang selain dirancang untuk menahan beban-beban aksial, juga dirancang untuk memperhitungkan beban lateral. Akibat adanya beban lateral yang bekerja pada tiang pancang mengakibatkan terjadinya defleksi atau pergeseran, untuk mengetahui besarnya defleksi yang terjadi pada tiang dapat dilakukan dengan pengujian lapangan atau yang sering disebut dengan lateral test. Selain melakukan pengujian lateral test, besarnya defleksi serta kapasitas lateral tiang juga dapat dianalisis menggunakan metode Broms (1964), metode Reese dan Matlock (1960), serta metode p-y curve. Penelitian ini akan meneliti defleksi dan kapasitas lateral tiang tunggal pada tanah kohesif Data yang digunakan pada penelitian ini berupa data sekunder hasil uji lateral test tiang P.1 dan tiang P.2 proyek jembatan di Kepulauan Riau. Data lateral test tersebut akan menjadi pembanding utama dengan metode yang lain, yaitu metode Broms (1964), metode Reese dan Matlock (1960), serta metode p-y curve dalam analisis defleksi serta kapasitas lateral tiang. Sedangkan perilaku tiang akibat beban lateral akan dianalisis menggunakan metode p-y curve. Berdasarkan hasil uji lateral test didapatkan defleksi maksimum pada P.1 sebesar 49,09 mm dan P.2 sebesar 55,74 mm, setelah dilakukan analisis meggunakan metode p-y curve, metode Reese & Matlock (1960), serta metode Broms (1964), didapatkan hasil bahwa nilai defleksi serta kapasitas lateral tiang tunggal hasil analisis metode p-y curve lebih mendekati hasil uji lateral test dibandingkan dengan metode Reese & Matlock (1960) dan metode Broms (1964), hal tesebut dikarenakan paremeter tanah dan tiang lebih detail pada metode p-y curve, sedangkan Metode Reese & Matlock (1960) serta metode Broms (1964) menggunakan korelasi dalam analisisnya. Kata Kunci : defleksi tiang, kapasitas lateral, lateral test, p-y curve, Reese & Matlock (1960), Broms (1964) v

6 ABSTRACT Nasrulloh, Analysis Deflection and Lateral Capacity of Single Pile in Cohesive Soil. Thesis. Civil Engineering Program. Faculty of Engineering. Sebelas Maret University. Surakarta Pile foundation is a type of deep foundations. Besides to withstand the axial load, pile foundation is also designed to withstand the lateral load. When the lateral load occurs on the pile, it will cause a deflection. The occurred deflection can be determined by using field test or also known as the lateral test. The amount of deflection and lateral capacity can also be analyzed using Broms method (1964), Reese & Matlock method (1960), and p-y curve method. This study will observe the deflection and lateral capacity of a single pile in cohesive soil. The data used in this study is taken from lateral test results of pile P.1and pile P.2 from a project in Riau Islands. The data of lateral test will be a major comparison with Broms method (1964), Reese and Matlock (1960) method, and p-y curve method to determine of deflection and lateral pile capacity. While the single pile behaviour which withstand the lateral load will be analyzed using p-y curve method. The lateral test results indicated that the maximum lateral deflections are 49,09 mm (in P.1) and 55,74 mm (in P.2). Analysis results show that the deflection and lateral capacity using p-y curve method was nearer to the lateral test results than using Broms method (1964) and Reese and Matlock method (1960). It was because p-y curve method uses more detailed soil properties and pile specifications than Reese & Matlock method (1960) which uses correlation analysis. Keywords: Broms (1964), lateral capacity, lateral test, p-y curve, pile deflection, Reese and Matlock (1960), vi

7 KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah dan taufik- Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaiakan penulisan skripsi ini. Penulisan skripsi dengan judul Analisis Defleksi dan Kapasitas Lateral Tiang Tunggal pada Tanah Kohesif ini merupakan salah satu syarat untuk menempuh ujian sarjana pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Selesainya skripsi ini tidak lepas dari dukungan dan bantuan berbagai pihak sehingga pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Edy Purwanto, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik. 3. Yusep Muslih P, ST, MT, PhD, selaku Dosen Pembimbing Skripsi. 4. Dr. Niken Silmi Surjandari, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Skripsi. 5. Seluruh Staf Pengajar pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 6. Saudara-saudara seperjuangan dalam penelitian atas kerjasamanya. 7. Teman-teman angkatan 2012 khususnya, dan semua pihak yang telah membantu baik moril maupun materiil yang tidak dapat penulis sebutkan satupersatu. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat kekurangan. Kritik dan saran yang membangun demi perbaikan dan kesempurnaan skripsi ini sangat penulis harapkan. Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca pada umumnya serta bagi pengembangan ilmu teknik sipil. Surakarta, Juli 2016 Penulis vii

8 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING... LEMBAR PENGESAHAN... HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN... ABSTRAK.... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR NOTASI... i ii iii iv v vii viii xi xii xv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat penelitian... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka Landasan Teori Tiang yang Menerima Beban Lateral Lateral Test Metode p-y curve Metode Reese & Matlock (1960) Metode Broms (1964) Tanah non kohesif Tanah kohesif Interpretasi data viii

9 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Data Sketsa Kondisi Tiang dan Kondisi Tanah Hasil Uji Lateral Test Analisis menggunakan program Lpile Menu Program Options Spesifikasi Tiang dan Tanah Input Pembebanan Output Program Analisis Diagram Alir BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisis Metode p-y curve Tiang P Tiang P Analisis Metode Reese & Matlock (1960) Tiang P Tiang P Perbandingan Nilai Defleksi Lateral Perbandingan Nilai Defleksi Lateral Tiang P Perbandingan Nilai Defleksi Lateral Tiang P Analisis Metode Broms (1964) Tiang P Tiang P Interpretasi Data Interpretasi Data Hasil Uji Lateral Test Interpretasi Data Hasil Analisis Metode p-y curve Interpretasi Data Hasil Analisis Metode Reese & Matlock (1960) Perbandingan Kapasitas Lateral ix

10 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Penelitian Tentang Beban Lateral pada Tiang... 5 Tabel 2.2 Kriteria pondasi tiang pendek dan panjang (Tomlinson)... 7 Tabel 3.1 Spesifikasi Tiang P.1 dan Tiang P Tabel 3.1 Spesifikasi Tiang P.1 dan Tiang P Tabel 4.1 Defleksi pada tiang P.1 Hasil Analisis Metode p-y curve Tabel 4.2 Defleksi pada tiang P.2 Hasil Analisis Metode p-y curve Tabel 4.3 Defleksi pada tiang P.1 Hasil Analisis Metode Reese & Matlock (1960) Tabel 4.4 Defleksi pada tiang P.1 Hasil Analisis Metode Reese & Matlock (1960) Tabel 4.5 Perbandingan Nilai Defleksi Lateral pada Tiang P Tabel 4.6 Perbandingan Nilai Defleksi Lateral pada Tiang P Tabel 4.7 Perbandingan Kapasitas Lateral Tiang P.1 dan Tiang P xi

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Grafik Hubungan antara Modulus Tanah Dasar dengan Relative Density pada Tanah Berpasir... 7 Gambar 2.2 Defleksi, Slope, Momen, Shear Force, dan Reaksi Tanah pada Tiang Elastis... 8 Gambar 2.3 Perbedaan Jenis Ikatan Kepala Tiang... 9 Gambar 2.4 Ilustrasi pemebebanan pada Lateral Test Gambar 2.5 Ilustrasi Pembebanan pada Tiang Gambar 2.6 Soil resistance pada potongan melintang tiang Gambar 2.7 Defleksi yang terjadi pada tiang per kedalaman Gambar 2.8 Contoh grafik hubungan defleksi - kedalaman Gambar 2.9 Contoh grafik hubungan momen - kedalaman Gambar 2.10 Contoh grafik hubungan shear force - kedalaman Gambar 2.11 Grafik untuk menentukan koefisien defleksi Gambar 2.12 Kapasitas Lateral ultimit untuk tiang pancang pada tanah non kohesif Gambar 2.13 Kapasitas Lateral ultimit untuk tiang pancang pada tanah lempung Gambar 2.14 Contoh grafik hasil interpretasi metode Sharma Gambar 3.1 Sketsa Kondisi Tiang dan Kondisi Tanah pada Tiang P Gambar 3.2 Sketsa Kondisi Tiang dan Kondisi Tanah pada Tiang P Gambar 3.3 Grafik Hasil Uji Skala Penuh Lateral Test Gambar 3.4 Grafik Hubungan antara beban Lateral dengan Defleksi pada hasil Uji Lateral Test Tiang P Gambar 3.5 Grafik Hubungan antara beban Lateral dengan Defleksi pada hasil Uji Lateral Test Tiang P Gambar 3.6 Menu Program Options and Setting Gambar 3.7 Opsi Section Type pada Menu Pile Properties 25 Gambar 3.8 Opsi Concrete pada Menu Pile Properties Gambar 3.9 Opsi Prestressing pada Menu Pile Properties xii

13 Gambar 3.10 Menu Soil Layer Gambar 3.11 Menu View Pile and Soil Profile Gambar 3.12 Menu Pile Head Loading and Options Gambar 3.13 Menu Ground Slope and Batter Gambar 3.14 Diagram alir tahapan penelitian Gambar 4.1 Grafik Perbandingan defleksi, momen, dan shear force pada tiang P Gambar 4.2 Grafik hubungan Shear Force vs Top Deflection pada tiang P Gambar 4.3 Grafik Perbandingan defleksi, momen, dan shear force pada tiang P Gambar 4.4 Grafik hubungan Shear Force vs Top Deflection pada tiang P Gambar 4.5 Grafik hubungan antara beban lateral dengan defleksi menggunakan Metode Reese & Matlock pada tiang P Gambar 4.6 Grafik hubungan antara beban lateral dengan defleksi menggunakan Metode Reese & Matlock pada tiang P Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Defleksi Lateral pada Tiang P Gambar 4.8 Grafik Perbandingan Defleksi Lateral pada Tiang P Gambar 4.9 Kapasitas Lateral Ultimate pada Tanah Kohesif P Gambar 4.10 Kapasitas Lateral Ultimate pada Tanah Kohesif P Gambar 4.11 Interpretasi data lateral test menggunakan metode Sharma pada tiang P Gambar 4.12 Interpretasi data lateral test menggunakan metode Sharma pada tiang P Gambar 4.13 Interpretasi data analisis p-y curve menggunakan metode Sharma pada tiang P Gambar 4.14 Interpretasi data analisis p-y curve menggunakan metode Sharma pada tiang P Gambar 4.15 Interpretasi data analisis Reese & Matlock menggunakan metode Sharma pada tiang P xiii

14 Gambar 4.16 Interpretasi data analisis Reese & Matlock menggunakan metode Sharma pada tiang P Gambar 4.17 Diagram perbandingan kapasitas lateral tiang P.1 dan tiang P xiv

15 DAFTAR NOTASI = koefisien defleksi untuk kepala tiang bebas C u D Hu e K p Mu ƞ h R T = Kohesi tanah = diameter tiang = beban lateral = Kapasitas lateral = Modulus Elastisitas tiang = jarak dari tanah ke puncak tiang = koefisien defleksi untuk kepala tiang terjepit = Momen Inersia tiang = Koefisien tekanan tanah pasif = beban momen, dimana = Momen ultimate tiang = modulus reaksi tanah dasar = faktor kekakuan = faktor kekakuan = defleksi lateral = Berat jenis tanah xv