ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG DENGAN SISTEM HIDROLIS PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

Transkripsi

1 ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG DENGAN SISTEM HIDROLIS PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS NEGERI MEDAN Andri Sapora Ginting 1 dan Rudi Iskandar 2 1 Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl.Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan sapora_g2@yahoo.com 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl.Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan ABSTRAK Pondasi tiang merupakan salah satu jenis dari pondasi dalam yang berfungsi untuk menyalurkan beban struktur kelapisan tanah keras yang mempunyai kapasitas daya dukung tinggi yang letaknya cukup dalam di dalam tanah. Untuk menghitung kapasitas tiang, terdapat banyak rumus yang dapat digunakan dan menghasilkan nilai kapasitas yang berbeda beda. Tujuan Penelitian ini untuk menghitung daya dukung tiang dari hasil sondir, standar penetrasi test (SPT) dan bacaan manometer pada alat hydroulic jack system, serta membandingkan hasil daya dukung tiang dari beberapa metode penyelidikan yang terjadi pada tiang tunggal. Hasil perhitungan daya dukung pondasi terdapat perbedaan nilai, baik dilihat dari penggunaan metode perhitungan Aoki dan DeAlencar, serta metode Mayerhoff. Dimana dari data sondir Aoki dan De Alencar Q u = 182,017 ton, dari data sondir Mayerhoff Q u = 274,258 ton, dari data SPT Q u = 190,74 ton dan dari data bacaan alat hydraulic jack Q u =203,152 ton. Dari hasil perhitungan daya dukung tiang, lebih aman memakai perhitungan dari hasil data manometer pada alat hydroulic jack karena lebih aktual. Kata kunci: pondasi tiang, daya dukung tiang, hydraulic jack ABSTRACT Pile foundation is one kind of foundation that works to distribute the load to the structure of the hard soil that has a high carrying capacity that is located deep enough in the ground. To calculate the capacity of the pole, there are many formulas that can be used and yield values of different capacities. The research objective is to calculate the bearing capacity of the pile sondir result, standard penetration test (SPT) and manometer readings on tools Hydroulic jack system, and compare the results of carrying a pole of some methods of investigation that occurred on a single pole. The results of the calculation of the carrying capacity of the foundation there are differences in value, in terms of usage and DeAlencar Aoki calculation method, and the method Mayerhoff. Where the data sondir Aoki and De Alencar Qu = tonnes, data from sondir Mayerhoff Qu = tonnes, data from SPT and Qu= tons of data reading tool hydraulic jack Qu = tons. From the calculation of the carrying capacity of the pole, safer use of computation data results Hydroulic instrument manometer on the jack because more actual Keywords: pile foundation, pile bearing capacity, hydraulic jack. 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Pada umumnya bangunan gedung tersebut memiliki beban yang sangat bervariasi, berupa beban sendiri konstruksi bangunan gedung, dan kemungkinan-kemungkinan adanya pengaruh yang akan terjadi pada bangunan gedung tersebut, sehingga memerlukan suatu type pondasi yang sesuai agar lapisan tanah tempat pondasi didirikan mampu mendukung seluruh berat konstruksi dan pengaruh yang akan terjadi. Semua konstruksi yang direkayasa untuk bertumpu pada tanah harus didukung oleh suatu pondasi. Pondasi ialah bagian dari suatu sistem rekayasa yang meneruskan beban yang ditopang oleh suatu pondasi dan beratnya sendiri kepada dan kedalam tanah dan batuan yang terletak dibawahnya. Tegangan-tegangan tanah yang dihasilkan kecuali pada permukaan tanah, merupakan tambahan pada beban-beban yang sudah ada dalam massa tanah dari bobot sendiri bahan dan sejarah geologinya.

2 Jack in pile adalah suatu sistem pemancangan pondasi tiang yang pelaksanaannya ditekan masuk ke dalam tanah dengan menggunakan dongkrak hidrolis yang diberi beban counterweight sehingga tidak menimbulkan getaran dan gaya tekan dongkrak langsung dapat dibaca melalui manometer sehingga gaya tekan tiang setiap mencapai kedalaman tertentu dapat di ketahui. Pemakaian pondasi tiang dipergunakan untuk suatu pondasi bangunan yang apabila tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity), yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya, atau apabila tanah keras yang mana mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya letaknya sangat dalam. Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penulisan ini adalah : 1. Menghitung daya dukung pondasi tiang dari hasil sondir, data SPT dan bacaan manometer alat hydraulic jack. 2. Menghitung kapasitas daya dukung ijin kelompok tiang. Manfaat Penelitian Adapun Manfaat dari penulisan ini adalah : 1. Untuk menambah ilmu pengetahuan, wawasan, dan pembanding kelak jika akan melakukan suatu pekerjaan yang sama atau sejenis. 2. Dapat membantu mahasiswa lainnya sebagai referensi atau contoh apabila mengambil topik bahasan yang sama 3. Dapat menganalisis data jika akan melakukan suatu pekerjaan yang sejenis 2. METODE Metode Pengumpulan Data Subjek pada penelitian ini adalah pembangunan proyek Gedung Perpustakaan Universitas Negeri Medan. Pengambilan data yang diperlukan dalam perencanaan diperoleh dari PT. Bina Karya (persero) selaku perusahaan di bidang jasa konstruksi yang terlibat dalam pembangunan Gedung Perpustakaan Universitas Negeri Medan. Data yang diperlukan dalam penelitian proyek terdiri dari : a. Data Sondir b. Data Standart Penetration Test (SPT) c. Data dari bacaan manometer alat hydraulic jack Metode Perhitungan Daya Dukung a. Kapasitas daya dukung tiang dari data sondir. Kapasitas daya dukung ultimit ditentukan dengan persamaan sebagai berikut : Q u = Q b + Q s = q b A b + f.a s. (1) Dimana : Q u Q b Q s q b A b f A s = Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang. = Kapasitas tahanan di ujung tiang. = Kapasitas tahanan kulit. = Kapasitas daya dukung di ujung tiang persatuan luas. = Luas di ujung tiang. = Satuan tahanan kulit persatuan luas. = Luas kulit tiang pancang. Dalam menentukan kapasitas daya dukung aksial ultimit (Q u ) dipakai Metode Aoki dan De Alencar. Dimana : qca ( base) q (2) b = F b

3 q ca (base) = Perlawanan konus rata-rata 1,5D diatas ujung tiang, 1,5D dibawah ujung tiang dan F b adalah faktor empirik tergantung pada tipe tanah. Tahanan kulit persatuan luas (f) diprediksi sebagai berikut : (3) Dimana : q c (side)= Perlawanan konus rata-rata pada masing lapisan sepanjang tiang. F s = Faktor empirik yang tergantung pada tipe tanah. = Faktor empirik yang tergantung pada tipe tanah. F b α s F = qc ( side) F s Untuk menghitung daya dukung tiang pancang berdasarkan data hasil pengujian sondir dapat dilakukan dengan menggunakan metode Meyerhoff. Daya dukung ultimit pondasi tiang dinyatakan dengan rumus : Q ult = (q c x A p )+(JHL x K 11 ). (4) Keterangan : Q ult q c A p JHL K 11 = Kapasitas daya dukung tiang pancang tunggal. = Tahanan ujung sondir. = Luas penampang tiang. = Jumlah hambatan lekat. = Keliling tiang. Daya dukung ijin pondasi dinyatakan dengan rumus : b. Kapasitas Daya Dukung dari Data SPT Daya dukung pondasi tiang pada tanah non kohesif..(5) Q p = 40 x N SPT x L i /D x A p (6) Tahanan geser selimut tiang pada tanah non kohesif Q ijin qc xac = 3 JHLxK Q s = 2 x N SPT x p x L i (7) Keterangan : D L i A p p = Diameter tiang = Panjang Lapisan Tanah (m) = Luas Penampang Tiang (m²) = Keliling Tiang (m) c. Kapasitas Daya Dukung Berdasarkan bacaan manometer alat hydraulic jack Kapasitas daya dukung tiang dapat dihitung dengan rumus : Q = P x A... (8) Keterangan : Q = Daya dukung tiang pada saat pemancangan (ton) P = Bacaan manometer (kg/cm²) A = Total luas efektif penampang piston (cm²)

4 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Menghitung Daya Dukung Tiang dari Data Sondir Kapasitas Daya Dukung Tiang dengan Metode Aoki dan De Alencar Dari proyek diperoleh data, yaitu : Data tiang pancang : Diameter tiang pancang (D) : 35 cm Keliling tiang pancang (K 11 ) : π. 35 cm = 110 cm Luas tiang pancang (A p ) 1 :. 2. D P t tiang pancang : π π. 35 = 962,5 cm 2 4 : 70 ton a. Perhitungan kapasitas dukung ujung tiang (Q b ) Tiang Pancang Kedalaman Perlawanan konus (meter) (kg/cm 2 ) 22, , , , , , , Gambar -1. Perkiraan nilai q ca (base) Nilai q ca diambil rata-rata seperti dalam gambar -1 q ca = = 175,00 kg/cm 2 Dari persamaan (2), kapasitas dukung ujung persatuan luas (q b ) : q b = q ca ( base ) F b (Nilai F b beton precast = 1,75) q b = 175 = 100 kg/cm 2 1,75 Kapasitas dukung ujung tiang (Q b ) : Q b = q b x A p Q b = 100 x 962,5 = kg = 96,25 ton.

5 b. Perhitungan kapasitas dukung kulit (Q s ) 0,00meter 23 meter Pasir halus (LS) q c (side) = 84,834 kg/cm 2 23 meter Gambar -2. Nilai q c (side) pada titik sondir Dari persamaan (3), kapasitas dukung kulit persatuan luas (f) : α s f = q c (side) Fs 0,014 f = 84,834. = 0,339 kg/cm 2 3,5 Kapasitas dukung kulit (Q s ) : Q s = f. A s = 0, = kg = 85,767 ton Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang (Q u ) : Q u = Q b + Q s = 96, ,767 = 182,017 ton kapasitas ijin tiang (Q a ) : Q a Q u = SF 182,017 = 2,5 = 72,806 ton Perhitungan kapasitas daya dukung tiang dengan metode Meyerhoff pada data sondir (CPT) Data yang diperoleh pada kedalaman 1 meter adalah: 1. Perlawanan Penetrasi konus ( PPK ), q c = 11 kg/cm 2 2. Jumlah Hambatan Lekat ( JHL ) = 18 kg/cm

6 3. Luas Tiang Pancang ( Ap ) =. π D =.π = 962,5 cm 2 4. Keliling Tiang Pancang = π. D = π. 35 cm = 110 cm Dari persamaan (4), kapasitas daya dukung pondasi tiang tunggal (Q ult ): Q ult = (q c. A p ) + (JHL. K) = ( ,5) + ( ) = 12,568 ton Dari persamaan (2.7), kapasitas daya dukung ijin pondasi (Q ijin ): 2 Q ijin = q c xa 3 p JHL. K = 11 x 962, x 3 5 = 3,925 ton Tabel -1. Perhitungan daya dukung ultimate dan ijin pondasi tiang berdasarkan data sondir. Kedalaman PPK Ap JHL K 11 Q ult Q ijin (qc) (meter) (kg/cm 2 ) (cm 2 ) (kg/cm 2 ) (cm) (Ton) (Ton) 0, ,000 0,000 1, , ,568 3,925 2, , ,068 1,799 3, , ,880 6,629 4, , ,788 2,943 5, , ,293 17,034 6, , ,130 4,539 7, , ,210 5,155 8, , ,288 10,496 9, , ,540 26,121 10, , ,775 37,418 11, , ,990 30,925 12, , ,990 40,605

7 13, , ,688 46,869 14, , ,405 37,778 15, , ,868 53,132 16, , ,150 34,503 17, , ,533 49,242 17, , ,258 77,310 Menghitung kapasitas daya dukung tiang dari data SPT Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang per lapisan dari data SPT memakai metode Meyerhoff Daya dukung ujung pondasi tiang pancang pada tanah non kohesif adalah : Q p = 40. N-SPT. L. A D p = , = 11 kn Untuk tahanan geser selimut tiang pada tanah non kohesif adalah: Q s = 2. N-SPT. p. L i = ,10. 1 = 2,2 kn Tabel -2. Perhitungan daya dukung tiang berdasarkan data SPT Depth Soil N Cu α Skin Friction End Qult Qult Layer (kn) Bearing (m) (kn/m 2 ) Local Cumm (kn) (kn) (ton) 0,00 0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,50 1 2,200 2,200 11,000 13,200 1,320 1,00 1 2,200 4,400 11,000 15,400 1,540 1,50 1 2,200 6,600 11,000 17,600 1,760 2, ,200 8,800 11,000 19,800 1,980 2,50 1 2,200 11,000 11,000 22,000 2,200 3,00 2 4,400 15,400 22,000 37,400 3,740 3,50 2 4,400 19,800 22,000 41,800 4,180 4,00 2 4,400 24,200 22,000 46,200 4,620 4,50 3 6,600 30,800 33,000 63,800 6,380 5,00 4 8,800 39,600 44,000 83,600 8,360 5, ,000 50,600 55, ,600 10,560 6, ,400 66,000 77, ,000 14, , ,000 88, , ,000 19,800 7, , , , ,000 22,000 7, , , , ,200 25,520 8, , , , ,800 30,580

8 8, , , , ,600 34,760 9, , , , ,600 39,160 9, , , , ,600 42,460 10, , , , ,600 45, , , , , ,600 49,060 11, , , , ,600 52,360 11, , , , ,600 55,660 12, , , , ,800 60,280 12, , , , ,000 63,800 13, , , , ,200 67,320 13, , , , ,400 70,840 14, , , , ,600 74,360 14, , , , ,000 79,200 15, , , , ,400 82,940 15, , , , ,800 86,680 16, , , , ,000 89,100 16, , , , ,000 91,300 17, , , , ,000 94,600 17, , , , ,800 96,580 18, , , , ,600 99,660 18, , , , , ,700 19, , , , , ,040 19, , , , , ,160 20, , , , , ,160 20, , , , , ,400 21, , , , , ,360 21, , , , , ,720 22, , , , , , , , , , , ,040 23, , , , , ,740 23, , , , , ,120 24, , , , , ,280 24, , , , , ,540 25, , , , , ,800 25, , , , , ,740 26, , , , , ,780 26, , , , , ,820 27, , , , , ,540 27, , , , , ,360 28, , , , , ,500 28, , , , , ,860 29, , , , , ,440

9 29, , , , , ,240 30, , , , , ,260 Perhitungan Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang Pada Saat Penekanan Berdasarkan Bacaan Manometer Pada Alat Hydraulic Jack Kapasitas daya dukung tiang mini pile dapat diketahui berdasarkan bacaan manometer yang tersedia pada alat pancang. Kapasitas daya dukung pondasi tiang dapat dihitung dengan rumus : Q = P A menggunakan hydraulic jack dengan kapasitas 320 ton. Luas piston (A) untuk mesin kap. 320 ton = 1269,7 cm² Working load (P izin ) = 160 ton P ult = 200% x P izin = 200% x 160 = 320 ton Daya dukung berdasarkan bacaan manometer alat hydraulic jack dengan mesin 320 ton : Q = P x A = P x 1269,7 = 1269,7 P kg = 1,2697 P ton Tabel-3. Perhitungan daya dukung tiang pada saat pemancangan berdasarkan data (daily piling record) Pile Cap Nomor Titik Kedalaman Pancang (m) Manometer (Mpa) Daya Dukung (ton) , , , , , , KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1. Hasil perhitungan daya dukung ultimit tiang pada kedalaman 23,00 m berdasarkan data sondir, data SPT, dan data dari bacaan manometer pada saat pemancangan adalah sebagai berikut : Dari data sondir Aoki dan De Alencar, Q u = 182,017 ton Dari data sondir Mayerhoff, Q u = 274,258 ton Dari data SPT, Q u = 190,74 ton Dari data bacaan alat hydraulic jack, Q u = 203,152 ton 2. Daya dukung ijin tiang yang diperoleh dengan faktor keamanan (FS) sebesar 2,5 adalah sebagai berikut: Dari data sondir Aoki dan De Alencar, Q u = 72,806 ton Dari data sondir Mayerhoff, Q ijin = 77,310 ton Dari data SPT, Q ijin = 76,296 ton Dari data bacaan alat hydraulic jack, Q ijin = 81,260 ton

10 3. Berdasarkan perhitungan kapasitas daya dukung ijin tiang tungal diperoleh nilai Q ijin > P t = 70 ton, sehingga struktur bangunan pada Proyek Pembangunan Gedung Perpustakaan Universitas Negeri Medan dapat dinyatakan aman. Saran 1. Penyelidikan di lapangan dengan sondir dan SPT untuk perencanaan daya dukung pondasi tiang masih kurang akurat, sehingga masih perlu digunakan alat uji yang lain. 2. Dalam menganalisa daya dukung pondasi lebih baik memakai hasil data manometer karena lebih aktual. 5. DAFTAR PUSTAKA Bowles, J.E., Analisis dan Desain Pondasi, Edisi keempat Jilid 1, Erlangga, Jakarta. Bowles, J.E., Analisis dan Desain Pondasi, Edisi keempat Jilid 2, Erlangga, Jakarta. Hardiyatmo, H.C., Teknik Pondasi 2, Edisi Kedua, Beta Offset, Yogyakarta. Irsyam, M., SI-3221 Rekayasa Pondasi, Penerbit ITB, Bandung. Pradoto, S., Teknik Pondasi, Laboratorium Geoteknik ITB, Bandung. Sardjono, HS., Pondasi Tiang Pancang, Jilid 1, Penerbit Sinar Jaya Wijaya, Surabaya. Sosrodarsono, S. Dan Nakazawa, K., Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi, PT Pradnya Paramita, Jakarta.