ANALISIS SISTEM PONDASI PILE RAFT PADA PEMBANGUNAN PROYEK SILOAM HOSPITAL MEDAN

Transkripsi

1 ANALISIS SISTEM PONDASI PILE RAFT PADA PEMBANGUNAN PROYEK SILOAM HOSPITAL MEDAN Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Disusun oleh : MUHAMMAD NURDIN TANJUNG PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

2 LEMBAR PENGESAHAN ANALISIS SISTEM PONDASI PILE RAFT PADA PEMBANGUNAN PROYEK SILOAM HOSPITAL MEDAN TUGAS AKHIR Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Dikerjakan oleh : MUHAMMAD NURDIN TANJUNG Dosen Pembimbing : Ir. Rudi Iskandar, MT NIP Penguji I Penguji II Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE Ir. Zulkarnain A. Muis, M. Eng. Sc NIP NIP Mengesahkan: Koordinator PPSE Departemen Teknik Sipil FT USU Ketua Departemen Teknik Sipil FT USU Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan NIP NIP : PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013

3 ABSTRAK Pondasi pile-raft atau disebut juga pondasi gabungan berfungsi untuk memikul dan menahan beban yang bekerja di atasnya yaitu beban konstruksi atas ke lapisan tanah yang keras. Dalam perencanaan pondasi pile-raft harus dilakukan dengan teliti dan sebaik mungkin. Setiap pondasi harus mampu mendukung beban sampai batas keamanan yang telah ditentukan, termasuk mendukung beban maksimum yang mungkin terjadi. Tujuan dari studi ini untuk menganalisis dan membandingkan daya dukung tiang bor dari data sondir memakai metode Meyerhof, data SPT memakai metode Reese dan Wright, analisis penurunan pondasi memakai metode Steinbrenner dan Poulus Davis. Metode analitis memakai data parameter tanah dan laboratorium. Metodologi pengumpulan data adalah dengan metode observasi, pengambilan data dari kontraktor pelaksana dan melakukan studi kepustakaan. Hasil analisis perhitungan daya dukung pondasi terdapat perbedaan nilai, baik dilihat dari penggunaan metode analisis perhitungan maupun lokasi titik yang ditinjau. Berdasarkan hasil perhitungan daya dukung ultimit bored pile, untuk data sondir sebesar 1721,59 ton dan 1702,74 ton. Berdasarkan data SPT sebesar 911,64 ton dan 408,14 ton. Daya dukung ultimit rakit sebesar 154,95 ton/m 2, serta serta penurunan yang terjadi sebesar S = 60,46 mm. Berdasarkan hasil analisis sistem pondasi pile-raft yang telah dilakukan, proporsi pembagian pembeban terhadap pile-raft yaitu 20% pada raft dan 80% pada bored pile. Kata Kunci: sistem pondasi pile-raft, daya dukung, penurunan

4 KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Adapun judul dari Tugas Akhir ini adalah ANALISIS SISTEM PONDASI PILE RAFT PADA PEMBANGUNAN PROYEK SILOAM HOSPITAL MEDAN. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata I (S1) di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan dari semua pihak. Penulis hanya dapat mengucapkan terima kasih atas segala jerih payah, motivasi dan doa yang diberikan hingga penulis dapat menyelesaikan studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik, terutama kepada : 1. Terimakasih yang teristimewa penulis ucapkan kepada orang tua tercinta, kakak serta abang dan seseorang yang kusayangi yang selalu mendukung, membimbing, dan memotivasi penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT., sebagai dosen utama yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 3. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE., dan Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M. Eng. Sc., sebagai dosen pembanding dan penguji. 4. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 5. Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng. Sc., sebagai Koordinator Program Pendidikan Sarjana Ekstensi.

5 6. Seluruh Dosen dan pegawai khususnya Jurusan Teknik Sipil yang telah mendidik dan membina penulis sejak awal hingga akhir perkuliahan. 7. Pimpinan dan seluruh Staf PT. PP (Persero) yang telah membantu dan memberikan bimbingan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 8. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada rekan-rekan mahasiswa dan temanteman yang memberikan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangannya, oleh karena itu saran dan kritik yang bersifat membangun sangat diharapkan demi penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semuanya. Medan, September 2013 Penulis, MUHAMMAD NURDIN TANJUNG NIM

6 DAFTAR ISI ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR NOTASI... i ii iv vii ix xi BAB I. PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Pembatasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan... 5 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Umum Tanah Sebagai Pendukung Pondasi Tanah Kohesif Tanah Non Kohesif Macam-Macam Pondasi Pondasi Bored Pile Jarak-Jarak Tiang Pondasi Rakit (Raft Foudation)... 17

7 2.7 Hubungan Karetaristik Pondasi Pile-Raft Interaksi Pondasi Pile-Raft Kapasitas Daya Dukung Tiang Bor Kapasitas Daya Dukung Bored Pile Dari Data Sondir Kapasitas Daya Dukung Bored Pile Dari Data SPT Daya dukung selimut Kapasitas Kelompok Tiang Kapasitas Kelompok dan Efisiensi tiang dalam tanah kohesif Daya Dukung Pondasi Rakit Penurunan (Settlement) Analisis Penurunan Penurunan Segera Tanah Homogen dengan Tebal Tak Terhingga Lapisan Tanah Pendukung Pondasi Dibatasi Lapisan Keras Penurunan Segera dari Hasil Pengujian di Lapangan Penurunan Konsolidasi Kecepatan Penurunan Konsolidasi Perkiraan Penurunan Tiang Tunggal Perkiraan Penurunan Tiang kelompok Penurunan Izin Faktor Aman... 50

8 2.13 Klasifikasi Beban BAB III. METODOLOGI PENELITIAN Metode Pengumpulan Data Data Umum Proyek Data Teknis Proyek Diagram Alir Penelitian Rancangan Analisis Lokasi Pondasi Pile-Raft BAB IV. PEMBAHASAN DAN ANALISIS PERHITUNGAN Lapisan Tanah dan Jenis Tanah Menghitung Daya Dukung Bored Pile Dari Data Sondir Menghitung Daya Dukung Bored Pile Dari Data SPT Menghitung Kapasitas Kelompok Tiang Berdasarkan Efisiensi Menghitung Kapasitas Daya Dukung Pondasi Rakit Penurunan Pondasi Pile-Raft Menggunakan Metode Steinbrenner Penurunan Tiang Tunggal dan Kelompok Berdasarkan Metode Poulus Davis BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

9 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Jarak Tiang Minimum (Teng, 1992) Tabel 2.2 Faktor Empirik F b Tabel 2.3 Faktor Adhesi (Reese and O neil, 1983) Tabel 2.4 Faktor Faktor Bentuk, Kedalaman, Kemiringan, Tanah dan Alas untuk Dipakai Baik pada Persamaan Daya Dukung Hansen (1970) atau Vesic (1973) Tabel 2.5 Faktor-Faktor Daya Dukung untuk Persamaan Daya Dukung Mayerhof, Hansen, dan Vesic Tabel 2.6 Nilai-Nilai Faktor Keamanan Tabel 2.7 Perkiraan Angka Poisson ( ) (Bowles, 1968) Tabel 2.8 Perkiraan Modulus Elastis (E) (Bowles, 1977) Tabel 2.9 Hubungan Faktor (T v ) dan Derajat Konsolidasi (U). 43 Tabel 2.10 Batas Penurunan Maksimum (Skempton dan Macdonald, 1955) Tabel 2.11 Beban Pondasi Tabel 4.1 Parameter Tanah Tabel 4.2 Perhitungan Daya Dukung Ultimit Dan Ijin Pondasi Tiang (CPT-01) Tabel 4.3 Perhitungan Daya Dukung Ultimit Dan Ijin Pondasi Tiang (CPT-02) Tabel 4.4 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data SPT (BH-01) Tabel 4.5 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data SPT (BH-02) Tabel 4.6 Kapasitas Daya Dukung Ijin Tiang Tunggal dengan FS = Tabel 4.7 Kapasitas Daya Dukung Ijin Kelompok Tiang Bor Metode Converse- Labarre... 79

10 Tabel 4.8 Kapasitas Daya Dukung Ijin Kelompok Tiang Bor Metode Los Angeles 79

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Peralihan Gaya Pada Pondasi Dangkal dan Pondasi Dalam... 8 Gambar 2.2 Pondasi Telapak Gambar 2.3 Pondasi Memanjang Gambar 2.4 Pondasi Rakit (Raft Foundation) Gambar 2.5 Pondasi Sumuran (Pier Foundation) Gambar 2.6 Pondasi Tiang (Pile Foundation) Gambar 2.7 Jenis-Jenis Bored Pile (Braja. M. Das, 1941) Gambar 2.8 Distribusi Tekanan pada Tanah di Bawah Tiang 16 Gambar 2.9 Contoh Susunan Kelompok Tiang Gambar 2.10 Jenis Pondasi Rakit Gambar 2.11 Penurunan Pondasi Rakit Dan Tiang Rakit. 19 Gambar 2.12 Interaksi Pada Pondasi Pile-Raft. 20 Gambar 2.13 Perbandingan Zona Tertekan pada Tiang Tunggal dan Kelompok Tiang 26 Gambar 2.14 Kelompok Tiang dalam Tanah Lempung yang Bekerja sebagai Balok Gambar 2.15 Defenisi Jarak s dalam Hitungan Efisiensi Tiang Gambar 2.16 Contoh Kerusakan Bangunan Akibat Penurunan Gambar 2.17 Faktor Pengaruh I untuk Tegangan Vertikal di bawah Sudut Luasan Beban Terbagi Rata Berbentuk Empat Persegi Panjang Fleksibel (U.S Navy, 1971) Gambar 2.18 Penurunan Segera pada Sudut Luasan Beban Terbagi Rata Fleksibel di Permukan (Steinbrenner, 1943)... 39

12 Gambar 2.19 Variasi Kondisi Kelebihan Tekanan Air pada Pori Awal a. Kondisi Drainasi Dobel, b.kondisi Drainasi Tunggal Gambar 2.20 Faktor Penurunan Io (Poulos dan Davis) Gambar 2.21 Koreksi Kedalaman, Rh (Poulos dan Davis) Gambar 2.22 Koreksi Kompresi, Rk (Poulos dan Davis) Gambar 2.23 Koreksi Angka Poisson, Rµ (Poulus dan Davis) Gambar 2.24 Koreksi Kekakuan Lapisan Pendukung, Rb (Poulos dan Davis) Gambar 2.25 Tipe Penurunan 49 Gambar 3.1 Lokasi Penelitian (Google) Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian Gambar 3.3 Zona Pembagian Pile-Raft. 58 Gambar 3.3 Lokasi Pondasi Pile-Raft Gambar 4.1 Tiang Bor Gambar 4.2 Tiang Bor Gambar 4.3 Kelompok Tiang Gambar 4.4 Denah Pondasi Rakit Gambar 4.5 Sketsa Pondasi Pile-Raft Terhadap Lapisan Tanah Gambar 4.6 Sketsa Penurunan Pondasi Rakit Pondasi Rakit Gambar 4.7 Detail Pondasi Rakit Gambar 4.8 Penurunan Konsolidasi Gambar 4.9 Penurunan Tiang Tunggal Gambar 4.10 Pondasi Rakit Dan Bore Pile... 97

13 DAFTAR NOTASI Q p = Daya dukung ujung tiang Q s = Daya dukung selimut tiang q p = Tahanan ujung per satuan luas A p = Luas penampang tiang bor f p = Tahanan satuan skin friction = Keliling tiang = Faktor adhesi = Tegangan vertikal efektif tanah c u = Kohesi tanah N d = Harga SPT lapangan = diameter/lebar tiang lebar referensi d r = lebar referensi Q = Beban yang bekerja pada tiang D = Kedalaman tiang B = Lebar/diameter pondasi E = Modulus elastis tiang v = Tegangan vertikal efektif tanah e = angka pori = Kuat geser tanah c = Kohesi tanah = Tegangan normal yang terjadi pada tanah = Sudut geser tanah

14 q u = Daya dukung ultimit atau daya dukung batas p u = Beban ultimit atau beban batas A = Luas area beban Q b = Tahanan ujung ultimit = Faktor koreksi A b = Luas penampang ujung bawah tiang c b = Kohesi tanah di bawah ujung tiang pada kondisi tak terdrainase (undrained) N c = Faktor kapasitas dukung Q ult = Kapasitas daya dukung bored pile q b = Tahanan ujung sondir A p = Luas penampang tiang q ca base = Perlawanan konus rata-rata 1,5D di atas ujung tiang, 1,5D dibawah ujung tiang F b = Faktor empirik yang tergantung pada tipe tanah Q p q p = Daya dukung ultimit pada ujung tiang = Tahanan ujung per satuan luas A p = Luas penampang tiang bor Q s = Daya dukung ultimit selimut tiang f s = Gesekan selimut tiang per satuan luas L = Panjang tiang P = Keliling penampang tiang = faktor adhesi

15 c u = kohesi tanah (ton/m 2 ) B = Dimensi pondasi telapak yang paling kecil D f = Kedalaman pondasi telapak S = Penurunan total S i = Penurunan segera S c = Penurunan konsolidasi primer S s = Penurunan konsolidasi sekunder S i = Penurunan segera S g = Penurunan kelompok tiang B = Lebar kelompok tiang S = Penurunan tiang tunggal pada intensitas beban yang sama Q a = Kapasitas ijin tiang Q u = Jumlah tahanan gesek dan tahanan gesek dinding F = Faktor aman