ADE HARUMI INGGIT KURNIA

Transkripsi

1 STUDI PENURUNAN TANAH AKIBAT PENEKANAN TIANG TEKANHIDROLIS DENGAN MENGGUNAKAN PENDEKATAN METODE ELEMEN HINGGA (Studi Kasus : Pembangunan Hotel Medan Siantar, Sinaksak) TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat penyelesaian pendidikan sarjana teknik sipil Disusun Oleh : ADE HARUMI INGGIT KURNIA BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

2 ABSTRAK Penekanan tiang ke dalam tanah, akan menyebabkan terjadinya pergerakan tanah (soil movement) di sekitar tempat penekanan. Pergerakan tanah ini dapat berupa penurunan tanah (settlement) hingga keruntuhan tanah (failure). Untuk itu peneliti memilik ide untuk meneliti pergerakan tanah berupa penurunan pada bangunan disebelahnya (adjacent building) yaitu bangunan SMAN 5 Pematang Siantar yang berada disebelah lokasi penekaan tiang pondasi bangunan Hotel Medan Siantar. Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah metode studi parametrik Kemudian dilakukan perhitungan besar nilai penurunan bangunan menggunakan metode elemen hingga yaitu dengan program Plaxis 2D ver. 8.Dalam penelitian dilakukan untuk 4 simulasi yaitu: Simulasi 1 (Pemancangan Tiang Pancang Tunggal dengan Jarak 3,5 m dari Bangunan), Simulasi 2 (Pemancangan Tiang Pancang Kelompok dengan Jarak 3,5 m dari Bangunan), Simulasi 3 (Mobilisasi Alat Pancang 120 T dengan Jarak 5 m dari Bangunan), Simulasi 4 (Mobilisasi Alat Pancang 120 T dengan Jarak 5 m dari Bangunan). Dari hasil penelitian ini diperoleh besar nilai penurunan per-meter bangunan untuk setiap simulasi.dari hasil yang diperoleh pada simulasi 1 dan simulasi 2, bangunan mengalami penurunan yang melebihi syarat.sedangkan untuk simulasi 3 dan simulasi 4, penurunan yang dialami bangunan masih memenuhi syarat. Kata kunci :tiang pancang, settlement (penurunan),plaxis, adjacent building

3 KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya kepada saya, sehingga sayadapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang studi Geoteknik Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik, dengan judul : STUDI PENURUNAN TANAH AKIBAT PENEKANAN TIANG TEKAN HIDROLIS DENGAN MENGGUNAKAN PENDEKATAN METODE ELEMEN HINGGA (Studi Kasus : Pembangunan Hotel Medan Siantar, Sinaksak) Saya menyadari bahwa dalam penyelesaian tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu : 1. Terutama kepada kedua orang tua saya, Ir. Faisal dan Ibunda Nining Lely Dwi Suliani yang dengan penuh cinta kasih dan kesabaran dalam merawat, mendidik, menjaga, mendoakan serta berjuang dengan keras untuk selalu memenuhi kebutuhan hidupku hingga berhasil mendapatkan kesempatan untuk menempuh pendidikan yang tinggi. Semoga Allah SWT. selalu melimpahkan berkat bagi beliau

4 2. Ibu Ika Puji Hastuty, ST, MT. selaku dosen pembimbingyang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 4. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE. danbapak Ir. Rudi Iskandar, MT., sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 5. Bapak/Ibu seluruh staf pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 6. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik yang telah memberikan bantuan selama ini kepada saya. 7. Untuk saudara-saudaraku yang tercinta, Muhammad Iqbal Tawaqal S.T., Muhammad Tri Perdana Zam Zami, Ade Rahma Putri Fanin, dan Dinda Putri Namirach atas doa, dukungan dalam mengerjakan Tugas Akhir ini. 8. Teristimewa buat Muhammad Taqwa Sitompul, sebagai orang terkasih yang telah memberikan doa, dukungan, semangat serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 9. Untuk saudara/i seperjuangan: Meta, Wilda, Ojak, Silvi, Manna, Yahya, Evand, Jonathan, Alvin, Dendy, Valdy, Gege, Ledwin, Rio,Sylda, Zul Taufik, Zuzu, Anggi, Intan Fara, Ovan, Lini, Adel, Iren, Surya, Daniel, Wisman, Ari, Prince, Michael serta teman-teman stambuk 2011 yang sangat saya sayangi

5 dan semua mahasiswa Teknik Sipil lainnya yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini. 10. Seluruh rekan-rekan yang tidak mungkin saya tuliskan satu-persatu atas dukungannya yang sangat baik. Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu saya menerima kritik dan saran yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas akhir ini Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Medan, Februari 2016 Penulis ( Ade Harumi Inggit Kurnia )

6 DAFTAR ISI ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR NOTASI... DAFTAR LAMPIRAN... i ii v ix xii xiii xvi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Batasan Masalah Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Umum Penyelidikan Tanah (Soil investigation) Sondering Test/Cone Penetration Test (CPT) Standard Penetration Test Macam-Macam Pondasi... 11

7 2.4 Pondasi Tiang Pondasi Tiang Menurut Pemakaian Bahan dan Karakteristik Strukturnya Metode Penekanan Hydraulic System Tahapan Pelaksanaan Hydraulic System Pelaksanaan Pekerjaan Pemasangan Tiang Hubungan Antara Perubahan Sifat Tanah pada Tanah Asli Akibat Pemasangan Tiang dan Teknik Pemasangannya Pergerakan Tanah Settlement (Penurunan) Penurunan Konsolidasi (Consolidation Settlement) Penurunan Segera (Immediate Settlement) Kecepatan Waktu Penurunan Penurunan Ijin Bangunan Metode Elemen Hingga Plaxis Model Tanah Mohr Coulomb Model Tanah Lunak (Soft Soil) Parameter Tanah Faktor Keamanan pada Plaxis BAB III METODE PENELITIAN Data Umum Proyek Pengumpulan Data... 67

8 3.2.1 Data Struktur Tiang Precast Data Spesifikasi Alat Tekan Data Struktur Bangunan Data Parameter Tanah Pengolahan Data Analisa Data BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Pemodelan Geometri Simulasi 1: Penekanan Tiang Tunggal dengan Jarak 3,5 m dari Bangunan Simulasi 2: Penekanan Tiang Kelompok dengan Jarak 3,5 m dari Bangunan Simulasi 3: Mobilisasi Alat Tekan 320 T dengan Jarak 5 m dari Bangunan Simulasi 4: Mobilisasi Alat Tekan 320 T dengan Jarak 5 m dari Bangunan Identifikasi Parameter Parameter Tanah Parameter Tiang Parameter Bangunan Tahap Perhitungan Hasil Simulasi dengan Metode Elemen Hingga Penekanan Tiang Tunggal dengan Jarak 3,5 m dari

9 Bangunan Penekanan Tiang Kelompok dengan Jarak 3,5 m dari Bangunan Mobilisasi Alat Tekan 320 T dengan Jarak 5 m dari Bangunan Mobilisasi Alat Tekan 320 T dengan Jarak 10 m dari Bangunan Nilai Deformasi yang Dialami Bangunan BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... 95

10 DAFTAR GAMBAR No Judul Hal 2.1 Dimensi (a) Konus. (b) Bikonus (a) Pondasi memanjang (lajur). (b) Pondasi setempat. (c) Pondasi 12 rakit 2.3 (a) Pondasi sumuran. (b) Pondasi tiang TiangPrecast Reinforced Concrete Pile Tiang tekan Precast Prestressed Concrete Pile Tiang tekancast in place pile Tiang baja Skema mesin Hydraulic Static Pile Driver Pergeseran existing building akibat penekanan tiang Contoh kerusakan bangunan akibat penurunan Tipe-tipe penurunan. (a) Penurunan seragam, (b) Penggulingan, (c)penururunan tidak seragam Jenis-jenis elemen (a) Tampak atas bangunan. (b) Potongan A-A Pemodelan Simulasi 1 Pemodelan Simulasi 2 Pemodelan Simulasi 3 Pemodelan Simulasi 4 Bagan Alir Penelitian

11 4.1 Geometri untuk pemodelan penekanan tiang tunggal dengan jarak m dari bangunan 4.2 Geometri untuk pemodelan penekanan tiang kelompok dengan 76 jarak 3.5 m dari bangunan 4.3 Geometri untuk pemodelan mobilisasi alat tekan 320 T dengan 76 jarak 5 m dari bangunan 4.4 Geometri untuk pemodelan mobilisasi alat tekan 320 T dengan 77 jarak 10 m dari bangunan 4.5 Parameter tanah (kohesi, sudut geser dalam, dan berat jenis tanah 78 saturated) yang di peroleh dari program Allpile 4.6 Total displacements yang terjadi akibat penekanan tiang tunggal dengan jarak 3.5 m dari bangunan Horizontal displacements yang terjadi akibat penekanan tiang tunggal dengan jarak 3.5 m dari bangunan Vertical displacements yang terjadi akibat penekanan tiang tunggal dengan jarak 3.5 m dari bangunan Total displacements yang terjadi akibat penekanan tiang kelompok dengan jarak 3.5 m dari bangunan Horizontal displacements yang terjadi akibat penekanan tiang kelompok dengan jarak 3.5 m dari bangunan Vertical displacements yang terjadi akibat penekanan tiang kelompok dengan Jarak 3.5 m dari bangunan Total displacements yang terjadi akibat mobilisasi alat tekan 320 T dengan jarak 5 meter dari bangunan

12 Horizontal displacements yang terjadi akibat mobilisasi alat tekan 320 T dengan jarak 5 meter dari bangunan Vertical Displacements yang terjadi akibat mobilisasi alat tekan 320 T dengan jarak 5 meter dari bangunan Total displacements yang terjadi akibat mobilisasi alat tekan 320 T dengan jarak 10 meter dari bangunan Horizontal displacements yang terjadi akibat mobilisasi alat tekan 320 T dengan jarak 10 meter dari bangunan Vertical displacements yang terjadi akibat mobilisasi alat tekan 320 T dengan jarak 10 meter dari bangunan Grafik besar penurunan per meter bangunan

13 DAFTAR TABEL No Judul Hal 2.1 Hubungan Antara Teknik Pemasangan Tiang dan Perubahan 30 Sifat Tanah Pondasi 2.2 Batas Penurunan Maksimum Menurut Skempton dan 43 MacDonald 2.3 Penurunan Ijin Menurut Shower Hubungan Tipe Masalah Pada Struktur dan δδ/ll Pemilihan Fungsi Perpindahan Korelasi N-SPT Dengan Modulus Elastisitas Pada Tanah Lempung Korelasi N-SPT Dengan Modulus Elastisitas Pada Tanah Pasir Hubungan Jenis Tanah, konsistensi dan Poisson s Ratio (μ) Nilai Koefisien Permeabilitas Tanah Spesifikasi tiang tekan Spesifikasi teknis alat tekan HSDP kapasitas 20 ton Data lapisan tanah Input Parameter Tanah untuk Program Plaxis pada lokasi BH Input Parameter Pelat untuk Tiang Input Parameter Pelat untuk Bangunan Besar Deformasi yang dialami bangunan 90

14 DAFTAR NOTASI Simbol q c JP PK A B I S S i S c S s q Δσ Δσ Δμ c C c C s C r H E e Keterangan Perlawanan Konus Jumlah perlawanan Perlawanan penetrasi konus Interval pembacaan Faktor alat = luas konus/luas torak Kedalaman lapisan tanah yang ditinjau penurunan total penurunan segera penurunan akibat konsolidasi primer penurunan akibat konsolidasi sekunder intensitas beban yang diterapkan penambahan tekanan total penambahan tekanan efektif penambahan tekanan pori kohesi tanah indeks pemampatan (compression index) koefisien pengembangan indeks pemampatan kembali (recompression index) tebal lapisan tanah modulus elastisitas tanah angka pori

15 e 0 P o Δp FK angka pori awal tekanan efektif rata-rata besar penambahan tekanan faktor keamanan Φ sudut geser dalam tanah ( ) ψψ sudut dilatansi τ kekuatan geser tanah (kg/cm 2 ) σ tegangan normal yang terjadi pada tanah (kg/cm 2 ) GS k k Ms Mw w ww ww ww ss Vw Vv γγ dd G μμ Sr p specific gravity koefisien permeabilitas tanah kappa bintang massa padat tanah massa air kadar air berat air berat butiran tanah volume air volume total rongga pori tanah berat isi kering modulus geser tanah porositas derajat kejenuhan tekanan pada saat konsolidasi γ berat isi tanah (kn/m 3 )

16 γγ ww γγ ssssss k y k h τ ult τ all σ n c all c ult Φ all Φ ult εε berat isi air berat isi tanah dalam keadaan jenuh air (saturated) koefisien permeabilitas arah vertikal koefisien permeabilitas arah horizontal kuat geser batas Kuat geser ijin Tegangan normal Kohesi yang diijinkan Kohesi yang tersedia Sudut geser dalam yang diijinkan Sudut geser dalam yang tersedia regangan

17 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Lampiran B Lampiran C Hasil Penyelidikan Tanah Langkah Perhitungan plaxis Gambar Cross Section Bangunan dan Tiang