TUGAS AKHIR ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI KELOMPOK MINI PILE PADA PROYEK PEMBANGUNAN PUSAT BISNIS RINGROAD Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas Dan untuk memenuhi syarat untuk menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil BONI CHRISTOFER SIHOTANG 030404040 BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK USU 2010
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan yang maha kuasa, atas berkat dan karunia-nya lah sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Penulisan Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan dalam menempuh ujian Sarjana Teknik Sipil pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis menghadapi berbagai kendala, tetapi karena bantuan dari berbagai pihak penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Bapak Dr. Ir. Roesyanto, MSCE, sebagai Dosen Pembimbing yang telah dengan sabar memberi bimbingan dan saran kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Medan. 3. Bapak Ir. Terunajaya, MSc, sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 4. Bapak Dr. Ir. M. Sofyan Asmirza, MSc, Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT. dan Ibu Ika Puji Hastuti, ST, MT sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Medan. 5. Bapak dan Ibu Staf pengajar dan seluruh pegawai Departemen Teknik Sipil
6. Kedua orang tua saya yang dengan sepenuh hati sabar dan tabah dalam mendidik dan merawat serta menanamkan kejujuran di hati saya, semoga Tuhan memberikan kesembuhan dan kesehatan kepada beliau. 7. Ketiga adik-adikku yang telah banyak berdoa dan membantu untuk kelancaran kuliahku. Teman teman di persekutuan Paul, Selvi, Yanita, Arnold, Hanna yang selalu mendukung ku dalam saat saat sulit. 8. Para pimpinan dan seluruh staf PT. Perintis Pondasi Teknotama yang telah memberi bimbingan kepada penulis. 9. Sahabat-sahabatku Amaldo, Masana, Daniel, Yuna, Toni, Wesli, Richard, Erwin serta teman-teman 03 lainnya yang tidak tersebutkan namanya. Terima kasih atas semua bantuannya dan doa-doanya. Semoga Tuhan memberkati kita semua. 10. Rekan-rekan mahasiswa dan adik adik stambuk 06 Sinar, Joseph, Untung, Gomgom dan yang lainnya yang telah memberikan motivasi dan segala kekerabatan serta kerja sama selama pendidikan di Fakultas Teknik Medan. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari Bapak dan Ibu staf pengajar serta rekan-rekan mahasiswa demi penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, penulis berharap Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat yang sebesar-besarnya bagi kita semua, amin Medan, September 2010 Boni Christofer Sihotang 03 0404 040
ABSTRAK Pondasi bertujuan sebagai penopang bangunan dan meneruskan beban bangunan di atasnya ke lapisan tanah yang cukup kuat daya dukungnya. Untuk itu, pondasi bangunan harus diperhitungkan agar dapat menjamin kestabilan bangunan terhadap berat sendiri, beban-beban yang bekerja, gaya-gaya luar seperti tekanan angin, gempa bumi, dan lain-lain dan tidak boleh terjadi penurunan melebihi batas yang diijinkan. Pondasi tiang pancang merupakan salah satu jenis dari pondasi dalam yang umum digunakan. Untuk menghitung kapasitas tiang, terdapat banyak rumus yang dapat digunakan. Hasil masing- masing rumus tersebut menghasilkan nilai kapasitas yang berbeda beda. Tujuan dari studi ini untuk menghitung dan menganalisis daya dukung tiang pancang dari hasil sondir, Standard Penetration Test (SPT), dan membandingkan hasil perhitungan tersebut dengan hasil pemancangan dari alat hydraulic jacking system dengan menggunakan beberapa metode penyelidikan. Metodologi pengumpulan data dilakukan dengan studi pengamatan di lapangan, mengadakan konsultasi dengan pihak kontraktor pelaksana dan melakukan studi literature.. Hasil perhitungan daya dukung ultimate tiang pada kedalaman yang sama untuk sondir diperoleh 104.56 ton, data SPT 143.82 ton dan data Daily Piling Record bacaan manometer 60.00 ton Terdapat perbedaan daya dukung tiang dari enam titik sondir, dua titik SPT dan daya dukung berdasarkan bacaan manometer. Perbedaan daya dukung tersebut dapat disebabkan oleh kedalaman tanah yang ditinjau, perbedaan jenis tanah yang pada jarak terdekat sekalipun, cara pelaksanaan pengujian yang bergantung pada ketelitian operator dan perbedaan parameter yang digunakan dalam perhitungan.
DAFTAR ISI Kata pengantar... i Abstrak... iii Daftar Isi... iv Daftar Notasi... viii Daftar Tabel... xi Daftar Gambar... xii Bab I. Pendahuluan... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan... 4 1.3 Permasalahan... 4 1.4 Pembatasan Masalah dan Metodologi... 4 Bab II. Tinjauan Pustaka... 6 2.1 Pengertain Pondasi... 6 2.2 Penyelidikan Tanah (Soil Investigation)... 7 2.2.1 Sondering Test/Cone Penetrometer Test (CPT)... 9 2.2.2 Standard Penetration Test (SPT)... 14 2.3 Pondasi Tiang... 16 2.3.1 Defenisi Pondasi Tiang... 16 2.3.2 Penggolongan Pondasi Tiang... 17 2.3.3 Perencanaan Pondasi Tiang... 32
2.4 Pemancangan Tiang Pancang... 34 2.4.1 Peralatan Pemancangan (Driving Equipment)... 35 2.4.2 Hal - hal yang Menyangkut Masalah Pemancangan... 35 2.4.3 Hydraulic System... 37 A. Pengertian Hydraulic System... 37 B. Keunggulan dan kekurangan Hydraulic System... 37 C. Spesifikasi Mini- Pile... 40 2.5 Kapasitas Daya Dukung Tiang... 41 2.5.1 Berdasarkan Hasil Cone Penetration Test (CPT)... 41 2.5.2 Berdasarkan Hasil Standard Penetration Test (SPT)... 44 2.5.3 Berdasarkan Bacaan Manometer... 49 2.5.4 Tiang Pancang Kelompok... 50 2.5.5 Jarak Antar Tiang Dalam Kelompok..50 2.5.6 Kapasitas Kelompok dan Efisiensi Tiang Pancang (mini pile) 51 2.5.6.1 Metode Sayed Bakeer...52 2.6 Faktor Keamanan... 53 Bab III. Metodologi Penelitian... 57 3.1 Data Umum Proyek... 57 3.2.Data Teknis Proyek... 57 3.3 Metode Pengumpulan Data... 58 3.4 Kondisi Umum Lokasi Studi... 60 Bab IV. Pembahasan... 61
4.1 Pendahuluan... 61 4.2 Pengumpulan Data dari Lapangan... 61 4.2.1 Perhitungan Kapasitas Daya Dukung Tiang dari Hasil Uji Sondir... 61 4.2.2 Perhitungan Kapasitas Daya Dukung Tiang dari Hasil SPT... 68 4.2.3 Perhitungan Kapasitas Daya Dukung Tiang dari Bacaan Manometer... 72 4.2.4 Perhitungan Efisiensi Tiang dengan Metode Sayed Baker... 75 4.3 Diskusi... 78 4.3 1 Kelebihan dan kelemahan Metode metode Pengujian... 78 Bab V. Kesimpulan dan Saran... 81 5.1 Kesimpulan... 81 5.2 Saran... 82 Daftar Pustaka... 83 Lampiran
DAFTAR GAMBAR Gambar Judul Halaman 2.1 Dimensi Alat Sondir Mekanis 12 2.2 Cara Penetrasi Sondir Mekanis 12 2.3 Cara Pelaporan Hasil Uji Sondir 13 2.4 Tiang Pancang Kayu 18 2.5 T iang Pancang Precast Reinforced Concrete Pile 20 2.6 Tiang Pancang Cast In Place 22 2.7 Tiang Pancang Baja 24 2.8 Water proofed steel pipe and wood pile 25 2.9 Composite dropped in- shell and wood pie 26 2.10 Composite Ungased- concrete and wood pile 28 2.11 Composite dropped shell and pipe pile 29 2.12 Franki composite pile 30 2.13 Pondasi Tiang Pancang dengan Tahanan Ujung 31 (End Bearing Pile) 2.14 Pondasi Tiang Pancang dengan Tahanan Gesekan 31 (Friction Pile) 2.15 Pondasi Tiang Pancang dengan Tahanan Lekatan 32 (Adhesive Pile) 2.16 Beban-beban yang Bekerja pada Kepala Tiang 33 2.17 Beban-beban yang Bekerja pada Tubuh Tiang 33
3.1 Denah Lokasi Proyek 58 3.2 Tahapan Pelaksanaan Penelitian 59 3.3 Denah Lokasi Titik Sondir 60
DAFTAR TABEL Tabel Judul Halaman 2.1 Hubungan Dγ, ϕ dan N dari Pasir (Peck, Meyerhoff) 16 2.2 Faktor ω Heijnen, DeRuiter dan Beringen 42 2.3 Hal-hal yang Perlu Dipertimbangkan untuk Penentuan Harga N 45 2.4 Hubungan antara Angka Penetrasi Standard dengan Sudut Geser 46 Dalam dan Kepadatan Relatif pada Tanah Pasir 2.5 Hubungan antara N dengan Berat Isi Tanah 46 2.6 Nilai nilai parameter untuk efisiensi sesuai tipe tanah 53 2.7 Faktor Aman yang Disarankan (Reese & O Neill, 1989) 55 4.1 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir S.1 63 4.2 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir S.2 64 4.3 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir S.3 65 4.4 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir S.4 66 4.5 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir S.5 66 4.6 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir S.6 67 4.7 Perhitungan Tahanan Ujung Tiang Berdasarkan Data SPT BM.1 70 4.8 Perhitungan Tahanan Ujung Tiang Berdasarkan Data SPT BM.2 71 4.9 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Bacaan Manometer 73 5.0 Perhitungan Daya Dukung Tiang pada saat pemancangan 74
DAFTAR NOTASI 3 = Faktor keamanan (diambil 3,0) 5 = Faktor keamanan (diambil 5,0) A = Interval pembacaan (setiap kedalaman 20 cm) A = Total luas efektif penampang piston (cm 2 ) A = Luas penampang kolom/tiang (cm 2 ) A b = Luas penampang ujung tiang (cm 2 ) A p = Luas penampang ujung tiang (cm 2 ) A s = Luas penampang selimut tiang (cm 2 ) B = Faktor alat = Luas konus/luas torak = 10 cm c = Kohesi tanah (Kg/cm 2 ) c u = Kohesi Undrained (kn/m 2 ) FK = Faktor Keamanan f s = Tahanan gesek dinding tiang (Kg/cm 2 ) HL I i i min JHL = Hambatan Lekat = Momen Inersia = Kedalaman lapisan tanah yang ditinjau (m) = Jari-jari inersia batang/tiang = Tahanan geser total sepanjang tiang (Kg/m) JP = Jumlah perlawanan, perlawanan ujung konus + selimut (Kg/cm 2 ) K K = Keliling tiang (cm) = Faktor panjang tekuk
L L i l k N 1 N 2 = Panjang batang/tiang = Panjang lapisan tanah (m) = Panjang tekuk (panjang batang/tiang yang mengalami perlengkungan) = Harga Rata-rata dari Dasar ke 10D ke atas = Harga Rata-rata dari Dasar ke 4D ke bawah P = Bacaan manometer (Kg/cm 2 ) P = Gaya tekan pada kolom/tiang PK = Perlawanan penetrari konus, qc (Kg/cm 2 ) P Q Qb Q ijin Q p = Keliling tiang (m) = Daya dukung tiang pada saat pemancangan ( Ton) = Tahanan ujung ultimit tiang (kg) = Kapasitas daya dukung ijin tiang (kg) = Tahanan Ujung Ultimate (kn) Qs = Tahanan gesek ultimit dinding tiang (Kg/cm 2 ) Q ult = Kapasitas daya dukung maksimal/akhir (kg) qc = Tahanan konus pada ujung tiang (Kg/cm 2 ) α = Koefisien Adhesi antara Tanah dan Tiang ϕ = Sudut geser tanah (Kg/cm 2 ) τ = Kekuatan geser tanah (Kg/cm 2 ) σ = Tegangan normal yang terjadi pada tanah (Kg/cm 2 ) σ ω λ = Tegangan dasar = Faktor tekuk (tergantung pada kelangsingan (λ)) = Angka kelangsingan