UNIVERSITAS BINA NUSANTARA Jurusan Teknik Sipil Skripsi Sarjana Semester Genap Tahun 2005/2006 STUDI PERBANDINGAN DAYA DUKUNG PONDASI TIANG BOR SECARA ANALITIS DENGAN HASIL PENGUJIAN BEBAN SECARA STATIS DAN DINAMIS (STUDI KASUS PADA GEDUNG PARKIR WISMA ASIA II JL. TALI RAYA, SLIPI, JAKARTA BARAT) Meni Risan NIM : 0600667580 ABSTRAK Pengujian tiang pondasi yang dilakukan pada proyek pembangunan gedung Wisma Asia II terdiri 2 macam yaitu pengujian beban (loading test) statis dan dinamis. Pengujian beban secara statis dilakukan dengan memberi beban tarik, vertikal, dan lateral. Sedangkan untuk pengujian beban secara dinamis dilakukan dengan memberi beban vertikal. Tujuan dilakukan penelitian mengenai pengujian beban pada tiang pondasi adalah untuk membandingkan daya dukung ultimit pondasi aktual (hasil uji statis dan dinamis) dengan daya dukung pondasi analitis. Metode yang digunakan dalam proses perhitungan daya dukung ultimit analitis berdasarkan rumusan dan metode untuk tiang bor dengan kepala tiang terjepit. Daya dukung vertikal dianalisa dengan menggunakan metode Reese and Wright, daya dukung tarik dianalisa dengan menggunakan rumusan Das and Seeley, dan daya dukung lateral dianalisa dengan menggunakan metode Reese and Matlock. Kesimpulan dari penelitian ini adalah bahwa pengujian pembebanan statis maupun dinamis dapat dijadikan analisa atau kajian ulang agar dapat dijadikan referensi untuk menguji hitungan analitis perencanaan tiang bor. Kata kunci : daya dukung ultimit, daya dukung aktual, loading test, tiang bor, kepala tiang terjepit vi
Civil Engineering Major Even Period 2005/2006 COMPARISON STUDY BETWEEN ANALYTICALY BORED PILE FOUNDATION BEARING CAPACITY WITH STATICALY AND DYNAMICALY LOADING TEST RESULT (CASE STUDY ON WISMA ASIA II BUILDING JL. TALI RAYA, SLIPI, JAKARTA BARAT) ABSTRACT Pile load test at Wisma Asia building project includes 2 kinds that are static and dynamic loading test. Static loading test doing by loaded piles with vertical, uplift, and lateral load. The goal of this research is comparise actual ultimate bearing capacity of pile foundation (result of static and dynamic loading test) with analysis ultimate bearing capacity. The method with fixed head driven pile condition are methods that used for the research. Reese and Wright method is used for analyze vertical bearing capacity, Das and Seeley formula is used for analyze uplift bearing capacity, and Reese and Matlock method is used for analyze lateral bearing capacity. Conclusion of research is that loading test can used for analyze ultimate bearing capacity that is designed. Keyword : fixed head, loading test, ultimate bearing capacity, driven pile, actual bearing capacity vii
KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena dengan karunia-nyalah, saya dapat menyelesaikan laporan skripsi ini dengan judul Studi Perbandingan Daya Dukung Pondasi Tiang Bor Secara Analitis Dengan Hasil Pengujian Beban Secara Statis dan Dinamis (Studi Kasus Pada Gedung Wisma Asia II, JL. Tali Raya, Slipi, Jakarta Barat). Laporan skripsi ini disusun dengan tujuan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program studi Sarjana Strata Satu pada Jurusan Teknik Sipil Universitas Bina Nusantara, Jakarta. Selain itu, laporan ini disusun juga bertujuan untuk menambah wawasan tentang aplikasi materi yang didapatkan selama mengikuti perkuliahan bidang Ilmu Teknik Sipil. Laporan ini tersusun tidak lepas dari dukungan berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, saya ingin menyampaikan terima kasih kepada: Bapak Prof.,Dr.,Drs.Gerardus Polla,M.App.Sc. sebagai Rektor Universitas Bina Nusantara Bapak Iman.H.Kartowisastro, Ph.D. sebagai Dekan Fakultas Teknik Ibu Amelia Makmur, ST.,MT. sebagai Ketua Jurusan Teknik Sipil Ibu Yuni Ayu Maharani, ST. sebagai Sekretaris Jurusan Teknik Sipil Bapak Made Suangga,Ir.,MT.,Dr. sebagai Ketua Bidang Ilmu Jurusan Teknik Sipil Ibu Godeliva Yuliastuti, ST.,MT. sebagai Koordinator Mata Kuliah Jurusan Teknik Sipil Bapak Martinus Ferry Haryono, ST.,MT. sebagai Dosen Pembimbing yang telah membimbing dan memberikan saran dalam proses penyusunan laporan ini Bank Central Asia (BCA), khususnya Bapak Benny, ST.,MT. Bagian Logistik Bank Central Asia (BCA) yang telah banyak membantu memberikan data-data untuk penelitian iv
Bapak Irpan Hidayat, ST. sebagai Kepala Laboratorium Teknik Sipil Seluruh staf pengajar Universitas Bina Nusantara Jurusan Teknik Sipil Papa (Lie), mama (Sung), dan Coce (Mona Riana) yang telah memberikan motivasi dan saran dalam menyelesaikan laporan ini Artha Wirya Bakti, tante Meliana Dewi, om Agus Satya Bakti, kakak Chris, kakak Bram, kakak Doddy, kakak Sisca, Yunita, dan Cyra yang banyak membantu memberi dukungan Teman-teman mahasiswa/i dari Universitas Bina Nusantara Jurusan Teknik Sipil khususnya angkatan 02, Eric, James, Ferry, Raymond, Bagus, Dimas, Freddy, Hadi, Desland, Noni, Toni, Rio,dan Henry Vita, Hanny, Frelita, Astrid, Risna dan my favourite character (Snoopy) yang telah memberikan motivasi dalam menyelesaikan laporan ini Dan pihak-pihak lain yang tidak mungkin dituliskan satu-persatu Akhir kata saya ucapkan terima kasih, semoga laporan skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Saya memohon maaf jika terdapat kekurangan ataupun kekeliruan dalam laporan skripsi ini. Jakarta, Agustus 2006 Meni Risan v
DAFTAR ISI Halaman Judul Luar Halaman Judul Dalam Halaman Persetujuan Hardcover Kata Pengantar Abstrak Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran Daftar Notasi Halaman i ii iii iv vi vii x xi xiv xv Bab 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang 1-1 1.2 Identifikasi Masalah 1-1 1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian 1-2 1.4 Lingkup Penelitian 1-3 1.5 Sistematika Penulisan 1-4 Bab 2 Tinjauan Kepustakaan 2.1 Umum 2-1 2.2 Pondasi Tiang 2-4 2.2.1 Persyaratan Pondasi Tiang 2-10 2.2.2 Prosedur Perancangan Pondasi Tiang 2-10 2.3 Pondasi Tiang Bor 2-16 2.3.1 Perancangan Pondasi Tiang Bor 2-20 2.3.1.1 Daya Dukung Aksial Pondasi Tiang Bor 2-20 2.3.1.2 Daya Dukung Tarik Pondasi Tiang Bor 2-24 2.3.1.3 Daya Dukung Lateral Pondasi Tiang Bor 2-28 vi
2.3.2 Pelaksanaan Pondasi Tiang Bor 2-35 2.4 Pengujian Beban Pada Tiang Pondasi (Pile Load test) 2-37 2.4.1 Uji Pembebanan Statis 2-38 2.4.1.1 Uji Pembebanan Aksial (Axial Compression Loading Test) 2-43 2.4.1.2 Uji Pembebanan Tarik (Uplift Loading Test) 2-45 2.4.1.3 Uji Pembebanan Lateral (Lateral Loading Test) 2-45 2.4.2 Uji Pembebanan Dinamis 2-47 Bab 3 Metodologi Penelitian 3.1 Pendekatan Penelitian 3-1 3.1.1 Diagram Alir Penelitian 3-1 3.1.2 Diagram Alir Perhitungan 3-2 3.2 Teknik Pengumpulan Data 3-3 Bab 4 Analisa Data Dan Hasil 4.1 Data Teknis 4-1 4.2 Penyelidikan Tanah 4-3 4.3 Kondisi Lapangan 4-9 4.4 Uji Pembebanan Statis (Static Loading Test) 4-11 4.1.1 Uji Pembebanan Aksial (Axial Loading Test) 4-12 4.1.2 Uji Pembebanan Tarik (Uplift Loading Test) 4-27 4.1.3 Uji Pembebanan Lateral (Lateral Loading Test) 4-15 4.5 Uji Pembebanan Dinamis (Dynamic Loading Test) 4-18 4.6 Perhitungan Analitis 4-22 4.6.1 Perhitungan Daya Dukung Aksial 4-22 4.6.2 Perhitungan Daya Dukung Tarik 4-27 4.6.3 Perhitungan Daya Dukung Lateral 4-30 4.7 Hasil Analisa 4-37 vii
Bab 5 Kesimpulan Dan Saran 5.1 Kesimpulan 5-1 5.2 Saran 5-2 Daftar Pustaka Riwayat Hidup Lampiran viii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Pedoman Penentuan Jarak Titik Bor 2-13 Tabel 2.2 Kedalaman Minimum Titik Pemboran 2-14 Tabel 2.3 Kriteria Jenis Tiang 2-30 Tabel 2.4 Koefisien A Untuk Tiang Panjang 2-34 Tabel 4.1 Hasil Pengeboran DB 1 4-6 Tabel 4.2 Hasil Pengeboran DB 2 4-7 Tabel 4.3 Hasil Pengeboran DB 3 4-8 Tabel 4.4 Ringkasan Hasil Uji Beban Vertikal 4-13 Tabel 4.5 Ringkasan Hasil Uji Beban Tarik 4-15 Tabel 4.6 Ringkasan Hasil Uji Beban Lateral I 4-16 Tabel 4.7 Ringkasan Hasil Uji Beban Lateral II 4-17 Tabel 4.8 Ringkasan Efisiensi Drop Hammer 4-19 Tabel 4.9 Hasil Interpretasi Dynamic Loading Test 4-21 Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Daya Dukung Pondasi Akibat Beban Vertikal 4-22 Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Daya Dukung Pondasi Akibat Beban Tarik 4-27 Tabel 4.12 Faktor Adhesi (α ) 4-28 Tabel 4.13 Kriteria Jenis Tiang 4-33 Tabel 4.14 Nilai Defleksi Akibat Pembebanan Lateral Sebesar 27,6 ton 4-36 Tabel 4.15 Ringkasan Hasil Analisa Daya Dukung Dari Hasil Uji Pembebanan 4-38 dan Perhitungan Analitis ix
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Diagram alir Lingkup Penelitian 1-4 Gambar 2.1 Macam-Macam Tipe Pondasi 2-2 Gambar 2.2 Peralihan Gaya Pada Pondasi 2-3 Gambar 2.3 Macam-Macam Kegunaan Pondasi Tiang Bor 2-20 Gambar 2.4 Tahanan Ujung Ultimit Pada Tanah Non Kohesif 2-22 Gambar 2.5 Tahanan Selimut Ultimit vs N SPT 2-24 Gambar 2.6 Kapasitas Tiang Menahan Gaya Tarik 2-26 Gambar 2.7 (a) Korelasi Nilai f u (b) Korelasi Koefisien K g Gambar 2.8 (c) Variasi nilai δ/φdan (L./D) cr 2-27 (a) Gaya Lateral Pada Tiang Pondasi (b) Gaya Tahanan Tanah akibat Dibebani Lateral (c) Defleksi, Putaran Sudut, Momen, Geser, dan tekanan aktif tanah akibat beban lateral 2-28 Gambar 2.9 Perlawanan Tanah dan Momen Lentur 2-32 Gambar 2.10 Pondasi Tiang dengan Beban Lateral H dan Momen M 2-33 Gambar 2.11 Koefisien Defleksi (Cy) Pada Tiang Kepala Terjepit 2-35 Gambar 2.12 Pengujian Dengan Beban Langsung Beban Langsung di Kepala Tiang 2-38 Gambar 2.13 Pengujian Dengan Sistem Dongkrak Hidrolik 2-39 Gambar 2.14 Pengujian Dengan Tiang Angker 2-40 Gambar 2.15 Ciri Khusus Beban-Penurunan Pada Uji Pembebanan 2-44 Gambar 2.16 Uji Pembebanan Tarik 2-45 Gambar 2.17 Uji Pembebanan Lateral 2-46 Gambar 2.18 Komputer yang digunakan Sebagai perekam gelombang tiang 2-48 Gambar 2.19 (a) Strain transducer dan accelerometer (b) Drop Hammer 2-48 Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian 3-1 Gambar 3.2 Diagram Alir Perhitungan Secara Analitis 3-2 Gambar 4.1 Rencana Gedung Wisma Asia II 4-1 Gambar 4.2 Peta Lokasi Proyek 4-2 Gambar 4.3 Denah Titik Uji Sondir dan Bor Mesin 4-4 Gambar 4.4 Stratigrafi Proyek Wisma Asia II 4-5 Gambar 4.5 Persiapan Pengeboran 4-9 Gambar 4.6 Pengeboran 4-10 Gambar 4.7 Pembesian Pada Tiang Bor 4-10 Gambar 4.8 Pengujian Pembebanan Dengan Blok-Blok Beton 4-12 Gambar 4.9 Penggalian Sekitar Tiang B.34 (Salah Satu Tiang yang Diuji) Untuk Pengujian PDA 4-20 Gambar 4.10 Pengujian PDA menggunakan Drop Hammer Seberat 5 ton 4-20 Gambar 4.11 Koefisien Defleksi (C y ) Pada Tiang Kepala Terjepit 4-34 x
Gambar 4.12 Grafik Koefisien Defleksi (C y ) vs Koefisien Kedalaman Pada Kondisi Kepala Terjepit 4-35 Gambar 4.13 Grafik Defleksi (y x ) vs Koefisien Kedalaman (Z) Akibat Beban Lateral Sebesar 27,6 ton 4-37 Gambar 4.14 Perbandingan Daya Dukung Vertikal Analitis Dengan Aktual 4-39 Gambar 4.15 Perbandingan Daya Dukung Tarik Analitis Dengan Aktual 4-40 Gambar 4.16 Perbandingan Daya Dukung Lateral Analitis Dengan Aktual 4-41 xi
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Lampiran B Lampiran C Lampiran D Lampiran E Lampiran F Lampiran G Perhitungan Analitis Boring Log Hasil Pengujian Static Loading Test (Vertikal) Hasil Pengujian Static Loading Test (Tarik) Hasil Pengujian Static Loading Test (Lateral) Hasil Pengujian Dynamic Loading Test ASTM Standards xii
DAFTAR NOTASI γ = berat volume tanah (kn/m 3 ) ; digunakan γ jika tanah terendam air δ = sudut gesek tanah ( ) α = faktor koreksi α = koefisien adhesi dari permukaan tiang σ v = tekanan vertikal efektif tanah (ton/m²) φ = Sudut geser dalam tanah η h = koefisien variasi modulus yang diperoleh Terzaghi dari hasil uji beban tiang dalam yang terendam tanah pasir (t/m 2 ) A = luas penampang tiang bor (m 2 ) c = kohesi tanah (ton/m²) c u = kohesi tanah (kn/m 2 ) c y D = koefisien defleksi = diameter tiang (m) E = modulus elastisitas tiang (t/m 2 ) = 200.000 Mpa, untuk baja = 15.200 σ r ( f c / σ r ) 0,5, untuk beton (σ r = 0,1) f = gesekan selimut tiang (ton/m²) H = beban lateral yang diterima oleh kepala tiang (ton) I = momen inersia (m 4 ) k s = modulus subgrade tanah dalam arah horisontal (t/m 3 ) K o K u L p P q p Q p Q u = koefisien tekanan tanah at rest = 1- sin φ atau 1- sin φ OCR = koefisien tarik = panjang tiang (m) = keliling penampang tiang (m) = keliling tiang (m) = tahanan ujung per satuan luas (ton/m²) = daya dukung ultimit ujung tiang (ton) = daya dukung ultimit tiang (ton) xiii
Q s T ug T un W = daya dukung ultimit selimut tiang (ton) = daya dukung tarik total (t) = daya dukung tarik bersih (t) = berat efektif tiang (t) xiv