ANALISIS PENURUNAN DAN DAYA DUKUNG FONDASI KONSTRUKSI SARANG LABA-LABA DENGAN PERKUATAN TIANG PANCANG PADA TANAH LUNAK Settlement and Bearing Capacity Analysis of Konstruksi Sarang Laba-Laba Foundation with Pile Reinforcement at Soft Soil LAPORAN SKRIPSI Disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : MUSTOFA AGUNG SANTOSO NIM. I1114063 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016
ANALISIS PENURUNAN DAN DAYA DUKUNG FONDASI KONSTRUKSI SARANG LABA-LABA DENGAN PERKUATAN TIANG PANCANG PADA TANAH LUNAK Settlement and Bearing Capacity Analysis of Konstruksi Sarang Laba-Laba Foundation with Pile Reinforcement at Soft Soil LAPORAN SKRIPSI Disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : MUSTOFA AGUNG SANTOSO NIM. I1114063 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016 i
KATA PENGANTAR Puji syukur ke hadirat Allah SWT karena atas rahmat dan petunjuk-nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini tepat pada waktunya. Skripsi ini disusun guna memenuhi salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana pada Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dalam penyusunan laporan ini, penyusun telah menerima bantuan, petunjuk, dan bimbingan. Untuk itu sudah sepantasnya penyusun mengucapkan terima kasih kepada: 1. Wibowo, S.T., D.E.A. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I Skripsi yang telah memberikan arahan dan petunjuknya. 3. Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II Skripsi yang telah memberikan arahan dan petunjuknya. 4. Yusep Muslih P., S.T., M.T, Ph.D. selaku Dosen Pembimbing Akademik yang selama ini telah memberikan bimbingannya. 5. Mamah, Alm. papah, dan keluarga tercinta yang telah memberikan dukungan serta arahan selama ini. 6. Tita Maya Bella dan Jermy Iwada S. G. selaku teman yang telah berjuang bersama dan saling membantu. 7. Teman teman satu kontrakan yang selalu saling mendukung satu sama lain. Harapan penulis, semoga laporan ini berguna bagi semua pihak. Kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan demi kesempurnaan laporan ini. Terima kasih. Surakarta, Juni 2016 Penulis iv
ANALISIS PENURUNAN DAN DAYA DUKUNG FONDASI KONSTRUKSI SARANG LABA-LABA DENGAN PERKUATAN TIANG PANCANG PADA TANAH LUNAK Mustofa Agung Santoso 1) 1) Mahasiswa Fakultas Teknik, Program Studi Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret Jln Ir. Sutami 36A, Surakarta 57126. Telp: 0271-634524. Email: mustoagung@gmail.com ABSTRAK Bangunan yang ada di atas tanah lunak tidak dapat didukung oleh fondasi, sehingga diperlukan perkuatan berupa tiang pancang. Ada beberapa jenis fondasi dangkal salah satunya Konstruksi Sarang Laba-Laba (KSLL), saat ini juga sudah banyak fondasi yang diberi perkuatan berupa tiang pancang. Salah satu gedung perkantoran menggunakan fondasi KSLL yang berada di wilayah perkotaan yang rawan penurunan. Tujuan dari skripsi ini untuk menghitung daya dukung dan penurunan fondasi suatu bangunan yang menggunakan fondasi dengan maupun tanpa perkuatan tiang pancang pada tanah lempung. Penelitian ini digunakan untuk memberi pilihan dalam menangani daya dukung dan penurunan fondasi. Metode untuk menghitung daya dukung fondasi sebelum perkuatan menggunakan metode Terzaghi (1943) sedangkan daya dukung fondasi setelah perkuatan menggunakan metode U.S Army Corps. Metode yang digunakan untuk menghitung penurunan segera sebelum perkuatan maupun setelah perkuatan adalah Janbu et al. (1956) sedangkan metode yang digunakan untuk menghitung penurunan konsolidasi primer dihitung pada kondisi lempung terkonsolidasi normal (normally consolidated). Tambahan tegangan tanah dihitung menggunakan persamaan Boussinesq. Hasil analisis daya dukung ultimit fondasi KSLL sebelum perkuatan menggunakan metode empiris sebesar 581,045 kn/m 2 dan setelah perkuatan sebesar 7298,633 kn/m 2. Penurunan fondasi sebelum perkuatan menggunakan metode empiris sebesar 45,233 cm dan setelah perkuatan sebesar 4,965 cm. Gedung tersebut lebih aman menggunakan fondasi yang diperkuat dengan tiang pancang. Kata Kunci: konstruksi sarang laba-laba, perkuatan tiang pancang, v
Settlement and Bearing Capacity Analysis of Konstruksi Sarang Laba-Laba Foundation with pile reinforcement at Soft Soil Mustofa Agung Santoso 1) 1) Students at Faculty of Engineering, Program Study Civil Engineering, Sebelas Maret University 36A Ir. Sutami Street, Surakarta 57126. Telp: 0271-634524. Email: mustoagung@gmail.com ABSTRACT Buildings on soft soil can not be supported by the foundation, so necessary reinforcement in the form of piles. There are several types of shallow foundation are the Konstruksi Sarang Laba-Laba ( KSLL ), now also has a lot of foundation with pile reinforcement. One of the office buildings using the foundation of the which is located in the urban areas vulnerable to. The purpose of this bachelor theses to calculate the support of the foundation and a decline in a building that uses the foundation of KSLL with reinforcement the pole on the ground was formed upper. This research is used to provide an option in dealing with the bearing capacity and a sattlement the foundation. The method to calculate the resources to support the foundation before reinforcement using Terzaghi method (1943) while carrying capacity foundation after reinforcement using the U.S Army Corps. The method used to calculate the decline immediately before or after reinforcement is Janbu et al. (1956) while the method used to calculate the decline of primary consolidation is calculated on the condition of the consolidated was formed upper normal (normally your consolidated). An additional ground voltage is calculated using the Boussinesq equation. The results of the power analysis support ultimit foundation before reinforcement using empirical method of 581,045 kn/m 2 and after reinforcement of 7298,633 kn/m 2. The Settlement of foundation before reinforcement using the empirical method of 45,233 cm and after reinforcement of 4,965 cm. The building more be safe use KSLL reinforced with piles. Key Words: konstruksi sarang laba-laba, pile reinforcement, vi
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii KATA PENGANTAR... iv ABSTRAK... v ABSTRACT... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xi DAFTAR NOTASI... xii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah... 1 1.2. Rumusan Masalah... 2 1.3. Batasan Masalah... 2 1.4. Tujuan Penelitian... 2 1.5. Manfaat Penelitian... 3 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka... 4 2.1.1. Tinjauan pustaka... 4 2.1.2. Road map penelitian... 5 2.2. Dasar Teori... 7 2.2.1. Pengertian fondasi... 7 2.2.2. Klasifikasi fondasi... 7 2.2.3. Fondasi konstruksi sarang laba-laba... 12 vii
2.3 Perancangan Fondasi... 15 2.3.1 Perencanaan tiang... 16 2.3.2 Daya Dukung fondasi dangkal... 17 2.3.3 Daya dukung fondasi tiang pancang... 19 2.3.4 Tegangan tanah... 23 2.3.5 Penurunan... 24 2.3.6 Pembebanan... 28 BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Data Sekunder... 29 3.1.1 Lokasi penelitian... 29 3.1.2.Studi pustaka... 29 3.1.3 Pengumpulan data... 29 3.1.4 Denah dan potongan bangunan... 29 3.1.5 Lapisan tanah... 30 3.1.6 Beban... 32 3.2. Metode Uji... 32 3.3. Alur Penelitian... 33 BAB 4 PEMBAHASAN 4.1. Analisis Menggunakan Metode Empiris... 35 4.1.1. Daya dukung fondasi sebelum perkuatan... 35 4.1.2. Daya dukung fondasi setelah perkuatan... 35 4.1.3. Tambahan tegngan... 38 4.1.4. Tekanan tanah efektif... 39 4.1.5. Penurunan sebelum perkuatan... 40 4.1.6. Penurunan setelah perkuatan... 40 4.2. Pembahasan... 42 4.2.1. Daya dukung fondasi... 42 4.2.2. Penurunan fondasi... 42 viii
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan... 44 5.2. Saran... 44 DAFTAR PUSTAKA... 45 LAMPIRAN ix
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Fondasi dangkal... 8 Gambar 2.2 Fondasi tiang... 9 Gambar 2.3 Keruntuhan geser umum pada fondasi dangkal... 10 Gambar 2.4 Transfer beban kelompok tiang... 10 Gambar 2.5 Perbandingan zona tanah tertekan... 11 Gambar 2.6 Tumpang tindih tegangan... 11 Gambar 2.7 Distribusi tekanan di sekeliling tiang... 12 Gambar 2.8 Distribusi tekanan ujung tiang gesek... 12 Gambar 2.9 Konstruksi sarang laba-laba tampak atas... 13 Gambar 2.10 Potongan fondasi KSLL... 14 Gambar 2.11 Contoh susunan tiang... 17 Gambar 2.12 Definisi jarak, jumlah baris dan jumlah tiang dalam satu baris... 21 Gambar 2.13 Faktor pengaruh I untuk tegangan vertikal di bawah sudut luasan beban terbagi rata berbentuk empat persegi panjang fleksibel (NAVFAC DM7. 1, 1982)... 24 Gambar 2.14 Faktor koreksi Janbu et al. (1956) dalam Hardiyatmo... 26 Gambar 3.1 Denah dan potongan bangunan... 30 Gambar 3.2 Denah titik pengujian sondir mesin dan bor mesin... 31 Gambar 3.3 Perbandingan borelog satu dan dua dan hasil pemodelan lapisan tanah dari borelog... 33 Gambar 3.4 Flow chart penelitian... 34 Gambar 4.1 Pemodelan fondasi... 48 x
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Road Map Penelitian... 6 Tabel 2.2 Nilai-nilai faktor kapasitas dukung... 18 Tabel 2.3 Nilai Kd dan Kt... 20 Tabel 2.4 Nilai-nilai δ... 20 Tabel 2.5 Jarak minimum antar tiang... 22 Tabel 2.6 Nilai perkiraan modulus elastisitas tanah... 25 Tabel 3.1 Rekapitulasi pembebanan kolom... 32 Tabel 4.1 Jumlah tiang pancang... 36 Tabel 4.2 Rekapitulasi tahanan gesek ultimit Qs... 37 Tabel 4.3 Nilai efisiensi tiang... 37 Tabel 4.4 Rekapitulasi Qg kelompok tiang... 38 Tabel 4.5 Rekapitulasi tambahan tegangan (Δσz)... 39 Tabel 4.6 Data berat volume tanah kedalaman 0-30 meter... 39 Tabel 4.7 Rekapitulasi Tekanan Tenah Efektif (Po)... 39 Tabel 4.8 Rekapitulasi penurunan konsolidasi primer sampai kedalaman 4,5-30 m... 40 Tabel 4.9 Rekapitulasi penurunan segera... 40 Tabel 4.10 Rekapitulasi penurunan konsolidasi primer... 41 Tabel 4.11 Hasil analisis empiris daya dukung dan penurunan fondasi... 41 xi
DAFTAR NOTASI A = luas fondasi B = lebar fondasi c = kohesi tanah Cc Cr dc, dq, dγ Df E e p ex,ey e 0 e 1 H I ic, iq, iγ Ix,Iy k_x k_y = indeks pemampatan = indeks pemampatan kembali = faktor kedalaman fondasi = kedalaman fondasi = modulus elastisitas tanah = angka pori saat akhir konsolidasi primer = eksentrisitas searah sumbu x dan y = angka pori awal = angka pori saat berakhimya konsolidasi = tebal lapisan tanah yang ditinjau = faktor pengaruh I untuk tegangan vertikal di bawah sudut luasan beban terbagi rata = faktor kemiringan beban = momen inersia terhadap sumbu x dan sumbu y = permeabilitas arah x = permeabilitas arah y Nc, Nq, Nγ = faktor kapasitas dukung p c P0 p 0 P u q Q ijin q u = tekanan prakonsolidasi = tekanan overbuden = tekanan overburden efektif = beban ultimit = beban merata pada fondasi = kapasitas dukung ijin = kapasitas dukung ultimit xii
Rinter S S c sc, sq, sγ SF S i S s t x,y e p Δσz γ γsat γunsat = nilai interface = penurunan total = penurunan konsolidasi primer = faktor bentuk fondasi = safety factor/angka aman = penurunan segera = penurunan konsolidasi sekunder = saat waktu setelah konsolidasi primer berhenti = berturut-turut koordinat pada sembarang titik pada rakit arah x-y yang dibuat lewat pusat berat luasan fondasi = perubahan angka pori akibat pembebanan = selisih tekanan = tambahan tegangan = berat volume tanah = berat isi jenuh = berat isi kering κ* = indeks muai termodifikasi λ* = indeks kompresi termodifikasi μ 0 μ 1 = faktor koreksi untuk kedalaman fondasi Df = faktor koreksi untuk lapisan tanah dengan tebal terbatas H µ* = indeks rangkak termodifikasi φ = sudut geser dalam tanah τ = tahanan geser tanah v = angka Poisson σ = tegangan normal ΣP = jumlah total beban fondasi xiii