BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi Wilayah Penelitian. Lokasi yang menjadi tempat penelitian yaitu pada Jalan Tol Cinere Jagorawi berada di Depok, provinsi Jawa Barat. Lokasi Proyek Jalan Tol Cinere Jagorawi Seksi IIA (Margonda - Raya Bogor) STA 16+700 s/d 20+200, sepanjang 3.50 km terletak diantara Jl. Margonda Raya dan Jl. Raya Bogor di Cisalak, sejajar dengan Jl. H. Juanda, Depok, seperti ditunjukkan pada gambar 3.1. Gambar 3.1 Peta Lokasi Proyek Jembatan Sugutamu 1, Depok Proyek ruas jalan tol Cijago seksi 2A terdapat beberapa jembatan, yang menjadi konsentrasi penulis adalah jembatan Sugutamu I. Pada pondasi utama Sugutamu I (BP 37), BH 02 akan dilakukan uji pembebanan bored pile dengan mekanisme Anchor System untuk mengetahui kapasitas daya dukung ultimate tiang di lapangan. Setelah dilakukan pengujian maka didapat nilai penurunan dan besar perbedaan daya dukung ultimate aktual pondasi dengan daya dukung desain, maka dari itu akan dilakukan analisis balik terhadap akurasi perhitungan desain daya dukung dilapangan.
3.2 Bagan Alir Penelitian Jalannya dapat dilihat dari bagan alir pada Gambar 3.2 berikut ini.
MULAI Identifikasi Masalah Studi Literatur Pengumpulan Data Data Primer Data Penurunan Pondasi Bored pile BH 02, jembatan Sugtamu 1 Uji daya dukung pondasi dengan mekanisme Anchor Method Data Sekunder 1. Peta Lokasi Pondasi Jembatan Sugutamu I 2. Data Tanah Sugutamu I 3. Data Teknis Pondasi Bored Pile BH 02. Interpretasi Data untuk mengetahui Daya Dukung Ultimate Q Ult 1. Metode Davisson 2. Metode Mazurkiewicz 3. Metode Chin Analisa Perhitungan Desain Daya Dukung pondasi jembatan Sugutamu I Tidak Perhitungan daya dukung ijin rencana tidak efisien terhadap daya dukung aktual pondasi jembatan Sugutamu I? Ya Modifikasi perhitungan daya dukung bored pile pada jembatan Sugutamu Kesimpulan dan saran SELESAI Gambar 3.2 Bagan Alir Penelitian
3.3 Studi Literatur Studi literatur dibutuhkan sebagai langkah untuk referensi yang mendukung kelancaran penelitian ini sehingga tujuan dari pengerjaan penelitian ini dapat dicapai. Sebagai bahan referensi, penulis menggunakan beberapa buku pedoman tentang pondasi tiang bor dan perencanaannya. 3.4 Pengumpulan Data Untuk kelancaran penelitian maka diperlukan beberapa data yang digunakan sebagai sarana untuk mencapai maksud dan tujuan penelitian. 3.4.1 Data Primer Data primer merupakan data penurunan pada pondasi bored pile jembatan Sugutamu 1. Data penurunan ini didapat dari hasil pengujian, yaitu pile penetration test dengan mekanisme Anchor system. Gambar 3.3. Denah Struktur Test Pile
(Sumber : Penelitian di lapangan) Setelah pekerjaan pemasangan pondasi tiang bor selesai dilaksanakan, maka dilakukan penyusunan semua instrument loading test sebagai berikut : a. Perataan kepada kepala test pile, hal ini dilakukan apabila diperlukan, misalnya apabila setelah pengecoran tiang pondasi kepala tiang rata maka harus dilakukan perataan dengan cara digrouting dengan adukan grout. b. Pasang plat diatas kepala test pile, kemudian pasang hydraulic jack diatas plat. c. Pasang dudukan test beam disisi kiri dan kanan. d. Pasang test beam diatas dudukan test beam, beri jarak antara bagian bawah test beam dengan permukaan hydraulic jack antara 1.5 5 cm. e. Reference beam dipasang disamping test pile dan sejajar dengan test beam, dan pada ujung reference dipasang dudukan atau pembantu untuk reference beam. f. Pasang casing 1 diatas anchor pile, kemudian dilas dengan semua tulangan pada anchor pile, kemudian diatas casing 2 diameter 1 m dan dilas dengan plat 5 cm. g. Selanjutnya pasang cross beam melintang terhadap test beam kemudian diatas cross beam tersebut dipasang casing (casing 3) dan diposisikan tepat diatas tiap anchor pile. Casing 3 dan casing 2 kemudian dihubungkan dengan beberapa besi rebar dengan system pengelasan. h. Dial gauge dipasang sejumlah 4 buah pada test pile yang telah dibuatkan dudukan dial gauge sebelumnya dan 4 buah pada reference beam. dial gauge ini dipergunakan untuk mengukur penurunan test pile saat pembebanan, serta tarik pada anchor pile. i. Pompa hydraulic disiapkan dan dihubungkan hydraulic jack dengan menggunakan selang karet khusus. Dan pada selang penghubung dipasang manometer sebagai alat pengukur tekanan oli hydraulic. j. Setelah terpasang semua, terakhir dilakukan pemasangan aksesoris lain,seperti cover, pencatat waktu atau jam dan lain sebagainya.
Untuk daftar alat-alat yang diperlukan untuk loading test ini adalah sebagai berikut: 1) Hydraulic Jack - No. of Unit = 1(satu) unit - Kapasitas = 1000 ton - Diameter of piston = 450 mm - Effective area = 1589.625 cm 2 - Jack Diemeter = 680 mm - Height = 540 mm - Travel piston max = 150 mm - Brand = DYG 1000 2) Pump - No. of unit = 1 (satu) unit - Max Pressure = 10.000 psi - Brand = Enerpac - Horse power = 3 HP 3) Extentiometer (Dial Gauge) - No. of piece = 10 (sepuluh) unit - Capacity = 50 mm - Accuracy = 0.01 mm - Brand = Mutitoyo (Japan) 4) Manometer - No. of piece = 1 (satu) unit - Capacity = 700 kg/cm 2 = 10.000 psi - Brand = Yamamoto (Japan)
Gambar 3.4. Hydraulic Jack dan Plat diatas Pile Test (Sumber : Penelitian di lapangan) Gambar 3.5. Casing Plate diatas Anchore Pile (Sumber : Penelitian di lapangan) Setelah instalasi komponen-komponen terpasang maka selanjutnya dilakukan pembebanan secara bertahap yang mengacu pada metoda pembebanan ASTM D1143-81 Cyclic Loading Procedur. Percobaan ini menggunakan 4 buah tiang sebagai reaction pile, dan pile test. Beban yang diberikan oleh hydraulic jack yang berada di atas test pile kemudian diteruskan pada main beam dan second beam dan selanjutnya akan diteruskan pada reaction piles dengan second beam. Gaya tarik yang diberikan hydraulic jack kemudian ditahan oleh 4 buah reaction piles, karena kemampuan tarik reaction pile lebih besar dari kemampuan tarik yang diterimanya, maka beban kemudian berbalik pada test pile dan menimbulkan reaksi pada test pile.
Gambar 3.6. Casing Plate diatas Anchore Pile (Sumber : Penelitian di lapangan) Penurunan test pile terhadap beban yang diberikan dan waktu pembebanan akan dicatat saat penambahan dan pengurangan beban. Adapun prosedur pembebanan dapat dilihat pada table 3.1 berikut ini :
Tabel 3.1. Procedure Load Test Compression CAP. 2 x 310 Ton (200%) Sumber : ASTM D1143-81 Cyclic Loading Procedur COMPRESSION PILE LOAD TEST JALAN TOL CINERE JAGORAWI PILE DIAMETER : 1000 MM LOCATION : DEPOK STEP CYCLE % OF DESIGN % OF LOAD LOAD ADDITIONAL TON KG/CM2 PSI HOLDING TIME LOADING INTERVAL IN MINUTES 1 0 0 0 0.000 0.000 0 0 2 1 25 25 87.50 55.044 782.90 "A" 0-10-20-30-40-50-60 (max 2 hours) 3 1 50 25 175.00 110.089 1565.81 1 hour 0-10-20-30-40-50-60 4 1 25-25 87.50 55.044 782.90 20 minutes 0-10-20 5 2 0-25 0.000 0.000 1 hour 0-10-20-30-40-50-60 6 2 50 50 175.00 110.089 1565.808 20 minutes 0-10-20 7 2 75 25 262.50 165.133 2348.713 "A" 0-10-20-30-40-50-60 (max 2 hours) 8 2 100 25 350.00 220.178 3131.617 1 hour 0-10-20-30-40-50-60 9 2 75-25 262.50 165.133 2348.713 20 minutes 0-10-20 10 2 50-25 175.00 110.089 1565.808 20 minutes 0-10-20 11 2 0-50 0.000 0.000 1 hour 0-10-20-30-40-50-60 12 3 50 50 175.00 110.000 1565.808 20 minutes 0-10-20 13 3 100 50 350.00 220.178 3131.617 20 minutes 0-10-20 14 3 125 25 437.50 275.222 3914.521 "A" 0-10-20-30-40-50-60 (max 2 hours) 15 3 150 25 525.00 330.267 4697.425 1 hour 0-10-20-30-40-50-60 16 3 125-25 437.50 275.222 3914.521 20 minutes 0-10-20 17 3 100-25 350.00 220.178 3131.617 20 minutes 0-10-20 18 3 50-25 175.00 110.089 1565.808 20 minutes 0-10-20 19 3 0-50 0.000 0.000 1 hour 0-10-20-30-40-50-60 20 4 50 50 175.00 110.089 1565.808 20 minutes 0-10-20 21 4 100 50 350.00 220.178 3131.617 20 minutes 0-10-20 22 4 150 50 525.00 330.267 4697.425 20 minutes 0-10-20 23 4 175 25 612.50 385.311 5480.329 "A" 0-10-20-30-40-50-60 (max 2 hours) 24 4 200 25 700.00 440.355 6263.233 "B" 0-10-20-30-40-50-60 (for 4 hours) and every 1 hour until 12 hours (Max. 24 hour) 25 4 150-50 525.00 330.267 4697.425 1 hour 0-10-20-30-40-50-60 26 4 100-50 350.00 220.178 3131.617 1 hour 0-10-20-30-40-50-60 27 4 50-50 175.00 110.089 1565.808 1 hour 0-10-20-30-40-50-60 28 4 0-50 0.000 0.000 12 hours 0-10-20-30-40-50-60 (for 4 hours) and every 1 hour until 12 hours. NOTE : "A" Load is maintaned for 1 hour or until settlement is not grather than 0.25 mm/hr with max 2 hours "B" Load is maintaned for 12 hours or until settlement is not grather than 0.25 mm/hr with max 24 hours
Pembacaan penurunan dilakukan dalam setiap penambahan beban dan pengurangan beban uji yang diberikan pada tiang. Penurunan didapat dari dial gauge yang terpasang pada test pile dan anchor pile yang dibuat menempel pada reference beam. Dibutuhkan enam orang untuk melakukan uji daya dukung ini, yang masing-masing perannya adalah sebagai berikut: Orang ke-1 berperan mengoperasikan hydraulic pump untuk menaikkan beban ataupun menurunkan beban yang disalurkan ke hydraulic jack; Orang ke-2 berperan untuk membaca penurunan yang ada pada test pile saat beban dinaikkan maupun diturunkan; Orang ke-3 berperan untuk membaca penurunan yang ada pada anchor pile A1 saat beban dinaikkan maupun diturunkan; Orang ke-4 berperan untuk membaca penurunan yang ada pada anchor pile A2 saat beban dinaikkan maupun diturunkan; Orang ke-5 berperan untuk membaca penurunan yang ada pada anchor pile B40 saat beban dinaikkan maupun diturunkan; Orang ke-3 berperan untuk membaca penurunan yang ada pada anchor pile B38 saat beban dinaikkan maupun diturunkan; 3.4.2 Data Sekunder 3.4.2.1 Data Tanah Pada Proyek Jembatan Sugutamu I ini, data tanah didapatkan dari pihak kontraktor H.K (Hutama Karya). Data tanah ini meliputi stratifikasi tanah dan parameter tanah serta N Standart Penetration Test (SPT). Data tanah nantinya akan dibutuhkan selanjutnya pada tahap analisa daya dukung rencana pondasi bored pile jembatan Sugutamu I. 3.4.2.2 Data Teknis Pondasi Data teknis pondasi ini didapatkan dati P.T Hutama Karya (H.K) selaku kontraktor proyek. Dimensi atau ukuran panjang pondasi tiang bor yang di dasarkan pada kedalaman tanah keras dari penyelidikan tanah laboratorium serta 37
data N-SPT nya dengan penampang pondasi tiang bor lingkaran, lebih jelasnya dapat dilihat dibawah ini. - Tipe tiang : Bored Pile / Pondasi Tiang Bor - Diamter (Ø) : 100 cm - Kedalaman : 16 m - Mutu Beton : K 350 - Beban Rencana : 350 Ton - Beban Pengujian : 2 x Beban Rencana ( 700 Ton ) - Pile test no. : BP-37 - Metode Pembebanan : Pembebanan dengan sistem angkur (Compression by Anchorage System) - Prosedur Pembebanan : Slow Maintained Loading - Standar Prosedur : ASTM D1143-81 4. Interpretasi Data Hasil Uji Pembebanan Setelah dilakukan uji daya dukung dengan mekanisme Anchor System maka didapat data penurunan pondasi terhadap beban yang diberikan sesuai dengan ASTM D-1143-81. Data ini berikutnya diinterpretasikan dengan beberapa metode. Interpretasi data ini dilakukan untuk memperoleh besar daya dukung ultimate aktual yang ada pada tiang pondasi tersebut. Dari beberapa metode yang ada, yang penulis pakai untuk interpretasi hanya dengan menggunakan tiga metode saja, ketiga metode tersebut adalah : Metode Davisson Metode Mazurkiewicz Metode Chin Dari ketiga metode tersebut, masing mempunyai prosedur yang berbedabeda, seperti yang bisa dilihat penjelasannya di bab II sebelumnya. Daya dukung ultimate yang akan diambil mewakili ketiga metode tersebut adalah QUlt dengan nilai terkecil. 38
5. Analisis Balik Desain Daya Dukung Pondasi Analisis balik dilakukan setelah mengetahui beban ultimit dari pondasi tiang jembatan Sugutamu I. Proses analisis ini melingkupi analisis perhitungan desain daya dukung rencana pondasi jembatan Sugutamu I yang ada dilapangan, Adapun data yang dibutuhkan dalam tahap analisis ini adalah data tanah, data teknis pondasi, daya dukung ultimate pondasi tiang yang didapat dari hasil interpretasi data pengujian beban dengan anchor method. Dilakukan analisis daya dukung pondasi berdasarkan dimensi pondasi yang telah dihitung sebelumnya oleh pihak konsultan perencana dan karakteristik tanah yang telah diperoleh dari hasil penyelidikan tanah. Pada perhitungan daya dukung tiang ini penulis menggunakan karakteristik tanah berdasarkan data uji N-SPT yang didapat dari penyelidikan tanah dengan kedalaman pondasi 16 m. Perhitungan daya dukung pondasi bored pile jembatan Sugutamu I menggunakan metode Reese & Wright dan Kulhawy. Berikut adalah skema perhitungan daya dukung pondasi dengan menggunakan metode Reese & Wright dan Kulhawy : 39
Langkah I: Pemasukan Data I-1. Data Teknis Pondasi. Parameter Tanah. I-2. Data Penurunan Pondasi Langkah II: Interpretasi Data Loading Test II-1. Daya Dukung Ultimate Aktual II-2. Data Penurunan Pondasi Langkah III: Menghitung Daya Dukung Rencana III-1.Tahanan Ujung Per Satuan Luas III-2. Daya Dukung Ultimate Ujung Tiang III-3. Gesekan Selimut Tiang III-3. Daya Dukung Ultimate Selimut Tiang Langkah IV: Komparasi IV-1. Daya Dukung Ultimate Tiang Aktual IV-2. Daya Dukung Ultimate Tiang Desain Langkah V: Penyesuaian Perhitungan V-1. Faktor Koreksi Kuat Geser Tanah V-2. Faktor Koreksi Terhadap Adhesi Langkah VI: Hasil Daya Dukung Rencana Efisien Terhadap Daya Dukung Aktual KESIMPULAN Gambar 3.7. Bagan Alir Analisis Daya Dukung Pondasi Bored Pile Jembatan Sugutamu I 40