PERHITUNGAN DAYA DUKUNG PONDASI JACK PILE MENGGUNAKAN DATA N-SPT PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG U-CITY di JL. BRIGJEND KATAMSO MEDAN LAPORAN Ditulis Untuk Menyelesaikan Mata Kuliah Tugas Akhir Semester VI Pendidikan Program Diploma III oleh: KAMALUDDIN TRI PUTRA M. SUWANDI SURYA DARMA T. NIM. 1105022105 NIM. 1105021051 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2014 i
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT berkat rahmat dan karunia-nya laporan ini dapat diselesaikan dengan baik dan tepat waktu. Laporan yang berjudul PERHITUNGAN DAYA DUKUNG PONDASI JACK PILE MENGGUNAKAN DATA N-SPT PADA PROYEK PEMBANGUNAN U-CITY di JL. BRIGJEN KATAMSO MEDAN merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan mata kuliah Tugas Akhir pada Pendidikan Program Diploma III Politeknik Negeri Medan. Laporan ini mengkaji tentang daya dukung pondasi tiang pancang terhadap beban yang bekerja. Dalam proses penulisan laporan ini, penulis mendapatkan bimbingan dan bantuan baik berupa materi, moral, dan motivasi dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini sudah selayaknya penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Bapak M.Syahruddin,S.T., M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Ir.Samsuddin Silaen, M.T., Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 3. Bapak Ir. Sudarto, M.T., Kepala Program Studi Teknik Sipil Pendidikan Program Diploma III Politeknik Negeri Medan; 4. Bapak Ir. Ependi Napitu, M.T., sebagai Dosen Pembimbing; 5. Bapak Drs. Yulfalentino, wali kelas Sipil 6C (Konsentrasi Bangunan Gedung); 6. Seluruh Dosen dan Staf Pegawai Jurusan Teknik Sipil; 7. Bapak M. Surbakti ST, Supervisor proyek pembangunan gedung U-City Medan Provinsi Sumatera Utara; 8. Ayah dan Ibu penulis yang telah memberikan doa dan dukungan sepenuhnya baik berupa materi maupun motivasi; 9. Semua teman-teman Jurusan Teknik Sipil Polmed 2014 Sipil 6C yang turut membantu dan mendukung dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. Laporan ini merupakan hasil karya penulis dan bukan merupakan plagiat. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini masih iv
terdapat kesalahan dan kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak. Semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca, terutama yang berkecimpung di bidang Teknik Sipil. Medan, Agustus 2014 Hormat Penulis: Penulis I Penulis II KAMALUDDIN TRI P. M. SUWANDI SURYA D.T. NIM. 1105022105 NIM. 1105021051 v
ABSTRAK Pondasi tiang atau disebut juga pondasi dalam sering digunakan untuk konstruksi beban berat (high rise building). Sebelum melaksanakan pembangunan konstruksi yang pertama-tama dilaksanakan dan dikerjakan di lapangan adalah pekerjaan pondasi (struktur bawah). Pondasi merupakan suatu pekerjaan yang dangat penting dalam suatu pekerjaan teknik sipil, karena pondasi inilah yang memikul dan menahan suatu beban yang bekerja di atasnya yaitu beban konstruksi atas. Tujuan dari studi ini untuk menghitung daya dukung tiang pancang dari Standard Penetration Test (SPT) dibandingkan dari hasil data manometer. Metodologi pengumpulan data dilakukan dengan cara melakukan observasi, pengambilan data dari pihak proyek serta melakukan studi kepustakaan. Pada perhitungan daya dukung tiang pancang dilakukan dengan beberapa metode yaitu metode Mayerhoff dan Briaud et al. Berdasarkan data SPT, dari hasil perhitungan dengan menggunakan metode Mayerhoff diperoleh Qu = 91.60 ton dan dengan metode Briaud et al diperoleh Qu = 81.14 ton. Sedangkan hasil dari bacaan manometer diperoleh Qu = 87.50 ton. Hasil perhitungan daya dukung pondasi terdapat perbedaan nilai dilihat dari penggunaan metode perhitungan. Dari hasil perhitungan daya dukung tiang, lebih aman memakai perhitungan dari hasil data manometer pada alat hydraulic jack karena lebih aktual. Kata kunci: pondasi tiang, daya dukung tiang, hydraulic jack vi
DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PERSETUJUAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii KATA PENGANTAR... iv ABSTRAK... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR NOTASI... xii BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1 B. Batasan Masalah... 2 C. Tujuan Pembahasan... 2 D. Manfaat... 3 E. Metodologi... 3 F. Jadwal... 4 G. Sistematika Laporan... 5 BAB II. TINJAUAN KEPUSTAKAAN A. Pengertian Umum... 6 B. Macam-macam Pondasi... 7 1. Pondasi Dangkal... 7 a. Pondasi Telapak... 7 b. Pondasi Cakar Ayam... 8 c. Pondasi Sarang Laba-laba... 8 2. Pondasi Dalam... 8 a. Pondasi Sumuran... 8 b. Pondasi Tiang... 8 c. Pondasi Kaison... 8 vii
C. Pondasi Tiang... 8 D. Penggolongan Pondasi Tiang... 9 1. Berdasarkan Cara Pemindahan Beban Tiang Pancang... 9 2. Berdasarkan Bahan yang Digunakan... 11 3. Berdasarkan Teknik Pemasangan... 18 E. Tanah sebagai Pendukung Pondasi... 18 F. Penyelidikan Tanah... 19 G. Kapasitas Daya Dukung Tiang berdasarkan Data Lapangan... 21 1. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang berdasarkan Hasil SPT... 21 a. Daya dukung ujung pondasi tiang pancang pada tanah kohesif dan non-kohesif dengan data SPT... 21 H. Tiang Pancang Kelompok (Pile Group)... 24 a. Jarak antar Tiang dalam Kelompok... 26 I. Kapasitas Kelompok Tiang... 29 J. Kapasitas Kelompok dan Efisiensi Tiang Pada Tanah Kohesif... 30 K. Kapasitas Kelompok dan Efisiensi Tiang Pada Tanah Granuler... 35 L. Faktor Keamanan... 36 BAB III. METODOLOGI PENELITIAN A. Data Umum... 39 B. Metode Pengumpulan Data... 40 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Pendahuluan... 41 B. Pengumpulan Data Lapangan... 41 1. Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang berdasarkan N-SPT memakai metode Mayerhoff pada titik BH-4B... 41 2. Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang berdasarkan N-SPT memakai metode Briaud at el pada titik BH-4B... 49 3. Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang berdasarkan bacaan Manometer alat... 53 viii
C. Perhitungan Kapasitas Kelompok Tiang Berdasarkan Efisiensi di Kedalaman 6 meter dari Hasil Perhitungan Metode Briaud et al. 54 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan... 58 B. Saran... 58 LAMPIRAN DAFTAR PUSTAKA ix
DAFTAR TABEL Tabel Halaman 1. Jadwal Penyusunan Tugas Akhir... 4 2. Faktor Aman Yang Disarankan... 37 3. Nilai N-SPT di Setiap Kedalaman... 42 4. Nilai N60 dan N60... 43 5. Perhitungan daya dukung ultimit tiang berdasarkan metode Mayerhoff.... 48 6. Perhitungan daya dukung ultimit tiang berdasarkan metode Briaud at el.... 53 7. Daya dukung tiang di titik 1, P16 as 26G... 54 8. Daya dukung tiang di titik 1, P4 as 26H... 54 9. Perbandingan kapasitas daya dukung tiang tunggal... 57 10. Perbandingan kapasitas daya dukung tiang grup... 57 x
DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Pondasi Tiang dengan Tahanan Ujung... 10 2. Pondasi Tiang dengan Tahanan Gesekan... 11 3. Tiang Pancang Kayu... 13 4. Tiang pancang yang berada di sungai atau laut... 15 5. Variasi panjang tiang Cast in Place... 16 6. Nilai Nilai N-SPT pada 4B dan 10B... 22 7. Pola-pola kelompok tiang pancang khusus... 25 8. Tegangan yang mengelilingi sebuah tiang pancang... 26 9. Tiang Pancang Kelompok... 27 10. Nilai S yang disarankan Departemen P.U... 28 11. Pengaruh tiang akibat pemancangan... 29 12. Tipe keruntuhan dalam kelompok tiang... 31 13. Tampak samping dan tampak atas tiang kelompok pada tanah kohesif... 32 14. Denah lokasi proyek... 39 15. Data N-SPT... 41 16. Nilai N pada kedalaman 2 meter... 43 17. Nilai N pada kedalaman 4 meter... 45 18. Nilai N pada kedalaman 2 meter... 49 19. Nilai N pada kedalaman 4 meter... 51 20. Pondasi P16... 55 21. Pondasi P4... 56 xi
DAFTAR NOTASI Qp = Tahanan ujung tiang ( kn ) Qs Qu Qa N N = Tahanan geser tiang (kn) = Daya dukung tiang tunggal (kn) = Daya dukung izin tiang (kn) = Nilai rata-rata jumlah N-SPT yang tidak terkoreksi, sekitar 10 B diatas ujung tiang dan 4 B dibawah ujung tiang = Nilai rata-rata dari SPT sepanjang tiang p a = Tekanan atmosfer ( 100 kn/m 2 ) L = Kedalaman tiang (m) B = Diameter tiang (m) A p = Luas penampang tiang ( m 2 ) fs = Tahanan kulit/gesek (kn/m 2 ) Qg n Eg m = Daya dukung kelompok tiang (kn) = Jumlah tiang = Efisiensi kelompok tiang = Jumlah tiang sejajar arah x n = Jumlah tiang sejajar arah y ϴ s L g B g c u(p) Nc F = Arc tan d/s = Jarak pusat ke pusat tiang = Lebar tiang pancang grup = Panjang tiang pancang grup = Kohesi/ lekatan = Koefisien daya dukung = Faktor keamanan xii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Dalam hal perencanaan pondasi bangunan gedung U-City diperlukan melaksanakan survey penelitian tanah (Soil investigation). Pada umumnya bangunan gedung tersebut memiliki beban yang sangat bervariasi, berupa beban sendiri konstruksi bangunan gedung, dan kemungkinankemungkinan adanya pengaruh yang akan terjadi pada bangunan gedung tersebut, sehingga memerlukan suatu tipe pondasi yang sesuai agar lapisan tanah tempat pondasi didirikan mampu mendukung seluruh berat konstruksi dan pengaruh yang akan terjadi. Pada dasarnya jenis penelitian tanah yang dilakukan adalah dengan menggunakan Bor Mesin dan Soundering Test Method, dengan posisi letak titik yang diatur sedemikian rupa sehingga penyebaran lapisan tanah dapat terwakili. Melalui hasil pengujian ini diharapkan akan diperoleh gambaran fisik dan karakteristik lapisan tanah, tebal lapisan tanah keras, serta daya dukung tanah dapat dihitung. Semua konstruksi yang direkayasa untuk bertumpu pada tanah harus didukung oleh suatu pondasi. Pondasi ialah bagian dari suatu sistem rekayasa yang meneruskan beban yang ditopang oleh suatu pondasi dan beratnya sendiri kepada tanah dan batuan yang terletak di bawahnya. Tegangan-tegangan tanah yang dihasilkan kecuali pada permukaan tanah, merupakan tambahan pada beban-beban yang sudah ada dalam massa tanah dari bobot sendiri bahan dan sejarah geologinya. Pada umumnya pondasi dangkal digunakan untuk kondisi lapisan tanah keras terletak dekat permukaan, sedangkan pondasi dalam digunakan apabila lapisan tanah keras jauh dari permukaan tanah. Secara umum pondasi dalam lebih rumit dari pondasi dangkal. Untuk hal ini maka Tugas Akhir ini mengkonsentrasikan pada pondasi dalam yaitu pondasi tiang. Pondasi tiang 1
2 ini berfungsi untuk memindahkan atau menstranferkan beban-beban konstruksi di atasnya (upper structure) ke lapisan tanah yang lebih dalam (Sardjono, 1991:7). Pemakaian pondasi tiang dipergunakan untuk suatu pondasi bangunan yang apabila tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity), yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya, atau apabila tanah keras yang mana mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya letaknya sangat dalam. Daya dukung tiang diperoleh dari daya dukung ujung (end bearing capacity) yang diperoleh dari tekanan ujung tiang dan daya geser atau selimut (friction bearing capacity) yang diperoleh dari daya dukung gesek atau adhesi antara tiang dan tanah disekelilingnya. B. Batasan Masalah Diharapkan dari penyusunan Tugas Akhir ini sesuai dengan maksud dan tujuan yang telah ditetapkan, maka perlu adanya batasan-batasan masalah, yaitu: 1. Bagaimanakah menghitung daya dukung pondasi tiang P16 pada as 26G dan P4 pada as 26H dengan menggunakan data N-SPT dengan metode Mayerhoff dan Briaud et al dibandingkan dengan hasil pembacaan manometer pada proyek pembangunan gedung U-CITY Medan Provinsi Sumatera Utara? 2. Bagaimana menghitung kapasitas daya dukung kelompok tiang P16 pada as 26G dan P4 pada as 26H dengan menggunakan data N-SPT? C. Tujuan Pembahasan Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah : 1. Untuk mengetahui daya dukung tiang tunggal P16 pada as 26G dan P4 pada as 26H dari data N-SPT;
3 2. Untuk mengetahui daya dukung kelompok tiang P16 pada as 26G dan P4 pada as 26H. D. Tujuan Pembahasan Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah: 3. Untuk menentukan daya dukung pondasi tiang P16 pada as 26G dan P4 pada as 26H; 4. Untuk mengetahui perbedaan daya dukung pondasi tiang P16 pada as 26G dan P4 pada as 26H berdasarkan metode Mayerhoff, Briaud et al dan bacaan Manometer. E. Manfaat 1. Untuk menambah ilmu pengetahuan, wawasan, dan pembanding kelak jika akan melakukan suatu pekerjaan yang sama atau sejenis; 2. Dapat membantu mahasiswa lainnya sebagai referensi atau contoh apabila mengambil topik bahasan yang sama; 3. Penulis sendiri untuk menambah pengetahuan dan pengalaman agar mampu mengawasi pekerjaan tersebut kelak setelah lulus dari Politeknik Negeri Medan. F. Metodologi 1. Subjek Penulisan Tugas Akhir Subjek pada penulisan Tugas Akhir ini adalah pembangunan proyek U-City di Jalan Brigjend Katamso Medan. 2. Data Yang Diperlukan Data yang diperlukan dalam penulisan ini terdiri dari: a. Data Standart Penetration Test (SPT); b. Denah pondasi dan detail pondasi;
4 c. Foto dokumentasi yang berhubungan dengan topik yang akan dibahas. G. Jadwal Adapun jadwal yang direncanakan penulis untuk membantu pengarahan waktu agar sesuai dan tepat penyelesaiannya mulai dari persiapan dan pengumpulan data hingga penyusunan Tugas Akhir mulai April sampai Agustus 2014. Tabel 1. Jadwal penyusunan Tugas Akhir NO KEGIATAN A.Persiapan Survei perencanaan objek Tugas Akhir dan 1 mendapatkan judul TA 2 Mendapatkan Dosen Pembimbing TA Bimbingan untuk pelaksanaan TA dari Dosen 3 Pembimbing BULAN 4 5 6 7 8 B. Pelaksanaan 1 Bimbingan untuk pengumpulan data 2 Pengumpulan data 3 Bimbingan dan pengolahan data 4 Pengolahan data C. Pelaporan 1 Bimbingan untuk penulisan BAB I 2 Penulisan BAB I (Pendahuluan) 3 Bimbingan untuk penulisan BAB II 4 Penulisan BAB II (Tinjauan Pustaka) 5 Bimbingan untuk penulisan BAB III 6 Penulisan BAB III (Metodologi Penelitian) 7 Bimbingan untuk penulisan BAB IV 8 Penulisan BAB IV (Hasil dan Pembahasan) 9 Bimbingan untuk penulisan BAB V 10 Penulisan BAB V (Penutup) Bimbingan tahap akhir (Penyempurnaan 11 laporan Tugas Akhir) 12 Penyempurnaan laporan Tugas Akhir
5 H. Sistematika laporan Rencana sistematika penulisan secara keseluruhan pada tugas akhir ini terdiri dari 5 (lima) bab, uraian masing-masing bab adalah sebagai berikut: BAB I: Pendahuluan Berisi mengenai latar belakang, identifikasi masalah, tujuan tugas akhir, ruang lingkup, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II: Tinjauan Pustaka Berisi mengenai dasar teori yang di gunakan dalam penyelesaian tugas akhir, diperoleh dari buku literatur, jurnal, website, dan hasil penulisan sebelumnya. BAB III: Metodologi Penelitian Berisi mengenai tahapan studi yang dilakukan dan pelaksanaan pengumpulan data serta membahas metode pengolahan pembahasan yang dilakukan. BAB IV: Hasil dan Pembahasan Berisi mengenai data-data yang diperoleh dari proses pengumpulan berdasarkan proses wawancara yang selanjutnya dilakukan pengolahan untuk kepentingan analisis. BAB V: Penutup Berisi kesimpulan dari analisa dan saran berdasarkan kajian yang telah dilakukan dalam tugas akhir ini.