PERHITUNGAN DAYA DUKUNG PONDASI TIANG TUNGGAL DENGAN MENGGUNAKAN DATA SONDIR, SPT DAN DAILY PILING RECORD DIBANDINGKAN DENGAN PDA TEST PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG ASRAMA PUTRA ATKP -MEDAN LAPORAN Ditulis untuk Menyelesaikan Mata Kuliah Tugas Akhir Semester VI Pendidikan Program Diploma III oleh: MAYTA NOFIKA BR S PUTRI HUTAJULU NIM. 1005021047 NIM. 10050210059 PROGRAM STUDI DIII TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2013
KATA PENGANTAR Puji dan syukur Penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa dimana atas anugrah-nya sehingga dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini tepat pada waktunya. Laporan yang berjudul Perhitungan Daya Dukung Pondasi Tiang Tunggal dengan Menggunakan Data Sondir, SPT dan Daily Piling Record Dibandingkan dengan PDA Test Pada Proyek Pembangunan Gedung Asrama Putra ATKP Medan. Ini dimaksudkan adalah sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan program Diploma III Politeknik negeri Medan. Dalam laporan ini Penulis membahas mengenai Perhitungan Daya Dukung Pondasi Tiang Tiang dengan Menggunakan Data Sondir, SPT dan Daily Piling Record Dibandingkan dengan PDA Test Pada Proyek Pembangunan Gedung Asrama Putra ATKP Medan. Dalam proses pembuatan laporan ini, Penulis telah mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik materi maupun spiritual. Oleh karena itu, sudah selayaknya Penulis mengucapkan terimakasih kepada: 1. Bapak M. Syahruddin, S.T.,M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Ir.Abdul Basir, M.T., Pembantu Direktur I Politeknik Negeri Medan; 3. Bapak Abdul Rahman, S.E.Ak., Pembantu Direktur II Politeknik Negeri Medan; 4. Ibu Delisma Siregar, M.T., Pembantu Direktur III Politeknik Negeri Medan; 5. Bapak Cipta Dharma, S.E.,M.Si., Pembantu Direktur IV Politeknik Negeri Medan; 6. Bapak Drs. Syaiful Hazmi, M.T., Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 7. Bapak Sudarto, M.T., Kepala Program Studi DIII Teknik Sipil; 8. Bapak Drs.Tarbiyatno, M.T., Dosen Pembimbing kami yang telah banyak memberi arahan dan saran dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini; 9. Seluruh staf yang ada di ATKP Medan yang telah banyak membantu dalam pengumpulan data dan memberi penjelasan tentang proyek;
10. Seluruh staf pengajar dan staf administrasi Jurusan teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 11. Orang tua tercinta dan seluruh keluarga yang telah memberi dukungan dan doa kepada kami; 12. Rekan-rekan mahasiswa, baik di kampus maupun di kos yang turut membantu dan mendukung kami dalam penyelesaian Laporan Tugas Akhir ini; 13. Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan namanya satu per satu, yang turut membantu Penulis dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. Laporan ini merupakan hasil karya Penulis dan bukan plagiat. Penulis sudah berupaya semaksimal mungkin dan menyadari kemungkinan terdapat kekurangan serta kesilapan didalam laporan ini. Oleh sebab itu, Penulis dengan senang hati menerima kritik dan saran guna penyempurnaan laporan ini nantinya. Akhir kata semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi Penulis dan siapapun yang membacanya. Medan, September 2013 Hormat Penulis Mahasiswa I Mahasiswa II MAYTA NOFIKA BR S NIM.1005021047 PUTRI HUTAJULU NIM.1005021059
ABSTRAK PERHITUNGAN DAYA DUKUNG PONDASI TIANG TUNGGAL DENGAN MENGGUNAKAN DATA SONDIR DAN SPT DIBANDINGKAN DENGAN PDA TEST PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG ASRAMA PUTRA ATKP MEDAN Oleh : Mayta Nofika Br S (1005021047) dan Putri Hutajulu (1005021059) Pondasi tiang (pile foundation) adalah bagian dari struktur yang digunakan untuk menerima dan mentransfer (menyalurkan) beban dari struktur atas ke tanah keras yang mempunyai kapasitas daya dukung tinggi dan terletak pada kedalaman tertentu. Mengingat dan melihat ruang lingkup pekerjaan yang sedang dilaksanakan yaitu pemancangan tiang tunggal dengan sistem Jack-in Pile dan data lapangan yang ada yaitu data sondir dan SPT maka penulis membatasi masalah yang akan dibahas, menghitung daya dukung pondasi tiang tunggal dengan menggunakan metode Meyerhof pada titik 34 dan 47, dimana titik 34 dan 47 berdekatan dengan penyelidikan sondir, SPT, dan pengujian PDA serta pada titik tersebut juga diperoleh data Daily Piling Record melalui sistem Jack-in Pile. Tujuan dari tugas akhir ini adalah mengetahui kapasitas daya dukung pondasi tiang tunggal dengan menggunakan data sondir, SPT dan Daily Piling Record dibandingkan dengan data uji lapangan yaitu dengan PDA Test pada Proyek Pembangunan Asrama Putra ATKP-MEDAN. Proyek ini menggunakan tiang beton berpenampang persegi 20 cm x 20 cm dengan sistem Jack-in Pile. Teknik pengumpulan data dilakukan dengan cara mengadakan studi pendahuluan, studi kepustakaan dan konsultasi dengan pengawas lapangan dan dosen pembimbing. Analisis dilakukan dengan metode statis dan dinamis untuk mengetahui kapasitas daya dukung pondasi tiang tunggal dan penurunan yang terjadi. Kapasitas daya dukung pondasi tiang tunggal dengan metode statis dihitung berdasarkan data penyelidikan sondir dan SPT menggunakan rumus Meyerhof, sedangkan metode dinamis dihitung berdasarkan data PDA test. Melalui sistem Jack-in Pile, kapasitas daya dukung pondasi tiang tunggal dihitung dengan data Daily Piling Record. Perhitungan daya dukung tiang beton tunggal dengan menggunakan data sondir, SPT dan Daily Piling Record, disimpulkan bahwa hasil perhitungan yang terdekat dengan menggunakan PDA test adalah data sondir. Disarankan agar pihak perencana menggunakan kapasitas daya dukung yang paling minimum antara data sondir, SPT, Daily Piling Record, dan PDA Test sebagai faktor aman untuk rencana pembebanan, dan prediksi daya dukung tanah pada lokasi yang ditinjau. Kata kunci : Daya Dukung Pondasi Tiang Tunggal, Sondir, SPT, Daily Piling Record, PDA test
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN...i LEMBAR PENGESAHAN...ii LEMBAR PERSEMBAHAN...iii KATA PENGANTAR...iv ABSTRAK...vi DAFTAR ISI...vii DAFTAR NOTASI...x DAFTAR GAMBAR...xii DAFTAR TABEL...xiv BAB I. PENDAHULUAN.....1 A. Latar Belakang Pemilihan Judul...1 B. Batasan Masalah...3 C. Tujuan...4 D. Manfaat...4 E. Teknik Pengumpulan dan Pengolahan Data...5 F. Sistematika Penulisan...5 BAB II. TINJAUAN UMUM PROYEK...7 A. Kondisi Umum Lokasi Proyek...7 B. Struktur Organisasi Perusahaan...7 BAB III. TINJAUAN KEPUSTAKAAN...10 A. Umum...10 B. DefenisiTanah...12 C. Klasifikasi Tanah...13 D. Penyelidikan Tanah...14 1. Tujuan penyelidikan Tanah...14
2. Cara Penyelidikan Tanah...15 E. Macam-Macam Pondasi...24 1. Pondasi Dangkal...24 a. Pondasi telapak...24 b. Pondasi rakit...24 c. Pondasi memanjang...25 2. Pondasi Dalam...25 a. Pondasi tiang (file founfation)...25 b. Pondasi sumuran (pier foundation)...26 F. Pondasi Tiang Pancang...26 1. Penggolongan Pondasi Tiang Pancang...26 a. Pondasi Tiang Pancang Menurut Bahan yang Digunakan.27 1). Tiang Pancang Kayu...27 2). Tiang Pancang Beton...29 3). Tiang Pancang Baja...33 4). Tiang Pancang Komposit...35 b. Pondasi Tiang Pancang Menurut Pemasangannya...39 1). Tiang Pancang Pracetak...39 2). Tiang Pancang yang dicor ditempat...40 2. Alat Pancang Tiang...41 3. Metode Pelaksanaan Tiang Pancang...43 G. Penyelidikan Tanah di Lapangan...48 1. Data sondir...48 a. Konis Biasa...49 b. Bikonis...50 c. Faktor aman...53 2. Standart Penetration Test (SPT)...53 3.Pile Driving Analizer (PDA)...55 a. Instumentasi PDA...56 b. Pemasangan instumen PDA...57 4. Proses pekerjaan Tiang Beton dengan Jack Pile...58
BAB.IV ANALISA DAN PERHITUNGAN... 62 A.Gambaran Umum Lokasi Proyek...62 B.Gambaran Umum Pengolahan Data...62 C. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Beton...62 1. Menggunakan data Sondir...62 2. Menggunakan data SPT...71 3. Daily Piling Record...75 4. Menggunakan data PDA Test...76 5. Efisiensi Tiang...77 BAB.V PENUTUP...80 A. Simpulan...80 B. Saran...81 DAFTAR KEPUSTAKAAN...82 LAMPIRAN
DAFTAR NOTASI G = kerikil (gravel) S = pasir (sand) M = lanau (silt) C = lempung (clay ) O = organik ( organic ) Pt = gambut (peat ) W = gradasi baik ( well graded ) P = gradasi buruk ( poor graded ) L = plastisitas rendah ( low plasticity ) H = plastisitas tinggi (high plasticity ). LL = nilai batas cair Φ = sudut gesek dalam C v m C D B q c q q q t s f m v c f Q ult Q q c A q f O ijin b N b = koefisien konsolidasi = koefisien perubahan volume = indeks pemampatan = kedalaman = lebar = perlawanan ujung konis = perlawanan gesekan/lekatan pada selubung bikonis = nilai hambatan lekat = nilai lekatan / gesekan = kedalaman = kapasitas daya dukung ultimit = kapasitas daya dukung ijin = kapasitas daya dukung tiang pancang tunggal = luas penampang tiang = jumlah hambatan lekat = keliling tiang = Nilai N dari uji SPT pada tanah disekitar dasar tiang
A b ˉN As D = Luas dasar tiang = Nilai N rata-rata uji SPT sepanjang tiang = Luas selimut tiang = Kedalaman Tiang
DAFTAR GAMBAR Gambar 3.1 Pemeriksaan tanah dengan lubang uji 16 Gambar 3.2 Bor tangan 17 Gambar 3.3 Pemeriksaan tanah dengan cara bor cuci 17 Halaman Gambar 3.4 Pemeriksaan tanah dengan pencucian tanah 18 Gambar 3.5. a. Skema alat bor putar 19 b. Double tube core barrel 19 Gambar 3.6 Pondasi telapak 24 Gambar 3.7 Pondasi rakit 25 Gambar 3.8 Pondasi memanjang 25 Gambar 3.9 Pondasi tiang 26 Gambar 3.10. Pondasi sumuran 26 Gambar 3.11 Tiang pancang beton precast concrete pile 30 Gambar 3.12. Tiang pancang Precast Prestressed Concrete Pile 31 Gambar 3.13 Pemukul Aksi Tunggal 41 Gambar 3.14 Hammer aksi dobel 42 Gambar 3.15 Hammer Diesel 42 Gambar 3.16 Pemukul dengan vibrator 43 Gambar 3.17 Pengangkatan tiang dengan dua tumpuan 45 Gambar 3.18 a. Pemancangan tiang 48 b. Penyambungan tiang 48 c. Kalendering/final set 48 Gambar 3.19 Skema alat sondir ( ujung konis ) 49
Gambar 3.20 Hasil uji static penetration ( sondir ) konis biasa. 50 Gambar 3.21 Skema alat bikonis dan cara pelaksanaan uji 51 Gambar 3.22 Grafik hasil uji penetrasi statis ( sondir ). 51 Gambar 3.23 Alat Standart Penetration Test 54
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1 76 Tabel 4.2 76
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Pada pelaksanaan pembangunan suatu konstruksi yang pertama dilaksanakan dan dikerjakan di lapangan adalah pekerjaan pondasi (struktur bawah). Pondasi merupakan suatu pekerjaan yang sangat penting dalam pekerjaan teknik sipil, karena pondasi yang memikul dan menahan semua beban yang bekerja di atasnya yaitu beban konstruksi atas. Pondasi akan menyalurkan tegangan-tegangan yang akan terjadi pada beban struktur atas ke dalam lapisan tanah keras yang dapat memikul beban konstruksi tersebut. Pondasi sebagai struktur bawah dapat dibagi dalam 2 (dua) jenis, yaitu pondasi dalam dan pondasi dangkal. Pemilihan jenis pondasi tergantung kepada jenis struktur atas apakah termasuk konstruksi berat atau konstruksi ringan dan tergantung kepada jenis tanahnya. Untuk konstruksi beban ringan dan kondisi tanah cukup baik, biasanya dipakai pondasi dangkal, tetapi untuk konstruksi berat biasanya digunakan pondasi dalam. Jadi, penggunaan pondasi bangunan memerlukan perencanaan yang benar, agar keruntuhan tanah yang terjadi akibat pembebanan bangunan tidak melebihi daya dukung tanah itu sendiri. Sehingga diperlukan pemilihan pondasi yang tepat, agar sesuai dengan beban bangunan dan jenis tanah tempat bangunan itu berdiri. Pemilihan pondasi yang salah dapat mengakibatkan kegagalan pada bangunan. Demikianlah halnya dalam proyek ini, karena kondisi tanah yang tidak memungkinkan, maka digunakan pondasi tiang untuk dapat menahan beban bangunan itu sendiri. Pondasi tiang adalah bagian-bagian konstruksi yang dibuat dari kayu, beton, dan atau baja, yang digunakan untuk meneruskan (mentransmisikan) beban-beban permukaan ke tingkat-tingkat permukaan yang lebih rendah di dalam massa tanah (Bowles,1991). Pondasi tiang yang terbuat dari bahan bahan ini cara kerjanya di pukul, di bor atau di press ke dalam tanah dan dihubungkan dengan pile cap (poer ).
Penggunaan pondasi tiang sebagai pondasi bangunan apabila tanah berada di bawah dasar bangunan tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul berat bangunan dan beban yang bekerja padanya (Sardjono HS,1988). Atau apabila tanah yang mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan seluruh beban yang bekerja berada pada lapisan yang sangat dalam dari permukaan tanah kedalaman >8m (Bowles,1991) Dalam perencanaan suatu bangunan, masalah penentuan kapasitas (daya dukung) secara teoritis pondasi tiang sering merupakan problem tersendiri. Sebagaimana diketahui langkah pertama yang perlu diambil sebelum menetapkan daya dukung rencana dari suatu pondasi adalah dengan melakukan penyelidikan tanah pada lokasi bangunan yang didirikan. Setiap pondasi harus mampu mendukung beban sampai batas keamanan yang telah ditentukan, termasuk mendukung beban maksimum yang mungkin terjadi. Jenis pondasi yang sesuai dengan tanah pendukung yang terletak pada kedalaman 10 meter di bawah permukaan tanah adalah pondasi tiang beton. Pondasi tiang berinteraksi dengan tanah untuk menghasilkan daya dukung yang mampu memikul dan memberikan keamanan kepada struktur atas. Untuk menghasilkan daya dukung yang akurat maka diperlukan suatu penyelidikan tanah yang akurat juga. Ada dua metode yang biasa digunakan dalam penentuan kapasitas daya dukung tiang pancang yaitu metode statis dan metode dinamis. Penyelidikan tanah dengan metode statis adalah penyelidikan sondir dan pengujian penetrasi standar (SPT) sedangkan dengan metode dinamis adalah Pile Driving Analyzer (PDA). Penyelidikan sondir bertujuan untuk mengetahui perlawanan penetrasi konus dan hambatan lekat tanah yang merupakan indikasi dari kekuatan tanahnya pada kedalaman tertentu dan juga dapat menentukan dalamnya berbagai lapisan yang berbeda kekuatannya. Serta dapat digunakan untuk menghitung daya dukung lapisan tanah dengan menggunakan rumus empiris. Penyelidikan SPT bertujuan untuk mendapatkan gambaran lapisan
tanah berdasarkan jenis dan warna tanah melalui pengamatan secara visual, sifat-sifat tanah, dan karakteristik-karakteristik tanah. Pengujian penetrasi standart ini merupakan cara yang paling popular saat ini dan cara yang paling ekonomis untuk mendapatkan informasi di bawah permukaan tanah. Metoda ini telah distandarisasi oleh ASTM D 1586 sebagai metode standart untuk pengujian Penetrasi dan Pengambilan contoh bahan silinder belah dari tanah dan lazimnya disebut pengujian penetrasi standard (Standar Penetration Test = SPT). Sementara tujuan dasar dari PDA test yaitu untuk mengevaluasi daya dukung tiang, integritas/keutuhan tiang dan penurunan tiang. Dengan kemampuannya tersebut PDA test digunakan pada proyek-proyek besar sebagai tes tambahan selain ujian beban skala penuh (static load test), sedangkan pada proyek-proyek menengah dan kecil PDA test dianggap bisa menggantikan uji beban. Pada proyek Pembangunan Asrama Putra ATKP tidak menggunakan pondasi tiang yang dipancang, tetapi pondasi tiang menggunakan Jack in pile dalam pelaksanaannya. Hal ini dikarenakan proyek terletak di pemukiman penduduk yang padat sehingga jika dilakukan proses pemancangan akan menimbulkan kebisingan dan getaran yang dapat menganggu penduduk. Dalam Tugas Akhir ini, Penulis menghitung hasil daya dukung pondasi tiang tunggal dengan menggunakan data penyelidikan sondir, pengujian penetrasi standar (SPT) dan data Daily Piling Record yang akan dibandingkan dengan PDA Test, karena Penulis tidak mengetahui beban rencana pada proyek tersebut. B. Batasan Masalah Dalam pembahasan pondasi tiang tunggal banyak hal yang dapat dipermasalahkan. Mengingat dan melihat ruang lingkup pekerjaan yang sedang dilaksanakan yaitu pemancangan tiang tunggal dengan sistem Jack-in Pile dan data lapangan yang ada yaitu data sondir dan SPT maka penulis perlu membatasi masalah yang akan dibahas, yaitu:
1. Perhitungan kapasitas daya dukung pondasi tiang beton tunggal berdasarkan hasil penyelidikan sondir. 2. Perhitungan kapasitas daya dukung pondasi tiang beton tunggal berdasarkan hasil pengujian penetrasi standar (SPT). 3. Perhitungan kapasitas daya dukung pondasi tiang beton tunggal berdasarkan hasil Daily Piling Record. 4. Perhitungan kapasitas daya dukung pondasi tiang beton tunggal berdasarkan hasil PDA Test. Perhitungan daya dukung pondasi tiang beton tunggal dengan menggunakan metode Meyerhof pada titik 34 dan 47 dengan sistem Jack-in Pile Pada Proyek Pembangunan Gedung Asrama Putra ATKP Medan, Jalan Penerbangan No.85 Jamin Ginting Km. 8,5 Padang Bulan MEDAN-20131 (Kampus ATKP). C. Tujuan Adapun tujuan penulisan dan pembuatan Laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Mengerti dan memahami jenis-jenis penyelidikan tanah. 2. Dapat membandingkan hasil perhitungan daya dukung tanah yang dilakukan dengan menggunakan data Sondir, SPT, Daily Piling Record dan PDA test. D. Manfaat Adapun manfaat yang didapatkan dari penulisan dan pembuatan Laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Manfaat Teoritis a. Memperoleh daya dukung ultimit dari hasil data Sondir, SPT, Daily Piling Record dan PDA test. b. Bermanfaat terhadap penulis untuk menambah pengetahuan, pengalaman dan wawasan baik teori maupun praktik sehingga menjadi bekal untuk memasuki dunia kerja.
2. Manfaat Praktis a. Dapat digunakan sebagai sarana praktikum mahasiswa Teknik Sipil; c. Sebagai referensi atau masukan kepada mahasiswa ketika mendalami topik ini atau permasalahan yang sama. E. Teknik Pengumpulan dan Pengolahan Data Teknik pengumpulan data yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Teknik Pengumpulan Data a. Mengadakan studi pendahuluan. b. Mengadakan studi kepustakaan/literature berdasarkan buku-buku yang menunjang judul yang diambil. c. Konsultasi dengan pembimbing lapangan dan dosen pembimbing. 2. Teknik Pengolahan Data a. Menggunakan rumus yang akan digunakan dalam perhitungan kekuatan tiang pancang. b. Prosedur pengolahan data sebagai berikut: 1) Semua data yang telah didapat dipersiapkan; 2) Bimbingan dari dosen Pembimbing Tugas Akhir dan pembimbing lapangan untuk pengolahan data; 3) Data disesuaikan dengan referensi/literature yang digunakan; 4) Perhitungan data berdasarkan rumus. c. Menyimpulkan hasil perhitungan data tersebut. F. Sistematika Penulisan BAB I : Pendahuluan, berisi latar belakang, batasan masalah, tujuan Tugas Akhir, manfaat Tugas Akhir, teknik pengumpulan dan pengolahan data dan sistematika penulisan, BAB II : Tinjauan umum, berisi mengenai kondisi umum lokasi proyek dan struktur organisasi perusahaan,
BAB III : Tinjauan kepustakaan, berisi pengertian umum tentang pondasi, defenisi tanah, klasifikasi tanah, penyelidikan tanah, macammacam pondasi, pondasi tiang pancang, dan penyelidikan tanah di lapangan, BAB IV : Analisa dan perhitungan, berisi tentang gambaran umum lokasi proyek,gambaran umum pengolahan data, dan menghitung kapasitas daya dukung tiang beton dengan data penyelidikan Sondir, pengujian penetrasi standar (SPT), hasil Daily Piling Record dan PDA test, serta diskusi hasil perhitungan, BAB V : Kesimpulan dan saran, berisi tentang kesimpulan hasil dan pembahasan sedangkan saran untuk penggunaan serta penelitian lebih lanjut.