ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG TUNGGAL PADA PROYEK PEMBANGUNAN PLTU 2 SUMATERA UTARA 2 X 200 MW PANGKALAN SUSU SUMATERA UTARA TUGAS AKHIR Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas Dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil oleh: ERWIN BERINGIN GULTOM 070 424 009 PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSION FAKULTAS TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
LEMBAR PENGESAHAN ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG TUNGGAL PADA PROYEK PEMBANGUNAN PLTU 2 SUMATERA UTARA 2 X 200 MW PANGKALAN SUSU SUMATERA UTARA TUGAS AKHIR Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Dikerjakan oleh : ERWIN BERINGIN GULTOM 070 424 020 Pembimbing : Dr. Ir. Roesyanto, MSCE, NIP. 19510629 198411 1 001 Penguji I Penguji II Penguji III Ir. Rudi Iskandar, MT NIP. 19650325 199103 1 006 Ika Puji Hastuty, ST., MT NIP. 19770807 200812 2 002 Ir. Anwar Harahap NIP. 19510426 198503 1 001 Disetujui Koordinator PPE Departemen Teknik Sipil Mengesahkan Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Ir. Faizal Ezeddin, MS. NIP : 19490713 198003 1 001 Prof. Dr. Ing.- Johanes Tarigan NIP. 19561224 198103 1 002 PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSION FAKULTAS TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis sampaikan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahnya kepada penulis, sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembangunan PLTU 2 Sumatera Utara 2 x 200 Mw ini disusun guna melengkapi syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan Program Strata satu (S-1) di. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh bantuan dan saran dari berbagai pihak, maka dalam kesempatan ini penulis ingin sampaikan terimakasih yang kepada: 1. Bapak Dr. Ir. Roesyanto, MSCE, selaku dosen pembimbing utama yang telah membimbing penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini; 2. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT, sebagai Pembanding dan Penguji; 3. Ibu Ika Puji Hastuty, ST., MT, sebagai Pembanding dan Penguji; 4. Bapak Ir. Anwar Harahap, sebagai Pembanding dan Penguji; 5. Bapak Prof. Dr. Ing.- Johannes Tarigan, sebagai Ketua Jurusan Teknik Sipil ; 6. Bapak Ir. Faizal Ezeddin, MSc, selaku Koordinator Program Pendidikan Ekstension; 7. Seluruh Dosen dan pegawai khususnya Jurusan Teknik Sipil yang telah mendidik dan membina penulis sejak awal hingga akhir perkuliahan;
8. Pimpinan dan seluruh Staff PT. Nincec Multi Dimensi, sebagai Pelaksana Konstruksi dan yang telah memberi bimbingan kepada penulis; 9. Terimakasih yang teristimewa, penulis ucapkan kepada orangtua tercinta, yang telah mengasuh, mendidik, dan membesarkan serta selalu memberikan dukungan baik moral, material, maupun doa mereka mohonkan kepada Tuhan Yang Maha Esa sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 10. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada rekan-rekan mahasiswa dan temanteman yang memberikan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini kemungkinan belum sempurna, untuk itu penulis dengan tulus dan terbuka menerima kritikan dan saran yang bersifat membangun demi penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, sekali lagi penulis sampaikan terimakasih kepada pihak yang telah banyak membantu dan semoga atas bimbingan serta bantuan moral dan material yang penulis terima. Medan, April 2010 Penulis, ERWIN BERINGIN GULTOM 070 424 009
ABSTRAK Pondasi tiang pancang merupakan salah satu jenis dari pondasi dalam yang umum digunakan, yang berfungsi untuk menyalurkan beban struktur kelapisan tanah keras yang mempunyai kapasitas daya dukung tinggi yang letaknya cukup dalam di dalam tanah. Untuk menghitung kapasitas tiang, terdapat banyak rumus yang dapat digunakan. Hasil masing masing rumus tersebut menghasilkan nilai kapasitas yang berbeda beda. Tujuan dari Tugas Akhir ini untuk menghitung daya dukung tiang pancang dari hasil sondir, standar penetrasi test (SPT), kalendering dan loading test, membandingkan hasil daya dukung tiang pancang dari beberapa metode penyelidikan yang terjadi pada tiang pancang tunggal. Hasil perhitungan daya dukung pondasi terdapat perbedaan nilai, baik dilihat dari penggunaan metode perhitungan Mayerhoff, metode De Riuter dan Beringen untuk data sondir, metode Mayerhoff untuk data SPT, metode Hilley Formula, metode Danis Formula dan metode New ENR untuk data kalendering, metode Davisson dan metode Chin untuk data loading test. Dari hasil perhitungan daya dukung tiang pancang, lebih aman memakai perhitungan dari hasil data loading test karena lebih aktual. Kata kunci: tiang pancang, daya dukung tiang pancang
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... i ABSTRAK...iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR TABEL...vii DAFTAR GAMBAR...viii DAFTAR NOTASI... x BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Tujuan... 3 1.3. Manfaat... 3 1.4. Pembatasan Masalah... 3 1.5. Metode Pengumpulan Data... 4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Umum... 5 2.2. Defenisi Tanah... 7 2.3. Macam-macam Pondasi... 8 2.4. Penggolongan Pondasi Tiang Pancang... 10 2.5. Alat Pancang Tiang... 21 2.6. Metode Pelaksanaan Pondasi Tiang Pancang... 23 2.7. Tiang Dukung Ujung dan Tiang Gesek... 27 2.8. Tiang Pancang Kelompok... 28
2.9. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dari Hasil Sondir... 31 2.10. Faktor Aman... 32 2.11. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dari Hasil SPT... 34 2.12. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dari Hasil Kalendering... 38 2.13. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dari Data Loading Test... 40 BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Data Umum... 52 3.2. Srutuktur Bangunan Boiler PLTU 2 Sumatera Utara... 55 3.3. Data Teknis Tiang Pancang... 57 3.4. Metode Pengumpulan Data... 58 3.5. Metode Analisis... 58 3.6. Lokasi Titik Sondir, Bor, Kalendering dan Loding Test... 60 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Gambaran Umum Lokasi Penelitian... 61 4.2. Gambaran Umum PLTU 2 Sumatera Utara... 61 4.3. Hasil dan Pembahasan... 62 4.3.1.1. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang dari data sondir... 62 4.3.1.2. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang dari data SPT... 67 4.3.1.3. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang Dari data kalendering... 71
4.3.1.4. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang Dari Data Loading Test... 79 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan... 85 5.2. Saran... 87 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAMPIRAN
DAFTAR TABEL Tabel Halaman 2.1 Hubungan Dr,? dan N dari pasir... 34 2.2 SPT hammer efficiencies... 35 2.3 Borehole, Sampler and Rod correction factors... 36 2.4 Effisiensi jenis alat pancang... 39 2.5 Karakteristik alat pancang diesel hammer... 39 2.6 Nilai-nilai k 1... 39 2.7 Nilai efisiensi e h... 40 2.8 Koefisien restitusi n... 40 4.1 Perhitungan daya dukung ultimate dan ijin tiang pancang (J-25)... 63 4.2 Perhitungan daya dukung ultimate dan ijin tiang pancang (J-29)... 65 4.3 Perhitungan daya dukung tiang pancang dari data SPT (S-15)... 68 4.4 Perhitungan daya dukung tiang pancang dari data SPT (S-22)... 70 5.1 Hasil perhitungan daya dukung tiang pancang dari data Sondir... 85 5.2 Hasil perhitungan daya dukung tiang pancang dari data SPT... 85 5.3 Hasil perhitungan daya dukung tiang pancang dari data Kalendering... 85 5.4 Hasil perhitungan daya dukung tiang pancang dari data Loading Test... 86 5.5 Hasil perhitungan menggunakan data Sondir dan data SPT... 86 5.6 Hasil perhitungan menggunakan data SPT dan data Kalendering... 86 5.7 Hasil perhitungan menggunakan data SPT dan data Loading Test... 87
DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 2.1 Macam-macam tipe pondasi... 9 2.2 Tiang pancang beton precast concrete pile... 11 2.3 Tiang pancang Precast Prestressed Concrete Pile... 12 2.4 Skema pemukul tiang... 22 2.5 Urutan pemancangan... 26 2.6 Tiang ditinjau dari cara mendukung bebannya... 27 2.7 Pola-pola kelompok tiang pancang khusus... 29 2.8 Jarak antar tiang dalam kelompok... 29 2.9 Pengaruh tiang akibat pemancangan... 46 2.10 Pengujian dengan sistem kentledge... 46 2.11 Pengujian dengan tiang jangkar... 46 2.12 Contoh hasil uji pembebanan static aksial tekan... 48 2.13 Interpretasi daya dukung ultimit dengan metode Davisson M.T... 50 2.14 Interpretasi daya dukung ultimit dengan metode Chin... 51 3.1 Lokasi pembangunan PLTU 2 Sumatera Utara dari Kota Medan... 53 3.2 Detail Lokasi Pembangunan PLTU 2 Sumatera Utara, Desa Tanjung Pasir Kecamatan Pangkalan Susu - Kabupaten Langkat... 53 3.3 Site Plan Pembangunan PLTU 2 Sumatera Utara... 54 3.4 Denah Pondasi pada lokasi Boiler... 55 3.5 Pondasi tiang pancang typical axsis B3 H... 56 3.6 Denah lokasi pemancangan tiang pancang pada lokasi Boiler (J3)... 57
3.7 Bagan alir penelitian... 59 3.8 Lokasi titik sondir, bor, kalendering dan loading test... 60 4.1 Grafik Interpretasi daya dukung ultimit dengan metode Davisson M.T... 81 4.2 Grafik Interpretasi daya dukung ultimit dengan metode Chin... 82 4.3 Grafik Interpretasi daya dukung ultimit setelah dikoreksi penurunan tiang dengan metode Davisson M.T... 84
DAFTAR NOTASI Q u = Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang Q b = Kapasitas tahanan di ujung tiang Q s = Kapasitas tahanan kulit q b = Kapasitas daya dukung di ujung tiang persatuan luas A b = Luas di ujung tiang f = Satuan tahanan kulit persatuan luas A s = Luas kulit tiang pancang q c F s = Perlawanan konus = Faktor empirik tahanan kulit yang tergantung pada tipe tiang F b = Faktor empirik tahanan ujung tiang yang tergantung pada tipe tiang N 60 = Nilai koreksi SPT terhadap cara pengujian Em = Hammer eficiency C B = Koreksi diameter bor C S = Koreksi sampler C R = Koreksi panjang tali N = Harga SPT lapangan N 60 = Nilai SPT terkoreksi cara pengujian dan regangan overburden s ' v = Tegangan overburden efektif s r = Reference stress
B = Lebar/diameter pondasi L b = Panjang penanaman pondasi A p = Luas penampang pile q e = Satuan kapasitas ujung tiang P pu = Kapasitas daya dukung ujung tiang f s = Tahanan satuan skin friction A s = Luas selimut tiang P us = Kapasitas daya dukung gesekan? = Effisiensi alat pancang E S Ep Eg S g = Energi alat pancang yang digunakan = Banyaknya penetrasi pukulan diambil dari kalendering dilapangan = Modulus elastis tiang = Efisiensi kelompok tiang = Penurunan kelompok tiang S izin = Penurunan diijinkan