ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG BOR KELOMPOK PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG PENDIDIKAN FAK. MIPA UNIVERSITAS NEGERI MEDAN (UNIMED) TUGAS AKHIR Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas Dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil oleh: IRWAN TOGU H. SIMANJUNTAK 100424012 PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
LEMBAR PENGESAHAN ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG BOR KELOMPOK PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG PENDIDIKAN FAK. MIPA UNIVERSITAS NEGERI MEDAN (UNIMED) TUGAS AKHIR Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Dikerjakan oleh : IRWAN TOGU H. SIMANJUNTAK 100424012 Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE NIP : 19510629 198411 1001 Penguji I Penguji II Ir. Rudi Iskandar, MT Ika Puji Hastuty, ST, MT NIP : 19650325 199103 1 006 NIP : 19770807 200812 2 002 Koordinator, PPSE Departemen T. Sipil FT USU Mengesahkan Ketua Departemen T. Sipil FT USU Ir. Zulkarnain A. Muiz, M. Eng.Sc Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan NIP : 19560326 198103 1003 NIP : 19561224 198103 1 002 PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
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 Bor Kelompok Pada Proyek Pembangunan Gedung Pendidikan FAK. MIPA Universitas Negeri Medan (UNIMED) 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 mengucapkan terimakasih kepada: 1. Terimakasih yang teristimewa, penulis ucapkan kepada orangtua tercinta Edward Simanjuntak dan Meylina Br. Gultom, yang telah mengasuh, mendidik, dan membesarkan serta selalu memberikan dukungan baik moral, material, maupun doa, yang mereka mohonkan kepada Tuhan Yang Maha Esa sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE, selaku dosen pembimbing utama yang telah membimbing penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT, sebagai pembanding dan penguji. 4. Ibu Ika Puji Hastuty, ST, MT, sebagai pembanding dan penguji. 5. Bapak Prof. Dr. Ing.- Johannes Tarigan, sebagai Ketua Jurusan Teknik Sipil.
6. Bapak Ir. Zulkarnain A.Muis, M.Eng.Sc, selaku Koordinator Program Pendidikan Sarjana Ekstensi. 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. SIGE SINAR GEMILANG, sebagai kontraktor pelaksana yang telah memberi bimbingan kepada penulis. 9. Pimpinan dan seluruh Staff PT. Cakra Manggilingan Jaya, sebagai konsultan perencana yang telah memberi bimbingan kepada penulis. 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 masih banyak kekurangannya, oleh karena itu saran dan kritik yang bersifat membangun sangat diharapkan demi penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semuanya. Medan, Oktober 2013 Penulis, IRWAN T. H. SIMANJUNTAK NIM. 10 0424 012
ABSTRAK Pondasi tiang bor (bored pile) adalah pondasi tiang yang pemasangannya dilakukan dengan mengebor tanah pada awal pengerjaannya. Tiang bor dipasang kedalam tanah dengan cara mengebor tanah terlebih dahulu, baru kemudian diisi dengan tulangan dan di cor dengan beton. Fungsi pondasi tiang bor adalah menyalurkan (transfer) beban dari konstruksi bangunan atas (upper Structure) kedalam tanah. Pondasi tiang bor selain dirancang menahan gaya vertikal, juga harus dirancang menahan gaya horizontal (lateral). Tujuan dari Tugas Akhir ini untuk menghitung daya dukung tiang dari hasil sondir, standar penetrasi test (SPT), dari data PDA test, serta membandingkan hasil daya dukung tiang dari beberapa penyelidikan yang dilakukan pada tiang kelompok berdasarkan nilai effisiensi. Tugas Akhir ini juga menghitung gaya lateral ijin (gaya horizontal) 1 (satu) tiang. Hasil perhitungan daya dukung pondasi 1 (satu) tiang dengan menggunakan metode Meyerhoff berdasarkan data sondir CPT 01 Q ult = 677,42 ton, CPT 02 Q ult = 660,67 ton, daya dukung berdasarkan data SPT BH-1 Q ult = 297,68 ton, daya dukung berdasarkan data SPT BH-2 Q ult = 292,51 ton,daya dukung berdasarkan data PDA titik PCB_3 Q ult = 209,86 ton, dan titik PC_3 Q ult = 261,35 ton. Effisiensi dengan menggunakan metode Converse-Labare = 0,839, metode Los-Angeles Group = 0,651. Gaya horizontal ijin 1 (satu) tiang =7,41 ton. Kata kunci: Daya dukung tiang bor, gaya horizontal (lateral) tiang bor.
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... 4 1.3. Manfaat... 4 1.4. Pembatasan Masalah... 4 1.5.Sistematika Penulisan... 5 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tinjauan Umum... 7 2.2. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation)... 7 2.2.1. Sondering test/cone penetration test (CPT)... 8 2.2.2. Standard penetration test (SPT)... 11 2.3.Pondasi Tiang... 14 2.4. Klasifikasi Pondasi Tiang... 14 2.5. Penggolongan Pondasi Tiang... 15 2.6.Pondasi Tiang Bor... 16
2.7. Metode Pengeboran... 19 2.8. Metode Pelaksanaan Tiang Bor... 24 2.9. Kapasitas Daya Dukung... 30 2.9.1. Kapasitas daya dukung tiang dari data sondir... 30 2.9.1. Kapasitas daya dukung tiang dari data SPT... 31 2.9.1. Kapasitas daya dukung tiang dari data PDA Test... 37 2.10. Kapasitas Kelompok dan Effisiensi Tiang... 43 2.10.1. Jarak antar tiang dalam kelompok... 43 2.10.2. Kapasitas kelompok tiang... 45 2.10.3. Faktor aman tiang bor... 45 2.11. Perhitungan pembagian tekanan tiang bor kelompok... 46 2.11.1. Kelompok tiang yang menerima beban normal sentris... 46 2.11.2. Kelompok tiang yang menerima beban normal eksentris... 46 2.11.3 Kelompok tiang yang menerima beban normal sentris dan momen yang bekerja pada dua arah...47 2.12. Gaya Lateral Ijin... 48 2.112.1. Penentuan criteria tiang pendek dan tiang panjang... 48 2.112.2. Metode Broms (Tiang dalam Tanah Granuler)... 49 BAB III. METODOLOGI PENULISAN 3.1. Data Umum... 57 3.2. Data Teknis Tiang Bor... 57 3.3. Metode Pengumpulan Data... 58
3.4. Metode Analisis... 58 3.5. Lokasi Titik Sondir dan Bore Hole... 60 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang dari Data Sondir Menghitung kapasitas daya dukung tiang dari data sondir dengan metode Meyerhoff... 61 4.2. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang dari Data SPT... 64 4.3. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang dari Data PDA Test... 73 4.4. Analisa Gaya yang Bekerja pada Tiang... 75 4.5. Gaya Lateral Ijin... 77 4.6. Menghitung Kapasitas Kelompok Tiang Berdasarkan Effisiensi... 80 4.6.1. Metode Converse- Labare...81 4.6.2. Metode Los Angeles Group...82 4.7. Hasil Perhitungan Daya Dukung... 84 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.Kesimpulan... 88 5.2.Saran... 91 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAM/PIRAN
DAFTAR TABEL Tabel Halaman II.1 Hal-hal yang Perlu Dipertimbangkan untuk Penentuan Harga N... 32 II.2 Hubungan antara angka penetrasi standard dengan sudut geser dalam dan kepadatan relatif pada tanah pasir... 33 II.3 Hubungan antara N dengan Berat Isi Tanah... 34 II.4 Kriteria tiang pendek atau panjang ditentukan berdasarkan nilar R atau T 49 II.5 Nilai-nilai nh untuk tanah granular (c=0)... 56 IV.1 Perhitungan daya dukung ultimit dan ijin pondasi tiang (CPT-01)... 62 IV.2 Perhitungan daya dukung ultimit dan ijin pondasi tiang (CPT-02)... 63 IV.3 Perhitungan daya dukung tiang berdasarkan data SPT (BH-1)... 67 IV.4 Perhitungan daya dukung tiang berdasarkan data SPT (BH-2)... 72 IV.5 Hasil pengujian PDA untuk tiang PCB_ 3... 74 IV.6 Hasil pengujian PDA untuk tiang PC_ 3... 74 1V.7 Perhitungan beban tiang maksimum... 76 IV.8 Kapasitas daya dukung ijin tiang tunggal dengan Metode Meyerhoff... 85 IV.9 Kapasitas daya dukung ijin tiang tunggal data PDA & SPT FS = 2... 85 IV.10 Kapasitas daya dukung ijin tiang kelompok dengan Metode Meyerhoff... 85 IV.11 Kapasitas daya dukung ijin tiang kelompok data PDA & SPT... 86 IV.12 Kapasitas daya dukung ijin tiang tunggal dengan Metode Meyerhoff... 86 IV.13 Kapasitas daya dukung ijin tiang kelompok data PDA & SPT... 86 IV.14 Kapasitas daya dukung ultimit kelompok Metode Converse- Labare.....86 IV.15 Kapasitas daya dukung ijin tiang kelompok data Los Angeles Group... 87
DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 2.1 Dimensi alat sondir mekanis... 10 2.2 Jenis-jenis pondasi tiang berdasarkan teknik pemasangannya... 16 2.3 Jenis pondasi tiang bor... 17 2.4 Tiang bor dengan Dry Method... 20 2.5 Tiang bor dengan Casing Method... 21 2.6 Tiang bor dengan Slurry Method... 23 2.7 Persiapan titik tiang yang akan di bor... 25 2.8 Pekerjaan pengeboran tanah... 26 2.9 Pemasangan kerangka besi... 27 2.10 Proses pengecoran... 29 2.11 Metode pelaksanaan tiang bor... 29 2.12 Daya dukung ujung batas bore pile pada tanah pasiran... 35 2.13 Daya dukung selimut bore pile pada tanah pasiran... 36 2.14 Perataan permukaan tiang bor... 41 2.15 Pemasangan kabel transducer dan accelerator... 42 2.16 Pemukulan tiang bor dengan hammer... 42 2.17 Pola kelompok tiang... 43 2.18 Definisi jarak s dalam hitungan effisiensi... 44 2.19 Beban normal sentris pada kelompok tiang... 46 2.20 Beban normal eksentris pada kelompok tiang... 46 2.21 Beban sentris dan momen kelompok tiang arah x dan y... 47
2.22 Tiang ujung bebas pada tanah granuler... 51 2.23 Tahanan Lateral ultimit tiang dalam tanah granuler... 52 2.24 Tiang ujung jepit dalam tanah granuler... 54 3.1 Lokasi Proyek... 58 3.2 Bagan alir penulisan... 59 3.3 Lokasi titik sondir dan bore hole dan PDA... 60
DAFTAR NOTASI JP = Jumlah perlawanan, perlawanan ujung konus + selimut (kg/cm 2 ) PK = Perlawanan penetrasi konus, qc (kg/cm 2 ) JHL = Jumlah hambatan lekat Q u = Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang bor Q b = Kapasitas tahanan di ujung tiang Q s q b = Kapasitas tahanan kulit = Kapasitas daya dukung di ujung tiang persatuan luas A b = Luas di ujung tiang f = Satuan tahanan kulit persatuan luas q c = Perlawanan konus Q ijin = Kapasitas daya dukung ijin pondasi α L i Q g F b N τ c σ = Koefisien adhesi antara tanah dan tiang = Panjang lapisan tanah = Beban maksimum kelompok tiang = Faktor empirik tahanan ujung tiang yang tergantung pada tipe tiang = Harga SPT lapangan = Kekuatan geser tanah (kg/cm²) = Kohesi tanah (kg/cm²) = Tegangan normal yang terjadi pada tanah (kg/cm²) ϕ = Sudut geser tanah (º) p = Keliling tiang (m)
A p c u D N V Qi V = Luas Penampang Tiang (m²) = Kohesi Undrained (kn/m²) = Diameter tiang. = Beban yang diterima oleh tiap-tiap tiang bor. = Resultant gaya-gaya normal yang bekerja secara sentris. = Beban aksial pada tiang ke-i. = Jumlah beban vertikal yang bekerja pada pusat kelompok tiang. M x = Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu x. M y = Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu y. n = Banyaknya tiang bor dalam kelompok tiang bor (pile group). x i,y i = Absis atau jarak tiang ke pusat berat kelompok tiang ke tiang nomor-i. x 2 y 2 p o = Jumlah kuadrat absis-absis tiang bor. = Jumlah kuadrat kordinat-kordinat tiang bor. = tekanan overburden efektif υ = sudut gesek dalam efektif y o n h = defleksi tiang akibat beban lateral (m) = konstanta modulus dari reaksi subgrade horizontal (tanah granuler pasir lembab atau kering = 7275 kn/m 3 ) E p = modulus elastisitas pondasi (kg/cm 2 ) I p = momen inersia tampang pondasi (cm 4 ) c = kohesi K o K q = faktor yang merupakan fungsi φ dan z/d E g m = Efisiensi kelompok tiang = Jumlah baris tiang
n = Jumlah tiang dalam satu baris θ s = Arc tg d/s, dalam derajat = Jarak pusat ke pusat tiang.