DISUSUN OLEH : JOSEP A.G

TUGAS AKHIR ANALISIS DAYA DUKUNG SISTEM PONDASI MINI PILE SERTA PERHITUNGAN PENURUNAN MINI PILE TUNGGAL (STUDI KASUS PADA PROYEK PEMBANGUNAN HOTEL TORGANDA SIANTAR) DISUSUN OLEH : JOSEP A.G 060404094 Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE. BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2011

TUGAS AKHIR ANALISIS DAYA DUKUNG SISTEM PONDASI MINI PILE SERTA PERHITUNGAN PENURUNAN MINI PILE TUNGGAL (STUDI KASUS PADA PROYEK PEMBANGUNAN HOTEL TORGANDA SIANTAR) Diajukan untuk melengkapi tugas tugas dan memenuuhi syarat untuk menjadi Sarjana Teknik Sipil Disusun Oleh : JOSEP A G 06 0404 094 BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan yang maha kuasa, atas berkat dan karunia-nya lah sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk melengkapi persyaratan dalam menempuh ujian Sarjana Teknik Sipil pada Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis menghadapi berbagai kendala, tetapi karena bantuan dari berbagai pihak penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE, sebagai Dosen Pembimbing yang telah dengan sabar memberi bimbingan dan saran kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Medan. 3. Bapak Ir. Syahrizal, MT, sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 4. Bapak Dr. Ir. M. Sofyan Asmirza, MSc, Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT. dan Ibu Ika Puji Hastuti, ST, MT sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Medan. 5. Bapak dan Ibu Staf pengajar dan seluruh pegawai Departemen Teknik Sipil 6. Kedua orang tua saya yang dengan sepenuh hati sabar dan tabah dalam mendidik dan merawat serta menanamkan kejujuran di hati saya, semoga Tuhan memberikan kesehatan kepada beliau. 7. Kepada abang dan adikku yang telah banyak berdoa dan membantu untuk kelancaran kuliahku Andre Firdaus Ginting. ST dan Juni Anson Ginting.. i

8. Para pimpinan dan seluruh staf PT. Perintis Pondasi Teknotama yang telah memberi bimbingan kepada penulis. 9. Para pimpinan dan seluruh staf PT. Geoteknik and Structure Engineering centre yang telah memberi bimbingan kepada penulis. 10. Para pimpinan dan seluruh staf CV. Cibro Teraju yang telah memberi bimbingan kepada penulis. 11. Kepada rekan-rekan pelayanan di GMKI Komisariat Fakultas Teknik USU terima kasih buat doa dan semangat yang kalian berikan. 12. Kepada seluruh pengurus Ikatan Mahasiswa Sipil FT-USU Masa Bakti 2010/2011. 13. Sahabat-sahabatku stambuk 2006 lainnya yang tidak tersebutkan namanya. Terima kasih atas semua bantuannya dan doa-doanya. Semoga Tuhan memberkati kita semua. 14. Rekan-rekan mahasiswa dan adik adik stambuk 07,08,09,10, dan yang lainnya yang telah memberikan motivasi dan segala kekerabatan serta kerja sama selama pendidikan di Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Medan. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari Bapak dan Ibu staf pengajar serta rekan-rekan mahasiswa demi penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, penulis berharap Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat yang sebesar-besarnya bagi kita semua, amin Medan, April 2011 Josep A G 06 0404 094 ii

ABSTRAK Pondasi bertujuan sebagai penopang bangunan dan meneruskan beban bangunan di atasnya ke lapisan tanah yang cukup kuat daya dukungnya. Untuk itu, pondasi bangunan harus diperhitungkan agar dapat menjamin kestabilan bangunan terhadap berat sendiri, beban-beban yang bekerja, gaya-gaya luar seperti tekanan angin, gempa bumi, dan lainlain dan tidak boleh terjadi penurunan melebihi batas yang diijinkan. Pondasi tiang pancang merupakan salah satu jenis dari pondasi dalam yang umum digunakan. Untuk menghitung kapasitas tiang, terdapat banyak rumus yang dapat digunakan. Hasil masingmasing rumus tersebut menghasilkan nilai kapasitas yang berbeda beda. Tujuan dari studi ini untuk menghitung dan menganalisis daya dukung mini pile dari hasil sondir, Standard Penetration Test (SPT), dan membandingkan hasil perhitungan tersebut dengan hasil pemancangan dari alat hydraulic jacking system dengan menggunakan beberapa metode penyelidikan dan hasil program komputer. Metodologi pengumpulan data dilakukan dengan studi pengamatan di lapangan, mengadakan konsultasi dengan pihak kontraktor pelaksana dan melakukan studi literature. Hasil perhitungan daya dukung ultimate tiang pada kedalaman yang sama yaitu 10 m untuk sondir diperoleh 109.17 ton, data SPT 80.9 ton dan data Daily Piling Record bacaan manometer 70 ton dan hasil di program computer All pile didapat 51,4 ton, dan hasil perhitungan penurunan mini pile tunggal pada kedalaman 10 m dari metode transfer beban didapat penurunan 9,22 mm dan aplikasi di lapangan didapat dari dua titik percobaan yaitu 24,40 mm dan 11,89 mm. Terdapat perbedaan daya dukung tiang satu titik sondir (S 4), satu titik SPT dan daya dukung berdasarkan bacaan manometer dan hasil program computer All pile. Perbedaan daya dukung tersebut dapat disebabkan oleh kedalaman tanah yang ditinjau, perbedaan jenis tanah yang pada jarak terdekat sekalipun, cara pelaksanaan pengujian yang bergantung pada ketelitian operator dan perbedaan parameter yang digunakan dalam perhitungan. iii

DAFTAR ISI Kata pengantar... Abstrak... Daftar Isi... Daftar Notasi... Daftar Tabel... i iii iv xi x Daftar Gambar... xiii Bab I PENDAHULUAN... 1 1.1 Uraian Umum... 1 1.2 Latar Belakang... 2 1.3 Tujuan dan Manfaat... 3 1.3.1 Tujuan... 3 1.3.2 Manfaat... 4 1.4 Permasalahan. 4 1.5 Pembatasan Masalah dan Metodologi. 4 Bab II TINJAUAN PUSTAKA... 5 2.1. Pengertian Pondasi... 5 2.2 Penyelidikan Tanah (Soil Investigation)... 6 2.2.1 Sondering test/cone penetratio test (CPT)... 8 2.2.2 Standard penetration test... 12 2.3 Pondasi Tiang... 15 2.3.1 Definisi pondasi tiang... 15 2.3.2 Penggolongan pondasi tiang... 16 iv

2.3.3 Perencanaan pondasi tiang... 30 2.4 Pemasangan Tiang Dengan Sistem Penekanan Hidrolis... 32 2.4.1 Pengertian hidrolik sistem... 32 2.4.2 Keunggulan dan kekurangan teknologi hidrolik sistem... 32 2.4.3 Perbedaan spesifikasi alat pancang mini pile segitiga dengan bujur sangkar... 34 2.5 Kapasitas Daya Dukung Tiang... 36 2.5.1 Berdasarkan hasil cone penetration test (CPT)... 36 2.5.2 Berdasarkan hasil standard penetration test (SPT)... 39 2.5.3 Berdasarkan pembacaan manometer... 43 2.5.4 Berdasarkan simulasi di komputer... 44 2.5.5 Tiang pancang kelompok (pile group)... 48 2.5.6 Jarak antar tiang dalam kelompok... 50 2.5.7 Kapasitas kelompok dan efisiensi tiang pancang (mini pile)... 51 2.5.8 Penurunan (settlement))... 53 2.5.9 Menghitung penyebaran beban aksial pada masing-masing tiang. 56 2.5.9 Loading test... 57 2.6 Faktor Keamanan... 61 Bab III METODOLOGI PENELITIAN... 64 3.1 Data Umum Proyek... 64 3.2 Data Teknis Proyek... 64 3.3 Metode Pengumpulan Data... 65 v

3.4 Kondisi Umum Lokasi Studi... 67 Bab IV PEMBAHASAN... 68 4.1 Pendahuluan... 68 4.2 Perhitungan Daya Dukung Tiang... 68 4.2.1 Perhitungan daya dukung tiang berdasarkan data sondir 68 4.2.2 Perhitungan daya dukung tiang berdasarkan data SPT.. 85 4.2.3. Perhitungan daya dukung tiang berdasarkan pembacaan manometer... 87 4.2.4 Perhitungan daya dukung berdasarkan simulasi di komputer... 89 4.2.5 Perhitungan daya dukung kelompok tiang... 91 4.2.6 Menghitung penyebaran beban aksial pada masing-masing tiang. 92 4.3. Perhitungan Penurunan Tiang... 95 4.3.1 Berdasarkan metode transfer beban... 95 4.3.2 Berdasarkan aplikasi di lapangan... 98 4.4 Diskusi 100 4.3.1 Kelebihan dan kelemahan dari metode pengujian... 100 4.3.2 Hasil perhitungan daya dukung tiang... 102 4.3.3 Hasil perhitungan penurunan tiang... 103 Bab V KESIMPULAN DAN SARAN... 104 5.1 Kesimpulan... 104 5.2 Saran... 105 vi

Daftar Pustaka Lampiran I Lampiran II Lampiran III Lampiran IV Lampiran V Lampiran VI vii

DAFTAR GAMBAR Gambar Judul Halaman 2.1 Dimensi Alat Sondir Mekanis 9 2.2 Dimensi Alat Sondir Mekanis 10 2.3 Cara Penetrasi Sondir Mekanis 11 2.4 Cara Pelaporan Hasil Uji Sondir 12 2.5 Skema Uji Standard Penetration Test 13 2.6 Tiang Pancang Kayu 17 2.7 Tiang Pancang Precast Reinforced Concrete Pile 19 2.8 Tiang Pancang Cast In Place 21 2.9 Tiang Pancang Baja 22 2.10 Water proofed steel pipe and wood pile 23 2.11 Composite dropped shell and pipe pile 24 2.12 Composite ungased concrete and wood pile 26 2.13 Composite dropped shell and pipe pile 27 2.14 Franki composite pile 28 2.15 Pondasi Tiang Dengan Tahanan Ujung 28 2.16 Pondasi Tiang Dengan Tahanan Gesekan 29 2.17 Pondasi Tiang Dengan Tahanan Lekatan. 29 2.18 Beban yang Bekerja pada Kepala Tiang. 30 2.19. Beban yang Bekerja pada Tubuh Tiang. 31 2.20. Detail Sambungan Ujung Plat 36 viii

2.21 Pola-pola kelompok tiang pancang khusus 49 2.22 Jarak antar tiang 50 2.23. Pengaruh tiang akibat pemancangan 51 2.24 Tipe keruntuhan dalam kelompok tiang 52 2.25 Daerah Friction pada kelompok tiang dari tampak samping 53 2.26 Daerah Friction pada kelompok tiang dari tampak atas 53 2.27 Anker berupa 59 2.28 Alat loading 60 3.1 Gambar Lokasi Proyek 65 3.2 Tahapan Pelaksanaan Penelitian 66 3.3 Denah Lokasi Titik Sondir 67 4.1 Summary Report dari program All-Pile 90 4.2 Kelompok tiang 91 4.3 Garis netral yang terdapat pada pile cap 93 4.4 Potongan I-I dan II-II Pile Cap 93 4.5 Tiang yang sudah dipancang 95 ix

DAFTAR TABEL Tabel Judul Halaman 2.1 Hubungan Dγ, φ dan N dari Pasir (Peck, Meyerhoff) 15 2.2 Kemampuan tekan minimum tiang pancang (mini pile) 35 2.3 Faktor ω Heijnen, DeRuiter dan Beringen 37 2.4 Hal-hal yang Perlu Dipertimbangkan untuk Penentuan Harga N 40 2.5 Hubungan antara Angka Penetrasi Standard dengan Sudut Geser Dalam dan Kepadatan Relatif pada Tanah Pasir 41 2.6 Hubungan antara N dengan Berat Isi Tanah 41 2.7 Perbandingan hasil perhitungan daya dukung tiang tunggal dan group 54 2.8 Faktor Aman yang Disarankan (Reese & O Neill, 1989) 62 4.1 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir S.1 71 4.2 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir S.2 74 4.3 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir S.3 77 4.4 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir S.4 78 4.5 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir S.5 83 4.6 Perhitungan Tahanan Ujung Tiang Berdasarkan Data SPT.1. 84 4.7 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Bacaan Manometer 87 4.8 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Bacaan Manometer.. 89 4.9 Jarak antara titik pusat tiang dengan titik pusat pile cap 93 4.10 Rekapitulasi perhitungan beban pada masing-masing tiang 95 4.11 Hasil perhitungan perkiraan penurunan tiang tunggal 98 4.12 Penurunan Berdasarkan Aplikasi di Lapangan 99 x

5.1 Hasil perhitungan daya dukung 104 5.2 Hasil perhitungan penurunan mini pile tunggal 104 xi

DAFTAR NOTASI 3 = Faktor keamanan (diambil 3,0) 5 = Faktor keamanan (diambil 5,0) A = Interval pembacaan (setiap kedalaman 20 cm) A = Total luas efektif penampang piston (cm 2 ) A = Luas penampang kolom/tiang (cm ) 2 Ab = Luas penampang ujung tiang (cm 2 ) Ap = Luas penampang ujung tiang (cm 2 ) As = Luas penampang selimut tiang (cm 2 ) B = Faktor alat = Luas konus/luas torak = 10 cm c = Kohesi tanah (Kg/cm 2 ) cu = Kohesi Undrained (kn/m 2 ) FK = Faktor Keamanan f s = Tahanan gesek dinding tiang (Kg/cm 2 ) HL I i i min JHL = Hambatan Lekat = Momen Inersia = Kedalaman lapisan tanah yang ditinjau (m) = Jari-jari inersia batang/tiang = Tahanan geser total sepanjang tiang (Kg/m) JP = Jumlah perlawanan, perlawanan ujung konus + selimut (Kg/cm 2 ) K K = Keliling tiang (cm) = Faktor panjang tekuk xii

L L i l k N N P P 1 2 = Panjang batang/tiang = Panjang lapisan tanah (m) = Panjang tekuk (panjang batang/tiang yang mengalami perlengkungan) = Harga Rata-rata dari Dasar ke 10D ke atas = Harga Rata-rata dari Dasar ke 4D ke bawah = Bacaan manometer (Kg/cm ) = Gaya tekan pada kolom/tiang 2 PK = Perlawanan penetrari konus, qc (Kg/cm 2 ) P Q Qb Q ijin Q p Qs Q qc α ult = Keliling tiang (m) = Daya dukung tiang pada saat pemancangan ( Ton) = Tahanan ujung ultimit tiang (kg) = Kapasitas daya dukung ijin tiang (kg) = Tahanan Ujung Ultimate (kn) = Tahanan gesek ultimit dinding tiang (Kg/cm ) = Kapasitas daya dukung maksimal/akhir (kg) = Tahanan konus pada ujung tiang (Kg/cm ) = Koefisien Adhesi antara Tanah dan Tiang 2 2 φ = Sudut geser tanah (Kg/cm 2 ) τ σ σ ω λ = Kekuatan geser tanah (Kg/cm ) = Tegangan normal yang terjadi pada tanah (Kg/cm ) = Tegangan dasar = Faktor tekuk (tergantung pada kelangsingan (λ)) = Angka kelangsingan 2 2 xiii