ANALISIS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN TIANG TEKAN …

ANALISIS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN TIANG TEKAN HIDROLIS

PRESTRESSED CONCRETE SQUARE PILE 45X45 CM2

PADA PROYEK PODOMORO CITY DELI MEDAN

TESIS

OLEH

AGUS SALIM JADI

137016006/TS

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2015

ANALISIS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN TIANG TEKAN HIDROLIS

PRESTRESSED CONCRETE SQUARE PILE 45X45 CM2

PADA PROYEK PODOMORO CITY DELI MEDAN

TESIS

Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik Dalam Program

Studi Magister Teknik Sipil Pada Program Pascasarjana

Universitas Sumatera Utara

OLEH

AGUS SALIM JADI

137016006/TS

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2015

Judul Tesis : ANALISIS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN

TIANG TEKAN HIDROLIS PRESTRESSED

CONCRETE SQUARE PILE 45X45 CM2 PADA

PROYEK PODOMORO CITY DELI MEDAN

Nama Mahasiswa : Agus Salim Jadi

Nomor Pokok : 137016006

Program Studi : Teknik Sipil

Menyetujui

Komisi Pembimbing,

(Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE) (Ir. Rudi Iskandar, MT)

Ketua Anggota

Ketua Program Studi, Dekan,

(Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE) (Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, M.S.M.E)

Tanggal Lulus : 04 Agustus 2015

Telah Diuji Pada

Tanggal : 04 Agustus 2015

-------------------------------------------------------------------------------------------------------

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE

Anggota : Ir. Rudi Iskandar, MT

Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan

Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia Tarigan, M.Sc

i

ABSTRAK

Dalam perencanaan suatu bangunan, perlu dilakukan analisis yang benar

mengenai kapasitas bangunan dalam memikul beban-beban yang ada. Salah satu

komponen bangunan yang memerlukan penelitian yang komprehensif adalah pondasi

atau struktur bawah dari bangunan karena pondasi dan struktur bawah tersebut

memikul beban dari struktur atas dan mentransfer beban tersebut ke tanah di

bawahnya.

Tesis ini menganalisis kapasitas daya dukung dan penurunan pada pondasi

tiang tekan hidrolis jenis Prestressed Concrete Square Pile ukuran 45 cm × 45 cm

dalam bentuk tiang tunggal maupun kelompok tiang. Metode yang dipergunakan

antara lain metode empiris, Program Finite Element Method, Program AllPile, dan

membandingkan hasilnya dengan interpretasi uji beban statis aksial (Loading Test)

pada Tribeca Condominium Northern Proyek Podomoro City Deli Medan. Analisis

menggunakan data penyelidikan tanah (Soil Investigation) dan laboratorium serta

menggunakan metode elemen hingga dengan pemodelan tanah Mohr Coulomb dan

Soft Soil.

Hasil analisis daya dukung Ultimate pondasi tiang tekan hidrolis dengan

metode empiris memberikan nilai terbesar pada analisis yang mempergunakan data

parameter tanah yaitu 690,86 ton dengan Metode Meyerhoff, sedangkan nilai terkecil

diperoleh dari analisis menggunakan Finite Element Method yaitu 286,91 ton. Daya

dukung yang diminta oleh Perencana Strukturnya sebesar 150 ton belum dapat

dipenuhi oleh hasil daya dukung dari data FEM karena daya dukungnya (286,91)/2 =

143,46 ton (lebih kecil dari 150 ton). Hal yang sama juga terjadi pada hasil

interpretasi Loading Test yaitu dari metode Davisson (146,00 ton) dan Chin (134,71

ton), belum ada yang memenuhi syarat memikul beban kerja 150 ton. Daya dukung

lateral tiang diperoleh sebesar 12,15 ton dari Metode Broms dan 33,02 ton dari Finite

Element Method. Daya dukung lateral tiang yang diambil adalah sebesar 12,15 ton

karena merupakan kekuatan bahan tiang terhadap beban lateral. Sedangkan untuk

daya dukung kelompok tiang (525 titik dalam satu pilecap) diperoleh efisiensi

terkecil 0,66 dari Converse-Labarre Equation dan efisiensi terbesar 0,71 dari Los

Angeles Group Action Equation.

Untuk 200% dari beban rencana 150,00 ton yaitu 300,00 ton, penurunan tiang

tunggal yang terjadi dari hasil analisis Program Finite Element Method adalah 3,65

mm, dari Program AllPile sebesar 7,52 mm, dari Loading Test sebesar 4,62 mm, dari

metode empiris (Metode Vesic) sebesar 1,52 mm. Hasil analisis penurunan tiang

tunggal dengan Loading Test lebih dapat dipercaya. Hasil analisis penurunan

kelompok tiang dengan Metode Vesic diperoleh penurunan sebesar 1,38 cm,

sedangkan menurut hasil dari program AllPile dihasilkan penurunan sebesar 0,43 cm.

Hasil analisis penurunan kelompok tiang dengan program AllPile lebih dipercaya

karena telah memasukkan lapisan-lapisan tanah dan parameter tanahnya. Tesis ini

juga menunjukkan bahwa square pile lebih baik dari sisi kekuatan, daya dukung, dan

ii

penurunan daripada spun pile dengan asumsi mutu beton dan luas penampang yang

sama. Dan pemodelan tanah Mohr-Coulomb untuk tanah dominan pasir dan Soft Soil

untuk tanah dominan lempung memberikan hasil analisis beban – penurunan yang

mendekati hasil beban – penurunan dari Loading Test.

Kata Kunci : Loading Test, Daya Dukung, Penurunan, Metode Elemen Hingga, Tiang

Tekan Hidrolis

iii

ABSTRACT

In planning to construct a building, it is necessary to conduct correct analysis on

its capaCity in carrying the loads. One of the building components which need a

comprehensive study is foundation or lower structure of the building since foundation

and lower structure carry the load of the higher structure and transfers it to the soil

under it.

This thesis analyzed the capaCity of carrying capaCity (portative power) and the

settlement of hydraulic stressed pile foundation of Prestressed Concrete Square Pile of

45 cm × 45 cm in cross section in single pile or group pile. The research used empirical

method, finite element method program, and Allpile program, and compared the result

with the interpretation of axial static loading test (Loading test) at Tribeca Condominium

Northern, Podomoro Project of City Deli, Medan. The analysis used soil investigation,

laboratory study, and finite element by Mohr Coulumb soil and soft soil models.

The result of the analysis on the ultimate carrying capaCity of hydraulic stressed

pile foundation with empirical method gave the highest value in the analysis which used

soil parameter data of 690.86 tons with Meyerhoff method, while the lowest value from

the analysis, using Finite Element method, it was 286.91 tons. Carrying capaCity asked

by the structural planner for 150 tons could not be carried by the result of carrying

capaCity from FEM data because its carrying capaCity was (286.91)/2 = 143.46 tons

(less than 150 tons). The same was true to the result of the interpretation of Loading Test

with Davisson method (146 tons) and with Chin (134.71 tons) so that there was no one of

them had met the requirement for carrying the work loads of 150 tons. Carrying

capaCity of lateral pile was 12.15 tons with Broms method and 33.02 tons with Finite

Element method. Carrying capaCity of lateral pile was 12.15 tons because it was pile

material strength on lateral pile, while the carrying capaCity of group pile (525 points in

one pile cap) indicated the lowest efficiency of 0.66 from Converse-Labarre Equation

and the highest efficiency was 0.71 from Los Angeles Group Action Equation.

For 200% of planning load of 150 tons, that is, 300 tons, the settlement of single

pile which occurred from the result of the analysis on Finite Element method program

was 3.65 mm, from Allpile program was 7.52 mm, from Loading Test was 4.62 mm, and

from empirical method (Vesic Method) was 1.52 mm. The result of the analysis on the

settlement of group pile with Vesic method, the settlement was 1.38 cm while from Allpile

program it was 0.43 cm. The result of the analysis on the settlement of group pile with

Allpile program was more reliable because it has inserted soil layers and its soil

parameter. It was also found that square pile was better from its strength, carrying

capaCity, and the settlement of spun pile with the assumption of concrete quality and the

same section area. Mohr-Coulumb soil modeling for dominantly sandy soil and soft soil

for dominant loam gave the result of load analysis – the settlement which was close to

load result – the settlement of Loading Test.

Keywords: Loading Test, Carrying CapaCity, Settlement, Finite Element Method,

Hydraulic Stressed Pile

iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur dipanjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa atas rahmat dan

berkah kesehatan, penulis dapat menyelesaikan penyusunan tesis ini untuk

melengkapi persyaratan dalam menyelesaikan perkuliahan di Program Magister

Teknik Sipil – Program Pascasarjana Universitas Sumatera Utara (USU) dengan

konsentrasi dalam bidang Struktur Geoteknik.

Penulis menghaturkan hormat dan terima kasih kepada Bapak Dosen

Pembimbing dan Pembanding tesis ini yaitu Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE

(Pembimbing 1), Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT (Pembimbing 2), Bapak Prof. Dr. Ing.

Johannes Tarigan (Pembanding 1), dan Bapak Dr. Ir. A. Perwira Mulia Tarigan, M.Sc

(Pembanding 2) yang dengan penuh dedikasi dan ketulusan telah memberikan

bimbingan, saran, dan masukan-masukan yang berharga untuk menyempurnakan

penulisan tesis ini, serta terima kasih kepada Bapak Prof. Drs. Subhilhar,M.A.,Ph.D

selaku Pejabat Rektor Universitas Sumatera Utara dan Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami

Syam, M.S.M.E selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang

telah memberikan kesempatan kepada Penulis untuk menimba ilmu di Program Studi

Magister Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Penulis juga menghaturkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada

Bapak Ir. Sanjaya Aryatnie, MT selaku Direktur PT. Erakarya Konstruksi Nusantara

dan PT. Jaya Pondasi Nusantara yang telah memberikan beasiswa penuh kepada

v

penulis untuk menempuh pendidikan Pascasarjana Program Magister Teknik Sipil di

Universitas Sumatera Utara serta memberikan dukungan dan bantuan moril dan

materiil. Penulis berharap dapat mengaplikasikan ilmu dan pengetahuan yang

diperoleh selama menempuh pendidikan demi kesuksesan dan kejayaan perusahaan

tempat penulis bekerja.

Terima kasih juga penulis sampaikan kepada pihak manajemen PT. Sinar

Menara Deli dalam Proyek Podomoro City Deli Medan, yaitu Bapak Charles Herison

Siahaan (General Manager), Bapak Eko Wibowo (Project Manager), Bapak Hendrik

Savali (Engineering), dan Ibu Nova (Data) yang telah memberikan bantuan berupa

data-data untuk peneltian dalam tesis ini. Semoga proyek-proyek yang Bapak tangani

semakin sukses dan jaya.

Kepada kedua orang tua dan pasangan hidup yang telah mendukung dengan doa

dan motivasi dalam penyusunan tesis ini penulis juga mengucapkan banyak terima

kasih dan ungkapan kasih sayang yang tulus. Kepada rekan-rekan sesama mahasiswa

Program Magister Teknik Sipil USU angkatan 2013 khususnya Konsentrasi

Geoteknik dan Sdr. Rajinda Bintang, ST yang juga telah memberikan banyak bantuan

moril dan informasi yang berguna serta kepada rekan-rekan mahasiswa S2 yang tidak

disebutkan namanya satu per satu oleh penulis tentunya penulis ucapkan terima kasih

yang tulus pula.

Seperti peribahasa “Tiada gading yang tak retak”, penulis menyadari bahwa

tesis ini masih memiliki banyak kekurangan dan keterbatasan yang disebabkan oleh

vi

keterbatasan pengetahuan dan pengalaman, serta referensi yang penulis miliki. Untuk

itu penulis dengan terbuka akan menerima saran dan kritik yang positif demi

perbaikan di masa yang akan datang. Akhir kata, Semoga tesis ini dapat berguna bagi

masyarakat, bangsa dan negara Indonesia yang kita cintai, khususnya kepada

Universitas Sumatera Utara (USU).

Terima kasih dan Salam Sejahtera Selalu.

Medan, Juni 2015

AGUS SALIM JADI

137016006

vii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang

pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi.

Sepanjang pengetahuan saya juga, tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah

ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali yang secara tertulis diakui dalam

naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Medan, Juni 2015

AGUS SALIM JADI

137016006

viii

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

A. DATA PRIBADI

1. Nama : Agus Salim Jadi.

2. Alamat : Jalan Marelan Raya, Kompleks Perumahan

Marelan Residence No. B40 Medan.

3. Tempat / Tgl lahir : Batang Kuis, 15 Desember 1986.

4. Agama : Buddha.

5. Email : [email protected].

B. RIWAYAT PENDIDIKAN

1. SD Swasta : Methodist Batang Kuis (Tahun 1991 – 1997)

2. SMP Swasta : Husni Thamrin Medan (Tahun 1997 – 2000)

3. SMU Swasta : Husni Thamrin Medan (Tahun 2000 – 2003)

4. Sarjana S1 : USU Medan (Tahun 2003 – 2007)

5. Pasca Sarjana S2 : USU Medan (Tahun 2013 – 2015)

C. RIWAYAT PEKERJAAN

1. MAJABUMI Jakarta , sebagai Supervisor Manajemen Konstruksi.

Tahun 2007 – 2008 : Proyek Sekolah Tinggi Agama Buddha

Medan.

2. Bapak Ali Jhonsen Medan, sebagai Supervisor Owner.

mailto:[email protected]

ix

Tahun 2008 – 2009 : Proyek Renovasi Rumah Tinggal Medan.

3. PT. Erakarya Konstruksi Nusantara Medan , sebagai Koordinator Project

Manager

Tahun 2009 – Sekarang:

a. Proyek Banbury GK 400 PT. Industri Karet Deli Medan.

b. Proyek Gudang Distribusi Unilever Medan.

c. Proyek Gudang Distribusi Unilever Surabaya.

d. Proyek Showroom 7 lantai Medan.

e. Proyek Basement BOM PT. Industri Karet Deli Medan.

f. Proyek Gudang Refined PT. Medan Sugar Industri Medan.

g. Proyek Refinery PT. Agro Jaya Perdana Medan.

h. Proyek PLTU PT. Growth Sumatra Industry Medan, Jambi, dan

Perdagangan.

i. Proyek Pabrik PT. Sabas Indonesia Medan dan Banten.

j. Proyek Pergudangan Solid I & III KIM Medan.

k. Proyek Pembangunan Struktur Hotel Sapadia Medan.

x

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK .......................................................................................................... i

ABSTRACT ......................................................................................................... iii

KATA PENGANTAR ........................................................................................ iv

PERNYATAAN .................................................................................................. vii

DAFTAR RIWAYAT HIDUP .......................................................................... viii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... x

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xvii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xx

DAFTAR NOTASI ............................................................................................. xxv

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1

1.1. Umum ........................................................................................ 1

1.2. Latar Belakang .......................................................................... 3

1.3. Tujuan Penelitian ...................................................................... 5

1.4. Manfaat Penelitian .................................................................... 6

1.5. Batasan Masalah ........................................................................ 7

1.6. Sistematika Penulisan ............................................................... 8

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 10

xi

2.1. Pengertian Pondasi Tiang Tekan Hidrolis ............................... 10

2.2. Karakteristik Tanah ................................................................. 12

2.3. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation) .................................. 13

2.3.1. Standard Penetration Test (SPT) ................................. 13

2.3.2. Sondering Test (Tes Sondir) ........................................ 19

2.3.3. Boring Test ................................................................... 22

2.4. Tiang Tekan Hidrolis ............................................................... 24

2.4.1. Menurut Mekanisme Transfer Beban .......................... 25

2.4.2. Menurut Jenis Bahan atau Material ............................. 26

2.5. Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis dengan Data SPT ........... 25

2.6. Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis dengan Data

Pembebanan (Loading Test) .................................................... 30

2.6.1. Slow Maintaned Load Test Method (SM Test) ............. 32

2.6.2. Quick Maintaned Load Test Method (QM Test) .......... 33

2.6.3. Constant Rate of Penetration Test Method (CRP Test)

....................................................................................... 34

2.6.4. Swedish Cyclic Test Method (SC Test) ........................ 35

2.6.5. Prosedur Pengujian ...................................................... 40

2.6.6. Prosedur Pengukuran Penurunan Tiang Tekan

Hidrolis ......................................................................... 42

2.7. Perencanaan Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis Menurut

Hasil SPT ................................................................................. 43

2.8. Perencanaan Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis Menurut

Hasil Sondir ............................................................................. 44

2.9. Interpretasi Hasil Uji Pembebanan (Loading Test) .................. 45

xii

2.9.1. Metode Davisson (1972) .............................................. 46

2.9.2. Metode Chin (1970, 1971) ........................................... 48

2.9.3. Metode Mazurkiewicz (1972) ...................................... 49

2.10. Daya Dukung Aksial Tiang Tekan Hidrolis Berdasarkan

Kekuatan Bahan ....................................................................... 51

2.11. Penurunan Tiang Tekan Hidrolis ............................................. 51

2.11.1. Penurunan Tiang Tekan Hidrolis Tunggal ................... 52

2.11.2. Penurunan Elastis Kelompok Tiang ............................. 57

2.11.3. Efisiensi Kelompok Tiang ........................................... 59

2.12. Daya Dukung Tiang Akibat Beban Horizontal/Lateral ............ 64

2.12.1. Daya Dukung Tiang Pendek dengan Kepala Bebas

(Free Head) .................................................................. 65

2.12.2. Daya Dukung Tiang Pendek dengan Kepala Terjepit

(Fixed Head) ................................................................ 68

2.12.3. Daya Dukung Tiang Panjang dengan Kepala Bebas

(Free Head) .................................................................. 69

2.12.4. Daya Dukung Tiang Panjang dengan Kepala Terjepit

(Fixed Head) ................................................................ 71

2.13. Metode Elemen Hingga (Finite Element Method) ................... 72

2.13.1. Perumusan Elemen ....................................................... 75

2.13.2. Fungsi Bentuk Elemen Segitiga 6 Titik Nodal ............ 76

2.13.3. Fungsi Bentuk Elemen Segitiga 15 Titik Nodal .......... 76

2.13.4. Integrasi Numerik Dari Elemen Segitiga ..................... 77

2.14. Pemodelan Pada Program Finite Element Method .................. 78

2.14.1. Model Mohr-Coulomb ................................................. 79

xiii

2.14.2. Model Soft Soil ............................................................. 89

2.15. Perkembangan Metode Pengujian Beban Tiang ...................... 93

2.15.1. Jenis Pengujian Beban Tiang ....................................... 93

2.15.2. Pelaksanaan Pengujian Osterberg Cell (O-Cell) ......... 94

2.15.3. Keunggulan dan Kelemahan Pengujian Osterberg

Cell (O-Cell) ................................................................ 95

2.16. Analisis Bentuk Penampang Tiang Tekan Hidrolis ................. 96

2.17. Pengembangan Dari Penelitian Tesis Loading Test

Sebelumnya .............................................................................. 97

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ...................................................... 99

3.1. Konsep Penelitian .................................................................... 99

3.2. Metode Pengumpulan Data ...................................................... 100

3.3. Deskripsi Proyek ...................................................................... 100

3.4. Data Tiang Tekan Hidrolis ...................................................... 101

3.5. Kondisi Umum dan Lokasi Penelitian ..................................... 102

3.6. Tahapan Penelitian ................................................................... 106

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................... 109

4.1. Deskripsi Lapisan Tanah dari Data Borelog ............................ 109

4.1.1. Deskripsi Lapisan Tanah dari Data Borelog pada

Lokasi BH-10 ............................................................... 109


Lokasi BH-11 ............................................................... 112


Lokasi DBH-2 .............................................................. 114

4.2. Daya Dukung Berdasarkan Data SPT (Standard

Penetration Test) ..................................................................... 117

xiv

4.2.1. Daya Dukung Berdasarkan Data SPT Borelog BH-10 117

4.2.2. Daya Dukung Berdasarkan Data SPT Borelog BH-11 122

4.2.3. Daya Dukung Berdasarkan Data SPT Borelog DBH-2 125

4.3. Daya Dukung Berdasarkan Data Sondir (Cone Penetration

Test) ......................................................................................... 129

4.4. Daya Dukung Berdasarkan Data Laboratorium Tanah ........... 133

4.4.1. Perhitungan Daya Dukung Ujung Pondasi Tiang

Tekan Hidrolis (End Bearing) ..................................... 133

4.4.2. Perhitungan Daya Dukung Selimut Pondasi Tiang

Tekan Hidrolis (Skin Friction) ..................................... 135

4.5. Daya Dukung Berdasarkan Data Uji Pembebanan (Loading

Test) .......................................................................................... 140

4.5.1. Metode Davisson (1972) .............................................. 144

4.5.2. Metode Mazurkiewicz (1972) ...................................... 146

4.5.3. Metode Chin (1970, 1971) ........................................... 147

4.6. Daya Dukung Berdasarkan Kekuatan Bahan Tiang ................ 149

4.7. Penurunan Tiang Tunggal ........................................................ 150

4.7.1. Penurunan Tiang Akibat Pemendekan Tiang Tekan

Hidrolis (S1) ................................................................. 150

4.7.2. Penurunan Tiang Akibat Beban Titik Pada Ujung

Tiang Tekan Hidrolis (S2) ............................................ 151

4.7.3. Penurunan Tiang Akibat Beban Pada Selimut Tiang

Tekan Hidrolis (S3) ...................................................... 151

4.8. Daya Dukung Akibat Penurunan Real ..................................... 153

4.9. Pentransferan Beban Friksi (Skin Friction) ............................. 154

xv

4.10. Pentransferan Beban Tahanan Ujung (End Bearing) .............. 155

4.11. Analisis Daya Dukung dan Penurunan Kelompok Tiang ........ 157

4.11.1. Daya Dukung Kelompok Tiang ................................... 157

4.11.2. Penurunan (Displacement) Elastis Kelompok Tiang ... 160

4.12. Analisis Daya Dukung Lateral Pondasi Tiang Tunggal .......... 160

4.13. Analisis Bentuk Penampang Tiang Tekan Hidrolis ................. 162

4.14. Analisis Kapasitas Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis

Berdasarkan Program AllPile .................................................. 165

BAB V PEMODELAN ELEMEN HINGGA ................................................ 173

5.1. Pendahuluan ............................................................................. 173

5.2. Lapisan Tanah, Jenis Tanah, dan Tiang Tekan Hidrolis ......... 174

5.3. Data Masukan Untuk Pemodelan Elemen Hingga .................. 174

5.3.1. Siklus Uji Pembebanan Untuk Pemodelan Elemen

Hingga .......................................................................... 174

5.3.2. Data Tiang Tekan Hidrolis Untuk Pemodelan Elemen

Hingga .......................................................................... 176

5.3.3. Deskripsi dan Parameter Tanah Setiap Lapisan Tanah 177

5.4. Input Parameter Tanah Untuk Pemodelan Elemen Hingga ..... 181

5.5. Pemodelan Lapisan Tanah dan Tiang ...................................... 183

5.6. Output Analisis Dengan Program Finite Element Method ...... 189

5.7. Kurva Hubungan Beban dan Penurunan .................................. 192

5.7.1. Beban 50 % (Cycle I) ................................................... 192

5.7.2. Beban 100 % (Cycle II) ................................................ 194

5.7.3. Beban 150 % (Cycle III) .............................................. 196

xvi

5.7.4. Beban 200 % (Cycle IV) .............................................. 198

5.7.5. Perbandingan Antara Hasil Loading Test di Lapangan

dengan Pemodelan Elemen Hingga di Program Finite

Element Method ........................................................... 200

5.8. Kurva Hubungan Beban dan Waktu Loading Test .................. 201

5.9. Daya Dukung Ultimate Akibat Beban Horizontal dengan

Metode Elemen Hingga ........................................................... 203

5.10. Daya Dukung Ultimate Akibat Beban Vertikal dengan

Metode Elemen Hingga ........................................................... 206

5.11. Pengaruh Jaring Elemen (Mesh) Pada Pemodelan Finite

Element Method ....................................................................... 208

5.12. Analisis dan Diskusi ................................................................ 213

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 218

6.1. Kesimpulan .............................................................................. 218

6.2. Saran ........................................................................................ 226

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 227

LAMPIRAN

xvii

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

2.1 Hubungan antara Dr, Ø, dan N dari Pasir (Sosrodarsono, 1988) ............. 14

2.2 Hubungan antara Dr dan N pada tanah lempung (Sosrodarsono, 1988) .. 15

2.3 Hal-hal yang perlu dipertimbangkan untuk penentuan harga N

(Sosrodarsono, 1988) ............................................................................... 16

2.4 Hubungan antara angka penetrasi standard dengan sudut geser dalam

dan kepadatan relatif pada tanah pasir (Das, 1995) ................................. 18

2.5 Hubungan antara N dengan berat isi tanah ............................................... 18

2.6 Harga m dan n untuk persamaan Meyerhoff .......................................... 44

2.7 Parameter Elastis Tanah ........................................................................... 55

2.8 Nilai tipikal Cp ......................................................................................... 55

2.9 Persamaan efisiensi grup dari tiang tekan hidrolis gesekan (friction

piles) (Das, 1998) ..................................................................................... 62

2.10 Integrasi 3 titik untuk elemen 6 titik nodal .............................................. 78

2.11 Integrasi 12 titik untuk elemen 15 titik nodal .......................................... 78

2.12 Korelasi nilai N-SPT dan qc dengan modulus elastisitas tanah ............... 82

2.13 Hubungan jenis tanah dan konsistensi tanah dengan poisson’s ratio (υ)

(Das, 1999) ............................................................................................... 84

2.14 Korelasi antara konsistensi tanah dan tekanan konus .............................. 85

2.15 Hubungan antara jenis tanah dengan koefisien rembesan (K) (Wesley,

1977) ........................................................................................................ 89

2.16 Hubungan dengan parameter Cam-Clay .................................................. 91

xviii

2.17 Hubungan dengan peraturan di BeLanda ................................................. 91

2.18 Hubungan dengan parameter internasional yang dinormalisasi ............... 91

4.1 Perhitungan daya dukung tiang dari data SPT Borelog BH-10 .............. 120

4.2 Perhitungan daya dukung tiang dari data SPT Borelog BH-11 .............. 123

4.3 Perhitungan daya dukung tiang dari data SPT Borelog DBH-2 .............. 127

4.4 Perhitungan daya dukung tiang dari data sondir S-3 ................................ 131

4.5 Perhitungan daya dukung tiang dari data laboratorium ........................... 137

4.6 Hasil Loading Test di lapangan (data proyek Podomoro City Deli

Medan) ..................................................................................................... 143

4.7 Perhitungan beban terhadap penurunan metode Davisson ....................... 145

4.8 Perhitungan beban terhadap penurunan metode Mazurkiewicz ............... 146

4.9 Perhitungan beban terhadap penurunan metode Chin .............................. 148

4.10 Perhitungan penurunan akibat pembebanan selimut tiang tekan hidrolis 152

4.11 Hasil daya dukung ultimate kedalaman 18,80 meter ............................... 153

4.12 Data beban ultimate, beban ujung, dan beban friksi ................................ 154

4.13 Hasil analisis perbandingan bentuk penampang square pile dengan spun

pile saat diberi beban 150 ton ................................................................... 164

4.14 Parameter tanah yang digunakan dalam program AllPile ........................ 166

5.1 Data tiang tekan hidrolis untuk pemodelan elemen hingga ..................... 176

5.2 Input parameter tanah borelog BH-11 untuk pemodelan elemen hingga 181

5.3 Hubungan antara beban vs penurunan berdasarkan hasil program Finite

Element Method ........................................................................................ 186

5.4 Besar penurunan yang diperoleh dari beban siklik 50 % ......................... 193

5.5 Besar penurunan yang diperoleh dari beban siklik 100 % ....................... 195

xix



5.8 Perbandingan hasil analisis antara mesh medium dengan mesh very fine

pada program Finite Element Method ...................................................... 208

6.1 Hasil interpretasi uji beban statis aksial (Loading Test) .......................... 219

6.2 Hasil analisis daya dukung ultimate pondasi tiang tekan hidrolis ........... 219

6.3 Hasil analisis penurunan pondasi tiang tekan hidrolis tunggal ................ 221

6.4 Hasil analisis daya dukung pondasi kelompok tiang ............................... 222

6.5 Hasil analisis perbandingan bentuk penampang Square Pile dengan

Spun Pile saat diberi beban rencana 150 ton ............................................ 225

xx

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

2.1 Faktor Adhesi untuk Tiang Pancang dalam Tanah Lempung (Mc

Clellend, 1974) ......................................................................................... 29

2.2 Hubungan antara Sudut Geser Dalam Tanah dengan Nq* ....................... 30

2.3 Perbandingan Waktu Yang Dibutuhkan Pada 4 Metode Pengujian

(Fellenius, 1975) ...................................................................................... 36

2.4 Perbandingan Perilaku Beban terhadap Penurunan pada 4 Metode

Pengujian (Fellenius, 1975) ..................................................................... 37

2.5 Gambar Static Axial Compression Test Kapasitas 300 ton (200%) ......... 39

2.6 Denah Static Axial Compression Test Kapasitas 300 ton (200%) ........... 40

2.7 Grafik Persamaan Pada Metode Davisson ............................................... 47

2.8 Grafik Persamaan Pada Metode Chin ...................................................... 49

2.9 Grafik Persamaan Pada Metode Mazurkiewicz ....................................... 50

2.10 Jenis Distribusi Tahanan Selimut Tiang Tekan Hidrolis Tunggal ........... 53

2.11 Grup Tiang Tekan Hidrolis (Das, 2011) .................................................. 59

2.12 Pola keruntuhan tiang pendek dengan kepala tiang bebas (Broms, 1964) 65

2.13 Reaksi tanah dan momen lentur tiang pendek kepala tiang bebas pada

tanah pasir (Broms, 1964) ........................................................................ 66

2.14 Reaksi tanah dan momen lentur tiang pendek kepala tiang bebas pada

tanah lempung (Broms, 1964) ................................................................... 66

2.15 Daya dukung lateral Ultimate tiang pendek kepala tiang bebas pada


xxi

2.16 Daya dukung lateral Ultimate tiang pendek kepala tiang bebas pada

tanah lempung (Broms, 1964) .................................................................. 67

2.17 Pola keruntuhan tiang pendek kepala tiang terjepit (Broms, 1964) ......... 68

2.18 Reaksi tanah dan momen lentur tiang pendek kepala tiang terjepit pada


2.19 Reaksi tanah dan momen lentur tiang pendek dan kepala tiang terjepit

pada tanah lempung (Broms, 1964) ......................................................... 69

2.20 Tahanan tanah dan momen lentur tiang panjang dan kepala tiang bebas

(Broms, 1964) .......................................................................................... 70

2.21 Daya dukung lateral Ultimate untuk tiang panjang pada tanah lempung

(Broms, 1964) .......................................................................................... 71

2.22 Daya dukung lateral Ultimate untuk tiang panjang pada tanah pasir

(Broms, 1964) .......................................................................................... 71

2.23 Perlawanan tanah dan momen lentur tiang panjang dan kepala tiang

terjepit (Broms, 1964) .............................................................................. 72

2.24 Penomoran Lokal Dan Penentuan Titik Nodal ......................................... 75

2.25 Defenisi E0 dan E50 Untuk Hasil Uji Triaksial Terdrainase Standar

(Finite Element Method 8.2) .................................................................... 81

2.26 Lingkaran-Lingkaran Tegangan Saat Mengalami Leleh (Yield) ; Satu

Lingkaran Menyentuh Garis Keruntuhan Coulomb (Finite Element

Method 8.2) .............................................................................................. 86

3.1 Bentuk dan Spesifikasi Tiang Tekan Hidrolis (Wika Beton) ................... 102

3.2 Lokasi Podomoro City Deli Medan (Google Earth, 2015) ...................... 103

3.3 Denah Proyek Podomoro City Deli Medan .............................................. 104

3.4 Lokasi Bore Hole, Sondir, dan Loading Test pada Tower Tribeca

Condominium Northern ............................................................................ 105 3.5 Bagan Alir Penelitian ............................................................................... 107

3.6 Flow Chart Metode dan Hasil Pembahasan ............................................. 108

xxii

4.1 Daya Dukung Tanah Berdasarkan Data SPT Borelog BH-10 ................. 121

4.2 Daya Dukung Tanah Berdasarkan Data SPT Borelog BH-11 ................. 124

4.3 Daya Dukung Tanah Berdasarkan Data SPT Borelog DBH-2 ................ 128

4.4 Daya Dukung Tanah Berdasarkan Data Sondir S-3 ................................. 132

4.5 Daya Dukung Tiang Menurut Data Laboratorium Parameter Tanah ....... 141

4.6 Hubungan Beban dengan Penurunan pada Loading Test di lapangan

(Data Proyek Podomoro City Deli Medan, 2014) .................................... 141

4.7 Grafik Hubungan Beban dengan Waktu Loading Test di lapangan (Data

Proyek Podomoro City Deli Medan, 2014) .............................................. 142

4.8 Grafik Hubungan Penurunan dengan Waktu Loading Test di lapangan

(Data Proyek Podomoro City Deli Medan, 2014) .................................... 142

4.9 Daya Dukung Ultimate dengan Metode Davisson ................................... 146

4.10 Daya Dukung Ultimate dengan Metode Mazurkiewicz ........................... 147

4.11 Grafik Daya Dukung Ultimate dengan Metode Chin ............................... 148

4.12 Transfer Beban Friksi Pada Tiang Tekan Hidrolis Kedalaman 0 sampai

18,80 meter ............................................................................................... 155

4.13 Transfer Beban Ujung PadaTiang Tekan Hidrolis Kedalaman 0 sampai

18,80 meter ............................................................................................... 156

4.14 Detail pondasi kelompok tiang (poer) ...................................................... 157

4.15 Kapasitas Lateral untuk Tiang Panjang pada Tanah Kohesif (Broms,

1964) ........................................................................................................ 161

4.16 Cover pembuka program AllPile .............................................................. 166

4.17 Menu masukan data informasi proyek ..................................................... 167

4.18 Menu masukan data profil tiang ............................................................... 168

4.19 Data parameter tiang ................................................................................ 168

4.20 Data parameter tiang ................................................................................ 169

xxiii

4.21 Data gaya vertikal, horizontal dan momen ............................................... 169

4.22 Memasukkan data profil tanah ................................................................. 170

4.23 Input data faktor keamanan dan Load Factor .......................................... 170

4.24 Hasil Output AllPile ................................................................................. 171

4.25 Input beban Group Piles .......................................................................... 172

5.1 Pemodelan Lapisan Tanah dan Tiang ...................................................... 183

5.2 Grafik Hubungan Beban dengan Penurunan pada Lokasi BH-11 ........... 185

5.3 Pemodelan Lapisan Tanah dan Tiang pada Lokasi BH-11 ...................... 189

5.4 Generate Mesh pada Lokasi BH-11 ......................................................... 189

5.5 Active Pore Pressure pada Lokasi BH-11 ............................................... 190

5.6 Effective Stresses pada Lokasi BH-11 ...................................................... 190

5.7 Step Akhir Perhitungan dari Proses Calculate ......................................... 191

5.8 Deformasi Mesh yang dihasilkan pada Lokasi BH-11 ............................. 191

5.9 Perpindahan Vertikal yang terjadi pada Lokasi BH-11 ........................... 192

5.10 Grafik Hubungan Beban dan Penurunan dengan beban 50% .................. 192

5.11 Grafik Hubungan Beban dan Penurunan dengan beban 100 % ............... 194



5.14 Grafik Hubungan Beban dan Penurunan antara Hasil Loading Test di

Lapangan dengan Elemen Hingga Finite Element Method ...................... 200

5.15 Grafik Hubungan Beban dengan Waktu .................................................. 202

5.16 Grafik Hubungan Penurunan terhadap Waktu ......................................... 202

5.17 Cara Membuat Beban Horizontal pada Finite Element Method .............. 203

xxiv

5.18 Pemodelan Beban Horizontal pada Finite Element Method .................... 204

5.19 Input dan Output Finite Element Method untuk Analisis Daya Dukung

Vertikal Ultimate ...................................................................................... 207

5.20 Penyusunan Mesh secara Normal (a) dan Mesh secara Penambahan

Lapisan Tanah (b) .................................................................................... 212

5.21 Hasil Analisis Active Pore Pressure pada Mesh Normal (a) dengan

Mesh Penambahan Lapisan Tanah (b) ..................................................... 212

5.22 Hasil Analisis Effective Stresses pada Mesh Normal (a) dengan Mesh

Penambahan Lapisan Tanah (b) ............................................................... 213

6.1 Perbandingan Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis Pondasi Tiang

Tunggal ..................................................................................................... 220

6.2 Diagram Batang Hasil Analisis Penurunan Pondasi Tiang Tekan

Hidrolis Tunggal ...................................................................................... 221

6.3 Diagram Batang Hasil Analisis Daya Dukung Pondasi Kelompok Tiang

Tekan Hidrolis .......................................................................................... 223

6.4 Perbandingan Penurunan Kelompok Tiang ............................................. 224

xxv

DAFTAR NOTASI

Dr = Kepadatan relatif (Relative Density)

Ø = Sudut geser dalam

N = Nilai N-SPT

N0 = Harga ekivalen dari N

N-SPTav = Nilai N-SPT rata-rata

ζ = Tegangan efektif berlebih

c = Kohesi tanah

φ = Sudut geser dalam pada tanah pasir

γ = Berat isi tanah

qu = Nilai kuat tekan

qp = Tahanan ujung Sondir

qc = Tahanan ujung Sondir terkoreksi

HL = Hambatan lekat

JHL = Jumlah hambatan lekat

JP = Jumlah perlawanan

KH = Keliling tiang pancang

PK = Perlawanan konus

A = Tahap pembacaan

B = Faktor alat

I = Kedalaman

Qu = Kapasitas daya dukung Ultimate tiang pancang tunggal

(Qv)ult = Beban runtuh

Nb = Nilai N-SPT dari tanah di sekitar dasar tiang pancang

xxvi

A, Ab, Ac = Luas penampang tiang pancang

As = Luas selimut tiang pancang

𝑁 = Nilai N rata-rata

N1 = Nilai N-SPT pada ujung tiang pancang

N2 = Nilai N-SPT dari ujung tiang sampai 4 kali diameter di

atas ujung tiang

Na = Nilai N-SPT pada elevasi dasar tiang pancang

d, D = Diameter tiang pancang

L, Lb = Panjang/kedalaman tiang pancang

P = Daya dukung tiang izin

m = Koefisien perlawanan ujung

n = Koefisien perlawanan geser tiang

∆ = Penurunan elastis

E, Es = Modulus elastisitas bahan tiang pancang

C1, C2 = Konstanta

ν = Poisson ratio

Ψ = Sudut dilatansi

G = Modulus geser

K0 = Koefisien tekanan tanah lateral pada kondisi diam

K0NC

= Koefisien tekanan tanah lateral dalam kondisi

terkonsolidasi normal

ζh = Tegangan horizontal

ζv = Tegangan vertikal

Eincrement = Peningkatan kekakuan

cincrement = Peningkatan kohesi

kx, ky = Koefisien permeabilitas

λ* = Indeks kompresi termodifikasi

xxvii

k* = Indeks muai termodifikasi

e = Angka pori

ε = Regangan

U = Derajat konsolidasi

ζb = Kuat tekan beton

i

ABSTRAK

Dalam perencanaan suatu bangunan, perlu dilakukan analisis yang benar

mengenai kapasitas bangunan dalam memikul beban-beban yang ada. Salah satu

komponen bangunan yang memerlukan penelitian yang komprehensif adalah pondasi

atau struktur bawah dari bangunan karena pondasi dan struktur bawah tersebut

memikul beban dari struktur atas dan mentransfer beban tersebut ke tanah di

bawahnya.

Tesis ini menganalisis kapasitas daya dukung dan penurunan pada pondasi

tiang tekan hidrolis jenis Prestressed Concrete Square Pile ukuran 45 cm × 45 cm

dalam bentuk tiang tunggal maupun kelompok tiang. Metode yang dipergunakan

antara lain metode empiris, Program Finite Element Method, Program AllPile, dan

membandingkan hasilnya dengan interpretasi uji beban statis aksial (Loading Test)

pada Tribeca Condominium Northern Proyek Podomoro City Deli Medan. Analisis

menggunakan data penyelidikan tanah (Soil Investigation) dan laboratorium serta

menggunakan metode elemen hingga dengan pemodelan tanah Mohr Coulomb dan

Soft Soil.

Hasil analisis daya dukung Ultimate pondasi tiang tekan hidrolis dengan

metode empiris memberikan nilai terbesar pada analisis yang mempergunakan data

parameter tanah yaitu 690,86 ton dengan Metode Meyerhoff, sedangkan nilai terkecil

diperoleh dari analisis menggunakan Finite Element Method yaitu 286,91 ton. Daya

dukung yang diminta oleh Perencana Strukturnya sebesar 150 ton belum dapat

dipenuhi oleh hasil daya dukung dari data FEM karena daya dukungnya (286,91)/2 =

143,46 ton (lebih kecil dari 150 ton). Hal yang sama juga terjadi pada hasil

interpretasi Loading Test yaitu dari metode Davisson (146,00 ton) dan Chin (134,71

ton), belum ada yang memenuhi syarat memikul beban kerja 150 ton. Daya dukung

lateral tiang diperoleh sebesar 12,15 ton dari Metode Broms dan 33,02 ton dari Finite

Element Method. Daya dukung lateral tiang yang diambil adalah sebesar 12,15 ton

karena merupakan kekuatan bahan tiang terhadap beban lateral. Sedangkan untuk

daya dukung kelompok tiang (525 titik dalam satu pilecap) diperoleh efisiensi

terkecil 0,66 dari Converse-Labarre Equation dan efisiensi terbesar 0,71 dari Los

Angeles Group Action Equation.

Untuk 200% dari beban rencana 150,00 ton yaitu 300,00 ton, penurunan tiang

tunggal yang terjadi dari hasil analisis Program Finite Element Method adalah 3,65

mm, dari Program AllPile sebesar 7,52 mm, dari Loading Test sebesar 4,62 mm, dari

metode empiris (Metode Vesic) sebesar 1,52 mm. Hasil analisis penurunan tiang

tunggal dengan Loading Test lebih dapat dipercaya. Hasil analisis penurunan

kelompok tiang dengan Metode Vesic diperoleh penurunan sebesar 1,38 cm,

sedangkan menurut hasil dari program AllPile dihasilkan penurunan sebesar 0,43 cm.

Hasil analisis penurunan kelompok tiang dengan program AllPile lebih dipercaya

karena telah memasukkan lapisan-lapisan tanah dan parameter tanahnya. Tesis ini

juga menunjukkan bahwa square pile lebih baik dari sisi kekuatan, daya dukung, dan

ii

penurunan daripada spun pile dengan asumsi mutu beton dan luas penampang yang

sama. Dan pemodelan tanah Mohr-Coulomb untuk tanah dominan pasir dan Soft Soil

untuk tanah dominan lempung memberikan hasil analisis beban – penurunan yang

mendekati hasil beban – penurunan dari Loading Test.

Kata Kunci : Loading Test, Daya Dukung, Penurunan, Metode Elemen Hingga, Tiang

Tekan Hidrolis

iii

ABSTRACT

In planning to construct a building, it is necessary to conduct correct analysis on

its capaCity in carrying the loads. One of the building components which need a

comprehensive study is foundation or lower structure of the building since foundation

and lower structure carry the load of the higher structure and transfers it to the soil

under it.

This thesis analyzed the capaCity of carrying capaCity (portative power) and the

settlement of hydraulic stressed pile foundation of Prestressed Concrete Square Pile of

45 cm × 45 cm in cross section in single pile or group pile. The research used empirical

method, finite element method program, and Allpile program, and compared the result

with the interpretation of axial static loading test (Loading test) at Tribeca Condominium

Northern, Podomoro Project of City Deli, Medan. The analysis used soil investigation,

laboratory study, and finite element by Mohr Coulumb soil and soft soil models.

The result of the analysis on the ultimate carrying capaCity of hydraulic stressed

pile foundation with empirical method gave the highest value in the analysis which used

soil parameter data of 690.86 tons with Meyerhoff method, while the lowest value from

the analysis, using Finite Element method, it was 286.91 tons. Carrying capaCity asked

by the structural planner for 150 tons could not be carried by the result of carrying

capaCity from FEM data because its carrying capaCity was (286.91)/2 = 143.46 tons

(less than 150 tons). The same was true to the result of the interpretation of Loading Test

with Davisson method (146 tons) and with Chin (134.71 tons) so that there was no one of

them had met the requirement for carrying the work loads of 150 tons. Carrying

capaCity of lateral pile was 12.15 tons with Broms method and 33.02 tons with Finite

Element method. Carrying capaCity of lateral pile was 12.15 tons because it was pile

material strength on lateral pile, while the carrying capaCity of group pile (525 points in

one pile cap) indicated the lowest efficiency of 0.66 from Converse-Labarre Equation

and the highest efficiency was 0.71 from Los Angeles Group Action Equation.

For 200% of planning load of 150 tons, that is, 300 tons, the settlement of single

pile which occurred from the result of the analysis on Finite Element method program

was 3.65 mm, from Allpile program was 7.52 mm, from Loading Test was 4.62 mm, and

from empirical method (Vesic Method) was 1.52 mm. The result of the analysis on the

settlement of group pile with Vesic method, the settlement was 1.38 cm while from Allpile

program it was 0.43 cm. The result of the analysis on the settlement of group pile with

Allpile program was more reliable because it has inserted soil layers and its soil

parameter. It was also found that square pile was better from its strength, carrying

capaCity, and the settlement of spun pile with the assumption of concrete quality and the

same section area. Mohr-Coulumb soil modeling for dominantly sandy soil and soft soil

for dominant loam gave the result of load analysis – the settlement which was close to

load result – the settlement of Loading Test.

Keywords: Loading Test, Carrying CapaCity, Settlement, Finite Element Method,

Hydraulic Stressed Pile

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Umum

Semua bangunan yang didesain bertumpu pada tanah harus didukung oleh suatu

pondasi. Pondasi adalah bagian dari suatu sistem desain yang bertugas untuk

meneruskan beban dari bangunan di atasnya ke struktur tanah dan batuan di bawah

bangunan tersebut. Tanah yang menopang pondasi bangunan akan mengalami

tegangan-tegangan yang menambah tegangan yang sudah ada pada tanah baik akibat

massa tanah maupun sejarah geologis tanah sebelumnya.

Desain pondasi harus memenuhi 2 kriteria, yaitu : daya dukung yang cukup dan

penurunan (settlement) yang masih dalam batas izin agar tidak membahayakan

bangunan yang dipikulnya.

Pemilihan jenis pondasi yang digunakan tergantung pada dua kriteria yang

disebutkan di atas. Namun mengingat bangunan yang dibangun umumnya bangunan

bertingkat tinggi, maka pada umumnya digunakan pondasi Tiang Tekan Hidrolis,

karena memiliki kapasitas daya dukung dan penurunan yang lebih baik daripada

pondasi dangkal pada umumnya.

2

Berbagai jenis pondasi Tiang Tekan Hidrolis yang digunakan di lapangan

biasanya disesuaikan dengan kondisi tanah dan situasi setempat, misalnya pondasi

bored pile kurang cocok digunakan pada tanah yang level air tanahnya dekat dengan

permukaan tanah, sedangkan pondasi Tiang Tekan Hidrolis lain dapat diaplikasikan

pada beberapa kondisi air tanah yang cukup dekat dengan permukaan tanah.

Pemilihan jenis pondasi Tiang Tekan Hidrolis biasanya juga dilihat dari aspek biaya

atau anggaran yang tersedia dari pemilik proyek.

Ditinjau dari cara pelaksanaan pondasi Tiang Tekan Hidrolis, pondasi Tiang

Tekan Hidrolis dapat dikelompokkan atas 2 jenis, yaitu:

Pondasi yang dimasukkan ke dalam tanah dengan menggunakan mesin

pemancang (pile driving machine). Mesin pemancang ini dahulu bertipe Jack

Hammer (dipukul), sedangkan sekarang ada mesin yang bertipe Hydraulic Jack

(ditekan dengan sebuah dongkrak hidrolik). Pondasi ini lebih banyak digunakan pada

zaman sekarang karena lebih mudah dalam pelaksanaan, tidak menimbulkan getaran

yang besar dan biayanya lebih murah. Pondasi ini disebut juga Pondasi Tiang Tekan

Hidrolis.

Pondasi yang dimasukkan dengan cara mengebor tanah terlebih dahulu,

kemudian dimasukkan besi tulangan dan beton hingga mengeras menjadi tiang.

Pondasi jenis ini disebut Pondasi Bored Pile. Pondasi ini jauh lebih sulit dalam

pengerjaannya sehingga biaya yang dibutuhkan juga jauh lebih mahal daripada

pondasi Tiang Tekan Hidrolis pada umumnya.

3

Daya dukung suatu pondasi Tiang Tekan Hidrolis ditentukan oleh besarnya

gaya tahanan ujung tiang (End Bearing force) dan gaya tahanan permukaan tiang

(skin friction force).

Salah satu cara yang teliti dalam memeriksa daya dukung dan penurunan Tiang

Tekan Hidrolis adalah dengan Uji Beban Vertikal atau biasa disebut Loading Test.

Biaya yang diperlukan untuk pengetesan ini relatif mahal, namun hasil yang

diperoleh dapat menunjukkan perilaku sesungguhnya dari pondasi Tiang Tekan

Hidrolis tunggal dalam hal daya dukung dan penurunan (settlement) nya.

1.2. Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi telah melahirkan berbagai ide

dan gagasan untuk kemajuan peradaban umat manusia. Zaman akan terus

berkembang mengikuti pesatnya kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang

didorong oleh kemajuan dalam sumber daya manusia. Hal ini tampak dalam

berkembangnya bangunan-bangunan sebagai tempat beraktivitas manusia. Tidak

heran kebutuhan akan bangunan semakin meningkat dari waktu ke waktu. Fungsi

bangunan tidak lagi hanya sebagai tempat hunian, melainkan sudah berkembang

menjadi tempat bisnis dan rekreasi, khususnya bagi masyarakat perkotaan. Namun

disisi lain ketersediaan lahan untuk bangunan juga semakin terbatas, terutama di kota-

kota besar yang sering disebut sebagai kota metropolitan atau kota megapolitan.

Kota Medan sebagai kota terbesar ketiga di Indonesia atau kota yang paling

maju di luar pulau Jawa terus menunjukkan kebutuhan akan bangunan khususnya

4

bangunan bertingkat tinggi. Terlebih sejak kepindahan Bandar Udara Polonia ke

Bandar Udara Kualanamu sejak bulan Agustus 2013 yang lalu. Banyak bangunan

bertingkat tinggi yang diizinkan untuk dibangun di kawasan kota Medan khususnya

di inti kota.

Salah satu alasan dibangunnya bangunan bertingkat tinggi adalah kebutuhan

akan tempat tinggal, lokasi bisnis dan hiburan. Banyak warga Kota Medan yang

memanfaatkan hari libur untuk mengunjungi pusat-pusat perbelanjaan dan hiburan

sehingga dibutuhkan lokasi untuk tempat parkir kendaraan yang memadai dan aman.

Beberapa pengembang (developer) besar di Indonesia mulai banyak yang melirik

Kota Medan sebagai tujuan investasi hunian yang cukup menjanjikan. Salah satunya

adalah Agung Podomoro Land. Agung Podomoro Land sudah kaya akan pengalaman

dan prestasi yang sudah dikenal baik di Indonesia maupun di luar negeri. Konsep

hunian yang ditawarkan oleh Agung Podomoro Land adalah One Stop Living,

Working and Shopping yang artinya membangun suatu hunian yang dipadukan

dengan pusat bisnis, hiburan, dan pendidikan dalam satu lokasi atau yang lebih

dikenal dengan istilah super blok. Sebagai orang Medan, kita seharusnya menyambut

baik maksud dan ide pembangunan gedung-gedung bertingkat tinggi namun tetap

ramah lingkungan. Sumber daya manusia di Kota Medan yang memiliki pengetahuan

dan keterampilan dalam mendesain dan melaksanakan pembangunan bangunan

bertingkat tinggi masih cukup terbatas. Loading Test sebagai suatu pengujian

pembebanan langsung pada pondasi semakin banyak diminati sebagai langkah awal

untuk mendapatkan informasi tentang daya dukung dan penurunan yang mungkin

5

terjadi pada pondasi. Bangunan dengan beban tinggi membutuhkan kepastian

mengenai ketahanan pondasi dalam yang digunakan.

1.3. Tujuan Penelitian

Penelitian ini dimaksudkan untuk mengadakan studi parameter tanah yang

digunakan pada simulasi program metode elemen hingga sehingga didapatkan hasil

estimasi yang sedekat mungkin dengan hasil pengujian pembebanan di lapangan

(Loading Test). Tujuannya adalah untuk mengetahui sejauh mana pengaruh parameter

tanah di lokasi yang diuji mempengaruhi daya dukung dan penurunan Tiang Tekan

Hidrolis dengan cara membandingkan hasil daya dukung dan penurunan Tiang Tekan

Hidrolis yang didapat di lapangan dengan hasil dari pengoperasian Program Finite

Element Method.

Perhitungan besarnya daya dukung Tiang Tekan Hidrolis didasarkan atas data-

data yang diperoleh di lapangan berupa data SPT (Standard Penetration Test), data

Sondir, data Kalendering, data boring, dan data hasil uji pembebanan di lapangan

(Loading Test). Dari data yang diperoleh, analisis dilakukan untuk mendapatkan:

1. Memperoleh kapasitas daya dukung Ultimate tiang tekan hidrolis tunggal

berdasarkan hasil interpretasi Loading Test yang paling mendekati dengan

beban yang direncanakan.

2. Mengetahui kapasitas daya dukung Ultimate tiang tekan hidrolis tunggal

berdasarkan data-data yang tersedia, seperti data SPT, data laboratorium,

data Sondir, dan Loading Test.

6

3. Mengetahui hasil analisis penurunan pondasi tiang tekan hidrolis tunggal

berdasarkan beberapa jenis metode dan program komputer agar dapat

memastikan penurunan yang terjadi masih dalam batas aman.

4. Membandingkan hasil penurunan maksimum yang terjadi di lapangan

dengan yang terjadi dalam program metode elemen hingga.

5. Mendapatkan hasil analisis daya dukung Ultimate kelompok tiang (pile

groups).

6. Mendapatkan hasil analisis penurunan elastis kelompok tiang secara empiris

dan program AllPile.

7. Memperoleh besar daya dukung lateral Ultimate tiang tekan hidrolis tunggal.

8. Menelaah alasan digunakannya Square Pile daripada Spun Pile pada Proyek

Podomoro City Deli Medan dari sisi karakteristik tiang tekan hidrolisnya.

9. Mengkaji pengaruh jaring elemen (Mesh) pada hasil analisis program Finite

Element Method.

1.4. Manfaat Penelitian

Secara ringkas manfaat penelitian dimaksudkan sebagai sumber referensi bagi

para perencana khususnya perencana pondasi (Foundation Engineer) dan perencana

geoteknik (Geotechnical Engineer) yang berkaitan dengan pengujian pembebanan

(Loading Test). Penelitian ini juga dapat memberikan informasi mengenai aspek-

aspek daya dukung dan penurunan pondasi Tiang Tekan Hidrolis dalam hubungannya

dengan parameter tanah sehingga dalam menganalisa kekuatan dan penurunan pada

Tiang Tekan Hidrolis dapat lebih komprehensif. Di samping itu, dengan

7

menggunakan program metode elemen hingga, dapat diperoleh pendekatan yang

paling sesuai agar diperoleh hasil estimasi dan perhitungan yang sedekat mungkin

dengan hasil pengujian pembebanan aktual di lapangan. Dengan penelitian ini, dapat

diaplikasikan prinsip-prinsip ilmu Mekanika Tanah dalam pekerjaan pondasi dan

pemodelan metode elemen hingga yang paling sesuai dengan kondisi tanah dan jenis

pondasi yang digunakan dalam struktur bangunan, khususnya pondasi Tiang Tekan

Hidrolis.

1.5. Batasan Masalah

Mengingat terlalu luas dan begitu kompleksnya permasalahan pada pondasi

Tiang Tekan Hidrolis tunggal ataupun grup dan keterbatasan data yang ada, maka

dalam penulisan tesis ini masalah yang dibahas memiliki batasan-batasan sebagai

berikut:

1. Lokasi yang diteliti adalah lokasi Proyek Pembangunan Podomoro City Deli

Medan yang berlokasi di Jalan Putri Hijau, Medan.

2. Menggunakan 2 metode analisis, yaitu:

a. Metode analisis untuk mendapatkan estimasi daya dukung pondasi

tunggal dan penurunan (settlement) berdasarkan teori daya dukung

pondasi tiang tunggal dan penurunan (settlement).

b. Metode elemen hingga, dengan menggunakan program komputer yaitu

program Finite Element Method.

3. Model tanah yang digunakan adalah model tanah Mohr Coulomb dan model

tanah Soft Soil sebagai pendekatan dalam penelitian.

8

4. Elemen yang digunakan dalam penelitian ini adalah axysimetris berbentuk

segitiga dengan 15 (lima belas) titik nodal.

5. Menganalisa besarnya daya dukung aksial pondasi Tiang Tekan Hidrolis

beton (prestressed concrete Square Pile) yang berukuran 45 cm × 45 cm dari

Wika Beton, dan penurunannya (settlement) berdasarkan rumusan dari

beberapa metode, kemudian hasilnya dibandingkan dengan perhitungan

menggunakan Program Finite Element Method.

6. Dalam menganalisis daya dukung pondasi kelompok Tiang Tekan Hidrolis,

yang ditinjau hanya efek geometrik tiang-tiang misalnya jarak dan sudut

yang dibentuk oleh tiang. Efek dari kondisi tanah dan sistem pembebanan

saat ini belum dapat diperoleh secara empiris.

1.6. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan dalam penulisan tesis ini terdiri dari beberapa bab dan

diuraikan lagi menjadi sub-sub bab:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini membahas dan menerangkan pandangan umum, latar belakang, maksud dan

tujuan, manfaat penelitian, batasan masalah, dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini berisi tentang penjelasan teori-teori pondasi dan mekanika tanah dari

beberapa sumber yang berhubungan dengan pembahasan masalah dan sebagai

pedoman perhitungan.

9

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini terdiri dari uraian lokasi pengambilan data, metode pengumpulan dan

pengolahan data, deskripsi proyek, data teknis pondasi Tiang Tekan Hidrolis,

diagram alir penelitian, dan denah lokasi penelitian.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini menjelaskan tentang perhitungan daya dukung Tiang Tekan Hidrolis

berdasarkan data penyelidikan tanah serta uji pembebanan (Loading Test),

membandingkan daya dukung dan penurunan yang terjadi antara hasil uji Loading

Test dengan program Finite Element Method.

BAB V PEMODELAN ELEMEN HINGGA

Bab ini membahas tentang langkah-langkah pemodelan tanah, pembebanan, gambar

Mesh metode elemen hingga untuk model Tiang Tekan Hidrolis dan gambar kurva

hubungan beban dengan penurunan antara hasil Loading Test dengan metode elemen

hingga.

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi tentang kesimpulan hasil analisis dikaitkan dengan tujuan penulisan

dan memberikan saran-saran terhadap hal-hal yang telah dilakukan dalam penelitian.

LAMPIRAN

10

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Pondasi Tiang Tekan Hidrolis

Pemilihan jenis pondasi bangunan umumnya didasarkan pada beberapa faktor,

antara lain: besarnya beban dan berat bangunan di atasnya, fungsi bangunan di atas

pondasi (upper structure), keadaan tanah Keterangan bangunan dibangun, dan

anggaran biaya yang tersedia untuk pekerjaan pondasi bangunan. Pondasi Tiang

Tekan Hidrolis termasuk jenis pondasi dalam yang dapat dibuat dari beton, kayu, dan

baja. Umumnya pondasi Tiang Tekan Hidrolis yang digunakan terbuat dari beton

dengan bentuk penampang dan dimensi tertentu. Beban dari bangunan akan

didistribusikan ke permukaan tanah dan kemudian ke dalam massa tanah. Distribusi

beban tersebut termasuk distribusi ke permukaan Tiang Tekan Hidrolis (skin friction)

dan distribusi beban langsung ke lapisan tanah keras pada ujung Tiang Tekan

Hidrolis (End Bearing). Distribusi beban ke permukaan Tiang Tekan Hidrolis timbul

dari gesekan antara Tiang Tekan Hidrolis dengan massa tanah, sedangkan

pembebanan secara langsung timbul dari tahanan ujung tiang. Dengan demikian,

besar daya dukung Tiang Tekan Hidrolis diperoleh dari tahanan samping (skin

friction) dan tahanan ujung (End Bearing), dengan catatan ujung Tiang Tekan

Hidrolis sudah mencapai lapisan tanah keras sesuai dengan yang direncanakan.

11

Pemakaian Tiang Tekan Hidrolis umumnya digunakan untuk kebutuhan

sebagai berikut:

1. Meneruskan beban bangunan di atas permukaan tanah ke lapisan massa

tanah di bawahnya.

2. Menahan gaya tarikan atau gaya guling dari bangunan di atasnya, seperti

basement bawah.

3. Menopang tanah yang berada di bawah muka air tanah jenuh dan menahan

gaya guling pada menara-menara tinggi.

4. Menahan gaya lateral tanah pada galian basement.

5. Dapat menjadi pondasi Tiang Tekan Hidrolis kelompok sehingga dapat

mengontrol penurunan bangunan dipikul menjadi relatif merata.

6. Meningkatkan kekakuan tanah di bawah pondasi sehingga dapat meredam

amplitudo getaran dari suatu bangunan yang dipikul.

7. Sebagai faktor keamanan tambahan di bawah abutmen jembatan maupun

pir/tiang, khususnya jika erosi merupakan persoalan yang krusial.

8. Sebagai penopang bangunan lepas pantai yang dapat mendistribusikan beban

dari bangunan melewati air lalu ke tanah dasar di bawahnya.

Pemakaian Tiang Tekan Hidrolis sudah semakin luas. Umumnya, Tiang Tekan

Hidrolis ditekan Hidrolis secara vertikal untuk menahan beban vertikal, tetapi untuk

menahan beban lateral dapat juga ditekan Hidrolis secara horizontal, misalnya ground

anchor.

12

2.2. Karakteristik Tanah

Untuk mengetahui karakteristik tanah, para ahli mengadakan penyelidikan

tanah di laboratorium dan lapangan. Secara umum, tanah dapat digolongkan menjadi

beberapa jenis, yaitu:

a. Tanah Kohesif dan Tanah Non Kohesif

Tanah kohesif adalah tanah yang karakteristik butirannya selalu melekat satu sama

lain baik saat basah maupun kering sehingga dibutuhkan suatu gaya untuk

memisahkannya dalam keadaan kering. Sedangkan tanah non kohesif adalah tanah

yang karakteristik butirannya selalu terpisah satu sama lain pada saat kering dan

melekat pada saat basah akibat gaya tarik antar permukaan air. Contoh tanah kohesif

yang sering dibahas karakteristiknya adalah tanah lempung (clay) sedangkan contoh

tanah non kohesif misalnya pasir (sand).

b. Tanah berdasarkan teksturnya (Menurut Departemen Pertanian Amerika,

USDA)

1. Pasir: butiran dengan diameter 2,0 mm sampai dengan 0,05 mm.

2. Lanau: butiran dengan diameter 0,05 mm sampai dengan 0,002 mm.

3. Lempung: butiran dengan diameter lebih kecil dari 0,002 mm.

c. Tanah berdasarkan sistem Unified (Casagrande 1982 dan ASTM)

1. Tanah berbutir kasar (coarse grained soil), yaitu tanah dimana kurang dari 50%

berat total contoh tanah lolos ayakan No. 200, misalnya kerikil (G) dan Pasir

(S).

13

2. Tanah berbutir halus (fine grained soil), yaitu tanah dimana lebih dari 50%

berat total contoh tanah lolos ayakan No. 200, misalnya tanah lanau (M) dan

lempung (C).

2.3. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation)

Sebelum merencanakan desain suatu pondasi, sangat perlu dilakukan

penyelidikan tanah (soil investigation). Tujuan dari penyelidikan tanah adalah untuk

mengetahui karakteristik tanah dan lapisan tanah yang akan menopang bangunan di

atasnya. Jika kondisi tanah yang akan menopang bangunan kurang memiliki sifat-

sifat yang diperlukan dalam memikul beban kerja (working load), maka pondasi

Tiang Tekan Hidrolis merupakan pilihan yang tepat.

Di dalam penyelidikan karakteristik tanah, perlu ditentukan parameter-

parameter tanah yang mempengaruhi desain pondasi, seperti daya dukung tanah

(bearing capaCity), penurunan (besar dan laju penurunan), tekanan tanah efektif dan

tekanan air pori serta kuantitas disipasi air tanah. Klasifikasi tanah juga dapat

diperoleh dari penyelidikan tanah tersebut.

2.3.1. Standard Penetration Test (SPT)

Standard Penetration Test adalah suatu jenis percobaan dinamis, dengan

memasukkan suatu alat yang dinamakan split spoon ke dalam tanah. Dengan

percobaan ini akan diperoleh:

1. Kepadatan relatif (Relative Density) (Dr).

2. Sudut geser tanah (ø).

14

3. Nilai “N” dari lapisan tanah yang diteliti.

Relative density adalah perbandingan antara berat tanah basah dengan

berat tanah seluruhnya. Umumnya relative density dipakai untuk tanah tingkat

kerapatan dari tanah berbutir (granular soil).

Sudut geser tanah adalah suatu sudut yang menentukan besar kekuatan

geser tanah, sedangkan nilai “N” adalah jumlah pukulan yang diberikan untuk

memasukkan split spoon sedalam 3 × 15 cm, Keterangan “N” yang diperlukan

ini dapat dihubungkan dengan sifat-sifat lain dari tanah atau lapisan tanah

tersebut.

Hubungan ketiga nilai di atas dapat dilihat pada Tabel 2.1 dan Tabel 2.2.

Tabel 2. 1. Hubungan antara Dr, ø, dan N dari pasir (Sosrodarsono, 1988)

SPT yang dilakukan pada tanah non kohesif tapi berbutir halus (misalnya

lanau), yang permeabilitasnya rendah, mempengaruhi perlawanan penetrasi

yakni memberikan harga SPT yang lebih rendah dibandingkan dengan tanah

yang permeabilitasnya tinggi untuk kepadatan yang sama. (Shamsher Prakash,

1989).

PECK MEYERHOFF

0 – 4 0 – 0,15 Sangat Lepas < 28,50 < 30

4 – 10 0,15 – 0,50 Lepas 28,50 – 30 30 – 35

10 – 30 0,50 – 0,70 Menengah 30 – 36 35 – 40

30 – 50 0,70 – 0,85 Padat 36 – 41 40 – 45

>50 0,85 – 1 Sangat Padat > 41 > 45

NILAI N KERAPATAN RELATIFSUDUT GESER DALAM TANAH

15

Tabel 2. 2. Hubungan antara Dr dan N pada tanah lempung

(Sosrodarsono,1988)

Hal ini mungkin terjadi bila jumlah tumbukan N >15, maka sebagai

koreksi Terzaghi dan Peck (1948) memberikan harga ekivalen N0 yang

merupakan hasil jumlah tumbukan N yang telah dikorelasi akibat pengaruh

permeabilitas yang dinyatakan dengan:

𝑁0 = 15 + 1

2 𝑁 − 15 (2.1)

Gibs dan Holz (1957) juga memberikan harga ekivalen N0 yang

merupakan hasil jumlah tumbukan N yang telah terkoreksi akibat tekanan

berlebih yang terjadi untuk jenis tanah yang dinyatakan dengan:

𝑁0 = 𝑁50

1 + 2𝜎 + 10 (2.2)

Keterangan ζ adalah tegangan efektif ekses, yang tidak lebih dari 2,82

kg/cm2. Dari pelaksanaan pengujian dengan metode SPT, maka angka N dari

suatu lapisan dapat diketahui dan dari angka tersebut dapat ditentukan

karakteristik suatu lapisan tanah seperti pada Tabel 2.3.

RELATIVE DENSITY (Dr) NILAI N

Very Soft/ Sangat Lunak 2

Soft / Lunak 2 - 4

Medium / Kenyal 4 - 8

Siff / Sangat Kenyal 8 - 15

Hard / Keras 15 - 30

Padat > 30

16

Tabel 2. 3. Hal-Hal yang perlu dipertimbangkan untuk penentuan harga N

(Sosrodarsono,1988)

Harga N yang diperoleh dari SPT tersebut diperlukan untuk

memperhitungkan daya dukung tanah. Daya dukung tanah tergantung pada kuat

geser tanah. Hipotesa pertama mengenai kuat geser tanah diuraikan oleh Mohr

Coulomb.

Untuk mendapatkan nilai sudut geser tanah dari tanah yang tidak kohesif

(misalnya pasir) umumnya dapat menggunakan Rumus Dunham (1962) sebagai

berikut:

1. Tanah pasir berbentuk bulat dengan gradasi seragam, atau butiran pasir

bersegi-segi dengan gradasi tidak seragam, mempunyai sudut geser

dalam sebesar:

𝜑 = 12𝑁 + 15 (2.3)

KLASIFIKASI

Hal yang perlu

dipertimbangkan secara

menyeluruh dari hasil

survei sebelumnya

Tanah pasir (non kohesif)

Berat isi efektif, sudut geser

dalam, ketahanan terhadap

penurunan, daya dukung tanah,

dan angka elastisitas

Tanah lempung (kohesif)

Keteguhan, kohesi, daya dukung

maksimum, dan ketahanan

terhadap hancuran

HAL-HAL YANG DIPERHATIKAN DAN

DIPERTIMBANGKAN

Unsur tanah, variasi daya dukung vertikal (kedalaman

permukaan dan susunannya), adanya lapisan lunak (ketebalan

lapisan yang mengalami konsolidasi atau penurunan), kondisi

drainase, dan lain-lain.

Hal yang perlu

diperhatikan dari nilai N

17

𝜑 = 12𝑁 + 50 (2.4)

2. Butiran pasir bersegi-segi dengan gradasi merata.

𝜑 = 12𝑁 + 25 (2.5)

3. Atau dengan menggunakan rumus Peck.

𝜑 = 0.3𝑁 + 25 (2.6)

Angka penetrasi sangat berguna sebagai pedoman dalam eksplorasi tanah

dan untuk memperkirakan kondisi lapisan tanah.

Ditinjau dari defenisinya, angka penetrasi standard (N-SPT) adalah

merupakan suatu nilai yang menunjukkan jumlah pukulan per kaki kedalaman

pada alat SPT. Pada tanah lempung, nilai N-SPT kurang begitu akurat karena

sifat tanah lempung yang memiliki butiran yang halus dan kohesi yang besar,

sedangkan pada tanah pasir, nilai N-SPT lebih dapat diterima. Nilai N-SPT

dapat berubah-ubah pada satu titik lokasi pengujian yang sama. Hal ini

dipengaruhi oleh ketelitian dalam pelaksanaan pengujian. Oleh sebab itu,

pengujian N-SPT hanya sebagai awal pengujian dan diperlukan pengujian

lainnya agar mendapatkan hasil parameter tanah yang lebih akurat sehingga

SPT masih belum begitu standard.

Hubungan antara angka penetrasi standard dengan sudut geser dalam

tanah dan kepadatan relatif untuk tanah berpasir, secara perkiraan dapat dilihat

pada Tabel 2.4.

18

Tabel 2. 4. Hubungan antara angka penetrasi standard dengan sudut geser

dalam dan kepadatan relatif pada tanah pasir (Das, 1995)

Hubungan antara harga N dengan berat isi tanah yang sebenarnya hampir

tidak mempunyai pengaruh karena hanya mempunyai partikel kasar (Tabel 2.5).

Harga berat isi yang dimaksud tergantung pada kadar air.

Tabel 2. 5. Hubungan antara N dengan Berat Isi Tanah (Sosrodarsono,1977)

Pada tanah yang tidak kohesif, daya dukung sebanding dengan berat isi

tanah, hal ini berarti bahwa tinggi muka air tanah sangat mempengaruhi daya

dukung tanah pasir.

Tanah dapat dikatakan mempunyai daya dukung yang baik, dengan

melihat nilai-nilai sebagai berikut:

1. Lapisan kohesif mempunyai nilai SPT, N > 35.

2. Lapisan kohesif mempunyai nilai kuat tekan (qu) 3 – 4 kg/cm2 atau

harga SPT, N > 15.

ANGKA PENETRASI

STANDARD (N)

KEPADATAN RELATIF

(%)

SUDUT GESER

DALAM (˚)

0 – 5 0 – 5 26 – 30

5 – 10 5 – 30 28 – 35

10 – 30 30 – 60 35 – 42

30 – 50 60 – 65 38 – 46

Harga N < 10 10 - 30 30 - 50 > 50

Berat Isi Tanah

γ (kN/m3)

4 - 6

6 - 15

Berat Isi Tanah

γ (kN/m3)

Harga N < 4 16 - 25 > 25Tanah

Kohesif

Tanah

Non

Kohesif12 - 16 14 - 18 16 - 20 18 - 23

14 - 18 16 - 18 16 - 18 > 20

19

Hasil percobaan pada SPT ini hanya merupakan perkiraan kasar saja, jadi

bukan merupakan nilai yang teliti. Apabila jumlah pukulan untuk hasil

percobaan pada SPT sebanyak 15, maka:

N = 15 + ½ (N’ – 15) (2.7)

Secara umum hasil percobaan Sondir lebih akurat daripada hasil

percobaan SPT (Sosrodarsono,1988).

2.3.2. Sondering Test (Tes Sondir)

Tes Sondir (Sondering Test) disebut juga tes Sondir atau Cone

Penetration Test. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui perlawanan

penetrasi konus dan hambatan lekat tanah yang merupakan indikasi dari daya

dukung tanah. Tes Sondir juga dapat mengetahui kedalaman atau tebal dari

lapisan-lapisan tanah yang berbeda.

Perlawanan penetrasi konus adalah perlawanan tanah terhadap ujung

konus yang dinyatakan dalam gaya per satuan luas. Hambatan lekat adalah

perlawanan geser tanah terhadap selubung bikonus yang dinyatakan dalam gaya

per satuan panjang.

Hasil Sondir dinyatakan dalam sebuah grafik yang menyatakan hubungan

antara kedalaman setiap lapisan tanah dengan besarnya nilai Sondir yaitu

perlawanan penetrasi konus. Alat Sondir yang biasa digunakan ada 2 jenis,

yaitu Sondir ringan dan Sondir berat.

20

Pada pekerjaan Sondir ringan (2 – 2,5 ton), pembacaan manometer

dihentikan pada keadaan pembacaan tiga kali berturut-turur melebihi 150

kg/cm2 atau kedalaman melebihi 30 meter. Pada pekerjaan Sondir berat (10

ton), pembacaan manometer diberhentikan pada keadaan pembacaan tiga kali

berturut-turut 500 kg/cm2 atau kedalaman maksimum 50 meter.

Dari hasil percobaan diperoleh nilai jumlah perlawanan (JP) dan nilai

perlawanan konus (PK), sehingga hambatan lekat dapat dihitung sebagai

berikut:

1. Hambatan Lekat (HL).

𝐻𝐿 = 𝐽𝑃 − 𝑃𝐾 𝑥𝐴

𝐵 (2.8)

2. Jumlah Hambatan Lekat (JHL).

𝐽𝐻𝐿 = 𝐻𝐿

𝑖

𝑛=0

(2.9)

3. Jumlah Hambatan Setempat (JHS).

𝐽𝐻𝑆 = 𝐻𝐿

10 (2.10)

Keterangan:

JP = Jumlah perlawanan (kg/cm2).

PK = Perlawanan konus (kg/cm2).

A = Tahap pembacaan (setiap kedalaman 20 meter).

B = Faktor alat (=10).

21

I = Kedalaman (meter).

Tes Sondir merupakan percobaan dengan cara memasukkan suatu batang

penetrasi ke dalam tanah dan dengan bantuan manometer yang terdapat pada

alat penetrasi tersebut dapat diketahui kekuatan suatu lapisan tanah pada

kedalaman tertentu (Panduan Praktikum Mekanika Tanah Teknik Sipil USU).

Dari pengetesan ini dapat diperoleh keterangan mengenai:

1. Jenis lapisan tanah.

2. Ketebalan tiap lapisan tanah.

3. Posisi muka air tanah.

4. Daya dukung lapisan tanah, berupa perlawanan penetrasi konus dan

hambatan lekat tanah.

Untuk menghitung daya dukung Ultimate dan daya dukung izin Tiang

Tekan Hidrolis berdasarkan data Sondir, dapat dilakukan dengan rumus-rumus

sebagai berikut:

𝑄𝑢𝑙𝑡 = 𝑞𝑐𝑥𝐴𝑝 + 𝐽𝐻𝐿 𝑥 𝐾 (2.11)

𝑄𝑖𝑧𝑖𝑛 = 𝑞𝑐𝑥𝐴𝑝

3+𝐽𝐻𝐿 𝑥 𝐾

5 (2.12)

Keterangan:

Qult = Daya dukung Ultimate (ton).

qc = Tahanan ujung Sondir (qc1 + qc2).

22

qc1 = Rata-rata perlawanan penetrasi konus di atas titik 8D.

qc2 = Rata-rata perlawanan penetrasi konus di bawah titik 4D.

Ap = Luas penampang tiang = ¼ π D2

(m2).

D = Diameter Tiang Tekan Hidrolis (m).

K = Keliling Tiang Tekan Hidrolis = π D (m).

JHL = Jumlah hambatan lekat.

3 = Faktor keamanan untuk tahanan ujung tiang.

5 = Faktor keamanan untuk tahanan selimut tiang.

2.3.3. Boring Test

Walaupun hasil pengujian tanah dari tes Sondir sudah diketahui, biasanya

masih diperlukan pengujian yang lebih teliti. Oleh sebab itu, penyelidikan tanah

perlu dilengkapi dengan pengambilan contoh tanah dari lapisan bawah.

Parameter tanah yang berhubungan dengan mekanika tanah pondasi harus

dicari dengan pengujian-pengujian yang sesuai dengan letak sebenarnya tanah

tersebut. Untuk itu dilakukan pengeboran sesuai kedalaman pondasi agar

dilakukan berbagai pengujian.

Metode pengeboran beserta pengambilan contoh tanah atau pengujian

tanah asli dapat memberikan hasil yang lebih teliti mengenai karakteristik fisik

23

dan mekanis tanah pondasi dibandingkan metode pengujian lain. Namun

pengujian ini hanya memberikan informasi secara vertikal pada titik

pengeboran. Untuk memperkirakan luas dan penyebaran karakteristik dalam

arah horizontal, diperlukan suatu survei yang lain, seperti penyelidikan

geofisika/geolistrik.

Penggunaan jenis alat pengeboran disesuaikan dengan tujuan pengeboran,

fungsi dan jenis tanah yang akan dibor. Alat-alat bor yang biasa digunakan

yaitu:

1. Bor tangan.

2. Alat bor rotasi tangan.

3. Bor rotasi hidrolik.

Contoh tanah yang diambil terbagi atas dua jenis yaitu contoh tanah yang

tidak terganggu (undisturbed sample) dan contoh tanah yang terganggu

(disturbed sample).

Contoh tanah yang tidak terganggu adalah contoh tanah yang masih

menunjukkan sifat-sifat asli tanah yang ada padanya. Ciri-ciri tanah ini yaitu

tidak mengalami perubahan dalam struktur, kadar air atau susunan kimianya.

Sampel tanah asli ini dipergunakan untuk pengujian engineering properties,

antara lain:

1. Permeabilitas.

2. Konsolidasi.

24

3. Direct shear triaxial.

Contoh tanah terganggu diambil tanpa adanya usaha-usaha untuk

melindungi struktur tanah asli tersebut. Sampel tanah ini digunakan untuk

percobaan properties index, yaitu:

1. Atterberg limit.

2. Berat jenis.

3. Analisa saringan.

2.4. Tiang Tekan Hidrolis

Pondasi Tiang Tekan Hidrolis merupakan salah satu jenis pondasi dalam. Istilah

Tiang Tekan Hidrolis merujuk pada pondasi tiang pancang yang dipancang dengan

cara ditekan secara perlahan-lahan dengan suatu alat Hidrolis yang disebut Jacking

Pile. Metode pemancangan Tiang Tekan Hidrolis lebih populer disebut Hydraulic

Static Pile Driver (HSPD). Pemakaian Tiang Tekan Hidrolis memiliki keterbatasan

dalam kuat tekan yang diberikan terhadap tiangnya. Oleh sebab itu, dibutuhkan suatu

alat Jacking Pile yang besar/berat agar dapat memberikan gaya tekan sesuai dengan

yang direncanakan. Namun, Tiang Tekan Hidrolis memiliki keunggulan yang tidak

dimiliki oleh tiang pancang dengan Jack Hammer pada umumnya, yaitu tidak

menimbulkan suara yang bising dan getaran pada tanah sekeliling yang dapat

merusak bangunan di sekitar lokasi pondasi. Sama seperti tiang pancang pada

umumnya, Tiang Tekan Hidrolis dapat dikelompokkan berdasarkan beberapa kriteria

sebagai berikut:

25

2.4.1. Menurut MekanismeTransfer Beban

Menurut mekanisme transfer beban, Tiang Tekan Hidrolis terdiri dari:

1. Point Bearing Pile (End Bearing Pile).

Yaitu Tiang Tekan Hidrolis dengan tahanan ujung. Sesuai dengan

namanya, tiang ini meneruskan beban melalui ujung Tiang Tekan

Hidrolis ke lapisan tanah keras.

2. Friction Pile.

Yaitu Tiang Tekan Hidrolis dengan gesekan permukaan tiang dengan

tanah di sekelilingnya. Sesuai dengan namanya, tiang ini mentransfer

beban melalui gesekan atau lekatan antara tanah dengan permukaan

memanjang Tiang Tekan Hidrolis. Jenis tiang ini biasanya dipakai jika

lapisan tanah keras terlalu dalam, dan cocok untuk tanah lempung atau

dominan lempung.

3. Compaction Pile.

Yaitu Tiang Tekan Hidrolis dengan pemadatan tanah di sekeliling

Tiang Tekan Hidrolis. Pada saat pemancangan, Tiang Tekan Hidrolis

ini akan memadatkan tanah di sekelilingnya. Tiang Tekan Hidrolis

jenis ini umumnya digunakan pada tanah granular dan secara

berkelompok.

2.4.2. Menurut Jenis Bahan Atau Material

Menurut jenis bahan atau kualitas materialnya, Tiang Tekan Hidrolis

terdiri dari:

26

1. Tiang Tekan Hidrolis baja (steel pile).

2. Tiang Tekan Hidrolis beton (concrete pile).

3. Tiang Tekan Hidrolis kayu (timber pile).

4. Tiang Tekan Hidrolis komposit (composite pile).

Tiang Tekan Hidrolis yang paling umum dipakai adalah Tiang Tekan

Hidrolis beton (concrete pile).

Dalam tesis ini yang diteliti adalah Tiang Tekan Hidrolis beton pracetak

(precast) berbentuk segi empat dengan dimensi 45 cm x 45 cm yang diproduksi

oleh Wika Beton. Data spesifikasi teknis Tiang Tekan Hidrolis yang diteliti

terdapat pada Bab III. Metodologi Penelitian.

2.5. Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis Dengan Data SPT

Kapasitas daya dukung ulmimate Tiang Tekan Hidrolis dapat dihitung secara

empiris dari nilai N hasil uji SPT. Untuk Tiang Tekan Hidrolis yang terletak di

dalam tanah pasir jenuh, Meyerhoff (1956) mengajukan Persamaan sebagai berikut:

𝑄𝑢 = 4.𝑁𝑏 .𝐴𝑏 +1

50𝑁 𝐴𝑠 (2.13)

Untuk Tiang Tekan Hidrolis baja profil:

𝑄𝑢 = 4.𝑁𝑏 .𝐴𝑏 +1

100𝑁 𝐴𝑠 (2.14)

Keterangan:

Qu = Kapasitas Ultimate Tiang Tekan Hidrolis (ton).

27

Nb = Nilai N dari uji SPT pada tanah di sekitar dasar Tiang Tekan

Hidrolis.

As = Luas selimut Tiang Tekan Hidrolis (ft2) dengan 1ft = 30,48 cm.

Ab = Luas penampang Tiang Tekan Hidrolis (ft2).

Nilai maksimum 𝑁 /50 dari suku ke-2 pada Persamaan (2.13) dan (2.14), yaitu

suku Persamaan yang menyatakan tahan gesek dinding Tiang Tekan Hidrolis,

disarankan sebesar 1.0 ton/ft2 (1.08 kg/m

2 = 107 kN/m

2) untuk Persamaan (2.13).

Kedua Persamaan di atas telah digunakan dengan aman untuk perancangan Tiang

Tekan Hidrolis pada lempung kaku (Bromham dan Styles, 1971).

Pada penelitian selanjutnya, Meyerhoff (1976) mengusulkan Persamaan untuk

menghitung tahanan ujung tiang:

𝑄𝑏 = 𝐴𝑕 38 𝑁 𝐿𝑏𝐷 ≤ 380 𝑁 𝐴𝑏 𝑘𝑁 (2.15)

Dengan 𝑁 adalah nilai N rata-rata yang dihitung dari 8D di atas dasar Tiang

Tekan Hidrolis sampai 4D di bawah dasar Tiang Tekan Hidrolis, sedangkan Lb/D

adalah rasio kedalaman yang nilainya kurang dari L/D bila tanahnya berlapis-lapis

(Meyerhoff, 1976) (D = Diameter Tiang Tekan Hidrolis).

Berdasarkan Metode Meyerhoff (1976), cara untuk menghitung daya dukung

ujung dan selimut pondasi Tiang Tekan Hidrolis adalah sebagai berikut:

A. Tanah Non Kohesif

Daya dukung ujung Tiang Tekan Hidrolis (Qp) dihitung sebesar:

28

𝑄𝑝 = 40 𝑥 𝑁 − 𝑆𝑃𝑇 𝑥𝐴𝑝 < 400 𝑥 𝑁 − 𝑆𝑃𝑇𝑎𝑣 𝑥 𝐴𝑝 (2.16)

𝑁 − 𝑆𝑃𝑇𝑎𝑣 =𝑁1 + 𝑁2

2 𝑀𝑒𝑦𝑒𝑟𝑕𝑜𝑓𝑓 (2.17)

Keterangan:

Qp = Tahanan ujung tiang (kN).

Ap = Luas penampang tiang (m2).

Lb = Panjang penetrasi tiang (m).

N1 = Harga N rata-rata dari dasar ke 10D ke atas.

N2 = Harga N rata-rata dari dasar ke 4D ke bawah.

Sedangkan besar tahanan selimut Tiang Tekan Hidrolis (Qs) dihitung

sebesar:

𝑄𝑠 = 2 𝑥 𝑁 − 𝑆𝑃𝑇 𝑥 𝑝 𝑥 𝐿𝑖 (2.18)

Keterangan:

p = Keliling tiang (m).

Li = Panjang atau tebal lapisan tanah (m).

B. Tanah kohesif

Daya dukung ujung Tiang Tekan Hidrolis (Qp) dihitung sebesar:

29

𝑄𝑏 = 9 𝑥 𝑐𝑢𝑥𝐴𝑝 (2.19)

𝑐𝑢 =2

3𝑥 𝑁 − 𝑆𝑃𝑇 𝑥 10 (2.20)

Sedangkan besar tahanan selimut Tiang Tekan Hidrolis (Qs) dihitung

sebesar:

𝑄𝑠 = 𝛼 𝑥 𝑐𝑢𝑥 𝑝 𝑥 𝐿𝑖 (2.21)

Keterangan: α = Faktor adhesi antara tanah dan tiang (kN/m2).

cu = Kohesi undrained (kN/m2).

Nilai Faktor Adhesi dapat diperoleh dari Grafik pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Faktor Adhesi untuk Tiang Pancang dalam Tanah Lempung

(Mc Clellend, 1974)

Untuk mendapatkan nilai Nq* dapat menggunakan Grafik pada Gambar 2.2.

30

Gambar 2.2. Hubungan antara Sudut Geser Dalam Tanah dengan Nq*

2.6. Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis Dengan Data Pembebanan (Loading

Test)

Pengujian pembebanan dimaksudkan untuk mengetahui hubungan antara beban

dengan penurunan pondasi akibat pembebanan (beban rencana, beban Testing, dan

penurunan tetap setelah beban dipindahkan). Besar daya dukung Tiang Tekan

Hidrolis berdasarkan hasil uji pembebanan dapat diketahui langsung pada saat

pengujian beban.

Loading Test biasa disebut juga dengan uji pembebanan statik aksial (Static

axial Loading Test). Cara yang paling dapat diandalkan untuk menguji daya dukung

pondasi tiang adalah dengan uji pembebanan statik.

31

Tujuan dilakukan pengujian pembebanan vertikal tekan (compressive Loading

Test) terhadap pondasi tiang adalah sebagai berikut:

1. Untuk mengetahui hubungan antara beban dengan penurunan pondasi akibat

beban rencana.

2. Untuk menguji tanah di bawah pondasi agar mampu memikul beban rencana

dan membuktikan bahwa dalam pelaksanaan pemancangan tidak terjadi

kegagalan.

3. Untuk menentukan daya dukung yang sebenarnya sebagai kontrol terhadap

hasil perhitungan berdasarkan formula statis maupun dinamis.

4. Untuk mengetahui tingkat elastisitas tanah, mutu beton dan mutu besi beton

(Wesley,1997).

Uji pembebanan biasanya diperlukan untuk kondisi-kondisi sebagai berikut:

1. Perhitungan analitis tidak memungkinkan untuk dilakukan karena

keterbatasan informasi mengenai detail dan geometri struktur.

2. Besar beban rencana yang tergolong sangat besar khususnya pada bangunan

bertingkat tinggi.

3. Kinerja struktur yang sudah menurun karena adanya penurunan kualitas

bahan, akibat serangan zat kimia, ataupun karena adanya kerusakan fisik

yang dialami bagian-bagian struktur, akibat kebakaran, gempa, pembebanan

yang berlebihan, dan lain-lain.

4. Struktur direncanakan dengan metode-metode yang tidak lazim, sehingga

menimbulkan kekhawatiran mengenai tingkat keamanan struktur.

32

5. Perubahan fungsi struktur, sehingga menimbulkan pembebanan tambahan

yang belum diperhitungkan dalam perencanaan.

6. Kekhawatiran atas rendahnya mutu pelaksanaan ataupun resiko dalam

kesalahan perhitungan dalam perencanaan yang tidak terdeteksi.

Para praktisi dan peneliti sudah menggunakan banyak metode pengujian beban

tiang seperti dimuat dalam berbagai literatur dan jurnal. Dari sekian banyak metode

pengujian beban tiang, ada 4 (empat) jenis metode pengujian yang diidentifikasi

sebagai metode pengujian beban dasar, yaitu:

1. Slow Maintaned Load Test Method (SM Test).

2. Quick Maintaned Load Test Method (QM Test).

3. Constant Rate of Penetration Test Method (CRP Test).

4. Swedish Cyclic Test Method (SC Test).

2.6.1. Slow Maintaned Load Test Method (SM Test)

Metode pengujian ini disarankan oleh ASTM D1143-81 (1989), yang

terdiri dari langkah-langkah sebagai berikut:

1. Bebani Tiang Tekan Hidrolis dengan delapan tahap penambahan

pembebanan, yaitu 25%, 50%, 75%, 100%, 125%, 150%, 175%, dan

200% hingga 200% dari beban rencana.

2. Pertahankan setiap penambahan pembebanan hingga rata-rata

penurunan berkurang sebesar 0,01 in/h (0,25 mm/h) tapi tidak lebih

dari 2h (h = jam).

3. Pertahankan beban 200% selama 24 jam.

33

4. Setelah waktu holding tercapai, ganti beban dengan pengurangan 25%

dengan waktu 1 jam di antara jeda pengurangan beban.

5. Setelah beban bekerja dan diganti, seperti di atas, bebani kembali

Tiang Tekan Hidrolis dengan tes pembebanan dengan penambahan

50% beban rencana, berikan waktu 20 menit diantara penambahan

beban.

6. Kemudian tambah penambahan beban sebesar 10% dari beban rencana

sampai runtuh, dan berikan juga waktu 20 menit diantara penambahan

beban.

Metode pengujian ini umumnya dipertimbangkan sebagai metode

pengujian standard ASTM dan secara umum digunakan pada pengujian

lapangan untuk memasang Tiang Tekan Hidrolis dan spesifikasi tertulis.

Kelemahan utama dari pengujian ini adalah dalam hal waktu yang terpakai,

misalnya suatu jenis periode pengujian memakan waktu 40 sampai 70 jam atau

lebih.

2.6.2. Quick Maintaned Load Test Method (QM Test)

Metode pengujian ini direkomendasikan oleh New York State Department

of Transportation, The Federal Highway Administration, dan ASTM 1143-81

(Opsional), yang terdiri dari langkah-langkah sebagai berikut:

1. Bebani Tiang Tekan Hidrolis dalam 20 tahap penambahan beban

sampai 300% dari beban rencana atau setiap penambahan beban

sebesar 15% dari beban rencana.

34

2. Pertahankan setiap pembebanan dengan periode 5 menit dengan

pembacaan setiap 2,5 menit.

3. Tambah penambahan pembebanan hingga jacking berlanjut

dibutuhkan untuk menjaga beban uji atau beban uji tercapai.

4. Setelah interval 5 menit, ganti seluruh beban dari Tiang Tekan Hidrolis

ke dalam 4 tahap pengurangan beban yang sama dengan waktu antara

selama 5 menit.

Metode pengujian ini berlangsung cepat dan ekonomis. Waktu tipikal

untuk pengujian ini selama 3 sampai 5 jam. Metode pengujian ini mewakili

lebih banyak kondisi Undrained. Metode ini tidak dapat digunakan untuk

memperkirakan penurunan karena termasuk metode cepat.

2.6.3. Constant Rate of Penetration Test Method (CRP Test)

Metode ini direkomendasikan oleh Swedish Pile Commission, New York

State Department of Transportation, dan ASTM D1143-81 (Opsional).

Langkah-langkah utama CRP Test adalah sebagai berikut:

1. Kepala Tiang Tekan Hidrolis diperkuat untuk menerima penurunan

0,05 in/menit (1,25 mm/menit).

2. Gaya yang dibutuhkan untuk mencapai penetrasi rata-rata dicatat.

3. Pengujian dilakukan sampai total penetrasi 2 sampai 3 inchi (50

sampai 75 mm).

35

Keuntungan utama dari metode ini adalah bahwa waktu 2 sampai 3 jam

sangat singkat dan ekonomis. Metode ini cocok untuk friction piles tetapi tidak

cocok untuk end-bearing piles karena persyaratan gaya yang besar untuk

menghasilkan penetrasi melewati lapisan tanah keras.

2.6.4. Swedish Cyclic Test Method (SC Test)

Metode ini disarankan oleh Swedish Pile Commission dan terdiri dari

langkah-langkah sebagai berikut:

1. Bebani Tiang Tekan Hidrolis hingga satu-tiga dari beban rencana.

2. Hilangkan beban (unloading) hingga satu-enam dari beban rencana.

Ulangi siklus loading dan unloading 20 kali.

3. Tingkatkan beban sampai 50% lebih tinggi dari item (a) dan kemudian

ulangi seperti item (b).

4. Lanjutkan sampai keruntuhan terjadi.

Metode ini adalah waktu terpakai, dan perubahan siklus perilaku Tiang

Tekan Hidrolis sehingga Tiang Tekan Hidrolis berbeda dibandingkan Tiang

Tekan Hidrolis aslinya. Hal itu hanya disarankan untuk proyek-proyek khusus

Keterangan pembebanan siklik menjadi hal yang utama.

Seperti terlihat pada Gambar 2.3, SM Test dan SC Test merupakan tes

paling lambat dan CRP Test adalah tes yang paling cepat. Gambar 2.4

membandingkan perilaku beban – penurunan untuk keempat jenis tes tersebut

di atas. Gambar tersebut menunjukkan bahwa bentuk kurva beban – penurunan

36

dengan metode CRP Test dengan baik terdefenisikan dan sesuai dengan kurva

beban terhadap penurunan pada QM Test sebelum keruntuhan tercapai. Metode

SM Test umumnya digunakan di Amerika Utara karena sederhana, banyak

engineer yang familiar dengan metode ini, interpretasinya berdasarkan atas

penurunan kotor dan penurunan bersih dapat dibuat dengan mudah, dan

memberikan estimasi yang kasar untuk penurunan Tiang Tekan Hidrolis yang

diharapkan di bawah beban kerja. Interpretasi beban runtuh dari kurva beban –

penurunan diperoleh dari tes pembebanan akan didiskusikan pada subbab 2.9.

Untuk lebih jelasnya, perbandingan waktu yang dibutuhkan pada 4

metode pengujian Loading Test dapat dilihat pada Gambar 2.3. Skala satuan

waktu yang digunakan adalah jam, sedangkan beban (load) dalam satuan ton.

Gambar 2.3. Perbandingan Waktu Yang Dibutuhkan Pada 4 Metode Pengujian

(Fellenius, 1975)

37

Perilaku penurunan (movement) yang terjadi terhadap beban (load)

yang diberikan pada 4 metode Loading Test dapat dilihat pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Perbandingan Perilaku Beban – Penurunan pada 4 Metode

Pengujian (Fellenius, 1975)

Dalam penelitian tesis ini, pelaksanaan Loading Test menggunakan

Metode Slow Maintaned Load Test Method dengan alat Jacking Pile System

kapasitas 300 ton, yang dilaksanakan dengan menggunakan beban berat sendiri

alat jacking pile ditambah counterweight dengan berat total 420 ton. Test ini

menggunakan 1 unit main beam dengan dimemsi 2 buah (750x300x11x18x50),

1 buah hydraulic jack kapasitas 500 ton dan 6 (enam) buah dial gauge untuk

mengukur penurunan (settlement) dan pergeseran.

38

Pembebanan berjalan setelah dilakukan pemompaan terhadap hydraulic

jack kapasitas 500 ton. Hydraulic Jack menekan main beam, beban diteruskan

ke berat sendiri unit jacking pile, sehingga aksi dari tekanan hydraulic jack

menimbulkan reaksi berupa gaya tekan ke bawah. Gaya tekan ke bawah ini

mengakibatkan penurunan tiang (settlement). Penurunan tiang yang terjadi

akibat reaksi tersebut diukur melalui 4 (empat) buah dial gauge pada balok

reference beam yang dipasang dengan kokoh.

Peralatan yang digunakan dalam pengujian pembebanan (Loading Test) ini

antara lain:

1. HYDRAULIC JACK.

a. Type : CLR 500.

b. Kapasitas : 500 ton.

c. Diameter Ram : 13,307 inch.

d. Merk : Enerpac.

e. Jumlah : 1 (satu) unit.

2. POMPA HYDRAULIC.

a. Kapasitas : 10.000 psi.

b. Model : P-464.

c. Merk : Enerpac.

d. Jumlah : 1 (satu) unit.

3. DIAL GAUGE

a. Type : 3058 E.

b. Kapasitas : 0,01 mm – 50 mm.

39

c. Ketelitian : 0,01 mm.

d. Merk : Mitutoyo.

e. Jumlah : 6 (enam) unit.

4. PRESSURE GAUGE.

a. Kapasitas / Div : 10.000 / 200 psi.

b. Type / No. Seri : 014079332/CL.1,0/Type 2.

c. Merk : WIKA.

d. Jumlah : 1 (satu) unit.

Susunan peralatan pada pelaksanaan pengujian pembebanan (Loading

Test) dapat dilihat pada Gambar 2.5 dan Gambar 2.6.

Gambar 2.5. Gambar Static Axial Compression Test Kapasitas 300 ton (200%)

40

Gambar 2.6. Denah Static Axial Compression Test Kapasitas 300 ton (200%)

2.6.5. Prosedur Pengujian

Prosedur pengujian pembebanan aksial compression kapasitas 300 ton

dilaksanakan sesuai dengan ASTM D1143-81, “Standard Test Method for Piles

Under Static Axial Compressive Loads”, Section 5.2, “Cyclic Loading

Procedures”.

Prosedur pengujiannya adalah sebagai berikut:

1. Bebani tiang sampai 200% dari beban rencana dengan pertambahan

yang sama yaitu: 0%, 25%, 50%, 75%, 125%, 150%, 175%, 200%.

2. Pertahankan penambahan pembebanan hingga kecepatan penurunan

tidak lebih dari 0,01 in/hari atau 0,25 in/jam, tapi tidak lebih dari 2

(dua) jam.

3. Pertahankan beban 200% hingga 24 jam.

41

4. Sesudah pembebanan pada massa tersebut beban dikurangkan 25%

dengan selang 1 jam untuk tiap pengurangan.

5. Sesudah beban dipasang dan dikurangi seperti di atas, bebani kembali

tiang pada pengujian dengan kenaikan 50% dari beban rencana yang

diizinkan, 20 menit tiap penambahan beban.

6. Tambahkan beban tiap 10% dari beban rencana sampai keruntuhan

dengan selang penambahan 20 menit.

Percobaan pembebanan lain dapat menggunakan 2 (tipe) sebagai berikut:

a. Percobaan yang dibagi atas 4 (empat) cycle dengan pembebanan setiap

cycle adalah sebagai berikut:

I. 0% - 25% - 50% - 25% - 0%

II. 0% - 50% - 75% - 100% - 75% - 50% - 0%

III. 0% - 50% - 125% - 150% - 125% - 50% - 0%

IV. 0% - 50% - 100% - 150% - 175% - 200% - 150% - 100% - 50%

- 0%

b. Percobaan dengan 1 (satu) cycle Keterangan pembebanan diberikan

sebagai berikut:

I. 0% - 100% - 133% - 166% - 200% - 166% - 133% - 100% - 0%

42

2.6.6. Prosedur Pengukuran Penurunan Tiang Tekan Hidrolis

Lokasi yang diamati pada pengukuran penurunan Tiang Tekan Hidrolis

ialah pada kepala Tiang Tekan Hidrolisnya. Pembacaan dapat dilakukan pada

lempeng pengujian dengan cara sebagai berikut:

1. Lakukan pembacaan terhadap waktu, beban penurunan dan catat

semua sebelum dan sesudah dilakukannya penambahan atau

pengurangan beban.

2. Selama pembacaan pastikan tiang tidak runtuh, lakukan pembacaan

tambahan dan catat hasil pembacaan pada interval tidak lebih dari 10

menit selama setengah jam atau 20 menit sesudah tiap penambahan

beban.

3. Sesudah beban puncak dibebankan, pastikan bahwa tiang tidak runtuh.

Lakukan pembacaan pada interval tidak lebih dari 20 menit pada 2 jam

pertama, tidak lebih dari 1 jam pada 10 jam berikutnya dan tidak lebih

dari 2 jam untuk 12 jam berikutnya.

4. Jika terjadi keruntuhan tiang, segera lakukan pembacaan sebelum

beban pertama dikurangi. Selama pengurangan beban, lakukan

pembacaan dan catat dengan interval tidak lebih dari 20 menit.

5. Lakukan pembacaan akhir 12 jam sesudah beban dipindahkan.

6. Besar beban (dalam ton) dan lama pembebanan serta waktu

pembacaan penurunan dimuat dalam Tabel jadwal Loading Test.

43

Beban runtuh Ultimate suatu tiang didefenisikan sebagai beban saat tiang

tersebut amblas atau penurunan terjadi dengan cepatnya di bawah tekanan

beban. Defenisi keruntuhan lain menganggap batas penurunan dapat berubah-

ubah, misalnya saat tiang dianggap sudah runtuh ketika bergerak 10% dari

diameter ujung atau penurunan kotor 1,50 inchi (38 mm) dan penurunan bersih

0,75 inchi (19 mm) terjadi di bawah 2 kali beban rencana.

2.7. Perencanaan Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis Menurut Hasil SPT

Dari data SPT (N-Value) daya dukung Tiang Tekan Hidrolis dapat

direncanakan dan dihitung. Tesis ini menggunakan metode Meyerhoff (1976) untuk

menghitung daya dukung Tiang Tekan Hidrolis. Metode ini banyak digunakan untuk

merencanakan daya dukung Tiang Tekan Hidrolis dan menentukan daya dukung

tiang izinnya dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

𝑃 = 𝑚 𝑁𝑎 𝐴𝑐

3+ 𝑛𝑁 𝐴𝑠

5 (2.22)

Keterangan:

P = Daya dukung tiang izin (ton).

m = Koefisien perlawanan ujung.

n = Koefisien perlawanan geser tiang.

Ac = Luas penampang tiang (cm2).

N1 = Nilai N-SPT pada ujung tiang.

44

N2 = Nilai N-SPT dari ujung tiang hingga 4 kali diameter di atas ujung

tiang.

Na = Nilai N-SPT pada elevasi dasar tiang.

Na = ½ (N1 + N2) ≤ 40 (2.23)

3 dan 5 = Faktor keamanan tergantung pada jenis pondasi.

As = Luas tiang pada interval kedalaman.

Untuk menentukan nilai koefisien perlawanan ujung tiang (m) dan koefisien

perlawanan gesek tiang (n) dapat dilihat pada Tabel 2.6.

Tabel 2. 6. Harga m dan n untuk Persamaan Meyerhoff

2.8. Perencanaan Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis Menurut Hasil Sondir

Data hasil pengujian Sondir juga dapat digunakan untuk menghitung daya

dukung Tiang Tekan Hidrolis. Perencanaan pondasi Tiang Tekan Hidrolis dengan

NO. JENIS TANAH JENIS TIANG m n BATASAN

Meyerhoff (1976)

Pasiran Pondasi dalam 40 0.2

Lempungan 0.5

Okahara (1992) 0.2 ≤ 10 t/m2

PasiranTiang tekan hidrolis cor di tempat

“inner digging ”40 0.5 ≤ 20 t/m

2

0.1 ≤ 5 t/m2

1 ≤ 15 t/m2

Tiang tekan hidrolis cor di tempat

“inner digging ”12 - -

Kohesif 0.5 ≤ 0.1 t/m2

Takahashi (1992)

Pasiran Tiang tekan hidrolis 30 0.2

1

2

3

45

menggunakan hasil Sondir ini dilakukan dengan metode langsung dengan rumus yang

diperkenalkan Meyerhoff (1976) sebagai berikut:

𝑄𝑢 = 𝑞𝑐 𝑥 𝐴𝑝 + 𝐽𝐻𝐿 𝑥 𝐾𝐻 (2.24)

𝑄𝑖𝑧𝑖𝑛 = 𝑞𝑐 𝑥 𝐴𝑝

3+𝐽𝐻𝐿 𝑥 𝐾𝐻

5 (2.25)

Keterangan:

Qu = Kapasitas daya dukung Tiang Tekan Hidrolis tunggal.

qp = Tahanan ujung Sondir.

qc = Tahanan ujung Sondir terkoreksi.

qp = qc menurut Meyerhoff dapat diambil untuk keperluan praktis.

JHL = Jumlah hambatan lekat.

KH = Keliling Tiang Tekan Hidrolis.

Ap = Luas penampang tiang.

3 dan 5 = Faktor keamanan.

2.9. Interpretasi Hasil Uji Pembebanan (Loading Test)

Umumnya data uji pembebanan diplotkan dengan beban sebagai absis dan

penurunan sebagai ordinat. Data yang berupa titik ini kemudian digunakan untuk

membuat perkiraan beban runtuh sehingga kapasitas yang diizinkan dapat dihitung.

46

Beban runtuh Ultimate suatu Tiang Tekan Hidrolis didefenisikan sebagai beban

saat tiang tersebut amblas atau penurunan terjadi dengan cepatnya di bawah tekanan

beban. Defenisi keruntuhan lain menganggap batas penurunan kotor 1,50 inchi (38

mm) dan penurunan bersih 0,75 inchi (19 mm) terjadi di bawah 2 kali beban rencana.

Banyak ahli teknik mendefenisikan beban runtuh adalah titik potong dari garis

singgung awal kurva (penurunan vs beban) dengan garis singgung atau perluasan

bagian akhir dari kurva. Ada beberapa metode interpretasi data Loading Test yang

dibahas dalam tesis ini antara lain:

1. Metode Davisson (1972).

2. Metode Chin (1970, 1971).

3. Metode Mazurkiewicz (1972).

2.9.1. Metode Davisson (1972)

Langkah-langkah untuk mendapatkan daya dukung ultimate dengan

metode Davisson terdiri dari langkah-langkah sebagai berikut:

1. Gambar kurva beban vs penurunan seperti ditunjukkan pada Gambar

2.7.

2. Dapatkan penurunan elastis, ∆ = (Qva)L/AE dari Tiang Tekan Hidrolis,

Keterangan Qva adalah beban kerja, L adalah panjang Tiang Tekan

Hidrolis, A adalah luas penampang Tiang Tekan Hidrolis, dan E

adalah modulus elastisitas bahan Tiang Tekan Hidrolis.

47

3. Gambar garis OA menurut Persamaan penurunan elastis (∆) seperti

yang didefenisikan pada point b. Gambar sebuah garis BC sejajar

dengan garis OA pada suatu jarak x Keterangan x = 0,15 + D/120 in,

(D = diameter Tiang Tekan Hidrolis dalam satuan inchi).

4. Daya dukung ultimate adalah perpotongan antara garis BC dengan

kurva Beban-Penurunan seperti tertulis di point c.

Metode ini sejatinya direkomendasikan untuk driven piles, dan lebih

cocok digunakan untuk metode QM Test. Keuntungan utama dari metode ini

adalah batas garis BC dapat digambarkan sebelum pengujian dilakukan.

Adapun hal itu dapat digunakan seperti kriteria penerimaan untuk proof-Tested

contract pile. Untuk lebih jelasnya, prosedur metode Davisson dapat diihat

pada Gambar 2.7.

Gambar 2. 7. Grafik Persamaan Pada Metode Davisson

48

2.9.2. Metode Chin (1970, 1971)

Metode Chin ditunjukkan pada Gambar 2.8 dengan langkah-langkah

sebagai berikut:

1. Gambar grafik ∆/Qva vs ∆, Keterangan ∆ adalah penurunan dan Qva

adalah beban kerja.

2. Daya dukung Ultimate (Qv)ult kemudian sama dengan 1/C1. Gambar

2.8 menjelaskan semua hal ini. Hubungan ini diberikan dalam gambar

ini mengasumsikan bahwa kurva beban terhadap penurunan mendekati

kurva hiperbolik.

Interpretasi daya dukung Ultimate dalam metode ini diaplikasikan dalam

QM dan SM Test, menyediakan peningkatan waktu yang konstan yang dipakai

selama pengujian. Pemilihan garis lurus dari titik-titik seharusnya dapat

dipahami bahwa titik-titik data tidak muncul ke bawah pada garis lurus hingga

pengujian pembebanan melewati nilai batas Davisson. Metode ini tidak

menyediakan nilai keruntuhan yang sesuai kenyataan untuk pengujian-

pengujian yang mengikuti metode standard ASTM karena pengujian itu tidak

mempunyai peningkatan beban waktu yang konstan.

Untuk lebih jelasnya, prosedur metode Chin secara grafis dapat dilihat

pada Gambar 2.8.

49

Gambar 2. 8. Grafik Persamaan Pada Metode Chin

2.9.3. Metode Mazurkiewicz (1972)

Sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2.9, adapun langkah-langkah

perhitungan daya dukung Tiang Tekan Hidrolis dengan metode ini adalah

sebagai berikut:

1. Plot kurva beban terhadap penurunan.

2. Pilih suatu tahap penurunan kepala Tiang Tekan Hidrolis dan gambar

garis vertikal yang memotong kurva. Kemudian gambar garis

horizontal dari titik perpotongan tersebut pada kurva hingga memotong

sumbu beban.

3. Dari perpotongan setiap beban, gambar garis yang membentuk sudut

45˚ hingga memotong garis beban berikutnya.

50

4. Perpotongan-perpotongan ini akan membentuk suatu garis lurus. Titik

yang diperoleh oleh perpotongan dari perpanjangan garis ini pada

sumbu beban (vertikal) adalah beban runtuh.

Metode ini mengasumsikan bahwa kurva beban terhadap penurunan

mendekati kurva parabolik. Nilai beban runtuh diperoleh dengan metode ini

seharusnya bagaimanapun memenuhi 80% kriteria. Lebih jauh lagi, semua

perpotongan garis-garis ini tidak selalu membentuk garis lurus. Bagaimanapun,

beberapa penegasan mungkin diperlukan dalam menggambar garis lurus.

Gambar 2.9. menunjukkan contoh prosedur bagaimana interpretasi hasil

Loading Test dengan metode Mazurkiewicz digunakan.

Gambar 2.9. Grafik Persamaan Pada Metode Mazurkiewicz

51

2.10. Daya Dukung Aksial Tiang Tekan Hidrolis Berdasarkan Kekuatan Bahan

Selain berdasarkan hasil pengujian tanah (Soil Investigation) yang telah dibahas

sebelumnya, kapasitas daya dukung aksial tiang juga perlu diuji berdasarkan kekuatan

dari bahan tiang yang dipergunakan. Adapun kapasitas daya dukung berdasarkan

kekuatan bahan tiang dapat diperoleh dari Persamaan berikut ini:

𝑃𝑇𝑖𝑎𝑛𝑔 = 𝜎𝑏 .𝐴𝑇𝑖𝑎𝑛𝑔 (2.26)

Keterangan:

Ptiang = Daya dukung tiang yang diizinkan (kN).

ζb = Kuat tekan beton yang diizinkan (kN/m2).

Atiang = Luas Penampang Tiang Tekan Hidrolis (m2).

2.11. Penurunan Tiang Tekan Hidrolis

Penurunan pada pondasi Tiang Tekan Hidrolis dapat dikaji dari 2 komponen,

yaitu: penurunan elastis dan penurunan konsolidasi. Penurunan elastis tergantung dari

sifat elastis tanah dan Tiang Tekan Hidrolis itu sendiri. Dalam perhitungan, perlu

dibedakan antara penurunan tiang tunggal dengan penurunan tiang kelompok.

Penurunan pada tiang kelompok bergantung dari penurunan tiang tunggal. Penurunan

total pondasi Tiang Tekan Hidrolis merupakan penjumlahan dari penurunan elastis

tiang dengan penurunan konsolidasi tiang.

52

2.11.1. Penurunan Elastis Tiang Tekan Hidrolis Tunggal

Penurunan Tiang Tekan Hidrolis akibat beban vertikal Qw dapat

dihitung dengan rumus:

S = S1 + S2 + S3 (2.27)

Keterangan:

S = Penurunan tiang total.

S1 = Penurunan batang tiang.

S2 = Penurunan tiang akibat beban titik.

S3 = Penurunan tiang akibat beban yang tersalur sepanjang batang.

Berikut adalah langkah-langkah dalam menentukan ketiga faktor

penurunan di atas yaitu:

a. Menentukan S1

Jika diasumsikan bahan tiang adalah elastis, maka deformasi batang

tiang dapat dihitung dengan rumus berikut:

𝑆1 = 𝑄𝑤𝑝 + 𝜉 𝑄𝑤𝑠 𝐿

𝐴𝑝𝐸𝑝 (2.28)

Keterangan:

Qwp = Beban yang dipikul ujung tiang di bawah kondisi beban

kerja.

53

Qws = Beban yang dipikul selimut tiang di bawah kondisi beban

kerja.

Ap = Luas penampang tiang.

L = Panjang tiang.

Ep = Modulus Young bahan tiang.

Besarnya ξ bergantung pada sifat distribusi tahanan selimut

sepanjang batang tiang. Jika distribusi f adalah seragam atau parabola,

seperti ditunjukkan pada Gambar 2.10, pada (a) dan (b) besar ξ adalah

0.5. Namun untuk distribusi f dalam bentuk segitiga, Gambar 2.10 (c)

nilai ξ sekitar 0.67 (Vesic, 1977).

Bentuk distribusi tahanan selimut sepanjang tiang tekan hidrolis

ditampilkan pada Gambar 2.10. Tampak bahwa ada 3 jenis distribusi

tahanan selimut tiang tekan hidrolis.

Gambar 2.10. Jenis Distribusi Tahanan Selimut Tiang Tekan Hidrolis

Tunggal

54

b. Menentukan S2

Penurunan Tiang Tekan Hidrolis akibat beban pada ujung tiang

dapat dinyatakan dalam bentuk yang sama dengan penurunan pada

pondasi dangkal. Rumusnya adalah sebagai berikut:

𝑆2 = 𝑞𝑤𝑝𝐷

𝐸𝑠 1− 𝜇𝑠

2 𝐼𝑤𝑝 (2.29)

𝑞𝑤𝑝 = 𝑄𝑤𝑝

𝐴𝑝 (2.30)

Keterangan:

D = Lebar atau diameter Tiang Tekan Hidrolis.

qwp = Beban titik per satuan luas ujung tiang.

Es = Modulus Young tanah.

μs = Angka Poisson tanah.

Iwp = Faktor pengaruh.

Untuk tujuan praktis, Iwp dapat ditentukan sama dengan αr

sebagaimana digunakan pada penurunan elastis pondasi dangkal. Jika

tidak ada hasil laboratorium, maka nilai Modulus Young dan angka

Poisson dapat diperoleh dari korelasi sebagaimana terlihat pada Tabel

2.7. Nilai kedua parameter tersebut tergantung pada jenis tanah dan

konsistensi tanah.

55

Tabel 2. 7. Parameter Elastis Tanah (Meyerhoff, 1956)

Vesic (1977) juga mengajukan suatu metode semi empiris untuk

menentukan besarnya penurunan S2. Metode itu dapat dinyatakan

dengan rumus berikut:

𝑆2 =𝑄𝑤𝑝 .𝐶𝑝

𝐷. 𝑞𝑝 (2.31)

Keterangan: qp = Tahanan ujung batas tiang.

Cp = Koefisien empiris.

Nilai Cp pada berbagai jenis tanah ditampilkan pada Tabel 2.8.

Tabel 2. 8. Nilai Tipikal Cp (dari Design of Pile Foundation by A.S.

Vesic, 1977)

56

c. Menentukan S3

Penurunan tiang yang diakibatkan oleh pembebanan pada selimut

tiang dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

𝑆3 = 𝑄𝑤𝑠

𝑝𝐿 𝐷


2 𝐼𝑤𝑠 (2.32)

Keterangan:

p = Keliling tiang.

L = Panjang tiang yang tertanam.

Iws = Faktor pengaruh.

Perlu dicatat bahwa suku Qws / pL pada Persamaan di atas adalah

nilai rata-rata f di sepanjang batang tiang. Faktor pengaruh Iws dapat

dinyatakan dengan sebuah hubungan empiris yang sederhana sebagai

(Vesic, 1977).

𝐼𝑤𝑠 = 2 + 0.35 𝐿

𝐷 (2.33)

Vesic (1977) juga mengajukan sebuah hubungan empiris sederhana

untuk menentukan S3 sebagai berikut:

𝑆3 =𝑄𝑤𝑠𝐶𝑠𝐿𝑞𝑝

(2.34)

Keterangan:

57

Cs = Sebuah konstanta empiris.

𝐶𝑠 = 0.93 + 0.16 𝐿

𝐷 𝐶𝑝 (2.35)

Nilai Cp dapat diperoleh dari Tabel 2.8.

2.11.2. Penurunan Elastis Kelompok Tiang

Beberapa penyelidikan tentang penurunan tiang kelompok yang telah

dipublikasikan dalam literatur memiliki hasil yang sangat beragam. Hubungan

yang paling sederhana untuk penurunan tiang kelompok diberikan oleh Vesic

(1969) sebagai berikut:

𝑆𝑔(𝑒) = 𝑠 𝐵𝑔

𝐷 (2.36)

Keterangan:

Sg(e) = Penurunan elastik tiang kelompok.

Bg = Lebar tiang kelompok.

D = Diameter satu tiang dalam kelompok.

s = Penurunan elastik tiang tunggal.

Untuk tiang kelompok di dalam pasir atau kerikil, Meyerhoff (1976)

menggagas hubungan empiris berikut untuk penurunan elastik.

58

𝑆𝑔 𝑒 𝑚𝑚 = 0.92 𝑞 𝐵𝑔𝐼

𝑁𝑐𝑜𝑟𝑟 (2.37)

𝑞 𝑘𝑁

𝑚2 =

𝑄𝑔

𝐿𝑔𝐵𝑔 (2.38)

𝐼 = 1 −𝐿

8𝐵𝑔≥ 0.5 (2.39)

Keterangan:

Lg dan Bg = Panjang dan lebar tiang kelompok.

Ncorr = N-SPT koreksi rata-rata dalam daerah penurunan

(≈ sedalam Bg di bawah Ujung tiang).

I = Faktor pengaruh.

L = Panjang tiang yang tertanam.

Dengan cara yang sama, penurunan tiang kelompok dapat

dihubungkan juga dengan CPT sebagai berikut:

𝑆𝑔(𝑒) = 𝑞𝐵𝑔𝐼

2𝑞𝑐 (2.40)

Keterangan:

qc = Nilai CPT rata-rata pada daerah penurunan.

Dalam Persamaan (2.40) semua simbol harus dalam satuan yang sesuai

atau seragam.

59

2.11.3. Efisiensi Kelompok Tiang

Efisiensi kelompok tiang sesungguhnya dapat dihitung berdasarkan

jenis tanah, cara pembebanan, dan geometri dari kelompok tiang. Yang dibahas

dalam tesis ini adalah efisiensi geometris, yaitu hanya dihitung berdasarkan

jumlah dan jarak antar tiang dalam satu kelompok. Di dalam banyak

pelaksanaan pondasi, Tiang Tekan Hidrolis digunakan dalam bentuk kelompok

tiang untuk meneruskan beban dari bangunan ke tanah. Gambar 2.11

merupakan gambaran grup tiang tekan hidrolis sebanyak n1 × n2 tiang. Lebar

grup tiang ke arah sumbu Y disimbolkan Bg, sedangkan lebar grup tiang ke arah

sumbu X disimbolkan Lg. Jarak antar tiang disimbolkan d. Secara umum,

defenisi dari efisiensi dalam kelompok tiang pancang atau tiang tekan hidrolis

merupakan suatu kondisi dimana daya dukung kelompok tiang lebih kecil dari

daya dukung tiang tunggal dikalikan dengan jumlah titik tiangnya.

Gambar 2.11. Grup Tiang Tekan Hidrolis (Das, 2011)

60

Jumlah Tiang Tekan Hidrolis dalam grup = n1 × n2

Keterangan: Lg ≥ Bg

Lg = (n1 – 1)d + 2(D/2) (2.41)

Bg = (n2 – 1)d + 2(D/2) (2.42)

Efisiensi dari load-bearing capaCity dari kelompok Tiang Tekan

Hidrolis dapat dirumuskan:

𝜂 = 𝑄𝑔(𝑥)

𝑄𝑥 (2.43)

Keterangan:

η = Efisiensi kelompok tiang.

Qg(x) = Ultimate load-bearing capaCity dari Tiang Tekan Hidrolis

grup.

Q(x) = Ultimate load-bearing capaCity dari Tiang Tekan Hidrolis

tunggal tanpa pengaruh grup.

Banyak praktisi struktur menggunakan analisis yang disederhanakan

untuk memperoleh efisiensi dari grup Tiang Tekan Hidrolis friction, khususnya

di tanah pasir. Berdasarkan jarak antar tiang di dalam grup, Tiang Tekan

Hidrolis dapat berperilaku dengan 2 (dua) cara, yaitu:

1. Sebagai suatu blok dengan dimensi Lg × Bg × L.

2. Sebagai Tiang Tekan Hidrolis tunggal.

61

Sebagai suatu blok, daya dukung dari Tiang Tekan Hidrolis friction

adalah:

𝑓𝑎𝑣𝑝𝑔𝐿 ≈ 𝑄𝑔(𝑥) (2.44)

Keterangan:

pg = Keliling penampang dari blok pondasi = 2(n1 + n2 – 2)d +

4D.

fav = Ketahanan gesekan satuan rata-rata.

Dengan cara yang sama, pada Tiang Tekan Hidrolis yang berperilaku

sebagai individu (tunggal).

𝑄𝑢 = 𝑝𝐿𝑓𝑎𝑣 (2.45)

Keterangan:

p = Keliling penampang masing-masing Tiang Tekan Hidrolis.

𝜂 =𝑄𝑔(𝑥)

𝑄𝑢=𝑓𝑎𝑣 2 𝑛1 + 𝑛2 − 2 𝑑 + 4𝐷 𝐿

𝑛1𝑛2𝑝𝐿𝑓𝑎𝑣

=2 𝑛1 + 𝑛2 − 2 𝑑 + 4𝐷

𝑝𝑛1𝑛2

𝑄𝑔(𝑥) = 2 𝑛1 + 𝑛2 − 2 𝑑 + 4𝐷

𝑝𝑛1𝑛2 𝑄𝑢 (2.46)

Rumus tersebut berlaku untuk friction piles di tanah pasir tanpa End

Bearing CapaCity.

62

Jika jarak pusat tiang ke pusat tiang, d cukup besar, maka η > 1. Dalam

hal ini, tiang berperilaku sebagai Tiang Tekan Hidrolis tunggal. Secara praktis,

jika η < 1. Selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 2.9.

𝑄𝑔(𝑥) = 𝜂 𝑄𝑢 (2.47)

Dan jika η ≥ 1, maka : 𝑄𝑔(𝑥) = 𝑄𝑢

Tabel 2. 9. Persamaan Efisiensi Grup dari Tiang Tekan Hidrolis Gesekan

(Friction Piles) (Das, 1998)

Feld (1943) mengajukan suatu metode yang mana kapasitas beban dari

Tiang Tekan Hidrolis tunggal (gesekan) pada suatu grup di tanah pasir dapat

dihitung. Menurut metode ini, daya dukung Ultimate dari suatu tiang dikurangi

seperenambelas (1/16) dari masing-masing diagonal atau barisan tiang.

Berdasarkan pengamatan eksperimental terhadap perilaku kelompok

tiang pada tanah pasir, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Untuk Tiang Tekan Hidrolis grup yang ditekan Hidrolis di tanah

pasir dengan d ≥ 3D, Qg(u) dapat diambil dari Σ Qu, Keterangan

termasuk daya dukung ujung dan gesekan dari tiang tunggal.

63

2. Untuk Tiang Tekan Hidrolis grup yang dibor di tanah pasir dengan

jarak konvensional (d≈3D), Qg(u) mungkin dapat diambil antara 2/3

sampai 3/4 kali dari Σ Qu (kapasitas ujung dan gesekan dari Tiang

Tekan Hidrolis tunggal).

Jika grup tiang berada di tanah lempung jenuh, langkah-langkah

perhitungan dapat dilakukan sebagai berikut:

1. Tentukan Σ Qu = n1n2(Qp + Qs), Qp = Ap[9cu(p)] dan Qs = Σ αpcu∆L

2. Tentukan daya dukung Ultimate dengan asumsi bahwa tiang dalam

grup berperilaku sebagai suatu blok pondasi dengan dimensi Lg× Bg

× L.

Daya dukung gesekan dari blok pondasi yaitu:

Σpgcu∆L = Σ 2(Lg + Bg)cu∆L

Daya dukung ujung tiang:

Apqp = Apcu(p)𝑁𝑐∗ = (𝐿𝑔𝐵𝑔)𝑐𝑢(𝑝)𝑁𝑐

∗

Keterangan:

cu(p) = Kohesi undrained tanah lempung pada ujung Tiang Tekan

Hidrolis.

𝑄𝑢 = 𝐿𝑔𝐵𝑔𝑐𝑢(𝑝)𝑁𝑐∗ + 2 𝐿𝑔 + 𝐵𝑔 𝑐𝑢Δ𝐿 (2.48)

3. Bandingkan hasil dari No.1 dan No.2 di atas. Nilai yang lebih

rendah dari kedua nilai tersebut adalah Qg(u).

64

Untuk daya dukung ujung tiang di tanah keras (rock), sebagian besar

peraturan bangunan yang menekankan bahwa Qg(u) = Σ Qu, menyatakan bahwa

jarak minimum pusat ke pusat Tiang Tekan Hidrolis adalah D + 300 mm.

Untuk Tiang Tekan Hidrolis bentuk H dan Tiang Tekan Hidrolis berpenampang

bujur sangkar, besar D sama dengan dimensi diagonal dari penampang Tiang

Tekan Hidrolis.

2.12. Daya Dukung Tiang Akibat Beban Horizontal / Lateral

Selain beban vertikal yang harus dipikul oleh pondasi tiang, akibat dari beban

lateral juga perlu diperhitungkan dalam analisis pondasi Tiang Tekan Hidrolis. Beban

lateral tersebut bisa berupa beban akibat angin, beban gempa, gaya akibat gelombang

pada struktur lepas pantai, maupun akibat tekanan tanah lateral. Broms (1964)

mengembangkan analisis sederhana untuk menghitung daya dukung akibat beban

lateral pada pondasi tiang. Metode perhitungan ini menggunakan teori tekanan tanah

yang disederhanakan dengan menganggap bahwa sepanjang kedalaman tiang, tanah

mencapai nilai Ultimate dengan membedakan antara tiang pendek dan panjang serta

membedakan posisi kepala tiang bebas dan terjepit.

Tiang pendek (short pile) jika D/B < 20, dan tiang panjang (long pile) jika D/B

≥ 20, Keterangan D = kedalaman tiang dan B = diameter tiang.

Kelebihan dari Metode Broms adalah:

1. Dapat digunakan pada tiang panjang dan atau tiang pendek.

2. Dapat digunakan pada kondisi kepala tiang bebas dan atau terjepit.

65

Kekurangan dari Metode Broms adalah:

1. Berlaku hanya untuk lapisan tanah yang homogen, yaitu tanah pasir saja

atau tanah lempung saja.

2. Tidak dapat diterapkan pada tanah berlapis, Keterangan merupakan kondisi

sebenarnya di lapangan.

2.12.1. Daya Dukung Tiang Pendek dengan Kepala Bebas (Free Head)

Yang dimaksud dengan tiang pendek adalah tiang yang perbandingan

antara panjang tiang terhadap diameter tiangnya masih lebih kecil dari 20 yaitu

L/D < 20.

Untuk tiang pendek, pola keruntuhan yang mungkin terjadi dan

distribusi dari tahanan Ultimate tanah ditunjukkan oleh Gambar 2.12.

Gambar 2.12. Pola keruntuhan tiang pendek dengan kepala tiang bebas (Broms,

1964)

66

Pada tanah berbutir kasar atau pasiran, titik rotasi dianggap berada di

dekat ujung tiang, sehingga tegangan yang cukup besar yang bekerja di dekat

ujung (Gambar 2.13 dan 2.14) dapat diganti dengan sebuah gaya terpusat.

Dengan mengambil momen terhadap kaki tiang diperoleh:

𝐻𝑢 =0,5 𝛾 ′𝐿3𝐵 𝐾𝑝

𝑒 + 𝐿 (2.49)

Momen maksimum diperoleh pada kedalaman x0:

𝑥0 = 0,82 𝐻𝑢

𝛾 ′𝐵𝐾𝑝

𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝐻𝑢 𝑒 + 15𝑥0 (2.50)

Gambar 2.13. Reaksi tanah

dan momen lentur tiang

pendek kepala tiang bebas

pada tanah lempung (Broms,

1964)

Gambar 2.14. Reaksi tanah



pada tanah pasir (Broms,

1964)

67

Hubungan di atas dapat dinyatakan dengan gambar yang menggunakan

suku tak berdimensi L/D seperti terlihat pada Gambar 2.15 dan 2.16.

Pada tanah lempung, momen maksimum diberikan untuk dua rentang

kedalaman, yaitu:

𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝐻𝑢 𝑒 + 1,5𝐵 + 0,5𝑥0 untuk 1,5𝐵 + 𝑥0 2.51

𝑀𝑚𝑎𝑥 = 2,25𝐵𝑐𝑢 𝐿 − 𝑥0 2 untuk 𝐿 − 𝑥0 (2.52)

Keterangan harga x0 dinyatakan sebagai berikut:

𝑥0 =𝐻𝑢

9𝑐𝑢𝐵 (2.53)

Solusi perhitungan diberikan pada Gambar 2.15 dan 2.16 Keterangan

dengan mengetahui rasio L/B dan e/B maka akan diperoleh nilai Hu / (cu.B)2,

sehingga Hu dapat dihitung.

Gambar 2.16. Daya dukung

lateral Ultimate tiang


pada tanah lempung (Broms,

1964)


lateral Ultimate tiang



1964)

68

2.12.2. Daya Dukung Tiang Pendek dengan Kepala Terjepit (Fixed Head)

Pola keruntuhan yang dapat terjadi dan distribusi dari tahanan tanah

dapat dilihat pada Gambar 2.17 dan 2.18.

Pada tanah pasir, maka kapasitas lateral dan momen maksimum

dinyatakan sebagai berikut:

𝐻𝑢 = 1,5 𝛾 ′𝐿2𝐵 𝐾𝑝 (2.54)

𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝛾 ′𝐿3𝐵 𝐾𝑝 (2.55)

Reaksi antara tanah dengan momen lentur tiang pendek dapat dilihat

pada Gambar 2.19.

Gambar 2. 16. Reaksi tanah


pendek kepala tiang terjepit


1964)

Gambar 2. 15. Pola

keruntuhan tiang pendek

kepala tiang terjepit (Broms,

1964)

69

Gambar 2.17. Reaksi tanah dan momen lentur tiang pendek – kepala tiang

terjepit pada tanah lempung (Broms, 1964)

Untuk tanah lempung, tahanan lateral dan momen maksimum dapat

dihitung dengan rumus sebagai berikut:

𝐻𝑢 = 9 𝑐𝑢𝐵 𝐿 − 1,5𝐷 2.56

𝑀𝑚𝑎𝑥 = 4,5 𝑐𝑢𝐵 𝐿2 − 2,25𝐷2 2.57

Seperti halnya pada kondisi kepala tiang bebas, untuk kondisi kepala

tiang terjepit solusi secara grafis juga diberikan berupa gambar dengan suku tak

berdimensi L/D sebagaimana terlihat pada Gambar 2.19.

2.12.3. Daya Dukung Tiang Panjang dengan Kepala Bebas (Free Head)

Pola keruntuhan yang mungkin terjadi dan distribusi tahanan tanah

dapat dilihat pada Gambar 2.20.

70

Gambar 2. 18. Tahanan tanah dan momen lentur tiang panjang dan kepala tiang

bebas (Broms, 1964)

Pada tanah pasir, karena momen maksimum terletak pada titik dengan

gaya geser sama dengan nol, maka momen maksimum dan gaya Ultimate

lateral dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝐻𝑚𝑎𝑥 𝑒 + 0,67𝑥0 2.58

𝑥0 = 0,82 𝐻𝑢

𝛾 ′𝐷 𝑘𝑝 2.59

𝐻𝑢 = 𝑀𝑢

𝑒 + 0,54 𝐻𝑢

𝛾 ′𝐷 𝐾𝑝

2.60

Mu adalah momen kapasitas ultimate dari penampang tiang. Hu dapat

dihitung dengan menggunakan chart hubungan antara nilai 𝐻𝑢

𝐾𝑝𝛾 ′𝐵3 terhadap nilai

𝐻𝑢

𝐾𝑝𝛾 ′𝐵4 seperti pada Gambar 2.20 (a dan b).

Untuk tanah lempung digunakan Persamaan seperti pada tiang pendek.

𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝐻𝑢 𝑒 + 1,5𝐷 + 0,5𝑥0 2.61

71

Keterangan: 𝑥0 =𝐻𝑢

9𝑐𝑢𝐷

Dengan mengetahui nilai 𝑀𝑢

𝑐𝑢𝐷3 maka nilai 𝐻𝑢

𝑐𝑢𝐷2 dapat ditentukan dari

Gambar 2.20.b maka harga Hu dapat diperoleh.

2.12.4. Daya Dukung Tiang Panjang dan Kepala Terjepit (Fixed Head)

Pola keruntuhan yang mungkin terjadi dan distribusi tahanan tanah

dapat dilihat pada Gambar 2.21 dan 2.22. Momen maksimum dan gaya

Ultimate lateral dapat dihitung menggunakan Persamaan:

𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝐻𝑚𝑎𝑥 𝑒 + 0,67 𝑥0 (2.62)

Untuk perhitungan daya dukung lateral Ultimate, maka untuk kondisi

kepala tiang terjepit, Gambar 2.23(a) dapat digunakan untuk tanah pasir,

sedangkan untuk tanah lempung digunakan Gambar 2.23(b).


lateral Ultimate untuk tiang

panjang pada tanah lempung

(Broms, 1964)


lateral Ultimate untuk tiang

panjang pada tanah pasir

(Broms, 1964)

72

Gambar 2.23. Perlawanan tanah dan momen lentur tiang panjang –

kepala tiang terjepit (Broms, 1964)

Keterangan untuk tanah pasir dapat menggunakan Persamaan:

𝐻𝑢 =2𝑀𝑢

𝑒 + 0,67𝑥0 2.63

𝑥0 = 0,82 𝐻𝑢

𝛾 ′𝐷 𝐾𝑝

0,5

2.64

Sedangkan untuk tanah lempung dapat menggunakan Persamaan:

𝐻𝑢 =2 𝑀𝑢

1,5 𝐷 + 0,5 𝑥0 2.65

𝑥0 =𝐻𝑢

9 𝑐𝑢 𝐷 2.66

2.13. Metode Elemen Hingga (Finite Element Method)

Metode elemen hingga dikembangkan secara modern dalam bidang teknik

bangunan (structural engineering) pada tahun 1940-an tepatnya tahun 1941 oleh

73

Hrennikoff dan tahun 1943 oleh McHenry, Keterangan digunakan dalam bentuk

elemen satu dimensi (one dimensional element) berupa elemen batang dan elemen

balok untuk pemecahan masalah massa benda yang menerus.

Perkembangan elemen dua dimensi (two dimensional element) dimulai oleh

Turner, dkk pada tahun 1956, dimana mereka menurunkan matriks kekakuan untuk

elemen batang, elemen balok, dan elemen berdimensi dua berupa elemen segitiga dan

elemen segiempat. Metode ini dikenal juga sebagai direct stiffness method untuk

mendapatkan matriks kekakuan total struktur.

Berbagai penemuan dan pengembangan dalam metode elemen hingga semakin

gencar seiring dengan perkembangan pesat dalam teknologi komputerisasi sehingga

analisis dan perhitungan dari elemen-elemen hingga dapat dilakukan dengan lebih

cepat dan akurat hasilnya.

Pada prinsipnya, metode elemen hingga dilakukan dengan menggunakan

konsep diskritisasi yaitu dengan cara membagi-bagi suatu benda atau struktur

menjadi bagian-bagian yang kecil yang dinamakan elemen-elemen hingga. Jadi

analisis dilakukan pada elemen-elemen kecil tersebut sehingga analisis yang

dilakukan menjadi lebih sederhana daripada bila langsung menganalisis suatu benda

langsung secara keseluruhan. Arah gaya luar yang bekerja pada benda dan juga

karakteristik material pembentuk benda tersebut akan menentukan bagaimana efek

yang ditimbulkan pada elemen-elemen penyusun benda, berupa deformasi ataupun

tegangan yang dialami.

74

Metode elemen hingga (FEM) dalam bidang teknik sipil (civil engineering)

umumnya dipakai pada analisa struktur dan analisa geoteknik. Dalam hal ini, FEM

untuk analisa geoteknik berbeda dengan FEM untuk analisa struktur. Pada program

Fem geoteknik tertentu jenis elemennya dipisahkan antara elemen linier untuk respon

tekanan air pori dan kuadratik untuk respon tegangan-regangan pada butiran tanah.

Namun ada juga program lain yang menyamakannya (Suhairiani, 2012).

Pada permasalahan geoteknik sering berhadapan dengan dua jenis material

yang sifat dan kekakuannya berbeda jauh, misalnya pada Tiang Tekan Hidrolis,

antara material beton Tiang Tekan Hidrolis dengan tanah di sekeliling tiang. Untuk

dinding penahan tanah terdiri dari dinding (pasangan batu ataupun beton) dan tanah.

Untuk pondasi dangkal terdiri dari beton dan tanah. Untuk kasus timbunan yang

menggunakan geotextile terdiri dari geotextile dan tanah, dan seterusnya. Untuk

kondisi seperti ini dibutuhkan elemen interface (elemen antara).

Jika tidak menggunakan elemen antara maka akan terjadi slip pada struktur

(elemen dengan kekakuan yang besar) dengan tanah (elemen dengan kekakuan yang

kecil) yang menghasilkan bentuk deformasi yang tidak sama antara struktur dan

tanah. Penggunaan elemen interface ini hanya dijumpai pada kasus pemodelan

elemen hingga pada bidang Geoteknik atau yang berhubungan dengan tanah.

Secara garis besar, langkah-langkah dalam Metode Elemen Hingga adalah

sebagai berikut:

1. Pemilihan Tipe Elemen (Diskretisasi)

75

2. Pemilihan Fungsi Perpindahan

3. Mendefenisikan Hubungan antara Regangan/Perpindahan dan Hubungan

Tegangan-Regangan

4. Menurunkan Matriks Kekakuan Struktur dan Persamaannya

5. Membentuk Matriks Kekakuan Total

6. Membentuk Matriks gaya

7. Menghitung Tegangan pada Elemen

Mengingat dalam penelitian ini menggunakan elemen Axisymmetri dengan 15

(lima belas) titik nodal, maka langkah-langkah yang akan dibahas dalam metode

elemen hingga khususnya berhubungan dengan elemen Axisymmetri.

2.13.1. Perumusan Elemen

Untuk elemen-elemen segitiga pada fungsi interpolasi ada dua

koordinat lokal yaitu dan . Selanjutnya kita menggunakan koordinat

bantuan .1 Contoh penomoran lokal dan penentuan titik nodal dapat

dilihat pada Gambar 2.24.

Gambar 2. 24. Penomoran Lokal Dan Penentuan Titik Nodal

76

2.13.2. Fungsi Bentuk Elemen Segitiga 6 Titik Nodal

N1 = 12

N2 =

N3 = 12

N4 = 4

N5 = 4

N6 = 4

2.13.3. Fungsi Bentuk Elemen Segitiga 15 Titik Nodal

N1 =

6

342414

N2 =

6

342414

N3 =

6

342414

N4 = 14144

N5 = 14144

N6 = 14144

N7 = 3/8.2414

N8 = 3/8.2414

N9 = 3/8.2414

N10= 3/8.2414

12

77

N11= 3/8.2414

N12= 3/8.2414

N13= 1432

N14= 1432

N15= 1432

2.13.4. Integrasi Numerik Dari Elemen Segitiga

Perumusan integrasi numerik untuk elemen segitiga adalah sebagai

berikut:

k

i

iii wFddF1

,,

Keterangan:

,F = Nilai fungsi F pada posisi dan (value of the function F

at position and ).

iw = Weight factor for point i.

= Koordinat bantu/auxiliari coordinat.

Finite Element Method menggunakan integrasi Gaussian. Untuk

elemen 6 node integrasi didasarkan pada 3 titik contoh, sedangkan untuk

elemen 15 node menggunakan 12 titik contoh. Posisi dan faktor berat titik

integrasi disajikan dalam Tabel 2.10 dan Tabel 2.11.

Tabel 2. 10. Integrasi 3 titik, untuk elemen 6 titik nodal (Waternan, 2004)

78

Tabel 2. 11. Integrasi 12 titik, untuk elemen 15 titik nodal (Waternan, 2004)

2.14. Pemodelan Pada Program Finite Element Method

Finite Element Method adalah suatu program yang menggunakan prinsip-

prinsip metode elemen hingga (Finite Element Method) untuk aplikasi Geoteknik

yang mana model-model tanah digunakan untuk mensimulasikan perilaku tanah.

Sebelum melakukan perhitungan dengan program metode elemen hingga di Finite

Element Method terlebih dahulu harus dipahami teori tentang pemodelan tanah yang

akan dipilih. Kesalahan dalam pemilihan model tanah dapat mengakibatkan

kekeliruan terhadap hasil perhitungan yang diperoleh.

Untuk menghitung korelasi beban vertikal batas (Ultimate) dengan

displacement yang terjadi pada suatu Tiang Tekan Hidrolis dengan metode elemen

hingga di Finite Element Method, model tanah yang digunakan adalah model Mohr

Coulomb dan model Soft Soil dengan analisis Axisymetric. Kedua model ini

digunakan untuk membandingkan hasil model mana yang paling sesuai dan

mendekati dengan hasil Loading Test yang diperoleh di lapangan.

79

2.14.1. Model Mohr-Coulomb

Model Mohr-Coulomb mengasumsikan perilaku tanah bersifat plastis

sempurna dengan menetapkan suatu nilai tegangan batas dimana pada titik

tersebut tegangan tidak lagi dipengaruhi oleh regangan. Model Mohr-Coulomb

adalah model elastis-plastis yang terdiri dari 5 buah parameter, yaitu E dan ν

untuk memodelkan elastisitas tanah; ø dan c untuk memodelkan plastisitas

tanah dan Ψ sebagai sudut dilatansi. Model Mohr-Coulomb merupakan suatu

pendekatan “ordo pertama” dari perilaku tanah atau batuan. Model ini

disarankan untuk dilakukan dalam analisis awal dari masalah yang dihadapi.

Setiap lapisan dimodelkan dengan sebuah nilai kekakuan rata-rata yang

konstan. Karena kekakuan yang konstan, maka perhitungan cenderung cepat

dan dapat diperoleh perkiraan awal dari bentuk deformasi dari model. Di

samping kelima parameter tersebut, kondisi tegangan awal dari tanah

memegang peranan yang penting dalam hampir seluruh masalah deformasi

tanah. Tegangan horizontal awal tanah harus ditentukan terlebih dahulu dengan

menentukan nilai K0 yang tepat.

Parameter dasar meliputi 5 buah parameter, yaitu:

1. Modulus Elastisitas atau Modulus Young (Es)

2. Poisson Ratio (ν)

3. Kohesi (c)

4. Sudut Geser (ø)

5. Sudut Dilatansi (Ψ)

80

1. Modulus Elastisitas atau Modulus Young (Elastic Modulus)

Finite Element Method menggunakan modulus Young sebagai

modulus kekakuan dasar dalam model elastis dan model Mohr-

Coulomb, tetapi beberapa modulus alternatif juga ditampilkan.

Modulus kekakuan mempunyai dimensi yang sama dengan dimensi

tegangan. Nilai dari parameter kekakuan yang digunakan dalam

suatu perhitungan memerlukan perhatian khusus karena kebanyakan

material tanah menunjukkan perilaku yang non linier sejak awal

pembebanan. Dalam mekanika tanah, kemiringan awal dari kurva

tegangan-regangan umumnya dinotasikan sebagai E0 dan modulus

sekan pada 50% kekuatan dinotasikan sebagai E50 (lihat gambar

2.25). Untuk material dengan rentang elastisitas linier yang lebar

maka penggunaan E0 adalah realistis, tetapi untuk masalah

pembebanan pada tanah, biasanya digunakan E50. Pada

pengurangan beban, seperti pada kasus terowongan dan galian,

perlu digunakan Eur, dan bukan E50.

Di laboratorium, modulus elastisitas (E) diperoleh dari hasil

hubungan tegangan-regangan pengujian Triaxial Test.

Untuk model Mohr-Coulomb, Finite Element Method menawarkan

sebuah pilihan khusus untuk masukkan nilai kekakuan yang

meningkat terhadap kedalaman. Untuk tanah lempung over

konsolidasi dan beberapa jenis batuan dengan rentang linier elastis

yang besar, digunakan E0. Sedangkan untuk material pasir dan

81

lempung normal konsolidasi lebih tepat menggunakan E50. Lebih

jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.25.

Gambar 2. 25. Defenisi E0 dan E50 Untuk Hasil Uji Triaksial

Terdrainase Standar (Finite Element Method 8.2)

Dalam penelitian ini, modulus elastisitas didapatkan dari korelasi

hasil Standard Penetration Test (SPT), Undrained Cohesion (Cu)

terhadap modulus elastisitas.

Misalkan, hubungan antara Modulus Elastisitas (Es) dengan N-SPT

dikorelasikan dengan : Es = (1 – 3) qc. Kemudian nilai Es

direduksikan sebesar 0.6 dari nilai Es yang diperoleh untuk menjadi

hanya parameter drained. Hal ini disebabkan karena dalam program

Finite Element Method nilai Es yang digunakan adalah parameter

drained. Untuk mendapatkan nilai Es dan qc dapat diperoleh dari

korelasi dengan nilai N-SPT seperti tampak pada Tabel 2.12.

82

Tabel 2. 12. Korelasi Nilai N-SPT dan qc dengan Modulus

Elastisitas Tanah

2. Poisson Ratio (ν)

Poisson ratio adalah perbandingan antara regangan arah lateral

dengan regangan arah aksial, yang berguna untuk menghubungkan

besar modulus elastisitas (E) dengan modulus geser (G) dengan

Persamaan (2.67).

𝐸 = 2 1− 𝑣 𝐺 (2.67)

Uji triaksial terdrainase dapat menghasilkan pengurangan volume

yang signifikan pada awal pemberian beban aksial, yang

menghasilkan konsekuensi berupa nilai angka Poisson awal (ν0)

yang rendah. Pada beberapa kasus, khususnya pada kasus

Tanah SPT CPT

Pasir (terkonsolidasi normal) Es = 500(N + 15) Es = 2 to 4 qc

Pasir (jenuh) Es = 250(N + 15) -

Pasir (terkonsolidasi lebih) Es = 18000 + 750N Es = 6 to 30 qc

Pasir berkerikil dan kerikil Es = 1200(N + 6)

Es = 600(N + 6) N ≤ 15

Es = 600(N + 6) + 2000 N > 15

Pasir berlempung Es = 320(N + 15) Es = 3 to 6 qc

Pasir berlanau Es = 300(N + 6) Es = 1 to 2 qc

Lempung lunak - Es = 3 to 8 qc

Memakai kuat geser tak tersalur Su dalam satuan Su

Lempung Ip > 30 atau organik Es = 100 to 500 Su

Ip < 30 atau kaku Es = 500 to 1500 Su

Es di dalam satuan kPa untuk SPT dan satuan qc untuk CPT.

83

pengurangan beban, mungkin realistis untuk menggunakan nilai

awal yang rendah, tetapi pada penggunaan model Mohr-Coulomb,

secara umum disarankan menggunakan nilai yang tinggi.

Penentuan angka Poisson cukup sederhana jika model elastis atau

model Mohr-Coulomb digunakan untuk pembebanan gravitasi

(dengan meningkatkan ΣMweight dari 0 ke 1 pada perhitungan

plastis). Untuk pembebanan seperti ini, Finite Element Method

harus memberikan rasio yang realistis dari 𝐾0 = 𝜎𝑕/𝜎𝑣. Karena

kedua model tersebut akan menghasilkan nilai rasio yang dikenal

luas yaitu 𝜎𝑕

𝜎𝑣=

𝑣

1−𝑣 untuk kompresi satu dimensi. Maka dengan

mudah dapat dipilih angka Poisson yang menghasilkan nilai K0

yang realistis dapat dengan mudah dilakukan. Oleh karena itu, nilai

ν dievaluasi dengan mencocokkan nilai K0.

Dalam banyak kasus, nilai Poisson ratio berkisar antara 0,3 sampai

dengan 0,4. Umumnya nilai tersebut tidak hanya digunakan pada

kompresi satu dimensi, tetapi dapat juga digunakan pada

pembebanan lainnya. Namun untuk pengurangan beban, lebih

umum untuk menggunakan nilai antara 0,15 sampai 0,25.

Pada program Finite Element Method disarankan ≤ 0,35. Nilai

Poisson Ratio dapat dilihat pada Tabel 2.13.

84

Tabel 2. 13. Hubungan Jenis Tanah dan Konsistensi Tanah dengan

Poisson’s ratio (υ) (Das, 1999)

3. Kohesi (c)

Kohesi merupakan sifat butiran tanah yang cenderung mengikat

sesuai dengan kadar air yang terkandung di dalam tanah. Kohesi

memiliki dimensi yang sama dengan tegangan. Kohesi tanah akan

meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman tanah yang

ditinjau. Finite Element Method dapat menangani pasir non kohesif

(c = 0), tetapi beberapa pilihan tidak akan berjalan dengan baik.

Untuk menghindari hal ini, pengguna yang belum berpengalaman

disarankan untuk menggunakan nilai yang kecil untuk kohesi

(gunakan c > 0,20 kPa). Di laboratorium, kohesi dapat diperoleh

dari beberapa jenis pengujian antara lain Triaxial Test dan

Unconfined Compression Test. Nilai kohesi dalam hubungannya

dengan konsistensi tanah dan tekanan konus pada hasil uji Sondir

(Sondering Test) dapat dilihat pada Tabel 2.14.

Jenis Tanah N-SPT Konsistensi υ

2 – 4 Soft /Lunak 0.35 – 0.40

4 – 8 Medium 0.30 – 0.35

8 – 15 Stiff /Keras 0.20 – 0.30

0 – 10 Loose /Lepas 0.15 – 0.25

10 – 30 Medium 0.25 – 0.30

30 – 50 Dense /Padat 0.25 – 0.35

Sand /Pasir

Clay /Lempung

85

Tabel 2. 14. Korelasi antara Konsistensi Tanah dan Tekanan Konus

(Begemen, 1965)

4. Sudut Geser Dalam (ø)

Sudut geser dalam merupakan sudut yang mewakili tahanan geser

tanah, yang dinyatakan dalam satuan derajat. Sudut geser dalam

yang semakin tinggi biasanya dimiliki oleh tanah dengan butiran

yang semakin halus dan padat, baik pada pasir maupun lempung.

Sudut geser yang tinggi seperti pada pasir padat, akan

mengakibatkan peningkatan beban komputasi plastis. Waktu

komputasi akan meningkat kurang-lebih secara eksponensial

terhadap sudut geser. Karena itu, sudut geser yang tinggi sebaiknya

dihindari saat melakukan perhitungan awal untuk suatu proyek

tertentu. Sudut geser akan menentukan kuat geser seperti pada

Gambar 2.26 dengan menggunakan lingkaran tegangan Mohr.

86

Sama seperti kohesi, sudut geser dalam tanah dapat diperoleh dari

beberapa pengujian laboratorium yaitu Triaxial Test dan

Unconfined Compression Test.

Untuk lebih jelasnya mengenai lingkaran tegangan saat runtuh

dapat dilihat pada Gambar. 2.26.

Gambar 2. 26. Lingkaran-Lingkaran Tegangan Saat Mengalami

Leleh (Yield) ; Satu Lingkaran Menyentuh Garis Keruntuhan

Coulomb (Finite Element Method 8.2)

5. Sudut Dilatansi (Ψ)

Sudut dilatansi adalah sudut yang dibentuk bidang horizontal

dengan arah pengembangan butiran pada saat butiran menerima

tegangan deviatorik. Tanah lempung terkonsolidasi tidak

mempunyai sudut dilatansi. Tetapi pada tanah pasir, besar sudut ini

tergantung pada kepadatan relatif (Relative Density, Dr) dan sudut

geser dalamnya, yang dinyatakan dengan Persamaan (2.68).

87

𝛹 = 𝜙 − 300 (2.68)

Walaupun demikian, dalam kebanyakan kasus sudut dilatansi

adalah nol untuk nilai ø kurang dari 30˚. Nilai negatif yang kecil

untuk Ψ hanya realistis untuk tanah pasir yang sangat lepas.

6. Peningkatan Kekakuan (Eincrement)

Pada tanah sesungguhnya, kekakuan tanah tergantung pada tingkat

tegangan secara signifikan, yang berarti bahwa kekakuan umumnya

akan meningkat terhadap kedalaman. Saat menggunakan model

Mohr-Coulomb, kekakuan merupakan suatu konstanta. Untuk

memperhitungkan peningkatan kekakuan terhadap kedalaman dapat

digunakan Eincrement, yaitu peningkatan modulus Young per dimensi

kedalaman (dinyatakan dalam dimensi tegangan per dimensi

kedalaman). Pada level yang ditentukan oleh parameter yref,

kekakuan adalah sebesar modulus Young referensi, Eref, yang

dimasukkan dalam lembar tab parameter. Nilai aktual dari modulus

Young pada titik tegangan yang berada di bawah yref akan diperoleh

dari nilai referensi dan Eincrement. Perhatikan bahwa dalam

perhitungan yang dilakukan, kekakuan yang meningkat terhadap

kedalaman tidak berubah sebagai fungsi dari kondisi tegangan.

7. Peningkatan Kohesi (cincrement)

Finite Element Method menawarkan pilihan tingkat lanjut untuk

masukan dari lapisan tanah lempung Keterangan kohesi meningkat

88

terhadap kedalaman. Untuk memperhitungkan peningkatan kohesi

terhadap kedalaman dapat digunakan cincrement, yaitu peningkatan

kohesi per dimensi kedalaman (dinyatakan dalam dimensi tegangan

per dimensi kedalaman). Pada level yang ditentukan parameter yref,

nilai kohesi sebesar kohesi referensi, cref, yang dimasukkan dalam

lembar tab parameter. Nilai aktual dari kohesi pada titik tegangan

yang berada di bawah yref akan diperoleh dari nilai referensi dan

cincrement.

8. Batas Tegangan Tarik

Tanah dapat mengalami retak tarik (tensile crack) disamping akibat

geser. Perilaku ini dapat diperhitungakan dalam Finite Element

Method dengan memilih pembatasan tegangan tarik. Dalam hal ini,

tidak diperbolehkan adanya lingkaran Mohr dengan tegangan utama

positif (tegangan tarik). Saat mengaktifkan pembatasan tegangan

tarik, kuat tarik dapat dimasukkan. Untuk model Mohr-Coulomb

dan model Hardening Soil, pembatasan tegangan tarik telah

diaktifkan secara pra-pilih dengan kuat tarik nol.

9. Parameter Permeabilitas (Kx, Ky)

Parameter Kx dan Ky nilainya dianggap sama untuk setiap lapisan

tanah, terhadap arah x maupun terhadap arah y. Pada dasarnya, nilai

Kx tidak sama dengan Ky. Nilai Kx = tiga sampai lima kali Ky.

Hubungan antara koefisien rembesan dengan jenis tanah dapat

dilihat pada Tabel 2.15.

89

Tabel 2. 15. Hubungan antara Jenis Tanah dengan Koefisien

Rembesan (K) (Wesley, 1977)

2.14.2. Model Soft Soil

Model Soft Soil mengasumsikan perilaku tanah sebagai tanah lunak

yang sebagian besar atau dominan mengandung lapisan tanah lempung atau

lanau. Hal ini berbeda dengan model Mohr-Coulomb yang dominan

mengandung lapisan tanah pasir. Model Soft Soil adalah jenis model Cam-Clay

yang ditujukan khusus untuk analisis kompresi primer dari tanah lempungan

yang terkonsolidasi normal. Meskipun kemampuan dari model ini berada di

bawah model Hardening Soil, namun model Soft Soil tetap dipertahankan

dalam versi Finite Element Method 8.2 karena beberapa pengguna Finite

Element Method masih terbiasa dengan model ini dan masih ingin

menggunakannya.

Beberapa sifat dari model Soft Soil antara lain:

1. Kekakuan tergantung pada tegangan (perilaku kompresi logaritmi).

2. Pembedaan antara pembebanan primer dan pengurangan/

pembebanan kembali.

Jenis Tanah Koefisien Rembesan

Pasir yang mengandung lempung atau lanau 10-2

– 5 x 10-3

Pasir Halus 5 x 10-2

– 5 x 10-3

Pasir Kelanauan 2 x 10-3

– 2 x 10-4

Lanau 5 x 10-4

– 5 x 10-5

Lempung 10-6

– 10-9

90

3. Tekanan prakonsolidasi.

4. Perilaku keruntuhan mengikuti kriteria Mohr-Coulomb..

Adapun parameter dasar untuk model Soft Soil antara lain:

1. Indeks Kompresi Termodifikasi (λ*).

2. Indeks Muai Termodifikasi (k*).

3. Kohesi (c).

4. Sudut Geser (ø).

5. Sudut Dilatansi (Ψ).

Dan parameter tingkat lanjut (gunakan pengaturan pra-pilih) yaitu:

1. Angka Poisson untuk pengurangan/pembebanan kembali (νur).

2. Koefisien Tekanan Lateral dalam kondisi terkonsolidasi normal

(K0NC

).

3. Parameter yang berhubungan dengan K0NC

(M).

Penjelasan singkat atas parameter-parameter tersebut di atas akan

diberikan dalam tulisan di bawah ini.

1. Indeks Muai Termodifikasi dan Indeks Kompresi

Termodifikasi

Parameter ini dapat diperoleh dari uji kompresi isotropis termasuk

pengurangan beban secara isotropis. Terlepas dari uji kompresi

isotropis, parameter k* dan λ* dapat diperoleh dari uji kompresi

91

satu dimensi. Tabel 2.16 sampai Tabel 2.18 menunjukkan hubungan

tersebut.

Tabel 2. 16. Hubungan dengan Parameter Cam-Clay

Tabel 2. 17. Hubungan dengan Peraturan di BeLanda

Tabel 2. 18. Hubungan dengan Parameter Internasional yang

dinormalisasi

Catatan:

a. e merupakan angka pori yang diasumsikan bernilai konstan.

Angka pori sebenarnya akan berubah selama uji kompresi,

namun perubahan itu relatif kecil sehingga nilai e dapat

digunakan angka pori rata-rata ataupun angka pori awal.

b. Faktor 2,3 diperoleh dari perbandingan antara logaritma dengan

bilangan dasar 10 dengan logaritma alami (ln).

c. Rentang rasio λ*/k* (= λ/k) pada umumnya berkisar antara 3 dan

7.

92

2. Kohesi

Kohesi mempunyai dimensi tegangan. Setiap nilai kohesi efektif

dapat digunakan, termasuk kohesi sama dengan nol. Saat

menggunakan pengaturan standard, kohesi diambil sebesar 1 kPa.

3. Sudut Geser Dalam

Sudut geser dalam efektif menyatakan peningkatan kuat geser

terhadap tingkat tegangan efektif, dan dinyatakan dalam satuan

derajat. Sudut geser nol tidak diperbolehkan. Namun penggunaan

sudut geser yang tinggi juga tidak disarankan. Sebaliknya,

disarankan penggunaan sudut geser critical state (øcr), dan bukan

nilai yang lebih tinggi yang ditentukan berdasarkan regangan kecil.

4. Sudut Dilatansi

Untuk jenis material yang dimodelkan dengan model Soft Soil

umumnya sudut dilatansi dapat diabaikan. Sudut dilatansi sebesar

nol derajat dapat digunakan dalam pengaturan standard dari model

Soft Soil.

5. Angka Poisson

Nilai angka Poisson umumnya berkisar antara 0,1 dan 0,2. Jika

dipakai pengaturan standard pada model Soft Soil, maka νur = 0,15

akan digunakan secara otomatis. Angka Poisson seharusnya tidak

didasarkan atas nilai K0NC

pada kondisi terkonsolidasi secara

normal, tetapi pada rasio dari peningkatan tegangan horizontal

terhadap peningkatan tegangan vertikal dalam pengurangan dan

93

pembebanan kembali pada uji Oedometer sedemikian rupa sehingga

:

𝑣𝑢𝑟1 − 𝑣𝑢𝑟

=∆𝜎𝑥𝑥∆𝜎𝑦𝑦

𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑑𝑎𝑛 𝑝𝑒𝑚𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑘𝑒𝑚𝑏𝑎𝑙𝑖 (2.52)

6. Parameter K0NC

Parameter M secara otomatis ditentukan berdasarkan koefisien

tekanan tanah lateral dalam kondisi terkonsolidasi normal, K0NC

seperti yang dimasukkan oleh pemakai Finite Element Method.

Hubungan eksak antara M dengan K0NC

menurut Brinkgreve, 1994

adalah:

Namun demikian, nilai M dapat didekati dengan Persamaan berikut:

𝑀 ≈ 3,0− 2,8 𝐾0𝑁𝐶 (2.53)

2.15. Perkembangan Metode Pengujian Beban Tiang

2.15.1. Jenis Pengujian Beban Tiang

Ada beberapa jenis pengujian beban tiang sesuai dengan kebutuhan,

misalnya pengujian beban tekan, beban tarik, dan sebagainya. Dalam

penelitian tesis ini selain membahas pengujian beban tekan secara statis (static

94

Loading Test) yang telah dibahas pada subbab-subbab sebelumnya, maka

selanjutnya penulis juga menulis tentang perkembangan metode pengujian

beban statis yang sering digunakan pada masa sekarang terutama untuk

konstruksi dengan beban rencana yang besar serta kondisi tanah clay-shale

serta soft clay yaitu dengan metode pengujian beban statis Osterberg Cell (O-

Cell). Di samping itu, lokasi kerja yang sangat tidak memungkinkan dilakukan

pengujian beban statis konvensional yaitu terutama pada lokasi lepas pantai

maupun dermaga di tepi pantai.

2.15.2. Pelaksanaan Pengujian Osterberg Cell (O-Cell)

Untuk pelaksanaan pengujian Osterberg Cell (O-Cell), yang pertama

disiapkan pada lokasi pekerjaan adalah peralatan utama seperti:

1. Load Cell, berfungsi untuk menghasilkan beban.

2. Tell Tale, berfungsi sebagai pengukur penurunan (displacement)

yang terjadi pada load cell.

3. Displacement Tranducers, berfungsi sebagai pengukur penurunan

(displacement) yang terjadi pada load cell.

4. Strain Gauge, berfungsi mengukur distribusi regangan dan gaya

aksial di sepanjang tiang.

5. Pipa untuk keperluan sonic logging dan grouting pada dasar tiang.

Pada pelaksanaan Osterberg Cell (O-Cell) ini penggunaan jumlah load

cell dapat disesuaikan dengan kebutuhan untuk mengukur tahanan dan

95

penurunan tiang, Keterangan jika ingin mendapatkan tahanan ujung tiang,

maka load cell diletakkan di ujung tiang, sedangkan jika ingin mendapatkan

tahanan selimut tiang, maka load cell diletakkan di sepanjang tiang. Load cell

yang diletakkan di ujung tiang disebut load cell bawah, sedangkan load cell

yang diletakkan di atasnya disebut load cell atas.

Pada setiap tahapan pembebanan yang dilakukan, besarnya gaya aksial

dan displacement yang terjadi dicatat. Pembebanan maksimum akan tercapai

bila displacement yang terjadi sudah jauh lebih besar daripada pembebanan

pada tahap sebelumnya atau pembebanan sudah mencapai batas maksimum

yang ditentukan.

2.15.3. Keunggulan dan Kelemahan Pengujian Osterberg Cell (O-Cell)

Sejak tahun 1996 pada bulan September, metode pengujian O-Cell

sudah sangat populer dan telah sekitar 200 pengujian telah berhasil pada tiang

bored di seluruh Amerika Serikat dan Asia Timur. Hal ini disebabkan karena

O-Cell test memiliki keunggulan sebagai berikut:

1. Lebih ekonomis.

2. Dapat menghasilkan kapasitas pengujian yang lebih besar.

3. Menghasilkan komponen tegangan geser dan daya dukung.

4. Lebih aman dalam pelaksanaan.

5. Dapat dilakukan pada tanah bebatuan.

6. Memerlukan lokasi kerja yang lebih kecil.

96

7. Dapat dilakukan pada daerah lepas pantai dan dermaga.

8. Dapat menghasilkan penyebab static creep dan setup (aging).

9. Peralatan yang dibutuhkan tidak banyak.

Selain keunggulan, O-Cell test juga memiliki beberapa kelemahan

secara umum antara lain:

1. Harus membeli lisensi produk terlebih dahulu, karena lisensi asli

hanya dimiliki oleh LOADTEST, Inc.

2. Untuk pengujian beban tiang yang kecil menjadi tidak ekonomis.

2.16. Analisis Bentuk Penampang Tiang Tekan Hidrolis

Bentuk penampang Tiang Tekan Hidrolis yang diteliti dalam tesis ini adalah

persegi empat atau lebih dikenal dengan Prestressed Concrete Square Pile dengan

dimensi penampang 45 cm x 45 cm. Dalam hal ini timbul pertanyaan dalam benak

beberapa ahli struktur dan geoteknik mengenai alasan mengapa bentuk penampang

tersebut yang dipilih, mengingat secara umum untuk bangunan gedung bertingkat

tinggi (High Rise Building) menggunakan jenis Spun Pile Concrete. Oleh sebab itu,

penulis akan menganalisis bentuk penampang Square Pile dibandingkan dengan Spun

Pile.

Adapun beberapa hal yang perlu ditinjau dalam pemilihan bentuk penampang

tiang antara lain:

1. Kapasitas daya dukung aksial tekan.

2. Kapasitas momen lentur terhadap tekuk.

97

3. Kapasitas momen lentur Ultimate.

4. Kapasitas daya dukung lateral.

5. Lokasi sekitar.

6. Metode pemancangan.

2.17. Pengembangan Dari Penelitian Tesis Loading Test Sebelumnya

Tesis ini yang berjudul “Analisis Daya Dukung dan Penurunan Tiang Tekan

Hidrolis Prestressed Concrete Square Pile Pada Proyek Podomoro City Deli Medan”

memiliki Tema tentang Uji Pembebanan Aksial (Loading Test). Tema ini bukan

merupakan tema yang baru dalam penulisan Tesis, khususnya pada Program Pasca

Sarjana Magister Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara (USU). Adapun beberapa

Judul Tesis terdahulu sebelum penulisan Tesis ini oleh penulis yaitu:

1. Analisis Perbandingan Daya Dukung dan Penurunan Pondasi Bored Pile

Diameter 600 MM dengan Metode Empiris, Uji Beban Statis dan Elemen

Hingga Pada Proyek Medan Focal Point, yang ditulis oleh Berlin Anggiat

Tampubolon dari Program Pascasarjana Universitas Sumatera Utara Tahun

2014. Tesis ini membahas tentang hasil Loading Test pada Pondasi Bored

Pile berdiameter 600 mm yang dibandingkan dengan hasil metode elemen

hingga dengan pemodelan tanah Mohr-Coulomb. Daya dukung lateral tiang

dan perbandingan mesh belum diteliti dalam tesis tersebut.

2. Analisis Perbandingan Daya Dukung Hasil Loading Test pada Bored Pile

Diameter Satu Meter Tunggal dengan Metode Elemen Hingga Memakai

Model Tanah Mohr-Coulomb Pada Proyek Crystal Square Medan, yang

98

ditulis oleh Suhairiani dari Program Pascasarjana Universitas Sumatera

Utara Tahun 2012. Tesis ini membahas tentang hasil Loading Test pada

Pondasi Bored Pile berdiameter 1000 mm yang dibandingkan dengan hasil

metode elemen hingga dengan pemodelan tanah Mohr-Coulomb. Daya

dukung lateral tiang dan perbandingan mesh belum diteliti dalam tesis

tersebut.

Dibandingkan dengan Tesis sebelumnya, Tesis yang penulis susun ini memiliki

penambahan dan pengembangan topik pembahasan yang lebih lengkap yang

setidaknya terdiri dari 5 penambahan yaitu:

1. Pondasi tiang yang diteliti adalah tiang tekan hidrolis dengan ukuran 45 cm

x 45 cm, baik secara tunggal maupun kelompok tiang (group piles).

2. Memakai pemodelan tanah Mohr-Coulomb dan Soft Soil sesuai dengan jenis

lapisan tanah yang diteliti.

3. Selain membahas tentang daya dukung akibat beban vertikal, Tesis ini juga

membahas tentang daya dukung akibat beban lateral.

4. Tesis ini juga mengkaji pengaruh jaring elemen (mesh) terhadap hasil

analisis metode elemen hingga.

5. Menggunakan software atau program komputer yaitu Finite Element

Method dan Program AllPile.

99

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Konsep Penelitian

Konsep penelitian yang digunakan dalam tesis ini adalah studi parameter tanah

di Program Finite Element Method . dengan membandingkan hasil yang diperoleh di

Program Finite Element Method dengan hasil pengujian pembebanan (Loading Test)

sebenarnya di lapangan. Hasil yang diperoleh berupa grafik beban terhadap

penurunan tiang dan grafik penurunan terhadap waktu.

Yang dimaksud dengan penurunan dalam hal ini adalah pembacaan rata-rata

deformasi kepala Tiang Tekan Hidrolis (yang di Loading Test) setelah dikoreksi

dengan besarnya deformasi dari meja beban atau deformasi perpendekan Tiang Tekan

Hidrolis pada saat dibebani.

Dalam penelitian ini, penulis menggunakan konsep penelitian berdasarkan data

dari lapangan berupa hasil Sondir dan SPT menggunakan metode Meyerhoff (1956)

serta metode yang biasa dipakai lainnya. Kemudian data hasil Loading Test akan

diinterpretasi menggunakan metode Davisson (1972) dan metode Mazurkiewicz

(1972).

100

Penelitian ini juga menggunakan program metode elemen hingga untuk bidang

geoteknik, yaitu Finite Element Method. Program Finite Element Method ini

menggunakan analisa elemen-elemen dari tanah yang dibagi menjadi elemen-elemen

yang kecil agar diperoleh hasil yang mendekati sebenarnya di lapangan.

3.2. Metode Pengumpulan Data

Metode pengumpulan data yang digunakan adalah menggunakan data sekunder,

Keterangan data sekunder merupakan sumber data penelitian yang diperoleh secara

tidak langsung melalui pihak owner atau konsultan perencana, yang dalam hal ini

adalah PT. Sinar Menara Deli dalam Proyek Pembangunan Podomoro City Deli

Medan di Jalan Putri Hijau, Medan. Data yang diperoleh berupa bukti, catatan atau

laporan historis yang telah tersusun dalam arsip (data dokumenter). Data yang

diperoleh dalam penelitian ini berupa data hasil pelaksanaan Sondir, SPT,

manometer, dan Loading Test pada Tiang Tekan Hidrolis tunggal yang diperoleh dari

proyek Podomoro City Deli Medan yang sedang dilaksanakan.

3.3. Deskripsi Proyek

Penelitian ini menggunakan data dari Proyek Podomoro City Deli Medan di

Jalan Putri Hijau, Medan. Proyek ini merupakan proyek pembangunan apartment,

mall, dan pusat bisnis yang merupakan kawasan superblok pertama di Kota Medan

yang dibangun oleh Grup Developer yang sudah sukses dan berpengalaman yaitu

Agung Podomoro Land. Lokasi proyek ini dahulu merupakan komplek Deli Plaza

dan Sinar Plaza. Di sekitar lokasi proyek terdapat bangunan bertingkat tinggi (High

101

Rise Building) yaitu JW. Marriott dan Capital Building, pemukiman penduduk, jalan

protokol kota, kantor berita TVRI Medan, dan sungai Deli.

Data lengkap untuk mengetahui deskripsi proyek yang diteliti antara lain:

1. Nama Proyek : Podomoro City Deli Medan.

2. Lokasi Proyek : Jalan Putri Hijau, Medan - Sumatera Utara.

3. Sumber Dana : Swasta.

4. Pemilik Proyek : PT. Sinar Menara Deli.

5. Kontraktor Utama : PT. Totalindo.

6. Sub Kontraktor : PT. Tripondasi Manunggal.

3.4. Data Tiang Tekan Hidrolis

Tiang Tekan Hidrolis yang digunakan dan diteliti dalam tesis ini adalah sebagai

berikut:

1. Produsen Tiang Tekan Hidrolis : Wika Beton.

2. Nama Tiang Tekan Hidrolis : Prestressed Concrete Square Pile.

3. Mutu Beton : fc’ 42 Mpa (kubus 500 kg/cm2).

4. Ukuran : 45 cm x 45 cm.

5. Luas Penampang : 2,02 cm2.

6. Inersia Penampang : 341,72 cm4.

7. Berat : 506,00 kg/m’.

8. Kelas : A.

102

9. Bending Moment : 11,17 ton.m (crack).

10. Bending Moment : 14,01 ton.m (Ultimate).

11. Allowable Compression : 270,98 ton.

12. Decompression Tension : 64,30 ton.

13. Panjang Tiang Tekan Hidrolis : 18,80 m.

Bentuk Tiang Tekan Hidrolisnya dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Gambar 3. 1. Bentuk dan Spesifikasi Tiang Tekan Hidrolis (Wika Beton)

3.5. Kondisi Umum dan Lokasi Penelitian

Data yang diperoleh dari Proyek Podomoro City Deli Medan adalah sebagai

berikut:

1. Data Boring tanah sebanyak 3 (tiga) titik.

2. Data Sondir tanah sebanyak 1 (satu) titik.

3. Data Loading Test sebanyak 1 (satu) titik tiang precast driven pile square 45

cm x 45 cm.

4. Data Manometer.

103

5. Data Tes Konsolidasi.

6. Data Laboratorium berupa berat jenis tanah, kadar air, permeabilitas, dan

lain-lain.

Lokasi penelitian berada pada Proyek Podomoro City Deli Medan berupa

pembangunan apartment, mall dan pusat bisnis terdiri dari 6 (enam) tower. Lokasi

penelitian tepat berada di salah satu tower yaitu di Tower Tribeca Condominium

Northern, yang terletak di Jalan Putri Hijau, Medan - Sumatera Utara. Gambar 3.2

menunjukkan tampak atas lokasi Proyek Podomoro City Deli Medan dengan

menggunakan aplikasi Google Earth. Dan, Gambar 3.3 menunjukkan denah Proyek

Podomoro City Deli Medan yang akan dibangun.

Gambar 3. 2. Lokasi Podomoro City Deli Medan (Google Earth, 2015)

Pada Gambar 3.2 terlihat lokasi Deli Plaza. Bangunan Deli Plaza tersebut

dibongkar dan dibersihkan. Selanjutnya akan dibangun kembali bangunan super blok

Lokasi Proyek Podomoro

City Deli Medan

104

dengan nama Proyek Podomoro City Deli Medan. Bangunan super blok ini terdiri

dari apartemen, pusat perbelanjaan, pusat bisnis dan perkantoran.

Gambar 3. 3. Denah Proyek Podomoro City Deli Medan

Gambar 3.3 memperlihatkan lokasi bangunan tower yang dinamakan Tribeca

Condominium Northern. Tower ini merupakan bangunan yang data tanahnya penulis

pakai untuk penelitian dalam tesis ini. Data tanah tersebut terdiri dari data Loading

Test, data bore hole (N-SPT), data sondir, dan data laboratorium. Data Loading Test

ada 1 titik, data bore hole 3 titik, data sondir 1 titik, dan data laboratorium 3 titik.

Tower Tribeca

Condominium Northern

105

Agar lebih memperjelas lokasi Loading Test dan lokasi Bore Hole di Tower

Tribeca Condominium Northern, maka dapat dilihat pada Gambar 3.4.

Gambar 3. 4. Lokasi Bore Hole, Sondir, dan Loading Test pada Tower Tribeca

Condominium Northern

Gambar 3.4 menunjukkan lokasi pengambilan Bore Hole yaitu BH-10, DBH-2,

dan BH-11. Kemudian lokasi titik Sondir yaitu S-3, dan lokasi Loading Test yaitu SS-

1032. Jarak dari lokasi Bore Hole dan lokasi Sondir sekitar 20 meter ke lokasi

Loading Test. Jumlah titik tiang pancang atau tiang tekan hidrolis berjumlah 525 titik

untuk satu tower dengan memakai pondasi rakit (Raft Foundation) setebal 2,50

106

meter. Pondasi rakit tersebut selain berfungsi sebagai pilecap, juga langsung

berfungsi sebagai lantai basement pada tower Tribeca Condominium Northern.

3.6. Tahapan Penelitian

Dalam penulisan tesis ini, ada beberapa tahapan yang dilakukan sehingga

tujuan penelitian dapat tercapai. Tahapan-tahapan tersebut antara lain:

1. Tahap Pertama

Tahap ini meliputi mengidentifikasi tujuan dan manfaat dari penelitian serta

mengumpulkan referensi dari berbagai buku, jurnal, makalah yang

mendukung terhadap penelitian sesuai dengan judul yang akan dibahas.

2. Tahap Kedua

Tahap ini mencakup perumusan masalah yang dibahas dan dianalisis dalam

penelitian, serta pengumpulan data-data sekunder hasil penyelidikan tanah

sehingga dapat memberikan informasi yang jelas tentang lokasi yang diteliti.

3. Tahap Ketiga

Pada tahap ini dilakukan analisis antara data lapangan dengan literatur yang

sesuai dengan penelitian tentang penggunaan dan Persamaan yang sesuai

serta pendekatan yang akan digunakan.

4. Tahap Keempat

Pada tahap ini dilakukan pembahasan, yaitu perhitungan daya dukung

pondasi tiang driven pile secara konvensional sesuai dengan teori dan

rumusan yang telah dibahas pada tinjauan pustaka dengan data-data yang

diperoleh dari laporan data pengujian tanah di lapangan. Hasil yang

107

diperoleh tersebut kemudian dibandingkan dengan daya dukung pondasi

Tiang Tekan Hidrolis dan penurunan (settlement) yang terjadi yang

dihasilkan dengan menggunakan program Finite Element Method.

5. Tahap Kelima

Pada Tahap ini dilakukan perbandingan daya dukung pondasi Tiang Tekan

Hidrolis, penurunan yang terjadi yang dihitung dengan rumus-rumus dari

beberapa metode secara konvensional dan perhitungan pada Program Finite

Element Method terhadap Loading Test, kemudian membuat kesimpulan dan

saran. Bagan alir penelitian dalam tesis ini dapat dilihat pada Gambar 3.5.

Gambar 3. 5. Bagan Alir Penelitian

108

Untuk memperoleh metodologi penelitian yang lebih terperinci, dapat dilihat

pada Gambar 3.6. Dari Gambar 3.6, tahap pembahasan penelitian terdiri dari 4 tahap,

yaitu:

1. Data yang digunakan (SPT, sondir, laboratorium, dan Loading Test).

2. Hasil analisis (daya dukung ultimate tiang tunggal dan grup serta

penurunannya).

3. Instrumen yang dipakai (metode empiris, Finite Element Method, dan

AllPile).

4. Kesimpulan dan Saran.

Gambar 3. 6. Flow Chart Metode dan Hasil Pembahasan

109

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Deskripsi Lapisan Tanah dari Data Borelog

Pada lokasi dilaksanakannya Loading Test, yaitu di salah satu bangunan

apartemen, dilakukan pengujian Bore log sebanyak 3 (tiga) titik. Dalam penyajian

data borelog sering dijumpai kondisi tanah yang jenis dan konsistensi tanahnya sama

dengan kondisi lapisan tanah di atasnya. Oleh sebab itu, cara penulisan jenis tanah

tersebut disingkatkan dengan istilah ditto. Berikut ini adalah gambaran kondisi tanah

dari hasil penyelidikan tanah pada tiga titik Bore log yang ditinjau tersebut, yaitu:

4.1.1. Deskripsi Lapisan Tanah dari Data Borelog pada Lokasi BH-10

Pada bore log BH-10, muka air tanah berada pada kedalaman 2,50 meter

di bawah permukaan tanah.

Pada lapisan pertama di kedalaman 0,00 – 3,00 meter tergolong tanah

berbutir halus (MH), N-SPT = 5 pada kedalaman antara 2,00 – 2,45 meter

dengan kondisi tanah lanau berlempung yang berwarna coklat terang, tingkat

kekakuan sedang.

110

Pada lapisan kedua di kedalaman 3,00 – 6,00 meter tergolong tanah

berbutir halus (CL), pada kedalaman 3,00 – 3,50 meter diambil undistrubed

sample (UDS) dengan kondisi tanah lempung berlanau dengan sedikit pasir,

berwarna abu-abu muda dan coklat muda ; N-SPT = 4 pada kedalaman antara

4,00 – 4,45 meter dengan kondisi tanah lempung berlanau yang berwarna coklat

muda dan abu-abu muda dengan sedikit pasir, kepadatan relatif lunak,

Pada lapisan ketiga di kedalaman 6,00 – 8,00 meter tergolong tanah

berbutir halus anorganik, N-SPT = 5 pada kedalaman antara 6,00 – 6,45 meter

dengan kondisi tanah lanau berpasir yang berwarna abu-abu muda, dan tingkat

kekakuan sedang.

Pada lapisan keempat di kedalaman 8,00 – 10,00 meter tergolong tanah

berbutir kasar (SM), N-SPT = 4 pada kedalaman 8,00 – 8,45 meter dengan

kondisi tanah pasir berlanau yang berwarna hitam, dan kepadatan relatif lunak.

Pada lapisan kelima di kedalaman 10,00 – 18,00 meter tergolong tanah

berbutir halus (ML), N-SPT = 13 pada kedalaman 10,00 – 10,45 meter dengan

kondisi tanah lanau berpasir berwarna abu-abu dan kaku ; N-SPT = 17 pada

kedalaman 12,00 – 12,45 meter dengan kondisi tanah yang sama dengan lapisan

di atasnya namun sangat kaku ; pada kedalaman 13,50 – 14,00 meter diambil

undistrubed sample (UDS) dengan kondisi tanah lempung berlanau, berwarna

abu-abu muda, dan plastisitas rendah ; N-SPT = 14 pada kedalaman 14,00 –

14,45 meter dengan kondisi tanah lempung berlanau, berwarna abu-abu muda,

111

plastisitas rendah, dan kaku ; N-SPT = 9 pada kedalaman 16,00 – 16,45 meter

dengan kondisi tanah lanau berpasir berwarna abu-abu dan kaku.

Pada lapisan keenam di kedalaman 18,00 – 36,00 meter tergolong tanah


kondisi tanah pasir berlanau berwarna abu-abu muda dan lepas ; N-SPT = 33

pada kedalaman 20,00 – 20,45 meter dengan kondisi tanah pasir berlanau,

berwarna abu-abu muda, butiran lepas, dan padat ; N-SPT = 35 pada kedalaman

22,00 – 22,45 meter dengan kondisi tanah sama dengan tanah di kedalaman

18,00 – 18,45 meter ; N-SPT = 35 pada kedalaman 24,00 – 24,45 meter dengan

kondisi tanah sama dengan kondisi tanah 18,00 – 18,45 meter ; N-SPT = 28

pada kedalaman 26,00 – 26,45 meter dengan kondisi tanah ditto (sama dengan

kondisi satu lapisan tanah di atasnya) tetapi kepadatan sedang ; N-SPT = 31

pada kedalaman 28,00 – 28,45 meter dengan kondisi tanah ditto dan padat; N-

SPT = 25 pada kedalaman 30,00 – 30,45 meter dengan kondisi tanah ditto dan

kepadatan sedang ; N-SPT = 50 pada kedalaman 32,00 – 32,45 meter dengan

kondisi tanah ditto dan padat ; N-SPT = 48 pada kedalaman 34,00 – 34,45 meter

dengan kondisi tanah ditto.

Pada lapisan ketujuh di kedalaman 36 meter ke bawah tergolong tanah

berbutir halus (CH), N-SPT = 8 pada kedalaman 36,00 – 36,45 meter dengan

kondisi tanah lempung berlanau, tingkat kekakuan sedang, berwarna abu-abu

muda, dan plastisitas tinggi ; N-SPT = 9 pada kedalaman 38,00 – 38,45 meter

112

dengan kondisi tanah ditto dan kaku ; N-SPT = 14 pada kedalaman 40,00 –

40,45 meter dengan kondisi tanah ditto dan kaku.

Pengeboran dihentikan pada kedalaman 40,45 meter pada tanggal 16 – 18

Desember 2013.

4.1.2. Deskripsi Lapisan Tanah dari Data Borelog pada Lokasi BH-11

Pada bore log BH-11, muka air tanah berada pada kedalaman 1,95 meter

di bawah permukaan tanah.

Pada lapisan pertama di kedalaman 0,00 – 4,00 meter termasuk tanah

berbutir halus (MH), N-SPT = 5 pada kedalaman 2,00 – 2,45 meter dengan

kondisi tanah lanau berlempung, ditto, dan kekakuan sedang.

Pada lapisan kedua di kedalaman 4,00 – 5,50 meter termasuk tanah


kondisi tanah lempung berlanau, berwarna abu-abu muda, coklat muda, lunak,

dan plastisitas rendah.

Pada lapisan ketiga di kedalaman 5,50 – 6,00 meter termasuk tanah

berbutir halus (CH), diambil undisturbed sample (UDS) dengan kondisi tanah

lempung berlanau, berwarna abu-abu, dan plastisitas tinggi.

Pada lapisan keempat di kedalaman 6,00 – 8,00 meter termasuk tanah


113

kondisi tanah lempung berlanau, berwarna abu-abu, kekakuan sedang, dan

plastisitas rendah.

Pada lapisan kelima di kedalaman 8,00 – 16,00 meter termasuk tanah


kondisi tanah pasir berlanau, berwarna abu-abu muda, dan kepadatan sedang ;

N-SPT = 8 pada kedalaman 10,00 – 10,45 meter dengan kondisi tanah lepas dan

ditto ; N-SPT = 10 pada kedalaman 12,00 – 12,45 meter dengan kondisi tanah

lepas dan ditto ; Pada kedalaman 13,50 – 14,00 meter diambil undisturbed

sample (UDS) dengan kondisi pasir halus berlanau dengan sedikit lempung,

berwarna abu-abu muda : N-SPT = 8 pada kedalaman 14,00 – 14,45 meter

dengan kondisi tanah pasir berlanau, berwarna abu-abu muda, dan lepas ; N-

SPT = 5 pada kedalaman 16,00 – 16,45 meter dengan kondisi tanah organik

berwarna hitam, dan kepadatan sedang ; N-SPT = 25 pada kedalaman 18,00 –

18,45 meter dengan kondisi tanah pasir berlanau, berwarna abu-abu muda, dan

kepadatan sedang ; N-SPT = 29 pada kedalaman 20,00 – 20,45 meter dengan

kondisi tanah ditto ; N-SPT = 30 pada kedalaman 22,00 – 22,45 meter dengan

kondisi tanah ditto ; N-SPT = 33 pada kedalaman 24,00 – 24,45 meter dengan

kondisi tanah ditto dan padat ; N-SPT = 26 pada kedalaman 26,00 – 26,45 meter

dengan kondisi tanah ditto ; N-SPT = 29 pada kedalaman 28,00 – 28,45 meter

dengan kondisi tanah ditto dan kepadatan sedang ; N-SPT = 25 pada kedalaman

30,00 – 30,45 meter dengan kondisi tanah ditto ; N-SPT = 23 pada kedalaman

114

32,00 – 32,45 meter dengan kondisi tanah ditto ; N-SPT = 23 pada kedalaman

34,00 – 34,45 meter dengan kondisi tanah ditto.

Pada lapisan keenam di kedalaman 36,00 – 40,45 meter dengan kondisi

tanah berbutir halus (CH), N-SPT = 7 pada kedalaman 36,00 – 36,45 meter

dengan kondisi tanah lempung berlanau, berwarna abu-abu muda, plastisitas

tinggi, dan kepadatan sedang ; N-SPT = 9 pada kedalaman 38,00 – 38,45 meter

dengan kondisi tanah ditto dan padat ; N-SPT = 9 pada kedalaman 40,00 -

40,45 meter dengan kondisi tanah ditto.

Pengeboran dihentikan pada kedalaman 40,45 meter pada tanggal 12 – 14

Desember 2013.

4.1.3. Deskripsi Lapisan Tanah dari Data Borelog pada Lokasi DBH-2

Pada lapisan pertama di kedalaman 0,00 – 2,00 meter, dengan kondisi

tanah berbutir halus (ML), kondisi tanah lempung berlanau, berwarna coklat

muda, plastisitas rendah; pada kedalaman 1,50 – 2,00 meter diambil

undistrubed sample (UDS) dengan kondisi tanah yang sama.

Pada lapisan kedua di kedalaman 2,00 – 6,00 meter, dengan kondisi tanah

berbutir halus (MH), N-SPT = 5 dengan kondisi tanah lanau berlempung,

berwarna abu-abu muda, dan kepadatan sedang.

Pada lapisan ketiga di kedalaman 6,00 – 11,50 meter, dengan kondisi

tanah berbutir kasar (SM), N-SPT = 9 pada kedalaman 6,00 – 6,45 meter

dengan kondisi tanah pasir berlanau, berwarna abu-abu muda, dan lepas ; N-

115

SPT = 13 pada kedalaman 8,00 – 8,45 meter dengan kondisi tanah ditto ; N-SPT

= 16 pada kedalaman 10,00 – 10,45 meter dengan kondisi tanah pasir berlanau,

berwarna abu-abu muda, dan kepadatan sedang.

Pada lapisan keempat di kedalaman 11,50 – 16,00 meter, dengan kondisi

tanah berbutir halus (ML), diambil undisturbed sample (UDS) di kedalaman

11,50 – 12,00 meter dengan kondisi tanah lanau berpasir dan berwarna abu-abu

muda ; di kedalaman 12,00 - 12,45 meter juga ditemukan jenis tanah yang sama

dengan kepadatan sedang (N-SPT = 8) ; begitu pula di kedalaman 14,00 – 14,45

meter ditemukan jenis tanah yang sama tapi padat (N-SPT = 11).

Pada lapisan kelima di kedalaman 16,00 – 18,00 meter, kondisi tanah

organik (OC), Pada kedalaman 16,00 – 16,45 meter ditemukan jenis tanah

lempung berlanau bercampur bahan organik (LLT) berwarna coklat tua, hitam,

dan kepadatan sedang (N-SPT = 5).

Pada lapisan keenam di kedalaman 18,00 – 36,00 meter, kondisi tanah

berbutir kasar (SM), jenis tanahnya pasir kasar berlanau, berwarna abu-abu

muda, dan kepadatan sedang, N-SPT bervariasi dari 15 sampai 53 (sangat

padat).

Pada lapisan ketujuh di kedalaman 36,00 – 38,00 meter, kondisi tanah

organik (OH), dengan jenis tanah lempung berlanau dengan organik berwarna

hitam dan abu-abu muda, dan kepadatan sedang (N-SPT = 8).

116

Pada lapisan kedelapan di kedalaman 38,00 – 46,00 meter, kondisi tanah

berbutir halus (CH) dengan jenis tanah lempung berlanau berwarna abu-abu

muda, plastisitas tinggi, dan kepadatan tinggi, N-SPT = 10 di kedalaman 38,00

– 38,45 meter, Diambil undisturbed sample (UDS) di kedalaman 39,50 – 40,00

meter dengan kondisi tanah yang sama (ditto), N-SPT = 15 di kedalaman 40,00

– 40,45 meter (kondisi tanah sama), N-SPT = 21 di kedalaman 42,00 – 42,45

meter (kondisi tanah sama tapi sangat padat), N-SPT = 22 di kedalaman 44,00 –

44,45 meter kondisi tanah sama tapi mengandung organik (LLT), Pada lapisan

kesembilan di kedalaman 46,00 – 50,00 meter, kondisi tanah berbutir halus

(CL), Jenis tanahnya lempung berpasir berwarna abu-abu tua dan padat, N-SPT

= 15 di kedalaman 46,00 – 46,45 meter, dan N-SPT = 14 di kedalaman 48,00 –

48,45 meter.

Pada lapisan kesepuluh di kedalaman 50,00 – 62,00 meter, kondisi tanah

berbutir halus (CH), Jenis tanahnya lempung berlanau berwarna abu-abu muda

dengan kepadatan sedang, N-SPT = 7 di kedalaman 50,00 – 50,45 meter, dan di

kedalaman 51,50 – 52,00 meter diambil undisturbed sample (UDS) dengan

jenis tanah yang sama, Di kedalaman berikutnya, N-SPT berkisar antara 9

sampai 18 (sangat padat), Pada kedalaman 59,50 – 60,00 meter diambil

undisturbed sample kembali dengan kondisi tanah lempung berlanau dan

berwarna abu-abu muda.

Pada lapisan kesebelas di kedalaman 62,00 – 72,00 meter, kondisi tanah

berbutir halus (ML), Jenis tanahnya lanau berpasir dengan sedikit pasir dan

117

berwarna abu-abu kehijau-hijauan, dan sangat padat, N-SPT berkisar antara 16

sampai 32 (sangat padat dan keras).

Pada lapisan keduabelas di kedalaman 72,00 – 80,45 meter, kondisi tanah

berbutir halus (MH), Jenis tanahnya secara umum adalah tanah lanau

berlempung berwarna abu-abu muda dan tua serta bersifat tanah keras dengan

N-SPT berkisar 31 sampai 50.

Pengeboran dihentikan pada kedalaman 80,45 meter pada tanggal 19

Desember 2013.

4.2. Daya Dukung Berdasarkan Data SPT (Standard Penetration Test)

Perhitungan kapasitas daya dukung Tiang Tekan Hidrolis pada setiap lapisan

tanah dari data SPT memakai metode Meyerhoff dan memakai 3 (tiga) titik Borelog.

4.2.1. Daya Dukung Berdasarkan Data SPT Borelog BH-10

Contoh perhitungan:

Data Tiang Tekan Hidrolis:

Luas Penampang Tiang (Ap) = 45 cm x 45 cm = 2025 cm2 = 0,2025 m

2.

Diameter Ekivalen (D) = 0,2025

1/4𝜋= 0,5077 𝑚.


Untuk lapisan tanah pada kedalaman 8 meter, diperoleh N = 4, namun

N-SPTav = 4+13

2= 8,5 sehingga daya dukung ujung pondasi Tiang Tekan

118

Hidrolis (Qp) untuk tanah non kohesif dari Persamaan pada kedalaman 8

meter adalah:

𝑄𝑝 = 400 𝑥 8,5 𝑥 0,2025 = 688,50 𝑘𝑁 = 68,85 𝑡𝑜𝑛.

Tahanan geser selimut tiang (Qs) untuk tanah non kohesif pada

kedalaman 8 meter adalah:

𝑄𝑠 = 2 𝑥 8,5 𝑥 1,8 𝑥 2 = 61,20 𝑘𝑁 = 6,12 𝑡𝑜𝑛.

B. Tanah Kohesif

Untuk lapisan tanah di kedalaman 4 meter, berdasarkan gambar

diperoleh N = 4, namun N-SPTav = 0+5

2= 2,5 sehingga daya dukung

ujung pondasi Tiang Tekan Hidrolis (Qb) untuk tanah kohesif dari

Persamaan pada kedalaman 4 meter adalah:

𝑄𝑏 = 9 𝑥 𝑐𝑢𝑥𝐴𝑝

𝑐𝑢 =2

3𝑥 𝑁 − 𝑆𝑃𝑇 𝑥 10 =

2

3 𝑥 2,5 𝑥 10 = 16,67

𝑘𝑁

𝑚2.

𝑄𝑏 = 9 𝑥 16,67 𝑥 0,2025 = 30,38 𝑘𝑁 = 3,04 𝑡𝑜𝑛.

Dan, Tahanan geser selimut tiangnya (Qs) untuk tanah kohesif pada

kedalaman 4 meter ialah:

𝑄𝑠 = 𝛼 𝑥 𝑐𝑢𝑥 𝑝 𝑥 𝐿𝑖 = 0,95 𝑥 16,67 𝑥 1,8 𝑥 2 = 57,01 𝑘𝑁 = 5,70 𝑡𝑜𝑛.

Hasil perhitungan tahanan ujung (end bearing) dan tahanan selimut

(skin friction) tiang pancang atau tiang tekan hidrolis akan dijumlahkan,

sehingga didapatkan tahanan ultimate tiang. Dengan memasukkan atau

119

membagi tahanan ultimate tiang dengan faktor keamanan (safety factor),

akan diperoleh tahanan izin tiang.

Selengkapnya dapat ditampilkan dalam Tabel 4.1 dan Gambar 4.1.

120

Tabel 4. 1. Perhitungan Daya Dukung Tiang dari Data SPT Borelog BH-10

121

Gambar 4. 1. Daya Dukung Tanah Berdasarkan Data SPT Borelog BH-10

Gambar 4.1 menunjukkan daya dukung ultimate (Qult) dan daya dukung izin

(Qizin) tiang tekan hidrolis dari kedalaman 0 sampai 40 meter sesuai dengan data

Borelog BH-10. Namun dikarenakan kedalaman tiang hanya mencapai 18,80 meter

saja, maka daya dukung tiang yang diambil hanya daya dukung tiang sampai

kedalaman 18,80 meter saja. Jadi besar kapasitas daya dukung Ultimate tiang

122

pancang berdasarkan data SPT borelog BH-10 pada kedalaman 18,00 meter adalah

290,21 ton dan daya dukung izinnya adalah 145,11 ton.

4.2.2. Daya Dukung Berdasarkan Data SPT Borelog BH-11

Contoh perhitungan:



2.


1/4𝜋= 0,5077 𝑚.


Untuk lapisan tanah pada kedalaman 10 meter, diperoleh N = 8, namun

N-SPTav = 7+10

2= 8,5. Maka daya dukung ujung pondasi Tiang Tekan

Hidrolis (Qp) untuk tanah non kohesif dari Persamaan pada kedalaman 10

meter adalah:

𝑄𝑝 = 400 𝑥 8,5 𝑥 0,2025 = 688,50 𝑘𝑁 = 68,85 𝑡𝑜𝑛.



𝑄𝑠 = 2 𝑥 8,5 𝑥 1,8 𝑥 2 = 61,20 𝑘𝑁 = 6,12 𝑡𝑜𝑛.

B. Tanah Kohesif


diperoleh N = 4 dimana N-SPTav = 0+7

2= 3,5 sehingga daya dukung ujung

123

pondasi Tiang Tekan Hidrolis (Qb) untuk tanah kohesif dari Persamaan

pada kedalaman 4 meter adalah:


𝑐𝑢 =2

3𝑥 𝑁 − 𝑆𝑃𝑇 𝑥 10 =

2

3 𝑥 3,5 𝑥 10 = 23,33

𝑘𝑁

𝑚2.

𝑄𝑏 = 9 𝑥 23,33 𝑥 0,2025 = 42,52𝑘𝑁 = 4,25 𝑡𝑜𝑛.



𝑄𝑠 = 𝛼 𝑥 𝑐𝑢𝑥 𝑝 𝑥 𝐿𝑖 = 0,92 𝑥 23,33 𝑥 1,8 𝑥 2 = 77,27 𝑘𝑁 = 7,73 𝑡𝑜𝑛.

Selengkapnya dapat ditampilkan dalam Tabel 4.2 dan Gambar 4.2.

Tabel 4. 2. Perhitungan Daya Dukung Tiang dari Data SPT Borelog BH-11

124

Gambar 4. 2. Daya Dukung Tanah Berdasarkan Data SPT Borelog BH-11



125

Borelog BH-11. Namun dikarenakan kedalaman tiang hanya mencapai 18,80 meter





4.2.3. Daya Dukung Berdasarkan Data SPT Borelog DBH-2

Contoh perhitungan:



2.


1/4𝜋= 0,5077 𝑚.


Untuk lapisan tanah pada kedalaman 10 meter, diperoleh N = 16,

Keterangan N-SPTav = 9+8

2= 8,5. Maka daya dukung ujung pondasi Tiang

Tekan Hidrolis (Qp) untuk tanah non kohesif dari Persamaan pada


𝑄𝑝 = 400 𝑥 8,5 𝑥 0,2025 = 688,50 𝑘𝑁 = 68,85 𝑡𝑜𝑛.



𝑄𝑠 = 2 𝑥 8,5 𝑥 1,8 𝑥 2 = 61,2 𝑘𝑁 = 6,12 𝑡𝑜𝑛.

Sedangkan untuk lapisan tanah pada kedalaman 20 meter, berdasarkan

gambar diperoleh N = 13 Keterangan N-SPTav = 5+15

2= 10 sehingga

126

daya dukung ujung pondasi Tiang Tekan Hidrolis (Qp) untuk tanah non

kohesif dari Persamaan pada kedalaman 20 meter yaitu:

𝑄𝑝 = 400 𝑥 10 𝑥 0,2025 = 810 𝑘𝑁 = 81,00 𝑡𝑜𝑛.



𝑄𝑠 = 2 𝑥 10 𝑥 1,8 𝑥 2 = 72 𝑘𝑁 = 7,20 𝑡𝑜𝑛.

B. Tanah Kohesif


diperoleh N = 5 Keterangan N-SPTav = 0+9

2= 4,5 sehingga daya dukung

ujung pondasi Tiang Tekan Hidrolis (Qb) untuk tanah kohesif dari

Persamaan pada kedalaman 4 meter adalah:


𝑐𝑢 =2

3𝑥 𝑁 − 𝑆𝑃𝑇 𝑥 10 =

2

3 𝑥 4,5 𝑥 10 = 30,00

𝑘𝑁

𝑚2.

𝑄𝑏 = 9 𝑥 30 𝑥 0,2025 = 54,68 𝑘𝑁 = 5,47 𝑡𝑜𝑛.



𝑄𝑠 = 𝛼 𝑥 𝑐𝑢𝑥 𝑝 𝑥 𝐿𝑖 = 0,85 𝑥 30 𝑥 1,8 𝑥 2 = 91,80 𝑘𝑁 = 9,18 𝑡𝑜𝑛.

Hasil perhitungan tahanan ujung (end bearing) dan tahanan selimut

(skin friction) tiang pancang atau tiang tekan hidrolis akan dijumlahkan,

sehingga didapatkan tahanan ultimate tiang. Dengan memasukkan atau

membagi tahanan ultimate tiang dengan faktor keamanan (safety factor),

akan diperoleh tahanan izin tiang.

127

Hasil perhitungan selengkapnya dapat ditampilkan dalam Tabel 4.3

dan Gambar 4.3.

Tabel 4. 3. Perhitungan Daya Dukung Tiang dari Data SPT Borelog DBH-2

Dari Tabel 4.3 kemudian dapat digambarkan kurva atau grafik daya dukung

tiang sesuai dengan kedalaman tiang seperti tampak pada Gambar 4.3.

128

Gambar 4. 3. Daya Dukung Tanah Berdasarkan Data SPT Borelog DBH-2

129



Borelog DBH-2. Namun dikarenakan kedalaman tiang hanya mencapai 18,80 meter





4.3. Daya Dukung Berdasarkan Data Sondir (Cone Penetration Test)

Besarnya daya dukung berdasarkan data Sondir dihitung menurut metode

Meyerhoff pada Persamaan 2.11 dan 2.12.

Hasil yang diperoleh dari perhitungan data Sondir dapat dilihat pada Tabel 4.4

dan Gambar 4.4.

Dalam penelitian tesis ini, penulis hanya memperoleh data Sondir dari satu titik,

yaitu Titik S-3.

Sebagai contoh perhitungan pada titik S-3:

Ukuran Tiang Tekan Hidrolis: 45 cm x 45 cm.

Luas Penampang Tiang (Ap) = 45 cm x 45 cm

= 2025 cm2

= 0,2025 m2.

Keliling Tiang (P) = 45 cm + 45 cm + 45 cm + 45 cm

= 180 cm.

130

= 1,80 m.

Mengingat rumus Meyerhoff menggunakan diameter (D) dalam perhitungan

daya dukung tiang, maka diameter Tiang Tekan Hidrolis dapat dihitung dengan cara:

Luas Penampang Tiang (Ap) = 1/4πD2

0,2025 = 1/4πD2

D = 0,5077 m.

Misalnya: Pada kedalaman 10,00 meter diperoleh:

PPK = qc = 120,00 kg/cm2.

Ap = 2025 cm2.

JHL = 450 kg/cm.

K = 180,00 cm.

Qult = (qc x Ap) + (JHL x K)

= (120 x 2025) + (450 x 180)

= 243000 + 81000

= 324000 kg.

= 324 ton.

𝑄𝑖𝑧𝑖𝑛 =𝑞𝑐𝑥𝐴𝑝

3+𝐽𝐻𝐿 𝑥 𝐾

5

= 120 𝑥 2025

3+

450 𝑥 180

5

= 81000 + 16200

= 97200 kg.

= 97,20 ton.

131

Untuk kedalaman selanjutnya dan daya dukung Ultimate tiang dapat dilihat

pada Tabel 4.4 dan Gambar 4.4.

Tabel 4. 4. Perhitungan Daya Dukung Tiang dari Data Sondir S-3

Dari Tabel 4.4 diperoleh daya dukung izin tiang pada kedalaman 17,00 m

adalah 147,38 ton. Kedalaman 17,00 m merupakan kedalaman paling dalam yang

diuji tes sondir. Sebenarnya kedalaman tiang pancang atau tiang tekan hidrolis adalah

18,80 m. Namun penulis mengambil daya dukung pada kedalaman 17,00 m karena

paling mendekati dengan kedalaman 18,80 m (kedalaman maksimum sondir hanya

17,00 meter).

132

Hasil perhitungan pada Tabel 4.4 selanjutnya digambarkan dalam bentuk kurva

atau grafik seperti pada Gambar 4.4.

Gambar 4. 4. Daya Dukung Tanah Berdasarkan Data Sondir S-3

133



Sondir S-3. Namun dikarenakan kedalaman tiang mencapai 18,80 meter, maka daya

dukung tiang yang diambil adalah daya dukung tiang yang kedalamannya paling

mendekati 18,80 meter yaitu kedalaman 17,00 meter. Jadi besar kapasitas daya

dukung Ultimate tiang pancang berdasarkan data Sondir S-3 pada kedalaman 17,00

meter adalah 514,13 ton dan daya dukung izinnya adalah 147,38 ton.

4.4. Daya Dukung Berdasarkan Data Laboratorium Tanah

Besarnya daya dukung berdasarkan data-data hasil laboratorium pemeriksaan

tanah dihitung dengan Persamaan. Hasil yang diperoleh dari perhitungan data-data

hasil laboratorium pemeriksaan tanah dapat dilihat pada Tabel 4.5 dan Gambar 4.5.

Sebagai contoh perhitungan:


Ukuran Tiang = 45 cm x 45 cm.

Luas Penampang Tiang (Ap) = 45 cm x 45 cm

= 2025 cm2

= 0,2025 m2.

4.4.1. Perhitungan Daya Dukung Ujung Pondasi Tiang Tekan Hidrolis

(End Bearing)

Daya dukung ujung pondasi tiang tekan hidrolis juga dibagi atas 2 jenis

tanah yaitu:

134


Untuk lapisan tanah kedalaman 6,00 meter pada borelog DBH-2, nilai

tekanan vertikal efektif (q’) didapat:

q’ = γ x Li

= (Lihat Tabel 4.5)

= 8,587 ton/m2.

Dengan nilai Ø = 33,60˚, maka berdasarkan grafik korelasi antara Ø dan Nq*

(dari Gambar 2.2) didapat nilai: Nq* = 46.

Maka untuk daya dukung ujung tiang di tanah non kohesif dari Persamaan

2.19, pada kedalaman 6,00 meter adalah:

Qp = Ap.q’.(Nq*-1)

= 0,2025 x 8,587 x (46 – 1)

= 78,25 ton.

B. Tanah Kohesif

Untuk lapisan tanah di kedalaman 16 meter pada borelog DBH-2, nilai

kohesi undrained (cu):

Cu = 2/3 x N-SPT x 10

= 2/3 x 5 x 10

= 33,33 kN/m2

= 3,33 ton/m

2.

Sehingga daya dukung ujung tiang di tanah kohesif adalah:

Qp = 9.cu.Ap

= 9 x 33,33 x 0,2025

135

= 60,75 kN.

= 6,08 ton.

4.4.2. Perhitungan Daya Dukung Selimut Pondasi Tiang Tekan Hidrolis

(Skin Friction)


Untuk lapisan tanah kedalaman 6,00 meter pada borelog DBH-2, nilai

daya dukung selimut tiangnya (fi) adalah:

K0 = 1 – sin Ø

= 1 – sin 33,60˚

= 0,45.

ζv’ = γ x L’

= γ x 15 x D

= 1,56 x 15 x 0,5077

= 11,88 ton/m2.

δ = 0,8 x Ø

= 0,8 x 33,60˚

= 26,88˚.

fi = K0 x ζv’ x tan δ

= 0,45 x 11,88 x tan 26,88˚

= 2,71 ton/m2.

Maka daya dukung selimut Tiang Tekan Hidrolis (Qs) adalah:

Qs = fi x Li x p

136

= 2,71 x (4-2) x (0,45 x 4)

= 9,76 ton.

B. Tanah Kohesif

Untuk lapisan tanah di kedalaman 16 meter pada borelog DBH-2, nilai

kohesi undrained (cu):

Cu = 2/3 x N-SPT x 10

= 2/3 x 5 x 10

= 33,33 kN/m2

= 3,33 ton/m

2.

Berdasarkan Gambar 2.1 , untuk Cu = 33,33 kN/m2, diperoleh:

α = 0,92.

fi = α x Cu

= 0,92 x 3,33

= 3,07 ton/m2.

Maka daya dukung selimut Tiang Tekan Hidrolis pada kedalaman 14

meter adalah:

Qs = fi x Li x p

= 3,07 x (16 – 14) x (0,45 x 4)

= 11,04 ton.

Untuk kedalaman berikutnya, dapat dilihat pada Tabel 4.5 dan Gambar

4.5.

137

Tabel 4. 5. Perhitungan Daya Dukung Tiang dari Data Laboratorium

138

(Lanjutan Tabel 4.5)

Dari Tabel 4.5 diperoleh daya dukung izin tiang tekan hidrolis pada kedalaman

18,00 m adalah 345,43 ton.

Hasil perhitungan pada Tabel 4.5 selanjutnya digambarkan dalam bentuk kurva

atau grafik seperti pada Gambar 4.5.

139

Gambar 4. 5. Daya Dukung Tiang Menurut Data Laboratorium Parameter

Tanah

Kedal

aman

18,80

m

690,86

ton

345,

43

ton

140



Laboratorium. Namun dikarenakan kedalaman tiang mencapai 18,80 meter saja,

maka daya dukung tiang yang diambil adalah daya dukung tiang pada kedalaman

18,80 meter. Jadi besar kapasitas daya dukung Ultimate tiang pancang berdasarkan

data Laboratorium pada kedalaman 18,80 meter adalah 690,86 ton dan daya dukung

izinnya adalah 345,43 ton.

4.5. Daya Dukung Berdasarkan Data Uji Pembebanan (Loading Test)

Pada uji pembebanan (Loading Test), jumlah Tiang Tekan Hidrolis yang

digunakan pada Tribeca Condominium Northern di Podomoro City Deli Medan

sebanyak 525 titik tiang, namun tiang yang dilakukan uji pembebanan hanya 1 Tiang

Tekan Hidrolis saja, Keterangan hanya dilakukan uji pembebanan vertikal. Hal ini

berarti tiang yang diberi uji pembebanan hanya 0,19 % dari jumlah keseluruhan tiang

yang digunakan di Tribeca Condominium Northern. Dari hasil uji pembebanan

vertikal pada titik SS-1032 di lapangan, didapat hubungan beban dengan penurunan,

kurva hubungan waktu dengan penurunan, dan kurva hubungan waktu dengan beban.

Berdasarkan pengujian statik aksial (Loading Test) di lapangan dihasilkan

kurva hubungan beban dengan penurunan yang mana disajikan pada Gambar 4.6.

kurva hubungan beban dengan penurunan tersebut menggambarkan 4 tahap

pembebanan sebagaimana standard prosedur pembebanan pada ASTM D-1143-81.

Tipe pembebanan yang diberikan adalah pembebanan siklik sehingga terdapat 4

siklus (cycle).

141

Gambar 4. 6. Hubungan Beban dengan Penurunan pada Loading Test di

lapangan (Data Proyek Podomoro City Deli Medan, 2014)

Dari Gambar 4.6 menjelaskan tentang hubungan suatu beban dengan

penurunan, dimana pada saat pemberian beban maksimum (300 ton) diperoleh

penurunan sebesar 4,623 mm, dan juga dapat dilihat bahwa nilai elastic rebound

(penurunan elastis) yang terjadi lebih besar dari pada nilai plastic rebound

(penurunan permanen) yang mana nilai penurunan elastis sebesar 4,623 - 0,213 =

4,41 mm dan penurunan permanen sebesar 0,213 mm.

Jenis kurva lainnya yang diperoleh dari hasil Loading Test adalah kurva

hubungan beban dengan waktu pembebanan. Dari kurva ini terlihat bahwa beban

maksimum untuk setiap siklus (cycle) bertambah besar hingga mencapai 200% dari

beban rencana atau beban kerja (working load).

Hubungan antara beban terhadap waktu pembebanan dengan 4 siklus dari hasil

Loading Test dapat dilihat pada Gambar 4.7.

142

Gambar 4. 7. Grafik Hubungan Beban dengan Waktu Loading Test di lapangan

(Data Proyek Podomoro City Deli Medan, 2014)

Gambar 4.7, menjelaskan tentang hubungan beban dengan waktu pembebanan,

Keterangan semakin besar beban yang diberikan maka waktu yang dibutuhkan juga

semakin lama.

Dari hasil uji pembebanan di lapangan diperoleh juga kurva hubungan antara

penurunan dengan waktu seperti ditunjukkan pada Gambar 4.8.

Gambar 4. 8. Grafik Hubungan Penurunan dengan Waktu Loading Test di

lapangan (Data Proyek Podomoro City Deli Medan, 2014)

143

Gambar 4.8 menjelaskan tentang hubungan penurunan yang terjadi dengan

waktu pembebanan, Keterangan semakin besar penurunan yang ditimbulkan akibat

suatu pembebanan, maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk penurunan

tiang. Data hasil Loading Test dapat ditabelkan seperti pada Tabel 4.6.

Tabel 4. 6. Hasil Loading Test di lapangan (Data Proyek Podomoro City Deli

Medan, 2014)

144

Untuk memperoleh besarnya daya dukung Ultimate tiang berdasarkan uji

pembebanan (Loading Test) dapat dipergunakan perhitungan dengan metode

Davisson (1973), Mazurkiewicz (1972) dan Chin (1970, 1971).

4.5.1. Metode Davisson (1972)

Perhitungan kapasitas daya dukung ultimate Tiang Tekan Hidrolis dari

data Loading Test.


Diameter tiang (D) = 0,51 m.

Panjang tiang = 18,80 m.

Beban rencana = 150,00 ton.

Beban uji = 300,00 ton.

a. Grafik Beban vs Penurunan

b. Menentukan Penurunan Elastis

∆ = 𝑄𝑣𝑎𝐿

𝐴𝐸

145

Qva = Beban kerja = 150 ton.

L = Panjang Tiang Tekan Hidrolis = 18,80 m.

A = Luas penampang tiang = 0,45 x 0,45 = 0,2025 m2.

E = Modulus Elastisitas Beton Tiang = 4700 𝑓𝑐 ′

= 4700 42

= 30459,48 Mpa = 30459,48 N/mm

2 = 304,59 ton/mm

2.

c. Menggambarkan Garis Keruntuhan

x = 0,15 + D/120 ; D = Diameter Tiang dalam satuan inchi.

x = 0,15 + 20/120

x = 4,38 mm.

d. Menentukan Daya Dukung Ultimate

Hasil perhitungan daya dukung Ultimate dengan Metode Davisson,

disajikan pada Tabel 4.7 dan Gambar 4.9.

Tabel 4. 7. Perhitungan Beban – Penurunan Metode Davisson

146

Gambar 4. 9. Daya Dukung Ultimate dengan Metode Davisson

Berdasarkan Gambar 4.9, didapatkan daya dukung ultimate tiang Qult =

292ton dengan Metode Davisson.

4.5.2. Metode Mazurkiewicz (1972)

Interpretasi dengan Metode Mazurkiewicz disajikan pada Tabel 4.8.

Tabel 4. 8. Perhitungan Beban – Penurunan Metode Mazurkiewicz

292,00

ton

147

Gambar 4. 10. Daya Dukung Ultimate dengan Metode Mazurkiewicz

Berdasarkan Gambar 4.10., didapatkan daya dukung ultimate tiang Qult =

350,00 ton dengan Metode Mazurkiewicz.

4.5.3. Metode Chin (1970, 1971)

Langkah perhitungan pada metode Chin menggunakan perbandingan

penurunan (settlement) terhadap beban (load). Kemudian menggunakan regresi

linier untuk mendapatkan persamaan garis lurus dari beberapa koordinat titik.

Dan dengan memasukkan beban maksimum akan diperoleh daya dukung

maksimum (ultimate) dari tiang tekan hidrolis.

Interpretasi dengan Metode Chin (1970, 1971) disajikan pada Tabel 4.9.

4

5

o

350 ton

148

Tabel 4. 9. Perhitungan Beban – Penurunan Metode Chin

Regresi Linier:

𝑎 = 0,0935𝑥54,4128 − 17,4940𝑥0,2323

9𝑥54,4128 − 17,49402= 0,0056.

𝑏 = 9𝑥0,2323 − 17,4940𝑥0,0935

9𝑥54,4128 − 17,49402= 0,0025.

Diperoleh Persamaan garis lurus : y = 0,0025x + 0,0056.

Gambar 4. 11. Grafik Daya Dukung Ultimate dengan Metode Chin

149

Gambar 4.11. menunjukkan bahwa pada saat beban 300 ton, penurunan

(x) = 4,623, sehingga y = 0,0025(4,623) + 0,0056 = 0,01716.

𝑦 = 𝑃𝑒𝑛𝑢𝑟𝑢𝑛𝑎𝑛

𝐵𝑒𝑏𝑎𝑛

𝐵𝑒𝑏𝑎𝑛 = 𝑃𝑒𝑛𝑢𝑟𝑢𝑛𝑎𝑛

𝑦=

4,623

0,01716= 269,41 𝑡𝑜𝑛.

Pult = 269,41 ton.

Pizin = 269,41/2 = 134,70 ton.

Jadi, dengan Metode Chin didapatkan daya dukung Ultimate tiang tekan

hidrolis sebesar 269,41 ton.

4.6. Daya Dukung Berdasarkan Kekuatan Bahan Tiang

Adapun spesifikasi bahan tiang prestressed concrete Square Pile antara lain:

- Mutu beton (f’c) = 42 Mpa = 420 kg/cm2.

- Ukuran pile = 45 cm x 45 cm.

Dari Persamaan 2. 26, diketahui bahwa PTiang adalah sebagai berikut:

𝑃𝑇𝑖𝑎𝑛𝑔 = 𝜎𝑏 .𝐴𝑇𝑖𝑎𝑛𝑔

Keterangan: Luas Penampang Tiang 𝐴𝑇𝑖𝑎𝑛𝑔 = 0,45 𝑥 0,45 = 0,2025 𝑚2.

Dan Kuat Tekan Beton (ζb) yang diizinkan:

𝜎𝑏 = 0,33 .𝑓′𝑐 = 138,6𝑘𝑔

𝑐𝑚2= 1386

𝑡𝑜𝑛

𝑚2.

150

𝑃𝑇𝑖𝑎𝑛𝑔 = 𝜎𝑏 .𝐴𝑇𝑖𝑎𝑛𝑔 = 1386 . 0,2025 = 𝟐𝟖𝟎,𝟔𝟔 𝒕𝒐𝒏.

Hasil yang diperoleh ini berbeda dengan hasil kekuatan bahan tiang

menurut Brosur dari Wika Beton, yang nilainya 270,98 ton. Jadi untuk kekuatan

bahan tiang diambil nilai yang lebih kecil yaitu 270,98 ton.

4.7. Penurunan Tiang Tunggal

4.7.1. Penurunan Tiang Akibat Pemendekan Tiang Tekan Hidrolis (S1)

Besarnya penurunan tiang tunggal dapat dihitung dengan Persamaan

(2.28).



Modulus elastisitas bahan tiang (Ep) = 304,59 ton/mm2.

Panjang tiang (L) = 18800 mm.

Diameter Tiang = 507,67 mm.

Beban Kerja = 150 ton.

Ap = 202500 mm2.

ξ = 0,67 (Jenis tahanan selimut tiang bentuk segitiga).

Qwp = 29,02 ton (didapat dari data N-SPT BH-10).

Qws = 150 + (0,506 x 18,8) – 29,02 = 130,49 ton.

Maka dari Persamaan (2.28) didapat penurunan tiang akibat pemendekan

tiang:

𝑆1 = 𝑄𝑤𝑝 + 𝜉 𝑄𝑤𝑠 𝐿

𝐴𝑝𝐸𝑝 =

29,02+0,67𝑥130,49 18800

202500 𝑥 304,59 = 0,04 mm.

151

4.7.2. Penurunan Tiang Akibat Beban Titik Pada Ujung Tiang Tekan

Hidrolis (S2)

Besarnya penurunan tiang tunggal akibat beban titik pada ujung tiang

dapat dihitung dengan Persamaan (2.29) dan (2.30).



D = 507,67 mm.

qwp = 𝑄𝑤𝑝

𝐴𝑝 =

29,02

202500 = 1,433 x 10

-4 ton/mm

2.

Es = 300(N-SPT + 6) Pasir berlanau, data borelog BH-10.

= 300(9 + 6)

= 4500 kPa

= 4,5 Mpa

= 0,045 ton/mm2.

μs = 0,2 (Pasir kelanauan).

Iwp = 0,85.

Maka dari Persamaan (2.29) didapat penurunan tiang akibat beban ujung:

𝑆2 = 𝑞𝑤𝑝 𝐷


2 𝐼𝑤𝑝 = 1,433 𝑥 10−4𝑥507,67

0,045 1− 0,22 0,85 = 1,32 mm.

4.7.3. Penurunan Tiang Akibat Beban Pada Selimut Tiang Tekan Hidrolis

(S3)

Besarnya penurunan tiang tunggal akibat pembebanan pada selimut tiang

dapat dihitung dengan Persamaan (2.32).

152



p = 0,45 + 0,45 + 0,45 + 0,45 = 1,80 m.

L = 18,8 m.

Iws = 2 + 0,35 𝐿

𝐷= 2 + 0,35

18,8

0,5077= 4,13.

Selengkapnya, perhitungan penurunan tiang akibat pembebanan selimut

tiang dapat dilihat pada Tabel 4.10.

Tabel 4. 10. Perhitungan Penurunan Akibat Pembebanan Selimut Tiang Tekan

Hidrolis

Tabel 4.10 menunjukkan bahwa besar penurunan tiang akibat

pembebanan pada selimut tiang dengan kedalaman tiang 18,80 meter adalah

sebesar S3 = 0,13 mm.

153

Jadi, besar penurunan elastis tiang total : S = S1 + S2 + S3 = 0,04 + 1,32 +

0,13 = 1,49 mm.

Sebagai pembanding, besar penurunan dari hasil Loading Test = 1,71 mm

pada saat beban rencana 150 ton diberikan, sehingga terdapat selisih sebesar

0,22 mm.

4.8. Daya Dukung Akibat Penurunan Real

Dari perhitungan secara analitis yang telah dilakukan, hasil data penyelidikan

tanah (Pengujian SPT, Sondir, dan Hasil Laboratorium) serta uji pembebanan tiang di

lokasi Proyek Podomoro City Deli Medan khususnya Tribeca Condominium

Northern, maka hasil daya dukung Ultimate untuk kedalaman Tiang Tekan Hidrolis

sebesar 18,80 meter dapat dilihat pada Tabel 4.11.

Tabel 4. 11. Hasil Daya Dukung Ultimate Kedalaman 18,80 Meter

Tabel 4.11 menunjukkan bahwa dari hasil penyelidikan tanah Keterangan hasil

pengujian SPT, Sondir serta Hasil Laboratorium di atas, diperoleh bahwa hasil daya

dukung Sondir lebih besar dari hasil pengujian SPT, tapi lebih kecil dari hasil

laboratorium.

Data SPT Data Sondir Data Lab Tanah

Metode Metode Parameter Metode Metode Metode

Meyerhoff Meyerhoff Tanah Davisson Maczurkiewicz Chin

(Ton) (Ton) (Ton) (Ton) (Ton) (Ton)

BH-10 290,21 514,13 - 292 350 269,41

BH-11 224,75 - - - - -

DBH-2 193,00 - 690,86 - - -

Data Loading Test

TITIK

154

Selain itu, berdasarkan data hasil interpretasi Loading Test, nilai daya dukung

Ultimate yang nilainya lebih mendekati beban Ultimate 300 ton yaitu metode

Davisson kemudian metode Chin dan selanjutnya metode Mazurkiewicz.

4.9. Pentransferan Beban Friksi (Skin Friction)

Suatu Tiang Tekan Hidrolis yang dibebani oleh suatu beban akan mengalami

gaya gesekan (friction), Gaya gesekan ini akan bekerja bila displacement (dalam hal

ini penurunan) yang terjadi masih dalam ambang batas 0,4 % dari diameter Tiang

Tekan Hidrolis yang nilainya 0,4 % x 507,67 mm = 2,0307 mm. Perhitungan transfer

beban friksi pada tiang dapat dilihat pada Tabel 4.12.

Tabel 4. 12. Data Beban Ultimate, Beban Ujung, dan Beban Friksi

Tabel 4.12 dari kedalaman 0,00 – 18,00 meter adalah beban friksi yang terjadi

sepanjang kedalaman tiang tekan hidrolis yaitu 18,80 meter, sedangkan pada

155

kedalaman 20,00 meter tidak diambil sebagai beban friksi pada tiang dikarenakan

tiang tidak mencapai kedalaman 20,00 meter atau hanya 18,80 meter saja.

Grafik transfer beban friksi pada tiang tekan hidrolis tunggal dengan kedalaman

18,80 meter, dapat dilihat pada Gambar 4.12.

Gambar 4. 12. Transfer Beban Friksi Pada Tiang Tekan Hidrolis Kedalaman 0

sampai 18,80 meter

4.10. Pentransferan Beban Tahanan Ujung (End Bearing)

Tahanan ujung pada Tiang Tekan Hidrolis akan bekerja bila displacement yang

terjadi dalam ambang batas 6 % dari diameter Tiang Tekan Hidrolis, Mengingat

diameter Tiang Tekan Hidrolis sebesar 0,5077 m, maka ambang batas 6 % sebesar

0,030462 m atau 30,46 mm, Pentransferan beban tahanan ujung ini terjadi atau

dimulai dari pemberian beban pertama nol (0) sampai beban maksimum atau 300 ton.

156

Pada pentransferan beban tahanan ujung ini, umumnya tiang berada dalam zona

tanah yang lunak yang berada di atas tanah keras. Tiang ini dipancang atau dibor

sampai mencapai batuan dasar atau lapisan keras lain agar tidak mengakibatkan

penurunan berlebihan, dan juga kapasitas tiang sepenuhnya ditentukan dari tahanan

dukung lapisan keras yang berada di bawah ujung tiang, dan tiang pada kondisi ini

sudah dalam keadaan plastis.

Dan pada Tiang Tekan Hidrolis proyek Podomoro City Deli Medan ini sudah

terjadi pentransferan beban, baik itu beban friction maupun beban End Bearing. Besar

pentransferan beban ujung pada tiang tekan hidrolis dengan kedalaman 18,80 meter

dapat dilihat pada Gambar 4.13.

Gambar 4. 13. Transfer Beban Ujung PadaTiang Tekan Hidrolis Kedalaman 0

sampai 18,80 meter

157

4.11. Analisis Daya Dukung Dan Penurunan Kelompok Tiang

4.11.1. Daya Dukung Kelompok Tiang

Jumlah tiang = 525 titik.

Kedalaman tiang = 18,80 meter.

Ukuran tiang = 45 cm x 45 cm.

n1 = Jumlah tiang dalam arah sumbu X = 21.

n2 = Jumlah tiang dalam arah sumbu Y = 25.

d = Jarak antar tiang = 1,80 meter.

D = Diameter tiang = 0,51 meter.

Gambar 4. 14. Detail pondasi kelompok tiang (poer)

158

a. Converse-Labarre Equation

𝜂 = 1− 𝑛1 − 1 𝑛2 + 𝑛2 − 1 𝑛1

90𝑛1𝑛2 𝜃

𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 𝐷 𝑑

Maka,

𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 0,50771,80 = 15,75°.

𝜂 = 1− 21 − 1 25 + 25− 1 21

90 𝑥 21 𝑥 25 𝑥 15,75

𝜂 = 0,66.

1. Daya Dukung Kelompok Tiang Berdasarkan Data SPT.

Daya dukung Ultimate 1 tiang = Qu = 290,21 ton.

Daya dukung Ultimate kelompok tiang = Qg(u) = 0,66 x 525 x 290,21

= 101.365,27 ton.

2. Daya Dukung Kelompok Tiang Berdasarkan Data Parameter Tanah.



= 241.305,31 ton.

3. Daya Dukung Kelompok Tiang Berdasarkan Data Loading Test.


159

Daya dukung Ultimate kelompok tiang = Qg(u) = 0,66 x 525 x 292

= 101.990,49 ton.

b. Los Angeles Group Action Equation.

𝜂 = 1 −𝐷

𝜋𝑑𝑛1𝑛2 𝑛1(𝑛2 − 1) + 𝑛2 𝑛1 − 1 + 2 𝑛1 − 1 (𝑛2 − 1)

Maka,

𝜂 = 1 −0,5077

𝜋𝑥1,8𝑥21𝑥25 21(25− 1) + 25 21− 1 + 2 21 − 1 (25− 1)

𝜂 = 0,71.

1. Daya Dukung Kelompok Tiang Berdasarkan Data SPT.

Daya dukung Ultimate 1 tiang = Qu = 290,21.


= 108.526,21 ton.

2. Daya Dukung Kelompok Tiang Berdasarkan Data Parameter Tanah.



= 258.352,28 ton.

3. Daya Dukung Kelompok Tiang Berdasarkan Data Loading Test

Daya dukung Ultimate 1 tiang = Qu = 292 ton.

Daya dukung Ultimate kelompok tiang = Qg(u) = 0,71 x 525 x 292

= 109.195,59 ton.

160

4.11.2. Penurunan (displacement) Elastis Kelompok Tiang

Berdasarkan Persamaan (2.37), penurunan elastis kelompok tiang dari

Vesic (1969) adalah sebagai berikut:

𝑆𝑔 = 𝑆 𝐵𝑔

𝐷

Keterangan:

S = Penurunan tiang tunggal = 0,149 cm.

Bg = (n2 – 1)d + 2(D/2) = (25 – 1).1,8 + 2 (0,5077/2) = 43,71 m =

4370,77 cm.

D = 0,5077 m = 50,77 cm.

Maka, 𝑆𝑔 = 0,149 4370,77

50,77= 1,38 𝑐𝑚 < 2,54 𝑐𝑚.

Dengan demikian penurunan elastis kelompok tiang masih dalam batas

aman karena penurunan yang terjadi masih lebih kecil dari batas izin yang telah

ditentukan.

4.12. Analisis Daya Dukung Lateral Pondasi Tiang Tunggal

Sesuai dengan Metode Broms (1964) yang telah menjelaskan tentang analisa

daya dukung pondasi tiang terhadap beban lateral, maka dengan data-data berikut ini:

1. Jenis tanah = Lempung.

2. Kondisi kepala tiang = Terjepit.

3. Diameter tiang = 0,5077 m.

4. Kedalaman tiang = 18,80 m.

5. Momen Ultimate (Mu) = 111,70 kN.m (crack) = 1.117.000,00 kg.cm.

161

6. Berat isi tanah = 17,69 kN/m3.

7. Sudut geser dalam tanah = 21,50˚.

8. Kohesi Undrained, cu = 0,15 kN/m2.

Dianggap tiang panjang = D/B = 18,80/0,5077 = 37,03 > 20 ... merupakan

tiang panjang (D/B > 20 persyaratan tiang panjang), dan dari Gambar 2.21 dan

2.22 diperoleh: 𝐻𝑢 =2 𝑀𝑢

1,5 𝐷+0,5 𝑥0

𝑥0 =𝐻𝑢

9 𝑐𝑢 𝐷

Dengan mensubstitusikan nilai-nilai parameter tanah dan tiang yang ada,

diperoleh: Kapasitas momen Ultimate = Mu/cu.B3 = (1.117.000)/(0,15)(45

3) =

81,72.

Gambar 4. 15. Kapasitas Lateral untuk Tiang Panjang pada Tanah Kohesif

(Broms, 1964)

162

Gambar 4.15 menunjukkan daya dukung lateral Ultimate tiang sebesar:

Hu/cuB2 = 40.

Hu = (Hu/cuB2).cu.B

2 = (40)(0,15)(452) = 12150 kg = 12,15 ton.

Jadi diperoleh nilai daya dukung lateral Ultimate Hu adalah 121,15 kN

(12,15 ton).

Daya dukung lateral izin sesuai dengan Persamaan berikut ini:

𝐻𝑖𝑧𝑖𝑛 =𝐻𝑢𝑆𝐹

= 121,15

2= 60,58 𝑘𝑁 = 6,06 𝑡𝑜𝑛 < 𝑀𝑢 𝑂𝐾 .

Dengan demikian diperoleh kapasitas daya dukung lateral Ultimate tiang

(Hu) adalah sebesar 121,15 kN (12,115 ton) dan kapasitas daya dukung lateral

izin (Hizin) adalah 60,58 kN (6,06 ton).

4.13. Analisis Bentuk Penampang Tiang Tekan Hidrolis

Berdasarkan spesifikasi teknis yang dikeluarkan oleh WIKA BETON

terkait Square Pile, karakteristik Prestressed Concrete Square Pile 45 cm x 45

cm adalah sebagai berikut:

1. Inersia Penampang = 341,719 cm4.

2. Luas Penampang = 2025 cm2.

3. Unit Weight = 506 kg/m.

4. Bending Moment Crack = 11,17 ton.m.

163

5. Bending Moment Ultimate = 14,01 ton.m.

6. Allowable Compression = 270,98 ton.

7. Decompression Tension = 64,30 ton.

8. Mutu Beton = fc’ 42 Mpa (cube 500 kg/cm2).

9. Harga Kerja = ± Rp 500.000,- per meter.

Sedangkan, karakteristik Prestressed Concrete Spun Pile dari WIKA

BETON yang memiliki spesifikasi teknis yang paling mendekati Prestressed

Concrete Square Pile adalah sebagai berikut:

1. Diameter = 50 cm.

2. Luas Penampang = 1159 cm2.

3. Unit Weight = 290 kg/m.

4. Bending Moment Crack = 10,50 ton.m.

5. Bending Moment Ultimate = 15,75 ton.m.

6. Allowable Compression = 185,30 ton.

7. Harga Kerja = ± Rp 400.000,- per meter.

Penulis menggunakan Prestressed Concrete Spun Pile berdiameter 50 cm

sebagai pembanding dikarenakan jika Prestressed Concrete Square Pile 45 cm x

45 cm dikonversikan menjadi Spun Pile dengan penampang penuh maka

diameternya berkisar 50 cm. Dengan beban kerja (working load) = 150 ton dan

beban Ultimate = 300 ton, maka pemilihan Prestressed Concrete Spun Pile

menjadi lebih beresiko daripada Square Pile. Berdasarkan analisis yang

164

dilakukan dapat dimengerti mengapa Square Pile yang dipilih pada Proyek

Podomoro City Deli Medan.

Berdasarkan kapasitas daya dukung square pile dan spun pile yang dicek dengan

Program AllPile, maka akan diperoleh hasil seperti yang disajikan pada Tabel

4.13.

Tabel 4. 13. Hasil Analisis Perbandingan Bentuk Penampang Square Pile dengan

Spun Pile Saat diberi Beban Rencana 150 Ton

Tabel 4.13. menunjukkan bahwa kapasitas ultimate Square Pile lebih besar

dibandingkan Spun Pile. Demikian pula, Maximum Moment Square Pile juga

lebih besar daripada Spun Pile. Namun penurunan dan Top Deflection Square

Pile lebih kecil daripada Spun Pile sehingga dalam hal ini secara teknis Square

Pile lebih sesuai digunakan pada Proyek Podomoro City Deli Medan daripada

Spun Pile.

Sebagai tambahan, berdasarkan harga material tiang tekan hidrolis

Prestressed Concrete Square Pile dari WIKA BETON berkisar Rp 500.000 /

165

meter panjang, sedangkan harga material tiang tekan hidrolis Prestressed

Concrete Spun Pile dari WIKA BETON berkisar Rp 400.000 / meter panjang.

Walaupun harga Square Pile lebih mahal sekitar 20,00 % dari Spun Pile, namun

tetap digunakan pada Proyek Podomoro City Deli Medan dikarenakan kapasitas

daya dukung ultimate yang lebih besar dan penurunan yang lebih kecil

sebagaimana tertera pada Tabel 4.13.

4.14. Analisis Kapasitas Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis Berdasarkan

Program AllPile

Dalam tesis ini penulis juga menganalisis dengan mengaplikasikan

software di komputer untuk menghitung kapasitas tiang, yang mana disini

penulis menggunakan program AllPile. Program AllPile merupakan aplikasi

perhitungan yang dibuat berdasarkan metode empiris yang telah diproses melalui

aplikasi software komputer. Data-data yang dimasukkan dalam program AllPile

antara lain:

1. Jenis tiang yang digunakan adalah driving concrete pile.

2. Units menggunakan satuan metric.

3. Panjang tiang adalah 18,80 m tanpa adanya kemiringan tiang

maupun kemiringan tanah.

4. Pada pile data input pilih jenis tiang yang digunakan kemudian

tentukan jumlah tulangan dan jari-jari tiang tekan hidrolis.

5. Masukkan gaya vertikal yang bekerja yaitu beban rencana sebesar

150 ton.

166

6. Masukkan parameter tanah berdasarkan data Bore Hole dan SPT.

7. Masukkan faktor keamanan untuk side 2, tip 2, dan Load Factor 2.

Dari hasil penyelidikan tanah dari beberapa lokasi maka diperoleh suatu

nilai rata-rata N-SPT dan parameter tanah per lapisan, dari data tersebut akan

digunakan dalam software AllPile yang dapat dilihat pada Tabel 4.14.

Tabel 4. 14. Parameter tanah yang digunakan dalam program AllPile

Adapun langkah-langkah perhitungan pada program AllPile untuk

menganalisis kapasitas daya dukung tiang seperti uraian di bawah ini antara lain:

1. Membuka program AllPile pada komputer, akan terlihat seperti pada Gambar

4.16.

Gambar 4. 16. Cover pembuka program AllPile

Kedalaman (m) Jenis Tanah N-SPT γ (kN/m3) Ø (˚)

2,45 Clayey silt 4,50 16,50 30,42

8,45 Silty clay, 1 10,00 16,89 35,00

16,45 Silty sand 8,00 15,20 33,33

18,45 Organic 22,00 17,33 38,00

30,00 Silty sand, 2 22,50 16,50 38,13

167

2. Masukkan jenis tiang yang dipakai dan informasi umum mengenai proyek,

Keterangan dalam tesis ini menggunakan Driving Concrete Pile, Keterangan

dimensi tiang tekan hidrolis 45 cm x 45 cm dengan diameter ekivalen 50,77

cm, seperti pada Gambar 4.17.

Gambar 4. 17. Menu masukan data informasi proyek

3. Langkah ketiga adalah memasukkan nilai Pile Profile yaitu panjang tiang,

kemiringan tanah, kemiringan tiang, dan posisi lapisan atas tiang dari

permukaan tanah. Dalam tesis ini ditinjau di lokasi pile test BH-11 dengan

panjang tiang 18,80 meter, dan posisi lapisan atas tiang = 0,00 meter, seperti

Gambar 4.18. Selain itu, sudut yang dibentuk antara tiang tekan hidrolis

dengan sumbu tegak diambil sebesar nol derajat karena posisi tiang tekan

hidrolis tegak lurus terhadap permukaan tanah. Selengkapnya, diisi seperti

ditunjukkan pada Gambar 4.18.

168

Gambar 4. 18. Menu masukan data profil tiang

4. Langkah keempat adalah memasukkan data parameter dari tiang dan tanah

seperti bentuk dan ukuran tiang dan tanah, material tiang bagian dalam

maupun luar dan tanah. Luasan, momen inersia, keliling, modulus elastisitas

tiang dan tanah, serta berat dari tiang, seperti terlihat pada Gambar 4.19 dan

4.20.

Gambar 4. 19. Data parameter tiang

169

Gambar 4. 20. Data parameter tiang

5. Langkah kelima adalah memasukkan gaya-gaya yang bekerja pada tiang,

seperti pada Gambar 4.21 dengan besar masing-masing yaitu:

Vertikal = 1500 kN (atau 150 ton).

Momen = 0 kN.

Horizontal = 0 kN.

Gambar 4. 21. Data gaya vertikal, horizontal dan momen

170

6. Langkah keenam adalah memasukkan profil tanah dan data hasil penyelidikan

tanah yaitu data SPT, dan lain-lain seperti pada Gambar 4.22.

Gambar 4. 22. Memasukkan data profil tanah

7. Langkah ketujuh adalah memasukkan faktor keamanan dan Load Factor yang

direncanakan, seperti pada Gambar 4.23.

Gambar 4. 23. Input data faktor keamanan dan Load Factor

171

8. Langkah kedelapan adalah melihat hasil input data yang sudah kita lakukan

sebelumnya serta berupa hasil analisis vertikal tersebut, seperti pada Gambar

4.24.

Gambar 4. 24. Hasil Output AllPile

Dari analisis program AllPile dengan beban kerja 150 ton dan Load Factor

= 1, diperoleh:

1. Kapasitas Daya Dukung Tiang = 605,52 ton.

2. Penurunan Tiang Tunggal = 0,32 cm.

Dengan langkah-langkah yang sama dengan analisis single pile, untuk

group pile hanya berbeda dalam input beban, Keterangan beban dimasukkan

secara kelompok dan dapat dilihat pada Gambar 4. 25.

172

Gambar 4. 25. Input beban Group Piles

Beban vertikal = 525 Titik x 6055,20 kN = 3.178.980 kN.

Momen = 0 kN.

Horizontal = 0 kN.

Sehingga dari analisis daya dukung tiang grup (kelompok tiang) dengan

program AllPile diperoleh hasilnya sebagai berikut:

Total Ultimate CapaCity (Down) = 3.178.999,00 kN.

Total Ultimate CapaCity (Up) = 234.229,52 kN.

Total Allowable CapaCity (Down) = 1.589.499,50 kN.

Total Allowable CapaCity (Up) = 131.926,19 kN.

Daya dukung kelompok tiang (pile groups) sebesar 3.178.999 kN atau 317.900

ton.

173

BAB V

PEMODELAN ELEMEN HINGGA

5.1. Pendahuluan

Untuk menghitung hubungan antara beban vertikal batas (Ultimate load)

dengan penurunan (displacement) yang terjadi pada suatu Tiang Tekan Hidrolis

dengan metode elemen hingga dapat dilakukan dengan menggunakan bantuan

program Finite Element Method. Model tanah yang digunakan adalah model Mohr

Coulomb dan Soft Soil dengan analisis Axisymmetry. Model Mohr Coulomb

digunakan pada lapisan tanah pasir, sedangkan model Soft Soil dipakai pada tanah

lempung. Hasil pemodelan Elemen Hingga dengan Program Finite Element Method

dibandingkan dengan pengujian lapangan (Loading Test).

Pada pemodelan elemen hingga, terdapat 2 jenis titik nodal yang dapat

digunakan, yaitu penggunaan 6 titik nodal dan 15 titik nodal. Dalam tesis ini jumlah

titik nodal yang digunakan untuk satu elemen adalah 15 titik nodal, karena semakin

besar titik nodal yang dipakai, maka hasil yang diperoleh lebih mendekati hasil yang

diperoleh di lapangan.

174

5.2. Lapisan Tanah, Jenis Tanah, dan Tiang Tekan Hidrolis

Setiap Tiang Tekan Hidrolis yang diteliti tertanam dalam tanah yang terdiri dari

beberapa lapisan, Keterangan jenis dan parameter-parameter tanahnya juga berbeda.

Secara umum jenis tanah yang terdapat pada lokasi Tiang Tekan Hidrolis terdiri dari :

clayey silt, silty clay, silty sand, dan sandy silt.

Tiang Tekan Hidrolis dimodelkan sebagai tiang elastis.

5.3. Data Masukan Untuk Pemodelan Elemen Hingga

Sebelum dilakukan perhitungan, terlebih dahulu disajikan data-data masukan

yang diperlukan untuk pemodelan elemen hingga, yaitu data siklus pembebanan

Loading Test, Tiang Tekan Hidrolis, dan deskripsi serta parameter tanah hasil

pengujian laboratorium setiap lapisan pada lokasi BH-10, BH-11, dan DBH-2.

Namun data yang dimasukkan di Program Finite Element Method hanya data borelog

BH-11 mengingat daya dukung tanahnya adalah yang terlemah dibandingkan 2 data

borelog yang lain.

5.3.1. Siklus Uji Pembebanan Untuk Pemodelan Elemen Hingga

Project : Podomoro City Deli Medan.

Working Load : 150 ton.

Test Load : 300 ton.

Jenis Tiang : Beton.

Panjang Tiang : 18.80 meter.

Cycle I

175

Besar beban = 25 %, konsolidasi 1 jam = 38 ton.


Besar beban = 25 %, konsolidasi 20 menit = 38 ton.


Cycle II







Cycle III


Besar beban = 100 %,konsolidasi 20 menit = 150 ton.







Cycle IV



176










5.3.2. Data Tiang Tekan Hidrolis Untuk Pemodelan Elemen Hingga

Tabel 5.1 menyajikan data Tiang Tekan Hidrolis pada lokasi titik

1032/TP-101. Data tiang tekan hidrolis pada Tabel 5.1 akan digunakan untuk

pemodelan tanah pada Finite Element Method.

Tabel 5. 1. Data Tiang Tekan Hidrolis untuk Pemodelan Elemen Hingga

No. Keterangan Nilai

1 Lokasi Bore Hole-11 / Titik 1032

2 Jenis pondasi tiang Beton

3 Diameter tiang (m) 0,51

4 Panjang tiang (m) 18,80

5 Luas penampang (m2) 0,20

6 Modulus elastisitas (kN/m2) 3,05 x 10

7

7 Momen inersia (I) (m4) 3,26 x 10

-3

8 EA (kN) 6,18 x 106

9 EI (kNm2) 99.430

10 Angka Poisson 0,20

177

5.3.3. Deskripsi dan Parameter Tanah Setiap Lapisan Tanah

Deskripsi dan parameter tanah hasil SPT dan pengujian dari laboratorium

ini dikutip dari laporan akhir pekerjaan Sondir Test dan laporan hasil

penyelidikan tanah Proyek Podomoro City Deli Medan, serta untuk melengkapi

data yang kurang untuk menyesuaikan dengan data-data yang dibutuhkan dalam

pemodelan elemen hingga diambil dari buku referensi Mekanika Tanah adalah

sebagai berikut:

1. Jenis dan Konsistensi Lapisan Tanah

Pada Tiang Tekan Hidrolis yang tertanam dalam tanah terdapat 6

(enam) jenis lapisan tanah, Keterangan jenis dan parameter tanahnya

berbeda-beda.

Secara umum jenis tanah yang terdapat pada lokasi pengeboran terdiri

dari:

a. Clayey Silt, Keterangan konsistensi tanahnya adalah Medium Stiff.

b. Silty Clay, Keterangan konsistensi tanahnya adalah Soft.

c. Silty Sand, Keterangan konsistensi tanahnya adalah Medium Dense.

d. Sandy Silt, Keterangan konsistensi tanahnya adalah Medium Stiff.

e. Silty Clay, Keterangan konsistensi tanahnya adalah Stiff.

f. Silty Sand, Keterangan konsistensi tanahnya adalah Medium Dense.

2. Jumlah N-SPT

Pada setiap lapisan tanah memiliki nilai N-SPT yang berbeda. Dalam

hal ini, penulis mengelompokkan nilai N-SPT yang terdapat dalam

penyelidikan tanah tersebut.

178

Sebagai contoh pada jenis lapisan tanah pertama, terdapat jenis tanah

clayey silt dengan kedalaman 4 meter dan nilai N-SPT yang diperoleh

sebanyak 5 (lima), dan untuk jenis tanah serta kedalaman selanjutnya

dapat dilihat pada Tabel 5.2.

3. Wet Density (γwet) dan Dry Density (γdry)

Pada setiap lapisan tanah mempunyai dua jenis berat isi tanah yaitu

kepadatan basah (wet density) atau biasa disimbolkan dengan γwet dan

kepadatan kering (dry density) atau biasa disimbolkan dengan γdry.

Nilai dari kedua jenis kepadatan tanah ini diperoleh dari hasil

laboratorium penyelidikan tanah.


Clayey Silt dengan kedalaman 4 meter mempunyai γwet sebesar 15.93

kN/m3 dan γdry sebesar 10.30 kN/m

3.

Dikarenakan tidak setiap lapisan tanah diambil sampel untuk

mendapatkan kepadatan kering dan kepadatan basah, maka berat isi

tanah atau kepadatan diambil dari korelasi dengan nilai N seperti pada

Tabel 2.5 di Bab II Tinjauan Pustaka.

Selengkapnya untuk kepadatan basah (wet density) dan kepadatan

kering (dry density) pada kedalaman selanjutnya dapat dilihat pada

Tabel 5.2.

4. Permeabilitas Kx dan Ky

Pada setiap lapisan tanah juga memiliki nilai permeabilitas, yang

dalam hal ini nilai permeabilitas arah sumbu x (Kx) nilainya dianggap

179

sama dengan nilai permeabilitas arah sumbu y (Ky). Nilai tersebut

diambil dari korelasi jenis tanah dan permeabilitas pada Tabel 2.15

Bab II Tinjauan Pustaka.

5. Modulus Elastisitas (Es)

Pada setiap kedalaman lapisan tanah memiliki nilai modulus elastisitas

yang berbeda, Keterangan dalam penelitian ini nilai modulus elastisitas

didapatkan dari korelasi hasil pengujian N-SPT yang telah direduksi,

dan nilai ini sangat berpengaruh dalam pemodelan elemen hingga.

Dan untuk nilai modulus elastisitas pada setiap kedalaman dapat


6. Poisson’s Ratio (υ)

Sama seperti hubungan parameter tanah di atas, pada tiap kedalaman

lapisan tanah juga memiliki nilai Poisson’s Ratio yang berbeda. Nilai

tersebut diambil dari hubungan nilai N-SPT dan jenis tanah pada Tabel

2.13 Bab II Tinjauan Pustaka.


Clayey Silt dengan kedalaman 4 meter mempunyai nilai N-SPT sebesar

5, maka pada Tabel 2.11 Bab II Tinjauan Pustaka Poisson’s Ratio

berada pada rentang 0.30 – 0.35. Dengan rentang nilai N-SPT 4 – 8,

maka dengan cara menginterpolasi kedua rentang tersebut, didapat

nilai Poisson’s Ratio sebesar 0.31.

Dan untuk nilai Poisson’s Ratio pada kedalaman selanjutnya dapat


180

7. Sudut Geser Dalam (Ø) dan Nilai Kohesi (c)

Pada setiap kedalaman lapisan tanah memiliki nilai sudut geser dalam

(Ø) dan nilai kohesi (c) yang berbeda, nilai tersebut diambil dari hasil

laboratorium penyelidikan tanah.


Clayey Silt dengan kedalaman 4 meter mempunyai nilai sudut geser

dalam (Ø) sebesar 12˚ dan nilai kohesi (c) sebesar 12 kN/m2.

Dan untuk nilai sudut geser dalam (Ø) dan nilai kohesi (c) pada

kedalaman selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 5.2.

8. Sudut Dilantancy (Ψ)

Sudut Dilantansi (Ψ) adalah sudut yang dibentuk bidang horizontal

dengan arah pengembangan butiran pada saat butiran tanah menerima

tegangan deviatorik. Besar sudut ini tergantung pada kepadatan relatif

(Dr) dan sudut geser dalamnya yang dinyatakan dengan Persamaan:

Ψ = Ø - 30˚


Clayey Silt dengan kedalaman 4 meter mempunyai nilai sudut geser

dalam (Ø) sebesar 12˚. Maka pada kedalaman ini tidak memiliki nilai

sudut dilantancy atau nilai sudut dilantancy adalah nol. Namun untuk

kedalaman yang memiliki sudut geser dalam di atas 30˚, baru akan

memiliki sudut dilantancy. Akan tetapi berdasarkan data hasil

penyelidikan laboratorium yang ada tidak didapatkan nilai sudut geser

181

dalam di atas 30˚ sehingga hampir semua lapisan tanah tidak memiliki

sudut dilantancy.

9. Nilai R-Interface

Fungsi dari nilai elemen interface ini adalah sebagai elemen antara

yang memikul kekuatan yang berbeda. Untuk tiang tekan hidrolis, nilai

R-interface yang dipakai adalah sebesar 0,80 - 1, sedangkan untuk

tiang bor, nilai R-interface yang diambil adalah sebesar 0,67.

5.4. Input Parameter Tanah Untuk Pemodelan Elemen Hingga

Sebelum melakukan perhitungan dengan Pemodelan Elemen Hingga (Finite

Element Method), dilakukan input parameter tanah ke dalam program komputer.

Parameter tanah yang dimasukkan bisa diambil dari data laboratorium maupun

dengan korelasi nilai N-SPT jika data laboratorium tidak lengkap. Parameter tanah

yang dimasukkan ke program Finite Element Method di komputer dapat dilihat pada

Tabel 5.2.

Tabel 5. 2. Input Parameter Tanah Borelog BH-11 Untuk Pemodelan Elemen

Hingga

182




183

5.5. Pemodelan Lapisan Tanah Dan Tiang

Pada pemodelan elemen hingga, tanah dimodelkan dalam lapisan tanah dengan

1 pemodelan tiang dengan pemberian beban secara bertahap. Pemodelan ini

dilakukan mengikuti parameter tanah yang ada di lapangan. Dan pemodelan ini

secara garis besar dapat dilihat pada Gambar 5.1.

Gambar 5. 1. Pemodelan Lapisan Tanah dan Tiang

Pada Gambar 5.1 digambarkan perhitungan daya dukung tiang dengan metode

numerik yang dilakukan dengan menggunakan pemodelan elemen hingga yaitu

dengan program Finite Element Method. Data masukan yang digunakan pada

pemodelan elemen hingga adalah pemasukan data dilakukan dengan proses

pembentukan model geometrik, Keterangan struktur tanah yang hendak dihitung

184

digambar terlebih dahulu, dengan lebar diambil 20D (D = Diameter Tiang Tekan

Hidrolis), kemudian pemilihan model material properties yang digunakan,

Keterangan pemilihan tersebut adalah jenis tiang yang digunakan, penggunaan jenis

beban yang digunakan, dan pemasukan elemen interface, memasukkan nilai

parameter, Keterangan nilai pemasukan parameter seperti pada Tabel 5.1 dan 5.2.

Pemilihan Mesh serta penentuan kondisi batas termasuk muka air tanah sebesar 1,95

meter dari permukaan tanah.

Secara garis besar pemodelan geometrik yang dilakukan terhadap tanah dan

tiang adalah model Axysimetris yaitu model tanah yang memperhitungkan

(menggambarkan) seperempat dari kondisi sebenarnya. Setelah semua data

dimasukkan selesai dikerjakan sekaligus dengan pemilihan model tanah, Keterangan

model tanah yang dipilih adalah model Mohr Coulomb dan model Soft Soil.

Penggunaan kedua model tanah ini berbeda, tergantung jenis tanahnya. Model Mohr

Coulomb digunakan untuk tanah pasir, sedangkan model Soft Soil digunakan untuk

tanah lempung. Tahap selanjutnya adalah pembentukan Mesh, Keterangan model

Mesh yang dipilih adalah finite dengan elemen segitiga yang terlihat pada Gambar

5.1(b). Pada pemodelan elemen hingga, terdapat 2 (dua) pembagian titik nodal, yaitu

penggunaan 6 (enam) titik nodal dan 15 (lima belas) titik nodal. Bila kita

menggunakan 6 titik nodal, maka hasil penurunan yang didapat belum mendekati

dengan keadaan di lapangan, sehingga penulis menggunakan 15 titik nodal.

Hasil hubungan beban dengan penurunan tiang yang terjadi pada program

Finite Element Method, dapat dilihat pada Gambar 5.2. Pada Gambar 5.2 terlihat

185

bahwa pembebanan tiang dilakukan sebanyak 4 siklus sesuai dengan perlakuan pada

Loading Test, yaitu pembebanan 50%, 100%, 150%, dan 200% dari beban rencana

150 ton. Tampak juga bahwa semakin besar pembebanan, penurunan yang terjadi

juga semakin besar. Penurunan yang diambil sebagai hasil perhitungan pada setiap

siklus pembebanan ialah penurunan yang maksimum.

Gambar 5. 2. Grafik Hubungan Beban dengan Penurunan pada Lokasi BH-11

Dari Gambar 5.2, diperoleh hasil pemodelan program Finite Element Method

dengan beban maksimum sebesar 300,00 ton (200% dari beban rencana) adalah

sebagai berikut:

1. Besar penurunan kondisi maksimum adalah 3,65 mm.

2. Besar penurunan rebound adalah 2,50 mm.

186

Data pembebanan dan penurunan dari hasil Finite Element Method dapat dilihat

pada Tabel 5.3.

Tabel 5. 3. Hubungan antara Beban vs Penurunan berdasarkan Hasil Program

Finite Element Method

Point Step Sum-MloadA (kN) |U| [mm]

0 0 1,00 0,0000

1 1 1,00 -0,0017

2 2 1,00 -0,0036

3 3 1,00 -0,0036

4 3 1,00 -0,0036

5 4 1,00 -0,0036

6 5 1,00 -0,0036

7 6 380,00 -0,0036

8 7 750,00 -0,0036

9 8 380,00 -0,0036

10 9 0,00 -0,0036

11 10 0,00 -0,0036

12 10 0,00 -0,0405

13 11 183,81 -0,1067

14 12 275,48 -0,1400

15 13 449,51 -0,2069

16 14 505,79 -0,2422

17 15 557,04 -0,2776

18 16 655,09 -0,3488

19 17 745,61 -0,4185

20 18 750,00 -0,4220

21 19 783,78 -0,4461

22 20 845,71 -0,4943

23 21 903,98 -0,5427

24 22 1014,91 -0,6397

25 23 1130,00 -0,7453

26 24 1154,22 -0,7649

27 25 1197,13 -0,8042

28 26 1278,49 -0,8830

29 27 1354,31 -0,9621

30 28 1496,57 -1,1176

31 29 1500,00 -1,1217

187

32 30 1130,00 -0,9916

33 31 940,00 -0,9244

34 32 750,00 -0,8569

35 33 383,58 -0,7245

36 34 35,42 -0,5915

37 35 0,00 -0,5774

38 36 0,00 -0,5774

39 36 0,00 -0,5773

40 37 750,00 -0,8414

41 38 1442,08 -1,1083

42 39 1489,40 -1,1533

43 40 1500,00 -1,1642

44 41 1524,36 -1,1884

45 42 1568,31 -1,2370

46 43 1653,08 -1,3343

47 44 1805,51 -1,5296

48 45 1880,00 -1,6344

49 46 1895,60 -1,6471

50 47 1918,37 -1,6729

51 48 1953,79 -1,7249

52 49 2022,37 -1,8291

53 50 2152,88 -2,0377

54 51 2250,00 -2,1990

55 52 1880,00 -2,0691

56 53 1500,00 -1,9351

57 54 1125,00 -1,8014

58 55 759,44 -1,6675

59 56 750,00 -1,6637

60 57 577,94 -1,5972

61 58 408,10 -1,5306

62 59 238,94 -1,4640

63 60 156,45 -1,4306

64 61 0,00 -1,3661

65 62 0,00 -1,3661

66 62 0,00 -1,3660

67 63 750,00 -1,6297

68 64 1500,00 -1,8964

69 65 1849,88 -2,0312

70 66 2166,06 -2,1675

71 67 2200,75 -2,2001

188

72 68 2230,59 -2,2329

73 69 2250,00 -2,2573

74 70 2259,54 -2,2719

75 71 2276,95 -2,3011

76 72 2311,74 -2,3596

77 73 2382,13 -2,4764

78 74 2450,48 -2,5934

79 75 2518,15 -2,7104

80 76 2583,96 -2,8275

81 77 2630,00 -2,9106

82 78 2646,80 -2,9304

83 79 2668,47 -2,9706

84 80 2687,31 -3,0110

85 81 2725,35 -3,0917

86 82 2765,89 -3,1723

87 83 2807,04 -3,2529

88 84 2888,27 -3,4141

89 85 2966,27 -3,5754

90 86 3000,00 -3,6456

91 87 2630,00 -3,5159

92 88 2250,00 -3,3823

93 89 2065,00 -3,3167

94 90 1880,00 -3,2506

95 91 1511,98 -3,1170

96 92 1500,00 -3,1124

97 93 1324,72 -3,0462

98 94 1151,51 -2,9799

99 95 979,69 -2,9136

100 96 810,30 -2,8471

101 97 750,00 -2,8232

102 98 582,03 -2,7567

103 99 417,13 -2,6901

104 100 113,17 -2,5559

105 101 0,00 -2,5003

106 102 0,00 -2,5003

107 102 0,00 -2,5002

189

5.6. Output Analisis Dengan Program Finite Element Method

Setelah gambar geometri pada Program Finite Element Method selesai dibuat

lapis per lapis pada monitor kerja, input data-data tanah maupun data-data Tiang

Tekan Hidrolis juga segera dilakukan, dan setelah data-data yang dibutuhkan program

Finite Element Method telah terpenuhi lalu diakhiri dengan mengklik apply lalu OK

pada kotak dialog soil interface seperti terlihat pada Gambar 5.3.

Gambar 5. 3. Pemodelan Lapisan Tanah dan Tiang pada Lokasi BH-11

Dengan masuknya data-data input, yaitu parameter tanah dan Tiang Tekan

Hidrolis, maka langkah selanjutnya adalah generate Mesh dan akan muncul warning

di monitor, yaitu akan muncul hasil connectivity seperti pada Gambar 5.4.

Gambar 5. 4. Generate Mesh pada Lokasi BH-11

190

Langkah berikutnya adalah mengklik update, initial condition, lalu generate

water pressure lalu klik OK, akan muncul active pore pressure seperti Gambar 5.5.

Gambar 5. 5. Active Pore Pressure pada Lokasi BH-11

Langkah berikutnya adalah mengklik update, calculate lalu KO-procedure lalu

klik OK, akan muncul effective stresses pada Gambar 5.6.

Gambar 5. 6. Effective Stresses pada Lokasi BH-11

191

Setelah proses perhitungan selesai seperti pada Gambar 5.7, maka langkah

selanjutnya adalah masuk pada kategori kurva. Dari proses ini akan muncul dialog

pada curve generation yang menghasilkan gambar seperti pada Gambar 5.8 dan 5.9.

Gambar 5. 7. Step Akhir Perhitungan dari Proses Calculate

Gambar 5. 8. Deformasi Mesh yang dihasilkan pada Lokasi BH-11

192

Gambar 5. 9. Perpindahan Vertikal yang terjadi pada Lokasi BH-11

5.7. Kurva Hubungan Beban Dan Penurunan

5.7.1. Beban 50 % (Cycle I)

Di bawah ini terdapat hubungan antara beban dan penurunan pada saat

pemberian beban 50 % dari working load seperti pada Gambar 5.10 dan Tabel

5.4.

Gambar 5. 10. Grafik Hubungan Beban dan Penurunan dengan beban 50%

193

Tabel 5. 4. Besar penurunan yang diperoleh dari beban siklik 50 %

Dari Gambar 5.10 dan Tabel 5.4 yang menggambarkan hubungan antara

beban dan penurunan pada saat beban diberikan 50 % dari working load, maka

dapat dianalisa sebagai berikut:

1. Besar penurunan maksimum yang terjadi pada saat pemberian beban

secara siklik 50 % yaitu sebesar 75 ton, dari hasil Output program

Finite Element Method adalah 0,55 mm sedangkan dari hasil

interpretasi uji beban statis (Loading Test) diperoleh sebesar 0,65 mm,

Keterangan terdapat selisih 0,10 mm Keterangan penurunan Finite

Element Method lebih kecil dari hasil Loading Test di lapangan.

2. Penurunan permanen atau rebound plastis setelah beban dikurangi

kembali maka diperoleh pada hasil Output program Finite Element

Method sebesar 0,01 mm, sedangkan pada hasil uji beban statis

(Loading Test) sebesar 0,01 mm. Dari hasil ini terlihat bahwa rebound

plastis dari Output program Finite Element Method sama dengan hasil

Loading Test di lapangan.

3. Rebound elastis pada saat pemberian beban siklik 50 % adalah 0,54

mm dari hasil Output program Finite Element Method sedangkan dari

Cycle I

Beban 50 % Awal Maximum Rebound Plastis Rebound Elastis

(150 Ton) (mm) (mm) (mm) (mm)

Plaxis 0,00 0,55 0,01 0,54

Loading Test 0,00 0,65 0,01 0,64

Selisih (Plaxis - Loading Test) 0,00 -0,10 0,00 -0,10

Penurunan

194

uji beban statis (Loading Test) besarnya 0,64 mm. Terlihat bahwa

rebound elastis dari hasil program Finite Element Method lebih kecil

0,10 mm dari hasil Loading Test di lapangan.

4. Pada pemberian beban 50 % dari working load atau pemberian beban

75 ton, menggambarkan kondisi tanah di lapangan memiliki sifat yang

mendekati kondisi tanah dalam pemodelan di program Finite Element

Method.

5.7.2. Beban 100 % (Cycle II)



5.5.

Gambar 5. 11. Grafik Hubungan Beban dan Penurunan dengan beban 100 %

195















plastis dari Output program Finite Element Method lebih besar 0,55

mm dari hasil Loading Test di lapangan.



Cycle II


(150 Ton) (mm) (mm) (mm) (mm)

Plaxis 0,04 1,46 0,64 0,82

Loading Test 0,01 1,71 0,09 1,62


Penurunan

196





150 ton, menggambarkan kondisi tanah di lapangan yang lebih jelek

daripada kondisi tanah dalam pemodelan di program Finite Element

Method.

5.7.3. Beban 150 % (Cycle III)



5.6.


197



















Cycle III


(225 Ton) (mm) (mm) (mm) (mm)

Plaxis 0,40 2,64 1,64 1,00

Loading Test 0,09 3,00 0,09 2,91


Penurunan

198







Method.

5.7.4. Beban 200 % (Cycle IV)

Di bawah ini ditunjukkan hubungan antara beban dengan penurunan pada

saat pemberian beban 200 % dari working load seperti pada Gambar 5.13 dan

Tabel 5.7.


199

Tabel 5. 7. Besar Penurunan yang diperoleh dengan beban siklik 200 %
















Cycle IV


(300 Ton) (mm) (mm) (mm) (mm)

Plaxis 0,68 3,65 2,50 1,15

Loading Test 0,09 4,62 0,21 4,41


Penurunan

200









Method.

5.7.5. Perbandingan Antara Hasil Loading Test di Lapangan dengan

Pemodelan Elemen Hingga di Program Finite Element Method

Hasil keseluruhan hubungan antara beban dengan penurunan hasil

pemodelan elemen hingga Finite Element Method, maka akan menghasilkan

grafik seperti Gambar 5.14.

Gambar 5. 14. Grafik Hubungan Beban dan Penurunan antara Hasil Loading

Test di Lapangan dengan Elemen Hingga Finite Element Method

201

Pada Gambar 5.14 yaitu hubungan beban vs penurunan yang terjadi

antara hasil analisis Output program Finite Element Method terhadap hasil uji

beban statis (Loading Test), diperoleh bahwa:

1. Semakin besar beban yang diberikan, semakin besar penurunan yang

terjadi.

2. Semakin lama waktu pembebanan yang diberikan, maka penurunan

yang terjadi juga semakin besar, dan hal ini juga terjadi pada Output

program Finite Element Method.

3. Penggunaan parameter-parameter tanah yang tepat dari hasil

interpretasi penyelidikan tanah (soil investigation) yang dilakukan

akan memberikan hasil analisis Output program Finite Element

Method yang akan mendekati hasil interpretasi uji beban statis

(Loading Test).

4. Dari hasil yang diperoleh terlihat bahwa dari hasil pembebanan yang

diberikan secara siklik baik pada pemodelan program Finite Element

Method maupun dari uji beban statis menghasilkan penurunan yang

masih dalam batas izin, Keterangan dari batas izin yang ada sebesar

25,40 mm (ASTM D-1143-81).

5.8. Kurva Hubungan Beban Dengan Waktu Loading Test

Hubungan antara beban dengan waktu yang dibutuhkan dapat dilihat pada

Gambar 5.15.

202

Gambar 5. 15. Grafik Hubungan Beban dengan Waktu

Dari Gambar 5.15 dapat kita lihat bahwa pembebanan yang diberikan dalam 4

cycle Keterangan pemberian beban diberikan secara bertahap mulai dari 38 ton

sampai beban maksimum 300 ton. Dari Gambar 5.16 dapat dilihat juga bahwa

semakin besar beban yang diberikan maka semakin besar waktu yang dibutuhkan,

dan total untuk satu percobaan Tiang Tekan Hidrolis ini membutuhkan waktu 43.00

jam.

Gambar 5. 16. Grafik Hubungan Penurunan terhadap Waktu

203

Dari Gambar 5.16 terlihat bahwa besar penurunan yang terjadi sebanding

dengan besar beban yang diberikan selama waktu tertentu. Besar penurunan

maksimum terjadi pada saat uji beban statis sudah berlangsung selama 26,00 jam

dengan beban maksimum 300 ton.

5.9. Daya Dukung Ultimate Akibat Beban Horizontal dengan Metode Elemen

Hingga

Dalam Subbab ini, penulis akan membahas analisis daya dukung lateral pondasi

tiang pancang tunggal dengan menggunakan program Metode Elemen Hingga

(FEM). Untuk mengakomodir hal ini, maka arah beban vertikal pada pemodelan

program Finite Element Method harus diubah menjadi arah beban horizontal dengan

cara mengubah koordinat geometri beban terpusat seperti terlihat pada Gambar 5.17

dan Gambar 5.18.

Gambar 5. 17. Cara Membuat Beban Horizontal pada Finite Element Method

204

Gambar 5. 18. Pemodelan Beban Horizontal pada Finite Element Method

Setelah itu, dengan tetap menggunakan parameter lapisan tanah yang sama

dengan parameter tanah untuk beban vertikal, dilakukanlah perhitungan (calculation)

dengan memberikan beban horizontal sebesar 12,15 ton atau mendekat daya dukung

horizontal Ultimate yang diperoleh dari metode Broms (12,15 ton). Kemudian

diplastiskan dan dilakukan analisis phi/c reduction untuk mendapatkan nilai faktor

keamanan (safety factor).

205

Nilai faktor keamanan tersebut dapat didefenisikan dengan rumusan:

𝐹𝐾 = 𝐾𝑒𝑘𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑠𝑒𝑑𝑖𝑎

𝐾𝑒𝑘𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑠𝑎𝑎𝑡 𝑟𝑢𝑛𝑡𝑢𝑕= 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑀𝑠𝑓 𝑠𝑎𝑎𝑡 𝑟𝑢𝑛𝑡𝑢𝑕

Nilai ΣMsf inilah yang akan dikalikan dengan besar beban horizontal yang

dimasukkan sehingga diperoleh besar daya dukung horizontal Ultimate dari Finite

Element Method.

Berdasarkan hasil analisis keamanan akibat beban horizontal pada Finite

Element Method diperoleh: ΣMsf = 2,718.

Sehingga daya dukung horizontal Ultimate menurut Finite Element Method

adalah = 2,718 x 12,15 ton = 33,02 ton.

Dari hasil di atas menunjukkan bahwa kapasitas lateral Ultimate pada Finite

Element Method lebih besar dari kapasitas Ultimate dari hasil Metode Broms, hal ini

Nilai phi/c reduction

(safety factor) = 2,718

206

dapat disebabkan karena dalam tesis ini tiang tekan hidrolis yang dites adalah tiang

panjang sehingga yang menentukan kapasitas daya dukung lateral ialah kekuatan

bahan tiang tekan hidrolis itu sendiri dalam menahan beban horizontal. Hal inilah

yang digunakan dalam metode Broms. Sedangkan untuk kapasitas daya dukung

lateral pada Finite Element Method faktor kekuatan tanah di sekitar tiang tekan

hidrolis juga diperhitungkan sehingga otomatis kapasitas daya dukung lateralnya

lebih besar. Namun sebelum kondisi kapasitas daya dukung lateral Ultimate pada

Finite Element Method tercapai, tiang tekan hidrolis sudah akan patah terlebih dahulu

karena kapasitas daya dukung lateral Ultimate bahan tiangnya sudah terlampaui

terlebih dahulu. Artinya pada saat beban lateral sebesar 12,15 ton tiang sudah

patah/runtuh, sedangkan tanah di sekitarnya masih normal (tidak mengalami

keruntuhan).

5.10. Daya Dukung Ultimate Akibat Beban Vertikal dengan Metode Elemen

Hingga

Sama halnya dengan analisis daya dukung Ultimate akibat beban horizontal

dengan Finite Element Method, cara yang hampir sama juga dilakukan untuk analisis

akibat beban vertikal. Yang berbeda hanya arah pembebanan saja. Oleh karena itu,

dalam analisis daya dukung Ultimate akibat beban vertikal juga dilakukan dengan

mencari nilai ΣMsf terlebih dahulu. Setelah itu, hasilnya dikalikan dengan salah satu

nilai daya dukung Ultimate akibat beban vertikal dari cara empiris seperti SPT

ataupun Sondir. Qizin = 147,40 ton dapat dilihat pada Gambar 5.19.

207

Gambar 5. 19. Input dan Output Finite Element Method untuk Analisis Daya

Dukung Vertikal Ultimate

Berdasarkan Gambar 5.19, hasil analisis keamanan akibat beban vertikal pada

Finite Element Method diperoleh: ΣMsf = 1,9465.

Sehingga daya dukung vertikal Ultimate menurut Finite Element Method

adalah = 1,9465 x 147,40 ton = 286,91 ton.

Dari hasil perhitungan menunjukkan bahwa daya dukung vertikal Ultimate pada

Finite Element Method lebih besar kapasitas daya dukung dari metode analitis dari

data SPT, Sondir, dan uji parameter tanah yaitu 286,91 ton.

5.11. Pengaruh Jaring Elemen (Mesh) pada Pemodelan Finite Element Method

Setelah model geometri didefenisikan secara lengkap dan sifat material telah

diaplikasikan ke seluruh klaster dan obyek struktural, maka geometri harus dibagi

208

menjadi elemen-elemen untuk melakukan perhitungan elemen hingga (Finite Element

Method). Komposisi dari elemen-elemen ini disebut sebagai jaring elemen hingga.

Jaring elemen hingga dalam program Finite Element Method pada umumnya

disusun secara otomatis oleh program itu sendiri. Pengguna hanya membuat geometri

lapisan tanah sesuai dengan yang akan diteliti, kemudian setelah di generate Mesh,

maka jaring elemen akan terbentuk dengan suatu susunan. Tingkat kehalusan jaring

elemen yang terbentuk dapat dipilih dari tingkat : very coarse (sangat kasar), coarse

(kasar), medium (sedang), fine (halus), dan very fine (sangat halus). Secara pra-pilih,

program akan memilih tingkat medium sebagai analisis awal. Dalam tesis ini, penulis

membandingkan hasil analisis antara tingkat jaring elemen medium dengan tingkat

sangat halus (very fine) seperti terlihat pada Tabel 5. 8.

Tabel 5. 8. Perbandingan Hasil Analisis antara Mesh Medium dengan Mesh Very

Fine pada Program Finite Element Method

212

Penyusunan jaring elemen juga dapat dilakukan secara manual dengan

penambahan lapisan pada lapisan tanah yang sudah ada sebagaimana tampak

pada Gambar 5. 19 dan hasil analisisnya pada Gambar 5. 20 dan 5. 21.

(a) (b)

Gambar 5. 20. Penyusunan Mesh secara Normal (a) dan Mesh secara

Penambahan Lapisan Tanah (b)

(a) (b)

Gambar 5. 21. Hasil Analisis Active Pore Pressure pada Mesh Normal (a)

dengan Mesh Penambahan Lapisan Tanah (b).

213

(a) (b)

Gambar 5. 22. Hasil Analisis Effective Stresses pada Mesh Normal (a) dengan

Mesh Penambahan Lapisan Tanah (b).

5.12. Analisis dan Diskusi

1. Agar dapat membandingkan hasil Loading Test dengan hasil Output

pemodelan elemen hingga, siklus pembebanan pada pemodelan elemen

hingga, dibuat sama dengan siklus pembebanan Loading Test. Tahapan-

tahapan pemberian beban pada setiap siklus Loading Test juga dibuat sama

dengan pemodelan elemen hingga, serta menggunakan model tanah Mohr

Coulomb dan Soft Soil sesuai dengan jenis lapisan tanahnya dan model

Axisymmetry dengan elemen 15 node. Model tanah yang dominan digunakan

untuk pemodelan dalam program Finite Element Method untuk tesis ini

214

adalah Mohr-Coulomb, Keterangan pemodelan ini merupakan pemodelan

standard awal dan umum serta disesuaikan dengan jenis lapisan tanah yang

mengandung dominan pasir ataupun lanau (silt). Sedangkan untuk jenis

lapisan tanah yang dominan lempung digunakan pemodelan tanah Soft Soil

karena sifat tanahnya yang lunak.

2. Output pada pemodelan elemen hingga yang dibahas meliputi kurva

hubungan waktu dengan beban, kurva hubungan beban dengan penurunan

serta kurva hubungan waktu dengan penurunan yang terjadi. Dari kurva

hubungan beban dengan penurunan diperoleh penurunan beban, penurunan

permanen atau rebound plastic, rebound elastic, Keterangan hasilnya

dibandingkan dengan uji pembebanan (Loading Test).

3. Dari kurva hubungan beban dengan penurunan Gambar 5.10 sampai Gambar

5.14 terdapat perbedaan besaran yang dihasilkan yaitu 0,97 mm. Perbedaan

hasil yang diperoleh ini kemungkinan disebabkan oleh beberapa faktor :

a. Menentukan parameter tanah dilakukan dengan cara mengkorelasikan

nilai N-SPT terhadap parameter modulus elastisitas (Es), angka Poisson

(υ). Data empiris tersebut diinterpolasikan dengan interpolasi linier.

b. Menyesuaikan nilai parameter tanah yang kurang tepat terhadap setiap

jenis tanah yang didapat dari hasil penyelidikan tanah.

4. Berdasarkan analisis data SPT, Sondir, dan data laboratorium juga

memberikan hasil yang berbeda jauh sehingga hasil empiris yang diperoleh

belum cukup akurat. Persoalan data hasil penyelidikan tanah yang tidak

lengkap dan human error saat pengambilan dan pencatatan data bisa juga

215

menjadi salah satu penyebabnya. Penggunaan metode empiris yang kurang

tepat untuk jenis tiang pancang atau tiang bor juga bisa menjadi faktor

pembeda, misalnya metode Meyerhoff kurang cocok dipakai untuk tiang bor,

dan sebaliknya lebih cocok digunakan untuk tiang pancang.

5. Untuk hasil interpretasi Loading Test juga perlu dilakukan dengan beberapa

metode yang lazim digunakan seperti metode Davisson, Chin, dan

Maczurkieiwicz. Dalam kasus interpretasi Loading Test dari pihak

Konsultan pada Proyek Podomoro City Deli Medan, digunakan metode Chin

(392 Ton) dan Metode Van Deer Veen (400 Ton) yang hasil daya

dukungnya diambil nilai rata-rata daya dukung (396 Ton) sehingga hasil

interpretasi uji pembebanan lebih representatif dan sekaligus aman bagi

struktur.

6. Menurut ASTM D-1143-81 prosedur Standard Loading Test untuk pondasi

adalah 200 % dari angka keamanan penurunan diambil 25.4 mm, dan dari

data hasil yang diperoleh percobaan pembebanan vertikal (Compressive

Loading Test) pada saat pembebanan 200 % = 300 ton Test Pile mengalami

penurunan sebesar 4,62 mm, dan jika dimodelkan dengan pemodelan elemen

hingga, penurunan yang terjadi sebesar 3,65 mm, dan angka tersebut tidak

melebihi angka keamanan yaitu 25.4 mm sehingga dapat disimpulkan bahwa

penurunan yang terjadi masih dalam batas aman.

7. Perlu diperhatikan bahwa antara tiang tekan hidrolis (driven pile) dengan

tiang bor (bored pile) terdapat perbedaan dalam elemen interface-nya.

Elemen interface adalah elemen yang menghubungkan dua jenis elemen

216

yang berbeda jauh tingkat kekakuannya sehingga dapat saling berkaitan dan

berinteraksi secara bersama-sama. Dalam program Finite Element Method,

yang dimaksud dengan 2 elemen yang berbeda jauh nilai kekakuannya yaitu

tiang pancang/tiang bor dengan tanah di sekitarnya. Secara umum nilai yang

diberikan untuk Rinterface tiang tekan hidrolis atau tiang pancang berkisar 0,80

karena sebenarnya tanah dan tiang tidak menyatu sempurna (bounded)

karena perbedaan kekakuan antara tiang dengan tanah. Sedangkan pada tiang

bor, nilai elemen interfacenya hanya 2/3 atau 0,67 karena tidak seluruh tanah

di sekitar tiang langsung melekat pada tiang. Perbedaan itu disebabkan cara

pemancangan tiang yang berbeda.

8. Elemen Interface dalam Finite Element Method, dalam praktek terutama

digunakan untuk mengurangi gesekan antara bidang kontak tanah dengan

elemen struktur dan umumnya disebut sebagai faktor delta, seperti halnya

dalam bidang kontak antara tiang bor dengan tanah. Tanpa elemen

Interface, maka tanah dan tiang bor/bored pile akan dianggap menempel

terus dan tidak akan terjadi slip antara tanah dengan tiang bor. Dengan

elemen Interface Keterangan R-inter (Reduction interface) dimasukan

kurang dari satu, biasanya berkisar 0,67 – 0,80, maka gesekan antara tanah

dan tiang bor dikurangi dengan faktor R-inter tersebut (Catatan: bila R-inter

diambil satu, maka dalam hal ini sama saja dengan tanpa interface). Fungsi

lain dari element Interface yaitu; dalam mode air, jika element Interface

aktif, maka air tidak bisa tembus, sebaliknya kalau non aktif maka air

217

tembus. Interface dalam mode tanah harus aktif, tetapi dalam mode air harus

non aktif.

9. Pengaruh jaring elemen hingga (Mesh) yang disusun dengan tingkat

kehalusan medium dengan jaring elemen hingga (Mesh) yang disusun

dengan tingkat kehalusan very fine (sangat halus) memberikan perbedaan

yang relatif kecil (di bawah 8,20%). Hal ini dapat disebabkan karena

perbedaan posisi titik nodal dan titik-titik tegangan yang diteliti. Sedangkan

pengaruh penyusunan jaring elemen hingga dengan penambahan lapisan di

dalam lapisan tanah yang sudah ada tidak memberikan perbedaan dalam

active pore pressure dan effective stresses. Hal ini dapat dipahami bahwa

jenis lapisan tanah yang telah dimodelkan masih sama dalam hal parameter

tanahnya walaupun dibuat lapisan lagi di dalam lapisan tanah yang sudah

ada sehingga tidak mempengaruhi hasil analisis.

218

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis Loading Test dalam penelitian tesis pada Proyek

Podomoro City Deli Medan khususnya Tribeca Condominium Northern maka dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Dari hasil uji beban statis aksial (Axial Compressive Loading Test), dalam

kasus penelitian tesis ini yaitu uji pembuktian tiang (proof test) maka

masing-masing metode menghasilkan hasil daya dukung Ultimate yang

berbeda. Akan tetapi, hasil daya dukung Ultimate yang diambil tidak boleh

hasil yang maksimum sehingga dengan sendirinya hasil dari Metode

Mazurkiewicz tidak bisa dipakai. Sedangkan hasil daya dukung Ultimate

dari Metode Davisson dan Metode Chin memberikan hasil yang lebih kecil

dari 200% beban rencana atau 300,00 ton. Jika safety factor = 2, maka hasil

interpretasi daya dukung izin dari Metode Davisson = 146,00 ton dan

Metode Chin = 134,71 ton sehingga belum memenuhi syarat untuk memikul

beban rencana (150,00 ton). Namun hasil interpretasi yang diperoleh tersebut

219

masih dapat digunakan mengingat masih hanya 1 titik Loading Test yang

diteliti. Hasil interpretasi uji beban statis aksial dituangkan dalam Tabel 6.1.

Tabel 6. 1. Hasil Interpretasi Uji Beban Statis Aksial (Loading Test)

2. Hasil perhitungan analisis kapasitas daya dukung Ultimate tiang dengan

panjang 18,80 m dengan actual dari data SPT, Parameter Tanah, data Sondir,

dan Loading Test dapat dilihat pada Tabel 6.2. Hasil analisis kapasitas daya

dukung tiang sampai kedalaman 18,80 meter, bahwa hasil analisis diperoleh

adalah memenuhi syarat yaitu memberikan nilai Qult ≥ 150 Ton.

Tabel 6. 2. Hasil Analisis Daya Dukung Ultimate Pondasi Tiang Tekan Hidrolis

220

Secara grafik, perbandingan hasil analisis daya dukung Ultimate pondasi tiang

tekan hidrolis dapat dilihat pada Gambar 6.1.

Gambar 6. 1. Perbandingan Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis Pondasi

Tiang Tunggal

3. Berdasarkan hasil analisis penurunan pondasi Tiang Tekan Hidrolis tunggal

yang telah dilakukan, penurunan yang terjadi lebih kecil dari penurunan

yang diizinkan (< 25,40 mm) sesuai ASTM D-1143-81 sehingga Tiang

Tekan Hidrolis SS-1032 memenuhi persyaratan dan aman, seperti yang

tampak pada Tabel 6.3 dan Gambar 6.2.

221

Tabel 6. 3. Hasil Analisis Penurunan Pondasi Tiang Tekan Hidrolis Tunggal

Gambar 6. 2. Diagram Batang Hasil Analisis Penurunan Pondasi Tiang

Tekan Hidrolis Tunggal

4. Berdasarkan hasil analisis daya dukung pondasi Tiang Tekan Hidrolis

dengan hasil interpretasi uji beban statis aksial (Loading Test) serta analisis

pemodelan tanah dengan metode elemen hingga dengan program Finite

Element Method, dari grafik hubungan antara beban terhadap penurunan,

terlihat bahwa hasil penurunan yang terjadi dari uji beban statis pada 200%

222

beban rencana yaitu 300 ton diperoleh besar penurunan yang terjadi sebesar

4,62 mm, sedangkan hasil analisis pemodelan tanah dengan metode elemen

hingga diperoleh sebesar 3,65 mm, sehingga terjadi selisih 0,98 mm, dan

juga kedua hasil baik dari uji beban statis aksial maupun pemodelan elemen

hingga dengan program Finite Element Method masih di bawah batas izin

penurunan.

5. Dari hasil analisis perhitungan daya dukung kelompok tiang memberikan

hasil yang tertera pada Tabel 6.4.

Tabel 6. 4. Hasil Analisis Daya Dukung Pondasi Kelompok Tiang

Dan secara grafis dapat dilihat pada Gambar 6.3.

223

Gambar 6. 3. Diagram Batang Hasil Analisis Daya Dukung Pondasi Kelompok

Tiang Tekan Hidrolis

6. Dari hasil analisis penurunan elastis kelompok tiang secara geometris,

diperoleh bahwa penurunan kelompok tiang yang terjadi sebesar 1,38 cm

dan menurut program AllPile sebesar 0,43 cm untuk beban kerja (working

load) sebesar 525 titik x 150 Ton = 78.750 Ton, Keterangan masih lebih

kecil dari batas izin penurunan yang dipersyaratkan (2,54 cm) sehingga

penurunan yang terjadi masih dalam batas aman. Selain itu menurut hasil

dari Program AllPile, diperoleh daya dukung Ultimate kelompok tiang

sebesar 317.899,90 Ton. Jumlah tiang tekan hidrolis pada kelompok tiang

adalah 525 titik untuk satu tower sekaligus. Pondasi yang digunakan sebagai

pilecap adalah pondasi tikar (mat foundation). Untuk lebih jelasnya, dapat

disajikan secara grafis pada Gambar 6.4.

224

Gambar 6. 4. Perbandingan Penurunan Kelompok Tiang

7. Berdasarkan hasil analisis perhitungan daya dukung lateral Ultimate pondasi

Tiang Tekan Hidrolis dari Metode Broms dengan mengasumsikan bahwa

pondasi Tiang Tekan Hidrolis adalah tiang panjang dan kepala tiang terjepit

pada tanah lempung, maka diperoleh besar daya dukung lateral Ultimate

adalah sebesar 12,15 ton. Sedangkan dari Finite Element Method sebesar

33,02 ton.

8. Berdasarkan Subbab 4.13 mengenai analisis bentuk penampang tiang tekan

hidrolis diperoleh bahwa tiang tekan hidrolis dengan penampang segiempat

45 cm x 45 cm lebih kuat dibandingkan tiang tekan hidrolis dengan

penampang lingkaran berdiameter 50 cm dengan luas penampang yang

225

relatif sama yaitu 2025,00 cm2 dan mutu beton yang sama yaitu fc’ = 42,00

Mpa. Dari sisi defleksi akibat beban lateral dan momen maksimum yang

dapat dipikul, juga tampak bahwa tiang tekan hidrolis berpenampang

segiempat 45,00 cm x 45,00 cm lebih baik dibandingkan tiang tekan hidrolis

berpenampang lingkaran dengan diameter 50,00 cm. Selengkapnya dapat

dilihat pada Tabel 6.5 di bawah ini.

Tabel 6. 5. Hasil Analisis Perbandingan Bentuk Penampang Square Pile

dengan Spun Pile saat diberi Beban Rencana 150 Ton

9. Berdasarkan analisis pengaruh jaring elemen hingga (Mesh) pada program

Finite Element Method pada Subbab 5.11, dapat disimpulkan bahwa

penyusunan jaring elemen dengan tingkat kehalusan yang berbeda akan

memberikan hasil yang berbeda juga. Hal itu tampak pada Tabel 5. 8.

Sedangkan penyusunan jaring elemen hingga dengan penambahan lapisan di

dalam lapisan tanah yang sudah ada tidak memberikan pengaruh

226

dikarenakan jenis lapisan tanahnya masih tetap sama dengan kondisi lapisan

tanah sebelum ditambah lapisan sebagaimana tampak pada 5.20 dan 5.21.

6.2. Saran

Dari hasil analisis penelitian tesis ini, penulis memberi beberapa saran, antara

lain sebagai berikut:

1. Data teknis yang berisi hasil penyelidikan tanah (Soil Investigation)

seharusnya diperoleh secara lengkap, karena data tersebut sangat mendukung

dan mempengaruhi hasil analisis perhitungan sesuai standar yang ada.

2. Penyelidikan tanah tersebut harus dilakukan secara teliti agar diperoleh data

sesuai dengan keadaan tanah yang sebenarnya.

3. Parameter tanah yang diselidiki dalam Soil Investigation seharusnya sesuai

dengan rentang kedalaman yang diteliti dalam uji N-SPT karena

mempengaruhi ketelitian hasil analisis pemodelan elemen hingga.

4. Hasil kapasitas daya dukung yang diperoleh dari interpretasi data Loading

Test dapat diambil nilai rata-ratanya untuk mendapatkan hasil yang lebih

representatif.

227

DAFTAR PUSTAKA

Alonso, E., 2014, Pile Groups Under Deep Expansion. A Case History, Paper,

Department of Geotechnical Engineering and Geosciences, Barcelona.

Anonim, ASTM D1143/81, 1994, Annual Book of ASTM Standard, Section Four

Construction, Barr Harbor.

Ariyanto.D.D, Untung D., 2013, Studi Daya Dukung Tiang Pancang Tunggal

Dengan Beberapa Metode Analisa, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik

Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya.

Brinkgreve R.B.J, 2007, Finite Element Method 2D versi 8, Finite Element

Method b.v, BeLanda.

Das, B. M., 1999, Principles of Foundation Engineering, Fourth Edition, PWS

Publishing, California.

Das, B. M., 2010, Principles of Geotechnical Engineering, Seventh Edition,

Cengage Learning, Stamford.

Das, B. M., Alih Bahasa Noor Endah Mochtar, dkk, 1985, Mekanika Tanah, Jilid

1, Erlangga, Jakarta.

228

Douglas R.A, Butterfield, 1983, Pile Group Elastic Load Response Prediction :

Friction Piles Embedded in Cohesive Soils, Paper, Department of Forest

Engineering, University of New Burnswick, Canada.

Fakhrozi, 2013, Analisis Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang

Tunggal Dengan Menggunakan Metode Analitis dan Numerik, Jurnal,

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Jurusan Teknik Sipil Universitas

Bung Hatta, Padang.

Holtz, R. D., Kovacs, W. D., 1981, An Introduction To Geotechnical

Engineering, Prentice-Hall, Inc., New Jersey.

Iskandar, R., 2002, Beberapa Kendala Aplikasi Teori Perhitungan Daya Dukung

Aksial Pondasi Dalam, Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Sumatera

Utara, Medan.

Lambe, W. T, Whitman, R. V., 1969, Soil Mechanics, John Wiley & Sons, Inc.,

Massachusetts.

Logan, D. L., 1992, A First Course In The Finite Element Method, Second

Edition, PWS-Kent Publishing Company, Boston.

Manual PLAXIS Version 8.2.

Meyerhof, G. G., Mathur, S. K., and Valsangkar, A. J., 1981, The Bearing

CapaCity of Rigid Piles and Pile Groups Under Inclined Loads in Layered

229

Sand, Journal, Department Of Civil Engineering, Technical University of

Nova Scotia, Halifax, N.S, Canada.

Panduan Praktikum Mekanika Tanah, Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas

Sumatera Utara, Medan.

Prakash, S., Puri, V. K., 1988, Foundations for Machines: Analysis and Design,

John Wiley & Sons, Inc. Canada.

Sosrodarsono, S., 2000, Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi, Cetakan Ke

Tujuh, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.

Suhairiani, 2012, Analisis Perbandingan Daya Dukung Hasil Loading Test pada

Bore Pile Diameter Satu Meter Tunggal Dengan Metode Elemen Hingga

Memakai Model Tanah Mohr Coulomb Pada Proyek Crystal Square Medan,

Tesis, Program Pascasarjana Universitas Sumatera Utara, Medan.

Tampubolon, B.A., 2014, Analisis Perbandingan Daya Dukung dan Penurunan

Pondasi Bored Pile Diameter 600 MM Dengan Metode Empiris, Uji Beban

Statis, dan Elemen Hingga Pada Proyek Medan Focal Point, Tesis, Program

Pascasarjana Universitas Sumatera Utara, Medan.

Wesley, L.D., 1977, Mekanika Tanah, Penerbit Pekerjaan Umum, Jakarta.

Yufina, I., Iskandar, R., Analisis Daya Dukung Pondasi Kelompok Tiang Tekan

Hidrolis Pada Proyek Pembangunan Gedung Laboratorium Akademi Teknik

230

Keselamatan Penerbangan Medan, Fakultas Teknik Jurusan Sipil

Universitas Sumatera Utara, Medan.

Zulkifli, 2003, Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Beton Silinder

Prategang, Tesis, Program Pascasarjana Universitas Sumatera Utara,

Medan.

Lampiran i-a: Alat Jacking Pile sebagai Beban Loading Test

(Sumber: Data Proyek Podomoro City Deli Medan, 2014)

Lampiran i-b: Hydraulic Jack dan Dial Gauge


Lampiran i-c: Manometer Beban Puncak


LAMPIRAN II :

DATA HASIL LOADING TEST

LAMPIRAN III :

KORELASI PARAMETER TANAH

Lampiran iii-a: Tabel Korelasi Harga N dengan Berat Isi Tanah (γ)

(Sumber: Sosrodarsono, 1977)

Lampiran iii-b: Korelasi antara Angka Penetrasi Standard dengan Kepadatan Relatif

dan Sudut Geser Dalam

(Sumber: Das, 1995)

Lampiran iii-c: Korelasi antara Jenis Tanah dengan Modulus Young dan Angka

Poisson

(Sumber: Meyerhoff, 1956)

Lampiran iii-d: Korelasi antara Jenis Tanah dengan Nilai Tipikal Cp

(Sumber: Design of Pile Foundation by A.S. Vesic, 1977)

Lampiran iii-e: Korelasi Jenis Tanah dengan Nilai N-SPT dan Konsistensi Tanah

serta Angka Poisson

(Sumber: Das, 1999)

Lampiran iii-f: Korelasi antara Konsistensi Tanah dengan Tekanan Konus dan

Undrained Cohesion

(Sumber: Begemen, 1965)

Lampiran iii-g: Korelasi Jenis Tanah dengan Koefisien Rembesan

(Sumber: Wesley, 1977)

ANALISIS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN TIANG TEKAN …

Documents

Transcript of ANALISIS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN TIANG TEKAN …