ANALISIS KAPASITAS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG TUNGGAL DENGAN MENGGUNAKAN METODE ANALITIS DAN NUMERIK Fakhrozi, Hendri Warman, Hendri GP Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Email :
[email protected],
[email protected],
[email protected]
Abstrak
Pondasi tiang pancang adalah pondasi dalam yang merupakan bagian dari struktur yang digunakan untuk menerima dan menyalurkan beban dari struktur atas ke tanah penunjang atau tanah keras yang terletak pada kedalaman tertentu. Pondasi tiang pancang pada suatu bangunan umumnya dipergunakan apabila tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan atau lapisan tanah keras dari lapisan permukaan. Untuk menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang, terdapat banyak rumus yang dapat digunakan dan menghasilkan nilai kapasitas daya dukung yang berbeda– beda. Data yang diperlukan untuk menganalisa daya dukung tiang pancang ini adalah dari hasil pengukuran di lapangan berupa data bor mesin dan sondir. Tujuan Penulisan ini untuk menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang secara analitis dari hasil laboratorium, sondir, dan standar penetrasi test (SPT) serta perhitungan dengan metode numerik menggunakan Plaxis. Analisa penulis adalah menentukan kapasitas daya dukung dan kemampuan pondasi untuk menahan gaya beban aksial ultimit.
Kata kunci : Tiang pancang, daya dukung, Beban aksial
ANALYSIS OF BEARING CAPACITY OF SINGLE PILE BY USING ANALYTICAL AND NUMERICAL METHODS
Fakhrozi, Hendri Warman, Hendri GP Department Of Civil Engineering, Faculty Of Civil Engineering and Planning, University Of Bung Hatta Email :
[email protected],
[email protected],
[email protected]
Abstrack
Pile foundation is the foundation on which a part of the structure that is used to receive and distribute the load of the structure above the ground to support or hard soil located at a certain depth. Pile foundation in a building is generally used when the soil beneath the best of the building does not have enough carrying capacity to bear the weight of the building or hard soil layer from the surface layer. To calculate the bearing capacity of piles, there are many formulas that can be used and result in bearing capacity values of different. Data needed to analyze the carrying capacity of the pile is the result of a measurement in the field of data drill machine and sondir. Purpose of this paper to calculate the bearing capacity of pile of analytical laboratory result, sondir, standard penetration test (SPT) and calculation by numerical methods using PLAXIS. Author analysis is to determine the bearing capacity of the foundation and the ability to withstand the force of ultimate axial load.
Keywords : Pile foundation, Carrying capacity, Axial load
Pondasi
PENDAHULUAN Dalam setiap bangunan diperlukan pondasi sebagai dasar bangunan yang kuat dan kokoh. Hal ini disebabkan pondasi sebagai dasar bangunan harus mampu memikul seluruh beban bangunan dan beban lainnya, untuk diteruskan sampai kelapisan tanah pada kedalaman tertentu.
Bangunan
teknik
sipil
secara umum meliputi dua bagian utama yaitu struktur bawah (sub structure) dan struktur atas (upper structure), dalam hal ini struktur bawah
sebagai
berinteraksi
pondasi
yang
sebagai
bawah
secara umum dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu pondasi dangkal dan pondasi
dalam.
Pemilihan
jenis
pondasi tergantung kepada jenis struktur
atas
apakah
termasuk
konstruksi beban ringan atau beban berat dan juga tergantung pada jenis tanahnya. Pondasi dalam dapat didefinisikan sebagai pondasi yang meneruskan beban bangunan ke tanah keras atau batuan yang terletak relatif jauh dari permukaan,
contohnya
adalah
pondasi tiang.
dengan tanah untuk
menghasilkan daya dukung yang mampu memikul dan memberikan
RUANG LINGKUP PENULISAN Pembatasan dimaksudkan
keamanan pada struktur bagian atas. Sebelum
struktur
melaksanakan
pembangunan
konstruksi
suatu yang
dilaksanakan
untuk
ini
memberikan
suatu batasan yang jelas untuk menghindari penyimpangan terhadap masalah yang akan dibahas. Adapun
pertama-tama
masalah
dalam
penulisan
Tugas
dan Akhir ini permasalahan yang ditinjau
dikerjakan
di
lapangan
adalah hanya dibatasi pada :
pekerjaan pondasi (struktur bawah).
a. Pondasi yang digunakan adalah
b. Pengumpulan
pondasi tiang pancang.
data-data
yang
diperlukan, yaitu data tanah yang
b. Analisa daya dukung pondasi
terdiri
dari
data
hasil
test
dilakukan dengan cara analitis
laboratorium dan test di lapangan
dan
berupa bor mrsin dan sondir.
numerik
menggunakan
Software Plaxis Versi 8.2.
c. Konsultasi dengan dosen-dosen
c. Data tanah Proyek Pembangunan
pembimbing.
Hotel & Convention Centre JL. By Pass Km. 16 Kel. Koto
HASIL
Panjang Ikur Koto Kec. Koto
Analisa
Tangah Padang Sumatera Barat.
pondasi tiang pancang pada proyek
kapasitas
daya
dukung
pembangunan Hotel & Conventation METODOLOGI PENULISAN
Centre ini adalah untuk mengetahui
Untuk memperoleh hasil perhitungan
kapasitas daya dukung tiang pancang
yang dapat dipertanggungjawabkan,
terhadap beban aksial tunggal yang
maka penulis melakukan hal-hal
direncanakan baik secara analitis dan
berikut :
numerik
a. Tinjauan
pustaka
atau
literatur
adalah
mempelajari
buku-buku
studi untuk yang
dengan
menggunakan
Plaxis.
Perhitungan
Dari
Data
Laboratorium
berkaitan dengan Tugas Akhir
Pada
ini, serta mencari penambahan
laboratorium,
data-data yang akan digunakan.
perhitungan
perhitungan
dari
data
terdapat
dua
berdasarkan
daya
dukung tiang ujung ( Qe ) dan
kedalaman 8 m menghasilkan
friksi
Untuk
beban ultimit sebesar 186,29 ton.
mendapatkan daya dukung tiang
Adapun daya dukung ijin yang
batas atau maksimum maka hasil
dipakai adalah dari beberapa
daya
perhitungan diambil yang paling
tiang (
dukung
Qs
).
tiang
ujung
ditambah dengan friksi tiang.
efisien, yaitu sebesar 51,33 ton.
Berdasarkan hasil perhitungan
Perhitungan jumlah tiang pada
dengan
tiang
metode
Meyerhoff,
kelompok
berdasarkan
Terzaghi, dan Tomlinson didapat
beban aksial maksimum yang
sebagai berikut :
diterima dibagi dengan daya
Meyerhoff, Qp = 27,69 ton
dukung ijin.
Terzaghi, Qp
= 30,51 ton
Tomlinson, Qp = 29,43 ton Berdasrkan perhitungan diatas, nilai Qp yang efisien adalah dengan metode Meyerhoff yaitu
= = 3,62
= 4 buah tiang
Dimana :
27,69 ton, sehingga didapat nilai
= Jumlah tiang
Qijin yaitu 11,07 ton.
= Beban aksial Ultimit
Perhitungan
Kapasitas
Daya
= Daya dukung ijin tiang
Dukung Tiang Kelompok
Jarak antara tiang berdasarkan
Pada perhitungan ini beban aksial
dari fungsi tiang sebagai tiang
ultimit diambil dari dari hasil
ujung adalah
perhitungan Plaxis dimana pada
S = 2,5 D
= 2,5 x 35
Jadi, daya dukung maksimum
= 87,5 cm
kelompok tiang adalah : Qug = Qult x n x Eg = 193,61 x 4 x 0,76 = 588, 57 ton
s
Dimana : Qug = Kapasitas daya dukung
s Gambar 4.1 Susunan 4 Buah Tiang
maksimum
kelompok
tiang Perhitungan efisiensi kelompok
Eg
= Efisiensi kelompok tiang
tiang adalah :
n
= Banyak tiang
(
=
)
( (
)
) (
Qult = Kapasitas daya dukung
)
maksimum satu tiang Dengan nilai daya dukung tiang
= 0,76
kelompok sebesar 588, 57 ton
Dimana :
maka nilai tersebut lebih besar
= Efisiensi kelompok tiang
dari beban Pult yaitu 186,29 ton.
= arc tan (D/S) dalam derajat
Maka dapat dinyatakan aman
n = Jumlah tiang dalam 1 baris
terhadap beban aksial ultimit.
m = Jumlah tiang dalam 1 kolom S = Jarak antar tiang (as ke as) D = Diameter tiang
Perhitungan Dari Data Sondir Pada perhitungan daya dukung pondasi tiang pancang dilakukan dengan metode Meyerhoff. Data
yang digunakan adalah pada test sondir
II,
karena
pengujian
Qs = 2 x N – SPT x p x li = 2 x 57 x 1,099 x 2
sampai pada kedalaman 5,40 m.
= 250,57 kN
Kapasitas daya dukung ultimit
= 25,06 ton
pondasi tiang pancang (Qult)
dimana :
adalah nilai konus dikali dengan
D = Diameter tiang
luas penampang tiang kemudian
Li = Panjang Lapisan Tanah (m)
ditambah
Ap = Luas Penampang Tiang
dengan
perkalian
antara jumlah hambatan pelekat
(m²)
dengan keliling tiang, sehingga
p = Keliling Tiang (m)
didapat hasil (Qult) = 160,509
N = Nilai N SPT
ton. Sedangkan daya dukung ijin
Jadi,
adalah (Qa) = 51,33 ton.
pondasi tiang pancang adalah :
Perhitungan Dari Data SPT (
Qult = Qp + Qs
daya
dukung
Standard Penetration Test )
= 125,07 + 25,06
Daya
= 150,13 ton
dukung
ujung
pondasi
Kapasitas
tiang pancang ( Qp ) yaitu : Qp = 40 x N – SPT x = 40 x 57 x
x Ap x 0,096
Pall ) yaitu : ∑
= 125,07 ton
pancang ( Qs ) yaitu :
dukung
ijin
tekan pondasi tiang pancang (
= 1250,74 kN
Tahanan geser selimut tiang
daya
ultimit
=
= 77,36 ton
Perhitungan
perpindahan, sehingga didapat
Dari
Software
Plaxis Versi 8.2 Dalam
hasil sebesar (Pult) = 186,29 ton. Dari hasil beban ultimit tersebut,
proses
perhitungan
maka
untuk
mendapatkan
menggunakan Software Plaxis
kapasitas daya dukung tiang
Versi 8.2 ini dilakukan secara
pancang ultimit adalah dengan
bertahap. Dimana diawali dengan
menganalisa
memasukkan
yang
parameter tanah yang tereduksi
(input),
serta kekakuan dan ketegangan
sudah
data-data
ditentukan
kemudian
dilakukan
proses
faktor
dari
yang terjadi antar fase-fase.
pengolahan data-data yang telah
Untuk itu setelah didapatkan
dimasukkan
beban ultimit lalu pada tahapan
sehingga
(calculation),
diperoleh
hasil-hasil
calculation,
yaitu
pada
yang berupa jaringan elemen
calculation type diambil phi/c
terdeformasi
reduction
dan
tegangan utama
teganganyang terjadi
sehingga
diperoleh
hasil Σ Msf = 1,0393.
(output).
Sehingga untuk mendapatkan daya
Untuk mendapatkan daya dukung
dukung ultimit pada Plaxis ini, hasil
ultimit pondasi tiang pancang,
dari phi/c reduction (Σ Msf)
maka hasil dari output yang telah
dikalikan dengan beban ultimit
didapat
maka didapat hasil Qult
lalu
program mendapatkan
dimasukkan kurva hasil
ke
untuk beban-
=
193,61 ton dan daya dukung ijin adalah 77,44 ton.
KESIMPULAN
Meyerhoff
1. Berdasarkan hasil perhitungan
sehingga didapat Qijin yaitu 11,07
kapasitas daya dukung tiang
yaitu
27,69
ton,
ton.
pancang ulitimit tunggal yang
3. Hasil perhitungan daya dukung
dilakukan secara analitis dan
tiang kelompok adalah 588,57
numerik pada data tanah Proyek
ton
Pembangunan
&
Sehingga dapat dikatakan bahwa
Convention Centre JL. By Pass
pondasi tiang kelompok aman
Km. 16 Kel. Koto Panjang Ikur
terhadap beban aksial ultimit.
Koto Kecamatan Koto Tangah
4. Dari hasil perhitungan kapasitas
Hotel
˃
P maks = 186,29.
Padang Sumatera Barat, maka
daya
dapat diambil kesimpulan bahwa
ulitimit
hasil daya dukung ijin adalah
memakai perhitungan dari hasil
sondir yaitu 51,33 ton, SPT yaitu
SPT karena data yang digunakan
77, 36 ton, dan Plaxis yaitu 77,44
lebih valid.
ton.
5. Pada
2. Berdasarkan data laboratorium,
dukung
tiang
tunggal,
analisis
pancang
lebih
ini,
aman
Jika
dibandingkan antara perhitungan
hasil kapasitas daya dukung tiang
dengan
pancang adalah : Meyerhoff =
analitis dan metode numerik
27, 69 ton, Terzaghi = 30,51 ton,
(Plaxis) maka hasil perhitungan
dan Tomlinson
ton.
dengan metode analitis lebih
Dari ketiga metode tersebut nilai
dapat dipercaya. Hal tersebut
Qp yang efisien adalah pada
dikarenakan
= 29,43
menggunakan
data-data
metode
yang
dibutuhkan sebagai input untuk program dapat
Plaxis
tidak
diperoleh,
pancing-medan, Tugas Akhir, Universitas Sumatera Utara : Medan.
semua sehingga
Plaxis Version 8, Tutorial Manual.
mengakibatkan hasil perhitungan yang
diperoleh
perlu
Sunggono, 1984. Mekanika Tanah, Bandung : Nova.
diperhitungkan. Sardjono, DAFTAR PUSTAKA Arifin, Zainul. 2007. Tesis : Komparasi daya dukung Aksial Tiang Tunggal Dihitung dengan beberapa metode analisis, Program Pasca Sarjana, Universitas Diponegoro : Semarang.
1991.
Pondasi
Tiang
Pancang, Surabaya : Sinar Wijaya. Warman, Hendri. 2010. Pondasi Tiang, Padang : Bunghatta University Press.
Westley,
Laurence
D.
1977.
Mekanika Tanah, Jakarta : Badan Erni Harianti, Anugrah Pamungkas. Desain Pondasi Tahan Gempa,Yogyakarta : Andi.
Hardiyatmo, Hary Christiady. 2002.
Penerbit Pekerjaan Umum. Westley, Laurence D. 2010. Mekanika Tanah “Untuk Tanah Endapan & Residu”, Yogyakarta : ANDI.
Teknik Pondasi 1, Eisi Kedua, Yogyakarta : Beta Offset.
M. Das, Braja. 1988. Mekanika Tanah ”Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis”, Surabaya: Erlangga. Pohan, Ahmad Dauzi. 2009. Analisis daya dukung tiang pancang tunggal pada proyek pembangunan rusunawa universitas medan area
http://sci geoteknik.blogspot.com/2013/03/pon dasi-tiang-pancang-pile foundation.html
