ANALISIS KAPASITAS DAYA DUKUNG TIANG BOR PADA PROYEK MEDAN FOCAL POINT (STUDI KASUS) Sinar Jadi S.1, Roesyanto2 1
Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email :
[email protected] 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan
ABSTRAK Untuk pondasi non-displacement atau yang biasa disebut pondasi tiang bor merupakan jenis pondasi yang didisain karena ketahanannya yang besar terhadap pembebanan seperti aksial, beban lateral dan beban momen. Untuk kondisi tanah yang terletak pada proyek Medan Focal Point dengan kapasitas daya dukung yang relatif kecil maka penggunaan tiang bor merupakan alternatif pilihan pondasi yang tepat. Beberapa hal yang mempengaruhi disain kapasitas daya dukung pondasi tiang bor antara lain : parameter tanah, kedalaman tiang, diameter tiang, konfigurasi grup tiang, dan nilai efektifitas grup terhadap daya dukung grup. Tujuan dari studi ini adalah untuk menghitung daya dukung tiang bor dari hasil Standard Penetration Test (SPT), parameter kuat geser tanah, software komputer dan loading test. Kemudian membandingkan hasil daya dukung tiang bor, menghitung kapasitas daya dukung kelompok dan menghitung penurunan yang terjadi pada tiang bor. Metode perhitungan daya dukung untuk SPT dan parameter kuat geser tanah menggunakan metode Resse & Wright, untuk data loading test menggunakan metode Chin, dan dibantu dengan software Allpile. Kata Kunci : pondasi
tiang bor, daya dukung tiang, Allpile ABSTRACT
For non-displacement foundation or commonly known as bore pile is a type of foundation that is designed for huge resistance to the imposition of such axial, lateral loads and moment loads. For soils located at Focal Point Field project with the carrying capacity is relatively small, the use of bored pile foundation is the right alternative. Some things that affect the design bearing capacity of bored pile foundations, among others: soil parameters, the depth of the pile, pile diameter, pile group configurations, and the value of the carrying capacity of group effectiveness group. The purpose of this study was to calculate the bearing capacity of bored pile results of Standard Penetration Test (SPT), the soil shear strength parameters, computer software and loading test. Then compare the results of pile bearing capacity, calculate the bearing capacity of the group and calculate the decline in the pile. Bearing capacity calculation methods for SPT and soil shear strength parameters using Resse & Wright, for data loading test using Chin, and aided with software Allpile. Key words : pile foundation, pile bearing capacity, Allpile
1.
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Dalam dunia teknik sipil, semua bangunan konstruksi akan bertumpu pada pondasi sebagai penopang struktur diatasnya. Pondasi suatu struktur didefenisikan sebagai bagian dari struktur tersebut yang mengalami kontak langsung dengan lapisan tanah. Fungsi dari pondasi adalah untuk mentransfer beban – beban dari struktur atas ke lapisan tanah di bawahnya. Ada beberapa jenis pondasi yang digunakan untuk struktur bangunan salah satunya yang sering digunakan adalah pondasi tiang bor. Pondasi tiang bor merupakan bagian dari jenis pondasi dalam yang banyak digunakan. Dalam merencanakan pondasi dalam, terdapat beberapa metode perhitungan untuk menentukan kapasitas daya dukung
pondasi dalam. Setiap metode perhitungan memiliki kelebihan dan kekurangan. Masing – masing metode tersebut memberikan nilai daya dukung yang beragam untuk data penyelidikan tanah yang sama. Adapun hal tersebut terjadi karena sifat, kondisi, dan karakteristik tanah yang berbeda – beda untuk setiap lokasi penyelidikan.
1.2. Perumusan Masalah Penelitian Untuk konstruksi beban ringan dan kondisi lapisan tanah permukaan cukup baik, biasanya jenis pondasi dangkal sudah memadai. Tetapi untuk konstruksi beban berat biasanya jenis pondasi dalam lebih rumit dari pondasi dangkal. Oleh sebab itu penggunaan Pondasi dalam dipergunakan untuk suatu konstruksi bangunan dimana beban struktur cukup besar sehingga tanah yang mempunyai daya dukung terletak pada tempat yang dalam. Penelitian ini mencoba untuk mngatahui besarnya daya dukung tiang bor pada masing – masing hasil penyelidikan tanah, data laboratorium, software Allpile dan dari data loading test di lapangan. Semua hasil dari perhitungan tersebut akan dibandingan sehingga diketahui besar daya dukung pada masing – asing metode.
1.3. Maksud Penelitian Adapun tujuan penelitian ini sebagai berikut: Melakukan analisis perhitungan manual kapasitas daya dukung pondasi bor tunggal dari data SPT dengan metode Reese & Wright, parameter tanah, dan loading test dengan metode Chin. Melakukan analisis perhitungan menggunakan program komputer AllPile 6.5E. Membandingkan hasil perhitungan daya dukung tiang bor.
1.4. Batasan Masalah Batasan masalah dalam penelitian ini adalah : 1. Terbatas pada proyek Medan Focal Point, Medan 2. Menghitung daya dukung pondasi bored pile tunggal dari data Standar Penetrasi Test (SPT), parameter tanah dan loading test. 3. Perhitungan daya dukung pada arah vertikal, dan meninjau pembebanan aksial pada tiang kelompok. 4. Menghitung efisiensi tiang kelompok 5. Menggunakan metode Resse & Wright dan Metode Chin. 6. Menggunakan Software AllPile 6.5E
2. TINJAUAN PUSTAKA Setiap bangunan sipil seperti gedung, jembatan, terowongan, menara, tanggul dan sebagainya harus memiliki pondasi untuk dapat mendukungnya. Istilah pondasi digunakan dalam teknik sipil untuk mendefenisikan suatu konstruksi bangunan yang berfungsi sebagai penopang bangunan dan meneruskan beban bangunan di atasanya (upper structure) ke lapisan tanah yang cukup kuat daya dukungnya. Untuk itu peran pondasi untuk menopang bangunan di atasnya harus diperhitungkan agar dapat menjamin kestabilan bangunan terhadap berat sendiri,beban yang bekerja, gaya – gaya luar seperti angin, gempa bumi dan lain sebagainya. Disamping itu, tidak diizinkan terjadi penurunan melibihi batas yang diijinkan. Berdasarkan struktur beton bertulang, pondasi berfungsi untuk : 1. Mendistribusikan dan memindahkan beban – beban yang bekerja pada struktur bangunan di atsnya ke lapisan tanah dasar yang dapat mendukung struktur tersebut. 2. Mengatasi penurunan yang berlebihan dan penurunan yang tidak sama pada struktur di atasnya. 3. Memberi kestabilan pada struktur dalam memikul beban horizontal akibat angin, gempa bumi dan sebagainya. Pondasi bangunan dibedakan atas dua bagian yaitu pondasi dangkal (shallow foundation) dan pondasi dalam (deep foundation), tergantung dari letak tanah kerasnya dan perbandinagn kedalaman denagn lebar pondasi. Pondasi dangkal kedalamnya kurang atau sama dengan lebar pondasi (D < B) dan dapat digunakan jka lapisan tanah kerasnya terletak dekat dengan permukaan tanah. Sedangkan pondasi dalam digunakan jika lapisan tanah keras berada jauh dari permukaan tanah. Keuntungan penggunaan pondasi tiang bor dalam konstruksi, antara lain : 1. Tiang bor tunggal dapat digunakan pada tiang kelompok atau pile cap 2. Kedalaman tiang dapat divariasikan.
3. Tiang bor dapat dikerjakan sebelum penyelesaian tahapan selanjutnya dalam konstruksi. 4. Proses pengerjaan tiang bor dapat menghidari kerusakan bangunan yang ada disekitarnya. 5. Pada pondasi tiang pancang, proses pemancangan pada tanah lempung akan membuat tanah bergelombang dan menyebabkan tiang pancang sebelumnya bergerak ke sampaing. Hal ini tidak terjadi pada konstruksi tiang bor. 6. Selama pelaksanaan pondasi tiang bor tidak ada suara yang ditimbulkan oleh alat pancang seperti yang terjadi pada pelaksanaan pondasi tiang pancang. 7. Karena dasar dari tiang bor dapat diperbesar, hal ini memberikan ketahanan yang besar untuk daya dukung. 8. Permukaan diatas dimana dasar tiang bor didirikan dapat diperiksa secara langsung. 9. Pondasi tiang bor mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap beban lateral. Kapasitas daya dukung bore pile dari hasil SPT (Reese & Wright,1977) Daya dukung ujung pondasi bore pile (end bearing) Qp = Ap x q Dimana : Ap = Luas penampang bore pile (m2) qp = Tahanan ujung per satuan luas (ton/m2) Qp = Daya dukung ujung tiang (ton) Untuk tanah kohesif : qp = 9 Cu Cu = N-SPT/2 . 2/3 . 10
(1)
(2) (3)
Untuk tanah non kohesif : Reese & Wright (1987) mengusulkan korelasi antara qp dan NSPT seperti terlihat pada berikut ini.
Gambar 1. Daya dukung ujung batas bored pile pada tanah pasiran (Reese & Wright, 1977)
Daya dukung selimut bore pile (skin friction), (Resse & Wright, 1977). Qs = f . Li . p Dimana : f = Tahanan satuan skin friction (ton/m2) Li = panjang lapisan tanah (m) P = keliling tiang (m) Qs = daya dukung selimut tiang (ton) Untuk tanah kohesif : F = α . cu
(4)
(5)
Dimana : α cu
= Faktor adhesi. Berdasarkan penelitian Resse & Wright (1977) nilai α = 0,55 = Kohesi tanah (ton/m2)
Kapasitas daya dukung bore pile dari data parameter kuat geser tanah Daya dukung ujung pondasi bore pile (end bearing) Untuk tanah kohesif : Qp = Ap . cu .Nc* Dimana : Qp = Tahanan ujung per satuan luas (ton) Ap = Luas penampang bore pile (m2) cu = Undrained cohesion (ton/m2) Nc* = Faktor daya dukung tanah, untuk pondasi bore pile nilai Nc* = 9 (Whitaker and Cooke, 1966)
Untuk tanah non kohesif : Qp = Ap . q’ (Nq* - 1) Dimana : Qp = Tahanan ujung per satuan luas (ton) Ap = Luas penampang bore pile (m2) q’ = Tekanan vertikal efektif (ton/m2) Nq* = Faktor daya dukung tanah Vesic (1967) mengusulkan korelasi antara (Φ) dan Nq* seperti terlihat pada gambar berikut ini :
(6)
(7)
Gambar 2. Faktor Nq* (Vesic, 1967) Daya dukung selimut bore pile (skin friction) Qs = fi . Li . p Dimana : Qs = Daya dukung selimut tanah (m) fi = Tahanan satuan skin friction (ton/m2) Li = Panjang lapisan tanah (m) p = Keliling tiang selimut (ton)
(8)
Pada tanah kohesif : f = α* . cu Dimana : α* = Faktor adhesi dengan nilai 0,55 (Reese & Wright, 1977) cu = Undrained cohesion (ton/m2) Pada tanah non kohesif : f = Ko . σv’ . tan δ dimana : Ko = Koefisien tekanan tanah, Ko = 1 – sin Φ σv’ = Tegangan vertikal efektif tanah (ton/m2) σv’ = γ . L’ L’ = 15 D δ = 0,8 . Φ
(9)
(10)
3. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Setelah melalui proses penelitian diperoleh hasil sebagai berikut :
Data SPT
Data Parameter Tanah
Software Allpile
Data Loading Test
(Ton)
(Ton)
(Ton)
(Ton)
BH-02 Qult
Qult
Qall
534,185
262,09
Qall
489,09
BH-02 Qult
244,54
359,30
Qult
Qall
416,667
267,857
Qall 179,65
Gambar 3. Hasil perhitungan kapasitas daya dukung tunggal ultimite dan actual tiang bor
Data SPT
Data Parameter Tanah
Software Allpile
Data Loading Test
1.150,3396 Ton
1.232,8714 Ton
1.077,901 Ton
1.260,00 Ton
Gambar 4.Hasil perhitungan kapasitas daya dukung grup tiang bor
4. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian, maka diambil beberapa kesimpulan, antara lain : 1. Dari bore hole 1 sampai dengan 4, semua titik memenuhi syarat yaitu memberikan nilai Qall > 150 Ton dimana daya dukung terkecil diperoleh dari titik BH-02. 2. Dari hasil perhitungan daya dukung tiang bor, sebaiknya menggunakan daya dukung dari data loading test karena lebih aktual yaitu sebesar 267,857 T. 3. Berdasarkan hasil perhitungan daya dukung tiang bor yang telah dilakukan, daya dukung rencana yaitu sebesar 150 T lebih kecil dari daya dukung aktual dan penurunan yang terjadi lebih kecil dari penurunan yang diizinkan sehingga tiang bor memenuhi persyaratan dan aman.
DAFTAR PUSTAKA Bowles, Joseph E., 1982, Foundation Analysis and Design, Terjemahan oleh Pantur Silaban. Jilid I,Penerbit Erlangga, Jakarta Bowles, Joseph E., 1984, Foundation Analysis and Design, Terjemahan oleh Pantur Silaban. Jilid II,Penerbit Erlangga, Jakarta Das, Braja M., 1985, Principle of Geotechnical Engineering, Terjemahan oleh Noor Endah & Indra Surya Mochtar. Jilid I,Penerbit Erlangga, Jakarta. Das, Braja M., 1985, Principle of Geotechnical Engineering, Terjemahan oleh Noor Endah & Indra Surya Mochtar. Jilid II,Penerbit Erlangga, Jakarta. Das, Braja M., 2008, Principles of Foundation Engineering 7th Edition, PWS Publising, Pasific Grove. Girsang, Pricilia., 2009, Analisa Daya Dukung Pondasi Bored Pile Tunggal Pada Proyek Pembangunan Crystal Square Medan,Tugas Akhir Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara. Irsyam, Mansyur, SI-3221 Rekayasa Pondasi, Penerbit ITB, Bandung. Lambe, William T., Whitman, Robert V., 1969, Soil Mechanics, Jhon Willey & Sons, Inc., New York. PT. Acset Indonesia,.2011, Laporan Static Axial Compressive Load Test, Proyek Medan Focal Point, Medan. Raharjo, Paulus P., 2005, Manual Pondasi Tiang Edisi 3, GEC-Geotechnical Engineering Centre, Bandung
