BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1

Pendahuluan Untuk dapat melakukan proses perhitungan antara korelasi beban vertikal dengan

penurunan yang terjadi pada pondasi tiang sehingga akan mendapatkan prameter yang lebih akurat pada lapangan dapat digunakan dengan bantuan program Plaxis. Model tanah yang digunakan adalah model Hardening Soil dengan analisis axisymetric. Hal ini dilakukan karena didalam perhitungan program Plaxis, model Hardening Soil merupakan pemodelan tingkat lanjut dalam penyelidikan tanah dimana model ini membutuhkan parameter yang lebih lengkap dibandingkan model Mohr Culoumb khususnya pada parameter kekakuan tanah yaitu : E50, Eur, dan Eoed, dimana Eur merupakan kekakuan tanah pada saat terjadi pemberian beban dan pengurangan beban (loading-unloading), parameter tanah ini merupakan parameter yang sesuai dengan kondisi pembebanan di lapangan, karena pembebanan di lapangan berbentuk cyclic loading maka tanah akan mengalami pembebanan dan pengurangan beban (loadingunloading), sedangkan parameter lainnya seperti : angka Poisson (
), kohesi (c), sudut geser ( ) dan sudut dilatansi (ψ) yang merupakan parameter umum yang sudah ada pada model Mohr Coulomb. Mengingat bentuk dari pondasi tiang berbentuk silinder yang padat (radial), maka sesuai dengan petunjuk manual dari program Plaxis, digunakan model Axisymetri.

54

55 Hasil pemodelan pada program Plaxis dibandingkan dengan pengujian tes pembebanan (loading test) di lapangan, yang sudah dihitung dan di tabelkan oleh konsultan tanah. 4.2

Metodologi dan Pembahasan dalam Mencari Nilai Kekakuan Tanah (E) Setiap tiang pondasi yang diselidiki tertanam pada tanah yang terdiri dari

beberapa lapisan, dimana jenis dan parameter-parameter tanahnya juga berbeda. Pada penelitian kali ini, dilakukan idealisasi pada parameter tanah yang di dapatkan dari pengeboran dalam mencari nilai N SPT. Dan dari beberapa proyek, untuk data tanah menjadi parameter yang diidealisasi yang kemudian akan di korelasikan dengan parameter tanah yang telah di uji, yaitu titik bore hole terdekat dari titik tiang pondasi. 4.3

Data-Data masukan Sebelum dilakukan perhitungan terlebih dahulu disajikan data-data masukan

yang diperlukan program Plaxis, yaitu data : siklus pembebanan loading test, tiang pancang dan deskripsi dan parameter tanah hasil pengujian laboratorium setiap lapisan pada proyek di lapangan. 4.3.1

Deskripsi dan parameter tanah setiap lapisan Deskripsi dan parameter tanah hasil N SPT dan pengujian dari laboratorium ini

didapatkan dari penyelidikan maupun penelitian tanah yang dilaksanakan oleh konsultan tanah. Untuk mendapatkan parameter tanah yang tidak diujikan oleh konsultan tanah sebagai data masukan pada program Plaxis maka dilakukan korelasi antara parameter tanah lainnya yang diambil dari parameter lainnya yang diambil dari buku referensi teori mekanika tanah, di bawah ini, adalah proyek Tangerang City dengan kode Pile TC TP-2 sebagai contoh dari metode yang dilakukan untuk mendapatkan nilai dari Kekakuan Tanah yang akan di korelasikan dengan nilai N SPT yang telah dikoreksi :

56 •

Idealisasi lapisan tanah dengan menggunakan korelasi dengan nilai N SPT Di bawah ini adalah grafik nilai N SPT dengan kedalaman dan juga data pondasi tiang dengan beban kerja dan beban tes pada pondasi tersebut.

Silty Clay TC-TP-2 Bored Pile Diameter 0,8 m Beban kerja 380 ton Beban Tes 760 ton

Very Dense Sand

Silty Clay

Gambar 4.1Grafik N SPT vs Kedalaman dengan Idealisasi Lapisan tanah dan Data Bored Pile

57 •

Mendapatkan Nilai Kohesi dan Sudut Geser Tanah Untuk mendapatkan nilai kohesi, dapat dilakukan dengan mengambil data pada data tanah yang telah diuji di laboratorium, tetapi karena uji labratorium tidak menunjukkan hasil pada laporan penyelidikan tanah tersebut, maka dilakukan koreksi nilai kohesi (c) dengan nilai N SPT, yang di dapatkan dari tabel Bowles. Tabel 4.1 Konsistensi Tanah Lempung Jenuh Air

Sejarah Pukulan/ft Kohesi (kPa) Keterangan Konsolidasi Sangat Konsolidasi Sangat mudah di tekan 0-2 <12 Lunak Normal dengan jari Konsolidasi 18,2 sampai Mudah di tekan dengan Lunak 3-5 Normal 30,2 jari Konsolidasi Sedang 6-9 36 sampai 54,1 Dapat berbentuk bola Normal Konsolidasi Normal sampai konsolidasi 59,9 sampai Sulit di bentuk dengan Keras 10-16 berlebih 95,8 tangan dengan rasio 23 102 sampai sangat sulit di bentuk Sangat Konsolidasi 17-30 179,6 dengan tangan keras berlebih Konsolidasi Hampir tidak mungkin Hard >30 > 179,6 sangat berlebih dibentuk oleh tangan Sumber :Helical Screw Foundation System Design Manual for New Construction Konsistensi

Untuk mendapatkan nilai kuat geser dalam pada tanah lempung maupun tanah pasir, dilakukan dengan korelasi terhadap nilai N SPT dengan tabel dibawah ini.

58

Gambar 4.2 Hubungan sudut geser dalam dengan N-SPT Sumber: Principle of Foundation Engineering, Braja M. Das

• Mendapatkan berat jenis tanah Dalam masukkan data untuk berat jenis tanah γsat dan γunsat, didapatkan dari uji laboratorium, yang dapat di lihat pada grafik di bawah ini.

59

γtotal vs Kedalaman

0

2

4

6

8

γ total 10 12 14 16 18 20 22 24

0 2 4 6 8

16 kN/m3

10 12 14 16 18 Kedalaman (meter)

20 22 24 26 28

3

19 kN/m

30 32 34 36 38 40

16 kN/m

42

3

44 46 48 50 52 54 56 58 60 DB-2

DB-1

DB-3

DB-4

DB-5

DB-6

DB-7

Gambar 4.3 Grafik Berat jenis dengan kedalaman •

Parameter Kekakuan tanah (E) Kekakuan tanah yang digunakan sebagai data masukkan pada program Plaxis, dilakukan dengan cara coba-coba, yaitu dengan perkalian terhadap nilai N SPT, sebagai contoh, untuk nilai E50 pada proyek Tangerang City pada tiang TP-2 dilakukan dengan memberikan perkalian sebesar 2250 x N

60 SPT. Untuk nilai Eoed dan E ur mengikuti manual Plaxis v8, yaitu untuk Eoed dapat dikalikan dengan E50 dengan rasio sebesar 1-1,3 E50, sedangkan untuk Eur

dapat dikalikan dengan E50 dengan rasio sebesar 3-5 atau dapat

dimasukkan data input sesuai dengan hasil konsolidasi, yaitu Cc dan Cs pada program Plaxis. •

Koreksi nilai SPT menjadi N160 Dengan mengubah nilai NSPT menjadi N160 merupakan faktor koreksi dengan jalan menormalisasikan nilai N SPT yang diperoleh pada tegangan efektif tertentu kepada tegangan efektif sebesar 1 kg/cm2 (GOUW, 1995), dan digabungkan dengan standar energi referensi yaitu sebesar 60% dengan SKEMPTON sebagai referensi, serta faktor-faktor koreksi lainnya yang terjadi pada kondisi di lapangan, seperti koreksi terhadap panjang batang, penggunaan pelapis, dan ukuran lubang bor (lihat tabel 2.2). Sehingga rumus yang digunakan sebagai berikut, untuk perhitungan lebih lengkap dapat lihat (lampiran 3) : N160 = CN x Nlap x α x β x γ x (Er/Es) Dimana CN

: = faktor koreksi tegangan efektif tanah Pada penelitian ini, digunakan rumus Liao dan Whitman

CN =

Dengan : ’v = tegangan efektif vertikal tanah dalam kN/m2. Dengan rumus diatas, maka hasil dari N SPT yang telah dikoreksi menjadi N160 dan kemudian di idealisasi kembali dapat di lihat pada grafik di bawah ini.

61

N160 vs Kedalaman 0

5

10 15

20

Nilai N160 25 30 35 40

45

50

55

60

0 2 4

N160 = 25

6 8 10 12 14 16 18 20 22 Kedalaman (meter)

24 26 28

N160 = 40

30 32 34 36 38 40 42 44

N160 = 30

46 48 50 52 54 56 58 60 DB1

DB2

DB3

DB4

DB5

DB6

DB7

Gambar 4.4 Grafik N160 dengan kedalaman yang telah di idealisasi

62 •

Mendapatkan nilai Poisson Rasio Dalam mendapatkan nilai dari angka Poisson dapat di lihat pada tabel di bawah ini. Tabel 4.2 Hubungan jenis, konsistensi dengan angka Poisson (υ) Jenis Tanah Keterangan Lunak Lempung Sedang Keras Lepas Pasir Sedang Padat

(υ ) 0.35-0.4 0.3-0.35 0.2-0.3 0.15-0.25 0.25-0.3 0.25-0.35

Sumber : Soil Mechanics and Foundation, Muni Bhudhu, 1976

•

Rekapan parameter tanah Dari hasil korelasi dan pengumpulan data tanah pada proyek Tangerang City pada tiang TP-2 maka di dapatkan tabel di bawah ini. Tabel 4.3 Data Masukan pada Proyek Tangerang City Tiang TP-2

Very Pondasi Parameter Simbol Silty Clay Dense Silty Clay Satuan Tiang Sand Simbol Jenis Tanah CH SP CH Hardening Hardening Hardening Elastis Model Material Model Soil Soil Soil Linier Berat jenis tak jenuh γunsat 16 19 16 25 kN/m3 Berat jenis jenuh γsat 16 19 16 25 kN/m3 Permeabilitas k 1 1 1 0 m/hari 56250 120000 70000 kN/m2 E50 Kekakuan 3E+07 kN/m2 73125 156000 910000 Eoed 196875 420000 245000 kN/m2 Eur Power m 1 0,5 1 Angka Poisson 0,3 0,3 0,3 0,2
Kohesi 30 0,1 100 kN/m2 Cref o Sudut Geser Dalam 22 42 25 Nilai N-SPT Nlap 35 50 35 Nilai N-SPT koreksi N160 25 40 30 40 Kedalaman 0-24 24-35 35-54 5,3-35 m

63 4.3.2

Siklus Pembebanan Pada uji pembebanan statis, di gunakan pembebanan secara berkala (cyclic),

yaitu dengan cara memberi pembebanan dan mengakat beban (loading-unloading), sesuai dengan standar ASTM D1143-81, maupun dengan standar yang sudah di uraikan pada tinjauan pustaka. Pada Proyek Tangerang City ini, siklus pembebanan dapat di lihat pada tabel di bawah ini. Tabel 4.4 Siklus pembebanan dan penurunan pada Proyek Tangerang City TP-2 Persentase Beban 0% 25% 50% 25% 0% 50% 75% 100% 75% 50% 0% 50% 100% 125% 150% 125% 100% 50% 0% 50% 100% 150% 175% 200% 150% 100% 50% 0%

Beban 200% (Ton) 0 127,5 255 127,5 0 255 382,5 510 382,5 255 0 255 510 637,5 765 637,5 510 255 0 255 510 765 892,5 1020 765 510 255 0

Penurunan (mm) 0 -0,59 -1,56 -1,02 -0,07 -1,63 -2,66 -3,79 -3,15 -2,32 -0,27 -1,86 -3,91 -5,2 -6,9 -6,62 -6,01 -3,88 -1,27 -3,15 -5,47 -7,72 -9,53 -11,58 -10,75 -8,53 -5,77 -2,66

64 Dari siklus pembebanan dan hasil penurunan ini lah yang akan di cocokkan dengan hasil yang di dapatkan di dalam program Plaxis dari data masukkan yang telah di uraikan di atas. 4.4

Analisa ProgramPlaxis Setelah data masukkan sudah tersedia, maka proses pemodelan dan perhitungan

dalam program Plaxis dapat di lanjutkan, di bawah ini adalah langkah-langkah dalam menghitung besar penurunan dengan pembebanan yang sesuai dengan kondisi di lapangan. (untuk lebih lengkap lihat lampiran 1) •

Pemodelan tanah, pondasi dan beban

Beban load multiplier Interface antara pondasi dengan tanah

Silty Clay

Pondasi Tiang bor

Very Dense Sand

Silty Clay

Gambar 4.5 Geometri dan Material pada Pemodelan Plaxis

65 •

Perhitungan Pada Plaxis Pada perhitungan di dalam program Plaxis, tahap-tahap yang di berikan pada

pondasi tiang bor disesuaikan dengan konsdisi di lapangan. Berikut ini gambar dari tahapan yang telah di sesuaikan dengan kondisi lapangan.

Gambar 4.6 Tahapan Perhitungan Pada Program Plaxis Pada tahapan perhitungan di atas, pembebanan

dilakukan dengan

menggunakan Total multiplier dengan mengubah total MLoadA sesuai dengan kondisi beban yang diberikan di lapangan.

66 •

Hasil Pehitungan Program Plaxis Setelah proses perhitungan selesai, maka didapatkan hasil kurva dari beban

dengan penuunan seperti pada gambar di bawah. Beban vs Penurunan

Penurunan (mm)

0 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13

100

200

300

400

500

600

700

800

900 1000 1100

Beban (ton) Tangerang City TP-2

Gambar 4.7 Grafik Beban dengan Penurunan Hasil Perhitungan Program Plaxis • Perbandingan Perhitungan Program Plaxis dengan Kondisi Lapangan Setelah didapatkan hasil dari beban dan penurunan dari program Plaxis, maka akan di bandingakan dengan beban dengan penurunan pada tes beban di lapangan.

67

Beban vs Penurunan

Penurunan (mm)

0

100

200

300

0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13

400

500

600

700

800

900 1000 1100

Beban (ton) Loading Test, Tangerang City TP-2

Plaxis, Tangerang City TP-2

Gambar 4.8 Grafik Perbandingan antara Tes Beban di lapangan dengan Hasil Perhitungan Program Plaxis Dari grafik perbandingan di atas, dapat ditunjukkan dengan persentase antara tes beban di lapangan dengan hasil program Plaxis seperti berikut.

Tabel 4.5 Perbandingan Tes Beban di Lapangan dengan Perhitungan Program Plaxis Pada Proyek Tangerang City TP-2 Beban (%)

Beban ton

Penurunan Plaxis (mm)

0% 25% 50% 25% 0% 50% 75% 100% 75% 50% 0% 50% 100%

0 127,5 255 127,5 0 255 382,5 510 382,5 255 0 255 510

0,00 -0,73 -1,56 -0,86 -0,13 -1,60 -2,58 -3,68 -2,95 -2,23 -0,77 -2,28 -3,84

Penurunan loading Test (mm) 0 -0,59 -1,56 -1,02 -0,07 -1,63 -2,66 -3,79 -3,15 -2,32 -0,27 -1,86 -3,91

Selisih (mm) 0,00 0,14 0,00 0,16 0,06 0,03 0,08 0,11 0,20 0,09 0,50 0,42 0,07

Selisih Loading (%)

Selisih Unloading (%)

23,09 0,00 0,16 0,06 1,80 2,93 3,01 6,24 4,07 186,40 22,43 1,83

68 125% 150% 125% 100% 50% 0% 50% 100% 150% 175% 200% 150% 100% 50% 0%

637,5 765 637,5 510 255 0 255 510 765 892,5 1020 765 510 255 0

-5,05 -6,64 -5,97 -5,22 -3,70 -2,05 -4,11 -5,74 -7,44 -9,06 -11,89 -10,27 -8,65 -6,99 -5,19

-5,2 -6,9 -6,62 -6,01 -3,88 -1,27 -3,15 -5,47 -7,72 -9,53 -11,93 -10,75 -8,53 -5,77 -2,66

0,15 0,26 0,65 0,79 0,18 0,78 0,96 0,27 0,28 0,47 0,04 0,48 0,12 1,22 2,53

Rata-Rata

2,92 3,76 9,75 13,13 4,75 61,45 30,63 4,86 3,60 4,92 0,33 4,44 1,36 21,09 95,00

0,39

7,58

31,38

Dari tabel 4.5 di atas, dapat ringkas pada penurunan pada saat beban maksimum dan penurunan permanen seperti tabel di bawah ini.

Tabel 4.6 Hasil Perbandingan Perhitungan Beban Maksimum Plaxis dengan Loading Test Pada Proyek Tangerang City, TP-2 Keterangan No 1 2 3 4

Loading Test

Beban Rencana (Load Design) Beban Pengetesan (Test Load) Penurunan Permanen (mm) Penurunan maksimal pada beban maksimum (mm)

•

510 1020 2,66 11,93

Plaxis Persentase Hardening Perbedaan (%) Soil 510 0 1020 0 5,19 2,53 95% 11,89

0,04

0,34%

Hubungan antara E50 dengan N160 Setelah mendapatkan hasil perbandingan antara grafik hasil program Plaxis dengan Loading test di lapangan maka langkah selanjutnya adalah

69 mengkorelasikan antara nilai E50 dengan nilai N160 yang dapat di lihat seperti grafik dibawah ini.

Gambar 4.9 Grafik Korelasi nilai E50 dengan N160 Pada TP-2 Proyek Tangerang City

4.5

Rekapitulasi Hasil Perbandingan Beban dengan Penurunan Perhitungan Plaxis dengan Loading Test di Lapangan

Pada penelitian kali ini, terdapat 15 data yang telah di proses untuk mendapatkan grafik perbandingan antara nilai kekakuan tanah (E50) dengan N160 yang baik, di bawah ini hasil dari grafik perbandingan loading test dengan Plaxis akan di dampingkan dengan grafik N SPT untuk mengetahui lapisan tanah yang berada di lapangan.

70

• Tangerang City TP-3

Gambar 4.10 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Tangerang City TP-3

71

• Tangerang City D189 Kurva beban vs Penurunan 0

100

200

300

400

500

600

700

-2

Penurunan (mm)

-6 -10 -14 -18 -22 -26 -30

Beban (Ton) Loading Test, D189

Plaxis, D189

Gambar 4.11 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Tangerang City D189

800

72

• Tangerang Ruko Blok G

Kurva Beban vs Penurunan

Penurunan (mm)

0 0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Beban (ton) Loading Test Ruko Blok G

Plaxis Ruko Blok G

Gambar 4.12 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Ruko Blok G

500

550

73

• Tebet Dalam TP-1

Kurva Beban vs Penurunan 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900 1000 1100 1200 1300 1400

0 -1 -2 Penurunan (mm)

-3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11

Beban (ton) Loading Test, Tebet TP-1

Plaxis Tebet TP-1

Gambar 4.13 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Tebet Dalam TP-1

74

• Tebet Dalam TP-2 Kurva Beban vs Penurunan 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 -1

Penurunan (mm)

-2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9

Beban (ton) Loading Test, Tebet TP-2

Plaxis, Tebet TP-2

Gambar 4.14 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Tebet Dalem TP-2

1100

75

• Gandaria TP-3 Kurva beban vs Penurunan

Penurunan (mm)

0 0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30 -32

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700

Beban (ton) Loading Test, Gandaria TP-3

Plaxis, Gandaria TP-3

Gambar 4.15 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Gandaria TP-3

76

• Gandaria TP-2 Kurva beban vs Penurunan

Penurunan (mm)

0 0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30 -32

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700

Beban (ton) Loading Test, Gandaria TP-2

Plaxis, Gandaria TP-2

Gambar 4.16 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Gandaria TP-2

77

• Gandaria TP-4 Kurva beban vs Penurunan

Penurunan (mm)

0 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 -14 -15 -16 -17 -18 -19 -20 -21

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700

Beban (ton) Loading Test, Gantaria TP-4

Plaxis, Gandaria TP-4

Gambar 4.17 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Gandaria TP-4

78

• The Peak BP-28 Kurva beban vs Penurunan 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300

0 -1 -2 Penurunan (mm)

-3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12

Beban (ton) Loading Test, The Peak BP-28

Plaxis, The Peak BP-28

Gambar 4.18 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan The Peak BP-28

79

• The Peak BP-60

Gambar 4.19 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan The Peak BP-60

80

• The Peak BP-349

Gambar 4.20 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan The Peak BP-349

81

• The Peak BP-406

Gambar 4.21 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan The Peak BP-406

82

• Plaza Indonesia TP-1

Kurva Beban vs Penurunan 0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 -1

Penurunan (mm)

-2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10

Beban (ton) Loading Test, TP-1 PI

Plaxis, PI-TP-1

Gambar 4.22 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Plaza Indonesia TP-1

900

1000

83

• Tangerang TP-7 Kurva beban vs Penurunan 0

100

200

300

400

500

600

700

0 -2 Penurunan (mm)

-4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 Beban (ton) Loading Test, TP-7

Plaxis, Tangerang City TP-7

Gambar 4.23 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Tangerang TP-7

800

84 Untuk mendapatkan referensi nilai E50 yang dibutuhkan untuk memodelkan penurunan pondasi tiang pada program Plaxis pada hitung balik ini, maka dilakukan pembuatan grafik yang membandingkan antara nilai E50 dengan nilai N SPT yang sudah dikoreksi yaitu N160.

Gambar 4.24 Grafik hubungan antara E50 dengan N160 dari seluruh tiang pondasi yang dianalisa

Setelah di klasifikasikan kedalam jenis tanah, maka dapat di lihat grafik E50 dengan N160 untuk tanah lempung adalah seperti gambar berikut.

85

Gambar 4.25 Grafik hubungan antara E50 dengan N160 pada tanah lempung Sedangkan untuk tanah pasir dapat dilihat pada gambar berikut ini .

Gambar 4.26 Grafik hubungan antara E50 dengan N160 pada tanah Pasir