TUGAS AKHIR DESAIN ALTERNATIF PONDASI TIANG PANCANG PADA GEDUNG RUMAH SAKIT GLOBAL AWAL BROSS DI MAKASSAR

1

TUGAS AKHIR DESAIN ALTERNATIF PONDASI TIANG PANCANG PADA GEDUNG RUMAH SAKIT GLOBAL AWAL BROSS DI MAKASSAR

Disusun Oleh : ISTIANINGSIH

(41105010016)

UNIVERSITAS MERCU BUANA FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN JURUSAN TEKNIK SIPIL

TERAKREDITASI B BEDASARKAN BADAN AKREDITASI NASIONAL PERGURUAN TINGGI NO : 012/BAN – PT/AK – VII/SI/VII/2008 2009

2

ABSTRAK Judul : Desain Alternatif Pondasi Tiang Pancang Pada Gedung Rumah Sakit Global Awal Bross di Makassar. Nama : Istianingsih (41105010016). Pembimbing : Dr. Ir. Pintor Tua S, MT dan Ir. Desiana Vidayanti, MT. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dalam dunia teknik sipil mengenai tanah, dewasa ini mengalami kemajuan yang sangat pesat dimana penggunaan pondasi tiang lebih sering digunakan sebagai pendukung bangunan dengan beban struktur yang besar dibandingkan dengan pondasi lain misalnya pondasi dangkal atau pondasi rakit. Seperti halnya dengan kasus yang diangkat oleh penulis dalam Tugas Akhir ini akan mengembangkan atau memberikan desain alternatif pondasi pada salah satu desain yang unik dari bangunan arsitektur. Perancangan pada struktur pondasi ini meliputi dimensi pondasi tiang pancang tunggal, efesiensi dan daya dukung tiang kelompok, pile cap dan tie beam. Pondasi yang digunakan pada bangunan ini adalah pondasi tiang pancang berbentuk bulat diameter 30 cm dan 40 cm. Pada laporan Tugas Akhir ini dilakukan analisa struktur berdasarkan data sondir, data N-SPT, dan data parameter tanah. Dari hasil perancangan didapat dimensi pondasi yang akan digunakan adalah diameter 40 cm. Hal ini diambil berdasarkan nilai efisiensi yang didapat dalam perhitungan. Untuk perhitungan efisiensi dan daya dukung tiang kelompok dihitung pada setiap joint kolom yang telah dikelompokan berdasarkan jumlah kebutuhan tiang. Hal ini dikarenakan bentuk dari bangunan yang tidak simetris. Sedangkan untuk ketebalan pile cap semua titik menghasilkan dimensi yang berbeda-beda sesuai dengan dimensi pile cap dan balok tie beam digunakan dimensi 30 cm x 50 cm. Kata kunci : Pondasi Tiang Pancang

ii

3

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas karunia dan rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir dalam rangka untuk mencapai jenjang stara 1 ( S-1) Sarjana Teknik Sipil pada Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Mercu Buana. Di dalam proses penyusunan Tugas Akhir ini, banyak sekali hikmah dan hidayah yang telah diperoleh oleh sipenulis sampai akhir penyelesaian Tugas Akhir ini. Judul pada penulisan Tugas Akhir ini adalah “ Desain Alternatif Pondasi Tiang Pancang pada Rumah Sakit Global Awal Bros di makassar “

penulisan ini

bertujuan untuk mencari nilai perbandingan atau efisiensi dari struktur bangunan yang sudah ada (existing) dengan desain struktur alternatife dari sipenulis, berdasarkan kekuatan dan harga dari jumlah kebutuhan pondasi. Proposal Tugas Akhir ini dapat penulis selesaikan karena dukungan dari banyak pihak, karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Kedua orang tua tercinta yang selalu memberikan doa, dukungan serta kasih sayang yang tiada hentinya. Tak lupa juga saya ucapkan terima kasih kepada adikku

yang

tersayang,

makasih

buat

doanya,

dukungannya

serta

kesabarannya selama ini. Karena tanpa kalian semua hidup ini tiada berarti. 2. Bapak Ir. Pintor Tua. S, MT selaku dosen pembimbing I. 3. Ibu Ir. Desiana Vidayanti, MT. Selaku dosen pembimbing II.

iii

4

4. Ibu Ir. Henny Gambiro, M.si selaku Dekan FTSP. 5. Ibu Ir. Sylvia Indriyani, MT selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil. 6. Seluruh dosen FTSP khususnya Teknik Sipil UMB. 7. Bapak Ir. Ferry Uswadi selaku direktur PT. Perkasa Carista Estetika. 8. Rekan-rekan sipil 2005 Thank’s for your support and our friendship. 9. Adik2 ku, Sipil 06, 07, dan 08 yang tidak bisa disebutkan satu per satu. Don’t give up ya........ 10. Para sahabatku yang terus mendukung ku hingga saat ini. I Luv U all.. 11. Karyawan TU FTSP, terima kasih bantuannya dalam mengurus surat-surat pengantar.

Semoga Allah SWT melimpahkan rahmat-Nya, serta memberikan balasan atas segala bantuan yang telah diberikan. Dan akhirnya, semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua , khususnya rekan-rekan mahasiswa jurusan teknik sipil dalam menambah wawasan dibidang teknik sipil.

Jakarta, Desember 2009

Penulis

iv

5

DAFTAR ISI ABSTRAK.......................................................................................................

ii

KATA PENGANTAR....................................................................................

iii

DAFTAR ISI ...................................................................................................

v

DAFTAR GAMBAR.......................................................................................

x

DAFTAR TABEL ..........................................................................................

xii

BAB I

PENDAHULUAN.............................................................................

I -1

1.1 Latar Belakang............................................................................

I-1

1.2 Maksud dan Tujuan ....................................................................

I-1

1.3 Ruang Lingkup ...........................................................................

I-2

1.4 Metode Penulisan........................................................................

I-3

1.5 Sistematika Penulisan .................................................................

I-4

BAB II LANDASAN TEORI.......................................................................

II-1

2.1 Umum ........................................................................................

II-1

2.2 Tanah ..........................................................................................

II-1

2.3 Daya Dukung Tanah ..................................................................

II-5

2.3.1 Daya Dukung Berdasarkan SPT......................................

II-7

2.3.2 Daya Dukung Berdasarkan Tes Sondir............................

II-9

2.4 Pondasi........................................................................................

II-10

2.4.1 Daya Dukung Pondasi Tiang ..........................................

II-13

2.4.2 Daya Dukung Pondasi Tiang Tunggal Berdasarkan Data Parameter Tanah.....................................................

II-15

2.4.3 Daya Dukung Pondasi Tiang Tunggal Berdasarkan Data N-SPT....................................................................

v

II-22

6

2.4.4 Daya Dukung Pondasi Tiang Tunggal Berdasarkan Data Sondir.............................................................

II-24

2.4.5 Efisiensi dan Daya Dukung Kelompok Tiang........

II-27

2.4.6 Kelompok Tiang Pada Tanah Lempung.................

II-29

2.4.7 Penurunam Pondasi Tiang......................................

II-30

2.4.7.1 Penurunan Pondasi Tiang Tunggal...........

II-30

2.4.7.2 Penurunan Elastik Tiang Tunggal.............

II-31

2.4.7.3 Penurunan Elastik Tiang Kelompok..........

II-33

2.4.7.4 Penurunan Pondasi Tiang pada Tanah Lempung.........................................

II-35

2.5 Penentuan Daya Dukung Izin dan Faktor Keamanan..........

II-37

2.6 Pile Cap dan Tie Beam........................................................

II-39

BAB III DATA TEKNIS.........................................................................

III-1

3.1 Data Tanah...........................................................................

III-1

3.2 Data Teknis Tanah...............................................................

III-1

3.3 Kondisi Tanah Dasar...........................................................

III-7

3.4 Data Beban...........................................................................

III-13

3.5 Data Teknis Tiang Pancang..................................................

III-14

3.6 Kriteria Daya Dukung Tiang................................................

III-14

3.7 Flow Chart.............................................................................

III-15

BAB IV PERENCANAAN PONDASI.....................................................

IV-1

4.1 Penentuan Dimensi Tiang………………………………… ..

IV-1

4.2 Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan Data Sondir.......

IV-2

4.2.1 Metode Schmertmann – Nottingham.........................

IV-2

vi

7

4.3 Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan Data N-SPT....... 4.3.1 Metode Mayehof................................................... 4.4

IV-14 IV-14

Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan Data Parameter Tanah.......................................................

IV-17

4.4.1 Metode Mayehof..................................................

IV-17

4.4.2 Metode Vesic........................................................

IV-23

4.5

Kesimpulan dan Resume Daya Dukung Tiang Tunggal....

IV-29

4.6

Efisiensi dan Daya Dukung Kelompok Tiang....................

IV-33

4.6.1 Efisiensi dan Daya Dukung Tiang Kelompok Dengan Jumlah 2 tiang...........................................

IV-34

4.6.2 Efisiensi dan Daya Dukung Tiang Kelompok Dengan Jumlah 3 tiang.........................................

IV-36

4.6.3 Efisiensi dan Daya Dukung Tiang Kelompok Dengan Jumlah 4 tiang..........................................

IV-38

4.6.4 Efisiensi dan Daya Dukung Tiang Kelompok Dengan Jumlah 5 tiang........................................

IV-41

4.6.5 Efisiensi dan Daya Dukung Tiang Kelompok Dengan Jumlah 6 tiang.........................................

IV-43

4.6.6 Efisiensi dan Daya Dukung Tiang Kelompok Dengan Jumlah 7 tiang..........................................

IV-45

4.6.7 Efisiensi dan Daya Dukung Tiang Kelompok

4.7

Dengan Jumlah 9 tiang..........................................

IV-47

Perhitungan Penurunan Pondasi Tiang.................................

IV-50

vii

8

4.7.1 Perhitungan Penurunan Pada No. Join 93 dengan data B-01..................................................

IV-50

4.7.2 Perhitungan Penurunan Pada No. Join 31 dengan data B-02..................................................

IV-54

BAB V DESAIN PILE CAP DAN TIE BEAM……………………...…

V-1

5.1

Perkiraan Dimensi Pile Cap dan Tie Beam.........................

V-1

5.2. Desain Pile Cap....................................................................

V-2

5.2.1 Perhitungan Dimensi dan Penulangan Pile Cap dengan Jumlah 1 Tiang..........................

V-2

5.2.2 Perhitungan Dimensi dan Penulangan Pile Cap dengan Jumlah 2 Tiang...........................

V-5

5.2.3 Perhitungan Dimensi dan Penulangan Pile Cap dengan Jumlah 3 Tiang.......................... .

V-8

5.2.4 Perhitungan Dimensi dan Penulangan Pile Cap dengan Jumlah 4 Tiang.......................

V-12

5.2.5 Perhitungan Dimensi dan Tulangan Pile Cap dengan Jumlah 5 Tiang........................

V-15

5.2.6 Perhitungan Dimensi dan Tulangan Pile Cap dengan Jumlah 6 Tiang...................... 5.2.7

Perhitungan Dimensi dan Tulangan Pile Cap dengan Jumlah 7 Tiang.......................

5.2.8

V-22

Perhitungan Dimensi dan Tulangan Pile Cap dengan Jumlah 9 Tiang.......................

5.3

V-18

Perhitungan Dimensi dan Penulangan

viii

V-26

9

Tie Beam............................................................................

V-30

5.3.1 Perhitungan Dimensi Tie Beam............................

V-30

5.3.2 Penulangan Tie Beam..........................................

V-30

BAB VI PERBANDINGAN HARGA DESAIN AWAL DENGAN DESAIN ALTERNATIF...........................................................................

VI-1

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN.................................................

VII-1

7.1

Kesimpulan........................................................................

VII-1

7.2

Saran..................................................................................

VII-2

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

ix

10

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Nisbah Penanaman Kritis dan Factor Daya Dukung untuk Berbagai Sudut gesek

Gambar 2.2

II-18

Faktor Koreksi Gesekan Selimut Tiang pada Sondir Mekanis (Nottingham, 1975)

II-26

Gambar 2.3

Penurunan Pondasi Tiang Kelompok

II-35

Gambar 3.1

Denah Titik Uji Sondir dan Bor

III-4

Gambar 3.2

Denah Kolom

III-5

Gambar 3.3

Statigrafi Lokasi

III-11

Gambar 3.4

Statigrafi Lokasi

III-12

Gambar 4.1

Potongan Tanah

IV-18

Gambar 4.2


IV-52

Gambar 4.3


IV-56

Gambar 5.1

Tiang ujung bebas (free end pile).

V-1

Gambar 5.2 Dimensi Pile Cap dengan Kapasitas 1 Tiang

V-2

Gambar 5.3 Penulangan Pile Cap 1 Tiang Pancang

V-4


V-5


V-8


V-8


V-11


V-12


V-14

x

11


V-15


V-18


V-18


V-22


V-22


V-26


V-26


V-29

Gambar 5.18 Penulangan Tie Beam

V-32

Gambar 5.19 Gambar Denah Pemancangan Pondasi Tiang Pancang

V-33

xi

12

DAFTAR TABEL Tabel 2.1

Batasan-Batasan Ukuran golongan Tanah

II-5

Tabel 2.2

Tingkat Konsistensi Tanah dari SPT

II-8

Tabel 2.3

Tabel Nilai N-SPT

II-8

Tabel 2.4

Korelasi Nilai Cc untuk Mencari Besarnya Penurunan

II-9

Tabel 2.5

Tingkat Konsistensi Tanah dari Sondir

II-10

Tabel 2.6

Skala Konsistensi dari Sondir

II-10

Tabel 2.7

Faktor Daya Dukung untuk Pondasi Dalam, N*c dan N*σ

II-20

Tabel 2.8

Parameter Elastik Tanah

II-33

Tabel 2.9

Penurunan Maksimum pada Pondasi Bangunan

II-37

Tabel 2.10

Faktor Keamanan Untuk Pondasi Tiang

II-39

Tabel 3.1

Hasil Sondir

III-2

Tabel 3.2

Hasil Pengeboran Tanah

III-3

Tabel 3.3

Gambaran Umum Profil Tanah

III-3

Tabel 3.4

Hasil Tes Laboratorium

III-6

Tabel 3.5

Nilai Kohesi Tanah Pada Kedua Titik

III-7

Tabel 3.6

Reaksi Perletakan Maksimum yang Terjadi Pada Setiap Joint

III-13

Tabel 4.1

Data Titik Pemancangan Pondasi Tiang

IV-1

Tabel 4.2

Nilai Hasil qc1

IV-4

Tabel 4.3

Nilai Rata-Rata qc2

IV-4

xii

13

Tabel 4.4

Daya Dukung Selimut Tiang Pancang

Tabel 4.5

Lanjutan Perhitungan Daya Dukung Selimut Tiang Pancang IV-7

Tabel 4.6

Nilai Hasil qc1

IV-9

Tabel 4.7

Nilai Rata-Rata qc2 Pada Kedalaman 14,8 m s.d 18 m

IV-9

Tabel 4.8

Daya Dukung Selimut Tiang Pancang untuk Tiang pancang Ø 40 cm

Tabel 4.9

IV-12

Nilai Daya Dukung Selimut Tiang Pancang Berdasarkan Data N-SPT untuk Ø30 cm

Tabel 4.11

IV-11

Lanjutan Daya Dukung Selimut Tiang Pancang untuk Tiang pancang Ø 40 cm

Tabel 4.10

IV-5

IV-15

Nilai Daya Dukung Selimut Tiang Pancang Berdasarkan Data N-SPT Ø 40 cm

IV-16

Tabel 4.12

Interpretasi Data Parameter Tanah untuk Uji Laboratorium IV-17

Tabel 4.13

Hasil Perhitungan Daya Dukung Tiang Tunggal

IV-29

Tabel 4.14

Kebutuhan Tiang Tiap Joint

IV-33

Tabel 6.1

Total Harga Tiang Pancang pada Desain Awal

VI-1

Tabel 6.2

Total Harga Tiang Pancang pada Desain Alternatif

VI-2

Gambar 2.1

Nisbah Penanaman Kritis dan Factor Daya Dukung untuk Berbagai Sudut gesek

Gambar 2.2

Faktor Koreksi Gesekan Selimut Tiang pada Sondir

xiii

II-18

14

Mekanis (Nottingham, 1975)

II-26

Gambar 2.3


II-35

Gambar 3.1

Denah Titik Uji Sondir dan Bor

III-4

Gambar 3.2

Denah Kolom

III-5

Gambar 3.3

Statigrafi Lokasi

III-11

Gambar 3.4

Statigrafi Lokasi

III-12

Gambar 4.1

Potongan Tanah

IV-18

Gambar 4.2


IV-52

Gambar 4.3


IV-56

Gambar 5.1

Tiang ujung bebas (free end pile).

V-1


V-2


V-4


V-4


V-7


V-7


V-10


V-11


V-13


V-14


V-17


V-17


V-20


V-21


V-24

xiv

15


V-25


V-28

Gambar 5.18 Penulangan Tie Beam Gambar 5.19 Gambar Denah Pemancangan Pondasi Tiang Pancang

xv

V-31

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Dengan berkembangnya zaman dan ilmu pengetahuan dalam dunia teknik sipil mengenai tanah, dewasa ini mengalami kemajuan yang sangat pesat di mana penggunaan pondasi tiang untuk memikul beban struktur yang besar lebih sering digunakan dibandingkan dengan jenis pondasi lain misalnya pondasi dangkal atau pondasi rakit. Pemakaian pondasi tiang pada suatu bangunan sangat diperlukan apabila tanah dasar di bawah bangunan tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya, atau apabila tanah keras yang mempunyai daya dukung yang cukup letaknya sangat dalam. Pondasi itu sendiri adalah struktur yang terletak pada bagian dasar bangunan yang berfungsi menyalurkan beban – beban akhir yang bekerja pada bangunan sampai pada lapisan tanah yang mampu menahan beban bangunan tersebut. Pada tugas akhir ini penulis akan mencoba melakukan perencanaan pondasi tiang pancang pada gedung rumah sakit Global Awal Bros di Makassar dengan berdasarkan pada data pemeriksaan tanah di lokasi tempat di mana proyek berdiri.

1.2

Maksud dan Tujuan

Membuat desain alternatif pondasi pada gedung rumah sakit Global Awal Bros di Makassar agar dapat menghasilkan dimensi dan jumlah tiang yang optimum yang 1

2

dapat mendukung bangunan diatasnya, sehingga bangunan tersebut dapat berdiri dengan kokoh dan aman. Optimum yang dimaksud adalah bahwa ukuran dan jumlah pondasi harus mampu memikul beban diatasnya tanpa harus mengeluarkan biaya yang berlebih dalam penggunaan material. Sedangkan aman yang dimaksud adalah bahwa struktur bangunan tidak mengalami penurunan yang melampaui batas tolerasi yang diizinkan. Hasil dari penulisan tugas akhir ini diharapkan dapat menjadi pengalaman yang berharga bagi penyusun, sehingga dapat digunakan dikemudian hari terlebih apabila terdapat kasus dengan kondisi yang hampir sama.

1.3

Ruang Lingkup

Ruang lingkup penulisan ini meliputi perhitungan perencanaan pondasi tiang pancang dengan menggunakan beberapa metode yang ada dalam kondisi tiang tunggal (single pile) dan kelompok tiang (pile group). Perencanaan meliputi : 1. Perhitungan daya dukung tiang tunggal 2. Perhitungan daya dukung tiang kelompok 3. Perhitungan penurunan pondasi 4. Perhitungan dimensi pile cap dan tie beam 5. Perhitungan tulangan pile cap dan tie beam 6. Perhitungan harga perbandingan dari desain alternatif terhadap desain awal

3

1.4

Metode Penulisan

Metode penulisan yang digunakan adalah sebagai berikut : 1.

Tinjauan Pustaka Tinjauan Pustaka dilakukan dengan mempelajari literatur-literatur dari beberapa referensi yang berkaitan dengan analisis yang dilakukan, yaitu berupa teori dan formula-formula yang ada.

2.

Pengumpulan Data pada penulisan ini data yang dipergunakan berupa data tanah dan data reaksi perletakan. Data tanah yang dipergunakan merupakan data yang diperoleh dari hasil penyelidikan

tanah yang dilakukan oleh

CONSULTANT ENGINEERING MULIADI pada proyek pembangunan RS GLOBAL AWAL BROS, Makassar – Sulawesi Selatan. Dan data reaksi perletakan struktur atas (upper structure) diperoleh berdasarkan perhitungan struktur delapan lantai dengan menggunakan program etabs yang dilakukan oleh PT.PERKASA CARISSTA ENGINEERING pada GEDUNG RS GLOBAL AWAL BROS, Makassar. 3.

Perhitungan desain alternatif pondasi tiang Perhitungan desain alternatif pondasi tiang pancang, menggunakan beberapa metode perhitungan yang cukup dikenal dan kemudian dianalisa untuk dijadikan resume yang akan digunakan.

4

1.5

Sistematika Penulisan

BAB I

; Pendahuluan, memaparkan latar belakang, maksud dan tujuan,

ruang lingkup, metode penulisan, dan sistematika penulisan. BAB II

;

Landasan

teori,

menjelaskan

tentang

dasar-dasar

teori

perencanaan struktur pondasi dan formula-formula yang digunakan dalam perhitungan, serta referensi lain yang mendukung. BAB III

; Data teknis, yaitu berupa data tanah dan data reaksi perletakan

yang keduanya dianggap sebagai data primer yang akan digunakan untuk kepentingan perencanaan. Pengolahan data primer dalam bab ini berupa interpretasi data tanah dan data beban struktur atas, menentukan parameter tanah untuk keperluan perhitungan dan penjelasan mengenai tahapan pengerjaan yang dirangkum dalam diagram alir perencanaan. BAB IV

; Perencanaan pondasi, yaitu berupa inti penulisan yang

didalamnya terdapat perhitungan desain pondasi tiang pancang dengan menggunakan beberapa metode. Dan mengevaluasi hasil yang dikeluarkan dari metode tersebut. Hasil akhir dari perhitungan adalah dimensi pondasi dan jumlah pondasi yang akan digunakan. Dan juga resume mengenai kapasitas tiang dan penurunan yang akan terjadi. BAB V

; Perhitungan dimensi dan penulangan pile cap dan tie beam.

BAB VI

; Perbandingan jumlah harga antara desain existing dengan desain

alternatif. BAB VII

;

Penutup,

berisi

kesimpulan

akhir

dan

saran.

5

BAB II LANDASAN TEORI

2.1

Umum

Setiap bangunan sipil, seperti gedung, jembatan, jalan raya, terowongan, dinding penahan tanah, menara dan lain sebagainya harus mempunyai struktur pondasi untuk dapat mendukungnya. Agar bangunan tersebut dapat berdiri dengan stabil dan tidak timbul penurunan yang terlalu besar, maka pondasi bangunan harus mencapai lapisan tanah yang paling padat atau keras. Faktor yang menjadi pertimbangan dalam pemilihan pondasi adalah biaya dan ketelitian dalam perencanaan pondasi. Dalam perencanaan pondasi, ada dua kriteria yang harus dipenuhi antara lain : 1. Besarnya beban yang diteruskan oleh pondasi kedalam tanah tidak melampaui daya dukung tanah agar pondasi tetap stabil. 2. Penurunan yang terjadi tidak melampaui batas tertentu agar struktur dan bagian-bagiannya

tidak

mengalami

kerusakan

atau

menyebabkan

terganggunya fungsi bangunan. Untuk mengetahui letak atau kedalaman lapisan tanah padat dengan kapasitas daya dukung tanah (bearing capacity) yang cukup kuat dan diijinkan, maka perlu dilakukan penyelidikan tanah yang mencakup penyelidikan dilapangan dengan cara pengambilan contoh tanah (soil sampling) dan penelitian dilaboratorium. Adapun penyelidikan di lapangan yang paling banyak digunakan adalah pengujian

5

6

Sondir dan SPT, sedangkan penelitian yang dilakukan di laboratorium meliputi pengujian

Consolidation

Test,

Triaxial

Compression

Test,

Unconfined

Compression Test dan lain sebagainya. Dalam mendesain struktur pondasi bangunan harus benar-benar diperhitungkan, agar kestabilan bangunan terhadap berat sendiri dapat terjamin. Disamping itu juga, perlu kita perhitungkan bahwa penurunan yang terjadi pada struktur pondasi tidak boleh melebihi batas yang diijinkan. Jika penurunan pondasi melebihi batas yang diijinkan, maka akan mengakibatkan kerusakan atau keruntuhan pada sturktur bangunan itu sendiri. Untuk menghindari kegagalan dari fungsi pondasi, maka ada tiga hal yang perlu dipenuhi dalam perencanaan struktur bawah atau pondasi, yaitu : 1.

Besarnya beban struktur yang diterima oleh pondasi yang kemudian diteruskan kedalam tanah tidak melampaui kekuatan daya dukung tanah

2.

Penurunan yang terjadi pada struktur tidak menyebabkan kerusakan sehingga mengganggu fungsi dari suatu bangunan

3.

Faktor keamanan dari desain struktur bagian bawah yang terdiri dari faktor guling, faktor geser, dan daya

dukung tidak boleh melebihi angka

keamanan ijin. Dalam kita menganalisa atau menentukan pilihan pondasi harus didasarkan oleh pertimbangan-pertimbangan dari segi teknis dan segi ekonomis. Pertimbangan dari segi teknis meliputi : 1.

Kuat dalam menahan beban bangunan yang diterimanya

7

2.

Kuat menahan gaya-gaya yang bekerja, seperti berat sendiri pondasi dan beban struktur yang bekerja

3.

Dapat dilaksanakan dengan kemampuan peralatan dan keahlian yang ada

4.

Memakai bahan-bahan yang sesuai dengan persedian yang ada di pasaran dan lingkungan sekitar

5.

Tidak menimbulkan efek samping negatif terhadap lingkungan dan bangunan disekitarnya

6.

Memberikan rasa aman dan rasa nyaman terhadap penghuni dan lingkungan sekitarnya

7.

Menghitung penurunan (settlement) diatas batas yang diijinkan.

Pertimbangan ekonomis meliputi : 1.

Biaya pelaksanaan secara menyeluruh semurah mungkin

2.

Waktu pelaksanaan seefisien mungkin, sehingga pengaruhnya terhadap biaya akan lebih murah atau hemat.

2.2

Tanah

Dalam pengertian teknik secara umum, tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruangruang kosong diantara partikel-partikel padat tersebut. Tanah berguna sebagai bahan bangunan pada berbagai macam pekerjaan teknik sipil, disamping itu juga tanah berfungsi sebagai pendukung pondasi dari bangunan. Tanah juga mempunyai sifat-sifat yang berbeda pada jarak yang berbeda. Hal ini

8

menunjukkan bahwa tanah merupakan material yang heterogen dan non linear. Dari pengetahuan tentang sifat-sifat tanah ini sangatlah penting untuk kita jadikan dasar dalam merancang suatu pondasi atau suatu bentuk rekayasa geoteknik yang lainnya. Jenis tanah terdiri dari dua macam, diantaranya : 1.

Tanah berbutir kasar, sangat dipengaruhi oleh distribusi ukuran butir.

2.

Tanah berbutir halus, sangat dipengaruhi oleh kebutuhan air. Tanah berbutir halus ini ialah tanah yang lolos dari saringan no.200 atau < 0,075 mm.

Secara umum tanah juga dapat diklasifikasikan berdasarkan jenisnya atau kondisi kekasarannya yaitu tanah pasir, tanah lanau, dan tanah lempung. Masing-masing tanah memiliki sifat fisik, diantaranya : 1.

Tanah pasir, memiliki sifat fisik berbutir kasar, tidak berkohesi, dapat lepas-lepas, dan kasat mata

2.

Tanah lanau, memiliki sifat fisik berbutir sedang, tidak berkohesi, dapat lepas-lepas, dan agak kasat mata

3.

Tanah lempung, memiliki sifat fisik berbutir halus, berkondisi plastis, berkohesi, dan tidak kasat mata.

Kondisi plastis yang dimaksud adalah kemampuan tanah untuk berdeformasi pada volume tetap tanpa terjadi retakan, perubahan isi, dan terpecah-pecah. Sedangkan kondisi berkohesi adalah sifat kelekatan butiran tanah satu dengan yang lainya. Pada kondisi tanah lempung lunak sering terjadi konsolidasi dan penurunan (settlement), penurunan yang terjadi bisa merupakan penurunan akibat konsolidasi

9

(consolidation settlement) relatif dalam jangka waktu yang lama dan penurunan segera (immediate settlement) setelah tanah diberi beban, karena jenis tanah lempung lunak ini memiliki sifat plastis yaitu menyusut apabila kering dan mengembang apabila basah. Berikut ini adalah tabel batasan-batasan ukuran golongan tanah berdasarkan jenis ukuran butir dan kondisi kekasarannya. Tabel 2.1

Tabel Batasan-batasan ukuran golongan tanah (Braja M. Das, 1985) Ukuran Butiran (mm)

Nama golongan Kerikil

Pasir

Lanau

Lempung

>2

2 - 0,06

0,06 - 0,002

< 0,002

>2

2 - 0,05

0,05 - 0,002

< 0,002

76,2 - 2

2 - 0,075

0,075 - 0,002

< 0,002

Masschusetts Institute of Technology (MIT) U.S. Departement of Agriculture (USDA) American Association of State Highway and Transportation officials (AASHTO) Unified Soil Classifikation System (U.S. Army Corps of Engineers, U.S.Bureau

Halus 76,2 - 4,75

4,75 - 0,075

(yaitu lanau dan lempung) < 0,0075

of Reclamation)

2.3

Daya Dukung Tanah

Daya dukung tanah adalah suatu kemampuan tanah untuk mendukung beban baik dari segi struktur pondasi maupun bangunan diatasnya tanpa terjadinya keruntuhan geser. Dengan meningkatnya beban yang bekerja pada suatu pondasi,

10

maka akan meningkat pula tegangan yang terjadi pada dasar pondasi tersebut,demikian juga penurunan yang terjadi. Bila beban tersebut terus ditingkatkan, maka pondasi akan semakin turun dan mengakibatkan terjadi kelongsoran. Besar beban yang bekerja disebut beban longsor dan tegangan yang bekerja disebut daya dukung batas (ultimate bearing capacity) dari tanah pondasi tersebut. Daya dukung batas (ultimate bearing capacity) adalah daya dukung terbesar dari tanah, dan biasanya diberi simbol qult, daya dukung ini merupakan kemampuan tanah mendukung beban, dan diasumsikan pada saat tanah mulai terjadi keruntuhan. Besarnya daya dukung batas tanah ditentukan oleh : 1.

Parameter kekuatan geser tanah yang terdiri dari kohesi (c) dan sudut geser dalam (φ)

2.

Berat isi tanah (γ)

3.

Ke dalam pondasi dari permukaan tanah (Zf)

4.

Lebar dasar pondasi (B)

Daya dukung batas tiang dapat dihitung sebagai jumlah dari daya dukung ujung dan daya dukung tahanan kulit. Dengan diperolehnya daya dukung batas, maka daya dukung tiang ijin dapat diperoleh dengan memakaikan suatu faktor keamanan, sehingga beban ijin total untuk masing-masing tiang dapat dihitung. Besarnya daya dukung yang diijinkan sama dengan daya dukung batas dibagi. angka keamanan

11

Derngan rumus :

qall = qult

....................................(2.1)

FS

Dimana : qall = daya dukung yang diijinkan ( kN/m2 ). qult = daya dukung batas/maksimum ( kN/m2 ). FS =

Faktor

keamanan ( 2,5 –

4,0 )

bergantung

pada tingkat

ketidaktentuan perhitungan beban batas.

2.3.1 Daya Dukung Berdasarkan SPT SPT (Standard Penetration Test) seringkali digunakan untuk mendapatkan daya dukung tanah secara langsung dilokasi. merupakan test tumbukan yang dilakukan dalam suatu lubang pada bor dengan memasukkan tabung sampel berdiameter 3,5 cm sedalam 30,5 cm dengan mengunakan massa pendorong ( palu ) seberat 63,5 kg yang dijatuhkan bebas dengan ketinggian 76,0 cm. Banyaknya pukulan palu untuk memasukkan tabung tersebut kedalam tanah dinyatakan sebagai nilai N. Hubungan antara besarnya nilai N dan daya dukung yang diijinkan (qall) dikemukan oleh Terzaghi dan Peck. Metoda pengujian tanah dengan SPT ini, merupakan cara yang cukup ekonomis untuk memperoleh informasi mengenai kondisi dibawah permukaan tanah dan diperkirakan 85%

dari

menggunakan cara ini.

desain

pondasi

untuk

gedung

bertingkat

12

Berikut dibawah ini adalah tabel perbandingan tingkat konsistensi tanah dari pengujian SPT ( Standart Penetration Test ), menurut Syarifudin Nasution, ITB dan Bowles. Tabel 2.2

Tingkat Konsistensi Tanah dari SPT (Syarifudin Nasution, ITB)

Konsistensi

N - SPT

Tanah Sangat Lunak

<2

Tanah lunak

2–4

Tanah Sedang / kaku

4–8

Tanah Keras

8 –16

Tanah Agak Keras

16 – 32

Tanah Sangat Keras

32 – 64

Tanah Keras Membatu

64 – 70

Batuan N N

< 20

N

< 30

Lunak

70 – 80

Sedang

80 – 90

Keras

90 - 100

< 10

Sedangkan menurut Bowles, konsistensi tanah kohesif adalah sebagai berikut :

Tabel 2.3

Tabel Nilai N-SPT (Bowles, JE, 1984)

Tanah Kohesif N

<4

4-6

6 - 15

16 - 25

> 25

Konsistensi

Sangat Lunak

Lunak

Sedang

Kenyal ( stiff )

Keras

13

Tabel 2.4

Tabel Korelasi Nilai Cc untuk Mencari Besarnya Penurunan

Macam Tanah

Nilai Cc

Gambut

1 - 4.5

Lempung Plastis

0.15 - 1

Lempung Kaku

0.06 - 0.15

Lempung Setengah Keras

0.03 - 0.06

Pasir Lepas

0.025 - 0.05

Pasir Padat

0.0005 - 0.01

2.3.2 Daya Dukung Berdasarkan Tes Sondir Tes sondir disebut juga dengan Cone Penetration Test (CPT). Jenis tes ini sering dilakukan untuk memperkirakan besarnya daya dukung tanah pada pondasi dalam. Meskipun demikian, kadang-kadang digunakan juga untuk memperkirakan daya dukung pondasi dangkal. Pengujian dilakukan dengan mendorong konus (kerucut) kedalam tanah dan perlawanan tanah terhadap ujung konus maupun lekatan tanah terhadap selimut batang konus diukur, sehingga didapatkan nilai tahanan ujung (qc) dan lekatan selimut (fs). Umumnya pengukuran qc dan fs tersebut setiap kedalaman 20 cm. Uji sondir ini telah menunjukkan manfaat untuk pendugaan profil atau pelapisan (tanah karena jenis prilaku tanah telah dapat diidentifikasikan dari kombinasi hasil pembacaan tahanan ujung dan gesekan selimut). Salah satu data yang menerangkan deskripsi tentang lapisan tanah lunak ialah data tentang konsistensi lapisan tanah hasil percobaan lapangan. Konsistensi tanah digunakan sebagai

14

sesuatu yang mengidentifikasikan tentang kekuatan yang ada pada massa tanah tersebut. Tabel 2.5 Tingkat Konsistensi Tanah dari Sondir (Syarifudin Nasution, ITB) 2

Konsistensi

qu (kg/cm )

Tanah Sangat Lunak

<3

Tanah Lunak

3 – 10

Tanah Agak Lunak

10 – 50

Tanah Sedang / Kaku

50 – 100

Tanah Agak Keras

100 – 200

Tanah Keras

> 200

Tabel 2.6 Skala Konsistensi dari Sondir (Syarifudin Nasution, ITB).

0,03 qc < fs < 0,1 qc

0,025 qc < fs < 0,05 qc

Tanah lempung dan gambut ( qc < 10 kg/cm2, Sanglerat, 1972 ) Tanah lempung ( qc < 10 kg/cm2, Sanglerat, 1972 )

2.4

Pondasi

Pondasi adalah suatu struktur yang terletak pada bagian dasar bangunan yang berfungsi mentransfer beban-beban struktur yang ada diatasnya ke dalam lapisan tanah keras atau lapisan tanah yang memiliki daya dukung yang baik. Jenis-jenis pondasi dalam terdiri dari beberapa macam, diantaranya :

15

1. Pondasi tiang pancang Pondasi tiang pancang adalah bagian–bagian dari konstruksi yang dibuat dari kayu, beton, dan baja yang dapat digunakan untuk menstrasmisikan bebanbeban permukaan ke tingkat-tingkat permukaan yang lebih rendah dalam massa tanah. Tiang pancang

sering kali digunakan untuk mengontrol

pergerakan tanah seperti longsoran tanah. Dan dalam pelaksanaan konstruksi, tiang pancang umumnya dibuat secara berkelompok yang disebut dengan konstruksi tiang kelompok. Jenis-jenis dari pondasi tiang pancang adalah : a. Tiang pancang kayu. b. Tiang pancang beton Terdiri dari, tiang pancang beton pracetak (precast) dan tiang pancang yang dicor langsung ditempat. c. Tiang pancang baja. Keuntungan dari pemakaian tiang pancang adalah : a. Bahan tiang dapat diperiksa sebelum pemancangan. b. Prosedur pelaksanaan tidak dipengaruhi oleh air tanah. c. Tiang dapat dipancang sampai ke dalaman yang dalam. d. Pemancangan tiang dapat menambah kepadatan tanah glanuler.

16

Kerugian dari pemakaian tiang pancang adalah : a. Penggembungan

permukaan

tanah

dan

gangguan

tanah

akibat

pemancangan dapat menimbulkan masalah. b. Tiang kadang-kadang rusak akibat pemancangan. c. Pemancang sulit, bila diameter tiang terlalu besar. d. Pemancangan menimbulkan gangguan suara, getaran dan deformasi tanah yang dapat menimbulkan kerusakan pada bangunan sekitarnya. e. Penulangan dipengaruhi oleh tegangan yang terjadi pada waktu pengangkutan dan pemancangan tiang. 2. Pondasi tiang bor. Pondasi tiang bor adalah suatu pilar yang dibor dibuat dengan cara member sebuah lobang silindris hingga pada kedalaman yang diinginkan dengan bantuan sebuah cetakan/casing yang terbuat dari plat baja dan kemudian diisi dengan tulangan dan dicor beton. Tiang ini, biasanya dipakai pada tanah yang stabil dan kaku, sehingga memungkinkan untuk membentuk lubang yang stabil dengan alat bor. Keuntungan dari penggunaan tiang bor adalah : a. Tidak ada resiko kenaikan muka tanah. b.

Ke dalam tiang dapat divariasikan.

c.

Tanah dapat diperiksa dan dicocokkan dengan data laboratorium.

17

d. Tiang dapat dipasang sampai kedalaman yang dalam, dengan diameter besar. e.

Penulangan tidak dipengaruhi oleh tegangan pada waktu pengangkutan dan pemancangan.

Kerugian dari penggunaan tiang bor adalah : a.

Pengeboran dapat mengakibatkan gangguan kepadatan, bila tanah berupa pasir atau tanah yang berkerikil.

b.

Pengecoran beton sulit bila dipengaruhi air tanah karena mutu beton tidak dapat dikontrol dengan baik.

c.

Air yang mengalir ke dalam lubang bor dapat mengakibatkan gangguan tanah, sehingga mengurangi kapasitas dukung tanah terhadap tiang.

2.4.1 Daya Dukung Pondasi Tiang Daya dukung pondasi terdiri dari, daya dukung tiang tunggal dan tiang kelompok. Beban-beban yang bekerja meliputi beban vertikal dan horizontal. Untuk menentukan daya dukung batas suatu tiang tunggal dengan beban vertikal dapat dihitung berdasarkan data-data penyelidikan tanah, cara kalender atau dengan tes pembebanan ( loading test ) pada tiang. Cara kalender biasa dilakukan dengan mengadakan pencatatan besarnya penurunan tiang pada waktu pemancangan (sepuluh pukulan terakhir). Dan tes pembebanan dilakukan dengan cara memberikan beban diatas kepala tiang, kemudian besarnya penurunan yang terjadi diukur dan dibuat grafik tegangan penurunannya.

18

Sedangkan beban horizontal yang mungkin bekerja pada suatu pondasi tiang adalah beban sementara, seperti beban angin, beban gempa, beban benturan kapal pada dermaga dan beban tetap, seperti tekanan tanah aktif, tekanan air tanah. Reaksi tiang terhadap suatu beban horizontal ditentukan sekali oleh panjang tiang. Pada tiang pendek, kegagalan/kelongsoran disebabkan oleh runtuhnya tanah disekeliling tiang, sedangkan tiangnya sendiri tidak rusak. Pada tiang panjang, kegagalan/kelongsoran disebabkan oleh kerusakan struktural pada tiang itu sendiri. Untuk tiang kelompok, penentuan daya dukung vertikal sebuah tiang perlu dihitung dahulu faktor efisiensi dari tiang tersebut dalam kelompok, karena daya dukung vertikal sebuah tiang yang berdiri sendiri adalah tidak sama besarnya dengan tiang yang berada dalam suatu kelompok. Daya dukung sebuah tiang dalam kelompok adalah sama dengan daya dukung tiang tersebut bila berdiri sendiri dikalikan dengan factor efisiensi. Selain dari beban-beban yang bekerja, perlu kita periksa juga kondisi tanah yang akan kita bangun pondasi, yaitu harus mampu memikul beban dari setiap konstruksi yang diletakkan pada tanah tersebut tanpa kegagalan geser dan penurunan yang dapat ditolerir untuk pondasi tersebut. Kebanyakan kegagalan dasar yang dilaporkan terjadi dibawah tanggul atau konstruksi serupa dimana faktor keamanan yang rendah dinggap memadai. Kerusakan konstruksi yang disebabkan oleh perencanaan pondasi yang tidak memadai umumnya diakibatkan oleh penurunan yang berlebihan. Akan tetapi, pada keadaan ini pun keruntuhan konstruksi jarang terjadi. Baik daya tahan geser dasar maupun penurunan harus

19

diselidiki untuk setiap

konstruksi.

kriteria

penurunan akan

menentukan

daya dukung yang diijinkan. Akan tetapi, pada beberapa kasus gaya geser dasar membatasi gaya dukung ijin. Daya dukung ultimit agak lebih sukar ditaksir untuk tanah yang terdiri dari beberapa lapisan. Rekomendasi untuk daya dukung ijin (qall) yang harus dipakai dalam perencanaan didasarkan pada pertimbangan penurunan dan pada daya dukung ultimit. Daya dukung ultimit dibagi oleh faktor keamanan yang sesuai dan didasarkan pada jenis tanah, ketelitian data, masukan baik informasi structural maupun parameter tanah dan peringatan konsultan.

2.4.2 Daya Dukung Pondasi Tiang Tunggal Berdasarkan Data Parameter Tanah. a. Metode Statis Mayerhof Mayerhof (1976), mengemukakan bahwa daya dukung titik tiang pada pasir pada umumnya meningkat dengan nisbah antara kedalaman penanaman tiang dan lebar tiang (Lb/D) dan mencapai nilai maksimum pada nisbah Lb/D = (Lb/D)cr. Berdasarkan pada variasi (Lb/D)cr, Mayerhof (1976) merekomendasikan prosedur berikut untuk menentukan daya dukung tiang pada tanah granular. •

Untuk daya dukung ujung tiang Formula yang digunakan ialah : Qp = Aq . qp = Ap (cNc + q’.Nq)

.... ………..(2.2)

20

Dimana : Ap = luas ujung tiang qp = tahanan titik satuan q’ = tegangan vertical efektif pada ujung tiang c

= kohesi tanah pada ujung tiang

Nc,Nq = faktor daya dukung •

Daya dukung selimut tiang Tahanan gesek atau tahan kulit tiang dapat ditulis sebagai berikut : Qs =

p . ∆L . f

………..(2.3)

♦ Untuk pasir f = Kσ’v tan δ ♦ Untuk tanah lempung

a. Metode λ → f = λ (σ’v + 2cu) b. Metode α → f = α . cu c. Metode β → f = β . σ’v Dimana : P = Keliling penampang tiang

∆L = Panjang tiang F

= Tahanan gesek satuan pada setiap kedalaman z

K = Koefisien tekanan tanah

21

σ’v = Tegangan vertical efektif δ = Sudut gesek antara tiang-tanah

σ’v = Nilai tengah tegangan vertical efekti untuk seluruh panjang tiang cu = Nilai tengah kuat gesek tak salur (konsep φ = 0)

α = Faktor adhesion empiris β

= K tan φR

φR

= Sudut geser salur lempung remolded

♦ Untuk tanah lempung jenuh kondisi taksalur (φ = 0 ) Qp = N∗c . cu . Aq = 9cu . Ap

………..(2.4)

Dimana : cu

= Kohesi takalur untuk tanah dibawah ujung tiang

Ap

= Luas ujung tiang

22

Gambar 2.1 Nisbah Penanaman Kritis dan Factor Daya Dukung untuk Berbagai Sudut Gesek ( Mayerhof )

b. Metode Vesic, 1977 Vesic mengajukan sebuah metode untuk menghitung daya dukung ujung tiang berdasarkan pada teori expansion of cavities. Merujuk pada teori ini, dengan parameter tegangan efektif, didapat formula sebagai berikut :

23 •

Daya Dukung Ujung Tiang (Qp) ♦ Untuk tanah lempung Qp = Aq . qp = Ap (cN∗c + σ’o . Nσ∗) ………..(2.5)

Dimana :

σ’o = 1 + 2Ko . q’ 3 N* σ =

3 N* σ (1+2Ko)

σ’o = Tegangan efektif rata-rata normal pada level ujung tiang Ko = Koefisien tekanan tanah diam = 1 – sin φ N∗c , N∗q = Faktor daya dukung

•

Daya Dukung Selimut Tiang (Qs)

Formula dari daya dukung selimut tiang sama dengan formula daya dukung pada metode statis Mayerhof, baik untuk tanah pasir jenuh maupun tanah lempung.

24 Tabel 2.7 Faktor Daya Dukung untuk Pondasi Dalam, N*c dan N*σ (Vesic, 1977)

25

Lanjutan Tabel 2.7

26

c. Metode Coyle dan Castello, 1981 Coyle dan Castello (1981) telah menganalisis sejumlah uji beban lapangan bersekala besar pemancang pada tiang pasir. Untuk pasir, beban batas dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut : ♦

Qu = Qp + Qs = q’.N*q . Ap + fAV . pL

………..(2.6)

fAV = K . σ’v tan δ

Dimana : q’ = tegangan vertical efektif pada ujung tiang. fAV = tahanan gesek rata-rata untuk keseluruhan tiang. K

= koefisien tekanan tanah lateral.

σ’v = tekanan overburden efektif rata-rata. δ = sudut gesek antara dengan tiang ( 0,8 φ ) Ap = luas penampang ujung tiang. N*q = factor daya dukung.

Persamaan Coyle dan Castello diatas dapat menghitung beban batas dengan rentang kesalahan ± 30%.

2.4.3 Daya Dukung Pondasi Tiang Tunggal Berdasarkan Data N-SPT • Metode Meyerhof (1956)

Metode ini menggunakan besarnya nilai N-SPT sebagai parameter.

27

Berikut formula yang diajukan oleh Mayerhof untuk menghitung besarnya tahanan ujung tiang : Qp = 40 . Nb . Ap

Dimana :

…………………..……(2.7)

Qp = tahanan ujung ultimit. Nb = harga N-SPT pada elevasi ujung tiang. Ap = luas penampang ujung tiang.

Sedangkan untuk menghitung tahanan selimut pada tiang pancang dapat menggunakan formula sebagai berikut : Qs = 0,2 . N . As

……….…………….(2.8)

Dimana : Qs = tahanan selimut ultimit. N = harga N-SPT rata-rata. As = luas selimut tiang.

Harga batas Nb adalah 40 dan harga batas untuk 0,2N adalah 10 t/m2. Maka didapat formula perhitungan daya dukung tiang yaitu : Qu = 40 . Nb . Ap + 0,2 . N . As

…………....(2.9)

Dimana : Qu = daya dukung ultimit dari pondasi tiang.

Untuk tiang dengan desakan tanah yang kecil seperti tiang bor dan tiang baja profil H, maka daya dukung selimut hanya diambil separuh dari formula diatas yaitu : Qs = 0,1. N . As

28

Jadi formula dari daya dukung tiang bor dan tiang baja profil H adalah : Qu = 40 . Nb . Ap + 0,1 . N . As

……………(2.10)

2.4.4 Daya Dukung Pondasi Tiang Tunggal Berdasarkan Data Sondir (CPT) Metode Schmertmenn – Nottingham (1975) Schmertmenn dan Nottingham menganjurkan perhitungan daya dukung ujung pondasi tiang mengikuti cara Begemann, yaitu dengan meninjau perlawanan ujung sondir hingga jarak 8.D di atas ujung tiang dan dari 0,7.D sampai 4.D dengan D adalah diameter atau sisi tiang. Sehingga formula yang diberikan untuk menghitung daya dukung ujng tiang adalah sebagai berikut : qc1 + qc2 Qp =

. Ap

………………(2.11).

2

Dimana : Qp = Daya dukung ujung tiang. qc1 = Nilai qc rata-rata pada 0,7.D hingga 4.D di bawah ujung tiang. qc2 = Nilai qc rata-rata dari ujung tiang hingga 8.D di atas ujung tiang. Ap = Luas proyeksi penampang tiang Apabila zona tanah lunak di bawah tiang masih ditemui pada kedalaman 4D - 10D, maka perlu dilakukan reduksi terhadap nilai rata-rata tersebut. Pada umumnya nilai perlawanan ujung tiang diambil tidak lebih dari 150 kg/cm2 untuk tanah pasiran dan tidak melebihi 100 kg/cm2 untuk tanah

29

pasir kelanauan. Sedangkan formula yang diberikan untuk menghitung daya dukung selimut tiang pada Metode Schmertmenn – Nottingham adalah :

8. D

Qs = Ks,c

Σ.

z =o

z . fs . As + 8. D

L

Σ

. fs . As

…..….…(2.12)

z = 8. D

Dimana : Ks,c = faktor reduksi dihitung berdasarkan total kedalaman tiang. fs

= gesekan selimut tiang

As = luas selimurt tiang Factor reduksi tergantung pada jenis sondir, kedalaman (Z) dan nilai gesekan selimut (fs) dan digunakan sesuai dengan jenis tanah. Ks digunakan untuk tanah pasiran (gambar 2.2) sedangkan Kc digunakan untuk tanah kelempungan (gambar 2.2). Apabila tanah terdiri dari beberapa lapisan pasir dan lempung, Schmertmann menganjurkan untuk menghitung daya dukung setiap lapisan secara terpisah. Namun perlu diingat bahwa nilai Ks,c pada persamaan di atas dihitung berdasarkan total kedalaman tiang.

30

Gambar 2.2 Faktor Koreksi Gesekan Selimut Tiang pada Sondir Mekanis (Nottingham, 1975)

Perhitungan daya dukung pondasi tiang tunggal pada Tugas Akhir ini, dihitung berdasarkan 3 (tiga) data tanah, diantaranya : 1. Berdasarkan Data Uji Sondir, dihitung dengan menggunakan Metode Schmertmenn – Nottingham (1975). 2. Berdasarkan Data Uji N-SPT, dihitung dengan menggunakan Metode Statis Meyerhof (1956). 3. Berdasarkan Data Parameter Tanah, dihitung dengan menggunakan Metode Statis Meyerhof dan Vesic.

31

Untuk Metode Coyle dan Castello pada pondasi tiang tunggal berdasarkan Paramater Tanah hanya sebagai teori penunjang, tetapi tidak dipergunakan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

2.4.5 Efisiensi dan Daya Dukung Kelompok Tiang Perlu diperhatikan bahwa walaupun persamaan kapasitas tiang adalah untuk tiang tunggal, namun dalam pelaksanaannya jarang digunakan sebuah tiang tunggal. Umumnya paling sedikit dua atau tiga tiang yang digunakan dalam sebuah kelompok, dikarenakan masalah eksentrisitas yang kurang baik. Meskipun pada tiang yang berdiameter besar dan untuk beban-beban sering digunakan pondasi tiang tunggal untuk memikul kolom atau beban struktur di atas, tetapi umumnya beban kolom dari struktur atas dipikul oleh kelompok tiang. Keuntungan digunakannya kelompok tiang adalah : 1.

tiang tunggal tidak mempunyai kapasitas yang cukup untuk menahan untuk menahan beban kolom.

2.

kegagalan dari sebuah tiang dapat diminimalisir akibat oleh adanya tiang yang lain.

3.

pemancangan tiang atau instalasi tiang bor dapat melesat (sampai dengan 15 cm) dari posisinya.

Eksentrisitas yang ditimbulkan terhadap pusat beban dari kolom dapat menimbulkan momen-momen tambahan. Jika kolom dipikul oleh beberapa pondasi, maka pengaruh eksentrisitas ini dapat berkurang banyak. Berikut ini adalah formula yang dapat digunakan untuk menghitung daya dukung kelompok tiang :

32

1.

Menentukan jumlah total dari daya dukung seluruh tiang. Qult = m . n . (Qp + Qs) = m . n . [(Ap . qp) +

2.

(p . L . fs)] ………… (2.13)

Menentukan daya dukung dari blok tiang kelompok. Qult = Lg . Bg . qc +

[ 2.(Lg + Bg) . ∆L fs ] ……. (2.14)

Dimana : Ap = luas penampang tiang tunggal p = keliling tiang L= panjang segment tiang qp = daya dukung ujung tiang fs = tahanan selimut Lg = panjang blok Bg = lebar blok Efisiensi tiang tergantung pada beberapa faktor diantaranya adalah : 1. Jumlah tiang, panjang, diameter, pengaturan dan jarak antar as tiang. 2. Metode pengalihan beban (gesekan selimut atau tahanan ujung). 3. Prosedur pelaksanaan konstruksi (tiang pancang/tiang bor ) dan jenis tanah. 4. Jangka waktu setelah pemancangan. 5. Interaksi antar pile cap dan tanah permukaan. Formula yang digunakan dalam menghitung efisiensi tiang kelompok terdiri dari : 1. Formula Sederhana

33

2 . (m + n – 2) .s + 4 . D Eg = P.m.n 2. Formula Converse-Labarre (n – 1) , m + (m – 1) . n Eg = 1 – 90 . m .n Dimana : Eg = Efisiensi Grup tiang m = jumlah tiang pada deretan baris n

= jumlah tiang pada deretan kolom

s

= jarak antar tiang

D = diameter atau sisi tiang P = keliling dari penampang tiang = tan-1 (D/s) ………dalam derajat.

2.4.6 Kelompok Tiang pada Tanah Lempung Daya dukung batas pada kelompok tiang pada tanah lempung didasarkan pada aksi blok yaitu jika kelompok tersebut berperan sebagai blok. Daya dukung tiang dihitung sebagai berikut :

• Tentukan jumlah total kapasitas kelompok tiang.

ΣQu = m .n (Qp + Qs) = m.n (9Ap.cu + α.cu.p.∆L)

……..(2.15)

34

• Tentukan daya dukung blok berukuran L x Bg x Lg

ΣQu = Lg . Bg. cu. N*c + Σ [2(Lg + Bg) cu . ∆L]

. ..…..(2.16)

Bandingkan kedua besaran diatas, harga daya dukung diambil nilai yang lebih kecil. Dimana : Ap = luas penampang (m2) m = jumlah tiang pada deret baris n

= jumlah tiang

p

= keliling tiang (m)

∆L = panjang pembebanan (m) N*c = faktor daya dukung (diperoleh dari grafik Bjerrum dan Eide’s cu

2.4.7

= kuat geser undrained (kg/cm2)

Penurunan Pondasi Tiang

2.4.7.1 Penurunan Pondasi Tiang Tunggal Perkiraan penurunan (settlement) yang terjadi pada pondasi tiang merupakan masalah yang rumit yang disebabkan oleh beberapa faktor, seperti terjadinya gangguan pada tegangan tanah pada saat pemancangan dan ketidakpastian mengenai distribusi dan posisi pengalihan beban (load transfer) dari tiang ke tanah. Karena penurunan dipengaruhi mekanisme pengalihan beban, maka penyelesaian untuk perhitungan penurunan bersifat pendekatan.

35

2.4.7.2

Penurunan Elastik Tiang Tunggal

Penurunan tiang bawah beban kerja vertikal ( Qw ) disebabkan oleh tiga faktor berikut ini : s = s1 + s2 + s3 Dimana :

...........(2.21)

s = Penurunan tiang total s1 = Penurunan batang tiang s2 = Penurunan tiang akibat beban titik s3 = Penurunan tiang akibat beban yang tersalur sepanjang batang

Ketiga komponen diatas dihitung secara terpisah dengan menggunakan formulaformula berikut : (Qwp + Qws) L s1 =

........................(2.22)

Ap . Ep

Dimana : Qwp=Beban yang dipikul ujung tiang di bawah kondisi beban kerja Qws = Beban yang dipikul kulit tiang di bawah kondisi beban kerja Ap = Luas penampang tiang L = Panjang tiang Ep = Modulus young bahan tiang

Besarnya

bergantung pada sifat distribusi tahanan kulit sepanjang batang tiang.

Jika distribusi f adalah seragam atau parabola, seperti diperlihatkan pada Gambar

36

2.3 (a) dan (b),

s

adalah 0,5. Namun untuk distribusi f dalam bentuk segitiga

pada Gambar 2.3 (c), nilai

s

sekitar 0,67 (Vesic, 1977)

= 0,5

=

0,5

= 0,67

f

f s = 0,5

(a)

f

s = 0,5

(b)

(c)

Gambar 2.3 Jenis Distribusi Tahanan Kulit Sepanjang Tiang qwp D s2 =

( 1 - µs2)Iwp

..........................(2.23)

Es

Dimana :

qwp = Qwp / Ap qwp = Beban titik per satuan luas ujung tiang D = Diameter tiang Es = Modulus Young tanah µ s = Nisbah poisson tanah Iwp = Faktor pengaruh

Dalam keadaan tidak adanya hasil eksperimen, nilai modulus young dan nisbah poisson dapat diperoleh dari tabel 2.8.

37

Tabel 2.8 Parameter Elastik Tanah Modulus Young, Es MN / m2 lb / in2 10.35 - 24.15 1,500 - 3,500

Jenis Tanah Pasir lepas Pasir padat medium Pasir padat Pasir Kelanauan Pasir dan Kerikil Lempung Lunak Lempung Medium Lempung Kaku

s3 =(

17.25 - 27.60 34.50 - 55.20 10.35 - 17.25 69.00 - 172.50 2.07 - 25.18 5.18 - 10.35 10.35 - 24.15

Qws D ) (1 - µ s2)Iws pL Es

2,500 - 4,000 5,000 - 8,000 1,500 - 2,500 10,000 - 25,000 300 - 750 750 - 1,500 1500 - 3,500

Nisbah Poisson, µs 0.20 - 0.40 0.25 - 0.40 0.30 - 0.40 0.20 - 0.40 0.15 - 0.40 0.20 - 0.50

..............................(2.24)

Dimana : p = keliling tiang L = Panjang tiang yang tertanam Iws = Faktor pengaruh = 2 + 0,35

( L/D )

2.4.7.3 Penurunan Elastik Tiang Kelompok Penurunan kelompok tiang umumnya lebih besar daripada pondasi tiang tunggal karena pengaruh tegangan pada daerah yang lebih luas dan lebih dalam. Metode yang digunakan yaitu:

•

Metode Vesic (1977) Vesic (1977) memberikan formula sederhana sebagai berikut: Sg =

(Bg / DS) ………………...(2.25)

Dimana:

S = Penurunan pondasi tiang tunggal Sg = Penurunan kelompok tiang

38

Bg = Lebar kelompok tiang D = Diameter tiang tunggal

•

Metode Meyerhoff (1976)

Untuk menghitung penurunan tiang kelompok di dalam pasir atau kerikil, Meyerhoff (1976) memperkenalkan hubungan empiris yang sederhana yaitu berdasarkan data N-SPT dan sondir (CPT). a.

Menggunakan data N-SPT Sg (e) (mm) =

0.92.q

Bg .I

Ncorr

....................(2.26)

Dimana : Lg dan Bg = Panjang dan lebar tiang kelompok Ncorr = N-SPT koreksi rata-rata dalam daerah(sedalam Bg dibawah ujung tiang) I = faktor pengaruh L = Panjang tiang yang tertanam b.

Menggunakan data sondir (CPT). Dengan cara yang sama, penurunan tiang kelompok dapat juga dihubungkan dengan CPT sebagai: S g (e ) =

Dimana:

q.Bg .I 2qc

.....................................(2.27)

qc = nilai CPT rata-rata pada daerah penurunan

39

Gambar 2.3 Penurunan Pondasi Tiang Kelompok

2.4.7.4 Penurunan Pondasi Tiang Pada Tanah Lempung Penurunan pondasi tiang pada tanah kohesif terdiri atas dua komponen yaitu: 1.

Penurunan seketika (short time settlement) yang terjadi segera setelah beban bekerja.

2.

Penurunan jangka panjang atau penurunan konsolidasi yang terjadi secara berangsur-angsur bersamaan dengan disisipi tekanan air pori. Untuk penurunan seketika, metode yang berlaku pada pasir juga dapat ditetapkan

•

Metode Konvensional

40

a. Untuk lempung terkonsolidasi normal

cc .∆H 1 + eo

Sg =

Log

σ '+ ∆σ σ'

………..(2.28)

b. Untuk lempung terkonsolidasi lebih dengan: ‘+

‘p

cr .∆H 1 + eo

Sg =

Log

σ '+ ∆σ σ'

..............(2.29)

c. Untuk lempung terkonsolidasi lebih dengan: ‘<

‘p<

‘ +

cr .∆H 1 + eo

Sg =

Log

σ 'p + σ'

cc .∆H 1 + eo

Log

σ '+ ∆σ σ'

….(2.30)

Dimana: = Tegangan efektif rata-rata pada tiap lapisan tanpa pembebanan

∆σ =

(L

g

Qug

+ z)

(overburden

(B

g

+ z)

Penambahan

beban

akibat

beban

pressure)

' p = Tekanan pra konsolidasi (preconsolidated pressure) cc = Indeks pemampatan tanah (compression index) cr = Indeks pemuaian tanah (sweeling index) eo = Angka pori awal

luar

41

H = Tebal lapisan tanah Qug = Beban yang bekerja pada kelompok tiang Bg = Lebar efektif ppondasi kelompok Lg = Panjang efektif pondasi kelompok Sg = Penurunan akibat proses konsolidasi Untuk mengontrol suatu perencanaan dari pembangunan gedung didaerah Jakarta, PEMDA DKI Jakarta melalui UU No.7 tahun 1991, tentang bangunan dalam wilayah DKI Jakarta mengatur tentang penurunan maksimum yang diijinkan. Tabel 2.9 Penurunan Maksimum pada Pondasi Bangunan

No 1 2 3

2.5

Jenis Pondasi Pondasi setempat Pondasi pelat lantai Pondasi beton bertulang untuk silo menara air dsb

Total Penurunan Tanah Pasir Tanah Lempung 4,0 cm 6,5 cm 7,5 cm 15 cm 7,5 cm

15 cm

Penentuan Daya Dukung Izin dan Faktor Keamanan

Daya dukung ijin pondasi tiang untuk beban aksial, Qa atau Qall , diperoleh dengan membagi daya dukung ultimit, Qu atau Qult, dengan suatu faktor keamanan ( FK) baik secara keseluruhan maupun secara terpisah

dengan

menerapkan faktor keamanan dengan daya dukung selimut tiang dan pada tahanan ujungnya. Karena itu daya dukung ijin tiang dapat dinyatakan sebagai berikut Qa =

Qu FK

...................(2.28)

42

Penentuan FK tergantung pada beberapa faktor, antara lain sebagai berikut : 1) Jenis dan kepentingan struktur 2) Variasi kondisi tanah 3) Tingkat kehandalan penyelidikan geoteknik 4) Jumlah dan jenis pengujian geoteknik 5) Ketersediaan data uji pembebanan di dekat lokasi 6) Tingkat pengawasan dan pengendalian mutu pekerjaan pondasi 7) Probabalitas beban rencana yang akan terjadi sepanjang masa bangunan. Untuk menentukan faktor keamanan dapat digunakan klasifikasi struktur bangunan menurut Pugsley ( 1966) sebagai berikut : 1) Bangunan monumental, memiliki umur rencana melebihi 100 tahun. 2) Bangunan permanen, umumnya bangunan gedung, jembatan, jalan raya dan jalan kereta api, dan memiliki umur rencana 50 tahun. 3) Bangunan sementara, umur rencana bangunan kurang dari 25 tahun, bahkan mungkin hanya beberapa saat saja setelah masa konstruksi Faktor-faktor lain kemudian ditentukan berdasarkan tingkat pengendalian pada saat konstruksi. 1) Pengendalian baik : kondisi tanah cukup homogen dan konstruksi didasarkan pada program penyelidikan geoteknik yang tepat dan profesional, terdapat informasi uji pembebanan di atau di dekat lokasi proyek dan pengawasan konstruksi dilaksanakan secara ketat. 2) Pengendalian normal : situasi yang paling umum, hampir serupa dengan kondisi di atas, tetapi kondisis tanah bervariasi dan tidak tersedia data

43

3) Pengendalian kurang : tidak ada uji pembebanan, kondisi tanah sulit dan bervariasi, pengawasan pekerjaan kurang, tetapi pengujian geoteknik dilakukan dengan baik 4) Pengendalian buruk : kondisi tanah amat buruk dan sukar ditentukan, penyelidaikan geoteknik tidak memadai Berdasarkan kriteria diatas maka faktor keamanan dapat ditentukan berdasarkan tabel berikut : Tabel 2.10 Faktor Keamanan Untuk Pondasi Tiang Klasifikasi struktur bangunan Probabilitas kegagalan yang dapat diterima FK (Pengendalian baik) FK (Pengendalian baik) FK (Pengendalian baik) FK (Pengendalian baik)

Bangunan monumental 10-5

Bangunan permanen 10-4

Bangunan Sementara 10-3

2.3

2.0

1.4

3.0

2.5

2.0

3.5

2.8

2.3

4.0

3.4

2.8

3.10 Pile Cap dan Tie Beam Sumber : Reese & O’Neill, 1989; Pugsley, 1966

2.6

Pile Cap dan Tie Beam

Didalam kita merancang pelat penutup tiang (pile cap ), tiang-tiang sebaiknya dipasang dengan bentuk geometric yang tersusun baik. Hal ini dilakukan guna untuk menaggulangi tegangan pada pelat penutup tiang yang terlalu besar. Apabila beban sentris, maka tiang-tiang di dalam kelompoknya akan mendukung beban aksial yang sama. Dalam hitungan, tanah dibawah pelat penutup tiang dianggap tidak mendukung beban sama sekali.

44

Apabila beban eksentris atau beban sentris namun diikuti oleh momen, perancangan pelat penutup tiang dilakukan dengan anggapan : 1.

Pelat penutup tiang sangat kaku.

2.

Ujung atas tiang menggantung pada pelat penutup (pile cap ). Karena itu, tidak ada momen lentur yang diakibatkan oleh pelat penutup ke tiang.

3.

Tiang merupakan kolom pendek dan elastis. Karena itu distribusi tegangan dan deformasi membentuk bidang rata.

45

BAB III DATA TEKNIS

3.1

Data Tanah

Data tanah yang digunakan adalah berupa data hasil penyelidikan tanah untuk Proyek Pembangunan Apartemen Berlian yang berlokasi di Jl. Urip Sumoharjo, Makassar. Pekerjaan eksplorasi lapangan yang dilaksanakan sebagai bagian dari penyelidikan tanah terdiri dari 4 titik uji sondir dan 2 titik uji bor, dengan pencapaian tanah keras dan kedalaman yang bervariasi yaitu antara 18 meter sampai 25 meter, yang kemudian akan dilanjutkan dengan pengujian di laboratorium.

3.2

Data Teknis Tanah 1. Pengujian di lapangan antara lain : a. Tes Sondir sebanyak 4 titik. Penyondiran dilakukan dengan Dutch Cone Penetration Test berkapasitas 2,50 ton dilengkapi dengan Adhesion Jacket Cone. Adapun spesifikasi detailnya adalah sebagai berikut : Percobaan ini dilakukan hingga mencapai lapisan tanah keras atau batuan dasar dengan nilai hambatan konus (qc) > 150 kg/cm2. dari hasil sondir diperoleh data Cone Resistance (qc), Local Friction (fs),

dan total Friction (tf) pada setiap penetrasi 20 cm.

45

46

Tabel 3.1 Hasil Sondir

Titik sondir S-01 S-02 S-03 S-04

Kedalaman Max (m) 18,40 19,40 18,60 18,00

Nilai konus (qc) Max 170 167 200 182

muka Air Tanah (m) -1,50 -1,50 -1,50 -1,50

Catatan : Elev. ± 0,00 dari muka as aspal Jl. Urip Sumoharjo,

Makassar

Dari hasil uji tersebut diatas terlihat bahwa letak tanah keras telah dicapai pada kedalaman masing-masing 18.40 m, 19.40 m, 18.60 m, dan 18,00 m dibawah permukaan tanah dan menunjukan bahwa tanah didominasi oleh pasir pada lapisan atas dan lempung pada lapisan bawah. b. Bor Inti (Core Drilling) Pemboran inti (Core Drilling) ini dilakukan guna mendapatkan informasi keadaan tanah dibawah permukaan akan sifat keteknikannya, yang didapat dari deskripsi visual (klasifikasi batuan). Pemboran dilaksanakan dengan menggunakan mesin bor putar (rotary drilling) merk Bill tipe B1. Mata bor yang dipakai adalah core barrel yang berukuran BX size. Pemboran ini dilakukan dengan sistem

”Coring/Washing”. c. Standard Penetration Test (S.P.T) Standard Penetration Test (S.P.T) ini dilakukan dengan lubang bor, cara melakukan pengetesan ini adalah dengan memasukkan alat split

spoon sampler standard pada lubang bor, dan dengan memakai sebuah

47

beban penumbuk (drive weight) seberat 63,5 kg, penetrasi sedalam 45 cm, dimana 15 cm pertama tidak diperhitungkan. Nilai SPT = N adalah sama dengan jumlah pukulan untuk penetrasi 30 cm berikutnya. Tabel 3.2 Hasil Pengeboran Tanah

Titik bor No BH-01 BH-02

Elev. MT (m) +0,00 +0,00

Kedalaman Max (m) 25,00 20,00

S.P.T (Test) 15 11

Gambaran umum profil tanah berdasarkan titik BH-01 adalah sebagai berikut: Tabel 3.3 Gambaran Umum Profil Tanah Elevasi

0 hingga ± 7 m

7 m hingga 8,3 m 8,3 m hingga 10 m 10 m hingga 18 m 18 m hingga 19 m

Deskripsi Pasir berlempung + lanau , N-spt = 7 - 26 dan menurun pada kedalaman 6- 7 m dengan nilai N-spt = 26 -18 (loose - medium dense) Lempung berpasir N-spt (menurun) = 18 - 6 (Stiff) Lempung campur lanau + pasir N-spt (menurun) = 6 -4 (soft) Lempung + pecahan kerang halus gradasi halus N-spt = 4 -36 (medium stiff-hard) Lempung + pecahan kerang halus gradasi kasar N-spt = 36 - 45 (hard - very hard)

d. Pengambilan Contoh Tanah Pengambilan Undisturbed sample dimakdudkan guna mendapatkan contoh tanah yang relatif asli (in-situ). Sample diambil dengan tabung tipis dan dilakukan pada setiap perubahan lapisan tanah. Pengambilan

48

Undisturbed sample ini dilakukan sebelum pengujian Standard Penetration Test dilakukan, hal ini untuk mencegah kerusakan tanah akibat pukulan-pukulan.

Gambar 3.1. Denah Titik Uji Sondir dan Bor

Gambar 3.1 Denah Titik Uji Sondir dan Bor

49

1719

S-04

BH-01

S-01

BH-02

S-02

S-03

Gambar 3.2 Denah Kolom

2. Penelitian di Laboratorium Penelitian di laboratorium dilakukan berdasarkan ASTM standard

Method. Contoh tanah asli (Undisturbed sample) yang diambil di lapangan telah diteliti dilaboratorium untuk mendapatkan parameter-parameter dari

Index dan Engineering Properties. Test-test laboratorium yang telah dilaksanakan terdiri dari : a. Sifat-sifat pengenal (Index Properties)

50

-

Berat isi (m)

-

Berat jenis butir (Gs)

-

Kadar air (W)

-

Kadar Pori (e)

-

Gradasi : melalui analisa tapis (sieve) dan analisa Hydrometer

-

Atterberg Limit Tabel 3.4 Hasil Tes Laboratorium

Titik Bor BH 1-1 BH 1-2 BH 2-1

Gradasi Kedalaman Gravel Sand Silt (%) (%) (%) 6,0 - 6,5 0 95 5 12,0 – 12,5 10 16 36 8,0 - 8,5 0 71 11

Clay (%) 38 18

Kadar air

LL

PL

PI

22,54 55,68 43,24

NP 46,5 NP

NP 24,47 NP

NP 22,03 NP

Tanah 1 : Berdasarkan gradasi, tanah yang paling dominan adalah pasir (SW). Tanah di lapangan mungkin dalam kondisi basah, karena memiliki W = 22,54 % dengan sifat tanah yang non plastis. Tanah 2 : Jika dilihat dari nilai W = 55,68 % maka tanah dalam kondisi sangat basah. Jika nilai-nilai PI = 22,03% dan LL = 46,5% diplot pada grafik plastisitas, maka akan jatuh pada Lempung plastisitas sedang (CI). Tanah 3 : jika dilihat dari persentasi gradasi menunjukan bahwa tanah adalah tanah pasir mengandung sedikit lanau dan lempung (SC). Tanah di lapangan dalam kondisi basah karena memiliki W = 43,24% dan merupakan tanah yang non plastis jika dilihat dari batas-batas atterbergnya.

51

b. Sifat-sifat Teknis (Engineering Properties) -

Consolidation Test Berdasarkan hasil uji konsolidasi, diperoleh parameter Cc yang besarnya 0,12 dan 0,13. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa tanah pada sample uji memiliki kompresibilitas yang rendah. Sedangkan hasil uji preconsolidated pressure yang diperoleh dari laboratorium didapat sebesar 0,84 dan 0,88 kg/cm2.

-

Uji Kuat Geser tanah Uji kuat geser tanah dilakukan dengan cara Triaxial Compression Test,

Unconfined Compression Test, dan Direct Shear Test. Hasil uji kuat geser adalah sebagai berikut : Tabel 3.5 Nilai Kohesi Tanah Pada Kedua Titik Titik BH-01 BH-02

3.3

Kedalaman m 6,0 - 6,5 8,0 - 8,5

Jenis Test DS DS

Jenis Tanah SW SC

Kohesi Friction (kg/cm2) 0,07 20,9 0,047 20,6

Kondisi Tanah Dasar

Dari hasil penyelidikan tanah di lapangan berupa titik sondir, boring, dan pengujian laboratorium dapat ditarik kesimpulan mengenai keadaan lapisan tanah dibawah permukaan (Subsurface Soil Condition) untuk Proyek Sumah Sakit Global Awal Bros, dimana menunjukan lapisan tanahnya mempunyai kesamaan dengan kepadatan/konsistensi dan kandungan lempung dan pasir sedikit berbeda.

52

Secara simplikasi susunan lapisan tanah/batuan dibawah permukaan dapat dibagi menjadi 4 (empat) unit lapisan, yaitu :

1.

Unit Lapisan Tanah Permukaan (Top Soil) Unit ini berada dari muka tanah setempat sampai sekitar kedalaman 1,00 m, dimana merupakan lapisan tanah timbunan berupa bongkahan batu dan pasir kelanauan warna gray dan nilai tahanan konus (qc) rata-rata 10 kg/cm2.

2.

Unit Lapisan Tanah Pasir Unit ini terdapat pada kedalaman 1,00 m sampai antara kedalaman 7,00 m – 8,00 m dimana terbagi atas 2 (dua) bagian yaitu : 1) Lapisan atas : merupakan lapisan pasir gradasi sedang sampai kasar berlempung warna brown dengan nilai tahanan konus (qc) rata-rata 25 kg/cm2 serta nilai Nspt = 10. 2) Lapisan bawah : merupakan lapisan pasir gradasi halus sampai sedang mengandung lempung warna dark brown dengan nilai tahanan konus (qc) rata-rata 60 kg/cm2 serta nilai Nspt = 25.

3.

Unit Lapisan Lempung Campur Lanau Mengandung Pasir dan Kerang-Kerang Halus Unit ini mulai sekitar kedalaman antara 7,00 m – 8,00 m sampai antara 18,00 m – 19,40 m. Unit lapisan ini merupakan lapisan lempung campur lanau mengandung pasir gradasi halus sampai sedang ditambah pecahanpecahan kerang halus warna dark gray sampai very dark gray, dimana unit ini mulai mengalami konsolidasi sekunder sampai diatas batuan dasar (bed-

rock) dengan nilai tahanan konus (qc) dari 20 kg/cm2 sampai meningkat > 150 kg/cm2 serta nilai Nspt = 4 - > 60.

53

4.

Unit Lapisan Tanah Keras Kedalaman muka batuan dasar (bed-rock) sekitar kedalaman antara 18,00 m – 19,40 m ke bawah dimana terdiri dari batuan sandstone tersemented

tuffanius/calcareuos berlapis-lapis joint rapat dan massif, dengan kekerasan (Skala Mohr) antara 3 – 4, dimana tingkat pelapukan dari slightly weathered (SW).

54

POTONGAN A-A 80 m

82 m

Gambar 3.3 Statigrafi Lokasi

30 m

55

POTONGAN B-B

263 m

368,64m

Gambar 3.4 Statigrafi Lokasi

56

Berdasarkan statigrafi dapat dilihat bahwa terdapat tanah timbunan berupa pasir kelanauan setebal ± 1m diukur dari muka tanah setempat pada waktu eksplorasi. Dari uji lapangan yang telah dilakukan ditemukan jenis tanah yang cukup beragam, walaupun terdapat lapisan pasir pada kedalaman 1,00 – 10,00 meter tetapi dapat disimpulkan bahwa kira-kira 50 % lapisan pendukung pada kedalaman 10,00 – 19,00 meter merupakan lapisan tanah lempung. Sedangkan Muka air tanah ditemukan pada kedalaman -1,50 meter (pada musim hujan). Berdasarkan 2 titik bor dan 4 titik sondir dapat dilihat bahwa keberadaan tanah keras cukup seragam yaitu rata-rata berada pada kedalaman 18 sampai 19 meter. Oleh karena itu dalam tugas akhir ini titik uji yang akan digunakan diambil berdasarkan titik uji yang paling lemah yaitu B-01 dan S-02. karena Jika dilihat pada statigrafi, titik B-01 mencapai tanah keras pada kedalaman 18,5 meter sedangkan pada B-02 tanah keras ditemukan pada kedalaman 18 meter. Dan pada keempat uji sondir titik S-02 merupakan titik paling lemah karena tanah keras terdapat pada kedalaman 19,2 meter.

3.4

Data Beban

Pada struktur bagian atas penulis menggunakan data Perhitungan pada proyek rumah sakit global awal bros. Perhitungan struktur atas ini menggunakan program ETABS.

57

Tabel 3.6 Reaksi Perletakan Maksimum yang Terjadi Pada Setiap Joint

No

No joint

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

13 15 16 17 18 19 20 21 22 25 27 29 31 33 35 36 37 47 49 53 55 57 58 60 61 62 87

No

No joint

28 29

89 91

Beban Gravitasi (Kg)

(Ton)

36986 77632 67293 70342 68455 59640 64499 64958 28590 32746 136355 239986 425824 325587 180900 191868 117505 42702 186475 366855 42779 301051 319062 253878 265417 193098 36444

36.986 77.632 67.293 70.342 68.455 59.64 64.499 64.958 28.59 32.746 136.355 239.986 425.824 325.587 180.9 191.868 117.505 42.702 186.475 366.855 42.779 301.051 319.062 253.878 265.417 193.098 36.444

No

No joint

30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56

91 93 96 98 99 100 116 118 119 121 122 123 124 125 126 127 145 147 148 149 150 151 152 153 154 156 157

No

No joint

57 58

158 159


(Ton)

223977 223.977 358048 358.048


(Ton)

358048 476219 337752 247975 261181 186818 30253 179365 321891 348318 215818 205783 287715 229639 222280 67447 41772 112462 144090 123262 121738 119785 127716 71869 25863 20853 6343

358.048 476.219 337.752 247.975 261.181 186.818 30.253 179.365 321.891 348.318 215.818 205.783 287.715 229.639 222.28 67.447 41.772 112.462 144.09 123.262 121.738 119.785 127.716 71.869 25.863 20.853 6.343


(Ton)

28694 6160

28.694 6.16

58

3.5

Data Teknis Tiang Pancang

Dari data yang didapat untuk proyek ini penulis mencoba menggunakan pondasi tiang pancang dengan data sebagai berikut : Tiang pancang 300 x 300 mm2 Tiang pancang 400 x 400 mm2

3.6

Kriteria Daya Dukung Tiang

Kapasitas daya dukung tiang ultimit hasil perhitungan harus dibagi dengan angka keamanan untuk memperoleh daya dukung ijin (Q allowable ) yang hasilnya harus lebih besar dari beban yang bekerja. Angka keamanan yang digunakan untuk daya dukung ujung tiang (Qp) dan tahanan selimut (Qs) adalah 2,5.

59

FLOW CHART

Data Beban Struktur

Mulai

Data Tanah : 1. Sondir 2. Bor (Nspt) 3. Data Laboratorium

Data Pondasi Existing Dimensi tiang pancang 50cm&60cm

Parameter Tanah Penentuan dimensi tiang pancang alternative (Lebih kecil dari dimensi existing) Perhitungan daya dukung tiang tunggal Perhitungan daya dukung tiang kelompok Perhitungan Penurunan Pondasi tiang pancang

Periksa Penurunan Ya Desain Pile Cap & Tie Beam

Penulangan Perbandingan harga antara desain awal dan desain alternatif Kesimpulan

. SELESAI

Tidak

60

BAB IV DESAIN DIMENSI TIANG TUNGGAL DAN KELOMPOK

4.1

Penentuan Dimensi Tiang

Jenis pondasi yang digunakan untuk menyalurkan beban struktur ke tanah adalah pondasi tiang pancang dengan ukuran 30 cm dan 40 cm. Ukuran pondasi yang dipilih sesuai dengan ketersedian ukuran tiang pancang yang tersedia di pasaran yang dapat menahan beban stuktur yang ada diatasnya. Panjang tiang digunakan (L) 18 meter karena pada kedalaman yang di hitung yaitu 19 meter dari elevasi -1.00, sudah mencapai tanah keras dengan nilai NSPT maksimal sebesar 60. Nilai N-SPT tersebut sesuai dengan ketentuan syarat tanah keras memiliki nilai N-SPT sebesar 40. Dan hasil penyelidikan tanah dengan sondir (CPT) telah menunjukkan adanya tanah keras. Titik pengujian yang akan dipakai dalam tugas akhir ini adalah S-02 dan BH-01. titik-titik tersebut dipilih berdasarkan kondisi tanah yang paling lemah pada statigrafi tanah. Tabel 4.1 Data Titik Pemancangan Pondasi Tiang

No 1 2

Titik uji Sondir S-02 BH-01

Dimensi Tiang Dia (cm) 30 30

60

Dimensi Tiang Dia (cm) 40 40

Panjang Tiang (m) 18 18

61

Perhitungan Daya Dukung Tiang Tunggal •

•

4.2

Tiang Pancang Ø 30 cm Luas penampang (Ap)

= ¼ π D2 = 0,0707 m2

Keliling penampang (As)

= πD

γair

= 1 t/m3

= 1.1 m

Tiang Pancang Ø 40 cm Luas penampang (Ap)

= ¼ π D2 = 0.1256 m2

Keliling penampang (As)

= πD

γair

= 1 t/m3

= 1.25 m

Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan Data Sondir

4.2.1 Metode Schmertmann – Nottingham, 1975 Metode yang diberikan oleh Schmertmenn dan Nottingham (1975) ini hanya berlaku untuk tiang pancang. Schmertmenn dan Nottingham menganjurkan perhitungan daya dukung ujung pondasi tiang mengikuti cara Begeman, yaitu dengan meninjau perlawanan ujung sondir hingga jarak 8.D di atas ujung tiang dan dari 0,7.D hingga 4.D di bawah ujung tiang, dengan D adalah diameter atau sisi tiang. Dan pada umumnya nilai perlawanan ujung diambil tidak lebih dari 150 kg/cm2 untuk tanah pasir dan tidak melebihi 100 kg/cm2 untuk tanah pasir kelanauan. Formula yang dapat digunakan

62

untuk menghitung daya dukung ujung tiang berdasarkan data uji sondir adalah : qc1 + qc2

. Ap

Qp =

……………(2.11)

2 Dimana : Qp = Daya dukung ujung tiang.` qc1 = Nilai qc rata-rata pada 0,7.D hingga 4.D di bawah ujung tiang. qc2 = Nilai qc rata-rata dari ujung tiang hingga 8.D di atas ujung tiang. Ap = Luas proyeksi penampang tiang

8. D

Qs = Ks,c

z

Σ . 8. D

z =o

L

. fs . As +

Σ

. fs . As

………...…(2.12)

z = 8. D

Dimana : Ks,c = faktor reduksi dihitung berdasarkan total kedalaman tiang.

•

Menghitung Daya Dukung Ujung Tiang Tunggal (Qp) Diameter 30 cm Panjang tiang yang direncanakan = 18,0 meter. qc1 = Nilai qc rata-rata 0,7.D hingga 4.D di bawah ujung tiang untuk keamanan diambil pada kedalaman 18,21 m hingga 19,2 m. qc1 = (100 + 120)/2 =110kg/cm2 < 150 kg/cm2, maka diambil qc1 = 110 kg/cm2.

63

Tabel 4.2 Nilai Hasil qc1

Dimensi

qc1 terpakai qc1 (kg/m2)

Pondasi (cm)

Kedalaman (m)

30

18

110 < 150

Titik Uji S-02

(kg/cm2)

qc2 = Nilai qc rata-rata 8.D di atas ujung tiang. 8.D = 8 * 0,3 = 2,4 m. Maka qc2 = 18,0 m – 3,20 m = 15,6 m. Tabel 4.3 Nilai Rata-Rata qc2 Pada Kedalaman 14,8 m s.d 18,0 m

Kedalaman (m) 1 15.6 2 15.8 3 16 4 16.2 5 16.4 6 16.6 7 16.8 8 17 9 17.2 10 17.4 11 17.6 12 17.8 13 18 Total qc2

No

qc2 = 1035 / 13 = 79,62 kg/cm2. 110 + 79,62

* ¼

Qp = 2 = 94,81 * 706,86

302

Nilai qc (kg/cm2) 58 59 70 68 65 72 68 80 90 98 98 89 120 1035

110

64

= 67017,4 kg

Qp = 67,02 Ton. •

Menghitung Daya Dukung Selimut Tiang Tunggal (Qs) Formula yang digunakan adalah : 8. D

Qs = Ks,c

Σ.

z =o

z . fs . As + 8.D

L

Σ

. fs . As

z = 8. D

Tabel 4.4 Nilai Z = 0 – 8.D

kedalaman z (cm) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

Dia (cm) 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30

8.D (cm) 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240

Z/8D 0.083 0.167 0.250 0.333 0.417 0.500 0.583 0.667 0.750 0.833 0.917 1.000

Fs (kg/cm2) 0 0 15 26 13 7 6 6 4 10 9 10 12

0 m – 2,4 m.

As cm2 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884

Z/8D*fs*k*As (Kg) 4,710.000 12,246.000 8,164.000 5,495.000 5,652.000 6,594.000 5,024.000 14,130.000 14,130.000 17,270.000 22,608.000 116,023.000

65

Tabel 4.5 Nilai Z = 8.D – L

kedalaman z (cm) 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780 800 820 840 860

Dia (cm) 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30

8.D (cm) 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240

Z/8D 1.000 1.083 1.167 1.250 1.333 1.417 1.500 1.583 1.667 1.750 1.833 1.917 2.000 2.083 2.167 2.250 2.333 2.417 2.500 2.583 2.667 2.750 2.833 2.917 3.000 3.083 3.167 3.250 3.333 3.417 3.500 3.583

2,4 m – 18,0 m

fs (kg/cm2) 12 11 14 13 11 24 11 20 16 22 17 19 18 20 24 31 45 30 24 32 28 11 21 30 21 23 24 18 16 21 11 12

As cm2 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884

Z/8D*fs*k*As (Kg) 22,608.00 22,451.00 30,772.00 30,615.00 27,632.00 64,056.00 31,086.00 59,660.00 50,240.00 72,534.00 58,718.00 68,609.00 67,824.00 78,500.00 97,968.00 131,409.00 197,820.00 136,590.00 113,040.00 155,744.00 140,672.00 56,991.00 112,098.00 164,850.00 118,692.00 133,607.00 143,184.00 110,214.00 100,480.00 135,177.00 72,534.00 81,012.00

66

Sambungan tabel 4.5 kedalaman z (cm) 880 900 920 940 960 980 1000 1020 1040 1060 1080 1100 1120 1140 1160 1180 1200 1220 1240 1260 1280 1300 1320 1340 1360 1380 1400 1420 1440 1460 1480 1500 1520 1540 1560 1580 1600 1620

Dia (cm) 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30

8.D (cm) 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240 240

Z/8D 3.667 3.750 3.833 3.917 4.000 4.083 4.167 4.250 4.333 4.417 4.500 4.583 4.667 4.750 4.833 4.917 5.000 5.083 5.167 5.250 5.333 5.417 5.500 5.583 5.667 5.750 5.833 5.917 6.000 6.083 6.167 6.250 6.333 6.417 6.500 6.583 6.667 6.750

fs (kg/cm2) 16 26 18 12 12 7 14 16 9 16 16 22 21 15 15 23 18 29 18 17 18 26 27 29 50 26 21 20 21 17 20 28 24 20 23 22 29 30

Sambungan Tabel 4.5

As cm2 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884

Z/8D*fs*k*As (Kg) 110,528.00 183,690.00 129,996.00 88,548.00 90,432.00 53,851.00 109,900.00 128,112.00 73,476.00 133,136.00 135,648.00 189,970.00 184,632.00 134,235.00 136,590.00 213,049.00 169,560.00 277,733.00 175,212.00 168,147.00 180,864.00 265,330.00 279,774.00 305,051.00 533,800.00 281,658.00 230,790.00 222,940.00 237,384.00 194,837.00 232,360.00 329,700.00 286,368.00 241,780.00 281,658.00 272,866.00 364,240.00 381,510.00

67

Kedalaman z (cm) 1640 1660 1680 1700 1720 1740 1760 1780 1800

Dia (cm) 30 30 30 30 30 30 30 30 30

8.D (cm) 240 240 240 240 240 240 240 240 240

Z/8D 6.833 6.917 7.000 7.083 7.167 7.250 7.333 7.417 7.500

fs (kg/cm2) 30 28 27 36 28 20 18 21 18

As cm2 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884 1884

Z/8D*fs*k*As (Kg) 386,220.00 364,868.00 356,076.00 480,420.00 378,056.00 273,180.00 248,688.00 293,433.00 254,340.00 13,932,023.00

Nilai gesekan selimut ( fs ) pada total kedalaman tiang = 18 kg/cm2 Dari gambar 4.17 faktor koreksi gesekan selimut (Sumber : Nottingham,1975)

Kc = 0,45

Didapat :

Maka daya dukung selimut tiang adalah : 8. D

Qs = Ks,c

Σ.

z =o

z . fs . As + 8. D

L

Σ

. fs . As

z = 8. D

= 0,45* 116023kg + 13932023 kg

= 6321620,7 kg

6321,62 ton

Qult = Qp + Qs

=

67,02

+ 6321,62

= 6388,64 ton Qu Qall =

2,5

6388,64 =

2,5

= 2555,46 ton

68

•

Menghitung Daya Dukung Ujung Tiang Tunggal (Qp) Diameter 40 cm Panjang tiang yang direncanakan = 18,0 meter. qc1 = Nilai qc rata-rata 0,7.D hingga 4.D di bawah ujung tiang untuk keamanan diambil pada kedalaman 18,28 m hingga 19,6 m. qc1 = (90 + 180)/2 =135 kg/cm2 < 150 kg/cm2, maka diambil qc1 = 135 kg/cm2. Tabel 4.6 Nilai Hasil qc1

Dimensi

S-02

qc1 terpakai qc1 (kg/m2)

Pondasi (cm)

Kedalaman (m)

40

18

135 < 150

Titik Uji

(kg/cm2) 135

qc2 = Nilai qc rata-rata 8.D di atas ujung tiang. 8.D = 8 * 0,4 = 3,2 m. Maka qc2 = 18,0 m – 3,20 m = 14,8 m. Tabel 4.7 Nilai Rata-Rata qc2 Pada Kedalaman 14,8 m s.d 18,0 m

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Kedalaman (m) 14.8 15 15.2 15.4 15.6 15.8 16 16.2 16.4

Nilai qc (kg/cm2) 48 54 68 58 57 58 71 68 65

qc2 = 1267 / 17 = 74,53 kg/cm2 .

Kedalaman (m) 10 16.6 11 16.8 12 17 13 17.2 14 17.4 15 17.6 16 17.8 17 18 Total qc2

No

Nilai qc (kg/cm2) 72 68 83 92 98 98 89 120 1267

69

135 + 74,53

* ¼

Qp =

402 = 104,77 * 1256,64

2 = 131658,2 kg = 131,66 ton

•

Menghitung Daya Dukung Selimut Tiang Tunggal (Qs) Formula yang digunakan adalah : 8. D

Qs = Ks,c

Σ.

z =o

z . fs . As + 8.D

L

Σ

. fs . As

z = 8. D

Tabel 4.8 Nilai Z = 0 – 8.D

kedalaman z (cm) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320

Dia (cm) 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40

8.D (cm) 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320

Z/8D 0 0.063 0.125 0.188 0.250 0.313 0.375 0.438 0.500 0.563 0.625 0.688 0.750 0.813 0.875 0.938 1.000

Fs (kg/cm2) 0 0 15 26 13 7 6 6 4 10 9 10 12 11 14 13 11

0 m – 3,2 m

As cm2 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512

Z/8D*fs*k*As (Kg) 0 0 4710 12246 8164.0 5495.0 5652 6594 5024.0 14130 14130 17270.0 22608 22451.0 30772.0 30615 27632.0 227493

70

Tabel 4.9 Nilai Z = 8.D – L

kedalaman z (cm) 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780 800 820 840 860 880 900 920 940 960 980 1000 1020 1040 1060

Dia (cm) 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40

8.D (cm) 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320

Z/8D 1.000 1.0625 1.125 1.1875 1.25 1.3125 1.375 1.4375 1.5 1.5625 1.625 1.6875 1.75 1.8125 1.875 1.9375 2 2.0625 2.125 2.1875 2.25 2.3125 2.375 2.4375 2.5 2.5625 2.625 2.6875 2.75 2.8125 2.875 2.9375 3 3.0625 3.125 3.1875 3.25 3.3125

Fs (kg/cm2) 11 24 11 20 16 22 17 19 18 20 24 31 45 30 24 32 28 11 21 30 21 23 24 18 16 21 11 12 16 26 18 12 12 7 14 16 9 16

Sambungan tabel 4.9

3,2 m – 18,0 m

As cm2 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512

Z/8D*fs*k*As (Kg) 27632 64056 31086 59660 50240 72534 58718 68609 67824 78500 97968 131409 197820 136590 113040 155744 140672 56991 112098 164850 118692 133607 143184 110214 100480 135177 72534 81012 110528 183690 129996 88548 90432 53851 109900 128112 73476 133136

71

kedalaman z (cm) 1060 1080 1100 1120 1140 1160 1180 1200 1220 1240 1260 1280 1300 1320 1340 1360 1380 1400 1420 1440 1460 1480 1500 1520 1540 1560 1580 1600 1620 1640 1660 1680 1700 1720 1740

Dia (cm) 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40

8.D (cm) 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320 320

Z/8D 3.3125 3.375 3.4375 3.5 3.5625 3.625 3.6875 3.75 3.8125 3.875 3.9375 4 4.0625 4.125 4.1875 4.25 4.3125 4.375 4.4375 4.5 4.5625 4.625 4.6875 4.75 4.8125 4.875 4.9375 5 5.0625 5.125 5.1875 5.25 5.3125 5.375 5.4375

Fs (kg/cm2) 16 16 22 21 15 15 23 18 29 18 17 18 26 27 29 50 26 21 20 21 17 20 28 24 20 23 22 29 30 30 28 27 36 28 20

As cm2 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2512 2515

Z/8D*fs*k*As (Kg) 133136 135648 189970 184632 134235 136590 213049 169560 277733 175212 168147 180864 265330 279774 305051 533800 281658 230790 222940 237384 194837 232360 329700 286368 241780 281658 272866 364240 381510 386220 364868 356076 480420 378056 273180

72

1760 1780 1800

40 40 40

320 320 320

5.5 5.5625 5.625

18 21 18

2512 2512 2512

248688 293433 254340 13825577

Nilai gesekan selimut ( fs ) pada total kedalaman tiang = 18 kg/cm2 Dari gambar 4.17 faktor koreksi gesekan selimut (Sumber : Nottingham,1975)

Kc = 0,45

Didapat :

Maka daya dukung selimut tiang adalah : 8. D

Qs = Ks,c

z

Σ . 8. D

L

. fs . As +

z =o

Σ

. fs . As

z = 8. D

= 0,45 * 227493 kg + 13825577 kg

= 6323881,5 kg Qs = 6323,88 ton Qult = Qp + Qs

= 131,66

+ 6323,88

= 6455,54 ton Qu Qall = 2,5 6455,54 =

2,5

= 2582,22 ton

73

4.3

Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan Data N-SPT

4.3.1 Metode Mayehof, 1956 Formula yang diajukan oleh Mayerhof untuk menghitung besarnya daya dukung ujung tiang berdasarkan data N-SPT adalah : Qult = 40 ⋅ Nb ⋅ Ap + 0,2 ⋅ N ⋅ As Qp = 40.Nb.Ap Qs = 0.2.N.As

a. Perhitungan Pondasi Tiang Pancang Diameter 30 cm •

Hitung Daya Dukung Ujung Tiang (Qp) Pada kedalaman 18,0 m ( Lokasi pengujian titik B1 ) Harga N-SPT pada kedalaman 18,0 m adalah 36 ( didapat dari data tanah ). Harga Nb yang diajukan oleh Mayerhof dibatasi sampai 40, dengan demikian harga tahanan ujung tiang adalah : Qp = 40 . Nb . Ap = 40 . 36 . 0,0707 Qp = 101,808 Ton.

•

Hitung Daya Dukung Selimut Tiang (Qs) Pada kedalaman 18,0 m ( Lokasi pengujian titik B1 ) Perhitungan daya dukung selimut tiang ini akan dihitung perkedalaman 2 (Dua) meter. Sehingga As = . D . 2

74 As = 3,14 . 0,3 . 2 = 1,88 m2

Tabel 4.10 Nilai Daya Dukung Selimut Tiang Pancang

Kedalaman (m) 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Jenis Tanah pasir berlempung mengandung sedikit lanau pasir berlempung mengandung sedikit lanau pasir berlempung mengandung sedikit lanau lempung kepasiran Lempung lempung ditambah pecahan kerang halus lempung ditambah pecahan kerang halus lempung ditambah pecahan kerang halus lempung ditambah pecahan kerang halus

N

0.2N

8 17 26 10 4 5 8 7 36

1.6 3.4 5.2 2 0.8 1 1.6 1.4 7.2

As (m) 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 Total

Maka : Qult = Qp + Qs = 101,808 + 45,5 = 147,31 Ton. 147,31

Qult Qall =

= 2,5

2,5

= 58,9 Ton.

b. Perhitungan Pondasi Tiang Pancang Diameter 40 cm •

Hitung Daya Dukung Ujung Tiang (Qp) Pada kedalaman 18,0 m ( Lokasi pengujian titik B1 ) Harga N-SPT pada kedalaman 18,0 m adalah 36 ( didapat dari data tanah ). Harga Nb yang diajukan oleh Mayerhof dibatasi sampai 40, dengan demikian harga tahanan ujung tiang adalah : Qp = 40 . Nb . Ap ( harga Nb ≤ 40 )

Qs (ton) 3.01 6.39 9.78 3.76 1.50 1.88 3.01 2.63 13.54 45.50

75

Qp = 40 . 36 . 0.1256 = 180,86 Ton.

•

Hitung Daya Dukung Selimut Tiang (Qs) Pada kedalaman 18,0 m ( Lokasi pengujian titik B1 ) Perhitungan daya dukung selimut tiang ini akan dihitung perkedalaman 2 meter. Sehingga As =

.D.2

As = 3,14 . 0,4 . 2 = 2,5 m2

Tabel 4.11 Nilai Daya Dukung Selimut Tiang Pancang

Kedalaman (m) 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Jenis Tanah pasir berlempung mengandung sedikit lanau pasir berlempung mengandung sedikit lanau pasir berlempung mengandung sedikit lanau lempung kepasiran Lempung lempung ditambah pecahan kerang halus lempung ditambah pecahan kerang halus lempung ditambah pecahan kerang halus lempung ditambah pecahan kerang halus

Maka : Qult = Qp + Qs = 180,86 + 60,5 = 241,36 Ton. Qult Qall =

241,36 =

2,5

2,5

= 96,54 Ton.

N 8 17 26 10 4 5 8 7 36

0.2N

As

1.6 2.5 3.4 2.5 5.2 2.5 2 2.5 0.8 2.5 1 2.5 1.6 2.5 1.4 2.5 7.2 2.5 Total

Qs 4.00 8.50 13.00 5.00 2.00 2.50 4.00 3.50 18.00 60.50

76

4.4

Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan Data Parameter Tanah

4.4.1 Metode Meyerhof, 1976 Formula yang diajukan oleh Mayerhof untuk menghitung besarnya tahanan ujung dengan berdasarkan data parameter tanah adalah : Qp = Ap . qp = Ap ( cNc + q’Nq )

a. Perhitungan Pondasi Tiang Pancang Diameter 30 cm Kedalaman yang direncanakan adalah 18,0 m ( Lokasi pengujian titik B1). Berdasarkan data hasil pengujian laboratorium, didapat data-data beserta gambar rencana seperti yang terlampir dibawah ini Tabel 4.12 Interpretasi Data Parameter Tanah untuk Uji Laboratorium Kedalaman (m)

Jenis Tanah

γ(t) t/m3

0-7

7-8,3

8,3-10

Pasir Gradasi Kasar Berlempung + sedikit Lanau (loose) Lempung Berpasir (Stiff) lempung campur lanau mengandung pasir (soft) Lempung + pecahan kerang halus

10-19 (Medium stiff) Catatan : Tidak ada muka air tanah

Parameter Tanah sudut Geser γ(sat) Cu t/m3

t/m2

keterangan

o

γ(t), γ(sat), Cu, 1,73

2,12

1,12

0,7

20,9

0,3

20

dari data Lab untuk B-01 γ(t) dari korelasi Holtz and kovacs Cu dari korelasi Begemann

1,50

2,15

0,47

20,6

1,17

1,82

2,5

19

γ(t), γ(sat), Cu, dari data Lab untuk B-02 karena Jenis tanah sama γ(t), γ(sat) didapat dari data B-01 Cu didapat dari Konsistensi & Unconfined Compresion Strength of clay, o didapat dari korelasi L.Bjerrum and N.E simons

77

0

γ = 1,73 t/m3 Cu = 0,7 t/m2 = 20,9o

7,00

γ = 1,12t/m3,Cu=0,3 t/m2, = 20o

8,30

γ = 1,5 t/m3 Cu = 0,47t/m2 = 20,6o

P O N D A S I

Pasir gradasi kasar berlempung + sedikit lanau (loose)

Lempung Berpasir (Stiff) Lempung Campur lanau mengandung pasir (soft)

Qs

Qs

10,00 T I A N G

γ = 1,17 t/m3 Cu = 2,5 t/m2 = 19o

18,00

Lempung + Pecahan kerangkerang halus (medium stiff)

Qp

19,00 Gambar 4.1 Potongan Tanah

•

Menghitung daya dukung ujung tiang (Qp) Qp = Ap . qp = Ap ( cN*c + σ’o . N*σ ) Dari gambar 2.1 faktor daya dukung dengan φ = 19,0° maka didapat :

Nilai N*c = 29 Nilai N*q = 12

•

Menghitung luas penampang (Ap) Ap = ¼ π D2 = ¼ . π . 0,302 = 0,0707 m2

•

Menghitung keliling tiang (P) P = π . D = π . 0,30 = 0,942 m

78

•

Mencari tegangan vertikal ujung tiang (q’) q’ = (7 . γd) + (1,3 . γd) + (1,7 . γd) + (8 . γd) = (7m . 1,73t/m3) + (1,3m . 1,12 t/m3) + (1,7m . 1,5 t/m3) + (8m . 1,17 t/m3) = 25,48 t/m2 Jadi daya dukung ujung tiang tunggal (Qp) adalah : Qp = Ap ( cNc + q’Nq ) = 0,0707m2 (2,5 t/m2 . 29 + 25,48 t/m2 . 12) = 0,0707 m2 . 378,26 t/m2 = 26,74 ton

•

Menghitung daya dukung selimut (Qs) a. Pada kedalaman -0,0 sampai dengan -7 m (tanah pasir) k = ko = 1 – sin 20,9 = 0,643 untuk tiang pancang, k = 1,8 ko = 1,8 . 0,643 = 1,157

δ=

3 4

=

3 20,9 = 15,68o 4

Tegangan Vertikal Efektif pada kedalaman -3,5 m q’A = 1,73 . 3,5 = 6,1 t/m2 Qs = As . ∆L . k . q’ . tan δ = 0,942 . 7 . 1,157 . 6,1 . tan 15,68o = 13,1 ton b. Pada kedalaman -7 sampai dengan -8,3 m (tanah lempung) C = 0,3 t/m2

α=1 f = α . c = 1 . 0,3 = 0,3 t/m2 Qs = P . ∆L . f = 0,942 . 1,3 . 0,3 = 0,38 ton

79

c. Pada kedalaman -8,3 sampai dengan 10 m (tanah pasir) k = ko = 1 – sin 20,6 = 0,648 untuk tiang pancang, k = 1,8 ko = 1,8 . 0,648 = 1,166

δ=

3 4

=

3 20,6 = 15,45o 4

Tegangan Vertikal Efektif pada kedalaman -9,15 m q’A = (1,5 . 8,3) + (1,5 . 0,85)= 13,73 t/m2 Qs = As . ∆L . k . q’ . tan δ = 0,942 . 1,7 . 1,166 . 13,73 . tan 15,45o = 7,1 ton d. Pada kedalaman 10 sampai dengan 18 m (tanah lempung) C = 2,5 t/m2

α = 0,22 f = α . c = 0,22 . 2,5 = 0,55 t/m2 Qs = P . ∆L . f = 0,942 . 8 . 0,55 = 4,145 ton Qs total = 13,1 + 0,38 + 7,1 + 4,145 = 24,73 ton

•

Maka daya dukung batas tiang tunggal (Qult) Qult = Qp + Qs = 26,74 ton + 24,73 ton = 51,5 ton

•

Daya Dukung Ijin (Qall) Qall =

Qu Fs 51,5 ton = 20,6 ton

= 2,5

80


Menghitung daya dukung ujung tiang (Qp) Qp = Ap . qp = Ap ( cN*c + σ’o . N*σ ) Dari gambar 2.1 faktor daya dukung dengan φ = 19,0° maka didapat :

Nilai N*c = 29 Nilai N*q = 12

•


•


•

Mencari tegangan vertikal ujung tiang (q’) q’ = (7 . γd) + (1,3 . γd) + (1,7 . γd) + (8 . γd) = (7m . 1,73t/m3) + (1,3m . 1,12 t/m3) + (1,7m . 1,5 t/m3) + (8m . 1,17 t/m3) = 25,48 t/m2 Jadi daya dukung ujung tiang tunggal (Qp) adalah : Qp = Ap ( cNc + q’Nq ) = 0,1256m2 (2,5 t/m2 . 29 + 25,48 t/m2 . 12) = 0,1256 m2 . 378,26 t/m2 = 47,51 ton

•


δ=

3 4

=

3 20,9 = 15,68 4

81

Tegangan Vertikal Efektif pada kedalaman -3,5 m q’A = 1,73 . 3,5 = 6,1 t/m2 Qs = As . ∆L . k . q’ . tan δ = 1,256 . 7 . 1,157 . 6,1 . tan 15,68o = 17,42 ton b. Pada kedalaman -7 sampai dengan -8,3 m (tanah lempung) C = 0,3 t/m2

α=1 f = α . c = 1 . 0,3 = 0,3 t/m2 Qs = P . ∆L . f = 1,256 . 1,3 . 0,3 = 0,5 ton c.

Pada kedalaman -8,3 sampai dengan 10 m (tanah pasir) k = ko = 1 – sin 20,6 = 0,648 untuk tiang pancang, k = 1,8 ko = 1,8 . 0,648 = 1,166

δ=

3 4

=

3 4

20,6 = 15,45o



82

•


•

Daya Dukung Ijin (Qall) Qall =

Qu Fs 80,41 ton

= 2,5 = 32,2 ton

4.4.2 Menggunakan Metode Vesic, 1977 Formula yang diajukan oleh Vesic untuk menghitung besarnya tahanan ujung dengan berdasarkan data parameter tanah adalah : Qp = Aq . qp = Ap ( cN*c + σ’o . N*σ )

a. Perhitungan Pondasi Tiang Pancang Diameter 30 cm •

Menghitung daya dukung ujung tiang (Qp) Qp = Ap . qp = Ap ( cN*c + σ’o . N*σ ) Dari tabel 2.8 faktor daya dukung dengan φ = 19,0° dan Irr = 80 Maka didapat :

Nilai N*c = 38,30 Nilai N*σ = 14,19

•


•

Menghitung keliling tiang (P)

83 P = π . D = π . 0,30 = 0,942 m

•

Mencari tegangan vertikal ujung tiang (q’) q’ = (7 . γd) + (1,3 . γd) + (1,7 . γd) + (8 . γd) = (7m . 1,73t/m3) + (1,3m . 1,12 t/m3) + (1,7m . 1,5 t/m3) + (8m . 1,17 t/m3) = 25,48 t/m2

•

Mencari koefisien tekanan tanah diam (Ko) Ko = 1 – sin = 1 – sin 19,0 = 0,674

•

Mencari tegangan (efektif) normal rata-rata pada level ujung tiang

σ’o = σ’o =

1 + 2Ko * .q’ 3 1 + 2 ( 0,674 ) * 25,48 = 19,94 t/m2 3

Jadi daya dukung ujung tiang tunggal (Qp) adalah : Qp = Ap ( cN*c + σ’o . N*σ ) = 0,0707 m2 (2,5 t/m2 . 38,30 + 19,94 t/m2 . 14,19) Qp = 0,0707 m2 . 378,7 t/m2 = 26,77 ton.

•


δ=

3 4

=

3 20,9 = 15,68o 4

Tegangan Vertikal Efektif pada kedalaman -3,5 m

84 q’A = 1,73 . 3,5 = 6,1 t/m2 Qs = As . ∆L . k . q’ . tan δ = 0,942 . 7 . 1,157 . 6,1 . tan 15,68o = 13,1 ton b. Pada kedalaman -7 sampai dengan -8,3 m (tanah lempung) C = 0,3 t/m2

α=1 f = α . c = 1 . 0,3 = 0,3 t/m2 Qs = P . ∆L . f = 0,942 . 1,3 . 0,3 = 0,38 ton c. Pada kedalaman -8,3 sampai dengan 10 m (tanah pasir) k = ko = 1 – sin 20,6 = 0,648 untuk tiang pancang, k = 1,8 ko = 1,8 . 0,648 = 1,166

δ=

3 4

=

3 20,6 = 15,45o 4



•

Maka daya dukung batas tiang tunggal (Qult)

85

Qult = Qp + Qs = 26,77 ton + 24,73 ton = 51,5 ton

•

Daya dukung ijin (Qall) Qp Qall =

51,5 =

2,5 2,5 = 20,6 ton.


Menghitung daya dukung ujung tiang (Qp) Qp = Ap . qp = Ap ( cN*c + σ’o . N*σ ) Dari tabel 2.8 faktor daya dukung dengan φ = 19,0° dan Ir = 80 Maka didapat :

Nilai N*c = 38,30 Nilai N*σ = 14,19

•


•


•

Mencari tegangan vertikal ujung tiang (q’) q’ = (7 . γd) + (1,3 . γd) + (1,7 . γd) + (8 . γd) = (7m . 1,73t/m3) + (1,3m . 1,12 t/m3) + (1,7m . 1,5 t/m3) + (8m . 1,17 t/m3) = 25,48 t/m2

•

Mencari koefisien tekanan tanah diam (Ko) Ko = 1 – sin

86

= 1 – sin 19,0 = 0,674

•

Mencari tegangan (efektif) normal rata-rata pada level ujung tiang (σ’o)

σ’o =

1 + 2Ko * .q’ 3 1 + 2 ( 0,674 )

σ’o =

* 25,48 = 19,94 t/m2 3

Jadi daya dukung ujung tiang tunggal (Qp) adalah : Qp = Ap ( cN*c + σ’o . N*σ ) = 0,1256 m2 (2,5 t/m2 . 38,30 + 19,94 t/m2 . 14,19) Qp = 0,1256 m2 . 378,7 t/m2 = 47,7 ton.

• a.

Menghitung daya dukung selimut (Qs) Pada kedalaman -0,0 sampai dengan -7 m (tanah pasir) k = ko = 1 – sin 20,9 = 0,643 untuk tiang pancang, k = 1,8 ko = 1,8 . 0,643 = 1,157

δ=

3 4

=

3 20,9 = 15,68o 4

Tegangan Vertikal Efektif pada kedalaman -3,5 m q’A = 1,73 . 3,5 = 6,1 t/m2 Qs = As . ∆L . k . q’ . tan δ = 1,256 . 7 . 1,157 . 6,1 . tan 15,68o = 17,42 ton a.

Pada kedalaman -7 sampai dengan -8,3 m (tanah lempung) C = 0,3 t/m2

87

α=1 f = α . c = 1 . 0,3 = 0,3 t/m2 Qs = P . ∆L . f = 1,256 . 1,3 . 0,3 = 0,5 ton a.

Pada kedalaman -8,3 sampai dengan 10 m (tanah pasir) k = ko = 1 – sin 20,6 = 0,648 untuk tiang pancang, k = 1,8 ko = 1,8 . 0,648 = 1,166

δ=

3 4

=

3 20,6 = 15,45o 4

Tegangan Vertikal Efektif pada kedalaman -9,15 m q’A = (1,5 . 8,3) + (1,5 . 0,85)= 13,73 t/m2 Qs = As . ∆L . k . q’ . tan δ = 1,256 . 1,7 . 1,166 . 13,73 . tan 15,45o = 9,45 ton

d. Pada kedalaman 10 sampai dengan 18 m (tanah lempung) C = 2,5 t/m2


•


88

•

Daya dukung ijin (Qall) Qp Qall =

80,6 =

2,5

2,5

= 32,24 ton.

Tabel 4.13 Hasil Perhitungan Daya Dukung Tiang Tunggal

Data Analisa

Parameter Tanah

data N-SPT Data Sondir

4.5

Daya Dukung Ujung Tiang (Qp)(ton) 30 40 (cm) (cm)

Daya Dukung Selimut Tiang (Qs)(ton) 30 40 (cm) (cm)

Mayerhoff

26,74

47,51

24,73

32,9

51,5

80,41

20,6

32,2

Vesic

26,77

47,7

24,73

32,9

51,5

80,6

20,6

32,24

101,81

180,86

45,5

60,5

147,31

241,36

58,9

96,5

67,02

131,66

6321,62

6323,88

6388,6

6455,5

2555,4

2582,2

Metode

Statis Mayerhoff Schmertmenn Nottingham

Daya Dukung Ultimate Tiang (Qu)(ton) 30 40 (cm) (cm)

Daya Dukung Ijin Tiang (Qa)(ton) 30 40 (cm) (cm)

Kesimpulan dan Resume Daya Dukung Tiang Tunggal

Berdasarkan hasil perhitungan daya dukung tiang tunggal yang di dapat (terlampir pada tabel 4.15) ternyata pada perhitungan tiang pancang pada pembangunan rumah sakit ini, memberikan hasil yang beragam, sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa secara garis besar tiang yang didesain merupakan jenis

end bearing pile. Dikarenakan, pada masing-masing metode secara umum memperlihatkan nilai harga daya dukung ujung (Qp) lebih besar dari nilai daya dukung selimutnya (Qs). Walaupun dapat kita lihat pada metode SchmertmennNottingham memberikan

hasil

yang

berlawanan

yaitu

memperlihatkan

nilai daya dukung selimut (Qs) yang lebih besar. Mengenai hal ini, maka

89

akan

diberikan

beberapa

kesimpulan

mengenai

metode-metode

yang

digunakan. Metode Statis Mayerhoff

menggunakan konsep tegangan efektif untuk

memprediksi daya dukung pondasi tiang. Data yang digunakan dalam perhitungan perencanaan adalah parameter-parameter tanah hasil pengujian di laboratorium. Tegangan vertikal efektif dihitung per lapisan tanah dengan masing-masing parameternya. Karena menggunakan data parameter tanah maka keandalan metode ini terletak pada keakuratan hasil pengujian di laboratorium. Dalam menggunakan parameter tanah untuk menghitung kapasitas dukung satu tiang, keakuratan dari penyelidikan tanah untuk mendapatkan parameter tanah sangatlah penting, sebab dengan tidak tersedianya data yang memadai, perencana akan menggunakan asumsi-asumsi yang telah diinterpretasikan. Metode Vesic berdasarkan nilai parameter tanah, prinsip perhitungan metode ini tidak jauh berbeda dengan Metode Statis Mayerhof. Faktor utama yang membedakan kedua metode ini adalah pada saat mencari nilai daya dukung ujung tiang (Qp) yang didapat berdasarkan formula yang diberikan oleh masing-masing metode. Untuk Metode Vesic nilai daya dukung yang dikeluarkan adalah N*c dan N*σ, sedangkan Metode Mayerhof adalah N*c dan N*q terhadap sudut gesek tanah (φ). Metode ini membedakan formulanya berdasarkan jenis tanah. Metode Statis Mayerhof berdasarkan data N-SPT , prinsip perhitungan metode ini yaitu menggunakan nilai N untuk memprediksikan daya dukung ujung tiang (Qp) dan daya dukung selimut tiang (Qs). Dimana untuk memprediksi Qp, nilai NSPT yang ambil adalah nilai pada elevasi ujung tiang, sedangkan untuk memprediksi

90

Qs, nilai NSPT yang diambil adalah nilai rata-rata sepanjang tiang. Selain

itu

juga Mayerhof menetapkan harga friksi pada tiang pancang sebesar 0,2N untuk semua jenis tanah. Metode Schmertmann & Nottingham berdasarkan data sondir (CPT), prinsip perhitungan metode ini tidak jauh berbeda dengan metode Statis Mayerhof. Akan tetapi metode ini tidak langsung memakai data uji sondir untuk menentukan daya dukung ujung tiang dan daya dukung selimutnya. Schmertmann & Nottingham berpendapat bahwa daya dukung ujung tiang tidak digambarkan melalui besarnya tahanan ujung konus (qc) pada elevasi ujung tiang saja, melainkan merupakan konstribusi qc pada elevasi 0,7D – 4D dibawah ujung tiang dan 8D diatas ujung tiang. Untuk memperoleh harga qc pada kedalaman tersebut harus diambil harga qc yang terkecil pada setiap lapisan kedalaman untuk kemudian dirata-ratakan. Kendala dari metode ini adalah ketidakmampuan dari batang konus untuk menembus lapisan yang keras/padat, sehingga pembacaan manometer harus berhenti pada elevasi tersebut, dan ada kemungkinan lapisan itu hanya lapisan tipis yang tidak konstan pada kedalaman berikutnya. Oleh karena itu penyelidikan tanah dengan menggunakan sondir biasanya disertai dengan penyelidikan bor log, sehingga mengenai lapisan tanah dapat diketahui lebih pasti. Pada metode Schmertmenn – Nottingham didapat nilai tahanan selimut yang jauh lebih besar dibandingkan dengan metode Mayerhoff & Vesic berdasarkan parameter tanah serta metode statis mayerhoff berdasarkan N-SPT. Oleh karena itu, hasil hasil perhitungan dengan metode schmertmenn-nottingham diabaikan.

91

Nilai daya dukung ijin pada setiap perencanaan pondasi tiang tidak akan sama antara perencana yang satu dengan yang lainnya, dikarenakan perencanaan pondasi tiang melibatkan faktor ketidakpastian yang tinggi. Selain itu juga parameter tanah dan jenis lapisan tanah juga akan mempengaruhi hasil yang akan didapat. Berdasarkan tabel nottingham diabaikan

4.15 dan perhitungan metode schmertmenn-

maka nilai daya dukung ijin, tahanan ultimit, tahanan

selimut, tahanan ujung yang direkomendasikan untuk kepentingan perencanaan selanjutnya adalah :

Untuk Tiang Pancang diameter 30 cm Qa =

20,6 + 20,6 + 58,9

= 33,37 ton

3

Qu =

51,5 + 51,5 + 147,31

= 83,43 ton

3

24,73 + 24,73 + 45,5

Qs =

= 31,65 ton 3

Qp =

26,74 + 26,77 + 101,81 3

= 51,77 ton

Untuk Tiang Pancang diameter 40 cm Qa =

32,2 + 32,24 + 96,5

= 53,65 ton

3

Qu =

80,41 + 80,6 + 241,36 3

= 134,12 ton

92

32,9 + 32,9 + 60,5

Qs =

= 42,1 ton 3

47,51 + 47,7 + 180,86 3

Qp =

4.7

= 92,02 ton

Efisiensi dan Daya Dukung Kelompok Tiang

Bangunan rumah sakit yang direncanakan ini terdiri dari 8 lantai dan mempunyai ukuran dimensi kolom yang beraneka ragam. Dikarenakan denah bangunan yang tidak simetris, sehingga menghasilkan beban yang berbeda-beda pada tiap kolom, maka perhitungan efisiensi tiang kelompok yang dihitung hanya pada kolom yang memiliki jumlah beban terbesar pada masing-masing kelompok kebutuhan tiang yang telah ditabelkan sebagai berikut. Tabel 4.14 Kebutuhan Tiang Tiap Joint No

No. joint

Kebutuhan Tiang Ø 40

1

13, 22, 25, 47, 55, 87,116,145,154 156,157,158,159

1

2

15,16,17,18,19,20,21,127,153

2

3

27,37,147,148,149,150,151,152

3

4

35,36,49,62,100,118,123

4

5

29,34,60,61,89,94,98,99,125,126

5

6

57, 58, 119, 124

6

7

33,53,91,96,121

7

8

31, 93

9

93

Untuk perhitungan selanjutnya tiang pancang pamcang yang digunakan hanyalah tiang diameter 40 cm hal ini dilakukan untuk mempermudah pelaksanaan dilapangan. Selanjutnya untuk perhitungan efisiensi dan daya dukung tiang kelompok hanya dilakukan pada no. Joint dengan jumlah terbesar di masingmasing kebutuhan tiang.

4.7.1 Efisiensi dan Daya Dukung Tiang Kelompok Dengan Jumlah 2 Tiang a Efisiensi Tiang kelompok Pada No. Kelompok 2 tiang pancang yang digunakan adalah tiang pancang diameter 40 cm dan akan dilakukan perhitungan pada No. Joint 114 yang memiliki jumlah beban terbesar yaitu sebesar 98,92 ton. Daya dukung 1 tiang = Qall = 53,65 ton Jumlah tiang pondasi kelompok yang diperlukan untuk menahan beban sebanyak =

98,92 53,65

= 1,84 = 2 tiang d

Konfigurasi Tiang kelompok : n m jarak antar tiang (d) adalah 3.D = 3 * 0,4 = 1,2 m Efisiensi tiang kelompok dapat dihitung dengan beberapa formula, antara lain: Dengan menggunakan formula sederhana,

2 . (m + n – 2) .s + 4 . D Eg = P.m.n = 1,58

=

2 . (2 + 1 – 2) .1,2 + 4 . 0,40 1,26 . 2 . 1

94

b. Daya Dukung Tiang Kelompok Formula yang dikeluarkan adalah : 1. Menentukan jumlah total dari daya dukung seluruh tiang. Qult = m . n . (Qp + Qs) Ap = ¼ . π . 0,402 = 0,126 m2

Dimana : Qp = Ap . qp Qs =

(p . ∆L . fs)

p = π . 0,40 = 1,26 m

Qult = 2 . 1[(92,02/2,5) + (42,1/2,5)] = 2 . 53,65 = 107,3 ton. 2. Menentukan daya dukung dari blok tiang kelompok. Qult = Lg . Bg . qp +

[ 2.(Lg + Bg) . ∆L . fs ]

d = 2.D = 2 . 0,3 = 0,6 m Lg = (m – 1)d + 2(D/2) = (2 – 1).0,8 + 2(0,4/2) = 1,2 m Bg = (n – 1)d + 2(D/2) = (1 – 1).0,8 + 2(0,4/2) = 0,4 m Dimana : Qp = Ap . qp

Ap = ¼ . π . 0,42 = 0,126 m2

Qp = Ap . qp = (92,02 / 2,5) = 36,81 ton. qp = Qp / Ap = 36,81 / 0.126 = 292,14 t/m2 (sepanjang tiang). Qs = p . ∆ L . f s

p = π . 0,4 = 1,26 m ; ∆L = 18 m

Qs = p . ∆L . fs = 42,1 / 2,5 = 16,84 ton Jadi : fs = Qs / (p * ∆L) = 16,84 / (1,26 . 18) = 0,74 t/m2

95

Jadi

[ 2.(Lg + Bg) . ∆L fs ]

Qult = Lg . Bg . qp +

= (1,2 . 0,4 . 292,14) + [ 2.(1,2 + 0,4) . 18 . 0,74 ] = 140,23 + 42,6 = 182,83 ton. Karena Eg > 1 Maka daya dukung ijin tiang kelompok adalah : Qug = Qult

blok

= 107,3 ≥

≥

Qult beban

kolom

98,92 ton ……….ok!!!

4.7.2 Efisiensi dan Daya Dukung Tiang Kelompok dengan Jumlah 3 Tiang a. Efisiensi Tiang Kelompok Pada No. Kelompok 4 tiang pancang yang digunakan adalah tiang pancang diameter 40 cm dan akan dilakukan perhitungan pada No. Joint 148 yang memiliki jumlah beban terbesar yaitu sebesar 144,09 ton. Daya dukung 1 tiang = Qall = 53,65 ton Jumlah tiang pondasi kelompok yang diperlukan untuk menahan beban sebanyak = 144,09 = 2,68 = 3 tiang 53,65

d

d

Konfigurasi Tiang kelompok : n m

antar tiang (d) adalah 3.D = 3 * 0,40 = 1,2 m Efisiensi tiang kelompok dapat dihitung dengan beberapa formula, antara lain: Dengan menggunakan formula sederhana,

96

2 . (m + n – 2) .s + 4 . D Eg = P.m.n 2 . (3 + 1 – 2) .1,2 + 4 . 0,40 = 1,7

Eg = 1,26 . 3 . 1



(p . ∆L . fs)

p = π . 0,40 = 1,26 m


[ 2.(Lg + Bg) . ∆L fs ]

d = 2.D = 2 . 0,3 = 0,6 m Lg = (m – 1)d + 2(D/2) = (3 – 1).0,8 + 2(0,4/2) = 2 m Bg = (n – 1)d + 2(D/2) = (1 – 1).0,8 + 2(0,4/2) = 0,4 m Dimana : Qp = Ap . qp

Ap = ¼ . π . 0,42 = 0,126 m2

Qp = Ap . qp = (92,02 / 2,5) = 36,81 ton.

97 qp = Qp / Ap = 36,81 / 0.126 = 292,14 t/m2 (sepanjang tiang). Qs = p . ∆L . fs

p = π . 0,4 = 1,26 m ; ∆L = 18 m

Qs = p . ∆L . fs = 42,1 / 2,5 = 16,84 ton Jadi : fs = Qs / (p * ∆L) = 16,84 / (1,26 . 18) = 0,74 t/m2 Jadi

[ 2.(Lg + Bg) . ∆L fs ]


= (2 . 0,4 . 292,14) + [ 2.(2 + 0,4) . 18 . 0,74 ] = 233,7 + 63,9 = 297,6 ton. Karena Eg > 1 Maka daya dukung ijin tiang kelompok adalah : Qug = Qult

blok

≥

= 160,95 ton ≥

Qult beban

kolom

144,09 ton ……….ok!!!

4.7.3 Efisiensi dan Daya Dukung Tiang Kelompok dengan Jumlah 4 Tiang a. Efisiensi Tiang Kelompok Pada No. Kelompok 4 tiang pancang yang digunakan adalah tiang pancang diameter 40 cm dan akan dilakukan perhitungan pada No. Joint 123 yang memiliki jumlah beban terbesar yaitu sebesar 205,78 ton. Daya dukung 1 tiang = Qall = 53,65 ton Jumlah tiang pondasi kelompok yang diperlukan untuk menahan beban sebanyak =

= 3,83 = 4 tiang

98

205,78 53,65

d

Konfigurasi Tiang kelompok : n m jarak antar tiang (s) adalah 3.D = 3 * 0,4 = 1,2 m Efisiensi tiang kelompok dapat dihitung dengan beberapa formula, antara lain: Dengan menggunakan formula sederhana, 2 . (m + n – 2) .s + 4 . D Eg = P.m.n

2 . (2 + 2 – 2) .1,2 + 4 . 0,40 = 1,27

Eg = 1,26 . 2 . 2

b. Daya Dukung Tiang Kelompok Formula yang dikeluarkan adalah : 1. Menentukan jumlah total dari daya dukung seluruh tiang. Qult = m . n . (Qp + Qs) Dimana : Qp = Ap . qp Qs =

Ap = ¼ . π . 0,402 = 0,126 m2

(p . ∆L . fs)

p = π . 0,40 = 1,26 m


[ 2.(Lg + Bg) . ∆L fs ]

99

d = 2.D = 2 . 0,3 = 0,6 m Lg = (m – 1)d + 2(D/2) = (2 – 1).0,8 + 2(0,4/2) = 1,2 m Bg = (n – 1)d + 2(D/2) = (2 – 1).0,8 + 2(0,4/2) = 1,2 m Dimana : Ap = ¼ . π . 0,42 = 0,126 m2

Qp = Ap . qp

Qp = Ap . qp = (92,02 / 2,5) = 36,81 ton. qp = Qp / Ap = 36,81 / 0.126 = 292,14 t/m2 (sepanjang tiang). Qs = p . ∆L . fs

p = π . 0,4 = 1,26 m ; ∆L = 18 m



[ 2.(Lg + Bg) . ∆L fs ]

= (1,2 . 1,2 . 292,14) + [ 2.(1,2 + 1,2) . 18 . 0,74 ] = 420,7 + 63,9 = 484,6 ton. Karena Eg >1 Maka daya dukung ijin tiang kelompok adalah : Qug = Qult

blok

= 214,6 ≥

≥

Qult beban

kolom

205,78 ton ……….ok!!!

100

4.7.4 Efisiensi dan Daya Dukung Tiang Kelompok dengan Jumlah 5 Tiang a. Efisiensi Tiang Kelompok Pada No. Kelompok 7 tiang pancang yang digunakan adalah tiang pancang diameter 40 cm dan akan dilakukan perhitungan pada No. Joint 61 yang memiliki jumlah beban terbesar yaitu sebesar 265,42 ton. Daya dukung 1 tiang = Qall = 53,65 ton Jumlah tiang pondasi kelompok yang diperlukan untuk menahan beban 265,42

sebanyak

= 4,95 = 5 tian

53,65 Konfigurasi Tiang kelompok : d

1,2 cm

jarak antar tiang (s) adalah 3.D = 3 * 0,4 = 1,2 m 13

4 Eg =

16

10 +

16

5

= 1,08

Efisiensi (Eg) rekomendasi = 1,08

b. Daya Dukung Tiang Kelompok Formula yang dikeluarkan adalah : 1. Menentukan jumlah total dari daya dukung seluruh tiang. Qult = m . n . (Qp + Qs) Dimana : Qp = Ap . qp

Ap = ¼ . π . 0,402 = 0,126 m2

101 (p . ∆L . fs)

Qs =

p = π . 0,40 = 1,26 m

Qult = 5 [(92,02/2,5) + (42,1/2,5)] = 5 . 53,65 = 268,3 ton. 2. Menentukan daya dukung dari blok tiang kelompok. Qult = [ 4.(1/2 Bg . r) ] . qc +

[ (4. Bg) . ∆L fs ]

Dimana : Ap = ¼ . π . 0,402 = 0,126 m2

Qp = Ap . qp Qp = Ap . qp

= (92,02 / 2,5) = 36,81 ton.

qp = Qp / Ap = 36,81 / 0.126 = 292,14 t/m2 (sepanjang tiang). Qs = p . ∆ L . f s

p = π . 0,40 = 1.26 m ; ∆L = 18 m

Qs = p . ∆L . fs = 42,1 / 2,5 = 16,84 ton Jadi : fs = Qs / (p . ∆L) = 16,84 / (1,26 . 18) = 0,74 t/m2 Jadi


[ 2.(Lg + Bg) . ∆L fs ]

= (1,7 . 1,7 . 292,14 ) + [ 2 .(1,7 + 1,7) . 18 . 0,74 = 844,3 + 90,58 = 934,88 ton. Karena Eg >1 Maka daya dukung ijin tiang kelompok adalah : Qug = Qult =

blok

268,3 ≥

≥

Qult beban

kolom

265,42 ton ……….ok!!!

102

4.7.5 Efisiensi dan Daya Dukung Tiang Kelompok dengan Jumlah 6 Tiang a. Efisiensi Tiang Kelompok Pada No. Kelompok 8 tiang pancang yang digunakan adalah tiang pancang diameter 40 cm dan akan dilakukan perhitungan pada No. Joint 119 yang memiliki jumlah beban terbesar yaitu sebesar 321,89 ton. Daya dukung 1 tiang = Qall = 53,65 ton Jumlah tiang pondasi kelompok yang diperlukan untuk menahan beban sebanyak = 321,89 = 6,001 = 6 tiang 53,65 d Konfigurasi Tiang kelompok : n m jarak antar tiang (s) adalah 3.D = 3 * 0,4 = 1,2 m Efisiensi tiang kelompok dapat dihitung dengan beberapa formula, antara lain: Dengan menggunakan formula sederhana,

2 . (m + n – 2) .s + 4 . D Eg =

P.m.n 2 . (3 + 2 – 2) .1,2 + 4 . 0,40

Eg =

1,26 . 3 . 2

= 1,26

103



(p . ∆L . fs)

p = π . 0,40 = 1,26 m

Qult = 3 . 2[(92,02/2,5) + (42,1/2,5)] = 6 . 53,65 = 322 ton. 2. Menentukan daya dukung dari blok tiang kelompok. Qult = Lg . Bg . qp +

[ 2.(Lg + Bg) . ∆L fs ]

d = 2.D = 2 . 0,3 = 0,6 m Lg = (m – 1)d + 2(D/2) = (3 – 1).0,8 + 2(0,4/2) = 2 m Bg = (n – 1)d + 2(D/2) = (2 – 1).0,8 + 2(0,4/2) = 1,2 m Dimana : Qp = Ap . qp

Ap = ¼ . π . 0,42 = 0,126 m2

Qp = Ap . qp = (92,02 / 2,5) = 36,81 ton. qp = Qp / Ap = 36,81 / 0.126 = 292,14 t/m2 (sepanjang tiang). Qs = p . ∆ L . f s

p = π . 0,4 = 1,26 m ; ∆L = 18 m

Qs = p . ∆L . fs = 42,1 / 2,5 = 16,84 ton Jadi : fs = Qs / (p * ∆L) = 16,84 / (1,26 . 18) = 0,74 t/m2

104

Jadi

[ 2.(Lg + Bg) . ∆L fs ]


= (2 . 1,2 . 292,14) + [ 2.(2 + 1,2) . 18 . 0,74 ] = 701,13 + 85,25 = 786,4 ton. Karena Eg >1 Maka daya dukung ijin tiang kelompok adalah : Qug = Qult

blok

= 322 ton

≥ ≥

Qult beban

kolom

321,89 ton ……….ok!!!

4.7.6 Efisiensi dan Daya Dukung Tiang Kelompok dengan Jumlah 7 Tiang a. Efisiensi Tiang Kelompok Pada No. Kelompok 9 tiang pancang yang digunakan adalah tiang pancang diameter 40 cm dan akan dilakukan perhitungan pada No. Joint 53 yang memiliki jumlah beban terbesar yaitu sebesar 366,86 ton. Daya dukung 1 tiang = Qall = 53,65 ton Jumlah tiang pondasi kelompok yang diperlukan untuk menahan beban sebanyak = 366,86 = 6,84 = 7 tiang 53,65 jarak antar tiang (s) adalah 3.D = 3 * 0,4 = 1,2 m Efisiensi tiang kelompok dengan menggunakan formula Fied : r?

1,2 m 1,2 m 1,6 m

1,6 m

r?

0,8 m

r =

(1,62) – (0,82)

= 1,38

105

1 Eg =

13

10 16

+ 6

16

7

= 0,78



(p . ∆L . fs)

p = π . 0,40 = 1,26 m

Qult = 3 . 3[(92,02/2,5) + (42,1/2,5)] = 9 . 53,65 = 482,85 ton. 2. Menentukan daya dukung dari blok tiang kelompok. Qult = [ 6.(1/2 Bg . r) ] . qc +

[ (6. Bg) . ∆L fs ]

Dimana : Qp = Ap . qp Qp = Ap . qp

Ap = ¼ . π . 0,402 = 0,126 m2 = (92,02 / 2,5) = 36,81 ton.

qp = Qp / Ap = 36,81 / 0.126 = 292,14 t/m2 (sepanjang tiang). Qs = p . ∆ L . f s

p = π . 0,40 = 1.26 m ; ∆L = 18 m

Qs = p . ∆L . fs = 42,1 / 2,5 = 16,84 ton Jadi : fs = Qs / (p . ∆L) = 16,84 / (1,26 . 18) = 0,74 t/m2

106

Jadi

Qult = [ 6.(1/2 Bg . r) ] . qp +

[ (6. Bg) . ∆L fs ]

= [ 6 .(1/2 . 1,6 . 1,38)] . 292,14) + [ (6 . 1,6) . 18 . 0,74 ] = 1935,13 + 127,9 = 2063,03 ton. Karena Eg <1 Maka daya dukung ijin tiang kelompok adalah : Qug = Qult

blok

≥

* Eg

Qult beban

kolom

= 482,85 * 0,78 = 376,63 ton

≥

366,86 ton ……….ok!!!

4.7.7 Efisiensi dan Daya Dukung Tiang Kelompok dengan Jumlah 9 Tiang a. Efisiensi Tiang kelompok Pada No. Kelompok 11 tiang pancang yang digunakan adalah tiang pancang diameter 40 cm dan akan dilakukan perhitungan pada No. Joint 93 yang memiliki jumlah beban terbesar yaitu sebesar 476,22 ton. Daya dukung 1 tiang = Qall = 53,65 ton Jumlah tiang pondasi kelompok yang diperlukan untuk menahan beban sebanyak = 476,22 = 8,88 = 9 tiang 53,65 Konfigurasi Tiang kelompok :

m

d

n

jarak antar tiang (s) adalah 3.D = 3 * 0,40 = 1,2 m Efisiensi tiang kelompok dapat dihitung dengan beberapa formula, antara lain:

107

Dengan menggunakan formula sederhana, 2 . (m + n – 2) .s + 4 . D =

Eg =

2 . (3 + 3 – 2) . 1,2 + 4 . 0,4 1,26 . 3 . 3

= 1

P.m.n



(p . ∆L . fs)

p = π . 0,40 = 1,26 m


[ 2.(Lg + Bg) . ∆L fs ]

d = 2.D = 2 . 0,3 = 0,6 m Lg = (m – 1)d + 2(D/2) = (3 – 1).0,8 + 2(0,4/2) = 2 m Bg = (n – 1)d + 2(D/2) = (3 – 1).0,8 + 2(0,4/2) = 2 m Dimana : Qp = Ap . qp

Ap = ¼ . π . 0,42 = 0,126 m2

Qp = Ap . qp = (92,02 / 2,5) = 36,81 ton. qp = Qp / Ap = 36,81 / 0.126 = 292,14 t/m2 (sepanjang tiang).

108 Qs = p . ∆ L . f s

p = π . 0,4 = 1,26 m ; ∆L = 18 m



[ 2.(Lg + Bg) . ∆L fs ]

= (2 . 2 . 292,14) + [ 2.(2 + 2) . 18 . 0,74 ] = 1168,56 + 106,56 = 1275,12 ton. Karena Eg >1 Maka daya dukung ijin tiang kelompok adalah : Qug = Qult

blok

* Eg

= 482,85 ≥

≥

Qult beban

kolom

476,22 ton ……….ok!!!

4.8 Perhitungan Penurunan Pondasi Tiang Penurunan akan coba dihitung pada pada dua titik bor yaitu pada B-01 dan B-02 Dan perlu diketahui, bahwa pada perhitungan penurunan tiang ini, ditinjau berdasarkan beban aksial yang terbesar yang terjadi pada no.joint 93 dan no.joint 31.

4.8.1 Perhitungan Penurunan Pada No. Join 93 dengan data B-01 a. Penurunan Elastik Pondasi Tiang Langkah 1 : Menentukan Beban yang Dipikul Ujung Tiang (Qwp) dan Kulit Tiang (Qws) di Bawah Kondisi Beban Kerja Menentukan besarnya presentase Qp dan Qs terhadap Qu Presentase Qp = (Qp/Qu) x 100 = (92,02/134,12) x 100 = 68,6 %

109

Presentase Qs = (Qs/Qu) x 100 = (42,1/134,12) x 100 = 31,4 %

Menentukan besarnya nilai Qwp dan Qws terhadap beban yang dipikul oleh satu tiang Beban yang dipikul oleh satu tiang = 476,22 / 9 = 52,9 ton Qwp = 52,9 x 68,6 % = 36,3 ton Qws = 52,9 x 31,4 % = 16,6 ton

Langkah II : Menentukan Penurunan Elastik Tiang Penurunan tiang total : s = s1 + s2 + s3 Menentukan penurunan batang tiang, s1 s1 = (Qwp + .Qws).L Ap.Ep Dari perhitungan distribusi tahanan kulit, f dengan metode dan dari gbr 2.4 = 0,67.

diperoleh nilai

Ep = 2,1.106 ton/m2

(36,3 + 0,67 x 16,6) x 18 s1 =

0,126 x 21.106

853,6 =

2,6 . 105

= 0,0033 m = 0,33 cm Menentukan penurunan tiang akibat beban titik, s2 s2 =

q wp D Es

(1 − µ )I 2

s

wp

qwp = Qwp / Ap = 36,3 / 0,126 = 290,5 t/m2 Iwp = 0,88 Dari tabel 2.11, tanah lempung Medium

Es = 518000 t/m2 dan s = 0,20

(290,5 x 0,4) s2 =

518000

(1 – 0,22)0,88 = 0,00018 m = 0,018 cm

110

Menentukan penurunan tiang akibat beban yang tersalur sepanjang batang, s3 s3 =

(

)

QWS D 2 1 − µ S I WS PL E S

Iws = 2 + 0,35. L/D = 2 + 0,35 . 18/0,4 = 4,34 16,6

0,4

s3 =

(1 – 0,22) 4,34 = 0,0000024 m = 0,00024 cm

x 1,25 x 18

518000

Maka penurunan elastik tiang total : s = 0,33 + 0,018 + 0,00024 = 0,35 cm

Langkah III : Menentukan Penurunan Elastik Tiang Kelompok sg =

Bg D.s.

=

200

= 3,78 cm

40 . 0,35

b. Penurunan Konsolidasi Tiang Kelompok Dilihat daridata tanah yang didapat, diketahui bahwa lapisan tanah pendukung berupa tanah lempung terkonsolidasi normal. Metode yang digunakan dalam perhitungan penurunan adalah metode konvensional, sedangkan distribusi tegangan dihitung dengan metode distribusi tegangan 2 : 1.

111

Qg = 476,22 ton

0,00

12m

-7,00

18m

-10,00 -12,00 8m Z

σ (a) • ∆σ

-16

-20

Gambar 4.2 Penurunan Pondasi Tiang Kelompok

Lapisan atas : (Pasir berlempung) γfill = 1,73 t/m3 ; H = 7 m, eo = 0,66

Lapisan 1 : ( lempung campur lanau + pasir ) γd = 1, 5 t/m3 ; c = 0,47 t/m2 φ = 20,6°

; H= 3m

Lapisan 2 : ( lempung ) γd = 1, 17 t/m3 ; c = 2,5 t/m2 φ = 19°

; H = 15 m

Pile Grup : Lg = 2 m ; Bg = 2 m Cc = 0,30 (eo – 0,27 ) = 0,03

(Tabel 2.4 Nilai Cc).

112

(eo – 0,27) = 0,03 / 0,30 = 1

eo = 1 + 0,27 = 1,27 Beban kerja diatas kelompok tiang dialaihkan pada kedalaman 2/3 dari panjang tiang yaitu kedalaman 12 m dibawah pile cap. Penurunan tanah diatas kedalaman tersebut dianggap sangat kecil sehingga dapat diabaikan.

•

Hitung penurunan pada lapisan 2 ( lempung ) Untuk lempung terkonsolidasi normal :

σ (a) + ∆σa

Cc(a) . ∆Ha Sc =

log

σ (a)

1 + eo(a) Qg

∆σa =

476,22

= 13,23 t/m2

= (Lg + Za) . (Bg + Za)

(2 + 4) . (2 + 4)

σ (a) = 7 m ( 1,73 t/m3) + 3 m (1,5 t/m3) + 2 m (1,17 t/m3) + 4 (1,17 t/m3) = 23,63 t/m2. Maka : 0,03 . (8,0 m ) Sc =

1 + 1,27

log

(23,63 tm2) + (13,23 t/m2) 23,63 t/m2

= 0,11 log 1,6 = 0,022 m ≈ 2,2 cm Total penurunan = Penurunan elastik Tiang kelompok + Penurunan Konsolidasi = 3,78 + 2,2 = 5,98 cm < 15 cm....ok! Diljika dilihat dari hasil total penurunan tiang kelompok pada kolom dengan no. Joint 93 adalah sebesar 5,98 cm lebih kecil dibandingkan dengan penurunan maksimum yang diizinkan pada tanah lempung. Sehingga kolom pada joint dikatakan aman.

113

4.7.2 Perhitungan Penurunan Pada No. Join 31 dengan data B-02 a. Penurunan Elastik Pondasi Tiang Langkah 1 : Menentukan Beban yang Dipikul Ujung Tiang (Qwp) dan Kulit Tiang (Qws) di Bawah Kondisi Beban Kerja Menentukan besarnya presentase Qp dan Qs terhadap Qu Presentase Qp = (Qp/Qu) x 100 = (92,02/134,12) x 100 = 68,6 % Presentase Qs = (Qs/Qu) x 100 = (42,1/134,12) x 100 = 31,4 %

Menentukan besarnya nilai Qwp dan Qws terhadap beban yang dipikul oleh satu tiang Beban yang dipikul oleh satu tiang = 425,82 / 8 = 53,23 ton Qwp = 53,23 x 68,6 % = 36,5 ton Qws = 53,23 x 31,4 % = 16,7 ton

Langkah II : Menentukan Penurunan Elastik Tiang Penurunan tiang total : s = s1 + s2 + s3 Menentukan penurunan batang tiang, s1 s1 = (Qwp + .Qws).L Ap.Ep Dari perhitungan distribusi tahanan kulit, f dengan metode dan dari gbr 2.4 diperoleh nilai

= 0,67.

Ep = 2,1.106 ton/m2

(36,5 + 0,67 x 16,7) x 18 s1 =

0,126 x 21.106

= 0,0032 m = 0,32 cm

858,402 =

2,6 . 105

114

Menentukan penurunan tiang akibat beban titik, s2 s2 =

q wp D Es

(1 − µ )I 2

s

wp

qwp = Qwp / Ap = 36,5 / 0,126 = 289,7 t/m2 Iwp = 0,88 Dari tabel 2.11, tanah lempung Medium

Es = 518000 t/m2 dan s = 0,20

(289,7 x 0,4) (1 – 0,22)0,88 = 0,00019 m = 0,019 cm

s2 = 518000

Menentukan penurunan tiang akibat beban yang tersalur sepanjang batang, s3 s3 =

(

)

QWS D 2 1 − µ S I WS PL E S

Iws = 2 + 0,35. L/D = 2 + 0,35 . 18/0,4 = 4,34 16,7

0,4

s3 =

(1 – 0,22) 4,34 = 0,0000024 m = 0,00024 cm

x 1,25 x 18

518000

Maka penurunan elastik tiang total : s = 0,32 + 0,019 + 0,00024 = 0,34 cm

Langkah III : Menentukan Penurunan Elastik Tiang Kelompok sg =

Bg

D.s.

=

120

= 3 cm

40 . 0,34

b. Penurunan konsolidasi Tiang Kelompok Perhitungan penurunan dengan data B-02 dilakukan pada kolom joint 31 karena letak uji B-02 dekat dengan kolom tersebut

115

Qg = 425,82 ton

0,00

12m

-7,00

18m

-10,00 -12,00 σ (a)

8m

-16

∆σ

Z -20

Gambar 4.3 Penurunan Pondasi Tiang Kelompok Pile Grup : Lg = 2 m ; Bg = 2 m Cc = 0,30 (eo – 0,27 ) = 0,03

(Tabel 2.4 Nilai Cc).

(eo – 0,27) = 0,03 / 0,30 = 1

eo = 1 + 0,27 = 1,27 Hitung penurunan pada lapisan 2 ( lempung ) Untuk lempung terkonsolidasi normal :

σ (a) + ∆σa

Cc(a) . ∆Ha Sc =

log 1 + eo(a)

σ (a)

116

Qg

∆σa =

425,82 = 11,8 t/m2

= (Lg + Za) . (Bg + Za)

(2 + 4) . (2 + 4)

σ (a) = 7 m ( 1,73 t/m3) + 3 m (1,5 t/m3) + 2 m (1,17 t/m3) + 4 (1,17 t/m3) = 23,63 t/m2. Maka : (23,63 t/m2 ) + (11,8 t/m2)

0,03 . (8,0 m) Sc =

log 1 + 1,27

23,63 t/m2

= 0,11 log 1,5 = 0,019 m ≈ 1,9 cm

Total penurunan = Penurunan elastik Tiang kelompok + Penurunan Konsolidasi = 3 + 1,9 = 4,9 cm < 15 cm....ok! Diljika dilihat dari hasil total penurunan tiang kelompok pada kolom dengan no. Joint 31 adalah sebesar 4,9 cm lebih kecil dibandingkan dengan penurunan maksimum yang diizinkan pada tanah lempung. Sehingga penurunan pada kolom dengan no. Joint 31 dikatakan aman.

BAB V DESAIN PILE CAP DAN TIE BEAM 5.1

Perkiraan Dimensi Pile Cap dan Tie Beam

Tiang-tiang diikat menjadi satu oleh kepala tiang didalam sebuah tiang kelompok. Dan kepala tiang ini disebut dengan Pile Cap. Antara Pile Cap dihubungkan dengan Tie Beam, sehingga seluruh struktur menjadi satu kesatuan yang bekerjasama dalam menahan beban. Ikatan yang digunakan pada plat penutup tiang (Pile Cap) adalah ikatan tiang ujung bebas. McNulty (1956) mendefinisikan bahwa tiang yang bagian atasnya terjepit kedalam plat kurang dari 60 cm, dinamakan tiang ujung bebas (free end pile). Model ikatan ini sangat mempengaruhi kelakuan tiang dalam mendukung beban lateral. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Pelat penutup kepala tiang

d'< 60 cm

TIANG PANCANG

D

Gambar 5.1 Tiang ujung bebas (free end pile).

117

118

5.2

Desain Pile Cap

5.2.1

Perhitungan Dimensi dan Penulangan Pile Cap dengan Jumlah 1 Tiang

A.

Perhitungan Dimensi Pile Cap 40 Pile Cap

20

80cm

20

80 cm Tiang Pancang


•

b = 80 cm

•

d’ = 8 cm

•

t = ..?

Check the shear : Vu = Pu1 = 134120 ton u = Ø Vc = 0,6 x 1/6 u = Vu bd

d>

f’c

= 0,1 x

= 134120 80 x d

30

= 0,55 Mpa = 5,5 kg/cm2

< 5,5 kg/cm2

134120

= 304,8 cm diambil d = 305 cm, 80 x 5,5 maka t1 = d + d’ = 305 + 8 = 313 cm

Check the pons shear: Puk = Pu1 = 134,12 ton = 134120 kg h = b = (b + 2t) = (40 + 20) = 60 cm Luas bidang geser pons = 2 ( b+2t ) x d = 2 ( 60 + 60 ) x d = 240 x d

119

pons

=

=

134120 L 134120 240 x d

< 5,5 kg/cm2

< 5,5 kg/cm2

134120 = 101,6 cm diambil d = 102 cm 240 x 5,5

d >

maka, t2 = d + d’ = 102 + 8 = 103 cm berdasarkan perhitungan di atas maka diambil t = 103 cm

B. Penulangan Pada Pile Cap Penulangan pile cap pada tugas akhir ini, dihitung berdasarkan cara tabel dari CUR. 4( Lampiran I). Dan pada kasus ini, telah diketahui nilai

dari masing-masing

pile cap. Perhitungan tulangan utama sebelumnya :

As ( luas tulangan ) per m’. Diketahui data-data

fc = 30 MPa

;

B = 1,0 m

fy = 400 MPa

;

d = 1,02 m

Mu = Pu . 40 = ( 134,12 ) . 40 = 5364,8 ton.cm = 536,5 kN. Mu

Pu 40cm

•

Mu = 536,5 = 1293,6 b.d2 0,8 . 0,722

•

Mutu beton yang digunakan fc’ = 30 MPa dan Mutu tulangan fy = 400 Mpa.

•

Dari tabel CUR.4 Tabel 5.3.i didapat nilai ρ = 0,0034 ( interpolasi ).

dan

d’ = 8,0 = 0,08 ≈ 0,10 . d 102

120

Dikarenakan arah x dan y pembebanan dan jaraknya sama, maka tulangan arah x dan y dianggap sama. Sehingga, As =

. b . d . 106

= 0,0034 . 1 . 1,02 . 106 = 3468 mm2 = 34,68 cm2 Pakai

ø 22

As1 = 3,80 cm2 (dari CUR. 4 ).

n = As / As1 = 34,68 / 3,80 = 9,12

8 buah tulangan.

Panjang pile cap = 80 cm , lebar pile cap = 80 cm Jarak tulangan ( s ) = 80 / n = 80 / 8 = 10 cm

100 mm

Berpanduan dari buku CUR.4 Tabel 2.2a, untuk tulangan utama arah y dan x tulangan 8 Ø 22 - 133

Tul. Utama Arah y 8Ø22 - 100

Tul. Utama Arah x 8Ø22 - 100

80 cm

80 cm 80 cm


121

5.2.2 A.

Perhitungan Dimensi dan Penulangan Pile Cap dengan Jumlah 2 Tiang Perhitungan Dimensi Pile Cap 50

PILE CAP H?

80 cm 20

20 TIANG PANCANG

120 cm 200 cm 40

40


•

b = 200 cm

•

d’ = 8 cm

•

t = …?

Check the shear : Vu = Pu1 = 134120 ton u = Ø Vc = 0,6 x 1/6 u = Vu bd

d>

f’c

= 0,1 x

= 134120 200 x d

30

= 0,55 Mpa = 5,5 kg/cm2

< 5,5 kg/cm2

134120

= 121,9 cm diambil d = 122 cm, 80 x 5,5 maka t1 = d + d’ = 122 + 8 = 130 cm

Check the pons shear: Puk = 98,92 Pu1 = 98,92 / 2 = 49,46 ton = 49460 kg

122

Luas bidang geser pons = 2 ( b+2t ) x d = 2 ( 60 + 60 ) x d = 240 x d pons

=

49460 L

< 5,5 kg/cm2

=

49460 240 x d

< 5,5 kg/cm2

d >

49460 = 37,46 cm diambil d = 52 cm 240 x 5,5



dari masing-masing

pile cap. Perhitungan tulangan utama


fc = 30 MPa

;

B = 1,0 m

fy = 400 MPa

;

d = 1,02 m

sebelumnya :

Tulangan arah y Mu = 2 Pu . 120 = ( 2 . 134,12 ) . 120 = 32188,8 ton.cm = 3218,9 kN. Mu

2 Pu •

120

cm

Mu = 3218,9 = 3104,6 b.d2 2 . 0,722

dan

d’ = d

8,0 = 0,15 52

123

•


•

Dari tabel CUR.4 Tabel 5.3.i didapat nilai ρ = 0,0083 ( interpolasi ). Sehingga, . b . d . 10

As =

= 0,0083 . 1 . 0,52 . 106 = 4316 mm2 = 43,16 cm2 Pakai

As1 = 3,80 cm2 (dari CUR. 4 ).

ø 22

n = As / As1 = 43,16 / 3,80 = 11,35

12 buah tulangan.

Panjang pile cap = 200 cm , lebar pile cap = 80 cm Jarak tulangan ( s ) = 200 / n = 200 / 12 = 16,7 cm

167 mm

Berpanduan dari buku CUR.4 Tabel 2.2a, untuk tulangan utama arah y tulangan 12ø 22 – 167

Tulangan arah x Karena arah y hanya memiliki satu buah tulangan, maka diambil rasio tulangan minimum yaitu ρmin = 0,0018 Sehingga, As =

. b . d . 106

= 0,0018 . 1,0 . 0,52 . 106 = 936 mm2 = 9,36 cm2 Pakai

ø 22

As1 = 3,8 cm2 (dari CUR.)

n = As / As1 = 9,36 / 3,8 = 2,5

4 buah tulangan.

Panjang pile cap = 200 cm , lebar pile cap = 80 cm Jarak tulangan ( s ) = 80 / n = 80 / 4 = 20 cm = 200 mm Berpanduan dari buku CUR.4 Tabel 2.2a, untuk tulangan utama arah x tulangan 4 Ø 22 - 200

124

Tul. Utama arah Y 12 Ø 22 – 167

Tul. Utama arah X 4Ø22 – 200

80cm

200 cm Gambar 5.5 Penulangan Pile Cap 2 Tiang Pancang

5.3.3


A.

Perhitungan Dimensi Pile Cap 70

PILE CAP

80cm

H?

20

20

120 cm TIANG PANCANG

40

40

320 cm

40


•

b = 320 cm

•

d’ = 8 cm

•

t = …?

Check the shear : Vu = 2Pu1 = 2 x 134,12 ton = 268,24 ton = 268240 kg u = Ø Vc = 0,6 x 1/6 u = Vu bd

f’c

= 0,1 x

268240 = 134120 320 x d

30

= 0,55 Mpa = 5,5 kg/cm2

< 5,5 kg/cm2

125

d>

268240 = 151,4 cm diambil d = 152 cm, 320 x 5,5

maka t1 = d + d’ = 152 + 8 = 160 cm

Check the pons shear: Puk = 144,09 ton Pu1 = 144,09 / 3 = 48,03 ton Ppons = 144,09 – 48,03 = 96,06 ton Luas bidang geser pons = 2 ( b+2t ) x d = 2 ( 125 + 125 ) x d = 500 x d pons

=

96060 L

< 5,5 kg/cm2

=

96060 500 x d

< 5,5 kg/cm2

d >

96060

= 34,9 cm diambil d = 52 cm

500 x 5,5 maka, t2 = d + d’ = 52 + 8 = 60 cm berdasarkan perhitungan di atas maka diambil t = 60 cm


dari masing-masing



fc = 30 MPa

;

B = 1,0 m

fy = 400 MPa

;

d = 0,52 m

126

Penulangan arah y Mu = 3 Pu . 120 = ( 3 . 134,12 ) . 120 = 48283,2 ton.cm = 4828,3 kN.

Mu

3 Pu 120 cm

•

Mu

=

b.d2

4828,3 3,2 . 0,722

= 2910,5

dan

d' 8 = = 0,11 ≈ 0,10 d 72

•

Mutu beton yang digunakan fc’ = 30 MPa dan Mutu tulangan fy = 400 MPa

•

Dari tabel CUR.4 Tabel 5.3.i didapat nilai ρ = 0,0078 ( interpolasi ). Sehingga, As =

. b . d . 106

= 0,0078 . 1 . 0,52 . 106 = 4056 mm2 = 40,56 cm2 Pakai

ø 22

As1 = 3,8 cm2 (dari CUR 4 )

n = As / As1 = 40,56 / 3,8 = 10,7

12 buah tulangan.


267

mm dari buku

CUR.4 Tabel 2.2a, untuk tulangan utama arah y tulangan 12ø 22 – 267

Penulangan arah x Karena arah y hanya memiliki satu buah tulangan, maka diambil rasio tulangan minimum yaitu ρmin = 0,0018 Sehingga, As =

. b . d . 106

127 = 0,0018 . 1,0 . 0,52 . 106 = 936 mm2 = 9,36 cm2 Pakai

As1 = 3,8 cm2 (dari CUR. 4).

ø 22

n = As / As1 = 9,36 / 3,8 = 2,46

4 buah tulangan.

Panjang pile cap = 320 cm , lebar pile cap = 80 cm Jarak tulangan ( s ) = 80 / n = 80 / 4 = 20 cm = 200 mm Berpanduan dari buku CUR.4 Tabel 2.2a (Hal.15), untuk tulangan utama arah x tulangan 4ø 22 – 200

Tul. Utama arah Y 12Ø22 - 267 Tul. Utama arah X 4Ø22 - 200

80

240


5.2.4 A.


PILE CAP H

2

120 cm

200cm

2

TIANG PANCANG

200 cm 40

40

128


•

b = 200 cm

•

d’ = 8 cm

•

t

= …?

Check the shear : Vu = 2Pu1 = 2 x 134,12 ton = 268,24 ton = 268240 kg u = Ø Vc = 0,6 x 1/6

= 0,1 x

268240 = 134120

u = Vu bd

d>

f’c

30

= 0,55 Mpa = 5,5 kg/cm2

< 5,5 kg/cm2

200 x d

268240 = 151,4 cm diambil d = 152 cm, 320 x 5,5

maka t1 = d + d’ = 152 + 8 = 160 cm

Check the pons shear: Puk = 205,78 ton Pu1 = 205,78 / 4 = 51,45 ton Ppons = 205,78 – 51,45 = 154,33 ton = 154330 kg Luas bidang geser pons = 2 ( b + h ) x d = 2 ( 130 + 125 ) x d L = 510 x d pons

=

154330 L

< 5,5 kg/cm2

=

154330 510 x d

< 5,5 kg/cm2

d >

154330 = 55,01 cm diambil d = 56 cm 510 x 5,5

129



dari masing-masing



fc = 30 MPa

;

B = 1,0 m

fy = 400 MPa

;

d = 0,56 m

Dikarenakan arah x dan y pembebanan dan jaraknya sama, maka tulangan arah x dan y dianggap sama.

Mu = 2 Pu . 120 = ( 2 . 134,12 ) . 120 = 32188,8 ton.cm = 3218,9 kN

Mu •

2 Pu = Mu 120 cm 3218,9 Bd2 2 . 0,562

= 3104,6 dan d’ = d

8

= 0,15

56

•


•


. b . d . 106

= 0,0083 . 1 . 0,56 . 106 = 4648 mm2 = 46,48 cm2 Pakai

ø 22

As1 = 3,80 cm2 (dari CUR. 4 ).

130

n = As / As1 = 46,48 / 3,80 = 12,23

14 buah tulangan.

Panjang pile cap = 200 cm , lebar pile cap = 200 cm 143 mm

Jarak tulangan ( s ) = 200 / n = 200 / 14 = 14,3 cm

Berpanduan dari buku CUR.4 Tabel 2.2a, untuk tulangan utama arah y dan x tulangan 14ø 22 – 143

Tul. Utama Arah y 14ø 22 – 143 Tul.Utama Utama Arah Arah X x 14ø Tul. 16ø22 22––143 125

200 cm 200 cm

200 cm


5.2.5 A.


PILE CAP H?

20

250cm

120cm

20 TIANG PANCANG

250cm 40

40

40


170cm

131

•

b = 250 cm

•

d’ = 8 cm

•

t = ..?


= 0,1 x

268240 = 134120

u = Vu bd

d>

f’c

30

= 0,55 Mpa = 5,5 kg/cm2

< 5,5 kg/cm2

250 x d

268240 = 195 cm diambil d = 196 cm, 320 x 5,5

maka t1 = d + d’ = 196 + 8 = 204 cm


=

152700 L

< 5,5 kg/cm2

=

152700 620 x d

< 5,5 kg/cm2

d >

152700 = 44,78 cm diambil d = 52 cm 620 x 5,5

132 maka, t2 = d + d’ = 52 + 8 = 60 cm berdasarkan perhitungan di atas maka diambil t = 60 cm

B. Penulangan Pada Pile Cap Mu = 2 Pu . 85 = ( 2 . 134,12 ) . 85 = 22800,4 ton.cm = 2280,04 kN. Penulangan pile2280,04 cap pada tugas akhir ini, dihitung berdasarkan cara tabel dari CUR. 4( Lampiran I). Dan pada kasus ini, telah diketahui nilai

dari masing-masing



sebelumnya :

fc = 30 MPa

;

B = 1,0 m

fy = 400 MPa

;

d = 0,52 m


Mu = 2 Pu . 85 = ( 2 . 134,12 ) . 85 = 22800,4 ton.cm = 2280,04 kN.

Mu

2 Pu 85 cm

•

Mu Bd22 bd

•


•


=

2280,04 = 1759,3 dan 2 . 0,7222 2,5 . 0,72

Sehingga,

d’ = 0,15 d

133

As =

. b . d . 106

= 0,0048 . 1 . 0,52 . 106 = 24,96 mm2 = 24,96 cm2 Pakai

ø 22

As1 = 3,80 cm2 (dari CUR. 4 ).

n = As / As1 = 24,96 / 3,80 = 6,56

10 buah tulangan.


250 mm

Berpanduan dari buku CUR.4 Tabel 2.2a, untuk tulangan utama arah y dan x tulangan 10ø 22 – 25

Tul. Utama Arah x 10ø 22 – 250

Tul. Utama Arah x 10ø 22 – 250

250 cm

250 cm


134

5.2.6

Perhitungan Dimensi dan Penulangan Pile Cap dengan jumlah 6 tiang

A.

Perhitungan Dimensi Pile Cap 60

PILE CAP H?

20

200 cm

120 cm

20 TIANG PANCANG

40

40

320 cm

40

Gambar 5.12 Dimensi Pile Cap dengan Kapasitas 6 Tiang •

b = 320 cm

•

d’ = 8 cm

•

t = …?

Check the shear : 1. Vu1 = 2Pu1 = 2 x 134,12 ton = 268,24 ton = 268240 kg u = Ø Vc = 0,6 x 1/6 u = Vu bd

d>

f’c

= 0,1 x

268240 = 134120

30

= 0,55 Mpa = 5,5 kg/cm2

< 5,5 kg/cm2

320 x d

268240 = 151,4 cm diambil d = 152 cm, 320 x 5,5

maka t1 = d + d’ = 152 + 8 = 160 cm

135 2. Vu2 = 3Pu2 = 3 x 134,12 = 402,36 ton u = Ø Vc = 0,6 x 1/6

f’c

= bd

d>

30

= 0,55 Mpa = 5,5 kg/cm2

402360 134120

Vu u =

= 0,1 x

< 5,5 kg/cm2 320 x d

402360 = 228,6 cm diambil d = 229 cm, 320 x 5,5

maka t2 = d + d’ = 229 + 8 = 237 cm

Check the pons shear: Puk = 321,89 ton Pu1 = 321,89 / 6 = 53,65 ton Ppons = 321,89 – 53,65 = 268,24 ton = 268240 kg Luas bidang geser pons = 2 ( b + h ) x d = 2 ( 195 + 195 ) x d pons

= 268240 L

=

L<=5,5 780 xd kg/cm2

268240 780 x d

d > 268240 780 x 5,5

< 5,5 kg/cm2



136

B. Penulangan Pada Pile Cap Penulangan pile cap pada tugas akhir ini, dihitung berdasarkan cara tabel dari CUR. 4. Dan pada kasus ini, telah diketahui nilai Perhitungan tulangan utama

dari masing-masing pile cap.


sebelumnya :

fc = 30 MPa

;

B = 1,0 m

fy = 400 MPa

;

d = 0,65 m

Penulangan arah y Mu = 3 Pu . 120 = ( 3 . 134,12 ) . 120 = 48283,2 ton.cm = 4828,3 kN.

Mu

3 Pu 120 cm

•

=

Mu bd2

4828,3 = 2910,5 dan 3,2 . 0,652

d’ = 0,12 = 0,10 d

•


•

Dari tabel CUR.4 Tabel 5.3.i didapat nilai ρ = 0,0078 ( interpolasi ) Sehingga, As =

. b . d . 106

= 0,0078 . 1 . 0,65 . 106 = 5070 mm2 = 50,70 cm2 Pakai

ø 22


n = As / As1 = 50,70 / 3,8 = 13,34

14 buah tulangan.

Panjang pile cap = 320 cm , lebar pile cap = 80 cm

137

Jarak tulangan ( s ) = 320 / n = 320 / 14 = 22,8 cm

228

mm dari buku

CUR.4 Tabel 2.2a, untuk tulangan utama arah y tulangan 14ø 22 – 228

Tulangan arah x Mu = 2 Pu . 120 = ( 2 . 134,12 ) . 120 = 32188,8 ton.cm = 3218,9 kN

Mu

2 Pu 120 cm 8,0 = 0,12 ≈ 0,10. 65

•

Mu = 3218,9 = 3104,6 b.d2 2 . 0,652

•


•


dan

d’ = d

Sehingga, As =

. b . d . 10

= 0,0083 . 1 . 0,65 . 106 = 5395 mm2 = 53,95 cm2 Pakai

ø 22

As1 = 3,80 cm2 (dari CUR. 4 ).

n = As / As1 = 53,95 / 3,80 = 14,2

16 buah tulangan.


125 mm

Berpanduan dari buku CUR.4 Tabel 2.2a, untuk tulangan utama arah y tulangan 16ø 22 – 125

138

Tul. Utama. Arah X 14 Ø 22 – 228

Tul. Utama. Arah X 16 Ø 22 – 125

200cm

320 cm


5.2.7


A. Perhitungan Dimensi Pile Cap 6

φ 40cm PILE CAP H

0,2 m

2

2 1,2 m TIANG PANCANG

0,2m

0,2m 0,8m

40

40

1,2m

0,8m

40

•

b = 320 cm Gambar 5.14 Dimensi Pile Cap dengan Kapasitas 7 Tiang

•

d’ = 8,0 cm

•

t

= …..?

Check the shear : Vu = 2Pu1 = 2 x 134,12 ton = 268,24 ton = 268240 kg u = Ø Vc

139

= 0,6 x 1/6

= 0,1 x

268240 = 134120

u = Vu bd

d>

f’c

30

= 0,55 Mpa = 5,5 kg/cm2

< 5,5 kg/cm2

200 x d

268240 = 151,4 cm diambil d = 152 cm, 320 x 5,5

maka t1 = d + d’ = 152 + 8 = 160 cm


=

314460

< 5,5 kg/cm2

L

=

314460 780 x d

d >

< 5,5 kg/cm2

314460



B. Penulangan pada Pile Cap Perhitungan tulangan utama


sebelumnya :

fc = 30 MPa

;

b = 1,0 m

fy = 400 MPa

;

d = 0,74 m

140

Dikarenakan arah x dan y jaraknya tidak sama, maka tulangan arah x dan y dihitung satu per satu.

Tulangan arah y : Mu = Pu . 60 + 2 Pu . 60 = (134,12 ton . 60 cm)+ (2 . 134,12 ton . 60 cm) = 8047,2 ton.cm + 16094,4 ton.cm = 24141,6 ton.cm ≈ 2414,2 kN.m •

Mu

=

bd2

2414,2 = 1455,3 dan d’ = 0,10 d 3,2 . 0,742

•


•

Dari tabel CUR.4 didapat nilai ρ = 0,0038 ( interpolasi ). Sehingga, As =

. b . d . 106

= 0,0038 . 1,0 . 0,74 . 106 = 2812 mm2 Pakai

ø 22

28,12 cm2

As1 = 3,8 cm2 (dari CUR. 4 Hal. 15).

n = As / As1 = 28,12 / 3,8 = 6,08

12 buah tulangan.

Panjang pile cap = 320 cm ; Lebar pile cap = 208 cm Jarak tulangan ( s ) = 320 / n = 320 / 12 = 26,7 cm

267 mm

Berpanduan dari buku CUR.4 Hal.15, untuk tulangan utama arah y dibutuhkan tulangan 12ø 22 – 267

141

Tulangan arah x : Mu = 2 Pu . 104 = 2 . 134,12 ton . 104 cm = 27896,96 ton.cm = 2789,7 kN.m •

Mu

=

bd2

2789,7

= 1868,5 dan

2,88 . 0,742

d’ d

= 0,10

•


•


. b . d . 106

= 0,005 . 1,0 . 0,74 . 106 = 3700 mm2 = 37 cm2 Pakai

ø 22

As1 = 3,80 cm2 (dari CUR. 4 Hal. 15).

n = As / As1 = 37 / 3,80 = 9,73

10 buah tulangan.

Panjang pile cap = 320 cm ; Lebar pile cap = 288 cm Jarak tulangan ( s ) = 288 / n = 288 / 10 = 28,8 cm Berpanduan dari buku CUR.4 dibutuhkan tulangan 10 ø 22 – 28

288 mm

Hal.15, untuk tulangan utama arah

x

142

Tul.Utama Arah y 12Ø22 - 267

40 Tul.Utama Arah x 10Ø22 - 288

104

288 104

40

100

100

120 320


5.2.8


A. Perhitungan Dimensi Pile Cap

100

PILE CAP

120 cm

H?

20

20

320 cm

TIANG PANCANG

80

40

320 cm

Gambar 5.16 Dimesi Pile Cap dengan Kapasitas 9 Tiang •

b = 320 cm

•

d’ = 8 cm

143 •

t

= …?


= 0,1 x

402360 = 134120

u = Vu bd

d>

f’c

30

= 0,55 Mpa = 5,5 kg/cm2

< 5,5 kg/cm2

320 x d

402360 = 228,6 cm diambil d = 229 cm, 320 x 5,5

maka t1 = d + d’ = 229 + 8 = 237 cm


=

423320

< 5,5 kg/cm2

L

=

423320 780 x d

d >

< 5,5 kg/cm2

423320



144


dari masing-masing



sebelumnya :

fc = 30 MPa

;

B = 1,0 m

fy = 400 MPa

;

d = 0,99 m


Mu = 3 Pu . 120 = ( 2 . 134,12 ) . 120 = 48283,2 ton.cm = 4828,3 kN.

Mu

3 Pu 120 cm

•

Mu

4828,3

=

bd2

3,2 . 0,72

= 2910,5 dan

d’ d

= 0,08

0,10

•


•


. b . d . 106

= 0,0078 . 1 . 0,99 . 106 = 7722 mm2 = 77,22 cm2 Pakai

ø 22


145 n = As / As1 = 77,22 / 3,8 = 20,32

20 buah tulangan.


160 mm dari buku CUR.4

Tabel 2.2a, untuk tulangan utama arah y tulangan 20ø 22 – 160

Tul. Utama Arah ø 22 – 160 tulangan utama arahy y20 tulangan 16ø 22 – 200

Tul. Utama 20ø 22 –16ø 16022 – 200 tulangan utamaArah arah xy tulangan

320 cm

320 cm


5.3

Perhitungan Dimensi dan Penulangan Tie Beam

5.3.1 Perhitungan Dimensi Tie Beam Jarak terpanjang antara kolom yang satu dengan yang lainnya pada struktur existing bangunan ini adalah 600 cm, maka untuk untuk dapat memperkirakan dimensi dari balok pengikat (tie beam) dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut :

146

h

b

•

h = 1/12 L sampai 1/10 L = 1/12 . 600 sampai 1/10. 600 h = 50 cm sampai 60 cm, antara kedua nilai ini digunakan h = 50 cm

•

b =

1/2 h sampai 2/3 h = 1/2 . 50 sampai

2/3 . 50

b = 25 cm sampai 33,3 cm, antara kedua nilai ini digunakan b = 30 cm Dimensi yang akan digunakan untuk tie beam adalah b x h = 30 cm x 50 cm.

5.3.2 Penulangan Tie Beam Dari data-data sebelumnya, diketahui : Modulus Elastisitas Beton ( E ) = 2,1.105 kg/cm2 Inersia balok ( I ) = 1/12. b . h3 = 1/12. 30. 503 = 312500 1143333,33 cm4 EI = 2,1.105 kg/cm2 x 312500 cm4 = 6,56.1010 kg/cm2 = 6560 ton/m2

L = 600 cm

h

1/200 L

b

147

Diasumsikan bahwa differencial ijin settlement ( ) = 1/200 x 600 = 3 cm. Nilai differencial ( ) diasumsikan pakai = 3 cm = 0,03 m Mg = (6 EI ) / L2 = (6 . 6560 . 0,03) / 62 = 118,08 ton.meter

Mu = Mg = 1180,8 ton.meter Mu = 118,08 = 2231,3 dan d’ = 8,0 = 0,19 ≈ 0,20. b. d2 0,30 . 0,422 d 42 Mutu beton yang digunakan fc’ = 30 MPa dan Mutu tulangan fy = 400 MPa Dari tabel CUR.4 didapat nilai ρ = 0,0063 (interpolasi). Sehingga, .b.d.

As =

= 0,0063 . 0,30 . 0,42 . 106= 793,8 mm2 = 8 cm2 Pakai

ø 19

As1 = 2,8 cm2 (dari CUR. 4 Hal. 15).

n = As / As1 = 8 / 2,8 = 2,85 Lebar balok = 30 cm

2 buah tulangan.

; tinggi balok = 70 cm

Jarak tulangan ( s ) = 30 / n = 30 / 2 = 15 cm

2 Ø 19

2 Ø 19

h

150 mm

2 Ø 19

h

h 2 Ø 19

2 Ø 19

2 Ø 19

b

b

b

Lapangan

Tumpuan

Tumpuan

Gambar 5.18 Penulangan Balok Tie Beam

BAB VI PERBANDINGAN HARGA DESAIN AWAL DENGAN DESAIN ALTERNATIF RUMAH SAKIT GLONAL AWAL BROSS, MAKASSAR

Tabel 6.1 Total Harga Tiang Pancang pada Desain Awal oleh PT. Perkasa Carissta Engineering

Deskripsi Pondasi tiang Ø 50 cm Biaya Pemancangan Ø 50 cm Transportasi s/d lokasi Ø 50 cm Mobilisasi alat-alat pancang biaya Launching Last Joint (6 + 6 + 8 cm) Pondasi tiang Ø 60 cm Biaya Pemancangan Ø 60 cm Transportasi s/d lokasi Ø 60 cm Mobilisasi alat-alat pancang biaya Launching Last Joint (6 + 6 + 8 cm)

Panjang ( m') 20 20 20 20 20 20 20 20

jumlah (bh) 42 42 42 42 2 85 85 85 85 2

harga satuan (Rp/m' ) 627,000.00 152,400.00 28,750.00 14,130.00 150,000.00 808,500.00 177,000.00 41,375.00 20,350.00 175,000.00

Total seluruhnya

Jumlah Harga (Rp ) 526,680,000.00 128,016,000.00 24,150,000.00 6,000,000.00 11,869,200.00 300,000.00 1,374,450,000.00 300,900,000.00 70,337,500.00 6,000,000.00 34,595,000.00 350,000.00 Rp 2,483,647,700.00

Tabel 6.2 Total Harga Tiang Pancang pada Desain Alternatif

Deskripsi Pondasi tiang Ø 40 cm Biaya Pemancangan tiang Ø 40 cm Transportasi s/d lokasi Ø 40 cm Mobilisasi alat-alat pancang biaya Launching Last Joint (6 + 6 + 6 cm)

Panjang ( m') 18 18 18 18

Total seluruhnya

jumlah (bh) 210 210 210 210 2

harga satuan (Rp/m' ) 409,200.00 127,200.00 18,400.00 9,000.00 125,000.00

Jumlah Harga (Rp ) 1,546,776,000.00 480,816,000.00 69,552,000.00 6,000,000.00 34,020,000.00 250,000.00 Rp 2,137,414,000.00

Harga-harga tersebut diambil dari Journal Of Material Building, Construction & Interior,2009 148

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN

7.1

Kesimpulan

1. Penulis merencanakan pondasi tiang pancang dengan

diameter pondasi

tiang pancang yang berbeda yaitu Ø 30 cm dan Ø 40 cm dengan kedalaman 18 meter yang berada pada tanah keras dengan lapisan tanah lempung. 2. Dari beberapa teori yang dipakai untuk perhitungan pondasi tiang tunggal memberikan hasil yang bervariatif & nilai yang berdekatan akan dirataratakan untuk selanjutnya akan dipakai untuk perhitungan pondasi tiang kelompok. Untuk tiang pancang Ø 30 cm menghasilkan Qp =51,77 ton, Qs

= 31,65 ton, Qu = 83,43ton , Qa = 33,37 ton dan untuk tiang pancang Ø 40 cm menghasilkan Qp =92,02 ton, Qs = 42,1 ton, Qu = 134,12ton , Qa =

53,64 ton. Dari hasil di atas dapat terlihat bahwa peningkatan diameter tiang pancang memberikan peningkatan pula terhadap nilai-nilai yang dihasilkan. 3. Pada perencanaan selanjutnya berdasarkan hasil yang telah diperoleh sebelumnya, maka penulis memutuskan hanya menggunakan tiang pancang Ø 40 cm. Hal ini dikarenakan untuk memudahkan pelaksanaan di lapangan. 4. Dari beberapa titik kolom yang ditinjau untuk perencanaan memperlihatkan bahwa semakin besar gaya aksial pada kolom semakin banyak pula tiang pancang yang dibutuhkan untuk menahan gaya aksial tersebut. Dari perhitungan tiang kelompok yang terjadi pada tanah lempung,

hasil

perhitungan kapasitas kelompok tiang yaitu total tiang pancang x daya

149

150

dukung tiang tunggal cenderung lebih kecil jika dibandingkan dengan daya dukung blok. 5. Untuk perhitungan penurunan hanya dihitung pada kolom yang memiliki gaya aksial terbesar yaitu kolom pada joint 93 dan Joint 31 sebagai perwakilan dari kolom lain. Pada kolom joint 93 besarnya penurunan sebesar 5,98 cm sedangkan pada joint 31 besarnya penurunan sebesar 4,9 cm lebih kecil dari penurunan maksimum pada pondasi beton bertulang yang diizinkan pada tanah lempung yaitu 15 cm, maka dinyatakan aman. 6. Untuk perkiraan dimensi pile cap didapat nilai ketebalan yang berbeda ditiap tipenya. Sedangkan untuk perkiraan dimensi tie beam ditinjau dari jarak antar kolom yang terjauh 600 cm dan diperkirakan dimensi tie beam adalah 30 x 50 cm. 7. Untuk perhitungan harga dihitung berdasarkan banyaknya jumlah tiang pancang yang digunakan. Pada perhitungan harga desain alternatif menghasilkan nilai harga yang lebih murah dibandingkan dengan desain awal. Hal ini berarti desain alternatif memberikan hasil perancangan yang cukup efisien dari segi kekuatan dan harga dibandingkan dengan desain awal .

7.2

Saran

1. Penggunaan faktor korelasi dapat digunakan sebagai alternatif yang cukup bagus dalam perancangan, dikarenakan setiap data yang diperoleh tidak selalu sempurna atau lengkap sesuai dengan keperluan dalam perencanaan.

151

2. untuk mendapatkan hasil yang lebih baik maka data yang diperlukan haruslah lebih lengkap sehingga didapat lebih banyak perbandingan. 3. Perlu studi lanjut untuk mengkaji masalah dari berbagai macam metode yang digunakan dalam perancangan pondasi 4. Perlu diperhatikan dalam merancang pondasi memiliki nilai ketidakpastian yang sangat tinggi pada setiap perancangan.

DAFTAR PUSTAKA Simatupang, Pintor Tua. 2004. Modul Kuliah Rekayasa Pondasi II. Hardiyatmo, Hary Christady. 1996. Teknik Pondasi 1. Jilid 1. Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama Bowles, Joseph E. 1993. Analisa dan Desain Pondasi. Terjemahan dari, Silaba P. Edisi Keempat. Jakarta : Erlangga. Das, Braja M. 1998. Mekanika Tanah. Jilid 1. Jakarta : Erlangga. Subianto, Rudy. 2005. Perancangan Alternatif Struktur Bagian Bawah Gedung

Perkantoran.Tugas Akhir. Rahardjo, Paulus P. 2001. In situ Testing and Soil Properties Soil Properties

Correlations. Bandung Vis, W. C dan Gideon Kusuma.1997. Grafik dan Tabel Perhitungan Beton

Bertulang Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03 (1988). Edisi Kedua. Jakarta : Erlangga. PT.PERKASA CARISSTA ENGINEERING. 2008. Data Struktur atas. Jakarta

TUGAS AKHIR DESAIN ALTERNATIF PONDASI TIANG PANCANG PADA GEDUNG RUMAH SAKIT GLOBAL AWAL BROSS DI MAKASSAR

Recommend Documents