PENGGUNAAN BORED PILE SEBAGAI DINDING PENAHAN TANAH Yeremias Oktavianus Ramandey NRP : 0021136 Pembimbing : Ibrahim Surya, Ir., M.Eng FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA BANDUNG
ABSTRAK Seiring dengan pesatnya pembangunan gedung dengan basement di Indonesia, dinding tiang contiguous merupakan salah satu solusi alternatif untuk kontruksi penahan tanah. Ada dua jenis dinding tiang contiguous yaitu dengan gap dan tanpa gap, dalam penulisan tugas akhir ini menggunakan metode dinding tiang contiguous dengan gap. Pemilihan metode ini dikarenakan lebih murah dari dinding tiang contiguous tanpa gap dan tidak dipengaruhi oleh muka air tanah ( muka air tanah lebih rendah dari level galian ). Perhitungan dilakukan pada tiga lokasi bor dengan keadaan tanah tiap bor yang berbeda dan mempunyai kedalaman basement yang berbeda juga yang disebabkan oleh keadaan muka tanah, dimana muka tanah asli pada Bor 1 adalah +2.45 dan untuk Bor 2 dan Bor 3 adalah –0.45. Pada Bor 1 mempunyai kedalaman basement
9
meter, sedangkan
Bor 2 dan Bor 3 mempunyai
kedalaman basement 7 meter. Perencanaan dinding tiang contiguous ini berdasarkan kuat geser tanah, tekanan lateral, pengaruh air dalam tanah dan pengaruh beban tambahan. Dari hasil analisis diperoleh penggunaan parameter tanah total lebih aman dibandingkan dengan parameter tanah efektif. Hasil dari penggunaan parameter tanah total adalah : Bor 1 mempunyai kedalaman penanaman 7,2 meter dan diameter 0,8 meter, Bor 2 mempunyai kedalaman penanaman 5,5 meter dan diameter 0,6 meter dan Bor 3 mempunyai kedalaman penanaman 7,44 meter dan diameter 0,6 meter.
DAFTAR ISI
Halaman SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ……………………………..
i
SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR …………………
ii
ABSTRAK ………………………………………………………………...
iii
PRAKATA ………………………………………………………………...
iv
DAFTAR ISI ……………………………………………………………...
vi
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ………………………………...
ix
DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………...
xii
DAFTAR TABEL ………………………………………………………...
xv
DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………...
xvi
BAB 1
BAB 2
PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Masalah …………………………...
1
1.2
Maksud dan Tujuan ………………………………...
2
1.3
Ruang Lingkup Pembahasan ……………………….
3
1.4
Sistematika Pembahasan …………………………...
3
TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Teori Bored Pile ……………………………………
5
2.1.1
Macam-macam Bored Pile ……………….
6
2.1.2
Keuntungan Penggunaan Bored Pile …….
6
2.1.3
Kerugian Penggunaan Bored Pile ………..
8
2.1.4
Hal-hal yang Perlu Diperhatikan Pada Penggunaan Bored Pile …………………..
8
2.1.4.1
Keadaan Tanah yang Menguntungkan ………………..
2.1.4.2
Keadaan Tanah yang Tidak Menguntungkan ………………..
2.1.4.3
Pelaksanaan Membuat Lubang Bor ……... 2.1.5.1
11
12
Pemboran Pada Tanah yang Menyempit ……………………..
2.1.5.4
11
Pemboran Pada Tanah keras dan Berbatu …………………….
2.1.5.3
10
Pemboran Pada Tanah Tidak Berongga ……………………….
2.1.5.2
9
Beberapa Penyebab Timbulnya Cacat Pada Bored Pile ………….
2.1.5
8
15
Pemboran Pada Tanah yang Berongga atau Mudah Longsor ...
15
Tahap Pelaksanaan Bored Pile …………...
19
Kuat Geser Material ………………………………..
27
2.2.1
Kuat Geser Tanah Pasir ……………………
28
2.2.2
Kuat Geser Tanah Lempung ……………….
29
2.3
Pengujian Kuat Geser ……………………………...
30
2.4
Short Term dan Long Term Analisis ………………
32
2.5
Tekanan Lateral dalam Tanah ……………………...
32
2.1.6 2.2
2.5.1
Tekanan Tanah Saat Diam, Aktif dan Pasif ……………………………………
33
2.5.2
Pengaruh Regangan Lateral ……………...
38
Teori Tekanan Tanah Lateral ………………………
41
2.6.1
Teori Rankine …………………………….
41
2.6.2
Teori Coulomb …………………………...
53
2.7
Pengaruh Air dalam Tanah ………………………...
61
2.8
Tekanan Lateral Gempa ……………………………
66
2.9
Pengaruh Beban Tambahan ………………………..
76
2.6
BAB 3
PERENCANAAN DINDING PENAHAN TANAH DENGAN MENGGUNAKAN BORED PILE 3.1
3.2
Sistem Bored Pile ……………………………………. 3.1.1
Prosedur Rancangan Umum ……………..
83
3.1.2
Lebar Efektif dan Pengaturan ……………
83
3.1.3
Bored Pile Sebagai Dinding ……………...
85
Langkah-Langkah Perhitungan Bored Pile Sebagai Dinding Penahan Tanah ……………………………
BAB 4
BAB 5
80
87
STUDI KASUS DAN ANALISA MASALAH 4.1
Studi Kasus ………………………………………...
90
4.2
Analisa Masalah ……………………………………
94
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1
Kesimpulan ………………………………………...
135
5.2
Saran ……………………………………………….
137
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………..
138
LAMPIRAN ……………………………………………………………….
139
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
As
: Luas tulangan.
Ah
: Percepatan gempa horisontal.
av
: Percepatan gempa vertikal.
c
: Kohesi tanah.
c′
: Kohesi tanah efektif.
D
: Kedalaman Bored Pile.
Dr
: Kerapatan relatif.
f
: Faktor lengkung.
f′c
: Mutu beton.
g
: Percepatan gravitasi.
H
: Tinggi dinding penahan tanah.
hc
: Kedalaman kritis.
K
: Koefisien tekanan tanah lateral.
Ka
: Koefisien tekanan tanah aktif.
Ki
: Koefisien tekanan tanah lateral pada lapisan-i.
Ko
: Koefisien tekanan tanah netral.
Kp
: Koefisien tekanan tanah pasif.
M
: Momen maksimum.
Pa
: Tekanan tanah aktif.
Pp
: Tekanan tanah pasif.
Pae′
: Gaya aktif persatuan lebar dinding.
Pvi′
: Tekanan tanah vertikal efektif pada tepi atas dari lapisan-i.
q
: Beban merata.
s
: Jarak tulangan.
u
: Tekanan air pori.
Vu
: Gaya geser maksimum.
W
: Berat blok tanah di atas bidang longsor.
w
: Momen tahanan.
Z
: Jarak vertikal yang dihitung ke bawah dari permukaan urugan.
Zw
: Kedalaman muka air tanah.
α
: Sudut kemiringan dinding penahan tanah terhadap garis horisontal.
β
: Sudut kemiringan permukaan tanah urug terhadap horisontal.
δ
: Sudut gesek antara dinding dan tanah.
φ
: Sudut geser dalam tanah.
φ′
: Sudut geser dalam tanah efektif.
φMn
: Kapasitas momen nominal.
γ
: Berat volume tanah.
γ′
: Berat volume tanah efektif.
ϕ
: Sudut geser dalam tanah.
σ
: Tegangan normal pada saat kondisi runtuh.
σ′
: Tegangan normal efektif.
σa
: Tegangan tanah aktif.
σh
: Tegangan horisontal.
σh′
: Tegangan horisontal efektif.
σp
: Tegangan tanah pasif.
σv
: Tegangan vertikal.
σv′
: Tegangan vertikal efektif.
τ
: Tegangan geser pada saat terjadinya keruntuhan.
τ
: Kuat geser tanah.
∆PHZ
: Pertambahan tekanan lateral.
AASTHO
: American Association of States Highway and Transportation Officials.
CU
: Consolidated Undrained.
UU
: Unconsolidated Undrained.
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1
Bor dengan Gigi Pemotong ………………………………...
12
Gambar 2.2
Boulder Extractor …………………………………………..
13
Gambar 2.3
Grab atau Cleaning Bucket ………………………………...
13
Gambar 2.4
Boulder Rooter ……………………………………………..
14
Gambar 2.5
Rock Chopper ……………………………………………...
14
Gambar 2.6
Tahap Pelaksanaan Bored Pile ……………………………..
19
Gambar 2.7
Bucket Pembersih ………………………………………….
22
Gambar 2.8
Franki Suction Bailer ………………………………………
22
Gambar 2.9
Distorsi dari Suatu Ikatan Tulangan yang Kurang Kuat Karena Slump yang Lambat atau beton Kasar ……………..
26
Gambar 2.10 Tekanan Tanah Lateral …………………………………….
34
Gambar 2.11 Tekanan Tanah Lateral dan Lingkaran Mohr yang mewakili Kedudukan Tegangan di Dalam Tanah …………………….
36
Gambar 2.12 Distribusi Tekanan Tanah Aktif pada Dinding Penahan Menurut Tipe Gerakan Dinding ……………………………
39
Gambar 2.13 Diagram Tekanan Tanah Aktif Rankine …………………...
43
Gambar 2.14 Diagram Tekanan Tanah Pasif Rankine …………………...
48
Gambar 2.15 Diagram Tekanan Tanah Pasif Rankine …………………..
50
Gambar 2.16 Diagram Tekanan Tanah Aktif dan Pasif pada Tanah Kohesif ( c > 0 dan ϕ > 0 ) …………………..
52
Gambar 2.17 Kelongsoran Ditinjau Dari Teori Coulomb ………………..
54
Gambar 2.18 a. Kondisi Saat Longsor
B. Segitiga Gaya ……….
55
Gambar 2.19 a. Gaya-gaya yang Bekerja pada Kondisi Tanah Pasif b. Poligon Gaya Untuk Hitungan Tanah Pasif ……………..
56
Gambar 2.20 Tekanan Tanah Lateral Menurut Teori Coulomb ………….
58
Gambar 2.21 Letak Permukaan Air Dalam Dinding Penahan Tanah …….
61
Gambar 2.22 Tekanan Vertikal dan Horisontal Akibat Muka Air Tanah ..
62
Gambar 2.23 Tekanan Lateral, Satu Jenis Tanah Dengan Kondisi Sebelumnya di Atas Muka Air Tanah atau Kondisi Seluruhnya di Bawah Muka Air Tanah ……………………
63
Gambar 2.24 Tanah Terendam sebagian …………………………………
64
Gambar 2.25 Distribusi Tekanan Lateral pada Tanah Berlapis …………..
65
Gambar 2.26 Seismic Free-Field …………………………………………
67
Gambar 2.27 Kriteria Keruntuhan Mohr-Coulomb Untuk Tanah Butir Kasar ……………………………………………………….
68
Gambar 2.28 Keruntuhan Mohr-Coulomb Untuk Tanah Kohesif ………..
69
Gambar 2.29 Distribusi Tekanan Tanah Lateral pada Dinding Berdasarkan Analisis Richard ……………………………...
72
Gambar 2.30 Gaya Aktif pada Dinding Akibat Gempa …………………..
75
Gambar 2.31 Distribusi Tekanan Lateral pada Tanah Berlapis …………..
76
Gambar 2.32 Pertambahan Tekanan Akibat Beban Titik ………………...
77
Gambar 2.33 Pertambahan Tekanan Akibat Beban Garis ………………..
78
Gambar 2.34 Resultan Gaya Akibat Beban Titik dan Beban Garis ………
78
Gambar 3.1
Jenis-jenis Dinding Tiang Contiguous ……………………..
81
Gambar 3.2
Jarak Pile ke Pile untuk Dinding Tiang Contiguous ……….
82
Gambar 3.3
Fariasi Dinding Tiang Secant ………………………………
82
Gambar 3.4
Perpindahan Beban pada Pile-Pile …………………………
84
Gambar 3.5
Diagram Tekanan …………………………………………..
87
Gambar 4.1
Profil Bor 1 dan Propertiesnya ……………………………..
91
Gambar 4.2
Profil Bor 2 dan Propertiesnya ……………………………..
92
Gambar 4.3
Profil Bor 3 dan Propertiesnya ……………………………..
93
Gambar 4.4
Diagram Tekanan Bor 1 ……………………………………
94
Gambar 4.5
Diagram Tekanan Bor 2 ……………………………………
106
Gambar 4.6
Diagram Tekanan Bor 3 ……………………………………
120
Gambar 4.7
Hubungan h – D ……………………………………………
134
Gambar 4.8
Hubungan D – Diameter Bored Pile ……………………….
134
Gambar 4.9
Hubungan h – Berat Tulangan ……………………………..
134
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1
Macam Tanah dan Translasi Saat Tanah Dalam Kondisi Aktif ( Bowles, 1977 ) ……………………………………..
Tabel 2.2
Nilai – Nilai Ko Untuk Berbagai Jenis Tanah ( Punmia, 1980 ) ……………………………………………
Tabel 2.3
38
40
Nilai –Nilai Kisaran Koefisien Tekanan Tanah Lateral ( Bowles, 1977 ) ……………………………………………
40
Tabel 2.4a
Koefisien Tekanan Tanah Aktif ( Ka ) Teori Rankine ……..
47
Tabel 2.4b
Koefisien Tekanan Tanah Pasif ( Kp ) Teori Rankine ……..
47
Tabel 2.5a
Koefisien Tekanan Tanah Aktif ( Ka ) Teori Coulomb ……
59
Tabel 2.5b
Koefisien Tekanan Tanah Pasif ( Kp ) Teori Coulomb ……
60
Tabel 2.6
Harga Ka Untuk θ = 0, α = 0 ……………………………….
75
Tabel 2.7
Resultan Gaya Akibat Beban titik ( V ) ……………………
79
Tabel 2.8
Resultan Gaya Akibat Beban Garis ( V∆t ) ………………...
79
Tabel 3.1
Kemampuan Lengkung Pasif ( Soldier Pile System, 2001 ) .
86
Tabel 4.1
Perbandingan Penggunaan Parameter Tanah Total dan Parameter Tanah Efektif …………………………………...
133
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1
Nilai-Nilai SPT ( Standard Penetration Test ) ……………..
139
Lampiran 2
Profil Bor dan Propertiesnya ……………………………….
140
Lampiran 3
Hasil Penelitian Laboratorium Tanah ……………………...
144
Lampiran 4
Nilai-Nilai Parameter Tanah Total dan Parameter Tanah
Lampiran 5
Efektif ……………………………………………………...
145
Denah Lokasi dan Potongan Bored Pile …………………...
147
