perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERHITUNGAN KAPASITAS DUKUNG FONDASI TIANG TUNGGAL MENGGUNAKAN CLUSTERING DATA SONDIR Calculating Bearing Capacity of Single Piles Foundation by Sondir Data Clustering
SKRIPSI Disusun sebagai Salah Satu Syarat untuk memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh :
RADEN AJENG DINASTI PURNOMO PUTRI SUGA NIM. I 0112118
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016 commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
Ingat siapa saya dimana saya bagaimana saya mengapa saya untuk apa saya
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN Tidak ada kata yang dapat saya tuliskan dalam persembahan karena tak akan cukup kertas ini menampungnya. Sebuah keberuntungan yang selalu Allah berikan kepada saya hidup di lingkungan mereka, berjalan bersama mereka, terjatuh bersama mereka, tertawa dan menangis setiap kali makan malam bersama mereka. Mungkin mereka tak akan membaca persembahan ini. Tapi pembaca harus tahu siapa mereka, dibalik sebuah kesuksesan seorang anak kecil yang berusaha untuk selalu bahagia, yaitu: 1.
Ibu R.Ay.Yetty Sriyanti Purwaningsih, BSc
2.
Momo Ir.R.M.Edi Purnomo, M.M
3.
Mbakyu R.A. Dinasty Purnomoasri,S.T.
4.
Mbakyu R.A. Dinasty Purnomosari,S.T.
5.
Yomas R.M. Dinasty Purnomoshaka
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK Raden Ajeng Dinasti Purnomo Putri Suga, 2016. Perhitungan Kapasitas Dukung Fondasi Tiang Tunggal Menggunakan Clustering Data Sondir. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknk. Universitas Sebelas Maret. Surakarta. Pembangunan mengalami pengubahan konsep dari bangunan horizontal ke bangunan vertikal yang menjulang tinggi keatas. Diperlukan fondasi dalam seperti fondasi tiang pancang yang dapat memikul dan meneruskan besar beban bangunan vertikal kelapisan tanah keras. Kemampuan fondasi dalam memikul berat disebut kapasitas dukung ultimit. Kapasitas dukung ultimit diperoleh dari hasil penyelidikan sondir. Data sondir yang dibutuhkan semakin banyak sesuai kebutuhan fondasi yang banyak. Data sondir yang ada dapat digunakan untuk memprediksi jenis tanah dan kapasitas dukung fondasi tiang pancang tunggal disekitar wilayah data yang ada. Prediksi tanah dari data sondir yang ada menggunakan metode clustering. Metode clustering mengelompokkan jenis tanah berdasarkan nilai tahanan ujung konus (qc) sondir. Nilai qc diplotkan kedalam QGIS untuk dilakukan clustering qc sehingga diperoleh cluster jenis tanah di Kecamatan Banjarsari dan Laweyan. Prediksi kapasitas dukung fondasi tiang tunggal (Qu) pada kedalaman tiang berdasarkan data sondir digunakan confidence interval. Confidence interval memprediksi nilai Qu dan kedalaman yang belum diketahui nilainya dengan tingkat kepercayaan 60%-95%. Nilai Qu setiap kedalaman (z) yang dihitung dengan tingkat kepercayaan kemudian dihubungkan menggunakan grafik berdasarkan cluster. Grafik hubungan Qu dengan kedalaman dapat digunakan untuk mengetahui nilai kapasitas dukung fondasi tiang tunggal dan kedalaman tiang pada setiap cluster jenis tanah. Hasil analisis QGIS Kecamatan Banjarsari dan Laweyan memiliki dua cluster jenis tanah yaitu tanah lempung kaku dan tanah lempung sangat kaku. Tingkat kepercayaan semakin besar menghasilkan kapasitas dukung fondasi tiang pancang tunggal (Qu) semakin kecil. Selisih nilai Qu kecil pada kedalaman kurang dari delapan meter antara tingkat kepercayaan 60%, 80% dan 95%. Kedalaman lebih besar dari delapan meter memiliki selisih perubahan nilai Qu yang besar. Selisih antar tingkat kepercayaan yang besar disebabkan rata-rata, jumlah data setiap kedalaman dan nilai standar deviasi yang besar. Hasil studi kasus membandingkan metode clustering dengan metode konvensional Meyerhof menunjukkan bahwa metode dapat digunakan sebagai rekomendasi dalam memprediksi kapasitas dukung fondasi tiang pancang tunggal (Qu). Kata Kunci :fondasi tiang pancang tunggal, clustering, sondir, QGIS
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT Raden Ajeng Dinasti Purnomo Putri Suga, 2016. Calculating Bearing Capacity of Single Piles Foundation by Sondir Data Clustering. Thesis, Department of Civil Engineering. Engineering of Faculty. Sebalas Maret University. Surakarta. The concept of buildings constraction has turn from horizontal building into vertical buildings. Therefore, deep foundations such as foundation is needed to support and pass on the enormous burden to the bed rock. Foundation’s ability to support the burden is called ultimate bearing capacity that obtained fromsondir test result. The more number of piles planed to build, the more sondir datas needed it. Existing sondir data can be used to predict the soil type and single pile bearing capacity around the existing data. Soil prediction from existing sondir data use clustering method. Clustering method categorized soil type based on cone resistance value (qc). To conduct clustering qc value being ploted to QGISc than soil type cluster of soil types of Banjarsari and Laweyan are obtained. Single pile bearing capacity (Qu) prediction of piles depth based sondir used confidence interval. Confidence intervals predict Qu value and unknownvalue depth value with confidence level of 60%-95 Qu value every depth depth (z) that calculated with confidencelevel then connected using a graph based on the cluster. The relation graph between Qu and depth can be used to find bearing capacity value of single pile and depth of pile on every soil types cluster. QGIS analysis result, Banjarsari and Laweyan subdistrict have two soil types cluster whics are soil silt and clay soil i.e. soil clays. The greater confidence value capacity of single pile foundation support stake (Qu) is getting smaller. If taken 30 cm depth of 8 meters in diameter cluster solid clay, then the results of the reading graph shows the value of Qu a 60% confidence level = 2700 kN, 80% = 2620 kN, and 95% = 2420 kN. The range value of Qu on small depths of less than eight metres between the confidence level of 60%, 80% and 95%. Depth greater than 8 m has a range of great value changes to Qu. The range between the level of trust because, on average, the amount of data each depth and value of the standard deviation. The increasingly dense layers of soil required capacity support ultimit. This is shown by the value of Qu cluster silt clays is smaller than the dense clays cluster if taken diameter 50 cm and a depth of 10 m with a 60% confidence level is obtained a value of Q u of 1880kN on silt and clays cluster value of Qu of 2820 kN on a cluster of solid clay. The results of a case study comparing clustering method with konvensional methods Meyerhof indicates that the Clustering method can be used as a recommendation to predict the capacity of support the foundation pillar of single stake (Qu). Keywords: single pile foundations, clustering, sondir, QGIS
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR Syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT atas nikmat, rahmat dan ilhamNya, penyusun dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Perhitungan Kapasitas Dukung Fondasi Tiang Pancang Tunggal Menggunakan Clustering Data Sondir”. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penyusun menyadari sepenuhnya tanpa bantuan dari berbagai pihak maka banyak kendala yang sulit untuk diselesaikan. Untuk itu, penyusun menyampaikan ucapan terimakasih yang kepada: 1. Bapak Wibowo,S.T.,D.E.A. selaku pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2. Bapak Edy Purwanto,S.T.,M.T. selaku koordinator Skripsi Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 3. Bapak R.Harya Dananjaya H I,S.T.,M.T. selaku Dosen Pembimbing I 4. Ibu Ir.Noegroho Djarwanti,M.T. selaku Dosen Pembimbing II 5. Bapak Dr.Bambang Setiawan,S.T.,M.T. selaku Tim Penguji Pendadaran 6. Ibu Dr.Niken Silmi Surhandari,S.T.,M.T. selaku Tim Penguji Pendadaran 7. Bapak Ir. Agus Parwito Rahmadi,M.S. selaku Dosen Pembimbing Akademik 8. Farida Ayu Dewayanti, Anisa Astuti, Nur Attika sebagai teman khusus 9. Teman seperjuangan Teknik Sipil 2012 terutama Tim Geoteknik 2012 10. Alumni Peduli Teknik Sipil UNS 11. Keluarga Besar Kraton Surakarta Hadiningrat 12. Keluarga Besar Kusumodilogo dan Sutopo Adi Seputro Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak pada umumnya dan mahasiswa pada khususnya.
Surakarta, Juli 2016
commit to user
viii
Penyusun
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI JUDUL ..................................................................................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN................................... Error! Bookmark not defined. HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iii MOTTO ................................................................................................................ iiv PERSEMBAHAN ................................................................................................... v ABSTRAK ............................................................................................................. vi ABSTRACT ............................................................................................................ vii KATA PENGANTAR ......................................................................................... viii DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix DAFTAR TABEL .................................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii DAFTAR PERSAMAAN .................................................................................... xiii DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL .................................................................... xiv DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xv BAB 1 PENDAHULUAN ...................................................................................... 1 1.1. Latar Belakang Masalah .................................. Error! Bookmark not defined. 1.2. Rumusan Masalah ............................................................................................ 2 1.3. Batasan Masalah............................................................................................... 2 1.4. Tujuan Penelitian ............................................................................................. 3 1.5. Manfaat Penelitian ........................................................................................... 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 4 2.1. Tinjauan Pustaka .............................................................................................. 4 2.2. Landasan Teori ................................................................................................. 5 2.2.1. Penyelidikan Tanah ....................................................................................... 5 2.2.2. Clustering ...................................................................................................... 6 2.2.3. Confidence Interval ....................................................................................... 7 2.2.4. Fondasi Tiang Pancang Tunggal ................................................................. 10 2.2.5. Kapasitas Dukung Tiang dari Data Sondir... Error! Bookmark not defined. 2.2.6. Quantum Geographic Information System ................................................. 12 BAB 3 METODE PENELITIAN.......................................................................... 13 3.1. Alat Penelitian ................................................. Error! Bookmark not defined. 3.2. Bahan Penelitian............................................................................................. 13 commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.3. Lokasi Penelitian ............................................................................................ 14 3.4. Tahap Penelitian ............................................................................................. 14 3.5. Alur Tahapan Penelitian................................................................................. 18 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................. 20 4.1. Pembuatan Peta Cluster ................................................................................. 20 4.1.1. Perhitungan rata-rata tahanan ujung konus (qc) .......................................... 20 4.1.2. Ploting data sondir ...................................................................................... 21 4.2. Pembuatan Grafik Hubungan Kapasitas Dukung Ultimit Fondasi Tiang Pancang Tunggal (Qu) dengan Kedalaman (z)............................................. 25 4.2.1. Perhitungan tahanan ujung ultimit (Qb) ...................................................... 26 4.2.2. Perhitungan tahanan gesek dinding tiang (Qs) ............................................ 27 4.2.3. Perhitungan kapasitas dukung fondasi tiang pancang tunggal (Qu) ............ 27 4.2.4. Perhitungan Qu dengan Confidence Interval ............................................... 28 4.3. Studi Kasus .................................................................................................... 34 4.3.1. Analisis metode Meyerhof konvensional .................................................... 35 4.3.2. Analisis metode Clustering ......................................................................... 37 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 39 5.1. Kesimpulan .................................................................................................... 39 5.2. Saran ............................................................................................................... 40 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 41 LAMPIRAN ......................................................................................................... 42
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Rekap tinjauan pustaka ......................... Error! Bookmark not defined. Tabel 2.2. Hubungan N, qc dengan konsistensi untuk tanah lempung (Terzaghi and Peck, 1948)............................................................................................................ ............................................................................................................................... Er ror! Bookmark not defined. Tabel
4.1.
Rekapitulasi
qc
rata-rata
sondir
............................................................................................................................... Er ror! Bookmark not defined. Tabel 4.2. Rekapitulasi cluster keseluruhan data sondirError!
Bookmark
not
defined. Tabel 4.3. Rekapitulasi Qudiameter 30 cm ............ Error! Bookmark not defined. Tabel 4.4. Data sondirtitik 1 Kecamatan BanjarsariError!
Bookmark
not
defined. Tabel 4.5. Rekapitulasi studi kasus ........................ Error! Bookmark not defined.
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1. Lokasi Penelitian ............................... Error! Bookmark not defined. Gambar 3.2. Diagram Alir Tahapan Penelitian ...... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.1. Hasil plotting rata-rata qc dan koordinat lokasi setiap titik ....... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.2. Hasil interpolasi rata-rata qc .............. Error! Bookmark not defined. Gambar 4.3. Peta Cluster Kecamatan Banjarsari dan Laweyan Kota Surakarta ........................................................................ Error! Bookmark not defined. Gambar 4.4. Plot keseluruhan titik sondir.............. Error! Bookmark not defined. Gambar 4.5. Grafik hubungan kapasitas dukung ultimit tiang (Qu) dengan kedalaman (z) pada cluster lempung kakuError!
Bookmark
not
defined. Gambar 4.6. Grafik hubungan kapasitas dukung ultimit tiang (Qu) dengan kedalaman (z) pada cluster lempung sangat kakuError! Bookmark not defined. Gambar 4.7. Titik lokasi sondir untuk studi kasus . Error! Bookmark not defined. Gambar 4.8. Daerah kepercayaan hasil studi kasusError!
Bookmark
not
defined. Gambar 4.9. Grafik cluster lempung sangat kaku untuk studi kasus ............. Error! Bookmark not defined.
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR PERSAMAAN Persamaan 2.1 Rata-rata qc...................................................................................... 7 Persamaan 2.2 Konversi N SPT ke qc ..................................................................... 7 Persamaan 2.3 Uji dua pihak confidence interval ................................................... 8 Persamaan 2.4 Uji pihak kiri confidence interval ................................................... 9 Persamaan 2.5 Tahanan ujung ultimit (Qb) ........................................................... 10 Persamaan 2.6 Tahanan gesek dinding tiang (Qs) ................................................. 11 Persamaan 2.7 Tahanan gesek dinding tiang dengan tanah (fs) ............................ 11 Persamaan 2.8 Kapasitas dukung ultimit fondasi (Qu).......................................... 12
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL %
= Persentase = Standar deviasi = Rata-rata
z
= Angka baku (berasal dari tabel distribusi normal kritis) = Angka kesalahan
π
= Phi (3,142) = Rata-rata populasi
L
= Panjang tiang
d
= Diameter tiang
As
= Luas selimut
Qb
= Tahanan ujung ultimit tiang
Ab
= Luas penampang tiang
qc
= Tahanan ujung sondir
N
= Angka penetrasi standar
Qu
= Kapasitas dukung ultimit
Qs
= Tahanan selimut dinding tiang
n
= Jumlah data
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A : A.1. Rekapitulasi Qu cluster lempung kaku diameter 30 cm 60-95% A.2. Kapasitas Dukung Ultimit cluster lempung kaku diameter 30 cm A.3. Rekapitulasi nilai Qu cluster lempung kaku diameter 40 cm 60-95% A.4. Kapasitas Dukung Ultimit cluster lempung kaku diameter 40 cm A.5. Rekapitulasi nilai Qu cluster lempung kaku diameter 50 cm 60-95% A.6. Kapasitas Dukung Ultimit cluster lempung kaku diameter 50 cm A.7. Rekapitulasi nilai Qu cluster lempung sangat kaku diameter 30 cm 60-95% A.8. Kapasitas Dukung Ultimit cluster lempung sangat kaku diameter 30 cm A.9. Rekapitulasi nilai Qu cluster lempung sangat kaku diameter 40 cm 60-95% A.10. Kapasitas Dukung Ultimit cluster lempung sangat kaku diameter 40 cm A.11. Rekapitulasi nilai Qu cluster lempung sangat kaku diameter 50 cm 60-95% A.12. Kapasitas Dukung Ultimit cluster lempung sangat kaku diameter 50 cm Lampiran B :
Data studi kasus
Lampiran C :
Data administrasi skripsi
commit to user
xv
