Tugas Akhir
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Indonesia sebagai negara kepulauan mempunyai garis pantai cukup panjang. Tanah di daerah pantai pada umumnya adalah tanah lunak, sehingga banyak dipakai konstruksi dengan fondasi dalam baik itu tiang pancang ataupun tiang bor. Contohnya bangunan tinggi di daerah kota Jakarta umumnya menggunakan fondasi tiang. Dalam konstruksi fondasi tiang terdapat beberapa metoda perhitungan berdasarkan data SPT (Standard Penetration Test) untuk memperkirakan prediksi kapasitas aksial dari suatu fondasi tiang yang akan dipasang. Selain itu terdapat juga data-data uji pembebanan (loading test) yang menggambarkan kapasitas aksial tiang tunggal yang terukur dari fondasi tiang yang telah di pasang. Dari beberapa metoda perhitungan berdasarkan SPT, dibutuhkan cara untuk mengetahui metoda manakah yang mendekati kapasitas terukur (hasil loading test) sehingga dapat mengurutkan metoda perhitungan berdasarkan kedekatan nilai antara hasil prediksi dan hasil terukur. Kemudian, metoda LRFD (Load and Resistance Faktor Design) di bidang geoteknik juga masih kurang mendapat perhatian lebih dalam. Sehingga dibutuhkan usaha untuk mengkonsepkan LRFD di bidang geoteknik. 1.2 Tujuan Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk menganalisis ketepatan metoda-metoda perhitungan fondasi tiang berdasarkan data SPT dengan tiga kriteria pegujian. Kemudian melalui analisis kehandalan, dicoba untuk menurunkan faktor pengali untuk beban mati, beban hidup dan tahanan yang diperlukan pada metoda LRFD. 1.3 Ruang Lingkup Masalah Di dalam tugas akhir ini, dikaji perhitungan kapasitas fondasi tiang yang meliputi : a) Lima metoda perhitungan kapasitas fondasi tiang berdasarkan data SPT yaitu metoda Meyerhoff, metoda Aoki dan Velloso, metoda Shioi dan Fukui, metoda Reese dan O’Neill, dan Metoda Neely. b) Empat metoda perhitungan kapasitas fondasi tiang berdasarkan data tes pembebanan adalah metoda Davisson, metoda Chin, metoda De Beer, dan metoda Mazurkiewicz. c) Analisis ketepatan metoda-metoda perhitungan kapasitas fondasi tiang berdasarkan data SPT (Qp), dan kapasitas fondasi tiang berdasarkan data tes pembebanan (Qm) yaitu pertama menggunakan kriteria probabilitas kumulatif (CP) dari nilai-nilai Qp/Qm pada saat probabilitas kumulatif 50% dan pada saat probabilitas kumulatif 90%, kedua berdasarkan kriteria aritmetik yaitu nilai rata-rata Qp/Qm dan standar deviasi dari nilai-nilai Qp/Qm, dan ketiga
1
Tugas Akhir
berdasarkan kriteria 20% tingkat akurasi dimana distribusi Qp/Qm didekati dengan distribusi tipe lognormal. d) Untuk mendapatkan persamaan LRFD (IRn t JD.Dn + JL.Ln) digunakan metoda FOSM (First Order Second Moment) / Hasofer dan Lind dengan kondisi batas G = R – D – L = 0, dimana R adalah variabel acak dari kapasitas fondasi tiang berdasarkan data tes pembebanan statik di lokasi proyek, D adalah variabel acak dari beban mati, dan L adalah varibel acak dari beban hidup. Distribusi R, D, dan L diasumsikan berdasarkan literatur (Reliability of Structure, oleh Andrzej S. Nowak dan Kevin R. Collin) dimana R didekati dengan distribusi lognormal, D didekati dengan distribusi normal (penelitian Rohayati 1999), dan L didekati dengan distribusi ekstrim tipe I. 1.4 Metodologi Studi kasus tugas akhir ini adalah mengurutkan metoda-metoda perhitungan kapasitas fondasi tiang tunggal berdasarkan data SPT berdasarkan kedekatan nilai antara kapasitas berdasarkan data SPT dengan kapasitas berdasarkan data hasil tes pembebanan. Selanjutnya menurunkan faktor-faktor pengali beban dan tahanan yang dipakai dalam persamaan LRFD (Load and Resistance Faktor Design) dimana nilainilai kapasitas nominal (Rn) sama dengan nilai-nilai kapasitas fondasi tiang berdasarkan data SPT, sehingga untuk lima metoda perhitungan kapasitas fondasi tiang berdasarkan data SPT akan didapat lima persamaan LRFD. Berikut adalah tahapan studi dalam pengerjaan tugas akhir ini, yaitu : 1. Studi kapasitas fondasi tiang tunggal 2. Studi ketepatan metoda –metoda perhitungan fondasi tiang 3. Studi kehandalan Tahapan –tahapan diatas dapat digambarkan melalui diagram alir –diagram alir pada gambar 1.1, gambar 1.2, dan gambar 1.3 di halaman berikut :
2
Tugas Akhir
Mulai
Penentuan Tema
Pengumpulan Data
Studi Literatur
Profil Tanah, Studi Parameter, Boring Log Rekomendasi Parameter dan data yang digunakan
Data SPT dan Data Tes Pembebanan Statik
Kapasitas Aksial Fondasi Tiang Tunggal berdasarkan data SPT (Qp) (lima metoda)
Kapasitas Aksial Fondasi Tiang Tunggal berdasarkan tes pembebanan (Qm) (4 metoda)
A
Gambar 1.1 Studi Kapasitas Fondasi Tiang Tunggal
3
Tugas Akhir
A
Nilai – Nilai Qp Berdasarkan 5 metoda perhitungan
Nilai-Nilai Qm berdasarkan 4 metoda perhitungan
Studi beberapa hasil metoda berdasarkan interpretasi
Diambil satu metoda yaitu metoda Davisson sehingga terdapat Qm metoda davisson
Qp/Qm Meyerhoff
Qp/Qm Aoki
Qp/Qm Shioi
Qp/Qm Reese
Qp/Qm Neely
Analisis Ketepatan Metoda-metoda Perhitungan Kapasitas fondasi tiang
Pengurutan Metodametoda perhitungan berdasarkan analisis sebelumnya Gambar 1.2 Studi Ketepatan Metoda-Metoda Perhitungan Kapasitas Fondasi Tiang
4
Tugas Akhir
Lokasi Proyek
Nilai-nilai Qp (5 metoda)
Nilai-Nilai Qm berdasarkan Metoda Davisson
Distribusi Qm didekati dengan tipe Lognormal
Qm/Qp Meyerhoff
Qm/Qp Aoki
Qm/Qp Shioi
Qm/Qp Reese
Qm/Qp Neely
Faktor Bias Meyerhoff
Faktor Bias Aoki
Faktor Bias Shioi
Faktor Bias Reese
Faktor Bias Neely
Didapat Distribusi Qm didekati dengan tipe Lognormal , 5 faktor bias dan c.o.v dari distribusi Qm c.o.v dari Beban Mati dan Beban Hidup serta Tipe distribusi Metoda FOSM/Hasofer dan Lind Didapat 5 persamaan LRFD Gambar 1.3 Studi Kehandalan
5
Tugas Akhir
1.5 Batasan Analisis Dalam tugas akhir ini, terdapat beberapa asumsi yang digunakan, antara lain: 1. Data SPT yang digunakan dalam perhitungan adalah data SPT pada titik bor terdekat dengan tiang yang akan di uji pembebanan (Loading Test). 2. Penentuan untuk pengambilan data SPT di Lapangan diasumsikan mengikuti peraturan yang sama 3. Distribusi kapasitas fondasi tiang tunggal berdasarkan data tes pembebanan didekati dengan distribusi lognormal 4. Kapasitas yang dianalisis adalah kapasitas aksial ultimit fondasi tiang tunggal 1.6 Sistematika Penulisan Tugas akhir ini disusun atas enam pembahasan yang disajikan dalam bab-bab berikut ini. BAB I : PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang, tujuan, ruang lingkup masalah, metodologi, dan batasan analisis. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Bab ini merupakan dasar teori dan tinjauan pustaka yang berhubungan dengan kapasitas aksial ultimit fondasi tiang dan teori kehandalan. BAB III : ANALISIS KAPASITAS FONDASI TIANG BERDASARKAN DATA SPT DAN INTERPRETASI KAPASITAS HASIL TES PEMBEBANAN Bab ini berisi perhitungan dan analisis dari kapasitas fondasi tiang dan interpretasi data tes pembebanan. BAB IV : ANALISIS KETEPATAN METODA-METODA PERHITUNGAN FONDASI TIANG Bab ini berisi analisis ketepatan terhadap metoda –metoda perhitungan fondasi tiang berdasarkan tiga kriteria yaitu probabilitas kumulatif, aritmetik, dan tingkat akurasi 20%. BAB V : ANALISIS FAKTOR-FAKTOR BEBAN DAN TAHANAN (LOAD AND RESISTANCE FAKTORS) Bab ini berisi analisis kehandalan yaitu mencari faktor reduksi, faktor pengali beban mati, dan faktor pengali beban hidup untuk nilai nominal sebagai kapasitas perhitungan berdsarkan metoda –metoda perhitungan fondasi tiang berdasarkan data SPT sehingga akan didapat lima persamaan LRFD untuk masing-masing metoda perhitungan. BAB VI : KESIMPULAN DAN SARAN Bab terakhir ini berisi kesimpulan dan saran dari tugas akhir.
6
