TUGAS AKHIR PERENCANAAN PONDASI TIANG BOR GEDUNG BERLANTAI BANYAK DI JAKARTA

TUGAS AKHIR PERENCANAAN PONDASI TIANG BOR GEDUNG BERLANTAI BANYAK DI JAKARTA Diajukan sebagai syarat untuk meraih gelar Sarjana Teknik Strata – 1 (S – 1)

Disusun oleh : NAMA : ROHMAD DANI SULAIMAN NIM : 41105010004

UNIVERSITAS MERCU BUANA FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN JURUSAN TEKNIK SIPIL

TERAKREDITASI B BERDASARKAN BADAN AKREDITASI NASIONAL PERGURUAN TINGGI NOMOR : 012/BAN-PT/AK-VII/S1/VII/2008 2009

LEMBAR PENGESAHAN SIDANG SARJANA KOMPREHENSIF LOKAL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN UNIVERSITAS MERCU BUANA

Semester :

Ganjil

Tahun Akademik :

Q

2009/2010

Tugas akhir ini untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik, jenjang pendidikan Strata 1 (S-1), Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Mercu Buana, Jakarta. Judul Tugas Akhir

:

Perencanaan Pondasi Tiang Bor Gedung Berlantai Banyak di Jakarta

Disusun oleh : N ama NIM Jurusan/Program Studi

: : :

Rohmad Dani Sulaiman 41105010004 Teknik Sipil

Telah dinyatakan LULUS pada sidang sarjana pada tanggal : 21 November 2009 Pembimbing I

Pembimbing II

Dr. Ir. Pintor Tua Simatupang, MT.

Ir. Desiana Vidayanti, MT.

Jakarta, 01 Desember 2009 Mengetahui,

Ketua Sidang

Ir. Zainal Abidin Shahab, MT.

Ketua Program Studi Teknik Sipil

Ir. Sylvia Indriany, MT.

LEMBAR PERNYATAAN SIDANG SARJANA KOMPREHENSIF LOKAL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN UNIVERSITAS MERCU BUANA

Q

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama

: Rohmad Dani Sulaiman

Nomor Induk Mahasiswa

: 41105010004

Program Studi

: Teknik Sipil

Fakultas

: Teknik Sipil dan Perencanaan

Menyatakan bahwa Tugas Akhir ini merupakan kerja asli, bukan jiplakan (duplikat) dari karya orang lain. Apabila ternyata pernyataan saya ini tidak benar maka saya bersedia menerima sanksi berupa pembatalan gelar kesarjanaan saya.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya untuk dapat di pertanggung jawabkan sepenuhnya.

Jakarta, 01 Desember 2009 Yang memberikan pernyataan

Rohmad Dani Sulaiman

LEMBAR PERNYATAAN SIDANG SARJANA KOMPREHENSIF LOKAL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN UNIVERSITAS MERCU BUANA No. Dokumen Tgl. Efektif

Q

Distribusi

Kami yang bertanda tangan dibawah ini, menerangkan dengan sesungguhnya bahwa :

N ama

:

Rohmad Dani Sulaiman

NIM

:

41105010004

Jurusan

:

Teknik Sipil

Telah menyerahkan/memasukan buku Tugas Akhir sebanyak 2 (dua) eksemplar pada : Tanggal

: 07 November 2009

Semester

: Ganjil / Genap

Tahun Akademik : 2009 / 2010 Demikian surat keterangan ini dibuat untuk dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.

Jakarta,

07 November 2009

Hormat kami,

Koordinator Tugas Akhir

Lamp: SKPs TAP

Abstrak

ABSTRAK Perencanaan Pondasi Tiang Bor Gedung Berlantai Banyak Di Jakarta Oleh: Rohmad Dani Sulaiman, NIM : 41105010004 Pembimbing : Dr. Ir. Pintor Tua Simatupang, MT dan Ir. Desiana Vidayanti, MT. Tahun 2009 Pondasi merupakan bagian yang sangat penting dalam suatu bangunan, apakah itu rumah, gedung bertingkat, jembatan maupun bangunan–bangunan lainnya. Meskipun bangunan atas (Upper Structur) telah direncanakan dengan baik, dengan pengawasan serta pelaksanaan yang baik pula, tetapi bila pondasinya kurang baik maka bangunan tersebut akan mengalami kegagalan atau bahkan akan mengalami keruntuhan. Pondasi tiang bor merupakan suatu jenis pondasi dalam yang memerlukan pengetahuan yang lebih dibandingkan dengan jenis pondasi dalam lainnya seperti tiang pancang, baik dalam perencanaan maupun dalam pelaksanaannya. Terutama daya dukung pondasi tiang bor sangat ditentukan oleh kualitas tiang terutama pada waktu pelaksanaannya disamping parameter tanah itu sendiri. Perancangan pada struktur pondasi ini meliputi dimensi pondasi tiang bor, daya dukung tiang tunggal, efesiensi dan daya dukung tiang kelompok, daya dukung tiang terhadap gaya lateral, penurunan pondasi yang akan terjadi, perencanaan dimensi pile cap dan tie beam, serta perhitungan tulangannya. Pada laporan tugas akhir ini dilakukan analisa struktur berdasarkan data N-SPT dan data parameter tanah dengan meninjau tiga titik pengujian dari lapangan berdasarkan pendekatan terhadap titik kolom dari struktur bagian atas. Dalam laporan tugas akhir ini juga dibuat gambar perencanaan pondasi. Dari hasil perancangan didapat dimensi pondasi tiang bor yang digunakan adalah dengan diameter 80 cm, yang diletakkan pada kedalaman 16 meter dari muka tanah. Hal ini diambil berdasarkan nilai efisiensi yang didapat dalam perhitungan. Adapun hasil dari perhitungan kelompok tiang dalam tugas akhir ini didapatkan jumlah tiang dalam satu kelompok sebanyak 3 tiang, 4 tiang , 5 tiang , dan 6 tiang. Kata kunci : Pondasi Tiang Bor

Kata pengantar

KATA PENGANTAR Tiada untaian kata yang pantas kami ucapkan selain puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan nikmat, rohmat serta karunianya sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan laporan Tugas Akhir dalam rangka melengkapi salah satu syarat guna mencapai jenjang strata 1 (S-1) Sarjana Teknik Sipil pada Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Mercu Buana. Pada kesempatan yang baik ini kami ingin sekali menyampaikan ungkapan rasa syukur, terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penyelesaian penyusunan laporan Tugas Akhir ini. Terima kasih yang sebesar-besarnya Ucapkan ucapkan terutama kepada : 1. Allah SWT. 2. Kedua orang tua mama, papa dan adik-adik kami tercinta Iin, @mbi, Firda serta seluruh keluarga yang selalu memberikan doa dan dukungannya baik moril maupun materil sehingga kami selalu termotivasi dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. ‫اﻟﺤﻤﺪ ﷲ ﺟﺰا ﻛﻢ اﷲ ﺧﯿﺮا‬ 3. Ade ku yang c@ntik dan Man!EzZt “Putri Eka Retna Ningsih” terima kasih,

‫اﻟﺤﻤﺪ ﷲ ﺟﺰا ك اﷲ ﺧﯿﺮا‬

yaaa atas do’a dan dukungannya.

4. Ibu Ir. Sylvia Indriyani, MT selaku Kaprodi dan koordinator Tugas Akhir. 5. Bapak Ir. Mawardi Amin, MT selaku dosen pembimbing akademik. 6. Bapak Dr. Ir. Pintor Tua Simatupang, MT selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan arahan dan masukan serta masih mau meluangkan waktu dan pikirannya untuk membimbing kami dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Kata pengantar

7. Ibu Ir. Desiana Vidayanti, MT selaku

dosen pembimbing

yang selalu

meluangkan waktu dan pikiran disela-sela kesibukannya untuk membimbing kami dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Terima kasih pinjeman bukunya, terima kasih motivasinya. Selamat menunaikan ibadah haji, semoga menjadi haji yang mabrur. 8. Bapak Ibu Dosen yang telah mendidik dan memberi bekal ilmu kepada kami selama mengikuti studi pada Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Mercu Buana. 9. Seluruh staf Tata Usaha FTSP-UMB yang telah bayak membantu 10. Kepada teman-teman seperjuangan Sipil 2005, SUKSES untuk semua. 11. Kepada Seluruh teman-teman Teknik Sipil UMB, dari angkatan dulu kala, sekarang kala, sampai angkatan besok kala, yang telah banyak membantu. Banyak hal yang telah dilakukan oleh penulis untuk menyempurnakan laporan Tugas Akhir ini, namun dengan segala keterbatasan ilmu dan keterampilan yang dimiliki hendaknya dapat dimaklumi jika nantinya ditemukan banyak kekurangan. Maka dari itu segala kritik dan saran akan sangat berguna bagi kami. Akhir kata, kami berharap semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin.

Jakarta, 07 November 2009

Penulis

Daftar Isi

DAFTAR ISI DAFTAR ISI …………………………………………………………................. i DAFTAR GAMBAR ...………………………………………………........…... iv DAFTAR TABEL ……..……………………………………………..…..…..... vi BAB I PENDAHULUAN …………………………………………………... I – 1 1.1. Latar belakang ………………………………………….…….. I – 1 1.2. Tujuan ……........................…………………………………... I – 2 1.3. Ruang lingkup dan batasan masalah ……………………....…. I – 2 1.4. Sistematika penulisan ………………………………………... I – 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ….........................................………........ II - 1 2.1

Umum ……………………………………………………….. II – 1

2.2

Tanah ..……………………………………………….……… II – 4

2.3

Daya dukung tanah ..……………………………………….... II – 8

2.4

2.3.1

Daya dukung berdasarkan tes sondir ........................... II – 9

2.3.2

Daya dukung berdasarkan SPT ................................. II – 10

Pondasi ………………………………………………......… II – 12 2.4.1

2.5

2.6

2.7

Pondasi tiang bor ………………………..….......… II – 13

Daya dukung aksial tiang tunggal ………………................. II – 15 2.5.1

Berdasarkan parameter tanah dari laboratorium ........ II – 19

2.5.2

Berdasarkan data N-SPT ........................................... II – 26

Daya dukung lateral ............................................................... II – 28 2.6.1

Penentuan kriteria tiang pendek dan panjang ............ II – 29

2.6.2

Metode analisis .......................................................... II – 31

Efisiensi dan daya dukung pada kelompok tiang .................. II – 33

i

Daftar Isi

2.7.1 2.8

Efisiensi kelompok tiang pada tanah pasir ................ II – 35

Penurunan pondasi tiang ........................................................ II – 38 2.8.1

Penurunan pondasi tiang tunggal ............................... II – 38

2.8.2

Penurunan pondasi tiang kelompok ........................... II – 40

2.9

Faktor keamanan …………………………………………... II – 42

2.6

Pelat penutup tiang (pile cap) dan tie beam ……...…...…… II – 45

BAB III DATA PERENCANAAN DAN ANALISIS ...………………… III - 1 3.1

Umum …………………………………………………….... III – 1

3.2

Pengolahan data tanah dan interpretasinya …….........……... III – 2 3.2.1

Pengujian lapangan ………………………….…....... III – 2

3.2.2

Pengujian laboratorium …………………….…......... III – 7

3.3

Kondisi tanah dasar ……………………..……….……....... III – 10

3.4

Data fisik dan pembebanan ……...……………………...… III – 11

3.5

Pemilihan jenis pondasi …………….………..…………..... III – 12

3.6

Kriteria daya dukung tiang …………….…………….…..... III – 13

3.7

Prosedur perencanaan pondasi tiang ………..……….…..... III – 13

BAB IV PERENCANAAN PONDASI ...…………......................……… IV - 1 4.1

4.2

Perhitungan daya dukung aksial tiang tunggal …………...... IV – 1 4.1.1

Berdasarkan data N-SPT ............................................ IV – 1

4.1.2

Berdasarkan parameter tanah dari laboratorium ........ IV – 7

4.1.3

Kesimpulan daya dukung tiang tunggal ………….. IV – 24

Efisiensi dan daya dukung tiang kelompok ……...……….. IV – 27 4.2.1

Lokasi DB 1 …………………………... ...……….. IV – 27

4.2.2

Lokasi DB 2 …………………………... ...……….. IV – 32

ii

Daftar Isi

4.2.3 4.3

4.4

4.5

4.6

Lokasi DB 3 ………………………….......……….. IV – 33

Kapasitas daya dukung tiang terhadap gaya lateral ……..... IV – 35 4.3.1

Menghitung gaya lateral pada lokasi DB 1 ….…..... IV – 35

4.3.2


4.3.3


Penurunan pondasi tiang …………………….......….…….. IV – 37 4.4.1

Penurunan pondasi pada lokasi DB 1 ......…….…... IV – 38

4.4.2

Penurunan pondasi pada lokasi DB 2 ......…….…... IV – 40

4.4.3

Penurunan pondasi pada lokasi DB 3 ......….……... IV – 40

Perencanaan pile cap dan tie beam ………….......….…….. IV – 41 4.5.1

Perkiraan dimensi pile cap ………….......….…….. IV – 41

4.5.2

Perkiraan dimensi tie beam ………….......….…….. IV – 48

Perkiraan tulangan …………................................….…….. IV – 48 4.6.1

Penulangan tiang bor ................................….…….. IV – 48

4.6.2

Penulangan pile cap ................................….….….. IV – 52

4.6.3 Penulangan tie beam ................................….…….. IV – 61 4.7 Gambar perencanaan pondasi tiang bor .............….….….. IV – 65 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...……...…......................……… V – 1 5.1

Kesimpulan ...……...…..............................................……... V – 1

5.2

Saran ...……...…........................................................……... V – 2

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN I (DATA PENYELIDIKAN TANAH) LAMPIRAN II (GRAFIK DAN TABEL CORELASI) LAMPIRAN III (GRAFIK DAN TABEL TULANGAN) KARTU ASISTENSI

iii

Daftar Gambar

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1

Tiang tahanan ujung dan tahanan selimut

II – 16

Gambar 2.2

Kurva beban- penurunan pada pondasi tiang

II – 17

Gambar 2.3

Distribusi pemikulan beban pada pondasi tiang

II – 18

Gambar 2.4

Variasi tahanan titik pada pasir homogen

II – 20

Gambar 2.5

Faktor daya dukung untuk pondasi dalam

II – 20

Gambar 2.6

Model ikatan tiang dengan pelat penutup kepala tiang

II – 29

Gambar 2.7

Grafik kapasitas ultimit untuk tiang panjang pada tanah pasir dan lempung

II – 32

Gambar 2.8

Efisiensi kelompok tiang

II – 36

Gambar 2.9

Efisiensi kelompok tiang berdasarkan formula Fled

II – 37

Gambar 2.10 Penurunan pondasi tiang kelompok

II – 42

Gambar 2.11 Tipe pile cap dan konfigurasi tiang

II – 46

Gambar 3.1

Denah lokasi penyelidikan tanah

III – 2

Gambar 3.2

Denah kolom

III – 12

Gambar 3.3

Diagram alir perencanaan pondasi tiang

III – 14

Gambar 4.1

Statigrafi tanah

IV – 2

Gambar 4.2

Potongan lapisan tanah DB1

IV – 8

Gambar 4.3


IV – 13

Gambar 4.4


IV – 19

Gambar 4.5

Pembagian kelompok tiang berdasarkan statigrafi

IV – 27

Gambar 4.6

Penurunan pondasi pada kolom 350

IV – 39

Gambar 4.7

Dimensi pile cap 3 tiang

IV – 42

iv

Daftar Gambar

Gambar 4.8


IV – 43

Gambar 4.9


IV – 45

Gambar 4.10 Dimensi pile cap 6 tiang

IV – 46

Gambar 4.11 Tulangan tiang bor lokasi DB1

IV – 50


IV – 51


IV – 51

Gambar 4.14 Penulangan pile cap 3 tiang bor

IV – 54


IV – 56


IV – 58


IV – 61

Gambar 4.18 Penulangan tie beam

IV – 64

Gambar 4.19 Perencanaan pondasi tiang bor

IV – 65

v

Daftar Tabel

DAFTAR TABEL Tabel 2.1

Tabel batasan-batasan ukuran golongan tanah

II – 6

Tabel 2.2

Tingkat konsistensi tanah dari sondir

II – 10

Tabel 2.3

Skala konsistensi dari sondir

II – 10

Tabel 2.4

Tingkat konsistensi tanah dari SPT

II – 11

Tabel 2.5

Tabel nilai N-SPT

II – 12

Tabel 2.6

Tabel korelasi nilai Cc untuk mencari besarnya penurunan

II – 12

Tabel 2.7

Harga k dan  berdasarkan bahan tiang

II – 22

Tabel 2.8

Faktor daya dukung untuk pondasi dalam, N*c dan N*

II – 24

Tabel 2.9

Hubungan Antara k s dan C u

II – 30

Tabel 2.10

Nilai modulus reaksi subgrade  h

II – 31

Tabel 2.11

Kriteria jenis tiang

II – 31

Tabel 2.12

Penurunan maksimum pada pondasi bangunan

II – 38

Tabel 2.13

Faktor keamanan pondasi tiang

II – 45

Tabel 3.1

Titik hasil pengujian sondir yang dipakai dalam perancangan pondasi

III – 3

Tabel 3.2

Potongan lapisan tanah pada DB1

III – 4

Tabel 3.3


III – 5

Tabel 3.4


III – 6

Tabel 3.5

Hasil dari pengujian laboratorium

III – 8

Tabel 3.6

Reaksi perletakan maksimum yang terjadi pada joint

III – 11

vi

Daftar Tabel

Tabel 4.1

Nilai tahanan selimut DB 1 metode Meyerhoff

IV – 4

Tabel 4.2


IV – 5

Tabel 4.3


IV – 6

Tabel 4.4

Data parameter tanah dari laboratorium DB 1

IV – 7

Tabel 4.5


IV – 13

Tabel 4.6


IV – 18

Tabel 4.7

Resume daya dukung tiang tunggal

IV – 24

Tabel 4.8

Beban aksial yang terjadi pada kolom lokasi DB1

IV – 28

Tabel 4.9


IV – 32

Tabel 4.10


IV – 33

Tabel 4.11

Jumlah tiang pondasi kelompok

IV – 34

vii

Bab I Pendahuluan

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Setiap bangunan yang berdiri dapat dipastikan menggunakan sebuah pondasi, bahkan pada bangunan kecil sekalipun. Perlu kita ketahui bahwa lapisan tanah yang ada dalam bumi ini memiliki jenis yang berbeda dengan kekuatan yang berbeda pula. Maka dari itu, peran dari pondasi sangatlah diperlukan sebagai pendukung bangunan diatasnya. Penggunaan pondasi tiang lebih sering digunakan sebagai pendukung bangunan dengan beban struktur yang besar dibandingkan dengan jenis pondasi lain misalnya pondasi dangkal atau pondasi rakit. Pondasi tiang yang dikenal ada dua tipe, yaitu tiang yang pembuatannya langsung di lokasi proyek dan tiang yang dibuat di pabrik. Pondasi tiang yang dibuat langsung di lokasi proyek lebih dikenal dengan sebutan tiang bor, sedangkan tiang yang dibuat di pabrik lebih dikenal dengan sebutan tiang pancang karena prinsip penggunaannya dipancang kedalam tanah dengan alat bantu khusus. Pondasi adalah suatu struktur yang terletak pada bagian dasar bangunan yang berfungsi sebagai penerus beban struktur yang ada diatasnya ke dalam lapisan tanah keras atau lapisan tanah yang memiliki daya dukung yang baik. Dalam Tugas Akhir ini dirancang pondasi tiang bor untuk mendukung bangunan gedung 11 lantai yang dibangun di daerah Jakarta. Adapun gedung yang diambil merupakan bangunan fiktif yang berasal dari tugas akhir saudari Triyani Nita yang ditempatkan pada lokasi penyelidikan tanah di daerah Pasar Minggu. I-1

Bab I Pendahuluan

1.2 Tujuan Desain pondasi tiang perlu dilakukan untuk mendapatkan dimensi dan jumlah tiang yang optimum dan efisien yang dapat mendukung bangunan diatasnya, sehingga bangunan tersebut berdiri dengan kokoh dan aman. Optimum dan efisien yang dimaksud adalah bahwa ukuran dan jumlah pondasi harus mampu menahan beban yang ada diatasnya tetapi tidak terlalu boros dalam penggunaan material. Sedangkan aman yang dimaksud adalah struktur bangunan tidak mengalami pergeseran dan penurunan yang melampaui batas toleransi yang diizinkan, sehingga bangunan mengalami kerusakan struktur atau bahkan terjadi keruntuhan. 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 dan Batasan Masalah Ruang lingkup penulisan ini meliputi perhitungan perencanaan pondasi tiang dengan menggunakan beberapa metode pada kondisi tiang tunggal (single pile) dan tiang kelompok (pile group), dengan menggunakan beberapa data tanah yaitu data N-SPT, data sondir dan data parameter tanah (data laboratorium) yang berasal dari penyelidikan tanah di daerah Pasar Minggu Jakarta Selatan yang dilakukan oleh PT. Solefoun Sakti. Adapun perhitungan perencanaan meliputi perhitungan sebagai berikut: 1. Kapasitas daya dukung aksial tiang tunggal 2. Efisiensi dan daya dukung kelompok tiang 3. Kapasitas daya dukung lateral

I-2

Bab I Pendahuluan

4. Penurunan pondasi tiang tunggal dan kelompok yang akan terjadi 5. Perencanaan dimensi pile cap dan tie beam 6. Perhitungan tulangan tiang bor, pile cap dan tie beam 7. Gambar perencanaan pondasi Pondasi tiang ini didesain, diperuntukan guna mendukung bangunan gedung sebanyak 11 lantai dengan tinggi 44 meter, berdasarkan data dari reaksi perletakan pada perhitungan struktur atas. Adapun material dari pondasi tiang bermacammacam diantaranya terbuat dari beton bertulang, baja, dan juga dari kayu. Pada penulisan tugas akhir ini akan dibahas hanya tiang pondasi yang terbuat dari beton bertulang, karena penggunaan material jenis ini lebih ekonomis, telah digunakan secara luas dan penggunaannya pun lebih umum dibandingkan dengan material lain. 1.4 Sistematika Penulisan BAB I ; Pendahuluan, memaparkan latar belakang, tujuan, ruang lingkup, batasan masalah, dan sistematika penulisan. BAB II ; Tinjauan pustaka, menjelaskan tentang dasar-dasar teori perencanaan struktur pondasi dan rumus-rumus yang digunakan dalam perhitungan, serta referensi lain yang mendukung. BAB III ; Data perencanaan dan analisis, yaitu berupa data tanah dan data reaksi perletakan yang keduanya dianggap sebagai data inti yang akan digunakan untuk kepentingan perencanaan serta penentuan parameter tanah untuk keperluan perhitungan dan penjelasan mengenai tahapan pengerjaan yang dirangkum dalam diagram alir perencanaan.

I-3

Bab I Pendahuluan

BAB IV ; Perencanaan pondasi, yaitu berupa inti penulisan yang didalamnya terdapat perhitungan daya dukung tiang tunggal dengan menggunakan beberapa metode, dan mengevaluasi hasil yang dikeluarkan dari metode tersebut. Menghitung efisiensi kelompok tiang, menghitung pengaruh gaya lateral, menghitung penurunan yang akan terjadi, perkiraan dimensi pile cap dan tie beam yang akan digunakan, perhitungan tulangan tiang bor, pile cap dan tie beam serta gambar perencanaan pondasi. BAB V ; Penutup, berisi kesimpulan dan saran yang berkaitan dengan pembahasan yang telah dilakukan.

I-4

Bab II Tinjauan Pustaka

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum Didalam pemilihan pondasi untuk suatu bangunan, faktor utama yang sering menjadi bahan pertimbangan adalah segi biaya dan keandalannya. Keandalan disini diartikan sebagai suatu keyakinan akan desain yang dibuat cocok untuk diterapkan dilapangan sesuai kondisi yang ada, sehingga dapat memikul beban yang direncanakan. Ketepatan didalam pemilihan jenis pondasi sangatlah menentukan dalam keberhasilan suatu konstruksi bangunan, sebab pondasi sendiri mempunyai fungsi untuk mentransfer beban dari struktur atas ke lapisan tanah yang lebih dalam serta memiliki daya dukung yang baik. Maka didalam pemilihan pondasi haruslah mengenal jenis dan sifat-sifat tanah di lokasi yang akan direncanakan. 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 di lapangan dan penelitian di laboratorium. Sebelum melakukan penelitian di laboratorium, terlebih dahulu kita melakukan penyelidikan di lapangan dengan cara pengambilan contoh tanah (soil sampling). Adapun penyelidikan di lapangan yang paling banyak digunakan adalah pengujian Sondir dan Boring log-SPT, sedangkan penelitian yang dilakukan di laboratorium meliputi pengujian Consolidation Test, Triaxial Compression Test, Unconfined Compression Test dan lain sebagainya.

II - 1


Dalam pengambilan contoh tanah (soil sampling) terdiri dari dua macam, yaitu : 1. Contoh tanah asli (undisturbed samples) Yang dimaksud contoh tanah asli (undisturbed samples) adalah suatu contoh tanah yang masih menunjukkan sifat-sifat asli dari tanah yang diambil di lokasi yang akan diuji. Contoh tanah yang diambil tidak mengalami perubahan bentuk struktur dan kadar air yang tetap konstan (sama seperti keadaan asli di lapangan). Contoh tanah yang benar-benar asli sangat sulit diperoleh, akan tetapi dengan teknik pelaksanaan tertentu dapat diperoleh dengan cara dilakukannya pengeboran tanah dengan menggunakan tabung sampel. 2. Contoh tanah tidak asli (disturbed samples) Yang dimaksud contoh tanah tidak asli (disturbed samples) adalah suatu contoh tanah yang pada pengambilannya tidak dilakukan usaha-usaha untuk melindungi struktur tanah tersebut sama seperti keadaan aslinya. Contohcontoh tanah ini biasanya dibawa ke laboratorium dalam keadaan tertutup dengan kaleng atau kantong plastik, sehingga kadar airnya pada sampel tersebut dapat berubah. Untuk itu, didalam merencanakan struktur pondasi bangunan harus benar-benar diperhitungkan, agar kestabilan bangunan terhadap berat sendiri dapat terjamin. Selain 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 dapat mengakibatkan kerusakan atau keruntuhan pada struktur bangunan tersebut. Pondasi bangunan harus diletakkan pada lapisan tanah yang cukup keras atau padat dan kuat mendukung beban bangunan tanpa menimbulkan penurunan yang berlebihan. II - 2


Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan pondasi, agar kegagalan dari fungsi pondasi dapat menghindari, yaitu : 1. Besarnya beban yang diteruskan oleh pondasi kedalam tanah tidak boleh melampaui kekuatan dukung tanah, sehingga pondasi tetap stabil. 2. Penurunan yang terjadi pada struktur tidak boleh malampaui batas yang ditentukan sehingga dapat menyebabkan kerusakan dan 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. Didalam merencanakan suatu pondasi, khususnya pada bangunan berlantai banyak perlu dilakukan analisa seakurat mungkin. Dan dalam 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. 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 dampak negatif terhadap lingkungan dan bangunan disekitarnya.

II - 3


6. Memberikan rasa aman dan nyaman terhadap penghuni di lingkungan sekitarnya. 7. Memperhitungkan penurunan (settlement) diatas batas yang diijinkan. Pertimbangan ekonomis meliputi : 1. Biaya pelaksanaan dapat semurah mungkin, akan tetapi tidak mengurangi mutu dari hasil pekerjaan. 2. Waktu pelaksanaan seefisien mungkin, sehingga pengaruhnya terhadap biaya akan lebih murah atau hemat.

Untuk tercapainya hasil yang optimal dan dapat dipertanggung jawabkan dari segi teknis dan ekonomis, maka perlu dilakukan beberapa pendekatan seperti : 1. Memanfaatkan secara optimal daya dukung dan karakteristik tanah yang ada. 2. Menyesuaikan jenis konstruksi pondasi yang akan digunakan dengan jenis dan kondisi tanah yang ada. 3. Merencanakan konstruksi pondasi yang tidak akan menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan sekitarnya, baik dalam pelaksanaan maupun setelah selesai. 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 II - 4


juga tanah berfungsi sebagai pendukung pondasi dari bangunan. Tanah juga mempunyai sifat-sifat yang berbeda pada jarak yang berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa tanah merupakan material yang heterogen dan nonlinear. 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 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 lepaslepas, dan kasat mata 2. Tanah lanau, memiliki sifat fisik berbutir sedang, tidak berkohesi, dapat lepaslepas, 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 lainnya.

II - 5


Pada kondisi tanah lempung lunak pada umumnya sering terjadi konsolidasi dan penurunan (settlement), penurunan yang terjadi bisa merupakan penurunan akibat konsolidasi (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 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)

Sumber: Braja M.. Das, 1985

II - 6


Sifat-sifat tanah ada dua macam, yaitu : 1. Sifat-sifat umum, yang terdiri dari a. Berat isi tanah Cara menentukan berat isi tanah ialah dengan mengukur berat sejumlah tanah yang isinya diketahui. Untuk tanah asli biasanya dipakai sebuah cincin yang dimasukkan kedalam tanah sampai terisi penuh, kemudian atas dan bawahnya dari cincin diratakan lalu tanahnya ditimbang. Apabila ukuran cincin beratnya diketahui, maka berat isi dari tanah langsung dapat dihitung. b. Berat jenis tanah Berat jenis tanah adalah perbandingan antara berat butir tanah dengan berat air suling dengan isi yang sama pada suhu tertentu. Untuk mencari berat jenis tanah, dilakukan dengan percobaan piknometer (pycnometer or volumetric flask), yaitu sebuah botol yang isinya diketahui dengan tepat. 2. Sifat-sifat khusus, yang terdiri dari: a. Pada jarak yang berbeda sifat-sifat tanah bisa berbeda. b. Tanah adalah material yang heterogen. c. Tanah adalah material yang nonlinier. d. Tanah adalah material yang tidak konservatif, yaitu mempunyai memori

apabila

pernah dibebani. Hal ini sangat mempengaruhi

engineering properties tanah. Dengan mengenal dan mempelajari sifat-sifat tersebut, keputusan yang diambil

II - 7


dalam perancangan akan lebih tepat. Karena adanya sifat-sifat tersebut maka sangat penting dilakukan uji laboratorium dan uji lapangan. 2.3 Daya Dukung Tanah Yang dimaksud dengan 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, 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. Besarnya 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) yang dimaksud 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 () 2. Berat isi tanah () 3. Kedalaman 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 II - 8


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. Dengan rumus: Qall 

Dimana:

Qu FS

(2.1)

Qall = daya dukung yang diijinkan ( kN/m2 ). Qu = 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 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 saat ini merupakan salah satu uji lapangan yang telah diterima oleh para praktisi dan pakar geoteknik. Uji sondir ini telah menunjukkan manfaat untuk pendugaan profil atau pelapisan tanah karena jenis perilaku tanah telah dapat diidentifikasikan dari kombinasi hasil pembacaan tahanan ujung dan gesekan

II - 9


selimut. Salah satu data yang menerangkan deskripsi tentang lapisan tanah lunak ialah data tentang konsistensi lapisan tanah hasil percobaan lapangan. Konsistensi tanah digunakan sebagai sesuatu yang mengidentifikasikan tentang kekuatan yang ada pada massa tanah tersebut. Tabel 2.2 Tingkat Konsistensi Tanah dari Sondir

Konsistensi

qu (kg/cm2)

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

Sumber: Syarifudin Nasution, ITB

Tabel 2.3 Skala Konsistensi dari sondir 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 )


2.3.2 Daya dukung berdasarkan SPT SPT (Standard Penetration Test) seringkali digunakan untuk mendapatkan daya dukung tanah secara langsung di lokasi. Merupakan tes tumbukan yang dilakukan dalam suatu lubang pada bor dengan memasukkan tabung sampel berdiameter 3,5 II - 10


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. SPT (Standard Penetration Test) telah memperoleh popularitas dimana-mana sejak tahun 1927 dan telah diterima sebagai uji tanah rutin dilapangan. SPT dapat dilakukan dengan cara relatif mudah. Metode pengujian tanah dengan SPT ini, merupakan cara yang cukup ekonomis untuk memperoleh informasi mengenai kondisi dibawah permukaan tanah dan diperkirakan 85%

dari desain pondasi

untuk gedung bertingkat menggunakan cara ini. Karena banyaknya data SPT, korelasi

empiris

telah banyak memperoleh kemajuan. Tabel Perbandingan

tingkat konsistensi tanah dari pengujian SPT ( Standart Penetration Test ), dapat dilihat pada tabel 2.4 dibawah ini: Tabel 2.4 Tingkat Konsistensi Tanah dari SPT K o n s is te n si

N - SPT

T anah S angat L unak

< 2

T a n a h lu n a k

2 – 4

T anah S edang / kaku

4 – 8

T anah K eras

8 –16

T anah A g ak K eras

16 – 32

T anah S ang at K eras

32 – 64

T a n a h K e ra s M e m b a tu

64 – 70

B a tu a n N N N

< 20 < 10

< 30

L unak

70 – 80

S edang

80 – 90

K eras

90 - 100


II - 11


Sedangkan menurut Bowles, konsistensi tanah kohesif adalah sebagai berikut : Tabel 2.5 Tabel nilai N-SPT Tanah Kohesif N

<4

Sangat Lunak Sumber: Bowles, JE, 1984 Konsistensi

4-6

6 - 15

16 - 25

> 25

Lunak

Sedang

Kenyal ( stiff )

Keras

Tabel 2.6 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

Sumber:Syarifudin Nasution, ITB

2.4 Pondasi Pondasi merupakan suatu bagian kontruksi bangunan yang berfungsi sebagai penopang bangunan dan meneruskan beban bangunan atas (upper structure) ke lapisan tanah yang cukup kuat daya dukungnya. Pondasi ada dua macam yaitu pondasi dangkal dan pondasi dalam. 1. Pondasi Dangkal Pondasi dangkal terdiri dari 3 macam yaitu : pondasi telapak, pondasi rakit, dan dinding penahan tanah. II - 12


2. Pondasi Dalam Pondasi dalam ada beberapa macam, yaitu pondasi tiang, pondasi sumuran, pondasi koison. Pondasi tiang sendiri ada 2 jenis, yaitu tiang pancang dan tiang bor. Dalam tugas akhir ini penulis hanya membahas pondasi tiang bor. 2.4.1 Pondasi Tiang Bor Tiang bor (Bored Pile) merupakan pondasi yang langsung dicor di tempat (cast-in place piles), dibentuk dengan membuat sebuah lubang (dibor) didalam tanah sesuai dengan kedalaman tanah dan dimensi tiang yang diinginkan, selanjutnya dimasukkan tulangan baja yang sudah dirakit, kemudian dituangkan beton cair dan didiamkan sehingga terbentuk tiang dengan tanah sebagai bekisting atau cetakannya. Keunggulan dari pondasi tiang bor adalah: 1. Dapat digunakan untuk segala macam kondisi tanah, misalnya menembus lapisan keras, lapisan kerakal, batu-batuan lapuk dan lensa-lensa tanah yang tidak dapat ditembus oleh tiang pancang. 2.

Kedalaman elevasi ujung dari penggalian untuk pondasi tiang bor dapat diinspeksikan atau diukur.

3.

Dari contoh tanah selama pengeboran dapat dipelajari apakah kondisi tanah yang dijumpai sesuai dengan keadaan tanah dari hasil boring yang dilakukan pada waktu penyelidikan tanah.

4. Suara dan getaran yang ditimbulkan dari alat drilling relatif lebih kecil dibandingkan dengan alat pilling ring pada tiang pancang sehingga sangat cocok untuk daerah yang padat penduduk dan bangunannya.

II - 13


5. Kemudahan terhadap perubahan konstruksi. Kontraktor dapat dengan mudah mengikuti

perubahan

diameter

atau

panjang

tiang

bor

untuk

mengkompensasikan suatu kondisi yang tidak terduga. 6. Diameter dan kedalaman lubang bor mudah divariasikan, sehingga lebih ekonomis untuk beban-beban kolom yang besar dan menahan momen lentur pada kepala tiang (High Bearing Capacity Piles), serta tidak diperlukan sambungan untuk tiang-tiang yang dalam. Oleh sebab itu sangat cocok terutama untuk

pondasi

bangunan bertingkat

banyak

karena

dapat

menggantikan suatu kelompok tiang pancang sehingga dapat menghemat kebutuhan untuk pile cap. 7. Tidak ada resiko penyembulan (heaving).

Kerugian penggunaan pondasi tiang bor 1. Kurang dapat diandalkan untuk daya dukung tahanan geser karena proses pelaksanaannya tidak sekaligus memadatkan tanah tetapi justru mengurangi masa tanah. 2. Prosedur pelaksanaannya sangat kritis terhadap daya dukung tiang bor, karena cara pengeboran dan pengecorannya sangat mempengaruhi mutu beton yang dihasilkan sedangkan pemeriksaan kualitas hanya dapat dilakukan secara tidak langsung sehingga memerlukan pengawasan yang lebih ketat dan teliti selama pelaksanaan. 3. Teknik pelaksanaan kadang-kadang sangat sensitif terhadap kondisi tanah yang dijumpai dan pengaruh cuaca. 4. Meskipun penetrasi sampai kelapisan pendukung dianggap telah terpenuhi, kadang-kadang masih terjadi penurunan yang berlebihan karena keadaan II - 14


geologis lapisan tanah yang tidak sama. Hal ini juga dapat mengurangi daya dukung pondasi. 5. Kondisi lapangan lebih kotor atau berlumpur dibandingkan dengan pondasi tiang pancang, sehingga harus dipersiapkan cara-cara untuk menangani tanah galian agar tidak menghambat pekerjaan dan mengurangi mutu. 6. Sebagai Cast In Place Pile, maka pelaksanaannya memerlukan lebih banyak peralatan berat maupun ringan sebagi penunjang. 7. Makin besar diameter bored pile makin besar pula daya dukungnya, sehingga biaya untuk keperluan loading test lebih tinggi. 2.5 Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal Daya dukung tiang secara umum berupa tahanan selimut dan tahanan ujung. Pada kondisi tanah tertentu dimana lapisan atas merupakan tanah lunak dan pondasi tiang ditancapkan hingga mencapai lapisan tanah keras, tiang ini disebut sebagai tiang tahanan ujung (end bearing piles) dimana sebagian daya dukung diperoleh dari tahanan ujung tiangnya. Pada kasus lain dimana tiang tidak mencapai lapisan tanah keras, maka daya dukung tiang didominasi oleh tahanan selimut. Jenis tiang seperti ini disebut tiang gesekan kulit (skin friction pile). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.1

II - 15


Gambar 2.1 (a) (b) Tiang Tahanan Ujung, (c)Tiang Tahanan Selimut (Braja M.Das) Daya dukung pondasi tiang berasal dari penjumlahan daya dukung ujung tiang dengan gaya gesekan (friction) antara tiang dengan tanah. Apabila pondasi tiang dibebani maka akan terjadi penurunan, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.2 Pada awalnya tiang akan berperilaku secara elastis, terbentuk garis lurus sampai titik A dan jika beban dilepaskan maka kepala tiang akan kembali ke posisi semula. Pada kondisi pembebanan ini seluruh beban masih dipikul oleh tahanan selimut pada tiang. Gambar 2.3(a) menunjukkan distribusi pemikulan beban di titik A. Apabila beban dinaikkan hingga titik B maka sebagian dari gesekan selimut dibagian atas tiang mencapai ultimit dan terjadi gelincir pada tiang, pada saat ujung tiang bergerak dan tahanan ujung mulai dimobilisasi. Jika beban dilepaskan lagi maka kepala tiang tidak akan kembali ke posisi semula melainkan ke titik C, meninggalkan suatu penurunan tetap (permanent set) sebesar OC. Pergerakan yang dibutuhkan untuk memobilisasi gesekan ultimit pada selimut tiang umumnya amat kecil (0.3 – 1.0% dari diameter tiang atau berkisar 2.0 – 5.0 II - 16


mm) sedangkan untuk memobilisasi tahanan ujung tiang dibutuhkan gerakan yang lebih besar. Oleh karena itu, gesekan selimut ultimit tercapai lebih dulu. Apabila beban ditambah terus, maka tahanan selimut tiang tidak dapat lebih tinggi lagi dan beban-beban berikutnya dialihkan pada tahanan ujung tiang. Ketika mobilisasi tahanan ujung tercapai penuh (titik D), tiang bergerak terus ke bawah tanpa disertai peningkatan beban berarti. Kondisi inilah yang disebut daya dukung ultimit pondasi tiang. Distribusi pemikulan beban oleh tanah pada pondasi tiang ketika mencapai titik B dan saat mencapai beban ultimit (titik D) ditunjukkan oleh gambar 2.3 (c). Dimana pada titik D baik tahanan selimut tiang maupun tahanan ujungnya mencapai nilai ultimit.

Gambar 2.2 Kurva Beban- Penurunan Pada Pondasi Tiang (Paulus P.Rahardjo)

II - 17


Gambar 2.3 Distribusi Pemikulan Beban Pada Pondasi Tiang di Titik A (a), B (b), D (c) (Paulus P.Raharjo) Pada dasarnya kapasitas daya dukung tiang dapat dihitung dengan persamaan dasar yang dikemukakan oleh Tomlinson (1977) berikut: Qu = Qp + Qs –Wp

(2.2)

Dimana: Qu = tahanan ultimit tiang Qp = tahanan ujung tiang (end bearing) Qs = tahanan selimut tiang (skin friction) Wp = berat tiang Biasanya harga Wp (weight of the pile) ini diabaikan karena sangat kecil pengaruhnya terhadap daya dukung ultimit tiang. Namun dalam beberapa kondisi seperti pondasi tiang pada konstruksi lepas pantai, harga Wp diperhitungkan karena panjang tiang yang cukup besar. Sehingga dari persamaan (2.2) dapat ditulis : Qu = Qp + Qs

(2.3)

II - 18


Didalam perhitungan kapasitas daya dukung pondasi tiang bor, persamaan yang dipakai pada umumnya sama dengan rumus untuk menghitung kapasitas daya dukung pondasi tiang pancang. Yang kadang kala membedakan adalah daya dukung selimut (friction) tidak 100 % tetapi ada pengurangan. Hal ini diakibatkan oleh adanya pengaruh pengeboran (drilling). Didalam perencanaan daya dukung suatu tiang dapat digunakan data-data dari hasil penyelidikan tanah yaitu data parameter tanah yang didapat dari uji sample di laboratorium, data sondir dan data N-SPT dari bor log. 2.5.1 Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal Berdasarkan Data Parameter Tanah Dari Laboratorium A. Metode Statis Mayerhof Mayerhof (1976), mengajukan formula statis untuk menganalisis daya dukung tiang dengan menggunakan faktor daya dukung (Nc dan Nq) berdasarkan parameter tanahnya (pasir menggunakan nilai

sudut geser  , lempung

menggunakan nilai kuat geser Cu), sehingga formulanya dibedakan untuk tanah pasir dan lempung. a. Tanah Pasir 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, perlu dicatat bahwa untuk tanah homogen Lb akan sama dengan panjang penanaman tiang L (lihat Gb.2.1 (a)). Namun pada gambar 2.1 (b), dimana tiang sudah masuk kedalam lapisan pendukung tiang, Lb < L. Diluar nisbah kritis (Lb/D)cr, nilai qp II - 19


tetap konstan (yaitu qp = ql). Fakta ini diperlihatkan pada Gb.2.4 untuk kasus tanah yang homogen, yaitu L = Lb. Variasi (Lb/D)cr, dengan sudut gesek tanah di berikan pada Gb. 2.5.

Gambar 2.4 Variasi Tahanan Titik Pada Pasir Homogen (Braja M.Das)

Gambar 2.5 Faktor Daya Dukung Untuk Pondasi Dalam (Braja M.Das) II - 20


Berdasarkan variasi (Lb/D)cr, Mayerhof (1976) merekomendasikan prosedur berikut untuk menentukan daya dukung tiang pada tanah granular. a. Untuk daya dukung ujung tiang (Qp) Formula yang digunakan ialah : (2.4)

Qp1 = Ap . qp = Ap. q’. N q* Dimana : Qp1

= daya dukung ujung tiang = luas penampang ujung tiang

Ap qp

= daya dukung batas diujung tiang per satuan luas

q’

= tegangan vertical efektif pada ujung tiang

N q*

= faktor daya dukung ujung untuk tanah pasir (gambar 2.5) yang besarnya tergantung pada nilai 

Harga q p tidak boleh melebihi daya dukung batas q1 , oleh sebab itu daya dukung ujung tiang tidak boleh lebih besar dari:

Q p 2  A p .q1  A p .5.N q* . tan 

(2.5)

dimana  adalah sudut geser dalam. dari kedua nilai daya dukung ujung Qp1 dan Qp2 diambil harga terkecil untuk perencanaan. b. Daya dukung selimut tiang (Qs) Tahanan gesek atau tahan kulit tiang dapat ditulis sebagai berikut : Qs =  p . L . f

Qs = As . f

Atau

(2.6)

Untuk pasir f = K’v tan 

atau

f = K.q’ tan 

II - 21


Tabel 2.7 Harga k dan  Berdasarkan Bahan Tiang Bahan Tiang

δ

Nilai k Kepadatan relatif rendah

20° Baja 3/4Φ Beton 2/3Φ Kayu Sumber: Tomlinson, 1977

Kepadatan relatif tinggi

0.5 1.0 1.5

1.0 2.0 4.0

Untuk tanah lempung a) Metode Lamda (  )

 f =  (’v + 2cu)

b) Metode Alpha ()  f =  . cu c) Metode Beta ()

 f =  . ’v

Dimana : P atau As = Keliling penampang tiang

L = Panjang tiang f

= Tahanan gesek satuan pada setiap kedalaman z

K = Koefisien tekanan tanah

’v = Tegangan vertical efektif 

= Sudut gesek antara tiang-tanah

’v = Nilai tengah tegangan vertical efektif untuk seluruh panjang tiang cu = Nilai tengah kuat gesek tak salur (konsep  = 0)

 = Faktor adhesion empiris  = K tan R R = Sudut geser salur lempung remolded Untuk menentukan besarnya nilai  dapat ditentukan dengan digunakan nilai 0.55, hal ini berdasarkan hasil analisis dari beberapa pengujian pembebanan tiang oleh Reese dan O’Neill 1989 merekomendasikan harga  sebesar 0.55.

II - 22


Untuk tanah lempung jenuh kondisi taksalur ( = 0 ) Qp = N c  . cu . Aq = 9cu . Ap

(2.7)

Dimana : cu

= Kohesi takalur untuk tanah dibawah ujung tiang

Ap

= Luas ujung tiang

B. Metode Vesic Vesic (1977) 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 seperti dibawah ini : a. Daya dukung ujung tiang (Qp) Qp = Aq . qp = Ap (cNc + ’o . N) (2.8) Dimana :

1  2 K o   'o   .q '  3 

N * 

3N * q 1  2 K o 

’o = Tegangan efektif rata-rata normal pada level ujung tiang Ko = Koefisien tekanan tanah diam = 1 – sin  Nc , Nq

= Faktor daya dukung

b. 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.

II - 23


Formula yang digunakan adalah : Qs =  f p L Dimana :

(2.9)

f = ά . Cu

Tabel 2.8 Faktor Daya Dukung untuk Pondasi Dalam, N*c dan N*

Sumber: Vesic, 1977

II - 24


Tabel 2.8 Lanjutan

II - 25


2.5.2 Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal Berdasarkan Data N-SPT Metode Meyerhof (1956) Mayerhof mengajukan metode untuk memperkirakan besarnya nilai tahanan ujung dan

tahan

selimut

berdasarkan

data

hasil uji SPT.

Metode

ini

menggunakan besarnya nilai N-SPT sebagai parameter. Berikut formula yang diajukan oleh Mayerhof untuk menghitung besarnya: a. Tahanan ujung tiang : Qp = 40 . Nb . Ap Dimana :

(2.10)

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

b. Untuk daya dukung selimut pada tiang bor dengan desakan tanah yang

kecil

maka formula yaitu : Qs = 0,1. N . As

(2.11)

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

(2.12)

2.5.3 Daya Dukung Pondasi Tiang Tunggal Berdasarkan Data Sondir Metode Schmertmenn – Nottingham (1975) Penggunaan data sondir pada perhitungan daya dukung pondasi tiang telah mengalami beberapa perkambangan cukup baik, karena sondir sendiri adalah merupakan model dari pondasi tiang itu sendiri. Komponen-komponen daya dukung pondasi tiang meliputi parameter yang diukur dengan uji sondir yaitu

II - 26


perlawanan ujung dan gesekan selimut. Perbedaan antara alat uji sondir dan pondasi tiang terletak pada ukurannya, bentuk ujung dan kekerasan permukaan. Schmertmenn dan Nottingham (1975), menganjurkan perhitungan daya dukung ujung pondasi tiang mengikuti cara Begemann, yaitu dengan yaitu diambil dari nilai rata-rata perlawanan ujung sondir hingga jarak 8.D di atas ujung tiang dan 0,7.D - 4.D dengan D adalah diameter tiang. a. Daya dukung ujung tiang Formula yang diberikan untuk menghitung daya dukung ujung tiang adalah: Qp 

Dimana :

q c1  q c 2 . Ap 2

(2.13)

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 4.D10.D, maka perlu dilakukan reduksi terhadap nilai rata-rata tersebut. Pada umumnya nilai perlawanan ujung tiang diambil tidak lebih dari 150 kg/cm2 untuk tanah pasir dan tidak melebihi 100 kg/cm2 untuk tanah pasir kelanauan. b. Daya dukung selimut tiang Formula yang diberikan untuk menghitung daya dukung selimut tiang adalah : L  8D Z  Qs  K s.c  f s . As   f s . As  Z 8 D  Z 0 8 D 

(2.14) II - 27


Dimana: Qs = daya dukung selimut tiang K = faktor korelasi fs, Ks untuk tanah pasir dan Kc untuk tanah lempung fs = gesekan selimut tiang As = luas selimut tiang setiap interval kedalaman fs Z = kedalaman dimana fs diambil D = diameter L = panjang total bagian total terbenam Perhitungan daya dukung pondasi tiang tunggal pada Tugas Akhir ini, dihitung berdasarkan 3 (tiga) data tanah, diantaranya : 1. Berdasarkan Data Parameter Tanah, dihitung dengan menggunakan Metode Statis Meyerhof (1976) dan Vesic. 2. Berdasarkan Data Uji N-SPT, dihitung dengan menggunakan Metode Statis Meyerhof (1956). 3. Berdasarkan Data Uji Sondir, dihitung dengan menggunakan Metode Schmertmenn – Nottingham (1975). 2.6 Daya Dukung Lateral Beban lateral dan momen dapat bekerja pada pondasi tiang akibat gaya gempa, gaya angin pada struktur atas, beban statik seperti misalnya tekanan aktif pada abutment jembatan atau pada tumbukan kapal dan lain-lain. Untuk analisis, kondisi kepala tiang dibedakan sebagai kondisi kepala tiang terjepit (fixed head) dan kepala tiang bebas (free head). Mc. Nulty (1956) mendefinisikan tiang ujung jepit ( fixed end pile ) sebagai tiang yang ujung atasnya terjepit (tertanam) dalam pelat penutup kepala tiang paling II - 28


sedikit sedalam 60 cm, sedangkan untuk tiang yang bagian atasnya tidak terjepit atau terjepit kedalam pelat penutup kepala tiang kurang dari 60 cm termasuk tiang ujung bebas ( free end pile ). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut ini : ( a ) Tiang ujung bebas Pelat penutup kepala tiang

( b ) Tiang ujung jepit Pelat penutup kepala tiang

d' > 60 cm

d' < 60 cm

TIANG

D

TIANG

D

Gambar 2.6 Model Ikatan Tiang dengan Penutup Kepala Tiang (Mc.Nulty, 1956) Beban lateral yang diijinkan pada pondasi tiang diperoleh berdasarkan salah satu dari dua kriteria: 1. Beban lateral ijin ditentukan dengan membagi beban ultimit dengan suatu faktor keamanan. 2. Beban lateral ditentukan berdasarkan defleksi maksimum yamg diijinkan. 2.6.1

Penentuan Kriteria Tiang Pendek dan Tiang Panjang

Dari perhitungan pondasi yang dibebani lateral disamping kondisi kepala tiang, umumnya tiang dibedakan perilakunya atas pondasi tiang pendek dan tiang II - 29


panjang. Pada tiang pendek, sumbu tiang masih tetap lurus pada kondisi terbebani lateral. Kriteria penentuan tiang pendek dan tiang panjang didasarkan pada kekakuan relatif antara pondasi tiang dengan tanah. Pada tanah lempung over consolidated, modulus subgrade tanah biasanya diasumsikan konstan terhadap kedalaman tanah. Dalam hal ini digunakan faktor kekakuan R untuk menentukan tiang pendek atau tiang panjang.

EI KD

R4

(2.15)

K = k s /1.5 dengan nilai k s adalah madulus subgrade tanah yang dapat ditentukan melalui korelasi dengan kuat geser tanah seperti pada tabel dibawah ini: Tabel 2.9 Hubungan Antara k s dan C u Sedang hingga Teguh hingga Konsistensi teguh amat teguh

Keras

Kuat geser undrained, C u (kg/cm2)

0.50 – 1.00

1.00 – 2.00

> 2.00

Rentang k s (kg/cm2)

0.15 – 0.30

0.30 – 0.60

> 0.60

Sumber: Paulus P.Rahardjo

Sedangkan pada tanah lempung yang terkonsolidasi normal dan tanah berbutir kasar, nilai modulus subgrade umumnya meningkat secara linier terhadap kedalaman, sehingga digunakan kriteria lain yaitu:

T 5 Dimana:

EI h

(2.16)

E = modulus tiang I = momen inersia tiang

 h = modulus variasi reaksi subgrade dalam satuan kN/m3 yang harganya dapat dilihat pada tabel 2.10 berikut: II - 30


Tabel 2.10 Nilai Modulus Reaksi Subgrade  h Jenis tanah Pasir lepas Pasir sedang Pasir padat Pasir sangat lepas dengan beban berulang Tanah organik yang sangat lunak Lempung sangat lunak Beban statis Beban berulang

 h dalam kN/m3 Kering Tercelup 2.6 x 103 1.5 x 103 7.7 x 103 5.2 x 103 20 x 103 12.5 x 103 0.41 x 103 0.15 x 103 0.45 x 103 0.27 x 103

Sumber: Swani Saran, 1996

Kriteria tiang pendek dan panjang ditentukan berdasarkan nilia R atau T yang telah dihitung dengan ditunjukkan lalam tabel 2.11 berikut ini:

Jenis tiang Kaku (pendek) Elastis (panjang)

Tabel 2.11 Kriteria Jenis Tiang Modulus tanah (K) bertambah Modulus tanah (K) konstan dengan kedalaman L ≤ 2T L ≤ 2R L ≥ 3.5 R L ≥ 4T

Sumber: Tomlinson, 1977

2.6.2

Metode Analisis

Ada beberapa metode yang telah dikembangkan untuk menganalisa tiang yang dibebani secara lateral diantaranya adalah metode Broms, Brinch-Hansen dan Reese-Matlock. Pada penulisan kali ini akan dibahas dengan menggunakan metode Broms. Broms mengajukan metode untuk menghitung gaya lateral pada tiang dengan menggunakan teori tekanan tanah yang disederhanakan dengan menganggap bahwa sepanjang kedalaman tiang, tanah mencapai nilai ultimit. Broms membedakan perilaku tiang pendek dengan tiang panjang serta membedakan posisi kepala tiang bebas dan terjepit.

II - 31


Untuk kasus tiang panjang dengan kepala terjepit, gaya lateral ultimit dan momem maksimum dapat dihitung dengan menggunakan kurva pada gambar 2.7 (a) dan (b) dibawah ini:

Gambar 2.7 (a) Grafik Kapasitas Ultimit untuk Tiang Panjang pada Tanah Pasir (Broms, 1964)

Gambar 2.7 (b) Grafik Kapasitas Ultimit untuk Tiang Panjang pada Tanah Lempung (Broms, 1964)

II - 32


Selain menggunakan grafik, dapat juga digunakan persamaan-persamaan sebagai berikut:

Hu 

2M U e  0.67 xo 

 H xo  0.82 ' u   .D.K p 

(2.17)

   

0.5

(2.18)

M maks  H u e  0.67 x o 

(2.19)

  K p  tan 2  45   2 

(2.20)

Sedangkan untuk tanah lempung digunakan persamaan:

Hu 

xo 

2M u 1.5D  0.5 xo 

Hu 9.C u .D

(2.21)

(2.22)

2.7 Efisiensi dan Daya Dukung Pada Kelompok Tiang Dalam menentukan daya dukung kelompok tiang tidak hanya meninjau daya dukung sebuah tiang tunggal kemudian dikalikan dengan banyaknya tiang dalam kelompok, sebab daya dukung kelompok tiang belum tentu sama dengan daya dukung sebuah tiang tunggal yang dikalikan dengan jumlah tiang dalam kelompok. Akan tetapi daya dukung sebuah tiang dalam kelompok adalah sama dengan daya dukung tiang tersebut bila berdiri sendiri dikalikan dengan faktor efisiensi. Pada kelompok tiang, jika jarak masing-masing tiang cukup besar, maka daya dukung vertikal masing-masing tiang dapat dianggap sama besar dengan daya II - 33


dukung sebuah tiang tunggal. Akan tetapi jika jarak antara tiang-tiang mengecil maka akan mengakibatkan daya dukungnya berkurang. Kebanyakan peraturan bangunan mensyaratkan jarak minimum antara tiang sebesar 2 kali diameter, sedangkan jarak maksimum antara tiang adalah 2.5-3.0 kali diameter. 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 penjajaran dan eksentrisitas yang kurang baik. Meskipun pada tiang yang berdiameter besar atau untuk beban yang ringan sering digunakan pondasi tiang tunggal untuk memikul kolom atau struktur beban di atas, lazimnya beban kolom dari struktur atas ini dipikul oleh kelompok tiang. Keuntungan dari penggunaan kelompok tiang adalah : 1. Tiang kelompok mempunyai kapasitas yang cukup untuk menahan beban kolom. 2. Kegagalan dari sebuah tiang dapat diminimalis oleh adanya tiang yang lain. 3. Pemancangan tiang atau instalasi tiang bor dapat meleset (sampai dengan 15 cm ) dari posisinya. 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/ bor ) dan jenis tanah. 4. Jangka waktu setelah pemancangan/ pengeboran. 5. Interaksi antar pile cap dan tanah permukaan.

II - 34


2.7.1 Efisiensi Kelompok Tiang pada Tanah Pasir Formula yang digunakan dalam menghitung efisiensi tiang kelompok terdiri dari : 1. Formula Sederhana Eg 

Dimana:

2.m  n  2.s  4.D P.m.n

Eg

= efisiensi grup tiang

m

= jumlah tiang dalam baris

n

= jumlah tiang dalam kolom

s

= jarak antar tiang

D

= diameter tiang

P

= keliling penampang tiang

(2.23)

2. Formula Converse-Labarre  n  1m  m  1n  Eg  1   . 90.m.n  

Dimana:

Eg

= efisiensi grup tiang

M

= jumlah tiang dalam baris

n

= jumlah tiang dalam kolom

θ

= tan-1 (D/s) / arc tan (D/s) dalam derajat.

(2.24)

II - 35


Gambar 2.8 Efisiensi Kelompok Tiang (Joseph E.Bowles) 3. Formula Fled Dalam metode ini kapasitas pondasi individual tiang berkurang sebesar 1/16 akibat adanya tiang yang berdampingan baik dalam arah lurus maupun dalam arah diagonal.ilustrasi hasil perhitungan formula ini dapat dilihat pada gambar 2.9 dibawah ini:

II - 36


Gambar 2.9 Efisiensi Kelompok Tiang Berdasarkan Formula Fled (PaulusP.Rahardjo) Petunjuk umum untuk menentukan efisiensi kelompok tiang pada tanah pasir yaitu pada tiang bor dimana tahanan gesekan dominan dengan jarak s = 3D, nilai efisiensi berkisar antara 2/3 – 3/4. Akan tetapi pada tiang bor tahanan ujung, nilai efisiensi dapat dianggap 1.0

II - 37


2.8 Penurunan Pondasi Tiang Penurunan pondasi tiang dapat dibedakan menjadi dua yaitu penurunan pondasi tiang

tunggal dan tiang kelompok, yang dapat

dihitung dengan beberapa

formula yang telah diketahui. Untuk mengontrol suatu perencanaan

dari

pembangunan gedung didaerah Jakarta, PEMDA DKI Jakarta mengatur tentang penurunan maksimum yang diijinkan. Tabel 2.12 Penurunan Maksimum pada Pondasi Bangunan No

Jenis Pondasi

1 2

Pondasi setempat Pondasi pelat lantai Pondasi beton bertulang Untuk silo, menara air, dsb

3

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

15 cm

Sumber: Pemda DKI Jakarta

2.8.1

Penurunan Pondasi Tiang Tunggal

Perkiraan penurunan yang terjadi pada pondasi tiang merupakan masalah yang rumit yang disebabkan oleh beberapa faktor, seperti terjadinya gangguan pada tegangan tanah pada saat pekerjaan pondasi 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. Pada tanah pasir ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk memperkirakan settlement yang akan terjadi, diantaranya adalah : a. Metode Semi Empiris S = SS + SP + SPS

(2.25)

Dimana : S = Penurunan total pondasi tiang tunggal SS = Penurunan akibat deformasi aksial tunggal II - 38


SP = Penurunan dari ujung tiang SPS

=

Penurunan

tiang

akibat

beban

yang

dialihkan

sepanjang tiang Ketiga komponen diatas dihitung secara terpisah dengan menggunakan formulaformula berikut: Ss 

Q

p

  s .Qs  L Ap  E p

(2.26)

Dimana : Qp = Daya dukung ujung tiang Qs = Daya dukung selimut tiang L = Panjang tiang Ap = Luas penampang tiang E = Modulus elastisitas tiang αs = Koefisien yang harganya tergantung pada distribusi gesekan selimut sepanjang tiang. Vesic (1977) menyarankan αs = 0.5 untuk distribusi gesekan yang seragam atau hiperbolik sepanjang tiang.

Sp 

C v .Q p D.q p

(2.27)

Dimana: Cv = Koefisien Vesic Qp = Daya dukung ujung tiang Qp = Daya dukung batas diujung tiang persatuan luas D = Diameter tiang

II - 39


q D S ps   s   p.L  Es

Dimana:

1  Vs 

I ws

(2.28)

 qs   p.L  = Gesekan rata-rata yang bekerja sepanjang tiang   P = Keliling tiang L = Panjang tiang yang terbenam D = Diameter tiang Es = Modulus elastisitas tanah Vs = poisson’s ratio tanah Iws = factor pengaruh = 2 + 0.35

L D

b. Metode Empiris S

D  100

Q.L AP .E p

(2.29) Dimana: S = Penurunan total kepala tiang (inchi) Q = Beban kerja (lbs) Ap = Luas penampang tiang D = Diameter tiang (inch) L = Panjang tiang Ep = Modulus elastisitas tiang 2.8.2 Penurunan Pondasi 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: II - 40


a. Metode Vesic (1977) Vesic (1977) memberikan formula sederhana sebagai berikut: Sg  s

Bg

(2.30)

D

Sg = Penurunan kelompok tiang

Dimana:

s = Penurunan pondasi tiang tunggal Bg = Lebar kelompok tiang D = Diameter tiang tunggal b. 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). 1) Menggunakan data N-SPT S g  2q

B g .I

(2.31)

N

Dimana : Bg = lebar tiang kelompok N = N-SPT koreksi rata-rata dalam daerah (sedalam Bg dibawah ujung tiang) q = tekanan pada dasar pondasi (kg/cm2) I





= faktor pengaruh 1  L / 8 B g  0.5

L = kedalaman pondasi tiang = Panjang tiang, untuk pasir kelanauan (SM) harga Sg dikalikan dua

II - 41


2) 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

(2.32)

qc = nilai CPT rata-rata pada daerah penurunan

Formula-formula diatas adalah berdasarkan anggapan bahwa tanah bersifat homogen dalam daerah pengaruh pondasi.

Gambar 2.10 Penurunan Pondasi Tiang Kelompok 2.9 Faktor Keamanan Faktor keamanan (FK) merupakan nilai banding antara beban dengan kekuatan bahan. Namun kedua besaran nilai banding ini tidak diketahui secara pasti, sehingga peraturan atau pengalaman sangat diutamakan untuk mendapat nilai II - 42


yang sesuai. Dalam perencanaan pondasi, nilai faktor keamanan didapat dengan membagi gaya yang dapat ditahan oleh tiang dengan daya dukung yang diijinkan. Besarnya beban yang bekerja harus lebih kecil dari daya dukung ijin tersebut agar pondasi dapat dinyatakan aman untuk memikul beban. Pernyataan diatas dapat dicontohkan dengan mencari faktor keamanan untuk gaya lateral yaitu:

FK 

Tahanan Lateral Daya Dukung Ijin Ultimit  1.10 Gaya Lateral Ultimit

(2.33)

Pada perencanaan struktur untuk menentukan besarnya faktor keamanan didasarkan pada asumsi bahwa beban yang bekerja pada struktur yang akan direncanakan melebihi dari sebenarnya, atau bisa disebut beban berfaktor. Sedangkan desain kekuatan yang lebih kecil dari yang sebenarnya, atau bisa disebut dengan pengurangan atau reduksi kekuatan bahan. Nilai-nilai yang digunakan untuk menentukan faktor keamanan diberikan oleh peraturan ACI sebagai berikut: 1. Dalam perencanaan gedung, beban yang berpengaruh adalah beban mati dan beban hidup, maka kedua beban ini diberikan faktor U = 1.2D + 1.6L 2. Jika beban angin akan menambah beban mati dan beban hidup maka digunakan U = 0.75 (1.2D + 1.6W) 3. Jika beban gempa dimasukkan kedalam perencanaan maka beban berfaktor yang dapat digunakan U = 1.05D + 0.315L + 1.05H

II - 43


4. Untuk faktor reduksi kekuatan bahan dapat dicontohkan: kekuatan lentur digunakan 0.9, kekuatan tekan digunakan 0.85, kekuatan geser dan torsi digunakan 0.85. Untuk menentukan faktor keamanan dapat digunakan klasifikasi struktur menurut Pugsley (1966) sebagai berikut: 1. Bangunan monumental, umumnya memiliki umur rencana 100 tahun. 2. Bangunan permanen, memiliki umur rencana 50 tahun. 3. Bangunan sementara, umur rencana kurang dari 25 tahun bahkan mungkin hanya beberapa saat selama konstruksi. Semakin besar umur rencana maka faktor keamanannya juga semakin besar. Faktor-faktor lain kemudian ditentukan berdasarkan tingkat pengendaliannya pada saat konstruksi, yaitu: 1. Pengendalian baik; kondisi tanah cukup homogen dan konstruksi didasarkan pada penyelidikan tanah. 2. Pengendalian normal: situasi sama dengan kondisi diatas hanya saja keadaan tanah bervariasi dan tidak tersedia data pengujian tiang. 3. pengendalian kurang; tidak ada uji pembebanan, kondisi tanah sulit dan bervariasi, tetapi pengujian tanah dilakukan dengan baik. 4. Pengendalian buruk; kondisi tanah amat buruk dan sukar ditentukan, penyelidikan tanah tidak mewadai.

II - 44


Tabel 2.13 Faktor Keamanan Pondasi Tiang Klasifikasi Struktur Probabilitas kegagalan yang dapat diterima FK (pengendalian baik) FK (pengendalian normal) FK (pengendalian kurang) FK (pengendalian buruk)

Bangunan Bangunan Bangunan Monumental permanen sementara 10-5 10-4 10-3 2.3 3.0

2.0 2.5

1.4 2.0

3.5

2.8

2.3

4.0

3.4

2.8

Sumber: Donald P.Conduto

2.10 Pelat Penutup Tiang ( Pile Cap ) dan Tie Beam Pile cap berfungsi untuk mendistribusikan beban dari kolom kebeberapa tiang yang berada pada pile cap. Untuk dapat menyebarkan gaya secara merata maka letak dari pondasi tiang harus terletak pada titik pusat massa pile cap. Selain itu agar penurunan yang terjadi pada suatu tiang pada satu pile cap dapat terjadi bersamaan. Penurunan yang terjadi pada masing-masing pile cap juga harus seragam, untuk itu antara pile cap yang satu dengan yang lainnya dihubungkan oleh tie beam. Dengan konstruksi seperti ini maka antara tiang akan bekerja bersama dengan menjadi satu kesatuan yang monolit. Beberapa bentuk umum pile cap yang digunakan dalam perencanaan dapat dilihat pada gambar 2.11 berikut ini:

II - 45


Gambar 2.11 Tipe Pile cap dan Konfigurasi Tiang (M.J.Tomlinson)

II - 46

Bab III Data Perencanaan dan Analisis

BAB III DATA PERENCANAAN DAN ANALISIS 3.1 Umum Perencanaan pondasi tiang mencakup beberapa tahapan pekerjaan. Sebagai tahap awal adalah interpretasi data tanah dan data reaksi perletakan hasil dari analisis struktur atas. Tahapan selanjutnya yaitu perhitungan daya dukung pondasi berdasarkan hasil interpretasi data tanah dan data reaksi perletakan tersebut. Pada perencanaan struktur atas, umumnya elemen struktur merupakan suatu bagian yang dapat dispesifikasikan. Ukuran dan kekuatan elemen struktur dapat diputuskan oleh perencana dan diwujudkan dalam pelaksanaan pembangunan. Untuk menjamin kesesuaian dengan rancangan dapat dilakukan dengan quality control yang dapat diverifikasi dan dievaluasi. Disamping itu, pada pelaksanaan pembangunan perubahan-perubahan desain umumnya dapat diakomodasikan. Adapun pada perencanaan pondasi, dibutuhkan sifat teknis tanah yang harus diukur dan diuji di laboratorium, dan tidak dapat ditentukan suatu spesifikasi tertentu. Oleh karena itu strategi penyelidikan tanah amat ditentukan oleh tujuan perancangan secara keseluruhan dan bagaimana konstruksi hendak dilaksanakan. Data tanah yang digunakan berasal dari proyek pembangunan Apartemen Gardenia Boulevard di daerah Pasar Minggu Jakarta Selatan. Adapun gedung yang didirikan mempunyai tinggi 11 lantai dan diasumsikan berdiri dilahan tersebut.

III - 1


3.2 Pengolahan Data Penyelidikan Tanah dan Interpretasinya Penyelidikan tanah dilakukan untuk mendapatkan parameter tanah, yaitu dengan melakukan 2 pengujian yakni: 1. pengujian dilapangan 2. Pengujian dilaboratorium Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini;

Gambar 3.1: Denah Lokasi Penyelidikan Tanah

3.2.1 Pengujian Lapangan Kegiatan pengujian dilapangan yang dilakukan yaitu dengan uji sondir (CPT) dan bor log SPT.

III - 2


A. Sondir (CPT) Pengujian sondir bertujuan untuk mendapatkan nilai qc (tahanan ujung tiang) dan qs (gesekan selimut). Untuk penyondiran yang dilakukan pada lokasi ini sebanyak 10 (sepuluh) titik dengan alat berkapasitas 2,5 tonf yang dilaksanakan mencapai lapisan tanah keras dengan tekanan konus qc > 200 kgf/cm2. Dalam uji sondir ini pada kedalaman 2.5 sampai 6 m sudah ditemukan tanah keras, sehingga batang konus sudah tidak bisa masuk lebih dalam lagi, maka pengujian sondir tidak dapat diteruskan dan memberikan kesimpulan bahwa dilokasi tersebut tanah keras berada dikedalaman 6 meter. Gambar dan data-data dari hasil uji sondir dapat dilihat pada lampiran data sondir. Berikut ini adalah data-data hasil dari 10 pengujian sondir: Tabel 3.1 Hasil Pengujian Sondir No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Titik Pengujian S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10

Kedalaman

Nilai Konus (qc)

6,1 6,4 5,3 2,3 2,2 2,3 2,5 4,4 2,5 3,1

> 200 > 200 > 200 > 200 > 200 > 200 > 200 > 200 > 200 > 200

B. Bor Log (SPT)

Pengujian ini dilakukan guna mendapatkan informasi keadaan tanah dibawah permukaan akan sifat keteknikannya. Untuk pengeboran dilakukan sebanyak 3 (tiga) lubang sampai kedalaman 24.50 m; 30.50 m; 30.50 m. Selain pengeboran juga dilakukan uji SPT (standard penetration test) dalam interval kedalaman 2 III - 3


meter. Percobaan ini memberikan informasi mengenai kepadatan dari tanah. Hasil pengeboran menyajikan deskripsi dari lapisan-lapisan tanah yang ditemukan pada pengeboran. Dari hasil uji SPT didapat nilai N (banyaknya pukulan). Semakin tinggi nilai N, maka tanah semakin keras. Berikut ini adalah hasil dari pengujian SPT: Tabel 3.2 Potongan Lapisan Tanah pada DB1 ELEVATION (M) 0.00 -1.00

SOIL CLASSIFICATION

DEPTH (M)

N VALUE (SPT)

1.50 3.50 5.00

4 5 105

6.50

21

8.00 9.50 11.00 12.50 14.00 15.50 17.00 18.50 20.00

66 >60 14 15 26 84 40 88 50

4.20 - 5.50 5.50 - 6.50 6.50 - 7.10

Urugan silt lempung dan puing-puing, coklat Silt, MH, coklat, Abu-abu, silt lempung sedikit pasir halus, konsistensi medium, aktivitas tidak aktif Silt, abu-abu, cadas silt pasir halus, hard cemented Silt, abu-abu, cadas silt, hard cemented Silt, abu-abu, very stiff

7.10 - 10.50

Pasir, abu-abu, pasir kasar kerikil dan koral, very dense

10.50 - 13.00

Silt, MH, abu-abu, silt pasir halus & lempung. Stiff, very stiff, aktivitas sedang, kepekaan tidak peka.

13.00 - 21.50

Silt, abu-abu, abu-abu kehijauan, cadas silt pasir halus, hard cemented, berlapis silt pasir halus, hard

21.50 - 23.00

Silt, MH, abu-abu kehijauan, cadas silt pasir halus & lemp. very stiff, aktivitas sedang

21.50

24

23.00 - 24.50

Pasir, abu-abu,coklat, pasir halus kerikil dan koral, dense

23.00

36

1.00 - 4.20

Pada kedalaman 5 m sudah ditemukan tanah keras dengan nilai N sebesar 105 sudah melebihi angka 40 yang berarti tanah tersebut sudah tergolong tanah keras, akan tetapi dibawahnya ditemukan lapisan tanah lunak. Kemudian pada kedalaman 8-9.5 m ditemukan lagi tanah keras dengan nilai N-SPT lebih dari 60, tetapi pada kedalaman 11-14 m masih ditemukan tanah lunak, kemudian pada kedalaman 15,5-20 terdapat tanah keras dan pada lapisan bawahnya masih ditemukan kembali tanah lunak, maka bila kita lihat dari hasil N-SPT diatas dapat III - 4


kita ambil kesimpulan bahwa pada DB1 ini keadaan tanah tidak terlalu baik karena dibawah lapisan tanah keras masih terdapat lapisan tanah yang lunak. Maka penulis menentukan tumpuan tiang bor pada lokasi ini pada kedalaman 16 m, walaupun pada kedalaman 21.5 m masih ditemukan tanah lunak akan tetapi pada kedalaman ini dirasa cukup sebagai tumpuan untuk mendukung bangunan diatasnya, karena selain bertumpu pada tanah keras diharapkan friksi dari selimut tanah dapat membantu memperbesar daya dukung tiang walaupun relatif kecil. Tabel 3.3 Potongan Lapisan Tanah pada DB2 ELEVATION (M) 0.00 - 4.20 4.20 - 5.40 5.40 - 7.80 7.80 - 10.30 10.30 - 13.80

SOIL CLASSIFICATION Silt, MH, coklat kemerahan, abu-abu, kuning, coklat, silt lempung sedikit pasir halus, very stiff, akt tdk aktif Silt, abu2, hitam, cadas silt pasir halus, hard cemented Pasir, hitam, pasir halus, dense Pasir, hitam, cadas pasir halus, very dense cemented Pasir, hitam, pasir halus + kasar kerikil dan koral, medium dense, dense Silt, MH, abu-abu coklat, cadas silt lemp dan pasir halus hard cemented, aktivitas tidak aktive

13.80 - 19.70

Pasir, hitam, cadas pasir halus + kasar, very dense cemented

19.70 - 22.00

Silt, abu-abu, cadas silt, hard cemented

22.00 - 23.70

Silt, hitam, silt pasir halus sedikit lempung, very stiff

23.70 - 30.50

Silt, Ml, hitam, silt pasir halus& lempung, very stiff, stiff, hard, aktivitas tidak aktive

DEPTH (M)

N VALUE (SPT)

1.50 3.50 5.00

16 26 43

6.50

109

8.00 9.50 11.00 12.50 14.00 15.50 17.00 18.50 20.00 21.50 23.00 24.50 26.00 27.50 30.00

28 43 50 54 29 53 61 53 42 25 24 14 12 14 43

Pada DB2 tanah keras ditemukan pada kedalaman 6.5 m tetapi pada kedalaman 8 m terdapat tanah yang lunak, selanjutnya pada kedalaman 9.5-12.5 terdapat tanah keras, sedangkan pada lapisan bawahmya terdapat lapisan tanah lunak yang tipis pada kedalaman 14 m, sampai pada kedalaman 15.5 terdapat tanah keras lagi

III - 5


sampai kedalaman 20 m. Sehingga pada lokasi ini penulis menentukan kedalaman 16 m sebagai tumpuan pondasi tiang bor, walupun pada kedalaman 21.5 m terdapat tanah lunak akan tetapi pada kedalaman 16 m tanah dirasa cukup kuat menahan beban. Tabel 3.4 Potongan Lapisan Tanah pada DB3 ELEVATION (M) 0.00 - 2.20 2.20 - 3.50 3.50 - 5.00

SOIL CLASSIFICATION Silt, MH, coklat, abu2, silt lemp pasir halus,very stiff, akt tdk aktive Pasir, abu-abu , cadas pasir halus, very dense cemented Silt, abu2 coklat,cadas silt pasir halusdan kerikil, hard cemented

5.00 - 9.50

Pasir, SW, abu2, pasir kasar kerikil dan koral, very dense

9.50 - 13.50

Silt, abu2, cadas silt berlapis pasir halus, hard cemented

13.50 - 15.10 15.10 - 16.60 16.60 - 18.20

21.00 - 22.00

Silt, ML, abu2, silt pasir halus dan lempung, very stiff, akt tdk aktif Pasir, sabu2, pasir halus very dense dan cadas silt , abu2 hijau Pasir, abu2, coklat, pasir hls, very dense, cadas pasir halus, abu2 Lemp, CL, abu2 hijau, cadas lemp pasir halus dan silt hard cemented, aktivitas tdk aktive Silt, abu2 hijau, silt pasir kasar, hard

22.00 - 26.50

Pasir, abu2, pasir halus, very dense, dense

26.50 - 28.50 28.50 - 30.50

Silt, abu2, cadas silt, hard cemented Silt, coklat hitam, cadas silt pasir halus + kasar, hard cemented

18.20 - 21.00

DEPTH (M) 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 9.00 10.50 12.00 13.50 16 17.50 19.00 20.00

N VALUE (SPT) 17 33 50 73 81 >60 >60 49 18 97 88 84 40

23.00 24.50 26.00 27.50 30.00

55 30 38 42 57

Pada lokasi DB 3 tanah keras sudah ditemukan pada kedalaman 4.5-12 m, pada kedalaman 13.5m terdapat lapisan tanah lunak, pada kedalaman 16-23 m ditemukan kembali tanah keras, sampai pada kedalaman 24.5-26 terdapat tanah lunak hingga pada saat kedalaman mencapai 27.5-30 ditemukan lagi tanah keras. Dari hasil data N-SPT diatas penulis memutuskan untuk meletakkan tumpuan pondasi bor pada kedalaman 16 m karena pada kedalaman ini terdapat lapisan tanah keras yang cukup tebal sehingga dirasa cukup kuat untuk menahan beban.

III - 6


3.2.2 Pengujian Laboratorium Kegiatan pengujian dilaboratorium dilakukan dengan mengambil contoh tanah asli (undisturbed sample) pada saat pengeboran, untuk kemudian di uji dilaboratorium berdasarkan ASTM standard Method untuk mendapatkan harga parameter tanah seperti: 1. Indeks properties, meliputi pengujian kadar air (w), berat volume (γ), berat spesifik butiran tanah (Gs), angka pori (e), Indeks Plastisitas (PI), Gradasi dengan analisa hidrometer. 2. Engineering properties, meliputi Consolidation Test, Triaxial Compression Test, Unconfined Compression Test, dll. Dari hasil penelitian triaxial Compression Test didapat nilai c (kohesi) dan  (sudut geser dalam tanah). Semakin besar sudut geser tanah, maka nilai  semakin besar. Dalam hal ini tanah dibedakan dalam 2 golongan yaitu tanah yang berkohesi dan tanah yang tidak berkohesi (cohesive and cohesionless soil), jenis tanah ini terdapat pada clay dan sand. Karena pada pasir murni tidak memiliki nilai kohesi maka parameter tanah yang digunakan diambil nilai sudut geser dalam , begitu pula pada tanah lempung maka dalam perhitungan digunakan parameter C u . Pada kenyataannya suatu lapisan tanah tidak terdiri dari pasir murni atau lempung murni tetapi tercampur satu dengan yang lainnya, pada jenis tanah ini biasanya memiliki nilai C u dan . Dari hasil penelitian unconfined Compression Test didapat nilai besaran kekuatan tekan bebas suatu tanah. Kekuatan tekan bebas yang dimaksud adalah suatu besaran beban aksial persatuan luas pada saat benda uji mengalami keruntuhan atau pada regangan aksialnya mencapai 20%. Berikut ini adalah data hasil laboratorium penyelidikan tanah. III - 7


Tabel 3.5 Hasil Dari Pengujian Laboratorium ENGINEERING PROPERTIES

INDEX PROPERTIES BORING Gs NO

ELEV (M)

γ

DB 1

3.00-3.50 11.50-12.50 22.00-23.00 1.00-1.50 3.00-3.50

DB 2

11.50-12.50 22.00-23.00 28.00-29.00

Silt,MH,coklat silt lemp.sdkt pasir hls konsist medium, aktivitas tdk aktif Silt,MH,abu2 coklat silt lempung sedikit pasir halus, konsist medium Silt,MH,abu2 silt psr halus&lemp,stiff very stiff,akt sdg,kepekaan tdk peka Silt,MH,abu2 silt pasir halus&lemp, very stiff-hard,aktivitas sedang Silt,MH,coklat kemerahan silt lemp sdkt pasir hls,very stiff akt tdk aktive Silt,MH,abu2 kuning silt lempung sedikit pasir halus,very stiff Silt, MH,abu2 coklat cadas silt lemp. pasir hls,hard cemented,akt tdk aktiv Silt,hitam silt pasir halus sedikit lemp. very stiff Silt,ML,hitam silt pasirhalus dan lemp

2.642

1.669

2.562

1.714

2.662

1.562

2.662

1.566

2.674

1.730

2.549

1.597

2.666

1.490

2.714

1.548

2.595

1.764

2.468

1.511

2.858

-

2.602

1.602

2.662

1.706

stiff, akt tdk aktive 1.00-1.50

DB 3

6.50-7.50 14.00-15.00 19.50-20.50

WN

P.I

TYPE SOIL (tonf/m3)

1.00-1.50

Hidro

Silt, MH, abu2 silt lemp dgn pasir hls very stiff, aktivitas tdk aktive Pasir, SW, abu2 pasir kasar kerikil dan koral, very dense Silt, ML, abu2 silt pasir halus & lemp. very stiff, aktivitas tdk aktive Lemp, CL, abu2 hijau cadas lemp.pasir hls&silt, hard cemented, akt tdk aktive

(%)

S=7.0 C=58.9 S=41,1 C= 22.6 S=31.8 C=26.2 S=2.8 C=62.7 S=11.8 C=37.7 S=31.2 C=24.1 S=12.6 C=49.5 G=39,0 S=61.0 S=35.0 C=20.9 S=44.3 C=16,3

SHEARING STRENGTH Cu

Φ

qu

(%)

(%)

kgf/cm2

(.ο)

kgf/cm2

48.01

31.67

-

19.0

-

45.91

47.20

-

26.0

-

54.48

22.01

0.50

-

1.00

59.08

27.63

0.995

-

1.99

38.95

40.10

-

23.0

-

63.44

43.05

-

21.0

-

71.31

23.98

3.46

-

6.92

52.97

-

1.515

-

3.03

42.71

7.64

2.285

-

4.57

53.99

23.16

-

15.0

-

14.27

-

0,08

41.0

0,16

53.76

8.62

0,375

-

0.75

39.53

9.53

0,995

-

1.99

DB 1: Pada kedalaman 1–1,5 m dan 3-3.5 m lapisan tanah terdiri dari lanau yang bercampur dengan lempung dan sedikit pasir. Kondisi tanah dilapangan kemungkinan dalam kondisi basah karena memiliki nilai W= 48,01% dan 45,91% untuk kedalaman 3-3.5 m dengan sifat tanah mempunyai plastisitas yang tinggi. Adapun bila dilihat dari kekuatan geser tanah, jika III - 8


pada tabel diatas hanya terdapat nilai sudut geser dalam , sedangkan untuk nilai kohesi (Cu) tidak tercantum padahal pada lapisan ini jenis tanahnya bukan pasir murni. Maka nilai Cu dapat dicari dangan cara korelasi hubungan antara konsistensi dengan parameter qu atau kekakuan tekan bebas (Unconfined Compression Strength). Setelah didapat nilai qu dibagi dua untuk mendapatkan nilai Cu. Dan jika nilai parameter  tidak ada maka dapat dicari menggunakan korelasi dengan melihat jenis tanah atau kepadatannya. DB 2: Pada kedalaman 1–1,5 m dan 3-3.5 m lapisan tanah didominasi tanah lanau dan lempung (MH) dengan sedikit pasir. Kondisi tanah dilapangan kemungkinan dalam kondisi basah karena memiliki kadar air (W) = 38.9563.44 % dan merupakan tanah yang sangat plastis jika dilihat dari batasbatas atterbergnya. Adapun bila melihat dari kekuatan geser tanahnya, apabila data yang ada tidak lengkap maka dapat dicari dengan menggunakan korelasi seperti pada DB1. DB 3: Pada kedalaman 1–1,5 m lapisan tanah didominasi tanah lanau dan lempung (MH) dengan sedikit pasir. Kondisi tanah dilapangan kemungkinan dalam kondisi basah karena memiliki kadar air (W) = 53,99% dengan sifat tanah mempunyai plastisitas yang tinggi jika dilihat dari batas-batas atterbergnya. Adapun bila melihat dari kekuatan geser tanahnya, apabila data yang ada tidak lengkap maka dapat dicari dengan menggunakan korelasi seperti pada DB1.

III - 9


3.3 Kondisi Tanah Dasar Secara Umum Berdasarkan hasil penyelidikan tanah di lapangan dan laboratorium, secara umum kondisi tanah dasar ( sub surface soil condition ) dapat disimpulkan sebagai berikut : -

Dari permukaan tanah sampai kedalaman 2.30 m – MT, terdapat lapisan SILT, MH, silt lempung pasir, coklat merah, campur urugan, dengan konsistensi lunak sampai keras.

-

Dari 2.30 - 6.50 m – MT, terdapat lapisan SILT, MH, silt lempung pasir – cadas silt lempung pasir, coklat merah – abu-abu coklat hitam, dengan konsistensi sedang sampai keras / pasir, SW, pasir kerikil koral , abu-abu, cadas pasir, abu-abu hitam, kepadatan sedang sampai sangat padat.

-

Dari 6.50 – 10.50 m - MT, terdapat lapisan pasir, SW, pasir kerikil koral, abuabu hitam, kepadatan sedang – sangat padat / SILT, MH, silt lempung pasir – cadas silt lempung pasir, sangat stiff sampai keras.

-

Dari 10.50 – 22.00 m – MT, terdapat lapisan SILT, MH, silt pasir lempung – cadas silt, lempung pasir, abu-abu hitam – abu-abu coklat, stiff sampai keras/ lapisan pasir koral – cadas pasir koral, hitam – abu-abu, sangat padat.

-

Dari 22.00 – 26.50 m – MT, terdapat lapisan pasir-pasir krikil koral, abu-abu coklat – hitam, padat sampai sangat padat/ SILT, MH, silt pasir lempung, organis, sangat stiff sampai keras.

-

Dari 26.50 – 31.00 m – MT, terdapat lapisan silt pasir lempung – cadas silt pasir, abu-abu hitam–coklat hitam, keras/cadas pasir silt, abu-abu hitam, keras.

-

Dari 31.00 – 40.00 m – MT, terdapat lapisan pasir kerikil koral, abu-abu hitam, sangat padat. III - 10


-

Lapisan keras dengan qc > 200 kgf/cm2, dijumpai pada kedalaman 2.40 – 6.40 m – MT. Muka air tanah yang diukur selama pengeboran tercatat pda kedalaman 3.80 – 5.20 m – MT.

3.4 Data Fisik dan Pembebanan Data fisik pembebanan atau data reaksi perletakan didapat dari perhitungan analisa struktur atas dengan menggunakan SAP 2000 yang dikerjakan oleh saudari Triyani Nita. Data reaksi perletakan dapat dilihat pada tabel 3.6 dibawah ini: Tabel 3.6 Reaksi Perletakan Maksimum yang Terjadi pada Joint No Joint 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345

Reaksi Perletakan Horisontal Vertikal Momen (Ton) (Ton) (Ton) 38,8242 40,0413 39,7074 40,1221 41,3147 37,795 38,955 73,4806 39,8602 40,2792 75,3066 37,8358 30,9667 32,2106 32,1327

728,8734 794,402 844,0232 844,025 794,4356 728,4655 740,3208 1006,5394 817,3644 817,3677 1006,635 734,0803 834,7506 777,6016 767,6803

133,7478 136,588 137,4791 139,3107 142,1199 139,0078 133,751 320,6205 137,3894 139,2265 333,3951 138,9244 121,692 123,0446 124,0734

No Joint 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360

Reaksi Perletakan Horisontal Vertikal Momen (Ton) (Ton) (Ton) 32,4491 33,0234 30,4885 38,7948 73,2896 39,64 40,05 75,1177 37,7553 29,1577 31,0297 30,9894 30,9085 30,9289 28,8141

778,0263 784,6113 511,1955 724,7545 1006,4525 817,3427 817,3458 1006,5452 733,7678 513,2137 771,0532 773,8644 771,3755 788,0908 833,2118

125,7816 127,9974 127,6454 133,8704 320,8521 137,6764 139,5021 333,6295 139,091 123,7826 126,7432 128,0202 129,6096 131,7112 129,9031

Tabel diatas dibuat berdasarkan nilai maksimum yang bekerja pada titik perletakan yang ada dari hasil analisis struktur atas. Untuk menyederhanakan reaksi perletakan diatas, maka nilai reaksi perletakan diambil yang terbesar untuk perwakilan masing-masing kolom. Untuk pembagian pondasi tiang tidak berdasarkan beban-beban yang bekerja pada struktur atas akan tetapi dicari III - 11


berdasarkan statigrafi tanah dan yang terdekat dengan penyelidikan tanah yang tersedia di lokasi.

Gambar 3.2 Denah Kolom 3.5 Pemilihan Jenis Pondasi Berdasarkan penjelasan mengenai data fisik dan pembebanan diatas dapat diambil kesimpulan bahwa beban yang harus dipikul pondasi cukup besar oleh karena itu pemilihan pondasi tiang dirasa cukup tepat. Hal lain yang menjadi pertimbangan adalah keadaan lapisan tanah pendukung yang relatif dalam. Pada penulisan Tugas Akhir ini, penulis akan mencoba menggunakan pondasi tiang bor berdiameter 80 cm dengan menggunakan beberapa metode perhitungan.

III - 12


3.6 Kriteria Daya Dukung Tiang Kapasitas daya dukung tiang hasil dari perhitungan harus dibagi dengan angka keamanan untuk memperoleh daya dukung ijin (Q allowable) yang hasilnya nanti harus lebih besar dari beban yang akan bekerja. Angka keamanan yang digunakan untuk daya dukung ujung tiang (Qp) adalah 3, sedangkan untuk tahanan selimut (Qs) adalah 2, angka ini diambil disesuaikan dengan kondisi alam di Indonesia. 3.7 Prosedur Perencanaan Pondasi Tiang Didalam merencanakan suatu pondasi bangunan harus dilakukan beberapa prosedur sebagai berikut : 1. Menentukan input perencanaan, seperti data parameter tanah, dan beban-beban yang bekerja pada dasar tumpuan. 2. Memperkirakan diameter, panjang, jumlah dan susunan tiang berdasarkan interpretasi data tanah. 3. Menghitung daya dukung vertikal tiang tunggal. 4. Menghitung beban vertikal yang bekerja pada setiap tiang dalam kelompok tiang 5. Menghitung beban horizontal yang bekerja pada setiap tiang dalam kelompok. 6. Menghitung penurunan yang akan terjadi. 7. Bila hasilnya melampaui batas penurunan yang diijinkan untuk setiap tiang, maka perkiraan diameter, jumlah atau susunan tiang harus diganti. Selanjutnya perhitungan diulang kembali mulai dari langkah no.2. 8. Menentukan dimensi pile cap dan tie beam serta tulangannya. 9. Mendesain gambar perencanaan pondasi. III - 13


Gambar 3.3 Diagram Alir Perencanaan Pondasi Tiang III - 14

Bab IV Perencanaan Pondasi

BAB IV PERENCANAAN PONDASI Dalam perencanaan pondasi ini akan dihitung menggunakan pondasi tiang bor dengan material beton bertulang. Pondasi tiang bor tersebut akan digunakan untuk mendukung bangunan gedung yang mempunyai tinggi 11 lantai dengan tinggi 44 meter. Pada lokasi ini terdapat 10 titik sondir dan 3 lobang bor. 4.1 Perhitungan Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal Daya dukung pondasi dihitung berdasarkan data lapangan dan data laboratorium yang terdapat pada laporan penyelidikan tanah. Pada tugas akhir ini perhitungan daya dukung menggunakan data lapangan hanya menggunakan data N-SPT, sebab data sondir tidak dapat digunakan dalam perencanaan, karena dalam penyelidikan tanah di lapangan dengan menggunakan sondir pada kedalaman 6 meter sudah ditemukan tanah keras, sehingga penyelidikan sondir tidak diteruskan dan hanya sampai kedalaman 6 meter saja. Padahal berdasarkan data yang didapat dari penyelidikan dengan menggunakan bor mesin dibawah kedalaman 6 meter ditemukan kembali tanah lunak, sehingga dapat disimpulkan bahwa penyelidikan sondir dirasa kurang akurat untuk dasar perencanaan karena letaknya jauh dari titik perencanaan, maka tidak digunakan sebagai dasar perencanaan. 4.1.1 Perhitungan Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan Data SPT Untuk memudahkan menentukan kedalaman tiang bor maka penulis membuat statigrafi pada masing-masing lokasi pengeboran, tujuannya agar dapat mengetahui keadaan lapisan tanah dan kekuatan tanah di lokasi tersebut.

IV - 1


Gambar 4.1 Statigrafi Tanah IV - 2


Berdasarkan statigrafi diatas dapat diketahui bahwa kedalaman tanah keras pada DB1, DB2, dan DB3 sama yaitu pada kedalaman 16 meter, akan tetapi lapisan tanah dan kepadatannya berbeda hal ini berpengaruh terhadap friksi tanah terhadap tiang yang berbeda pula. Maka untuk perhitungan perencanaan penulis mencoba menggunakan tiga penyelidikan bor tersebut. A. Metode Meyerhoff, 1956 Formula yang digunakan untuk menghitung daya daya dukung tiang bor dapat digunakan persamaan 2.10, 2.11, dan 2.12

Qu = 40  Nb  Ap + 0,1  N  As

Dengan : Qp = 40 . Nb . Ap ..........................harga Nb ≤ 40 (Daya dukung ujung tiang) Qs = 10 . N . As ......................... harga N ≤ 10 (Daya dukung selimut tiang) 1. Lokasi DB 1 a) Daya dukung ujung tiang Dari hasil statigrafi seperti yang terlihat pada gambar 4.1, bahwa kedalaman tanah keras pada lokasi bor DB1 adalah 16 meter dan mempunyai nilai N-SPT sebesar 84, untuk keperluan perhitungan perencanaan maka harga Nb dibatasi sebesar 40. Dari data tersebut penulis merencanakan diameter tiang bor 80 cm dengan panjang tiang 16 meter. Dengan demikian harga tahanan ujung tiang adalah: Qp = 40 . Nb . Ap

→ dimana Ap = ¼ ..D2 = ¼  3,14  0,82 = 0,5024 m2

Qp = 40 . 40 . 0,5024 = 803,84 ton b) Daya Dukung Selimut Tiang Perhitungan daya dukung selimut tiang ini akan dihitung perkedalaman 1,5 meter sampai kedalaman tanah keras, dengan mengambil data perencanaan pada data DB1. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dari tabel berikut ini. IV - 3


Tabel 4.1 Nilai Tahanan Selimut DB1 Metode Meyerhoff Kedalaman (m) 0 - 1.5 1.5 - 3.5 3.5 - 5 5 - 6.5 6.5 - 8 8 - 9.5 9.5 - 11 11 - 12.5 12.5 - 14 14 - 15.5

Jenis Tanah

N

Urugan puing2 dan lanau 4 lempung Lanau lempung dan sedikit pasir 5 Lanau 105 Lanau 21 Pasir 66 Pasir 60 Lanau 14 Lanau 15 Lanau 26 Lanau 84 Total daya dukung selimut (Qs)

0.1N

As* ( m2 )

Qs ( Ton )

0.4

3.77

1.51

0.5 10.5 2.1 6.6 6 1.4 1.5 2.6 8.4

5.02 3.77 3.77 3.77 3.77 3.77 3.77 3.77 3.77

2.51 39.56 7.91 24.87 22.61 5.28 5.65 9.80 31.65 151.35

As* = (.D.L) = 3.14 . 0,8 . 1,5 = 3,77 m2 Maka : Qult = Qp + Qs = 803,84 + 151,35 = 955,19 Ton. Qall 

Qp 3



Qs 803,84 151,35    343,62 Ton. 2 3 2

2. Lokasi DB 2 a) Daya dukung ujung tiang Untuk lokasi DB2 kedalaman tanah keras terdapat pada kedalaman 16 meter dengan nilai N-SPT sebesar 53, untuk keperluan perhitungan perencanaan maka harga Nb dibatasi sebesar 40. Dari data tersebut penulis merencanakan diameter tiang bor 80 cm dengan panjang tiang 16 meter. Dengan demikian harga tahanan ujung tiang adalah: Qp = 40 . Nb . Ap

→ dimana Ap = ¼ ..D2 = ¼  3,14  0,82 = 0,5024 m2

Qp = 40 . 40 . 0,5024 = 803,84 ton IV - 4


b) Daya Dukung Selimut Tiang Perhitungan daya dukung selimut tiang ini akan dihitung perkedalaman 1,5 meter sampai kedalaman tanah keras. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dari tabel berikut ini: Tabel 4.2 Nilai Tahanan Selimut DB2 Metode Meyerhoff Kedalaman (m) 0 - 1.5 1.5 - 3.5 3.5 - 5 5 - 6.5 6.5 - 8 8 - 9.5 9.5 - 11 11 - 12.5 12.5 - 14 14 - 16

Jenis Tanah Lanau lempung dan sedikit pasir Lanau lempung dan sedikit pasir Lanau Pasir Pasir Pasir Lanau Lanau Lanau Pasir Total daya dukung selimut

N

0.1N

16 26 43 109 28 43 50 54 29 53 (Qs)

1,6 2,6 4,3 10,9 2,8 4,3 5 5,4 2,9 5,3

As* ( m2 ) 3,77 5,02 3,77 3,77 3,77 3,77 3,77 3,77 3,77 5,02

Qs ( Ton ) 6,03 13,06 16,20 41,07 10,55 16,20 18,84 20,35 10,93 26,63 179,86


Qp 3



Qs 803,84 179,86    357,88 Ton 2 3 2

3. Lokasi DB 3 a) Daya dukung ujung tiang Untuk lokasi DB3 kedalaman tanah keras terdapat pada kedalaman 16 meter dengan nilai N-SPT sebesar 45, untuk keperluan perhitungan perencanaan maka harga Nb dibatasi sebesar 40. Dari data tersebut penulis merencanakan diameter

IV - 5


tiang bor 80 cm dengan panjang tiang 12 meter. Dengan demikian harga tahanan ujung tiang adalah: Qp = 40 . Nb . Ap

→ dimana Ap = ¼ ..D2 = ¼  3,14  0,82 = 0,5024 m2

Qp = 40 . 40 . 0,5024 = 803,84 ton b) Daya Dukung Selimut Tiang Perhitungan daya dukung selimut tiang ini akan dihitung perkedalaman 1,5 meter sampai kedalaman tanah keras. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dari tabel berikut ini: Tabel 4.3 Nilai Tahanan Selimut DB3 Metode Meyerhoff Kedalaman (m) 0 - 1.5 1.5 - 3 3 - 4.5 4.5 - 6 6 - 7.5 7.5 - 9 9 - 10.5 10.5 - 12 12 - 13.5 13.5 - 16

Jenis Tanah Lanau lempung dan pasir Pasir Lanau Pasir Pasir Pasir Lanau Lanau Lanau Pasir Total daya dukung selimut

N

0.1N

17 33 50 73 81 60 60 49 18 97 (Qs)

1.7 3.3 5 7.3 8.1 6 6 4.9 1.8 9.7

As* ( m2 ) 3.77 3.77 3.77 3.77 3.77 3.77 3.77 3.77 3.77 6.28

Qs ( Ton ) 6.41 12.43 18.84 27.51 30.52 22.61 22.61 18.46 6.78 60.92 227.08


Qp 3



Qs 803,84 227,08    381,5 Ton 2 3 2

IV - 6


4.1.2 Perhitungan Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan Data Parameter Tanah dari laboratorium Perhitungan daya dukung tiang tunggal berdasarkan data laboratorium dihitung dengan menggunakan metode statis Meyerhoff dan Vesic. Berdasarkan data parameter tanah yang didapat dari penyelidikan tanah parameter-parameter tanah yang dibutuhkan untuk perencanaan pondasi seperti kohesi (C) dan sudut geser (  ) kurang lengkap, sehingga penulis melakukan pendekatan korelasi dengan menggunakan perameter lain seperti untuk mendapatkan  dapat digunakan grafik hubungan  dengan PI atau dapat dicari berdasarkan jenis tanah. Untuk mendapatkan nilai C dengan cara nilai qu dibagi 2, untuk mendapatkan nilai qu sendiri dengan cara melihat consistensi tanahnya.

A. Lokasi DB 1 Tabel 4.4 Data Parameter Tanah dari Laboratorium DB 1 Parameter Tanah Kedalaman (m)

Jenis Tanah

Silt,MH,coklat, abu-abu, silt lemp. campur pasir hls Koral & kerikil konsist medium, aktivitas tdk aktif Silt, MH, abu-abu, very stiff 7-10.5 Pasir campur kerikil & koral, Very dense Silt,MH,abu2 silt pasir halus 10.5-13 & lemp,stiff -very stiff, akt sdg, kepekaan tdk peka Silt, MH, abu-abu, very stiff 13-16 Pasir campur kerikil & koral, Very dense Catatan : Muka air tanah - 4,2 m 0-7

(t)

Cu

t/m3

t/m2

1.714

0.5

26.0

2

-

40

(t) dan Φ dari data Lab Cu dari korelasi Consistency And UnconfinedCompression) didapatkan nilai qu/2 (t) dari korelasi Holtz and kovacs,  Φ korelasi (Braja M. Das, 1987)

1.562

0.5

34

(t) & Cu dari data Lab Φ korelasi (US Navy, 1982)

1.566

1.5

34

Φo

keterangan

(t) dari data Lab, Φ korelasi (US Navy, 1982) Cu dari korelasi Consistency And UnconfinedCompression) didapatkan nilai qu/2

IV - 7


0.00 m

 - 3.50 m

 1 .714 t / m 3

C u  0,5 kg / cm 2

A

Silt

B

Sand

C

Silt

  26 o

- 4.20 m

7.00 m

  2 t / m3

- 8.75 m

  40 o 10.50 m - 11,75 m

13.00 m



 1, 562 t / m 3

C u  0 , 5 kg / cm



2

 34 o

  1,566 t / m3 - 14.5 m

16.00 m

Cu  1,5 kg / cm2

D

Silt-Sand

  34o

20.00 m

Gambar 4.2 Potongan Lapisan Tanah DB1 A. Metode Statis Meyerhoff Kedalaman yang direncanakan adalah 16 m dari permukaan tanah, dengan panjang tiang 16 m dan diameter tiang bor 80 cm. a) Daya dukung ujung tiang (Qp) Pondasi bertumpu pada lapisan tanah lanau berpasir pada kedalaman 16 m, maka dapat digunakan persamaan 2.4 dan 2.5 Qp1 = Ap . qp = Ap. q’. N q* dan Q p 2  A p .q1  A p .5.N q* . tan  

Menghitung luas penampang (Ap) Ap = ¼ ..D2 = ¼  3,14  0,82 = 0,5024 m2



Menghitung keliling tiang (P) P = .D = 3.14  0,8 = 2,512 m



Mencari tegangan vertikal evektif ujung tiang (q’) pada kedalaman 16 m q’ = (  h ) + (  h ) + (  h ) + (  h ) IV - 8


=

1,714  7  2  1  3,5  1.562  1  2,5  1,566  1  3

= 18,6 t/m2 Lb/D = 16/0,8 = 20 Pada ujung tiang nilai  = 34 maka dari gambar 2.6 (Lb/D)cr = 9 Lb/D > (Lb/D)cr maka didapat N*q = 130 Sehingga daya dukung ujung tiang tunggal (Qp) adalah : Qp1 = Ap . qp = Ap. q’. N*q = 0,5024  18,6  130 = 1121,36 Ton Untuk keperluan desain harga Qp dibatasi sesuai dengan persamaan 2.5 yaitu

Q p 2  A p .q1  A p .5.N q* . tan  = 0,5024  5  130  tan 34 = 220,27 ton dari kedua harga Qp digunakan harga yang terkecil yaitu 220,27 ton b) Daya dukung selimut tiang (Qs)  Pada kedalaman -0.00 m s.d –7.00 m (tanah lanau) Pada lapisan ini tanah memiliki parameter C u dan  , jika parameter tanah yang digunakan adalah C u , maka formula yang digunakan berdasarkan persamaan 2.6 Qs =  p . L . f dimana f =  . cu Maka: f = 0,55 . 0,5 = 0,275 t/m2 Qs =  p . L . f = 2,512 . 7 . 0,275 = 4,8 t/m2

IV - 9


Dan jika parameter tanah yang digunakan adalah  maka formula yang digunakan adalah Qs = As . f dimana f = K.q’ tan  sehingga: K = ko = 1 – sin  = 1 – sin 26 = 0,56 Dari tabel 2.7 harga  = ¾ .26 = 19,5 Tegangan vertikal efektif pada kedalaman – 3.50 m q 'A =   h = 1,714  3.5 = 6 t/m2 Maka f = 0,56  6  tan19,5= 1,2 t/m2 Sehingga untuk Qs = 2,512  7  1,2 = 21,1 ton Dari perhitungan dua parameter diatas ternyata memberikan hasil yang besar jika menggunakan parameter  , maka untuk kepentingan perencanaan digunakan nilai yang terkecil yaitu berdasarkan parameter C u sebesar 4,8 t/m2  Pada kedalaman -7.00 m s.d –10.50 m (tanah Pasir) Maka: Qs = As . f dimana f = K.q’ tan  sehingga: K = ko = 1 – sin  = 1 – sin 40 = 0,36 Dari tabel 2.7 harga  = ¾ .40 = 30 Tegangan vertikal efektif pada kedalaman – 8,75 m q B' = (γ  h ) + (γ  h ) = (1,714  7) + ((2-1)  1,75 = 13,75 t/m2 Maka f = 0,36  13,75  tan30 = 2,86 t/m2

IV - 10


Sehingga untuk Qs = 2,512  3.5  2,86 = 25,15 ton  Pada kedalaman – 10.50 m s.d -13.00 m (tanah Lanau) f = 0,55 . 0,5 = 0,275 t/m2 Qs =  p . L . f = 2,512 . 2,5 . 0,275 = 1,7 t/m2  Pada kedalaman – 13.00 m s.d -16.00 m (tanah Lanau) f = 0,55 . 1,5 = 0,825 t/m2 Qs =  p . L . f = 2,512 . 3 . 0,825 = 6,22 t/m2 Qs total = 4,8 + 25,15 + 1,7 + 6,22 = 37,87 ton Jadi daya dukung ultimit tiang adalah Qu = 220,27 + 37,87 = 258,14 ton Daya dukung ijin Qall =

220,27 37,87 = 92,36 ton  3 2

B. Metode Vesic, 1977 Formula yang diajukan oleh Vesic untuk menghitung besarnya tahanan ujung dengan berdasarkan data parameter tanah adalah : Qp = Ap . qp = Ap (cNc + ’o . N) a) Menghitung daya dukung ujung tiang (Qp) Qp = Ap . qp = Ap ( cN*c + ’o . N* ) Dari tabel 2.8 faktor daya dukung dengan  = 34 dan Irr = 80 Maka didapat : 

Nilai N*c = 99,82

dan

Nilai N* = 68,33

Menghitung luas penampang (Ap) Ap = ¼ ..D2 = ¼  3,14  0,8 = 0,5024 m2 IV - 11







Mencari tegangan vertikal evektif ujung tiang (q’) pada kedalaman 16 m q’ = (  h ) + (  h ) + (  h ) + (  h ) =

1,714  7  2  1  3,5  1.562  1  2,5  1,566  1  3

= 18,6 t/m2 

Mencari koefisien tekanan tanah diam (Ko) Ko = 1 – sin  = 1 – sin 34 = 0,44



Mencari tegangan (efektif) normal rata-rata pada level ujung tiang (’o) 1  2 K o   'o   .q '  3  1  2 0,44   =   18,6 = 11,66 t/m2  3  

Jadi daya dukung ujung tiang tunggal (Qp) adalah : Qp = Ap ( cN*c + ’o . N* ) = 0,5024 ((1,5  99,82) + (11,66  68,33)) = 475,5 ton. b) 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 yaitu: Daya dukung selimut Qs = 37,87 ton Jadi daya dukung ultimit tiang adalah Qu = 475,5 + 37,87 = 513,37 ton IV - 12


Daya dukung ijin Qall =

475,5 37,87 = 177,44 ton.  3 2

B. Lokasi DB 2 Tabel 4.5 Data Parameter Tanah dari Laboratorium DB 2 Parameter Tanah Kedalaman (m)

(t)

Jenis Tanah

3

0-5.4

Silt,MH,coklat, abu-abu silt lempumg.sdkt pasir hls konsist medium, aktivitas tdk aktif

Pasir halus & kasar campur kerikil & koral, dense-Very dense Silt, MH,abu2 coklat cadas silt lemp. 10.3-13.8 pasir halus, hard cemented, aktivitas tdk aktiv Pasir hitam, cadas pasir 13.8-16 halus & kasar very dense cemented Catatan : Muka air tanah -5.4 m

2

keterangan

Φo

t/m

t/m

1.597

1.5

21

2

-

40

(t) dari korelasi Holtz and kovacs,  Φ korelasi (Braja M. Das, 1987)

1.490

3.46

34

(t) & Cu dari data Lab Φ korelasi (US Navy, 1982)

2

-

40

(t) dari korelasi Holtz and kovacs,  Φ korelasi (Braja M. Das, 1987)

5.4-10.3



Cu

(t) dan Φ dari data Lab Cu dari korelasi Consistency And UnconfinedCompression) didapatkan nilai qu/2

 1 . 597 t / m 3

C u  1,5 kg / cm 2



 21 o

  2 t / m3   40o 

 1,490 t / m3

Cu  3,46 kg / cm2

  34o

  2 t / m3   40o

Gambar 4.3 Potongan Lapisan Tanah DB2 IV - 13


A. Metode Statis Meyerhoff Kedalaman yang direncanakan adalah 16 m dari permukaan tanah, dengan panjang tiang 16 m dan diameter tiang bor 80 cm. a) Daya dukung ujung tiang (Qp) Pondasi bertumpu pada lapisan tanah pasir pada kedalaman 16 m, maka dapat digunakan persamaan 2.4 dan 2.5 Qp1 = Ap . qp = Ap. q’. N q* dan Q p 2  A p .q1  A p .5.N q* . tan  








1.597   5.4  2  1  4.9  1.490  1  3.5  2  1  2.2

= 17,43 t/m2 Lb/D = 16/0,8 = 20 Pada ujung tiang nilai  = 40 maka dari gambar 2.6 (Lb/D)cr = 17 Lb/D > (Lb/D)cr maka didapat N*q = 250 Sehingga daya dukung ujung tiang tunggal (Qp) adalah : Qp1 = Ap . qp = Ap. q’. N*q = 0,5024  17,43  250 = 2189.21 Ton Untuk keperluan desain harga Qp dibatasi sesuai dengan persamaan 2.5 yaitu

Q p 2  A p .q1  A p .5.N q* . tan  IV - 14


= 0,5024  5  250  tan 40 = 526,95 ton dari kedua harga Qp digunakan harga yang terkecil yaitu 526,95 ton b) Daya dukung selimut tiang (Qs)  Pada kedalaman -0.00 m s.d –5.4 m (tanah lanau) Qs =  p . L . f dimana f =  . cu Maka: f = 0,55 . 1,5 = 0,825 t/m2 Qs =  p . L . f = 2,512 . 5,4 . 0,825 = 11,19 t/m2  Pada kedalaman -5.4 m s.d –10.30 m (tanah Pasir) Maka: Qs = As . f dimana f = K.q’ tan  sehingga: K = ko = 1 – sin  = 1 – sin 40 = 0,36 Dari tabel 2.7 harga  = ¾ .40 = 30 Tegangan vertikal efektif pada kedalaman – 8 m q B' = (γ  h ) + (γ  h ) = (1,597  5.4) + ((2-1)  2.6) = 11,22 t/m2 Maka f = 0,36  11,22  tan30 = 2,33 t/m2 Sehingga untuk Qs = 2,512  4.9  2,33 = 28,68 ton  Pada kedalaman – 10.30 m s.d -13.80 m (tanah Lanau) f = 0,55 . 3,46 = 1,9 t/m2 Qs =  p . L . f IV - 15


= 2,512 . 3,5 . 1,9 = 16,7 t/m2  Pada kedalaman – 13.00 m s.d -16.00 m (tanah Pasir) Maka: Qs = As . f dimana f = K.q’ tan  sehingga: K = ko = 1 – sin  = 1 – sin 40 = 0,36 Dari tabel 2.7 harga  = ¾ .40 = 30 Tegangan vertikal efektif pada kedalaman – 14.9 m q D' = (  h ) + (  h ) + (  h ) + (  h ) =

1.597   5.4  2  1  4.9  1.490  1  3.5  2  1  1.1

= 16,34 t/m2 Maka f = 0,36  16,34  tan30 = 3,4 t/m2 Sehingga untuk Qs = 2,512  3  3,4 = 25,62 ton Qs total = 11,19 + 28,68 + 16,7 + 25,62 = 82,19 ton Jadi daya dukung ultimit tiang adalah Qu = 526,95 + 82,19 = 609,14 ton Daya dukung ijin Qall =

526,95 82,19 = 216,75 ton  3 2

B. Metode Vesic, 1977 Formula yang diajukan oleh Vesic untuk menghitung besarnya tahanan ujung dengan berdasarkan data parameter tanah adalah : Qp = Ap . qp = Ap (cNc + ’o . N) a) Menghitung daya dukung ujung tiang (Qp) Qp = Ap . qp = Ap ( cN*c + ’o . N* ) IV - 16


Dari tabel 2.8 faktor daya dukung dengan  = 40 dan Irr = 80 Maka didapat : 

Nilai N*c = 141,51 dan

Nilai N* = 119,74








1.597   5.4  2  1  4.9  1.490  1  3.5  2  1  2.2

= 17,43 t/m2 

Mencari koefisien tekanan tanah diam (Ko) Ko = 1 – sin  = 1 – sin 40 = 0,36




Jadi daya dukung ujung tiang tunggal (Qp) adalah : Qp = Ap ( cN*c + ’o . N* ) = 0,5024 ((0  141,51) + (9,99  119,74)) = 600,97 ton.

IV - 17


b) 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 yaitu: Daya dukung selimut tiang (Qs) = 82,19 ton Jadi daya dukung ultimit tiang adalah Qu = 600,97 + 82,19 = 683.16 ton Daya dukung ijin Qall =

600,97 82,19 = 241,42 ton  3 2

C. Lokasi DB 3 Tabel 4.6 Data Parameter Tanah dari Laboratorium DB 3 Parameter Tanah Kedalaman (m)

Jenis Tanah

(t) 3

Silt,MH,coklat, abu-abu 0-5 silt lempumg.sdkt pasir hls konsist medium, aktivitas tdk aktif Pasir halus & kasar 5-9.5 campur kerikil & koral, dense-Very dense Silt, ML, abu2 silt pasir halus 9.5-15 dan lempung very stiff, aktivitas tdk aktive Pasir abu-abu 15-16 Pasir halus & kasar very dense Catatan : Muka air tanah -5.0 m

Cu 2

Φo

keterangan

t/m

t/m

1.511

1.5

15

2

0,08

41

(t) dari korelasi Holtz and kovacs,  Cudan Φ dari data Lab

1.602

0,375

32

(t) & Cu dari data Lab Φ korelasi (AASHTO T99, BS B77 : 1975)

2

-

40

(t) dan Φ dari data Lab

(t) dari korelasi Holtz and kovacs,  Φ korelasi (Braja M.Das, 1987) G. Meyerhoff, 1956)

IV - 18




 1 . 511 t / m 3

C u  1,5 kg / cm



 15 o



 2 t / m3

2

C u  0 ,08 kg / cm 2



 41 o



 1,602 t / m 3

Cu  0,375 kg / cm2

  32o



 2 t / m3



 40 o

Gambar 4.4 Potongan Lapisan Tanah DB3 A. Metode Statis Meyerhoff Kedalaman yang direncanakan adalah 16 m dari permukaan tanah, dengan panjang tiang 16 m dan diameter tiang bor 80 cm. a) Daya dukung ujung tiang (Qp) Pondasi bertumpu pada lapisan tanah pasir pada kedalaman 16 m, maka dapat digunakan persamaan 2.4 dan 2.5 Qp1 = Ap . qp = Ap. q’. N q* dan Q p 2  A p .q1  A p .5.N q* . tan  





IV - 19





1.511  5  2  1  4.5  1.602  1  5.5  2  1  1

= 16,4 t/m2 Lb/D = 16/0,8 = 20 Pada ujung tiang nilai  = 40 maka dari gambar 2.6 (Lb/D)cr = 17 Lb/D > (Lb/D)cr maka didapat N*q = 250 Sehingga daya dukung ujung tiang tunggal (Qp) adalah : Qp1 = Ap . qp = Ap. q’. N*q = 0,5024  16,4  250 = 2059,.84 Ton Untuk keperluan desain harga Qp dibatasi sesuai dengan persamaan 2.5 yaitu

Q p 2  A p .q1  A p .5.N q* . tan  = 0,5024  5  250  tan 40 = 526,95 ton dari kedua harga Qp digunakan harga yang terkecil yaitu 526,95 ton b) Daya dukung selimut tiang (Qs)  Pada kedalaman -0.00 m s.d –5.00 m (tanah lanau) Qs =  p . L . f dimana f =  . cu Maka: f = 0,55 . 1,5 = 0,825 t/m2 Qs =  p . L . f = 2,512 . 5 . 0,825 = 10,36 t/m2  Pada kedalaman -5 m s.d –9.50 m (tanah Pasir) IV - 20


Maka: Qs = As . f dimana f = K.q’ tan  sehingga: K = ko = 1 – sin  = 1 – sin 41 = 0,34 Dari tabel 2.7 harga  = ¾ .41 = 30,75 Tegangan vertikal efektif pada kedalaman – 7.25 m q B' = (γ  h ) + (γ  h ) = (1,511  5) + ((2-1)  2.25) = 9,81 t/m2 Maka f = 0,34  9,81  tan30,75 = 1,98 t/m2 Sehingga untuk Qs = 2,512  4.5  1,98 = 22,38 ton  Pada kedalaman – 9.50 m s.d -15.00 m (tanah Lanau) f = 0,55 . 0,375 = 0,21 t/m2 Qs =  p . L . f = 2,512 . 5,5 . 0,21 = 2,9 t/m2  Pada kedalaman – 15.00 m s.d -16.00 m (tanah Pasir) Maka: Qs = As . f dimana f = K.q’ tan  sehingga: K = ko = 1 – sin  = 1 – sin 40 = 0,36 Dari tabel 2.7 harga  = ¾ .40 = 30 Tegangan vertikal efektif pada kedalaman – 15,5 m q D' = (  h ) + (  h ) + (  h ) + (  h ) =

1.511  5  2  1  4.5  1.602  1  5.5  2  1  0.5

= 15,87 t/m2 IV - 21


Maka f = 0,36  15,87  tan30 = 3,3 t/m2 Sehingga untuk Qs = 2,512  1  3,3 = 8,3 ton Qs total = 10,36 + 22,38 + 2,9 + 8,3 = 43,94 ton Jadi daya dukung ultimit tiang adalah Qu = 526,95 + 43,94 = 570,89 ton Daya dukung ijin Qall =

526,95 43,94 = 197,62 ton.  3 2

B. Metode Vesic, 1977 Formula yang diajukan oleh Vesic untuk menghitung besarnya tahanan ujung dengan berdasarkan data parameter tanah adalah : Qp = Ap . qp = Ap (cNc + ’o . N) a) Menghitung daya dukung ujung tiang (Qp) Qp = Ap . qp = Ap ( cN*c + ’o . N* ) Dari tabel 2.8 faktor daya dukung dengan  = 40 dan Irr = 80 Maka didapat : 

Nilai N*c = 141,51 dan

Nilai N* = 119,74








1.511  5  2  1  4.5  1.602  1  5.5  2  1  1

= 16,4 t/m2 

Mencari koefisien tekanan tanah diam (Ko)

IV - 22


Ko = 1 – sin  = 1 – sin 40 = 0,36 


Jadi daya dukung ujung tiang tunggal (Qp) adalah : Qp = Ap ( cN*c + ’o . N* ) = 0,5024 ((0  141,51) + (9,4  119,74)) = 565,5 ton. b) 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 yaitu: Daya dukung selimut tiang (Qs) = 43,94 ton Jadi daya dukung ultimit tiang adalah Qu = 565,5 + 43,94 = 609,44 ton Daya dukung ijin Qall =

565,5 43,94 = 210,47 ton  3 2

IV - 23


Tabel 4.7 Resume Daya Dukung Tiang Tunggal Data Yang Digunakan

N-SPT

Metode

Meyerhoff

Statis Meyerhoff Parameter Tanah Vesic

Titik Yang

Tahanan Ujung

Tahanan Selimut

Tahanan Ultimit

Tahanan Ijin

Digunakan

(Qp)

(Qs)

(Qu)

(Qall)

(Ton)

(Ton)

(Ton)

(Ton)

DB 1 DB 2 DB 3

803.84 803.84 803.84

151.35 179.86 227.06

955.19 983.7 1030.9

343.6 357.88 381.5

DB 1 DB 2

220.27 526.95

37.87 82.19

DB 3

526.95

43.94

258.14 609.14 570.89

92.36 216.75 197.6

DB 1 DB 2 DB 3

475.5 600.97 565.5

37.87 82.19 43.94

513.37 683.16 609.44

177.44 241.4 210.47

4.1.3 Kesimpulan Perhitungan Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan hasil perhitungan daya dukung tiang tunggal ternyata memberikan hasil yang beragam dari setiap data tanah dan metode yang digunakan. Dari data perhitungan dapat dilihat bahwa harga tahanan ujung lebih besar dari tahanan selimut. Sehingga dapat dikatakan bahwa tiang yang didesain termasuk jenis end bearing pile. Pada tugas akhir ini perhitungan daya dukung tiang tunggal dengan menggunakan data sondir tidak dipergunakan, sebab pada penyelidikan sondir batang konus hanya dapat menembus tanah keras pada kedalaman 6 meter saja, sebab pada kedalaman tersebut sudah terdapat tanah keras, akan tetapi pada lapisan tanah dibawahnya masih terdapat tanah lunak yang tidak dapat diketahui oleh batang konus tersebut sehingga penulis tidak menggunakan data sondir dikarenakan data yang didapatkan kurang akurat.

IV - 24


Perhitungan daya dukung tiang tunggal berdasarkan data SPT dengan menggunakan metode Meyerhoff

menggunakan konsep perhitungan dengan

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 Qs, nilai NSPT yang diambil adalah nilai rata-rata sepanjang tiang. Meyerhoff menetapkan harga friksi pada tiang bor sebesar 0.1N untuk semua jenis tanah. Hasil yang diperoleh dari perhitungan menggunakan data NSPT memberikan hasil yang lebih besar baik pada nilai tahanan ujung maupun nilai tahanan selimut, hal ini terjadi karena diameter yang digunakan cukup besar sehingga diperoleh daya dukung yang besar pula. Perhitungan daya dukung tiang tunggal berdasarkan data parameter tanah dengan menggunakan metode Statis Meyerhoff dan Vesic. Prinsip perhitungan keduanya tidak jauh berbeda, 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*, sedangkan Metode Mayerhof adalah N*c dan N*q terhadap sudut gesek tanah (). Metode ini juga membedakan formulanya berdasarkan jenis tanah. Kedua metode ini mempunyai kesamaan yaitu pada saat mencari nilai daya dukung selimut tiang (Qs) yaitu yang

dikeluarkan

formula

sangat bervariasi, terdiri dari metode , , dan  untuk

tanah lempung, adapun untuk pasir menggunakan harga k dan  yang diambil

IV - 25


berdasarkan bahan tiang dan juga menggunakan harga q ' sebagai tegangan vertikal evektif ujung tiang. Nilai tahanan ijin pada setiap perencanaan pondasi tiang tidak akan sama antara perencana yang satu dengan yang lainnya, hal ini dikarenakan perencanaan pondasi tiang melibatkan faktor ketidakpastian dan judgement yang tinggi. Selain itu parameter tanah dan jenis lapisan tanah juga akan mempengaruhi hasil yang akan didapat. Berdasarkan tabel 4.7 maka penulis akan menghitung nilai rata-rata dari tahanan ijin untuk kepentingan perencanaan selanjutnya. Berikut adalah Qall yang direkomendasikan untuk perencanaan selanjutnya: 

Lokasi DB 1 Qall =



Lokasi DB 2 Qall =



343,6  92,36  177,44 = 204,5 ton. 3

357,88  216,75  241,4 = 272,01 ton. 3

Lokasi DB 3 Qall =

381,5  197,6  210,47 = 263,19 ton. 3

IV - 26


4.2 Efisiensi dan Daya Dukung Tiang Kelompok Bangunan Apartement yang direncanakan ini terdiri dari 11 lantai mempunyai kolom sebanyak 30 buah, Struktur pondasi bertumpu pada lapisan tanah lanau berpasir padat. Untuk menghitung efisiensi dan daya dukung tiang kelompok dapat digunakan formula sederhana, formula converse-labarre atau formula fled, seperti yang terdapat pada persamaan (2.23) dan (2.24). Pada gambar 4.5 dibawah ini dipaparkan mengenai pembagian kelompok tiang yang diambil dari kolom yang terdekat dengan penyelidikan tanah berdasarkan statigrafi pada gambar 4.1.

Gambar 4.5 Pembagian Kelompok Tiang Berdasarkan Statigrafi 4.2.1 Lokasi DB 1 Pada lokasi DB1 terdapat lima buah kolom berukuran 80 x 80 cm dan satu kolom perbesaran berukuran 100 x 110. Berikut ini adalah tabel beban aksial yang IV - 27


bekerja pada setiap kolom dari perhitungan analisa struktur dengan menggunakan program SAP. Tabel 4.8 Beban Aksial yang Terjadi pada Kolom Lokasi DB1 No

No Joint

Beban Aksial (ton)

1 2 3 4 5 6

355 356 357 349 350 351

513.2137 771.0532 773.8644 724.7545 1006.4525 817.3427

 Dari tabel di atas untuk kolom ukuran 80 x 80 cm beban aksial terkecil terdapat pada joint 355 sebesar 513,21 ton. Sedangkan kapasitas daya dukung untuk satu tiang sebesar 204,5 ton, Maka digunakan 3 tiang dengan efisiensi:

a. Formula Fled Eg 

14  0,875 16

Maka daya dukung tiang kelompok ( Qug ) adalah: Qug  QUt  n  E g Qug = 204,5  3  0,875 = 536,8 ton > 513,21 ton ...........Ok

 Dari tabel 4.8 untuk kolom dengan no joint 356, 357, 349 beban aksial terbesar terdapat pada joint 357 sebesar 773,86 ton. Sedangkan kapasitas daya IV - 28


dukung untuk satu tiang sebesar 204,5 ton, Maka digunakan 4 tiang dengan efisiensi:

a. Formula Sederhana Konfigurasi tiang kelompok : Eg 

2(m  n  2) s  4 D p.m.n

Dengan jarak antar tiang (s) = 3D = 3  0,8 = 2,4 meter, m = 2, n = 2 dan p = keliling tiang =  D = 3,14  0,8 = 2,512 m. Maka: E g 

2(2  2  2)2,4  4.0,8 = 1,3 2,512  2  2

b. Formula Converse-Labarre  n  1m  m  1n  Eg  1    , dengan  = Arc tan (D/s) = 18,4 90.m.n    2  12  2  12  maka: E g  1   18,4 = 0,795 90  2  2  

c. Formula Fled Eg 

13  0,8125 16

IV - 29


Dari 3 metode diatas diambil nilai rata-rata yaitu

1,3  0,795  0,8125 = 0,969 3

maka daya dukung tiang kelompok ( Qug ) adalah: Qug  QUt  n  E g Qug = 204,5  4  0,969 = 792,64 ton > 773,86 ton...........Ok !!

 Dari tabel 4.8 untuk kolom ukuran 80 x 80 cm beban aksial terbesar terdapat pada joint 351 sebesar 817,34 ton. Sedangkan kapasitas daya dukung untuk satu tiang sebesar 204,5 ton, Maka digunakan 5 tiang dengan efisiensi:

d. Formula Fled Eg 

12  0,8 16

Maka daya dukung tiang kelompok ( Qug ) adalah: Qug  QUt  n  E g Qug = 204,5  5  0,8 = 818 ton > 817,34 ton ...........Ok

 Untuk tiang kolom perkakuan Kolom perkakuan mempunyai dimensi 100 x 110 cm terdapat pada joint 350 mempunyai beban aksial sebesar 1006,45 ton. Sedangkan beban aksial yang bekerja untuk satu tiang bor sebesar 204,5 ton. Maka digunakan tiang sebanyak 6 buah.

IV - 30


a. Formula Sederhana Konfigurasi tiang kelompok : Eg 

2(m  n  2) s  4 D p.m.n

Dengan jarak antar tiang (s) = 3D = 3  0,8 = 2,4 meter, m = 3, n = 2 dan p = keliling tiang =  D = 3,14  0,8 = 2,512 m. Maka: E g 

2(3  2  2)2,4  4.0,8 = 1,2 2,512  3  2

b. Formula Converse-Labarre  n  1m  m  1n  Eg  1    , dengan  = Arc tan (D/s) = 18,4 90.m.n    2  13  3  12  maka: E g  1   18,4 = 0,76 90  3  2  

c. Formula Fled

Eg 

4

13 11  2 16 16 = 0,77 6

Dari tiga metode diatas diambil nilai rata-rata yaitu

1,2  0,76  0,77 = 0,91 3

maka daya dukung tiang kelompok ( Qug ) adalah:

IV - 31


Qug  QUt  n  E g Qug = 204,5  6  0,91 = 1116,57 ton > 1006,45 ton...........Ok

4.2.2 Lokasi DB 2 Pada lokasi DB2 terdapat sepuluh buah kolom berukuran 80 x 80 cm dan satu kolom perbesaran berukuran 100 x 110. Berikut ini adalah tabel beban aksial yang bekerja pada setiap kolom dari perhitungan analisa struktur dengan menggunakan program SAP. Tabel 4.9 Beban Aksial yang Terjadi pada Kolom Lokasi DB2 No

No Joint

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

331 332 333 337 338 339 340 343 344 345 346

Beban Aksial (ton) 728.8734 794.402 844.0232 740.3208 1006.5394 817.3644 817.3677 834.7506 777.6016 767.6803 778.0263

 Dari tabel di atas untuk kolom ukuran 80 x 80 cm beban aksial terkecil terdapat pada joint 331 sebesar 728,87 ton, dan beban aksial terbesar terdapat pada no joint 333 = 844 ton. Kolom perkakuan mempunyai dimensi 100 x 110 cm terdapat pada joint 338 mempunyai beban aksial sebesar 1006,54 ton Sedangkan sedangkan kapasitas daya dukung untuk satu tiang sebesar 272,01 ton, Maka digunakan 4 tiang dengan efisiensi: Dengan cara yang sama maka didapatkan efisiensi grup tiang E g  sebesar = 0,969

IV - 32


maka daya dukung tiang kelompok ( Qug ) adalah: Qug  QUt  n  E g Qug = 272,01  4  0,969 = 1054,3 ton > 1006,54 ton...........Ok

4.2.3 Lokasi DB 3 Pada lokasi DB3 terdapat sebelas buah kolom berukuran 80 x 80 cm dan dua kolom perbesaran berukuran 100 x 110. Berikut ini adalah tabel beban aksial yang bekerja pada setiap kolom dari perhitungan analisa struktur dengan menggunakan program SAP. Tabel 4.10 Beban Aksial yang Terjadi pada Kolom Lokasi DB3 No

No Joint

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

347 348 341 342 334 335 336 352 353 354 358 359 360

Beban Aksial (ton) 784.6113 511.1955 1006.635 734.0803 844.025 794.4356 728.4655 817.3458 1006.5452 733.7678 771.3755 788.0908 833.2118

 Dari tabel di atas untuk kolom ukuran 80 x 80 cm beban aksial terkecil terdapat pada no joint 348 sebesar 511,2 ton. Sedangkan kapasitas daya dukung untuk satu tiang sebesar 263,19 ton, Maka digunakan 3 tiang dengan efisiensi: Dengan cara yang sama maka didapatkan efisiensi grup tiang E g  sebesar = 0,875 IV - 33


maka daya dukung tiang kelompok ( Qug ) adalah: Qug  QUt  n  E g Qug = 263,19  3  0,875 = 690,87 ton > 511,2 ton...........Ok!!

 Untuk kolom ukuran 80 x 80 cm selain joint 348 dan kolom perkakuan mempunyai dimensi 100 x 110 cm terdapat pada joint 341 dan 353 mempunyai beban aksial sebesar 1006,6 ton Sedangkan kapasitas daya dukung untuk satu tiang sebesar 263,19 ton, Maka digunakan 4 tiang dengan efisiensi: Dengan cara yang sama maka didapatkan efisiensi grup tiang E g  sebesar = 0,969 maka daya dukung tiang kelompok ( Qug ) adalah: Qug  QUt  n  E g Qug = 263,19  4  0,969 = 1020,12 ton > 1006,6 ton...........Ok !!

Tabel 4.11 Jumlah Tiang Pondasi Kelompok No

Joint

1

348, 355 356, 357, 349, 331, 332, 333, 337, 338, 339 340,343, 344, 345, 346, 347, 341, 342 334, 335, 336, 336, 353, 354, 358, 359, 360 351 350

2 3 4

Kebutuhan Tiang 3 4 5 6

IV - 34


4.3 Kapasitas Daya Dukung Tiang Terhadap Gaya Lateral Metode Brown memberlakukan hanya pada tanah homogen yaitu tanah lempung saja atau pasir saja. Berdasarkan data yang tersedia diketahui bahwa jenis tanah mayoritas adalah lanau berpasir, sehingga formula yang digunakan adalah formula untuk tanah pasir. 4.3.1 Menghitung Gaya Lateral Pada Lokasi DB 1 Perhitungan diwakilkan pada kolom perbesaran dengan no joint 350 yang ditopang oleh 6 tiang bor, dikarenakan pada kolom ini memiliki beban yang paling besar dibandingkan dengan kolom lain pada daerah DB 1. D = 80 cm = 0,8 m L = 16 m I=

 .D 4 3,14.804   2009600 cm4 64 64

E = modulus elastisitas beton digunakan 2.1  105 kg/cm2 EI = 2.1  105 kg/cm2  2009600 cm4 = 42,2016 . 1010 kgcm2 = 42201,6 tm2 Gaya lateral (H) yang bekerja pada tiang kolom no 350 sebesar 73,3 ton yang bekerja pada kolom dasar, selanjutnya gaya ini akan didistribusikan kepada 6 tiang yang menopang kolom tersebut. Jika distribusi beban dianggap merata pada setiap tiang maka satu tiang akan menahan gaya horisontal sebesar

73,3 = 12,22 6

ton.

  26 O ,  t = 1,714 t/m2 → lapisan tanah paling atas IV - 35


 h = untuk pasir padat 20 x 103 = 20000 kN/m3 = 2000 ton/m3 (Tabel 2.9) 1

1

 EI  5  42201,6  5 T=     = 4  2000   h L = 16 ≥ 4T (4.4 = 16) → termasuk tiang panjang

 26    Kp = tan2 45  2   tan2 45  2  = 2,56 Momen yang bekerja pada kolom no 350 sebesar M u = 320,85 ton, jika didistribusikan merata kepada 6 tiang maka satu tiangnya M u = 53,5 ton.

My D . .K p 4

'



53,5 = 29,77 0,8 .1,714.2,56 4

Dari grafik hubungan antara

Maka didapat

My D . .K p 4

'

dengan

Hu D . ' k p 3

Hu Hu = 30 maka = 30 ' 3 D . k p 0,8 .1,714.2,56 3

H u = 30 . 0,83 . 1,714 . 2,56 = 67,4 ton Ha 

67,4  22,47 ton > 12,22 ton........... tiang kuat terhadap gaya lateral. 3

Periksa terhadap faktor keamanan untuk gaya lateral FK =

Tahanan lateral ( Daya dukung ijin)  1.10 Gaya lateral Ultimit

FK =

22,47  1,8 > 1.1 .......... Ok 12,22

IV - 36


4.3.2 Menghitung Gaya Lateral Pada Lokasi DB 2 Pada lokasi DB2 menggunakan panjang tiang 16 m, perhitungan diwakilkan pada kolom perbesaran dengan no joint 338 yang ditopang oleh 4 tiang bor, dikarenakan pada kolom ini memiliki beban yang paling besar dibandingkan dengan kolom lain pada daerah DB 2. Dengan cara yang sama didapatkan: Ha 

60,67 = 20,22 ton > 12,25 ton............ tiang kuat terhadap gaya lateral. 3

FK =

20,22  1.65 > 1.1 .......... Ok 12,25

4.3.3 Menghitung Gaya Lateral Pada Lokasi DB 3 Perhitungan diwakilkan pada kolom perbesaran dengan no joint 341 yang ditopang oleh 4 tiang bor, dikarenakan pada kolom ini memiliki beban yang paling besar dibandingkan dengan kolom lain. Dengan cara yang sama didapatkan: Ha 

52,55 = 17,52 ton > 12,55 ton............ tiang kuat terhadap gaya lateral. 3

FK =

17,52  1.4 > 1.1 .......... Ok 12,55

4.4 Penurunan Pondasi Tiang Jika diperhatikan dari data lapisan tanah yang ada maka diketahui bahwa lapisan pendukung berupa tanah lanau berpasir. Keberadaan tanah lempung relatif sedikit, sehingga penurunan yang terjadi berupa penurunan seketika (short term settlement).

IV - 37


4.4.1 Penurunan Pondasi Pada Lokasi DB 1 Tiang bertumpu pada lapisan tanah lanau berpasir kedalaman 16 meter. Penurunan dihitung pada tiang yang menopang kolom no 350, sebagai perwakilan terhadap tiang yang lain pada lokasi DB 1. A. Penurunan Pondasi Tiang Tunggal Perhitungan penurunan pada pondasi tiang tunggal menggunakan Metode Empiris (Vesic,1970). Rumus yang digunakan untuk menghitung penurunan tiang tunggal yaitu :

S=

D QL  100 A p E p

Dengan : S = penurunan pondasi tiang tunggal D = diameter tiang = 80 cm Q = daya dukung tiang ( Qa ) = 204,5 ton = 204500 kg L = panjang tiang = 16 m = 1600 cm Ap = Luas penampang tiang = D2 = 80 cm x 80 cm = 6400 cm2 Ep = modulus elastisitas bahan = 2,1 x 105 kg/cm2 Maka penurunan tiang tunggal adalah:

S=

80 204500  1600 D QL  =   1,04 cm 100 A p E p 100 6400  2,1  105

IV - 38


B. Penurunan Pondasi Tiang Kelompok

Gambar 4.6 Penurunan Pondasi pada Kolom 350 Perhitungan penurunan kelompok tiang menggunakan metode Vesic,1977. Rumus yang digunakan untuk menghitung penurunan kelompok tiang yaitu :

Sg = S .

Bg D

Dengan : Sg = penurunan kelompok tiang S = penurunan pondasi tiang tunggal = 1,04 cm Bg = lebar kelompok tiang = (m-1).s + D = (3-1). 2,4 + 0,8 = 5,6 m = 560 cm D = diameter tiang = 80 cm Maka penurunan tiang kelompok adalah :

IV - 39


Sg = S .

Bg D

= 1,04

560 80

= 2,8 cm

Sg < S maksimum yang dizinkan

2,75 cm < 7,5 cm ………OK!!

4.4.2 Penurunan Pondasi Pada Lokasi DB 2 Tiang bertumpu pada lapisan tanah lanau berpasir kedalaman 16 meter. Penurunan dihitung pada tiang yang menopang kolom no 338, dengan 4 tiang bor dalam satu kelompok. Titik ini sebagai perwakilan terhadap tiang yang lain pada lokasi DB2. Dengan cara yang sama didapat: A. Penurunan pondasi tiang tunggal (S) = 1,12 cm B. Penurunan pondasi tiang kelompok (Sg) = 2,24 cm Sehingga: Sg < S maksimum yang dizinkan

2,24 cm < 7,5 cm ………OK!!

4.4.3 Penurunan Pondasi Pada Lokasi DB 3 Tiang bertumpu pada lapisan tanah lanau kedalaman 16 meter. Penurunan dihitung pada tiang yang menopang kolom no 341, sebagai perwakilan terhadap tiang yang lain pada lokasi DB3. Dengan cara yang sama didapat: A. Penurunan pondasi tiang tunggal (S) = 1,1 cm B. Penurunan pondasi tiang kelompok (Sg) = 2,2 cm Sehingga: Sg < S maksimum yang dizinkan

2,2 cm < 7,5 cm ………OK!!

IV - 40


4.5 Perencanaan Pile cap dan Tie beam Hubungan antara Tiang-tiang diikat menjadi satu oleh kepala tiang didalam sebuah tiang kelompok. Kepala tiang ini disebut dengan Pile cap (Poer). Antara Pile cap dihubungkan dengan Tie beam, sehingga seluruh struktur menjadi satu kesatuan yang bekerja sama dalam menahan beban. Jika kekuatan daya dukung tanah tidak terlalu berbeda maka penurunan pondasi bisa seragam. Kekuatan daya dukung tanah dipengaruhi oleh keadaan lapisan tanah, pada kasus ini diketahui keadaan tanah tidak terlalu bervariatif, sehingga penurunan diasumsikan seragam pada semua lokasi. Ikatan yang digunakan pada plat penutup tiang (Pile cap) adalah ikatan tiang ujung bebas dan ujung jepit. Mc.Nulty (1956) mendefinisikan bahwa tiang yang bagian atasnya terjepit kedalam plat kurang dari 60 cm, dinamakan tiang ujung bebas (free end pile). Sedangkan tiang ujung jepit ( fixed end pile ) sebagai tiang yang ujung atasnya terjepit (tertanam) dalam pelat penutup kepala tiang paling sedikit sedalam 60 cm. Model ikatan ini sangat mempengaruhi kekakuan tiang dalam mendukung beban lateral. 4.5.1

Perkiraan Dimensi Pile Cap

Berdasarkan tabel 4.11 pile cap dibagi menjadi empat yaitu pile cap dengan 3, 4, 5, dan 6 tiang bor.

IV - 41


A. Pile Cap dengan 3 Tiang 80 cm Kolom 80 x 80 cm

Pile Cap

H? 20 cm

20 cm

Tiang Bor

80 cm

80 cm

Gambar 4.7 Dimensi Pile cap 3 Tiang Untuk menentukan tinggi dari pile cap dapat dilakukan secara sederhana, yaitu dengan cara sebagai berikut : 

b = 330 cm



d’ = 8,0 cm



H = dicoba pakai 100 cm



d

= H - d’ = 100 – 8 = 92 cm

Pu untuk masing-masing tiang = 575,57 ton Untuk mencari nilai

Mu

maka struktur pondasi akan dianalisis dengan

menganggap pondasi sebagai tumpuan jepit dan tiang-tiang pondasi sebagai nilai Pu seperti pada gambar yang terlampir dibawah ini:

2 Pu 240 cm IV - 42


Mu = 2Pu . 240 = 2.( 575,57) . 240 = 276273,6 ton.cm = 27627,36 kN. 

Mu 27627,36 d' 8   9891,22 dan   0,09  0,10 2 2 d 92 bd 3,3  0,92



Mutu beton yang digunakan

fc’ = 35 MPa dan Mutu tulangan fy = 400

Mpa. (asumsi) 

Dari tabel CUR.4 Tabel 5.3.j didapat nilai  = 0,0266 ( interpolasi ).



Syarat  adalah min <  < maks yaitu harga min = 0,0018 dan maks = 0,0271 dengan demikian harga  = 0,0266 memenuhi syarat, yang berarti dimensi dari pile cap setebal 100 cm dapat digunakan.

B. Pile Cap dengan 4 Tiang 80 cm Kolom 80 x 80 cm

Pile Cap

H? 20 cm

20 cm

Tiang Bor

80 cm

80 cm

Gambar 4.8 Dimensi Pile cap 4 Tiang Untuk menentukan tinggi dari pile cap dapat dilakukan secara sederhana, yaitu dengan cara sebagai berikut : 

b = 360 cm



d’ = 8,0 cm IV - 43







d

= H - d’ = 100 – 8 = 92 cm


Mu



2 Pu 240 cm Mu = 2Pu . 240 = 2.( 575,57) . 240 = 276273,6 ton.cm = 27627,36 kN. 

Mu 27627,36 d' 8   9066,95 dan   0,09  0,10 2 2 d 92 bd 3,6  0,92





Mpa. (asumsi) 





IV - 44


C. Pile Cap dengan 5 Tiang 80

Kolom

Pile Cap H? 20

20

2. 4

Tiang Bor

80

80

80

Gambar 4.9 Dimensi Pile cap 5 Tiang

Untuk menentukan tinggi dari pile cap dapat dilakukan secara sederhana, yaitu dengan cara sebagai berikut : 

b = 460 cm



d’ = 8 cm






d

= H - d’ = 100 – 8= 92 cm


Mu



IV - 45


3 Pu 170 cm

Mu = 3 Pu . 170 = 3 . 575,57. 170 = 293540,7 ton.cm = 29354,07 kN. 

Mu 15488,4 d' 8   7539,4 dan   0,09  0,10 2 2 d 92 bd 4,6  0,92



Mutu beton yang digunakan fc’ = 35 MPa dan Mutu tulangan fy = 400 MPa.







D. Pile Cap dengan 6 Tiang 80

Kolom

Pile Cap H? 20

20

Tiang Bor

80

80

80

Gambar 4.10 Dimensi Pile cap 6 Tiang IV - 46


Untuk menentukan tinggi dari pile cap dapat dilakukan secara sederhana, yaitu dengan cara sebagai berikut : 

b = 600 cm



d’ = 8 cm






d

= H - d’ = 100 – 8= 92 cm


Mu



3 Pu 240 cm

Mu = 3 Pu . 240 = 3 . 575,57. 240 = 414410,4 ton.cm = 41441,04 kN 

Mu 41441,04 d' 8   8160,26 dan   0,09  0,10 2 2 d 92 bd 6  0,92



Mutu beton yang digunakan fc’ = 35 MPa dan Mutu tulangan fy = 400 MPa.






Syarat  adalah min <  < maks yaitu harga min = 0,0018 dan maks = 0,0271 dengan demikian harga  = 0,0221 memenuhi syarat, yang berarti dimensi dari pile cap setebal 100 cm dapat digunakan. IV - 47


4.5.2

Perkiraan Dimensi Tie Beam

Jarak panjang antara kolom yang satu dengan yang lainnya pada perancangan struktur bangunan ini adalah 600 cm, Sehingga untuk dapat memperkirakan dimensi dari balok pengikat (tie beam) dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut :

h

b 

h

1 1 1 1 L sampai L  .600 sampai .600 12 10 12 10

h = 50 cm sampai 60 cm, sehingga diantara keduanya digunakan h = 60 cm. 

b

1 2 1 2 h sampai h  .60 sampai .60 2 3 2 3

b = 30 cm sampai 40 cm, sehingga diantara keduanya digunakan b = 40 cm. Jadi dimensi tie beam yang digunakan adalah b x h = 40 cm x 60 cm 4.6 Perkiraan Tulangan 4.6.1 Penulangan Tiang Bor Perhitungan penulangan tiang bor mengacu pada cara tabel pada buku CUR.4, dan untuk nilai Pu (tekanan ultimit) digunakan Qult

rata-rata DB1 dari masing-

masing data tiang Bor.

IV - 48


A. Penulangan Tiang Bor Lokasi DB1 Tiang bor diameter 80 cm Untuk mendapatkan nilai As total akan diasumsikan d’ = 50 mm dan h = 400 mm maka

d’/ h = 0,125  0,15. untuk perancangan selanjutnya digunakan tabel

CUR.4

Hal. 99, sebelumnya dicari sumbu vertikal dan horizontal untuk

mendapatkan nilai r. Diketahui data-data sebelumnya : fc = 35 MPa fy = 400 MPa Pu = Qult = 575,57 ton = 5755700 N Pu’ = 0,1 . fc . Agr = 0,1 . 35 . (1/4 π 4002) = 439600 ton  Pada sumbu vertikal ( ø = 0,8) untuk fc = 35 MPa : 0,85 menjadi 0,81

Pu' 439600  = 0,154 '  . Agr .0,81. f c 0,8. 1  .400 2 .0,81.35 4





 Pada sumbu horizontal Pu e  '  . Agr .0,81. f c h e 15  0,03h  15  0,03  400    = 0.0675 h h 400

Sehingga



5755700



0,8 1  400 2 .0,81.35 4

 0,0675 = 0,136

Dari perhitungan diatas didapat sumbu vertikal dan horizontal yaitu : 0,154 dan 0,136, maka didapat r = 0,042 (dari grafik CUR.4 Hal 99) ρ = r . β ( untuk fc =35 MPa

; β = 1,33 )

= 0,042 . 1,33 = 0,056 IV - 49


As total = ρ . Agr = 0,056 .( 1/4 π 4002 ) = 7033,6 mm2 Maka dibutuhkan tulangan : 12 ø 28

( dari CUR.4 Hal. 15 )

Jarak tulangan pondasi keliling lingkaran  .(d  2d ' ) 3,1480  2  5 =18,3 cm = 183 mm S=   12 12 jumlah tulangan

Gambar 4.11 Tulangan Tiang Bor Lokasi DB1 B. Penulangan Tiang Bor Lokasi DB2 Pu = Qult = 758,67 ton = 7576700 N Dengan perhitungan yang sama didapatkan As total = 8352,4 mm2 Maka dibutuhkan tulangan : 14 ø 28


Jarak tulangan pondasi S=

keliling lingkaran  .(d  2d ' ) 3,1480  2  5 =15,7 cm = 157 mm   14 14 jumlah tulangan

IV - 50


Gambar 4.12 Tulangan Tiang Bor Lokasi DB2 C. Penulangan Tiang Bor Lokasi DB3 Pu = Qult = 737 ton = 7370000 N Dengan perhitungan yang sama didapatkan As total = 8018,3 mm2 Maka dibutuhkan tulangan : 14 ø 28


Jarak tulangan pondasi S=

keliling lingkaran  .(d  2d ' ) 3,1480  2  5 =15,7 cm = 157 mm   14 14 jumlah tulangan Tulangan 14 Ø 28 - 157 50

Tul. Sengkang Ø 10

400

Gambar 4.13 Tulangan Tiang Bor Lokasi DB3 IV - 51


4.6.2 Penulangan Pile Cap A. Penulangan Pile Cap Dengan 3 Tiang Penulangan pile cap pada tugas akhir ini, dihitung berdasarkan cara tabel dari CUR. 4. Dan pada kasus ini, telah diketahui nilai ρ dari pile cap. Perhitungan tulangan utama

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

sebelumnya : fc = 35 MPa

;

b = 1,0 m

fy = 400 MPa

;

d = 0,92 m

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


Mu 27627,36 d' 8   9891,22 dan   0,09  0,10 2 2 d 92 bd 3,3  0,92





Mpa. (asumsi) 

Dari tabel CUR.4 Tabel 5.3.j didapat nilai  = 0,0266 ( interpolasi ). Sehingga, As = ρ . b . d . 106 = 0,0266. 1 . 0,92 . 106 = 24472 mm2 = 244,72 cm2 Pakai

ø 32

→ As1 = 6,16 cm2 (dari CUR. 4 Hal. 15). IV - 52


n

As 244,72  = 40 buah tulangan. As1 6,16

Panjang pile cap = 330 cm , lebar pile cap = 330 cm Jarak tulangan (s) =

330 330 = 8,25 cm ≈ 82,5 mm  n 40

Dari buku CUR.4 hal. 15 Tabel 2.2a, untuk tulangan utama arah x dan y dibutuhkan tulangan 40 ø 28 – 82,5  Periksa apakah pile cap kuat menahan gaya geser dipertengahan Vu ≤ Φ Vc Dimana :

Vu = Qu = 575567 kg Vc  0,6 

1 35 6

= 0,59 Mpa = 59 kg Maka vu 

Vu 575567   18,96  59 kg / cm 2 ... pile cap kuat menahan geser !! b.d 330  92

 Periksa terhadap geser pons Dimana :

Vu = Qu = 575567 kg h = b = (b + 2t) = 80 + 80 = 160 cm

Luas bidang pons = 2 (b + 2t)  d = 2 (80 + 80)  92 = 29440 cm2 Vpons =

575567  19,58  59 kg / cm 2 ........Ok !! 29440

IV - 53


240 cm

Tul utama arah y 40 Ø 28 - 82,5

Ø 0.8 m

Tul utama arah x 40 Ø 28 – 82,5

330 cm 240 cm

Gambar 4.14 Penulangan Pile cap 3 Tiang Bor B. Penulangan Pile Cap dengan 4 Tiang Perhitungan tulangan utama



;

b = 1,0 m

fy = 400 MPa

;

d = 0,92 m



Mu 27627,36 d' 8   9066,95 dan   0,09  0,10 2 2 d 92 bd 3,6  0,92





Mpa. (asumsi) 

Dari tabel CUR.4 Tabel 5.3.j didapat nilai  = 0,0249 ( interpolasi ). IV - 54


As = ρ . b . d . 106 = 0,0249 . 1 . 0,92 . 106 = 22908 mm2 = 229,08 cm2 Pakai n

ø 28

→ As1 = 6,16 cm2 (dari CUR. 4 Hal. 15).

As 229,08 = 38 buah tulangan.  As1 6,16


360 360 = 9,5 cm ≈ 95 mm  n 38

Dari buku CUR.4 hal. 15 Tabel 2.2a, untuk tulangan utama arah x dan y dibutuhkan tulangan 38 ø 28 – 95  Periksa apakah pile cap kuat menahan gaya geser dipertengahan Vu ≤ Φ Vc Dimana :

Vu = Qu = 575567 kg Vc  0,6 

1 35 6

= 0,59 Mpa = 59 kg Maka vu 



Vu = Qu = 575567 kg h = b = (b + 2t) = 80 + 80 = 160 cm


575567  19,58  59 kg / cm 2 ........Ok !! 29440

IV - 55


Gambar 4.15 Penulangan Pile cap 4 Tiang Bor C. Penulangan Pile cap dengan 5 Tiang Perhitungan tulangan utama



;

b = 1,0 m

fy = 400 MPa

;

d = 0,92 m


3 Pu 170 cm

Mu = 3 Pu . 170 = 3 . 575,57. 170 = 293540,7 ton.cm = 29354,07 kN. 

Mu 29354,07 d' 8   7539,4 dan   0,09  0,10 2 2 d 92 bd 4,6  0,92



Mutu beton yang digunakan fc’ = 35 MPa dan Mutu tulangan fy = 400 MPa. IV - 56




Dari tabel CUR.4 Tabel 5.3.j didapat nilai  = 0,0205 ( interpolasi ). As = ρ . b . d . 106 = 0,0205 . 1 . 0,92 . 106 = 18860 mm2 = 188,6 cm2 Pakai n

ø 28

→ As1 = 6,16 cm2 (dari CUR. 4 Hal. 15).



460 460 = 14,8 cm ≈ 148 mm  n 31

Dari buku CUR.4 hal. 15 Tabel 2.2a, untuk tulangan utama arah x dan y dibutuhkan tulangan 31 ø 28 – 148  Periksa apakah pile cap kuat menahan gaya geser dipertengahan Vu ≤ Φ Vc Dimana :

Vu = Qu = 575567 kg Vc  0,6 

1 35 6

= 0,59 Mpa = 59 kg Maka vu 



Vu = Qu = 575567 kg h = b = (b + 2t) = 80 + 80 = 160 cm


575567  19,58  59 kg / cm 2 ........Ok !! 29440

IV - 57


Gambar 4.16 Penulangan Pile cap 5 Tiang Bor D. Penulangan Pile cap dengan 6 Tiang Perhitungan tulangan utama


sebelumnya: fc = 35 MPa

;

b = 1,0 m

fy = 400 MPa

;

d = 0,92 m

Penulangan arah y

3 Pu 240 cm

Mu = 3 Pu . 240 = 3 . 575,57. 240 = 414410,4 ton.cm = 41441,04 kN 

Mu 41441,04 d' 8   8160,26 dan   0,09  0,10 2 2 d 92 bd 6  0,92



Mutu beton yang digunakan fc’ = 35 MPa dan Mutu tulangan fy = 400 MPa. IV - 58




Dari tabel CUR.4 Tabel 5.3.j didapat nilai  = 0,0221 ( interpolasi ). As = ρ . b . d . 106 = 0,0221 . 1 . 0,92 . 106 = 20332 mm2 = 203,32 cm2 Pakai n

ø 28

→ As1 = 6,16 cm2 (dari CUR. 4 Hal. 15).



600 600 = 18,2 cm ≈ 182 mm  n 33

Dari buku CUR.4 hal. 15 Tabel 2.2a, untuk tulangan utama arah y dibutuhkan tulangan 33 ø 28 – 182 Penulangan arah x


Mu 27627,36 d' 8   9066,95 dan   0,09  0,10 2 2 d 92 bd 3,6  0,92





Mpa. (asumsi) 

Dari tabel CUR.4 Tabel 5.3.j didapat nilai  = 0,0249 ( interpolasi ). As = ρ . b . d . 106 = 0,0249 . 1 . 0,92 . 106 = 22908 mm2 = 229,08 cm2 IV - 59


Pakai n

ø 28

→ As1 = 6,16 cm2 (dari CUR. 4 Hal. 15).

As 229,08 = 38 buah tulangan.  As1 6,16


360 360 = 9,5 cm ≈ 95 mm  n 38

Dari buku CUR.4 hal. 15 Tabel 2.2a, untuk tulangan utama arah x dibutuhkan tulangan 38 ø 28 – 95  Periksa apakah pile cap kuat menahan gaya geser dipertengahan Vu ≤ Φ Vc Dimana :

Vu = Qu = 575567 kg Vc  0,6 

1 35 6

= 0,59 Mpa = 59 kg Maka vu 



Vu = Qu = 575567 kg h = b = (b + 2t) = 80 + 80 = 160 cm


575567  15,64  59 kg / cm 2 ........Ok !! 36800

IV - 60


Gambar 4.17 Penulangan Pile cap 6 Tiang Bor 4.6.3 Penulangan Tie Beam A. Tulangan Pokok Dari data-data sebelumnya, diketahui : Modulus Elastisitas Beton ( E ) = 2,1.105 kg/cm2 = 2,1.106 ton/m2 Inersia balok ( I ) = 1/12. b . h3 = 1/12. 0,40. 0,603 = 7,2 .10-3 m4 EI = 2,1.106 ton/m2 x 7,2 .10-3 m4 = 15120 ton.m2

Diasumsikan bahwa differencial ijin settlement ( δ ) = 1/200 x 600 = 3 cm. Nilai differencial ( δ ) diasumsikan pakai = 3 cm = 0,03 m Mg = (6 EI δ) / L2 = (6 . 15120 . 0,03) / 62 = 75,6 ton.meter Mu = Mg = 75,6 ton.meter

IV - 61


Mu 75,6 d' 8   699 dan =0,15  2 2 d 52 bd 0,4  0,52 Mutu beton yang digunakan fc’ = 35 MPa dan Mutu tulangan fy = 400 MPa Dari tabel CUR.4 hal. 67 Tabel 5.3j didapat nilai  = 0,0019 (interpolasi). Sehingga, As = ρ . b . d . = 0,0019 . 40 . 52 . = 4 cm2 As’ = 0,5.As = 0,5 . 4

= 2 cm2

Menghitung jumlah tulangan (dari tabel 2.2.a CUR 4) Untuk As = 400 mm2, digunakan tulangan Ø 22 sebanyak 2 buah Untuk As’ = 200 mm2, digunakan tulangan Ø 22 sebanyak 2 buah Jarak tulangan : Untuk As = 4 cm2 : lebar balok / jumlah tulangan =

40 = 20 cm 2

Untuk As’ = 2 cm2 : lebar balok / jumlah tulangan =

40 = 20 cm 2

B. Tulangan Sengkang Mg = Vu = 75600 kg Asumsi : 

Diameter tulangan utama = 22 mm



Diameter tulangan sengkang = 10 mm



d’ = 80 + 10 + (0.5*22) = 101 mm



d = 600 – 80 – 10 – (0.5*22) = 499 mm



ø tulangan geser = 10 dengan luas 157.1 mm2

IV - 62


Jarak sengkang tidak perlu lebih dari : s

¡Ü

s¡Ü

d 2 449 2

 224,5 mm = 22,5 cm

Dan diambil yang terkecil dari : 

h 600   150 mm = 1,5 cm 4 4



16D = 16*10 = 160 mm = 16 cm



15 cm

Digunakan s = 15 cm Menurut SK SNI T 15-1991-03, nilai Vc dan Vs dapat dihitung secara manual seperti terlihat pada rumus di bawah ini. Periksa apakah Vu ≤ Φ Vc Dimana Vc =

=

1 6

f c '.bw .d

1 35 * 400 * 499 6

= 196808,25 N = 19680,83 kg Periksa apakah

Vu ≤ Φ Vc 75600 ≤ 0.6 * 19680,83 75600 > 11808,5 kg

Karena Vu > Φ Vc maka balok tie beam perlu tulangan geser.

IV - 63


Jarak tulangan geser yang terpasang pada : Tumpuan Φ 10 – 150 mm Lapangan Φ 10 – 300 mm

600 mm

600 mm

Gambar 4.18 Penulangan Balok Tie beam

IV - 64


4.7 Gambar Perencanaan Pondasi Tiang Bor Berikut ini adalah gambar perencanaan

pondasi tiang bor, gambar ini

memperlihatkan penempatan kolom dan pondasi tiang kelompok yang

telah

diikat oleh kepala tiang atau pile cap yang kemudian antara pile cap yang satu dengan yang lain dihubungkan dengan balok tie beam sehingga menjadi satu kesatuan yang monolit.

Gambar 4.19 Perencanaan Pondasi Tiang Bor

IV - 65

Bab V Kesimpulan dan Saran

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dari langkah-langkah analisis yang telah dilakukan oleh penulis dan sesuai dengan tujuan dari pada penulisan tugas akhir ini yaitu untuk menghitung dan menganalisis daya dukung pondasi tiang bor pada konstruksi gedung berlantai banyak, dalam hal ini penulis dapat memberikan beberapa kesimpulan terhadap hasil anlaisis yang telah dilakukan, diantaranya : 1. Metode-metode perhitungan daya dukung pondasi tiang yang digunakan yaitu berdasar kepada data penyeledikan tanah yang didapat berupa data N-SPT, hasil uji Laboratorium, dan sondir. Akan tetapi untuk data sondir tidak dipergunakan dalam perencanaan kerena data yang didapatkan kurang akurat, sehingga perhitungan daya dukung pondasi tiang hanya menggunakan data penyelidikan tanah dari laboratorium dan N-SPT. 2. Metode yang digunakan dalam perencanaan ini adalah metode Statis Meyerhoff dan Vesic untuk perhitungan daya dukung tiang tunggal berdasarkan data parameter tanah, dan metode Meyerhoff untuk daya dukung tiang tunggal berdasarkan data NSPT 3. Pondasi tiang bor yang digunakan berdiameter 80 cm dengan panjang 16 meter, tiang kuat dan kaku menahan gaya aksial dan gaya lateral yang terjadi. Adapun pondasi berdiri diatas tanah lanau berpasir padat dengan kedalaman 16 meter dari permukaan tanah. 4. Penurunan yang terjadi lebih kecil dari penurunan maksimum yang diijinkan, sehingga dapat disimpulkan bahwa tanah dasar cukup kuat menahan beban V-1

Bab V Kesimpulan dan Saran

yang dialihkan oleh tiang ke tanah. Dan penurunan yang terjadi bersifat penurunan seketika (short term settlement) yaitu penurunan terjadi setelah tanah dibebani, sebab lapisan tanah pendukung berupa tanah lanau berpasir. 5.2

Saran

Dari langkah-langkah analisis yang telah dilakukan ada beberapa saran yang kiranya dapat menjadi suatu acuan dalam melakukan analisis terhadap daya dukung pondasi tiang yaitu: 1. Terlebih dahulu kita harus mengetahui jenis tanah tempat bertumpunya pondasi, setelah itu baru kemudian kita dapat menggunakan metode yang tepat untuk melakukan perhitungan daya dukung pondasi.

2. Proses pelaksanaan penyelidikan tanah dan uji laboratorium yang baik akan membantu dalam merencanakan jenis dan dimensi pondasi yang sesuai pada lokasi proyek 3. Dalam merancang pondasi memiliki nilai ketidakpastian yang sangat tinggi

pada setiap perancangan, sehingga dapat dimungkinkan antara perencana mempunyai perbedaan, Selain itu parameter tanah dan jenis lapisan tanah juga akan mempengaruhi hasil yang akan didapat. 4. Penggunaan faktor korelasi dapat digunakan sebagai alternatif yang cukup

bagus dalam perancangan, dikarenakan setiap data data yang diperoleh tidak selalu sempurna atau lengkap sesuai dengan keperluan dalam perencanaan.

V-2

Daftar Pustaka

DAFTAR PUSTAKA Bowles, Joseph E, 1992, Analisis dan Desain Pondasi, Jilid III, Erlangga, Jakarta. Bowles, Joseph E, 1993, Analisis dan Desain Pondasi, Terjemahan dari Silaba P, Edisi keempat, Erlangga, Jakarta. Coduto, Donald P, 1994, Foundation Design and Practise, Prentise-Hall inc, New Jersey. Das, Braja M, 1995, Mekanika Tanah, Jilid 1, Erlangga, Jakarta. Hardiyatmo, Hary Christady, 2002, Teknik Pondasi 2, Edisi Kedua. Yogyakarta. PT. Solefoun Sakti, 2007, Laporan Penyelidikan Tanah. Jakarta. Rahardjo, Paulus P, Manual Pondasi Tiang, Program Pasca Sarjana Magister Teknik Sipil Parahiangan Bandung. Saran, Swami, 1996, Analysis and Design of Substructure, AA Balkema Publisher, Brookfield. Simatupang, Pintor Tua, 2004, Modul Kuliah Rekayasa Pondasi I, Teknik Sipil Mercu Buana, Jakarta. Simatupang, Pintor Tua, 2004, Modul Kuliah Rekayasa Pondasi II, Teknik Sipil Mercu Buana, Jakarta. Tomlinson, M.J, 1977, Pile Design and Construction Practice, The Garden City Press Limited, Lecthworth. Vidayanti, Desiana, 2007, Modul Kuliah Mekanika Tanah II, Teknik Sipil Mercu Buana, Jakarta. Vis, W. C dan Gideon Kusuma, 1993, Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang Berdasarkan SKSNI T-15-1991-03, Erlangga, Jakarta. Vis, W. C dan Gideon Kusuma, 1993, Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang Berdasarkan SKSNI T-15-1991-03, Edisi Kedua, Erlangga, Jakarta. Triyani, Nita dan M. Zaenudin, 2004, Perancangan Gedung Beton Bertulang Berlantai Banyak Di Jakarta, Tugas Akhir, Mercu Buana, Jakarta. Rahardjo, Paulus P, 2001, In Situ Testings and Soil Properties Correlations, Parahyangan Catholic University, Bandung.

LAMPIRAN I (Data Penyelidikan Tanah)

LAMPIRAN II (Grafik dan Tabel Corelasi)

LAMPIRAN III (Grafik dan Tabel Tulangan)

TUGAS AKHIR PERENCANAAN PONDASI TIANG BOR GEDUNG BERLANTAI BANYAK DI JAKARTA

Recommend Documents