Cover

TUGAS AKHIR

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI KELOMPOK MINI

PILE PABRIK PKO PTPN III SEI MANGKEI

DISUSUN OLEH

DEBORA NAINGGOLAN

07 0404 117

Dosen Pembimbing :

Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE

19510629 198411 1 001

BIDANG STUDI GEOTEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2013

Universitas Sumatera Utara

TUGAS AKHIR

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI KELOMPOK MINI

PILE PABRIK PKO PTPN III SEI MANGKEI

Diajukan untuk melengkapi tugas - tugas dan memenuhi syarat untuk menjadi

Sarjana Teknik Sipil

Disusun Oleh :

DEBORA NAINGGOLAN

070404117

BIDANG STUDI GEOTEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2013


i

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan, atas berkat dan

karunia-Nya lah sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan

baik. Penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk melengkapi persyaratan dalam

menempuh ujian Sarjana Teknik Sipil pada Fakultas Teknik Departemen Teknik

Sipil Universitas Sumatera Utara.

Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis menghadapi berbagai kendala,

tetapi karena bantuan dari berbagai pihak penulisan Tugas Akhir ini dapat

terselesaikan. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih

yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE., sebagai Dosen Pembimbing yang

telah dengan sabar memberi bimbingan dan saran kepada penulis untuk

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Medan.

3. Bapak Ir. Syahrizal, MT, sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Ir. Anwar Harahap, Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT. dan Ibu Ika Puji

Hastuti, ST, MT sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen

Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Medan.

5. Bapak dan Ibu staf pengajar dan seluruh pegawai Departemen Teknik Sipil.


ii

6. Kedua orang tua saya yang dengan sepenuh hati dan sabar dalam mendidik

dan merawat serta menyemangati penulis dalam menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

7. Kepada abang, kakak, dan adikku yang telah banyak berdoa dan membantu

untuk kelancaran kuliahku; Tora Very Nainggolan, ST., Beynon Roy

Nainggolan, SH., Nora Yati Nainggolan, Isman Santoso Nainggolan,

Margaretha Adellyna M. dan Martin Siregar.

8. Rudy Anthoni L. Manurung, SST. selaku orang terdekat yang selalu

menyemangati penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

9. Pimpinan dan seluruh staf PT. Rekayasa Damper Pratama Consultan.

10. Sahabat-sahabat stambuk 2007 (Christian, David, Sri, Firda, Marlina,

Doan2, Endra, Juwita, Raynelda), adik-adik stambuk serta yang lainnya

yang tidak tersebutkan namanya.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh

karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari

Bapak dan Ibu staf pengajar serta rekan - rekan mahasiswa demi penyempurnaan

Tugas Akhir ini.

Akhir kata, penulis berharap Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat

yang sebesar - besarnya bagi kita semua, amin.

Medan, Juni 2013

Debora Nainggolan

07 0404 117


iii

ABSTRAK

Pondasi merupakan suatu konstruksi pada bagian dasar struktur yang

berfungsi meneruskan beban dari bagian atas struktur ke lapisan tanah di

bawahnya tanpa mengakibatkan keruntuhan geser tanah dan penurunan tanah,

serta penurunan pondasi yang berlebihan. Dengan demikian, perencanaan pondasi

harus memperhatikan daya dukung tanah pada pondasi yang akan dibangun,

sehingga beban yang diteruskan ke pondasi tidak melampaui kekuatan tanah.

Pondasi tiang merupakan salah satu jenis pondasi dalam. Pondasi tiang

digunakan untuk konstruksi di atas tanah lunak, yaitu untuk meneruskan beban ke

lapisan tanah keras pada kedalaman tertentu. Beban yang diteruskan dari pondasi

tiang ke lapisan- lapisan tanah, didasarkan pada lekatan antara tanah dan tiang

(friction) serta pada daya dukung ujung tiang (end bearing).

Tujuan dari studi ini untuk menghitung dan menganalisis daya dukung

kelompok mini pile dari hasil sondir, Standard Penetration Test (SPT),dan

membandingkan hasil perhitungan tersebut dengan hasil pembacaan dari alat Pile

Driving Analyzer (PDA).

Metodologi pengumpulan data dilakukan dengan studi pengamatan di

lapangan, mengadakan konsultasi dengan pihak konsultan dan melakukan studi

literatur.

Hasil perhitungan daya dukung ultimate(Qu) tiang pada kedalaman yang

sama yaitu 10,20 m, untuk sondir diperoleh 67,20 ton, data Pile Driving Analyzer

68,00 ton, dan data SPT 50,31 ton pada kedalaman 10 m.

Terdapat perbedaan daya dukung tiang dari empat titik sondir, satu titik

SPT dan daya dukung berdasarkan bacaan hasil uji PDA. Perbedaan daya dukung

tersebut dapat disebabkan oleh kedalaman tanah yang ditinjau, perbedaan jenis

tanah yang pada jarak terdekat sekalipun, cara pelaksanaan pengujian yang

bergantung pada ketelitian operator dan perbedaan parameter yang digunakan

dalam perhitungan.


iv

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .......................................................................................... i

ABSTRAK ........................................................................................................... iii

DAFTAR ISI ........................................................................................................ iv

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ................................................................................................. x

DAFTAR NOTASI .............................................................................................. xi

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................. 1

I.1. Latar Belakang …................................................................................ 1

I.2. Perumusan Masalah ........................................................................... 3

I.3. Tujuan Penelitian .………………..………….…................................ 3

I.4. Pembatasan Masalah ..........................……………............................ 4

I.5. Metode Pengumpulan Data ..............……...……….......................... 4

I.6. Sistematika Penulisan ....................………………………............... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 7

II.1. Pengertian Pondasi ............................................................................ 7

II.2. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation) .......................................... 8

II.2.1. Sondering Test/Cone Penetratio Test (CPT) .................... 11


v

II.2.2. Standard Penetration Test .................................................. 16

II.2.3. Pile Driving Analyzer ………...……...…..…...……..……. 19

II.3. Pondasi ............................................................................................ 22

II.3.1. Pendahuluan ......................................................................... 22

II.3.2. Penggolongan Pondasi Tiang ……….….………................. 24

II.3.2.1 Tiang Berdasarkan Metode Instalasi ……….........… 24

II.3.2.2 Tiang Berdasarkan Perpindahan Volume Tanah .… 26

II.3.2.3 Tiang Berdasarkan Kualitas Material dan

Cara Pembuatannya …………..…..………..…….… 27

II.4. Metode Konstruksi dan Peralatan untuk Tiang Pancang ….…... 30

II.4.1. Drop Hammer …………………..…..………………...…… 31

II.4.2. Kelebihan dan Kekurangan Drop Hammer ……….…... 31

II.5. Kapasitas Daya Dukung Tiang ……….………………….………. 32

II.5.1. Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal …................………... 32

II.5.1.1 Berdasarkan Hasil Cone Penetration Test (CPT) … 33

II.5.1.2. Berdasarkan Hasil Standard Penetration Test

(SPT) ……………………………………………….… 36

II.5.1.3. Berdasarkan Hasil Uji Pile Driving Analizer …….... 37

II.5.2 Daya Dukung Aksial Grup Tiang ……………………….… 38


vi

II.5.2.1. Jarak Antar Tiang dalam Kelompok …………….… 39

II.5.2.2. Kapasitas Kelompok dan Efisiensi Tiang Pancang

(Mini Pile) . …...…………….………………..……… 41

II.6. Tiang dengan Beban Lateral …...…………….……………...…… 44

II.6.1. Penentuan Kriteria Tiang Pendek atau Panjang …….… 44

II.6.2. Metode Analisis (Metode Broms) ………….…..………... 45

II.6.2.1. Metode Broms untuk Kondisi Kepala Tiang Bebas

(Free Head)……………….…..……….…….….….… 49

II.6.2.2. Metode Broms untuk Kondisi Kepala Tiang

Terjepit (Fixed Head) ….…………………………...… 50

II.6.2.3.Metode Broms untuk Defleksi Vertikal Tiang …...… 53

II.7. Faktor Keamanan ……………………….…..………….…..….… 54

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ....................................................... 56

III.1. Data Umum Proyek ……………………………………………… 56

III.2. Data Teknis Proyek ………………..…………...…………......…. 58

III.3. Metode Pengumpulan Data ..…………….……………………… 60

III.4 Kondisi Umum Lokasi Studi ……………..………………...…… 62

BAB IV PEMBAHASAN .................................................................................. 63

IV.1. Pendahuluan .....………………………………..………………..… 63

IV.2. Perhitungan Daya Dukung Tiang ...….…………………………. 63


vii

IV.2.1. Perhitungan kapasitas daya dukung tiang dari hasil

uji sondir …...………….…………………..................... 63

IV.2.2. Perhitungan kapasitas daya dukung tiang dari hasil

Standard Penetration Test (SPT) ……………............... 80

IV.2.3. Daya Dukung Berdasarkan Hasil Pengujian Pile

Driving Analyzer (PDA)………………………………… 82

IV.3. Perhitungan Daya Dukung Kelompok Tiang ……………...….. 83

IV.4. Kapasitas Daya Dukung Ijin Tiang Terhadap Gaya Lateral … 84

IV.5. Diskusi.…………………………………………………….…..… 88

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 91

V.1. Kesimpulan ....................................................................................... 91

V.2. Saran ................................................................................................. 92

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN I

LAMPIRAN II

LAMPIRAN III

LAMPIRAN IV

LAMPIRAN V

LAMPIRAN VI


viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Judul Halaman

2.1. Rincian Konus Ganda 14

2.2. Cara Pelaporan Hasil Uji Sondir (Sardjono, H.S., 1988) 15

2.3. Tahapan Prosedur Pengujian SPT 18

2.4. Hubungan nilai N, Nq, N , dan (Peck dkk, 1963) 19

2.5. Macam- Macam Tipe Pondasi (Hardiyatmo,1996) 24

2.6. Pola-pola kelompok tiang pancang khusus : 39

(a) Untuk kaki tunggal, (b) Untuk dinding pondasi (Sumber :

Bowles, 1991)

2.7. Jarak antar Tiang 39

2.8. Pengaruh tiang akibat pemancangan (Sumber : Sardjono Hs, 41

1988)

2.9 Kondisi Pembebanan Lateral pada Pondasi Tiang (Sumber 45

Tomlinson, 1994)

2.10 Tiang Ujung Bebas pada Tanah Granuler, (a)Tiang Pendek 52

(b) Tiang Panjang

2.11. Tahanan Lateral ultimit tiang dalam tanah granuler 52

2.12 Tiang ujung jepit dalam tanah granuler, (a) Tiang Panjang, 53

(b) Tiang Pendek

3.1. Denah Lokasi Proyek Gambar 57

3.2. Denah Lokasi Titik Sondir dan SPT 57

3.3. Pile (200 x 200) mm 39


ix

3.4 Tahapan Pelaksanaan Penelitian 61

4.1 Kelompok Tiang 83


x

DAFTAR TABEL

Tabel Judul Halaman

2.1. Tabel 2.1. Korelasi Derajat Kepadatan Relatif Tanah 18

Pasir dengan Nilai N SPT, qc dan Ø

2.2. Tabel 2.2. Macam- Macam Tipe Pondasi Berdasarkan 27

Kualitas Material dan Cara Pembuatan

2.3. Tabel 2.3. Macam- Macam Tipe Pondasi Berdasarkan 28

Teknik Pemasangannya

2.4. Nilai Faktor ω 33

2.5. Hubungan antara k1 dan cu 47

2.6. Kriteria Jenis Perilaku Tiang 48

2.7. Nilai- Nilai untuk Tanah Granuler (c = 0) 48

2.8. Faktor Keamanan untuk pondasi tiang 55

4.1. Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir 1 66

4.2 Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir 2 70



4.5. Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data SPT 81

4.6. Data Tiang Uji Beserta Hasil Pengujian PDA 82


xi

DAFTAR NOTASI

A = Interval pembacaan (setiap kedalaman 20 cm)

A = Total luas efektif penampang piston (cm2

)

A = Luas penampang kolom/tiang (cm2

)

Ab

= Luas penampang ujung tiang (cm2

)

Ap

= Luas penampang ujung tiang (cm2

)

As

= Luas penampang selimut tiang (cm2

)

B = Faktor alat = Luas konus/luas torak = 10 cm

B = Diameter atau sisi tiang (m)

c = Kohesi tanah (Kg/cm2

)

cu

= Kohesi Undrained (kN/m2

)

D = Diameter tiang

Eg = Efisiensi kelompok tiang

Ep = modulus elastisitas tiang (ton/m2)

FK = Faktor Keamanan

fs

= Tahanan gesek dinding tiang (Kg/cm2

)

h = Tinggi jatuh

H = Gaya Horizontal yang bekerja (ton)

HL = Hambatan Lekat

Hu = Gaya lateral ultimit


xii

I = Momen Inersia

Ip = Momen inersia tiang (m4)

i = Kedalaman lapisan tanah yang ditinjau (m)

imin

= Jari-jari inersia batang/tiang

JHL = Tahanan geser total sepanjang tiang (Kg/m)

JP = Jumlah perlawanan, perlawanan ujung konus + selimut (Kg/cm2

)

K = Keliling tiang (cm)

ks = modulus subgrade tanah dalam arah horizontal (ton/m3)

L = Panjang batang/tiang

Li

= Panjang lapisan tanah (m)

l k

= Panjang tekuk (panjang batang/tiang yang mengalami perlengkungan)

M = Momen yang bekerja di kepala tiang

m = Jumlah baris tiang

Mu = Momen ultimit dari penampang tiang

Mx = Momen yang bekerja pada kelompok tiang searah sumbu x (tm)

My = Momen yang bekerja pada kelompok tiang searah sumbu y (tm)

N 1

= Harga Rata-rata dari Dasar ke 10D ke atas

N 2

= Harga Rata-rata dari Dasar ke 4D ke bawah

n = Jumlah tiang pancang

n’ = Jumlah tiang dalam satu baris

P = Bacaan manometer (Kg/cm 2

)

P1 = Beban yang diterima satu tiang pancang (ton)


xiii

PK = Perlawanan penetrari konus, qc (Kg/cm2

)

P = Keliling tiang (m)

Q = Daya dukung tiang pada saat pemancangan ( Ton)

Qa = Beban maksimum tiang tunggal

Qb = Tahanan ujung ultimit tiang (kg)

Qg = Beban maksimum kelompok tiang yang mengakibatkan keruntuhan

Qijin

= Kapasitas daya dukung ijin tiang (kg)

Q p

= Tahanan Ujung Ultimate (kN)

Qs = Tahanan gesek ultimit dinding tiang (Kg/cm 2

)

Qult

= Kapasitas daya dukung maksimal/akhir (kg)

R = Faktor kekakuan

S = Jarak masing- masing antar tiang

Su = kuat geser tak terdrainase dari tanah kohesif

T = Faktor kekakuan

z = kedalaman titik yang ditinjau

qc = Tahanan konus pada ujung tiang (Kg/cm 2

)

α = Koefisien Adhesi antara Tanah dan Tiang

φ = Sudut geser tanah (Kg/cm2

)

τ = Kekuatan geser tanah (Kg/cm2

)

σ = Tegangan normal yang terjadi pada tanah (Kg/cm2

)

σ = Tegangan dasar

ω = Faktor tekuk (tergantung pada kelangsingan (λ))


xiv

λ = Angka kelangsingan

= konstanta modulus subgrade tanah

= Arc tg d/s (0)


Documents

Cover