![12-14-M Ridwan Karliman-2017410199 [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/12-14-m-ridwan-karliman-2017410199.jpg)
6 0 1 MB
TUGAS PERBAIKAN UTS ANALISIS GEOTEKNIK TERAPAN
Disusun Oleh : Muhammad Ridwan Karliman NPM : 2017410199 Kelas : A
Dosen : Aswin Lim, Ph.D. Asisten Dosen: Aflizal Afarianto, S.T., M.T.
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN BANDUNG 2020
Daftar Isi Table of Contents BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................................................ 1 1.1.
Deskripsi Proyek ........................................................................................................................... 1
BAB II INTERPRETASI KONDISI PELAPISAN TANAH .................................................................. 3 2.1. Data borelog/ Drilling Log ................................................................................................................ 3 2.2. Interpretasi Pelapisan Tanah .............................................................................................................. 5 BAB III PARAMETER GEOTEKNIK DESAIN ................................................................................... 7 3.1. Parameter Desain berdasarkan Plotting Data Laboratorium Triaxial UU ......................................... 7 3.2. Perbandingan Parameter Desain Korelasi dengan Uji Laboratorium .............................................. 11 3.3. Parameter Tanah Desain Akhir Beserta Korelasinya ....................................................................... 12 3.4. Korelasi yang Digunakan Dalam Mencari Parameter Desain.......................................................... 14 3.4.1. Berat Isi Tanah (Ꝩt) ................................................................................................................... 14 3.4.2. Konsistensi ................................................................................................................................ 14 3.4.3. Sudut Geser Dalam Efektif (Ø’) ............................................................................................... 15 3.4.4. Kohesin Efektif (c’) .................................................................................................................. 16 3.4.5. Deviator Stress (qu) .................................................................................................................. 17 3.4.6. Modulus Unloading/Reloading Total Dan Efektif (Eu) & (Eu’) .............................................. 17 3.4.7. Poisson Ratio Total (vu) Dan Efektif (vu’) ............................................................................... 18 3.4.8. Angka pori (eo) .......................................................................................................................... 19 3.4.9. Compression Index (Cc), Recompression Index (Cr), dan Swelling Index (Cs)........................ 21 BAB IV DESAIN DAN PERKIRAAN PENURUNAN PONDASI ....................................................... 23 4.1. Daya Dukung Pondasi Dangkal ....................................................................................................... 23 4.1.1. Program DOS FTGBC .............................................................................................................. 23 4.1.2. Program Microsoft Excell ......................................................................................................... 25 4.2. Penurunan Pondasi Dangkal ............................................................................................................ 26 4.3. Daya Dukung dan Konfigurasi Pondasi Tiang................................................................................. 30 BAB V KESIMPULAN DAN REKOMENDASI ................................................................................... 34 5.1. Kesimpulan ...................................................................................................................................... 34 5.2. Rekomendasi .................................................................................................................................... 34
i
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Deskripsi Proyek Pada kasus ini, direncanakan pondasi dangkal dan pondasi dalam pada proyek yang berlokasi di Kecamatan Kebayoran Baru, Jakarta Selatan. Penyelidikan tanah dilakukan dengan metode uji lapangan (In-situ test) berupa uji Standard Penetration Test (SPT) dan uji laboratorium berupa uji Triaxial Undrained Unconsolidated. Data yang diperoleh dari uji lapangan maupun uji laboratorium yaitu berupa data sekunder yang kemudian akan dilakukan plotting terhadap kedalaman untuk menentukan nilai parameter-parameter tanah desain untuk dilakukan desain pondasi dangkal maupun pondasi dalam. Dari uji lapangan, didapat data sekunder berupa data borelog yang berisikan informasi kedalaman, pelapisan, jenis dan konsitensi, serta nilai SPT dari tanah yang dilakukan uji, sedangkan untuk uji laboratorium, diperoleh data sekunder berupa data kohesi, sudut geser dalam, atteberg limit, serta indeks properties berupa berat isi, berat spesifik, serta angka pori tanah. Kedalaman total yang dilakukan uji yaitu seddalam 40 meter dari permukaan tanah, dengan muka air tanah (M.A.T) pada elevasi -3,4 meter dari permukaan tanah Lokasi titik uji dilakukan pada beberapa lokasi pondasi akan dikonstruksi. Pada lokasi pondasi dangkal, dilakukan uji pada titik P1, P2, P3, dan P4. Pada lokasi pondasi dalam, dilakukan uji pada titik BM-1, BM-2, BM-3, BM-4, BM-5, BM-6, BM-7, dan BM-8. Pada penelitian ini, dilakukan desain pondasin dangkal dan pondasi dalam berdasarkan data borelog-3 (BM-3). Perhitungan dimensi pondasi dangkal dilakukan dengan program DOS FTGBC dan FTGBSETT, sedangkan perhitungan pondasi dalam menggunakan program DOS BORPILE. Gambar 1.1 merupakan denah lokasi titik uji pada proyek yang akan dilakukan desain pondasi. 1
Denah Lokasi Proyek yang Dilakukan Uji
Gambar 1.1. Lokasi titik pengujian
2
BAB II INTERPRETASI KONDISI PELAPISAN TANAH 2.1. Data borelog/ Drilling Log
Gambar 2.1 (a). Drilling Log (BM-3)
3
Untuk mendapatkan parameter-parameter tanah guna mendesain pondasi dalam dan pondasi dangkal, maka dilakukan interpretasi kondisi pelapisan tanah pada lokasi drilling [BM-3] (Gambar 2.1 a dan Gambar 2.2b)
Gambar 2.1 (b). Drilling Log [BM-3] (gambar lanjutan)
4
2.2. Interpretasi Pelapisan Tanah Dari data Borelog, di plot nilai SPT terhadap kedalaman seperti pada Tabel 2.1 dan Gambar 2.2. Setelah melakukan plot nilai SPT terhadap kedalaman, selanjutnya menentukan jumlah pelapisan tanah berdasarkan jenis, keseragaman nilai NSPT, serta deskripsi tanah pada borelog
NSPT Tabel 2.1. Nilai SPT terhadap kedalaman uji
0 2
Kedalaman (m)
NSPT
1,45 3,45 5,45 7,45 9,45 11,45 13,45 15,21 17,45 19,4 21,45 23,45 25,45
4 5 7 5 5 13 11 50 41 30 36 45 47
27,33 29,45 31,45 33,45 35,45 37,45 39,37
42 26 16 20 23 11 36
10
20
30
40
50
60
0
4
4 5
8
5
10
5
12 14
1. Silty Clay
7
6
13
2. Clayey Silt
11 50
3. Silty Sand
16 18
41
4. Clayey Silt 30
20
36
22 24
45
5. Clayey Silt
47
26
42
28
16
32
7. Silty Clay
20
34
23
36 38
6. Clayey Silt
26
30
8. Silty Clay
11
36
40
9. Clayey Silt
42
Gambar 2.2.Nilai SPT terhadap kedalaman serta penentuan pelapisan tanah
5
Tabel 2.2 berikut merupakan hasil akhir jenis pelapisan tanah berdasarkan tebal lapis desain. Tabel 2.2. jenis serta tebal pelapisan tanah desain
kedalaman (m) 0-8 8-14 14-16 16-20 20-28 28-30 30-34 34-38 38-40
Lapis Silty Clay Clayey Silt Silty Sand Clayey Silt Clayey Silt Clayey Silt Silty Clay Silty Clay Clayey Silt
Tabel 2.2, merupakan tebal pelapisan tanah desain beserta jenisnya, dimana penentuan interval/ tebal pelapisan tanah tersebut dapat ditentukan oleh jenis tanah, deskripsi, serta keseragaman nilai NSPT. Pada kedalaman 0-16 meter, terdapat 3 jenis pada 3 lapis tanah yang berbeda diantaranya silty clay, clayey silt, dan silty sand , yang berarti bahwa penentuan tebal ketiga lapis tersebut ditentukan oleh perbedaan jenis lapis tanah pada data borlog. Pada kedalaman 16-20 meter, terdapat 1 jenis lapis pada 3 lapis tanah yaitu clayey silt, yang berarti bahwa penentuan tebal ketiga lapis tersebut ditentukan oleh perbedaan deskripsi tanah pada data borelog. Pada kedalaman 30-38 meter, terdapat 1 jenis pada 2 lapis tanah yaitu silty clay, yang berarti bahwa penentuan tebal kedua lapis tersebut juga ditentukan oleh nilai perbedaan deskripsi tanah pada borelog. Pada lapis terakhir, yaitu pada kedalaman 38-40 meter, terdapat 1 jenis pada 1 lapis tanah, dimana pelapisan ini ditentukan oleh jenis lapis tanah pada borlog
6
BAB III PARAMETER GEOTEKNIK DESAIN 3.1. Parameter Desain berdasarkan Plotting Data Laboratorium Triaxial UU
Gambar 3.1. Grafik NSPT desain serta plot Ꝩt terhadap kedalaman
7
Gambar 3.2. Grafik NSPT desain serta plot Atteberg limit terhadap kedalaman
8
Gambar 3.3. Grafik NSPT desain serta plot Gs dan eo terhadap kedalaman
9
Gambar 3.4. Grafik NSPT desain serta plot shear strength terhadap kedalaman
Untuk menentukan parameter desain, maka dilakukan plotting besaran-besaran parameter yang didapat dari laboratorium berupa, berupa Ꝩt, Ø, c, wn, LL,PI, Gs, dan eo terhadap kedalaman, lalu bandingkan dengan hasil plotting NSPT desain., seperti pada Gambar 3.1, Gambar 3.2, Gambar 3.3, dan Gambar 3.4.
10
3.2. Perbandingan Parameter Desain Korelasi dengan Uji Laboratorium Tabel 3.1. Parameter desain berdasarkan Uji Laboratorium Triaxial UU kedalaman
Lapis
0-8 9-14 14-16 16-20 20-28 28-30 30-34 34-38 38-40
Silty Clay Clayey Silt Silty Sand Clayey Silt Clayey Silt Clayey Silt Silty Clay Silty Clay Clayey Silt
NSPT Ꝩt desain [kN/m3] 5 15,5 10 50 40 40 26 18 17,2 17 17,9 36 -
Ø° 9 8 4 -
C PI [%] wn [%] LI [%] [kPa] 15 31 62 106 53 36 42 91 88 27 32 89 -
Gs
eo
2,65 2,59 2,58 -
1,77 1,13 0,91 -
Tabel 3.2. Parameter desain berdasarkan korelasi Lapis kedalaman 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0-8 9-14 14-16 16-20 20-28 28-30 30-34 34-38 38-40
Lapis Silty Clay Clayey Silt Silty Sand Clayey Silt Clayey Silt Clayey Silt Silty Clay Silty Clay Clayey Silt
NSPT Ꝩt Su desain [kN/m3] [kPa] 5 15,5 30 10 17 60 50 19 40 17 240 40 17 240 26 17 156 18 17,2 108 17 17,9 102 36 18 216
Ø° 0 0 41 0 0 0 0 0 0
Su/N [kPa] 6 6 6 6 6 6 6 6
PI [%]
Ø'
C'
31 18 18 18 18 36 27 18
28 32 44 32 32 32 27 28 32
1 0 0 0 0 0 0 0 0
qu [kPa] Eu (kPa) 60 120 480 480 312 216 204 432
6000 12000 48000 48000 31200 21600 20400 43200
E'
vu
v'
wn
LL
Cc
5200 10400 50000 41600 41600 27040 18720 17680 37440
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3
61,5 42 32 -
106 91 89 -
0,672 0,567 0,553 -
11
3.3. Parameter Tanah Desain Akhir Beserta Korelasinya Setelah menentukan parameter desain berdasarkan uji laboratorium (Tabel 3.1), maka ditentukan pula parameter desain berdasarkan korelasi (Tabel 3.2) berdasarkan penelitian-penelitian sebelumnya, baik berupa tabel, grafik, maupun persamaan. Setelah itu, dibandingkan antara parameter desain hasil korelasi dengan parameter desain hasil uji laboratorium untuk menentukan parameter desain akhir. Parameter desain akhir dapat diambil dapat dari hasil korelasi, uji laboratorium, atau kombinasi dari keduanya yang sekiranya paling logis dan konsisten untuk dipakai. Tabel 3.3 (a) dan Tabel 3.3 (b) merupakan parameter desain akhir dari korelasi maupun data labotatorium, sebangkan Tabel 3.4 (a) dan Tabel 3.4 (b) merupakan jenis korelasi, data lab, maupun pendekatan yang dgunakan. Tabel 3.3 (a) Parameter tanah desain akhir kedalaman (m)
Lapis
NSPT desain
0-8
Silty Clay
5
Soft
15,5
28
1
60
6000
8-14 14-16 16-20 20-28 28-30 30-34 34-38 38-40
Clayey Silt Silty Sand Clayey Silt Clayey Silt Clayey Silt Silty Clay Silty Clay Clayey Silt
10 50 40 40 26 18 17 36
Medium Very Dense Very Stiff Hard Very Stiff Stiff Stiff Very Stiff
17 19 17 17 17 17,2 17,9 18
32 44 32 32 32 27 28 32
0 0 0 0 0 0 0 0
120 480 480 312 216 204 432
12000 48000 48000 31200 21600 20400 43200
Konsistensi Ꝩt [kN/m3]
Ø '[o]
C' [kPa] qu [kPa]
Eu (kPa)
Tabel 3.3 (b) Parameter tanah desain akhir (tabel lanjutan) kedalaman (m) 0-8 8-14 14-16 16-20 20-28 28-30 30-34 34-38 38-40
Lapis Silty Clay Clayey Silt Silty Sand Clayey Silt Clayey Silt Clayey Silt Silty Clay Silty Clay Clayey Silt
NSPT desain 5 10 50 40 40 26 18 17 36
E'[kPa]
vu
v'
eo
Cc
Cr
Cs
5200 10400 50000 41600 41600 27040 18720 17680 37440
0,5 0,35 0,35 0,35 0,35 0,5 0,5 0,35
0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3
1,77 1,60 1,51 1,43 1,27 1,15 1,13 0,91 0,89
0,67 0,64 0,63 0,62 0,60 0,58 0,57 0,55 0,70
0,067 0,064 0,063 0,062 0,060 0,058 0,057 0,055 0,070
0,067 0,064 0,063 0,062 0,060 0,058 0,057 0,055 0,070
12
Tabel 3.4 (a). Jenis korelasi, pendekatan, serta data lab yang digunakan kedalaman [m]
Lapis
NSPT desain
0-8
Silty Clay
5
9-14
Clayey Silt
10
Gybson;B jerum et.al.
14-16
Silty Sand
50
Peck
16-20
Clayey Silt
40
20-28
Clayey Silt
40
28-30
Clayey Silt
26
30-34
Silty Clay
18
34-38
Silty Clay
17
38-40
Clayey Silt
36
Ꝩt [kN/m3] Konsistensi Lab (TX UU)
Ø '[o]
C' [kPa]
qu [kPa]
Sorensen & Okkels
Eu (kPa) Duncan & Buchignani -
Pendekatan *Clay&silt:M ochtar 2006, Pendekatan recised 2012 (qu=2Su) *Sand : Teng, Pendekatan 1962 Gybson;B Duncan & jerum Buchignani et.al. Lab (TX UU) Pendekatan
Tabel 3.4 (b). Jenis korelasi, pendekatan, serta data lab yang digunakan (tabel lanjutan) kedalaman [m]
Lapis
NSPT desain
0-8
Silty Clay
5
9-14
Clayey Silt
10
14-16
Silty Sand
50
16-20
Clayey Silt
40
20-28
Clayey Silt
40
28-30
Clayey Silt
26
30-34
Silty Clay
18
34-38
Silty Clay
17
38-40
Clayey Silt
36
E'[kPa]
vu
v'
eo
Cc
Cr
Cs
LL. Skempton (1944)
Duncan & Buchignani Briaud
Bowles (1997)
Bowles, (1997)
Pendekatan Regresi Empiris
Pendekatan Regresi Pendekatan Pendekatan (Cr=1/10 Cc) (Cs=Cr)
Duncan & Buchignani LL. Skempton (1944) Pendekatan Regresi
13
3.4. Korelasi yang Digunakan Dalam Mencari Parameter Desain Pada sub-bab ini, akan dijelaskan secara singkat serta dilampirkan bagaimana peneliti menentukan parameter tanah melalui korelasi yang dipilih 3.4.1. Berat Isi Tanah (Ꝩt) Tabel 3.5. Berat isi tanah
Tabel 3.5 merupakan acuan peneliti dalam menentukan berat isi tanah secara pendekatan. 3.4.2. Konsistensi Tabel 3.6 (a) Konsitensi pada tanah lanau dan lempung; Mochtar (2006), revised (2012)
14
Tabel 3.6 (b) Konsitensi pada tanah pasir; Teng, 1962
Tabel 3.6 (a) dan Tabel 3.6 (b) merupakan data yang digunakan untuk menentukan konsistensi pada tanah lempung, lanau, serta pasir. 3.4.3. Sudut Geser Dalam Efektif (Ø’)
Gambar 3.5. Hubungan antara indeks plastisitas dengan sudut geser dalam pada tanah berbutir halus; Gybson; Bjerum et. Al.
15
Untuk tanah berbutir kasar Ø′ = 20 + (12𝑁𝑆𝑃𝑇)0,5 … … … … … … (3.1) [𝑃𝑒𝑐𝑘] Gambar 3.5 merupakan hubungan antara indeks plastisitas (IP) dan sudut geser dalam efektif (Ø’) pada tanah berbutir halus, sedangkan persamaan (3.1) merupakan korelasi sudut geser dalam efektif (Ø’) dengan nilai NSPT formula Peck. 3.4.4. Kohesin Efektif (c’)
Gambar 3.6. Hubungan c’ dengan Cu untuk tanah OC
Gambar 3.6. merupakan chart hubungan antara Cu dengan c’ oleh sorrensen dan Okkels untuk tanah lempung OC. Peneliti mengasumsikan bahwa tanah lapis 1 adalah tanah OC karena terdapat timbunan sebelumnya (dari data borelog), sehingga kemungkinan besar sudah berkonsolidasi. Selain itu, pada tanah lapis 1 biasanya terjadi desikasi, dimana suatu proses evaporasi pada tanah lapis atas, karena bersentuhan langsung dengan matahari sehingga kadar air berkurang dan tanah lebih terkompresi. Pada lapis yang lebih dalam, peneliti menganggap bahwa tanah masih berkonsolidasi (UC), sehingga kohesi efektif tanah pada lapis lainnya dianggap nol.
16
3.4.5. Deviator Stress (qu) 𝑞𝑢 = 2𝑆𝑢 … … … … … … … … … … … … … … … . (3.2) 𝑆𝑢 = 6 − 8 𝑁𝑆𝑃𝑇 … … … … … … . … … … … … . (3.3) [𝑇ℎ𝑒𝑟𝑧𝑎𝑔𝑖 & 𝑃𝑒𝑐𝑘, 1967] Pada penelitian ini, diambil Su = 6 NSPT, sehingga qu = 12 NSPT. 3.4.6. Modulus Unloading/Reloading Total Dan Efektif (Eu) & (Eu’) Tabel 3.7. Korelasi Modulus (E) dengan nilai Su ; Briaud untuk tanah pasir dan kerikil
Untuk pasir, peneliti menggunakan korelasi Briaud, dimana E=1000NSPT seperti pada Tabel 3.7, sedangkan untuk tanah lempung dan lanau, peneliti mengguanakan korelasi Dunchan & Buchignani seperti pada Gambar 3.7.
17
Gambar 3.7. Korelasi Modulus (Eu) dengan nilai Su ; Briaud untuk tanah lempung dan lanau
Pada tanah lempung dan lanau, peneliti mengambil harga modulus, Eu=200 Su, sedangkan untuk nilai Modulus efektif (Eu’) peneliti mengambil harga dengan formula 3.4 berikut. 𝐸𝑢′ =
2(1 + 𝑣) 𝑥𝐸𝑢 … … … … … … … … . . (3.4) 3
Dimana v merupakan poisson ratio / angka poison. 3.4.7. Poisson Ratio Total (vu) Dan Efektif (vu’) Angka poison untuk kondisi total stress analysis pada berbagai jenis tanah didapat dari tabel korelasi Bowles (1997), seperti yang ditunjukan pada Tabel 3.8. Untuk angka poison pada kondisi efektif stress analysis, peneliti mengasumsikan bahwa untuk semua jenis tanah (lempung, lanau, dan pasir) bernilai 0,3.
18
Tabel 3.8. Korelasi nilai angka poisson pada tanah ; Bowles (1997)
3.4.8. Angka pori (eo) Pada tanah lapis pertama, ketujuh, dan kedelapan, angka pori yang digunakan merupakan hasil dari data laboratorium Triaxial UU, sedangkan oleh karena tidak tersedianya data lab pada lapis lainnya, maka peneliti melakukan regresi nilai eo terhadap kedalaman tanah. Tabel 3.9 merupakan besar nilai eo terhadap kedalaman dari data uji laboratorium Triaxial UU yang kemudian dilakukan plotting terhadap kedalaman tanah untuk menghasilkan grafik regresi antara eo uji laboratorium terhadap kedalaman seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.8, sehingga diperoleh persamaan interpolasi hubungan antara eo regresi dengan kedalaman tanah (persamaan 3.5). Pengertian angka pori sendiri merupakan perbandingan antara volume void dengan volume solid. Secara logika, angka pori akan mengecil seiring dengan bertambahnya kedalaman, semakin dalam pelapisan tanah, maka tanah akan semakin terkompresi sehingga pori-pori pada tanah akan semakin mengecil. Maka dari itu, peneliti melakukan pendekatan interpolasi antara nilai eo dengan kedalaman tanah.
19
Tabel 3.9. Kedalaman tanah serta nilai eo lab
Kedalaman eo eo Lab (m) regresi 4 1,77 11,5 1,60 15 1,51 18 1,43 24 1,27 29 1,15 32 1,13 36 0,91 39 0,89 Gambar 3.8. Regresi hubungan kedalaman dengan angka pori lab
Dari hasil persamaan regresi antara kedalaman dengan nilai eo dari data laboratorium, maka diperoleh persamaan regresi pada Gambar 3.8, yang kemudian dapat ditentukan besarnya nilai eo pada lapis lainnya, dengan persamaan empiris; 𝑦 − 73,12 ) … … … … … … … … … … … … … … … … … … … (3.5) 𝑥 = −( 38,677 Dimana ; x = eo dan y = kedalaman tanah (m) Tabel 3.10. Nilai kedalaman, eo lab, serta eo regresi
Kedalaman eo eo Lab (m) regresi 4 1,77 11,5 1,60 15 1,51 18 1,43 24 1,27 29 1,15 32 1,13 36 0,91 39 0,89
20
Dengan memasukan nilai kedalaman yang akan dicari besarnya nilai eo, maka didapat nilai eo regresi (eo empiris) seperti pada Tabel 3.10. 3.4.9. Compression Index (Cc), Recompression Index (Cr), dan Swelling Index (Cs). Penentuan Compression Index (Cc) pada lapis 1, 7, dan 8 didasarkan pada persamaan LL Skempton (1944) sebagai berikut; Undisturbed sample 𝐶𝑐 = 0,009 (𝐿𝐿 − 10) … … … … … … … … … … … … . … … … (3.6) Disturbed sample 𝐶𝑐 = 0,007 (𝐿𝐿 − 10) … … … … … … … … … … … … … … … . (3.7) Karena sampel merupakan sampel terganggu (disturbed sample), maka nilai Cc ditentukan oeh Persamaan 3.7. Karena pada lapis 2,3,4,5,6, dan 9 tidak tersedia data liquid limit hasil uji Triaxial UU, dilakukan pendekatan regresi nilai Cc formula Skempton (1944) terhadap kedalaman pelapisan tanah tersebut. Tabel 3.11. Kedalaman tanah serta nilai Cc lab
Gambar 3.9. Regresi Kedalaman tanah serta nilai Cc lab
21
Dari hasil persamaan regresi antara kedalaman dengan nilai Cc dari data laboratorium, maka diperoleh persamaan regresi pada Gambar 3.9, yang kemudian dapat ditentukan besarnya nilai Cc pada lapis lainnya, dengan persamaan empiris; 𝑦 − 184,12 ) … … … … … … … … … … … … … … … … … … … (3.8) 𝑥 = −( 268,06 Dimana ; x = Cc dan y = kedalaman tanah (m) Dengan menggunakan Persamaan 3.8, maka diperoleh besarnya nilai Cc pada tiap lapis tanah, seperti yang ditunjukan pada Tabel 3.12.
Tabel 3.12. Kedalaman tanah serta nilai Cc lab dan Cc regresi
Kedalaman (m) 4 11,5 15 18 24 29 32 36 39
Cc regresi 0,672 0,64 0,63 0,62 0,60 0,58 0,567 0,553 0,70
Cc Lab
22
BAB IV DESAIN DAN PERKIRAAN PENURUNAN PONDASI
4.1. Daya Dukung Pondasi Dangkal Dalam mendesain daya dukung pondasi dangkal, pada penelitian ini dilakukan perhitungan Program DOS FTGBC dan juga Program Microssoft Excell. Direncanakan pondasi dangkal yang dapat memikil beban sebesar 15 ton = 150 kN. 4.1.1. Program DOS FTGBC
Gambar 4.1. Jendela Program DOS FTGBC
23
Langkah-Langkah 1. Di set satuan unit menjadi satuan SI (Standard International) pada opsi Unit System. 2. Di set bentuk pondasi menjadi square (kotak) pada opsi Footing Shape. 3. Di masukan dimensi pondasi, dalam hal ini adalah lebar pondasi pada opsi Footing Width dan kedalaman pondasi pada opsi Footing Depth dalam satuan meter.Di masukan dengan nilai positif berapapun misal 1 meter untuk lebar dan kedalaman pondasi 4. Di masukan nilai faktor inklinasi dasar pondasi pada opsi Base Inclination sebesar nol derajat, serta masukan juga faktor inklinasi tanah dasar pada opsi Ground Inclination sebesar nol derajat. 5. Di masukan nilai parameter tanah diantaranya; kohesi tanah (c) = 1 kPa pada opsi soil cohesion, dan sudut geser dalam tanah (Ø) = 28° pada opsi Soil Friction Angle. 6. Di masukan nilai berat isi tanah (ꝩ) = 15,5 Kn/cu pada opsi Soil Unit Weight, serta masukan nilai kedalaman muka air tanah Dw = 3,4 meter pada opsi Depth to Groundwater. 7. Di masukan nilai Faktor keamanan (FK) = 3 pada opsi Factor of Safety. 8. Maka, di sebelah kanan layer program (dibawah Result) akan keluar nilai Allowable Bearing Capacity (kPa) dan Allowable Column Load (kN). 9. Lihat pada opsi Allowable Column Load (kN) pada berbagai metode (Terzaghi, Mayyerhoff, dan Brinch Hansen), lalu pilih metode yang akan digunakan untuk mendesain dimensi pondasi. Apabila metode yang dipilih masih memiliki nilai yang lebih kecil dari Q all pada soal, maka perbesar dimensi pondasi hingga terpenuhi. Dalam kasus ini, saya memilih menggunakan metode Mayyerhoff, dengan nilai Allowable Column Load =169 kN dan nilai lebar pondasi (BxB) = 1 x 1
24
meter yang mana sudah melebihi Vertical Gross Allowable Load, Qall = 150 kN Hasil: Lebar pondasi
= B x B (Metode yang digunakan Mayyerhoff) =1mx1m
Allowable Column Load = 169 KN > Qall = 150 (OK!)
4.1.2. Program Microsoft Excell
Gambar 4.2. Jendela Program Microsoft Excell FTGBC
Langkah – Langkah 1. Di set satuan unit pada opsi Units of Measurement menjadi SI 2. Di isikan opsi Foundation Information; -
3. Di isikan opsi Soil Information
Shape (bentuk pondasi)
= SQ (square)
-
B (lebar pondasi)
= 1 meter
-
D (Kedalaman pondasi
= 1 meter
-
C (Kohesi)
= 1 Kpa
-
Ø (Sudut geser dalam)
= 28°
-
ꝩ (berat isi tanah)
= 15,5 kN/m^3
-
Dw (Jarak M.A.T. ke dasar pondasi = 3,4 m
Di isikan opsi Factor of safety (Faktor keamanan) dengan nilai 3. 25
Maka, disebelah kanan layer akan muncul Bearing Capacity dan Allowable Column Load dengan metode Terzaghi dan Vesic. Pada penelitian ini dipilih metode Vesic, (Allowable Column Load = 196 kN > Qall = 150 kN).
Hasil: Lebar pondasi = B x B (Metode yang digunakan Vesic) = 1 meter x 1 meter Allowable Column Load = 196 kN > Qall= 150 kN (OK!)
4.2. Penurunan Pondasi Dangkal
Gambar 4.3 (a). Jendela Program DOS FTGBSETT
1. Di set bentuk pondasi menjadi square (kotak) pada opsi Footing Shape. 2. Di set satuan unit menjadi satuan SI (Standard International) pada opsi Unit System.
26
3. Di masukan dimensi pondasi, dalam hal ini adalah lebar pondasi sebesar 1 meter pada opsi Footing Width dan kedalaman pondasi sebesar 1 meter pada opsi Footing Depth. 4. Di masukan nilai beban rencana pada opsi Applied Load yang memikul pondasi sebesar 15 ton, atau 150 kN 5. Di masukan nilai modulus pada opsi Soil Modulus dengan nilai 5200 kPa (modulus merupakan modulus rata-rata sebesar 4B dari dasar pondasi) 6. Di masukan jarak antara muka air (M.A.T) ke dasar pondasi pada opsi Groundwater Depth sebesar 3,4 meter. 7. Di masukan nilai 3D adjustment factor yang merupakan faktor koreksi karena pada kenyataannya pondasi berbentuk 3 dimensi, namun pada program DOS kita hanya memodelkannya 2 dimensi. Agar konservatif, maka diamasukan nilai 3D adjustment factor sebesar 1, dimana settlement yang dihasilkan merupakan yang paling besar. 8. Maka, di sebelah kanan layer program (dibawah Result) akan keluar nilai Immediete settlement/ distortion sebesar 19,18 mm
Gambar 4.3 (b). Jendela Program DOS FTGBSETT (gambar lanjutan 1)
27
Gambar 4.3 (c). Jendela Program DOS FTGBSETT (gambar lanjutan 2)
9. Dimasukan nilai gamma tanah untuk lapis 1 dan 2 pada kolom Unit Weight sebesar 15,5 kN/m3 untuk lapis 1, dan sebesar 17 kN/m3 untuk lapis 2. 10. Dimasukan nilai Cc pada kolom Compresibility sebesar 0,67 untuk lapis 1 dan 0,64 untuk lapis 2. 11. Maka, di sebelah kanan layer program (dibawah Result) pada Gambar 4.3 (a), akan keluar nilai
Immediete settlement/distortion
sebesar 19,18 mm,
consolidation sebesar 108,34 mm, dan totalnya sebesar 127,53 mm.
28
Menimbang batasan total settlement pada bangunan di Indonesia rata-rata sebesar 20 mm, maka total settlement pada pondasi ukuran 1 x 1 pada desain diatas dianggap masih sangat tidak memenuhi persyaratan settlement bangunan. Maka dari itu, peneliti mencoba mengubah dimensi pondasi menjadi ukuran maksimum pondasi dangkal pada umumnya, yaitu dengan B x L = 2 x 2 meter seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.3 (d).
Gambar 4.3 (d). Jendela DOS FTGSETT untuk dimensi pondasi yang baru
Setelah mengubah dimensi pondasi menjadi ukuran 2x2 meter, maka settlement total yang terjadi sebesar 104,71 mm, dimana settlement ini masih melebihi persyaratan, yaitu sebesar 20 mm. Oleh karena itu, peneliti merekomendasikan beberapa upaya yang dilakukan untuk mereduksi settlement yang terjadi, diantaranya; perbaikan tanah dengan soil cement dan grouting, menggunakan raft pada pondasi dangkal, dan mengubah jenis pondasi menjadi pondasi dalam. Untuk pemukiman yang padat penduduk, saya tidak merekomendasikan perbaikan tanah dengan metode grouting, karena uncertainty nya yang sangat besar dilapangan.
29
4.3. Daya Dukung dan Konfigurasi Pondasi Tiang Direncanakan pondasi tiang BORPILE untuk memikul beban sebesar 30 ton dengan diameter 0,35 meter dan kedalaman tiang 16,5 m. Perhitungan daya dukung menggunakan Program DOS BORPILE.
Langkah-Langkah Pengerjaan 1. Pertama. membuka Program DOS BORPILE dan isikan pilihan nomor 1 pada Gambar 4.4 (a). Setelah itu jendela baru akan terbuka (Gambar 4.4 (b), lalu pilih nama drive C (wajib) lalu isikan nama file “BORPILE”.
Gambar 4.4 (a). Input data
Gambar 4.4 (b). Penyimpanan data
2. Setelah itu, mengisikan nama proyek misalnya (JAKARTA PUSAT), ukuran tiang dengan coba coba misal D = 0,35 m dan L = 16,5 meter, Faktor keamanan 2,5 untuk selimut dan ujung tiang), kedalaman maksimum data tanah 40 m, jumlah lapis tanah 9 lapis, dan jumlah data NSPT 9 data, seperti gambar dibawah ini.
Gambar 4.4 (c). Input dimensi BORPILE
30
3. Ketiga, dipilih salah satu dari ketiga opsi pada Gambar 4.4 (d). Dalam hal ini,
peneliti memilih opsi ke-1, yaitu korelasi Su vs N-SPT Terzaghi & Peck, Sowers. Setelah itu akan muncul jendela kedalaman serta jenis tanah seperti pada Gambar 4.4 (e). Di isikan jumlah kedalaman tanah perlapis beserta jenis tanah sesuai pada data pelapisan tanah desain.
Gambar 4.4 (d). Input metode perhitungan
Gambar 4.4 (e). Input jenis serta kedalaman tanah
4. Ke-empat, mengisikan kedalaman beserta nilai N-SPT seperti pada Gambar 4.4 (f). Setelah itu, akan muncul resume/output dari hasil analisis perhitungan seperti pada Gambar 4.4 (g). kemudian tekan enter untuk melanjutkan.
Gambar 4.4 (f). Input kedalaman
Gambar 4.4 (g). Output Program
serta NSPT tanah
DOS BORPILE
31
5. Kelima, dapat lihat load transfer yang terjadi pada tiang bor apabila diperlukan. Pada Gambar 4.4 (h), terlihat bahwa semakin dalam tiang, maka semakin kecil distribusi beban yang dipikul oleh pondasi. Hal tersebut terjadi karena pada pondasi dalam, bagian atas terlebih dahulu memikul beban dari pada bagian bawah, khususnya pada selimut.
Gambar 4.4 (h). Distribusi pemikulan beban pada pondasi tiang
Kesimpulan :
Dimensi pondasi
Daya dukung izin
•
Diameter = 0.35 meter
* Q izin = 34 ton
•
Panjang = 16,5 meter
> 30 ton (OK!)
KONFIGURASI TIANG Dengan daya dukung 1 tiang sebesar 34 ton, dimana telah melebihi beban kolom sebesar 30 ton, maka peneliti mendesain pondasi dengan tipe one column one pile, dengan ukuran pondasi sebesar 35 cm. Pile cap direncanakan berukuran lebar x lebar = 50 x 50 cm dengan tebal sebesar 40 cm, agar tulangan pondasi tiang dapat diikatkan dengan mudah pada tulangan pile cap. Gambar 4.5 (a) merupakan desain konfigurasi pondasi tiang tampak atas, sedangkan Gambar 4.5 (b) merupakan desain konfigurasi pondasi tiang tampak samping. Keterangan Gambar 4.5 (a) dan Gambar 4.5 (b); - Bp
: Lebar pile cap
- D:
Diameter tiang
- Hp
: Tebal pilecap
- L:
Panjang tiang
32
Gambar 4.5 (a). Tampak atas pondasi tiang
Gambar 4.5 (a). Tampak samping pondasi tiang
33
BAB V KESIMPULAN DAN REKOMENDASI 5.1. Kesimpulan Setelah dilakukan analisis perhitungan mengguanakan Program DOS FTGBC dan FTGBSETT, maka didapat desain pondasi yang mampu memikul beban sebesar 15 ton adalah sebesar BxB = 1x1 meter dengan daya dukung izin Mayyerhoff sebesar 16,9 ton dan settlement total sebesar 104,71 mm. Berdasarkan desain tersebut, pondasi memenuhi persyaratan daya dukung, namun tidak memenuhi persyaratan settlement yang terjadi yaitu sekitar 20 mm. Pada pondasi tiang, maka diperoleh desain pondasi yang mampu memikul beban sebesar 30 ton, adalah berdiameter 35 cm dengan kedalaman tiang 16,5 meter dan daya dukung izin 1 tiang sebesar 34 ton. Oleh karena 1 tiang dapat memikul beban total pada kolom, maka peneliti melakukan desain pondasi tiang dengan tipe one column one pile. 5.2. Rekomendasi Besarnya settlement total yang terjadi pada pondasi dangkal ukuran 1 x 1 meter adalah sebesar 127,53 mm, sedangkan pada pondasi dangkal ukuran 2 x 2 meter adalah sebesar 104,71 mm. Menimbang batasan total settlement pada bangunan di Indonesia rata-rata sebesar 20 mm, maka total settlement pada desain pondasi ukuran 1 x 1 maupun 2 x 2 meter tidak memenuhi persyaratan settlement bangunan Oleh karena itu, peneliti merekomendasikan beberapa upaya yang dilakukan untuk mereduksi settlement yang terjadi, diantaranya; perbaikan tanah dengan soil cement dan grouting, menggunakan raft pada pondasi dangkal, atau mengubah jenis pondasi menjadi pondasi dalam. Untuk pemukiman yang padat penduduk, peneliti tidak merekomendasikan perbaikan tanah dengan metode grouting, karena uncertainty nya
34
yang sangat besar dilapangan. Dalam penelitian ini, peneliti merekomendasikan untuk menggunakan pondasi dalam agar settlement total yang terjadi tidak terlampau besar.
35
