11
BAB III
PERENCANAAN PONDASI
3.1 Dasar Perencanaan
Pondasi merupakan bagian paling bawah dari suatu konstruksi bangunan (Sub
Structure). Pondasi adalah bagian bangunan yang menghubungkan bangunan
dengan tanah. Fungsi pondasi adalah meneruskan beban konstruksi ke lapisan tanah
yang berada di bawah pondasi dan tidak melampaui kekuatan tanah yang
bersangkutan. Apabila kekuatan tanah dilampaui, maka penurunan yang berlebihan
atau keruntuhan dari tanah akan terjadi, kedua hal tersebut akan menyebabkan
kerusakkan konstruksi yang berada di atas pondasi.
Pada pembahasan kali ini kita membahas pondasi bored pile pada Proyek
Pembangunan Hotel Mall Apartemen Tentrem Semarang. Pondasi bored pile
adalah jenis pondasi tiang yang pemasangannya dilakukan dengan mengebor tanah
terlebih dahulu.
Terdapat 3 (tiga) metode pelaksanaan pembuatan tiang bor :
1) Metode kering
2) Metode basah
3) Metode casing
Pondasi bored pile pada Proyek Pembangunan Hotel Mall Apartemen Tentrem
Semarang menggunakan metode casing.
12
Metode casing digunakan bila lubang bored pile sangat mudah longsor,
misalnya tanah di lokasi adalah lumpur di bawah muka air tanah. Untuk menahan
agar lubang tidak longsor digunakan pipa selubung baja (casing). Pemasangan pipa
selubung ke dalam lubang bored pile dilakukan dengan cara memancang,
menggetarkan, atau menekan pipa baja sampai kedalaman yang ditentukan, dalam
proyek ini kedalaman yang ditentukan adalah 6 meter. Sebelum sampai menembus
muka ait tanah, pipa selubung dimasukkan. Tanah di dalam pipa selubung
dikeluarkan saat penggalian atau setelah pipa selubung sampai kedalaman yang
diinginkan. Setelah pipa selubung sampai pada kedalaman yang diinginkan, lubang
bored pile lalu dibersihkan dan tulangan yang telah dirangkai dimasukkan ke dalam
pipa selubung. Adukan beton (beton ready mix) dimasukkan ke dalam lubang bored
pile menggunakan pipa tremie. Pipa tremie selubung ditarik keatas dan dipotong
percoran, namun kadang-kadang pipa tremie ditinggalakan di tempat.
Gambar 3.1 Metode Casing
13
Panjang pengecoran tiang harus dilebihkan ke atas sedikit, karena bagian atas
tiang terbentuk oleh beton dengan kualitas buruk (lunak). Bagian ini nantinya beton
dipecah dan tulangannya di cor dengan pelat penutup tiang (pile cap). Kualitas dari
tiang bored pile sangat bergantung pada kualitas dari proses pelaksanaan, yaitu
tahanan gesek ultimit / Qs (Skin Friction), dan tahanan ujung ultimit/ Qb (End
Bearing Resistance) sangat bergantung pada proses pelaksanaannya. Hal yang
paling penting adalah agar selalu menjaga kebersihan dari lubang bored pile.
Pengaruh Pemasangan Tiang Bored Pile dibedakan menjadi 2 :
1. Tiang Bored Pile dalam Tanah Granuler
2. Tiang Bored Pile dalam Tanah Kohesif
Pekerjaaan Pondasi bored pile pada Proyek Pembangunan Hotel Mall
Apartemen Tentrem Semarang sebagian besar tanahnya kohesif (Tanah lumpur).
Struktur bawah (Sub Structure) direncanakan dengan menggunakan konstruksi
pondasi jenis bored pile dengan bahan beton bertulang dengan mutu beton fc’ =37
Mpa dan mutu baja fy = 400 Mpa. Perhitungan pondasi tiang bored pile didasarkan
pada perhitungan kekuatan :
a. Tahanan ujung ultimit = Qb (End Bearing Resistance)
b. Tahanan gesek ultimit = Qs (Skin Friction)
c. Kapasitas dukung ultimit = Qu (Daya dukung batas tiang)
14
3.2 Data Perencanaan
Digunakan tiang bored pile dengan bentuk bulat berdiameter 1,000 m
Panjang Tiang Bored Pile 37,500 m
Berat volume beton ɣbeton = 24 kN/m3
Beban Kerja / P (100%)
P = 440 Ton
Beban Uji / P max (200%)
P max = 880 Ton
Luas Dasar Tiang
Ab = ¼ x π x d²
= ¼ x 3,14 x (1)² Gambar 3.2 Potongan 2
= 0,785 m²
Keliling Tiang
Keliling = π x d
= 3,14 1
= 3,14 m
Berat Tiang
Wp = volume tiang x ɣbeton
= (Luas Dasar Tiang x Panjang Tiang Bored Pile) x ɣbeton
= ( 0,785 x 37,500 ) x 24
= 706,50 kN
Mutu beton fc’ = 37 Mpa
Mutu baja fy = 400 Mpa
15
3.3 Analisa Struktur
A. Daya Dukung Bored Pile
Pekerjaaan pengeboran tanah pada pemasangan tiang bored pile menyebabkan
perubahan kuat geser tanah lempung. Hal ini, karena proses pembuatan lubang
bored pile saat pengeboran melonggarkan tanah, sehingga tahanan ujung tiang
bored pile menjadi berkurang. Selain itu, karena tekanan tanah lateral menjadi
berkurang di dekat dinding lubang bored pile, pada lempung terjadi pengembangan
dan aliran air menuju ke permukaan dinding lubang bored pile. Proses pengecoran
beton ke dalam lubang bored pile, juga menyebabkan pelunakan tanah lempung,
sehingga mengurangi kuat geser lempung.
a.) Metode Skempton
Tahanan Ujung Ultimit (End Bearing Resistance)
Tahanan ujung satuan tiang bored pile (fb) menurut Skempton (1966)
dinyatakan oleh persamaan :
fb = µ x cb x Nc
Tahanan ujung ultimit :
Qb = Ab x fb
atau
Qb = Ab x µ x cb x Nc
dengan,
Qb = tahanan ujung ultimit (kN)
µ = faktor koreksi, dengan µ = 0,8 untuk d < 1m, dan µ = 0,75
untuk d ≥1m
16
Ab = Luas penampang ujung bawah tiang (m2)
cb = Kohesi tanah di bawah ujung tiang pada kondisi tak terdrainase
(undrained) (kN/m2)
Nc = Faktor kapasitas dukung (Nc = 9)
Untuk menghitung tahanan ujung, Skempton (1966) menyarankan faktor
kapasitas dukung Nc = 9. Kedalam penembusan tiang bored pile pada lapisan
pendukung disarankan paling sedikit 5 kali diameter tiang. Jika tanah termasuk
jenis tanah lempung retak-retak, maka Cb nilai minimumnya.
Tahanan Gesek Ultimit (Skin Friction)
Tahanan gesek tiang bored pile dinyatakan oleh persamaan :
Qs = As x fs
fs = cd = α x cu
dengan,
As= luas selimut tiang (m2)
fs = tahanan gesek per satuan luas (kN/m2)
cd = adhesi (kN/m2)
α = faktor adhesi
cu = kohesi tak terdrainase (undrained) (kN/m2)
Untuk menghitung tahanan gesek sisi tiang bor, Skempton (1966) menyarankan
factor adhesi α = 0,45. Dengan demikian, persamaan tahanan gesek sisi tiang bor,
menjadi:
Qs = 0,45 x cu x As
17
Faktor adhesi pada tiang bored pile yang ujung bawahnya dibesarkan dapat
diambil lebih kecil. Hal ini karena waktu pelaksanaan pekerjaannya yang lebih
lama. Umumnya, tiang bored pile harus segera di cor sesudah pengeboran. Air yang
dipakai untuk membantu proses pengeboran mengakibatkan penurunan faktor
adhesi.
Kapasitas Dukung Ultimit
Kapasitas dukung ultimit tiang bored pile dinyatakan oleh persamaan:
Qu = Qb + Qs
Dengan substitusi Qb dan Qs, akan diperoleh :
Qu = Ab x µ x cb x Nc + 0,45 x cu x As
PERHITUNGAN METODE SKEMPTON
Tahanan Ujung Ultimit (End Bearing Resistance)
Qb = Ab x µ x cb x Nc
Karena tiang bored pile d = 1,000 m , maka µ = 0,75
Nilai cb diambil dari kohesi rata-rata pada kedalaman 5d = 5 x 1 = 5m
dibawah dasar tiang, yaitu cb = 75 kPa
fb = µ x cb x Nc
= 0,75 x 75 x 9
= 506,25 kN/m2
Qb = Ab x fb
= 0,785 x 506,25
= 397,4063 kN
18
Tahanan Gesek Ultimit (Skin Friction)
Tabel 3.1 Hubungan nilai-nilai cu dengan kedalaman lubang bor
Kedalaman (m)
Kohesi tak terdrainase
(cu), kPa
0 – 6 30
6 –15 50
15 –37,50 75
Faktor aman daya dukung sebesar F = 2,5
Qs = 0,45 x cu x As
0,45 x 30 x 3,14 x 6 = 254,34 kN
0,45 x 50 x 3,14 x 9 = 635,85 kN
0,45 x 75 x 3,14 x 22,5 = 2.384,4375 kN
Qs = ∑ As x fs
= 254,34 + 635,85 + 2384,4375 = 3.274,6275 kN
Kapasitas Dukung Ultimit
Kapasitas dukung ultimit neto
Qu = Qb + Qs - Wp
= 397,4063 + 3.274,6275 – 706,50
= 2.965,5338 kN
Kapasitas dukung ijin
Qa = Qu /2,5 = 2.936,0963/2,5 = 1.186,2135 kN
19
b.) Metode α (Reese dan O’Neill)
Tahanan Ujung Ultimit (End Bearing Resistance)
Reese dan O’Neill (1989) menyarankan tahanan ujung tiang bored pile di dalam
lempung :
fb = cu x Nc’ ≤ 4000 kPa
Nc’ = 6 (1 + 0,2
𝐿
𝑑𝑏) ≤ 9
Sedangkan tahanan ujung tiang bored pile pada pasir menggunakan
fb’ = 0,60 x σr x N60 ≤ 4.500 kPa
dengan,
Nc’ = faktor kapasitas dukung
cu = kohesi tak terdrainase (undrainaed) (kPa)
L = kedalaman ujung bawah tiang bored pile (m)
du = diameter ujung bawah tiang tiang bored (m)
Kohesi tak terdrainase (cu ) diperoleh dari uji triaksial-UU. Dalam hitungan
tahanan ujung tiang bored pile, kohesi diukur dari dasar tiang bored pile sampai
kedalaman 2db di bawahnya. Tapi, pertimbagan lain juga perlu dilakukan bila
kuat geser sangat bervariasi dengan kedalaman. Jika diameter tiang bored pile
lebih besar dari 190 cm, maka nilai fb akan menghasilkan penurunan lebih besar
dari 25 mm, sehingga untuk kebanyakan bangunan, penurunan ini tidak
diperkenankan. Untuk itu, bila diameter dasar tiang bored pile lebih besar 190
cm, maka fb harus diubah menjadi (Reese dan O’Neill, 1989).
fbr = Fr x fb
20
dengan,
𝐹𝑟= 2,5
120 𝐹1(𝑑𝑏 / 𝑑𝑟) +𝐹2 ≤ 1,0
F1 = 0,0071 + 0,0021 (L/db) ≤ 0,015
F2 = 1,59 √𝐶𝑢
𝜎𝑟 dengan 0,5 ≤ F2 ≤ 1,5
dengan fbr adalah tahanan ujung satuan yang telah disesuaikan agar penurunan yang
terjadi masih dalam batas toleransi.
O’Neill dan Reese (1999) menyarankan persamaan tahanan ujung
maksimum dengan memperhatikan indeks kekakuan tanah.
fb = cu x Nc’
Nc’ =1,33(𝐼𝑛|𝐼𝑟| + 1)
dengan Ir = Indeks kekakuan tanah, dimana untuk material tak terdrainase seperti
lempung jenuh :
Ir = 𝐸𝑠
3𝑐𝑢
dengan Es = modulus elastis tanah pada kondisi pembebanan tanpa terdrainase
(undrained), yang diperoleh dari uji triaksial UU di laboratorium atau uji
pressuremeter di lapangan. Hubungan nilai-nilai cu, Ir, Nc ‘ yang disarankan oleh
O’Neill dan Reese (1999) ditunjukkan dalam Tabel 3.1
Jika L/d < 3, maka fb harus direduksi menjadi :
fb = 0,667 (1 + 0,1667 L/d ) Nc ‘cu
dengan,
L = panjang atau kedalaman tiang bored pile
d = diameter dasar tiang bored pile
21
Tabel 3.2 Hubungan nilai-nilai cu , Ir dan Nc; (Reese dan O’Neill, 1999)
Kohesi tak terdrainase
(cu), kPa
Indeks kekakuan tanah
(Ir)
Faktor kapasitas dukung
(Nc;)
24 50 6,55
48 150 8,01
96 250 8,69
192 300 8,94
Tahanan ujung ultimit :
Qb = Ab x fb
Tahanan Gesek Ultimit (Skin Friction)
Tahanan gesek dihitung dengan persamaan:
fs = α x cu
dengan,
α = faktor adhesi
cu = kohesi tak terdrainase (kN/m2)
Dari hasil uji beban pada tiang bor, Reese dan O’Neill (1999) menyarankan
α = 0,55 untuk cu / Pr < 1,50
dan
α = 0,55 – 0,1 (cu / Pr - 1,50) untuk 1,50 ≤ cu / Pr ≤ 2,5
dengan cu = kohesi tak terdrainase, dan Pr = tekanan atmosfer atau tekanan
referensi = 100 kPa.
22
Dalam menghitung fs , bagian sedalam 1,5 m dari puncak tiang bored pile dan
1d dari bagian atas pembesaran ujung tidak diperhitungkan. Bila tiang bored pile
ujungnya tidak diperbesar, maka tahanan gesek setinggi 1d dari dasar tiang tidak
diperhitungkan, Reese dan O’Neill membatasi tahanan gesek tiang per satuan luas
(fs) maksimum 260 kPa. Nilai-nilai yang disarankan tersebut hanya berlaku untuk
lempung tidak sensitive dengan nilai sensitivitas maksimum kurang dari 4.
Metode lain untuk menentukan faktor adhesi untuk tiang bored pile pada tanah
lempung diberikan oleh Kulhawy dan Jackson (1989). Faktor adhesi (α) untuk tiang
bored pile umumnya menghasilkan nilai lebih kecil dibandingkan dengan tiang
pancang akibat pengaruh pelunakan tanah di sekitar sisi tiang.
Tahanan gesek tiang dihitung dengan
fs = α x cu
dengan,
cu = kohesi tak terdrainase (kN/m2) , diperoleh dari uji triaksial-UU
α = faktor adhesi
Tahanan gesek tiang bored pile dinyatakan oleh persamaan :
Qs = As x fs
Kapasitas Dukung Ultimit
Kapasitas dukung ultimit tiang bored pile dinyatakan oleh persamaan:
Qu = Qb + Qs -Wp
23
PERHITUNGAN METODE α /REESE DAN O’NEILL
Tiang bored pile pada Proyek Pembangunan Hotel Mall Apartemen Tentrem
Semarang mempunyai kondisi lapisan tanah sebagai berikut :
Gambar 3.3 Nilai N-SPT dari hasil boring
Muka air tanah pada kedalaman 0,75 - 1,50 meter. Bila tiang bored pile
dirancang untuk mendukung beban Q = 880 kN. F = 2,5
Beban ultimit tiang bored pile minimum harus Qu = F x Q = 2,5 x 880 = 2.200 kN
Tahanan Ujung Ultimit (End Bearing Resistance)
N-SPT diambil nilai N60 dari rata-rata antara ujung bawah tiang bored pile
sampai 2db dibawahnya atau diambil dari kedalaman dasar tiang bored pile
sampai 37,50 + (2 x1) = 39,50 m. Dari Gambar 3.3 N60 = 35
24
Luas ujung bawah tiang
Ab = ¼ x π x d²
= ¼ x 3,14 x (1)²
= 0,785 m²
Tiang bored pile ujungnya pada pasir, maka dapat digunakan persamaan:
fb’ = 0,60 x σr x N60 ≤ 4.500 kPa
= 0,60 x 100 x 35
= 2100 kPa
Qb = Ab x fb’
= 0,785 x 2100
= 1.648,5 kN
Tahanan Gesek Ultimit (Skin Friction)
Keliling tiang = π x d = 3,14 1 = 3,14 m
Hitungan 𝛽 dan Qb adalah sebagai berikut :
Karena untuk kedalaman 0 – 1,5 m dan kedalaman 1,5 – 24 m, nilai N60 < 15, maka
𝛽 dihitung dengan persamaan :
𝛽 = 𝑁60
15 (1,5 − 0,245√𝑧)
Untuk kedalaman 24 – 37,50 m, karena nilai N60 > 15, maka digunakan persamaan:
𝛽 = 1,5 − 0,245√𝑧
Dengan z = kedalaman tengah-tengah lapisan tanah.
25
Tabel 3.3 Perhitungan Po’
Kedalaman
(m)
As
(m)
Tekanan overburden efektif
Po’ (kN/m2) Po’rata-rata (kN/m2)
1,5 4,71 1,5 x 17 = 25,5 1
2 (0 + 25,5) = 12,75
24 70,65 25,5 + 22,5 x 10,19 = 254,775 1
2 (25,5 + 254,775) = 140,1375
37,5 42,39 254,775 + 13,5 x 10,19 = 392,340 1
2 (254,775 + 392,34) = 323,5575
Tabel 3.4 Perhitungan Qs
Interval Kedalaman
(m)
z
(m) 𝛽
𝑄𝑠 = 𝐴𝑠 x 𝛽 x Po′𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎
(kN)
0 – 1,5 0,75 0,43 4, 71 x 0,43 x 12,75 = 25,823
1,5 - 24 12,75 0,33 70,65 x 0,33 x 140,1375 = 3267,236
24 – 37,5 30,75 0,14 42,39 x 0,14 x 323,5575 = 1933,903
JUMLAH Qs = 5.226,962 kN
26
Kapasitas Dukung Ultimit
Berat tiang bored pile
Wp = volume tiang x 𝛾beton
= (Luas Dasar Tiang x Panjang Tiang Bored Pile) x 𝛾beton
= ( 0,785 x 37,500 ) x 24
= 706,50 kN
Akibat adanya air tanah, tiang akan mengalami gaya angkat ke atas :
U = {¼ x π x d² (L – 1,5)} 𝛾w
= ¼ x 3,14 x 12 ( 37,5 -1,5) x 9,81
= 277,231kN
Wp’ = Wp – U
= 706,50 – 277,231
= 429,270 kN
Qu = Qb + Qs - Wp
= 1.648,5 + 5.226,962 – 429,270
= 6.446,192 kN
Qa = Qu / F
= 6.446,192/2,5
= 2.578,4768 kN
27
Tabel 3.5 Perbandingan Kapasitas Dukung Ultimit / Daya Dukung Batas Tiang (Qu)
Metode yang digunakan Nilai Qu (kN)
Davisson 780
Marzurkiewich 785
Chin 708
Skempton 1.186,2135
Reese dan O’Neill 2.578,4768
Tabel diatas menerangkan tentang daya dukung pondasi dengan berbagai
metode, baik metode hasil uji pada Axial Loading Test maupun metode perhitungan
dengan menggunakan rumus yang telah ditentukan.
Metode Davisson, Marzurkiewich, dan Chin merupakan metode yang
digunakan pada Axial Loading Test di lapangan, sedangkan Metode Skempton, dan
Metode Reese dan O’Neill merupakan metode perhitungan yang didapat
menggunakan rumus yang telah ditentukan.
Metode pada Axial Loading Test menunjukkan hasil lebih kecil daripada
dengan metode perhitungan yang didapat menggunakan rumus yang telah
ditentukan.
Top Related