Kajian Kekuatan Daya Dukung Pondasi Tiang Berulir (Helical Piles) Sebagai Metode Peningkatan Daya...

transcript

LAPORAN AKHIR

TAHAP I

PENELITIAN PASCASARJANA

Kajian Kekuatan Daya Dukung Pondasi Tiang Berulir (Helical Piles) Sebagai

Metode Peningkatan Daya Dukung Pondasi Tiang Pada Lapisan Tanah Lunak di

Pesisir Provinsi Riau

Tim Pengusul:

Ketua:

Dr. Ir. Ferry Fatnanta, MT (NIDN: 0010076402)

Anggota:

Dr. Ing. Syawal Satibi, ST. (NIDN: 0008107603)

Dr. Muhardi, ST., M.Sc. (NIDN: 009037204)

UNIVERSITAS RIAU

NOPEMBER 2015

i | P a g e

Daftar Isi

Daftar Isi ........................................................................................................................................... i

Daftar Gambar ................................................................................................................................ iii

Daftar Tabel .................................................................................................................................... iv

Abstrak ............................................................................................................................................. v

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

1.1 Latar Belakang ...................................................................................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah .............................................................................................................. 2

1.3 Tujuan Penelitian .................................................................................................................. 2

1.4 Kontribusi/Kegunaan Penelitian .......................................................................................... 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................................... 4

2.1 Tanah Gambut ....................................................................................................................... 4

2.2 Komponen tanah gambut ...................................................................................................... 4

2.2 Klasifikasi tanah gambut ...................................................................................................... 5

2.3 Pondasi Tiang ........................................................................................................................ 8

2.4 Pondasi Tiang Helical ........................................................................................................... 9

BAB 3 LANDASAN TEORI ....................................................................................................... 14

3.1 Mekanisme Pondasi Tiang Konvensional ......................................................................... 14

3.2 Mekanisme Pondasi Tiang Helical .................................................................................... 16

3.2.1 Metode Individual Bearing .......................................................................................... 17

3.2.2 Metode Cylindrical Shear ............................................................................................ 18

3.3 Interpretasi Hasil Pengujian ................................................................................................... 18

3.3.1 Metode Chin F.k (1971)............................................................................................... 18

3.3.2.Metode Mazurkiewicz (1972) ..................................................................................... 20

3.3.3.Metode Sharma (1983) ................................................................................................ 21

BAB 4 METODE PENELITIAN ................................................................................................. 22

4.1 Lokasi Penelitian ................................................................................................................. 22

4.2 Bahan Pengujian.................................................................................................................. 22

4.3. Bentuk Pondasi Tiang Berulir dan Penamaannya ............................................................ 22

4.4. Peralatan Uji Beban ........................................................................................................... 24

4.5 Tahap Pengujian .................................................................................................................. 25

4.5.1. Pengujian Tanah Gambut ........................................................................................... 25

4.5.2. Pengujian Pondasi Tiang Berulir................................................................................ 27

4.5 Pengujian Kuat Geser Tanah Gambut ............................................................................... 27

ii | P a g e

4.6 Tahap Penelitian Secara Keseluruhan................................................................................ 27

BAB 5 HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA .......................................................................... 30

5.1 Sifat Fisik dan Teknis Tanah Material Tanah ................................................................... 30

5.1.1 Sifat Fisik ...................................................................................................................... 30

5.1.2 Sifat Teknis ................................................................................................................... 30

5.2 Daya Dukung Axial Tekan Pondasi Tiang Berulir ........................................................... 31

5.2.1 Hasil pengujian axial tekan.......................................................................................... 32

5.2.2 Interpretasi data pengujian axial tekan ....................................................................... 33

5.3 Daya Dukung Axial Tarik Pondasi Tiang Berulir ............................................................ 34

5.3.1 Hasil pengujian axial tarik ........................................................................................... 34

5.3.2 Interpretasi hasil pengujian axial tarik ........................................................................ 35

5.3.3 Perbandingan antara pengujian dengan pengukuran .................................................. 35

5.4 Peningkatan Daya Dukung Pondasi Tiang Berulir ........................................................... 36

5.2 Daya Dukung Pondasi Tiang Berulir Hasil Pengujian ..................................................... 37

BAB 6. KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................................... 39

6.1. Kesimpulan ......................................................................................................................... 39

6.2. Saran ................................................................................................................................... 39

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................... 40

LAMPIRAN .................................................................................................................................. 41

A. Progress Pelaksanaan Penelitian Tahap I ............................................................................. 42

B. Progress Keuangan Penelitian Tahap I................................................................................. 43

C. Progress Mahasiswa S2 ......................................................................................................... 46

D. Dokumentasi Penelitian Tahap I ........................................................................................... 49

E. Bukti ikut seminar Konteks 9 di Makasar ............................................................................ 52

iii | P a g e

Daftar Gambar

Gambar 1.1 Tipikal pondasi tiang helical .................................................................................. 2

Gambar 2.1 Komposisi tanah gambut (Xuehui dan Jinming,) ................................................. 5

Gambar 2.2 Pondasi Tiang (a) tipe end-bearing dan (b) tipe floating .................................... 8

Gambar 2.3 Pengaruh jumlah plat terhadap daya dukung dan penurunan (Rao dkk, 1991) 10

Gambar 2.4 Hubungan beban - penurunan dengan plat helical bervariasi (L. & Jong 1995)

............................................................................................................................... 11

Gambar 2.5 Kapasitas dukung pondasi tiang helical dengan penambahan jumlah plat helix

(Sprince & Pakrastinsh, 2010) ............................................................................. 12

Gambar 3.1. Kurve transfer beban pada pondasi tiang (Bowles, 1999) ................................. 15

Gambar 3. 2 Metode Individual Bearing (a) dan Metode Cylindrical Shear (b) (Berko,

2009) ...................................................................................................................... 16

Gambar 3.3 Hubungan beban terhadap penurunan menurut Metode Chin ........................... 19

Gambar 3.4 Menentukan Qult menurut Metode Mazurkiewicz .............................................. 21

Gambar 4.1. Kolam pengujian ................................................................................................... 22

Gambar 4.2. Pondasi tiang berulir dan detail plat berulir, panjang pile bandingkan dengan

mahasiswa di sebelahnya ..................................................................................... 23

Gambar 4.3 Setiap tiang portal diperkuat oleh angker............................................................ 25

Gambar 4.4. Untuk uji tekan dipasang jacking yang dilengkapi proving ring dan dial gauge

............................................................................................................................... 26

Gambar 4.5 Alur penelitian pondasi tiang ulir secara keseluruhan........................................ 29

Gambar 5.1. Rangkuman data kuat geser tanah kolam pengujian .......................................... 31

Gambar 5.2 Tipikal hubungan beban terhadap penurunan ..................................................... 32

Gambar 5. 3 Hubungan penurunan dan beban pada berbagai variasi plat ulir, jumlah dan

jarak pemasangan ................................................................................................. 33

Gambar 5.5 Tipikal hubungan beban tarik dengan deformasi pada pengujian tarik ............ 35

Gambar 5.6. Daya dukung pondasi tiang berulir dan tanpa ulir .............................................. 37

Gambar 5.7 Hasil pengujian pondasi tiang berulir LMS ........................................................ 38

Gambar 5.8 Hasil pengujian pondasi tiang berulir, jarak plat 30cm ...................................... 38

iv | P a g e

Daftar Tabel

Tabel 2 1 Klasifikasi tanah gambut menurut tingkat dekomposisi (Von Post, 1924, dalam

Wust dkk, 2003)...................................................................................................... 6

Tabel 2.2 Klasifikasi Tanah Gambut Menurut ASTM D-2607 ............................................ 7

Tabel 2.3 Klasifikasi didasarkan prosentase organik ............................................................ 7

Tabel 4.1. Parameter pondasi tiang helical ........................................................................... 23

Tabel 4.2. Nomenklatur uji pondasi tiang berulir ................................................................ 24

Tabel 5.1. Rangkuman data sifat fisik tanah kolam pengujian ............................................ 30

Tabel 5.2 Hasil interpretasi data pengujian ......................................................................... 34

Tabel 5.3 Hasil interpretasi data pengujian axial tarik........................................................ 36

v | P a g e

Abstrak

Judul: Kajian Kekuatan Daya Dukung Pondasi Tiang Berulir (Helical Piles) Sebagai Metode

Peningkatan Daya Dukung Pondasi Tiang Pada Lapisan Tanah Lunak di Pesisir Provinsi Riau

Secara umum topografi Provinsi Riau merupakan daerah dataran rendah dan agak

bergelombang dengan ketinggian pada beberapa kota yang terdapat di Wilayah Provinsi Riau antara 2 – 91 m diatas permukaan laut. Daerah tersebut didominasi oleh lapisan tanah lunak. Oleh sebab itu untuk mendukung beban bangunan diperlukan . Kebanyakan tipe yang digunakan adalah cerocok. Namun pada saat ini penggunaan cerocok mengalami kesulitan disebabkan kayu yang digunakan untuk bahan cerocok melanggar peraturan lingkungan hidup. Supaya lebih ekonomis, pondasi tiang direncanakan tidak harus mencapai tanah keras. Jadi kekuatan daya dukung mengandalkan kekuatan geser antara permukaan pondasi dengan tanah. Pada pondasi tiang konvensional, permukaan pondasi relatif halus, sehingga kekuatan gesek antara permukaan pondasi dengan tanah tidak signifikan. Salah satu cara untuk meningkatkan kekuatan geser tersebut adalah dipasang plat helik (plat ulir). Oleh sebab itu, pada penelitian ini dilakukan kajian mengenai daya dukung Berulir (Helical Pondasi tiang) pada tanah lunak daerah pesisir Propinsi Riau. Kajian tersebut meliputi kinerja berulir secara tunggal (single pondasi tiang) maupun secara kelompok (group pondasi tiangs).

Pada penerapan berulir pada tanah lunak masih meninggalkan beberapa gap informasi yang belum terjawab, yaitu seberapa besar konstribusi peningkatan kekuatan daya dukung berulir apabila dibandingkan biasa (tak berulir) pada lapisan tanah lunak di daerah Provinsi Riau; apakah penempatan dan jumlah helical bearing plate yang telah dilaksanakan selama ini sudah optimal, dan bagaimana pengaruh perbedaan dimensi helical pada satu pondasi tiang terhadap kekuatan daya dukung helical pondasi tiang axial tekan pada tanah lunak.

Kontribusi penelitian tersebut adalah memberikan alternatif pemilihan pada tanah lunak kepada para konsultan atau kontraktor; memberikan solusi pengganti cerocok kayu dan sebagai rujukan untuk pemanfaatan tiang pancang, dalam pengembangan serta penggunaannya sebagai salah satu solusi permasalahan yang terjadi pada tanah lunak.

Untuk menjawab tujuan penelitian tersebut di atas, maka pada studi ini disusun suatu metodologi penelitian sebagai berikut. Pertama dibuat kolam pengujian yang diisi dengan material lapisan tanah lunak yang diambil dari kawasan pesisir Provinsi Riau. Kedua, dibuat pondasi tiang helical dengan 1, 2 dan 3 helix. Jarak helix dibuat variasi 1,5D dan 2D, dimana D diameter helix terbesar. Diameter helix dibuat bervariasi, pondasi tiang dipasang helix diameter sama, diameter terkecil dan diameter terbesar serta pondasi tiang dipasang diameter diameter bervariasi. Pemasangan helix, diletakkan pada bagian atas pondasi tiang dan bagian bawah pondasi tiang secara bergantian. Tahap 1 dilakukan uji tekan dan tarik untuk menentukan kapasitas daya dukung pondasi tiang helical tersebut. Hasil pengujian menunjukkan bahwa pemberian plat ulir dapat meningkaatkan daya dukung tiang mencapai 2,90 – 5,65 kali lebih besar dibandingkan tanpa plat ulir. Pemberian plat ulir memberikan peningkatan daya dukung, namun masih dipengaruhi oleh penempatan jarak plat ulir. Jarak makin rapat, 20cm memberikan daya dukung lebih besar dibandingkan oleh jarak 50cm atau 30cm. Secara umum, diamater plat lebih besar diharapkan memberikan daya dukung lebih besar. Kondisi sama juga terjadi pada pondasi tiang tipe LLL-30cm memberikan daya dukung lebih besar dibandingkan tipe LMS-30cm. Karena luas plat LLL lebih besar dibandingkan tipe LMS

Kata kunci: daya dukung, helical, tanah lunak, pesisir Riau,

1 | P a g e

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Provinsi Riau memiliki topografi dengan kemiringan lahan 0 – 2 persen (datar) seluas

1.157.006 hektar, kemiringan lahan 15 – 40 persen (curam) seluas 737.966 hektar dan daerah

dengan topografi yang memiliki kemiringan sangat curam (> 40 persen) seluas 550.928

(termasuk Provinsi Kepulauan Riau) hektar dengan ketinggian rata-rata 10 meter di atas

permukaan laut. Secara umum topografi Provinsi Riau merupakan daerah dataran rendah dan

agak bergelombang dengan ketinggian pada beberapa kota yang terdapat di Wilayah Provinsi

Riau antara 2 – 91 m diatas permukaan laut.

Sesuai paparan diatas dan hasil penyelidikan tanah yang dilakukan diperoleh lapisan

tanah lunak relatif dalam, sehingga untuk mentransfer beban bagian atas struktur (upper

structures) ke lapisan tanah untuk mencapai daya dukung yang diinginkan, diperlukan .

Kebanyakan tipe yang digunakan adalah cerocok. Namun pada saat ini penggunaan cerocok

mengalami kesulitan disebabkan kayu yang digunakan untuk bahan cerocok sulit diperoleh

dan pelanggaran peraturan lingkungan hidup.

Pada pelaksanaan di lapangan, merupakan pondasi yang umum digunakan untuk

mengatasi kondisi lapisan tanah lunak. Penggunaan diharapkan pondasi tersebut mampu

meneruskan beban struktur bangunan ke lapisan tanah keras. Namun apabila ditemukan

lapisan tanah lunak sangat tebal, maka diperlukan relatif panjang untuk mencapai lapisan

tanah keras tersebut. Supaya lebih ekonomis, direncanakan tidak harus mencapai tanah keras.

Kekuatan daya dukung mengandalkan kekuatan geser antara permukaan pondasi dengan

tanah, yang dipengaruhi oleh beberapa faktor, salah satunya adalah jenis permukaan pondasi.

Pada konvensional, permukaan pondasi relatif halus, sehingga kekuatan geser antara

permukaan pondasi dengan tanah menjadi tidak signifikan.

Salah satu cara untuk meningkatkan kekuatan geser tersebut adalah melakukan

modifikasi permukaan. Modifikasi ini bertujuan meningkatkan daya dukung. Modifikasi

tersebut adalah menggunakan berulir (helical pondasi tiang), seperti tampak pada Gambar

Pondasi berulir sudah banyak digunakan pada struktur bangunan sipil, khususnya

sebagai yang dibebani gaya axial tarik (gaya cabut). Oleh sebab itu, pada penelitian ini

dilakukan kajian mengenai penerapan pondasi tiang berulir (Helical Piles) pada tanah lunak

yang terkena beban axial tekan. Kajian tersebut meliputi kinerja berulir secara tunggal

maupun secara kelompok.

2 | P a g e

Gambar 1.1Tipikal pondasi tiang helical

1.2 Perumusan Masalah

Pada penerapan pondasi tiang berulir pada tanah lunak masih meninggalkan beberapa

pertanyaan yang mungkin belum terjawab. Beberapa pertanyaan itu antara lain:

1. Seberapa besar konstribusi peningkatan kekuatan daya dukung berulir apabila

dibandingkan pondasi tiang konvensional (pondasi tiang tak berulir).

2. Apakah penempatan dan jumlah helical plate yang telah dilaksanakan selama ini sudah

efisien apabila diterapkan pada tanah lunak di daerah pesisir Provinsi Riau?.

3. Sejauh mana pengaruh perbedaan dimensi helical plate pada satu pondasi tiang terhadap

kekuatan daya dukung helical pondasi tiang axial tekan pada tanah lunak.

4. Apabila pada point 2, dianggap belum efisien, maka pada penelitian ini diharapkan mampu

merumuskan ulang mengenai penempatan dan jumlah helical plate pada tanah lunak.

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian mengenai penerapan berulir pada tanah lunak mempunyai beberapa tujuan,

antara lain:

1. Mengetahui seberapa besar efisiensi hasil modifikasi tersebut dipandang dari segi daya

dukung apabila diterapkan pada tanah lunak.

3 | P a g e

2. Menentukan posisi dan jumlah helical plate yang memberikan peningkatan daya dukung

pondasi paling optimal.

3. Mencari alternatif pengganti cerocok sebagai pondasi bangunan untuk perkuatan tanah

1.4 Kontribusi/Kegunaan Penelitian

Terdapat beberapa kegunaan/kontribusi penelitian, baik untuk masyarakat luas maupun

untuk perkembangan ilmu Teknik Sipil. Kontribusi tersebut adalah:

1. Memberikan alternatif pemilihan pondasi pada tanah lunak kepada para konsultan atau

kontraktor.

2. Memberikan solusi pengganti cerocok kayu sebagai pada lokasi tanah lunak. Karena kayu

cerocok tidak direkomendasikan sebagai bahan pondasi dengan pertimbangan lingkungan.

3. Sebagai bahan rujukan pemanfaatan pondasi tiang dalam pengembangan serta

penggunaannya sebagai salah satu solusi permasalahan daya dukung pondasi pada tanah

lunak.

4 | P a g e

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanah Gambut

Tanah gambut adalah sisa-sisa tumbuhan mati yang terdapat di rawa-rawa membentuk

lumpur coklat hitam, mengalami proses anaerobik terjadi pembusukan (dekomposisi) (Ruslan,

1981). Tanah gambut adalah campuran heterogen zat organik yang tertimbun dalam kondisi

jenuh air, warnanya dari kuning sampai coklat tua, tergantung tingkat pembusukannya. Tanah

Gambut adalah tanah yang mempunyai kandungan organik yang cukup tinggi dan pada

umumnya terjadi dari campuran fragmen-fragmen material organik yang berasal dari tumbuh-

tumbahan yang telah menjadi fossil.

Sesuai literatur menunjukkan bahwa tanah gambut telah terkumpul secara komulatif

sejak 20.000 tahun yang lalu (Hobbs, 1986). Tanah gambut merupakan tipe tanah yang terdiri

sebagian besar material organik, hal ini yang menyebabkan tanah gambut tersebar hampir di

seluruh dunia, dengan bermacam-macam variasi jenis gambut. Perbedaan jenis gambut

disebabkan oleh perbedaan iklim, jenis tanah dan tumbuh-tumbuhan.

Tanah gambut terbentuk karena terdapat ketidakseimbangan accumulasi dan

decomposition material organik. Pada suatu daerah, dimana kecepatan pengendapan melebihi

kecepatan pembusukan, maka daerah tersebut kelebihan material organik. Kekurangan proses

pembusukan disebabkan tidak cukup atau rendahnya aktifitas biologi, sebagai akibat faktor

lingkungan yang tidak sesuai. Lingkungan yang tidak sesuai adalah kondisi terlalu asam

(excessive acidity) dan/atau genangan air menciptakan kondisi anaerob.

2.2 Komponen tanah gambut

Pada kondisi alami, tanah terdiri dari cairan (liquid), gas/udara, butiran (solid), seperti

tampak pada Gambar 2.1. Kadar air tanah gambut sangat tinggi, biasanya mempunyai

rentang antara 50 – 70% terhadap berat, namun terkadang mencapai 90%.

Komponen butiran gambut terdiri dari bahan organik dan mineral. Bahan organik

merupakan komponen utama fase butiran gambut. Bahan organik tersebut termasuk humus

dan sisa tumbuhan yang mengalami pembusukan tidak sempurna. Sisa tumbuhan bagian yang

terbesar dari bahan organik tanah gambut, sisa tumbuhan berupa akar, batang, daun dan lain

sebagainya. Sedangkan humus merupakan kimia organik struktur komplek yang dihasilkan

selama proses pembentukan gambut.

5 | P a g e

Sedangkan bahan mineral gambut terdiri dari dua jenis, yaitu bahan mineral yang

terbawa oleh aliran air atau angin dan bahan mineral yang terbentuk pada proses pembusukan

sisa tumbuhan, mineral ini disebut abu sekunder (secondary ash). Penjumlahan kedua jenis

bahan mineral disebut total abu (total ash).

Gambar 2.1 Komposisi tanah gambut (Xuehui dan Jinming,)

2.2 Klasifikasi tanah gambut

Terdapat 3 (tiga) macam klasifikasi untuk tanah gambut, yaitu:

1. Klasifikasi tanah gambut yang didasarkan pada derajad dekomposisi (pembusukan

material organik)

Van Post (1924, dalam Wust, dkk, 2003) mengelompokkan tanah ke dalam 10 (sepuluh)

kategori, seperti terlihat pada Tabel 1.1. Von Post mengelompokkan konsistensi dan warna

slurry campuran gambut dan air. Skala H1 apabila tanah gambut yang sama sekali tidak/belum

terdekomposisi. Skala H10 apabila tanah gambut yang telah mengalami terdekomposisi

seluruhnya (derajad dekomposisi 100%).

2. Klasifikasi tanah gambut yang didasarkan pada jenis tumbuhan organiknya

Pada klasifikasi ini, tanah gambut dapat dikelompokkan menurut jenis tanaman

pembentuk serat dan kandungan seratnya. Sistem klasifikasi ini mengelompookan tanah

gambut ke dalam 5 (lima) kelompok, seperti ditampilkan pada Tabel 2.2. Sistem klasifikasi

menurut jenis ini tanaman pembentuk serat ini memerlukan pengetahuan tentang jenis flora.

Oleh sebab itu ahli Teknik Sipil menghindari penggunaan jenis sistem klasifikasi ini.

6 | P a g e

Tabel 2 1 Klasifikasi tanah gambut menurut tingkat dekomposisi (Von Post, 1924, dalam

Wust dkk, 2003)

7 | P a g e

Tabel 2.2 Klasifikasi Tanah Gambut Menurut ASTM D-2607

No. Nama Keterangan

1. Sphagnum Moss Peat (Peat Moss) Apabila dikeringkan pada 105oC,

kandungan serat dari sphagnum moss:

66,66%

2. Hypnum Moss Peat Apabila dikeringkan pada 105oC,

kandungan seratnya 33,3% dimana 50%

dari serat tersebut berasal dari bermacam

macamjenis hypnum moss

3. Reed Sedge Peat Apabila dikeringkan pada 105oC,

kandungan seratnya 33,3% dimana 50%

dari reed-sedge dan dari non-moss yang

4. Peat Humus Apabila dikeringkan pada 105oC,

kandungan seratnya kurang dari 33,3%

5. Peat-peat yang lain Gambut yang dikelompokkan disini adalah

semua tanah gambut yang tidak termasuk

dalam 4 kelompok di atas.

3. Klasifikasi tanah gambut yang didasarkan pada prosentase kandungan bahan organiknya

Pada sistem klasifikasi ini, batasan kandungan organik tanah gambut sedikit bervariasi,

seperti ditampilkan pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Klasifikasi didasarkan prosentase organik

Klasifikasi Institusi Keterangan

ASTM (1985) - > 75 %

OSRC (1983) University Of South Carolina > 75 %

LGS (1982) Lousiana Geological Survey > 75%

USSR (1982) - > 50 %

4. MacFarlane dan Radforth (1965)

MacFarlane dan Radforth membagi tanah gambut menjadi 2 kelompok besar, yaitu:

8 | P a g e

Fibrous peat (tanah gambut berserat)

Merupakan bagian macroscopic tanah gambut yang mana berbentuk woody atau non

woody dan mempunyai diameter kurang dari 1 mm. Tanah gambut dengan kandungan

serat ≥ 20%

Amorphous granular peat (gambut amorphous granular)

Merupakan bagian macroscopic tanah gambut yang mana berbentuk woody atau non

woody dan mempunyai diameter lebih besar dari 1mm. Tanah gambut dengan

kandungan serat < 20% dan terdapat butiran tanah kecil berukuran coloid (2m) dan

sebagaian air terserap di sekeliling butiran tanah. Tanah gambut amorphous granular

peat mempunyai sifat seperti tanah lempung/lanau.

2.3 Pondasi Tiang

Pondasi tiang merupakan struktur yang berfungsi untuk mentransfer beban di atas

permukaan tanah ke lapisan bawah di dalam massa tanah. Bentuk transfer beban ke lapisan

tanah berupa, pertama, penyebaran beban pada seluruh permukaan pondasi tiang dan kedua,

melalui titik ujung pondasi tiang. Penyebaran beban menggunakan cara lekatan (friction) pada

permukaan kulit pondasi disebut pondasi tiang tipe floating, sedangkan transfer beban melalui

titik ujung tiang disebut pondasi tiang tipe end-bearing. Pada kondisi umum, kekuatan daya

dukung pondasi tiang merupakan gabungan dua kekuatan, yaitu kekuatan lekatan (friction)

dan kekuatan ujung tiang (end-bearing). Tipe pondasi tiang dapat dilihat pada Gambar 2.2.

(a) (b)

Gambar 2.2 Pondasi Tiang (a) tipe end-bearing dan (b) tipe floating

Pada umumnya pondasi tiang konvensional mempunyai luas penampang yang sama

sepanjang pondasi. Kondisi ini membuat pondasi tiang konvensional mempunyai keterbatasan

9 | P a g e

pada diameter pondasi. Apabila pondasi tiang mempunyai diameter besar, maka pondasi

menjadi berat. Hal ini menjadi tidak ekonomis dan tidak efisien apabila digunakan pada

lapisan tanah lunak.

Di daerah pesisir Provinsi Riau, banyak dijumpai daerah yang mempunyai lapisan tanah

lunak relatif tebal, dimana ketebalan tanah lunak bisa mencapai lebih dari 30 meter. Lapisan

tanah tersebut mempunyai daya dukung relatif rendah, sehingga diperlukan pondasi tiang

yang relatif panjang untuk mentransfer beban struktur ke lapisan tanah keras. Kondisi ini

menjadi tidak ekonomis. Agar panjang pondasi berkurang, pondasi tiang direncanakan tipe

floating, dimana beban struktur didistribusikan menjadi lekatan antara permukaan pondasi

dengan tanah. Sistem lekatan antara tanah dengan permukaan pondasi dipengaruhi oleh

permukaan dan berat pondasi.

Permukaan pondasi tiang yang umum digunakan relatif halus. Hal ini sangat

berpengaruh terhadap daya dukung lekatan. Kekuatan daya dukung tipe floating menjadi

terbatas. Sampai saat ini juga belum dikembangkan tipe pondasi yang mempunyai permukaan

kasar untuk meningkatkan daya dukung lekatan. Pondasi tiang yang mempunyai permukaan

cenderung kasar adalah pondasi cerocok kayu, kelebihan lain pondasi cerocok kayu adalah

lebih ringan. Hal ini menyebabkan pondasi cerocok lebih efisien digunakan pada tanah lunak

dibandingkan pondasi tiang beton atau baja. Namun penggunaan pondasi cerocok tidak

direkomendasikan dengan alasan lingkungan. Atas dasar pemikiran tersebut di atas, maka

dibuat pondasi tiang berulir yang mempunyai luas penampang relatif besar dan plat ulir bisa

dipasang secara paralel/ bertingkat, selain itu pondasi terbuat dari pipa baja berdiameter kecil

sehingga lebih ringan.

2.4 Pondasi Tiang Helical

Sesuai pada sub bab 2.3 telah dijelaskan bahwa ketebalan tanah lunak relatif tebal,

agar ekonomis dilakukan perencanaan pondasi tiang tipe floating. Pada tipe floating beban

struktur ditransfer menjadi gaya gesekan antara permukaan pondasi tiang dengan lapisan

tanah, dimana kondisi ini sangat riskan. Oleh sebab itu pada studi ini dilakukan modifikasi

pondasi tiang dengan cara memperlebar telapak pondasi. Perlebaran telapak pondasi ini

menggunakan plat ulir yang dipasang pada pondasi tiang.

Beberapa penelitian mengenai pondasi tiang ulir telah banyak dilakukan. Namun

umumnya studi mengenai pondasi tiang ulir dilakukan pada tanah lempung atau berpasir.

10 | P a g e

(Rao dkk,. 1991) menyelidiki pengaruh jumlah plat helical pada pondasi tiang helical untuk

mencapai daya dukung maksimal pada tanah lempung, menggunakan model helical screw

pile, yang ditanam pada tanah lempung yang di padatkan. Jumlah plat helical memberikan

pengaruh yang signifikan pada kapasitas dukung dan kekakuan pondasi dalam merespon

beban, kesimpulan dari penelitian tersebut adalah kapasitas dukung maksimum akan di capai

pada jumlah helical yang terbanyak, seperti yang ditunjukan Gambar 2.3. Narasimha Rao

(1991) menyatakan bahwa rasio jarak (spacing ratio) berpengaruh terhadap mekanisme

kegagalan. Narasimha Rao (1991) terbukti bahwa estimasi kapasitas mencapai nilai 2 pada

beberapa kasus. Rasio jarak memiliki dampak tidak langsung pada kapasitas, untuk total jarak

plat helix (Lh) konstan, rasio jarak menentukan jumlah plat ulir.

Gambar 2.3 Pengaruh jumlah plat terhadap daya dukung dan penurunan (Rao dkk,

(L. & Jong, 1995) menyelidiki Pengaruh Posisi "Helical Plate" pada Dinding Tiang

Pondasi Terhadap Peningkatan Daya Dukungnya. Kesimpulan dari penelitian tersebut adalah

dengan adanya plat helical pada pondasi tiang, maka daya dukung pondasi tiang helical

meningkat. Secara umum pondasi tiang helical mempunyai daya dukung tekan 180% - 300%

lebih besar di bandingkan pondasi tiang tampa helical. Seperti yang di tunjukan Gambar 2.4,

11 | P a g e

pondasi tiang dengan 3 helical memiliki daya dukung yang lebih besar di bandingkan dengan

1 dan 2 plat helical yang menggunakan jarak yang sama.

Gambar 2.4 Hubungan beban - penurunan dengan plat helical bervariasi (L. & Jong

Weech dan Howie (2010) melakukan studi mengenai tekanan pori (pore pressure) pada

saat pembebanan dan setelah pemasangan helical pondasi tiang dan interpretasi hasil tes

beban pondasi tiang ini pada lapisan tanah lempung lunak. Hasil studi menunjukkan bahwa

helical pondasi tiang dengan S/D = 1,5 memiliki kapasitas daya dukung lebih besar

dibandingkan pondasi tiang S/D = 3,0. Pada studi kasus ini, terlihat bahwa mekanisme

kegagalan untuk pondasi tiang S/D = 3 disebabkan oleh kegagalan individual bearing pada

setiap helix. Sedangkan untuk pondasi tiang S/D=1.5, disebabkan oleh kegagalan individual

bearing pada helix bawah dan oleh tegangan sepanjang permukaan kegagalan silindris pada

diameter yang sama dengan bagian helix pada bagian atas. Hasil penelitian ini juga

menunjukkan bahwa tegangan geser yang digerakkan oleh helical pondasi tiang dalam tanah

bertekstur tidak akan sama dengan tegangan geser pada tanah saat mulai instalasi pondasi

tiang kecuali jika jenis tanah normal konsolidasi sebelum instalasi pondasi tiang. Instalasi

helical pondasi tiang yang digunakan pada studi ini menyebabkan kerusakan yang berarti

pada lapisan tanah. Bagaimanapun, tanah dibawah ujung pondasi tiang, yang dibebani oleh

helix bawah, secara fundamental tidak rusak setelah instalasi pondasi tiang. Kapasitas yang

digerakkan oleh helic S/D=1.5 secara substansial meningkat seiring waktu tegangan geser

tanah disekitar pondasi tiang recover setelah instalasi pondasi tiang.

12 | P a g e

(Sprince & Pakrastinsh 2010) melakukan penelitian pondasi tiang helical pada tanah

yang berbeda dengan memvariasikan jumlah plat helical. Variasi yang di gunakan adalah

pondasi tiang dengan 1 helical sampai dengan pondasi tiang dengan 6 helical, dengan

diameter helical semakin mengecil. Kesimpulannya dapat dilihat pada Gambar 2.5, dimana

seiring banyaknya jumlah helical maka akan terjadi penambahan kapasitas dukung pondasi

tiang helical

Gambar 2.5 Kapasitas dukung pondasi tiang helical dengan penambahan jumlah plat

helix (Sprince & Pakrastinsh, 2010)

Woodcock (2012) melakukan studi mengenai pondasi helical menggunakan kriteria

kegagalan Tresca. Pada penelitian ini digunakan parameter geometry pondasi tiang yang sama

dan tekanan fisik (strain) dimana tanah lunak mulai tidak berubah. Tujuan utama mempelajari

s karena terbatasnya instruksi resmi design dan penggunaannya. Proyek ini bertujuan untuk

memberikan jawaban definitive untuk riset yang kontradiksi, dengan menilai metodologi

desain yang tepat untuk tension dan compression pondasi tiangs pada ideally plastic soil

dilanjutkan menilai perilaku s pada strain softening soil. Kesimpulan untuk ideally plastic soil

Mekanisme kegagalan pondasi tiang dikendalikan oleh mekanisme kegagalan pondasi tiang

13 | P a g e

yang punya kapasitas minimum, contoh pada pondasi tiang dengan plate yang sedikit gagal

dalam daya tahan individual (individual bearing).

Terdapat beragam variable dalam analisis pada tanah lunak (softening soil); softening

parameter dari tanah itu sendiri, dan parameter-parameter geometrical. Parameter yang paling

berpengaruh pada kapasitas adalah kekakuan pondasi tiang (pondasi tiang shaft stiffness) dan

brittleness index (getas). Faktor terbesar pada perubahan pondasi tiang di beban puncak

adalah mekanisme kegagalan, kekakuan shaft, dan panjang pondasi tiang. Pondasi tiang yang

gagal oleh mekanisme cylinder mencapai puncaknya pada perubahan yang lebih rendah dari

pada pondasi tiang yang gagal oleh mekanisme individual bearing, untuk parameter sama.

Mechanism Capacity Ratio (MCR) disarankan sebagai ukuran non-dimensi geometry dan

mekanisme kegagalan.

Tappenden (2007) adalah pondasi dalam terbuat dari satu atau lebih plat baja heliks

ditempelkan ke poros baja sentral, tertanam ke dalam tanah dengan penerapan saat balik ke

ujung pondasi tiang. Tesis ini mengevaluasi fektivitas dengan metode LCPC dan dipilih

korelasi torsi empiris untuk memprediksi kapasitas dalam beban statis tarik aksial dan

kompresi. Hasil dari 29 pondasi tiang full-scale, tes beban aksial dilakukan pada dipasang di

Kanada Barat. Metode LCPC diterapkan dalam hubungannya dengan hasil penetrasi kerucut

(sondir) untuk 23 dari 29, dan korelasi empiris torsi instalasi dengan kapasitas aksial ultimate

diperiksa untuk semua 29 . Dalam penelitian ini parameter tanah dari hasil penyelidikan tanah

yang dihasilkan merupakan kategori tanah lunak (softer soil).

Zeyad H. Elsherbiny, dan M. Hesham El Naggar (2013) menyatakan kapasitas aksial

pondasi tiang heliks di pasir dan tanah liat diselidiki melalui pengujian lapangan dan

pemodelan numerik. Hasil pengujian model numerik dikalibrasi dan diverifikasi

menggunakan data skala penuh.. Model ini diverifikasi dengan membandingkan prediksi

dengan kurva beban-perpindahan yang diamati diperoleh dari tes beban pondasi tiang skala

penuh. Hasil studi membuktikan bahwa prediksi persamaan teoritis untuk lapisan tanah kohesi

bervariasi sebagian besar tergantung pada faktor kapasitas dan kriteria kegagalan. Interaksi

heliks berdekatan juga dievaluasi. Faktor reduksi daya dukung, R, dan helix faktor efisiensi,

EH, diusulkan untuk digunakan sebagai evaluator kapasitas tekan pondasi tiang heliks dalam

tanah kohesi. Evaluator tersebut memasukkan pertimbangan kriteria beban ultimate yang

dapat diterima sesuai dengan penyelesaian sebesar 5 % dari diameter helix, D.

14 | P a g e

BAB 3 LANDASAN TEORI

3.1 Mekanisme Pondasi Tiang Konvensional

Pondasi tiang merupakan struktur yang berfungsi untuk mentransfer beban di atas

permukaan tanah ke lapisan bawah di dalam massa tanah. Bentuk transfer beban ke lapisan

tanah berupa, pertama, penyebaran beban pada seluruh permukaan pondasi tiang dan kedua,

melalui titik ujung pondasi tiang. Penyebaran beban menggunakan cara lekatan (friction) pada

permukaan kulit pondasi disebut pondasi tiang tipe floating, sedangkan transfer beban melalui

titik ujung tiang disebut pondasi tiang tipe end-bearing. Pada kondisi umum, pondasi tiang

mempunyai kekuatan merupakan gabungan lekatan (friction) dengan ujung tiang (end-

bearing), kecuali apabila pondasi tiang ditanamkan pada lapisan tanah yang mempunyai

perbedaan ekstrim, dari lapisan tanah sangat lunak sampai keras.

Secara umum kapasitas pondasi tiang dapat dihitung dengan persamaan berikut ini:

sipuu PPP untuk kondisi tekan 3-1a

u,sipu PPP untuk kondisi tekan 3-1b

pusi,u WPT untuk kondisi tarik 3-2

Keterangan

Pu = kapasitas pondasi tiang batas (ultimate) kondisi tekan

Tu = kapasitas pondasi tiang batas kondisi tarik

Ppu = kapasitas batas ujung pondasi tiang, jarang terjadi bekerjsa bersama dengan

kekuatan batas gesek permukaan pondasi tiang (skin resistance), usi,P .

Untuk pondasi tiang tipe floating, kekuatan ujung tiang diabaikan.

Pp = kekuatan ujung tiang yang bekerja secara bersamaan dengan usi,P

siP = kekuatan gesek yang bekerja bersama dengan kekuatan batas ujung tiang,

usi,P = kekuatan batas gesek pondasi tiang, yang bekerja bersama dengan kapasitas

ujung tiang, Pp.

W = berat sendiri pondasi tiang

Sesuai Persamaan 3-1 menunjukkan bahwa kekuatan batas pondasi tiang Pu bukan

merupakan penjumlahan kekuatan batas gesekan dan kekuatan batas ujung tiang. Kekuatan

15 | P a g e

batas pondasi tiang Pu merupakan penjumlahan dari salah satu atau sebagian kekuatan gesek

pondasi dan ujung tiang.

Kekuatan batas gesek dihasilkan oleh slip antara pondasi tiang dengan tanah, dimana

slip terjadi pada setiap titik sepanjang pondasi tiang sebagai akumulasi perbedaan regangan

permukaan pondasi dengan regangan tanah. Apabila beban diberikan pada pondasi tiang, slip

mencapai nilai batas (ultimate) kekuatan gesek. Selanjutnya beban ditransfer ke bagian

permukaan pondasi di bawahnya, apabila bagian tersebut telah mencapai nilai batas, beban

akan ditransfer ke bagian permukaan pondasi di bawahnya, seperti seterusnya ....sampai

mencapai ujung tiang. Seketika itu juga ujung tiang akan menerima beban, seperti tampak

pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1. Kurve transfer beban pada pondasi tiang (Bowles, 1999)

Pada tanah gambut, dimana tanah gambut mempunyai kekuatan geser tanah yang relatif

kecil. Kondisi ini akan menghasilkan kekuatan gesek dan kekuatan ujung tiang relatif kecil

pada pondasi tiang. Kondisi ini membuat daya dukung ujung tiang menjadi kecil. Terdapat

dua cara untuk meningkatkan daya dukung pondasi tiang, yaitu meningkatkan luas

penampang pondasi tiang dan memperbesar gaya gesek antara permukaan pondasi tiang

dengan lapisan tanah. Pada penelitian ini dilakukan studi mengenai perluasan luas penampang

16 | P a g e

dasar pondasi dengan menambah plat helical. Sedangkan untuk meningkatkan gesekan antara

pondasi dilakukan pemasangan beberapa plat helical di sepanjang titik pada pondasi tiang.

3.2 Mekanisme Pondasi Tiang Helical

Sesuai Perko (2009), terdapat dua metode untuk menentukan daya dukung didasarkan

teori mekanika tanah, yaitu individual bearing dan cylindrical shear. Apabila jarak antar plat

helix sangat besar, setiap plat helical dapat bertindak secara sendiri sendiri (independently).

Jadi daya dukung tumpuan (bearing) pile helical merupakan penjumlahan kapasitas individu

plat helix. Mekanisme ini disebut metode individual bearing, seperti yang ditampilkan pada

Gambar 3.2a.

Namun apabila jarak antar plat helix relatif kecil, seperti tampak pada Gambar 3.2b,

maka mekanisme akan berbeda, yaitu semua plat bearing helix akan bekerja bersama-sama.

Jadi, pada kasus kapasitas daya dukung pondasi tiang helical merupakan gabungan antara

bearing pada dasar plat helix dan gaya gesek sepanjang silinder tanah antar plat helix.

Mekanisme ini disebut metode cylindrical shear.

Gambar 3. 2 Metode Individual Bearing (a) dan Metode Cylindrical Shear (b) (Berko, 2009)

17 | P a g e

3.2.1 Metode Individual Bearing

Mekanisme keruntuhan metode individual bearing diasumsikan bahwa pada setiap plat

helical bearing mengalami penurunan seperti karakter mode keruntuhan daya dukung pondasi

tiang. Distribusi tegangan seragam terjadi di bawah setiap plat helical bearing. Sedangkan

tegangan gesek antara pondasi dengan tanah terjadi di sepanjang pondasi tiang. Daya dukung

batas, Pu, pondasi tiang helical adalah penjumlahan kapasitas dukung setiap plat helix

ditambah dengan gaya adhesi pada permukaan pondasi tiang, dirumuskan sebagai berikut:

nultu πd H αA qP 3-3

Keterangan:

qult = daya dukung batas tanah di bawah plat helix

An = luas plat helical ke n

= adhesi antara tanah dengan permukaan tiang. Nilai diambil dari sudut

geser antara material pondasi tiang dengan material lapisan tanah. Pada

pengujian ini diambil dari Navfac 7.1 (1971).

H = panjang pondasi tiang, dihitung dari plat helix teratas sampai ke permukaan

d = diameter lingkaran di sekeliling shaft (diameter pondasi tiang tanpa helical)

Daya dukung batas tanah dapat ditentukan menggunakan perumusan Meyerhof (1951),

yaitu:

γγγqqqcccult dsN B γ0,5dsN qdsN c q 3-4

Keterangan

C = kohesi

q’ = tegangan efektif overburden pada kedalaman plat helical

= berat volume tanah

B = lebar pondasi

Nc, N, Nq = faktor daya dukung

sc, sq dan s = faktor bentuk

dc, dq dan d = faktor kedalaman

Persamaan 3-4 dapat digunakan untuk plat bearing pondasi helical dengan mengambil lebar

pondasi B menjadi lebar plat helical, D. Persamaan dapat disederhanakan menjadi:

γqcult N' D γ0,5-1)(N' qN' c q 3-5

18 | P a g e

Pada tanah berbutir halus, dimana sudut geser internal, = 0, maka N’c 10. Skempton

(1951) membuktikan bahwa N’c = 9 untuk pondasi dalam, sedangkan N’q = 1 dan N’ = 0.

Untuk pondasi helical, nilai kohesi tanah bisa diambil sebagai kuat geser undrained, cu. Jadi,

daya dukung batas untuk tanah berbutir halus sesuai Skempton adalah:

uult c 9 q 3-6

3.2.2 Metode Cylindrical Shear

Kapasitas daya dukung batas pondasi tiang helical didasarkan pada teori cylindrical

shear merupakan penjumlahan tegangan geser sepanjang silinder, gaya adhesi sepanjang

shaft. Jadi dapat dirumuskan sebagai:

πD H αD πs1n TA qP avg1ultu 3-7

Keterangan:

A1 = luas plat helix terbawah

T = Kuat geser tanah

H = panjang shaft pondasi, dihitung dari plat helix teratas sampai ke permukaan

tanah.

d = diameter pondasi tiang (diameter of the pile shaft)

Davg = diameter rata-rata plat helix

(n-1) s = panjang tanah diantara plat helical

n = jumlah plat helical

s = jarak antar plat helical

Untuk tanah berbutir halus, kuat geser tanah, T, diambil sebagai kuat geser undrained, cu.

3.3 Interpretasi Hasil Pengujian

Terdapat bebarapa metode yang dapat di gunakan untuk menginterpretasikan daya

dukung tekan pondasi dengan menggunakan hasil pengujian pembebanan secara langsung.

Dalam penelitian ini, di gunakan metode Chin dan metode Mazurkiewicz.

3.3.1 Metode Chin F.k (1971)

Metode Chin didasari anggapan bahwa bentuk grafik hubungan pembebanan dengan

penurunan adalah hyperbola. Meskipun uji beban belum dilakukan hingga batas beban

kegagalan, dengan anggapan grafik tersebut, maka beban kegagalan dapat di perkirakan.

19 | P a g e

Grafik hubungan pembebanan dengan penurunan di gambarkan dengan bentuk S/Q

(penetrasi/beban) sebagai sumbu tegak dan S (penetrasi atau penurunan) sebagai sumbu datar,

sehingga grafik kurva berbentuk hyperbola menjadi garis lurus seperti pada Gambar 3.3.

Setelah melakukan pengujian daya dukung pondasi dengan metode beban statis

prosedur CRP, maka akan didapatkan grafik berupa beban vs penurunan. Lalu diadakan

analisis dalam menentukan daya dukung ultimate. Prosedur untuk mencari daya dukung

ultimate dengan metode Chin adalah sebagai berikut:

1. Diperlukan data berupa penurunan tiang pondasi terhadap beban

2. Membuat grafik dengan memplot penurunan / beban pada sumbu Y terhadap

penurunan pada sumbu X.

3. Menarik garis regresi terhadap data yang ada sehingga terbentuk persamaan

4. Daya dukung ultimate dari pondasi adalah

Gambar 3.3 Hubungan beban terhadap penurunan menurut Metode Chin

Teori ini menghasilkan persamaan sebagai berikut :

Kurva load – settlement di gambarkan dalam kaitannya dengan S/Q:

Daya dukung ultimit (Qult) di peroleh dengan rumusan sebagai berikut:

Qult = 3-9

20 | P a g e

Keterangan :

S = settlement

Q = Beban

C1 = Kemiringan Garis

C2 = Konstanta Persamaan Garis

Qult = Daya Dukung Ultimit

3.3.2.Metode Mazurkiewicz (1972)

Metode Mazurkiewicz beranggapan bahwa bentuk grafik hubungan pembebanan

terhadap penurunan sedemikian rupa sehingga jika dilakukan manipulasi gambar dapat

digunakan untuk mengestimasi kekuatan daya dukung ultimit. Metode ini menganggap bahwa

kapasitas tahanan ultimit diperoleh dari beban yang berpotongan, di antaranya beban yang

searah sumbu tiang untuk di hubungkan beban dengan titik – titik dari posisi garis terhadap

sudut 45º pada sumbu beban yang berbatasan dengan beban. Penjelasan ini dapat dilihat pada

Gambar 3.4.

Daya dukung ultimate tiang metode Mazurkiewicz di tentukan dengan langkah – langkah

berikut :

a. Memplot penurunan pada sumbu Y terhadap beban pada sumbu X sehingga terbentuk

suatu kurva.

b. Membuat beberapa garis horizontal, sejajar dan mempunyai spasi yang sama dimulai

pada sumbu Y (penurunan). Garis – garis tersebut akan memotong kurva penurunan vs

beban yang telah dibuat sebelumnya.

c. Pada titik perpotongan tersebut, lalu menarik garis vertikal tegak lurus, sehingga

memotong sumbu X (beban). Selanjutnya menggambarkan suatu garis dengan sudut

450 sampai memotong garis vertikal tegak lurus di sebelahnya, seperti yang terlihat

pada Gambar 3.4.

d. Menghubungkan titik – titik perpotongan pada nomor 4, sehingga terbentuk suatu garis

lurus. Garis lurus tersebut akan memotong sumbu X (beban), titik perpotongan tersebut

merupakan nilai daya dukung ultimate..

21 | P a g e

Gambar 3.4 Menentukan Qult menurut Metode Mazurkiewicz

3.3.3.Metode Sharma (1983)

Metode ini digunakan untuk menentukan kekuatan ultimit daya dukung axial tarik.

Hasil hubungan antara kekuatan tarik terhadap deformasi belum memberikan gambaran

secara jelas berapa nilai daya dukung axial tarik pondasi tiang ulir. Menurut Sharma dkk

(1984), metode interpretasi yang berlaku umum untuk memperkirakan kekuatan batas tarik

adalah:

1. Kekuatan runtuh didasarkan pada deformasi kepala tiang mencapai 0,25 in (6,25 mm).

2. Kekuatan runtuh didasarkan pada titik potong garis singgung,

3. Kekuatan runtuh didasrkan pada titik lengkung yang memberikan jari-jari paling kecil.

Sesuai ketiga kriteria interpretasi tersebut di atas, point 1 menghasilkan kekuatan runtuh

yang sangat kecil, hasil interpretasi data menjadi tidak realistis. Untuk point 3,

hubungan kekuatan tarik terhadap deformasi relatif landai, sehingga sulit untuk

menentukan lengkung dengan jari-jari terkecil. Oleh sebab itu, untuk interpretasi data

digunakan point ke 2, yaitu titik potong dari dua garis singgung

22 | P a g e

BAB 4 METODE PENELITIAN

4.1 Lokasi Penelitian

Penelitian ini bersifat pemodelan semi full-scale. Pengujian dilakukan di lingkungan

Fakultas Teknik Universitas Riau.

4.2 Bahan Pengujian

Jenis pengujian pada studi ini merupakan model semi full-scale. Supaya material tanah

bisa divariasikan diperlukan kolam pengujian sebagai tempat untuk material tanah. Kolam

pengujian mempunyai ukuran, panjang 5,0 m, lebar 2,5 m dan kedalaman 1,8 m. Kolam

pengujian diisi dengan tanah gambut. Tanah gambut tersebut diambil dari daerah Rimbo

Panjang, Kec.Tambang, Kab. Kampar. Bentuk kolam pengujian dapat dilihat pada Gambar

Gambar 4.1. Kolam pengujian

4.3. Bentuk Pondasi Tiang Berulir dan Penamaannya

Pondasi tiang berulir merupakan pondasi tiang yang diberi tambahan plat berulir.

Fungsi plat berulir adalah untuk memperbesar daya dukung pondasi, namun diharapkan tidak

menambah beban sendiri pondasi tiang secara signifikan. Pondasi tiang berulir dibuat dari

pipa diameter 6 cm, panjang 2,00 meter, dilengkapi dengan plat ulir dengan diameter

bervariasi. Plat ulir dipasang pada jarak tertentu. Secara umum bentuk pondasi tiang berulir

seperti tampak pada Gambar 4.2.

Parameter yang diharapkan berpengaruh terhadap daya dukung pondasi tiang berulir,

23 | P a g e

adalah jumlah plat berulir terpasang, diameter plat berulir dan jarak pemasangan plat berulir

pada setiap tiang. Sesuai teori pada subbab 2, bahwa daya dukung pondasi berulir sangat

dipengaruhi oleh luas penampang plat ulir tersebut. Oleh sebab itu, dalam studi ini

dikembangkan diameter plat yang bervariasi, yaitu 150mm; 250mm; 350mm. Ketiga

parameter penelitian ditampilkan pada Tabel 4.1.

Gambar 4.2. Pondasi tiang berulir dan detail plat berulir, panjang pile bandingkan dengan

mahasiswa di sebelahnya

Tabel 4.1. Parameter pondasi tiang helical

Plat helical Jarak pemasangan Jumlah plat helical dalam satu tiang

diameter Dinamakan

15 cm S 20 cm 1 buah plat

25 cm M 30 cm 2 buah plat

35 cm L 50 cm 3 buah plat

24 | P a g e

Untuk menentukan parameter apa yang berperan terhadap daya dukung, maka dibuat

beberapa variasi jumlah, jarak dan diamater plat berulir dalam satu pondasi tiang. Sesuai

ketiga parameter tersebut dibuat kombinasi ke tiga parameter tersebut, yaitu lebar plat berulir;

jarak plat berulir; dan jumlah plat berulir. Supaya memudahkan dalam analisa, maka

dilakukan penamaan dalam benda uji (nomenklatur), dalam hal ini pondasi tiang berulir

tersebut. Penamaan pondasi tiang berulir disajikan pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2. Nomenklatur uji pondasi tiang berulir

Posisi & Diameter plat berulir Jarak pemasangan (cm) Penamaan

Atas Tengah Bawah

- - 25 cm - M

- - 35 cm - L

- 35 cm 25 cm 20 LM20

- 35 cm 25 cm 30 LM30

- 35 cm 25 cm 50 LM50

35 cm 25 cm 15 cm 20 LMS20

35 cm 25 cm 15 cm 30 LMS30

35 cm 25 cm 15 cm 50 LMS50

- 35 cm 35 cm 20 LL20

- 35 cm 35 cm 30 LL30

- 35 cm 35 cm 50 LL50

35 cm 35 cm 35 cm 20 LLL20

35 cm 35 cm 35 cm 30 LLL30

35 cm 35 cm 35 cm 50 LLL50

4.4. Peralatan Uji Beban

Supaya daya dukung pondasi tiang berulir dapat diketahui, maka dilakukan uji beban

terhadap pondasi tersebut. Pengujian dilakukan dengan cara menekan pondasi untuk uji axial

tekan atau menarik pondasi untuk uji axial tarik. Peralatan yang digunakan adalah portal yang

telah diperkuat oleh angker. Portal dipasang sepanjang kolam pengujian, masing-masing sisi

kolam sebanyak 5 buah. Pada setiap tiang portal diperkuat oleh angker, sepanjang 1,2 meter

yang ditanam ke dalam tanah. Fungsi angker untuk menahan tarik akibat beban axial tekan,

25 | P a g e

seperti tampak pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3 Setiap tiang portal diperkuat oleh angker

Pada bentang portal, tepat di atas kolam penguji, diberi jacking yang digunakan untuk

menekan pondasi. Jacking diberi alat pengukur gaya tekan, yaitu proving ring, sehingga setiap

putaran jacking dapat diketahui besar gaya tekan pada pondasi. Penurunan pondasi diukur

dengan dial gauge, kapasitas 5cm, dimana setiap satu kali putaran dial gauge mengukur

penurunan sebesar 1 mm, seperti tampak pada Gambar 4.4.

4.5 Tahap Pengujian

Pengujian pondasi tiang berulir dilakukan secara dua tahap. Tahap pertama adalah

pengujian karakteristik tanah gambut di kolam pengujian. Tahap kedua adalah pengujian

pondasi tiang tiang berulir.

4.5.1. Pengujian Tanah Gambut

Tanah gambut yang berada di dalam kolam harus dilakukan pengujian sifat fisik dan

sifat teknisnya.

Sifat Fisik

Sifat fisik tanah kolam pengujian perlu dilakukan untuk mengetahui karakter tanah

tersebut. Sifat fisik yang diperlukan adalah kadar air, kadar serat, kadar organic, berat

26 | P a g e

volume dan specific gravity. Sifat fisik tanah diperlukan karena sifat teknis tanah selalu

berkaitan dengan sifat fisik. Kekuatan geser tanah selalu berkaitan dengan kadar air atau

berat volume. Untuk tanah gambut sifat teknis dipengaruhi oleh kadar serat dan kadar

organic.

Gambar 4.4. Untuk uji tekan dipasang jacking yang dilengkapi proving ring dan dial gauge

Pengujian sifat fisik dilakukan pada awal penelitian.

Sifat Teknis

Sifat teknis yang diperlukan untuk mengukur kekuatan geser tanah. Kekuatan geser

tanah digunakan untuk menghitung daya dukung pondasi tiang berulir secara analitis.

Uji kuat geser yang digunakan untuk mengukur lapisan tanah di kolam pegujian adalah

vane shear. Alat ini lebih mudah digunakan untuk mengukur kuat geser sampai

kedalaman 3,00 meter.

Pengujian sifat teknis dilakukan berulang-ulang untuk kontrol untuk mengetahui apakah

ada perubahan dalam kuat geser tanah.

27 | P a g e

4.5.2. Pengujian Pondasi Tiang Berulir

Untuk mengetahui daya dukung pondasi tiang berulir setiap tipe pondasi tiang berulir,

seperti yang tertulis dalam Tabel 4.2, diuji sebanyak masing-masing 1 – 3 kali. Bentuk

pengujian pondasi tiang berulir dengan memberi beban axial tekan pada pondasi.

Pemasangan pondasi tiang berulir dan pengujian diberi waktu sela satu hari. Hal ini

bertujuan agar tanah pada kolam uji telah melakukan recovery setelah dipasang pondasi tiang

berulir.

4.5 Pengujian Kuat Geser Tanah Gambut

Salah satu tujuan penelitian ini adalah membandingkan antara hasil pengujian dengan

hasil perhitungan. Oleh sebab itu kekuatan geser tanah selalu dilakukan kontrol kekuatan

tanah. Kontrol kekuatan dilakukan dengan pengujian baling-baling (vane shear test) setiap

akan melakukan pengujian pondasi.

Namun masih terdapat beberapa permasalahan dalam penggunaan vane shear test pada

tanah gambut (Quinn, 1967; Helenelund, 1967). Quinn (1967) menyatakan bahwa mekanisme

keruntuhan gambut cenderung bersifat menyobek bukan geser. Pernyataan yang sama

dikeluarkan oleh Helenelund (1967) bahwa hasil test vane shear pada tanah gambut tidak bisa

diandalkan. Mangan (1993) menyarankan bahwa deformasi gambut bersifat keruntuhan

menekan/ melobangi (punching failure), sehingga penggunaan uji vane shear harus hati-hati.

Atas dasar penjelasan tersebut di atas maka hasil uji vane shear harus dikoreksi. Faktor

reduksi terhadap kuat geser undrained, dirumuskan:

FVuCFVu s μs 4-1

Golebiewska (1983) mengusulkan faktor koreksi μFV-C sebesar 0,5 – 0,55. Landva dan

Rochelle (1983) memberikan nilai koreksi μFV-C sebesar 42% - 57% terhadap nilai su-FV.

4.6 Tahap Penelitian Secara Keseluruhan

Tahapan penelitian meliputi beberapa tahapan penelitian. Kajian berulir sebagai tiang

tunggal (single pondasi tiang) maupun sebagai kelompok tiang (group pondasi tiangs).

Kajian mengenai tiang tunggal adalah studi menentukan mekanisme transfer beban kepada

pondasi termasuk kondisi ragam keruntuhan (failure mode). Sedangkan studi mengenai

kelompok tiang adalah studi mengenai mekanisme kerja dalam bentuk kelompok. Jarak antar

28 | P a g e

tiang dan bentuk konfigurasi tiang menjadi acuan dalam menentukan kekuatan daya dukung

pondasi secara kelompok.

Penelitian masih perlu dikembangkan untuk melakukan kajian mengenai perilaku

pondasi menerima gaya/beban lateral dan kajian mengenai pengaruh waktu terhadap

peningkatan kekuatan daya dukung berulir. Studi secara keseluruhan untuk berulir dapat

dilihat pada Gambar 4.5. Proposal ini hanya mencakup Tahap 1, sedangkan untuk tahap

berikutnya, yaitu Tahap 2, dan Tahap 3 dilakukan untuk tahun anggaran berikutnya.

Penelitian yang dilakukan ini merupakan penelitian tahap 1, yaitu kajian mengenai

karakteristik kekuatan daya dukung berulir untuk beban axial tekan, secara tunggal (single

pondasi tiang) maupun kelompok (group pondasi tiang).

29 | P a g e

Per sia pan peralatan da n pembuata n kolam

Studi mengen ai daya dukungkondisi tunggal (single pile)

untuk beban ax ial tekan

S tud i m enge na i da ya d ukungkondis i kelompok (gro up pile)

u ntuk b eba n axial te kan

Studi daya dukungkondisi tunggal (single pile)

un tuk beban axial tar ik

S tu di d aya dukungkondis i kelompok (gro up pile)

s e bag ai fu ngs i wa ktu

Studi daya dukungkondisi tunggal (single pile)

sebagai fungsi waktu

Studi mengen ai daya dukungkondisi tunggal (single pile)

untuk beban lateral

Analisa secara keseluruhan, diperoleh: 1.lebar optimal plate helical , 2. jarak optimal plate helica l

3. jarak antara ponda si tia ng yan g optimal4. waktu pe ningkatan kekuatan daya dukung

dihitung dari akhir pema ncangan

S tu di d aya dukungkondis i kelompok (gro up pile)

untuk be ban a xia l tarik

S tud i m enge na i da ya d ukungkondis i kelompok (gro up pile)

un tuk be ba n la te ra l

Gambar 4.5 Alur penelitian pondasi tiang ulir secara keseluruhan

Tahap 1

Tahap 2

Tahap 3

30 | P a g e

BAB 5 HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA

5.1 Sifat Fisik dan Teknis Tanah Material Tanah

5.1.1 Sifat Fisik

Pengujian sifat fisik dilakukan pada tahap awal, sebelum pengujian daya dukung

pondasi tiang dilakukan. Sampel diambil dari dua kedalaman, yaitu 50 – 100cm dan 100 –

150 cm. Lokasi pengambilan sampel dibagi menjadi dua lokasi, lokasi A disebelah sisi utara

kolam pengujian, arah ke mushalla, dan lokasi B di sebelah sisi selatan kolam pengujian.

Hasil pengujian sifat fisik tanah dapat dilihat pada Tabel 5.1.

Tabel 5.1. Rangkuman data sifat fisik tanah kolam pengujian

Lokasi Kedalaman

sampel

Gs Kadar abu

Kadar serat

Berat volume

(gr/cm3)

Kadar air

A 50 – 100 cm 1,624 27,868 10,286 0,788 238

100 – 150 cm 1,529 37,740 8,868 0,847 246

B 50 – 100 cm 1,355 35,544 5,281 0,794 191

100 – 150 cm 1,480 54,463 6,114 0,795 236

Nilai rata-rata 1,497 38,904 7,637 0,806 227

Sesuai hasil pengujian sifat fisik menunjukkan bahwa tanah yang digunakan dalam

penelitian ini merupakan tanah gambut. Hal ini terlihat dari kadar abu rata-rata 38,904%, jadi

kadar organik mencapai 61,096%. Namun kadar serat rata-rata relatif rendah, yaitu 7,637% ,

kondisi ini menunjukkan bahwa serat gambut sudah banyak berubah menjadi butiran tanah.

Berat volume masih termasuk rendah, yaitu 0,806 gr/cm3, ini berkaitan dengan kadar organik

yang relatif tinggi lebih besar dari 50%. Kadar air rata-rata sekitar 227%.

5.1.2 Sifat Teknis

Pengujian sifat teknis dilakukan secara berkala. Pengujian berkala dilakukan agar

terlihat perubahan kekuatan geser tanah. Hal ini berkaitan dengan perhitungan daya dukung

pondasi tiang berulir secara analitis. Sama seperti pengujian sifat fisik, posisi pengujian

diambil 2 titik, yaitu lokasi A disebelah sisi utara kolam pengujian, arah ke mushalla, dan

lokasi B di sebelah sisi selatan kolam pengujian. Alat uji kuat geser yang digunakan adalah

31 | P a g e

vane shear. Pengambilan data kuat geser dilakukan pada setiap kedalaman 50 cm. Hasil

pengukuran kuat geser tanah dapat dilihat pada Gambar 5.1.

Gambar 5.1. Rangkuman data kuat geser tanah kolam pengujian

Sesuai Gambar 5.1 hasil pengujian bahwa jenis lapisan tanah kolam pengujian

termasuk kategori konsistensi tanah sangat lunak (very soft soil). Panjang pondasi tiang

berulir sebesar 2,00 meter, sedangkan panjang pondasi tertanam sebesar 1,50 meter. Menurut

panjang pondasi tertanam tersebut, maka bagian terpasang plat berulir pada kedalaman 1,00 –

1,50 meter. Kuat geser tanah rata-rata (su rata-rata) pada kedalaman 50 cm adalah 4,91 kPa,

pada kedalaman 100cm adalah 9,29 kPa, sedangkan pada kedalaman 150cm adalah 14,28

5.2 Daya Dukung Axial Tekan Pondasi Tiang Berulir

Kuat tekan suatu pondasi merupakan hal yang paling penting. Banyak modifikasi

pondasi telah dilakukan, selalu hasil akhir yang diharapkan adalah peningkatan daya dukung

pondasi. Hal yang sama diharapkan pada penelitian ini. Pengurangan berat sendiri pondasi

dan peningkatan kekuatan daya dukung menjadi tujuan studi ini.

Pemasangan plat ulir diharapkan mampu meningkatkan kekuatan daya dukung tekan

secara signifikan. Peningkatan perluasan penampang ujung pondasi akan memberikan gaya

tekan lebih besar, sehingga kekuatan daya dukung mengalami peningkatan. Pemasangan plat

ulir lebih dari satu diharapkan akan memberikan kekuatan tekan lebih besar.

32 | P a g e

5.2.1 Hasil pengujian axial tekan

Pengujian pondasi axial tekan dilakukan pada berbagai macam variasi plat ulir. Variasi

diameter, jarak pemasangan dan jumlah plat ulir dalam satu pondasi tiang. Variasi ini

dilakukan untuk lebih mengetahui karakteristik kekuatan daya dukung pondasi tiang dalam

menerima tekan.

Tipikal hubungan penurunan dengan beban pada tipe pondasi dapat dilihat pada

Gambar 5.2. Semua pondasi tiang berulir mempunyai bentuk hubungan beban terhadap

penurunan yang khas. Bentuk penurunan cenderung cekung pada awal pembebanan dan

bentuk cembung pada akhir pembebanan. Hal ini nampak jelas terdapat hubungan dengan

tipikal penurunan konsolidasi tanah gambut. Keadaan ini kemungkinan disebabkan oleh sifat

tanah gambut, dimana tanah gambut mempunyai dua pori, yaitu makro pori dan mikro pori..

Pada beban 0,00 – 1,00 kN mengalami penurunan yang relatif besar. Pada tahap beban ini,

penurunan terjadi akibat pemampatan makro pori.

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00

Load, kN

LMS 50

LLL 50

tanpa plat ulir

Gambar 5.2 Tipikal hubungan beban terhadap penurunan

Sesuai Gambar 5.3 menunjukkan hasil pengujian axial tekan pada berbagai variasi

pemasangan plat ulir, baik dalam hal jumlah, jarak dan lebar diameter plat. Secara umum

menunjukkan bahwa pemberian plat ulir meningkatkan daya dukung pondasi tiang. Pondasi

tiang ulir mempunyai kekuatan lebih tinggi dibandingkan pondasi tiang tanpa ulir.

Diameter plat ulir sangat berpengaruh terhadap peningkatan kekuatan pondasi. Pondasi

LLL dan LL lebih tinggi kekuatan daya dukung dibandingkan tipe LMS dan LM. Posisi plat

33 | P a g e

ulir juga berpengaruh terhadap kekuatan daya dukung pondasi. Kekuatan pondasi LMS lebih

besar dibandingkan pondasi LM. Hal ini disebabkan faktor plat ulir S yang dipasang paling

bawah, justru mengurangi kekuatan pondasi. Kondisi ini juga mengindikasikan bahwa

pemasangan plat pada ujung pondasi memberikan pengaruh yang signifikan pada kekuatan

pondasi. Jarak pemasangan tidak mempunyai pengaruh yang signifikan pada kekuatan

pondasi.

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00

Load, kN

LMS 50

LMS 30

LMS 20

tanpa helikal

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00

Load, kN

tanpa helikal

(a) (b)

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00

Load, kN

LLL 50

LLL 30

LLL 20

tanpa helikal

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00

Load, kN

tanpa helikal

(c) (d)

Gambar 5. 3 Hubungan penurunan dan beban pada berbagai variasi plat ulir, jumlah dan

jarak pemasangan

5.2.2 Interpretasi data pengujian axial tekan

Terdapat bebarapa metode yang dapat di gunakan untuk menginterpretasikan daya

dukung tekan pondasi dengan menggunakan hasil pengujian pembebanan secara langsung.

Dalam penelitian ini, di gunakan metode Chin dan metode Mazurkiewicz

Hasil interpretasi data dapat dilihat pada Tabel 5.2.

34 | P a g e

Tabel 5.2 Hasil interpretasi data pengujian

No. Nama Tiang Hasil Interpretasi data pengujian

Metode Chin (kN) Metode Mazurkiewicz (kN)

1. LLL 50 30,577 16,292

2. LL 50 23,309 10,251

3. L 5,125 4,241

4. LMS 50 8,675 8,000

5. LM 50 8,149 6,318

6. LLL 30 13,498 11,137

7. LMS 30 6,742 6,007

8. LL 30 20,259 15,670

9. LM 30 11,415 10,231

10. L 6,618 5,401

11. M 4,553 5,049

12. Tanpa plat ulir 1,120 1,494

13. Cerucuk A, diameter 9,38cm 2,446 3,351

14. Cerucuk B, diameter 10,30cm 2,454 3,623

15. Cerucuk C, diameter 11,64cm 3,824 4,032

5.3 Daya Dukung Axial Tarik Pondasi Tiang Berulir

Selain dilakukan pengujian tekan, studi ini juga melakukan pengujian axial tarik

terhadap pondasi tiang plat ulir. Pengujian tarik ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik

daya dukung axial tarik pondasi tiang ulir. Pengujian tarik pondasi tiang ulir dilakukan

terhadap 6 tiang dengan diameter plat ulir yang berbeda. Variasi pondasi tiang ulir yang diuji

adalah tiang LLL spasi 30 (3L30), LMS spasi 30, LM spasi 30, LL spasi 30, L, M dan tiang

tanpa plat ulir sebagai acuan peningkatan kekuatan plat ulir terpasang.

5.3.1 Hasil pengujian axial tarik

Hasil pengujian tiang helikal 3L30 yang dilakukan, digambarkan dalam suatu grafik

beban tarik dan deformasi tarik. Dari hasil pengujian tarik dilapangan didapatkan beban untuk

setiap mm deformasi/kenaikannya. Pengujian selesai pada saat tiang mengalami kenaikan

35 | P a g e

sebesar 45 mm. Grafik hubungan beban tarik dan deformasi tersebut dapat dilihat pada

Gambar 5.2.

Beban Tarik (kN)

Gambar 5.4 Tipikal hubungan beban tarik dengan deformasi pada pengujian tarik

5.3.2 Interpretasi hasil pengujian axial tarik

Hasil hubungan antara kekuatan tarik terhadap deformasi seperti tampak pada Gambar

5.2 belum memberikan gambaran secara jelas berapa nilai daya dukung axial tarik pondasi

tiang ulir. Menurut Sharma dkk (1984), metode interpretasi yang berlaku umum untuk

memperkirakan kekuatan batas tarik adalah:

4. Kekuatan runtuh didasarkan pada deformasi kepala tiang mencapai 0,25 in (6,25 mm).

5. Kekuatan runtuh didasarkan pada titik potong garis singgung,

6. Kekuatan runtuh didasrkan pada titik lengkung yang memberikan jari-jari paling kecil.

Sesuai ketiga kriteria interpretasi tersebut di atas, point 1 menghasilkan kekuatan runtuh

yang sangat kecil, hasil interpretasi data menjadi tidak realistis. Untuk point 3, hubungan

kekuatan tarik terhadap deformasi relatif landai, sehingga sulit untuk menentukan lengkung

dengan jari-jari terkecil. Oleh sebab itu, untuk interpretasi data digunakan point ke 2, yaitu

titik potong dari dua garis singgung. Hasil interpretasi data pengujian dapat dilihat pada Tabel

5.3.3 Perbandingan antara pengujian dengan pengukuran

Analisa menentukan kekuatan daya dukung pondasi tiang berulir berbeda dengan

pondasi tiang konvensional. Sesuai dengan mekanisme runtuh, analisa pondasi tiang berulir

terdiri dari dua metode, yaitu metode Individual Bearing dan metode Cylindrical Shear.

36 | P a g e

Sesuai kedua metode ini masih timbul pertanyaan, dari sekian pengujian ini manakah yang

sesuai dengan salah satu dari dua mekanisme keruntuhan tersebut di atas.

Tabel 5.3 Hasil interpretasi data pengujian axial tarik

Nama sampel Hasil interpretasi pengujian axial tarik

Kuat tarik, kN Deformasi, mm

LLL 30 5,148 15,00

LMS 30 2,646 5,75

LM 30 4,728 16,60

LL 30 4,851 15,31

L 3,487 21,35

M 1,968 2,54

Pada penelitian ini dilakukan perhitungan kekuatan daya dukung menggunakan kedua

metode tersebut, selanjutnya membandingkan dengan hasil pengujian. Hal ini dilakukan untuk

mengetahui analisa kekuatan daya dukung mana yang lebih tepat untuk pondasi tiang berulir,

apakah individual bearing atau cylindrical shear. Hal tersebut tidak mudah, karena hanya

berdasarkan pada kedekatan pada perbandingan antara hasil pengujian dengan pengukuran.

Perbandingan tersebut merupakan acuan yang tersedia yang bisa dijadikan pedoman,

meskipun terdapat bermacam-macam metode interpretasi data pengujian. Kondisi ini makin

menambah tingkat kesulitan dalam menganalisa antara kekuatan daya dukung berdasarkan

pengujian dengan pengukuran. Namun data pengujian yang tersedia akan meningkatkan

analisa pada penelitian ini.

5.4 Peningkatan Daya Dukung Pondasi Tiang Berulir

Untuk mengetahui daya dukung pondasi tiang berulir, maka dilakukan pengujian uji

beban axial tekan langsung terhadap model pondasi tiang berulir, seperti disajikan pada

Gambar 5.6. Sesuai Gambar 5.6 menunjukkan bahwa daya dukung pondasi tiang berulir

mempunyai daya dukung yang lebih besar dibandingkan pondasi tiang tanpa plat ulir.

Peningkatan daya dukung antara pondasi tiang berulir bisa mencapai 2,90 – 5,65 kali

dibandingkan pondasi tiang tanpa plat berulir. Peningkatan daya dukung yang cukup

signifikan dengan pemberian plat berulir.

37 | P a g e

Jarak pemasangan 20cm memberikan peningkatan daya dukung relatif tinggi

dibandingkan jarak pemasangan 50cm atau 30cm. Hal ini kemungkinan massa tanah yang

terjepit di antara plat bersifat lebih kaku, sehingga mekanisme keruntuhan geser silinder

(shear cylindrical failure) akan terjadi, ditambah dengan keruntuhan daya dukung plat

tunggal (bearing individual failure) pada plat ulir terbawah.

Gambar 5.5. Daya dukung pondasi tiang berulir dan tanpa ulir

Pada jarak pemasangan lebih besar, misal 50 cm, massa tanah yang diantara plat ulir

tidak mengalami peningkatan kekakuan, sehingga tidak terjadi mekanisme keruntuhan geser

silinder, tetapi hanya mengalami keruntuhan daya dukung plat tunggal pada setiap plat ulir.

5.2 Daya Dukung Pondasi Tiang Berulir Hasil Pengujian

Sesuai hasil pengujian secara langsung dapat dilihat pada grafik di bawah ini.

Jarak plat ulir bervariasi

Jarak plat berpengaruh terhadap mekanisme keruntuhan yang berbeda. Sesuai

penjelasan pada Subbab 2.2, bahwa apabila jarak plat berdekatan, kekuatan tanah akan

bersatu membentuk keruntuhan geser silinder, sehingga memberikan daya dukung yang

lebih besar. Hal ini terlihat pada hasil pengujian pada pondasi pile LMS, jarak plat

20cm memberikan nilai daya dukung pondasi yang lebih besar, seperti tampak pada

Gambar 5.7.

38 | P a g e

Gambar 5.6 Hasil pengujian pondasi tiang berulir LMS

Diameter plat ulir bervariasi

Secara umum, pondasi dengan lebar pondasi lebih besar tentu akan memberikan daya

dukung yang lebih besar. Daya dukung pondasi ditentukan oleh lebar pondasi, hal sama

terjadi pada pondasi tiang berulir, seperti tampak pada Gambar 5.8. Hasil pengujian

menunjukkan bahwa pondasi tipe LLL mempunyai daya dukung lebih tinggi

dibandingkan pondasi tipe LMS. Hal ini disebabkan pondasi LLL memberikan luas plat

lebih besar dibandingkan tipe LMS.

Gambar 5.7 Hasil pengujian pondasi tiang berulir, jarak plat 30cm

39 | P a g e

BAB 6. KESIMPULAN DAN SARAN

6.1. Kesimpulan

Sesuai hasil analisa tersebut di atas maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Pemberian plat ulir dapat meningkaatkan daya dukung tiang mencapai 2,90 – 5,65 kali

lebih besar dibandingkan tanpa plat ulir.

2. Pemberian plat ulir memberikan peningkatan daya dukung, namun masih dipengaruhi

oleh penempatan jarak plat ulir. Jarak makin rapat, 20cm memberikan daya dukung

lebih besar dibandingkan oleh jarak 50cm atau 30cm.

3. Secara umum, diamater plat lebih besar diharapkan memberikan daya dukung lebih

besar. Kondisi sama juga terjadi pada pondasi tiang tipe LLL-30cm memberikan daya

dukung lebih besar dibandingkan tipe LMS-30cm. Karena luas plat LLL lebih besar

dibandingkan tipe LMS.

6.2. Saran

Setelah dilakukan penelitian mengenai pondasi tiang plat ulir, nampak bahwa penelitian ini

hanya mengandalkan diameter plat ulir saja dan jarak antar plat. Jadi belum menyentuh faktor

gaya gesek antara permukaan pondasi dengan lapisan tanah. Agar dapat diketahui seberapa

besar peningkatan gaya gesek antara permukaan pondasi dengan lapisan tanah, maka

diharapkan pada tahap berikutnya dapat dilakukan penelitian mengenai pengaruh kekasaran

permukaan

40 | P a g e

DAFTAR PUSTAKA

1. Golebiewska, A., 1983. “Vane testing in peat”, Proceeding 7th Danube European

Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Kiszyniow, pp. 113-117

2. Landva, A.O dan La Rochelle, P., 1983. “Compressibility and shear strength

characteristics of Radforth Peats”. In: P.M Jarret (ed.), Testing of Peats and Organics

Soils, ASTM STP 820, pp 157-191.

3. Narasimha Rao., Prasad, Y.V.S.N., dan Shetty, M.D, . 1991. The Behavior of Model

Screw Pondasi tiangs in Cohesive Soils. Soil and Foundations, Vol. 31, No. 2, pp. 35-50

4. Sprince dan Pakrastinsh, 2010. "Helical Pondasi tiang Behaviour and Load Transfer

Mechanism in Different Soils", The 10th International Conference, Faculty Of Civil

Engineering, Vilnus Gediminas Technical University. Vilnus Lithuania, 2010.

5. Tappenden, Kristen M.,2007. "Predicting the Axial Capacity of s Installed in Western

Canadian Soils", A thesis Faculty of Graduate Studies and Research in partial fulfillment

of the requirements for the degree of Master Of Science In Geotechnical Enginering,

Edmonton, Alberta Spring 2007.

6. Weech, dan Howie, 2010. ”Helical Pondasi tiangs in Soft Sensitive Soil – A field Study

of Disturbance Effects On Pondasi tiang Capacity”

7. Woodcock, J., 2012. "Finite Element Analysis of s". 1st Civil and Environmental

Engineering Student Conference, 25-26 June 2012, Imperial College London.

8. Wust, AJ Raphael, Bustin, RM dan Lavkulich, LM, 2003. ‘New Classification system for

tropical organic-rich deposits based on studies of the Tasek Bera Basin”, Malaysia,

Catena 53, Science Direct, p. 133-163.

9. Xuehui dan Jinming, Classification of peat and peatland, Proceding, Coal, Oil Shale,

Natural Bitumen, heavy Oil and Peat, Vol. II.

10. Zeyad H. Elsherbiny, M. Hesham El Naggar, 2013. “Axial compressive capacity of

helical pondasi tiangs from field tests and numerical study”, Canadian Geotechnical

Journal, 2013, 50(12): 1191-1203, 10.1139/cgj-2012-0487.

41 | P a g e

LAMPIRAN

42 | P a g e

A. Progress Pelaksanaan Penelitian Tahap I

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Persiapan dan Kajian Pustaka

2 Pembuatan kolam pengujian, 6 x 2,5 x 3 meter

3 Pengisian kolam pengujian dengan tanah gambut,

tanah gambut diambil dari Kec. Tambang, Kab.

Kampar Prop. Riau

4 Pembuatan portal penguji tekan

5 Pemasangan perlengkapan uji tekan dan tarik

6 Pembuatan pondasi tiang berulir

7 Melakukan uji tekan dan tarik, tunggal dan group

8 Analisa hasil pengujian

9 Pembuatan bahan Seminar/Jurnal

10 Laporan Akhir

Penelitian Tahap 1

Penelitian Tahap I tahun 2015

NovemberDesember

April Mei Juni JuniNo. Jenis Kegiatan

Juli Agustus September Oktober

43 | P a g e

B. Progress Keuangan Penelitian Tahap I

No Item pekerjaan Nama perusahaan/person

No. Kuitansi

Tgl kuitansi Nilai Anggaran Keterangan

Rencana Realisasi

A. Biaya Honor

tidak ada honor - - - 18.800.000 0,00

Subtotal biaya honor 18.800.000 0,00 Tidak ada honor

B Biaya Habis Pakai/Peralatan

1. Pembelian angker (10 buah) + ongkos kirim

CV. Mekanika Teknik Indonesia Bandung. Sdr. Aswin

03 10-Apr-15 8.700.000

2. Pembelian jacking + ongkos kirim CV. Mekanika Teknik Indonesia Bandung. Sdr. Aswin

01 20-Apr-15 4.000.000

3. Pembuatan pondasi tiang plat ulir, 34 buah; portal dan pemasangan angker

sdr. Wagimin 02 kontrak kerja No. I /SPKK/IV/2015, tanggal 5 Mei 2015.

31.350.000

4. Pembelian dial indicator + ongkos kirim

04 11-Mei-15 2.800.000

5. Pembuatan titian untuk pengujian, upah + material

sdr. Wagimin 05 20-Jun-15 2.500.000

6. Pembuatan uji tarik sdr. Wagimin 06 29-Sep-15 1.500.000

44 | P a g e

No. Kuitansi

Rencana Realisasi

05-Okt-15 2.000.000

7. Biaya makan dll - - 200.000

8. Pembuatan alat pembebanan konsolidasi gambut

12 25.000.000 Alat ini digunakan untuk mengetahui perilaku penurunan gambut dalam menerima beban. Hal ini berkaitan dengan analisa pondasi tiang helikal

Subtotal biaya habis pakai/ peralatan 54.560.000 78.050.000

C. Biaya Perjalanan

1 UPG - PKU Lion 07 28-Sep-15 1.183.000

2 Nginap di Padang + antar ke bandara

Razaki Hotel 08 06-Okt-15 400.000

3 Biaya penginapan di Makassar KAHA 09 03-Okt-15 1.710.000

4 Biaya makan dll - 400.000

5 Biaya perjalanan seminar kedua - 8.567.000 Biaya perjalanan ke seminar kedua

Subtotal biaya perjalanan 16.000.000 12.260.000

D. Biaya Lain-lain

1 Pendaftaran seminar& beli Panitia Seminar 10 08-Okt-15 1.500.000

45 | P a g e

No. Kuitansi

Rencana Realisasi

Proceding

2 Beli printer brother tipe DCP-T300 Jaya Mesin Pekanbaru 11 16-Okt-15 2.190.000

3 Biaya jurnal/ seminar seminar kedua atau jurnal

13 5.000.000 Biaya ikut seminar kedua atau penerbitan ke jurnal akreditasi

4 Pembuatan laporan Fotokopi "Putra Pambang"

14 1.000.000 Biaya pengadaan kertas, cartridge, flash disk, cd blank, penjilidan

Subtotal biaya lain-lain 10.640.000 9.690.000

Total Biaya 100.000.000 100.000.000

46 | P a g e

C. Progress Mahasiswa S2 Penelitian hibah pasca tersebut melibatkan empat (empat) mahasiswa pasca sarjana teknik

sipil. Kemajuan belajar mahasiswa pasca teknik sipil yang terlibat, sebagai berikut:

No. Nama mahasiswa S2 Keterangan

1 Ari Sibarani

NIM 12 10247 137

1. Penulisan tesis sudah selesai, minggu pertama Desember 2015 direncanakan akan melaksanakan seminar hasil penelitian tesis.

2. Selanjutnya akhir Desember 2015 direncanakan maju sidang ujian akhir tesis.

3. Proses pembuatan jurnal terakreditasi nasional, direncanakan ke Jurnal Makara Teknologi Universitas Indonesia

2 Vonny Septimarna

NIM 12 10247 147

1. Semua pengujian sudah selesai, saat ini tahap penulisan tesis dan analisa

2. Sekarang ini yang bersangkutan dalam kondisi hamil.

3 Mulyono

NIM 12 10247 015

Tidak aktif

4 Julie Amril

NIM 12 10247 106

1. Cuti kuliah, karena masalah akreditasi. Prodi S2 Teknik Sipil UR masih akreditasi C. Sebagai PNS ini menyulitkan karena akreditasi C tidak diakui oleh BKN.

2. Semester depan rencana aktif kembali, dan langsung membuat dan maju proposal tesis. Insha Alloh, akreditasi telah berubah menjadi B.

47 | P a g e

48 | P a g e

49 | P a g e

D. Dokumentasi Penelitian Tahap I

Gambar 1. Pemasangan angker, dipasang 5 angker pada sisi barat dan timur kolam pengujian

Gambar 2. Proses pembuatan portal pengujian. Portal berfungsi sebagai penahan dalam pengujian pondasi tiang berulir

50 | P a g e

Gambar 3. Portal dilengkapi dengan jacking kapasitas maksimal 5 ton, fungsi jacking untuk menekan pondasi, diantara jacking dan pondasi dipasang proving ring, fungsi proving ring

untuk mengukur kekuatan daya dukung pondasi tiang.

Gambar 4 Pondasi tiang plat ulir, setinggi 2 meter, terbuat dari pipa dia. 6cm, dilengkapi dengan plat ulir, bandingkan dengan tinggi mahasiswa

51 | P a g e

Gambar 5 Pada awalnya uji tarik menggunakan peralatan extruder, namun dalam pelaksanaan pengujian alat ini mengalami puntir, sehingga alat ini terpaksa diganti.

Gambar 6 Pada akhirnya alat uji tarik menggunakan jacking, dengan cara piston jacking dibuat keluar, selanjutnya tinggal menarik ke dalam. Cara ini ternyata berhasil

52 | P a g e

E. Bukti ikut seminar Konteks 9 di Makasar

53 | P a g e

54 | P a g e

55 | P a g e

56 | P a g e

57 | P a g e

Kajian Kekuatan Daya Dukung Pondasi Tiang Berulir (Helical Piles) Sebagai Metode Peningkatan Daya...

Documents