Upload
duongcong
View
220
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pendahuluan
Untuk dapat melakukan proses perhitungan antara korelasi beban vertikal dengan
penurunan yang terjadi pada pondasi tiang sehingga akan mendapatkan prameter yang
lebih akurat pada lapangan dapat digunakan dengan bantuan program Plaxis.
Model tanah yang digunakan adalah model Hardening Soil dengan analisis
axisymetric. Hal ini dilakukan karena didalam perhitungan program Plaxis, model
Hardening Soil merupakan pemodelan tingkat lanjut dalam penyelidikan tanah dimana
model ini membutuhkan parameter yang lebih lengkap dibandingkan model Mohr
Culoumb khususnya pada parameter kekakuan tanah yaitu : E50, Eur, dan Eoed, dimana Eur
merupakan kekakuan tanah pada saat terjadi pemberian beban dan pengurangan beban
(loading-unloading), parameter tanah ini merupakan parameter yang sesuai dengan
kondisi pembebanan di lapangan, karena pembebanan di lapangan berbentuk cyclic
loading maka tanah akan mengalami pembebanan dan pengurangan beban (loading-
unloading), sedangkan parameter lainnya seperti : angka Poisson (�), kohesi (c), sudut
geser (�) dan sudut dilatansi (ψ) yang merupakan parameter umum yang sudah ada pada
model Mohr Coulomb. Mengingat bentuk dari pondasi tiang berbentuk silinder yang
padat (radial), maka sesuai dengan petunjuk manual dari program Plaxis, digunakan
model Axisymetri.
54
55
Hasil pemodelan pada program Plaxis dibandingkan dengan pengujian tes
pembebanan (loading test) di lapangan, yang sudah dihitung dan di tabelkan oleh
konsultan tanah.
4.2 Metodologi dan Pembahasan dalam Mencari Nilai Kekakuan Tanah (E)
Setiap tiang pondasi yang diselidiki tertanam pada tanah yang terdiri dari
beberapa lapisan, dimana jenis dan parameter-parameter tanahnya juga berbeda. Pada
penelitian kali ini, dilakukan idealisasi pada parameter tanah yang di dapatkan dari
pengeboran dalam mencari nilai N SPT. Dan dari beberapa proyek, untuk data tanah
menjadi parameter yang diidealisasi yang kemudian akan di korelasikan dengan
parameter tanah yang telah di uji, yaitu titik bore hole terdekat dari titik tiang pondasi.
4.3 Data-Data masukan
Sebelum dilakukan perhitungan terlebih dahulu disajikan data-data masukan
yang diperlukan program Plaxis, yaitu data : siklus pembebanan loading test, tiang
pancang dan deskripsi dan parameter tanah hasil pengujian laboratorium setiap lapisan
pada proyek di lapangan.
4.3.1 Deskripsi dan parameter tanah setiap lapisan
Deskripsi dan parameter tanah hasil N SPT dan pengujian dari laboratorium ini
didapatkan dari penyelidikan maupun penelitian tanah yang dilaksanakan oleh konsultan
tanah. Untuk mendapatkan parameter tanah yang tidak diujikan oleh konsultan tanah
sebagai data masukan pada program Plaxis maka dilakukan korelasi antara parameter
tanah lainnya yang diambil dari parameter lainnya yang diambil dari buku referensi teori
mekanika tanah, di bawah ini, adalah proyek Tangerang City dengan kode Pile TC TP-2
sebagai contoh dari metode yang dilakukan untuk mendapatkan nilai dari Kekakuan
Tanah yang akan di korelasikan dengan nilai N SPT yang telah dikoreksi :
56
• Idealisasi lapisan tanah dengan menggunakan korelasi dengan nilai N SPT
Di bawah ini adalah grafik nilai N SPT dengan kedalaman dan juga data
pondasi tiang dengan beban kerja dan beban tes pada pondasi tersebut.
Silty Clay
TC-TP-2 Bored Pile Diameter 0,8 m Beban kerja 380 ton Beban Tes 760 ton
Very Dense Sand
Silty Clay
Gambar 4.1Grafik N SPT vs Kedalaman dengan Idealisasi Lapisan tanah dan Data
Bored Pile
57
• Mendapatkan Nilai Kohesi dan Sudut Geser Tanah
Untuk mendapatkan nilai kohesi, dapat dilakukan dengan mengambil data
pada data tanah yang telah diuji di laboratorium, tetapi karena uji labratorium
tidak menunjukkan hasil pada laporan penyelidikan tanah tersebut, maka
dilakukan koreksi nilai kohesi (c) dengan nilai N SPT, yang di dapatkan dari
tabel Bowles.
Tabel 4.1 Konsistensi Tanah Lempung Jenuh Air
Konsistensi Sejarah Konsolidasi
Pukulan/ft
Kohesi (kPa)
Keterangan
Sangat Lunak
Konsolidasi Normal
0-2
<12 Sangat mudah di tekan dengan jari
Lunak Konsolidasi Normal
3-5 18,2 sampai
30,2 Mudah di tekan dengan
jari
Sedang Konsolidasi Normal
6-9
36 sampai 54,1
Dapat berbentuk bola
Keras
Konsolidasi Normal sampai konsolidasi berlebih dengan rasio 2- 3
10-16
59,9 sampai 95,8
Sulit di bentuk dengan tangan
Sangat keras
Konsolidasi berlebih
17-30 102 sampai
179,6 sangat sulit di bentuk
dengan tangan
Hard Konsolidasi sangat berlebih
>30
> 179,6 Hampir tidak mungkin dibentuk oleh tangan
Sumber :Helical Screw Foundation System Design Manual for New Construction
Untuk mendapatkan nilai kuat geser dalam pada tanah lempung maupun tanah
pasir, dilakukan dengan korelasi terhadap nilai N SPT dengan tabel dibawah ini.
58
Gambar 4.2 Hubungan sudut geser dalam dengan N-SPT
Sumber: Principle of Foundation Engineering, Braja M. Das
• Mendapatkan berat jenis tanah
Dalam masukkan data untuk berat jenis tanah γsat dan γunsat, didapatkan dari
uji laboratorium, yang dapat di lihat pada grafik di bawah ini.
59
Ked
alam
an (m
eter
)
γtotal vs Kedalaman
γ total 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
0
2
4
6
8
10 16 kN/m3
12
14
16
18
20
22
24
26
28 3
30 19 kN/m 32
34
36
38
40 3
42 16 kN/m 44
46
48
50
52
54
56
58
60
DB-2 DB-1 DB-3 DB-4 DB-5 DB-6 DB-7
Gambar 4.3 Grafik Berat jenis dengan kedalaman
• Parameter Kekakuan tanah (E)
Kekakuan tanah yang digunakan sebagai data masukkan pada program
Plaxis, dilakukan dengan cara coba-coba, yaitu dengan perkalian terhadap
nilai N SPT, sebagai contoh, untuk nilai E50 pada proyek Tangerang City
pada tiang TP-2 dilakukan dengan memberikan perkalian sebesar 2250 x N
60
SPT. Untuk nilai Eoed dan E ur mengikuti manual Plaxis v8, yaitu untuk Eoed
dapat dikalikan dengan E50 dengan rasio sebesar 1-1,3 E50, sedangkan untuk
Eur dapat dikalikan dengan E50 dengan rasio sebesar 3-5 atau dapat
dimasukkan data input sesuai dengan hasil konsolidasi, yaitu Cc dan Cs pada
program Plaxis.
• Koreksi nilai SPT menjadi N160
Dengan mengubah nilai NSPT menjadi N160 merupakan faktor koreksi
dengan jalan menormalisasikan nilai N SPT yang diperoleh pada tegangan
efektif tertentu kepada tegangan efektif sebesar 1 kg/cm2 (GOUW, 1995), dan
digabungkan dengan standar energi referensi yaitu sebesar 60% dengan
SKEMPTON sebagai referensi, serta faktor-faktor koreksi lainnya yang
terjadi pada kondisi di lapangan, seperti koreksi terhadap panjang batang,
penggunaan pelapis, dan ukuran lubang bor (lihat tabel 2.2).
Sehingga rumus yang digunakan sebagai berikut, untuk perhitungan lebih
lengkap dapat lihat (lampiran 3) :
N160 = CN x Nlap x α x β x γ x (Er/Es)
Dimana :
CN = faktor koreksi tegangan efektif tanah
Pada penelitian ini, digunakan rumus Liao dan Whitman
CN =
Dengan : ’v = tegangan efektif vertikal tanah dalam kN/m2.
Dengan rumus diatas, maka hasil dari N SPT yang telah dikoreksi menjadi N160
dan kemudian di idealisasi kembali dapat di lihat pada grafik di bawah ini.
61
Ked
alam
an (m
eter
)
N160 vs Kedalaman
Nilai N160
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0
2
4 N160 = 25 6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30 N160
= 40
32
34
36
38
40
42
44
46 N160 = 30
48
50
52
54
56
58
60
DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7
Gambar 4.4 Grafik N160 dengan kedalaman yang telah di idealisasi
62
• Mendapatkan nilai Poisson Rasio
Dalam mendapatkan nilai dari angka Poisson dapat di lihat pada tabel di
bawah ini.
Tabel 4.2 Hubungan jenis, konsistensi dengan angka Poisson (υ)
Jenis Tanah Keterangan (υ )
Lempung
Lunak 0.35-0.4 Sedang 0.3-0.35 Keras 0.2-0.3
Pasir
Lepas 0.15-0.25 Sedang 0.25-0.3 Padat 0.25-0.35
Sumber : Soil Mechanics and Foundation, Muni Bhudhu, 1976
• Rekapan parameter tanah
Dari hasil korelasi dan pengumpulan data tanah pada proyek Tangerang City
pada tiang TP-2 maka di dapatkan tabel di bawah ini.
Tabel 4.3 Data Masukan pada Proyek Tangerang City Tiang TP-2
Parameter
Simbol
Silty Clay
Very Dense Sand
Silty Clay
Pondasi Tiang
Satuan
Simbol Jenis Tanah CH SP CH
Model Material
Model Hardening Soil
Hardening Soil
Hardening Soil
Elastis Linier
-
Berat jenis tak jenuh γunsat 16 19 16 25 kN/m3 Berat jenis jenuh γsat 16 19 16 25 kN/m3
Permeabilitas k 1 1 1 0 m/hari
Kekakuan E50 56250 120000 70000
3E+07 kN/m2
Eoed 73125 156000 910000 kN/m2 Eur 196875 420000 245000 kN/m2
Power m 1 0,5 1 Angka Poisson � 0,3 0,3 0,3 0,2
Kohesi Cref 30 0,1 100 kN/m2 Sudut Geser Dalam � 22 42 25 o
Nilai N-SPT Nlap 35 50 35 Nilai N-SPT koreksi N160 25 40 30 40
Kedalaman 0-24 24-35 35-54 5,3-35 m
63
4.3.2 Siklus Pembebanan
Pada uji pembebanan statis, di gunakan pembebanan secara berkala (cyclic),
yaitu dengan cara memberi pembebanan dan mengakat beban (loading-unloading),
sesuai dengan standar ASTM D1143-81, maupun dengan standar yang sudah di uraikan
pada tinjauan pustaka. Pada Proyek Tangerang City ini, siklus pembebanan dapat di lihat
pada tabel di bawah ini.
Tabel 4.4 Siklus pembebanan dan penurunan pada Proyek Tangerang City TP-2
Persentase Beban
Beban 200% (Ton)
Penurunan (mm)
0% 0 0 25% 127,5 -0,59 50% 255 -1,56 25% 127,5 -1,02 0% 0 -0,07 50% 255 -1,63 75% 382,5 -2,66 100% 510 -3,79 75% 382,5 -3,15 50% 255 -2,32 0% 0 -0,27 50% 255 -1,86 100% 510 -3,91 125% 637,5 -5,2 150% 765 -6,9 125% 637,5 -6,62 100% 510 -6,01 50% 255 -3,88 0% 0 -1,27 50% 255 -3,15 100% 510 -5,47 150% 765 -7,72 175% 892,5 -9,53 200% 1020 -11,58 150% 765 -10,75 100% 510 -8,53 50% 255 -5,77 0% 0 -2,66
64
Dari siklus pembebanan dan hasil penurunan ini lah yang akan di cocokkan
dengan hasil yang di dapatkan di dalam program Plaxis dari data masukkan yang telah di
uraikan di atas.
4.4 Analisa ProgramPlaxis
Setelah data masukkan sudah tersedia, maka proses pemodelan dan perhitungan
dalam program Plaxis dapat di lanjutkan, di bawah ini adalah langkah-langkah dalam
menghitung besar penurunan dengan pembebanan yang sesuai dengan kondisi di
lapangan. (untuk lebih lengkap lihat lampiran 1)
• Pemodelan tanah, pondasi dan beban
Beban load multiplier
Interface antara pondasi dengan tanah
Pondasi Tiang bor
Silty Clay
Very Dense Sand
Silty Clay
Gambar 4.5 Geometri dan Material pada Pemodelan Plaxis
65
• Perhitungan Pada Plaxis
Pada perhitungan di dalam program Plaxis, tahap-tahap yang di berikan pada
pondasi tiang bor disesuaikan dengan konsdisi di lapangan. Berikut ini gambar
dari tahapan yang telah di sesuaikan dengan kondisi lapangan.
Gambar 4.6 Tahapan Perhitungan Pada Program Plaxis
Pada tahapan perhitungan di atas, pembebanan dilakukan dengan
menggunakan Total multiplier dengan mengubah total MLoadA sesuai dengan
kondisi beban yang diberikan di lapangan.
66
Pen
urun
an (m
m)
• Hasil Pehitungan Program Plaxis
Setelah proses perhitungan selesai, maka didapatkan hasil kurva dari beban
dengan penuunan seperti pada gambar di bawah.
0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9
-10 -11 -12 -13
Beban vs Penurunan
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100
Beban (ton)
Tangerang City TP-2
Gambar 4.7 Grafik Beban dengan Penurunan Hasil Perhitungan Program Plaxis
• Perbandingan Perhitungan Program Plaxis dengan Kondisi Lapangan
Setelah didapatkan hasil dari beban dan penurunan dari program Plaxis, maka
akan di bandingakan dengan beban dengan penurunan pada tes beban di
lapangan.
67
Pen
urun
an (m
m)
0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9
-10 -11 -12 -13
Beban vs Penurunan
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100
Beban (ton)
Loading Test, Tangerang City TP-2 Plaxis, Tangerang City TP-2
Gambar 4.8 Grafik Perbandingan antara Tes Beban di lapangan dengan Hasil
Perhitungan Program Plaxis
Dari grafik perbandingan di atas, dapat ditunjukkan dengan persentase antara
tes beban di lapangan dengan hasil program Plaxis seperti berikut.
Tabel 4.5 Perbandingan Tes Beban di Lapangan dengan Perhitungan Program Plaxis
Pada Proyek Tangerang City TP-2
Beban (%)
Beban ton
Penurunan Plaxis (mm)
Penurunan loading Test
(mm)
Selisih (mm)
Selisih Loading
(%)
Selisih Unloading
(%) 0% 0 0,00 0 0,00 25% 127,5 -0,73 -0,59 0,14 23,09 50% 255 -1,56 -1,56 0,00 0,00 25% 127,5 -0,86 -1,02 0,16 0,16 0% 0 -0,13 -0,07 0,06 0,06 50% 255 -1,60 -1,63 0,03 1,80 75% 382,5 -2,58 -2,66 0,08 2,93 100% 510 -3,68 -3,79 0,11 3,01 75% 382,5 -2,95 -3,15 0,20 6,24 50% 255 -2,23 -2,32 0,09 4,07 0% 0 -0,77 -0,27 0,50 186,40 50% 255 -2,28 -1,86 0,42 22,43 100% 510 -3,84 -3,91 0,07 1,83
68
125% 637,5 -5,05 -5,2 0,15 2,92 150% 765 -6,64 -6,9 0,26 3,76 125% 637,5 -5,97 -6,62 0,65 9,75 100% 510 -5,22 -6,01 0,79 13,13 50% 255 -3,70 -3,88 0,18 4,75 0% 0 -2,05 -1,27 0,78 61,45 50% 255 -4,11 -3,15 0,96 30,63 100% 510 -5,74 -5,47 0,27 4,86 150% 765 -7,44 -7,72 0,28 3,60 175% 892,5 -9,06 -9,53 0,47 4,92 200% 1020 -11,89 -11,93 0,04 0,33 150% 765 -10,27 -10,75 0,48 4,44 100% 510 -8,65 -8,53 0,12 1,36 50% 255 -6,99 -5,77 1,22 21,09 0% 0 -5,19 -2,66 2,53 95,00
Rata-Rata 0,39 7,58 31,38
Dari tabel 4.5 di atas, dapat ringkas pada penurunan pada saat beban maksimum dan
penurunan permanen seperti tabel di bawah ini.
Tabel 4.6 Hasil Perbandingan Perhitungan Beban Maksimum Plaxis dengan Loading
Test Pada Proyek Tangerang City, TP-2
No
Keterangan
Loading Test
Plaxis Hardening
Soil
Perbedaan
Persentase (%)
1 Beban Rencana (Load Design) 510 510 0
2 Beban Pengetesan (Test Load) 1020 1020 0
3 Penurunan Permanen (mm) 2,66 5,19 2,53 95%
4 Penurunan maksimal pada beban maksimum (mm)
11,93
11,89
0,04
0,34%
• Hubungan antara E50 dengan N160
Setelah mendapatkan hasil perbandingan antara grafik hasil program Plaxis
dengan Loading test di lapangan maka langkah selanjutnya adalah
69
mengkorelasikan antara nilai E50 dengan nilai N160 yang dapat di lihat
seperti grafik dibawah ini.
Gambar 4.9 Grafik Korelasi nilai E50 dengan N160 Pada TP-2 Proyek Tangerang City
4.5 Rekapitulasi Hasil Perbandingan Beban dengan Penurunan Perhitungan
Plaxis dengan Loading Test di Lapangan
Pada penelitian kali ini, terdapat 15 data yang telah di proses untuk mendapatkan
grafik perbandingan antara nilai kekakuan tanah (E50) dengan N160 yang baik, di bawah
ini hasil dari grafik perbandingan loading test dengan Plaxis akan di dampingkan dengan
grafik N SPT untuk mengetahui lapisan tanah yang berada di lapangan.
70
• Tangerang City TP-3
Gambar 4.10 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Tangerang City TP-3
71
Pen
urun
an (m
m)
• Tangerang City D189 -2
-6
-10 -14 -18 -22 -26 -30
Kurva beban vs Penurunan
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Beban (Ton)
Loading Test, D189 Plaxis, D189
Gambar 4.11 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Tangerang City D189
72
Pen
urun
an (m
m)
• Tangerang Ruko Blok G
0 -2 -4 -6 -8
-10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26
Kurva Beban vs Penurunan 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550
Beban (ton)
Loading Test Ruko Blok G Plaxis Ruko Blok G
Gambar 4.12 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Ruko Blok G
73
Pen
urun
an (m
m)
• Tebet Dalam TP-1
0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
-7
-8
-9
-10
-11
Kurva Beban vs Penurunan
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400
Beban (ton)
Loading Test, Tebet TP-1 Plaxis Tebet TP-1
Gambar 4.13 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Tebet Dalam TP-1
74
Pen
urun
an (m
m)
• Tebet Dalam TP-2
Kurva Beban vs Penurunan
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 0
-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9
Beban (ton)
Loading Test, Tebet TP-2 Plaxis, Tebet TP-2
Gambar 4.14 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Tebet Dalem TP-2
75
Pen
urun
an (m
m)
• Gandaria TP-3
0 -2 -4 -6 -8
-10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30 -32
Kurva beban vs Penurunan
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700
Beban (ton)
Loading Test, Gandaria TP-3 Plaxis, Gandaria TP-3
Gambar 4.15 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Gandaria TP-3
76
Pen
urun
an (m
m)
• Gandaria TP-2
0 -2 -4 -6 -8
-10 -12 -14 -16 -18 -20 -22 -24 -26 -28 -30 -32
Kurva beban vs Penurunan
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700
Beban (ton)
Loading Test, Gandaria TP-2 Plaxis, Gandaria TP-2
Gambar 4.16 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Gandaria TP-2
77
Pen
urun
an (m
m)
• Gandaria TP-4
0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9
-10 -11 -12 -13 -14 -15 -16 -17 -18 -19 -20 -21
Kurva beban vs Penurunan
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700
Beban (ton)
Loading Test, Gantaria TP-4 Plaxis, Gandaria TP-4
Gambar 4.17 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Gandaria TP-4
78
Pen
urun
an (m
m)
• The Peak BP-28
0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
-7
-8
-9
-10
-11
-12
Kurva beban vs Penurunan
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
Beban (ton)
Loading Test, The Peak BP-28 Plaxis, The Peak BP-28
Gambar 4.18 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan The Peak BP-28
79 • The Peak BP-60
Gambar 4.19 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan The Peak BP-60
80
• The Peak BP-349
Gambar 4.20 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan The Peak BP-349
81
• The Peak BP-406
Gambar 4.21 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan The Peak BP-406
82
Pen
urun
an (m
m)
• Plaza Indonesia TP-1
0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
-7
-8
-9
-10
Kurva Beban vs Penurunan
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Beban (ton)
Loading Test, TP-1 PI Plaxis, PI-TP-1
Gambar 4.22 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Plaza Indonesia TP-1
83
Pen
urun
an (m
m)
• Tangerang TP-7
0
-2
-4
-6
-8
-10
-12
-14
-16
-18
-20
Kurva beban vs Penurunan
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Beban (ton)
Loading Test, TP-7 Plaxis, Tangerang City TP-7
Gambar 4.23 Grafik N SPT dan Grafik perbandingan Beban dengan Penurunan Tangerang TP-7
84
Untuk mendapatkan referensi nilai E50 yang dibutuhkan untuk memodelkan
penurunan pondasi tiang pada program Plaxis pada hitung balik ini, maka dilakukan
pembuatan grafik yang membandingkan antara nilai E50 dengan nilai N SPT yang sudah
dikoreksi yaitu N160.
Gambar 4.24 Grafik hubungan antara E50 dengan N160 dari seluruh tiang pondasi yang
dianalisa
Setelah di klasifikasikan kedalam jenis tanah, maka dapat di lihat grafik E50
dengan N160 untuk tanah lempung adalah seperti gambar berikut.