bab v analisis fondasi tiang pancang

43

BAB V

ANALISIS FONDASI TIANG PANCANG

5.1 Proyek Pembangunan Tangki Timbun

Pembangunan Pabrik Pengolahan Kelapa Sawit (PPKS) Kabile berlokasi di

Kecamatan Subah, Kabupaten Sambas Kalimantan Barat dengan pemilik proyek

PT. Mitra Abadimas Sejahtera yang akan merencanakan beberapa bangunan pabrik

pengolahan kelapa sawit, salah satunya berupa tangki timbun untuk difungsikan

sebagai penyimpanan minyak kelapa sawit hasil pengolahan. Denah daerah lokasi

proyek dapat dilihat pada Gambar 5.1.

Gambar 5.1 Denah Daerah Lokasi Proyek Kecamatan Subah, Kabupatan

Sambas Kalimantan Barat

(Sumber : Google Map, 2017)

5.2 Konstruksi Tangki Timbun

Tangki timbun eksisting tersusun atas atap tangki, dinding tangki dan dasar

tangki. Pada rencana awal untuk fondasi, tepatnya pada dasar tangki fondasi akan

digunakan tiang pancang dengan ukuran 0,25 m x 0,25 m, tertahan pada kedalaman

5,5 m sebanyak 67 tiang dengan plat beton dengan ketebalan 0,5 m. Rencana

gambar kerja pembangunan proyek pabrik pengolahan kelapa sawit ini dapat dilihat

pada Gambar 5.2.

44

Gambar 5.2 Gambar Kerja Rencana Pembangunan Pabrik Pengolahan

Kelapa Sawit

(Sumber : PT. Mitra Abadimas Sejahtera, 2012)

5.3 Kondisi Tanah

Secara umum hasil perolehan data tanah pada pabrik pengolahan kelapa sawit

yang akan dibangun telah dilakukan penyelidikan tanah berupa uji 18 titik Deep

Boring, SPT dan CPT sebanyak 11 titik dengan kapasitas 2,5 ton keseluruhan.

Untuk kondisi tanah yang ditinjau adalah kondisi sekitar tangki pada penyelidikan

ini diberi nama Tangki Timbunan dengan titik uji S2, B2, B3, dan B4 dengan hasil

deskripsi dijelaskan bahwa daerah tangki timbunan dari permukaan sampai

kedalaman -4,0 m sampai -10,0 m terdiri dari lapisan lanau kelempungan, lempung

kelanauan, dan lanau dengan konsistensi lunak sampai kaku. Lapisan selanjutnya

sampai akhir kedalaman pengeboran pada -16,0 m sampai -20,0 m terdiri dari

lapisan kerikil berpasir, kerikil kelempungan, kerikil, pasir kasar, dan pasir

berkerikil dengan kondisi padat. Muka air tanah dijumpai pada kedalaman -0,37 m

sampai -10,5 m. Muka air tanah pada perhitungan diasumsikan pada kedalaman -

2.0 m (PT.Tarumanegara Bumiyasa, 2012).

45

Penyelidikan tanah dilakukan kembali oleh Laboratorium Mekanika Tanah

Universitas Tanjung Pura, pengujian ini dimaksudkan sebagai cross check

penyelidikan tanah dengan melakukan uji CPT pada dua titik yaitu titik satu diberi

label S1 dan titik kedua diberi label S2. Hasil CPT ini digunakan peneliti sebagai

acuan untuk perhitungan fondasi dengan metode Meyerhof.

Berdasarkan kajian sebelumnya (Komarudin, 2016) menjelaskan bahwa

stratifikasi tanah dibuat berdasarkan pada hasil pengeboran disertai dengan

pengujian CPT. Hasil dan deskripsi dari penyelidikan tanah di lokasi studi, pada

stratifikasi tanah dibagi menjadi dua lapisan yaitu tanah dengan jenis clayey silt

dan sandy gravel yang selanjutnya digunakan untuk pemodelan tanah pada input

Plaxis. Pemodelan stratifikasi tanah dapat dilihat pada Gambar 5.3.

Gambar 5.3 Stratifikasi Tanah

5.4 Nilai Parameter Material

5.4.1 Parameter Tanah

Parameter untuk tanah asli terdiri dari 2 lapisan yaitu clayey silt dan sandy

gravel disebut dengan lapis 1 untuk lempung dan lapis 2 untuk gravel pada program

Plaxis 3D Foundation dan Plaxis 2D. Sesuai dengan (Komarudin, 2016) material

tanah dimodelkan menggunakan pemodelan Mohr Couloumb, penentuan angka

46

poisson dari korelasi jenis tanah dan untuk parameter Modulus Young diperoleh dari

korelasi N-SPT, sehingga parameter tanah diperoleh untuk input Plaxis. Parameter

tanah dapat dilihat pada Tabel 5.1 dan Tabel 5.2.

Tabel 5.1 Parameter Tanah Asli Clayey Silt

Parameter Material

Nilai

parameter Satuan

Jenis Material Lempung -

Pemodelan material Mohr

Couloumb -

Tipe drainase Undrained -

Berat isi (γunsat) 16,19 kN/m3

Berat isi (γsat) 19,90 kN/m3

Modulus Elastisitas

(E') 2.800 kN/m2

Poisson rasio (v') 0,30 -

Kohesi (Cu) 23 kN/m2

Sudut geser (ϕ) 14,13 0

Sumber : Komarudin (2016)

Tabel 5.2 Parameter Tanah Asli Sandy Gravel

Parameter Material Nilai parameter Satuan

Jenis Material Gravel -

Pemodelan material Mohr Couloumb -

Tipe drainase Drained -

Berat isi (γunsat) 18,00 kN/m3

Berat isi (γsat) 22,00 kN/m3

Modulus Elastisitas (E) 62.000 kN/m2

Poisson rasio (v) 0,2 -

Kohesi (c') 0,1 kN/m2

Sudut geser (ϕ') 40,00 0


5.4.2 Parameter Tiang

Parameter tiang fondasi yang digunakan adalah fondasi tiang pancang,

dengan ukuran 0,25 m x 0,25 m, terbuat dari beton dengan mutu K-350 kg/cm2.

Untuk parameter tiang pancang dapat dilihat pada Tabel 5.3

47

Tabel 5.3 Parameter Tiang

Parameter Material Nilai parameter Satuan

Jenis Material Tiang -

Pemodelan material Linear -

Tipe Material Embedded piles -

Sisi (B) 0,25 m

Berat isi beton (γ) 24,00 kN/m3

Modulus Elastisitas (E) 30000000 kN/m2


5.4.3 Parameter Raft (Pelat / Pilecap)

Parameter raft dari fondasi tangki terbuat dari beton dengan mutu beton K-

225 kg/cm2 dan ketebalan 0,5 m. Pada program Plaxis 3D Foundation dimodelkan

dengan model Cluster. Nilai parameter untuk raft dapat dilihat pada Tabel 5.4.

Tabel 5.4 Parameter Raft

Parameter Material Nilai

parameter Satuan

Jenis Material Raft -

Pemodelan material Linear Elastic -

Tipe Material Non-Porus -

Tebal 0,5 m

Berat isi beton (γ) 24,00 kN/m3

Modulus Elastisitas (E) 20310000 kN/m2

Poisson rasio (v) 0,15 -


5.5 Penentuan Beban

Penentuan beban pada desain fondasi bisa berupa beban vertikal dan beban

horizontal salah satunya berupa beban gempa dan beban angin. Proyek

pembangunan pabrik pengolahan kelapa sawit berlokasi di Kalimantan Barat,

Kabupaten Sambas.

48

Gambar 5.4 Peta Zona Gempa Indonesia

(Sumber : SNI 1726, 2012)

Sebagaimana yang telah diketahui, Kalimantan Barat tidak termasuk dalam

zona gempa akan tetapi dalam peraturan dimasukkan dalam wilayah dengan potensi

gempa skala kecil. Dikarenakan hal tersebut penulis tidak memasukkan beban

gempa pada penentuan pembebanan. Penentuan beban hanya menggunakan beban

statik vertikal perolehan data yang telah ditentukan owner sebesar 25.000 kN

(kapasitas tangki). Pada perhitungan tangki, beban yang akan dimasukkan pada

Plaxis 3D Foundation adalah beban merata terhadap luasan dari raft, beban akan

dihitung terhadap luasan raft pada fondasi tangki. Berikut ini adalah perhitungan

beban dari fondasi tangki.

Diameter tangki (D) = 20,5 m

Luas (A) = ¼ . π . d2

= ¼ . π . (20,5)2

= 330,064 m2

Beban = P/A

= 25.000/330,064

= 75,7 kN/m2

49

Sedangkan untuk penentuan beban guna perhitungan manual dengan Metode

Meyerhof pembebanan diperoleh dari data berupa beban CPO (kapasitas tangki)

sebesar 25.000 kN, beban mekanikal sebesar 5.000 kN, beban plat beton K-225

sebesar 3.300 kN dengan total keseluruhan 33.300 kN.

5.6 Pemodelan dan Tahap Konstruksi

Tahapan konstruksi untuk memodelkan fondasi tangki dengan Plaxis 3D

Foundation adalah sebagai berikut ini.

1. Memodelkan tangki dengan koordinat

Untuk menggambarkan tangki hal yang diperlukan adalah mengetahui titik

koordinat membentuk lingkaran. Koordinat tersebut dapat kita peroleh dengan

menggambarkan terlebih dahulu model tangki pada Autocad, setelah

mengetahui titik koordinat masukkan koordinat pada program Plaxis 3D

Foundation dengan tools Geometry Line.

2. Memodelkan pile

Untuk memodelkan pile diperlukan juga koordinat letak fondasi yang akan

didesain, koordinat fondasi diperoleh dari autocad yang telah digambar

sebelum input program di Plaxis dengan tools Pile lalu dipilih jenis fondasi dan

insert ukuran pile.

3. Memodelkan raft / pilecap

Pemodelan raft pada program Plaxis 3D Foundation dengan cluster dengan

cara mengisi parameter pada tools material sesuai dengan parameter raft dan

diaktifkan pada saat metode konstruksi.

4. Memodelkan beban

Beban pada program ini dilakukan dengan tools distributed load (horizontal

planels), beban dimodelkan secara merata terhadap luasan raft.

5. Memodelkan fondasi tangki existing dan alternatif desain variasi ukuran

fondasi.

Untuk penelitian ini terdapat 4 pemodelan desain, pertama adalah model

fondasi eksisting dimana pada model ini fondasi dengan dimensi 0,25m x 0,25

m dengan jumlah total 67 tiang merupakan fondasi tidak duduk pada tanah

50

keras. Selanjutnya 3 alternatif desain dengan memanjangkan pile sebanyak satu

segmen sehingga pile mencapai tanah keras dengan variasi ukuran dan jumlah

tiang. Desain satu berukuran 0,25 m x 0,25 m, panjang tiang 6 m dan 12 m

dengan total 67 tiang. Desain dua berukuran 0,3 m x 0,3 m, panjang tiang 6 m

dan 12 m dengan total 47 tiang. Desain tiga berukuran 0,35 x 0,35 m dan

panjang 6 m dan 12 m dengan total 41 tiang.

5.7 Analisa Program Plaxis

Pemodelan awal fondasi dilakukan dengan program Plaxis 3D Foundation

keluaran dari program ini berupa gaya dalam respon tiang akibat beban aksial dan

penurunan fondasi kelompok. Penelitian ini membahas mengenai kajian kapasitas

dukung tiang, pada Plaxis 3D kapsitas dukung tidak bisa diperoleh langsung,

sehingga analisa kapasitas dukung fondasi dimodelkan kembali dengan Plaxis 2D

menggunakan perolehan gaya terbesar yang diterima tiang akibat beban aksial dari

Plaxis 3D untuk input beban pada tiang tunggal yang dimodelkan dengan output

akhir berupa SF. Berikut ini adalah hasil pemodelan dan output dari beberapa

desain dengan Plaxis.

5.7.1 Pemodelan Desain dengan Plaxis 3D

5.7.1.1 Fondasi Eksisting

Fondasi eksisting dimodelkan menggunakan tiang pancang dari berton penuh

bentuk bujur sangkar ukuran 0,25 m x 0,25 m tertanam pada kedalaman 5,5 m

sebanyak 67 tiang. Hasil PDA menunjukkan bahwa Qult rata-rata sebesar 728,3 kN

dengan SF sebesar 2 diperoleh Qall sebesar 364,15 kN < beban rencana sebesar 497

kN (PT. Duta Marga Lestarindo, 2014). Berdasarkan hasil tersebut peneliti

memodelkan kembali fondasi eksisting dengan Plaxis 3D dan Plaxis 2D.

Pemodelan fondasi dan letak penomoran pile dapat dilihat pada Gambar 5.5 dan

Gambar 5.6.

51

Gambar 5.5 Pemodelan Fondasi Eksisting Tampak Potongan (Sumber : Komarudin, 2016)

Gambar 5.6 Penomoran dan Letak Pile Fondasi Eksisting pada Plaxis 3D

(Sumber : Komarudin, 2016)

52

Output fondasi eksisting pada Plaxis 3D dapat dilihat pada Gambar 5.7 dan

Gambar 5.8, dan Gambar 5.9 dibawah ini.

Gambar 5.7 Output Deformed Mesh Fondasi Eksisting pada Plaxis 3D

Gambar 5.8 Output Deformed Mesh Fondasi Eksisting Tampak Atas pada

Plaxis 3D

Gambar 5.9 Output Deformations Planes Fondasi Eksisting Tampak

Potongan pada Plaxis 3D Auto-Scale 160,2 dengan Extreme Value 55,30 x 10-3

m

53

Perolehan output fondasi eksisting dengan Plaxis 3D dapat dilihat pada

Gambar 5.7 dan Gambar 5.8, desain fondasi setelah pembebanan menunjukkan

respon berupa sebagian gaya atau hampir setengahnya lari ke arah tanah kerasnya

lebih dalam. Tanah juga mengalami deformasi berupa penurunan seolah-olah

bangunan timpang. Pada Gambar 5.9 juga dapat dilihat output desain tampak

potongan bahwa terjadi penjembulan pada tanah yang diakibatkan perlawanan

akibat tekanan tanah pasif.

Gambar 5.10 Output Respon Tiang Akibat Gaya Aksial pada Plaxis 3D

Output desain fondasi eksisting terhadap beban aksial diperoleh gaya terbesar

terjadi pada tiang sebesar -516,89 kN. Angka yang cukup besar untuk fondasi yang

tidak duduk pada tanah keras, hal ini disebabkan karena tiang yang duduk pada

tanah keras hanya sebagian dari total tiang sehingga tanah mengalami pergeseran

dan beban menjadi tertumpu pada tiang yang hanya duduk di tanah keras. Untuk

hasil keseluruhan respon tiang akibat beban aksial dapat dilihat pada Tabel 5.5.

54

Tabel 5.5 Output Tiang Eksisting Terhadap Gaya Aksial

No

Tiang

N No

Tiang

N No

Tiang

N No

Tiang

N

kN kN kN kN

1 -64,306 21 -84,995 41 -59,491 61 -73,367

2 -97,711 22 -80,108 42 -58,603 62 -136,230

3 -268,937 23 -76,981 43 -59,624 63 -100,960

4 -206,669 24 -74,710 44 -60,241 64 -63,744

5 -299,152 25 -71,738 45 -61,735 65 -62,278

6 -247,501 26 -69,382 46 -61,628 66 -63,952

7 -389,913 27 -58,603 47 -64,973 67 -60,578

8 -286,985 28 -64,480 48 -121,254

9 -297,343 29 -108,806 49 -117,630

10 -320,719 30 -152,267 50 -160,966

11 -327,740 31 -154,613 51 -117,684

12 -108,517 32 -288,213 52 -119,434

13 -62,877 33 -233,667 53 -65,299

14 -69,177 34 -165,649 54 -62,338

15 -72,385 35 -110,087 55 -60,738

16 -75,460 36 -65,025 56 -57,504

17 -77,872 37 -61,098 57 -55,969

18 -81,629 38 -61,492 58 -57,694

19 -516,889 39 -61,684 59 -60,394 Jumlah (kN)

20 -83,909 40 -60,404 60 -62,290 -8.166,292

dengan :

Input beban kapasitas tangki = 25.000 kN

∑ gaya yang diterima tiang eksisting = -8.166,292 kN

q terbesar = -516,889 kN (tiang no 19)

5.7.1.2 Fondasi Desain 1

Desain satu direncanakan menggunakan tiang pancang dari beton penuh

(massive pile) bentuk bujur sangkar dengan ukuran 0,25 m x 0,25 m. Desain baru

direncanakan dengan penambahan panjang tiang. Panjang tiang 6 m dan 12 m

dengan total keseluruhan 67 tiang. Penempatan dan pemodelan tiang dapat dilihat

pada Gambar 5.11 dan Gambar 5.12.

55

Gambar 5.11 Penomoran dan Letak Pile Fondasi Desain 1 pada Plaxis

3D

Gambar 5.12 Pemodelan Fondasi Desain 1 Tampak Potongan

56

Output fondasi desain satu pada Plaxis 3D dapat dilihat pada Gambar 5.13 dan


Gambar 5.13 Output Deformed Mesh Fondasi Desain 1 pada Plaxis 3D

Gambar 5.14 Output Deformed Mesh Fondasi Desain 1 Tampak Atas pada

Plaxis 3D

Gambar 5.15 Output Deformations Planes Fondasi Desain 1 Tampak


m

57

Desain satu pile dibuat mencapai tanah keras semua dan setelah terjadi

pembebanan, respon yang terjadi pada fondasi yang duduk di tanah keras

menunjukkan perubahan yang signifikan dibandingkan desain fondasi eksisting.

Pada Gambar 5.14 dapat dilihat bahwa semua gaya terhadap beban mampu

tertumpu sehingga arah gaya tidak menuju ke arah yang tanah kerasnya lebih dalam.

Pada Gambar 5.15 juga dapat dilihat tanah disamping bangunan masih mengalami

penjembulan akibat tekanan tanah pasif.

Gambar 5.16 Output Respon Tiang Fondasi Desain 1 Akibat Gaya Aksial

pada Plaxis 3D

Output desain fondasi terhadap beban aksial dari tiang dapat dilihat pada

Gambar 5.16, dengan perolehan gaya terbesar yang terjadi pada tiang sebesar -

393,49 kN. Hasil keseluruhan respon tiang akibat beban aksial dapat dilihat pada

Tabel 5.6.

58

Tabel 5.6 Output Tiang Desain 1 Terhadap Gaya Aksial

No

Tiang

N No

Tiang

N No

Tiang

N No

Tiang

N

kN kN kN kN

1 -56,971 21 -215,302 41 -218,784 61 -57,756

2 -110,664 22 -216,378 42 -211,345 62 -116,956

3 -121,549 23 -221,257 43 -218,122 63 -100,106

4 -120,171 24 -234,791 44 -231,457 64 -288,433

5 -112,613 25 -258,543 45 -252,896 65 -367,200

6 -102,905 26 -306,888 46 -307,187 66 -319,971

7 -99,006 27 -46,042 47 -194,530 67 -58,027

8 -393,489 28 -102,358 48 -114,725

9 -114,213 29 -114,924 49 -113,197

10 -124,083 30 -111,229 50 -114,977

11 -123,280 31 -106,394 51 -112,544

12 -114,172 32 -105,383 52 -114,387

13 -57,818 33 -106,144 53 -97,970

14 -306,100 34 -111,598 54 -350,223

15 -258,140 35 -116,109 55 -303,439

16 -235,155 36 -103,255 56 -256,406

17 -220,717 37 -46,106 57 -241,168

18 -217,462 38 -305,865 58 -252,682

19 -277,102 39 -253,508 59 -299,205 Jumlah (kN)

20 -215,113 40 -232,554 60 -349,534 -12.358,578

dengan :

Input beban kapasitas tangki = 25000 kN

∑ gaya yang diterima tiang desain 1 = -12.358,578 kN



Desain dua direncanakan menggunakan tiang pancang dari beton penuh

(massive pile) bentuk bujur sangkar dengan ukuran 0,25 m x 0,25 m. Panjang tiang

6 m dan 12 m dengan total keseluruhan 47 tiang. Penempatan dan pemodelan tiang

dapat dilihat pada Gambar 5.17 dan Gambar 5.18.

59


3D


60

Output fondasi desain dua pada Plaxis 3D dapat dilihat pada Gambar 5.19 dan




Plaxis 3D



m

61

Output fondasi desain dua pile didesain mencapai tanah keras secara

keseluruhan, pada desain ini sudah ditambah penambahan variasi ukuran pile yang

berbeda dari sebelumnya. Respon tiang seperti yang terlihat pada Gambar 5.19 yang

terjadi pada fondasi yang duduk di tanah keras setelah pembebanan menunjukkan

hasil yang tidak jauh berbeda seperti desain satu, dimana pada tampak atas terlihat

semua gaya terhadap beban aksial mampu tertumpu sehingga arah gaya tidak

menuju ke arah yang tanah kerasnya lebih dalam. Pada Gambar 5.21 juga dapat

dilihat bahwa masih terjadi penjembulan pada tanah.


pada Plaxis 3D


Gambar 5.22, menunjukkan bahwa perolehan gaya terbesar yang terjadi pada tiang

sebesar -599,19 kN. Untuk hasil keseluruhan respon tiang akibat beban aksial dapat

dilihat pada Tabel 5.7.

62


No

Tiang

N No

Tiang

N No

Tiang

N

kN kN kN

1 -118,643 21 -139,279 41 -436,256

2 -147,887 22 -137,850 42 -339,921

3 -151,923 23 -136,343 43 -69,822

4 -138,297 24 -318,117 44 -160,325

5 -123,922 25 -137,784 45 -71,679

6 -139,733 26 -436,823 46 -420,354

7 -155,654 27 -319,189 47 -599,195

8 -152,484 28 -398,104

9 -123,859 29 -279,832

10 -366,303 30 -292,598

11 -309,161 31 -322,387

12 -288,956 32 -400,376

13 -283,842 33 -138,307

14 -277,007 34 -148,735

15 -282,666 35 -149,750

16 -288,330 36 -149,112

17 -309,662 37 -131,294

18 -363,952 38 -414,866

19 -134,847 39 -338,837 Jumlah (kN)

20 -147,591 40 -302,218 -11.494,075

dengan :





Desain tiga direncanakan menggunakan tiang pancang dari beton penuh

(massive pile) bentuk bujur sangkar dengan ukuran 0,35 m x 0,35 m. Panjang tiang

6 m dan 12 m dengan total keseluruhan 41 tiang. Penempatan dan pemodelan tiang

dapat dilihat pada Gambar 5.23 dan Gambar 5.24.

63


3D


64

Output fondasi desain tiga pada Plaxis 3D dapat dilihat pada Gambar 5.25 dan




Plaxis 3D



m

65

Output fondasi desain tiga pada Gambar 5.25 dan Gambar 5.26 terlihat bahwa

tiang fondasi yang duduk di tanah keras setelah mengalami pembebanan

menunjukkan hasil yang tidak jauh berbeda seperti desain-desain sebelumnya,

dimana pada tampak atas terlihat semua gaya terhadap beban aksial mampu

tertumpu sehingga arah gaya tidak menuju ke arah yang tanah kerasnya lebih dalam.

Pada Gambar 5.27 juga dapat dilihat bahwa masih terjadi penjembulan pada tanah

akibat tekanan tanah pasif.


pada Plaxis 3D


Gambar 5.28, dimana pada desain tiga ini gaya terbesar yang terjadi pada tiang

sebesar -636,91 kN jauh lebih besar dari desain-desain sebelumnya. Untuk hasil

keseluruhan respon tiang akibat beban aksial dapat dilihat pada Tabel 5.8.

66


No

Tiang

N No

Tiang

N No

Tiang

N

kN kN kN

1 -82,209 16 -351,467 31 -177,058

2 -173,912 17 -636,912 32 -177,029

3 -177,442 18 -163,541 33 -280,855

4 -157,685 19 -164,151 34 -420,018

5 -147,118 20 -156,292 35 -371,097

6 -162,121 21 -166,558 36 -370,363

7 -180,144 22 -161,214 37 -429,611

8 -178,153 23 -501,715 38 -178,457

9 -453,422 24 -371,941 39 -434,075

10 -595,020 25 -336,546 40 -471,476

11 -346,684 26 -336,937 41 -102,190

12 -324,242 27 -375,047

13 -323,689 28 -467,768

14 -325,367 29 -142,708 Jumlah (kN)

15 -327,916 30 -172,083 -11.872,232

dengan :




5.7.2 Analisa Desain Fondasi dengan Plaxis 2D

Analisis ini dilakukan guna melanjutkan hasil desain untuk mencari perolehan

nilai berupa faktor aman yang nantinya akan digunakan pada perhitungan kapasitas

dukung tiang pada fondasi yang sebelumnya telah dimodelkan di Plaxis 3D dengan

parameter input yang sama.

5.7.2.1 Fondasi Eksisting

Pada Plaxis 2D fondasi eksisting dimodelkan dengan tiang tunggal dimana

ujung tiang tertancap pada tanah sandy gravel dan pada tanah clayey silt . Input

beban pada tiang menggunakan perolehan gaya terbesar yang terjadi pada tiang

sebesar -516,889 kN hasil output Plaxis 3D. Pemodelan tiang tunggal pada Plaxis

2D dapat dilihat pada Gambar 5.29. Output fondasi tiang eksisting dapat dilihat

pada Gambar 5.30, Gambar 5.31, Gambar 5.32 dan Gambar 5.33.

67

Gambar 5.29 Pemodelan Tiang Fondasi Eksisting

Gambar 5.30 Deformed Mesh Tiang Tunggal Pada Tanah Sandy Gravel

Gambar 5.31 SF Tiang Tunggal Fondasi Eksisting pada Tanah Sandy Gravel

dengan Plaxis 2D

Clayey Silt

Sandy Gravel

68

Gambar 5.32 Deformed Mesh Tiang Tunggal Pada Tanah Clayey Silt

Gambar 5.33 SF Tiang Tunggal Fondasi Eksisting pada Tanah Clayey

Silt dengan Plaxis 2D

5.7.2.2 Desain 1

Fondasi desain 1 dimodelkan dengan tiang tunggal dengan kedalaman berbeda

pada 6 m dan 12 m. Input beban pada tiang menggunakan perolehan gaya terbesar

yang terjadi pada tiang desain 1 sebesar -393,489 kN hasil output Plaxis 3D.

Pemodelan tiang tunggal desain 1 pada Plaxis 2D dapat dilihat pada Gambar 5.34.

Output fondasi tiang desain 1 dapat dilihat pada Gambar 5.35, Gambar 5.36,

Gambar 5.37 dan Gambar 5.38.

69

Gambar 5.34 Pemodelan Tiang Fondasi Desain 1

Gambar 5.35 Deformed Mesh Tiang Tunggal Fondasi Desain 1

Kedalaman 6 m dengan Plaxis 2D

Gambar 5.36 SF Tiang Tunggal Fondasi Desain 1 Kedalaman 6 m

dengan Plaxis 2

Clayey Silt

Sandy Gravel

70




dengan Plaxis 2D

5.7.2.3 Desain 2







71





dengan Plaxis 2D

Clayey Silt

Sandy Gravel

72




dengan Plaxis 2D

5.7.2.4 Desain 3







73





dengan Plaxis 2D

Clayey Silt

Sandy Gravel

74




dengan Plaxis 2D

75

5.7.2.5 Rekapitulasi Perolehan SF

Hasil rekapitulasi perolehan SF tiang tunggal pada desain fondasi dapat dilihat

pada Tabel 5.9 dibawah ini.

Tabel 5.9 Rekapitulasi SF Tiang Tunggal Fondasi Eksisting dan Desain

Baru

Perolehan ∑ 𝑴𝒔𝒇 Tiang Plaxis 2D

Eksisting

Sandy

Gravel

Eksiting

Clayey

Silt

Desain 1 Desain 2 Desain 3

Beban Input,

kN -516,889 -393,489 -559,195 -636,912

Tiang 6 m 2,98 1,51 3,56 2,90 2,81

Tiang 12 m - - 6,65 4,89 4,68

5.8 Perhitungan Kapasitas Dukung Fondasi

5.8.1 Program Plaxis

1. Fondasi Eksisting

a. Kapasitas Dukung Tiang Tunggal

Pada Tanah Sandy Gravel

Diketahui :

q terbesar : -516,889 kN

∑ 𝑀𝑠𝑓 tiang : 2,98

1) Qult1 = q terbesar x ∑ 𝑀𝑠𝑓 tiang

= -516,889 x 2,98

= 1.540,33 kN

Pada Tanah Clayey Silt

Diketahui :




= -516,889 x 1,51

= 780,50 kN

76

b. Kapasitas Dukung Izin Tiang Tunggal


1) Qall1 = Qult1 / SF

= 1.540,33 / 2

= 770,16 kN



= 780,50 / 2

= 390,25 kN

c. Kapasitas Dukung Kelompok Tiang

Diketahui :

n tiang pada tanah sandy gravel = 35

n tiang pada tanah clayey silt = 32

1) Qgrup

Qgrup1 = Qall1 x n tiang

= 770,16 x 35

= 26.955,76 kN

Qgrup2 = Qall2 x n tiang

= 390,25 x 32

= 12.488,04 kN

Total Qgrup = Qg1 + Qg2

= 26.955,76 + 12.488,04

= 39.443,80 kN

77

2. Fondasi Desain 1


Panjang Tiang 6 m

Diketahui :




= -393,489 x 3,56

= 1.400,82 kN

Panjang Tiang 12 m

Diketahui :




= -393,489 x 6,65

= 2.616,70 kN


Panjang Tiang 6 m


= 1.400,82 / 2

= 700,41 kN

Panjang Tiang 12 m


= 780,50 / 2

= 1.308,35 kN


Diketahui :

n tiang 6 m = 35

n tiang 12 m = 32

78

Qgrup1 = Qa1 x n tiang

= 700,41 x 35

= 24.514,36 kN


= 1.308,35 x 32

= 41,867,23 kN


= 24.514,36 + 41,867,23

= 66.381,59 kN

SF Manual = Total Qg / Ptotal

= 66.381,59 / 25.000

= 2,66

3. Fondasi Desain 2


Panjang Tiang 6 m

Diketahui :




= -559,195 x 2,9

= 1.621,67 kN

Panjang Tiang 12 m

Diketahui :




= -559,195 x 4,89

= 2.734,46 kN

79


Panjang Tiang 6 m


= 1.621,67 / 2

= 810,83 kN

Panjang Tiang 12 m


= 2.734,46 / 2

= 1.367,23 kN


n tiang 6 m = 25

n tiang 12 m = 22


= 810,83 x 25

= 20.270,82 kN


= 1.367,23 x 22

= 30.079,19 kN


= 20.270,82 + 30.079,19

= 50.349,92 kN


= 50.349,92 / 25.000

= 2,01

80

3. Fondasi Desain 3


Panjang Tiang 6 m

Diketahui :




= -636,912 x 2,81

= 1.789,72 kN

Panjang Tiang 12 m

Diketahui :




= -636,912 x 4,68

= 2.980,75 kN


Panjang Tiang 6 m


= 1.789,72 / 2

= 894,86 kN

Panjang Tiang 12 m


= 2.980,75 / 2

= 1.490,37 kN


n tiang 6 m = 21

n tiang 12 m = 20

81


= 894,86x 21

= 18.792,09 kN


= 1.490,37 x 20

= 29.807,48 kN


= 18.792,09 + 29.807,48

= 48.599,57 kN


= 48.599,57 / 25.000

= 1,94

Hasil perhitungan secara keseluruhan desain baru akan disajikan pada Tabel

5.10 untuk kapasitas dukung tiang tunggal dan Tabel 5.11 untuk kapasitas

kelompok tiang.

Tabel 5.10 Rekapitulasi Kapasitas Dukung Tiang Tunggal dengan Plaxis

Desain 1 (0,25 m) Desain 2 (0,30 m) Desain 3 (0,35 m)

6 m 12 m 6 m 12 m 6 m 12 m

Msf 3.56 6.65 2.9 4.89 2.81 4.68

Qult, kN 1.400,82 2.616,7 1621.67 2.734,46 1.789.72 2.980,75

Qall, kN 700,41 1.308,35 810,83 1,367,23 894,86 1.490,37

Tabel 5.11 Rekapitulasi Kapasitas Dukung Kelompok Tiang dengan Plaxis

Desain 1

(0,25 m)

Desain 2

(0,30 m)

Desain 3

(0,35 m)

6 m 12 m 6 m 12 m 6 m 12 m

n

tiang 35 32 25 22 21 20

Qg,

kN 24.514,36 41.867,23 20.270,82 30.079,10 19.792,09 29.807,48

Qg

Total,

kN

66.381,59 50.349,92 48.599,57

82

5.8.2 Metode Meyerhof

1. Tiang Pancang Eksisting

Diketahui :

Dimensi tiang = 0,25 m x 0,25 m

Total jumlah tiang = 67 tiang

Banyak tiang pada sandy gravel = 35 tiang

Banyak tiang yang clayey silt = 32 tiang

Total beban = 33.300 kN

Data CPT S1 untuk sandy gravel

Data CPT S2 untuk clayey silt

a. Kapasitas Dukung Ujung Tiang

1) Pada Tanah Sandy Gravel

qc berdasarkan data sondir S1 dibawah 3,8 m sudah mencapai tanah

keras, sehingga untuk perhitungan desain tiang 6 m nilai qc rata-rata

diambil 150 kg/cm2.

qc = 15.000 kN/m2

fb = 𝜔1. 𝜔1. 𝑞𝑐

= 1 x 1. 15.000

= 15.000 kPa

Ap = 0,25 x 0,25

= 0,0625 m2

Qb = 15.000 x 0,0625

= 937,50 kN

2) Pada Tanah Clayey Silt

qc berdasarkan data sondir S2 qc rata-rata diambil 4D diatas tiang dan

1D di bawah tiang.

qc = 8.958 kN/m2


= 1 x 1. 8.958

= 8.958 kPa

83

Ap = 0,25 x 0,25

= 0,0625 m2

Qb = 8.958 x 0,0625

= 559,88 kN

b. Kapasitas Dukung Selimut Tiang

1) Pada Tanah Sandy Gravel

qc rata-rata sepanjang kedalaman tiang diperoleh qc = 65,95 kg/cm2.

Kc = 0,005

fs = Kc x qc rata-rata

= 0,005 x 65,95

= 0,3297 kg/cm2 = 32,97 kPa

As = K x L

= 4 x 0,25 x 6

= 6 m2

Qs = As. fs

= 6 x 32,97

= 197,84 kN

2) Pada Tanah Clayey Silt


Kc = 0,005


= 0,005 x 61,1

= 0,3055 kg/cm2 = 30,55 kPa

As = K x L

= 4 x 0,25 x 6

= 6 m2

84

Qs = As. fs

= 6 x 30,55

= 183,30 kN

c. Kapasitas Dukung Ultimit Tiang Tunggal


1) Qult1 = Qb + Qs

= 937,5 + 197,84

= 1.135,34 kN


2) Qult2 = Qb + Qs

= 559,875 + 183,3

= 743,18 kN

d. Kapasitas Dukung Izin Tiang Tunggal

Qall1 = Qult1 / SF

= 1.135,34 / 2

= 567,67 kN

Qall2 = Qult2 / SF

= 743,18 / 2

= 371,59 kN

e. Kapasitas Dukung Kelompok Tiang

Qgrup1 = Qall1 x n total tiang

= 567,67 x 35

= 19.868,49 kN


= 371,59 x 32

= 11.890,80 kN

Total Qgrup = 31.759,29 kN < P total (33.300 kN) (Tidak Aman)

85

2. Tiang Pancang Desain 1

Diketahui :

Dimensi tiang = 0,25 m x 0,25 m

a. Kapasitas Dukung Ujung Tiang

1) Tiang 6 m

qc = 150 kg/cm2


= 1 x 1. 150

= 15.000 kPa

Ap = 0,25 x 0,25

= 0,0625 m2

Qb = 15.000 x 0,0625

= 937,50 kN

2) Tiang 12 m

qc = 150 kg/cm2


= 1 x 1. 150

= 15.000 kPa

Ap = 0,25 x 0,25

= 0,0625 m2

Qb = 15.000 x 0,0625

= 937,50 kN

b. Kapasitas Dukung Selimut Tiang

1) Tiang 6 m


Kc = 0,005


= 0,005 x 65,95

= 0,3297 kg/cm2 = 32,97 kPa

86

As = K x L

= 4 x 0,25 x 6

= 6 m2

Qs = As. fs

= 6 x 32,97

= 197,84 kN

2) Tiang 12 m


Kc = 0,005


= 0,005 x 76,575

= 0,383 kg/cm2 = 38,29 kPa

As = K x L

= 4 x 0,25 x 12

= 12 m

Qs = As. fs

= 12 x 38,29

= 459,45 kN

c. Kapasitas Dukung Ultimit Tiang Tunggal

Tiang 6 m

1) Qult1 = Qb + Qs

= 937,50 + 197,84

= 1.135,34 kN

Tiang 12 m

2) Qult2 = Qb + Qs

= 937,50 + 459,45

= 1.396,95 kN

87

d. Kapasitas Dukung Izin Tiang Tunggal

Qall1 = Qult1 / SF

= 1.135,34 / 2

= 567,67 kN

Qall2 = Qult2 / SF

= 1.396,95 / 2

= 698,48 kN

e. Kapasitas Dukung Kelompok Tiang

Diketahui :

Total jumlah tiang = 67 tiang

Banyak tiang 6 m = 35 tiang

Banyak tiang 12 m = 32 tiang

Total beban = 33.300 kN


= 567,67 x 35

= 19.868,49 kN


= 698,48x 32

= 22.351,20 kN

Total Qgrup = 42.219,69 kN


= 42.219,69 / 33.300

= 1,27

88

Perhitungan selanjutnya untuk desain 1 dan deain dua memiliki cara yang

sama, dengan begitu hasil perhitungan akan ditampilkan dengan rekapitulasi

perhitungan yang disajikan pada Tabel 5.12 untuk kapasitas dukung tiang tunggal

dan Tabel 5.13 untuk kapasitas kelompok tiang.

Tabel 5.12 Rekapitulasi Kapasitas Tiang Tunggal Metode Meyerhof

Desain 1 (0,25 m) Desain 2 (0,30 m) Desain 3 (0,35 m)

6 m 12 m 6 m 12 m 6 m 12 m

Qb, kN 937,50 937,50 1.350 1.350 1.837,50 1.837,50

Qs, kN 197,84 459,45 237,41 551,34 276,98 643,23

Qu, kN 1.135,34 1.396,95 1.587,41 1.901,34 2.114,48 2.480,73

Qall, kN 567,67 698,48 793,71 950,67 1.057,24 1.240,37

Tabel 5.13 Rekapitulasi Kapasitas Kelompok Tiang Metode Meyerhof

Desain 1

(0,25 m)

Desain 2

(0,30 m)

Desain 3

(0,35 m)

6 m 12 m 6 m 12 m 6 m 12 m

n

tiang 35 32 25 22 21 20

Qg,

kN 19.868,49 22.351,20 19.842,63 20.914,74 22.202,03 24.807,30

Qg

Total,

kN

42.219,69 40.757,37 47.009,33

89

5.9 Penurunan Fondasi Kelompok

5.9.1 Hasil Plaxis 3D

Dalam kelompok tiang (pile group) ujung atas tiang-tiang tersebut

dihubungkan satu dengan yang lain dengan poer yang kaku, sehingga merupakan

satu kesatuan yang kokoh (Hardiyatmo, 2010). Poer ini diharapkan bila kelompok

tiang tersebut dibebani secara merata akan terjadi settlement yang merata pula,

penuruan kelompok tiang selalu lebih besar dari pada penurunan sendiri terhadap

beban yang sama, dengan beban yang sama penurunan kelompok tiang akan lebih

besar bila jumlah bertambah. Batas – batas penurunan maksimum yang disyaratkan

menurut Skempton dan McDondald dapat dilihat pada Tabel 5.14

Tabel 5.14 Batas Penurunan Maksimum

(Skempton dan MacDonald, 1955)

Jenis fondasi Batas penurunan

maksimum

(mm)

Fondasi terpisah pada tanah lempung

Fondasi terpisah pada tanah pasir

Fondasi rakit pada tanah lempung

Fondasi rakit pada tanah pasir

65

40

65-100

40-65

Sumber : Hardiyatmo (2010)

Penurunan kelompok tiang hasil desain fondasi pada program Plaxis 3D

Foundation dapat dilihat pada Gambar 5.49, Gambar 5.50, dan Gambar 5.51.

1. Desain 1

Gambar 5.49 Penurunan Fondasi Kelompok Tiang Desain 1 pada

Plaxis 3D

90

2. Desain 2


Plaxis 3D

3. Desain


Plaxis 3D

91

Hasil penurunan fondasi kelompok pada program Plaxis 3D secara otomatis

mucul pada output setelah fondasi dimodelkan dan dikalkulasi, berdasarkan

ketentuan penurunan yang terdapat pada Tabel 5.14 bahwa penurunan pada fondasi

raft untuk tanah pasir sebesar 40-65 mm. Untuk hasil daripada penurunan itu sendiri

dapat dilihat pada Tabel 5.15, dimana penurunan pada desain 1 sampai 3 rata-rata

penurunannya < 40 mm sehingga penurunan yang terjadi masih aman.

Tabel 5.15 Hasil Penuruan Fondasi Kelompok Tiang pada Plaxis 3D

Desain Penurunan

(mm)

Keterangan

Desain 1 32,75 Memenuhi



92

5.9.2 Hasil Penurunan Berdasarkan Metode Meyerhof

Penurunan pada kelompok tiang dipengaruhi mekanisme pengalihan beban,

maka penyelesaian perhitungan penurunan hanya bersifat pendekatan rumus-rumus

teoritis. Perhitungan penurunan kelompok tiang berdasarkan uji sondir dapat

diketahui dengan persamaan berikut ini.

Sg = 𝑞.𝐵𝑔.𝐼

2𝑞𝑐 (5.1)

I = ⌊1 − 𝐿

8 . 𝐵𝑔 ⌋ ≥ 0,5

Sizin = 10 % . D Sg < S izin (5.2)

dengan :

q = Tekanan pada dasar fondasi,

Bg & Lg = Lebar dan panjang kelompok tiang,

qc = nilai konus kedalaman Bg, dan

I = faktor pengaruh > 0,5.

Berikut adalah contoh perhitungan penurunan fondasi kelompok tiang pada

desain 1.

1. Desain 1

Diketahui :

V = 33.300 kN

= 3.330.000 kg

n tiang = 67

Ukuran = 25 cm x 25 cm

qc = 150 kg/cm2

L raft = 2.050 cm

Perhitungan :

A ujung tiang = 67 x 25 x 25

= 41.875 cm2

q’ = 𝑉

𝐴

= 3.330.000

41.875

= 79,522 kg/cm2

93

Perbandingan antara beban tiang dengan qc

Ø = 𝑞′

𝑞𝑐

= 79,522

150

= 0,530

Tegangan dibawah pilecap (q”)

q” = 𝑣

𝐴 𝑝𝑖𝑙𝑒 𝑐𝑎𝑝 −𝐴 𝑢𝑗𝑢𝑛𝑔 𝑡𝑖𝑎𝑛𝑔

= 3.330.000

0,25 𝑥 𝜋 𝑥 (2.050)2 −41.875

= 1,022 kg/cm2

Tekanan pada dasar fondasi (q)

q = Ø x q”

= 0,530 x 1,022

= 0,54166 kg/cm2

Penurunan fondasi kelompok tiang

Sg = 0,54166 𝑥 2050 𝑥 0,875

2 𝑥 150

= 3,24 cm > S izin 2,5 cm (tidak memenuhi)

Berikut adalah hasil penurunan kelompok tiang masing-masing desain, dapat

dilihat pada Tabel 5.16.

Tabel 5.16 Hasil Penuruan Fondasi Kelompok Tiang dengan Metode

Meyerhof

Desain Penurunan

(mm)

S izin (mm)

10% D

Keterangan

Desain 1 32,4 25 Tidak Memenuhi

Desain 2 32 30 Tidak Memenuhi

Desain 3 27 35 Memenuhi

94

5.10 Analisis Kekuatan Tiang Pancang

Pada perencanaan fondasi, mutu beton tiang pancang yang digunakan berupa

K-350, dimensi tiang adalah 0,25 m. Kekuatan tiang desain 1 dapat dihitung dengan

rumus berikut ini.

σ = P/A < σijin

dengan :

P = 393,489 kN (beban terbesar yang diterima satu tiang pada Plaxis)

A = D2 = 0,252 = 0,0625 m2

σ = P/A

= 393,489 / 0,0625

= 6295,84 kN/m2

= 62,9584 kg/cm2

σijin = K-350

= 350 x 0,83

= 290,5 kg/cm2

σ = 62,96 kg/cm2 < σijin = 290,5 kg/cm2 (AMAN)

Berikut adalah hasil rekapitulasi analisis kekuatan tiang pancang masing-

masing desain, dapat dilihat pada Tabel 5.17.

Tabel 5.17 Rekapitulasi Hasil Analisis Kekuatan Tiang Pancang


Pmax (kN) 393,489 636,912 636,912

A (m2) 0,0625 0,09 0,1225

σterjadi (kg/cm2) 62,958 66,577 51,993

σijin (kg/cm2) 290,5 290,5 290,5

Cek AMAN AMAN AMAN

95

5.11 Pembahasan

5.11.1 Kapasitas Dukung Fondasi Eksisting dengan Plaxis

Desain fondasi eksisting dimodelkan menggunakan program Plaxis 3D

Foundation. Fondasi tiang menggunakan tiang pancang berbentuk bujur sangkar

dengan ukuran 0,25 m x 0,25 m dan panjang 5,5 m tertancap pada tanah clayey silt

dan sandy gravel. Nilai terbesar yang diterima tiang akibat beban aksial sebesar -

516,89 kN dengan pemodelan ulang menggunakan Plaxis 2D diperoleh SF sebesar

2,98 pada tiang di tanah sandy gravel dan 1,51 pada tiang di tanah untuk clayey silt.

Sejalan dengan Komarudin (2016), jika ditinjau dari faktor amannya didapat antara

1,2 – 5,6 masih memasukin rata-rata nilai yang sesuai.

Hasil SF dari Plaxis diperoleh perhitungan kapasitas dukung tiang tunggal

pada tanah sandy gravel Qult1 sebesar 1.540,33 kN, pada tanah clayey silt Qult2

sebesar 780,50 kN, dan kapasitas dukung kelompok fondasi Qgrup sebesar

34.631,63 kN > 25.000 (beban total), akan tetapi apabila dilihat dari hasil program

dapat dilihat pada Gambar 5.7 dan Gambar 5.8 setelah fondasi mengalami

pembebanan respon yang terjadi berupa sebagian besar gaya menuju ke arah yang

tanah kerasnya lebih dalam sehingga tanah mengalami deformasi (penurunan)

seolah-olah bangunan timpang ditambah terjadinya penjembulan yang diakibatkan

perlawanan tekanan tanah pasif.

5.11.2 Kapasitas Dukung Fondasi Eksisting dengan Metode Meyerhof

Hasil kapasitas dukung tiang tunggal pada tanah sandy gravel diperoleh Qult1

sebesar 1.135,34 kN, pada tanah clayey silt diperoleh Qult2 sebesar 743,18 kN,

sejalan dengan Komarudin (2016) yang juga melakukan perhitungan statis

menggunakan rumus empiris salah satunya dengan metode Meyerhof diperoleh

kapasitas dukung tiang di tanah sandy gravel Qult1 sebesar 1.135,34 kN dan pada

tanah clayey silt Qult2 sebesar 743,175 kN. Sedangkan hasil kapasits dukung Qgrup

total diperoleh nilai sebesar 31.759,29 kN < 33.300 kN (P total) sehingga pondasi

eksisting tidak aman.

96

5.11.3 Kapasitas Dukung Beberapa Variasi Ukuran Menggunakan Plaxis

1. Desain 1

Desain 1 didesain sama dengan fondasi eksisting dengan perbedaan

penambahan panjang tiang pada tanah clayey silt sepanjang 1 segmen. Hasil dari

Plaxis 3D menunjukkan seperti yang terlihat pada Gambar 5.13 dan Gambar

5.14 bahwa setelah pile group mengalami pembebanan, adanya perbedaan hasil

yang terjadi berupa respon gaya yang tertumpu. Pada tampak atas terlihat pada

Gambar 5.13 terlihat semua gaya terhadap beban aksial mampu tertumpu oleh

tiang sehingga arah gaya tidak menuju ke arah yang tanah kerasnya lebih dalam.

Total q terbesar yang diterima tiang hasil Plaxis 3D sebesar -393,489 kN,

tahapan selanjutnya berupa pemodelan ulang satu tiang menggunakan Plaxis 2D

untuk mendapatkan nilai SF. Kapasitas dukung tiang tunggal 6 m Qult1 sebesar

1.400 kN, kapasitas dukung tiang tunggal 12 m Qult2 sebesar 2616,72 kN, dan

kapasitas dukung total kelompok tiang Qgrup sebesar 66.381,59 kN > 25.000

kN (P total) sehingga perencanaan fondasi aman.

2. Desain 2

Desain 2 dilakukan variasi dimensi menjadi 0,3 m x 0,3 m dengan panjang

tiang yang sama 6 m dan 12 m, dengan total 47 tiang. Output untuk desain 2

berupa respon yang sama dengan desain sebelumnya dimana gaya akibat

pembebanan mampu tertumpu pada fondasi, dan gaya yang diterima oleh

fondasi tidak lari menuju ke arah yang tanah kerasnya lebih dalam. Perolehan q

terbesar pada tiang akibat gaya aksial sebesar -599,195 kN, dengan perolehan ini

tiang dimodelkan ulang pada Plaxis 2D untuk mendapatkan nilai SF desain dua.

Hasil kapasitas dukung tiang tunggal 6 m dan 12 m berturut-turut diperoleh Qult1

sebesar 1.621,66 kN, Qult2 sebesar 2.734,46 kN, sedangkan kapasitas dukung

total kelompok tiang Qgrup didapat 50.349,92 kN > 25.000 (P total) sehingga

perencanaan aman.

97

3. Desain 3

Desain 3 dilakukan variasi dimensi menjadi 0,35 m x 0,35 m, panjang tiang

6 m dan 12 m, dengan total tiang sebanyak 41. Perolehan q terbesar pada tiang

akibat beban aksial pada Plaxis 3D sebesar -636,912, dengan perolehan ini tiang

dimodelkan ulang pada Plaxis 2D untuk mendapatkan nilai SF desain tiga. Hasil

kapasitas dukung tiang tunggal 6 m dan 12 m berturut-turut Qult1 sebesar

1.789,72 kN, Qult2 sebesar 2.980,75 kN, sedangkan kapasitas dukung total

kelompok tiang Qgrup didapat 48.599,57 kN > 25.000 (P total) sehingga

perencanaan fondasi aman.

Hasil rekapitulasi perhitungan kapasitas dukung dengan Plaxis dapat dilihat

pada Tabel 5.18.

Tabel 5.18 Rekapitulasi Perhitungan dengan Program Plaxis

Desain 1

(0,25 m)

Desain 2

(0,30 m)

Desain 3

(0,35 m)

6 m 12 m 6 m 12 m 6 m 12 m

Qult,

kN 1.400,82 2616.70 1621.67 2734.46 1789.72 2980.75

Qall,

kN 700,41 1308.35 810.83 1367.23 894.86 1490.37

Qg,

kN 24.514,36 41.867,23 20.270,82 30.079,10 18.792,09 29807.48

Qg

Total,

kN

66.381,59 50.349,92 48.599,57

Cek Aman Aman Aman

98

5.11.4 Kapasitas Dukung Beberapa Variasi Ukuran Menggunakan Metode

Meyerhof

Analisa kapasitas dukung dengan metode Meyerhof digunakan sebagai

crosscheck analisis hasil program, sehingga dapat diketahui perbedaan hasil yang

dikeluarkan program dan perhitungan manual. Hasil rekapitulasi desain baru

dengan metode Meyerhof dapat dilihat pada Tabel 5.19 di bawah ini.

Tabel 5.19 Rekapitulasi Analisis Manual dengan Metode Meyerhof

Metode Meyerhof


Dimensi (m) 0,25 x 0,25 0,3 x 0,3 0,35 x 0,35

n tiang (6 m) 35 25 21

n tiang (12 m) 32 22 20

n total (tiang) 67 47 41

Qult 6 m (kN) 1.135,34 1.587,41 2.114,48

Qult 12 m (kN) 1.396,95 1.901,34 2.480,73

Qall 6 m (kN) 567,67 793,71 1.057,24

Qall 12 m (kN) 698,48 950,67 1.240,34

Qgrup (kN) 42.219,69 40.757,37 47.009,33

Cek Aman Aman Aman

5.11.5 Perbandingan Kapasitas Dukung Tiang Eksisting dengan Alternatif Desain

Plaxis dan Meyerhof

1. Kapasitas Dukung Tiang Tunggal Eksisting

Kapasitas dukung tiang tunggal eksisting pada Plaxis diperoleh Qult1

sebesar 1.540,33 kN dan Qult2 sebesar 780,50 kN, sedangkan dengan metode

Meyerhof Qult1 sebesar 1.135,34 kN dan Qult2 sebesar 743,18 kN. Hasil masing-

masing kapasitas dukung tiang tunggal kedua metode tidak menunjukkan

perbedaan yang signifikan antara hasil analisis menggunakan program dengan

hasil analisis perhitungan manual.

99

2. Kapasitas Dukung Tiang Tunggal Desain Baru

Perbedaan kapasitas dukung tiang tunggal antara kedua metode pada desain

baru disajikan dalam bentuk tabel pada Tabel 5.20 dan gambar grafik pada

Gambar 5.52 berikut ini.

Tabel 5.20 Perbandingan Kapasitas Dukung Tiang Tunggal Desain

Baru dengan Program Plaxis dan Metode Meyerhof


Plaxis Meyerhof Plaxis Meyerhof Plaxis Meyerhof

Qult1 (6 m),

kN 1.400,82 1.135,34 1.621,67 1.587,41 1.789,72 2.114,48

Qult2 (12 m),

kN 2.616,72 1.396,95 2.734,46 1.901,34 2.980,75 2.480,73

Gambar 5.52 Kapasitas Dukung Ultimit Tiang Tunggal Desain Plaxis &

Meyerhof

Hasil kapasitas dukung dengan perbedaan dimensi ukuran menunjukkan

kapasitas dukung yang bervariasi. Ketika desain fondasi direncanakan melalui

beberapa variasi seperti membedakan dimensi ukuran, panjang tiang, dan total

banyak tiang yang digunakan pada masing-masing desain maka output yang

dihasilkan juga berbeda-beda ditinjau dari kapasitas dukung tiangnya. Semakin

besar dimensi tiang semakin sedikit jumlah tiang yang digunakan, semakin panjang

tiang itu tertumpu pada tanah keras maka semakin besar kapasitas dukung yang

0

500

1000

1500

2000

2500

3000


Qult

, kN

Meyerhof (6 m)

Meyerhof (12 m)

Plaxis 6 m

Plaxis 12 m

100

dihasilkan. Hal ini dikarenakan penampang tiang berpengaruh terhadap kapasitas

dukung ujung dan tahanan gesek tiang. Maka banyaknya trial and error pada kajian

kapasitas dukung fondasi ini membantu peneliti untuk dapat memilih desain yang

sesuai. Sejalan dengan Hariska (2011) yang meneliti tentang kapasitas dukung

dengan dua variasi ukuran tiang bor 800 dan 900 mm juga menyimpulkan hal yang

sama, yaitu semakin besar dimensi tiang maka kapasitas dukung yang diperoleh

semakin tinggi.

Komarudin (2016) juga meneliti hal yang sama menggunakan pembanding

antara program dan perhitungan manual menggunakan beberapa metode. Hasil

yang diperoleh menunjukkan hasil dimana kapasitas dukung tiang perhitungan

manual hasilnya selalu lebih besar dibandingan perhitungan keluaran program,

akan tetapi berbeda dengan hasil yang diperoleh peneliti pada Gambar 5.54 terlihat

bahwa perolehan kapasitas dukung perhitungan manual dan program menunjukkan

nilai yang bervariasi seperti nilai yang mendekati ataupun terdapat nilai yang lebih

tinggi. Hal ini tergantung pada metode perhitungan, atau paremeter yang ditinjau

dari masing-masing metode. Dilihat dari segi perbedaannya pada Plaxis beban

terbesar yang diterima muncul hasil beban terbesar akibat pada tiang, sedangkan

pada metode Meyerhof hasil perhitungan diperoleh dengan memperhitungkan

beban tiang yang diizinkan yang merupakan pembagi untuk menghitung jumlah

tiang terhadap beban rencana. Salah satu faktor terjadinya perbedaan hasil kapasitas

dukung fondasi dikarenakan pada metode Meyerhof tinjauan yang digunakan hanya

berupa tahanan gesek pada tiang dan tekanan ujung pada tiang saja, sedangkan

dengan Plaxis banyak parameter input yang dimasukkan sehingga kemungkinan

hasil yang dihasilkan lebih akurasi.

101

2. Kapasitas Dukung Kelompok Tiang

Perbandingan hasil desain baru untuk kapasitas dukung kelompok tiang dapat

dilihat pada Tabel 5.21 dan Gambar 5.53 berikut ini.

Tabel 5.21 Perbandingan Kapasitas Dukung Kelompok Tiang Desain Baru

dengan Program Plaxis dan Metode Meyerhof

Qgrup, kN


Plaxis Meyerhof Plaxis Meyerhof Plaxis Meyerhof

66.381,59 42.219,69 50.349,92 40.759,37 48.599,57 47.009,33

Gambar 5.53 Perbandingan Kapasitas Dukung Kelompok Tiang

Gambar 5.54 Perbandingan SF Manual Plaxis dan Meyerhof

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000


Qg, kN Meyerhof

Plaxis

0,00

1,00

2,00

3,00


SF

Plaxis

Mayerhof

102

Hasil kapasitas kelompok tiang dikatakan aman apabila hasil kapasitas

kelompok tiang sudah lebih besar dari beban total yang diterima. Beban total pada

Plaxis sebesar 25.000 kN. Perolehan kapasitas kelompok tiang desain 1, 2, dan 3

telah memenuhi syarat dikarenakan sudah lebih besar dari beban input, sedangkan

pada metode Meyerhof beban total yang diberikan sebesar 33.300 kN semua desain

kapasitas dukung kelompok tiangnya juga sudah lebih besar. Dilihat dari faktor

aman manual sebagai pembanding antara perolehan kapasitas dukung kelompok

tiang dengan beban input dapat dilihat pada Gambar 5.54 nilai SF manual memiliki

nilai yang bervariasi pada program Plaxis SF hampir dua kali lebih besar

dibandingkan SF Meyerhof, akan tetapi semua desain telah memenuhi syarat karena

perbandingan beban yang diberikan dengan beban yang didukung sudah beberapa

kali lebih besar.

5.11.6 Penurunan Fondasi Kelompok Tiang Pada Plaxis dan Meyerhof

Hasil penurunan atau displacement kelompok tiang pada Plaxis bisa dilihat

pada Gambar 5.49 untuk desain 1, Gambar 5.50 untuk desain 2, dan Gambar 5.51

untuk desain 3 dengan perolehan masing-masing total penurunan kelompok tiang

sebesar 32,75 mm, 35,38 mm, dan 35,57 mm. Penurunan terbesar terdapat pada

tanah bagian kiri dengan jenis tanah clayey silt. Berdasarkan ketentuan penurunan

fondasi raft yang tertera pada Tabel 5.14, penurunan fondasi raft ketiga desain

masih memenuhi persyaratan dengan perolehan rata-rata kurang dari 40 mm – 65

mm.

Hasil penurunan fondasi kelompok tiang berdasarkan metode Meyerhof

diperoleh hasil desain 1 dengan penurunan sebesar 32,4 mm, desain 2 sebesar 32

mm, dan desain 3 sebesar 27 mm. Syarat penurunan kelompok tiang izin 10% dari

diameter tiang, hanya desain 3 saja yang memenuhi persyaratan, desain lainnya

tidak memenuhi persayaratan akan tetapi nilainya tidak terlalu jauh dari S izin.

103

5.11.7 Alternatif Desain yang Dipilih

Setelah dilakukan 3 kajian kapasitas dukung dengan berbagai macam trial

and error penulis merekomendasikan alternatif desain yang dipilih adalah desain 3,

desain dengan ukuran tiang 0,35 m x 0,35 m dengan total 41 tiang. Berdasarkan

perhitungan Plaxis dan Meyerhof desain 3 memiliki nilai kapasitas dukung paling

tinggi baik kapasitas dukung tiang tunggal maupun kapasitas kelompok tiang

sehingga kerja tiang lebih efektif. Kapasitas dukung tiang kelompok dinyatakan

aman apabila sudah lebih besar dari beban yang terjadi. Pertimbangan lainnya

berupa perolehan SF manual yang mendekati sama antara masing-masing desain

Plaxis maupun Meyerhof, desain 3 hanya membutuhkan jumlah tiang yang lebih

sedikit (lebih ekonomis dibandingkan dengan desain 1 dan desain 2). Dilihat dari

penurunan kelompok tiang pada Plaxis 3D dan Meyerhof desain 3 sudah memasuki

nilai persyaratan masing-masing dengan penurunan Plaxis sebesar 35,57 mm

Meyerhof sebesar 27 mm, dan terakhir kapasitas dukung fondasi tiang juga

ditentukan oleh kemampuan material tiang untuk menahan beban struktural. Desain

3 diperoleh hasil kemampuan material tiang sebesar 51,993 kg/cm2 sudah lebih

kecil dari tegangan izin dengan mutu K-350 sebesar 297,5 kg/cm2.

bab v analisis fondasi tiang pancang

Documents