33 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Deskripsi Umum Penentuan lapisan tanah di lokasi penelitian menggunakan data uji bor tangan dan data pengujian CPT yang diambil dari pengujian yang pernah dilakukan di sekitar Laboratorium Teknik Sipil Universitas Negeri Gorontalo. Uji bor tangan di lokasi penelitian (Gedung Laboratorium Teknik Sipil) menunjukkan tanah merupakan lempung yang mempunyai nilai c = 28,09 kN/m 2 dan φ = 0,39⁰. Tanah lempung ini dalam pembangunan sebelumnya telah ditimbun dengan pasir yang mempunyai φ = 25⁰ dan c = 0,1 kN/m 2 . Pengujian CPT yang pernah dilakukan di sekitar Laboratorium Teknik Sipil menunjukkan lapisan tanah terdiri dari pasir berlanau, pasir, pasir berlanau, serta pasir tanpa diketahui konsistensi spesifiknya lebih lanjut. Hasil pengujian di sekitar Laboratorium Teknik Sipil seperti ditunjukkan dalam Tabel 4.1. Tabel 4.1 Pengujian CPT di Sekitar Laboratorium Teknik Sipil Lapisan Tanah (m) Klasifikasi Tanah 3,20 – 4,00 Pasir berlanau 4,20 – 5,00 Pasir 5,20 – 6,00 Pasir berlanau 6,20 – 7,00 Pasir berlanau 7,20 – 8,00 Pasir 8,20 – 8,80 Pasir Penentuan konsistensi tanah dalam Tabel 4.1 dilakukan secara empiris berdasarkan nilai tahanan kerucut statis (q c ), seperti dalam Tabel 4.2. Tabel 4.2 Konsistensi Lapisan Tanah Berdasarkan Nilai Tahanan Kerucut (q c ) Konsistensi q c (kg/cm 2 ) Sudut gesek dalam (⁰) Pasir padat berlanau 180 44 Pasir padat 150 42 Pasir sedang berlanau 85 38 Pasir sangat padat 235 47
51
Embed
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Deskripsi Umumeprints.ung.ac.id/6906/9/2013-2-2-22201-511407056-bab4... · 34 Pondasi yang digunakan di lokasi penelitian berupa pondasi sumuran dan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
33
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Deskripsi Umum
Penentuan lapisan tanah di lokasi penelitian menggunakan data uji bor tangan
dan data pengujian CPT yang diambil dari pengujian yang pernah dilakukan di
sekitar Laboratorium Teknik Sipil Universitas Negeri Gorontalo.
Uji bor tangan di lokasi penelitian (Gedung Laboratorium Teknik Sipil)
menunjukkan tanah merupakan lempung yang mempunyai nilai c = 28,09 kN/m2
dan φ = 0,39⁰. Tanah lempung ini dalam pembangunan sebelumnya telah
ditimbun dengan pasir yang mempunyai φ = 25⁰ dan c = 0,1 kN/m2.
Pengujian CPT yang pernah dilakukan di sekitar Laboratorium Teknik Sipil
menunjukkan lapisan tanah terdiri dari pasir berlanau, pasir, pasir berlanau, serta
pasir tanpa diketahui konsistensi spesifiknya lebih lanjut. Hasil pengujian di
sekitar Laboratorium Teknik Sipil seperti ditunjukkan dalam Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Pengujian CPT di Sekitar Laboratorium Teknik Sipil
Hasil perhitungan tegangan-regangan dimasukkan dalam bentuk gambar
untuk melihat perubahan tegangan-regangan pada tiap titik tinjauan.
a. Tegangan
1. Tegangan yang terjadi pada lapisan 1 pada titik 1, 2, 3, 4, dan 5. Tegangan
yang terjadi ditunjukkan seperti dalam Gambar 4.3.
Gambar 4.3 Tegangan pada Lapisan 1
2. Tegangan yang terjadi pada lapisan 2 pada titik 1, 2, 3, 4, dan 5 . Tegangan
yang terjadi ditunjukkan seperti dalam Gambar 4.4.
29,256
74,078
129,165
44,396
59,441
0,000
60,000
120,000
180,000
1 2 3 4 5
Teg
anga
nkN
/m2
Titik Tinjauan (m)
47
47
Gambar 4.4. Tegangan pada Lapisan 2
Gambar 4.3 dan Gambar 4.4 dijelaskan tegangan maksimum terjadi pada
lapisan yang paling dekat dengan beban aksial kolom, yaitu pada lapisan 1 yang
terletak pada kedalaman 1 m dari permukaan tanah. Tegangan maksimum pada
lapisan 1 berada pada titik tinjauan 3 (tiga) yaitu sebesar 129,165 kN/m2. Titik 3
mengalami tegangan yang paling besar karena merupakan joint antara pondasi
sumuran dan pondasi telapak-cerucuk. Joint pada titik 3 ini memikul jumlah
tegangan dari masing-masing beban kolom pondasi sumuran dan pondasi telapak-
cerucuk. Tegangan terkecil terjadi di titik 1 sebesar 29,256 kN/m2 yang terletak
pada lapisan 1.
Tegangan terbesar pada lapisan 2 terjadi di titik 3 dengan tegangan sebesar
77,897 kN/m2, tegangan terkecil ditunjukkan pada titik 4 dengan 66,701 kN/m2.
Pada lapisan 2 tambahan tegangan yang diakibatkan oleh beban semakin
berkurang. Tambahan tegangan yang terjadi lebih dominan oleh karena massa
tanah yang meningkat, yaitu pengaruh tekanan overburden.
b. Regangan
1. Regangan yang terjadi pada lapisan 1 pada titik 1, 2, 3, 4, dan 5. Tegangan
yang terjadi ditunjukkan seperti dalam Gambar 4.5.
71,981
72,282
77,897
66,701
76,776
0,000
60,000
120,000
180,000
1 2 3 4 5
Teg
anga
nkN
/m2
Titik Tinjauan (m)
48
48
Gambar 4.5 Regangan pada Lapisan 1
2. Tegangan yang terjadi pada lapisan 2 pada titik 1, 2, 3, 4, dan 5. Regangan
yang terjadi ditunjukkan seperti dalam Gambar 4.6.
Gambar 4.6 Regangan pada Lapisan 2.
Regangan yang terjadi berbanding lurus dengan tegangan karena merupakan
hasil perbandingan antara tegangan (σ) dengan modulus elastisitas tanah (E).
Regangan terbesar pada lapisan 1 terjadi pada titik 3 (tiga) sebesar 0,029 kN/m2.
Titik 3 mengalami regangan yang paling besar, ini karena titik 3 memikul beban
aksial dari dua kolom yang berbeda yaitu sebesar 83,106 kN/m2 dan 176,811
kN/m2.
Regangan terbesar pada lapisan dua terletak pada tinjauan titik 3 sebesar
0,028 kN/m2. Regangan lapisan dua meningkat oleh karena bertambahnya
kedalaman tanah.
0,006
0,015
0,029
0,009
0,012
0,000
0,006
0,012
0,018
0,024
0,030
0,036
1 2 3 4 5
Reg
anga
nkN
/m2
Titik Tinjauan (m)
0,025
0,026
0,028
0,024
0,027
0,0000,0050,0100,0150,0200,0250,0300,035
1 2 3 4 5
Reg
anga
nkN
/m2
Titik Tinjauan (m)
49
49
Hasil rekapitulasi tegangan-regangan yang terjadi pada pondasi berhimpit
metode Boussinesq ditunjukkan pada Gambar 4.7 (a) dan Gambar 4.7 (b).
Gambar 4.7 dijelaskan tegangan-regangan yang terjadi pada lapisan 1.
Gambar 4.7 Tegangan-Regangan pada Lapisan 1.
Tegangan-regangan yang terjadi pada lapisan 2 seperti ditunjukkan pada
Gambar 4.8 (a) dan Gambar 4.8 (b).
Gambar 4.8 Tegangan-Regangan pada Lapisan 2.
29,256
74,078
129,165
44,396
59,441
0
60
120
180
1 2 3 4 5
Teg
anga
nkN
/m2
Titik Tinjauan (m)
0,006
0,015
0,029
0,009
0,012
0,000
0,006
0,012
0,018
0,024
0,030
0,036
1 2 3 4 5
Reg
anga
nkN
/m2
Titik Tinjauan (m)
71,981
72,282
77,897
66,701
76,776
0
60
120
180
1 2 3 4 5
Teg
anga
nkN
/m2
Titik Tinjauan (m)
0,025
0,026
0,028
0,024
0,027
0,000
0,005
0,010
0,015
0,020
0,025
0,030
0,035
1 2 3 4 5
Reg
anga
nkN
/m2
Titik Tinjauan (m)
50
50
4.5.2 Perhitungan Kapasitas Dukung Cerucuk Bambu
Perhitungan kapasitas dukung cerucuk bambu didasarkan pada data gambar
perencanaan Gambar Kerja Pembangunan Gedung Laboratorium Sipil (Lanjutan).
Nilai faktor kapasitas dukung Nc digunakan Tabel 2.3 Faktor Kapasitas Dukung
Nc, Nq,dan Nγ (Hardiyatmo, 2011). Data parameter cerucuk bambu dan dimensi
pondasi ditunjukkan dalam Tabel 4.10.
Tabel 4.10 Data Parameter Cerucuk Bambu dan Dimensi Pondasi
Deskripsi Simbol Satuan Nilai Diametar Bambu d m 0,1 Panjang L m 0,8 Lebar B m 1 Jarak s m 0,35 kohesi cu kN/m2 28,09 Kedalaman Df m 2,75 Faktor kapasitas dukung Nc - 5,825
Cerucuk dicek terhadap kemungkinan keruntuhan blok kelompok cerucuk:
s/d = 1,035,0 = 3,5
Kemungkinan keruntuhan blok tidak akan terjadi.
Dicek kapasitas ijin kelompok cerucuk dihitung berdasarkan asumsi
kelompok cerucuk merupakan kelompok tiang pancang:
Qg = 2D(B + L)cu + 1,3 cb Nc BL
= 2 x 2,75 (1+0,8) 28,09 + 1,3 x 28,09 x 5,825 x 1 x 0,8
= 448,26 kN
kapasitas ijin kelompok cerucuk = F
Qg
= 3
448,26
= 149,42 kN
51
51
Kapasitas ijin didasarkan pada cerucuk tunggal:
cu= 28,09 kN/m2, dari gambar, diperoleh α =0,83
Qs = α cu As
= 0,83 x 28,09 x π x 0,1 x 2,75
= 20,142 kN
Qb= Ab cu Nc
= 1/4.π.d² x 28,09 x 5,825
= 1,286 kN
Tahanan ujung sangat kecil, digunakan tahanan gesek (Qs)
Qu = Qs
Qu = 20,142 kN
Digunakan F=2,5, untuk kapasitas tiang cerucuk:
Qa = 2,5Qu
= 5,2
20,142 = 8,057 kN
Efisiensi cerucuk:
Eg= mn
nmmn90
)1()1'(1
Ѳ = arc tg d/s
= arc tg (0,1/0,35) = 15,945⁰
n' = 3 , m = 2
Eg= 3290
3)12(21311,621xx
= 0,793
Kapasitas kelompok cerucuk ijin:
Qg = Eg n Qa
= 0,793 x 6 x 8,057
= 38,350 kN
52
52
Hasil perhitungan kapasitas cerucuk bambu yang didasarkan pada kelompok
cerucuk, cerucuk tunggal dan efisiensi cerucuk ditunjukkan dalam Tabel 4.11.
Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Kapasitas Cerucuk Bambu
Kapasitas cerucuk Nilai Satuan Qg berdasarkan kelompok cerucuk 149,42 kN
Qg berdasarkan cerucuk tunggal dan berdasarkan efisiensi kelompok cerucuk
38,350
kN
Analisis perhitungan yang dilakukan menunjukkan tiang tidak mengalami
keruntuhan blok. Analisis kapasitas ijin kelompok cerucuk menunjukkan nilai
sebesar 149,42 kN, ini masih lebih kecil jika dibandingkan dengan beban aksial
kolom yaitu sebesar 176,811 kN.
Perhitungan dilanjutkan dengan dasar analisis kapasitas ijin cerucuk tunggal,
perhitungan ini menunjukkan nilai sebesar 8,057 kN < 176,811 kN. Perhitungan
dilanjutkan dengan menghitung efisiensi cerucuk tunggal dalam kelompok, nilai
efisiensi grup meningkat signifikan menjadi 38,350 kN. Nilai tersebut masih lebih
kecil dari beban aksial kolom sebesar 176,811. Pondasi tidak mampu menahan
beban aksial kolom 176,811. Nilai yang digunakan adalah nilai dari Qg
berdasarkan cerucuk tunggal dan berdasarkan efisiensi kelompok cerucuk, sebesar
38,350 kN. Pertimbangan ini diambil karena parameter perhitungan yang
digunakan lebih mendetail.
4.6 Analisis Tegangan-Regangan Menggunakan Perangkat Lunak Plaxis 8.2
1. Input Data
Data yang dimasukkan dalam input data Plaxis berupa data perlapisan tanah
yang disesuaikan dengan hasil pengujian sifat-sifat fisik tanah di laboratorium.
Data yang dimasukkan berupa hasil uji bor tangan dan uji CPT. Modulus young
dari data dari uji CPT ditentukan secara empiris. Data masukan properti
material tanah dan pondasi dalam Plaxis dapat dilihat dalam Tabel 4.12 dan
Tabel 4.13.
53
53
Tabel 4.12 Propeties Struktur Pondasi
No Deskripsi Simbol Satuan Pondasi Sumuran
Pondasi Telapak
Cerucuk Bambu
1 Model material - - Linear Elastis
Linear Elastis Plates
2 Tipe material - - Non porous Non porous Elastis
3 Berat volume γunsat kN/m3 24 24 -
4 Modulus young Eref kN/m2 2,418E+07 2,418E+07 130
5 Angka poisson 0,150 0,150 0,3
6 Kekakuan normal EA kNm - - 1,540E+05
7 Kekakuan lentur EI kNm2/m - - 130,000 8 Berat w kN/m/m - - 1,230E-04 9 Luas pondasi l m2 1,2 x 1,2 0,8 x 1 - 10 Diameter bambu d m - - 0,1 11 Rayleigh α - - - 0,001 12 Rayleigh β - - - 0,010
2. General setting
Masukan pada General Setting adalah model axisymmetry dengan elemen 15
titik nodal. Satuan (m) , gaya (kN) dan waktu (hari), dimensi geometri kanan: 5
m dan atas 4 m. General Setting dan dimension ditunjukkan dalam Gambar 4.9
dan Gambar 4.10.
54
Tabel 4.13 Data Masukkan Material Tanah dalam Plaxis 8.2
No Deskripsi Simbol Satuan
Nilai
Pasir 0-1 m
Lempung 1-3 m
Pasir padat berlanau
3,2 – 4 m
Pasir padat 4,2 – 5m
Pasir sedang berlanau 5,2 - 7 m
Pasir sangat padat
8,8 - 7,2 m
1 Model material Mhor-Coulomb - √ √ √ √ √ √
2 Jenis perilaku material
Tak terdrainase - √ √ √ √ √ √
3 Modulus young E ref kN/m2 5000 2833,33 8 x 103 5 x104 6 x103 7 x104