## PREDIKSI SETTLEMENT PONDASI TIANG CARA HAND METHOD VS PILE DRIVING ANALYSIS (PDA) DI KOTA PALEMBANG
Livian Teddy
Praktisi & Dosen Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Palembang
A b s t r a c t —   F o u n d a t i o n   re d u c t i o n calculation  end  bearing  and  friction  pilehand Boussinesq theory based simplification method soil mechanics theory . To determine the level of accuracy  of  the  hand  calculation  method  is compared  with  a  decrease  pole  PDA  Test results  . Assuming  the  existence  of  a  positive correlation  between  the  decrease  in  mast StaticLoad Test results and PDAs Test , so that the settlement can be considered to replace the PDA Test  results  of  settlement  of  Static  Load Test .
C o m p a r i s o n   r e d u c t i o n   m e t h o d borepilehand  foundation  Boussinesq  theory and PDAs Test performed 3 locations in the city of Palembang hand calculation method showed moderate  Boussinesq  theory  can  predict  a decline  in  the  third  pile  location  .  Besides practical  calculations  are  based  on  the settlement pole ultimate load reduction column so  each  column  can  be  estimated  so  that  the differential settlement can be predicted
Keywords : PDA , Static Load Test , settlement , differential  settlement  ,  hand  method  ,  the Boussinesq
Abstrak — Perhitungan penurunan pondasi end  bearing dan friction  pilehand  method  teori Boussinesq didasarkan  penyederhanaan  teori mekanika  tanah.  Untuk  mengetahui  tingkat keakurasian  perhitungan hand  method ini diperbandingkan  dengan  penurunan  tiang  hasil PDA Test. Dengan asumsi dengan adanya korelasi positif  antara  penurunan  tiang  hasil StaticLoad Test dan PDA Test, sehingga hasil settlement PDA Test  dapat  dianggap  menggantikan  hasil settlement dari Static Load Test.
Perbandingan  penurunan  pondasi  b orepile hand method teori Boussinesq dan PDA Test yang d i l a k u k a n   3   l o k a s i   d i   K o t a   P a l e m b a n g menunjukkan  perhitungan hand  method  teori
Boussinesq secara  moderat  dapat  memprediksi penurunan pondasi tiang di ketiga lokasi. Selain itu  perhitungan  praktis settlement tiang  ini didasarkan  pada  beban  ultimit  kolom  sehingga penurunan  masing-masing  kolom  dapat  estimasi sehingga differential settlement dapat diprediksi
Kata Kunci :  PDA, Static Load Test, settlement, differential settlement, hand method, Boussinesq

## 1.  PENDAHULUAN
Poulos  (1989),  untuk  mengestimasi penurunan pondasi tiang dapat diklasifikasi dalam 3 kategori : a). Metode empirik, pada umumnya tidak didasarkan prinsip-prinsip mekanika tanah, b).  Metode hand  analysis (praktis),  didasarkan pada prinsip-prinsip mekanika tanah tetapi dengan menggunakan  penyederhanaan  teori,  c).  metode computer  analysis, didasarkan  pada  prinsip- prinsip mekanika tanah dan pada umumnya untuk menyelesaikan  masalah-masalah  khusus  di lapangan.
Pada  tulisan  ini  akan  membandingkan penurunan  pondasi  tiang  hasil  metode  empirik (PDA Test) dan metode praktis berdasarkan teori Canonica  (1991)  dan  Wesley  (2012)  yang diterapkannya  untuk  tanah  di  Indonesia.  Untuk data-data Conus Penetration Test (CPT) hasil soil investigation dan data-data PDA Test di dapatkan dari beberapa proyek di Kota Palembang.
Salah satu metode empirik yang terpercaya untuk  menghitung  kapasitas  daya  dukung  dan penurunan pondasi tiang yaitu load test (tes beban skala penuh) tetapi memiliki beberapa kekurangan yaitu membutuhkan biaya yang besar, waktu yang relatif  lama  dan  bahaya  bagi  pekerja  karena tumpukan blok-blok beton yang digunakan untuk pengujian (Setio dkk, 2000). Untuk mengatasi hal tersebut kini berkembang uji beban dinamis High Strain Dynamics Pile Tests (HSDPT) atau sering disebut Pile  Driving  Analyzer (PDA) Test .  Uji
beban  dinamis  memiliki  beberapa  keuntungan antara lain (Mhaiskar dkk, 2010 dan Vaidya dkk, 2006)  :  dalam  satu  hari  dapat  dilakukan  test beberap  tiang  sehingga  menghemat  waktu, HSDPT  membutuhkan  ruang  relatif  kecil, mengevaluasi  daya  dukung  dan  integritas struktural  tiang,  dan  mengevaluasi  penurunan ( settlement ) tiang.
Banyak  studi  yang  dilakukan  yang  tidak  hanya membandingkan  daya  dukung  batas  ( ultimate ) hasil Static Load Test dan  PDA Test tetapi juga settlemen t pondasi tiang hasil Static Load Test dan PDA  Test  seperti  Goldemberg,  Hernán  & Goldemberg, Juan J (2000), H. Hussein & T. Slash (2009),  Mhaiskar  dkk  (2010),  Basarkar  dkk (2011). Dari hasil studi tersebut memperlihatkan korelasi  yang  positif  tidak  hanya  antara  daya dukung batas pondasi tiang hasil Static Load Tes t dan  PDA Test tetapi  juga settlement yang dihasilkan  kedua  tes  tersebut.  Dengan  korelasi yang  positif  ini,  diasumsikan  hasil settlement PDA Test dapat  dianggap  menggantikan  hasil settlement dari Static Load Test sehingga nantinya digunakan  untuk  dibandingkan  dengan  hasil perhitungan settlement pondasi  tiang metode hand analysis.

## 2. Teori tentang PDA dan Output PDA
Pengujian  tiang  cara  dinamis  dilakukan dengan  menempatkan  2  pasang  sensor  secara berlawanan.  Satu  pasang  sensor  terdiri  dari pengukur  regangan  ( strain  transducer )  dan pengukur  percepatan  ( accelerometer )  yang dipasang  dibawah  kepala  tiang  (minimum  jarak dari kepala tiang ke transducer 1,5D – 2D, dimana D adalah diameter tiang) sehingga ada jarak bebas pada saat tumbukan.
Akibat  tumbukan  hammer  pada  kepala tiang,  sensor  akan  menangkap  gerakan  yang timbul  dan  mengubahnya  menjadi  sinyal  listrik yang kemudian di rekam dan diproses dengan Pile Driving  Analyzer (PDA)  model  PAX.  Hasil rekaman  PDA  dianalisa  lebih  lanjut  dengan software CAPWAP.
CAPWAP  ( Case  Pile  Wave  Analysis Program )  adalah  program  aplikasi  analisa numerik yang menggunakan masukan data gaya ( force ) dan kecepatan ( velocity ) yang diukur oleh PDA.  Kegunaan  program  ini  adalah  untuk memperkirakan  distribusi  dan  besarnya  gaya perlawanan  tanah  total  sepanjang  tiang
berdasarkan  modelisasi  sistem  tiang-tanah  yang dibuat  dan  memisahkannya  menjadi  bagian perlawanan  dinamis  dan  statis.  Output  yang dihasilkan  CAPWAP antara lain : daya dukung aksial tiang (Ru - ton), integritas tiang / keutuhan tiang (BTA - %) dan penurunan maksimum tiang (Dx  –  mm).    Yang  terakhir  ini,  nantinya  akan dibandingkan  dengan  perhitungan settlement pondasi tiang metode hand analysis.

## 3. Teori Perhitungan Penurunan Pondasi Tiang
Perhitungan settlement pondasi  tiang  yang dikembangkan oleh Canonica (1991) dan Wesley (2012), didasarkan atas teori Boussinesq . Metode ini  merupakan  salah  satu  cara  pendekatan  yang sangat sederhana untuk menghitung penyebaran tegangan  akibat  pembebanan.  Caranya  dengan membuat garis penyebaran beban 2V : 1H. Dalam cara  ini,  beban  pondasi  Q  dianggap  didukung piramid yang mempunyai kemiringan sisi 2V : 1H (Hary, 2002)

## Gambar 1. Cara Penyebaran Tegangan
2V:1H (Hary, 2002)
Te o r i   B o u s s i n e s q   i n i   k e m u d i a n dikembangkan oleh Canonica (1991) dan Wesley (2012)  untuk  menghitung  penurunan  pondasi kelompok tiang yaitu :
1. Settlement pada End Bearing Pile
Pada  perhitungan  settlement  kelompok tiang  dengan  tahanan  ujung  ( end  bearing  pile ) tegangan pada tanah akibat berat bangunan dapat diperhitungkan  merata  pada  kedalaman  2/3  t (panjang  tiang)  dan  disebarkan  dengan  sudut penyebaran  2V  :  1H.  Pembagian  lapisan  tanah dibawah  garis  batas  Z0  sampai  dengan  Z3 didasarkan nilai tegangan pondasinya kurang dari 20% atau lebih.
. Gambar 2. Diagramatik Penurunan

## Kelompok End Bearing Pile
2. Settlement pada Friction Pile
Pada perhitungan settlement kelompok tiang dengan  tahanan  friksi  ( friction  pile ),  pondasi tersebut dianggap ekivalen dengan pondasi tanpa tiang  pada  kedalaman  2/3t  dimana  t  adalah panjang  tiang  yang  menyalurkan  beban  tiang tersebut  ke  dalam  tanah  melalui  gesekan  kulit.
Dianggap  pada  jarak  tersebut  beban  disebarkan oleh tiang melalui gesekannya pada sudut 4V : 1H. Selanjutnya disebarkan dengan sudut penyebaran 2V : 1H. Pembagian lapisan tanah dibawah garis batas  Z0  sampai  dengan  Z3  didasarkan  nilai tegangan pondasinya kurang dari 20% atau lebih .

## Gambar 3. Diagramatik Penurunan Kelompok Friction Pile
P o u l o s   ( 1 9 9 2 ) ,   u n t u k   m e m p r e d i k s i penurunan  pondasi  tiang,  kunci  parameter geoteknikal  yang  dibutuhkan  adalah Modulus Young / modulus deformasi tanah (E). Parameter modulus young (E) tanah, didapatkan dari hasil uji triaksial, konsolidasi, oedometer dan lain-lainnya. Atau bisa juga korelasi antara Young Modulus (E)
dengan Conus  Penetration  Test (CPT)  seperti tabel dibawah ini :

## TABEL 1. TABEL KORELASI NILAI YOUNG MODULUS
DAN CPT  (SUMBER : POULOS, 1992)
Rumus  settlement  pondasi  tiang  diatas, didasarkan  atas  penurunan  tiang  kelompok. Untuk  mendapatkan  penurunan  tiang  tunggal dapat digunakan settlement ratio method :

## Sg = Rs . S1
Sg = Penurunan kelompok tiang Rs = Rasio penurunan S1 = penurunan tiang tunggal
Sedangkan :
Rs = n
Dimana : n = jumlah tiang = eksponen, umumnya antara 0,2 – 0,6
Poulos (1989), menyarankan angka  untuk tujuan praktis yaitu :
-   pondasi tiang di lempung :  = 1/2 -  pondasi tiang di pasir :  = 1/3
Data Conus Penetration Test (CPT), Boring Log dan Pile Driving Analysis (PDA) test
1.    Data  CPT  Lokasi  Demang  Lebar  Daun (Gedung Rawat Inap RS. Bunda)
2.  Data  CPT  & BORING  LOG lokasi  Bukit Besar ( Gedung Fakultas Hukum UNSRI)
Gambar 5. Grafik S01 s/d S06 Data CPT Lokasi FH. UNSRI
Gambar 6. Data Borlog Lokasi FH. UNSRI

## 3.    Data  CPT  &  BORING  LOG  lokasi  Bukit Besar (Gedung Pendidikan POLSRI)
Gambar 7. Grafik S01 s/d S07 Data CPT Lokasi Gdg. Pendidikan POLSRI
Gambar 8. Data Borlog Lokasi Gdg. Pendidikan

## POLSRI
4.  Data Penurunan Tiang Pondasi Borepile hasil
Tes PDA
TABEL 2.

## DATA PENURUNAN TIANG PONDASI BOREPILE HASIL TES PDA

## 4.  Perhitungan dan Pembahasan
1.  Perhitungan hand analysis penurunan pondasi borepile  Lokasi  Demang  Lebar  Daun  (Gedung Rawat Inap RS. Bunda)
Beban ultimit kolom 2-A : Pu = 383.200 Kg
B = 0,8 m = 80 cm L = 3,2 m = 320 cm L/2=1,6 m = 160 cm 1,5L = 4,8 m = 480 cm pile = 0,8 m
Gambar 9. Diagramatik Penurunan Kelompok
Borepile Gdg. Rawat Inap RS. Bunda (Sumber : Analisa) No. Lokasi Data As Diameter Tiang Panjang Tiang Penurunan Max. Tiang Tunggal Titik (cm) (m) Hasil Tes PDA (Dx - cm) 1 RS. Bunda 2 - A  9 1.61 2 FH. Unsri C - 2  13 0.43 3 Polsri A - 4  12 0.33 P= 383.200 Kg 320 80 2 /3 t = 60 0 1 /3 t = 30 0 t = 90 0 h 1 = 60 0 h 2 = 76 0 h 4 = 15 6 0 L = 320 48 0 32 0 16 0 h 3 = 1 08 0 Z0 = 0 Z1 = 160 Z2 = 480 Z3 = 960
Jadi Penurunan total kelompok tiang (Sg) =   hI + hII + hIII  = 1,59 + 0,37 + 0,12 = 2,08 cm Sedangkan untuk perhitungan tiang tunggal yaitu : S1  =  Sg  /  n  dimana  :  =  ½  (tanah  lempung),  n (jumlah tiang) = 2 = 2,08/20,5 = 1,47 cm Jadi penurunan tiang tunggal-nya = 1,47 cm
2.   Perhitungan hand analysis penurunan pondasi borepile  lokasi  Bukit  Besar  (Gedung  Fakultas Hukum UNSRI)
Beban ultimit kolom C-2 : Pu = 366.200 Kg B = 1,8 m = 180 cm B = 1,8 m = 180 cm L = 3 m = 300 cm L/2=1,5 m = 150 cm 1,5L = 4,5 m = 450 cm pile = 0,6 m
Gambar 10. Diagramatik Penurunan Kelompok Borepile Gdg. Fakultas Hukum UNSRI (Sumber : Analisa)
Jadi Penurunan total kelompok tiang (Sg) =   hI + hII + hIII  = 0,91 + 0,27 + 0,09 = 1,27 cm Sedangkan untuk perhitungan tiang tunggal yaitu : S1  =  Sg  /  n  dimana  :    =  ½  (tanah  lempung),  n (jumlah tiang) = 6 = 1,27/60,5 = 0,52 cm Jadi penurunan tiang tunggal-nya = 0,52 cm
3.    Perhitungan  hand  analysis  penurunan pondasi  borepile  lokasi  Bukit  Besar (Gedung Pendidikan POLSRI)
Beban ultimit kolom A-4 : Pu = 99.800 Kg B = 1,8 m = 180 cm
L = 1,8 m = 180 cm
L/2=0,9 m = 90 cm 1,5L = 2,7 m = 270 cm pile = 0,6 m P= 366.200 Kg 300 18 0 2/ 3t = 87 0 1/ 3t = 43 0 t= 13 00 h1 = 87 0 h2 = 10 20 h3 = 13 20 h4 = 17 70 L = 300 45 0 30 0 15 0 Z0 = 0 Z1 = 150 Z2 = 450 Z3 = 900
Gambar 11. Diagramatik Penurunan Kelompok Borepile Gdg. Pendidikan POLSRI (Sumber : Analisa)
Jadi Penurunan total kelompok tiang (Sg) =   hI + hII + hIII  = 0,22 + 0,13 + 0,04 = 0,39 cm Sedangkan untuk perhitungan tiang tunggal yaitu : S1  =  Sg  /  n  dimana  :    =  ½  (tanah  lempung),  n (jumlah tiang) = 3 = 0,39/30,5 = 0,23 cm
Jadi penurunan tiang tunggal-nya = 0,23 cm
Hasil  rekapitulasi  penurunan  tiang  tunggal pondasi borepile di ketiga lokasi dapat dilihat pada tabel 3 :

## TABEL 3. TABEL REKAPITULASI PENURUNAN TIANG TUNGGAL HASIL TES PDA &HAND METHOD
(SUMBER : ANALISA)
Dari tabel diatas terlihat terdapat perbedaan antara settlement hasil tes PDA dan Hand Method dengan tingkat akurasi 70 s/d 121%. Atau dapat dikatakan perhitungan settlement kelompok tiang t e o r i B o u s s i n e s q s e c a r a   m o d e r a t   d a l a m m e m p r e d i k s i   p e n u r u n a n   p o n d a s i   t i a n g . Sebagaimana yang dikatakan oleh Lucio (1991) : “Perhitungan  settlement  ini  hanya  merupakan estimasi  kasar  apa  yang  akan  terjadi  dengan pembebanan  pada  tanah.  Disini  yang  sangat diperlukan  ialah  memutuskan  apakah  settlement yang akan terjadi 2 atau 3 cm, dan bukannya 10 atau  15  cm.  Maksudnya  ialah  bahwa  titik  berat perhitugan  tersebut  adalah  nilai  kasar  ( range ) settlement yang akan terjadi dan bukannya angka yang betul-betul tepat”.

## 5. Kesimpulan dan Saran
Perbandingan penurunan pondasi tiang hand method teori Boussinesq dan  PDA Test yang d i l a k u k a n   3   l o k a s i   d i   K o t a   P a l e m b a n g menunjukkan  perhitungan hand  method teori Boussinesq  secara  moderat  dapat  memprediksi penurunan pondasi tiang di ketiga lokasi. Selain itu  perhitungan  praktis settlement tiang  ini
P= 99.800 Kg 180 18 0 2/ 3t = 80 0 1/ 3t = 40 0 t = 12 00 h 1 = 80 0 h 2 = 89 0 h 3 = 10 70 h4 = 13 40 27 0 18 0 90 Z0 = 0 L=180 Z1 = 90 Z2 = 270 Z3 = 540
No. Lokasi Data As Diameter Tiang Panjang Tiang Penurunan Max. Tiang Tunggal Penurunan Max. Tiang Tunggal Perbandingan Titik (cm) (m) Hasil Tes PDA Hasil Hand Method S1/Dx (Dx - cm) (S1 - cm) 1 RS. Bunda 2 - A  9 1.61 1.47 91% 2 FH. Unsri C - 2  13 0.43 0.52 121% 3 Polsri A - 4  12 0.33 0.23 70%
didasarkan  pada  beban  ultimit  kolom  sehingga penurunan  masing-masing  kolom  dapat  estimasi sehingga differential settlement dapat diprediksi.
Tetapi perhitungan hand method ini, masih banyak  kekurangannya  dikarenakan  kurangnya data CPT, Boring Log dan PDA (hanya 3 lokasi di Palembang),  jenis  pondasi  hanya borepile dan jenis tanah di Palembang yang cenderung uniform dari  lempung  lunak  s/d  lempung  sangat  padat sehingga belum diketahui tingkat keakurasiannya jika  jenis  pondasi  tiang  pancang  dan  jenis  tanah berbeda-beda (lempung, pasir, lanau dll) sehingga perlu kajian lanjutan.
Walaupun  demikian  untuk  perhitungan penurunan  pondasi borepile di  Palembang, perhitungan  hand  method  teori Boussinesq bisa dipertimbangkan.

## 6.  Daftar Pustaka
[1]  Basarkar,  S.S.,  Kumar,  Manish,&Vaidya, Ravikiran  (2011),  “High  Strain  Dynamic Pile Testing Practices In India – Favourable Situations  And  Correlation  Studies”, Proceedings  of  Indian  Geotechnical Conference Kochi (Paper No.Q- 303) .
[2]    Canonica,  Lucio  (1991),  “  Memahami Mekanika  Tanah”,  Penerbit  Angkasa, Bandung.
[3]   Christiadi H, Hary (2002), “Teknik Pondasi 1”, Penerbit Beta Offset,Yogyakarta.
[4]   Goldemberg, Hernán & J. Goldemberg, Juan (2000),  “Correlation  Between  DLT  And SLT  -  Case  Histories,  Proceedings  of  the GeoEng conference, Melbourne
[5]    H. Hussein,Hussein & T. Slash, Kais (2009), “A Correlation Between Dynamic and Static Pile  Load  Test  Result  “,  Eng.  &  Tech. Journal Vol. 27 No. 15, Baghdad, Iraq.
[6]   Mhaiskar, SY, G Khare, Makarand, Vaidya, Ravikiran  (2010),  “High  Strain  Dynamic Pile  Testing  and  Static  Load  Test  –  A correlation  Study  “,  Indian  Geotechnical Conference¸  IGS  Mumbai  Chapter  &  IIT Bombay, India.
[7]  Poulos,  H.G.  (1989),  "Pile  Behaviour  - Theory  and  Application".  29th  Rankine Lecture. Geotechnique, Vol. 39, No. 3, pp. 365-415.
[8]  Poulos,  H.G.  (1992),  "Pile  Foundation
Settlement Prediction - Hand and Computer Methods".  Int.  Conf.  on  New  Tech.  for Foundn.  Eng.  Hanoi,  Vietnam,  Vol.  1,  pp. 287-31
[9]   Setio, HD, Setio, S, Martha,D, Kamal, B.r dan  Nasution,  S  (2000),  "Analisis  Daya Dukung  Tiang  Pancang  dengan  Metode Dinamik",  Prosiding  Pertemuan  Ilmiah Tahunan  IV,  INDO-GEO  2000  HATTI, Jakarta, V 27  V 35.
[10]  Wesley,  Laurence  D  (2012),  “Mekanika Tanah – Untuk Tanah Endapan dan Residu”, Penerbit Andi, Yogyakarta.