## STUDI ANALISIS PERILAKU DAYA DUKUNG PONDASI TIANG BOR DENGAN MENGGUNAKAN UJI BEBAN STATIK DAN MODEL TANAH MOHR COULOMB PADA PROYEK PARAGON SQUARE TANGERANG, BANTEN

## Nurmaidah
Dosen Pengajar Fakultas Teknik Universitas Medan Area (nurmaidahmidah@gmail.com)
Diterima : 14 Februari 2017 Disetujui : 25 Maret 2017

## ABSTRAK
Dalam  menganalisis  dan  membandingkan  besarnya  beban  maksimum  suatu  pondasi  tiang  bor melalui  data  Loading  Test  sudah  banyak  menggunakan  berbagai  macam  cara,  yaitu  dengan menggunakan  metode  empirik  maupun  dengan  menggunakan  metode  numerik.  Metode  -  metode empirik untuk menganalisis daya dukung dan penurunan (settlement) pondasi tiang bor melalui data Loading test telah banyak dikembangkan, diantaranya adalah metode Davisson, Mazurkiewiecz dan metode Chin. Analisis yang dilakukan pada Proyek Paragon Square ini  yaitu untuk membandingkan besarnya  daya  dukung  dan  penurunan  (settlement)  yang  terjadi  pada  pondasi  tiang  bor  dengan menggunakan beberapa metode empirik dan juga dengan menggunakan metode elemen hingga.
Kata Kunci : Bored Pile, Daya Dukung, Penurunan Tiang

## ABSTRACT
In analyzing and camparing the amount of  the maximum load of a bored pile foundation with Loading Test data was using many various ways, by using empirical method and numerical method. Empirical method to analyze carrying capacity and settlement of a bored pile foundation from Loading Test data have been developed such as Davisson  method,  Mazurkiewiecz  method  and  Chin  method.  In  this  paper,  a  analyze  located  Paragon  Square Project is to campare carrying capacity and settlement in bored pile foundation by using some empirical method and finite element method.
Keywords : Bored Pile, Carrying Capacity, Pile Reduction

## 1.   Pendahuluan
Peningkatan  jumlah  penduduk  menjadi suatu  permasalahan  yang  kompleks  serta  sulit untuk  dipecahkan,  khususnya  di  kawasan perkotaan,  terutama  di  kota-kota  besar  di Indonesia  sehingga  mengakibatkan  kebutuhan akan  lahan  terus  meningkat.  Hal  ini  terjadi disebabkan  oleh  perkembangan  pembangunan yang  semakin  pesat,  yang  mengakibatkan semakin  sempitnya  lahan  yang  tersedia.Oleh sebab  itu,  kebanyakan  pembangunan  struktur yang berupa gedung-gedung dikembangkan ke arah vertikal. Sehubungan dengan di
bangunnya proyek Paragon Square yang berupa condominium  dan    letaknya  di  kawasan perkotaan,  dimana  di  sekitar  bangunan tersebut  banyak  terdapat  bangunan  seperti perkantoran dan supermarket, maka pemilihan pondasi  tiang  bor  merupakan  pilihan  yang tepat  untuk  pembangunan  infrastruktur tersebut  guna  meminimalisasi  dampak  yang ditimbulkan  dari  pada  menggunakan  tiang pancang.
2.   Kajian Teori
2.1  Kapasitas  Daya  Dukung  Tiang  dari  Data Bore Log
2.1.1  Daya  dukung  tiang  pada  tanah kohesif Daya dukung ujung pondasi bored pile ( end bearing )
Q p = q p x A p ……………………..  (1)
Keterangan : Q p = Daya dukung ultimit ujung tiang (ton) A p = Luas penampang pondasi tiang bor (m 2 ), dan q p =Tahanan ujung per satuan luas
(ton/m 2 )
Untuk Tanah Kohesif:
q p =  9 C u …………………………  (2)
Dengan,  C u = Kohesi tanah, (ton/m 2 ).
Daya  dukung  tiang  pada  tanah  non- kohesif.
Gambar 1 Daya dukung ujung bored pile pasiran (Reese & Wright, 1977)
Dengan, Untuk N < 60 maka q p = 7 N (ton/m 2 ) < 400 (ton/m 2 ) Untuk N > 60 maka q p = 400 (ton/m 2 ) N
= Nilai rata-rata SPT
Daya  dukung  selimut  pondasi bored  pile ( skin friction )
Q s =  f s . L. P …………………….  (3)
Dengan, Q s = Daya dukung ultimit selimut tiang (ton) f s = Gesekan selimut tiang per satuan luas (α x C u ).  (ton/m 2 ) L   = Panjang tiang (m), dan P  = Keliling penampang tiang (m)
Untuk Tanah Kohesif:
f s = α x C u ……………………………  (4)
Dengan, α    =   Faktor adhesi. (α = 0,55) C u =    Kohesi tanah, (ton/m 2 ).

## 2.2 Gaya Lateral
𝑅 = 𝐸𝐼 𝐾𝐷 4 …………………... (5)
Keterangan :
E = modulus elastisitas tiang (ton/m 2 ) I  =  momen inersia (m 4 ) D = diameter tiang (m) k s =  modulus subgrade tanah dalam arah horizontal (ton/m 3 ), dimana
𝑘 𝑠 = 0,67 𝑐 𝑢 𝐵 …………………… (6)
𝐾 = 𝑘 𝑠 1,5 …………………… (7)
K   = modulus tanah (ton/m 3 )
𝑇 = 𝐸𝐼 ƞ ℎ 5 ………………………  (8)
Dengan, E = modulus elastisitas tiang (ton/m 2 ) I  = momen inersia (m 4 ) Ƞ h = koef.variasi modulus yang diperoleh dari hasil uji beban dimana:
Ƞ h = 67 x C u (dengan C u = kohesi tanah (kN/m 2 ))
Studi Analisis Perilaku Daya Dukung Pondasi Tiang Bor dengan Menggunakan Uji Beban Statik dan Model Tanah Mohr Coloumb Pada Proyek Paragon Square Tangerang, Banten

## 3. Metodologi Penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  pada  Proyek Paragon  Square yang  berada  di  Jl.  Jend. Sudirman  Km  13  No.  77  Tangerang,  Banten. Penelitian  ini  berupa  studi  literatur  dan mempelajari  pustaka  yang  berkaitan  dengan analisis daya dukung melalui data bore log dan Loading  Test dengan  metode Reese  and  Wright , metode Davisson , Mazurkiewiecz dan  metode Chin ,  penurunan  ( settlement) yang  terjadi  pada waktu  beban  terbesar  saat Loading  test yang dibandingkan  dengan  metode  elemen  hingga, serta  menghitung  gaya  lateral  dan  efisiensi kelompok  dari  tiang bore .  Data  yang  diperoleh dari lapangan berupa data sekunder.
Adapun  bagan  alir  penelitian  dapat dijelaskan dibawah ini :
Gambar 1. Diagram Alir Metodologi Penelitian
4. Hasil dan Pembahasan
4.1 Menghitung  Kapasitas  Daya  Dukung Tiang Dari Data SPT Perhitungan  kapasitas  daya  dukung tiang bore dari
data
bore
log
denganmenggunakan  metode  Reese  and Wright pada titik DB-1.
Data tiang bored pile :
Diameter Tiang (D) =  100 cm Luas Bored pile (A p ) =  ¼ π D 2 =  ¼ x π x (100) 2 =  7853,98cm 2 =  0,785714 m 2
a. Daya dukung ujung pondasi tiang bor pada tanah kohesif:
Untuk lapisan tanah kedalaman (10.00 m):
C u = (N-SPT x 2/3 x 10) =  10 x 2/3 x 10 =  113,33  kN/m 2 =  11,33  ton/m 2 q p =  9 x C u =  9 x 11,33 = 101,97  ton/m 2 Q p =  q p x A p =  101,97 x 0,79 =  80,56 ton
b. Daya dukung ujung pondasi tiang bor pada tanah non-kohesif:
Untuk lapisan tanah kedalaman (20.00 m):
Untuk N ≤ 60, maka q p = 7N ≤ 400 ton/m 2 ,maka:
Q p =  q p x A p =  7N x 0,79 =  (7 x 29) x 0,79
=  159,36 ton
Untuk N ≥ 60, maka q p =  400 ton/m 2 ,maka: Q p =    q p x A p =  400 x 0,79 =  400 x 0,79 =  314  ton
c. Daya dukung selimut pondasi tiang bor pada tanah kohesif:
Untuk lapisan tanah kedalaman (10.00 m):
C u = (N-SPT x 2/3 x 10)
=  17 x 2/3 x 10
=  113,33  kN/m 2
=  11,33  ton/m 2 α = 0,55 f s =  α x C u = 0,55 x 11.33 = 6,23 ton/m 2 Q s = f s x L i x p =  6,23  x 2 x 3,14 = 39,12  ton.
d. Daya dukung selimut pondasi tiang bor pada tanah kohesif:
Untuk lapisan tanah kedalaman (20.00 m):
Untuk N < 53 , maka f = 0,32 Ton/m 2
f s = 0,32 x N-SPT = 0,32 x 29 = 9,28 ton/m 2 Q s = f s x L i x p = 9,28 x 2 x 3,14 = 58,30  ton

## Tabel 1 Perhitungan  Daya Dukung dari SPT1
4.2 Daya  Dukung  Berdasarkan  Data  Uji Pembebanan (Loading Test ) 4.2.1 Metode Davisson
Gambar 2 Grafik Beban dengan penurunan

## Davisson
Dengan menggambarkan garis persamaan Q ult pada  kurva  beban  –  penurunan  dengan
menarik  garis  vertikal  kearah  atas  di perpotongan persamaan garis dan garis loading maka diperoleh Q ult = 685 ton.

## 4.2.2 Metode Mazurkiewicz
Gambar  3  Grafik  Beban  dengan penurunan  Mazurkiewicz (1972)
Dengan menggambarkan garis persamaan 45 pada kurva beban – penurunan dan kemudian menarik garis vertikal ke arahbawah maka diperoleh Q ult =718 ton

## 4.2.3 Metode Chin

## Gambar 4 Grafik Hubungan Perbandingan Penurunan dan Beban
Dari  persamaan  regresi  linier  pada  grafik hubungan hubungan perbandingan penurunan dan  beban  dengan  penurunan    maka  diperole Q ult =833 ton.
Studi Analisis Perilaku Daya Dukung Pondasi Tiang Bor dengan Menggunakan Uji Beban Statik dan Model Tanah Mohr Coloumb Pada Proyek Paragon Square Tangerang, Banten

## 4.3 Analisis Gaya Lateral
Berdasarkan Metode Broms, maka besar gaya yang bekerja pada arah lateral adalah sebagai berikut:
𝑇 = 𝐸𝐼 ƞ ℎ 5 𝑇 = (20,68𝑥10 6 )(0,0491) 12000 5 𝑇 = 2,43 𝐿 ≥ 4𝑇 22 ≥ 9,72 … 𝑜𝑘
(maka jenis tiang termasuk tiang panjang)

## a. Cek keruntuhan tanah akibat beban lateral
M max = ɤ dL 3 K p = (19)(1)(22 3 )(tg 2 (45 0 +24/2)) = 479.479,44 kNm
Berat sendiri tiang (W): W   = q = A. 𝛿 beton = (1/4)( 𝜋 )(D 2 ).30 = 23,55 kN/m
Jadi, M y = (1/8)(q)(L 2 ) = (1/8)(23,55)(22 2 ) = 1424,775 kNm ….(M max > M y )
Karena besarnya M max > M y (479.479,44 kNm > 1424,775 kNm), maka tidak terjadi keruntuhan tanah, sehingga gaya lateral ultimit ditentukan oleh kekuatan bahan tiang.
b. Cek  keruntuhan  tiang  akibat  momen  lentur maksimum tiang
H u = 2 𝑀𝑦 𝑒+2𝑓/3 H u = 2𝑥1424 ,775 0+(2𝑥0,1222  𝐻𝑢 𝑥 1 3 )
H u = 357,17 kN
H = 𝐻𝑢 3 = 357 ,17 3 H = 119,06 kN H = 11,906 ton
Berdasarkan metode Converse-Labarre, maka besarnya efisiensi kelompok tiang adalah sebagai berikut:
Eg = 1 – θ 𝑛҆−1 .𝑚 + 𝑚 −1 .𝑛҆ 90.𝑚 .𝑛҆ θ   = Arc tg 𝑑 𝑠 = Arc tg 100 130 = 37,596º
n’  = 2 ; m = 2 Eg = 1 – 37,596 2҆−1 .2+ 2−1 .2 90.2.2 .= 0,582 1 4.5 Pemodelan Elemen Hingga
Perhitungan  daya  dukung  tiang  yang dilakukan  dengan  pemodelan  Elemen  Hingga menggunakan  program  berbasis  numerik . Pada program  berbasis  numerik  tanah  dimodelkan dalam 12 lapisan tanah dan 1 pemodelan tiang bor dengan pembebanan yang dilakukan secara bertahap.
Berikut disajikan lapisan tanah serta parameter tanah untuk pemodelan elemen hingga:

## Tabel  2  Parameter  Tanah  Pada  Program Berbasis Numerik
Pemodelan  geometrik  yang  dilakukan terhadap  tanah  dan  tiang  bor  merupakan pemodelan axysimetris , yaitu model tanah yang menggambarkan seperempat dari kondisi yang sebenarnya  lalu  terdapat  2  pembagian  titik nodal  yaitu  penggunaan  6  titik  nodal  dan  15
titik nodal maka dipilih 15 titik nodal agar hasil penurunan  yang  diperoleh  mendekati  dengan kondisi  yang  ada  di  lapangan  serta  model tanah yang dipilih adalah model Mohr Coulomb dan selanjutnya dapat dilakukan pembentukan mesh ,  dimana  model mesh yang  dipilih  adalah model elemen segitiga.
Apabila  dihubungkan  kurva  beban  – penurunan antara yang dihasilkan dari Loading Test di  lapangan  dengan  kurva  beban  – penurunan  yang  dihasilkan  dari  Metode Elemen Hingga
ASTM,
maka akan menghasilkan  kurva seperti yang terlihat pada Gambar 5 sebagai berikut:
Gambar  5    Kurva  Hubungan  Beban  dan Penurunan antara Loadig Test dengan Metode Elemen Hingga (MEH)
Dari  Gambar  5.1  dapat  disimpulkan  bahwa penurunan  yang  terjadi  pada  waktu  diberikan pembebanan  yang  maksimal  terdapat  pada waktu  perhitungan  metode  elemen  hingga ASTM  hingga  mencapai  8,20  mm.  Akan  tetapi pada  saat  beban  maksimum  tersebut  di unloading ,  nilai rebound  elastic yang  dihasilkan pada waktu metode elemen hingga ASTM lebih kecil  dibandingkan  dengan  nilai rebound  elastic yang  dihasilkan  pada  waktu loading  test di lapangan.
Perbandingan besarnya penurunan yang terjadi antara  metode  elemen  hingga  ASTM  dengan loading  test di  lapangan  dapat  dilihat  pada Tabel 3 di bawah ini.
Tabel  3  Perbandingan  Hubungan  Beban  dan Penurunan  antara  Metode  Elemen Hingga dengan Hasil Loading Test di
Lapangan No Remark (%) Load (Ton) Penurunan Loading Test (mm) Penurunan MEH (mm) 1 0 0,00 0,00 0,00 2 25 87,50 0,60 0,60 3 50 175,00 1,21 1,33 4 25 87,50 0,95 0,73 5 0 0,00 0,18 0,13 6 50 175,00 1,17 1,33 7 75 262,50 1,92 2,26 8 100 350,00 2,74 3,31 9 75 262,50 2,48 2,72 10 50 175,00 2,11 2,12 11 0 0,00 0,39 0,71 12 50 175,00 1,43 1,90 13 100 350,00 2,77 3,33 14 125 437,50 3,67 4,46 15 150 525,00 4,77 5,62 16 125 437,50 4,74 5,03 17 100 350,00 4,16 4,43 18 50 175,00 3,27 3,03 19 0 0,00 0,72 1,35 20 50 175,00 1,83 2,54 21 100 350,00 3,24 3,96 22 150 525,00 4,88 5,70 23 200 700,00 8,12 8,20 24 150 525,00 7,25 6,99 25 100 350,00 5,92 5,59 26 50 175,00 4,35 3,94 27 0 0,00 1,69 1,93
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00
0 200 400 600 800 Pen u ru n a n (m m ) Beban (ton) MEH
Studi Analisis Perilaku Daya Dukung Pondasi Tiang Bor dengan Menggunakan Uji Beban Statik dan Model Tanah Mohr Coloumb Pada Proyek Paragon Square Tangerang, Banten
Hasil dari data yang diperoleh di lapangan pada  saat  pembebanan  vertikal  ( compressive Loading Test ) dimana saat pembebanan 200 % = 700  ton  t est  pile mengalami  penurunan  sebesar 8,12  mm  dan  jika  dimodelkan  dengan pemodelan  Elemen  Hingga  ASTM  penurunan yang  terjadi  sebesar  8,20  mm  dan  angka tersebut  tidak  melebihi  angka  keamanan menurut  ASTM  D-1143-81  prosedur Standard Loading  Test untuk  pondasi  tiang  yaitu  sebesar 25,4 mm
5.     Kesimpulan
Dari hasil penyelidikan tanah di lapangan, pemodelan Elemen Hingga dan hasil Loading Test dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut:
a. Daya  Dukung  Ultimit dari  titik  SPT1  pada bored  pile sepanjang  22  meter  diperoleh sebesar  617,09  ton  dan  pada  titik  SPT2 sebesar  637,10  ton.  Serta  berdasarkan  hasil daya  dukung Loading  Test nilai  daya dukung ultimit untuk 3 metode diantaranya  yang  menggunakan  metode Davisson  (685  Ton),  metode  Mazurkiewicz (718 Ton) dan metode Chin (833 Ton).
b. Dengan  menggunakan  Metode  Brom’s daya  dukung  lateral  pondasi  tiang  bor adalah 11,906 ton.
c. Dengan  menggunakan  metode Converse- Labare besarnya  efisiensi  tiang  kelompok adalah sebesar 0,582.
d. Pada waktu diberikan beban sebesar beban maksimum  (700  ton),  penurunan  yang lebih  besar  terdapat  pada  hasil  Pemodelan Elemen  Hingga  (MEH)  yaitu  sebesar  8,20 mm,  dibandingkan  dengan  penurunan yang  terjadi  hasil  dari Loading  Test di lapangan yaitu sebesar 8,12 mm.
e. Penurunan Permanen (plastis) yang terlihat pada  waktu  beban  maksimum    (200%) terbesar  terdapat  pada  hasil  Metode Elemen  Hingga  (MEH)  yaitu  sebesar  1,93 mm,  sedangkan  pada  hasil  Loading  Test diperoleh sebesar 1,69 mm.
f. Untuk Penurunan Rebound Maximum Elastic yang terlihat pada waktu beban maksimum (200%)  terbesar  terdapat  dalam  hasil Loading  Test yaitu  sebesar  6,43  mm,
sedangkan pada pemodelan elemen hingga diperoleh sebesar 6,27 mm.
g. Perbandingan  Hasil  Perhitungan  antara penggunaan  program  berbasis  empiris , Loading  Test dan  pemodelan  Elemen Hingga  untuk  penurunan  beban  bahwa semakin besar beban yang diberikan, maka penurunan beban akan semakin besar juga, seperti  terlihat  pada  waktu  pemberian beban  200%.  Pada  program  berbasis empiris  penurunan  yang  terjadi  pada  saat pembebanan  200%  adalah  sebesar  11,75 mm,  sedangkan  penurunan  yang  terjadi pada saat Loading Test di lapangan adalah sebesar  8,12  mm  serta  berdasarkan  hasil
Metode Elemen Hingga besarnya penurunan  pada  beban  maksimum  (200%) adalah 8,20 mm.
h. Masukkan  model  yang  digunakan  pada program  berbasis  numerik  hanya  dapat menggunakan  model  tanah Mohr  Coulomb . Hal  ini  disebabkan  karena  keterbatasan data  yang  diperoleh  dari  lapangan.  Model tanah  yang  digunakan  kurang  dapat memprediksi  tanah  di  sekitar  ting  bor karena tidak memiliki data laboratorium

## Daftar Pustaka
American Standart Test Method, 2010, Annual Book of ASTM Standart , Section Four Construction, Barr Harbor.
Das, B.M., 1999, Principle of Foundation Engineering, 4 nd Edition, PWS - KENT Publishing Company, Boston
Bowles, J.E., 1998, Analisis dan Desain Pondasi, Jilid 2 Edisi Keempat, Erlangga, Jakarta
Hardyatmo, H.C., 2010, Teknik Pondasi ,  jilid 1 dan 2, Penerbit Gramedia, Jakarta.
Hardyatmo, H.C., 2010, Mekanika Tanah , jilid 1 dan 2, Penerbit Gramedia, Jakarta.
Manual ALL PILE Version 6.5
Manual PLAXIS Version 8,2
Prakash,  S.H.,  &  Sharma,  D.,  1990, Pile Foundations  In    Engineering  Practice ,  John Willey dan Sons, Inc. Canada.
.