Materi Kuliah Rekayasa Pondasi II-Deep Foundation

Waspada terhadap bencana gempa, tsunami, banjir, longsor, letusan gunung berapi !!!

Minggu, 07 November 2010

Solusi Amblasan Tanah Jl. Marthadinata

Prof Mansyur :

Settlement atau amblesan atau penurunan konsolidasi terjadi 5-10cm pertahun di pantura Jawa dr jakarta-Surabaya, atau penurunan 1-2 mm/minggu sehingga prosesnya pelan-pelan, sementara yg terjadi di lapangan mendadak dan turunnya badan jalan sampai 7m

Fabian J. Manoppo :
Secara teori proses penurunan tanah dilihat dari SOIL WATER CHARACTERISTIC CURVE (SWCC) maka Permanent Wilting Point hanya sampai pada matric Potensial Presure 1500 kPa atau setara dengan penurunan h = 15.330cm inipun hanya terjadi pada Agronomic Plants Soil sehingga berdasar informasi diatas maka ada kemungkinan masalah lain selain Slope Stability seperti :

1.Perobahan Water Table akibat Well Pump/sumur pompa explorasi air tanah secara berlebihan oleh Industri dan masayarakat yg telah menggangu kantong2 unconfined Aquiver sehingga tanah mengalami penurunan/amblasan yg dalam

2.Perobahan Water Table akibat Infiltrasi air hujan sehingga terjadi Hydrostatic Potential yg besar dari sekitar area jalan perlu dicek apakah ada kolam,telaga,sungai dll (Lihat Video Contoh Infiltrasi akibat curah hujan normal/Constant Flux = 5.64cm/hour dgn pemodelan L slope = 100cm dan H slope = 50cm kemiringan 60 jenis tanah Loamy Sand RUN 10 jam dengan program Hydrus 2D/3D Tejadi kenaikan Water Table warna merah dan kuning ) jadi kalau hanya gerusan atau erosi sehingga terjadi SLOPE FAILURE masih kurang pengaruh dibandingkan dengan Infiltrasi of soil yg besar.

3.Akibat explorasi air tanah pada kantong2 aquiver yg berlebihan maka akan terjadi Intrusi Air laut mengandung Chlorinate ataupun pencemaran bahan kimia dari pabrik2 disekitar sehingga terjadi SOLUTE TRANSPORT (Lihat Video Solute Transport Contoh dari Program Hydrus 2D/3D) dalam tanah.Beberapa penelitian saya pengaruh kimia dapat menurunkan Daya Dukung Tanah.

Saran:
Selain Physically and Mechanically properties of Soil test juga perlu dilakukan beberapa test lainnya untuk kemungkinan terjadinya penyebab lain, selain SLOPE FAILURE sbb:

1.Pizometer test untuk mengetahui apakah ada kemungkin terjadi Hydrostatic Potential yg begitu besar sehingga terjadi Transient Water Flow sekaligus mengukur posisi water table disekitar area Subsidence seperti Kolam Resapan, Sungai, tambak ikan dll

2.Time Domain Reflectometer Modified by Dr.Ito untuk dapat mengukur lokasi saltwater - fresh water interface cara lain dengan mengukur kualitas air saat uji Pizometer untuk menjaga kemungkinan pengaruh Salt Water (chlorinated) dan juga pengaruh pencemaran dari limbah industri pada daya dukung tanah dalam beberapa penelitian saya pengaruh bahan kimia dapat menurunkan daya dukung tanah.

3. Perlu data geologi untuk mengetahui kondisi aquiver dilokasi apakah Unconfined Aquiver atau Confined Aquiver jika settlement berlangsung terus menerus maka ada proses pumping of well water has lead to a cone of depression in the water table

4. Perlu pemeriksaan jumlah pengguna WELL PUMP disektar area lokasi dan di cocokkan dengan data GEOLOGI dilokasi mengenai posisi Aquiver untuk mendapat kepastian tidak ada pengaruh akibat explorasi air tanah yg berlebihan

Fabian J Manoppo

From: andi kartawiria
To: forum geoteknik indonesia
Sent: Mon, September 20, 2010 6:44:57 PM
Subject: [forum-geoteknik-indonesia] catatan prof. masyhur jilid 2

Teman2 ysh., berikut ini adalah tulisan prof. masyhur mengenai kasus longsornya jalan martadinata jakarta yang saya ambil atas seijin beliau dari facebook beliau, semoga bermanfaat.

Salam,
AK
Tinjauan Teknis Kasus Pergerakan Badan Jalan di Jalan Martadinata Jakarta
by Masyhur Irsyam on Monday, September 20, 2010 at 6:37am

Para Facebookers, berikut adalah tinjauan teknis kasus pergerakan badan jalan di jalan Martadinata yang saya ambil dari materi wawancara saya dengan RCTI reporter Bandung (16 September 2010), TransTV (17 September 2010), dll. Semoga informasi ini dapat bermanfaat dan menenangkan para Facebookers:

Ada 4 pertanyaan mendasar:

1. Mekanisme apa yg sebenernya terjadi di lapangan, apakah settlement/amblesan/penurunan konsolidasi atau kelongsoran
2. Apa kemungkinan penyebabnya
3. Apa pengaruhnya terhadap kondisi yang ada sekarang
4. Apa rekomendasi action plan dan solusinya

Data dan informasi yang saya dapatkan untuk memberikan komentar teknis ini:

a. Foto-foto dari media massa.

b. Fakta bahwa timbunan badan jalan berada di Pantura Jakarta yang umumnya tanah dasarnya adalah tanah sangat lunak dng ketebalan sampai 20m.

c. Informasi bahwa jalan yg rusak ini sudah digunakan sejak 30th yang lalu dan dilakukan penambahan perkerasan jalan setahun yang lalu.

d. Pada tanggal 16 September 2010 badan jalan dan plat beton jalan bergerak kebawah sedalam 7m.

Apabila ada informasi baru yang berbeda, ada kemungkinan komentar teknis ini perlu direvisi.

1. Mekanisme apa yg sebenarnya terjadi di lapangan, apakah settelement atau kelongsoran?

Settlement atau amblesan atau penurunan konsolidasi terjadi 5-10cm pertahun di pantura Jawa dr jakarta-Surabaya, atau penurunan 1-2 mm/minggu sehingga prosesnya pelan-pelan, sementara yg terjadi di lapangan mendadak dan turunnya badan jalan sampai 7m. Selanjutnya, dengan terjadi konsolidasi, maka tanah sangat lunak dibawah timbunan jalan akan memadat dan kekuatan geser-nya akan meningkat, artinya kalau tidak ada penyebab lain maka timbunan diatas tanah lunak semakin lama akan semakin stabil yang ditandai dengan terjadinya settlement konsolidasi akibat beban timbunan. Jadi dapat disimpulkan bahwa penyebabnya bukan settlement konsolidasi tetapi yang terjadi adalah kelongsoran. Penurunan konsolidasi tanah memang terjadi di Jakarta Utara, tapi tidak ada hubungannya dengan kelongsoran di jalan Martadinata ini.

2. Apa kemungkinan penyebabnya?

Dengan terjadinya konsolidasi, tanah sangat lunak akan turun 5-10cm/thn, akan memadat dan kekuatan geser-nya semakin lama akan semakin meningkat, atau dalam istilah geoteknik disebut “Drained Condition”, jadi kalau tidak ada penyebab lain maka semakin lama timbunan badan jalan diatas tanah lunak akan semakin stabil. Kenyataannya terjadi kelongsoran, sehingga kemungkinan lain tersebut diantaranya berupa:

1. Beban lalu-lintas yang besar
2. Pasang-surut dan rapid-draw down
3. Perubahan geometri lereng jalan

Beban lalu-lintas yang besar:

Saat kelongsoran terjadi, kondisi traffik tidak pada beban puncak yaitu tidak pada waktu tronton-tronton besar lewat atau pada waktu full live load, jadi bukan akibat beban luar atau bukan akibat beban traffik.

Pasang surut dan rapid-draw-down:

Rapi-draw-down terjadi setelah muka air laut yang tinggi kemudian diikuti dengan surut yang mendadak, ini kemungkinan bisa memberi kontribusi. Pasang-surut yang cepat dapat menyebabkan terjadinya rapid-draw-down (perbedaan tinggi air di dalam badan dan diluar badan timbunan jalan) dan juga erosi (piping) butir-butir tanah dibawah pavement jalan, ditambah lagi apabila ada drainase yang kurang baik, meskipun demikian, kontribusinya kemungkinan tidak besar mengingat pasang-surut (dan efeknya) sudah terjadi sejak 30 tahun yang lalu sepanjang umur jalan.

Perubahan geometri lereng jalan:

Kemungkinan penyebab yang lain adalah adanya perubahan geometri lereng yang menjadikan lereng badan jalan makin tajam atau tanah dibawah kaki lereng menjadi semakin dalam. Perubahan geometri lereng ini kemungkinan memberi kontribusi paling besar dalam menurunkan safety factor hingga lebih kecil dari 1.0. Hal ini juga sejalan dengan pengalaman sebelumnya oleh penulis dalam menangani kasus-kasus serupa. Perubahan geometri lereng bisa diakibatkan oleh gerusan air sungai, erosi, ataupun akibat adanya aktifitas penggalian atau pengerukan. Pengalaman penulis, kalau penyebabnya adalah gerusan sungai, maka umumnya terjadi pada sisi luar daerah belokan sungai. Kalau penyebabnya adalah penggalian atau pengerukan, maka aktifitas penggalian atau pengerukan jaraknya bisa cukup jauh dari lokasi kelongsoran karena rendahnya kuat geser tanah lunak yang perilakunya mirip seperti fluida.

Kepastian penyebab kontribusi kelongsoran ini baru dapat diperoleh setelah terkumpul data teknis dan perhitungan stabilitas lereng yang lengkap.

3. Apa pengaruhnya terhadap kondisi yang ada disekitar lokasi yang bermasalah

Umunya berdasarkan pengalaman penulis menangani kasus serupa ini, daerah kelongsoran seperti ini akan melebar karena tanah masih dalam proses mencari keseimbangan baru. Lereng sisa yang terjal saat ini biasanya akan melandai dan diikuti oleh kelongsoran yang membesar. Sehingga perlu diantisipasi potensi melebarnya bidang kelongsoran yang bisa membahayakan pengguna jalan maupun orang disekitar lokasi kelongsoran.

4. Apa rekomendasi action plan dan solusinya

(a) Mengunpulkan data teknis dengan melakukan penyelidikan tanah dan bathimetri untuk mengetahui profil permukaan tanah dan profil kekuatan geser tanah, as-built drawing, dan informasi tentang aktifitas-aktifitas yang dapat merubah geometri lereng sebagaimana disebutkan diatas disekitar lokasi dalam beberapa bulan terakhir ini guna input untuk perhitungan.

(b) Setelah mendapatkan data teknis, melakukan perhitungan back-calculated untuk memastikan penyebab kelongsoran, memberikan solusi, dan mengantisipasi kejadian yang serupa dikemudian hari.

(c) Disarankan agar setengah jalan yang masih digunakan saat ini ditutup atau segera diperkuat spy kelongsoran tidak melebar.

(d) Untuk di daerah yang longsor, salah satu alternatif yang paling cepat dan secara geoteknik handal adalah dengan menggunakan konstruksi slab-on-pile seperti jembatan di jalan toll cengkareng, disamping masih banyak alternatif lain yang tersedia.

(e) Memperkuat lereng-lereng disekitar lokasi kelongsoran yang diperkirakan kondisinya juga sudah cukup kritis, misalnya dengan memasang turap.

(f) Kedepan harus dicegah gerusan, erosi ataupun pengerukan yang dapat menyebabkan ketidakstabilan lereng jalan

Bandung, 16-17 September 2010
Prof Masyhur Irsyam, PhD
Ahli Geoteknik Utama
Member ISSMGE (International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering)
Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan ITB

hitung kedalaman tiang pancang yang telah terpasang

Re: mohon sedikit arahan Pak,
From: Fabian J Manoppo
To: Febriandini Sari

Dear,Ibu Dini
Maaf walaupun jam terbang saya untuk pekerjaan Tiang Pancang dilapangan masih kurang tapi saya coba sedikit menjawab pertanyaan ibu :

Ibu Dini > dokumen kalendering Pak, apakah dari dokumen tersebut dapat kita hitung kedalaman tiang pancang yang telah terpasang

Fabian>Kalau Kalendring biasa yg digunakan dilapangan menggunakan kertas milimeter dengan Hammer dan menggunakan rumus dinamis spt Hyley formula dkk sepertinya tidak bisa mengukur panjang tiang karena yg terecord hanya jumlah pukulan dan kedalaman tiang pada jarak tertentu dan jenis/kecepatan hammer kecuali model kalendering yg lain diluar pengetahuan saya.

Bisa mungkin tapi kita harus merecord data lain untuk digunakan pada Wave Equation dll (saya blum pernah mencoba Prof Mansyur ahlinya)

Untuk mengukur Panjang Pile ini ada beberapa Apparatus di

http://www.piletest.com/?gclid=CPrgxYDb76QCFQMdbgodeQH5Lg

yakni CHUM dan PET saya kurang tau apakah ini juga bisa merecord jumlah pile yg sudah terpasang selain melihat pada gambar.

demikian sedikit komentar saya maaf kalu kurang optimal dengan alasan diatas.

Fabian J Manoppo

From: Febriandini Sari
To: fabian_jm@yahoo.com
Sent: Mon, October 25, 2010 6:51:11 PM
Subject: mohon sedikit arahan Pak,

Selamat pagi Bp. Dr. Fabian, nama saya dini. apa kabar Pak? mohon maaf sebelumnya, alamat email ini saya dapatkan dari blog yang Bapak asuh. jika bapak tidak keberatan, ada yang ingin saya ketahui mengenai dokumen kalendering Pak, apakah dari dokumen tersebut dapat kita hitung kedalaman tiang pancang yang telah terpasang. jika iya, bagaimana simulasinya Pak? jika tidak, bagaimana cara kita mengetahui berapa banyak tiang pancang yang telah terpasang pada suatu bangunan selain merujuk pada as built drawing? mohon arahannya Pak Dr. Fabian.. sebelumnya saya ucapkan terimakasih.

dini

Senin, 27 September 2010

SILABUS

MATERI I. Pendahuluan
I.1. Sejarah Singkat Pemakaian Pondasi Tiang Pancang ……………….. 1
I.2. Penggunaan Tiang Pancang ……………………... 1
MATERI II. Karakteristik Tiang Pancang
II.1. Pengertian Tiang Pancang
II.2. Material yang Digunakan ………………………
II.3. Cara Pemancangan Tiang Pancang
II.4. Perilaku Tiang Pancang
II.5. Posisi Pemancangan Tiang Pancang
MATERI III. Teori Dasar Analisa Pondasi Tiang Pancang
III.1. Teori Keruntuhan
III.2. Teori Elastis
III.3. Adanya Perbedaan Lapisan Tanah
III.4. Cara Pemodelan
MATERI IV. Analisa Daya Dukung Maksimum Tiang Pancang Tunggal Vertikal
Akibat Beban Vertikal
IV.1. Tanah Lempung
a. Rumus Umum
b. Teori Meyerhof
c. Teori Vesic
d. Teori Jambu
e. Teori Vijayvergiya dan Focht / Teori 
f. Teori Tomlinson / Teori 
g. Teori Bersama / Teori 
IV.2. Tanah Pasir
a. Rumus Umum
b. Teori Meyerhof
c. Teori Vesic
d. Teori Jambu
e. Teori Vijayvergiya dan Focht / Teori 
f. Teori Tomlinson / Teori 
g. Teori Bersama / Teori 
MATERI V. Analisa Kapasitas Dukung Tiang Pancang Tunggal Vertikal
Akibat Beban Horisontal
V.1. Tanah Lempung
a. Teori Elastis
b. Teori Meyerhof
c. Teori Broms
V.2. Tanah Pasir
a. Teori Elastis
b. Teori Meyerhof
c. Teori Broms
MATERI VI. Analisa Kapasitas Dukung Tiang Pancang Tunggal Vertikal
Akibat Beban Miring
VI.1. Tanah Lempung
a. Teori Meyerhof dan Ranjan
b. Teori Sastri, Koumoto dan Manoppo
VI.2. Tanah Pasir
a. Teori Myerhof dan Ranjan
b. Teori Sastri, Koumoto dan Manoppo
MATERI VII. Analisa Kapasitas Dukung Tiang Pancang Tunggal Miring
(Single Batter Pile) Akibat Beban Horizontal
VII.1. Tiang Pancang Tunggal Miring Positif
VII.2. Tiang Pancang Tunggal Miring Negatif
MATERI VIII. Analisa Defleksi Tiang Pancang Tunggal Vertikal
VIII. 1. Ditanah Lempung
VIII. 2. Ditanah Pasir
MATERI IX. Analisa Bending Momen Tiang Pancang Tunggal Vertikal
IX.1. Tanah Lempung
IX.2. Tanah Pasir
MATERI X. Analisa Kapasitas Dukung Maksimum Tiang Pancang Grup
Akibat Beban Vertikal
X.1. Efisiensi
X.2. Jarak Antar Tiang Pancang
X.3. Analisa Kapasitas Dukung Tiang Pancang Grup di Tanah Lempung
X.4. Analisa Kapasitas Dukung Tiang Pancang Grup di Tanah Pasir
MATERI XI. Analisa Kapasitas Dukung Maksimum Tiang Pancang Grup
Akibat Beban Horisontal
XI.1. Tanah Lempung
XI.2. Tanah Pasir
MATERI XII. Analisa Penurunan Tiang Pancang Grup
( Analysis Settlement of Piles Group )
MATERI XIII. Analisa Daya Dukung Tiang Pancang dengan Menggunakan Data
Pemeriksaan Lapangan
1. Data Sondir (Ducth Cone Penetrometer)
2. Data SPT (Standart Penetration Test)
3. Data Uji Beban Statis
- Pembebanan manual
- Pengujian dengan O’Cell Test
4. Data Uji Beban Dinamis
- Pile Driving Analysis (PDA) Test
- Driving Equiment (Peralatan Pemancangan)
MATERI XIII - XVI - KULIAH LAPANGAN

Kamis, 15 Juli 2010

Kuliah I - Dasar dasar Pondasi Tiang Pancang

I.1. Sejarah Singkat Pemakaian Pondasi Tiang Pancang

Konstruksi Pondasi Tiang Pancang di kenal sudah sejak jaman lampau, hal ini dapat dilihat di Eropa pada jaman prasejarah di danau Dwellers dimana mereka membangun rumah dengan menggunakan tiang yang dipancang didasar danau yang mempunyai kondisi tanah yang jelek. Demikian juga orang orang Mesir jaman lampau membangun monumen terbuat dari tumbukan batu (Mats of Stone) yang bertumpu pada batu karang, dua belas ribuh tahun yang lalu kebiasaan bangsa Switzerland membangun rumah mereka diatas sungai. Perkembangan selanjutnya dari pondasi tiang pancang dengan adanya berita mengenai Tiang Pancang dan Pemancangannya (Piles and Pile Driving), yang diterbitkan oleh Wellington mengenai berita berita keteknikan (Engineering News) pada tahun 1893 dimana pada saat ini rumus rumus keteknikan mengenai tiang pancang mulai diperkenalkan. Sejak saat ini sampai sekarang perkembangan menyangkut teori teori baru yang didasarkan dari pengalaman pengalaman dilapangan mengenai pondasi tiang pancang telah banyak dipublikasikan dalam laporan laporan ilmiah, seminar dan lain lain khususnya dalam menganalisa kemampuan tiang pancang dalam memikul beban.

I.2. Penggunaan Pondasi Tiang Pancang

Pondasi tiang pancang biasanya digunakan pada bangunan bangunan Teknik Sipil seperti Gedung Bertingkat Tinggi (High Large Building), Menara menara (Towers), Jembatan (Bridge), Dermaga / Pelabuhan (Quaiwalls), Bangunan Lepas Pantai (Offshore Structures) dll.


II.1. Pengertian Pondasi Tiang Pancang

Menurut Pemindahan Beban Pondasi Tiang Pancang dapat dibedakan menjadi 3 bagian yaitu :

  1. Tiang Pancang Tahanan Ujung (End Bearing Pile)
  2. Tiang Pancang Tahanan Samping (Friction Pile)
  3. Gabungan Tiang Pancang Tahanan Ujung dan Tiang Pancang Tahanan Samping.

Pondasi pada umumnya dapat dibedakan dalam 2 Jenis yakni :


II.1.1. Pondasi Dangkal (Shallow Foundation) yang dapat di lihat dari nilai perbandingan D/B Lebih Kecil 1 dimana D adalah Kedalaman Pondasi dan B adalah Lebar / Diameter dari Pondasi.

II.1.2. Pondasi Dalam (Deep Foundation) dimana nilai D/B Lebih Besar 4.

Pondasi Tiang pancang adalah jenis Pondasi Dalam (Deep Foundation) dimana penggunaannya dengan mempertimbangkan beberapa kondisi sebagai berikut :

a. Pada saat tanah dibawah struktur mengalami kompresibilitas yang tinggi dimana tanah tersebut tidak mampu menahan beban yang dipindahkan dari struktur diatasnya, jadi dengan kata lain Pondasi Tiang Pancang di gunakan untuk memindahkan beban beban yang bekerja pada struktur diatasnya sampai pada lapisan tanah yang keras atau biasa disebut Tiang Pancang Tahanan Ujung (End Bearing Pile Resistance) seperti pada Gambar 1a. Namun apabila lapisan tanah yang keras masih terlalu jauh kedalam sehingga panjang Pondasi Tiang Pancang tidak memungkin lagi untuk digunakan maka beban beban yang bekerja dapat dipikul oleh tahanan samping dari Pondasi Tiang Pancang atau disebut dengan Pondasi Tiang Pancang Tahanan Samping (Friction Piles Resistance) seperti pada Gambar 1b.

b. Apabila struktur diatas menerima beban horizontal maka Pondasi Tiang Pancang akan lebih mampu memikul beban horizontal sekaligus memikul beban vertikal dibandingkan dengan pondasi dangkal. Beban horizontal ini biasanya banyak terjadi pada bangunan bangunan bertingkat tinggi serta bangunan bangunan lepas pantai yang menerima beban beban angin dan gelombang seperti pada Gambar 1c.

c. Apabila tanah dibawah struktur mempunyai sifat expansive atau swelling (Tanah expansive atau swelling adalah tanah yang akibat terjadi perubahan kadar air maka akan terjadi perubahan secara cepat baik pada sifat sifat fisik daripada tanah seperti Indeks Plastis, Plastis Limit demikian juga pada sifat sifat mekanis daripada tanah seperti Kuat Geser Tanah )sampai pada kedalaman yang tidak memungkinkan lagi untuk penggunaan pondasi dangkal sehingga di gunakanlah Pondasi Tiang Pancang dimana dengan Pondasi Tiang Pancang kita dapat mendesain sampai kedalaman melewati areal tanah expansive atau swelling tersebut seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 1d.

d. Pada bangunan bangunan seperti towers (menara menara), offshore structure (bangunan lepas pantai) yang sering mengalami gaya angkat keatas (uplift force) maka Pondasi Tiang Pancang akan lebih mampu menahan beban tersebut daripada Pondasi Dangkal seperti dalam Gambar 1e.

e. Struktur bangunan jembatan seperti pada Abutment dan Piers seringkali mengalami masalah pengerusan (scouring) oleh karena arus air yang kuat pada areal sekitar pondasi sampai pada kedalaman yang cukup dalam sehingga apabila digunakan Pondasi Dangkal maka akan terjadi kegagalan struktur sementara Pondasi Tiang Pancang akan lebih baik untuk kondisi ini seperti dalam Gambar 1f.