PERENCANAAN PONDASI TIANG PADA TANAH LEMPUNG

Transkripsi

1 Proeeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipil) ol. 5 Oktober 013 Bandung, 8-9 Oktober 013 ISSN: PERENCANAAN PONDASI TIANG PADA TANAH LEPUNG Nuryanto 1 Sri Wulandari 1, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perenanaan Universitas Gunadarma 1 nuryanto_n@student.gunadarma.a.id sri_wulandari.staff.gunadarma.a.id Abstrak Dalam setiap pembangunan suatu proyek konstruksi dibutuhkan perenanaan struktur yang kuat, aman, dan nyaman. Salah satu bagian bangunan untuk mendukung hal tersebut adalah pondasi. Perenanaan pondasi tiang harus dilakukan dengan teliti dan seermat mungkin. Setiap pondasi harus mampu mendukung beban sampai batas keamanan yang telah ditentukan, termasuk mendukung beban maksimum yang mungkin terjadi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merenanakan pondasi tiang dari tipe pondasinya, kedalaman dan dimensi, kapasitas dukung sampai peranangan struktur pondasi dari karakteristik tanah dan beban kolom. Karakteristik jenis tanah pada proyek pembangunan apartemen argonda Residenes III ini adalah tanah butir halus, dengan kedalaman tanah keras lebih dari 1 m. Perhitungan daya dukung ujung tiang dan daya dukung selimut tiang menggunakan metode Tomlinson. Perhitungan penurunan tiang tunggal menggunakan metode semi empiris dan penurunan kelompok tiang menggunakan metode empiris yang dikeluarkan oleh eyerhof. Penurunan pondasi tiang tersebut kemudian dibandingkan dengan hasil penurunan yang diperoleh dengan menggunakan program Plaxis. Penulangan pondasi mengau pada SNI tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung. Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh dimensi pondasi tiang bor dengan diameter 1 serta panjang tiang m. Daya dukung terbesar adalah sebesar 5,974 ton. Penurunan terbesar yang terjadi adalah sebesar 0,0 m. Sedangkan penurunan menggunakan menggunakan program Plaxis adalah sebesar 0,1 m. Terdapat perbedaan perhitungan sebesar 0,04 m antara manual dan Plaxis, dikarenakan keakuratan dalam pengolahan data. Pondasi menggunakan tulangan 5D0 untuk tulangan longitudinal dan D13 50 untuk tulangan geser. Tebal pile ap yang digunakan berukuran 1 m serta menggunakan tulangan antara D3 0 sampai D3 30. Kata kuni: pondasi tiang, daya dukung, penurunan pondasi. PENDAHULUAN Di daerah perkotaan, terutama di kota-kota besar di Indonesia, pertambahan penduduk sangat sulit untuk dibendung yang mengakibatkan kebutuhan akan lahan semakin meningkat. Seiring dengan pertambahan jumlah penduduk, kemajuan jaman maupun perkembangan pembangunan yang selanjutnya mengakibatkan semakin sempitnya lahan yang tersedia. Hal ini terjadi karena ketersediaan lahan yang ada tetap, sementara pertambahan penduduk maupun kebutuhan lahan untuk tempat tinggal maupun lokasi pembangunan yang tersedia semakin sempit yang mengakibatkan harga jual tanah menjadi mahal, sehingga dengan alasan efisiensi, maka kebanyakan struktur berupa gedung-gedung dibangun seara bertingkat. Perkem- T-10 Nuryanto & Wulandari, Perenanaan Pondasi Tiang

2 Proeeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipil) ol. 5 Oktober 013 Bandung, 8-9 Oktober 013 ISSN: bangan struktur bangunan gedung di kota umumnya dikembangkan ke arah vertikal. Seara umum pondasi tiang merupakan elemen struktur yang berfungsi meneruskan beban pada tanah, baik beban dalam arah vertikal maupun arah horizontal. Pemakaian pondasi tiang pada suatu bangunan, apabila tanah dasar dibawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung yang ukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya, atau apabila tanah keras yang mempunyai daya dukung yang ukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya tetapi letaknya sangat dalam. (Sardjono HS). Tujuan penulisan ini adalah untuk merenanakan pondasi dalam/pondasi tiang dengan menggunakan metodemetode yang disesuaikan dengan kondisi tanah. Untuk merenanakan desain pondasi tiang ini selain dengan menggunakan model tanah ohr Coulomb (Plaxis), juga dengan pendekatan seara statis atau perhitungan manual dengan menggunakan metode dari Tomlinson. ETODE PENELITIAN Perenanaan pondasi tiang merupakan suatu hal yang kompeks dan membutuhkan waktu yang lama. aka dari itu metode perenanaan harus membuat perenanaan pondasi tiang menjadi lebih mudah, epat dan efisien.. Pada diagram alir dibawah ini akan dijelaskan metode perenanaan pondasi tiang dengan menggunakan metode model tanah ohr Coulomb (Plaxis) dan metode statik. etode tomlinson etode Tomlinson adalah metode yang digunakan untuk perenanaan pondasi pada tanah kohesif berdasarkan nilai undrained shear strength (C u ) dari tanah lempung. Harga C u ini dapat diperoleh dari uji laboratorium triaxial dan korelasi dari uji lapangan seperti N- SPT maupun q sondir. odel tanah ohr Coulomb odel ohr Coulomb mengasumsikan perilaku tanah bersifat plastis sempurna, dengan menetapkan suatu nilai tegangan batas dimana pada titik tersebut tegangan tidak lagi dipengaruhi oleh regangan. Input parameter meliputi 5 buah parameter yaitu modulus Young (E), rasio Poisson (υ), kohesi (), sudut geser (ø), dan sudut dilatansi (Ψ). Pada pemodelan ohr-coulomb umumnya dianggap bahwa nilai E konstan untuk suatu kedalaman pada suatu jenis tanah, namun jika diinginkan adanya peningkatan nilai E per kedalaman tertentu disediakan input tambahan dalam program Plaxis (Brinkgreve, R.B.J PLAXIS D ersi 8). Nuryanto & Wulandari, Perenanaan Pondasi Tiang T-11

3 Proeeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipil) ol. 5 Oktober 013 Bandung, 8-9 Oktober 013 ISSN: ulai ulai Pengumpulan Data : 1. Data Tanah. Data Struktur Perenanaan Dimensi Pondasi dengan Persamaan atematis Data Geometrik Tanah & Pondasi Data Karakteristik Tanah & Pondasi enentukan Jaringan Elemen Hingga Daya Dukung Kondisi Awal (Initial Condition) Daya Dukung Ujung Tiang Daya Dukung Ultimit Daya Dukung Izin Penentuan Jumlah Tiang Efisiensi Kelompok Tiang Daya Dukung Selimut Tiang Tiang Run Program Output 1. Defleksi/Penuruna pondasi. Tegangan yang terjadi 3. Gaya yang timbul pada pondasi Selesai. (b) Penurunan Pondasi Tiang 1. Tunggal. Kelompok Daya Dukung Lateral Penulangan Pondasi Perenanaan Pile Cap Penulangan Pile Cap Selesai (a) Gambar 1 a) Diagram Alir Desain Pondasi Tiang dengan Cara anual b) Diagram Alir Desain Pondasi Tiang dengan Plaxis HASIL DAN PEBAHASAN Perhitungan Pondasi Tiang 1. Daya Dukung Pondasi Tiang Pada perhitungan daya dukung pondasi tiang ini menggunakan metode berdasarkan hasil uji laboratorium. enggunakan nilai undrain shear strength tanah di ujung tiang (C u ) yang disarankan oleh Tomlinson (1975). Berikut ini ontoh perhitungan daya dukung pondasi tiang berdasarkan data bore hole 1 titik C 7. Perhitungan daya dukung ujung tiang. Q p A p. N. ¼ π D ,7 ¼ 3,14 D. 105,3 8,1 D ton T-1 Nuryanto & Wulandari, Perenanaan Pondasi Tiang

4 Proeeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipil) ol. 5 Oktober 013 Bandung, 8-9 Oktober 013 ISSN: Perhitungan daya dukung selimut tiang untuk lapisan pertama dengan kedalman,5 m. Q s1 f. A s C u. α. π.d. L,1. 1,5. 3,14. D.,5 0,0 D ton Tabel 1. Daya Dukung Selimut Per Lapisan Lapisan Kedalaman (m) Daya Dkung Selimut (ton) 1 0-,5 0,0 D,5-7 53,99 D ,5 37,091 D 4 10,5-14 4,5 D ,10 D ,90 D Sumber : Hasil Perhitungan Jadi daya dukung selimut tiang total adalah, Q s Q s1 + Q s + Q s3 + Q s4 + Q s5 + Q s 0,0 D + 53,99 D + 37, ,5 D + 114,10 D + 183,90 D 474,533 D ton Perhitungan dimensi pondasi terhadap gaya kolom K mm x 400 mm sebesar 9,97 ton, dan karakteristik tanah pada bore hole 1 P Q p + Q s - W p 8,1 D + 474,533 D ¼. 3,14. D..,4 8,1 D + 474,533 D 41,448 D P 41,13 D + 474,533 D 9,97 41,13 D + 474,533 D D 0,94 m 1,7 meter Jadi, dalam perenanaan pondasi ini digunakan pondasi tiang bor dengan diameter 1 meter dari beban maksimum pada bore hole 1. Daya dukung ultimit pondasi tiang Q u Q p + Q s W p Q u 8,1 D + 474,533 D ¼. 3,14. D..,4 8, , , ,745 ton Q u Daya dukung Ijin pondasi tiang Qu Qa SF 515,745 0,98 ton,5 Jumlah pondasi tiang P 495,490 n n 3 0,98 Q a. Perhitungan Penurunan Pondasi (Settlement) a. Penurunan sepanjang tiang (s 1 ) ( Qp + ξ. Qs ). L s1 Ap. E p ( 8,1+ 0,5.474,533). 0, ,00374 m b. Penurunan tiang akibat beban pada ujung tiang (s ) qb. D s ( 1 μs ) I wp Es 105,3.1 (1 0,3 ). 0,88 109,1 0,0399 m. Penurunan tiang akibat beban yang diteruskan sepanjang tiang (s 3 ) Qs D s3 ( 1 μs ). I ws pl Es 474,53 1 ( 1 0,3 ).3,4 3, ,1 0,01 m Nuryanto & Wulandari, Perenanaan Pondasi Tiang T-13

5 Proeeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipil) ol. 5 Oktober 013 Bandung, 8-9 Oktober 013 ISSN: d. Penurunan kelompok tiang 0,17. Br. qe'. I Bg / Br δ σ r. N0' 0,17. 0,3. 30,98. 0,5 3,5/ 0,3 9,7. 0 0,00 m Setelah nilai dan diketahui, maka nilai dan pada pondasi dapat diperoleh dengan melihat grafik-grafik pada Gambar dan Gambar Perhitungan Daya Dukung Tiang Terhadap Beban Lateral Perhitungan beban lateral yang digunakan dalam penulisan ini adalah dengan metode Evans and Dunan s (198). a. Daya dukung lateral tiang tunggal Diketahui: λ 1, untuk tanah lempung dan pasir B 39,370 in E 3,37E+0 R 1 1 ε 50 0,001, untuk tanah lempung u,35 lb/in Untuk tanah berbutir halus maka, σ p 4,. u 4,.,35 9,934 lb/in λ. B 3, lb σ p. E. R1. E R1 ( ε ) 9, ,370.3, , ,5.10 lb.in m 50 n 0,83 ( 0,001) Sumber 0, : Evans and Dunan (198) Dengan memasukkan nilai defleksi tiang m σ p n sebesar 0,5 in, maka diperoleh nilai y... 1 ( 50 ). t /B λ B E R ε E R1 0,0035. Nilai tersebut kemudian di plot ke Gambar 1 dan Gambar sehingga 0,4 9,934 0, ,370. 3, ( 0,001) 3, diperoleh nilai / 0,005 dan nilai / 0, Gambar. Shear Load vs Lateral Defletion Curves for Free-head Condition in Cohesive Soil Sumber : Evans and Dunan (198) Gambar 3. Shear Load vs aximum oment Curves for Free-head Condition in Cohesive Soil T-14 Nuryanto & Wulandari, Perenanaan Pondasi Tiang

6 Proeeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipil) ol. 5 Oktober 013 Bandung, 8-9 Oktober 013 ISSN: aka, 0,005 0,005.3, , lb 9,98ton 0,005 0,010.1, , ,33ton lb 9 dan Daya dukung lateral kelompok tiang dapat diperoleh melalui persamaan, n g Jumlah tiang pada kelompok tiang n 3 buah Daya dukung lateral tiang tunggal 9,98 ton n. g 3. 9,98 9,905 ton Gambar 4. Output Deformation Sumber : Hasil keluaran plaxis Pada Gambar 4, terlihat bahwa penurunan yang terjadi akibat beban vertikal sebesar 30,41 kn adalah sebesar 0,05841 m 5,841 m. Penurunan yang terjadi akibat pembebanan juga dapat dilihat pada jendela Plaxis Curves berikut ini. Untuk pengaruh momen dalam kelompok tiang, dapat diperoleh melalui persamaan, g Pi. ri P. r + P. r + P. r ( 1 1) ( ) ( 3 3) ( 0,98.1,44 ) + ( 0,98.1,44) + ( 0,98.1,44) 893,373 ton.m 4. Analisis Pondasi Tiang Dengan Plaxis enggunakan Pemodelan Tanah ohr-coulomb. Analisis dengan program Plaxis digunakan untuk mendapatkan nilai deformasi (penurunan) pondasi tiangrakit yang terjadi akibat beban yang bekerja pada pondasi tersebut. Selain itu, dapat pula diperoleh tegangan-tegangan yang terjadi akibat beban tersebut dan gaya-gaya yang timbul pada pondasi. Gambar 5. Grafik Penurunan vs Beban Sumber : Hasil keluaran plaxis Gambar 5 menunjukkan hubungan antara penurunan dan pembebanan, semakin bertambah beban yang bekerja pada pondasi, maka penurunannya akan semakin besar. SIPULAN DAN SARAN Simpulan Berdasarkan hasil peranangan dan analisis yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan, 1. Dari hasil perhitungan, diperoleh desain dimensi pondasi tiang dengan diameter 1 meter dan panjang tiang Nuryanto & Wulandari, Perenanaan Pondasi Tiang T-15

7 Proeeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipil) ol. 5 Oktober 013 Bandung, 8-9 Oktober 013 ISSN: meter, dengan daya dukung pondasi tiang bor sebesar 0,98 ton sampai 59,74 ton. Penurunan pondasi tiang bor tunggal sebesar 0,058 meter sampai 0,117 meter. Sedangkan untuk penurunan kelompok tiang diperoleh penurunan terbesar sebesar 0,0117 meter.. Hasil perhitungan dengan menggunakan program Plaxis, diperoleh penurunan pondasi tiang bor sebesar 0,0584 meter sampai 0,115 meter. Terdapat perbedaan hasil perhitungan penurunan pondasi dengan ara manual dan hasil hitungan Plaxis sebesar % sampai 33 %. Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh daya dukung lateral tiang bor sebesar 9,98 ton sampai 19,47 ton. Defleksi yang terjadi akibat beban lateral adalah sebesar ¼ inh atau 0,0035 meter. 3. Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh dimensi pile ap yang bervariasi pada setiap titik pondasi yaitu dengan panjang dan lebar antara meter sampai 5,5 meter dengan tebal pile ap 1 meter. Saran Program yang digunakan sebaiknya di pahami terlebih dahulu agar lebih mudah menganalisa. Dalam pengujian laboratorium sebaiknya dilakukan sampai kedalaman pondasi yang direnanakan, agar data karakteristik tanah yang didapat lebih akurat. DAFTAR PUSTAKA Brinkgreve, R.B.J PLAXIS D ersi 8. Belanda: Penerbit PLAXIS b.v. Dunan, J.. and Evans. L.T Simplified analysis of laterally loaded piles. University of California: Department of Civil Engineering. eyerhof, G.G Bearing apaity and settlement of pile foundation, Jurnal of Geotehnial Engineering Division, Proeedings, ASCE, v. 10, no. GT3, pp Sardjono, H.S Pondasi tiang panang II, Surabaya: Sinar Wijaya. Tomlinson,.J Pile design and onstrution pratie. London: A iewpoint Publiation. T-1 Nuryanto & Wulandari, Perenanaan Pondasi Tiang