PENERAPAN METODE ANALISIS LENDUTAN PELAT TERPAKU PADA MODEL SKALA PENUH DAN KOMPARASI DENGAN UJI PEMBEBANAN (274G)

Transkripsi

1 PENERPN METODE NLISIS LENDUTN PELT TERPKU PD MODEL SKL PENUH DN KOMPRSI DENGN UJI PEMBEBNN (274G) na Puri 1, Hary C. Hardiyatmo 2, Bambang Suhendro 2, dan hmadrifa i 2 1 Juruan Teknik Sipil, Univerita Ilam Riau (UIR), Jl. Kaharuddin Naution 113 Pekanbaru Kandidat Doktoral Teknik Sipil, Univerita Gadjah Mada, Yogyakarta anapuri@yahoo.com 2 Juruan Teknik Sipil dan Lingkungan, Univerita Gadjah Mada, Jl. Grafika 2 Komplek UGM, Bulak Sumur, Yogyakarta 55281, harychritady@yahoo.com; bbuhendro@yahoo.com; ahmad.rifai@tipil.ugm.ac.id BSTRK Sitem Pelat Terpaku bukanlah metode perbaikan tanah melainkan alah atu alternatif metode meningkatkan kinerja perkeraan kaku pada tanah lunak. Tiang-tiang yang dipaang di bawah pelat berfungi ebagai pengaku pelat ehingga beban dapat diebar lebih lua ke tanah lunak. Selain itu, tiang berfungi pula ebagai angkur yang akan membuat pelat tetap kontak dengan tanah ehingga pumping dapat dihindari dan durabilita perkeraan menjadi lebih panjang. Pada makalah ini diajikan perhitungan emi-manual pada perencanaan kala penuh Pelat Terpaku dan elanjutnya divalidaikan dengan hail uji pembebanan. Untuk menghitung lendutan pelat digunakan teori balok di ata fondai elati dengan menggunakan modulu reaki ubgrade ekivalen. Hail hitungan lendutan ini dibandingkan dengan hitungan metode elemen hingga dan pengamatan. Dapat diimpulkan bahwa metode penentuan tambahan modulu reaki ubgrade dan modulu reaki ubgrade ekivalen dapat digunakan untuk perencanaan Pelat Terpaku dengan hail deain pada zona aman, lebih prakti dalam penggunaannya, dan tidak memakan banyak waktu. Kata kunci: Pelat Terpaku, lendutan, modulu reaki ubgrade 1. PENDHULUN Sitem Pelat Terpaku (Nailed-lab Sytem) merupakan alah atu alternatif olui untuk mengatai permaalahan kontruki jalan yang melalui tanah lunak. Sitem ini terdiri ata pelat beton bertulang dan tiang-tiang mikro yang dipaang di bawah pelat terebut. Hubungan pelat dan tiang dibuat monolit. Pada bagian kedua ujung pelat dapat pula diperkuat dengan pelat koperan (vertical concrete wall barrier) yang fungi utamanya untuk mereduki lendutan akibat beban di pinggir perkeraan. Sitem ini direkomendaikan menggunakan pile cap tipi (tebal 12 cm hingga 25 cm), dan penggunaan pile cap tipi akan menguntungkan bagi tanah lunak (Hardiyatmo dan Suhendro, 2003). Tiang-tiang mikro pendek (hort micropile) berdiameter 12 cm 20 cm dengan panjang 1,0 m 1,5 m, dan jarak antar tiang berkiar antara 1 m 2 m (Hardiyatmo, 2008). Jadi pelat terebut berfungi ganda yaitu ebagai truktur perkeraan ekaligu ebagai pile cap. Tipikal kontruki Sitem Pelat Terpaku eperti Gambar 1. Tiangtiang dipaang berbari pada arah lebar dan panjang jalan (Gambar 1a). Tiang-tiang terebut berada di bawah pelat beton bertulang dan hubungan pelat dan tiang dibuat monolit (Gambar 1b). Sejumlah tudi tentang item ini meliputi tudi analiti dan model laboratorium (Hardiyatmo, 2008, 2009, 2011; Taa, 2010; Puri, et.al., 2011a, 2011b, 2012a, 2012b, 2013a, 2013b), dan kala 1:1 namun terbata pada tiang tunggal untuk lempung kaku (Naibu, 2009; Dewi, 2009), dan uji kala penuh (Puri, et.al., 2013c), namun belum ada aplikai lapangan. Perlu digari-bawahi di ini, bahwa Sitem Pelat Terpaku bukanlah metode perbaikan tanah melainkan alah atu alternatif metode meningkatkan kinerja perkeraan kaku pada tanah lunak. Tiang-tiang yang dipaang di bawah pelat berfungi ebagai pengaku pelat ehingga beban dapat diebar lebih lua ke tanah lunak (Puri, et.al., 2013c). Selain itu, tiang berfungi pula ebagai angkur (Hardiyatmo, 2008; Puri, et.al., 2011a, 2013c) yang akan membuat pelat tetap kontak dengan tanah ehingga pumping dapat dihindari dan durabilita perkeraan menjadi lebih panjang. Cara analii Sitem Pelat Terpaku untuk perancangan tebal perkeraan kaku berdaarkan uji tiang tunggal, metode analii lendutan pelat flekibel menggunakan modulu reaki ubgrade ekivalen, dan metode penentuan modulu reaki tanah daar ekivalen yang didaarkan pada uji tiang tunggal telah diuulkan oleh Hardiyatmo (2008; dan 2009). Modulu reaki tanah daar ekivalen adalah modulu reaki akibat adanya tiang-tiang beerta pelat. Nilai modulu reaki tanah daar ekivalen (k ) ini diperoleh dengan menjumlahkan nilai modulu reaki ubgrade tanah (k) dan nilai tambahan modulu reaki dari tiang tunggal ( k). Hardiyatmo (2011) menguulkan metode penentuan Univerita Sebela Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013 G - 201

2 tambahan modulu k. Puri, et.al. (2012b) menyederhanakan metode yang diuulkan oleh Hardiyatmo terebut dengan mempertimbangkan penurunan izin dari perkeraan. Pada makalah ini akan diajikan perhitungan emi-manual pada perencanaan pendahuluan (preliminary deign) kala penuh Pelat Terpaku dan elanjutnya divalidaikan dengan hail uji pembebanan. Perhitungan emi-manual terebut didukung pula dengan hitungan metode elemen hingga. Diharapkan diperoleh keeuian antara metode hitungan perencanaan dengan perilaku yang terjadi di lapangan, dan dapat pula dijadikan bahan evaluai untuk penyempurnaan metode hitungan terebut di maa datang. rah lalu linta a) Tampak ata Pelat beton Tiang: d = 0,2 m L=1,0 1,5m b) Tampak amping Gambar 1. Tipikal perkeraan kaku menggunakan Sitem Pelat Terpaku (Hardiyatmo, 2008) 2. MODULUS REKSI SUBGRDE EKIVLEN Tanah lunak Koefiien reaki tanah daar arah vertikal (k v ) dapat digunakan dalam hitungan lendutan. Koefiien ini ditentukan ebagai tekanan fondai (q) yang dibagi dengan penurunan yang bereuaian (δ) dari tanah di bawahnya. Dengan kata lain, reaki tanah daar tidak lain adalah ditribui reaki tanah (q) di bawah truktur fondai rakit guna melawan beban fondai. Selanjutnya modulu reaki ubgrade (k) ditentukan dengan cara mengalikan nilai koefiien terebut (k v ) dengan lebar pelat (B). Reaki ubgrade terditribui tidak linier akibat beban merata fondai. Pada lempung, ditribui reaki tanah berbentuk cembung dengan reaki makimum di ekitar pinggir fondai dan reaki yang lebih kecil pada tengah-tengah fondai. Pada Sitem Pelat Terpaku, pendekatan penentuan modulu reaki ubgrade ekivalen ditentukan ebagai (Hardiyatmo, 2011; Dewi, 2009; Puri, et.al., 2011b, 2012a): k ' = k + k (1) Dimana k : modulu reaki ubgrade dari tanah (kn/m 3 ) dan k : tambahan modulu reaki ubgrade karena adanya tiang (kn/m 3 ). Dengan mempertimbangkan tiang tunggal yang terhubung dengan pelat lingkaran yang berada di ata tanah, Hardiyatmo (2011) menguulkan Peramaan (2) untuk penentuan nilai k. δ 0 k = ( ad cu + p0k d tanφd ) 2 2 δ (2) Dimana 0 : perpindahan relatif antara tanah dan tiang (m), : defleki pada permukaan pelat (m), : lua elimut tiang (m 2 ), : jarak antar tiang (m), a d : faktor adhei (non-dimenional), c u : kohei undrained (kn/m 2 ), p o : tekanan overburden efektif rerata epanjang tiang (kn/m 2 ), K d : koefiien tekanan tanah lateral tanah di ekitar tiang, dan φ d : udut geek antara tanah-tiang (). G Univerita Sebela Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013

3 Hardiyatmo (2011) juga telah memberikan hubungan antara 0 / dan defleki pelat dari model tiang berdiameter 4 cm. Hail analiinya menunjukkan bahwa defleki prediki cenderung over-etimate pada beban entri, dan underetimate pada beban ujung (edge load). Mengacu pada Puri, et.al. (2011b) bahwa ecara umum defleki prediki edikit under etimate dibandingkan dengan defleki pengamatan. Metode Hardiyatmo (2011) menggunakan pendekatan reduki tahanan tiang dalam penentuan k. Perpindahan relatif antara tanah dan tiang, dan reduki tahanan tiang telah diperhitungkan. Untuk keperluan deain prakti, penentuan reduki tahanan tiang ulit dilakukan. Puri, et.al. (2012a) menguulkan uatu pendekatan dalam penentuan tambahan modulu reaki ubgrade dengan menggunakan penurunan izin/ tolerani pelat perkeraan. Untuk Pelat Terpaku yang berada di ata tanah lunak, maka tahanan ujung tiang diabaikan. Dalam hal ini, tambahan modulu reaki ubgrade karena adanya tiang di bawah pelat ditentukan ebagai (Puri, et.al., 2012a) Sehingga modulu reaki ubgrade ekivalen dapat dihitung dengan (Puri, et.al., 2012a) k ' 0.4a c d u = k + (4) δ a p Dimana : modulu reaki ubgrade ekivalen pelat terpaku (kn/m 3 ), k : modulu reaki ubgrade tanah (kn/m 3 ), a d : faktor adhei (non-dimenional), c u : kohei undrained (kn/m 2 ), δ a : tolerani penurunan (tolerable ettlement) pelat perkeraan kaku (m), : lua elimut tiang (m 2 ), p : luaan zona pelat yang didukung oleh atu tiang (m 2 ), p = 2 (Hardiyatmo, 2011), dan : jarak antar tiang (m). dapun tahanan friki ultimit tiang dinyatakan dengan peramaan klaik f = a d c u + p ' K 0 d tgφ Dan khuu untuk tahanan friki ultimit tiang pada lempung jenuh dinyatakan dengan d f = a d c (6) u Untuk lempung lunak atau lempung terkonolidai normal, faktor adhei dapat diambil ebear 1,0 (Flemming, et.al, 2009; Wai, et.al., 2006). Selain itu, modulu reaki ubgrade dari uji beban pelat (k) biaanya menggunakan pelat lingkaran dan meti dikoreki terhadap bentuk pelat dari pelat terpaku (Puri, et.al., 2012a). Lebih detail tentang penurunan Peramaan (3) dan (4) dapat diacu pada Puri, et.al. (2012a). 3. NLISIS DEFLEKSI 0.4ad c k = δ Uaha yang telah dilakukan guna menghitung lendutan, momen, dan gaya geer akibat beban yang bekerja pada pelat terpaku adalah dengan menggunakan teori balok di ata fondai elati (beam on elatic foundation-boef) ebagaimana telah ditunjukkan oleh Hardiyatmo (2009, 2011), Taa (2010) dan Puri, et.al. (2011b, 2012a), dimana formula-formula yang diberikan Hetenyi (1974) telah digunakan. Defleki akibat beban terpuat (Gambar 2a) bila dihitung dengan Formula Roark (Young dan Budyna, 2002) untuk balok di ata fondai elati dengan panjang terbata adalah ebagai θ M R W y = y F1 + F2 + F F 3 4 F (7) 3 a4 2β 4EIβ 4EIβ Dimana untuk kedua ujung beba, nilai R = 0 dan M = 0 dan nilai θ dan y adalah W C2Ca2 2C3Ca 1 θ = (8) 2 C11 W C4Ca1 C3Ca2 y = (9) 3 C11 Sedangkan akibat beban momen (Gambar 2b) bear defleki adalah θ M R M 0 y = y F1 + F2 + F F F (10) 2 a3 2β 4EIβ Dimana untuk kedua ujung beba, nilai R = 0 dan M = 0 dan nilai θ dan y adalah a u p (3) (5) Univerita Sebela Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013 G - 203

4 M C C + C C 0 3 a4 2 a1 θ = (11) EIβ C11 M 0 2C3Ca 1 C4Ca4 y = (12) 2 C11 dapun untuk Peramaan (7) ampai dengan (12), nilai-nilai lainnya adalah F 1 = coh βx coβx F 2 = coh βx inβx + inhβx coβx F 3 = inhβx coβx F 4 = coh βx inβx inhβx coβx F a3 = inhβ (xa) inβ (xa) F a4 = coh β (xa) inβ (xa) inhβ (xa) coβ (xa) C 2 = coh βl in βl + inhβl coβl C 3 = inhβl coβl C 4 = coh βl in βl inhβl coβl C a1 = coh β(l a) co β(l a) C a2 = coh β(l a) in β(l a) + inh β(l a) co β(l a) C a4 = coh β(l a) in β(l a) inh β(l a) co β(l a) C 11 = inh 2 βl in 2 βl (13a) (13b) (13c) (13d) (13e) (13f) (13g) (13h) (13i) (13j) (13k) (13l) (13m) Bk Dimana W : beban terpuat (kn), β : flekibilita balok, β = 4, k : modulu reaki ubgrade (kn/m 2 /m), B : 4EI lebar balok (m), E : modulu elatiita balok (kn/m 2 ), I : momen ineria balok (m 4 ), a : jarak beban terhadap tepi kiri balok (ebagaimana dijelakan pada Gambar 2), x : jarak titik yang ditinjau terhadap tepi kiri balok (m), dan l : panjang balok (m). a) Beban terpuat b) Beban momen Gambar 2. Balok di ata fondai elati dengan panjang terbata (Young dan Budyna, 2002) Untuk Sitem Pelat Terpaku, nilai k 0 diganti dengan nilai yang dihitung dengan Peramaan (4). Bearnya defleki total pada titik yang ditinjau diperoleh dengan cara uperpoii defleki akibat beban terpuat dan akibat momen. Dalam hal ujung-ujung pelat diperkuat dengan koperan (Gambar 3a), maka dilakukan pendekatan dengan menggantikan reaki koperan dalam bentuk momen lawan (Gambar 3b). Bearan momen ini (yang merepreentaikan koperan) ditentukan dengan menggunakan metode yang diuulkan Hardiyatmo dan Suhendro (2003). Bearan momen lawan yang termobiliai dihitung ebagai berikut (lihat juga Gambar 3c) 1 M = Ph y = H 3 θk hb (14) 3 Dimana M : momen lawan oleh koperan (knm), P h : gaya lateral tanah yang termobiliai di depan koperan (kn), y : lengan momen (m), H : tinggi koperan (m), θ : udut rotai dinding koperan(), k h : koefiien reaki ubgrade arah G Univerita Sebela Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013

5 horizontal (kn/m 3 ), dapat didekati dengan k h = nk v, n : faktor pengali empiri, k v : koefiien reaki ubgrade arah vertical (kn/m 3 ), dan B : lebar koperan (m). Hail hitungan menggunakan BoEF dibandingkan pula dengan pengamatan. Koperan a. Kondii ebenarnya M+ k k k k k b. Model pendekatan M- Koperan M- θ H p h =Hθk h y P h =0,5H 2 θk h B c. Momen lawan koperan Gambar 3. Model pendekatan untuk Pelat Terpaku dengan koperan di kedua ujung pelat 4. PRELIMINRY DESIGN MODEL SKL PENUH PELT TERPKU Rencana Ukuran Pelat Terpaku dan Propertie Material Model kala penuh Pelat Terpaku akan dibangun dengan ukuran pelat 6,0 m 3,6 m dengan tebal 0,15 m. Ukuran panjang dan lebar pelat ini menyeuaikan dengan lahan yang teredia di halaman Laboratorium Mekanika Tanah Univerita Gadjah Mada untuk uji kala penuh. Di bawah pelat akan terpaang tiga bari tiang dengan ukuran tiang diameter 0,20 m dan panjang 1, m. Panjang tiang ini diambil dengan mempertimbangkan kedalaman lempung lunak yang dapat diediakan di kolam uji yang berukuran 7,0 m 3,7 m 2, m. Untuk meningkatkan kekakuan hubungan pelat dengan tiang maka antara pelat dan kepala tiang diberi pelat penebalan 0,40 m 0,40 m dan tebal 0,20 m. Selain itu, guna mereduki defleki pelat bagian pinggir perkeraan, maka bagian terebut diperkuat dengan truktur koperan berukuran tinggi 0, m dan tebal 0,125 m. Berdaarkan ukuran pelat rencana di ata, maka dipilih jarak antar tiang ebear 1,20 m, ehingga terdapat 15 tiang dimana maing-maing bari tiang terdiri 5 buah tiang. Selengkapnya rencana model kala penuh Pelat Terpaku diajikan pada Gambar 4. Lantai kerja ditambahkan di bawah pelat untuk ala kerja aat pembeian, agar pekerjaan pembeian menjadi lebih mudah, berih dan rapi. dapun lempung lunak yang akan digunakan pada kolam uji adalah ama dengan Puri, et.al. (2012a). Propertie lempung lunak dan beton yang akan digunakan diajikan pada Tabel 1 dan 2. Koefiien reaki ubgrade diperoleh ebear 15,000 kpa/m, didaarkan pada uji beban pelat pada uji model dengan ukuran pelat berdiameter 30 cm. Univerita Sebela Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013 G - 205

6 Lempung lunak Pelat beton bertulang, h = 15 cm Tiang beton, dia. 20 cm a) Denah Lean concrete, 5 cm Pelat konektor, 40 cm 40 cmx20 cm CL Pelat beton, h = 15 cm Koperan, d = 12,5 cm Lempung lunak Pair edang 600 Tiang beton, dia. 20 cm, L = 1 cm b) Tampang lintang Satuan cm. Tanpa kala Gambr 4. Rencana model kala penuh Pelat Terpaku repreentai eki perkeraan kaku dengan 3 bari tiang Tabel 1. Propertie tanah No. Propertie tanah Simbol Lempung Ngawi Satuan 1 Kohei undrained c u 22,5 kn/m 2 2 Berat volume bulk γ 14 kn/m 3 3 Berat volume jenuh γ at 17 kn/m 3 4 Modulu Young E kn/m 2 5 Raio Poion v' 0,35 - Tahapan Perhitungan Pada perhitungan ini ada dua tinjauan yang akan dilakukan, yaitu tinjauan Sitem Pelat Terpaku dengan atu bari tiang dimana lebar pelat adalah ama dengan jarak antar tiang () dan tinjauan euai dengan dimeni rencana untuk 3 bari tiang. Tahapan perhitungan menggunakan BoEF dilakukan ebagai berikut: (a) etimai nilai modulu reaki ubgrade tanah. Deain pada zona lebih aman dimana lantai kerja diabaikan ekalipun pada pelakanaan digunakan G Univerita Sebela Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013

7 lantai kerja, (b) koreki nilai modulu ubgrade terhadap bentuk dan dimeni pelat pada pelat terpaku, (c) tentukan penurunan tolerani perkeraan beton, makimum 5 mm, (d) hitung tambahan modulu reaki ubgrade, (e) elanjutnya hitung modulu reaki ubgrade ekivalen, (f) hitung momen lawan ujung pelat untuk pelat yang mempunyai koperan (g) hitung defleki pelat dan gaya dalam dengan menggunakan modulu reaki ubgrade ekivalen, dan bandingkan defleki makimum pada titik beban dengan penurunan tolerani, (h) deain yang baik bilamana defleki hitungan tidak melebihi penurunan tolerani yang ditentukan, (i) rencanakan penulangan pelat. Tabel 2. Propertie beton rencana No. Parameter Simbol Lantai kerja Tiang Pelat dan Koperan Satuan 1 Berat volume bulk γ kn/m 3 2 Kuat tekan karakteritik f c 14,5 18,7 29 kn/m 2 3 Modulu Young E 1,79 x ,03 x ,53 x 10 7 kn/m 2 4 Modulu geer G 5,42 x ,8 x ,1 x 10 7 kn/m 2 5 Raio Poion v 0,20 0,15 0,15 - Perhitungan modulu reaki ubgrade ekivalen Rencana model kala penuh pada Gambar 2 elanjutnya hanya ditinjau atu bari aja ebagaimana ditunjukkan pada Gambar 5a dimana lebar pelat diambil ama dengan jarak antar tiang. Selain itu, penyederhanaan hitungan untuk BoEF dilakukan ebagai berikut (Gambar 5b): (a) lantai kerja diabaikan pada perhitungan, ehingga perhitungan lebih aman, (b) hal yang ama pada pelat penebalan/ pelat konektor juga diabaikan. Oleh karena pelat penebalan diabaikan, maka panjang tiang dieuaikan menjadi 1,70 m (panjang tiang rencana 1, m ditambah tebal pelat penebalan 0,20 m), dan (c) dinding koperan direpreentaikan dengan momen lawan. 120 Lempung Tiang beton, dia. 20 cm Pelat beton, h = 15 cm a) Denah atu bari tiang CL Pelat beton, h = 15 cm Lempung lunak Pair edang Tiang beton, dia. 20 cm, L = 170 cm 600 b) Cro ection Satuan cm. Tanpa kala Gambar 5. Penyederhanaan hitungan Pelat Terpaku atu bari tiang Univerita Sebela Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013 G - 207

8 Modulu reaki ubgrade tanah udah diperoleh ebear 15,000 kpa/m (Puri, et.al., 2012a). Setelah dilakukan koreki terhadap ukuran dan bentuk pelat rencana (mengacu pada Da, 2011), maka diperoleh modulu reaki ubgrade rencana ebear k = kpa/m. Pada kau ini (lempung lunak Ngawi), pendekatan yang lebih baik untuk etimai modulu reaki ubgrade jika menggunakan Peramaan Biot (1937). Penggunaan Metode SHTO (1993) cenderung angat over-etimated, edang peramaan lain eperti Veic dan Saxena (1974), Ullitdz (1987), dan Khazanovich, et.al (2001) cenderung angat under-etimated. Untuk lempung yang ama namun dengan kohei undrained (c u ) = 21 kpa, Hardiyatmo (2011) memperoleh nilai faktor adhei (a d ) ebear = 0,76. Maka untuk kohei undrained (c u ) = 22,5 kpa, diperoleh faktor adhei (a d ) ebear = 0,81. Selanjutnya diperoleh tanahan geek atuan ultimit (f u ) = 18,32 kn/m 2. Berdaarkan dimeni tiang dan pelat (Gambar 5) maka didapat lua elimut tiang ( ) = 1,07 m 2, lua pelat yang didukung tiang ( p ) = 1,44 m 2, dan dengan mengambil lendutan tolerani (δ a ) = 0,005 m (5 mm), maka diperoleh tambahan modulu reaki ubgrade ( k) = 1.086,66 kpa/m. Dengan menjumlah k dan k, didapat modulu reaki ubgrade ekivalen untuk beban entri ebear k = 4.386,66 kpa/m dan dibulatkan menjadi kpa/m. Untuk beban ujung, mengingat lendutan ujung pelat dapat tereduki mencapai % bila menggunakan koperan, edangkan nilai k meningkat antara 1,25-1,85 kali nilai k Pelat Terpaku tanpa koperan (Puri, et.al., 2011b), maka elanjutnya diambil faktor penyeuaian ebear 1,5 karena adanya koperan. Dengan demikian diperoleh untuk beban ujung k = 1, ,66 = kpa/m. Kedua nilai k ini digunakan untuk analii menggunakan BoEF. Guna melihat ejauh mana perbedaan deain berdaarkan atu bari tiang terhadap rencana model kala penuh 3 bari tiang, maka analii untuk 3 bari tiang juga dilakukan. Oleh karena itu nilai modulu reaki ubgrade tanah akibat adanya m bari tiang (dimana lebar pelat bertambah) perlu dieuaikan. Tabel 3 merangkum nilai k untuk Pelat Terpaku 1 dan 3 bari tiang. Hail analii lendutan diberikan pada bagian 5. Tabel 3. Modulu reaki ubgrade ekivalen untuk tinjauan m bari tiang 1 bari tiang, m = 1 3 bari tiang, m = 3 Lokai beban k (kpa/m) k (kpa/m) k (kpa/m) k (kpa/m) Sentri 1.086, , , ,7 Ujung 1.086, , ,7 19.4,0 Perhitungan momen lawan Peramaan (14) digunakan untuk menentukan bearan momen lawan di ujung pelat ebagai repreentai adanya truktur koperan. Salah atu bearan yang haru ditentukan adalah udut rotai dinding koperan (θ). Semakin bear beban yang bekerja maka emakin bear pula momen lawan yang termobiliai, dengan demikian emakin bear pula udut θ. Untuk mendapatkan bearnya nilai θ yang euai dilakukan trial-error. Pada kau ini diperoleh nilaiθ yang euai ebear 0,5. Kemudian diambil nilai k h = k v (n = 1,0) dengan pertimbangan bahwa tinggi koperan yang kecil hanya 0, m. Bearnya momen lawan yang dikerahkan dapat berbeda-beda antara ujung kiri dan ujung kanan pelat bergantung poii beban terpuat P. Untuk beban P entri, bear momen lawan antara ujung kiri dan ujung kanan adalah ama (kecuali berbeda tanda), edangkan ketika beban berada di ujung kiri pelat (P ujung) maka momen lawan pada ujung yang terdekat dengan beban berubah tanda menjadi negatif (-) dan pada ujung lainnya haru direduki. Pada kau ini momen lawan ujung kanan diambil ebear 1/3-nya untuk 1 bari tiang dan 1/6 untuk 3 bari tiang. Bearan momen lawan terebut dirangkum pada Tabel 4. Jumlah bari tiang, m Tabel 4. Nilai momen lawan (knm) menurut poii beban W Beban W entri Beban W ujung kiri M ujung kiri M ujung kanan M ujung kiri M ujung kanan 1 bari 6,55-6,55-6,55-2,18 3 bari 19,30-19,30-19,30-3,26 5. KOMPRSI LENDUTN HITUNGN RENCN DENGN PENGMTN Kontruki Pelat Terpaku ebagaimana rencana Gambar 2 telah dibangun pada Oktober 2012 di lokai Ekperimental Lapangan Laboratorium Mekanika Tanah UGM dan ejumlah uji pembebanan juga telah dilakukan. Gambar 6 memperlihatkan foto pelakanaan dan pengujian model kala penuh Pelat Terpaku. Lempung lunak di kolam uji mempunyai kohei undrained 20 kpa dan kadar air,5%. Pelat menggunakan tulangan wire meh diameter 10 mm (ulir) dengan jejaring 100 cm 100 cm (D10-100), dan tulangan tiang 6D8 dengan engkang piral D Tulangan pelat dideain menggunakan momen hail hitungan 3 bari tiang yang bearnya ekitar % momen untuk atu bari tiang. Mutu beton pelat 29,2 MPa dan tiang 17,4 MPa (lebih rendah dari rencana). G Univerita Sebela Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013

9 a. Pembeian b. Uji beban entri Gambar 6. Foto pelakanaan dan pengujian model kala penuh Pelat Terpaku Hail hitungan dan pengamatan lendutan model kala penuh Pelat Terpaku diajikan pada Gambar 7 dan 8 maingmaing untuk tinjauan 1 bari tiang dan 3 bari tiang. Untuk tinjauan deain 1 bari tiang pada beban rencana roda tunggal kn bahwa hail hitungan lendutan makimum 2,94 mm tidak melampaui lendutan tolerani (δ a ) = 5 mm untuk beban entri (Gambar 7a). Namun untuk beban ujung (Gambar 7b) lendutan makimum 8,26 mm melampaui lendutan tolerani. kan tetapi lendutan pengamatan untuk 1 bari tiang jauh lebih kecil dibandingkan lendutan di ata (Gambar 7a), kecuali untuk beban ujung belum dilakukan pengujiannya. Berdaarkan hail terebut tampak bahwa deain Pelat Terpaku udah memadai, dan mengingat di lapangan Pelat Terpaku akan dibangun dengan banyak bari tiang, maka deain yang didaarkan ata atu bari tiang akan menghailkan deain yang aman. Hal ini diebabkan (a) tahanan kelompok tiang dan kekakuan item meningkat oleh karena banyaknya bari tiang, (b) adanya tambahan kekakuan item dengan adanya penebalan pelat (penghubung pelat dan tiang), dan (c) adanya koperan di ujung pelat juga meningkatkan kekakuan item. Hail pengamatan pada model kala penuh Pelat Terpaku (terdiri 3 bari tiang) membuktikan hal terebut (Gambar 8). Untuk beban entri P = kn teramati lendutan ebear 0,62 mm (19 % lendutan hitungan untuk 1 bari tiang) dan 1,01 mm akibat beban ujung (11% lendutan hitungan untuk 1 bari tiang). Jadi perencanaan Pelat Terpaku berdaarkan tinjauan atu bari tiang dengan menggunakan modulu reaki ubgrade ekivalen angat memadai dan hail deain lebih aman dan mudah dalam aplikainya. Kelebihan lain yang didapatkan adalah proe deain tidak memakan banyak waktu. a. Beban entri b. Beban ujung Gambar 7. Hail analii lendutan rencana 1 bari tiang v. lendutan pengamatan (W = kn) Univerita Sebela Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013 G - 209

10 b. Beban entri b. Beban ujung Gambar 8. Hail analii lendutan rencana 3 bari tiang v. lendutan pengamatan (W = kn) dapun tinjauan deain untuk 3 bari tiang terlihat bahwa hail hitungan BoEF berdaarkan k angat mendekati pengamatan kecuali pada beban entri maih under-etimate, namun lendutan-lendutan makimum tidak melampaui lendutan tolerani 5 mm. Jadi perencanaan Pelat Terpaku berdaarkan tinjauan 3 bari tiang dengan menggunakan modulu reaki ubgrade ekivalen angat memadai dan hail deain lebih aman. Pada Gambar 7 dan 8 juga diajikan kurva lendutan analii untuk Pelat Terpaku tanpa koperan. Tampak bahwa keberadaan koperan dapat mereduki lendutan ecara ignifikan untuk beban ujung dan kurang ignifikan pada beban entri. Perilaku ini juga teramati pada uji model kala kecil (Puri, et.al., 2011b, 2013b). 6. KESIMPULN Preliminary deign model kala penuh Pelat Terpaku dan pelakanaan kontruki beerta uji pembebanannya telah dilakukan. Beberapa hal penting dapat diimpulkan berdaarkan hail hitungan dan pengamatan yang telah dibaha ebelumnya antara lain a) metode penentuan tambahan modulu reaki ubgrade dan modulu reaki ubgrade ekivalen dapat digunakan untuk perencanaan Pelat Terpaku dengan hail deain pada zona aman, lebih prakti dalam penggunaannya, dan tidak memakan banyak waktu, b) deain didaarkan ata tinjauan terhadap atu bari tiang menghailkan perencanaan lebih aman. Untuk lebih efiien, dapat pula ditinjau terhadap beberapa bari tiang, c) langkah hitungan yang telah diberikan dapat diterapkan pada preliminary deign Pelat Terpaku, d) untuk Pelat Terpaku yang memakai koperan, modulu reaki ubgrade ekivalen untuk beban ujung dapat diberikan faktor penyeuaian ebear 1,5 dengan cara mengalikannya, e) tulangan pelat dapat ditentukan dengan menggunakan % momen hail hitungan untuk atu bari tiang, namun tetap memperhatikan luaan dan jarak tulangan minimum perlu. DFTR PUSTK SHTO, 1993, Guide for Deign of Pavement Structure, merican ociation of State Highway and Tranportation Official, Wahington, US. Da, B.M., 2011, Principle of Foundation Engineering, 7th ed., Engage Learning, utralia. Dewi, D.., 2009, Kajian Pengaruh Tiang Tunggal Terhadap Nilai Koefiien Reaki Subgrade Ekivalen pada Uji Beban Skala Penuh, Tei, Program Studi Teknik Sipil, Program Pacaarjana UGM, Yogyakarta, Indoneia. Eng-Tip Forum, 2006, Tolerable Settlement of Rigid Pavement, 26 pril 2006, &page=3, acceed by 11 July Fleming, K., Weltman,., Randolph, M., dan Elon, K., 2009, Piling Engineering, 3 rd Ed., Taylor & Franci, New York, US. Hardiyatmo, H.C., 2008, Sitem Pelat Terpaku (Nailed Slab) Untuk Perkuatan Pelat Beton Pada Perkeraan Kaku (Rigid Pavement), Proiding Seminar Naional Teknologi Tepat Guna dalam Penanganan Saranapraarana, MPSP JTSL FT UGM., pp. M-1 M-7. Hardiyatmo, H.C., 2009, Metode Hitungan Lendutan Pelat dengan Menggunakan Modulu Reaki Tanah Daar Ekivalen untuk Struktur Pelat Flekibel, Dinamika Teknik Sipil, Vol.9 No.2, pp Hardiyatmo, H.C., 2011, Method to nalyze the Deflection of the Nailed Slab Sytem, IJCEE-IJENS, Vol 11. No. 4, pp Hardiyatmo, H.C.dan Suhendro, B., 2003, Fondai Tiang dengan Pile Cap Tipi ebagai lternatif untuk Mengatai Problem Penurunan Bangunan di ta Tanah Lunak, Laporan Komprehenif Penelitian Hibah Beraing IX Perguruan Tinggi, Lembaga Penelitian Univerita Gadjah Mada, Yogyakarta, Indoneia. G Univerita Sebela Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013

11 Hetenyi, M., 1974, Beam on Elatic Foundation: Theory with application in the field of civil and mechanical engineering, The Univerrity of Michigan Pre, nn rbor. Naibu, R., 2009, Kajian Modulu Reaki Tanah Daar kibat Pengaruh Tiang (Uji Beban pada Skala Penuh, Tei, Program Studi Teknik Sipil, Program Pacaarjana UGM, Yogyakarta, Indoneia. Puri,., Hardiyatmo, C. H., Suhendro, B., dan Rifa i,., 2011a. Studi Ekperimental Defleki Pelat yang Diperkuat dengan Tiang-tiang Friki Pendek pada Lempung Lunak, Proiding Pertemuan Ilmiah Tahunan ke-14 (PIT) HTTI, HTTI, Yogyakarta, Februari, pp Puri,., Hardiyatmo, H.C., Suhendro, B., dan Rifa i,., 2011b, Kontribui Koperan dalam Mereduki Lendutan Sitem Pelat Terpaku pada Lempung Lunak, Proiding Konfereni Geoteknik Indoneia ke-9 dan Pertemuan Ilmiah Tahunan ke-15 (KOGEI IX & PIT XV) HTTI, HTTI, Jakarta, 7-8 Deember 2011, pp Puri,., Hardiyatmo, H.C., Suhendro, B., dan Rifa i,., 2012a, Determining dditional Modulu of Subgrade Reaction Baed on Tolerable Settlement for the Nailed-lab Sytem Reting on Soft Clay, IJCEE-IJENS, Vol. 12 No. 3, pp Puri,., Hardiyatmo, H.C., Suhendro, B., dan Rifa i,., 2012b, pplication of The dditional Modulu of Subgrade Reaction to Predict The Deflection of Nailed-lab Sytem Reting on Soft Clay Due to Repetitive Loading, Proiding Pertemuan Ilmiah Tahunan ke-16 (PIT) HTTI, Jakarta, 4 December, pp Puri,., Hardiyatmo, H.C., Suhendro, B., dan Rifa i,., 2013a, Pile Spacing and Length Effect Due To the dditional Modulu of Subgrade Reaction of the Nailed-Slab Sytem on the Soft Clay, Proc. of 13 th International Sympoium on Quality in Reearch (QiR), Yogyakarta, June 2013, pp Puri,., Hardiyatmo, H.C., Suhendro, B., dan Rifa i,., 2013b, Deflection nalyi of Nailed-lab Sytem which Reinforced by Vertical Wall Barrier under Repetitive Loading, Proc. the 6 th Civil Engineering Conference in ian Region (CECR6), Jakarta, ugut 2013a, pp. TS6-10 TS6-11. Puri,., Hardiyatmo, H.C., Suhendro, B., dan Rifa i,., 2013c, Behavior of Fullcale nailed-lab Sytem with Variation on Load Poition, ubmitted in ICID/ 16 th FSTPT International Sympoium, Solo, be in November Sadrekarimi, J. dan kbarzad, M., 2009, Comparative Study of Method of Determination of Coefficient of Subgrade Reaction, EJGE, Vol. 14 [2009], Bund. E., Setiadji, B.H., dan Fwa, T.F., 2009, Examining k-e Relationhip of Pavement Subgrade Baed on Load-Deflection Conideration, Journal of Tranportation Engeenering., Vol. 135 No. 3, SCE, pp Suhendro, B., 2006, Sitem Cakar yam Modifikai ebagai lternatif Solui Kontruki Jalan di ta Tanah Lunak, Saduran dari Buku 60 Tahun Republik Indoneia, Jakarta, Indoneia. Suhendro, B., dan Hardiyatmo, H.C., 2010, Sitem Perkeraan Cakar yam Modifikai (CM) ebagai lternatif Solui Kontruki Jalan di ta Tanah Lunak, Ekpanif, dan Timbunan, Proiding Seminar dan Pameran Sehari 2010 Inovai Baru Teknologi Jalan dan Jembatan, DPD HPJI Jatim, Surabaya, 31 Maret Taa, P.D.S., 2010, Pengaruh Pemaangan Kelompok Tiang Terhadap Kenaikan Pelat dalam Sitem Nailed-Slab yang Terletak di ta Tanah Daar Ekpanif, Tei, Program Studi Teknik Sipil, Program Pacaarjana UGM, Yogyakarta, Indoneia. Wai, Y., Neoh, C.., dan Salimin, M.N., 2006, Piling Handbook: Deign and Contruction of Driven Pile Foundation, Malayian 1t ed., Trawaja Technology, Kuala Lumpur, Malayia. Young, W.C., dan Budyna, R.G., 2002,, 7 th ed., McGraw-Hill, New York. Univerita Sebela Maret (UNS) - Surakarta, Oktober 2013 G - 211