ANALISA KAPASITAS DAYA DUKUNG TIANG PANCANG PADA PROYEK PEMBANGUNAN RUMAH SAKIT UMUM DAERAH SIJUNJUNG

Transkripsi

1 ANALISA KAPASITAS DAYA DUKUNG TIANG PANCANG PADA PROYEK PEMBANGUNAN RUMAH SAKIT UMUM DAERAH SIJUNJUNG Redo Diana, Hendri Warman, Indra Farni Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Abstrak Pondasi tiang pancang merupakan jenis pondasi dalam yang digunakan bila daya dukung tanah yang diizinkan berada cukup dalam dari permukaan tanah. Pondasi tiang berfungsi untuk memindahkan beban-beban dari konstruksi di atasnya melalui bentuk penekanan dan meneruskan ke lapisan tanah yang lebih dalam atau pada lapisan tanah keras. Pemakaian pondasi tiang pada suatu bangunan dipergunakan apabila tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul berat bangunan atau lapisan tanah keras dari lapisan permukaan tanah. Data yang diperlukan untuk menganalisa daya dukung tiang pancang ini adalah data hasil pengukuran di lapangan berupa data sondir.penulisan ini bertujuan untuk mendapatkan gambaran yang jelas mengenai suatu perencanaan pondasi untuk bangunan bertingkat. Penganalisaan penulisan meliputi kapasitas daya dukung dan kemampuan pondasi dalam memikul beban struktur, serta besarnya settlement yang terjadi sebagai pengaruh dari besarnya struktur yang bekerja pada pondasi dengan data yang diambilkan dari proyek pembangunan Rumah Sakit Umum Daerah Sijunjung. Kata Kunci : Pondasi Tiang Pancang, Daya Dukung, Sondir, Settlement

2 ANALYSIS OF THE CARRYING CAPACITY OF THE PILE PONDATION CONSTRUCTION PROJECT RUMAH SAKIT UMUM DAERAH SIJUNJUNG Redo Diana, Hendri Warman, Indra Farni Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Planning, University of Bung Hatta Abstrack Pile pondation is the type of deep pondation within which is used when the power support the ground that are allowed to be sufficient in from the surface of the ground.pile pondation serve to move the loads of construction on it through the form of emphasis and continued into the deeper layers of soil or hard soil layer.the use of the pile pondation on a building used in the land base under the building does not have a power support (bearing capacity) which is enough to bear the weight of the building or the hard layers of soil from the surface layer of soil.the Data needed to analyze power support pile pondation is the measurement of the results of the data in the field of data sondir.writing aims to get a clear picture of a foundation for the building of multilevel planning.the analysis of writing covering a capacity of support and ability to carry the burden structure, also the magnitude of settlement that occur as the influence of the magnitude of any structure which is working on the foundation with the data were drawn from the project of Rumah Sakit Umum Daerah Sijunjung. Keywords: Piles Foundation, Capability, Sondir, Settlement

3 PENDAHULUAN Seiring dengan perkembangan zaman, pemenuhan pelayanan kesehatan menjadi suatu kebutuhan mutlak pada saat ini, salah satunya dengan tersedianya rumah sakit yang memadai. Karena kebutuhan akan rumah sakit di daerah Sijunjung sangat banyak dan jauh dari rumah sakit yang ada, dan disetiap kabupaten seharusnya ada Rumah Sakit Umum untuk memenuhi pelayanan kesehatan pada masyarakatnya, oleh karena itulah didirikan Rumah Sakit Daerah Sijunjung. Rumah sakit sama halnya seperti bangunan pada umumnya harus mampu memenuhi keamanan dan kenyamanan pada saat bangunan tersebut digunakan. Fungsi bangunan akan maksimal apabila bangunan tersebut ditunjang oleh struktur yang memadai, baik struktur atas maupun strukur bawah. Dalam hal ini pondasi menjadi faktor penting bagi suatu bangunan dimana pondasi merupakan penahan seluruh beban struktur atasnya. Pondasi tiang pancang merupakan jenis pondasi dalam yang digunakan bila daya dukung tanah yang diizinkan berada cukup dalam dari permukaan tanah. Pondasi tiang berfungsi untuk memindahkan beban-beban dari konstruksi di atasnya melalui bentuk penekanan dan meneruskan ke lapisan tanah yang lebih dalam atau pada lapisan tanah keras. Pemakaian pondasi tiang pada suatu bangunan dipergunakan apabila tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul berat bangunan atau lapisan tanah keras dari lapisan permukaan tanah. RUANG LINGKUP PENULISAN Pembatasan masalah ini dimaksudkan untuk memberikan suatu batasan yang jelas untuk menghindari adanya penyimpangan terhadap masalah yang akan dibahas. Adapun dalam penulisan Tugas Akhir ini permasalahan yang ditinjau hanya dibatasi pada : a. Perhitungan kapasitas daya dukung pondasi tiang pancang dengan metode statis dari data penyelidikan tanah berdasarkan data tanah sondir dan Laboratorium. b. Perhitungan pondasi tiang pancang yaitu mencakup perhitungan kapasitas daya dukung tiang tunggal dan tiang kelompok, perhitungan penurunan (settlement) yang akan terjadi, serta perhitungan penulangan pondasi tiang.

4 c. Tugas Akhir ini tidak menghitung daya dukung tiang berdasarkan data pengujian langsung dilapangan (kalendering). d. Tugas Akhir ini tidak menghitung pembebanan struktur atas, karena beban struktur atas sudah diperoleh dari data proyek. Data yang digunakan untuk perhitungan ini diambil dari proyek Pembangunan Rumah Sakit Umum Daerah Sijunjung METODOLOGI PENULISAN Untuk memperoleh hasil perhitungan yang dapat dipertanggungjawabkan, maka penulis melakukan hal-hal sebagai berikut : a. Tinjauan pustaka atau studi literatur yaitu mempelajari bukubuku diktat yang berkaitan dengan tugas akhir ini. b. Pengumpulan data-data yang diperlukan dari proyek tersebut, yaitu meliputi: Data tanah yang terdiri dari data hasil test laboratorium berupa Sampel Bor Inti dan test lapangan berupa pengukuran sondir. Data tiang yaitu panjang tiang dan dimensi tiang (Gambar Pelaksanaan). c. Konsultasi dengan dosen-dosen pembimbing. HASIL Analisa kapasitas daya dukung pondasi tiang pancang pada Proyek Pembangunan Rumah Sakit Umum Daerah Sijunjung ini yaitu untuk mengetahui kapasitas daya dukung tiang pancang terhadap beban yang dipikulnya,terutama oleh beban aksial atau beban vertikal, serta menghitung penulangan tiang dan penurunan yang terjadi. Daya Dukung Tiang Akibat Beban Aksial Untuk menganalisa daya dukung tiang pancang tunggal akibat beban vertikal digunakan beberapa metode diantaranya metode Mayerhoof, Terzaghi, dan Tomlinson untuk perhitungan daya dukung ujung dan metode alpha dari Thomlinson untuk perhitungan daya dukung selimut tiang. Dari hasil perhitungan dapat dilihat perbandingan daya dukung berdasarkan data tanah dari lapangan yaitu berdasarkan data tanah dari Laboratorium dan data hambatan lekat tanah

5 o Perhitungan berdasarkan data laboratorium Kapasitas daya dukung tiang tunggal merupakan penjumlahan antara kapasitas daya dukung ujung tiang dan kapasitas daya dukung selimut tiang. Berdasarkan hasil perhitungan daya dukung ujung tiang dengan metode Mayerhoff, Terzaghi dan Tomlinson didapat sebagai berikut: Metode Mayerhoff, Qp = 281,896 ton Metode Terzaghi, Qp = 257,440 ton Metode Tomlinson, Qp = 271,578 ton Untuk perencanaan agar perhitungan lebih akurat, harga Qp yang dipakai adalah nilai yang terkecil, berdasarkan hasil perhitungan dengan ketiga metode diatas, nilai Qp yang terkecil adalah hasil perhitungan dengan metode Terzaghi yakni 257,440 ton. Sedangkan kapasitas daya dukung selimut tiang berdasarkan hasil perhitungan dengan metode α dari Tomlinson didapat nilai Qs sebesar 47,928 ton. Sehingga didapatkan nilai daya dukung ultimate untuk tiang tunggal berdasarkan data laboratorium sebesar, Qult = 305,368 ton, dan nilai daya dukung izin tiang tunggal sebesar, Qall = 101,789 ton. o Perhitungan berdasarkan data Hambatan Lekat Tanah ( JHL ) Hasil perhitungan kapasitas daya dukung ujung tiang berdasarkan data JHL didapat nilai daya dukung ultimate untuk tiang tunggal sebesar 558,841 ton, dan nilai daya dukung izin tiang tunggal sebesar, Qall = 113,181 ton. Dengan demikian, dapat dilihat perbandingan daya dukung tiang tunggal berdasarkan data laboratorium dan data JHL. Dalam hal ini nilai daya dukung yang dipakai untuk perencanaan agar perhitungan lebih akurat dan aman (safety) adalah nilai yang terkecil, yakni hasil perhitungan berdasarkan data Laboratorium, yaitu sebesar 101,789 ton. Syarat yang diperbolehkan untuk perencanaan pondasi tiang tunggal adalah jika nilai daya dukung izin (Q all ) > (P u ) maksimum. Nilai beban Pu maksimum yang direncanakan adalah sebesar 300 ton. Berdasarkan hasil perhitungan nilai daya dukung izin Qall yang didapatkan lebih kecil dari Pu maksimum yaitu 101,789 ton. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Kelompok Untuk menentukan daya dukung kelompok tiang tidak cukup hanya dengan menghitung daya dukung satu tiang berdiri

6 sendiri dikalikan banyaknya tiang dalam kelompok tiang melainkan adanya satu faktor pengali lainnya yaitu effisiensi tiang group. Effisiensi tiang group ini merupakan suatu perbandingan antara kapasitas kelompok tiang terhadap jumlah kapasitas masing-masing tiang pancang. Jumlah Tiang yang Digunakan Rumus untuk menentukan jumlah tiang yang dibutuhkan adalah : a a n = a Total beban (P maks) = 300 ton Qall = 101,789 ton Maka jumlah tiang yang dibutuhkan adalah : n = = 2,947 4 ah tia g Efisiensi Tiang Kelompok Daya dukung tiang kelompok, tidak akan sama dengan daya dukung tiang secara individu dikalikan jumlah tiang kelompok, melainkan akan lebih kecil. Reduksi ini disebabkan karena adanya overlapping penyebaran tegangan di sekeliling tiang. Salah satu rumus yang banyak dipakai untuk menentukan efisiensi (faktor reduksi) adalah rumus Converse Lebarre (Bowles). Daya dukung tiang kelompok : Qug = Qall x n x Eg Dimana : Qug= Daya dukung tiang kelompok Qall= Daya dukung ijin tiang tunggal n = Jumlah tiang didalam satu kelompok Eg = Efisiensi kelompok tiang Efisiensi kelompok pondasi tiang Eg 1 n 1m m 1 90mn n Gambar : Susunan 4 buah tiang

7 Dimana : m = Banyaknya tiang memanjang = 2 baris tiang n = Banyaknya tiang melebar = 2 buah tiang s s Ө Eg = Qug = Jarak antara tiang = 3D = 3 (30 cm) = 90 cm = Arc tan (d/s) = Arc tan (30/90) = 18,435 o (2 1) ,435 90x2x2 = 0,795 Sehingga kapasitas daya dukung tiang kelompok adalah : = Qall. n. Eg = 101,789 x 4 x 0,795 = 323,689 ton > Pmaks = 300 ton Dengan demikian, pondasi tiang tunggal tidak aman digunakan, karena itu maka dipakai tiang kelompok. Apabila daya dukung yang diijinkan satu tiang sudah diketahui, maka daya dukung kelompok tiang dapat ditentukan dengan mengalikannya terhadap effisiensi kelompok tiang dan banyaknya tiang.berdasarkan hasil perhitungan, dengan nilai Qall sebesar 101,789 ton, didapatkan jumlah tiang sebanyak 4 tiang. Dengan nilai efisiensi kelompok tiang sebesar 0,795, maka didapatkan nilai daya dukung tiang kelompok sebesar Qug = 323,689 ton. Dengan nilai daya dukung tiang kelompok sebesar Qug = 323,689 ton maka nilai tersebut lebih besar dari beban Pu maksimum yaitu 300 ton. Maka pondasi tiang kelompok dapat dinyatakan aman terhadap beban aksial. Penurunan Pondasi (Setlement) Penurunan kelompok tiang sama dengan penurunan elastisitas tiang ditambah penurunan arah vertikal tiang. Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan nilai penurunan elastis tiang sebesar e = 18,19 mm, dan penurunan arah vertikal tiang sebesar δ = 11,10 mm, sehingga didapat total penurunan pondasi sebesar H = 29,29 mm. Penurunan maksimum pondasi yang diizinkan adalah 10 % dari diameter tiang. Diameter tiang yang direncanakan adalah 300 mm, maka penurunan maksimum pondasi yang diizinkan adalah 30 mm.

8 Dengan demikian, nilai total penurunan sebesar 29,29 mm dinyatakan aman dan memenuhi izin. Penulangan Tiang Penulangan tiang dihitung berdasarkan kondisi dalam pengangkatan, yaitu dengan satu titik pengangkatan dan dua titik pengangkatan. Dari hasil perhitungan dengan kedua kondisi tersebut didapatkan nilai momen maksimum dan gaya geser maksimum sebagai berikut : Berdasarkan satu titik pengangkatan : Mu = 11,2948 knm dan Vu = 5,7264 kn Berdasarkan dua titik pengangkatan : Mu = 5,2143 knm dan Vu = 10,1736 kn Untuk perhitungan penulangan tiang, nilai momen dan gaya geser yang diambil adalah nilai yang paling besar yaitu Mu = 11,2948 knm dan Vu = 10,1736 kn. Setelah dilakukan perhitungan didapatkan tulangan utama sebanyak 6D10, dan tulangan sengkang Ø mm. Daya Dukung Tiang Akibat Beban Lateral Untuk menghitung daya dukung tiang akibat beban horizontal perlu diketahui kondisi kepala tiang dan kriteria jenis perilaku tiang. Dari data yang diketahui, tinggi muka tanah ke kepala tiang = ec = 1 m, karena ec lebih besar dari 0,6 m maka termasuk kondisi kepala tiang terjepit. Dan dari hasil perhitungan dengan nilai faktor kekakuan R = 1,51 m dan diketahui kedalaman tiang L = 12 m didapat nilai L 3,5 R, maka termasuk tiang panjang. Untuk menentukan besar gaya lateral ultimit, digunakan rumus dan grafik dari metoda Broms untuk jenis tanah kohesif. Dari hasil perhitungan dengan rumus didapatkan besar daya dukung lateral ultimit untuk tiang tunggal sebesar Hu = 186,61 kn, sedangkan dengan grafik didapatkan Hu = 71,90 kn. Maka diambil nilai yang paling kecil yaitu Hu = 71,90 kn. Besar daya dukung lateral izin kelompok tiang dapat dihitung dengan mengalikan nilai daya dukung tiang tunggal dengan jumlah tiang dan faktor reduksi. Dengan jarak antar tiang sebesar 3D maka diambil faktor reduksi 0,4. Sehingga didapatkan daya dukung lateral izin kelompok tiang sebesar Hu = 115,04 kn. Nilai tersebut lebih kecil dari beban horizontal yang direncanakan yaitu H = 95 kn. Dengan demikian pondasi tersebut dapat dinyatakan aman terhadap beban lateral. Analisa Penulangan Tiang Akibat Beban Horizontal Penulangan pondasi tiang pancang dihitung berdasarkan pada kondisi

9 kebutuhan pada waktu pengangkatan, tetapi untuk memastikan bahwa tulangan tersebut benar-benar kuat dan aman, perlu juga dilakukan pengecekan ulang terhadap penulangan tiang tersebut dengan mempertimbangkan pengaruh beban horizontal. Berdasarkan hasil perhitungan daya dukung tiang terhadap beban horizontal didapatkan nilai daya dukung ultimit tiang sebesar 115,04 kn. Dengan nilai daya dukung tersebut dihitung momen maksimum yang terjadi untuk menentukan penulangan tiang. Dari hasil perhitungan didapatkan momen maksimum sebesar Mu = 193,515 knm. Gaya geser maksimum diambil Hu = 115,04 kn. Setelah dilakukan perhitungan didapatkan tulangan utama sebanyak 6D10, dan tulangan sengkang Ø mm. Pondasi tiang pancang hendaknya direncanakan sedemikian rupa sehingga gaya luar yang bekerja pada kepala tiang tidak melebihi gaya dukung tiang yang diizinkan. Adapun yang dimaksud dengan gaya dukung tiang yang diizinkan adalah meliputi aspek gaya dukung tanah yang diizinkan, tegangan pada bahan tiang dan perpindahan kepala tiang yang diizinkan. Ukuran dan kedalaman pondasi yang ditentukan dari daya dukung diizinkan dipertimbangkan terhadap penurunan toleransi. Bila ternyata hasil hitungan daya dukung ultimate yang dibagi faktor aman mengakibatkan penurunan yang berlebihan, dimensi pondasi harus diubah sampai besar penurunan memenuhi syarat. Keamanan pondasi tiang pancang pada Proyek Pembangunan Rumah Sakit Umum Daerah Sijunjung ini telah dianalisa oleh penulis. Dengan diketahui kedalaman tiang pancang 12 m, dan dimensi tiang 300 mm, didapatkan gaya yang bekerja pada kepala tiang tidak melebihi daya dukung tiang yang diizinkan, serta tidak mengalami penurunan yang melebihi izin dengan demikian pondasi ini dinyatakan aman terhadap pengaruh beban vertikal dan horizontal. Penulangan pondasi tiang pancang ini penulis menghitung dengan mempertimbangkan akibat beban vertikal dengan cara 1 titik pengangkatan maupun dengan 2 titik pengankatan, serta pengaruh beban horizontal sehingga pondasi tersebut menjadi lebih aman. KESIMPULAN Berdasarkan analisa hasil perhitungan daya dukung pondasi tiang pancang pada Pembangunan Rumah Sakit Umum

10 Daerah Sijunjung ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Kapasitas daya dukung pondasi tiang pancang dengan diameter tiang 300 mm dan kedalaman tiang 12 m didapatkan kapasitas daya dukung tiang tunggal sebesar 101,789 ton, dan kapasitas daya dukung tiang kelompok dengan jumlah tiga tiang sebesar 305,368 ton > Pu = 300 ton. 2. Penurunan (settlement) total yang terjadi masih dibawah penurunan ma ima ya g diizi a yait H total = 2,929 cm < H izi = cm. 3. Kapasitas daya dukung pondasi tiang pancang terhadap beban lateral adalah sebesar 11,504 kn > Hu = 9,5 kn. 4. Hasil perhitungan penulangan tiang didapatkan jumlah dan diameter tulangan tiang sebanyak 6D10 dan tulangan sengkang Ø8 120 mm. 5. Pondasi tiang pancang pada Pembangunan Rumah Sakit Umum Daerah Sijunjung ini dapat dinyatakan aman dan mampu memikul pembebanan yang direncanakan. DAFTAR PUSTAKA Bowlesh, J. E., 1991, Analisa dan Desain Pondasi, Edisi keempat Jilid 1, Erlangga, Jakarta. Hardiyatmo, H. C., 1996, Teknik Pondasi 1, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Sardjono, H.S, 1988, Pondasi tiang pancang, jilid 1 dan II, penerbit Sinar Jaya Wijaya, Surabaya Sosrodarsono, Suyono dan Nakazawa, Kazuto, 1980, Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi, Pradya Paramita, Jakarta. Das, Braja M.,1994, Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis ),Erlangga,Jakarta. Vis, W.C dan Kusuma, Gideon, 1993, Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang/CUR, Erlangga,Jakarta.