Pembangunan Gedung Kampus Magister Manajemen Universitas Gadjah Mada (MM-UGM) Jakarta Selatan menggunakan pondasi tiang pancang berbentuk persegi deng

Transkripsi

1 PERENCANAAN PONDASI TIANG PANCANG PADA PROYEK GEDUNG KAMPUS MEGISTER MANAJEMEN - UNIVERSITAS GADJAH MADA (MM-UGM) JAKARTA SELATAN Vidry Fintaka Jurusan Teknik Sipil, FTSP, Universitas Gundarma ABSTRAK Pada perencanaan perhitungan pondasi ini direncanakan jenis pondasi, dan kedalaman tanahnya yaitu menggunakan tiang pancang diameter 40 x 40 cm dan 50 x 50 cm kedalaman 1800 cm. Tujuan perencanaan ini adalah mendapatkan pondasi tiang yang memiliki daya dukung yang aman dan mendapatkan penurunan pondasi yang masih ditoleransikan. Pada perhitungan perencanaan pondasi tiang pancang ini untuk menghitung daya dukung ujung tiang dan selimut tiang digunakan metode meyerhoff yang berdasarkan data lapangan N-SPT. Perhitungan penurunan tiang tunggal digunakan metode semi empiris dan kelompok tiang digunakan metode vesic yang berdasarkan data N-SPT. Dari hasil perencanaan tiang pancang ini dapat dipilih tiang pancang dengan diameter persegi 40 x 40 cm dan panjang pondasi 1800 cm. Hal ini dilihat berdasarkan hasil perhitungan dengan secara manual. Daya dukung ultimit pada pondasi tiang pancang 40 x 40 yaitu 151,68 ton dan daya dukung lateral pondasi tiang pancang 40 x 40 yaitu 9 ton. Daya dukung lateral kelompok tiang pada 40 x 40 dengan 5 buah pondasi tiang didapatkan hasil yaitu 45 ton dan nilai defleksi maksimum yaitu 0,2813 ton.m. Penurunan maksimum pondasi tiang 40 x 40 yaitu sebesar 0,3166 cm. Tebal pile cap pada pondasi tiang pancang 40 x 40 mendapatkan hasil maksimum yaitu 120 cm dengan tulangan pile cap 7ᴓ Kata Kunci : Tiang pancang, daya dukung, penurunan, efisiensi, pile cap PENDAHULUAN Tanah adalah pondasi pendukung suatu bangunan, atau bahan konstruksi dari bangunan itu sendiri dan sumber penyebab gaya luar pada bangunan. Sebelum melaksanakan pekerjaan suatu bangunan diperlukannya perencanaan struktur atas (upper structure) dan struktur bawah (sub structure). Struktur bawah merupakan bagian terendah bangunan yang meneruskan beban struktur atas ke tanah. Pondasi merupakan bagian terpenting dalam bangunan sehingga dalam perancangan dan konstruksi pondasi harus dilakukan, diperiksa, dan dipelajari dengan baik. Agar kegagalan pondasi dapat dihindari, maka pondasi bangunan harus diletakkan pada lapisan tanah yang cukup keras, padat, dan kuat. Bila beban yang bekerja lebih besar dari daya dukung tanah maka akan terjadi penurunan (settlement) yang diakibatkan oleh runtuhnya bidang tergelincir dimana akan mengakibatkan keruntuhan atau kerusakan bangunan.

2 Pembangunan Gedung Kampus Magister Manajemen Universitas Gadjah Mada (MM-UGM) Jakarta Selatan menggunakan pondasi tiang pancang berbentuk persegi dengan ukuran 40 x 40 cm dan 50 x 50 cm. Memiliki luas bangunan keseluruhan yaitu : ,04 m 2, yang terdiri dari 11 lantai dan 1 basement. Pada proyek tersebut dilakukan beberapa penyelidikan tanah, yaitu drilling log, grafik sondir, uji konsolidasi, kuat geser, dan uji gradasi butiran tanah (laporan penyelidikan tanah kampus UGM). PEMBAHASAN Penyelidikan Tanah Dalam perencanaan pondasi untuk suatu konstruksi dapat digunakan beberapa macam jenis pondasi. Pemilihan tipe pondasi harus disesuaikan dengan beberapa kriteria, diantaranya fungsi bangunan atas yang akan dipikul oleh pondasi tersebut, besarnya beban dan berat struktur atas, keadaan tanah dimana bangunan tersebut akan didirikan, dan biaya pondasi. Sehingga dalam perencanaan pondasi dapat terpenuhi keamanan bangunan tersebut. Pada perencanaan pondasi data-data yang diperlukan adalah data struktur atas bangunan dan data hasil penyelidikan tanah. Data struktur atas bangunan yang digunakan adalah data pembebanan bangunan, sedangkan data hasil penyelidikan tanah yang digunakan adalah pengujian tanah di lapangan dan pengujian di laboratorium. Perencanaan Pembebanan Pondasi Pada suatu bangunan terdapat beban yang bekerja pada struktur bangunan, beban-beban tersebut adalah beban gravitasi (vertikal) dan beban lateral

3 (horisontal). Beban gravitasi terdiri dari beban mati, beban hidup dan beban lainnya yang bekerja dalam arah vertikal. Sedangkan beban lateral terdiri dari beban gempa, beban angin dan beban lainnya yang bekerja dalam arah vertikal. Perhitungan beban aksial struktur atas merupakan kombinasi dari faktor pembebanan beban mati, beban hidup, beban angin, beban gempa dan lain-lain. Penentuan beban sendiri dan komponen bangunan dapat dilihat dari peraturan SKBI (standar Kontruksi Bangunan Gedung) tahun Beban Mati ( Dead Load ) Beban mati dalam sebuah bangunan adalah faktor yang penting dalam reka bentuk struktur dan boleh melebehi beban yang lain. Berdasarkan PPIUG 1983 untuk menghitung taksiran awal berat sendiri bangunan ada beberapa cara antara lain : dimensi (ukuran) elemen struktur seperti kolom, balok, plat lantai, dll, harus ditentukan dulu. Beban Hidup ( Live Load ) Beban hidup adalah beban selain daripada beban mati yang berlaku pada struktur serta beban yang boleh berubah. Perubahan beban hidup terjadi tidak hanya sepanjang waktu, tetapi juga sebagai fungsi tempat. Perubahan ini bisa berjangka pendek atau panjang sehingga menjadi hampir mustahil untuk memperkirakan beban-beban hidup secara statis. Beban Gempa ( Equake Load ) Beban gempa adalah pergerakan / getaran bumi yang berlaku dari kejutan gelombang dari pusat gempa bumi. Geataran boleh menyebabkan masaalah kepada bangunan serta penghuninya. Beban yang mencakup semua beban statik ekuivalen yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa tersebut. Beban Angin Beban Angin adalah beban yang mencakup semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara. Dalam bentuk beban yang seragam (distributed) yang boleh bertindak pugak dari permukaan bangunan atau selari dengannya. Analisa Struktur Hasil perhitungan pembebanan yang meliputi perhitungan beban mati, beban hidup, beban gempa, dan beban angin dihitung dengan bantuan program SAP 2000 dan memasukkan kombinasi beban sesuai dengan SKSNI T (

4 TABLE: Joint Reactions No. Joint OutputCase CaseType F1 F2 F3 M1 M2 M3 Text Text Text Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m 1 1 COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination E COMB1 Combination

5 No. TABLE: Joint Reactions Joint OutputCase CaseType F1 F2 F3 M1 M2 M3 Text Text Text Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination COMB1 Combination Daya Dukung Aksial Kapasitas aksial tiang tunggal adalah kemampuan ultimit tiang tunggal untuk dapat menahan beban diatasnya serta untuk menahan gaya friksi yang ditimbulkan oleh beban tersebut. Pondasi tiang mengalihkan beban kepada tanah melalui dua mekanisme : gesekan selimut dan tahanan ujung. Gesekan selimut diperoleh sebagai akibat adhesi atau perlawanan gesekan antara selimut tiang dengan tanah disekitarnya, sedangkan tahanan ujung timbul karena desakan ujung pondasi terhadap tanah.

6 Q = Q + Σ Q u p s Q = Daya dukung ujung (ton) p Q s = Daya dukung selimut tiang (ton) Tabel Daya Dukung Aksial Bentuk Tiang Daya Dukung Ultimit Tiang (ton) Persegi ( 40 x 40 cm ) 455,04 Persegi ( 50 x 50 cm ) 693 Daya Dukung Izin (Q izin ) Tanah mempunyai sifat untuk meningkatkan kepadatan dan kekuatan gesernya apabila mendapat tekanan. Jika tanah pondasi telah melampaui daya dukung izinnya, tegangan geser yang ditimbulkan di dalam tanah pondasi melampaui ketahanan geser tanah pondasi maka akan berakibat keruntuhan geser dari tanah pondasi. Q izin = Q izin = Daya dukung izin tiang (ton) Qu = Daya dukung ultimit (ton) FK = Faktor Keamanan Tabel Daya Dukung Izin (Q izin ) Bentuk Tiang Daya Dukung Ultimit Tiang Izin (ton) Persegi ( 40 x 40 cm ) 151,68 Persegi ( 50 x 50 cm ) 231 Jumlah Tiang Pondasi (n) Jumlah tiang pondasi merupakan banyaknya tiang dalam memikul beban per kolom. Banyaknya tiang pondasi dapat diperoleh dari beban yang dipikul pondasi dibagi dengan daya dukung izin pondasi. n = n = Jumlah tiang P = Beban yang diberikan (kn) = Daya dukung ijin pondasi (kn) Q ijin

7 P Qu Jumlah Dibulat Jenis No Kolom (Beban) Izin Tiang kan Pondasi Ton (Ton ) (Buah ) (Buah) Persegi 40 x Penurunan Tiang Tunggal Penurunan pada tanah disebabkan oleh pembebanan dan tanah yang mendukung pondasi tiang untuk memikul bangunan. Secara umum, penurunan pada tanah yang disebabkan oleh pembebanan dapat dibagi dalam 2 (dua) kelompok besar. Karena penurunan dipengaruhi mekanisme pengalihan beban, maka penyelesaian untuk perhitungan penurunan hanya bersifat pendekatan. Untuk memperkirakan besarnya penurunan pondasi tiang tunggal dapat digunakan metode semi empiris. S = S s + S p + S ps S = Penurunan total pondasi tiang tunggal (m) = Penurunan akibat deformasi axial tiang tunggal (m) S s S p S ps = Penurunan akibat beban pada ujung tiang (m) = Penurunan akibat beban pada sepanjang tiang (m) Tabel Penurunan Tiang Tunggal Bentuk Tiang ( S s ) m ( S p ) m ( S ps ) m ( S ) m Persegi ( 40 x 40 cm ) 0, , Persegi ( 50 x 50 cm ) , ,01773 Penurunan Pondasi Tiang Kelompok Penurunan tiang bergantung pada nilai banding tahanan ujung dengan beban. Jika beban yang didukung per tiang lebih kecil maka penurunan yang terjadi mungkin sangat kecil. Sebaliknya, bila beban per tiang melebihi tahanan ujung tiang maka penurunan yang terjadi akan besar. Metode vesic pada penurunan pondasi tiang kelompok digunakan pada tanah pasir dengan perhitungan penurunan tiang tunggal yang dikali dengan akar lebar kelompok tiang dibagi dengan diameter pondasi. Sg = S Sg = penurunan kelompok tiang (m) S = penurunan pondasi tiang tunggal (m) Bg = lebar kelompok tiang (m)

8 D = diameter tiang (m) Tabel Penurunan Pondasi Tiang Kelompok Bentuk Tiang Jumlah Tiang Penurunan Kelompok Tiang (m) Persegi ( 40 x 40 cm ) 2 0, , , ,03166 Persegi ( 50 x 50 cm ) 2 0, , ,03546 Daya Dukung Lateral Pondasi tiang sering harus dirancang dengan memperhitungkan bebanbeban horisontal atau lateral seperti beban angin, tekanan tanah lateral dan lainlain. Besarnya beban lateral yang harus didukung oleh pondasi bergantung pada rangka bangunan yang mengirimkan gaya lateral tersebut ke kolom bagian bawah. Kapasitas material tiang dirumuskan sebagai berikut : My = σy x = Tiang dengan ujung kepala terjepit Lendutan : yf = Momen : mf = Fm x H x T My = Mu = Momen Ultimit σy = Mutu beton ; 2400 kg/cm 2 Ip = Momen Inersia tiang ( m 4 ) Z = ½ dari diameter pondasi γ = Nilai dari berat isi tanah ( t/m 3 ) Tabel Daya Dukung Lateral Bentuk Tiang Momen Inersia Tiang ( Ip ) Lendutan ( meter ) Zmax ( m ) MF ( kn.m ) Persegi ( 40 x 40 cm ) 2,13 x ,941 x ,326 6,634 Persegi ( 50 x 50 cm ) 5,2083 x ,83 x ,127 35,256 Daya Dukung Lateral Kelompok Tiang Pada perhitungan daya dukung lateral menggunakan metode Poulus. Berdasarkan hasil penelitian Poulus, analisis elastis untuk memprediksi defleksi kelompok

9 tiang yang dibebani gaya lateral dan momen pada suatu kelompok tiang dan dibebani gaya lateral dikembangkan dengan menggunakan prinsip superposisi. Daya dukung kelompok tiang dirumuskan sebagai berikut : Hg n ji Hj H = Beban lateral kelompok tiang (kn) G = Beban lateral tiang tunggal (kn) H j n = Jumlah tiang Tabel Daya Dukung Lateral Kelompok Tiang Jumlah Daya Dukung Lateral Bentuk Tiang Tiang Kelompok Tiang ( kn ) Persegi ( 40 x 40 cm ) Persegi ( 50 x 50 cm ) Perencanaan Desain Pilecap Pilecap merupakan bagian dari struktur bawah yang berfungsi sebagai pengikat untuk kelompok pondasi tiang maka tiang tiang sebaiknya dipasang dengan bentuk yang tersusun baik guna menanggulangi tegangan pada pilecap agar tidak terlalu besar. Perencanaan pile cap harus dibuat cukup besar dan aman. Tebal pile cap harus ditentukan sedemikian rupa agar dapat memenuhi ketentuan SKSNI T Langkah-langkah tahapan perencanaan pile cap adalah sebagi berikut : 1. Rencanakan banyak tiang pancang dalam satu pile cap, dengan membagi beban dari kolom dengan beban satu tiang bor atau daya dukung izin. 2. Tentukan tebal pile cap Tebal pile cap akan dipilih sedemikian agar dapat memenuhi ketentuan SKSNI T psl , yakni Vu V c V u adalah beban aksial pada kolom. V c diturunkan dari SKSNI T psl dalam bentuk Vc f ' c b0 d c 6 dimana, 2x(( b h) (2d)), untuk kolom persegi. tetapi tidak lebih dari b o

10 1 Vc f ' c b0 d 3 Jika Vu Vc maka tebal pile cap diperbesar. 3. Menghitung tegangan tanah yang terjadi akibat Vu dan Mu Vu M u gsr max A W gsr min V A u p p M W u 4. Menghitung momen nominal 1 2 M u. wu. l 2 M u M n 5. Hitung rasio penulangan dengan menggunakan persamaan 0,85. f ' c maks 0,75 fy. 600 fy 1,4 min fy f y f 2 y 2 R m. f y n m. f f y m 0,85. f ' dan M R u n bd 2 c y, kemudian cek dengan menggunakan persamaan min maks, jika tidak memenuhi syarat, maka tebal diperbesar. 6. Hitung penulangan pile cap sebagai berikut : Untuk menentukan luas penulangan ( tarik ) : A s = ρ. b. d Untuk menentukan luas penulangan ( tekan ) : A s = 0,5. A s Tabel Tebal Pile Cap dan Tulangan Pile Cap Tiang Persegi Bentuk Diameter Jumlah Tebal Tulangan Pile Cap Pile Cap Tiang (cm) Tiang Potongan I Potongan II ( cm ) Persegi 40 x ᴓ ᴓ ᴓ ᴓ ᴓ ᴓ ᴓ ᴓ ᴓ ᴓ19 250

11 Persegi 50 x ᴓ ᴓ ᴓ ᴓ ᴓ ᴓ ᴓ ᴓ Perhitungan Biaya Pondasi Tiang Pancang Perhitungan biaya pondasi tiang pancang dimaksudkan untuk mengetahui harga tiang pancang dengan bentuk persegi 40 x 40 cm dan persegi 50 x 50 cm dengan kedalaman 18 m. 1. Harga Tiang Pancang Pada penyediaan tiang pancang dibagi per-segmen, supaya mempermudah membawa dan memasang tiang pancang. Segmen dibagi 3 yaitu segmen bawah (bottom), segmen tengah (middle), dan segmen atas (upper). Perhitungan : Harga tiang pancang ( bottom ) = Rp ,-/meter Harga tiang pancang ( middle ) = Rp ,-/meter Harga tiang pancang ( upper ) = Rp ,-/meter Agar mempermudah pemasangan dan membawa tiang pancang ke dalam proyek dari pabrik, maka 18 m dibagi 3 segmen. A. Harga tiang pancang bottom kedalaman 6 m Harga tiang pancang = 6 m x Rp ,- = Rp ,- B. Harga tiang pancang middle kedalaman 6 m Harga tiang pancang = 6 m x Rp ,- = Rp ,- C. Harga tiang pancang upper kedalaman 6 m Harga tiang pancang = 6 m x Rp ,- = Rp ,- + = Rp ,- Jadi, harga 1 buah tiang pancang adalah Rp ,- Harga Total Tiang pancang dari 61 adalah 146 buah tiang pancang = 146 buah x Rp ,- = Rp ,- Jadi, Harga total tiang pancang adalah Rp ,- 2. Ongkos Turun Tiang Pancang Harga satuan turun tiang pancang = Rp ,-/buah Harga ongkos turun tiang tiang pancang total = Tiang pancang per-segmen x jumlah tiang pancang x ongkos turun = 3 x 146 x Rp ,- = Rp ,- Jadi, Harga total Ongkos Turun Tiang Pancang adalah Rp ,- 3. Harga Pemancangan Harga satuan pemancangan = Rp ,-/m Volume = segmen tiang pancang x pjng tiang per-segmen x jmlah tiang = 3 x 6 x 146 = m

12 Harga Pemancangan Total = Harga satuan x volume = m x Rp ,-/m = Rp ,- Jadi, Harga total Pemancangan Tiang Pancang adalah Rp ,- 4. Penyambung Tiang Pancang Harga satuan penyambungan tiang pancang = Rp ,-/Titik Harga penyambung tiang pancang = Jumlah titik pondasi x harga satuan = 61 titik x Rp ,-/Titik = Rp ,- Jadi, Harga total Penyambungan Tiang Pancang adalah Rp ,- 5. Uji Loading Test Harga satuan uji loading test = Rp ,-/Titik Harga uji loading test = Jumlah titik yang di test x Harga satuan = 5 titik x Rp ,-/Titik = Rp ,- Jadi, Harga uji loading test untuk 5 titik adalah Rp ,- Tabel Estimasi Biaya Pondasi Tiang Bentuk Persegi 40 x 40 cm per 6 m no. Jenis koefisien Satuan HRG Satuan (Rp) Jumlah ( Rp) 1 Tiang pancang 146 Buah 11,286,000 1,647,756,000 2 Ongkos Turun Tiang Pancang 438 Buah 25,000 10,950,000 3 Harga Pemancangan 2628 Meter 80, ,240,000 4 Penyambungan Tiang Pancang 61 Titik 1,645, ,345,000 5 Harga Uji Loading Test 5 Titik 36,000, ,000,000 Jumlah 2,149,291,000 PENUTUP Berdasarkan perhitungan dapat dilihat hasil daya dukung ultimit pada pondasi tiang pancang 40 x 40 yaitu 151,68 ton dan pondasi tiang pancang 50 x 50 yaitu 231 ton dengan kedalaman yang sama yaitu 1800 cm. Daya dukung lateral pondasi tiang pancang 40 x 40 yaitu 9 ton sedangkan pondasi tiang pancang 50 x 50 yaitu 40 ton. Daya dukung lateral kelompok tiang pada 40 x 40 dengan 5 buah pondasi tiang didapatkan hasil yaitu 45 ton sedangkan daya dukung lateral kelompok tiang 50 x 50 dengan 4 buah yaitu 160 ton defleksi maksimum yaitu 0,2813 ton.m dan 1 ton.m. Penurunan maksimum pondasi tiang 40 x 40 yaitu sebesar 0,3166 cm dan penurunan maksimum pondasi tiang 50 x 50 yaitu 0,3546 cm. Tebal pile cap pada pondasi tiang pancang 40 x 40 mendapatkan hasil maksimum yaitu 120 cm dengan tulangan pile cap ᴓ sedangkan pada pondasi tiang pancang 50 x 50 mendapatkan hasil maksimum yaitu 130 cm dengan tulangan pile cap

13 ᴓ Harga tiang pancang 40 x 40 cm per 6 meter yaitu Rp. 2,149,291,000,- dan harga tiang pancang 50 x 50 cm per 6 meter yaitu Rp ,- sedangkan harga tiang pancang 40 x 40 cm per 9 meter yaitu Rp ,- dan harga tiang pancang 50 x 50 cm per 9 meter yaitu Rp ,-. DAFTAR PUSTAKA Christady H Hary, Teknik Pondasi 1, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, Christady H Hary, Teknik Pondasi 2, Edisi Kedua. UGM, Yogyakarta Djajaputra Aziz, Poulus, H.G., dan Rahardjo P. Paulus, Manual Pondasi Tiang, Universitas Katholik Parahyangan, Bandung, M. Das Braja, Mekanika Tanah, Jilid 1. Erlangga, Jakarta, Sosrodarsono Suryono, Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi, PT. Pradnya Paramita, Jakarta, Susilo Soepandji Budi, Mekanik Tanah & Teknik Pondasi Lanjut, Pasca Sarjana Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Jakarta,