ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG TUNGGAL AKIBAT GAYA LATERAL PADA PROYEK WHIZ HOTEL BOGOR. Oleh

Transkripsi

1 ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG TUNGGAL AKIBAT GAYA LATERAL PADA PROYEK WHIZ HOTEL BOGOR Oleh Iim Habibah 1), Hikmad Lukman 2), Wirtana Tri Nugraha 3) ABSTRAK Pondasi tiang yaitu struktur pondasi yang mampu menahan gaya orthogonal ke sumbu tiang dengan menyerap lenturan. Pondasi tiang (pancang) selain dirancang untuk menahan gaya aksial, juga dirancang untuk menahan gaya lateral. Pondasi tiang pancang yang digunakan dalam proyek pembangunan Whiz Hotel Bogor adalah jenis pondasi tiang pancang beton pracetak dengan diameter 500 mm (d500) dan panjang pondasi sesuai dengan kedalaman tanah keras yaitu 23 m. Besarnya beban lateral ultimit yang bisa ditahan oleh tiang ujung bebas yaitu kg, sedangkan besarnya gaya lateral yang aman terhadap keruntuhan tanah dan tiang adalah kg. Besarnya beban lateral ultimit yang bisa ditahan oleh tiang ujung jepit yaitu kg, sedangkan besarnya gaya lateral yang aman terhadap keruntuhan tanah dan tiang adalah 7.670, kg. Besarnya defleksi yang terjadi pada pondasi tiang ujung bebas dan pondasi ujung jepit lebih kecil dari defleksi yang disarankan oleh McNulty untuk bangunan gedung yaitu 3,88 mm < 6 mm dan 3,5 mm < 6 mm. Kata kunci : Gaya lateral, defleksi tiang, pondasi tiang ujung bebas, pondasi tiang ujung jepit. ABSTRACT Namely pile foundation structure that is able to withstand the force of orthogonal to the axis piles by absorbing bending. Pile (stakes) in addition designed to withstand axial forces, are also designed to withstand lateral forces. Pile foundation used in the construction of Whiz Hotel Bogor is a type of precast concrete pile foundation with a diameter of 500 mm (D500) and the length of the foundation in accordance with the hard soil depth is 23 m. The magnitude of ultimate lateral load that can be held by the free end of the pile that is kg, while the amount of lateral force that is secure against collapse soil and the pile is 3,872 kg. The magnitude of ultimate lateral load that can be held by the end of the pile clamp that is kg, while the amount of lateral force that is secure against collapse soil and the pile is kg. The amount of deflection that occurs at the free end of the pile foundation and fixed end the pile foundation deflection flops smaller than suggested by McNulty for buildings is 3.88 mm < 6 mm and 3.5 mm < 6 mm. Keywords: lateral force, the deflection of the pile, free end of the pile foundation, fixed end the pile foundation. I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Pondasi tiang yaitu struktur pondasi yang mampu menahan gaya orthogonal ke sumbu tiang dengan menyerap lenturan. Pondasi tiang pancang selain dirancang untuk menahan beban-beban aksial, pondasi tiang pancang juga dirancang untuk menahan beban horizontal/lateral. Gaya lateral adalah gaya pada bangunan yang arahnya tidak menentu. Sumber beban-beban lateral antara lain berupa tekanan tanah pada dinding penahan, beban angin, beban gempa, beban-beban tumbukan dari kapal (berlabuh pada dermaga), beban-beban eksentrik pada Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan Page 1

2 kolom, gaya gelombang lautan, gaya kabel pada menara transmisi Maksud dan Tujuan Dalam tugas akhir ini akan dibahas mengenai analisis daya dukung pondasi tiang pancang tunggal akibat gaya lateral, dengan maksud dan tujuan : 1. Maksud a. Menghitung tahanan lateral ultimit pondasi tiang pancang tunggal akibat gaya lateral. b. Menghitung besarnya defleksi yang terjadi akibat gaya lateral pada pondasi tiang pancang tunggal tersebut. 2. Tujuan Untuk mengetahui besarnya kapasitas daya dukung pondasi tiang pancang tunggal akibat gaya lateral di proyek Whiz Hotel Bogor Ruang Lingkup dan Batasan Masalah 1. Tiang yang ditinjau adalah tiang pancang tunggal dengan panjang 23 m. 2. Meninjau daya dukung pondasi tiang pancang tunggal akibat gaya lateral. 3. Data yang digunakan adalah data hasil tes laboratorium tanah yang dilaksanakan oleh PT. Daya Creasi Mitrayasa, Jakarta Selatan. 1.. Metodologi Penyusunan Agar lebih terarah sesuai dengan maksud dan tujuan di atas, metode penyusunan yang dilakukan adalah 1. Peninjauan Lapangan Meninjau langsung kelapangan dan melakukan tanya jawab dengan pihak terkait dalam proses pelaksanaan pondasi tiang pancang pada proyek Whiz Hotel Bogor, yang berlokasi di Jalan Cikuray No 7, Bogor, Jawa Barat. 2. Melakukan Studi Pustaka (Library Research) Yaitu mengumpulkan data teoritis yang dilakukan dengan cara mempelajari diktat kuliah, dan referensi-referensi lainnya yang berhubungan dengan tugas akhir tersebut. 3. Mengelola data data yang didapatkan dari proyek Whiz Hotel Bogor tersebut. II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tinjauan Umum Pondasi tiang pancang adalah konstruksi yang dibuat dari kayu, beton atau baja, yang digunakan untukmeneruskan beban-beban permukaan ketingkat-tingkat permukaan yang lebih rendah dalam massa tanah. (Joseph E. Bowles) Jenis Jenis Pondasi Pondasi dangkal Pondasi dangkal yaitu berupa : 1. Pondasi telapak/setempat (Pad foundation) 2. Pondasi jalur (Strip foundation) 3. Pondasi pelat/rakit (Mat/raft foundation) Pondasi dalam Pondasi dalam yaitu berupa 1. Pondasi tiang pancang 2. Pondasi sumuran (bored pile) 3. Pondasi caisson 2.3. Jenis - Jenis Pondasi TiangPancang Menurut Bahan Yang Digunakan 1. Tiang pancang kayu 2. Tiang Beton Pracetak (Precast Concrete Pile) 3. Tiang Pancang Yang Dicor Langsung Di Tempat (Cast In Place Pile). Tiang Pancang Baja (Steel Pile) 5. Tiang Pancang Komposit (Composite Pile) 2.. Tiang Yang Mendukung Beban LateraL Tiang Ujung Jepit dan Tiang Ujung Bebas McNulty (1956) mendefinisikan tiang ujung jepit (fixed end pile) sebagai tiang yang ujung atasnya terjepit (tertanam) dalam pile cap paling sedikit sedalam 60 cm. Dengan demikian untuk tiang-tiang yang bagian atasnya tidak terjepit atau terjepit ke dalam pile cap tetapi kurang dari 60 cm, termasuk tiang ujung bebas (free end pile). Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan Page 2

3 2..2. Gaya Lateral Ijin McNulty (1956) menyarankan perpindahan lateral ijin pada bangunan gedung adalah 6 mm, untuk bangunan-bangunan sejenis menara transmisi 12 mm atau sedikit lebih besar. Untuk jembatan perpindahan lateral ijin umumnya 10 mm Hitungan Tahanan Beban Lateral Ultimit Metode Broms (Tanah Kohesif 1. Tiang Ujung Bebas f = Hᵤ (9ϲᵤ d) Mmak = Hᵤ(e + 3d 2) 1 2 (9cᵤ d f) = Hᵤ(e + 3d f) Mmak = (9 )dg 2 cᵤ L = 3d 2 + f + g 2. Tiang Ujung Jepit Hᵤ = (2 My)/(3d 2 + f 2) Hu untuk tiang panjang dapat dicari dengan menggunkan grafik hubungan antar M y c u d 3 dan H u c u d Defleksi Tiang Vertikal Bangunan gedung, jembatan dan strukturstruktur semacamnya, umumnya gerakan lateral yang ditoleransikan hanya berkisar 6 mm sampai 12 mm. Jika tanah berupa lempung kaku terkonsolidasi berlebih (stiff over consolidated clay), modulus tanah umumnya dapat dianggap konstan di seluruh ke dalam annya. K = k h= k 1/1,5 R = Ep Ip K Metode Broms (Tanah Kohesif) Untuk tiang dalam tanah kohesif defleksi tiang dikaitkan dengan faktor tak berdimensi βl. 1 β = ( E p Ip ) Defleksi ujung tiang di permukaan tanah (yo) dinyatakan oleh persamaan-persamaan yang bergantung pada tipe jepitan tiang sebagai berikut : Tiang ujung bebas berkelakuan seperti 1. Tiang ujung bebas berkelakuan seperti tiang pendek, bila βl < 1,5 dengan besarnya defleksi tiang di permukaan tanah : H(1 + 1,5e L yₒ = ) L Rotasi tiang (θ) : 6H(1 + 2e L θ = ) L 2 2. Tiang ujung jepit dianggap berkelakuan seperti tiang pendek, bila βl < 0,5 dengan yₒ = H L 3. Tiang ujung bebas dianggap seperti tiang panjang (tidak kaku), bila βl > 2,5 defleksi tiang di permukaan tanah : yₒ = 2Hβ(eβ+1) θ = 2Hβ2 (1 + 2eβ). Tiang ujung jepit dianggap sebagai tiang panjang (tidak kaku), bila βl > 1,5. yₒ = Hβ Untuk tiang dalam tanah kohesif besarnya defleksi dapat dicari dengan menggunkan grafik antar hubungan βl dan y o kh dl Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan Page 3 H,

4 sedankan untuk tiang dalam tanah pasir dapat dicari dengan menggunkan grafik antar hubungan αl dan y o EI 3 5 n 2 5 h HL 3.. Pemodelan Struktur Pondasi Tiang Pancang 1. Panjang Tiang Pancang adalah 23 m 2. Dimensi Tiang Pancang adalah diameter 500 mm 3. Mutu Beton Tiang Pancang adalah 30 Mpa 3.5. Struktur Tanah Pendukung III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Latar Belakang Proyek Proyek Whiz Hotel Bogor adalah proyek yang dikembangkan oleh PT. Estrella Tujuh Indonesi yang bertujuan untuk meningkatkan dan mengembangkan perekonomian terutama dibidang sektor perhotelan Kondisi Umum Proyek 1. Nama Proyek : Pembangunan WHIZ Hotel Bogor 2. Lokasi Proyek : Jl. Cikurai No.7, Bogor 3. Owner Proyek : PT. Estrella Tujuh Indonesia. Luas Proyek : 158 m2 5. Konsultan Perencana : PT. Estrella Tujuh Indonesia 6. Kontraktor : CV. Sutikno 7. Konsultan Pengawas : PT. Yucca Wiratama 3.3. Struktur Bangunan Proyek Whiz Hotel Bogor merupakan bangunan yang terdiri dari 11 lantai dengan ketinggian 0,075 m. Jenis pondasi yang digunakan adalah pondasi tiang pancang Karakteristik Tiang d = 500 mm = 50 cm L = 23 m f c = 30 Mpa E p = 700 f c = = Mpa = kg Ip = 1 6 πd = 1 3, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan Page

5 = cm 1. Ke dalaman m c u = 0,192 kg k 1 = 27 MN m 3 = 2,7 kg cm 3 2,7 kg cm3 k h = = 1,8 kg cm 3 1,5 K = 1,8 kg cm 3 50 cm = 90 kg 2. Ke dalaman m c u = 0,75 kg k 1 = 27 MN m 3 = 2,7 kg cm 3 2,7 kg cm3 k h = = 1,8 kg cm 3 1,5 K = 1,8 kg cm 3 50 cm = 90 kg Besarnya faktor kekakuan untuk modulus tanah konstan (R) adalah : R = ( ) 90 = 172 cm Kriteria tiang kaku dan tidak kaku untuk tiang ujung bebas menurut Tomlinson adalah sebagai berikut: 1. Tiang ujung bebas kaku/pendek L 2R cm cm cm > 3 cm NOT OK 2. Tiang ujung bebas tidak kaku/panjang L 3,5R cm 3,5 172 cm cm > 602 cm OK Karena L > 3,5 R maka tiang tersebut termasuk ke dalam tiang tidak kaku ujung bebas. 3. Tiang ujung bebas dianggap sebagai tiang panjang (tidak kaku), bila βl > 2,5 βl > 2,5 = 0, >,25 9,3 > 2,5 OK. Tiang ujung jepit bila βl > 1,5 βl > 1,5 = 0,0, > 1,5 9,3 > 1,5. OK Menurut Tomlinson pondasi tiang yang digunakan di proyek Whiz Hotel Bogor termasuk ke dalam jenis pondasi tiang tidak kaku ujung bebas, sedangkan menurut Broms pondasi tiang yang digunakan di Proyek Whiz hotel Bogor masuk ke dalam dua karakteristik yaitu tiang ujung bebas dianggap sebagai tiang panjang (tidak kaku) dan tiang ujung jepit dianggap sebagai tiang panjang (tidak kaku). IV. ANALISIS DAYA DUKUNG LATERAL TIANG.1. Tahanan Lateral Ultimit Tiang Kuat lentur beton tiang pancang fb = 0,0f cfb = 0, 30 = 120 kg Tahanan momenw = I p d W 2 = = ,6 cm3 (50 2) Momen maksimum tiang M y = fb WM y = ,6 = kg. cm 1. Tiang Ujung Jepit Untuk tiang dalam tanah kohesif pengkatian tipe tiang dan jepitan tiang berdasarkan faktor tak berdimensi βl menurut Broms adalah sebagai berikut: β = ( E p Ip ) 1 1,8 50 = ( ) 1 = 0,001 cm 1. Tiang ujung bebas berkelakuan seperti tiang pendek, bila βl < 1,5 βl < 1,5 = 0, > 1,5 9,3 > 1,5 NOT OK 2. Tiang ujung jepit berkelakuan seperti tiang pendek, bila βl < 0,5 βl < 0,5 = 0, > 0,5 9,3 > 0,5 NOT OK Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan Page 5

6 H = 0 H = P H = 9 c u d f = H u (9 c u d) = H u (9 0,75 50) = 0,006 H u M mak = Hᵤ(e + 3d f) Mmak = Hᵤ(e + 3d f) Mmak = (9 )dg 2 c u Dari persamaan 3 dan, diperoleh persamaan sebagi berikut : Hᵤ(e + 3d f) = (9 )d g 2 c u Hᵤ( ,0023 H u ) = 53,375 g 2 L = 3d 2 + f + g g = L 3d 2 f = ,006 H u = ,006 H u 100 H u + 0,0023 H u 2 = Dengan menguraikan dan mensubstitusikan persamaan di atas, maka nilai Hu dapat dicari dengan menggunakan rumus ABC sehingga besarnya nilai Hu adalah H u1 = kg (Nilai Hu yang digunakan) H u2 = kg Hu juga dapat dicari dengan menggunakan grafik di bawah ini. g 2 = ( ,006 H u ) 2 = ,7 H u + 0, H u 2 Hᵤ( ,0023 H u ) = 53,375 g 2 Persamaan g 2 diasumsikan kepersamaan Di atas sehingga menghasilkan persamaan berikut : H u ,8 Hᵤ 2, = 0 Dengan menguraikan dan mensubstitusikan persamaan di atas, maka nilai Hu dapat dicari dengan menggunakan rumus ABC sehingga besarnya nilai Hu adalah H u1 = kg H u2 = kg f = H u (9 c u d) = (9 0,75 50) = cm Mmak = Hᵤ(e + 3d f) = ( ) = kg. cm Karena Mmak > My ( kg.cm > kg.cm), maka tiang tersebut termasuk ke dalam tiang panjang, artinya tiang terlebih dahulu patah. Dengan menganggap momen maksimum adalah sebagai momen tahanan dari tiang (My). Mmak = Hᵤ(e + 3d f) M y (e + 1,5 d f) (25 + 1, ,006 H u ) ( ,0023 H u ) H u ( ,0023 H u ) = Momen maksimum (My) = kg.cm M y c u d 3 = , = 2,79 H U = 10 (Hasil dari grafik) c u d2 10 (c u d 2 ) 10 (0, ) = kg Hu yang digunakan adalah kg. Dengan menagambil faktor aman F = 3, gaya lateral ijin yang aman terhadap keruntuhan tanah dan tiang adalah : H = H u F H = = kg 2. Tiang Ujung Bebas Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan Page 6

7 gaya lateral ijin yang aman terhadap keruntuhan tanah dan tiang adalah : H = H u F H = = 7.670, kg.2. Defleksi Tiang Vertikal 1. Tiang Ujung Bebas f = H u (9 c u d) f = H u (9 0,75 50) f = 0,006 H u Dengan menganggap momen maksimum adalah momen dari penampang tiang (My), Mx = Mmak 2 M y + Hᵤ 1 2 f H u (1,5 d + f) = 0 2 M y H u (1,5 d f) = 0 2 M y (1,5 d f) (1, ,006 H u ) (75 + 0,0023 H u ) H u (75 + 0,0023 H u ) = H u + 0,0023 H 2 u = ,0023 H 2 u + 75 H u = 0 Dengan menguraikan dan mensubstitusikan persamaan di atas, maka nilai Hu dapat dicari dengan menggunakan rumus ABC, sehingga besarnya nilai Hu adalah H u1 = kg (Nilai Hu yang digunakan) H u2 = kg f = H u (9 c u d) f = (9 0,75 50) = 107,65 cm Hu juga dapat dicari dengan menggunakan grafik seperti yang tertera pada gambar grafik di atas. Momen maksimum (My)= kg.cm M y c u d 3 = , = 2,79 H u = 19 (Hasil dari grafik) c u d2 19(c u d 2 ) 19 (0, ) = ,5 kg Hu yang digunakan adalah tahanan kg. Dengan menagambil faktor aman F = 3, 2Hβ(eβ + 1) yₒ = ,001 (25 0, ) y o = 1,8 50 = 0,388 cm Besarnya defleksi juga dapat dicari dengan menggunakan grafik yang tertera pada gambar di bawah ini βl = 9,3 y o L = 20,3 H y o = 17 H 20, = L 1, = 0,38 cm y o = 3,8 mm 2. Tiang Ujung Jepit yₒ = Hβ 7.670, 0,001 y o = = 0,35 cm 1,8 50 y o = 3,5 mm Besarnya defleksi juga dapat dicari dengan menggunakan grafik yang tertera pada gambar di atas. βl = 9,3 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan Page 7

8 y o L = 9 H y o = 9 H L = , 1, = 0,33 cm y o = 3,3 mm V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan 1. Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan, pondasi tiang pancang di Proyek Whiz Hotel Bogor termasuk ke dalam dua tipe, yaitu tipe tiang pancang panjang/tidak kaku ujung bebas dan tipe tiang pancang panjang/tidak kaku ujung jepit. 2. Gaya lateral ultimit yang bisa ditahan oleh tiang pancang panjang/tidak kaku ujung bebas lebih kecil dari pada gaya lateral ultimit yang bisa ditahan oleh tiang pancang panjang/tidak kaku ujung jepit. 3. Besarnya defleksi yang terjadi akibat gaya lateral ijin pada pondasi tiang panjang/tidak kaku ujung bebas dan tiang panjang/tidak kaku ujung jepit lebih kecil dari defleksi ijin yang disarankan oleh McNulty untuk bangunan gedung (3,88 mm < 6 mm dan 3,5 mm < 6 mm) Saran 1. Harus hati-hati dalam menentukan tipe ikatan ujung tiang, karena tipe ikatan ujung tiang sangat mempengaruhi besarnya tahanan lateral ultimit yang bisa ditahan oleh tiang itu sendiri. 2. Agar lebih terarah dalam menganalisis daya dukung lateral pondasi tiang pancang, maka harus membandingkan hasil metode yang satu dengan metode yang lainya untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat. DAFTAR PUSTAKA 1. Hadirahardja, Joetata, 1997, Rekayasa Pondasi II Pondasi Dangkal dan Pondasi Dalam, Jakarta, Gunadarma 2. Hardiyatmo, Hary Cristady, 2006, Teknik Pondasi I, Yogyakarta, Beta Offset 3. Hardiyatmo, Hary Cristady, 2011, Analisis dan Perancangan Pondasi II, Yogyakarta, Gajah Mada University Press. Joseph, E. Bowles, 1993, Analisa dan Disain Pondasi, Edisi ke-2, Jakarta, Erlangga 5. Sardjono, HS, Ir, 1998, Pondasi Tiang Pancang I, Surabaya, Sinar Wijaya 6. Sardjono, HS, Ir, 1998, Pondasi Tiang Pancang II, Surabaya, Sinar Wijaya RIWAYAT PENULIS 1. Iim Habibah, ST. Alumni (2015) Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Pakuan Bogor. 2. Ir. Hikmad Lukman, MT. Staf Dosen Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Pakuan Bogor. 3. Ir. Wiratna Tri Nugraha, MT. Staf Dosen Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Pakuan Bogor Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik - Universitas Pakuan Page 8