PERENCANAAN STRUKTUR PONDASI DAN ABUTMENT PADA JEMBATAN PENYEBERANGAN MUARA TEWEH JINGAH KABUPATEN BARITO UTARA, KALIMANTAN TENGAH

Transkripsi

1 PERENCANAAN STRUKTUR PONDASI DAN ABUTMENT PADA JEMBATAN PENYEBERANGAN MUARA TEWEH JINGAH KABUPATEN BARITO UTARA, KALIMANTAN TENGAH Skripsi Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik Disusun Oleh : KHAIRUNNISA JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2017

2

3

4 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas berkat rahmat, hidayah dan karunia-nya yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul Perencanaan Struktur Pondasi dan Abutment pada Jembatan Penyeberangan Muara Teweh Jingah Kabupaten Barito Utara, Kalimantan Tengah. Skripsi ini diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan akademik dalam menyelesaikan Program Sarjana Teknik di Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. Kelancaran proses penulisan skripsi ini berkat bimbingan, arahan, dan petunjuk serta kerja sama dari berbagai pihak, baik pada tahap persiapan, penyusunan hingga terselesaikannya skripsi ini. Penulis dalam kesempatan ini menyampaikan ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada yang terhormat : 1. Bapak Ir. Sudarman, MT., sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang, yang telah memberikan ijin perencanaan kepada penulis. 2. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT., sebagai Ketua Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang, yang telah memberikan arahan dan petunjuk dalam penyelesaian skripsi ini. 3. Bapak Dr. Ir. Sunarto, MT., sebagai dosen pembimbing I, yang selalu bijaksana memberikan waktu, nasehat, serta bimbingan dalam penyelesaian penyusunan skripsi ini. 4. Bapak Moh. Abduh, ST. MT., sebagai dosen pembimbing II, yang selalu bijaksana memberikan waktu, nasehat, serta bimbingan dalam penyelesaian penyusunan skripsi ini. 5. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang yang telah memberikan inspirasi, motivasi, dan bekal ilmu pengetahuan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang dan menyelesaikan penulisan tugas akhir ini. 6. Seluruh Staf dan Karyawan Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang yang telah banyak memberikan arahan dan motivasi kepada penulis hingga terselesaikannya tugas akhir ini. iii

5 7. Bapak Shalahuddin ST. MT. dan Ibu Maya Savitri sebagai kedua orang tua penulis yang selalu memberikan dukungan moral, materi, dan motivasi dengan do a dan restu yang tak pernah putus. 8. Saudariku Nia Fauziah dan saudaraku Syarif Hidayatullah yang selalu memberi dukungan dengan do a dan semangat untuk segera menyelesaikan program Sarjana Teknik. 9. Rekan-rekan seperjuangan mahasiswa Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang, khususnya Surya Team dan teman teman Teknik Sipil kelas A angkatan 2013 yang telah senantiasa menyumbangkan tenaga dan pikiran dalam penyelesaian skripsi ini. 10. Saudara sekasih dan saudara seperjuangan dalam mengerjakan tugas akhir yaitu Angga, Eca, Nurul, Mega, Agnes, dan Eci yang telah senantiasa memberikan dukungan, semangat, dan motivasi sehingga penulis mampu berjuang untuk menyelesaikan tugas akhir ini. 11. Kepada seluruh pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penulisan skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Semoga segala amalan dan kebaikan mereka diterima disisi Allah sebagai manifestasi ibadah kepada-nya. Amin. Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih banyak terdapat kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan. Mengingat keterbatasan kemampuan dan ilmu pengetahuan yang penulis miliki, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari seluruh pembaca dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi banyak pihak. Malang, November 2017 Penulis iv

6 ABSTRAK Jembatan penyeberangan Muara Teweh Jingah adalah jembatan pedestrian sepanjang 300 m yang didesain untuk pejalan kaki dan kendaraan roda dua yang menghubungkan Kota Muara Teweh dan Desa Jingah di Kabupaten Barito Utara, Provinsi Kalimantan Tengah. Sebagai urat nadi perekonomian nasional di daerah Kabupaten Barito Utara, pembangunan Jembatan Penyeberangan Muara Teweh - Jingah merupakan salah satu upaya untuk meningkatkan aksesibilitas, meningkatkan perekonomian, memberikan kemudahan untuk masyarakat penduduk di lokasi tersebut dalam kegiatan sehari-hari serta meningkatkan produktivitas melalui pengurangan biaya distribusi dan menyediakan akses ke pasar regional maupun internasional. Jembatan merupakan suatu konstruksi terpenting yang mampu menghubungkan dua bagian jalan yang terputus oleh adanya rintangan seperti alur sungai. Kerusakan jembatan terutama struktur bagian bawah seperti abutment dan pondasi akan berakibat fatal terhadap struktur jembatan. Abutment adalah bangunan bawah jembatan yang terletak pada kedua ujung jembatan, berfungsi sebagai pemikul seluruh beban hidup dan beban mati pada jembatan. Pondasi yang digunakan dalam perencanaan ini adalah pondasi tiang bor. Pondasi tiang bor (bored pile) adalah pondasi tiang yang mampu menembus lapisan tanah batuan dan pemasangannya dilakukan dengan mengebor tanah pada awal pengerjaannya, baru kemudian diisi tulangan dan dicor beton. Besar beban struktur yang diterima oleh abutment sebesar ΣV = 1277,77 ton dan ΣH = 218,98 ton, untuk beban struktur yang diterima oleh pondasi tiang bor sebesar ΣV = 2064,13 ton dan ΣH = 361,19 ton. Perencanaan terdiri dari abutment dengan dimensi tinggi 4,57 meter dan lebar 7,60 meter, untuk dimensi pondasi tiang bor berdiameter 1,7 meter. Penurunan yang terjadi pada pondasi tiang bor sebesar 23,80 cm dalam kurun waktu 172 tahun. Kata Kunci : Jembatan, abutment, pondasi tiang bor. ABSTRACT Muara Teweh overpass Jingah is a pedestrian bridge which designed for pedestrians, bike cycle and motor cycle. The length of the bridge is 300 meters that connects Muara Teweh City and Jingah Village of North Barito District, Center Borneo Province. Building construction of Crossing Bridge from Muara Teweh - Jingah has significant role in national economic in North Barito regency (Barito Utara). This bridge construction has a bunch of regency-citizen contribution to improve accessibility, improve economy, people facilitate of the site in daily activities and increase productivity through reduced distribution costs and providing access to regional and international markets. Bridge was an important construction that connects two separated roads due to existing obstacles like rivers. Bridge damages were mainly on bottom of the bridge such as abutment and the bridge foundation had fatal effect to the bridge structures. Abutment was a building that placed in the bottom of the bridge and it was exactly in the ends of bridge. It was used to sustaining living things and inanimated object on the bridge. The foundation that was used in this planning was bored pile foundation. The bored pile foundation was pile foundation that was able to transpierce the regolith. The installment of it was by drilling the soil at the first, then filling it with reinforcement and casting with concrete. The weight of structure got by abutment was ΣV = 1277,77 ton and ΣH = 218,98 ton. Meanwhile, the weight of structure got by bored pile foundation was ΣV = 2064,13 ton and ΣH = 361,19 ton. The planning contained of abutment with high dimension of 4.57 meter and wide 7.60 meter, for the dimension of bored pile foundation was 1,7 meter diameter. The decreasing that happens in bored pile foundation was 23,08 cm in 172 years. Keywords: Bridge, abutment, bored pile foundation. v

7 DAFTAR ISI COVER... LEMBAR PENGESAHAN... i SURAT PERNYATAAN... ii KATA PENGANTAR... iii ABSTRAK... v DAFTAR ISI... vi DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR LAMPIRAN... xiii BAB I. PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Manfaat... 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Uraian Umum Pembebanan Jembatan Simbol dan Kombinasi Pembebanan Beban Permanen Beban Lalu Lintas Aksi Lingkungan Tanah Sebagai Dasar Pondasi Kekuatan Tanah Sebagai Dasar Pondasi Penyelidikan Tanah Uji Sondir (Cone Penetration Test) Uji SPT (Standard Penetration Test) Uji Laboratorium Abutment Jembatan Kriteria Perencanaan Abutment Stabilitas Abutment Penulangan Abutment vi

8 2.7 Pondasi Jembatan Pondasi Tiang Daya Dukung Ijin Kelompok Tiang Kebutuhan Jumlah Tiang Efisiensi Kelompok Tiang Beban Maksimum Tiang pada Kelompok Tiang Penurunan Kelompok Tiang Penulangan Pondasi Tiang Bor BAB III. METODE PERENCANAAN Lokasi Diagram Alir Metodologi Data Struktur Atas Jembatan Data Tanah Pembebanan Struktur Atas Perencanaan Struktur Abutment dan Pondasi Perencanaan Struktur Abutment Perencanaan Struktur Pondasi Tiang Bor Studi Literatur BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Data Teknis Jembatan dan Pembebanan Data Teknis Jembatan Data Pembebanan Pembebanan Akibat Struktur Atas Beban Permanen Beban Lalu Lintas Aksi Lingkungan Aksi Lainnya Pembebanan Struktur Bawah Perhitungan Berat Sendiri Abutment (WA) Berat Tanah Urug pada Abutment (WTA) Perhitungan Tekanan Tanah Gaya Gempa pada Struktur Bawah Kombinasi Pembebanan vii

9 4.4 Kontrol Stabilitas Abutment Kontrol Terhadap Stabilitas Guling Kontrol Terhadap Stabilitas Geser Kontrol Terhadap Stabilitas Daya Dukung Tanah Penulangan Abutment Penulangan Badan Abutment (Breast Wall) Penulangan Pile Cap Syarat Perencanaan Pondasi Perencanaan Pondasi Tiang Bor pada Abutment Daya Dukung Pondasi Tiang Bor Tegangan pada Pondasi Tiang Bor (Akibat Beban) Penurunan Pondasi Penulangan Pondasi Tiang Bor BAB V. PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Kombinasi beban umum untuk keadaan batas kelayanan dan ultimit... 6 Tabel 2.2 Berat isi untuk beban mati... 7 Tabel 2.3 Faktor beban untuk berat sendiri... 8 Tabel 2.4 Faktor beban untuk beban mati tambahan... 8 Tabel 2.5 Faktor beban untuk beban T Tabel 2.6 Tekanan angin dasar Tabel 2.7 Jenis-jenis abutment jembatan Tabel 4.1 Spesifikasi gelagar memanjang Tabel 4.2 Perhitungan berat struktur rangka yang membebani pier Tabel 4.3 Jumlah beban reaksi untuk seluruh perletakan yang ditinjau dari beban - sendiri (MS) Tabel 4.4 Jumlah beban reaksi untuk seluruh perletakan yang ditinjau dari beban - mati tambahan (MA) Tabel 4.5 Total berat dari beban lajur terbagi rata (BTR) Tabel 4.6 Total berat dari beban garis terpusat (BGT) Tabel 4.7 Total berat dari beban pejalan kaki (TP) Tabel 4.8 Total beban lalu lintas Tabel 4.9 Tekanan angin dasar Tabel 4.10 Nilai Vo dan Zo untuk berbagai variasi kondisi permukaan hulu Tabel 4.11 Perhitungan gaya akibat berat sendiri abutment (WA) Tabel 4.12 Berat tanah urug pada abutment Tabel 4.13 Perhitungan tekanan tanah aktif (PA) Tabel 4.14 Perhitungan tekanan tanah pasif (PP) Tabel 4.15 Perhitungan gaya angkat uplift (PU) pada abutment Tabel 4.16 Perhitungan akibat gaya gempa pada abutment (EQA) Tabel 4.17 Rekapan beban yang bekerja pada abutment Tabel 4.18 Kombinasi pembebanan menurut SNI 1725: Tabel 4.19 Beban kombinasi 1 (Kuat I) Tabel 4.20 Beban kombinasi 2 (Kuat III) Tabel 4.21 Beban kombinasi 3 (Daya Layan I) Tabel 4.22 Beban kombinasi 4 (Daya Layan II) Tabel 4.23 Beban kombinasi 5 (Daya Layan III) ix

11 Tabel 4.24 Beban kombinasi 6 (Daya Layan IV) Tabel 4.25 Beban kombinasi 7 (Ekstrem I) Tabel 4.26 Kontrol stabilitas guling Tabel 4.27 Kontrol stabilitas geser Tabel 4.28 Kontrol stabilitas terhadap eksentrisitas Tabel 4.29 Kontrol stabilitas daya dukung tanah Tabel 4.30 Perhitungan gaya akibat berat sendiri abutment (WA) Tabel 4.31 Perhitungan gaya akibat tekanan tanah (PA) Tabel 4.32 Rekapan beban yang bekerja pada Breast Wall Tabel 4.33 Beban ultimit kombinasi 1 (Kuat I) Tabel 4.34 Beban ultimit kombinasi 2 (Kuat III) Tabel 4.35 Beban ultimit kombinasi 3 (Daya Layan I) Tabel 4.36 Beban ultimit kombinasi 4 (Daya Layan II) Tabel 4.37 Beban ultimit kombinasi 5 (Daya Layan III) Tabel 4.38 Beban ultimit kombinasi 6 (Daya Layan IV) Tabel 4.39 Beban ultimit kombinasi 7 (Ekstrem I) Tabel 4.40 Rekapan beban ultimit kombinasi badan abutment (Breast Wall) Tabel 4.41a Tabel luas tulangan polos dan deform Tabel 4.41b Tabel luas tulangan polos dan deform Tabel 4.42 Rekapan beban yang bekerja pada pile cap Tabel 4.43 Beban ultimit kombinasi 1 (Kuat I) Tabel 4.44 Beban ultimit kombinasi 2 (Kuat III) Tabel 4.45 Beban ultimit kombinasi 3 (Daya Layan I) Tabel 4.46 Beban ultimit kombinasi 4 (Daya Layan II) Tabel 4.47 Beban ultimit kombinasi 5 (Daya Layan III) Tabel 4.48 Beban ultimit kombinasi 6 (Daya Layan IV) Tabel 4.49 Beban ultimit kombinasi 7 (Ekstrem I) Tabel 4.50 Rekapan beban ultimit kombinasi pile cap Tabel 4.51 Nilai friction pile di tiap kedalaman Tabel 4.52 Data tanah tiap lapisan x

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Skema pembebanan jembatan... 4 Gambar 2.2 Beban lajur D... 9 Gambar 2.3 Faktor beban dinamis untuk beban T untuk pembebanan lajur D Gambar 2.4 Beban T yang bekerja pada jembatan Gambar 2.5 Ukuran konus yang digunakan pada uji sondir Gambar 2.6 Gaya yang bekerja pada abutment Gambar 2.7 Gaya luar yang bekerja pada abutment/kepala jembatan Gambar 2.8 Grafik untuk menentukan 1 dan o Gambar 2.9 Modulus elastisitas tanah (Es) Gambar 3.1 Lokasi pembangunan jembatan penyeberangan Muara Teweh Jingah Gambar 3.2 Diagram alir perencanaan Gambar 3.3 Tampak keseluruhan Jembatan Penyeberangan Muara Teweh Jingah Gambar 3.4 Tampak keseluruhan Jembatan Penyeberangan Muara Teweh Jingah Gambar 3.5 Diagram alir pembebanan struktur atas Gambar 3.6 Bentuk umum kepala jembatan (abutment) Gambar 3.7 Tinggi pemakaian kepala jembatan untuk berbagai bentuk Gambar 3.8 Diagram perhitungan dari intensitas daya dukung ultimate tanah pondasi pada ujung tiang Gambar 4.1 Grafik faktor beban dinamis Gambar 4.2 Grafik faktor beban dinamis Gambar 4.3 Grafik faktor beban dinamis Gambar 4.4 Grafik faktor beban dinamis Gambar 4.5 Respon spektrum Kota Muara Teweh Gambar 4.6 Tinggi pemakaian baku pada berbagai tembok penahan Gambar 4.7 Bentuk abutment jembatan Gambar 4.8 Abutment jembatan tipe gravitasi Gambar 4.9 Tanah urug pada abutment Gambar 4.10 Bentuk abutment dan diagram tekanan tanah yang bekerja pada Abutment xi

13 Gambar 4.11 Beban yang bekerja pada breast wall Gambar 4.12 Beban yang bekerja pada pile cap Gambar 4.13 Denah pondasi tiang bor Gambar 4.14 Tampak samping pile cap dan pondasi tiang bor Gambar 4.15 Denah pondasi tiang bor pada abutment Gambar 4.16 Diagram penurunan pondasi tiang bor Gambar 4.17 Diagram grafik nilai μ Gambar 4.18 Diagram grafik nilai μ Gambar 4.19 Diagram penurunan konsolidasi pada lapisan Gambar 4.20 Penampang pondasi tiang bor dan penampang ekivalen Gambar 4.21 Diagram tegangan dan regangan penampang pondasi tiang bor Gambar 4.22 Detail penulangan pondasi tiang bor (Bored Pile) Gambar 4.23 Detail penulangan abutment dan pile cap xii

14 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN 1 DATA PENYELIDIKAN TANAH TES SONDIR LAMPIRAN 2 GAMBAR SITE PLAN JEMBATAN xiii

15 DAFTAR PUSTAKA Badan Standarisasi Nasional. SNI Pembebanan Untuk Jembatan Badan Standarisasi Nasional. SNI T Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan Bridge Management System. Bridge Design Manual Bridge Management System. BMS Departemen PU Bina Marga Nakazawa Kazuto & Sosrodarsono Suyono Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi. Jakarta : Pradnya Paramita HS Sardjono Pondasi Tiang Pancang Jilid I. Surabaya : Sinar Wijaya HS Sardjono Pondasi Tiang Pancang Jilid II. Surabaya : Sinar Wijaya Pamungkas Anugrah & Harianti Erny Desain Pondasi Tahan Gempa Sesuai SNI dan SNI Yogyakarta : Andi Offset Asiyanto Metode Konstruksi Untuk Pekerjaan Pondasi. Jakarta : Universitas Indonesia (UI-Press) Hardiyatmo Christady Hary Analisis dan Perancangan Pondasi II. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press Hardiyatmo Christady Hary Analisis dan Perancangan Pondasi I. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press 159