BAB III METODE PENELITIAN. titik yang telah ditentukan sebagai gambaran dasar keadaan tanah pada

Transkripsi

1 55 BAB III METODE PENELITIAN 3.I Pendahuluan Penelitian Tanah dimaksudkan untuk mendapatkan data keadaan tanah pada titik yang telah ditentukan sebagai gambaran dasar keadaan tanah pada Pekerjaan Perencanaan Jembatan fly over ruas jalan P. Antasari Tirtayasa, Kota Bandar Lampung Tempat dan Waktu Dalam pengolahan data penulis melakukan penelitian di lokasi pekerjaan jalan P. Antasari Tirtayasa, Kota Bandar Lampung. Sedangkan untuk waktu penelitian dilaksanakan pada bulan Februari tahun Bahan Dan Peralatan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi sampel tanah untuk pengujian di laboratorium mekanika tanah, sehingga di dapat data data yang berguna untuk membuat profil lapisan tanah.

2 Peralatan yang di gunakan dlam penelitian ini terdiri dari : Peralatan untuk mendapatkan data di lapangan dan di laboratorium. Untuk penyelidikan tanah di lapangan di butuhkan peralatan Bor mesin, alat uji SPT, Tabung baja undisturbed, alat uji geolistrik, alat ukur tanah Teodolid, dan alat Gps. Sedangkan di laboratorium di butuhkan peralatan untuk pengujian soil properties, serta computer sebagai alat bantu menyelesaikan perhitungan. 3.2 Alur Penelitian Bagaimana jika pondasi Bore pile dipakai sebagai perkuatan jembatan laying jalan antasari jalan tirtayasa untuk memenuhi syarat kekuatan, ekonomis dan efisien, secara akematis yang akan dilakukan dalam penelitian ini disajiakan pada gambar 3.1

3 57 Survey Awal Pengamatan Visual Penyelidikan tanah di lapangan dengan mesin Bor Penelitian tanah di laboratorium Prediksi penampang profil tanah atau Bore pile Gambar 3.1 Alur Penelitian 3.3 Metode Pengumpulan Data Penelitian Penelitian ini mengunakan dua jenis data yaitu data primer dan data sekunder. Data primer diperoleh langsung dari pengukuran di lapangan dan analisis di laboratorium. Sedangkan data sekunder di daptkan dari istansi terkait dan beberapa literature yang berhubungan dengan tema penelitian.

4 Data Primer a Penyelidikan Tanah di lapangan Bor Mesin Uji Bor Mesin ( Log Bor ) dan Uji SPT sebanyak 6 titik. Pengujian di lapangan dilakukan oleh tenaga dan peralatan PT.Batu Raden dan Uji laboratorium ( Usturbed Sample ) dengan parameter pengujian kadar air, Berat jenis, Berat volume, Direct Shear, Konsistensi Tanah/Index Plastis, Sieve Analisis dan konsolidasi di lakukan bersama peralatan dan tenaga teknis Fakultas Teknik UNILA. Pengujian dengan alat bor mesin dimaksudkan untuk mengetahui secara jelas kondisi lapisan tanah dari permukaan pengujian hingga kedalam tanah keras yang ditentukan. Pada pengujian alat dengan bor mesin disertai dengan uji SPT pada setiap kadalaman 2 meter. SPT Pengujian SPT adalah Pengujian dengan tabung sendok pemisah ( Split Spoon Sampler ) yang dimasukan kedalam tanah dasar lubang bor ( titik pengujian ) dengan mengunakan beban penumbuk dengan berat 140 Ib (63 kg) yang di jatuhkan dari ketinggian 30 in (75 cm) hingga kedalam 12 in ( 30 cm) jumlah pukulan ini disebut N (N Value) atau Number of Blow dengan satuan pukulan/kaki (blow/foot). Adapun standar deskripsi kekuatan tanah dengan penetrasi standar sebagai berikut :

5 59 a.standarpenetrasi tanah tak berkohesi Tabel 3.1 StandarPenetrasi tanah tak berkohesi Penetrasi Standar (N) Deskripsi 0-4 Sangat Lepas 4-10 Lepas Sedang Padat >50 Sangat Padat b.standar Penetrasi tanah berkohesi Tabel 3.2. Standar Penetrasi tanah berkohesi Penetrasi Standar (N) Deskripsi/Konsisitansi 0-2 Sangat Lunak 2-4 Lunak 4-8 Sedang 8-16 Kenyal Sangat Kenyal Keras >50 Keras Sekali

6 Data Sekunder Data sekunder dapat diperoleh dari instansi instansi yang terkait atau literature yang berhubungan dengan tema penelitian ini. Yaitu Peta Lokasi, mengambarkan situasi di lapangan 3.4. Langkah langkah dalam proses perancangan Bore pile 1. Membuan prifil tanah yang mengambarkan parameter kuat geser, karakteristik kompresibilitas, stress history, zone yang sensitive terhadap perubahan kadar air dan hal hal penting yang perlu diketahui untuk kondisi setempat. 2. Menentukan beban atau kombinasi beban dan batas batas deformasi yang diijinkan 3. Menaksir panjang tiang dan memnentukan daya dukung 4. Merancang kelompok tiang dan efesiensi kelompok 5. Menentukan penurunan kelompok tiang 6. Menentukan kapasitas 7. Menentukan kapasitas lateral 8. Merancang loading test(percobaan beban) Selain itu ada hal hal sangat penting yang memerlukan perhatian khusus dalam rancangan tiang bor, yaitu : a. Jika ditentukan adanya lapisan tanah ekspansif b. Kondisitanah yang overconsolodated c. Kemungkinan bahaya scour karena aliran air

7 61 d. Perusakan (deterioration) oleh sebab abrasi, perusakan orgnik dan oleh zat zat kimia lainnya. e. Tanah dalam proses konsolidasi f. Ganguan ganguan lain yang perlu diperhatikan 3.5. Aksi Dan Beban Tetap Berat Sendiri Berat sendiri bagian bangunan adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan elemen struktural, ditambah dengan elemen non struktural yang di anggap tetap. Tabel 3.3 Berat sendiri Bahan Lapisan permukaan beraspal Timbunan Tanah Dipadatkan Kerikil dipadatkan Aspal Beton Beton Beton Bertulang Beton Prategang Batu Pasangan Berat per Satuan Isi (kg/mᵌ) 22,0 17,2 18,18 22,7 22,0 22,0-25,0 23,5 25,5 25,0 26,0 23,3 Kerapatan Massa (kg/mᵌ) Beban Mati Tambahan (superimposed dead load) Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang merupakan elemen non struktural dan merupakan beban pada jembatan dan mungkin besarnya

8 berubah selama umur jembatan, seperti pelapis kembali permukaan aspal, sarana umum seperti pipa air bersih dan kotor. Pengaruh Penyusutan dan Rangkak Pengaruh ini dihitung dengan mengunakan beban mati dari jembatan. Apabila pengaruh rangkak dan penyusutan bisa mengurangi pengaruh muatan lainnya, maka harga dari rangkak dan penyusutan itu diambil minimumnya, misal pada waktu transfer dari beton prategang. Pengaruh Prategang Prategang akan menyebabkan pengaruh sekunder pada komponene komponene yang terkekang pada bangunan statis tak tentu. Pretegang harus diperhitungkan sebelum dan sesudah kehilangan tegangan dalam kombinasinya dengan beban beban lainya. Pengaruh utama dari prategang harus di perhitungkan seperti, Pada keadaan batas layan, gaya prategang dapat di anggap bekerja sebagai beban, Pada keadaan batas Ultimate, Pengaruh prategang tercakup dalam perhitungan kekuatan unsur. Tekanan Tanah Koefisien tekanan tanah tergantung pada besaran besaran tanah(kepadatan, kadar kelembapan, kohesi sudut geser, dan lain sebagainya). Besaran besaran tanah tersebut bisa diperoleh dari hasil pengujian tanah. Pengaruh Tetap Pelaksanaan Pengaruh pelaksanaan adalah disebabkan oleh metoda dan urutan pelaksanaan jembatan, biasanya mempunyai kaitan dengan aksi aksi lainya seperti pra penegangan dan berat sendiri.

9 63 Beban Lalu lintas Beban terdiri dari beban D dan Beban T (Truk). Beban lajur D Beban lajur D bekerja pada seluruh lebar jalur kendaraan dan menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekivalen dengan suatu iringan iringan kendaraan yang sebenarnya, jumlah total beban lajur D yang bekerja tergantung pada lebar jalur kendaraan itu sendiri. Beban lajur D terdiri dari beban terbagi rata (uniformly distributed load, UDL) yang digabung dengan beban garis (knife Edge Load,KEL). Beban T Pembebanan Truk T terdiri dari kendaraan truk semi trailer yang mempunyai muatan sumbu dan susunan, Pembebanan truk T ini harus ditempatkan ditengah tengah lajur lalu lintas rencana. Posisi dan penyebaran pembebanan Truk T adalah dalam arah melintang. Terlepas dari panjang jembatan atau susunan bentang, hanya ada satu kendaraan truk T yang bisa ditempatkan pada satu lajur lalu lintas rencana. Faktor Beban Dinamis (Dynamic Load Allowance, DLA) Faktor beban dinamis (DLA) merupakan interaksi antara kendaraan yang bergerak dengan jembatan. Besarnya KEL dari beban lajur D dan beban roda dari pembebanan truk T harus dengan harga KEL yang cukup untuk memberikan terjadinya interaksi antara kendaraan yang bergerak dengan jembatan. Besarnya nilai tambah dinyatakan dalam interaksi dari beban statis.

10 a. Untuk beban D : DLA merupakan fungsi dari panjang bentang ekivalen (bentang 50 m, DLA = 40%). b. Untuk pembebanan Truk T : DLA diambil 0,3. Harga DLA yang dihitung digunakan pada seluruh bagian bangunan yang berada di atas permukaan tanah. Untuk bagian bangunan bawah pondasi yang berada di bawah garis perubahan, Harga DLA harus di ambil sebagai peralihan linier darai harga pada baris permukaan tanah sampai nol pada kedalaman 2 m. Untuk bangunan yang terkubur, seperti halnya gorong gorong dan struktur baja tanah, harga DLA jangan diambil dari 0,4 unyuk kedalaman nol dan jangan kurang dari 0,1 untuk kedalaman 2 m. Untuk kedalaman antara bisa diinterpolasi linier. Gaya Rem Pengaruh percepatan dan pengereman dari lalu lintas harus diperhitungkan sebagai gaya dalam arah memanjang dan dianggap bekerja pada permukaan lantai jembatan. Tanpa melihat berapa besar lebar bangunan, jika panjang bangunan dalam arah memanjang dari sistem pengendalian rencanan besarnya kurang dari 80 m, maka gaya memanjang yang bekerja adalah 250 kn (25,5 ton). Dalam perkiraan pengaruh gaya melintang terhadap perlekatan bangunan bawah jembatan, maka gesekan atau karakteristik perpindahan geser dari perletakan dan kekakuan bangunan bawah harus diperhitungkan.

11 65 Gaya Sentrifugal Untuk jembatan yang mempunyai lengkung horizontal, harus diperhitungkan gaya sentrifugal akibat pengaruh pembebanan lalu lintas untuk seluruh bagian bangunan. Beban lalulintas dianggap bergerak pada kecepatan tiga perempat dari kecepatan rencana. Gaya sentrifugal harus bekerja secara bersamaan dengan beban D atau T dengan pola yang sama sepanjang jembatan. Faktor beban dinamis disini jangan ditambahkan pada gaya sentrifugal tersebut. Gaya sentrifugal dianggap bekerja pada permukaaan lantai dengan arah keluar secara radial dan harus sebanding dengan pembebanan total pada suatu tititk berdasarkan rumus : T TR = V 2 T T R Dimana : T T = gaya sentrifugal yang bekerja pada bagian jembatan = Pembebanan lalu lintas total yang bekerja pada bagian yang sama (T TR dant T mempunyai satuan yang sama) V R = Kecepatan lalu lintas rencana (km/jam) = Jari jari lengkungan. Pambebanan untuk pejalan kaki (beban trotoar) Semua elemen dari trotoar maupun jembatan penyebrangan ang langsung memikul pajalan kaki harus direncanakan untuk bebean minimal 5 kpa (0,51 ton/m 2 )

12 Beban Tumbukan Pada Penyangga Jembatan Pilar yang mendukung jembatan yang melintas jalan raya, harus direncanakan mampu menahan tumbukan. Kalau tidak, bisa direncanakan dan dipasang pelindung. Apabila pilar yang mendukung jembatan layang terletak di belakang penghalang, maka pilar tersebut harus direncanakan untuk bisa menahan beban statis ekivalen sebesar 100 kn yang bekerja membentuk sudut 10 dengan sumbu jalan yang terletak di bawah jembatan. Beban ini bekerja 1,8 m diatas permukaan jalan Aksi Lingkungan Jembatan harus direncanakan untuk bisa menahan terjadinya penurunan yang diperkirakan, termasuk perbedaan penurunan, sebagai aksi daya layan. Pengaruh penurunan mungkin bisa dikurangi dengan adanya rangkak dan interaksi pada struktur tanah. o Pengaruh temperatur a. Variasi pada temperatur jembatan rata-rata Tipe bangunan Atas Temperatur Jembatan Ratarata Minimum Temperatur Jembatan Rata- rata Maximum Lantai beton di atas gelagar atau box beton Lantai beton di atas gelagar, box atau rangka baja Lantai pelat baja di atas gelagar, box atau rangka baja 15 C 40 C 15 C 40 C 15 C 45 C Tabel 3.4 Variasi pada temperatur jembatan rata-rata

13 67 b. Variasi temperatur di dalam bangunan atas jembatan (perbedaan temperatur) Variasi jembatan rata- rata digunakan dalam menghitung pergerakan dalam perletakan dan sambungan pelat lantai dan untuk menghitung beban akibat terjadinya pengekangan dari pergerakan tersebut. Variasi temperatur rata- rata berbagai tipe bangunan dan harga koefisien perpanjangan dan modulus elastisitas jembatan diberikan dalam tabel tabel berikut ini : Temperatur Jembatan Rata-rata Nominal Tabel 3.5 Sifat Bahan Rata rata Akibat Pengaruh temperatur Bahan Koefisien Perpanjangan Akibat Suhu Modulus Elastisitas Mpa Baja 12 x 10-6 per C Beton Kuat tekan, 30 Mpa Kuat tekan, 30 Mpa 10 x 10-6 per C 11 x 10-6 per C Alumunium 24 x 10-6 per C Tekanan Hidrostatis dan Gaya Apung Permukaan air rendah dari tinggi harus ditentukan selama umur bangunan dan digunakan untuk menghitung tekanan hidrostatis dan daya apung dalam menghitung pengaruh tekanan hidrostatis, kemungkinan adanya gradien hidrolis yang mungkin terjadi melintang bangunan harus diperhitungkan. Beban Angin Gaya angin nominal ultimate pada jembatan tergantung pada kecepatan angin rencana sebagai berikut :

14 T EW = 0,0006 C W (V W ) 2 A b kn Dimana : V w C w A b = Kecepatan angin rencana = Koefisien seret = Luas koefisien bagian samping jembatan Kecepatan angin rencana harus diambil seperti yang diberikan. Luas ekivalen bagian samping jembatan adalah luas total bagian yang masif dalam arah tegak lurus sumbu memanjang jembatan. Beban angin harus di anggap bekerja secara merata pada seluruh bangunan atas Catatan : 1. b = lebar semua jembatan dihitung dari sisi luar sandaran d = tinggi bangunan atas, termasuk tingggi bagian sandaran yang masif 2. Untuk harga antara dari b/d bisa diinterpolasi linier 3. Apabila bangunan atas mempunyai superelevansi, C w harus dinaikan sebesar 3 % untuk setiap derajat superelevansi, dengan kenaikan maksimum 25% 4. Tabel 3.6. Kecepatan angin Rencana VW Lokasi Keadaan Batas Sampai 5 km dari pantai > 5 km dari pantai Ultimate 35 m/d 30 m/d

15 69 Pengaruh Gempa Beban akibat gempa diterapkan sesuai dengan Buku peraturan Perencanaan Teknik Jembatan dari Departemen Pekerjaan Uum Direktorat Jendral Bina Marga. Beban rencana akibat gempa minimum dperoleh dari rumus berikut : T EQ = K h I W T Dimana: K h = CS Dan T EQ = Gaya geser dasar total dalam arah yang ditinjau (kn) K h = Koefisien beban gempa horizontal C = Koefisien Geser Dasar untuk daerah, waktu dan kondisi setempat yang sesuai I = Faktor Kepentingan S = Faktor Tipe Bangunan W T = Total berat nominal bangunan yang dipengaruhi oleh percepatan akibat gempa, diambil sebagai beban mati ditambah beban mati tambahan (kn).

16 Koefisien gempa dasar untuk daerah gempa Lokasi jembatan terletak di daerah perbatasan antara wilayah gempa / zona 4, sehinggga akan digunakan koefisien gempa dasar yang berlaku di zona 4. Penentuan jenis tanah (Teguh, Sedang, Lunak) didasarkan atas tabel kondisi tanah untuk koefisien geser dasar menurut BMS 1992 seperti di bawah ini: Tabel 3.7 Kondisi tanah untuk koefisien gempa dasar Tipe Tanah Kedalaman Batuan Tanah teguh Tanah sedang Tanah lunak Untuk seluruh jenis tanah 3 m >3 sampai 25m > 25 m Untuk tanah kohesif dengn kekuatan geser undrained rata rata tidak melebihi 50 kpa 6 m >6 sampai 25m > 25 m Pada tempat dimana hamparan tanahsalah satunya mempunyai sifat kohesif dengan kekuatan geser undrained rata-rata lebih besar dari 100 kpa, atau tanah berbutir yang sangat padat Untuk tanah kohesif dengan kekuatan geser undrained rata- rata tidak melebihi 200 kpa Untuk tanah berbutir dengan ikatan matrik padat 9 m >9 sampai 25 m 12 m >12 sampai 30 m 20 m >20 sampai 40 m >25 m >30 m > 40 m

17 Aksi aksi lainnya Gesekan pada perletakan Gesekan pada perlekatan termasuk pengaruh kekakuan geser dari perlekatan elastomer. Gaya akibat geseran pada perlekatan dihitung dengan hanya menggunkan beban tetap. Pengaruh Getaran Getaran yang diakibatkan oleh adanya kendaraan yang lewat di atas jembatan merupakan keadaan batas daya layan apabila tingkat getaran menimbulkan bahaya dan ketidaknyamanan seperti halnya keamanan bangunan. Beban Pelaksanaan a. Beban yang disebabkan oleh aktivitas pelaksanaan itu sendiri b. Aksi lingkungan yang mungkin timbul selama waktu pelaksanaan 3.6. Analisis Beban Ultimate Tabel 3.8. Beban pada pile cap Beban Kerja Pada Pile cap no Aksi / Beban Simbol P Tx Ty Mx My Kn Kn Kn Knm Knm A Aksi Tetap 1 Berat Sendiri MS Beban Mati Tambahan MA B Beban LL 3 Beban Lajur " D " TD Gaya Sentrifugal TR Beban Pedestrian TP Gaya Rem TB Beban Tumbukan TC Gaya Gesek FB C Beban Lingkungan 9 Beban Angin EW Beban Gempa EQ

18 Tabel 3.9. Beban Pada pile cap Beban ultimate pada pile cap no Aksi / Beban faktor Pu Tux Tuy Mux Muy Beban Kn Kn Kn Knm Knm A Aksi Tetap 1 Berat Sendiri Beban Mati Tambahan B Beban LL 3 Beban Lajur " D " Gaya Sentrifugal Beban Pedestrian Gaya Rem Beban Tumbukan Gaya Gesek C Beban Lingkungan 9 Beban Angin Beban Gempa Tabel Kombinasi Beban 1 Beban ultimate pada pile cap no Aksi / Beban faktor Pu Tux Tuy Mux Muy Beban Kn Kn Kn Knm Knm A Aksi Tetap 1 Berat Sendiri Beban Mati Tambahan B Beban LL 3 Beban Lajur " D " Gaya Sentrifugal 2 5 Beban Pedestrian Gaya Rem 2 7 Beban Tumbukan 1 8 Gaya Gesek Beban Lingkungan C 9 Beban Angin Beban Gempa 1 Jumlah

19 73 Tabel 3.11.Kombinasi Beban II Beban ultimate pada pile cap no Aksi / Beban faktor Pu Tux Tuy Mux Muy Beban Kn Kn Kn Knm Knm A Aksi Tetap 1 Berat Sendiri MS Beban Mati Tambahan MA 2621 B Beban LL 3 Beban Lajur " D " TD Gaya Sentrifugal TR 5 Beban Pedestrian TP Gaya Rem TB 7 Beban Tumbukan TC Gaya Gesek FB C Beban Lingkungan 9 Beban Angin EW 10 Beban Gempa EQ Jumlah Tabel 3.12.KOMBINASI BEBAN III Beban ultimate pada pile cap no Aksi / Beban faktor Pu Tux Tuy Mux Muy Beban Kn Kn Kn Knm Knm A Aksi Tetap 1 Berat Sendiri MS Beban Mati Tambahan MA 2621 B Beban LL 3 Beban Lajur " D " TD Gaya Sentrifugal TR Beban Pedestrian TP 6 Gaya Rem TB Beban Tumbukan TC Gaya Gesek FB C Beban Lingkungan 9 Beban Angin EW Beban Gempa EQ Jumlah

20 Tabel KOMBINASI BEBAN IV Beban ultimate pada pile cap no Aksi / Beban faktor Pu Tux Tuy Mux Muy Beban Kn Kn Kn Knm Knm A Aksi Tetap 1 Berat Sendiri MS Beban Mati Tambahan MA 2621 B Beban LL 3 Beban Lajur " D " TD Gaya Sentrifugal TR Beban Pedestrian TP 6 Gaya Rem TB Beban Tumbukan TC 8 Gaya Gesek FB C Beban Lingkungan 9 Beban Angin EW Beban Gempa EQ Jumlah Tabel KOMBINASI BEBAN V Beban ultimate pada pile cap no Aksi / Beban faktor Pu Tux Tuy Mux Muy Beban Kn Kn Kn Knm Knm A Aksi Tetap 1 Berat Sendiri MS Beban Mati Tambahan MA 2621 B Beban LL 3 Beban Lajur " D " TD 4 Gaya Sentrifugal TR 5 Beban Pedestrian TP 6 Gaya Rem TB 7 Beban Tumbukan TC 8 Gaya Gesek FB C Beban Lingkungan 9 Beban Angin EW 10 Beban Gempa EQ Jumlah

21 75 Tabel REKAPITULASI KOMBINASI no kombinasi Pu Tux Tuy Mux Muy Kn Kn Kn Knm Knm 1 I II III IV V Pada pelaksanaan Proyek jembatan layang jl antasari - tirtayasa, beban terbesar pada pile cape adalah pada kombinasi ke - I dengan P sebesar KN/m2