ABSTRAK. Kata kunci : pondasi, daya dukung, Florida Pier.

Transkripsi

1 ABSTRAK Dalam perencanaan pondasi tiang harus memperhatikan karakteristik tanah di lapangan serta beban struktur atas bangunan karena hal ini akan mempengaruhi desain pondasi yang akan digunakan. Metode yang digunakan untuk menghitung daya dukung ujung tiang adalah metode Meyerhoff, Janbu, dan Terzaghi. Daya dukung selimut tiang menggunakan metode alfa dan beta. Perhitungan penurunan menggunakan metode penurunan pada tanah lempung. Perhitungan daya dukung lateral menggunakan metode Poulos. Perhitungan tulangan pilecap dan tulangan pondasi menggunakan SKSNI T Perhitungan dengan menggunakan program Florida Pier metode elemen hingga akan menghasilkan penurunan, defleksi lateral, momen akibat beban vertikal dan momen akibat beban horisontal. Berdasarkan perencanaan maka pondasi yang akan digunakan adalah pondasi tiang bor dengan diameter 1 m yang mempunyai kedalaman 33 m. Tebal pilecap yang digunakan sebesar 0,8 m dan menggunakan tulangan dengan diameter 22 mm 25 mm. Pondasi tersebut menggunakan tulangan utama dengan diameter 13 mm dengan jumlah tulangan 10 batang dan menggunakan tulangan pengikat spiral dengan diameter 12 mm. Kata kunci : pondasi, daya dukung, Florida Pier. 1

2 PENDAHULUAN Penyelidikan tanah diperlukan untuk menentukan stratifikasi (pelapisan) tanah dan karakteristik teknis tanah sehingga perancangan dan konstruksi pondasi dapat dilaksanakan dengan ekonomis. Biasanya informasi dari hasil penyelidikan tanah tidak hanya untuk perancangan pondasi saja, melainkan untuk evaluasi dan rekomendasi pekerjaan yang lain, seperti kestabilan galian dan cara dewatering. Dengan demikian pihak kontraktor juga dapat menyiapkan peralatan yang sesuai dengan kondisi tanah dan dapat memperkirakan biaya secara lebih terinci. Informasi mengenai pondasi dari bangunan sekitar lokasi proyek harus diperoleh sebelum proses perancangan. Karakteristik tanah pada suatu lokasi pada umumnya amat variabel dan dapat berbeda drastis dalam jarak beberapa meter. Oleh sebab itu penyelidikan tanah harus dapat mencakup informasi kondisi tanah sedekat mungkin dengan kenyataan untuk mengurangi resiko akibat variasi tersebut dan jumlahnya cukup untuk menentukan rancangan yang mendekati kenyataan. Perencanaan pengujian tanah menjadi bagian dari eksplorasi tanah dan perancangan pondasi. Tujuan dari tugas akhir ini adalah merencanakan dan menganalisa pondasi tiang pancang dan tiang bor berdasarkan pembebanan aksial dan lateral yang disesuaikan dengan kondisi tanah hasil penyelidikan di lapangan. 2

3 LANDASAN TEORI Pondasi Tiang Secara umum pondasi tiang adalah elemen struktur yang berfungsi meneruskan beban kepada tanah, baik beban dalam arah vertikal maupun horisontal. Pondasi tiang memperoleh daya dukungnya dari gesekan antara selimut tiang dengan tanah dari tahanan ujungnya. Tiang yang memiliki tahanan ujung lebih tinggi daripada tahanan selimutnya disebut tiang tahanan ujung (tip bearing piles) sebaliknya bila tahanan selimutnya lebih tinggi maka disebut tiang gesekan (friction piles). Berdasarkan metode instalasinya, pondasi tiang pada umumnya dapat diklasifikasikan atas tiang pancang dan tiang bor. Tiang Pancang Sebuah tiang yang dipancang ke dalam tanah sampai kedalaman yang cukup untuk menimbulkan tahanan gesek pada selimutnya atau tahanan ujungnya disebut pondasi tiang pancang. Pemancangan tiang dapat dilakukan dengan memukul kepala tiang dengan palu atau getaran atau dengan penekanan secara hidrolis. Pondasi tiang pancang digunakan untuk mentransfer beban pondasi ke lapisan tanah yang dalam dimana dapat dicapai daya dukung yang lebih baik dan dapat digunakan pula untuk menahan gaya angkat akibat tingginya muka air tanah dan gaya gempa. Tiang Bor Sebuah tiang bor dikonstruksikan dengan cara penggalian sebuah lubang bor yang kemudian diisi dengan material beton dengan memberikan penulangan terlebih dahulu. Pondasi tiang bor mempunyai karakteristik khusus karena cara pelaksanaannya yang dapat mengakibatkan perbedaan perilakunya dibawah pembebanan dibandingkan dengan tiang pancang. Karena kedalaman dan diameter dari tiang bor dapat divariasi dengan mudah, maka jenis pondasi ini dipakai baik untuk beban ringan maupun untuk struktur berat seperti bangunan bertingkat tinggi dan jembatan. 3

4 Daya Dukung Tiang 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 geseran antara selimut tiang dengan tanah disekitarnya, sedangkan tahanan ujung timbul karena desakan ujung pondasi terhadap tanah. Perhitungan daya dukung ujung tiang pada tanah kohesif dilakukan dengan menggunakan beberapa metode yaitu metode Meyerhoff, metode Janbu, dan metode Terzaghi. Perhitungan daya dukung selimut tiang dilakukan dengan menggunakan metode Alpha dan metode Beta. Penurunan Penurunan adalah menentukan besar penurunan dan mencari selang waktu terjadinya penurunan. Untuk mengetahui hal tersebut perlu diketahui besar gayagaya luar yang bekerja pada tanah pondasi, tegangan di dalam tanah pondasi yang disebabkan oleh beban dan struktur lapisan tanah pondasi dan juga sifat-sifat ketahanan terhadap tekanan dari setiap lapisan. Penurunan dibagi menjadi tiga macam, yaitu : 1. Penurunan segera, adalah penurunan yang langsung terjadi sewaktu gaya-gaya luar bekerja, yakni termasuk perubahan elastis pondasi dan juga hampir seluruh penurunan pada tanah berpasir adalah termasuk dalam penurunan langsung. 2. Penurunan konsolidasi primer, adalah penurunan yang terjadi sebagai hasil dari pengurangan volume tanah akibat aliran air meninggalkan zona tertekan yang diikuti oleh pengurangan kelebihan tekanan air pori (excess pore water pressure). 4

5 3. Penurunan konsolidasi sekunder, adalah penurunan yang tergantung dari waktu setelah konsolidasi primer selesai, dimana tegangan efektif akibat bebannya telah konstan. Penentuan Tulangan Tarik dan Geser Pondasi Perencanaan pemakaian tulangan mengikuti sesuai dengan peraturan SKSNI T Penentuan Dimensi dan Tulangan Penutup Kepala Tiang Tebal pile cap akan dipilih sedemikian agar dapat memenuhi ketentuan SKSNI T psl

6 METODE PENELITIAN Analisis Dengan Program Florida Pier Florida Pier terdiri dari tiga pre-processor, yaitu : 1. Flpier_gen (generator), adalah sebagai tempat menginput data yang dibutuhkan oleh parameter parameter di dalamnya. 2. Flpier_NT (engine), adalah sebagai tempat menjalankan data yang telah dimasukkan di Flpier_gen. 3. Flpier_plot, adalah sebagai tempat untuk memperlihatkan hasil output dari program yang sudah dijalankan di Flpier_NT. Output yang dihasilkan berupa diagram momen, diagram defleksi, dan diagram penurunan. Data Struktur Atas Bangunan Bangunan ini terdiri dari 10 lantai, berikut data data struktur atas bangunan ini : a. jumlah lantai = 10 lantai. b. luas bangunan = 125 x 30 m. c. dimensi kolom = 100 x 100 cm. d. penggunaan bangunan = rumah sakit. e. lokasi = lebak bulus. Data Tanah Berdasarkan SPT Data karakteristik tanah berguna dalam menentukan jenis pondasi yang akan digunakan. Berikut data tanah untuk bangunan ini : 6

7 0 m Clay, dark brown, stiff clay and coarse sand high plasticity. N-SPT = 15, Cu = 4,5 ton/m2, Φ = 13, γ = 1,853 ton/m3. 3 m Sand, black, loose silty sand to sand trace shell fragment non plasticity. N-SPT = 10,, Cu = 2,5 ton/m2, Φ = 0, γ = 1,670 ton/m3. 7,5 m Silty clay, grey, very soft silty clay and shell fragment trace fine sand high plasticity. N-SPT = 6,, Cu = 1 ton/m2, Φ =0, γ = 1,561 ton/m3. 19 m Silty clay, black, soft silty clay and organic meter high plasticity. N-SPT = 6,, Cu = 1,6 ton/m2, Φ = 0, γ = 1,459 ton/m3. 21 m Sandy clay, grey, stiff sandy clay high plasticity. N-SPT = 20,, Cu = 2,6 ton/m2, Φ = 6, γ = 1,738 ton/m3. 26 m Clay, black, stiff clay high plasticity. N-SPT = 15,, Cu =2,6 ton/m2, Φ = 6, γ = 1,738 ton/m3. 29 m Clay, black, stiff clay and white gravelly sand high plasticity. N-SPT = 18,, Cu = 2,6 ton/m2, Φ = 6, γ = 1,738 ton/m3. 31,5 m Clay, dark grey to black, stiff clay thine lense fine sand medium plasticity. N-SPT = 21,, Cu = 2,6 ton/m2, Φ = 6, γ = 1,738 ton/m3. 33 m Gambar 1 Penampang Tanah 7

8 HASIL DAN PEMBAHASAN Tahap Perencanaan Tahap ini dimulai dengan menentukan rencana penggunaan bangunan, luas bangunan, karakteristik tanah, dan pembebanan struktur atas. Berdasarkan hasil perhitungan manual menggunakan beberapa metode, maka didapatkan nilai daya dukung ujung tiang (tabel 1), daya dukung selimut tiang (tabel 2), nilai daya dukung ultimit,penurunan, momen akibat beban horisontal (tabel 3), tulangan tarik dan tulangan geser pondasi (tabel 4), tebal pilecap dan tulangan pilecap (tabel 5). Tabel 1 Daya Dukung Ujung Tiang Daya Dukung Ujung Meyerhoff (ton) Janbu (ton) Terzaghi (ton) Qp 18,369 61,387 66,898 Tabel 2 Daya Dukung Selimut Tiang Daya Dukung Selimut Alpha (ton) Beta (ton) Qs 221, ,202 8

9 Tabel 3 Hasil Perhitungan Manual No Label Diameter P tiang P aksial Jumlah Daya Dukung Penurunan Momen Frame (m) (ton) (ton) Tiang Ultimit (ton) (m) (ton.m) , ,589 2,563 51, , ,589 2,068 64, , ,589 2,068 64, , ,589 2,068 64, , ,589 2,068 64, , ,589 2, , , ,589 2, , , ,589 2, , , ,589 2, , , ,589 2,068 64, , ,589 2,563 51, , ,589 2,068 64, , ,589 2,068 64, , ,589 2,068 64, , ,589 2,068 64, , ,589 2,068 64, , ,589 2,068 64, , ,589 2,563 51, , ,589 2,068 64, , ,589 2,068 64,170 9

10 Tabel 4 Tulangan Tarik Dan Tulangan Geser Pondasi No Label Diameter P tiang P aksial Jumlah Tulangan Tulangan Frame (m) (ton) (ton) Tiang Tarik Geser , D13 ø , D13 ø , D13 ø , D13 ø , D13 ø , D13 ø , D13 ø , D13 ø , D13 ø , D13 ø , D13 ø , D13 ø , D13 ø , D13 ø , D13 ø , D13 ø , D13 ø , D13 ø , D13 ø , D13 ø

11 Tabel 5 Tebal Pilecap Dan Tulangan Pilecap No Label Diameter P tiang P aksial Jumlah Tebal Tulangan Frame (m) (ton) (ton) Tiang Pilecap (m) Pilecap , ,8 D , ,8 D , ,8 D , ,8 D , ,8 D , ,8 D , ,8 D , ,8 D , ,8 D , ,8 D , ,8 D , ,8 D , ,8 D , ,8 D , ,8 D , ,8 D , ,8 D , ,8 D , ,8 D , ,8 D Berdasarkan hasil perhitungan dengan menggunakan program Florida Pier, maka didapat nilai penurunan, defleksi, momen akibat beban vertikal dan momen akibat beban horisontal sebagai berikut (tabel 6): 11

12 Tabel 6 Hasil Perhitungan Menggunakan Florida Pier Momen Momen akibat Label Diameter Jumlah Penurunan Defleksi (m) akibat beban horisontal No Frame (m) Tiang (m) beban (kn.m) Searah Searah vertikal Searah Searah sumbu x Sumbu y kn.m sumbu x Sumbu y ,55E-02 2,00E-03 2,00E-03 1,00E+02 9,10E+01 1,90E ,16E-01 2,34E-03 3,65E-03 1,20E+03 1,10E+02 2,70E ,16E-01 2,34E-03 3,65E-03 1,20E+03 1,10E+02 2,70E ,16E-01 2,34E-03 3,65E-03 1,20E+03 1,10E+02 2,70E ,16E-01 2,34E-03 3,65E-03 1,20E+03 1,10E+02 2,70E ,26E-01 2,29E-03 2,10E-03 5,90E+02 1,10E+02 1,00E ,26E-01 2,29E-03 2,10E-03 5,90E+02 1,10E+02 1,00E ,26E-01 2,29E-03 2,10E-03 5,90E+02 1,10E+02 1,00E ,26E-01 2,29E-03 2,10E-03 5,90E+02 1,10E+02 1,00E ,16E-01 2,34E-03 3,65E-03 1,20E+03 1,10E+02 2,70E ,55E-02 2,00E-03 2,00E-03 1,00E+02 9,10E+01 1,90E ,16E-01 2,34E-03 3,65E-03 1,20E+03 1,10E+02 2,70E ,16E-01 2,34E-03 3,65E-03 1,20E+03 1,10E+02 2,70E ,16E-01 2,34E-03 3,65E-03 1,20E+03 1,10E+02 2,70E ,16E-01 2,34E-03 3,65E-03 1,20E+03 1,10E+02 2,70E ,16E-01 2,34E-03 3,65E-03 1,20E+03 1,10E+02 2,70E ,16E-01 2,34E-03 3,65E-03 1,20E+03 1,10E+02 2,70E ,55E-02 2,00E-03 2,00E-03 1,00E+02 9,10E+01 1,90E ,16E-01 2,34E-03 3,65E-03 1,20E+03 1,10E+02 2,70E ,16E-01 2,34E-03 3,65E-03 1,20E+03 1,10E+02 2,70E-01 Interpretasi Hasil Perhitungan Berdasarkan perhitungan manual dengan menggunakan beberapa metode maka interpretasi hasil perhitungannya adalah sebagai berikut : 1. Dalam perencanaan digunakan perbandingan antara penggunaan tiang pancang dengan dimensi 40 x 40 cm, 50 x 50 cm, dan 60 x 60 cm dengan penggunaan tiang bor dengan diameter 60 cm, 80 cm, dan 100 cm. Dari hasil perhitungan akhirnya digunakan pondasi tiang bor dengan diameter 100 cm untuk tahap perencanaan. 2. Dalam menghitung daya dukung ujung tiang digunakan tiga metode yaitu metode Meyerhoff, Janbu, Terzaghi. Dari hasil perhitungan dengan ketiga 12

13 metode tersebut maka metode yang digunakan adalah metode Janbu dengan nilai daya dukung sebesar 61,387 ton. 3. Dalam menghitung daya dukung selimut tiang digunakan dua metode yaitu metode alpha dan beta. Dari hasil perhitungan kedua metode maka dalam perencanaan digunakan metode beta dengan nilai daya dukung selimut sebesar 189,202 ton. 4. Dari hasil perhitungan daya dukung ultimit didapatkan bahwa penjumlahan antara daya dukung tiang metode Janbu dengan daya dukung selimut tiang metode beta adalah sebesar 250,589 ton. 5. Dari hasil perhitungan daya dukung ijin didapatkan nilai sebesar 83,530 ton dari hasil membagi nilai daya dukung ultimit dengan faktor keamanan dengan nilai FK = Pada hasil perhitungan jumlah tiang pondasi digunakan tiga konfigurasi kelompok tiang yaitu 4 tiang, 5 tiang dan 8 tiang. 7. Pada perhitungan daya dukung kelompok tiang didapatkan untuk 4 tiang daya dukung kelompok tiang pondasi sebesar 1002,356 ton, untuk 5 tiang daya dukung kelompok tiang pondasi sebesar 1252,945 ton, dan untuk 8 tiang daya dukung kelompok tiang pondasi sebesar 2004,712 ton. 8. Dari perhitungan penurunan untuk 4 tiang sebesar 2,563 m, untuk 5 tiang sebesar 2,068 m, dan untuk 8 tiang sebesar 2,792 m. 9. Dari hasil perhitungan daya dukung lateral didapatkan nilai defleksi untuk 4 tiang sebesar 15,556 ton, untuk 5 tiang sebesar 19,445 ton, dan untuk 8 tiang sebesar 31,112 ton. 10. Dari hasil perhitungan dimensi pondasi didapatkan tebal pilecap untuk 4 tiang, 5 tiang, dan 8 tiang sebesar 0,8 m. 11. Dari hasil perhitungan penulangan pondasi digunakan tulangan tarik berukuran 10D13 dan tulangan geser Φ untuk 4 tiang, 5 tiang dan 8 tiang. 12. Dari hasil perhitungan penulangan pilecap digunakan tulangan D dan D untuk 4 tiang dan 5 tiang, dan digunakan tulangan D dan D untuk 8 tiang. 13

14 Berdasarkan perhitungan menggunakan program Florida Pier maka interpretasi hasil perhitungannya adalah sebagai berikut : 1. Dari hasil perhitungan menggunakan program Florida Pier didapatkan bahwa penurunan akibat beban vertikal untuk 4 tiang pondasi adalah sebesar 7,55E- 02 m, untuk 5 tiang pondasi adalah sebesar 3,16E-01 m, dan untuk 8 tiang pondasi adalah sebesar 1,26E-01 m. 2. Dari hasil perhitungan menggunakan program Florida Pier didapatkan bahwa defleksi akibat beban horisontal untuk 4 tiang pondasi searah sumbu x adalah sebesar 2,00E-03 m dan searah sumbu y sebesar 2,00E-03 m. Untuk 5 tiang pondasi searah sumbu x adalah sebesar 2,34E-03 m dan searah sumbu y sebesar 3,65E-03 m. Untuk 8 tiang pondasi searah sumbu x adalah sebesar 2,29E-03 m dan searah sumbu y sebesar 2,10E-03 m. 3. Dari hasil perhitungan menggunakan program Florida Pier didapatkan bahwa momen maksimum akibat beban vertikal untuk 4 tiang pondasi adalah sebesar 1,00E+02 kn.m, untuk 5 tiang pondasi adalah sebesar 1,20E+03 kn.m, dan untuk 8 tiang pondasi adalah sebesar 5,90E+02 kn.m. 4. Dari hasil perhitungan menggunakan program Florida Pier didapatkan bahwa momen maksimum akibat beban horisontal untuk 4 tiang pondasi searah sumbu x adalah sebesar 9,10E+01 kn.m dan searah sumbu y sebesar 1,90E+00 kn.m. Untuk 5 tiang pondasi searah sumbu x adalah sebesar 1,10E+02 kn.m dan searah sumbu y sebesar 2,70E-01 kn.m. Untuk 8 tiang pondasi searah sumbu x adalah sebesar 1,10E+02 kn.m dan searah sumbu y sebesar 1,00E+00 kn.m. 14

15 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan hasil perencanaan dan analisis pondasi yang telah dilakukan maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Berdasarkan hasil perencanaan kembali maka didapat desain pondasi tiang bor dengan diameter 1 m dengan panjang tiang 33 m. Tulangan tiang pondasi digunakan tulangan tarik berukuran 10D13 dan tulangan geser Φ untuk 4 tiang, 5 tiang dan 8 tiang. Tebal pilecap yang digunakan adalah 0,8 m. 2. Hasil perhitungan manual daya dukung ujung tiang dengan metode Meyerhoff sebesar 18,369 ton, metode Janbu sebesar 61,387 ton, dan metode Terzaghi sebesar 66,898 ton. Berdasarkan hasil perhitungan tersebut digunakan metode Janbu. 3. Hasil perhitungan manual daya dukung selimut tiang dengan metode alpha sebesar 221,841 ton, dan metode beta sebesar 189,202 ton. Berdasarkan hasil perhitungan tersebut digunakan metode beta. 4. Berdasarkan hasil persentase daya dukung ujung tiang dengan daya dukung selimut tiang dengan diameter 1 m didapatkan nilai sebesar 3,082 %. 5. Berdasarkan hasil perhitungan manual didapatkan bahwa tulangan pondasi yang digunakan adalah tulangan tarik berukuran 10D13 dan tulangan geser Φ untuk 4 tiang, 5 tiang dan 8 tiang. Penggunaan tulangan tersebut sesuai dengan peraturan SK SNI T Berdasarkan perhitungan menggunakan program Florida Pier didapatkan nilai penurunan akibat beban vertikal berkisar antara 7,55E-02 m sampai 3,16E-01 m, jika dibandingkan dengan perhitungan manual didapat nilai penurunan berkisar antara 2,068 m sampai 2,792 m, maka nilai penurunan yang paling besar adalah penurunan dengan perhitungan manual. Hasil perhitungan menggunakan program Florida Pier didapatkan nilai defleksi akibat beban horisontal berkisar antara 2,00E-03 m sampai 3,65E-03 m, jika dibandingkan dengan perhitungan manual didapat nilai defleksi berkisar antara 1,56E+01 m sampai 3,11E+01 m, maka nilai defleksi yang paling besar adalah defleksi dengan perhitungan manual. 15

16 Hasil perhitungan menggunakan program Florida Pier didapatkan nilai momen maksimum akibat beban horisontal berkisar antara 2,70E-01 kn.m sampai 1,10E+02 kn.m, jika dibandingkan dengan perhitungan manual didapat nilai momen maksimum akibat beban horizontal sebesar 51,336 kn.m sampai 102,672 kn.m, maka nilai momen maksimum akibat beban horisontal yang paling besar adalah dengan perhitungan manual. Perbedaan hasil perhitungan antara perhitungan manual dengan program Florida Pier dikarenakan pada perhitungan manual menggunakan 1 dimensi, sedangkan program Florida Pier menggunakan 3 dimensi. Saran Berdasarkan perancangan dan analisa yang telah dilakukan sebaiknya dalam perencanaan pondasi berikutnya diperhitungkan juga beban gempa dimana pada laporan ini tidak masuk dalam perhitungan. 16

17 DAFTAR PUSTAKA 1. Bowles, Joseph E.. Analisa dan Desain Pondasi, Erlangga, Jakarta, Dipohusodo, Istimawan. Struktur Beton Bertulang: berdasarkan SK SNI T Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, Geotechnical Engineering Center, Manual Pondasi Tiang, Universitas Katolik Parahyangan, Bandung, Hardiyatmo, Hari Christady, Teknik Fondasi 1, Beta Offset, Yogyakarta, Hardiyatmo, Hari Christady, Teknik Fondasi 2, Beta Offset, Yogyakarta, Hoit, Marc., McVay., Hays, Cliff. Florida Pier Version NT 1.74, Civil Engineeering, University of Florida, Florida. 7. Kusuma Gideon, Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang : berdasarkan SK SNI T Seri Beton 1, Erlangga, Jakarta Poulos H.G., and Davis E.H., Pile Foundation Analysis And Design, Wiley, Singapore. 9. SKBI Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung, Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta,