BAB IV PERENCANAAN DAN ANALISIS DAYA DUKUNG FONDASI

Transkripsi

1 BAB IV PERENCANAAN DAN ANALISIS DAYA DUKUNG FONDASI 4.1 Perhitungan Pembebanan Jembatan Data Data Teknis Jembatan Jembatan Budi Indah yang terletak di daerah Perumahan Budi Indah Setia Budi kota Bandung yang befungsi menghubungkan kawasan perumahan lama dengan kawasan pengembangannya. Panjang jembabatan keseluruhan 60,2 m dan tinggi jembatan dari dasar lembah sungai mencapai 40 m dapat di lihat pada Gbr 4.1 potongan memanjang jembatan. Adapun data-data teknis jembatan Budi Indah sbb: 1. Panjang Jalan : 350 m ( termasuk pajang jembatan L = 60,2 m ) 2. Struktur Jembatan : Struktur portal dan jembatan balok prategang I-girder 3. Lebar Jembatan : 15 m (4 Lajur 2 Arah ) 4. Panjang Jembatan : 60,2 m a).struktur Portal Kantilever L = 19,6 m H = 13 m b). Bentang Girder L = 40,6 m H = 2,1 m 5. Jenis Fondasi : Bore Pile ø 100 Cm IV- 1

2 Gbr 4.1 Potongan Memanjang Jembatan 4.2 Pengecekan Pembebanan Pada Abutment - 2 (Abt-2) Dalam perencanaan pembebanan jembatan Budi Indah ini perencanaan pembebanan menggunakan pedoman dan metode perencanaan beban ultimit dengan pemilihan faktor beban ultimit sesuai dengan peraturan yang berlaku,seperti : 1. Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, 1992 (PPTJ-1992), Departemen Pekerjaan Umum, Dirjen Bina Marga, Direktorat Bina Program Jalan; 2. SNI : Tatacara Perencanaan Pembebanan Jalan Raya; 3. SNI : Tatacara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Jembatan Jalan Raya; 4. SNI T : Pembebanan Untuk Jembatan; 5. Bridge Managemen System 26 Mei 1992 : Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, Departemen Pekerjaan Umum, Dirjen Bina Marga. IV- 2

3 4.2.1 Berat Sendiri Struktur/ Self Mass (MS) Berat sendiri ( self weight ) adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan elemen struktural, ditambah dengan elemen non-struktural yang dipikulnya dan bersifat tetap. Berat sendiri dibedakan menjadi 2 macam, yaitu berat sendiri struktur atas, dan berat sendiri struktur bawah seperti yang diterangkan pada Gbr.4.2 dan Gbr.4.3 mengenai pembebanan struktur atas dan bawah pada setengah bentang jembatan di Abt-2. ½ Bentang ½ Bentang Berat Sendiri Struktur Atas Berat Sendiri Struktur Bawah Gbr 4.2 Potongan Memanjang Jembatan Area Pembebanan Struktur Atas Dan Bawah Setengah Bentang Pada Abt-2 IV- 3

4 Berat Sendiri Struktur Atas Berat Sendiri Struktur Bawah Gbr 4.3 Potongan Melintang Abt-2 Area Pembebanan Struktur Atas Dan Bawah Setengah Bentang Pada Abt Berat Sendiri Struktur Atas Jembatan Berat sendiri struktur atas pada sebuah jembatan biasanya merupakan komponen-komponen yang langsung berinteraksi dengan beban kendaraan seperti plat lantai jembatan dan gelagar jembatan.adapun penjelasan data-data komponen struktur atas dapat dilihat Gbr 4.4 dan Gbr 4.5 Gbr 4.4 Potongan Melintang Komponen Struktur Atas Jembatan IV- 4

5 Gbr 4.5 Potongan Memanjang Komponen Struktur Atas Jembatan Untuk keterangan dan penjelasan komponen komponen struktur atas pada jembatan bisa dilihat petunjuk pada Tabel 4.1 mengenai uraian data struktur atas. Tabel 4.1 Uraian Data Struktur Atas jembatan No Petunjuk Uraian Dimensi ( P x L x T ) Satuan Gbr 1 Median Jalan x 1.00 x 0.30 m 2 Deck Slab x 1.60 x 0.07 m 3 Slab Beton Jembatan x x 0.25 m 4 Aspal + Overlay 2 x ( x 5.50 x 0.10 ) m 5 Diafragma 36 x ( 1.65 x 1.90 x 0.25 ) m 6 PCI Girder H = 2.1 m H = 2.1 m / L = m 7 Concrete Barier 2 x ( x 0.50 x 1.00 ) m 8 Trotoar 2 x ( x 1.00 x 0.30 ) m Dari keterangan Tabel 4.1 mengenai data struktur atas jembatan maka bisa diperoleh perhitungan beban jembatan struktur atas jembatan seperti yang diperlihatkan pada Tabel 4.2. IV- 5

6 Tabel 4.2 Perhitungan Beban Struktur Atas Jembatan Parameter Volume Berat Jenis Berat ( kn ) No Beban b (m) t (m) L (m) Jumlah (n) Satuan 1 Plat Slab Jembatan kn/m Deck Slab kn/m (2xTrotoar)+(2xConcrete Barier)+Median,dll 1.60 m2/m' kn/m Balok Girder L = 40,6 m m3/pcs kn/m Difragma 0.51 m3/pcs kn/m Berat Total = W MS kn/m P MS Total berat sendiri struktur atas : W MS = Beban pada abutment akibat berat sendiri struktur atas : P MS = 1/2 * W MS = Eksentrisitas beban thd. fondasi e : - Bx/2 + b1 + b2/2 = -0.4 Momen pada fondasi akibat berat sendiri struktur atas : M MS = P MS * e = Gbr.4.6 Eksentrisitas Beban Atas Jembatan Pada Fondasi Abt Berat Sendiri Struktur Bawah Jembatan Untuk beban sendiri struktur bawah pada jembatan yaitu berupa beban abutment,wing wall dan tanah timbunan. Adapun bagian tersebut dapat di lihat pada penjelasan data-data struktur bawah di Gbr 4.7 dan Gbr 4.8 P STRUKTUR ATAS Keterangan : Berat Beton Wc = Berat Tanah Ws = 2 x Tebal Wing Wall = Bx = Lebar By = H = kn/m kn/m m 5.00 m m 5.53 m Gbr 4.7 Penampang Melintang Abt-2 IV- 6

7 Gbr 4.8 Penampang Memanjang Abt-2 Untuk keterangan dan penjelasan komponen komponen struktur bawah pada jembatan bisa dilihat petunjuk pada Tabel 4.3 mengenai uraian data struktur bawah. Tabel 4.3 Uraian Data Struktur Bawah jembatan No Petunjuk Gbr Uraian Dimensi ( P x L x T ) Satuan 1 Back Wall x 4.50 x 0.45 m 2 Wing Wall x 1.75 x 4.03 m 3 Badan Abutment x 0.85x 2.35 m 4 Footing / Pile Cap 2 x ( x 1.50 x 5.00 ) m Gbr 4.9 Titik berat abutment (1) & wing wall (2) Gbr 4.10 Titik berat tanah (3) Tabel 4.4 Momen inersia Abt - 2 No Titik Berat Nama Momen Inersia Abt - 2 x y 1 Abutment Wing Wall Tanah IV- 7

8 Dari keterangan Tabel 4.3 uraian data struktur bawah jembatan maka bisa diperoleh perhitungan beban jembatan struktur bawah jembatan seperti yang diperlihatkan pada Tabel 4.5. Tabel 4.5 Perhitungan struktur bawah jembatan No Parameter Volume Berat Lengan Momen Area By / Tebal BJ (kn/m3) (m) ( kn ) Abutment , Wing Wall Tanah , TOTAL P MS = 6, M MS = Total Berat Sendiri Struktur Jembatan / Self Mass (MS) Tabel 4.6 Total Perhitungan Berat Sendiri Struktur No Berat Sendiri Pms Mms ( kn ) ( knm) 1 Struktur Atas (Girder,Slab,Trotoar dll) 5, Struktur Bawah (Abutment,Pile Cap,Tanah) 6, TOTAL 11, Beban Mati Tambahan / Additional Mass (MA) Beban mati tambahan ( superimposed dead load ), adalah berat seluruh bahan yang menimbulkan suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non-struktural, dan mungkin besarnya berubah selama umur jembatan. Jembatan dianalisis harus mampu memikul beban tambahan seperti : 1) Penambahan lapisan aspal (overlay) di kemudian hari, 2) Median pemisah jalan, 3) Genangan air hujan jika sistim drainase tidak bekerja dengan baik, IV- 8

9 Tabel 4.7 Perhitungan Beban Mati Tambahan No Jenis Beban Mati Tambahan Tebal Lebar Panjang jumlah W Berat ( m) ( m) ( m) (n) ( kn/m3) ( kn) 1 Lap. Aspal + overlay Median Air hujan W MA = P MA Beban pada abutment akibat beban mati tambahan : P MA = 1/2 * W MA = Eksentrisitas beban thd. Fondasi e : - Bx/2 + b1 + b2/2 = -0.4 Momen pada fondasi akibat beban mati tambahan : M MA = P MA * e = Gbr.4.11 Eksentrisitas Beban Mati Tambahan Pada Fondasi Abt Tekanan Tanah (TA) Pada bagian tanah di belakang dinding abutment yang dibebani lalulintas, harus diperhitungkan adanya beban tambahan yang setara dengan tanah setebal 0.60 m yang berupa beban merata ekivalen beban kendaraan pada bagian tersebut.tekanan tanah lateral dihitung berdasarkan harga nominal dari berat tanah ( ws ), sudut gesek dalam ( ), dan kohesi ( c ) bisa di lihat pada Gbr 4.12 dan pehitungan pembebanan tekanan tanah pada Tabel 4.8. IV- 9

10 Gbr 4.12 Penampang Tekanan Tanah Pada Abt-2 Parameter yang digunakan pada data tanah ini berupa parameter tanah timbunan biasa: Beban merata akibat berat timbunan tanah setinggi 0.60 m yang merupakan ekivalen beban kendaraan : 0.60 * ws = 10.3 kpa ' = tan -1 (K R * tan ) = rad = Ka = tan 2 ( 45 - ' / 2 ) = ws' = ws ' = tan -1 (K R * tan ) dengan faktor reduksi untuk ', K R = 0.7 c' = Kc R dengan faktor reduksi untuk c', K c R = 1.0 Koefisien tekanan tanah aktif, Ka = tan 2 (45 - ' / 2) Berat tanah, ws = 17.2 kn/m3 Sudut gesek dalam, = 35 Kohesi, C = 0 kpa Tinggi total abutment, H = 5.53 m Lebar abutment, By = 15 m Tabel 4.8 Perhitungan Berat Tekanan Tanah No Gaya akibat tekanan tanah T TA Lengan thd. 0 y (m) M TA (knm) 1 T TA = (0.6*Ws)*H*Ka*By y=h/ T TA = 1/2*H 2 *Ka*By y=h/ T TA = M TA = Beban Lajur D ( TD ) Beban kendaraan yang berupa beban lajur "D" terdiri dari beban terbagi merata Uniformly Distributed Load (UDL) dan beban garis Knife Edge Load (KEL) seperti pada Gbr 4.13 UDL mempunyai intensitas q (kpa) yang besarnya tergantung pada panjang total L yang dibebani lalu-lintas seperti Gbr 4.14 atau dinyatakan dengan rumus sebagai berikut : IV- 10

11 q = 8.0 kpa untuk L 30 m q = 8.0 * ( / L ) kpa untuk L > 30 m Gbr 4.13 Beban lajur D Gbr 4.14 Bagan Intensitas Uniformly Distributed Load (UDL) Untuk panjang bentang, L = m q = 8.0 *( / L ) = 6.95 ~ 7.00 kpa KEL mempunyai intensitas, p = 44.0 kn/m Faktor beban dinamis (Dinamic Load Allowance) untuk KEL diambil sebagai berikut : DLA = 0.4 DLA = *(L - 50) DLA = 0.3 untuk L 50 m untuk 50 < L < 90 m untuk L 90 m IV- 11

12 Gbr 4.15 Bagan Faktor Beban Dinamis (DLA) Untuk harga, L = m b1 = 7.00 m DLA = 0.4 Besar beban lajur "D" : W TD = UDL+ KEL = ( q * L * (5.5 + b) / 2 ) + ( p * DLA * (5.5 + b) / 2 ) = 7 * 40.6 * ( ) / 2 + (44 * ( *( )* ( )/2 ) = kn Untuk beban Truk T (TT) dalam perhitungan untuk beban rencana fondasi tidak digunakan karena beban tersebut berupa beban titik di gelagar atau plat jembatan dimana akan menghasilkan momen pada ujung bentang atau tumpuan gelagar. Adapun beban Truk tersebut dibandingkan dengan beban UDL dan KEL dan diambil beban yang terbesar untuk perencanaan beban gelagar dan plat lantai jembatan. P TD Beban pada abutment akibat beban lajur "D" : P MS = 1/2 * W TD = Eksentrisitas beban thd. Fondasi e : - Bx/2 + b1 + b2/2 = Momen pada fondasi akibat beban lajur "D" : M TD = P TD * e = Gbr.4.16 Eksentrisitas Beban Lajur D Pada Fondasi Abt-2 IV- 12

13 4.2.5 Gaya Rem ( TB ) Pengaruh pengereman dari lalu-lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam arah memanjang dan dianggap bekerja pada permukaan lantai jembatan. Besarnya gaya rem arah memanjang jembatan tergantung panjang total jembatan (L) lihat Gbr 4.17 : Gaya rem, T TB = 250 kn Gaya rem, T TB = *(Lt - 80) kn Gaya rem, T TB = 500 kn untuk Lt 80 m untuk 80 < Lt< 180 m untuk Lt 180 m Gbr 4.17 Bagan Gaya Rem P TB Gbr 4.18 Eksentrisitas Gaya Rem Pada Fondasi Abt-2 Untuk, Lt = L = m : Gaya rem, T TB = 250 Kn Lengan terhadap fondasi : Y TB = 4.03 m Momen pada Fondasi akibat gaya rem : M TB = P TB * Y TB = knm Lengan terhadap Breast wall : Y TB = 5.53m Momen pada Back wall akibat gaya rem : M TB = P TB * Y TB = knm IV- 13

14 4.2.6 Beban Pedestrian/Pejalan Kaki ( TP ) Jembatan jalan raya direncanakan mampu memikul beban hidup merata pada trotoar yang besarnya tergantung pada luas bidang trotoar yang didukungnya seperti diperlihatkan pada Gbr Dimana A = luas bidang trotoar yang dibebani pejalan kaki (m2) Beban hidup merata q : Untuk A 10 m2 : q = 5 kpa Untuk 10 m2 < A 100 m2 : q = * ( A - 10 ) kpa Untuk A > 100 m2 : q = 2 kpa Panjang bentang, L = m Lebar trotoar, b2 = 1.00 m Jumlah trotoar, n = 2 Gbr.4.19 Bagan Pembebanan Pedestrian Luas bidang trotoar yang didukung abutment, A = b2 * L/2 * n = m2 Beban merata pada pedestrian, P TP q = * ( A - 10 ) = 3.99 kpa Beban pada abutment akibat beban pejalan kaki : PTP = A * q = Eksentrisitas beban thd. Fondasi e : - Bx/2 + b1 + b2/2 = -0.4 Momen pada fondasi akibat beban pejalan kaki : M TD = P TD * e = Gbr Eksentrisitas Beban Pedestrian Pada Fondasi Abt-2 IV- 14

15 4.2.7 Pengaruh Temperatur/ Temperatur Effects ( ET ) Untuk memperhitungkan tegangan maupun deformasi struktur yang timbul akibat pengaruh temperatur, diambil perbedaan temperatur yang besarnya setengah dari selisih antara temperatur maksimum dan temperatur minimum rata-rata pada lantai jembatan. Temperatur maksimum rata-rata, T max = 40 C Temperatur minimum rata-rata T min = 15 C T = ( T max - T min ) / Perbedaan temperatur, T = 12.5 ºC Koefisien muai panjang untuk beton, = 1.0E-05 / ºC Kekakuan geser untuk tumpuan berupa elastomeric, k = kn/m Panjang bentang girder, Jumlah tumpuan elastomeric (jumlah girder), L = m n = 7 buah Y ET Gbr Eksentrisitas Pengaruh Temperatur Pada Fondasi Abt-2 Gaya pada abutment akibat pengaruh temperatur, T ET = * T * k * L/2 * n = kn Lengan terhadap Fondasi, Y ET = 4.08 m Momen pada fondasi akibat temperatur, M ET = T ET * Y ET = knm Lengan terhadap Breast wall, Y' ET = 2.58 m Momen pd Breast wall akibat temperatur, M' ET = T ET * Y' ET = knm IV- 15

16 4.2.8 Beban Angin / Wind Effects ( EW ) Kecepatan angin kelayanan rencana adalah berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia untuk gedung yang memberikan tekanan angin dasar rencana berikut: - umum = 25 kg/m2,sesuai kecepatan angin sebesar 20 m/d - dalam jarak 5 km dari pantai = 40 kg /M2, sesuai kecepatan angin sebesar 25 m/d Beban angin pada lalu lintas kendaraan adalah berdasarkan tinggi rata-rata kendaraan sebesar 2 m. a) Angin Yang Meniup Bidang Samping Jembatan Gaya akibat angin yang meniup bidang samping jembatan dihitung dengan rumus : TEW1 = *Cw*(Vw) 2*Ab kn Cw = Koefisien seret Vw = Kecepatan angin rencana (m/det) Ab = Luas bidang samping jembatan (m2) Y EW Cw = 1.25 Vw = 35 m/det Panjang bentang, L = m Tinggi bid. samping, ha = 2.75 m Ab = L/2 * ha = m2 Gbr 4.22 Eksentrisitas Beban Angin Samping Pada Fondasi Abt-2 IV- 16

17 Beban angin pada abutment : T EW1 = *Cw*(Vw) 2 *Ab = kn Lengan terhadap fondasi : Y EW1 = ha/2 = 6.17 m Momen pada fondasi akibat beban angin : M EW1 = T EW1 * Y EW1 = knm b) Angin Yang Meniup Kendaraan Gaya angin tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat beban angin yang meniup kendaraan di atas lantai jembatan dihitung dengan rumus : T EW2 = *Cw*(Vw) 2 * L / 2 kn dengan, Cw = 1.2 T EW2 = *Cw*(Vw) 2 * L / 2 = kn Lengan terhadap fondasi : Y EW2 = = 7.25 m Momen pada fondasi : M EW2 = T EW2 * Y EW2 Lengan terhadap breast wall : Y' EW2 = Y EW Momen pada breast wall : M' EW2 = T EW2 * Y' EW2 = knm = 5.75 m = m c) Angin Angin Total Pada Abutment-2 Total beban angin pada abutment, T EW = T EW1 + T EW2 = kn Total momen pada fondasi, M EW = M EW1 + M EW2 Total momen pada Breast wall, M EW = M' EW1 + M' EW2 = knm = knm IV- 17

18 d) Transfer Beban Angin Ke Lantai Jembatan P EW Gbr 4.23 Transfer Beban Angin Ke Lantai Jembatan Gbr Eksentrisitas Beban Angin Pada Fondasi Abt-2 Beban angin tambahan yang meniup bidang samping kendaraan : T EW = *Cw*(Vw) 2 = 1,837 kn/m Bidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan tinggi h = 2.00 m di atas lantai jembatan. Jarak antara roda kendaraan x = 1.75 m Gaya pada abutment akibat transfer beban angin ke lantai jembatan, P EW = 2 * [ 1/2*h / x * T EW ] * L/2 = kn Eksentrisitas beban thd. Fondasi, e = - Bx/2 + b1 + b2/2 = Momen pada fondasi akibat tranfer beban angin, M EW = P EW * e = kn Beban Gempa / Earthquake Effects ( EQ ) Beban gempa tergolong dalam aksi lingkungan seperti pengaruh lainya yang timbul akibat temperatur, angin, aliran air, dan penyebab - penyebab alamiah lainnya. IV- 18

19 Beban Gempa Statik Ekivalen Beban gempa rencana dihitung dengan rumus : T EQ = Kh * I * Wt dengan, Kh = C * S T EQ = Gaya geser dasar total pada arah yang ditinjau Kh = Koefisien beban gempa horisontal I Wt = Faktor kepentingan = Berat total jembatan yang berupa berat sendiri dan beban mati tambahan = P MS + P MA kn C = Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa, waktu getar, dan kondisi tanah S = Faktor tipe struktur yang berhubungan dengan kapasitas penyerapan energi gempa (daktilitas) dari struktur jembatan.waktu getar struktur dihitung dengan rumus : T = 2 * * [ W TP / ( g * K P ) ] g = percepatan grafitasi (= 9.8 m/det 2 ) K P = kekakuan struktur yang merupakan gaya horisontal yg diperlukan untuk menimbulkan satu satuan lendutan (kn/m) W TP = P MS (struktur atas) + 1/2*P MS (struktur bawah) Gbr 4.25 Bagan Waktu Getar Gempa IV- 19

20 a) Beban Gempa Arah Memanjang Jembatan (Arah x ) Tinggi badan abutment, Lb = 2.58 m Ukuran penampang badan abutment, b = By = m h = tb = 0.8 m Inersia penampang badan abutment, Ic = 1/ 12 * b * h 3 = 0.64 m4 Mutu beton, K 300 fc' = 0.83 * K / 10 = 24.9 MPa Modulus elastis beton, Ec = 4700 * fc' = MPa Ec = kpa Nilai kekakuan, Kp = 3 * Ec * Ic / Lb 3 = kn/m Percepatan grafitasi, g = 9.8 m/det 2 Berat sendiri struktur atas, Beban sendiri struktur bawah, P MS (str atas) = 5, kn P MS (str bawah) = 6, kn Berat total struktur, W TP = P MS (str atas) + 1/2*P MS (str bawah) = 8, kn Waktu getar alami struktur, T = 2 * * [ W TP / ( g * K P ) ] = detik Gbr 4.26 Peta Wilayah Gempa IV- 20

21 Untuk daerah Bandung, Jawa Barat kondisi tanah dasar termasuk sedang (medium). Lokasi di wilayah gempa 3. Lihat Gbr Koefisien geser dasar, C = 0.18 Untuk struktur jembatan dengan daerah sendi plastis beton bertulang, maka faktor jenis struktur S = 1.0 * F dengan, F = * n dan F harus diambil 1 F = faktor perangkaan, n = jumlah sendi plastis yang menahan deformasi arah lateral. n = 1 maka : F = * n = S = 1.0 * F = Koefisien beban gempa horisontal, Kh = C * S = Untuk jembatan yang memuat > 2000 kendaraan / hari, jembatan pada jalan raya utama atau arteri,dan jembatan dimana terdapat route alternatif, maka diambil faktor kepentingan: I = 1.0 Gaya gempa, T EQ = K h * I * W t = *W t C*S*I*Wt STRUKTUR ATAS Gbr 4.27 Penampang Abutment -2 IV- 21

22 Tabel 4.9 Momen Inersia Abt - 2 No Nama Momen Inersia Abt - 2 x y 1 Abutment Wing Wall Tanah Tabel 4.10 Distribusi Beban Gempa Abutment - 2 No Berat Wt T EQ Besar y M Uraian lengan terhadap titik 0 EQ (m) ( knm) Struktur Atas P MS 5, , H = P MA H = Abutment Inersia y = Wing Wall Inersia y = Tanah Inersia y = T EQ 2, M EQ Letak titik tangkap gaya horizontal gempa, y EQ = M EQ / T EQ = m b) Beban Gempa Arah Melintang Jembatan (Arah y ) Inersia penampang breast wall, Ic = 1/ 12 * h * b 3 Nilai kekakuan, Kp = 3 * Ec * Ic / Lb 3 = 225 m = 6.13E+09 kn/m Waktu getar alami struktur, T = 2 * * [ W TP / ( g * K P ) ] = detik Koefisien geser dasar, C = 0.18 Faktor tipe struktur, S = 1.3 * F = Koefisien beban gempa horisontal Kh = C * S = Faktor kepentingan, I = 1.0 Gaya gempa, T EQ = Kh * I * Wt = * Wt Berat sendiri (struktur atas + struktur bawah), P MS = 11, kn IV- 22

23 Beban mati tambahan, Beban mati total, P MA = 1, kn Wt = P MS + P MA = 13, kn Beban gempa arah melintang jembatan,t EQ = Kh * I * Wt = 2, kn Momen pada fondasi akibat beban gempa, M EQ = T EQ * Y EQ = -12, knm Tekanan Tanah Dinamis Akibat Gempa Gaya gempa arah lateral akibat tekanan tanah dinamis dihitung dengan menggunakan koefisien tekanan tanah dinamis ( Ka G ) sebagai berikut : = tan-1(kh) Ka G = cos2( ' - ) / [ cos2 * { 1 + (sin ' *sin (' ) ) / cos } ] Ka G = Ka G Ka Tekanan tanah dinamis, p = Hw * ws * Ka G kn/m2 H = 5.53 m By = m Kh = ' = rad K a = w s = 17.2 kn/m = tan-1 (Kh) = cos 2 ( ' - ) = T EQ Gbr 4.28 Penampang Tekanan Tanah Dinamis Pada Abutment -2 IV- 23

24 cos 2 *{ 1 + (sin ' *sin (' - ) )/cos } = Ka G = cos 2 ( ' - ) / [ cos 2 *{ 1 + (sin ' *sin (' - ) )/cos } ] = KaG = KaG - Ka = Gaya gempa lateral, T EQ = 1/2 * H 2 * ws * Ka G * By = 1, kn Lengan terhadap Fondasi, Momen akibat gempa, y EQ = 2/3 * H = - 3,68 m M EQ = T EQ * y EQ = knm Gesekan Pada Perletakan (FB) Koefisien gesek pada tumpuan yang berupa elastomer, µ = Gaya gesek yang timbul hanya ditinjau terhadap beban berat sendiri dan beban mati tambahan. Reaksi abutment akibat : T FB Gbr 4.29 Penampang Gesekan Pada Perletakan Abutment -2 Berat sendiri struktur atas, P MS = 5, kn Beban mati tambahan, P MA = kn Reaksi Abutment akibat beban tetap : P T = P MS + P MA = 6, kn Gaya gesek pada perletakan, T FB = µ * P T = 1, kn Lengan terhadap fondasi, Y FB = m Momen pada fondasi akibat gempa, M FB = T FB * y FB = -4, knm Lengan terhadap Breast wall, Y' FB = m Momen pada Breast wall akibat gempa, M FB = T FB * y' FB = - 3, knm IV- 24

25 4.3 Kombinasi Beban Kerja Rekapitulasi Beban Kerja Pada Jembatan Tabel 4.11 Rekapitulasi Beban Kerja Pada Abutment - 2 No Aksi / Beban Kode Vertikal P Tx Horizontal Ty Mx (knm) Momen My (knm) A Aksi Tetap 1 Berat sendiri MS Beban mati tambahan MA Tekanan tanah TA B Beban Lalu-lintas 4 Beban lajur "D" TD Beban pedestrian TP Gaya rem TB C Aksi Lingkungan 7 Temperatur ET Beban angin EW Beban gempa EQ Tekanan tanah dinamis EQ D Aksi Lainya 11 Gesekan FB Kombinasi Beban Kerja Pada Jembatan Untuk kombinasi beban pada jembatan menggunakan aksi kombinasi pembebanan sesuai peraturan yang berlaku, seperti : 1. Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, 1992 (PPTJ-1992), Departemen Pekerjaan Umum, Dirjen Bina Marga, Direktorat Bina Program Jalan. 2. SNI T : Pembebanan Untuk Jembatan Tabel 4.12 Tabel PerKombinasi Pembebanan Jembatan IV- 25

26 a) Kombinasi Beban Kerja 1 Tabel 4.13 Tabel Kombinasi Pembebanan -1 No Aksi / Beban Kode Vertikal P Tx Horizontal Ty Mx (knm) Momen My (knm) A Aksi Tetap 1 Berat sendiri MS Beban mati tambahan MA Tekanan tanah TA B Beban Lalu-lintas 4 Beban lajur "D" TD Beban pedestrian TP Gaya rem TB C Aksi Lingkungan 7 Temperatur ET 8 Beban angin EW 9 Beban gempa EQ 10 Tekanan tanah dinamis EQ D Aksi Lainya 11 Gesekan FB Beban Total b) Kombinasi Beban Kerja 2 Tabel 4.14 Tabel Kombinasi Pembebanan - 2 No Aksi / Beban Kode Vertikal P Tx Horizontal Ty Mx (knm) Momen My (knm) A Aksi Tetap 1 Berat sendiri MS Beban mati tambahan MA Tekanan tanah TA B Beban Lalu-lintas 4 Beban lajur "D" TD Beban pedestrian TP Gaya rem TB C Aksi Lingkungan 7 Temperatur ET 8 Beban angin EW Beban gempa EQ 10 Tekanan tanah dinamis EQ D Aksi Lainya 11 Gesekan FB Beban Total IV- 26

27 c) Kombinasi Beban Kerja 3 Tabel 4.15 Tabel Kombinasi Pembebanan - 3 No Aksi / Beban Kode Vertikal P Tx Horizontal Ty Mx (knm) Momen My (knm) A Aksi Tetap 1 Berat sendiri MS Beban mati tambahan MA Tekanan tanah TA B Beban Lalu-lintas 4 Beban lajur "D" TD Beban pedestrian TP Gaya rem TB C Aksi Lingkungan 7 Temperatur ET 8 Beban angin EW Beban gempa EQ 10 Tekanan tanah dinamis EQ D Aksi Lainya 11 Gesekan FB Beban Total d) Kombinasi Beban Kerja 4 Tabel 4.16 Tabel Kombinasi Pembebanan - 4 No Aksi / Beban Kode Vertikal P Tx Horizontal Ty Mx (knm) A Aksi Tetap 1 Berat sendiri MS Beban mati tambahan MA Tekanan tanah TA Momen My (knm) B Beban Lalu-lintas 4 Beban lajur "D" TD Beban pedestrian TP Gaya rem TB C Aksi Lingkungan 7 Temperatur ET Beban angin EW Beban gempa EQ 10 Tekanan tanah dinamis EQ D Aksi Lainya 11 Gesekan FB Beban Total IV- 27

28 e) Kombinasi Beban Kerja 5 Tabel 4.17 Tabel Kombinasi Pembebanan - 5 No Aksi / Beban Kode Vertikal P Tx Horizontal Ty Mx (knm) Momen My (knm) A Aksi Tetap 1 Berat sendiri MS Beban mati tambahan MA Tekanan tanah TA B Beban Lalu-lintas 4 Beban lajur "D" TD 5 Beban pedestrian TP 6 Gaya rem TB C Aksi Lingkungan 7 Temperatur ET 8 Beban angin EW 9 Beban gempa EQ Tekanan tanah dinamis EQ D Aksi Lainya 11 Gesekan FB Beban Total Rekapitulasi Kombinasi Beban Kerja Pada Jembatan Tabel 4.18 Tabel Rekapitulasi Kombinasi Pembebanan No Kombinasi Beban Vertikal Horizontal Momen Tegangan Berlebih P Tx Ty Mx My (knm) (knm) 1 Kombinasi Beban-1 0% Kombinasi Beban-2 25% Kombinasi Beban-3 25% Kombinasi Beban-4 40% Kombinasi Beban-5 50% IV- 28

29 4.3.3 Analisa Beban Ultimit Pada Pile Cap Jembatan a) Kombinasi Beban Ultimit 1 Tabel 4.19 Tabel Kombinasi Beban Ultimit - 1 No Aksi / Beban Faktor Beban Vertikal P Tx Horizontal Ty Mx (knm) Momen My (knm) A Aksi Tetap 1 Berat sendiri Beban mati tambahan Tekanan tanah B Beban Lalu-lintas 4 Beban lajur "D" Beban pedestrian 6 Gaya rem C Aksi Lingkungan 7 Temperatur Beban angin Beban gempa 10 Tekanan tanah dinamis D Aksi Lainya 11 Gesekan Beban Total b) Kombinasi Beban Ultimit 2 Tabel 4.20 Tabel Kombinasi Beban Ultimit - 2 No Aksi / Beban Faktor Beban Vertikal P Tx Horizontal Ty Mx (knm) Momen My (knm) A Aksi Tetap 1 Berat sendiri Beban mati tambahan Tekanan tanah B Beban Lalu-lintas 4 Beban lajur "D" Beban pedestrian Gaya rem C Aksi Lingkungan 7 Temperatur Beban angin 9 Beban gempa 10 Tekanan tanah dinamis D Aksi Lainya 11 Gesekan Beban Total IV- 29

30 c) Kombinasi Beban Ultimit 3 Tabel 4.21 Tabel Kombinasi Beban Ultimit - 3 No Aksi / Beban Faktor Beban Vertikal P Tx Horizontal Ty Mx (knm) Momen My (knm) A Aksi Tetap 1 Berat sendiri Beban mati tambahan Tekanan tanah B Beban Lalu-lintas 4 Beban lajur "D" Beban pedestrian 6 Gaya rem C Aksi Lingkungan 7 Temperatur 8 Beban angin Beban gempa 10 Tekanan tanah dinamis D Aksi Lainya 11 Gesekan Beban Total d) Kombinasi Beban Ultimit 4 Tabel 4.22 Tabel Kombinasi Beban Ultimit - 4 No Aksi / Beban Faktor Beban Vertikal P Tx Horizontal Ty Mx (knm) Momen My (knm) A Aksi Tetap 1 Berat sendiri Beban mati tambahan Tekanan tanah B Beban Lalu-lintas 4 Beban lajur "D" Beban pedestrian Gaya rem C Aksi Lingkungan 7 Temperatur Beban angin Beban gempa 10 Tekanan tanah dinamis D Aksi Lainya 11 Gesekan Beban Total IV- 30

31 e) Kombinasi Beban Ultimit 5 Tabel 4.23 Tabel Kombinasi Beban Ultimit - 5 No Aksi / Beban Faktor Beban Vertikal P Tx Horizontal Ty Mx (knm) Momen My (knm) A Aksi Tetap 1 Berat sendiri Beban mati tambahan Tekanan tanah B Beban Lalu-lintas 4 Beban lajur "D" 5 Beban pedestrian 6 Gaya rem C Aksi Lingkungan 7 Temperatur 8 Beban angin 9 Beban gempa Tekanan tanah dinamis D Aksi Lainya 11 Gesekan Beban Total Rekapitulasi Beban Ultimit Pada Pile Cap Jembatan Tabel 4.24 Tabel Rekapitulasi Beban Ultimit Pile Cap No Kombinasi Beban Vertikal P Tx Horizontal Ty Mx (knm) Momen My (knm) 1 Kombinasi Beban Kombinasi Beban Kombinasi Beban Kombinasi Beban Kombinasi Beban IV- 31

32 4.4 Pengecekan Daya Dukung Fondasi Pada Abt- 2 Pada Desain Awal Pengecekan daya dukung fondasi Abt - 2 pada desain awal ini bertujuan untuk mengecek apakah desain awal tersebut dengan menggunakan data tanah yang baru Bore Hole-1 (BH-1), apakah mampu mampu memenuhi aspek stabilitas fondasi dimana harus memenuhi aspek perencanaan darisegi : 1. Daya dukung fondasi 2. Penurunan (settlement) Dimana dengan kedalaman rencana tiang bore pile pada kedalaman 12 m sesuai desain awal dan jenis fondasi yang digunakan yaitu tiang bore pile dengan diameter 100 cm lihat Tabel 4.25 dan Gbr 4.30 mengenai data fondasi. Bilamana dari hasil pengecekan desain foundasi awal tersebut khususnya fondasi Abt-2 tidak mampu menopang dan menyalurakan beban struktur di atasnya dengan baik secara teknis harus dilakukan review desain. IV- 32

33 Tabel 4.25 Data Fondasi Jembatan Desain Awal Bahan / Material Fondasi Fondasi (End Bearing) Mutu beton K = 300 Berat volume tanah : Kuat tekan beton, fc' = 24.9 Mpa ws = 18.0 kn/m3 Mutu baja tulangan, U = 39 sudut gesek dalam : Tegangan leleh baja, fy = 390 Mpa 6.58 Modulus elastis beton, Ec = Mpa kohesi tana c = kn/m 2 Berat beton bertulang, wc = 24 kn/m 2 Dimensi Pile Cap Lebar arah x, Bx = 5.00 m Tebal, H 1 = 1.50 m Lebar arah y, By = m Belakang L 2 = 2.15 m Depan, L1 = 2.05 m Dimensi Tiang Bore Pile Diameter, D = 1.00 m Panjang, L = m Jarak pusat tiang terluar terhadap sisi luar Pile Cap, a = 1.50 m Data Susunan Tiang Bore Pile Jumlah baris tiang bor, ny = 5 Buah Jumlah tiang bor dalam 1 baris, nx = 3 Buah Jumlah antara tiang bor arah x, X = 3.00 m Jumlah antara tiang bor arah y, Y = 3.00 m Gbr 4.30 Perletakan Titik Bore Pile Pada Desain Awal Abutment -2 IV- 33

34 Tabel 4.26 Stratifikasi Tanah di Abt-2 No Properties Tanah Gbr 4.31 Data Tanah Baru BH-1 Kedalaman (m) γ (kn/m³) γ (kn/m³) µ 1 Tanah Timbunan Layer Layer Layer IV- 34

35 4.4.1 Pengecekan Kapasitas Daya Dukung Tiang Tunggal Dalam pengecekan daya dukung tiang ini menggunakan berbagai jenis perhitungan berdasarkan pada ; a) Data Lapangan b) Data Lab c) Kekuatan Bahan Dengan maksud agar bisa melihat perbandingan dan rata - rata kewajaran hasil dari perhitungan daya dukung tiang tunggal, dan yang akan diambil adalah kapasitas daya dukung yang terkecil agar daya dukung tersebut lebih aman. a) Berdasarkan Data Lapangan Kapasitas Daya Dukung Ultimit Netto Tiang Tunggal q ult = Qp + Qs -Wp L = Panjang Tiang, D = Diameter Tiang, n = N SPT rata-rata sepanjang tiang, Nb = N SPT Ujung Tiang, As = Luas penampang tiang bor, p = Luas Selimut tiang, Wp = Berat Tiang Qp = 40 * Nb * As Qs = 0,1 * n * p q ult = Qp + Qs -Wp SF = Angka aman, Daya dukung ijin tiang bor, L = m D = 1.00 t/m 2 n = ( )/6 = Nb = 32 As = 1/ 4**D 2 = m 2 p = *D = 3.14 m 2 Wp = L* As * wc = Ton Qp = Ton Qs = 5.29 Ton q ult = Ton = kn SF = 3 Pijin = A*qult / SF = kn IV- 35

36 Menurut Meyerhoff (Data Pengujian SPT) qult = 40 * N' ( dalam Ton/m2 ) dengan, N' = nilai SPT terkoreksi, Nilai SPT hasil pengujian, N = 32 pukulan/30 cm Nilai SPT terkoreksi, N' = /2*( N - 15) = 23.5 pukulan/30 cm qult = 40 * N', qult = 940 Ton/m2 = 9400 kn/m 2 Luas penampang tiang bor, A = 1/4* * D2 = m 2 Angka aman, SF = 3 Daya dukung ijin tiang bor, Pijin = A*qult / SF = kn Menurut Bagement (Data Pengujian CPT) Pijin = A * qc / 3 + K * L * qf / 5 qc = nilai konus rata-rata, qc = SPT/4 = 80 kg/cm 2 qc = 8000 kn/m 2 qf = nilai hambatan lekat rata-rata qf = 0.5 kg/cm 2 qf = 50 kn/m 2 As = luas penampang tiang bor, As = m 2 K = keliling penampang tiang bor, K = * D = 3.14 m 2 L = panjang tiang bor, L = 12 m Daya dukung ijin tiang bor, Pijin = A * qc / 3 + K * L * qf / 5 = kn b) Berdasarkan Data Lab Menurut Terzaghi Dan Thomlinson (Pengujian Lab) q ult = 1.3 * C * Nc + * Df * Nq * * R * N Df = Kedalaman tiang bor Df = L = m R = jari-jari penampang tiang bor R = D / 2 = 0.5 m Parameter kekuatan tanah di ujung tiang bor (End Bearing) : = berat volume tanah, = 18.0 kn/m 3 = sudut gesek dalam, = (dari tabel korelasi SPT ke ) = 35 c = kohesi, c = kn/m 2 Faktor daya dukung menurut Thomlinson : Nc = ( *) / (40 - ) = Nq = (40 + 5*) / (40 - ) = N = (6*) / (40 - ) = q ult = 1.3 * C * Nc + * Df * Nq * * R * N = kn/m 2 Angka aman, SF = 3 Daya dukung ijin tiang bor, Pijin = A * qult/ SF = kn IV- 36

37 c) Berdasarkan Kekuatan Bahan Kuat tekan beton, fc' = 24.9 MPa Tegangan ijin beton, fc = 0.3 * fc' *1000 = 7470 kn/m2 Luas penampang tiang bor, A = 1/ 4**D 2 = m2 Panjang tiang bor, L = m Berat tiang, W = A * L * wc = kn Daya dukung ijin tiang bor, Pijin = A * fc - W = kn Rekap Daya Dukung Aksial Tiang Bor Tabel 4.27 Rekapitulasi Daya Dukung Aksial Tiang Desain Awal No Uraian Daya Dukung Aksial Tiang Bor 1 Berdasarkan persamaan daya dukung tiang 2 Berdasarkan kekuatan bahan 3 Pengujian Lab. Hasil boring (Terzaghi dan Thomlinson) 4 Pengujian SPT (Meyerhoff) 5 Pengujian CPT (Bagement) P Daya Dukung Aksial Terkecil P = kn Dari rekapitulasi berbagai hasil perhitungan daya dukung dimana pengujian SPT (meyerhoff) dalam hal ini lebih kecil dari perhitungan yang lain maka daya dukung aksial tiang yang diambil adalah ; P = kn Pengecekan Daya Dukung Tiang Kelompok a) Efisiensi kelompok tiang bor (menurut BDM) Jumlah baris tiang bor, ny = 5 Jumlah tiang bor dlm. satu baris, nx = 3 Jarak antara tiang bor : X = 3.00 m Y= 1.5 m Jarak antara tiang bor terkecil : S = 2.10 m Diameter tiang bor, D = 1.00 m Efisiensi kelompok tiang bor : Ef = [ 2*(ny + nx - 2)*S + 4*D ] / (*D*ny*nx) = Pijin = P * Ef = Diambil daya dukung aksial ijin tiang bor : Pijin = kn kn IV- 37

38 b) Pengecekan Daya Dukung Tiang Keseluruhan P ijin = Daya dukung aksial ijin tiang bor, P ijin = 1, kn N = Jumlah tiang bor, N = 14 Buah Pv = Beban Total Vertikal, Pv = 22, Kn Pv < ( P ijin x N ) 22,194.4 kn < (1, kn x 14 buah) 22,194.4 kn > 21, kn ( tidak aman ) Beban total vertikal lebih besar dari daya dukung aksial tiang bor jadi tiang bor tidak memadai untuk memikul beban aksial struktur yang dipikulnya Perhitungan Penurunan (Setlement) Kelompok Tiang Kondisi tanah pada fondasi merupakan merupakan jenis tanah berpasir, maka perhitungan penurunan (setlement) menggunakan perhitungan penurunan elastis dengan data dari NSPT. Sg(e) = Nx = 5 tiang Ny = 3 tiang Bg = Bx = 5.00 m Lg = By = m Ncorr = A gross = ( Bx ) x ( By ), A gross = m2 Qa = P ijin, Qa = kn L = Panjang Tiang, L = m I = 1- L/8 Bg I = 0.70 q = Qa/ (Lg x Bg), q = Sg(e) = Sg(e) = mm = cm Sg(e) = cm < 7,5 cm ( izin) IV- 38

39 Dengan demikian dari hasil perhitungan penurunan kelompok tiang yang relatif kecil maka fondasi tersebut cukup memadai menahan penurunan yang dipikulnya, tetapi pada pengecekan daya dukung aksial tiang beban total vertikal lebih besar dari daya dukung aksial tiang bor jadi tiang bor tidak memadai untuk memikul beban aksial struktur yang dipikulnya. Maka tiang pada Abt-2 perlu ditambah jumlah dan kedalaman tiang perlu diperpanjang karena di kedalaman 12 m NSPT = 32 dan masih belum menyentuh tanah keras. Jadi dicoba dengan kedalaman 20 m dengan NSPT = 48 dengan kondisi tanah cukup keras. 4.5 Perencanaan Daya Dukung Fondasi Pada Abt- 2 Pada Desain Rencana Alternatif 2 Dari hasil pengecekan Abt-2 pada desain awal yang secara daya dukung aksial tidak mampu menahan beban yang ada maka, penulis mencoba merencanakan Desain Alternatif-2 pada fondasi Abt 2. Dimana desain kedalaman rencana tiang bore pile pada kedalaman 20 m dengan nilai NSPT = 48 dan jenis fondasi yang digunakan yaitu tiang bore pile dengan diameter 100 cm lihat table 4.28 dan Gbr 4.32 mengenai data fondasi. IV- 39

40 Tabel 4.28 Data Fondasi Jembatan Desain Alternatif-2 Bahan / Material Fondasi Fondasi (End Bearing) Mutu beton K = 300 Berat volume tanah : Kuat tekan beton, fc' = 24.9 Mpa ws = 18.0 kn/m3 Mutu baja tulangan, U = 39 sudut gesek dalam : Tegangan leleh baja, fy = 390 Mpa 6.58 Modulus elastis beton, Ec = Mpa kohesi tanah : c = kn/m 2 Berat beton bertulang, wc = 24 kn/m 2 Dimensi Pile Cap Lebar arah x, Bx = 7.00 m Tebal, H 1 = 1.50 m Lebar arah y, By = m Belakang L 2 = 4.15 m Depan, L1 = 2.05 m Dimensi Tiang Bore Pile Diameter, D = 1.00 m Panjang, L = m Jarak pusat tiang terluar terhadap sisi luar Pile Cap, a = 1.00 m Data Susunan Tiang Bore Pile Jumlah baris tiang bor, ny = 5 Buah Jumlah tiang bor dalam 1 baris, nx = 4 Buah Jumlah antara tiang bor arah x, X = 3.00 m Jumlah antara tiang bor arah y, Y = 3.00 m Gbr 4.32 Rencana Perletakan Titik Bore Pile Di Abt-2 Pada Desain Alternatif-2 IV- 40

41 Gbr 4.33 Data Tanah BH-1 Tabel 4.29 Stratifikasi Tanah di Abt-2 No Properties Tanah Kedalaman (m) γ (kn/m³) γ (kn/m³) µ 1 Tanah Timbunan Layer Layer Layer IV- 41

42 4.5.1 Pengecekan Kapasitas Daya Dukung Tiang Tunggal Seperti dalam pengecekan daya dukung tiang pada desain awal, pada perencanaan daya dukung tinag pada desain alternatif-2 juga pengecekan daya dukung tiang ini menggunakan berbagai jenis perhitungan berdasarkan pada ; a) Data Lapangan b) Data Lab c) Kekuatan Bahan Dengan maksud yang sama agar bisa melihat perbandingan dan rata - rata kewajaran hasil dari perhitungan daya dukung tiang tunggal, yang nantinya akan diambil adalah kapasitas daya dukung yang terkecil agar daya dukung tersebut lebih aman. a) Berdasarkan Data Lapangan Kapasitas Daya Dukung Ultimit Netto Tiang Tunggal q ult = Qp + Qs -Wp L = Panjang Tiang, L = m D = Diameter Tiang, D = 1.00 t/m 2 n = N SPT rata-rata sepanjang tiang, n = ( )/10 = Nb = N SPT Ujung Tiang, As = Luas penampang tiang bor, p = Luas Selimut tiang, Wp = Berat Tiang Nb = 48 As = 1/ 4**D 2 = m 2 p = *D = 3.14 m 2 Wp = L* As * wc = Ton Qp = 40 * Nb * As Qs = 0,1 * n * p q ult = Qp + Qs -Wp SF = Angka aman, Daya dukung ijin tiang bor, Qp = Ton Qs = 8.07 Ton q ult = Ton = kn SF = 3 Pijin = A*qult / SF = kn IV- 42

43 Menurut Meyerhoff (Data Pengujian SPT) qult = 40 * N' ( dalam Ton/m2 ) dengan, Nilai SPT hasil pengujian, Nilai SPT terkoreksi, qult = 40 * N', Luas penampang tiang bor, Angka aman, Daya dukung ijin tiang bor, N' = nilai SPT terkoreksi, N = 48 pukulan/30 cm N' = /2*( N - 15) = 31.5 pukulan/30 cm qult = 1260 Ton/m2 = kn/m 2 A = 1/4* * D2 = m 2 SF = 3 Pijin = A*qult / SF = kn Menurut Bagement (Data Pengujian CPT) Pijin = A * qc / 3 + K * L * qf / 5 qc = nilai konus rata-rata, qc = SPT/4 = 120 kg/cm 2 qc = kn/m 2 qf = nilai hambatan lekat rata-rata qf = 0.5 kg/cm 2 qf = 50 kn/m 2 As = luas penampang tiang bor, As = m 2 K = keliling penampang tiang bor, K = * D = 3.14 m 2 L = panjang tiang bor, L = 20 m Daya dukung ijin tiang bor, Pijin = A * qc / 3 + K * L * qf / 5 = kn b) Berdasarkan Data Lab Menurut Terzaghi dan Thomlinson (Pengujian Lab) q ult = 1.3 * C * Nc + * Df * Nq * * R * N Df = Kedalaman tiang bor Df = L = m R = jari-jari penampang tiang bor R = D / 2 = 0.5 m Parameter kekuatan tanah di ujung tiang bor (End Bearing) : = berat volume tanah, = 18.0 kn/m 3 = sudut gesek dalam, = (dari tabel korelasi SPT ke ) = 36 c = kohesi, c = kn/m 2 Faktor daya dukung menurut Thomlinson : Nc = ( *) / (40 - ) Nq = (40 + 5*) / (40 - ) N = (6*) / (40 - ) q ult = 1.3 * C * Nc + * Df * Nq * * R * N Angka aman, Daya dukung ijin tiang bor, = = = = kn/m 2 SF = 3 Pijin = A * qult/ SF = kn IV- 43

44 c) Berdasarkan Kekuatan Bahan Kuat tekan beton, fc' = 24.9 MPa Tegangan ijin beton, fc = 0.3 * fc' *1000 = 7470 kn/m2 Luas penampang tiang bor, A = 1/ 4**D 2 = m2 Panjang tiang bor, L = m Berat tiang, W = A * L * wc = kn Daya dukung ijin tiang bor, Pijin = A * fc - W = kn Rekap Daya Dukung Aksial Tiang Bor Tabel 4.30 Rekapitulasi Daya Dukung Aksial Tiang Desain Alternatif - 2 No Uraian Daya Dukung Aksial Tiang Bor P 1 Berdasarkan persamaan daya dukung tiang Berdasarkan kekuatan bahan Pengujian Lab. Hasil boring (Terzaghi dan Thomlinson) Pengujian SPT (Meyerhoff) Pengujian CPT (Bagement) Daya Dukung Aksial Terkecil P = kn Dari rekapitulasi berbagai hasil perhitungan daya dukung dimana pengujian SPT (meyerhoff) d alam hal ini lebih kecil dari perhitungan yang lain maka daya dukung aksial tiang yang diambil adalah ; P = kn Pengecekan Daya Dukung Tiang Kelompok a) Efisiensi kelompok tiang bor (menurut BDM) Jumlah baris tiang bor, ny = 5 Jumlah tiang bor dlm. satu baris, nx = 4 Jarak antara tiang bor : X = 3.00 m Y= 1.50 m Jarak antara tiang bor terkecil : S = 2.00 m Diameter tiang bor, D = 1.00 m Efisiensi kelompok tiang bor : Ef = [ 2*(ny + nx - 2)*S + 4*D ] / (*D*ny*nx) = Pijin = P * Ef = Diambil daya dukung aksial ijin tiang bor : Pijin = kn kn IV- 44

45 b) Pengecekan Daya Dukung Tiang Keseluruhan P ijin = Daya dukung aksial ijin tiang bor, P ijin = 1, kn N = Jumlah tiang bor, N = 18 Buah Pv = Beban Total Vertikal, Pv = 22, kn Pv < ( P ijin x N ) 22,194.4 kn < (1, kn x 18 buah) 22,194.4 kn < 30, kn (Ok Aman!) Dengan demikian,jumlah tiang 18 buah pada abutment-2 sudah mencukupi untuk menahan gaya aksial sebesar Pv = 22,194.4 kn, dan tiang bore pile pun duduk berada di lapisan tanah keras Perhitungan Penurunan (Setlement) Kelompok Tiang Kondisi tanah pada fondasi merupakan merupakan jenis tanah berpasir,maka perhitungan penurunan (setlement) menggunakan perhitungan penurunan elastis dengan data dari NSPT. Sg(e) = Nx = 5 tiang Ny = 4 tiang Bg = Bx = 7.00 m Lg = By = m Ncorr = A gross = ( Bx ) x ( By ), A gross = m2 Qa = P ijin, Qa = kn L = Panjang Tiang, L = m I = 1- L/8 Bg I = 0.64 q = Qa/ (Lg x Bg), q = Sg(e) = Sg(e) = mm = cm Sg(e) = cm < 7,5 cm ( izin) ok IV- 45

46 Dengan demikian hasil penurunan kelompok tiang yang relatif kecil maka fondasi tersebut cukup memadai menahan penurunan yang dipikulnya, dan fondasi dengan kedalaman 20 m dengan NSPT = 48 duduk diatas tanah dengan kondisi tanah cukup keras Daya Dukung Lateral Ijin Tiang Bor Kedalaman ujung tiang, La = hp = 1.5 m Sudut gesek, = 36 Panjang tiang bor, L = 20 m Panjang jepitan tiang bor, Ld = 1/3 * L = 6.67 m By = m ws = kn/m 3 Gbr 4.34 Gaya Lateral Tiang Bor Pile Pada Abutment -2 Koefien tekanan tanah pasif, Kp = tan 2 (45 + /2) = Tabel 4.31 Diagram Tekakan Tanah Pasif Efektif Bag Kedalaman H (m) H*ws*Kp Bagian p (kn/m2) OK La + Ld = FJ La + 3/4 * Ld = FN = 1/4*FJ EI La + 1/2 * Ld = EM = 1/2*EI DH La + 1/4 * Ld = DL = 3/4*DH CG La = CG IV- 46

47 Tabel 4.32 Diagram Perhitungan Gaya Tekakan Tanah Pasif Efektif Kode p1 p2 Panjang Bagian F Lengan m (kn/m 2 ) (kn/m 2 ) Notasi m Thdp 0 (knm) F La = F Ld/4 = F Ld/4 = F Ld/4 = F Ld/4 = Total F = M = L 2 = M / F L 2 = 4.16 m Jumlah momen terhadap titik S : MS = 0 maka : F * ( 2*L 2 ) = H * (L 2 + Ld + La) H = Gaya lateral, H = F * ( 2*L 2 )/(L 2 + Ld + La) H = kn ny = Jumlah baris tiang, ny = 5 Buah nx = Jumlah tiang per baris, nx = 4 Buah Gaya lateral satu tiang bor, h = H / (nx * ny) = kn Angka aman, SF = 1.2 Daya dukung ijin lateral tiang bor, hijin = h / SF = kn Diambil daya dukung lateral ijin tiang bor : h ijin = kn Pengecekan Daya Dukung Fondasi Terhadap Kombinasi Beban Kerja. a) Gaya Yang Diterima Tiang Bor. N = Jumlah Bore Pile, N = 18 Buah By = Lebar Pile Cap Arah y, By = 15 m Bx = Lebar Pile Cap Arah x, Bx = 7 m M Y M X Gbr 4.35 Denah Perletakan Bore Pile Pada Abutment -2 IV- 47

48 Tabel 4.33 Diagram Perhitungan Jarak Tiang Bor No X max = 3.50 m Y max = 6.00 m 1 X1 = 3.50 X1 2 *By = Y1 = 6.00 Y1 2 *By = X2 = 1.50 X2 2 *By = Y2 = 4.50 Y2 2 *By = X3 = 0.00 X3 2 *By = 0.00 Y3 = 1.50 Y3 2 *By = Y4 = 0.00 Y4 2 *By = 0.00 X 2 = Y 2 = a) Perhitungan Pmax Dan Pmin Pada Satu Tiang Bor Akibat Gaya Aksial Kombinasi Beban Arah x. Pmax = P/n + Mx * X max / X 2 Pmax = P/n - Mx * X max / X 2 n = Jumlah titik bor = 18 titik Tabel 4.34 Diagram Perhitungan Gaya Aksial Maksimum Dan Minimum Yang Diderita Satu Tiang Bor No Kombinasi Beban P Mx P/n Mx*Xmax/X 2 Pmax Pmin Kerja (knm) 1 Kombinasi Kombinasi Kombinasi Kombinasi Kombinasi b) Perhitungan Pmax Dan Pmin Pada Satu Tiang Bor Akibat Gaya Aksial Kombinasi Beban Arah y. Pmax = P/n + Mx * Y max / Y 2 Pmax = P/n - Mx * Y max / Y 2 n = Jumlah titik bor = 18 titik Tabel 4.35 Diagram Perhitungan Gaya Aksial Maksimum Dan Minimum Yang Diderita Satu Tiang Bor No Kombinasi Beban P My P/n My*Ymax/X 2 Pmax Pmin Kerja (knm) 1 Kombinasi Kombinasi Kombinasi Kombinasi Kombinasi IV- 48

49 c) Perhitungan hmax Pada Satu Tiang Bor Akibat Gaya Lateral Pada Kombinasi Beban Kerja. hy = Ty / n hx = Tx / n n = Jumlah titik bor = 18 titik Tabel 4.36 Diagram Perhitungan Gaya Lateral Yang Diderita Satu Tiang Bor No Kombinasi Beban Tx Ty hx hy h max Kerja 1 Kombinasi Kombinasi Kombinasi Kombinasi Kombinasi d) Tinjauan Seluruh Gaya Aksial Pada Kombinasi Beban 1-5 Arah x. Tabel 4.37 Diagram Rekapitulasi Gaya Aksial Maksimum Pada Arah X No Kontrol Terhadap Kombinasi P max P max Pijin Daya Dukung ijin Beban Kerja (%) (%) Keterangan 1 Kombinasi % < 100%*Pijin AMAN 2 Kombinasi % < 125%*Pijin AMAN 3 Kombinasi % < 125%*Pijin AMAN 4 Kombinasi % < 140%*Pijin AMAN 5 Kombinasi % < 150%*Pijin AMAN e) Tinjauan Seluruh Gaya Aksial Pada Kombinasi Beban 1-5 Arah y. Tabel 4.38 Diagram Rekapitulasi Gaya Aksial Maksimum Pada Arah Y No Kontrol Terhadap Kombinasi P max P max Pijin Daya Dukung ijin Beban Kerja (%) (%) Keterangan 1 Kombinasi % < 100%*Pijin AMAN 2 Kombinasi % < 125%*Pijin AMAN 3 Kombinasi % < 125%*Pijin AMAN 4 Kombinasi % < 140%*Pijin AMAN 5 Kombinasi % < 150%*Pijin AMAN IV- 49

50 f) Tinjauan Seluruh Gaya Lateral Pada Kombinasi Beban 1-5. Tabel 4.39 Diagram Rekapitulasi Gaya Lateral No Kontrol Terhadap Kombinasi h max h max hijin Daya Dukung ijin Beban Kerja (%) (%) Keterangan 1 Kombinasi % < 100%*Pijin AMAN 2 Kombinasi % < 125%*Pijin AMAN 3 Kombinasi % < 125%*Pijin AMAN 4 Kombinasi % < 140%*Pijin AMAN 5 Kombinasi % < 150%*Pijin AMAN Analisa Stabilitas Lereng Dengan Program Plaxis Analisa stabilitas lereng pada jembatan Budi Indah ini menggunakan program Finite Element Plaxis dengan tujuan untuk mengecek stabilitas lereng dan faktor keamanan. Pengecekan terpada beberapa kondisi : 1.Kondisi awal (existing), 2.Kondisi pekerjaan galian, 3. Kondisi pekerjaan bore pile ( kondisi awal ), 4. Kondisi pada saat beban lalu lintas bekerja ( kondisi akhir ). a) Pemodelan Potongan Dan Stratifikasi Tanah. Pomodelan lereng di sini menggambarkan gambar potongan lereng dan properties tanah per lapisan atau layer berdasarkan dari penyelidikan tanah sekitar yang ada bisa dilihat pada gbr 4.36 dan IV- 50

51 BH 2 BH BH Gbr 4.36 Potongan Lereng dan Stratifikasi Tanah Di Abt-2 A B B Timbunan : γ unsat = 17.0 kn/m³ µ = 0.25 γ sat = 18.0 kn/m³ = 30 Layer 1: γ unsat = 11.8 kn/m³ µ = 0.25 γ sat = 14.5 kn/m³ = 7 Layer 2: γ unsat = 12.5 kn/m³ µ = 0.25 γ sat = 16.5 kn/m³ = 25 Layer 3: γ unsat = 14.0 kn/m³ µ = 0.25 γ sat = 17.0 kn/m³ = 40 Gbr 4.37 Potongan Lereng dandata Properties Tanah Di Abt-2 IV- 51