PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE DESIGN ENGINEER)

Transkripsi

1 BDE 05 = PERENCANAAN PONDASI JEMBATAN Merepresentasikan Kode / Judul Unit Kompetensi Kode : INA Judul : Merencanakan Pondasi Jembatan PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE DESIGN ENGINEER) 2007 DEPARTEMEN PEKERJAAN UMUM BADAN PEMBINAAN KONSTRUKSI DAN SUMBER DAYA MANUSIA PUSAT PEMBINAAN KOMPETENSI DAN PELATIHAN KONSTRUKSI

2 Pelatihan Bridge Desain Engineer KATA PENGANTAR Pengembangan Sumber Daya Manusia di bidang Jasa Konstruksi bertujuan untuk meningkatkan kompetensi sesuai bidang kerjanya, agar mereka mampu berkompetisi dalam memperebutkan pasar kerja. Berbagai upaya dapat ditempuh, baik melalui pendidikan formal, pelatihan secara berjenjang sampai pada tingkat pemagangan di lokasi proyek atau kombinasi antara pelatihan dan pemagangan, sehingga tenaga kerja mampu mewujudkan standar kinerja yang dipersyaratkan di tempat kerja. Untuk meningkatkan kompetensi tersebut, Pusat Pembinaan Kompetensi dan Pelatihan Konstruksi yang merupakan salah satu institusi pemerintah yang ditugasi untuk melakukan pembinaan kompetensi, secara bertahap menyusun standar-standar kompetensi kerja yang diperlukan oleh masyarakat jasa konstruksi. Kegiatan penyediaan kompetensi kerja tersebut dimulai dengan analisa kompetensi dalam rangka menyusun suatu standar kompetensi kerja yang dapat digunakan untuk mengukur kompetensi tenaga kerja di bidang Jasa Konstruksi yang bertugas sesuai jabatan kerjanya sebagaimana dituntut dalam Undang-Undang No. 18 tahun 1999, tentang Jasa Konstruksi dan peraturan pelaksanaannya. Sebagai alat untuk mengukur kompetensi tersebut, disusun dan dibakukan dalam bentuk SKKNI (Standar Kompetensi Kerja Nasional Indonesia) yang unit-unit kompetensinya dikembangkan berdasarkan pola RMCS (Regional Model Competency Standard). Dari standar kompetensi tersebut, pengembangan dilanjutkan dengan menyusun Standar Latih Kompetensi, Materi Uji Kompetensi, serta Materi Pelatihan yang berbasis kompetensi. Modul / Materi Pelatihan BDE 05 /, merepresentasikan unit kompetensi: Merencanakan Pondasi Jembatan dengan elemen-elemen kompetensi terdiri dari : 1. Menganalisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah. 2. Memilih jenis pondasi jembatan 3. Merencanakan pondasi jembatan sesuai dengan jenis pondasi yang telah dipilih. i

3 Pelatihan Bridge Desain Engineer Uraian penjelasan bab per bab dan pencakupan materi latih ini merupakan representasi dari elemen-elemen kompetensi tersebut, sedangkan setiap elemen kompetensi dianalisis kriteria unjuk kerjanya sehingga materi latih ini secara keseluruhan merupakan penjelasan dan penjabaran dari setiap kriteria unjuk kerja untuk menjawab tuntutan pengetahuan, keterampilan dan sikap kerja yang dipersyaratkan pada indikator-indikator kinerja/ keberhasilan yang diinginkan dari setiap KUK (Kriteria Unjuk Kerja) dari masing-masing elemen kompetensinya. Modul ini merupakan salah satu sarana dasar yang digunakan dalam pelatihan sebagai upaya meningkatkan kompetensi seorang pemangku jabatan kerja seperti tersebut diatas, sehingga masih diperlukan materi-materi lainnya untuk mencapai kompetensi yang dipersyaratkan setiap jabatan kerja. Di sisi lain, modul ini sudah barang tentu masih terdapat kekurangan dan keterbatasan, sehingga diperlukan adanya perbaikan disana-sini dan kepada semua pihak kiranya kami mohon sumbangan saran demi penyempurnaan kedepan. Jakarta, Oktober 2007 KEPALA PUSAT PEMBINAAN KOMPETENSI DAN PELATIHAN KONSTRUKSI Ir. DJOKO SUBARKAH, Dipl.HE NIP. : ii

4 PRAKATA Modul ini berisi uraian tentang apa yang harus dilakukan oleh seorang Ahli Perencanaan Teknis Jembatan (Bridge Design Engineer) dalam pekerjaan perencanaan pondasi jembatan. Ada 3 hal yang dicakup dalam modul ini yaitu analisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah, pemilihan jenis pondasi jembatan, dan perencanaan pondasi jembatan sesuai dengan jenis pondasi yang telah dipilih. Hasil analisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah akan memberikan masukan bagi Ahli Perencanaan Teknis Jembatan untuk mempelajari faktor-faktor yang dapat mengakibatkan ketidakstabilan penempatan jembatan, yaitu apabila lokasi jembatan ada pada struktur sekunder yang berwujud sebagai lipatan (fold), rekahan/kekar (fractur/joint) atau sesar (fault). Ketidakstabilan penempatan jembatan juga dapat terjadi jika lokasi jembatan berada pada struktur batuan lereng alam dan lereng galian dengan kondisikondisi tertentu antara lain berkaitan dengan kemiringan bidang perlapisan, pelapukan bidang perlapisan, masuknya air ke dalam batuan dan sebagainya. Setelah rencana penempatan trase jalan, abutment dan pilar jembatan ditentukan, sebelum membuat desain pondasi jembatan, Ahli Perencanaan Teknis Jembatan harus terlebih dahulu memilih jenis pondasi jembatan. Tergantung pada kondisi tanah pondasi, Ahli Perencanaan Teknis Jembatan akan menetapkan pilihan pondasi, apakah pondasi langsung, pondasi sumuran atau pondasi tiang pancang. Perencanaan pondasi baru dapat dibuat jika jenis pondasi jembatan telah ditentukan. Kami menyadari bahwa modul ini masih jauh dari sempurna baik ditinjau dari segi materi, sistematika penulisan maupun tata bahasanya. Untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran dari para peserta dan pembaca semua, dalam rangka penyempurnaan modul ini. Demikian modul ini dipersiapkan untuk membekali seorang AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (Bridge Design Engineer) dengan pengetahuan, keterampilan, dan sikap kerja yang berkaitan dengan perencanaan teknis jembatan; mudah-mudahan modul ini dapat bermanfaat bagi yang memerlukannya. Jakarta, Oktober 2007 Penyusun iii

5 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... i PRAKATA... iii DAFTAR ISI... iv SPESIFIKASI PELATIHAN... vi A. Tujuan Pelatihan... vi B. Tujuan Pembelajaran... vi PANDUAN PEMBELAJARAN... vii A. Kualifikasi Pengajar/Instruktur... vii B. Penjelasan Singkat Modul... vii C. Proses Pembelajaran... viii BAB 1 PENDAHULUAN UMUM RINGKASAN MODUL BATASAN / RENTANG VARIABEL Batasan/Rentang Variabel Unit Kompetensi Batasan Rentang variabel Pelaksanaan Pelatihan PANDUAN PENILAIAN Acuan Penilaian Kualifikasi Penilai Penilaian Mandiri SUMBER DAYA PEMBELAJARAN BAB 2 ANALISIS DATA GEOLOGI TEKNIK DAN PENYELIDIKAN TANAH Umum Stabilitas Tanah Berdasarkan Data Geologi Teknik Struktur Lipatan Struktur Kekar Struktur Sesar Struktur Batuan dan Kemantapan Lereng iv

6 2.3 Analisis Kapasitas Dukung Tanah Di Bawah Abutment dan Pilar Pengertian Kapasitas Dukung Tanah Kapasitas Dukung Menurut Terzaghi Kapasitas Dukung Menurut Meyerhof Penurunan Pondasi Di Bawah Abutment dan Pilar Penurunan Segera (Immediate Settlement) Penurunan Konsolidasi (Consolidation Settlement) 2-22 RANGKUMAN LATIHAN / PENILAIAN MANDIRI BAB 3 PEMILIHAN JENIS PONDASI JEMBATAN Umum Penentuan Kedalaman Tanah Keras Penggunaan Data Daya Dukung Tanah dan Geologi Teknik Daya Dukung Pondasi Dangkal Daya Dukung Pondasi Dalam Penetapan Jenis Pondasi Pondasi Dangkal Pondasi Dalam RANGKUMAN LATIHAN / PENILAIAN MANDIRI BAB 4 PERENCANAAN PONDASI JEMBATAN SESUAI DENGAN 4-1 JENIS YANG DIPILIH Umum Penerapan Kriteria Desain Pondasi Kriteria Desain Pondasi Sumuran Kriteria Desain Pondasi Tiang Pancang Beton Bertulang Pracetak/Tiang Pancang Beton Prategang Pracetak Kriteria Desain Pondasi Tiang Pancang Baja Struktur / Tiang Pancang Pipa Baja Kriteria Desain Pondasi Tiang Bor Beton Penerapan Ketentuan Pembebanan Jembatan Perhitungan Perhitungan Perencanaan Pondasi Tiang Pancang Kelompok Perhitungan Perencanaan Pondasi Sumuran v

7 RANGKUMAN LATIHAN / PENILAIAN MANDIRI DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN : KUNCI JAWABAN PENILAIAN MANDIRI DAFTAR PUSTAKA vi

8 SPESIFIKASI PELATIHAN A. Tujuan Pelatihan Tujuan Umum Pelatihan Setelah selesai mengikuti pelatihan peserta diharapkan mampu : Melaksanakan pekerjaan perencanaan teknis jembatan berdasarkan standar perencanaan jembatan jalan raya yang berlaku. Tujuan Khusus Pelatihan Setelah selesai mengikuti pelatihan peserta mampu : 1. Menerapkan ketentuan Undang-Undang Jasa Konstruksi (UUJK). 2. Melakukan koordinasi untuk pengumpulan dan penggunaan data teknis. 3. Merencanakan dan menerapkan standar-standar perencanaan teknis bangunan atas jembatan. 4. Merencanakan bangunan bawah jembatan. 5. Merencanakan pondasi jembatan. 6. Merencanakan oprit (jalan pendekat), bangunan pelengkap dan pengaman jembatan. 7. Membuat laporan perencanaan teknis jembatan. B. Tujuan Pembelajaran dan Kriteria Penilaian Seri / Judul Modul : BDE 05 /, merepresentasikan unit kompetensi: Merencanakan Pondasi Jembatan. Tujuan Pembelajaran Setelah modul ini dibahas diharapkan peserta mampu merencanakan pondasi jembatan. Kriteria Penilaian 1. Kemampuan dalam menganalisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah. 2. Kemampuan dalam memilih jenis pondasi jembatan. 3. Kemampuan dalam merencanakan pondasi jembatan sesuai dengan jenis pondasi yang telah dipilih. vii

9 PANDUAN PEMBELAJARAN A. Kualifikasi Pengajar / Instruktur Instruktur harus mampu mengajar, dibuktikan dengan sertifikat TOT (Training of Trainer) atau sejenisnya. Menguasai substansi teknis yang diajarkan secara mendalam. Konsisten mengacu SKKNI dan SLK Pembelajaran modul-modulnya disertai dengan inovasi dan improvisasi yang relevan dengan metodologi yang tepat. B. Penjelasan Singkat Modul Modul-modul yang dibahas di dalam program pelatihan ini terdiri dari: No. Kode Judul Modul 1. BDE 01 UUJK, Sistem Manajemen K3 dan Sistem Manajemen Lingkungan 2. BDE 02 Koordinasi Pengumpulan dan Penggunaan Data Teknis 3. BDE 03 Perencanaan Bangunan Atas Jembatan 4. BDE 04 Perencanaan Bangunan Bawah Jembatan 5. BDE BDE 06 Perencanaan Oprit (Jalan Pendekat), Bangunan Pelengkap dan Pengamat Jembatan 7. BDE 07 Laporan Perencanaan Teknis Jembatan Sedangkan modul yang akan diuraikan adalah: Seri / Judul : BDE 05 / Deksripsi Modul : merupakan salah satu modul yang direncanakan untuk membekali Ahli Perencanaan Teknis Jembatan (Bridge Design Engineer) dengan pengetahuan, keterampilan dan sikap kerja dalam melakukan perencanaan pondasi jembatan mencakup analisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah, pemilihan jenis pondasi jembatan, dan perencanaan pondasi jembatan. vii

10 C. Proses Pembelajaran Kegiatan Instruktur Kegiatan Peserta Pendukung 1. Ceramah Pembukaan : Menjelaskan Tujuan Pembelajaran. Merangsang motivasi peserta dengan pertanyaan atau pengalaman melakukan koordinasi pengumpulan dan penggunaan data teknis. Waktu : 5 menit. 2. Penjelasan Bab 1 : Pendahuluan. Modul ini merepresentasikan unit kompetensi. Umum Ringkasan Modul Koordinasi Batasan/Rentang Variabel Panduan Penilaian Panduan Pembelajaran Waktu : 20 menit. 3. Penjelasan Bab 2 : Analisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah Umum Stabilitas tanah berdasarkan data geologi teknik Analisis kapasitas dukung tanah di bawah abutment dan pilar Penurunan pondasi di bawah abutment dan pilar. Waktu : 75 menit. 4. Penjelasan Bab 3 : Pemilihan jenis pondasi jembatan Umum Penentuan kedalaman tanah keras. Penggunaan data daya dukung Mengikuti penjelasan Mengajukan pertanyaan apabila kurang jelas. OHT 1 Mengikuti penjelasan instruktur dengan tekun dan aktif. Mencatat hal-hal penting. OHT 2 Mengajukan pertanyaan bila perlu. Mengikuti penjelasan instruktur dengan tekun dan aktif. Mencatat hal-hal penting. Mengajukan pertanyaan OHT 3 bila perlu. Mengikuti penjelasan instruktur dengan tekun dan aktif. OHT 4 Mencatat hal-hal penting. Mengajukan pertanyaan viii

11 tanah dan geologi teknik Penetapan jenis pondasi Waktu : 55 menit. 5. Penjelasan Bab 4 : Perencanaan pondasi jembatan sesuai dengan jenis yang dipilih. Umum Penerapan kriteria desain pondasi jembatan Penerapan ketentuan pembebanan jembatan. Perhitungan perencanaan dimensi pondasi jembatan Waktu : 105 menit. 6. Rangkuman dan Penutup. Rangkuman Tanya jawab. Penutup. Waktu : 10 menit. bila perlu. Mengikuti penjelasan instruktur dengan tekun dan aktif. Mencatat hal-hal penting. Mengajukan pertanyaan bila perlu. OHT 5 Mengikuti penjelasan instruktur dengan tekun dan aktif. OHT 8 Mencatat hal-hal penting. Mengajukan pertanyaan bila perlu. ix

12 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Umum Modul BDE-05 : merepresentasikan salah satu unit kompetensi dari program pelatihan Ahli Perencanaan Teknis Jembatan (Bridge Design Engineer). Sebagai salah satu unsur, maka pembahasannya selalu memperhatikan unsurunsur lainnya, sehingga terjamin keterpaduan dan saling mengisi tetapi tidak terjadi tumpang tindih (overlaping) terhadap unit-unit kompetensi lainnya yang direpresentasikan sebagai modul-modul yang relevan. Adapun unit kompetensi untuk mendukung kinerja efektif yang diperlukan dalam Perencanaan Teknis Jembatan adalah : No. Kode Unit Judul Unit Kompetensi I. Kompetensi Umum 1. INA Menerapkan ketentuan Undang-undang Jasa Konstruksi (UUJK). II. Kompetensi Inti 1. INA Melakukan koordinasi untuk pengumpulan dan penggunaan data teknis. 2. INA Merencanakan bangunan atas jembatan dan/atau menerapkan standar-standar perencanaan teknis jembatan. 3. INA Merencanakan bangunan bawah jembatan. 4. INA Merencanakan pondasi jembatan. 5. INA Merencanakan oprit (jalan pendekat), bangunan pelengkap dan pengaman jembatan. 6. INA Membuat laporan perencanaan teknis jembatan. III. Kompetensi Pilihan - 1-1

13 1.2. Ringkasan Modul Ringkasan modul ini disusun konsisten dengan tuntutan atau isi unit kompetensi ada judul unit, deskripsi unit, elemen kompetensi dan KUK (Kriteria Unjuk Kerja) dengan uraian sebagai berikut : a. Adapun unit kompetensi yang akan disusun modulnya: KODE UNIT : INA JUDUL UNIT : Merencanakan pondasi jembatan. DESKRIPSI UNIT : Unit kompetensi ini mencakup pengetahuan, keterampilan dan sikap perilaku yang diperlukan untuk merencanakan pondasi jembatan. Direpresentasikan dalam modul seri/judul: BDE-05 Perencanaan Pondasi Jembatan. b. Elemen Kompetensi dan KUK (Kriteria Unjuk Kerja) terdiri dari: 1. Menganalisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah, direpresentasikan sebagai bab modul berjudul: Bab 2 Analisis Data Geologi Teknik dan Penyelidikan Tanah. Uraian detailnya mengacu KUK (Kriteria Unjuk Kerja) dapat menjadi sub bab yang terdiri dari: 1.1 Kestabilan tanah berdasarkan data geologi teknik dianalisis sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan. 1.2 Daya dukung tanah di bawah abutment dianalisis sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan. 1.3 Daya dukung tanah di bawah pilar dianalisis sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan. 1.4 Penurunan pondasi di bawah abutment dan pilar dianalisis sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan. 2. Memilih jenis pondasi jembatan, direpresentasikan sebagai bab modul berjudul : Bab 3 Pemilihan Jenis Pondasi Jembatan. Uraian detailnya mengacu KUK (Kriteria Unjuk Kerja) dapat menjadi sub bab yang terdiri dari: 1-2

14 2.1 Kedalaman tanah keras ditentukan sebagai bahan masukan dalam memilih tipe pondasi jembatan. 2.2 Data daya dukung tanah dan geologi teknik digunakan untuk memilih jenis pondasi jembatan. 2.3 Jenis pondasi jembatan ditetapkan sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan. 3. Merencanakan pondasi jembatan sesuai dengan jenis pondasi yang telah dipilih, direpresentasikan sebagai bab mocul berjudul: Bab 4 Perencanaan pondasi jembatan sesuai dengan jenis yang dipilih. Uraian detailnya mengacu KUK (Kriteria Unjuk Kerja) dapat menjadi sub bab yang terdiri dari: 3.1 Kriteria desain pondasi jembatan diterapkan sesuai dengan ketentuan teknis yang berlaku. 3.2 Ketentuan pembebanan jembatan untuk perencanaan pondasi diterapkan. 3.3 Dimensi pondasi jembatan dihitung dan direncanakan sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan. Penulisan dan uraian isi modul secara detail betul-betul konsisten mengacu tuntutan elemen kompetensi dan masing-masing KUK (Kriteria Unjuk Kerja) yang sudah dianalisis indikator kinerja/keberhasilannya (IUK). Berdasarkan IUK (Indikator Unjuk Kerja/Keberhasilan) sebagai dasar alat penilaian, diharapkan uraian detail setiap modul pelatihan berbasis kompetensi betul-betul mencakup pengetahuan, keterampilan dan sikap kerja yang mendukung terwujudnya IUK, sehingga dapat dipergunakan untuk melatih tenaga kerja yang hasilnya jelas, lugas dan terukur Batasan / Rentang Variabel Batasan/rentang variabel adalah ruang lingkup, situasi dimana unjuk kerja diterapkan. Mendefinisikan situasi dari unit kompetensi dan memberikan informasi lebih jauh tentang tingkat otonomi perlengkapan dan materi yang mungkin digunakan dan mengacu pada syarat-syarat yang ditetapkan termasuk peraturan dan produk jasa yang dihasilkan 1-3

15 1.3.1 Batasan/Rentang Variabel Unit Kompetensi Adapun batasan / rentang variabel untuk unit kompetensi ini adalah: 1. Kompetensi ini diterapkan dalam satuan kerja berkelompok; 2. Tersedia tenaga ahli yang mampu mengaplikasikan kriteria perencanaan dan standar perencanaan pembebanan jembatan jalan raya, mampu menganalisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah, mampu memilih jenis pondasi jembatan dan mampu merencanakan pondasi jembatan sesuai dengan jenis pondasi yang dipilih; 3. Peralatan untuk keperluan perhitungan dan perencanaan yaitu komputer/laptop (termasuk berbagai software yang diperlukan sesuai dengan keperluan perhitungan perencanaan), printer, kalkulator bagi yang belum terbiasa dengan penggunaan komputer, dan alat tulis kantor Batasan/Rentang Variabel Pelaksanaan Pelatihan Adapun batasan / rentang variabel untuk pelaksanaan pelatihan adalah: 1. Seleksi calon peserta dievaluasi dengan kompetensi prasyarat yang tertuang dalam SLK (Standar Latih Kompetensi) dan apabila terjadi kondisi peserta kurang memenuhi syarat, maka proses dan waktu pelaksanaan pelatihan disesuaikan dengan kondisi peserta, namun tetap mengacu tercapainya tujuan pelatihan dan tujuan pembelajaran. 2. Persiapan pelaksanaan pelatihan termasuk prasarana dan sarana sudah mantap. 3. Proses pembelajaran teori dan praktek dilaksanakan sampai tercapainya kompetensi minimal yang dipersyaratkan. 4. Penilaian dan evaluasi hasil pembelajaran didukung juga dengan batasan/rentang variable yang dipersyaratkan dalam unit kompetensi Panduan Penilaian Untuk membantu menginterpretasikan dan menilai unit kompetensi dengan mengkhususkan petunjuk nyata yang perlu dikumpulkan untuk memperagakan kompetensi sesuai tingkat kecakapan yang digambarkan dalam setiap kriteria unjuk kerja yang meliputi : Pengetahuan, keterampilan dan sikap kerja yang dibutuhkan untuk seseorang dinyatakan kompeten pada tingkatan tertentu. Ruang lingkup pengujian menyatakan dimana, bagaimana dan dengan metode apa pengujian seharusnya dilakukan. 1-4

16 Aspek penting dari pengujian menjelaskan hal-hal pokok dari pengujian dan kunci pokok yang perlu dilihat pada waktu pengujian Acuan Penilaian Adapun acuan untuk melakukan penilaian yang tertuang dalam SKKNI adalah sebagai berikut: a. Pengetahuan, keterampilan dan sikap perilaku untuk mendemonstrasikan kompetensi ini terdiri dari: 1. Pemahaman terhadap: metoda analisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah, metode pemilihan jenis pondasi jembatan dan metode perencanaan pondasi jembatan; 2. Penerapan data dan informasi tersebut butir 1 untuk keperluan perencanaan pondasi jembatan; 3. Cermat, teliti, tekun, obyektif, dan berfikir komprehensif dalam menerima data lapangan sebelum digunakan untuk melakukan perencanaan pondasi jembatan; b. Konteks Penilaian 1. Unit ini dapat dinilai di dalam maupun di luar tempat kerja yang menyangkut pengetahuan teori 2. Penilaian harus mencakup aspek pengetahuan, keterampilan dan sikap kerja/ perilaku. 3. Unit ini harus didukung oleh serangkaian metode untuk menilai pengetahuan dan keterampilan yang ditetapkan dalam Materi Uji Kompetensi (MUK). c. Aspek Penting Penilaian 1. Ketelitian dan kecermatan dalam memahami dan menggunakan ketentuan teknis, persyaratan teknis maupun data-data yang diperlukan untuk melakukan perencanaan pondasi jembatan; 2. Kemampuan melakukan validasi terhadap data-data yang telah dikumpulkan oleh para petugas lapangan untuk digunakan dalam melaskukan perencanaan pondasi jembatan; Kualifikasi Penilai a. Penilai harus kompeten paling tidak tentang unit-unit kompetensi sebagai assesor (penilai) antara lain: mrencanakan penilaian, meaksanakan 1-5

17 penilaian dan mreview penilaian yang dibuktikan dengan sertifikat assesor. b. Penilai juga harus kompeten tentang teknis substansi dari unit-unit yang akan didemonstrasikan dan bila ada syarat-syarat industri perusahaan lainnya muncul, penilai bisa disyaratkan untuk : 1. Mengetahui praktek-praktek /kebiasaan industri /perusahaan yang ada sekarang dalam pekerjaan atau peranan yang kinerjanya sedang dinilai. 2. Mempraktekkan kecakapan inter-personal seperlunya yang diperlukan dalam proses penilaian. c. Apabila terjadi kondisi Penilai (assesor) kurang menguasai teknis substansi, dapat mengambil langkah menggunakan penilai yang memenuhi syarat dalam berbagai konteks tempat kerja dan lembaga, industri/perusahaan. Opsi-opsi tersebut termasuk : 1. Penilai di tempat kerja yang kompeten, teknis substansial yang relevan dan dituntut memiliki pengetahuan tentang praktek-praktek/ kebiasaan industri/ perusahaan yang ada sekarang. 2. Suatu panel penilai yang didalamnya termasuk paling sedikit satu orang yang kompeten dalam kompetensi subtansial yang relevan. 3. Pengawas tempat kerja dengan kompetensi dan pengalaman subtansial yang relevan yang disarankan oleh penilai eksternal yang kompeten menurut standar penilai. 4. Opsi-opsi ini memang memerlukan sumber daya, khususnya penyediaan dana lebih besar (mahal) Ikhtisar (gambaran umum) tentang proses untuk mengembangkan sumber daya penilaian berdasar pada Standar Kompetensi Kerja (SKK) perlu dipertimbangkan untuk memasukan sebuah flowchart pada proses tersebut. Sumber daya penilaian harus divalidasi untuk menjamin bahwa penilai dapat mengumpulkan informasi yang cukup, valid dan terpercaya untuk membuat keputusan penilaian yang betul-betul handal berdasar standar kompetensi. 1-6

18 Kompeten? KOMPETENSI ASESOR Memiliki Kompetensi Assessment Memiliki Kompetensi bidang Substansi Penilaian Mandiri Penilaian mandiri merupakan suatu upaya untuk mengukur kapasitas kemampuan peserta pelatihan terhadap pengasaan substansi materi pelatihan yang sudah dibahas dalam proses pembelajaran teori maupun praktek. Penguasaan substansi materi diukur dengan IUK (Indikator Unjuk Kerja/ Indikator Kinerja/Keberhasilan) dari masing-masing KUK (Kriteri Unjuk Kerja), dimana IUK merupakan hasil analisis setiap KUK yang dipergunakan untuk mendesain/menyusun kurikulum silabus pelatihan. Bentuk pelatihan mandiri antara lain: a. Pertanyaan dan Kunci Jawaban, yaitu: Menanyakan kemampuan apa saja yang telah dikuasai untuk mewujudkan KUK (Kriteria Unjuk Kerja), kemudian dilengkapi dengan Kunci Jawaban dimana kunci jawaban dimaksud adalah IUK (Indikator Unjuk Kerja/ Indikator Kinerja/Keberhasilan) dari masing-masing KUK (Kriteria Unjuk Kerja) b. Tingkat Keberhasilan Pelatihan Dari penilaian mandiri akan terungkap tingkat keberhasilan peserta pelatihan dalam mengikuti proses pembelajaran. Apabila tingkat keberhasilan rendah, perlu evaluasi terhadap: 1. Peserta pelatihan terutama tentang pemenuhan kompetensi prasyarat dan ketekunan serta kemampuan mengikuti proses pembelajaran. 1-7

19 2. Materi/modul pelatihannya apakah sudah mengikuti dan konsisten mengacu tuntutan unit kompetensi, elemen kompetensi, KUK (Kriteria Unjuk Kerja), maupun IUK IUK (Indikator Unjuk Kerja/ Indikator Kinerja/Keberhasilan). 3. Instruktur/fasilitatornya, apakah konsisten dengan materi/modul yang sudah valid mengacu tuntutan unit kompetensi beserta unsurnya yang diwajibkan untuk dibahas dengan metodologi yang tepat. 4. Mungkin juga karena penyelenggaraan pelatihannya atau sebab lain Sumber Daya Pembelajaran Sumber daya pembelajaran dikelompokan menjadi 2 (dua) yaitu : a. Sumber daya pembelajaran teori : - OHT dan OHP (Over Head Projector) atau LCD dan Laptop. - Ruang kelas lengkap dengan fasilitasnya. - Materi pembelajaran. b. Sumber daya pembelajaran praktek : - PC, lap top bagi yang yang sudah terbiasa dengan penggunaan komputer atau kalkulator bagi yang belum terbiasa dengan penggunaan komputer. - Alat tulis, kertas dan lain-lain yang diperlukan untuk membantu peserta pelatihan dalam menghitung dan merencanakan bangunan atas jembatan. c. Tenaga kepelatihan, instruktur/assesor dan tenaga pendukung penyelenggaraan betul-betul kompeten. 1-8

20 BAB 2 ANALISIS DATA GEOLOGI TEKNIK DAN PENYELIDIKAN TANAH 2.1. Umum Bab ini menjelaskan analisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah yang dikaji dari laporan pengumpulan data geologi teknik dan data penyelidikan tanah yang dibuat oleh tenaga ahli geologi dan tenaga ahli geoteknik. Analisis ini mempunyai 3 cakupan yaitu analisis kestabilan tanah di lokasi rencana pembuatan jembatan berdasarkan data geologi teknik, analisis daya dukung tanah di bawah rencana pembuatan abutment dan pilar berdasarkan data penyelidikan tanah, dan analisis penurunan pondasi di bawah abutment dan pilar berdasarkan data penyelidikan tanah. Dari data geologi teknik dapat dipelajari faktor-faktor yang dapat mengakibatkan ketidakstabilan penempatan jembatan, yaitu apabila lokasi jembatan ada pada struktur sekunder, berwujud sebagai lipatan (fold), rekahan/kekar (fractur/joint) atau sesar (fault). Ketidakstabilan penempatan jembatan juga dapat terjadi jika lokasi jembatan berada pada struktur batuan lereng alam dan lereng galian dengan kondisi-kondisi tertentu antara lain berkaitan dengan kemiringan bidang perlapisan, pelapukan bidang perlapisan, masuknya air ke dalam batuan dan sebagainya. Jika data geologi teknik menunjukkan ketidakmantapan lokasi jembatan, maka rencana trase jembatan harus dipindah untuk mendapatkan lokasi yang stabil. Jika lokasi yang stabil untuk penempatan jembatan sudah dapat ditentukan, langkah selanjutnya adalah menentukan jumlah dan lokasi titik-titik bor dan titik-titik sondir untuk mendapatkan data-data teknis yang diperlukan guna menghitung daya dukung tanah baik yang berada di bawah abutment maupun pilar jembatan. Selanjutnya data properties tanah yang diperoleh dari pengujian laboratorium digunakan untuk memperkirakan berapa penurunan pondasi yang akan terjadi, untuk melengkapi desain pondasi. Hal ini dimaksudkan untuk mengantisipasi kemungkinankemungkinan terjadinya kegagalan konstruksi atau bahkan kegagalan bangunan di kemudian hari jika jembatan telah selesai dibangun dan digunakan untuk melayani arus lalu lintas Stabilitas Tanah Berdasarkan Data Geologi Teknik Pada tahap survai pendahuluan, telah dilakukan pemetaan topografi berupa peta situasi yang digunakan untuk menarik garis sumbu trase rencana jembatan dengan 2-1

21 mempertimbangkan batasan-batasan geometrik yang ditentukan sesuai dengan Tata Cara Perencanaan Geometrik Jalan Raya. Jembatan merupakan bagian dari jalan oleh karena itu penempatan jembatan harus tunduk pada ketentuan-ketentuan geometrik yang berlaku untuk menjamin keselamatan dan kenyamanan pengguna jalan. Setelah garis sumbu trase jembatan ditentukan, pertimbangan teknis berikutnya yang harus ditetapkan adalah dimana harus diletakkan abutment jembatan kiri-kanan dan pilar-pilar jembatan (jika panjang jembatan memerlukan adanya pilar), dengan melihat faktor-faktor fungsi jembatan sebagai perlintasan. Jika jembatan berfungsi melintasi sungai, maka design flood sungai dan ketentuan tentang clearance menjadi bahan pertimbangan utama dalam menentukan panjang jembatan, artinya dari sini baru dapat ditentukan lokasi-lokasi abutment dan pilarpilar yang diperlukan. Jika jembatan melintasi jalan raya atau jalan kereta api, maka faktor utama yang harus dijadikan pertimbangan adalah clearance berdasarkan ketentuan untuk masing-masing fasilitas prasarana yang dilintasi tersebut. Kemudian pada tahap selanjutnya ahli perencana jembatan perlu melakukan pengecekan apakah penempatan trase jembatan, abutment dan pilar jembatan tersebut akan berada di atas tanah dasar yang stabil ditinjau dari aspek geologi teknik sebelum diputuskan bahwa lokasi jembatan sudah tepat. Aspek geologi teknik dipelajari dari hasil laporan pemetaan geologi teknik yang dibuat oleh ahli geologi teknik. Laporan geologi teknik ini mencakup: Kondisi geologi regional dan geologi lokal dari daerah pemetaan; Kondisi geologi teknik dari daerah pemetaan yang meliputi sifat fisik tanah atau batuan setempat dan masalah yang mungkin timbul sehubungan pekerjaan teknik sipil di daerah tersebut; Penampang geologi teknik pada rencana bangunan; Saran teknis berupa penanganan dan penanggulangan masalah yang timbul oleh sebab kondisi geologi teknik. Laporan geologi teknik pada umumnya dilampiri dengan peta geologi teknik, bisa merupakan peta serbaguna, peta umum, peta berskala sedang atau peta serbaguna, peta pelengkap, peta berskala kecil, atau peta serbaguna, peta pelengkap, peta berskala besar. Peta geologi teknik biasanya dilengkapi dengan lambang-lambang geologi dilengkapi dengan warna-warna atau notasi lambang yang berbeda dengan pengelompokan sebagai berikut: Lambang-lambang batuan sedimen. Lambang-lambang tanah 2-2

22 Lambang-lambang batuan beku Lambang-lambang batuan metamorf Lambang-lambang perlapisan Lambang-lambang batas Lambang-lambang foliasi, belahan dan unsur berbidang Lambang-lambang kekar Lambang-lambang sesar Lambang-lambang lipatan Lambang-lambang lineasi Lambang-lambang geomorfologi umum Lambang-lambang geomorfologi gerakan tanah Lambang-lambang hidrogeologi Lambang-lambang penyelidikan tempat proyek Lambang-lambang geologi ekonomi, pertambangan Lambang-lambang stratigrafi, palentologi, sedimentologi. Tidak mudah untuk memahami makna dari lambang-lambang tersebut di atas. Oleh karena itu disarankan agar bridge design engineer berkonsultasi dengan ahli geologi teknik sebelum memutuskan bahwa lokasi jembatan sudah tepat. Selanjutnya lihat gambar tersebut di bawah: 2-3

23 Gambar 2-1 Peta Geologi Teknik Diambil dari sumber : Tata Cara Pemetaan Geologi Teknik Lapangan, SK SNI T

24 Dari laporan geologi teknik tersebut yang perlu kita cermati adalah informasi tentang struktur batuan. Jika kita mempelajari kedudukan batuan sedimen di pegununganpegunungan atau dari penampang pemboran, maka sering kedudukan sedimensedimen itu tampak telah terganggu, artinya tidak lagi sejajar seperti kedudukan semula. Akan tetapi sedimen-sedimen itu telah miring letaknya, tidak tegak lurus atau telah terlipat. Sering sedimen-sedimen itu telah nampak patah dan bergeser melalui bidang-bidang tertentu yang disebut bidang sesar. Perubahan kedudukan sedimen-sdimen itu disebabkan karena deformasi tektonik. Ilmu yang mempelajari perubahan perubahan dari kedudukan mendatar batuanbatuan endapan tersebut disebut geologi struktur atau geologi tektonik. Berdasarkan cara pembentukannya ada 2 macam struktur, yaitu struktur primer dan struktur sekunder. Struktur primer berhubungan dengan pembentukan batuan misalnya perlapisan batuan, struktur aliran pada lava, rekahan akibat pendinginan/ pengerutan, struktur ini disebut juga non tektonik. Struktur sekunder, sebagai akibat dari pada gerak-gerak di dalam kerak bumi yang menimpa batuan. Pada dasarnya ada 2 gaya yang bekerja yaitu yang sifatnya tarik (tensional) dan tekan (compressional). Yang berpengaruh terhadap bangunan teknik sipil adalah jenis struktur sekunder, berwujud sebagai: Lipatan (fold) Rekahan/kekar (fractur/joint) Sesar (fault) Lokasi yang stabil untuk penempatan jembatan dengan demikian adalah lokasi yang tidak melewati daerah lipatan, rekahan/kekar atau sesar. Untuk mengetahui ciri-ciri lebih khusus apa yang dimaksud dengan lipatan, rekahan/kekar dan sesar, berikut ini diuraikan secara lebih rinci pengertian struktur sekunder tersebut: Struktur Lipatan A. Definisi Untuk dapat menganalisis lipatan ini lebih mudah, beberapa istilah yang lebih umum yang dapat digunakan untuk diskripsi didefinisikan sebagai berikut: Bidang sumbu (axial plane) Bidang yang membagi lipatan sesimetris mungkin, bidang ini bisa tegak lurus, horizontal atau lengkung. 2-5

25 Sumbu lipatan (axial of fold) Perpotongan bidang sumbu dengan lapisan permukaan dari suatu lipatan atau garis yang menghubungkan titik-titik tertinggi / terendah suatu lipatan. Sumbu antiklin Garis yang menghubungkan titik tertinggi dari antiklin. Sumbu sinklin Garis yang menghubungkan titik terendah dari siklin. Sayap (limb of flank) Bagian lipatan yang terletak pada kedua sisi sumbu lipatan. Jurus (strike) Garis perpotongan antara bidang lapisan dengan bidang horizontal. Lapisan horizontal tidak mempunyai kemiringan dan jurus. Jurus biasanya diukur dalam derajat sebelah timur atau barat dari utara magnetis. Kemiringan Besarnya sudut (dalam derajat) antara bidang lapisan yang miring dengan bidang mendatar, yang diukur pada suatu bidang yang tegak lurus pada arah jurus. Lihat Gambar 2-2 tersebut di bawah: Gambar 2-2 Struktur Lipatan 2-6

26 B. Jenis-jenis Lipatan Terminologi yang cukup terinci telah berkembang untuk menggambarkan aspek-aspek geometris dari lipatan. Istilah umumnya didasarkan pada bentuk potongan yang tegak lurus terhadap jurus dari bidang lipatan. Istilah lainnya ditentukan terhadap sumbu lipatan. Untuk mengetahui macam suatu lipatan perlu memperhatikan potongan melintang yang tegak lurus terhadap bidang sumbunya. Bermacam-macam lipatan dapat sangat berpengaruh terhadap stabilitas bangunan besar atau kecil. Perubahan arah kemiringan secara mendadak dari suatu lapisan dekat pondasi bangunan dapat menyebabkan kondisi yang tidak stabil, hal ini tidak segera teramati oleh pengamatan secara sepintas. Pada semua daerah yang mengalami deformasi, penyelidikan yang teliti harus dilakukan. Beberapa istilah yang umum digunakan untuk lipatan-lipatan didefinisikan di bawah ini dan dapat dilihat pada Gambar 2-3: Antiklin Suatu lipatan yang cembung ke atas Sinklin Suatu lipatan yang cekung ke atas Lipatan simetris Suatu lipatan yang simetris terhadap bidang sumbu Lipatan asimetris Suatu lipatan yang tidak simetris terhadap bidang sumbu, kedua syapnya miring ke arah yang berlawanan pada sudut yang berlaianan/berbeda. Lipatan menggantung Suatu lipatan dimana bidang sumbunya miring/condong, kedua sayap miring ke arah yang sama biasanya dengan sudut yang berbeda. Lipatan rebah Suatu lipatan dimana bidang sumbu hampir mendatar. 2-7

27 Lipatan isoklin Suatu lipatan yang sama, dimana kedua sayapnya miring dengan sudut yang sama ke arah yang sama. Monoklin Suatu kemiringan yang setempat lebih curam pada lapisan yang relatif mendatar. Struktur teras Daerah dimana kemiringan lapisan-lapisan pada tempat tertentu mempunyai posisi datar. Gambar 2-3 Jenis-jenis Lipatan Struktur Kekar Kekar adalah rekahan-rekahan dalam batuan yang terjadi karena tekanan atau tarikan yang disebabkan oleh gaya yang bekerja di dalam bumi, dimana pergeseran dianggap sama sekali tidak ada. 2-8

28 Berdasarkan hal tersebut di atas kekar dibedakan menjadi 2 macam yaitu: a. Kekar tarik (tension joint) yang disebabkan oleh akibat tarikan. b. Kekar geser (shear joint) yaitu kekar yang terjadi akibat tekanan. Kadang-kadang kedua jenis kekar ini sulit dibedakan di lapangan. Umumnya kekar tarik permukaannya tidak rata, arahnya tidak beraturan dan selalu terbuka, sedang kekar geser lurus-lurus bidangnya licin dan tertutup Struktur Sesar Sesar adalah rekahan-rekahan di dalam kulit bumi yang kemudian mengalami pergeseran satu terhadap lainnya. Pergeseran yang terjadi dapat berkisar antara beberapa cm sampai beberapa km. Istilah yang umum dipergunakan untuk deskripsi sesar didefinisikan dan ditunjukkan oleh gambar di bawah ini: Gambar 2-4 Sesar a. Bidang sesar (fault surface) Pada beberapa sesar dapat rata seperti bidang tetapi pada umumnya tidaklah demikian melainkan merupakan daerah sesar (fault zone). b. Atap dan kaki (hanging wall & foot wall) Bagian di atas bidang sesar disebut atap, bagian bawah bidang sesar disebut kaki. c. Gingsir (hade) Inklinasi bidang sesar terhadap vertikal. A. Macam-macam sesar Sesar terjadi pada segala jenis batuan, tetapi yang sering kita jumpai pada batuan sedimen. Penamaan sesar pada batuan sedimen 2-9

29 dinyatakan menurut kedudukan patahan (sesar) terhadap kedudukan bidang pelapisan: 1. Sesar jurus (strike fault) : jurus sesar searah jurus lapisan. 2. Sesar lapisan (bedding fault) : jurus sesar sejajar kemiringan bidang lapisan. 3. Sesar kemiringan (dip fault) : jurus sesar sejajar arah kemiringan bidang perlapisan. 4. Sesar diagonal (oblique fault) : jurus sesar menyudut dengan arah bidang perlapisan. 5. Sesar memanjang (longitudinal fault) : jurus sesar umumnya paralel dengan struktur regional. 6. Sesar melintang (transversal fault) : jurus sesar memotong struktur regional dengan sudut minimal 50 o. Berdasarkan pergerakannya, secara relatif dibedakan: 1. Sesar normal atau sesar turun, atap bergerak relatif terhadap kaki. 2. Sesar naik, yaitu kaki bergerak relatif ke bawah terhadap atap. 3. Sesar mendatar (strike slip fault), yaitu mempunyai pergeseran kurang lebih sejajar jurus besar. B. Tanda-tanda adanya sesar Tanda-tanda adanya sesar secara garis besar dapat dikenal dalam 3 tahap yaitu pertama dikenal dari peta topografi, kedua dari foto udara dan ketiga pengamatan di lapangan. Tanda-tanda tersebut antara lain adalah : 1. Adanyan gawir sesar - dari peta topografi, terlihat garis kontour rapat dan lurus. 2. Adanya bentuk-bentuk segitiga pada gawir sesar (triangular fault) akibat erosi, selain itu dijumpai pula kipas aluvial yang umumnya menunjukkann adanya sesar normal. 3. Pergeseran dari sungai-sungai kecil. 4. Breksiasi. 5. Kontak antara batuan yang berbeda usia. 2-10

30 Struktur Batuan dan Kemantapan Lereng Struktur batuan sangat berpengaruh terhadap kemantapan pondasi pada lereng alam dan lereng galian. Ketidakmantapan dapat timbul di bawah kondisi-kondisi antara lain sebagai berikut: a. Jika bidang perlapisan miring ke arah lereng galian atau lereng alam. b. Bila pelapukan sepanjang bidang perlapisan dan bidang kekar menghasilkan kekar lempung. c. Bila bidang sesar merupakan bidang geser dalam suatu formasi batuan. d. Bila pelapukan sebagian formasi batuan menyebabkan penurunan kekuatan geser. e. Bila air masuk ke dalam batuan karena perubahan medan pada waktu pelaksanaan pembangunan. f. Bila penggalian pada batuan serpih yang peka terhadap cuaca dan terdapat di daerah dengan curah hujan tahunan tinggi, akan mengakibatkan disintegrasi yang cepat dan menyebabkan batuan serpih mudah sekali pecah dan luruh terkena air. Pertimbangan yang seksama dalam mengevaluasi formasi batuan akan sangat membantu dalam mengambil keputusan terhadap stabilitas pondasi pada lokasilokasi tertentu. Namun oleh karena stabilitas pondasi jembatan merupakan syarat mutlak yang harus dipenuhi dalam perencanaan jembatan, maka disarankan agar setelah memahami problema-problema geologi teknik, bridge design engineer tetap harus melakukan konsultasi dengan ahli geologi dan ahli geoteknik, agar ada jaminan lokasi rencana pembangunan jembatan benar-benar berada di daerah yang stabil Analisis Kapasitas Dukung Tanah Di Bawah Abutment dan Pilar Untuk dapat merencanakan pondasi jembatan, setelah beban-beban yang bekerja diketahui (beban primer, beban sekunder dan beban khusus menurut SKBI atau aksi tetap, aksi transient, aksi lingkungan dan aksi lainnya menurut BMS7-C2-Bridge Design Code 1992), maka pertama-tama yang perlu dipertimbangkan adalah rekomendasi hasil penyelidikan tanah yang dibuat oleh ahli geoteknik untuk mengetahui kapasitas dukung tanah di bawah abutment maupun pilar. Ada 2 kemungkinan yang dapat terjadi yaitu diperlukan pondasi dangkal atau 2-11

31 mungkin pondasi dalam. Fokus kita dalam Sub Bab ini adalah mengetahui berapa kapasitas dukung tanah baik yang berada di bawah abutment maupun pilar, sebelum kita melangkah lebih lanjut (pada Bab lain) untuk menentukan pondasi jembatan. Prinsip perencanaan pondasi dalam hal ini adalah menjamin bahwa tegangan yang timbul di dalam tanah sebagai akibat pembebanan jembatan masih tegangan ijin dibagi faktor keamanan. Hal ini berlaku juga untuk untuk konstruksi pondasi yaitu tegangan yang timbul pada beton atau baja (material pondasi) tegangan ijin dibagi faktor keamanan Pengertian Kapasitas Dukung Tanah Kapasitas dukung tanah menyatakan gaya geser tanah di sepanjang bidang gesernya untuk melawan penurunan akibat pembebanan. Persamaan kapasitas dukung tanah pada umumnya dinyatakan dengan persamaan Mohr Coulomb sebagai berikut: = c + tg dimana = tahanan geser tanah c = kohesi tanah = tegangan normal = sudut geser dalam tanah Ada 2 kriteria yang harus dipenuhi dalam perencanaan pondasi yaitu kriteria stabilitas dan kriteria penurunan. Kriteria stabilitas memberikan gambaran bahwa tanah tidak runtuh meskipun kapasitas dukungnya dilampaui karena dalam perencanaan pondasi ada safety faktor = 3 untuk daya dukung tanah yang diijinkan. Kriteria penurunan memberikan gambaran bahwa meski terjadi differential settlement (penurunan tak seragam), tidak akan terjadi kerusakan pada struktur Kapasitas Dukung Menurut Terzaghi Teori Terzaghi, diturunkan dari persamaan Mohr Coulomb tersebut di atas, digunakan untuk pondasi dangkal, menghasilkan sebuah rumus daya dukung sebagai berikut: qu = c.nc +.D.Nq + ½.B.N 2-12

32 dimana: qu = kapasitas dukung ultimate untuk pondasi memanjang... kn/m2. c = kohesi tanah penyangga pondasi... kn/m2. = berat isi tanah... kn/m3. D = kedalaman pondasi... m B = lebar pondasi... m Nc, N q, N = faktor daya dukung tanah yang merupakan fungsi dari sudut geser dalam () tanah dari Terzaghi. Selanjutnya lihat gambar-gambar berikut: Gambar 2-5 Model Keruntuhan menurut Teori Terzaghi Gambar 2-6 Hubungan antara N c, N q, N dan Dalam persamaan di atas, q u = beban total maksimum per satuan luas, terjadi sesaat ketika pondasi pondasi akan mengalami keruntuhan geser. 2-13

33 Dalam hal ini beban total terdiri dari beban-beban struktur, pelat pondasi dan tanah urug di atasnya. Keruntuhan geser seperti dimaksud disebut keruntuhan geser umum dengan ciri-ciri volume bahan dan kuat gesernya tidak berubah oleh adanya keruntuhan. Selain keruntuhan geser umum, dikenal juga keruntuhan geser lokal yang terjadi pada tanah yang mengalami regangan yang besar sebelum tercapai keruntuhan geser. Terzaghi memberikan koreksi empiris terhadap faktorfaktor kapasitas dukung pada kondisi keruntuhan geser umum, yang digunakan untuk penghitungan kapasitas dukung pada kondisi keruntuhan geser lokal. Tabel 2-1 Nilai-nilai Faktor Kapasitas Terzaghi o Keruntuhan Geser Umum Keruntuhan Geser Lokal N c N q N N c N q N Sumber : Teknik Fondasi 1, Hary Christady Hardiyatmo Rumus Terzaghi di atas tidak memperhitungkan kekuatan geser tanah yang terletak di atas dasar pondasi. Oleh karena itu teori tersebut hanya cocok untuk pondasi dangkal dengan D B. Jika teori Terzaghi digunakan untuk pondasi dalam maka daya dukung yang diperolehnya akan lebih rendah dari pada nilai yang sebenarnya, oleh karena itu untuk pondasi dalam kesalahan perhitungan menjadi besar. Selain itu perlu diingat bahwa daya dukung tanah yang dipelajari di atas hanya berlaku untuk menghitung daya dukung ultimit pondasi memanjang. Untuk bentuk-bentuk yang lain, Terzaghi memberikan koreksi-koreksi sebagai berikut: 2-14

34 Pondasi bujur sangkar : qu = 1,3.c.Nc + po.nq + 0,40..B.N Pondasi lingkaran: qu = 1,3.c.Nc + po.nq + 0,30..B.N Pondasi empat persegi panjang: qu = c.nc (1+ 0,3B/L) + po.nq + 0,50..B.N.(1-0.2B/L) dimana: qu = daya dukung batas (ultimate bearing capacity)... kn/m2. c = kohesi tanah penyangga pondasi... kn/m2. po = D. = tekanan overburden pada dasar pondasi... kn/m2. = berat isi tanah yang dipertimbangkan terhadap kedudukan muka air tanah... kn/m3. D = kedalaman pondasi... m B = lebar atau diameter pondasi... m L = panjang pondasi... m N c, N q, N = faktor daya dukung tanah yang merupakan fungsi dari sudut geser dalam () tanah dari Terzaghi. Teori Terzaghi telah banyak digunakan untuk menghitung daya dukung pada tanah granular dan tanah-tanah yang mempunyai kohesi (c) dan sudut geser dalam (), karena persamaan daya dukung batasnya memberikan hasil yang sangat hati-hati. Hal ini sangat berguna untuk memperhitungkan risiko yang terjadi karena sulitnya mendapatkan contoh tanah undisturbe pada jenis tanah tersebut. f x D Gambar 2-7 Pondasi Dalam (D > 5B) B 2-15

35 Untuk pondasi dalam yang berbentuk sumuran dengan D > 5B, Terzaghi menyarankan penggunaan rumus sebagai berikut: P u = P u + P s = q u.a p +.B.fx.D dimana : Pu = beban ultimate total untuk pondasi dalam (kn) Pu = beban ultimate total untuk pondasi dangkal (kn) Ps = tahanan gesek pada dinding pondasi (kn) qu = 1,3.c.Nc + p o.nq + 0,30..B.N jika berbentuk lingkaran (kn/m2) Ap = luas dasar pondasi (m2) B = diameter pondasi (m) f x = faktor gesekan (lihat tabel 2-2) D = kedalaman pondasi (m) Tabel 2-2 Faktor Gesekan Dinding f x (Terzaghi) Jenis Tanah f x (kg/cm 2 ) Lanau dan lempung lunak Lempung sangat kaku Pasir tak padat Pasir padat Kerikil padat Sumber : Teknik Fondasi 1, Hary Christady Hardiyatmo Kapasitas Dukung Menurut Meyerhof Teori lain tentang kapasitas dukung tanah diberikan oleh Meyerhof, dimaksudkan baik untuk pondasi dangkal maupun pondasi dalam. Cara keruntuhan kapasitas dukung yang dipakai oleh Meyerhof dalam mengembangkan teorinya adalah seperti terlihat dalam Gambar

36 Gambar 2-8 Keruntuhan Kapasitas Dukung Menurut Meyerhof Sumber : Teknik Fondasi 1, Hary Christady Hardiyatmo Persamaan kapasitas dukung Meyerhof: qu = sc.dc.ic.c.nc + sq.dq.iq.po.nq + s.d.0.5b..n dimana: qu = kapasitas dukung ultimate N c, N q, N = faktor kapasitas dukung untuk pondasi memanjang s c, s q, s = faktor bentuk pondasi d c, d q, d = faktor kedalaman pondasi i c, i q, i = faktor kemiringan beban B = lebar pondasi efektif P o = D f. = tekanan overburden pada dasar pondasi D f = kedalaman pondasi = berat isi tanah yang dipertimbangkan terhadap kedudukan muka air tanah Faktor-faktor kapasitas dukung yang diusulkan oleh Meyerhof adalah : N c = (N q-1) ctg N q = tg 2 (45o + /2).e(tg) 2-17

37 N = (Nq-1)tg(1.4) Tabel 2-3 Faktor Kapasitas Dukung Meyerhof o N c N q N o N c N q N Tabel 2-4 Faktor Bentuk Pondasi Meyerhof Faktor Bentuk Nilai Keterangan sc (B/L)tg 2 (45+/2) Untuk sembarang sq = s (B/L)tg 2 (45+/2) 1 Untuk 10 o Untuk = 0 Tabel 2-5 Faktor Kedalaman Pondasi Meyerhof Faktor Kedalaman Nilai Keterangan dc (D/B)tg (45+/2) Untuk sembarang dq = d (D/B)tg (45+/2) Untuk 10 o 2-18

38 1 Untuk = 0 Tabel 2-6 Faktor Kemiringan Beban Meyerhof Faktor Kemiringan Beban ic = iq Nilai o Keterangan Untuk sembarang i 1 o 1 2 Untuk 10 o Untuk = 0 Catatan : = sudut kemiringan beban terhadap garis vertikal Penurunan Pondasi Di Bawah Abutment dan Pilar Penurunan pondasi yang terletak pada tanah berbutir (granular material) pada umumnya diklasifikasikan sebagai berikut: Penurunan segera (immediate settlement), yaitu penurunan yang terjadi pada saat beban kerja mulai bekerja, dalam rentang waktu kurang lebih 7 hari. Analisis immediate settlement digunakan untuk tanah berbutir halus termasuk silts dan clays dengan derajat kejenuhan (perbandingan antara isi air pori dengan isi pori) 90% dan tanah berbutir kasar dengan koefisien permeabilitas yang tinggi (> 10-3 m/sec) Penurunan konsolidasi (consolidation settlement), yaitu penurunan yang terjadi dengan berjalannya waktu, bisa dalam kurun waktu bulanan maupun tahunan. Sebagai gambaran umum, consolidation settlement pada kebanyakan proyek terjadi dalam kurun waktu 3 10 tahun. Analisis consolidation settlement digunakan untuk tanah berbutir halus baik yang dalam kondisi jenuh (saturated) maupun yang hampir jenuh. Ada 2 hal yang perlu diperhitungkan dalam consolidation settlement ini yaitu besarnya penurunan (H) dan lama waktu terjadinya penurunan. Persamaan umum yang digunakan untuk menghitung penurunan pondasi pada kedua jenis penurunan pondasi tersebut adalah sebagai berikut: 2-19

39 0 H H dh dimana = strain = q/es; q = f(h, variasi jenis tanah); H = perkiraan kedalaman perubahan stress yang diakibatkan oleh beban pondasi. qi H H (i dari 1 s/d n) E H i Hi si Bagian kanan dari persamaan di atas menunjukkan bahwa tanah terdiri dari n lapis (layers) dengan ketebalan H i, stresses dan properties dari masing-masing lapis. Total penurunan pondasi dengan demikian sama dengan jumlah penurunan yang terjadi pada: lapis 1 + lapis 2 + lapis lapis n. E s yang digunakan dalam persamaan di atas adalah constrained modulus yang diperoleh dari test konsolidasi sebagai 1/m v atau dari test triaxial, dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut: E s m (1 ). Estr (1 )(12) 1, v E s,str = nilai triaxial = Poisson s Ratio = ratio antara regangan lateral terhadap regangan vertikal Penurunan Segera (Immediate Settlement) Persamaan penurunan segera dari pondasi yang terletak di permukaan tanah yang homogen, elastis, isotropis, pada media semi tak terhingga dinyatakan sebagai berikut: 1 2 ' H qo. B. I1 I2 Es 1 12 dimana H = immediate settlement qo = tekanan pada dasar pondasi B = lebar pondasi I F 2-20

40 Es = modulus elastis = Poisson s Ratio I 1, I 2, I F = Faktor pengaruh, tergantung pada panjang/lebar pondasi L /B, ketebalan lapis tanah H, Poisson s Ratio, dan kedalaman pondasi dihitung dari permukaan tanah asli. I 1 1 (1 M M.ln M(1 2 1). M M 2 N 2 2 N 1) 2 ( M ln M M 2 M 1. 2 N 1N I 2 N tan N M M N 1... (tan -1 dalam radian) dimana: M = L /B N = H/B B = B/2 untuk titik tengah pondasi. B = B untuk pojok pondasi. L = L/2 untuk titik tengah pondasi. L = L untuk pojok pondasi. I F dapat dihitung secara grafis dengan menggunakan grafik berikut: Gambar 2-9 Menentukan I F 2-21

41 Sumber: Foundation Analysis and Design, Joseph E. Bowles Penurunan Konsolidasi (Consolidation Settlement) Persamaan penurunan konsolidasi (primer) pada tanah berbutir halus adalah sebagai berikut: e e1 eo H H H mv( p) H H 1e 1e o o H = Consolidation Settlement e = perubahan angka pori akibat pembebanan e o = angka pori awal e 1 = angka pori pada saat berakhirnya konsolidasi H = tebal lapisan tanah yang ditinjau m v = modulus tertahan p = pertambahan tegangan = regangan. Teori penurunan konsolidasi (Terzaghi) diketengahkan dengan membuat asumsi-asumsi sebagai berikut: Tanah yang ada di dalam lapisan yang terkonsolidasi adalah homogen. Tanah sepenuhnya jenuh (S = 100%) Air dan butiran tanah tidak dapat ditekan. Terdapat hubungan yang linear antara tekanan yang bekerja dan perubahan volume. Konsolidasi merupakan konsolidasi satu dimensi sehingga tidak terdapat aliran air atau pergerakan tanah lateral. Hukum Darcy berlaku (v = ki) Properties tanah konstan. Jika penurunan konsolidasi diperhitungkan berdasarkan indeks pemampatan (C c) dan indeks pemampatan kembali (C r) maka C c dan C r diperoleh dari grafik e-logp dengan : C c e1 e2 pada bagian linear kurva pembebanan log( p2' / p1') C r e4 e3 pada kurva pelepasan beban log( p3' / p4') 2-22

42 Dengan e 1, e 2, e 3, e 4 dan p 1, p 2, p 3, dan p 4 adalah titik-titik yang ditunjukkan pada Gambar 2-10 Gambar 2-10 Kurva Hubungan e log p Jika teori dan persamaan penurunan konsolidasi di atas digunakan untuk tanah lempung, maka perlu dipertimbangkan faktor-faktor sebagai berikut: Apakah tanah berada pada kondisi konsolidasi normal atau pra konsolidasi. Perkirakan in situ void ratio eo dan upayakan mencapai idex tekanan yang cukup untuk mendapatkan lapis lempung yang mencukupi. Perkirakan pertambahan tegangan rata-rata q dalam lapisan tanah yang ditinjau dengan ketebalan H. Catatan (1) p1 = po + p (2) Cc dan Cr pada gambar adalah kurva yang telah dikoreksi (kurva lapangan) 2-23

43 Gambar 2-11 Hubungan perubahan angka pori e (a) Lempung normally consolidated (b) dan (c) lempung over consolidated Untuk lempung terkonsolidasi normal yaitu jika p o = p c maka perubahan angka pori (e) akibat konsolidasi dinyatakan oleh : po' p ecclog (Gambar 2-10 a) p ' o Untuk lempung yang terkonsolidai berlebihan (overconsolidated), yaitu jika p c > p o, perubahan angka pori (e) dipertimbangkan dalam 2 kondisi sebagai berikut: Jika p 1 < p c (Gambar 2-10 b), ec r p' log 1 C p o r log p ' p o p o ' dengan p 1 = p o + p Jika p o < p c < p 1 (Gambar 2-10 c) ec r log pc' Cclog p ' o p ' p o p c ' dengan p c adalah tekanan prakonsolidasi. Langkah-langkah perhitungan konsolidasi dilakukan sebagai berikut: Lapisan tanah yang penurunan konsolidasinya akan dihihitung terlebih dahulu dibagi menjadi n lapisan. Tegangan efektif awal p o pada tiap tengah-tengah lapisan dihitung. Tambahan tegangan pada tiap tengah-tengah lapisan ( pi) yang bekerja dihitung. ei untuk tiap-tiap lapisan dihitung. Total penurunan konsolidasi primer pada seluruh lapisan dengan menggunakan persamaan tersebut di bawah: in in ei H Hi H 1 11e i i o i 2-24

44 RANGKUMAN a. Bab 2 modul ini menguraikan analisis kestabilan tanah di lokasi rencana pembuatan jembatan berdasarkan data geologi teknik, analisis daya dukung tanah di bawah rencana pembuatan abutment dan pilar berdasarkan data penyelidikan tanah, dan analisis penurunan pondasi di bawah abutment dan pilar berdasarkan data penyelidikan tanah. b. Analisis kestabilan tanah di lokasi rencana pembuatan jembatan dimaksudkan untuk melakukan pengecekan apakah penempatan trase jembatan, abutment dan pilar jembatan akan berada di atas tanah dasar yang stabil ditinjau dari aspek geologi teknik sebelum diputuskan bahwa lokasi jembatan sudah tepat. Aspek geologi teknik dipelajari dari hasil laporan pemetaan geologi teknik yang dibuat oleh ahli geologi teknik. Laporan geologi teknik ini mencakup: Kondisi geologi regional dan geologi lokal dari daerah pemetaan; Kondisi geologi teknik dari daerah pemetaan yang meliputi sifat fisik tanah atau batuan setempat dan masalah yang mungkin timbul sehubungan pekerjaan teknik sipil di daerah tersebut; Penampang geologi teknik pada rencana bangunan; Saran teknis berupa penanganan dan penanggulangan masalah yang timbul oleh sebab kondisi geologi teknik. c. Analisis daya dukung tanah di bawah rencana pembuatan abutment dan pilar menguraikan garis besar teori mekanika tanah yang pada umumnya digunakan untuk membuat analisis daya dukung tanah. Ada 2 metode yang diketengahkan dalam uraian dimaksud yaitu kapasitas dukung tanah menurut Terzaghi yang pada umumnya digunakan untuk pondasi dangkal dan kapasitas dukung tanah menurut Meyerhof yang pada umumnya digunakan untuk pondasi dangkal maupun pondasi dalam. d. Analisis penurunan pondasi menjelaskan bahwa penurunan pondasi mencakup 2 jenis penurunan yaitu penurunan segera (immediate settlement) dan penurunan konsolidasi (consolidation settlement): Immediate settlement yaitu penurunan yang terjadi pada saat beban kerja mulai bekerja, dalam rentang waktu kurang lebih 7 hari. Analisis immediate settlement digunakan untuk tanah berbutir halus termasuk silts dan clays dengan derajat kejenuhan (perbandingan antara isi air pori dengan isi pori) 90% dan tanah berbutir kasar dengan koefisien permeabilitas yang tinggi (> 10-3 m/sec). 2-25

45 Consolidation settlement, yaitu penurunan yang terjadi dengan berjalannya waktu, bisa dalam kurun waktu bulanan maupun tahunan. Sebagai gambaran umum, consolidation settlement pada kebanyakan proyek terjadi dalam kurun waktu 3 10 tahun. Analisis consolidation settlement digunakan untuk tanah berbutir halus baik yang dalam kondisi jenuh (saturated) maupun yang hampir jenuh. 2-26

46 LATIHAN / PENILAIAN MANDIRI Latihan atau penilaian mandiri menjadi sangat penting untuk mengukur diri atas tercapainya tujuan pembelajaran yang disampaikan oleh para pengajar/ instruktur, maka pertanyaan dibawah perlu dijawab secara cermat, tepat dan terukur Kode/ Judul Unit Kompetensi : INA : Merencanakan pondasi jembatan Soal : No. Elemen Kompetensi / KUK (Kriteria Unjuk Kerja) Pertanyaan Ya Tdk Jawaban: Apabila Ya sebutkan butirbutir kemampuan anda 1. Menganalisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah Kestabilan tanah berdasarkan data geologi teknik dianalisis sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan 1.1. Apakah anda mampu menganalisis kestabilan tanah berdasarkan data geologi teknik dalam rangka perencanaan teknis jembatan? a.... b.... c.... dst Daya dukung tanah di bawah abutment dan pilar dianalisis sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan Apakah anda mampu menganalisis daya dukung tanah di bawah abutment dan pilar dianalisis sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan? a.... b.... c.... dst Penurunan pondasi di bawah abutment dan pilar dianalisis sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan 1.3. Apakah anda mampu menghitung penurunan pondasi di bawah abutment dan pilar sesuai dengan persyaratan teknis yang a.... b.... c.... dst. 2-27

47 ditentukan? 2-28

48 BAB 3 PEMILIHAN JENIS PONDASI JEMBATAN 3.1. Umum Bab ini menjelaskan pemilihan jenis pondasi jembatan, mencakup penentuan kedalaman tanah keras, penggunaan data daya dukung tanah dan geologi teknik dan penetapan jenis pondasi jembatan. Penentuan kedalaman tanah keras dimaksudkan untuk mempertimbangkan apakah akan dibuat pondasi dangkal ( m) ataukah pondasi dalam (> 8.00 m). Jika lokasi tanah keras terletak pada kedalaman meter, ada 2 pilihan yang dapat diambil yaitu dipilih pondasi langsung jika letak kedalaman tanah keras 4.00 m, atau pondasi sumuran jika letak kedalaman tanah keras antara m. Jika letak tanah keras > 8.00 m pondasi yang lazim digunakan adalah pondasi tiang pancang atau tiang bor. Penggunaan data daya dukung tanah dan geologi teknik dimaksudkan untuk memastikan bahwa beban-beban yang bekerja pada jembatan pada akhirnya akan dipikul oleh tanah pondasi yang kapasitas dukungnya mencukupi. Jadi dari sisi konstruksi bahan yang digunakan sebagai konstruksi pondasi (tiang pancang, tiang bor, sumuran, pondasi langsung) mampu memikul kombinasi beban-beban yang bekerja, sedangkan di sisi lain tanah pondasi tidak mengalami keruntuhan dalam memikul beban-beban yang bekerja pada jembatan. Penetapan pondasi jembatan dimaksudkan untuk menetapkan tipe dan jenis pondasi yang paling sesuai dengan persyaratan-persyaratan perencanaan. Jika dipilih pondasi tiang pancang, agar jelas, apakah pilihan ini merupakan point bearing piles, atau friction piles, ataukah kombinasi dari keduanya. Jika dipilih pondasi sumuran, apakah diameter sumuran yang dipilih masih memberikan ruang gerak bagi pelaksana di lapangan, dan sebagainya Penentuan Kedalaman Tanah Keras Untuk mengetahui kedalaman tanah keras, data lapangan yang harus tersedia adalah data sondir dan data bor. Dalam memilih rancangan pondasi jembatan, diperlukan data-data lapangan yang diperoleh dari test sondir, bor-log lapangan dan bor-log akhir. Test sondir dimaksudkan untuk mendapatkan data tentang 3-1

49 perlawanan tanah terhadap ujung konus dan lekatan tanah terhadap selimut bikonus. Data-data tersebut diperoleh dengan cara menekan konus dan bikonus ke dalam lapisan tanah yang diselidiki, digambarkan ke dalam suatu grafik yang menunjukkan hubungan antara kedalaman ujung konus (m) dengan tekanan konus (kg/cm 2 ) dan antara kedalaman ujung konus (m) dengan hambatan pelekat (kg/cm). Sedangkan bor log merupakan hasil uji pemboran berupa penampang yang menggambarkan lapisan-lapisan tanah disertai dengan keterangan-keterangan yang diperlukan untuk menganalisa kondisi tanah/batuan yang harus dipertimbangkan untuk perencanaan pondasi jembatan. Bor-log lapangan merupakan catatan-catatan berdasarkan fakta-fakta lapangan sedangkan bor-log akhir dibuat berdasarkan borlog lapangan dan hasil-hasil pengujian laboratorium. Dari penjelasan di atas dapat diambil kesimpulan bahwa data-data yang diperoleh dari test sondir, bor-log lapangan dan bor-log akhir harus memberikan informasi yang tepat dan akurat guna kepentingan perhitungan pondasi jembatan. Ini berarti bahwa letak titik sondir dan bor harus sedemikian sehingga hasil pengolahan dan evaluasi data tanah yang dibuat dapat merepresentasikan informasi tentang properties tanah yang diperlukan dalam perhitungan pondasi jembatan. Letak titik sondir dan titik bor kadang-kadang tidak dapat tepat pada rencana letak bangunan mengingat situasi-lapangan yang sulit. Oleh karena itu penting diketahui sampai seberapa jauh dapat diadakan penggeseran, relokasi, pengurangan atau penambahan titik penyelidikan. Untuk pemboran mesin perlu juga ditinjau jalan masuk kelokasi. Jumlah dan letak titik sondir dan titik bor (contoh) Jika jembatan dengan bangunan-bangunan atas diletakkan di 1 (satu) abutment kiri, dan 2 (dua) pilar dan 1 (satu) abutment kanan, pertanyaannya sekarang adalah berapa banyak titik sondir dan titik bor diperlukan untuk dapat menyiapkan perencanaan pondasi jembatan tersebut dan dimana titik-titik sondir dan bor tersebut harus diletakkan? Jawabannya adalah sebagai berikut: Diperlukan penyelidikan tanah untuk 2 titik sondir di abutmen kiri, 8 titik sondir di dasar sungai/lembah, 2 titik sondir di abutmen kanan. Dalam hal ini sebanyak 6 titik sondir berada di sebelah kiri as jembatan dan 6 titik sondir berada di sebelah kanan as jembatan. 3-2

50 Diperlukan penyelidikan tanah untuk 1 titik bor di abutmen kiri, 4 titik bor di dasar sungai/lembah, 1 titik bor di abutmen kanan. Lokasi titik-titik bor tersebut berada kurang lebih tepat di bawah as jembatan. Untuk lebih jelasnya, lihat Gambar 3-1: S S S As Jembatan S S S B B B B S S S S S S Dasar Abutment S B Titik Sondir Titik Bor Dasar Pilar Gambar 3-1 Penempatan Titik-titik Sondir dan Bor Pada gambar di atas terdapat 12 titik sondir dan 4 titik bor yang tentu akan memberikan variasi-variasi data tergantung pada kondisi tanah pondasi dan ketelitian pengambilan datanya. Sebelum kita menentukan lokasi kedalaman tanah keras, ada suatu logika berpikir yang tidak boleh diabaikan yaitu: Penentuan lokasi kedalaman tanah keras di bawah abutment sebelah kiri hanya didasarkan atas data-data sondir dan data bor yang diperoleh berdasarkan pelaksanaan pekerjaan sondir dan pekerjaan bor di lokasi abutment sebelah kiri. 3-3

51 Penentuan lokasi kedalaman tanah keras di bawah abutment sebelah kanan hanya didasarkan atas data-data sondir dan data bor yang diperoleh berdasarkan pelaksanaan pekerjaan sondir dan pekerjaan bor di lokasi abutment sebelah kanan. Penentuan lokasi kedalaman tanah keras di bawah pilar sebelah kiri hanya didasarkan atas data-data sondir dan data bor yang diperoleh berdasarkan pelaksanaan pekerjaan sondir dan pekerjaan bor di lokasi pilar sebelah kiri. Penentuan lokasi kedalaman tanah keras di bawah pilar sebelah kanan hanya didasarkan atas data-data sondir dan data bor yang diperoleh berdasarkan pelaksanaan pekerjaan sondir dan pekerjaan bor di lokasi pilar sebelah kanan. Kita ambil contoh abutment sebelah kiri, disini akan tersedia 2 data sondir dan 1 data bor. Terlebih dahulu harus diperiksa kesesuaian hasil sondir dengan jenis tanah yang diperoleh dari hasil pekerjaan bor pada titik bor yang telah ditentukan. Hasil sondir yang tidak sesuai dengan hasil bor perlu ditanyakan kepada ahli geoteknik, misalnya diambil kesimpulan kedua data sondir tersebut masih memenuhi syarat, maka selanjutnya kedua data sondir tersebut dievaluasi lebih lanjut. Dari 2 data sondir kita harus memilih salah satu yaitu yang memberikan dampak paling buruk bagi perhitungan pondasi. Artinya data sondir yang kita pilih tersebut adalah data sondir yang menginformasikan lokasi tanah keras lebih dalam dibandingkan dengan data sondir yang satu lagi, dan atau jumlah hambatan pelekat pada kedalaman yang dipilih untuk perhitungan pondasi lebih rendah dibandingkan dengan jumlah hambatan pelekat pada data sondir yang satu lagi. Demikian dengan metode yang sama dilakukan pemilihan data sondir untuk pilar kiri, pilar kanan dan abutment kanan. Jika hal ini telah dilakukan, maka kita mempunyai data-data yang siap dianalisis untuk memastikan lokasi kedalaman tanah keras, yaitu: 1 sondir dan 1 bor untuk abutment kiri, 1 sondir dan 1 bor untuk pilar kiri, 1 sondir dan 1 bor untuk pilar kanan dan 1 sondir dan 1 bor untuk abutment kanan. Data sondir berisi informasi tentang: Besarnya tekanan konus (kg/cm 2 ) pada kedalaman-kedalaman tertentu (m) dihitung dari tinggi permukaan tanah asli. Besarnya jumlah hambatan pelekat (tekanan kleef) pada kedalaman-kedalaman tertentu (m) dihitung dari tinggi permukaan tanah asli. 3-4

52 Data bor, berisi jenis dan tebal lapisan-lapisan tanah, mulai dari lapis permukaan tanah asli sampai dengan kedalaman berakhirnya pemboran. Kedalaman pemboran pada umumnya melebihi kedalaman titik sondir. Gambar 3-2 Contoh Hasil Sondir dan Bor Pada data sondir dapat diperhatikan bentuk grafik yang menggambarkan hubungan antara tekanan konus dan kedalaman ujung konus. Dari grafik tersebut dapat dicari, pada tekanan konus = 150 kg/cm 2, berapa kedalaman ujung konus pada tekanan ini? Titik yang menunjukkan tekanan konus = 150 kg/cm 2 inilah yang disebut kedalaman tanah keras, pada Gambar 3-2 titik tersebut berada pada kedalaman 24 m di bawah permukaan tanah asli. Batasan-batasan kedalaman tanah keras yang lazim digunakan dalam perencanaan pondasi adalah sebagai berikut: 3-5

53 Jika lokasi tanah keras berada pada kedalaman 4 m dari permukaan tanah asli, maka yang diperlukan adalah pondasi dangkal, pada umumnya cukup dengan pondasi langsung. Jika lokasi tanah keras berada pada kedalaman 4-8 m dari permukaan tanah asli, maka yang diperlukan adalah pondasi dangkal, pada umumnya digunakan pondasi sumuran. Jika lokasi tanah keras berada pada kedalaman > 8 m dari permukaan tanah asli, maka yang diperlukan adalah pondasi dalam, pada umumnya dipilih pondasi tiang pancang. Perkiraan kedalaman tanah keras berdasarkan data sondir merupakan indikasi awal tentang jenis pondasi yang dapat kita pertimbangkan. Perhitungan lebih rinci nantinya akan didasarkan atas berbagai informasi tentang tanah pondasi baik yang diperoleh berdasarkan hasil sondir maupun hasil pengujian laboratorium, termasuk data-data yang berkaitan dengan kekuatan bahan pondasi jembatan Penggunaan Data Daya Dukung Tanah dan Geologi Teknik Dari data geologi teknik, yang perlu diketahui adalah kepastian apakah lokasi penempatan jembatan berada pada daerah yang stabil, artinya tidak melewati daerah lipatan, rekahan/ kekar atau sesar. Kemudian pertimbangan yang seksama dalam mengevaluasi formasi batuan juga akan sangat membantu dalam mengambil keputusan terhadap stabilitas pondasi pada lokasi-lokasi tertentu. Jika dari pertimbangan berdasarkan geologi teknik sudah dapat diambil kesimpulan tentang penempatan lokasi jembatan, maka tahap berikutnya adalah menghitung data daya dukung tanah berdasarkan hasil pengujian laboratorium atas titik-titik bor yang diperoleh dari lapangan Daya Dukung Pondasi Dangkal Yang dimaksudkan dengan pondasi dangkal adalah pondasi langsung (kedalaman tanah keras < 4.00 m) dan pondasi sumuran (kedalaman tanah keras 4-8 m). Pada pondasi langsung yang harus dihitung terlebih dahulu adalah daya dukung ijin tanah di dasar abutmen jembatan yang didapat dari analisis daya dukung pondasi dangkal pada elevasi dasar dari abutmen jembatan. Daya dukung ijin tanah di dasar abutmen jembatan yang sering dijumpai pada 3-6

54 perhitungan pondasi langsung adalah sekitar 200 kpa atau sama dengan 20 t/m 2 = 2.0 kg/cm 2. Pada pondasi langsung tipe gravitasi (pasangan batu kali), beban-beban yang bekerja pada jembatan diteruskan ke dasar pondasi langsung. Jika daya dukung ijin tanah di dasar pondasi = 200 kpa maka tegangan maksimum yang terjadi pada dasar pondasi harus < 200 kpa, selain itu abutment jembatan harus memenuhi persyaratan kestabilan terhadap guling dan kestabilan terhadap geser dengan faktor keamanan tertentu (misalnya 2.2) jika beban-beban kerja dan kombinasinya diberlakukan. Pada pondasi sumuran, beban-beban yang bekerja pada jembatan diteruskan ke dasar pondasi sumuran. Daya dukung ijin tanah di dasar sumuran yang sering dijumpai pada perhitungan pondasi sumuran dengan kedalaman 8 m adalah sekitar 1000 kpa atau sama dengan 100 t/m 2 = 10.0 kg/cm 2. Jika daya dukung ijin tanah di dasar pondasi sumuran = 1000 kpa maka tegangan maksimum yang terjadi pada dasar pondasi sumuran harus < 1000 kpa, selain itu pondasi sumuran harus memenuhi persyaratan kestabilan terhadap guling dan kestabilan terhadap geser dengan faktor keamanan tertentu (misalnya 2.2), tidak terjadi tegangan tarik pada dasar sumuran serta memenuhi persyaratan-persyaratan penurunan jika bebanbeban kerja dan kombinasinya diberlakukan. Pada penjelasan di atas diambil contoh daya dukung tanah pada kedalaman 4 m dan 8 m. Pertanyaannya sekarang, bagaimana mendapatkan daya dukung tanah pada kedalaman-kedalaman dimaksud atau secara umum kedalaman tanah pada pondasi dangkal?. Untuk menghitung daya dukung tanah pada pondasi dangkal, gunakan persamaan Terzaghi. Berikut ini diberikan contoh perhitungan daya dukung pondasi dangkal. Soal: Hitunglah daya dukung tanah pondasi berbentuk bujur sangkar dengan sisi = B, jika diketahui kedalaman pondasi D = 1.20 m, safety factor (SF) = 3 untuk mendapatkan tegangan ijin q a, dengan data-data tanah yang diperoleh dari undrained U triaxial test adalah : = kn/m 3, = 20 o, c = 20 kpa. Jawaban: 3-7

55 Permukaan tanah asli D = 1.20 m B Pada data laboratorium terdapat = 20 o, jadi berarti tanah tidak jenuh. Pondasi berbentuk bujur sangkar, maka persamaan yang dipakai yang diturunkan dari persamaan Terzaghi adalah: qu = 1,3.c.Nc + po.nq + 0,40..B.N... (lihat Bab 2 Sub Bab 2.3 halaman 2-14) Dari Tabel 2-1 (Bab2) dengan = 20 o, diperoleh N c = 17.7, N q = 7.4 dan N = 5.0. q u = 1.3 x 20 x x x x x B x 5 = ( B) kpa. q a = q u / SF = ( B)/3 kpa = ( B) kpa. Untuk menyelesaikaan perhitungan di atas, Joseph E. Bowles dalam bukunya Foundationn Analysis and Design menyarankan penggunaan faktor reduksi r sebagai berikut: r log B... dimana B 2 m dan k = 2 k Untuk memudahkan perhitungan, persamaan tersebut dapat ditabelkan sebagai berikut: B= 2m 2.5 m 3 m 3.5 m 4 m 5 m 10 m 20 m 100 m r = Dari q a = ( B) kpa, perkirakan B mempunyai nilai antara m dan pada nilai B = 3.0 m, r = q a = ( B) kpa = x 1.5 = 220 kpa. q a = ( B) kpa = x 0.95 x 3 = 240 kpa. 3-8

56 Dari hasil perhitungan di atas, nilai q a yang direkomendasikan adalah antara kpa (bandingkan dengan data dukung ijin tanah di dasar pondasi langsung yaitu = 200 kpa). Dengan contoh perhitungan ini jelas bahwa untuk menentukan daya dukung ijin tanah pada perencanaan pondasi langsung tidak digunakan data sondir, akan tetapi properties tanah yang diperoleh dari pengujian laboratorium meskipun pada awalnya lokasi penempatan dasar pondasi langsung diperoleh dari data sondir Daya Dukung Pondasi Dalam Yang dimaksudkan dengan pondasi dalam adalah pondasi yang diletakkan pada tanah keras dengan kedalaman > 8.00 m dihitung mulai dari elevasi tanah asli. Jenis pondasi yang lazim digunakan untuk pondasi dalam adalah pondasi tiang pancang dan pondasi tiang bor. Pondasi tiang pancang pada umumnya diperhitungkan dengan menggunakan data tekanan konus (kg/cm 2 ) dan jumlah hambatan pelekat (kg/cm 2 ) yang diperoleh dari hasil sondir. Tekanan konus dan jumlah hambatan pelekat mewakili daya dukung tanah dalam memikul beban-beban yang bekerja pada jembatan, prinsipnya tegangan ijin tanah (yang direpresentasikan oleh tekanan konus dan jumlah hambatan pelekat) pada area pondasi (luas tanah pada ujung tiang pancang dan luas tanah pada sekeliling tiang pancang yang mengcreate hambatan pelekat pada saat pemancangan tiang) dibagi dengan safety factor (SF biasanya diambil = 3) masih lebih besar dibandingkan dengan tegangan yang harus dipikul oleh tanah akibat beban-beban yang bekerja pada jembatan. Selain itu daya dukung pondasi dalam juga dapat dihitung dengan persamaan Meyerhof yang data properties tanahnya diperoleh dari hasil pengujian laboratorium atas data-data titik bor yang data lapangannya diambil pada waktu pelaksanaan pekerjaan sondir dan bor. Contoh yang diberikan di sini adalah perhitungan daya dukung yang didasarkan atas data sondir. Daya dukung tanah berdasarkan data sondir Dengan data sondir pada Gambar 3-2, direncanakan pondasi tiang pancang ukuran 35 x 35 cm2, dipancang secara individual pada kedalaman 23 m dari permukaan tanah asli. Beban maksimum yang boleh terjadi pada tiang pancang tersebut = daya dukung tanah terhadap 1 tiang pancang berasal dari tekanan konus pada kedalaman 23 m + hambatan pelekat pada tiang di seluruh panjang tiang. Lihat persamaan tersebut di bawah: 3-9

57 Q tp Atp. pkonus O. p 3 5 tp hambplkt dimana: Q tp = beban maksimum pada tiang jika ditinjau terhadap daya dukung tanah. A tp = luas potongan melintang tiang pancang. p konus = tekanan konus berdasarkan data sondir pada kedalaman tiang pancang akan diletakkan sesuai perencanaan. O tp = keliling potongan tiang pancang. p hamb-plkt = jumlah hambatan pelekat pada kedalaman sesuai dengan ujung tiang pancang direncanakan akan diletakkan sesuai perencanaan 55 kg/cm kg/cm 2 Gambar 3-3 Ujung Tiang Pancang Diposisikan Pada Kedalaman 23 m Dari Titik Bor 3-10

58 Jika data-data yang terdapat pada hasil sondir dimasukkan, maka akan diperoleh beban maksimum yang dapat diberikan pada tiang pancang tanpa mengakibatkan keruntuhan tanah pondasi sebagai berikut: Qtp kg 39.6ton 3 5 Jika diketahui bahwa tiang pancang berukuran 35 x 35 cm 2 tersebut mempunyai penulangan sebanyak 8 25 mm, maka A tiang = 35x35 + nx8xx(2.5/2) 2 = 35x x8xx(2.5/2) 2 = cm 2. Ambil tegangan ijin beton yang relatif rendah misalnya 50 kg/cm 2, maka berdasarkan kekuatan bahan beton, Q tp = 50 x kg = kg = ton, jauh di atas 39.6 ton yang diperhitungkan terhadap daya dukung tanah. Dari angka ton tersebut berat sendiri tiang beton = 0.35 x 0.35 x 23 x 2.5 ton = 7.04 ton. Jadi kalau tiang pancang beton tersebut dipancang sampai kedalaman 23 m, agar tiang tersebut tidak mengakibatkan keruntuhan tanah pondasi, maksimum beban sentris yang dapat diletakkan di atas tiang pancang = 39.6 ton 7.04 ton = ton. Perhitungan tiang pancang pada prinsipnya mengenal adanya point bearing piles, friction piles atau kombinasi dari keduanya. Dalam perhitungan tiang pancang yang sebenarnya, jarang sekali kita dapatkan tiang pancang yang berdiri sendiri sebagai single pile, akan tetapi yang sering kita jumpai adalah perhitungan tiang pancang dalam bentuk piles group. Piles group ini menganggap kelompok tiang sebagai satu kesatuan, namun mempunyai karakteristik yang berbeda antara point bearing piles dengan friction piles. Pada point bearing piles kemampuan tiang dalam kelompok tiang sama dengan kemampuan tiang secara individual. Sedangkan pada friction piles, daya dukung kelompok tiang diperhitungkan sebagai berikut: Q klp Qt 1. Nc. Aklp ( BL).. l 3 3 dimana: Q klp = daya dukung yang diijinkan pada kelompok tiang Q t = daya dukung keseimbangan pada kelompok tiang 3 = safety factor. = kekuatan geser tanah N c = faktor daya dukung A klp = luas kelompok tiang = B x L B = lebar kelompok tiang L = panjang kelompok tiang 3-11

59 l = kedalaman tiang pancang 3.4. Penetapan Jenis Pondasi Pertimbangan pertama dalam menetapkan jenis pondasi adalah mengetahui dimana letak tanah keras di bawah abutment dan pilar. Dari letak kedalaman tanah keras tersebut dapat ditetapkan apakah akan dipilih pondasi dangkal (sampai dengan kedalaman 8.00 m) ataukah pondasi dalam (> 8.00 m). Berikut ini diberikan jenisjenis pondasi baik pondasi dangkal mauopun pondasi dalam yang dicakup di dalam Spesifikasi Umum Tahun 2007, Divisi 7 Struktur. Uraian yang dicakup dalam penjelasan ini diambil dari Divisi 7, diharapkan bagi ahli perencanaan teknis jembatan untuk memahaminya dengan seksama agar dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan dalam menetapkan jenis-jenis pondasi jembatan. Desain pondasi disarankan mengacu pqada ketentuan teknis yang diatur dalam Spesifikasi agar perencana tidak perlu membuat Spesifikasi Khusus karena desainnya di luar cakupan Spesifikasi yang ada Pondasi Dangkal A. Pondasi Langsung Pondasi langsung pada umumnya digunakan untuk abutment tipe gravitasi. Abutment jembatan tipe gravitasi ini diasumsikan terbuat dari pasangan batu dan dudukan struktur atas jembatan terbuat dari beton struktural. Lihat sketsa berikut: Beton Struktural Batu Kali Gambar 3-4 Abutment Tipe Gravitasi Pondasi Langsung 3-12

60 Persyaratan-persyaratan tentang beton struktur dan pasangan batu kali mengacu pada Spesifikasi. B. Pondasi Sumuran Gelagar Bangunan Atas Jembatan Pilar Jembatan Pondasi Sumuran Pondasi Sumuran Gambar 3-5 Contoh Pondasi Sumuran Pada Jembatan 2 x 2 Lajur (Catatan: Hanya diambil potongan untuk 1 jembatan di sebelah kiri) 3-13

61 Dinding sumuran dibuat dari beton bertulang. Pekerjaan beton dan baja tulangan harus memenuhi ketentuan yang disyaratkan dalam Spesifikasi. Kecuali jika ditunjukkan lain dalam Gambar, maka mutu beton adalah fc = 20 MPa atau K-250 dan mutu baja BJ24. Kecuali jika ditunjukkan lain dalam Gambar, maka bahan pengisi fondasi sumuran adalah beton siklop yang harus memenuhi ketentuan dalam Spesifiikasi. Fondasi sumuran harus dibuat memenuhi ketentuan dimensi dan fungsinya, dengan mempertimbangkan kondisi pelaksanaan yang diberikan. Unit beton pracetak harus dicor pada landasan pengecoran yang sebagaimana mestinya. Cetakan harus memenuhi garis dan elevasi yang tepat dan terbuat dari logam. Cetakan harus kedap air dan tidak boleh dibuka paling sedikit 3 hari setelah pengecoran. Unit beton pracetak yang telah selesai dikerjakan harus bebas dari segregasi, keropos, atau cacat lainnya dan harus memenuhi dimensi yang disyaratkan. Unit beton pracetak tidak boleh digeser sebelum 7 hari setelah pengecoran, atau sampai pengujian menunjukkan bahwa kuat tekan beton telah mencapai 70 persen dari kuat tekan beton rancangan dalam 28 hari. Unit beton pracetak tidak boleh diangkut atau dipasang sampai beton tersebut mengeras paling sedikit 14 hari setelah pengecoran, atau sampai pengujian menunjukkan kuat tekan mencapai 85% dari kuat tekan rancangan dalam 28 hari. Beton pracetak yang pertama dibuat harus ditempatkan sebagai unit yang terbawah. Bilamana beton pracetak yang pertama dibuat telah diturunkan, beton pracetak berikutnya harus dipasang di atasnya dan disambung sebagimana mestinya dengan adukan semen untuk memperoleh kekakuan dan stabilitas yang diperlukan. Penurunan dapat dilanjutkan 24 jam setelah penyambungan selesai dikerjakan. Cetakan untuk dinding sumuran yang dicor di tempat harus memenuhi garis dan elevasi yang tepat, kedap air dan tidak boleh dibuka paling sedikit 3 hari setelah pengecoran. Beton harus dicor dan dirawat sesuai dengan ketentuan dari Spesifikasi ini. Penurunan tidak boleh dimulai paling sedikit 7 hari setelah pengecoran atau sampai pengujian menunjukkan bahwa kuat tekan beton mencapai 70% dari kuat tekan rancangan dalam 28 hari. 3-14

62 Beton siklop yang diisikan pada Fondasi Sumuran sesuai dengan ketentuan dalam Spesifikasi. Bilamana penggalian dan penurunan fondasi sumuran dilaksanakan, perhatian khusus harus diberikan untuk hal-hal berikut ini : Semua pekerjaan harus dilaksanakan dengan aman, teliti, mematuhi undang-undang keselamatan kerja, dan sebagainya. Penggalian hanya boleh dilanjutkan bilamana penurunan telah dilaksanakan dengan tepat dengan memperhatikan pelaksanaan dan kondisi tanah. Gangguan, pergeseran dan gonjangan pada dinding sumuran harus dihindarkan selama penggalian. Dinding sumuran umumnya diturunkan dengan cara akibat beratnya sendiri, dengan menggunakan beban tambahan (superimposed loads), dan mengurangi ketahanan geser (frictional resistance), dan Bilamana ketahanan geser diperkirakan cukup besar pada saat penurunan dinding sumuran, maka disarankan untuk melakukan upaya untuk mengurangi geseran antara dinding luar sumuran dengan tanah disekelilingnya.sebagainya. Dalam pembuatan sumbat dasar sumuran, perhatian khusus harus diberikan untuk hal-hal berikut ini : Pengecoran beton dalam air umumnya harus dilaksanakan dengan cara tremi atau pompa beton setelah yakin bahwa tidak terdapat fluktuasi muka air dalam sumuran; Air dalam sumuran umumnya tidak boleh dikeluarkan setelah pengecoran beton untuk sumbat dasar sumuran. Sumuran harus diisi dengan beton siklop fc 15 MPa atau K-175 sampai elevasi satu meter di bawah fondasi telapak. Sisa satu meter tersebut harus diisi dengan beton fc 20 MPa atau K-250, atau sebagaimana yang ditunjukkan dalam Gambar. Dinding penahan rembesan (cut-off wall) harus kedap air dan harus mampu menahan gaya-gaya dari luar seperti tekanan tanah dan air selama proses penurunan dinding sumuran, dan harus ditarik setelah pelaksanaan sumuran selesai dikerjakan 3-15

63 Bagian atas dinding sumuran yang telah terpasang yang lebih tinggi dari sisi dasar fondasi telapak harus dibongkar. Pembongkaran harus dilaksanakan dengan menggunakan alat pemecah bertekanan (pneumatic breakers). Peledakan tidak boleh digunakan dalam setiap pembongkaran ini. Baja tulangan yang diperpanjang masuk ke dalam fondasi telapak harus mempunyai panjang paling sedikit 40 kali diameter tulangan. Dalam melaksanakan pembuatan fondasi sumuran, standar keselamatan yang tinggi harus digunakan untuk para pekerja dengan ketat mematuhi undang-undang dan peraturan yang berkaitan Pondasi Dalam A. Pondasi Tiang Pancang Beton Bertulang Pracetak / Tiang Pancang Beton Prategang Pracetak Gambar 3-6 Contoh Pondasi Tiang Pancang 3-16

64 Tiang pancang harus dirancang, dicor dan dirawat untuk memperoleh kekuatan yang diperlukan sehingga tahan terhadap pengangkutan, penanganan, dan tekanan akibat pemancangan tanpa kerusakan. Tiang pancang segi empat harus mempunyai sudut-sudut yang ditumpulkan. Pipa pancang berongga (hollow piles) harus digunakan bilamana panjang tiang yang diperlukan melebihi dari biasanya. Baja tulangan harus disediakan untuk menahan tegangan yang terjadi akibat pengangkatan, penyusunan dan pengangkutan tiang pancang maupun tegangan yang terjadi akibat pemancangan dan beban-beban yang didukung. Selimut beton tidak boleh kurang dari 40 mm dan bilamana tiang pancang terekspos terhadap air laut atau pengaruh korosi lainnya, selimut beton tidak boleh kurang dari 75 mm. Penyambungan tiang pancang harus dihindarkan bilamana memungkinkan. Bilamana penyambungan tiang pancang tidak dapat dihindarkan, Penyedia Jasa harus menyerahkan metode penyambungan kepada Direksi Pekerjaan untuk mendapat persetujuan. Tidak ada pekerjaan penyambungan tiang pancang sampai metode penyambungan disetujui secara tertulis dari Direksi Pekerjaan. Perpanjangan tiang pancang beton pracetak dilaksanakan dengan penyambungan tumpang tindih (overlap) baja tulangan. Beton pada kepala tiang pancang akan dipotong hingga baja tulangan yang tertinggal mempunyai panjang paling sedikit 40 kali diameter tulangan. Perpanjangan tiang pancang beton harus dilaksanakan dengan menggunakan baja tulangan yang sama (mutu dan diameternya) seperti pada tiang pancang yang akan diperpanjang. Baja spiral harus dibuat dengan tumpang tindih sepanjang 2 kali lingkaran penuh dan baja tulangan memanjang harus mempunyai tumpang tindih minimum 40 kali diameter. Bilamana perpanjangan melebihi 1,50 m, acuan harus dibuat sedemikian hingga tinggi jatuh pengecoran beton tak melebihi 1,50 m. Sebelum pengecoran beton, kepala tiang pancang harus dibersihkan dari semua bahan lepas atau pecahan dan kotoran lain, dibasahi sampai merata dan diberi adukan semen yang tipis. Mutu beton yang digunakan sekurang-kurangnya harus beton dengan fc = 35 MPa atau K-400. Semen yang digunakan harus dari mutu yang sama dengan yang dipakai pada tiang pancang yang akan disambung, kecuali diperintahkan lain oleh Direksi Pekerjaan. Acuan tidak boleh dibuka sekurang-kurangnya

65 hari setelah pengecoran. Perpanjangan tiang pancang harus dirawat dan dilindungi dengan cara yang sama seperti tiang pancang yang akan disambung. Bilamana tiang pancang akan diperpanjang setelah operasi pemancangan, kepala tiang pancang direncanakan tertanam dalam pur (pile cap), maka perpanjangan baja tulangan yang diperlukan harus seperti yang ditunjukkan dalam Gambar. Bilamana tidak disebutkan dalam Gambar, maka panjang tumpang tindih baja tulangan harus 40 kali diameter untuk tulangan memanjang, kecuali diperintahkan lain oleh Direksi Pekerjaan. Tiang pancang harus dilengkapi dengan sepatu yang datar atau mempunyai sumbu yang sama (co-axial), jika dipancang masuk ke dalam atau menembus jenis tanah seperti batu, kerikil kasar, tanah liat dengan berangkal, dan tanah jenis lainnya yang mungkin dapat merusak ujung tiang pancang beton. Sepatu tersebut dapat terbuat dari baja atau besi tuang. Untuk tanah liat atau pasir yang seragam, sepatu tersebut dapat ditiadakan. Luas ujung sepatu harus sedemikian rupa sehingga tegangan dalam beton pada bagian tiang pancang ini masih dalam batas yang aman seperti yang disetujui oleh Direksi Pekerjaan. Tiang pancang dibuat dan dirawat sesuai dengan ketentuan dari Spesifikasi. Waktu yang diijinkan untuk memindahkan tiang pancang harus ditentukan dari hasil uji empat buah benda uji yang telah dibuat dari campuran yang sama dan dirawat dengan cara yang sama seperti tiang pancang tersebut. Tiang pancang tersebut dapat dipindahkan bilamana pengujian kuat tekan pada keempat benda uji menunjukkan kekuatan yang lebih besar dari tegangan yang terjadi pada tiang pancang pada saat dipindahkan, ditambah dampak dinamis yang diperkirakan dan dikalikan dengan faktor keamanan, semuanya harus berdasarkan persetujuan dari Direksi Pekerjaan. Ruas tiang pancang yang akan terekspos untuk pemancangan yaitu tiang-tiang rangka pendukung, harus diselesaikan. Tidak ada tiang pancang yang akan dipancang sebelum berumur paling sedikit 28 hari atau telah mencapai kekuatan minimum yang disyaratkan. Acuan samping dapat dibuka 24 jam setelah pengecoran beton, tetapi seluruh tiang pancang tidak boleh digeser dalam waktu 7 hari setelah pengecoran beton, atau lebih lama sebagaimana yang diperintahkan oleh Direksi Pekerjaan. Perawatan harus dilaksanakan selama 7 hari setelah dicor dengan mempertahankan 3-18

66 tiang pancang dalam kondisi basah selama jangka waktu tersebut. Selama operasi pengangkatan, tiang pancang harus didukung pada titik seperempat panjangnya atau sebagaimana yang diperintahkan oleh Direksi Pekerjaan. Bilamana tiang pancang tersebut akan dibuat 1,5 m lebih panjang dari pada panjang yang disebutkan dalam Gambar, Direksi Pekerjaan akan memerintahkan menggunakan baja tulangan dengan diameter yang lebih besar dan/atau memakai tiang pancang dengan ukuran yang lebih besar dari yang ditunjukkan dalam Gambar. Setiap tiang harus ditandai dengan tanggal pengecoran dan panjang, ditulis dengan jelas di dekat kepala tiang pancang. Penyedia Jasa dapat menggunakan semen yang cepat mengeras untuk membuat tiang pancang bila disetujui oleh Direksi Pekerjaan. Penyedia Jasa harus memberitahu secara tertulis kepada Direksi Pekerjaan atas penggunaan jenis dan pabrik pembuat semen yang diusulkan. Semen yang demikian tidak boleh digunakan sebelum disetujui oleh Direksi Pekerjaan. Periode dan ketentuan perlindungan sebelum pemancangan harus sebagaimana yang diperintahkan oleh Direksi Pekerjaan. Beton harus dikupas sampai pada elevasi yang sedemikian sehingga beton yang tertinggal akan masuk ke dalam pur (pile cap) sedalam 50 mm sampai 100 mm atau sebagaimana ditunjukkan di dalam Gambar. Untuk tiang pancang beton bertulang, baja tulangan yang tertinggal setelah pengupasan harus cukup panjang sehingga dapat diikat ke dalam pile cap dengan baik seperti yang ditunjukkan dalam Gambar. Untuk tiang pancang beton prategang, panjang kawat prategang yang tertinggal setelah pengupasan harus dimasukkan ke dalam pile cap paling sedikit 600 mm. Penjangkaran ini harus dilengkapi, jika perlu, dengan baja tulangan yang di cor ke dalam bagian atas tiang pancang. Sebagai alternatif, pengikatan dapat dihasilkan dengan baja tulangan lunak yang di cor ke dalam bagian atas dari tiang pancang pada saat pembuatan. Pengupasan tiang pancang beton harus dilakukan dengan hati-hati untuk mencegah terjadinya pecah atau kerusakan lainnya pada sisa tiang pancang. Setiap beton yang retak atau cacat harus dipotong dan diperbaiki dengan beton baru yang direkatkan sebagaimana mestinya dengan beton yang lama. Sisa bahan potongan tiang pancang, yang menurut pendapat Direksi Pekerjaan, tidak perlu diamankan, harus dibuang sampai diterima oleh Direksi Pekerjaan. 3-19

67 B. Pondasi Tiang Pancang Baja Struktur / Tiang Pancang Pipa Baja Pada umumnya, tiang pancang baja struktur berupa profil baja gilas biasa, pipa baja dan kotak dapat digunakan. Bilamana tiang pancang pipa atau kotak digunakan, dan akan diisi dengan beton, mutu beton tersebut minimum harus fc = 20 MPa atau K-250 Bilamana korosi pada tiang pancang baja mungkin dapat terjadi, maka panjang atau ruas-ruasnya yang mungkin terkena korosi harus dilindungi dengan pengecatan menggunakan lapisan pelindung yang telah disetujui dan/atau digunakan logam yang lebih tebal bilamana daya korosi dapat diperkirakan dengan akurat dan beralasan. Umumnya seluruh panjang tiang baja yang terekspos, dan setiap panjang yang tertanam dalam tanah yang terganggu di atas muka air terendah, harus dilindungi dari korosi. Sebelum pemancangan, kepala tiang pancang harus dipotong tegak lurus terhadap panjangnya dan topi pemancang (driving cap) harus dipasang untuk mempertahankan sumbu tiang pancang segaris dengan sumbu palu. Setelah pemancangan, pelat topi, batang baja atau pantek harus ditambatkan pada pur, atau tiang pancang dengan panjang yang cukup harus ditanamkan ke dalam pur (pile cap). Perpanjangan tiang pancang baja harus dilakukan dengan pengelasan. Pengelasan harus dikerjakan sedemikian rupa hingga kekuatan penampang baja semula dapat ditingkatkan. Sambungan harus dirancang dan dilaksanakan dengan cara sedemikian hingga dapat menjaga alinyemen dan posisi yang benar pada ruas-ruas tiang pancang. Bilamana tiang pancang pipa atau kotak akan diisi dengan beton setelah pemancangan, sambungan yang dilas harus kedap air. Pada umumnya sepatu tiang pancang tidak diperlukan pada profil H atau profil baja gilas lainnya. Namun bilamana tiang pancang akan dipancang di tanah keras, maka ujungnya dapat diperkuat dengan menggunakan pelat baja tuang atau dengan mengelaskan pelat atau siku baja untuk menambah ketebalan baja. Tiang pancang pipa atau kotak dapat juga dipancang tanpa sepatu, tetapi bilamana sepatu tiang diperlukan, maka sepatu tiang ini dapat dikerjakan dengan cara mengelaskan pelat datar atau yang dibentuk sedemikian rupa dari pelat baja dengan mutu yang sama atau baja fabrikasi. 3-20

68 C. Pondasi Tiang Bor Beton Contoh bahan yang digali harus disimpan untuk semua tiang bor. Pengujian penetrometer untuk bahan di lapangan harus dilakukan selama penggalian dan pada dasar tiang bor sesuai dengan yang diminta oleh Direksi Pekerjaan. Pengambilan contoh bahan ini harus selalu dilakukan pada tiang bor pertama dari tiap kelompok. Lubang-lubang harus di bor sampai kedalaman seperti yang ditunjukkan dalam Gambar atau ditentukan berdasarkan pengujian hasil pengeboran. Semua lubang harus diperiksa, bilamana diameter dasar lubang kurang dari setengah diameter yang ditentukan, pekerjaan tersebut akan ditolak. Sebelum pengecoran beton, semua lubang tersebut harus ditutup sedemikian rupa hingga keutuhan lubang dapat terjamin. Dasar selubung (casing) harus dipertahankan tidak lebih dari 1,5 m dan tidak kurang dari 300 mm di bawah permukaan beton selama penarikan dan operasi penempatan, kecuali ditentukan lain oleh Direksi Pekerjaan. Sampai kedalaman 3 m dari permukaan beton yang dicor harus digetarkan dengan alat penggetar. Sebelum pengecoran, semua bahan lepas yang terdapat di dalam lubang bor harus dibersihkan. Air bekas pengeboran tidak diperbolehkan masuk ke dalam lubang. Sebelum pengecoran, semua air yang terdapat dalam lubang bor harus dipompa keluar. Selubung (casing) harus digetarkan pada saat pencabutan untuk menghindari menempelnya beton pada dinding casing. Pengecoran beton dan pemasangan baja tulangan tidak diijinkan sebelum mendapat persetujuan dari Direksi Pekerjaan. Pengecoran beton harus dilaksanakan sesuai dengan ketentuan yang diatur di dalam Spesifikasi. Dimanapun beton digunakan harus di cor ke dalam suatu lubang yang kering dan bersih. Beton harus di cor melalui sebuah corong dengan panjang pipa (tremi). Pengaliran harus diarahkan sedemikian rupa hingga beton tidak menimpa baja tulangan atau sisi-sisi lubang. Beton harus di cor secepat mungkin setelah pengeboran dimana kondisi tanah kemungkinan besar akan tidak stabil akibat terekspos. Bilamana elevasi akhir pemotongan berada di bawah elevasi muka air tanah, tekanan harus dipertahankan pada beton yang belum mengeras, sama dengan atau lebih besar dari tekanan air tanah, sampai beton tersebut selesai mengeras. 3-21

69 Apabila dilakukan pengecoran beton di dalam air atau lumpur pengeboran, semua bahan lunak dan bahan lepas pada dasar lubang harus dihilangkan dan cara tremi yang telah disetujui harus digunakan. Cara tremi harus mencakup sebuah pipa yang diisi dari sebuah corong di atasnya. Pipa harus diperpanjang sedikit di bawah permukaan beton baru dalam tiang bor sampai di atas elevasi air/lumpur. Bilamana beton mengalir keluar dari dasar pipa, maka corong harus diisi lagi dengan beton sehingga pipa selalu penuh dengan beton baru. Pipa tremi harus kedap air, dan harus berdiameter paling sedikit 150 mm. Sebuah sumbat harus ditempatkan di depan beton yang dimasukkan pertama kali dalam pipa untuk mencegah pencampuran beton dan air. Pada umumnya tiang bor harus dicor sampai kira-kira satu meter di atas elevasi yang akan dipotong. Semua beton yang lepas, kelebihan dan lemah harus dikupas dari bagian puncak tiang bor dan baja tulangan yang tertinggal harus mempunyai panjang yang cukup sehingga memungkinkan pengikatan yang sempurna ke dalam pur atau struktur di atasnya. Tiang bor harus dibentuk dengan cara dan urutan sedemikian rupa hingga dapat dipastikan bahwa tidak terdapat kerusakan yang terjadi pada tiang bor yang dibentuk sebelumnya. Tiang bor yang cacat dan di luar toleransi harus diperbaiki atas biaya Penyedia Jasa. 3-22

70 RANGKUMAN a. Bab 3 modul ini menguraikan penentuan kedalaman tanah keras, penggunaan data daya dukung tanah dan geologi teknik dan penetapan jenis pondasi jembatan. b. Penentuan kedalaman tanah keras dimaksudkan untuk memilih jenis pondasi jembatan, apakah harus membuat pondasi dangkal atau pondasi dalam. Untuk dapat mengetahui kedalaman tanah keras, diperlukan data sondir dan data bor di lokasi rencana penempatan abutment dan pilar jembatan. Di lokasi abutment, disarankan untuk diambil 2 titik sondir dan 1 titik bor, sedangkan di lokasi pilar di sungai diambil 4 sondir dan 1 titik bor. Dari data sondir, indikasi tanah keras dapat dilihat pada data tekanan konus yang menunjukkan angka 150 kg/cm2. c. Penggunaan data daya dukung tanah dan geologi teknik dimaksudkan bagaimana menggunakan data sondir (tekanan konus dan jumlah hambatan pelekat) dan data bor (pengujian laboratorium dari data lapangan) untuk memperhitungkan daya dukung tanah pondasi. Untuk perhitungan daya dukung tanah pada pondasi dangkal, pada umumnya digunakan persamaan-persamaan Terzaghi (catatan: dapat juga menggunakan persamaan Meyerhof yang dapat digunakan untuk perhitungan daya dukung pondasi dangkal maupun pondasi dalam). Untuk memberikan gambaran perbandingan yang lebih konkrit, daya dukung tanah untuk pondasi langsung (kedalaman 4.00 m) minimal sekitar 200 kpa, untuk pondasi sumuran (kedalaman < 8.00 m) minimal sekitar 1000 kpa, sedangkan untuk pondasi tiang pancang daya dukung tanah pada point bearing piles = 150 kg/cm2 = kpa = 15 Mpa. Penggunaan data konus yang diperoleh dari data sondir biasanya dikoreksi dengan faktor keamanan = 3, sedangkan data jumlah hambatan pelekat dikoreksi dengan faktor keamanan = 5. d. Pada uraian tentang penetapan jenis pondasi jembatan, dijelaskan batasan-batas yang berkaitan dengan pertimbangan, bagaimana kita sampai pada keputusan memilih pondasi langsung, pondasi sumuran, pondasi tiang pancang beton bertulang pracetak / tiang pancang beton prategang pracetak, pondasi tiang pancang baja struktur / tiang pancang pipa baja, atau pondasi tiang bor beton. Pemilihan jenis pondasi berkaitan dengan bahan yang digunakan, oleh karena itu persyaratan tentang bahan untukn pondasi harus terlebih dahulu oleh perencana sebelum membuat perencanaan teknis. 3-23

71 LATIHAN / PENILAIAN MANDIRI Latihan atau penilaian mandiri menjadi sangat penting untuk mengukur diri atas tercapainya tujuan pembelajaran yang disampaikan oleh para pengajar/ instruktur, maka pertanyaan dibawah perlu dijawab secara cermat, tepat dan terukur. Kode/ Judul Unit Kompetensi : INA : Merencanakan pondasi jembatan Soal : No. Elemen Kompetensi / KUK (Kriteria Unjuk Kerja) Pertanyaan Ya Tdk Jawaban: Apabila Ya sebutkan butirbutir kemampuan anda 1. Menganalisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah. Sudah dibuat soalnya di Bab 2 2. Memilih jenis pondasi jembatan 2.1. Kedalaman tanah keras ditentukan sebagai bahan masukan dalam memilih tipe pondasi jembatan 2.1. Apakah anda mampu menentukan kedalaman tanah keras sebagai bahan masukan dalam memilih tipe pondasi jembatan? a.... b.... c.... dst Data daya dukung tanah dan geologi teknik digunakan untuk memilih jenis pondasi jembatan 2.2. Apakah anda mampu memilih jenis pondasi jembatan dengan menggunakan data daya dukung tanah dan geologi teknik? a.... b.... c.... dst Jenis pondasi jembatan ditetapkan sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan 2.3. Apakah anda mampu menetapkan jenis pondasi jembatan sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan? a.... b.... c.... dst. 3-24

72 BAB 4 PERENCANAAN PONDASI JEMBATAN SESUAI DENGAN JENIS YANG DIPILIH 4.1. Umum Bab ini menjelaskan perencanaan pondasi jembatan sesuai dengan jenis yang dipilih, mencakup penerapan kriteria desain pondasi, penerapan ketentuan pembebanan jembatan dan perhitungan perencanaan pondasi. Penerapan kriteria desain pondasi menjelaskan kriteria desain yang digunakan untuk desain pondasi sumuran, desain pondasi tiang pancang beton bertulang pracetak / tiang pancang beton prategang pracetak, desain pondasi tiang pancang baja struktur / tiang pancang pipa baja dan desain pondasi tiang bor beton. Penerapan ketentuan pembebanan jembatan, dimulai dengan memilih, standar pembebanan yang mana yang akan digunakan dalam perencanaan pondasi jembatan. Atas dasar standar pembebanan yang telah dipilih tersebut, bridge design engineer menyusun tata urut proses perhitungan, dengan memperhitungkan seluruh beban-beban yang bekerja beserta kombinasinya yang mempunyai pengaruh paling tinggi dalam perhitungan perencanaan pondasi jembatan serta kapasitas dukung tanah dalam memikul seluruh kombinasi beban kerja yang berasal dari jembatan. Seluruh beban tersebut kemudian dibuat resultantenya menjadi gaya vertikal, gaya horizontal dan momen lentur yang bekerja pada kepala tiang pancang atau pondasi sumuran, tergantung jenis pondasi yang dipilih. Perhitungan dan perencanaan pondasi jembatan, merupakan perhitungan yang didasarkan atas beban mati, beban hidup, tekanan tanah dan gaya-gaya lain yang disusun secara terstruktur mengikuti proses perhitungan sebagaimana ditentukan di dalam pedoman pembebanan jembatan jalan raya yang digunakan. Ada 2 jenis pondasi yang akan diberikan contoh perhitungannya yaitu pondasi tiang pancang dan pondasi sumuran. Hasil perhitungan nantinya akan digunakan sebagai masukan dalam penyiapan gambar rencana, yang merupakan salah satu komponen dari produk perencanaan teknis jembatan Penerapan Kriteria Desain Pondasi Penentuan kriteria perencanaan untuk pondasi jembatan tergantung pada jenis pondasi yang dipilih. Modul ini membatasi diri pada pondasi jembatan yang dibuat dari beton bertulang, beton prategang dan baja struktur sehingga seluruh aspek perencanaan didasarkan atas perilaku material-material tersebut. 4-1

73 Kriteria Desain Pondasi Sumuran Dinding sumuran dibuat dari beton bertulang dengan mutu beton fc = 20 MPa atau K-250 (beton mutu sedang) dan mutu baja tulangan BJ24. Pekerjaan beton dan baja tulangan harus memenuhi ketentuan yang disyaratkan dalam Spesifikasi. Untuk dapat memahami karakteristik beton K-250 perencana harus mempelajari Spesifikasi terlebih dahulu guna mengetahui persyaratanpersyaratan bahan yang digunakan untuk membuat beton K-250 yaitu semen, air, agregat dan mungkin juga bahan tambah. Dari keempat jenis bahan ini yang perlu mendapatkan perhatian adalah pemilihan agregat yang terdiri dari agregat kasar dan agregat halus. Fokus perhatian perlu ditujukan untuk agregat kasar, dalam hal ini perencana harus memilih, berapa ukuran terbesar agregat kasar yang akan digunakan. Agregat kasar harus dipilih sedemikian rupa sehingga ukuran agregat terbesar tidak lebih dari ¾ jarak bersih minimum antara baja tulangan atau antara baja tulangan dengan acuan, atau celah-celah lainnya di mana beton harus dicor. Untuk bahan pengisi pondasi sumuran digunakan beton siklop, yaitu beton yang terdiri dari campuran mutu beton fc =15 MPa dengan batu-batu pecah ukuran maksimum 250 mm. Batu-batu ini diletakkan dengan hati-hati dan tidak boleh dijatuhkan dari tempat yang tinggi atau ditempatkan secara berlebihan yang dikhawatirkan akan merusak bentuk acuan atau pasanganpasangan lain yang berdekatan. Semua batu-batu pecah harus cukup dibasahi sebelum ditempatkan. Volume total batu pecah tidak boleh melebihi sepertiga dari total volume pekerjaan beton siklop. Untuk baja tulangan, beton dinding sumuran memerlukan baja lunak BJ-24, yaitu baja dengan Tegangan Leleh Karakteristik = 240 Mpa, serta memenuhi persyaratan SNI Baja Tulangan Beton. Standar rujukan selengkapnya dapat dilihat pada Spesifikasi Kriteria Desain Pondasi tiang pancang beton bertulang pracetak / tiang pancang beton prategang pracetak A. Beton dan Baja Tulangan Menurut Spesifikasi yang berlaku tahun 2007 tiang pancang beton pracetak harus dibuat dari beton mutu tinggi dengan mutu beton 4-2

74 sekurang-kurangnya fc = 35 MPa atau K-400. Dalam hal ini, untuk tipe beton bertulang disarankan menggunakan beton K-400, sedang untuk beton prategang menggunakan beton K-500. Agar dapat memahami karakteristik beton mutu tinggi ini perencana harus mempelajari Spesifikasi terlebih dahulu guna mengetahui persyaratan-persyaratan bahan penyusun beton dimaksud yaitu semen, air, agregat dan mungkin juga bahan tambah. Dari keempat jenis bahan ini yang perlu mendapatkan perhatian adalah pemilihan agregat yang terdiri dari agregat kasar dan agregat halus. Fokus perhatian perlu ditujukan untuk agregat kasar, dalam hal ini perencana harus memilih, berapa ukuran terbesar agregat kasar yang akan digunakan. Agregat kasar harus dipilih sedemikian rupa sehingga ukuran agregat terbesar tidak lebih dari ¾ jarak bersih minimum antara baja tulangan atau antara baja tulangan dengan acuan, atau celah-celah lainnya di mana beton harus dicor. Ada 3 macam ukuran maksimum agregat kasar yang dapat dipilih yaitu 37 mm, 25 mm dan 19 mm. Jadi jika digunakan ukuran maksimum agregat kasar 37 mm, 25mm, atau 19 mm maka minimum jarak bersih tulangan berturut-turut adalah 4/3 x 37 mm = 49.3 mm, 4/3 x 25 mm = 33.3 mm, atau 4/3 x 19 mm = 25.3 mm. Berdasarkan Spesifikasi tahun 2007, baja tulangan yang dapat digunakan harus baja polos atau berulir dengan mutu yang memenuhi persyaratan tersebut dalam tabel berikut: Tabel 4-1 Tegangan Leleh Karakteristik Baja Tulangan Mutu Sebutan Tegangan Leleh Karakteristik atau Tegangan Karakteristik yang memberikan regangan tetap 0,2% MPa BJ 24 Baja Lunak 240 BJ 32 Baja Sedang 320 BJ 39 Baja Keras 390 BJ 48 Baja Keras 480 Standar rujukan yang dapat dipergunakan di dalam memilih baja tulangan adalah sebagai berikut: Standar Nasional Indonesia (SNI) 4-3

75 SNI : Spesifikasi Kawat Baja dengan Proses Canay Dingin untuk Tulangan Beton SNI : Baja Tulangan untuk Konstruksi Beton Prategang SNI : Metode Pengujian Kuat Tarik Baja Beton SNI : Jaring Kawat Baja Las untuk Tulangan Beton SNI : Baja Tulangan Beton AASHTO dan lain-lain AASHTO M : Epoxy-Coated Reinforcing Bar AASHTO M 31M-03 : Deformed and Plain Billet-Steel Bar for Concrete Reinforcement A.C.I. 315 : Manual of Standard Practice for Detailing Reinforced Concrete Structures, American Concrete Institute AWS D 2.0 : Standards Specifications for Welded Highway and Railway Bridges B. Baja Prategang Untaian kabel (strand) prategang harus terdiri dari jalinan kawat (wire) dengan kuat tarik tinggi, bebas tegangan (stress relieved), relaksasi rendah dengan panjang menerus tanpa sambungan atau kopel sesuai dengan SNI tentang Kawat baja tanpa lapisan bebas tegangan untuk konstruksi beton, jalinan tujuh. Untaian kawat tersebut harus mempunyai kekuatan leleh minimum sebesar 1600 MPa dan kekuatan batas minimum 1900 Mpa; Kawat (wire) prategang harus terdiri dari kawat dengan kuat tarik tinggi dengan panjang menerus tanpa sambungan atau kopel dan harus sesuai dengan SNI tentang Kawat baja tanpa lapisan bebas tegangan untuk konstruksi beton ; Batang (bar) logam campuran dengan kuat tarik tinggi harus bebas tegangan kemudian diregangkan secara dingin minimum sebesar 910 Mpa. Setelah peregangan dingin, maka sifat fisiknya akan menjadi sebagai berikut : 4-4

76 Kekuatan batas tarik minimum 1000 Mpa; Kekuatan leleh minimum, diukur dengan perpanjangan 0,7% menurut metode pembebanan tidak boleh kurang dari 910 Mpa; Modulus elastisitas minimum Mpa; Perpanjangan (elongation) minimum setelah runtuh (rupture) dihitung rata-rata 4% terhadap 20 batang yang diuji; Toleransi diameter - 0,25 mm, + 0,76 mm. Standar Rujukan Standar Nasional Indonesia (SNI) SNI : Kawat Baja Karbon Tinggi untuk Konstruksi Beton Prategang SNI : Kawat Baja Tanpa Lapisan Bebas Tegangan untuk Konstruksi Beton, Jalinan Tujuh SNI : Kawat Baja Tanpa Lapisan Bebas Tegangan untuk Konstruksi Beton AASHTO AASHTO M 275M-00 : Uncoated High-Strength Steel Bar for prestressed Concrete AASHTO M 103M-04 : Steel Casting, Carbon, for General Application Kriteria Desain Pondasi Tiang Pancang Baja Struktur / Tiang Pancang Pipa Baja Jika dipilih pondasi tiang pancang baja, ada 3 alternatif yang dapat diambil yaitu: tiang pancang baja struktur berupa profil baja gilas pipa baja diisi beton dengan mutu beton minimum fc = 20 MPa atau K- 250 kotak baja diisi beton dengan mutu beton minimum fc = 20 MPa atau K

77 Baja yang digunakan sebagai bagian struktur baja harus mempunyai sifat mekanis baja struktural seperti dalam Tabel 4-2. Tabel 4-2 Sifat Mekanis Baja Struktural Jenis baja Tegangan putus minimum, fu (MPa) Tegangan leleh minimum, fy (MPa) Peregangan minimum (%) BJ BJ BJ BJ BJ Bahan untuk keperluan pengelasan yang digunakan dalam pengelasan logam adalah dari kelas baja yang memenuhi ketentuan dari AASHTO M dan juga harus memenuhi ketentuan dari ASTM A Kriteria Desain Pondasi Tiang Bor Beton Spesifikasi tidak mengatur secara khusus persyaratan beton untuk pondasi tiang bor beton. Oleh karena itu perencana dapat menentukan sendiri mutu beton yang akan digunakan untuk tiang bor beton, namun dalam hal ini disarankan untuk menggunakan beton mutu sedang (K-250, K-300 atau K- 350), sedangkan untuk baja tulangan dapat menggunakan acuan yang ada pada Tabel Penerapan Ketentuan Pembebanan Jembatan Ada 2 pilihan yang dapat digunakan untuk menghitung perencanaan pondasi jembatan, yaitu Pedoman Pembebanan Jalan Raya SKBI UDC : atau BMS7-C2-Bridge Design Code Sistem pembebanan manapun yang dipilih, dalam perhitungan pondasi jembatan, yang penting adalah mengetahui berapa besar gaya-gaya dan momen lentur yang akan dipikul oleh pondasi jembatan, yang bentuk fisiknya adalah tiang pancang atau sumuran. Jadi seluruh beban-beban yang bekerja pada jembatan, dengan mengatur kombinasi pembebanan yang mempunyai dampak paling besar, bisa berdasarkan UDC : ataupun BMS7-C2-Bridge Design Code 1992, tergantung pada sistem pembebanan yang dipilih, pada akhirnya disimpulkan 4-6

78 menjadi gaya vertikal V, gaya horizontal H dan momen lentur M yang dapat diilustrasikan sebagai berikut: V X M O H hi Muka tanah i > 0 i < 0 Y Gambar 4-1 Gaya dan Momen Yang Bekerja Pada Kepala Tiang Pancang Gambar 4-2 Gaya dan Momen Yang Bekerja Pada Pondasi Sumuran 4-7

79 4.4. Perhitungan Perhitungan perencanaan pondasi yang dibuat disini adalah untuk pondasi tiang pancang dan pondasi sumuran. Sebelum diberikan contoh perhitungannya, terlebih dahulu diuraikan prinsip-prinsip dasar perhitungan kedua jenis pondasi tersebut Perhitungan Perencanaan Pondasi Tiang Pancang Kelompok A. Prinsip-prinsip Perhitungan 1. Asumsi Asumsi-asumsi yang digunakan dalam analisis kelompok pondasi tiang dengan metode perpindahan (displacement method) adalah sebagai berikut : a). Pondasi dianggap sebagai bangunan 2 dimensi b). Tiang dianggap bersifat elastis-linier terhadap gaya tekan, gaya tarik tiang dan lenturan c). Konstanta pegas dalam arah vertikal, arah mendatar dan rotasi pada kepala tiang dianggap konstant d). Tumpuan dianggap kaku (rigid) dan berputar ke pusat gabungan tiang 2. Tata Sumbu V X M O H hi Muka tanah i > i < Y 0 Gambar 4-3 Tata Sumbu Bidang X-Y, dan 4-8

80 4-9 Gambar 4-4 Tata Sumbu Bidang X-Z Titik referensi O bisa ditentukan sembarang, tetapi disarankan agar titik referensi yang digunakan terlatak pada dasar pile-cap di titik pusat dari pile cap tersebut. 3. Perpindahan Titik Referensi Perpindahan dari titik referensi dapat ditentukan dengan menyelesaikan 3 persamaan dengan 3 variabel di bawah. o x y xy x xx H A A A (4/1-1) o y y yy x yx V A A A (4/1-2) o y y x x M A A A (4/1-3) Dengan mengasumsikan bahwa dasar dari pile-cap adalah horizontal, maka koefisien-koefisien pada persamaan (4.1), persamaan (4.2) dan persamaan (4.3) dapat ditentukan sebagai berikut. i v i xx K K A sin cos (4/1-4) i i v yx xy K K A A sin cos 1 (4/1-5) i i i v x x K x K K A A cos cos sin 2 1 (4/1-6) i i v yy K K A sin cos (4/1-7) i i i v y y K x K K A A sin sin cos (4/1-8) sin ) ( sin cos K K K x K K A i i i v (4/1-9) X Z O

81 Ho = Gaya horizontal yang bekerja pada dasar pile-cap Vo = Gaya Vertikal yang bekerja pada dasar pile-cap Mo = Momen yang bekerja terhadap titik referensi x = Perpindahan titik referensi dalam arah horizontal y = Perpindahan titik referensi dalam arah vertikal = Sudut rotasi dari pile-cap xi = Koordinat sumbu x dari puncak tiang i = Sudut yang dibentuk oleh sumbu tiang pancang dengan bidang vertikal K 1,K 2,K 3,dan K 4 masing masing adalah konstanta pegas dalam arah lateral jika koefisien reaksi permukaan horizontal k diasumsikan konstan terhadap kedalaman dan panjang pemancangan (l) dianggap cukup panjang dimana nilai l > 3/. adalah nilai karakteristik dari tiang pancang yang dihitung dengan persamaan berikut: kd 4 (m -1 ) (4/1-10) 4 EI k = Koefisien daya tangkap reaksi permukaan/horizontal sub grade reaction coefficient (t/m 3 ). D = Diameter dari tiang pancang (m) EI = Kekakuan lentur dari tiang pancang (t-m 2 ) h = Panjang axial tiang pancang yang terletak bebas di atas permukaan tanah (m). Konstanta pegas dalam arah lateral K1,K2,K3,dan K4 masing-masing dihitung dengan rumus berikut: Tabel 4-3 Rumus Menghitung Konstanta Pegas Konstanta Kekuatan Kepala Tiang Kepala Tiang Sendi Pegas h0 h=0 h0 h=0 12EI 3EI 3 3 K 1 4EI 2EI (1 h) 3 2 (1 h) K 2 = K 3 K 4 4EI 2 1 h K h 3 1 h EI EI

82 1 h (4/1-11) Besarnya koefisien daya tangkap reaksi permukaan (k) menurut standar teknik (di Jepang) dapat diperkirakan dengan menggunakan metode berikut: 1 2 k ko y (4/1-12) 3 4 ko 0.2Eo D (4/1-13) ko = Harga k jika pergeseran pada permukaan dibuat sebesar 1 cm. y = Besarnya pergeseran yang akan di cari Eo = Modulus deformasi tanah pondasi, biasanya diperkirakan dengan formula Eo = 28 N. N = Nilai SPT di sekitar permukaan tanah D = Diameter tiang Jika persamaan (4/1-11), persamaan (4/1-2) dan persamaan (4/1-3) diselesaikan, maka akan diperoleh perpindahan dari titik pile cap yang dinyatakan dalam perpindahan dari titik referensi x, y, dan. 4. Perpindahan Kepala Tiang Berdasarkan perpindahan dari titik referensi, maka dapat dihitung perpindahan dari setiap kepala tiang sebagai berikut. ' xi ' yi cos ( ) sin x x i i sin ( ) cos y y i i (4/1-14) (4/1-15) xi dan yi adalah masing masing perpindahan kepala tiang ke i dalam arah lateral dan aksial. 5. Gaya Luar Pada Kepala Tiang Gaya luar yang seolah-oleh bekerja pada masing-masing kepala tiang dapat dihitung dari besarnya perpindahan pada masing-masing kepala tiang tersebut. Rumus yang digunakan untuk menghitung perpindahan masing-masing kepala tiang adalah sebagai berikut: P Ni K v ' yi (4/1-16) ' PHi Ki xi K 2 (4/1-17) ' Mti K 3 xi K 4 (41-18) 4-11

83 P Ni = gaya aksial yang bekerja pada kepala tiang P Hi = gaya lateral yang bekerja pada kepala tiang M ti = momen yang diperhitungkan bekerja pada kepala tiang. Kv adalah konstanta pegas dalam arah aksial dari tiang yang menyatakan besarnya gaya dalam arah vertikal pada kepala tiang yang menyebabkan perpindahan sebesar 1 satuan dalam arah vertikal pada kepala tiang. Kv diperkirakan dari kurva pembebanan penurunan (load settlement curve) dari percobaan pembebanan vertikal pada tiang. Untuk pemakaian praktis Kv dapat ditentukan secara empiris. Cara empiris yang digunakan untuk jembatan jalan raya (di Jepang) adalah dengan menggunakan persamaan berikut: K v Ap Ep a (4/1-19) l A p = Luas penampang netto dari tiang (cm 2 ) E p = Modulus elastisitas tiang (kg/cm 2 ) L = Panjang tiang (cm) D = Diameter tiang (cm) Parameter a dihitung dari Tabel sebagai berikut: Tabel 4-4 Rumus Menghitung Parameter a Tiang yang terbuat dari pipa baja l a D Tiang beton pratekan/prestress l a D Tiang yang di cor ditempat l a D 6. Reaksi Perletakan pada kepala tiang Reaksi perletakan pada kepala tiang yang disebabkan oleh gaya luar yang bekerja (P Ni,P Hi, dan M ti) ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut: V i P cos P sin (4/1-20) Ni i Hi i H P sin P cos (4/1-21) i Ni i Hi i 4-12

84 7. Validasi Hasil Analisis Pemeriksaan dari hasil analisis dilakukan dengan menggunakan 3 persamaan berikut: Hi H o (4/1-22) Vi V o (4/1-23) Mti Vi ximo (4/1-24) 8. Daya Dukung Tiang Dalam Arah Lateral Daya dukung tiang dalam arah lateral di tentukan dari persamaan berikut: Tabel 4-5 Rumus Menghitung Daya Dukung Lateral Tiang Tiang yang terbenam dalam tanah Tiang yang menonjol di atas tanah H H a a Kv D a 3 4EI a 1 h a adalah besarnya perpindahan standar. Besarnya a biasanya diambil 10 mm untuk kondisi normal dan 15 mm untuk kondisi gempa. 9. Pemeriksaan Daya Dukung Kelompok Tiang Untuk mengetahui apakah konfigurasi dari kelompok pondasi tiang yang digunakan mencukupi atau tidak, perlu dilakukan pemeriksaan terhadap gaya-gaya yang bekerja pada setiap tiang pondasi yang dibandingkan terhadap daya dukung tiang pondasi tersebut baik dalam arah aksial maupun lateral. Pemeriksaan dilakukan untuk masing-masing tiang pondasi dengan membandingkan nilai P Ni dan P Hi masing-masing tiang terhadap daya dukung ijin aksial dan lateral untuk 1 tiang pondasi. 4-13

85 H Mt Muka tanah X - X + h lm O f y1 y2 Gambar 4-5 Tata Sumbu Tiang 10. Momen Lentur Maksimum Pada Tiang Setelah memenuhi persyaratan daya dukung, langkah berikutnya adalah mendisain tiang pancang beserta sambungannya. Untuk melakukan proses tersebut diperlukan lokasi serta besarnya momen dan gaya geser maksimum pada tiang pancang. Ada 2 kemungkinan lokasi momen maksimum pada tiang. Kemungkinan pertama adalah pada kepala tiang dan kemungkinan yang ke dua adalah pada jarak l m dari muka tanah. Sistim sumbu yang digunakan adalah seperti pada Gambar 4-5. a). Momen Lentur Pada Kepala Tiang Momen lentur pada kepala tiang dihitung dengan persamaan berikut: M o M Hh (4/1-25) t o b). Lokasi Momen Terbesar Selain di Kepala Tiang Kemungkinan lokasi momen maksimum selain pada kepala tiang adalah pada jarak l m dari muka tanah ( perhatikan Gambar 4-5). Jarak tersebut dihitung sebagai berikut: l m 1 1 tan 1 1 2( h h o ) (4/1-26) c). Momen Pada Jarak l m dari muka tanah Besarnya momen lentur pada jarak l m dari muka tanah dihitung sebagai berikut: 4-14

86 M m H h h 1 exp l o m (4/1-27) 11. Gaya-gaya Desain Sambungan Tiang Pondasi tiang pancang umumnya terdiri dari segmen segmen pondasi tiang pancang dengan kedalaman tertentu. Pada sambungan antara segmen pondasi tiang pancang tersebut perlu dilakukan analisis untuk mendisain sambungan antar segmen tiang pancang. Untuk dapat mendisain sambungan tersebut diperlukan besarnya gaya geser dan momen lentur pasa lokasi sambungan yang ditinjau. a). Gaya Geser Gaya geser pada sembarang lokasi pada tiang pancang dihitung dengan persamaan pada Tabel 4-6. Perhatikan perjanjian tanda untuk nilai x. (Gambar 4-5) Tabel 4-6 Gaya Geser Sepanjang Tiang Untuk x < 0 S H cosx 1 2 hh x Untuk x > 0 S He o sin x b). Momen Momen lentur pada sembarang lokasi pada tiang pancang dihitung dengan persamaan pada Tabel 4-7. Perhatikan perjanjian tanda untuk nilai x. (Gambar 4-5) Tabel 4-7 Momen Sepanjang Tiang Untuk x < 0 M Hx hm Hx h H t h o x Untuk x > 0 M e h h cosx 1 h h o o sin x 12. Kurva Lenturan Tiang Kelebihan lain dari metode perpindahan adalah bahwa kita dapat menentukan kelenturan dari setiap pondasi tiang. a). Persamaan Lenturan Tiang (cm) Persamaan lenturan setiap pondasi tiang adalah seperti yang ada pada Tabel

87 Tabel 4-8 Persamaan Lenturan Tiang H 6EI Untuk x < 0 y x 3 h h x 31 2h h x 3 h h H 3 2EI x Untuk x > 0 y e 1 h h cosx h h sin x b). Peralihan Kepala Tiang (cm) Kemiringan kepala tiang ( Perhatikan Gambar 4-5) dihitung dengan persamaan berikut: 3 1 h 1 1 h 2 M 2 t 2 H (4/1-28) 3 3EI 2EI 0 c). Peralihan Muka Tanah f (cm) Perpindahan tiang arah horizontal tepat di muka tanah disebut peralihan muka tanah yang dihitung dengan rumus berikut. ( Perhatikan Gambar 4-5) 1 hho Ht (4.29) 2EI f 3 A. Contoh Perhitungan Pondasi Tiang Pancang Kelompok Kelompok Pondasi tiang beton pratekan mempunyai data-data sebagai berikut: 1. Dimater 1 tiang 0.50 meter 2. Panjang 1 tiang 23 meter. 3. Pertemuan kepala tiang dengan pile cap adalah jepit 4. Modulus elastisitas tiang = kn/m 2 5. Momen inersia tiang = m 4 6. Tinggi bebas tiang di atas tanah = 0 meter 7. Lay out pondasi tiang tersebut adalah seperti pada Gambar dibawah. 8. Nilai SPT tanah di dekat permukaan tanah = 3 9. Daya dukung tekan 1 tiang = 3960 kn, daya dukung tarik 1000 kn 10. Gaya luar yang bekerja V = kn, H = 2000 kn, dan M = kn-meter 11. Panjang 1 segmen tiang = 6 meter 4-16

88 12. Jumlah tiang adalah 15 buah dengan koordinat sebagai berikut: No X (m) Z (m) Kemiringan (derajat) Tipe diameter V X M O H Permukaan tanah, h = 0 i > 0 i < 0 Gambar 4-6 Bidang X, Y, Y 2.1 m Gambar 4-7 Bidang X-Z 2.1 m 2.1 m x O 2.1 m Z 4-17

89 B. Lendutan Lateral Besarnya lendutan lateral ditentukan dengan melakukan perhitungan trial and error. Perhitungan pertama dilakukan dengan mengambil nilai awal lendutan lateral = 1 cm. Berdasarkan asumsi lendutan lateral = 1 cm dapat dihitung nilai modulus deformasi tanah pondasi, horisontal subgrade reaction dan juga nilai konstanta pegas tanah. Berdasarkan parameter-parameter tersebut dapat ditentukan lendutan lateral yang terjadi. Trial and error kedua dilakukan dengan menggunakan hasil lendutan lateral hasil trial and error pertama. Demikian seterusnya sampai perbedaan asumsi lendutan lateral dan hasil Analisis lendutan lateral bisa diabaikan. 1. Parameter Tanah dan Tiang Parameter tanah dan tiang dihitung dengan rumus-rumus berikut: E o = 28 N 1 2 k ko y (4/1-12) 3 4 ko 0.2Eo D (4/1-13) kd 4 m -1 (4/1-10) 4EI 1 h (4/1-11) Dengan menggunakan hasil trial and error dimana lendutan lateral = cm didapat: a. modulus deformasi tanah pondasi (Eo) = 84 kg/cm2 b. harga kh jika deformasi 1 cm (Ko) = kg/cm3 c. horizontal subgrade reaction (Kh) = kg/cm3 d. karakteristik tiang () = e. = sudut rotasi tumpuan =

90 2. Koefisien Pegas Nilai dari parameter koefisien pegas dihitung dengan rumus-rumus berikut: Koefisien Kekuatan Kepala Tiang Kepala Tiang Sendi Pegas h0 H=0 h0 h=0 12EI 3EI 3 3 K 1 4EI 2EI (1 h) 3 2 (1 h) K 2 = K 3 K 1 2EI K 4 4EI 2 1 h 3 1 h 3 1 h EI 0 0 Dari persamaan-persamaan diatas didapat nilai-nilai sebagai berikut: a. K1 = kn/m b. K2 = kn/rad c. K3 = kn/rad d. K4 = kn/rad e. K V = konstanta pegas arah vertikal kn/m 3. Koefisien-Koefisien Persamaan 3 Variabel Koefisien-koefisien untuk ke 3 persamaan dengan 3 variabel perpindahan ditentukan dengan rumus berikut: A xx x Axy y Ax H o (4/1-1) A yx x Ayy y Ay V o (4/1-2) A x x A y y A M o (4/1-3) A xx 2 2 K1 cos i Kv sin i (4/1-4) A xy A yx K v K 1 sin cos i i (4/1-5) 4-19

91 A x A x K v K 1 x i sini cos K 2 cosi (4/1-6) A A A yy y A y K v 2 2 cos K sin (4/1-7) K v i 1 i 2 2 cos i K1 sin 1 xi K 2 sini Kv cos i K1 sin 1 xi ( K 2 K3) sini K 4 (4/1-8) (4/1-9) Dengan nilai-nilai konstanta pegas beserta lay-out tiang ke persamaan diatas didapat koefisien-koefisien untuk 3 persamaan dengan 3 variabel sebagai berikut: Axx : Axy : Ax : Hd : Ayx : Ayy : Ay : Vd : Ax : Ay : A : Md : C. Perpindahan Kelompok Tiang Dengan menyelesaikan ke tiga persamaan diatas, pada trial & error yang terakhir akan didapat perpindahan kelompok tiang terhadap titik pusat O(0.0) sebagai berikut: a. perpindahan mendatar x = m b. perpindahan vertikal y = m c. sudut rotasi tumpuan = radian D. Daya Dukung Ijin 1 Tiang Daya dukung 1 tiang dalam arah lateral dihitung dengan persamaan berikut: Tiang yang terbenam dalam tanah Tiang yang menonjol di atas tanah H H a a Kv D a 3 4EI a 1 h 4-20

92 Dengan menggunakan persamaan pertama, daya dukung per 1 tiang pancang adalah sebagai berikut: a. Daya dukung tekan 1 tiang pancang = kn b. Daya dukung tarik 1 tiang pancang = kn c. Daya dukung lateral 1 tiang pancang = kn E. Perpindahan dan Gaya Tiap Pondasi Perpindahan setiap kepala tiang dihitung dengan rumus berikut: ' xi ' yi cos ( ) sin x x i i sin ( ) cos y y i i (4/1-14) (4/1-15) Gaya yang seolah-oleh bekerja pada setiap kepala tiang dihitung dengan rumus berikut: P Ni K v ' yi (4/1-16) ' PHi Ki xi K 2 (4/1-17) ' Mti K 3 xi K 4 (4/1-18) Reaksi perletakan pada kepala tiang yang disebabkan oleh gaya luar yang bekerja P Ni,P Hi, dan M ti ditentukan sebagai berikut. V i H P i Ni P Ni cos P i i Hi sin P Hi sin i cos i (4/1-20) (4/1-21) Untuk setiap tiang diperoleh perpindahan, gaya yang bekerja, dan reaksi perletakan pada kepala tiang ditabelkan sebagai berikut: 4-21

93 Tabel 4-9 Pergeseran Tiang, Gaya Aksial, Gaya Orthogonal, Momen Lentur dan Reaksi Perletakan No tiang x y PNi PHi PMi Vi Hi (m) (m) (kn) (kn) (kn-m) (kn) (kn) catatan : a. x = Pergeseran kepala tiang arah sumbu orthogonal (m) b. y = Pergeseran kepala tiang arah aksial (m) c. PN = Gaya luar aksial di kepala tiang (kn) d. PH = Gaya luar ortogonal di kepala tiang (kn) e. MT = Gaya luar momen di kepala tiang (kn-meter) f. V = Reaksi perletakan vertikal pada kepala tiang (kn) g. H = Reaksi perletakan horisontal pada kepala tiang (kn) F. Momen Lentur Maksimum Ada 2 kemungkinan lokasi momen maksimum yaitu pada kepala tiang atau pada kedalaman l m dari muka tanah. Momen lentur pada kepala tiang dihitung dengan persamaan berikut: M o M Hh (4/1-25) t o Lokasi momen terbesar selain di kepala tiang (l m) ditentukan dengan rumus berikut: l m 1 1 tan 1 1 2( h h o ) (4/1-26) 4-22

94 Momen pada jarak l m dari muka tanah dihitung dengan persamaan berikut: M m H h h 1 exp l o m (4/1-27) Untuk setiap tiang diperoleh diperoleh besarnya momen lentur pada kepala tiang (M o), lokasi l m, dan besarnya momen lentur pada kedalaman l m dari muka tanah (M lm) yang disajikan dalam bentuk tabel sebagai berikut: No M o (kn-m) l m (m) M lm (kn-m) tiang G. GAYA-GAYA PADA SAMBUNGAN Lokasi sambungan tiang didasarkan atas panjang 1 segmen tiang. Gayagaya yang bekerja pada titik sambungan tersebut dihitung sebagai berikut: Gaya geser pada sembarang titik di tiang pondasi Untuk x < 0 S H cosx 1 2 hh x Untuk x > 0 S He Momen pada sembarang titik di tiang Untuk x < 0 M Hx hm Hx h H t h o x Untuk x > 0 M e h h cosx 1 h h o o sin x o sin x 4-23

95 dimana x adalah lokasi dari sambungan tersebut menurut tata sumbu pada Gambar 4-5. Untuk setiap tiang diperoleh hasil sebagai berikut: No tiang Lokasi sambungan dari dasar pile cap (m) M z (kn-m) S z (kn)

96 Perhitungan Perencanaan Pondasi Sumuran A. Prinsip-prinsip Perhitungan Pondasi sumuran adalah pondasi yang dibangun dengan menggali cerobong tanah berpenampang lingkaran dan dicor dengan beton atau campuran batu dan mortar. Pondasi sumuran diklasifikasikan sebagai pondasi dangkal atau pondasi langsung dengan persyaratan perbandingan kedalaman tertanam terhadap diameter lebih kecil atau sama dengan 4. Jika nilai perbandingan tersebut lebih besar dari 4 maka pondasi tersebut harus direncanakan sebagai pondasi tiang. 1. Persyaratan Teknis Persyaratan teknis pondasi sumuran adalah sebagai berikut: Tekanan dari konstruksi jembatan pada bagian bawah pondasi sumuran tersebut harus lebih kecil atau sama dengan tegangan ijin tanah ( ijin). Pondasi sumuran harus aman terhadap penurunan yang berlebihan. Pondasi sumuran harus aman terhadap penggerusan atau kedalaman pondasi sumuran harus lebih besar dari kedalaman maksimum penggerusan. Jika kedalaman pondasi sumuran lebih kecil dari kedalaman maksimum penggerusan maka diperlukan perlindungan terhadap pondasi sumuran tersebut. Diameter pondasi sumuran harus dibuat 1.5 meter untuk kemudahan pelaksanaan. Pondasi sumuran tidak boleh digunakan pada kondisi tanah dimana lapisan atas terdiri dari tanah lunak dengan ketebalan > 3 dan < 6 8 meter. Penggalian terbuka selama proses konstruksi pondasi sumuran tidak disarankan. Jika selama pelaksanaan pondasi sumuran muka air tanah cukup tinggi, maka perlu dilakukan upaya menurunkan elevasi muka air tanah di lokasi konstruksi dengan menggunakan pompa air. 4-25

97 Jika lokasi kepala jembatan yang melintasi sungai mengurangi penampang basah sungai, maka diperlukan perlindungan gerusan pada kaki/bagian atas pondasi sumuran. Alternatif lainnya adalah bentang jembatan di perbesar. Pokok perencanaan pondasi sumuran untuk dapat mendukung bangunan bawah dan struktur atas dapat dinyatakan sebagai berikut: Pondasi sumuran harus mempunyai keawetan yang memadai untuk penggunaan yang dipilih. Tanah pendukung harus memberikan daya dukung dan ketahanan geser yang memadai. Struktur pondasi sumuran harus mempunyai kekuatan memadai. Penurunan dan perpindahan horisontal tidak boleh menimbulkan pengurangan kekuatan pada komponen-komponen struktural. Dalam perencanaan pondasi sumuran analisis yang harus dilakukan adalah: Analisis kestabilan terhadap guling Analisis ketahanan terhadap geser Analisis kapasitas daya dukung tanah Analisis penurunan Analisis stabilitas secara umum a). Kestabilan Terhadap Guling Kestabilan struktur terhadap kemungkinan terguling dihitung dengan persamaan berikut : SF guling M M R O (4/2-1) M O = Jumlah dari momen-momen yang menyebabkan struktur terguling dengan titik pusat putaran di titik O. M O disebabkan oleh tekanan tanah aktif yang bekerja pada elevasi H/

98 M R = Jumlah dari momen-momen yang mencegah struktur terguling dengan titik pusat putaran di titik O. M R merupakan momen-momen yang disebabkan oleh gaya vertikal dari struktur dan berat tanah diatas struktur. Nilai minimum dari angka keamanan terhadap guling yang lazim digunakan dalam perencanaan adalah b). Ketahanan Terhadap Geser Ketahanan struktur terhadap kemungkinan struktur bergeser dihitung berdasarkan persamaan berikut FR SF geser (4/2-2) F D F D = Jumlah dari gaya-gaya horizontal yang menyebabkan stuktur bergeser. F D disebabkan oleh tekanan tanah aktif yang bekerja pada struktur F R = Jumlah gaya-gaya horizontal yang mencegah struktur bergeser. F R merupakan gaya gaya penahan yang disebabkan oleh tahanan gesek dari struktur dengan tanah serta tahan yang disebabkan oleh kohesi tanah. SF geser V tan Bc P 2 2 P h p (4/2-3) Berdasarkan Peraturan Teknik Jembatan Bagian 4.4.4, Nilai 2 biasanya diambil sama dengan sudut geser tanah untuk beton pondasi yang dicor ditempat dan 2/3 dari nilai tanah untuk pondasi beton pracetak dengan permukaan halus. Sedangkan nilai c 2 biasanya diambil 0.4 dari nilai kohesi c tanah. Nilai minimum dari Angka Keamanan terhadap geser yang lazim digunakan dalam perencanaan adalah c). Daya Dukung Tanah Dasar Tekanan yang disebabkan oleh gaya-gaya yang terjadi pada dasar pondasi sumuran harus dipastikan lebih kecil dari daya dukung ijin tanah. Daya dukung tanah pada dasar pondasi 4-27

99 sumuran ditentukan dengan cara yang sama seperti dalam menentukan daya dukung pondasi dangkal. Teori yang berkaitan dengan perhitungan daya dukung pondasi dangkal dapat diambil dari metode Meyerhof. Untuk memudahkan analisis, bentuk sumuran berupa lingkaran dengan diameter D dapat di ekivalensikan menjadi bentuk empat persegi dengan dimensi B x B. Besarnya nilai B dihitung sebagai berikut. 2 D B (4/2-4) 4 Pemeriksaan tegangan yang terjadi dilakukan seperti dalam perencanaan pondasi dangkal segi empat. Hal pertama yang perlu diperiksa adalah eksentrisitas dari gaya-gaya ke pondasi dengan dengan menggunakan persamaan berikut: eks B Mnet 2 V (4/2-5) Tegangan kontak ke tanah dasar dihitung dengan persamaan berikut: V 6eks q mak min 1 (4/2-6) B B Jika nilai eksentrisitas beban eks > B/6 maka tegangan kontak minimum q min akan lebih kecil dari 0. Hal ini adalah sesuatu yang tidak diharapkan. Demikian juga jika tegangan kontak maksimum q mak lebih besar dari daya dukung ijin. Jika hal ini terjadi maka lebar pondasi B perlu di perbesar atau diameter pondasi D perlu diperlebar. d). Tekanan Tanah Lateral Tekanan tanah yang bekerja pada pondasi sumuran adalah tekanan tanah aktif dan tekanan tanah pasif. Tekanan tanah pasif yang digunakan dalam analisis didasarkan tekanan tanah pada keadaan diam at rest. Besarnya tekanan tanah dalam arah lateral ditentukan oleh: 4-28

100 1). Besarnya koefisien tekanan tanah aktif, pasif dan keadaan diam 2). Besarnya kohesi tanah 3). Besarnya beban yang bekerja pada permukaan tanah timbunan Tekanan tanah lateral dalam keadaan aktif terjadi apabila tanah bergerak menekan misalnya pada dinding sumuran sehingga dinding sumuran bergerak menjauhi tanah di belakangnya. Tekanan tanah lateral dalam keadaan pasif terjadi pada tanah yang berada didepan dinding sumuran karena dinding sumuran menekan dinding tanah tersebut. 2. Gaya-gaya Yang Bekerja Pada Pondasi Sumuran Notasi gaya-gaya yang bekerja pada pondasi sumuran diberikan pada Gambar 4-8 di bawah: Surcharge Load q Lapisan tanah 1 (urugan) : C 1, 1, dan 1 V M Gaya Luar V, H, dan M harus sudah memasukkan tekanan tanah aktif dari lapisan 1 (urugan) Batas tanah urugan H Lapisan tanah 2 : C 2, 2, dan 2 Batas Lapisan tanah 2 Lapisan tanah 3 : C 3, 3, dan 3 Tekanan air Tekanan Tanah Aktif Tekanan Tanah Aktif Muka tanah efektif setelah tergerus Tekanan Tanah Pasif Tekanan Tanah Pasif Muka air tanah tertinggi Tekanan air Gambar 4-8 Gaya-Gaya Yang Bekerja Pada Pondasi Sumuran O 4-29

101 Penjelasan lebih lanjut tentang hal-hal penting yang perlu diperhatikan dalam perencanaan pondasi sumuran adalah sebagai berikut: a). Kedalaman Dasar Pile-Cap (meter) Kedalaman dasar pile cap digunakan untuk menandakan ujung atas dari pondasi sumuran dimana tekanan tanah tambahan mulai bekerja. (Perhatikan Gambar 4.9) Muka tanah Lapisan 1 (urugan) : t 1, 1,c 1, 1 Batas lapisan 1 H Lapisan 2 : t 2, 2,c 2, 2 Batas lapisan 2 V Kedalaman dasar pile cap M Kedalaman pondasi Kedalaman muka air tanah Muka air tanah Lapisan 3 : t 3, 3,c 3, 3 Batas lapisan 3 Lapisan 4 : t 4, 4,c 4, 4,SPT 4,INEF 4 diameter sumuran Gambar 4-9 Pondasi Sumuran dan lapis-lapis tanah b). Kedalaman Pondasi Sumuran (meter) Kedalaman Pondasi sumuran ditentukan berdasarkan analisis terhadap hasil penyelidikan tanah. (Perhatikan Gambar 4-9) c). Banyaknya Pondasi Sumuran Perencanaan pondasi sumuran yang sering digunakan adalah pondasi sumuran yang diletakkan dalam 1 baris. Banyaknya 4-30

102 pondasi sumuran menunjukkan rencana jumlah pondasi sumuran yang akan digunakan dalam 1 baris seperti diperlihatkan pada Gambar 4-10 Gambar 4-10 Penempatan Pondasi Sumuran d). Beban Merata di Atas Tanah /Surcharge Load (kn/m2). Merupakan beban merata diatas tanah yang diklasifikasikan sebagai beban lalu lintas yang diekivalenkan dengan tanah urugan setinggi 0.6 meter. e). Kedalaman Muka Air Tanah Maksimum (m) Kedalaman muka air tanah diperlukan untuk menghitung tegangan efektif tanah pada kedalaman tertentu. f). Daya Dukung Ijin Tanah di Dasar Pondasi Sumuran (kn/m2) Karena pondasi sumuran diklasifikasikan sebagai pondasi dangkal, daya dukung ijin tanah tersebut didapat dari analisis daya dukung pondasi dangkal pada dasar pondasi sumuran. g). Angka Keamanan Terhadap Geser dan Guling Nilai minimum dari SF (Safety Factor) terhadap geser dan guling yang digunakan dalam perencanaan adalah masing masing h). Gaya Luar yang Bekerja Pada Dasar Pile-Cap Gaya Luar pada dasar Pile-Cap terdiri dari 3 komponen yaitu Gaya Vertikal (V), Gaya Horisontal (H), dan Momen (M). Gaya luar tersebut merupakan akibat dari beban dari struktur atas, substruktur seperti abutmen, dan tekanan tanah pada sub-struktur tersebut. Perjanjian tanda untuk gaya-gaya luar tersebut mengikuti Gambar 4-9. Tanda positif untuk gaya-gaya ke atas 4-31

103 atau ke kanan, momen positif untuk putaran momen yang searah dengan jarum jam. i). Data Lapisan-Lapisan Tanah Data lapisan tanah yang diperlukan adalah tebal lapisan (m), berat jenis (kn/m3), sudut geser dalam (derajat), dan kohesi c (kn/m2). Untuk lapisan paling bawah sebaiknya ketebalan lapisan dinyatakan dengan suatu angka yang relatif besar. B. Contoh Perhitungan Pondasi Sumuran Pondasi sumuran direncanakan digunakan untuk menahan gaya-gaya yang bekerja pada dasar pile cap sebuah abutmen jembatan. Data-data perencanaan adalah sebagai berikut. Kedalaman dasar pile-cap dari muka tanah = 3.0 meter Kedalaman pondasi sumuran dari muka tanah = 8 meter Banyaknya pondasi sumuran = 2 buah Daya dukung ijin pada kedalaman 8 meter = 100 t/m 2 = 1000 kn/m 2 Beban merata diatas tanah /surcharge 1.08 t/m 2 = 10.8 kn/m 2 Gaya vertikal pada dasar pile-cap = ton = kn Gaya horisontal pada dasar pile cap = 19.0 ton = 190 kn Momen pada dasar pile cap = ton-m = -140 kn-meter Kedalaman muka air tanah maksimum = 5.0 meter Data tanah adalah sebagai berikut: No lapisan Tebal (m) (t/m 3 ) C (t/m 2 )

104 1. DIAMETER SUMURAN (DICOBA d = 3.20 METER) Surcharge Load = 1.08 t/m2 Lap 1 (urugan) : C 1 =0, 1 = 35, 1 =1.8 Batas tanah Lap 2 : C 2 =0.5 t/m 2, 2 = 20, 2 =1.8 t/m 3 Tekanan Tekanan Tanah Aktif Lapisan ton Gaya Luar V, H, dan M sudah memasukkan tekanan tanah aktif dari lapisan 1 (urugan) t-m 19.0 ton Muka tanah efektif setelah tergerus Muka air tanah Tekanan Tanah Pasif Lapisan 2 Batas Lapisan tanah O Lap 3 : C 3 =0.3 t/m 2, 3 = 30, 3 =1.9 t/m Berat Sendiri Pondasi Sumuran Berat sendiri 2 buah pondasi sumuran dihitung sebagai berikut 2 2 D 3.2 P L 24 2( buah) = 1930 kn Tekanan Tanah Aktif Lapisan 1 (Tanah Urugan) Tekanan tanah aktif dari lapisan 1 (tanah urugan) sudah termasuk kedalam gaya-gaya pada dasar pile cap. Lapisan 2 Koefisien tekanan tanah aktif untuk lapisan 2 dihitung dengan rumus K a 0 1 sin 1 sin sin 1 sin

105 Tekanan tanah aktif pada lapisan 2 elevasi 3.00 q = 1*h 1*K a + q K a 2cK a= 18*3* *0.49-2*5*0.49 = kn/m 2 Tekanan tanah aktif lapisan 2 elevasi 5.00 q = 1*h 1*K a + 2*h 2*K a + q K a 2cK a = 18*3* *2* *0.49-2*5*0.49 = kn/m 2 Tekanan tanah aktif pada lapisan 2 elevasi 8.00 q = 1*h 1*K a + 2*h 2 *K a+ 2*h 2*K a+ q K a 2cK a = 18*3* *2* (18-10)*3* *0.49-2*5*0.49 = kn/m 2 Gaya tekanan tanah aktif pada lapisan 2 di atas muka air tanah q 3.00 q P HL 2 (2*3.2) = kn 2 2 Gaya tekanan tanah aktif pada lapisan 2 di bawah muka air tanah q5.00 q P HL 3 (2*3.2) = kn Tekanan Tanah Pasif Lapisan 1 (Tanah Urugan) Lapisan 1 tidak memberikan sumbangan terhadap tekanan tanah pasif Lapisan 2 Koefisien tekanan tanah pasif dalam keadaan diam untuk lapisan 2 dihitung sebagai K o = 1 sin = 1 sin 20 o = = Tekanan tanah pasif keadaan diam pada lapisan 2 elevasi 3.5 q = 2cK o+ = 2*5*0.658 = 8.11 kn/m2 Tekanan tanah pasif keadaan diam lapisan 2 elevasi 5.00 q = 2*h 2*K o + 2cK o = 18*1.5* *05*0.658 = kn/m2 4-34

106 Tekanan tanah pasif keadaan diam pada lapisan 2 elevasi 8.00 q = 2*h 2*K o + 2*h 2 *K o + 2cK o = 18*1.5* (18-10)*3* *5*0.658 = kn/m2 Gaya tekanan tanah pasif keadaan diam pada lapisan 2 di atas muka air tanah q3.50 q P HL 1.5 (2*3.2) = kn 2 2 Gaya tekanan tanah pasif keadaan diam pada lapisan 2 di bawah muka air tanah q5.00 q P HL 3 (2*3.2) = kn GAYA-GAYA BEKERJA Gaya-gaya yang bekerja pada pondasi sumuran ditampilkan dalam bentuk tabel sebagai berikut: No. Arah Deskripsi gaya Besar gaya x thd O y thd O Momen thd O (kn) (m) (m) (kn-meter) 1 (v) el. 1 pondasi (v) g. ver. str. atas (h) g. hor. str. atas (m) momen str. atas (h) tek. aktif lap : (h) tek. aktif lap : (h) tek. pasif lap : (h) tek. pasif lap : Dimana lokasi titik referensi O(0,0) adalah y = 0 pada dasar sumuran/elemen 1 dan x = 0 pada tepi kanan dari sumuran Total gaya gaya yang bekerja adalah sebagai berikut Gaya vertikal = kn Gaya horisontal aktif = kn Gaya horisontal pasif = kn Momen penahan = kn-meter Momen guling aktif = kn-meter Momen guling pasif = kn-meter 4-35

107 6. KESTABILAN TERHADAP GULING Kestabilan pondasi sumuran terhadap kemungkinan terguling dihitung dengan persamaan berikut: SF guling M M R O = Angka keamanan terhadap guling lebih besar dari 2.2, sehingga memenuhi persyaratan keamanan terhadap guling. 7. KESTABILAN TERHADAP GESER Ketahanan struktur terhadap kemungkinan struktur bergeser dihitung berdasarkan Persamaan (4/2-3) dimana nilai 2 biasanya diambil sama dengan tanah untuk beton pondasi yang dicor ditempat dan 2/3 dari nilai tanah untuk pondasi beton pracetak dengan permukaan halus. Sedangkan nilai c 2 biasanya diambil 0.4 dari nilai kohesi c tanah. Kohesi tanah yang diperhitungkan disini adalah kohesi tanah tepat di bawah tapak sumuran, jadi c = 0.3 t/m 2 = 3 kn/m 2. c 2 = 0.4 x 3 kn/ m 2. Luas 2 buah sumuran = B = 2*0.25**3.2 2 = m2 SF geser V tan2 2 P h Bc P p * tan(30) * 0.4* Angka keamanan terhadap geser lebih besar dari 2.2, sehingga memenuhi persyaratan keamanan terhadap geser. 8. TEGANGAN PADA TANAH DASAR Untuk memudahkan analisis, bentuk sumuran berupa lingkaran dengan diameter D dapat di ekivalensikan menjadi bentuk empat persegi dengan dimensi B x B. Besarnya nilai B dihitung sebagai berikut: 4-36

108 2 2 D.(3.20) B m 4 4 Pemeriksaan tegangan yang terjadi dilakukan seperti dalam perencanaan pondasi dangkal segi empat. Hal pertama yang perlu diperiksa adalah eksentrisitas dari gaya-gaya pada dasar pondasi M net B eks 2 V = m Tegangan kontak pada tanah dasar dihitung dengan persamaan berikut: V 6eks q mak min 1 (4/2-6) BL B Untuk 1 pondasi sumuran nilai V = /2 = kn Dari persamaan diatas diperoleh: a. Tegangan maksimum ke tanah = kn/m2 b. Tegangan minimum ke tanah = kn/m2 Nilai tegangan maksimum ke tanah lebih kecil dari daya dukung ijin di dasar sumuran sebesar 1000 kn/m2, tegangan minimum ke tanah dasar juga lebih besar dari 0 yang berarti tidak ada tegangan kontak tarik pada dasar pondasi sumuran, sehingga pondasi memenuhi persyaratan daya dukung. 4-37

109 RANGKUMAN a. Bab 4 modul ini menguraikan penerapan kriteria desain pondasi jembatan, penerapan ketentuan pembebanan jembatan dan perhitungan perencanaan pondasi. b. Di dalam penerapan kriteria desain pondasi jembatan tersebut diuraikan kriteria desain pondasi sumuran, kriteria desain pondasi tiang pancang beton bertulang pracetak / tiang pancang beton prategang pracetak, kriteria desain pondasi tiang pancang baja struktur / tiang pancang pipa baja, dan kriteria desain pondasi tiang bor beton. Dengan mengetahui kriteria desain yang paling sesuai untuk masing-masing jenis pondasi, diharapkan perencana dapat menyiapkan desain pondasi yang paling sesuai dengan perkembangan kemampuan pelaksanaan di lapangan, dan tidak terjadi kesalahan penetapan atau pemilihan mutu bahan pondasi. c. Dalam penerapan ketentuan pembebanan jembatan, ada 2 pilihan yang dapat digunakan untuk menghitung perencanaan pondasi jembatan, yaitu Pedoman Pembebanan Jalan Raya SKBI UDC : atau BMS7-C2- Bridge Design Code Perencanaan pondasi jembatan merupakan proses lanjut perencanaan teknis jembatan setelah perencanaan bangunan atas dan bangunan bawah diselesaikan. Oleh karena itu ketentuan pembebanan jembatan yang digunakan dalam perencanaan pondasi jembatan harus mengikuti ketentuan pembebanan jembatan yang telah digunakan dalam proses-proses sebelumnya yaitu proses perencanaan bangunan atas dan proses perencanaan bangunan bawah. Selanjutnya gaya-gaya horizontal, gaya vertikal dan momen lentur yang diperoleh dari perhitungan beban-beban kerja pada jembatan, digunakan untuk perhitungan pondasi jembatan. d. Dalam perhitungan pondasi jembatan diberikan contoh perhitungan pondasi tiang pancang kelompok dan pondasi sumuran. Untuk pondasi tiang pancang, diberikan contoh perhitungan tiang pancang kelompok dengan material tiang pancang beton prategang pracetak, sedangkan untuk pondasi sumuran diberikan contoh pondasi sumuran di bawah pile cap, diletakkan di atas tanah dengan daya dukung ijin 1000 kn/m 2 pada kedalaman 8 m dari tanah asli. 4-38

110 LATIHAN / PENILAIAN MANDIRI Latihan atau penilaian mandiri menjadi sangat penting untuk mengukur diri atas tercapainya tujuan pembelajaran yang disampaikan oleh para pengajar/ instruktur, maka pertanyaan dibawah perlu dijawab secara cermat, tepat dan terukur. Kode/ Judul Unit Kompetensi : INA : Merencanakan pondasi jembatan Soal : No. Elemen Kompetensi / KUK (Kriteria Unjuk Kerja) Pertanyaan Ya Tdk Jawaban: Apabila Ya sebutkan butir-butir kemampuan anda 1. Menganalisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah. 2. Memilih jenis pondasi jembatan Sudah dibuat soalnya di Bab 2 Sudah dibuat soalnya di Bab 3 3. Merencanakan pondasi jembatan sesuai dengan jenis pondasi yang telah dipilih 3.1. Kriteria desain pondasi jembatan diterapkan sesuai dengan ketentuan teknis yang berlaku 3.2. Ketentuan pembebanan jembatan untuk perencanaan pondasi diterapkan Dimensi pondasi jembatan dihitung dan direncanakan sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan 3.1. Apakah anda mampu menerapkan kriteria desain pondasi jembatan sesuai dengan ketentuan teknis yang berlaku? 3.2. Apakah anda mampu menerapkan ketentuan pembebanan jembatan untuk perencanaan pondasi jembatan? 3.3. Apakah anda mampu menghitung dan merencanakan dimensi pondasi jembatan sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan? a.... b.... c.... dst. a.... b.... c.... dst. a.... b.... c.... dst. 4-39

111 DAFTAR PUSTAKA 1. Spesifikasi Umum Bidang Jalan dan Jembatan, Pusat Litbang Jalan dan Jembaatan, Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Pekerjaan Umum Januari Teknik Fondasi II, Hary Christady Hardiyatmo Teknik Fondasi I, Hary Christady Hardiyatmo Foundation Analysis And Design, Joseph E. Bowles Mc Graw-Hill International Editions Pile Design and Construction Practice, M.J. Tomlinson Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah, Joseph E. Bowls/Johan K. Hainim Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan Beban Jembatan, BMS7-C2-Bridge Design Code 1992, Direktorat Jenderal Bina Marga, Departemen Pekerjaan Umum. 8. Pedoman Pembebanan Jalan Raya SKBI UDC : 62421, Departemen Pekerjaan Umum. 9. Rancangan 3 Pedoman Konstruksi dan Bangunan Standar Pembebanan Untuk Jembatan Pd x-xx-2004-b Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah. 10. Mekanika Tanah, L.D. Wesley Pondasi Tiang Pancang, Ir. Sardjono HS Mekanika Tanah & Teknik Pondasi, Ir. Suyono Sosrodarsono Kazuto Nakazawa Ir. Taulu dkk ACI Manual of Concrete Practice Structural Design, Structural Specification, Structural Analysis ACI Publication, Foundation Design, Wayne C. Teng 1979.