PROGRAM STUDI S-1 LINTAS JALUR JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNOLOGI SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 TUGAS AKHIR PERENCANAAN STRUKTUR BANGUNAN BAWAH JEMBATAN WELOLO PADA RUAS JALAN VIQUEQUE SAME TIMOR LESTE OLEH ESTEVᾹO de CARVALHO 3110 105 701
ABSTRAK STRUKTUR BANGUNAN BAWAH JEMBATAN BERPERANAN SANGAT PENTING DALAM KOMPOSISI SUATU JEMBATAN TAMPA PERENCANAAN YANG BAIK PADA STRUKTUR BANGUNAN BAWAH JEMBATAN YANG MELIPUTI ABUTMENT, RETAINNING WALL DAN PERKUATAN PENAHAN TANAH LAINNYA, MAKA BANGUNAN ATAS PUN TIDAK AKAN BERFUNGSI DENGAN BAIK KEDUA ABUTMENT YANG DIRENCANAKAN MEMPUNYAI KETINGGIAN 11 M TAMPA PILAR TENGAH, DENGAN SATU BENTANGAN YANG PANJANGNYA 60 M METODE PERENCANAAN YAITU MENGHITUNG BEBAN BEBAN YANG BEKERJA PADA ABUTMENT SERTA MENGUNAKAN METODE PERBAIKAN TANAH (MPT) UNTUK MENGSTABILKAN LERENG YANG MENGAKIBATKAN LONGSORAN PADA DAERAH DISEKITAR KEDUA PANGKAL JEMBATAN
BAB I PENDAHULUAN LATARBELAKANG LETAKNYA JEMBATAN WELOLO DI DAERAH KABUPATEN VIQUEQUE KHUSUSNYA DI KECAMATAN DILOR (LACLUTA) JEMBATAN WELOLO MERUPAKAN SALAH SATU JEMBATAN YANG DIRENCANAKAN UNTUK MENGHUBUNGKAN JALAN YANG TERPUTUS ANTARA KABUPATEN VIQUEQUE DAN KABUPATEN SAME YANG SELAMA INI TIDAK ADA JEMBATAN YANG MENGHUBUNGKAN JALAN ANTARA KEDUA KABUPATEN DI TIMOR LESTE JEMBATAN WELOLO LETAKNYA DI PESISIR SELATAN DI WILAYA TIMOR LESTE DAN HAMPIR SEMUA DAERAHNYA DATARAN RENDAH DENGAN PENGHASIL UTAMA PADI, HAL INI DAPAT DILIHAT PADA PETA KABUPATEN VIQUEQUE BERIKUT INI:
Plan location of Welolo Bridge Gambar 1. Peta lakasi Sumber Dinas PU Timor Leste
MENBANGUNNYA JEMBATAN WELOLO GUNA UNTUK MEMPERLANCAR ARUS LALULINTAS YANG MENGHUBUNGKAN KOTA KABUPATEN VIQUEQUE DAN KABUPATEN SAME DIPILIHNYA PERENCANAAN STRUKTUR BANGUNAN BAWAH JEMBATAN WELOLO KARENA PERMASALAHAN YANG SERING TERJADI ADALAH PADA KONSTRUKSI STRUKTUR BANGUNAN BAWAH JEMBATAN
I.2 PERMASALAHAN a. BAGAIMANA BISA MEMPERLANCAR ARUS LALULINTAS YANG MENGHUBUNGKAN KABUPATEN VIQUEQUE DAN KABUPATEN SAME PADA KAWASAN TERSEBUT b. UNTUK MEMPERLANCAR ARUS LALULINTAS, MAKA DIBUAT PERENCANAAN PADA STRUKTUR BANGUNAN BAWAH JEMBATAN WELOLO DENGAN PERMASALAHAN YANG DITINJAUH AL: 1. BAGAIMANA MERANCANG STRUKTUR BANGUNAN BAWAH JEMBATAN, PERMODELANNYA DAN ANALISA STRUKTUR BANGUNAN BAWAH JEMBATAN DENGAN BAIK BERDASARKAN PADA PERATURAN BMS SESUAI PERATURAN BARUNYA? 2. BEBAN BEBAN APA SAJA YANG HARUS DIPERHITUNGKAN UNTUK BANGUNAN BAWAH JEMBATAN? 3. BAGAIMANA MENGKONTROL KESTABILAN JEMBATAN DAN PENGARUH PELAKSANAAN TERHADAP STRUKTUR? 4. BAGAIMANA MERANCANG PERLETAKAN PADA BANGUNAN BAWAH SESUAI PERATURAN UNTUK JEMBATAN DIMAKSUD?
I.3.1 MAKSUD I.3 MAKSUD DAN TUJUAN MAKSUD PERENCANAAN JEMBATAN WELOLO ADALAH MEMBUAT SUATU DESAIN STRUKTUR BANGUNAN BAWAH YANG KUAT TAHAN GEMPA KARENA DAERAH TIMOR LESTE TERMASUK DAERAH RAWAN GEMPA SEPERTI PADA PETA ZONE GEMPA INDONESIA, TIMOR LESTE SECARA GEOGRAFIS BERADA DI ZONE KE 5
I.3.2 TUJUAN TUJUAN PERENCANAAN STRUKTUR BANGUNAN BAWAH JEMBATAN WELOLO ADALAH BAGAIMANA MENDESAIN SUATU STRUKTUR JEMBATAN YANG BAIK SESUAI PROSEDUR DAN STANDAR - STANADAR TEKNIS YANG SELAMA INI DIPELAJARI DAN NANTINYA BISA DITERAPKAN DI LAPANGAN, BERIKUT INI ACUAN ACUAN UNTUK PERENCANAAN : 1. Merancang struktur bangunan bawah jembatan dengan baik berdasarkan peraturan BMS. 2. Permodelan dan analisa struktur bangunan bawah jembatan. 3. Beban-beban apa yang harus diperhitungkan untuk perencanaan pada bangunan bawah jembatan. 4. Merencanakan dan menperghitungkan konstruksi bangunan - bangunan bawah jembatan. 5. Mengontrol pengaruh kestabilan pada struktur bangunan bawah jembatan dan pelaksanaan terhadap struktur. 6. Merancang jenis pondasi yang sesuai untuk jembatan.
I.4 BATASAN MASALAH MENGINGAT KETER BATASAN WAKTU DALAM PENYUSUNAN TUGAS AKHIR INI MAKA ADA BEBERAPA PERMASALAHAN YANG PERLU KAMI BATASI, ANTARA LAIN: 1. Biaya konstruksi jembatan, Perencanaan struktur bangunan atas jembatan, perencanaan perkerasan jalan pada jembatan, teknik pelaksanaan pada konstruksi jembatan, tidak kami bahas dalam tugas akhir ini. 2. Untuk bangunan atasnya kami hanya mengambil beban bebannya saja dalam perencanaan bangunan bawah jembatan.
I.5 MANFAAT MANFAAT DARI PERENCANAAN JEMBATAN PADA TUGAS AKHIR INI ADALAH SEBAGAI BERIKUT : 1. Sebagai solusi untuk memperlancar arus lalu lintas yang menghubung kabupaten Viqueque dan kabupaten Same guna membantu menunjang roda perekonomian masyarakat di sekitarnya. 2. Sebagai bahan rekomendasi dan evaluasi bagi pemerintah setempat dalam pembangunan pada struktur bangunan bawah Jembatan perlu diperhatikan.
TINJAUAN PUSTAKA 2. 1 UMUM Struktur banggunan bawah jembatan adalah merupakan baguian dari suatu struktur jembatan yang terletak di sebelah bawah struktur bangunan atas jembatan dibawah lantai kendaraan jembatan yang berfungsi untuk menerima beban beban dari struktur bangunan atas jembatan dan menyalurkan beban beban tersebut ke tanah dasar melalaui pondasi jembatan. Struktur bangunan bawah jembatan mempunyai peranan yang sangat penting dalam komposisi struktur jembatan itu sendiri baik itu dari segi kemanpuan menerima beban beban berupa beban horizontal, beban vertikal, beban gempa maupun beban angin dan lain lain. Struktur bangunan bawah jembatan yang meliputi abutment, oprit jembatan, plat injak,dan retaining wall memerlukan suatu perencanaan yang baik sesuai standar standar SNI, peraturan BMS dan peraturan keluaran baru lainnya dengan maksud agar suatu konstruksi bangunan bawah berkualitas tahan gempa, kuat, aman dan nyaman, seefisien munkin dengan biaya yang murah.
2.2 TIPE STRUTUR BANGUNAN BAWAH JEMBATAN 2. 2.1 ABUTMENT berfungsi untuk mendukung bangunan atas dan juga sebagai penahan tanah. Sebagai perletakan balok jembatan atau beam. Sebagai perletakan plat injak. Sebagai penerus gaya-gaya yang bekerja pada struktur bangunan atas ke pondasi. Sebagai penahan tekanan tanah aktif. Abutment yang akan direncanakan ada dua yaitu di kiri dan kanan sungai, sehingga masing - masing abutment mempunyai data tanah sendiri - sendiri 2.2.2 Kriteria perencanaan abutment Perencanaan abutment akan memperhitungkan beban beban sebagai berikut: Daya dukung tanah Gaya lateral Berat sendiri abutment ditambah beban beban bangunan atas Gaya horizontal dan vertical Gaya momen guling, geser dan penurunan
BANGUNAN BAWAH Pembebanan Abutment Beban Primer: Beban Mati Beban Hidup Beban Sekunder: Beban Rem Beban Angin, Beban Gempa Tekanan Tanah Gambar 3 gaya gaya yang bekerja pada abutment Keterangan : Pa1, Pa2, Pa3 : Gaya tekan aktip tanah pada belakang abutment Pp1, Pp2 : Gaya tekan pasif tanah di depan abutmment G : Berat sendiri abutment G1 : Gaya gempa akibat bangunan atas Hg : Gaya gesek akibat tumpuan bergerak Hrm : Gaya akibat rem Rvd : Gaya tekan akibat beban dari atas
2.2.3 OPRIT JEMBATAN, PELAT INJAK Oprit jembatan dan plat injak adalah suatu struktur bangunan yang terletak diantara jembatan dan jalan guna untuk melandaikan atau memberi bidang datar dan berfungsi untuk mencegah terjadinya penurunan setempat ( settlement ) pada tanah dasar dibelakang dinding penahan (back wall) jembatan sehingga tidak terjadi perubahan ketinggian yang menyolok antara jalan dan jembatan. (sumber Civilianz, selasa 3 Mei 2011)
2.2.4 RETAINING WALL Dinding penahan adalah struktur bangunan yang digunakan untuk menahan tanah tanah lepas atau memberikan kestabilan terhadap tanah guna mencegah keruntuhan tanah yang miring atau lereng yang kemanpuan tidak dapat dijamin oleh lereng itu sendiri. Fungsi utama dari konstruksi dinding penahan (retaining wall ) adalah untuk: Memberikan kestabilan terhadap bangunan jalan, jembatan dan bangunan perumahan dan lain lain yang ada disekitarnya Mengstabilkan lereng - lereng akibat longsoran tanah Menahan gerusan di alur sungai Memberi perlindungan pada tebing di tepi jalan atau pada tepi sungai
2.2.3.1 BEBAN BEBAN YANG PERLU DIPERHITUNGKAN PADA RETANNING WALL AN TARA LAIN: Beban akibat berat sendiri Beban akibat timbunan tanah disekitar jembatan Beban horizontal dan vertical akibat gesekan dan penurunan tanah Beban lateral Kontrol guling, geser, penurunan dan Daya dukung tanah
BAB III METODOLOGI 3.1 PENGUMPULAN DATA PERENCANAAN DAN STUDI LITERATUR Pengumpulan data perencanaan. Sumber data dipeoleh dari Dinas Pekerjaan Umum( Obras Publicas ), Bina Marga (Estradas Pontes e Controlo de Cheias ) Timor Leste. Data-data teknis tersebut meliputi data tanah, hidrologi, topografi, lalulintas, dan lingkungan. Data data teknis dari jembatan tersebut adalah: Nama jembatan : Jembatan Welolo - Viqueque Lokasi : Lacluta kabupaten Vqueque - Timor Leste Pajang bentang : 60 m Struktur utama jembatan : Jembatan Rangka Baja Zona gempa : 5 Data bahan Kekuatan tekan beton (fc ) Kekuatan leleh baja (fy) BJ 410
Studi Literatur Standar Nasional Indonesia (SNI) T-02-2005. Standar Pembebanan Untuk Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum Standar Nasional Indonesia (SNI) T-12-2004. Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum. Bridge Design Manual Bridge Management System (BMS). 1992. Departamen Pekerjaan Umum Dirjen Bina Marga. Sumber-sumber yang lain digunakan dalam tugas akhir ini antara lain: Bambang Supriyadi dan Agus Setyo Muntohar, jembatan Chu-Kia Wang Struktur Statis Tak Tentu Pedoman perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya SKBI 1.3.28.1987 Departamen Pekerjaan Umum. Standar Nasional Indonesia SNI 03-2847-2002 Standar Nasional Indonesia SNI 1726 2002, Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD Diktat Kuliah Rekayasa Struktur Baja, Beton, Metode Perbaikan Tanah ( MPT ), Teknik Pondasi dan Mekanika Tanah Berikut ini adalah metode penyelesaian yang digambarkan dengan diagram aliran dari pekerjaaan tugas ini:
3.2 Diagram alur metodologi START T PENGUMPULAN DATA PERENCANAAN dan STUDI LITERATUR PRELIMINARY DESIGN ANALISA PEMBEBANAN PEMBEBANAN ABUTMENT PERENCANAAN GEOTEXTILE PADA TIMBUNAN PERENCANAAN DIMENSI ABUTMENT Kontrol Stabilitas NOT OK OK Kontrol Stabilitas Abutment Pondasi NOT OK SELESAI A OK
3.3 STRUKTUR BANGUNAN BAWAH JEMBATAN 3.3.1 KEPALA JEMBATAN (ABUTMENT) Disain awal kepala jembatan secara umum harus disesuaikan dengan jenis pondasi yang digunakan dan ketinggian dari jembatan yang direncanakan. Beban yang diterima kepala jembatan antara lain: beban bangunan atas dan tekanan tanah. Tekanan tanah aktif merupakan tekanan tanah yang membebani dinding penahan tanah dengan arah horisontal, apabila dinding penahan tanah digerakkan ke arah tanah isian di bagian belakang maka tekanan tanah akan meningkat perlahan-lahan sampai mencapai suatu harga tetap. Tekanan tanah pasif mempunyai tegangan horisontal yang arahnya berlawanan dengan tekanan tanah aktif.
Tabel 3.1. Harga Untuk Tiap Jenis Tanah Macam tanah (dalam o ) Gambar 3.1 Arah gaya tekanan tanah aktif Dimana : = Berat isi tanah (t/m 3 ) h = Kedalaman tanah (m) q = beban merata (t/m) Ko = koefisien tekanan tanah Kerikil kepasiran Kerikil kerakal Pasir padat Pasir lepas Lempung kelanauan Lempung 35 40 35 40 35 40 30 25 30 20. 25 K o = tan 2 45 2 3.30
PERENCANAAN PONDASI Pondasi Terletak diatas tanah dasar berfungsi untuk menerima beban diatasnya serta gaya Uplifth yaitu dari tanah dasar yang mendapat perlawana atas beban diatanya Jenis pondasi Podasi dalam dan pondasi dangkal Kontrol Stabilitas Pondasi Kontrol terhadap guling Kontrol terhadap geser Kontrol terhadap daya dukung tanah Jika hasil kontrol, abutment memenuhi persyaratan guling dan geser. Tetapi kontrol terhadap daya dukung tidak memenuhi, Sehingga perlu pondasi tiang
Tipe Pondasi Tiang : Tiang Kayu, tiang yang dibuat dari kayu umumnya berdiameter antara 10-25 cm. Ujung tiang dilindungi dengan sepatu dari besi. Beban maksimum yang dapat dipikul 270-300kN. Tiang Beton Pracetak, tiang dari beton yang dicetak di suatu tempat umumnya berbentuk prisma atau bulat. Ukuran tidak berlubang 20 sampai 60 cm,berlubang 140cm. Beban maksimum yang dapat dipikul 300-800kN. ( Sumber H. C. Hardiyatmo, Edisi ke II TekPond. hal 63, 64)
Tiang Baja Profil, tiang pancang yang bahannya dibuat dari baja profil. Tiang Bor, Tiang bor dipasang ke dalam tanah dengan cara mengebor tanah terlebih dahulu.kemudian dipasang tulanganyang telah dirangkai lalu di cor. Dari tipe tipe tiang dipilih Tiang pancang dengan pertimbangan: Bahan tiang dapat diperiksa sebelum dipancang Prosedur pelaksanaan tidak dipengaruhi oleh air tanah Dapat menambah kepadatan tanah granuler Dapat di pancang sampai kedalaman yang dalam.
PERENCANAAN PONDASI TIANG GRUP Perhitungan jarak tiang Untuk jarak as ke as tepi pancang 2,5 D < S < 3,0 D Untuk jarak tepi ke as tiang pancang 1,5 D < S1< 2 D Dimana: S = jarak antar tiang pancang S1 = jarak as tiang pancang ke tepi D = diameter tiang pancang Gambar 3.2 Pondasi tiang pancang grup Perencanaan poer Kontrol dimensi poer Untuk merencanakan tebal poer harus memenuhi syarat yaitu kuat geser nominal beton harus lebih besar dari geser pons, dimana nilai Vc diambil dari persamaan dalam SNI 03 2847 2002 Pasal 13.12.2(1) V c = 1 + 2 β c f c b o d 6 V c = V c = 1 3 α 2 d b o + 2 f c b o d f c b o d 12