PERENCANAAN PILE CAP BERDASARKAN METODA SNI 03-2847-2002 DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM VISUAL BASIC Heidy Wirawijaya Binus University, Jakarta, DKI Jakarta, Indonesia Abstrak Pile cap merupakan salah satu bagian dari pondasi tiang pancang (kepala tiang) yang perencanaannya haruslah baik dan efisien agar tidak mengalami kegagalan seperti patah maupun pergeseran serta desainnya tidak boros atau sesuai dengan kebutuhan. Perencanaan pile cap masih banyak dilakukan dengan cara perhitungan manual dimana perhitungan secara manual memerlukan tingkat ketelitian yang tinggi serta membutuhkan waktu yang lebih banyak. Oleh sebab itu perlu dibuat aplikasi komputer yang dapat menghitung serta mendesain perencanaan pile cap. Perhitungan kuat geser satu arah pile cap, kuat geser dua arah pile cap, serta aturan-aturan tentang penulangan dihitung berdasarkan metoda SNI 03-2847-2002 ("Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung"). Perhitungan ini meliputi dimensi pile cap, tebal pile cap, serta penulangan dan detail penulangan pile cap. Untuk mempermudah perhitungan, maka dibuat program perencanaan pile cap dengan bahasa pemrograman Visual Basic 2008. Pada penelitian ini dilakukan beberapa analisa, yang pertama adalah analisa pengaruh jumlah tiang pancang/pile rencana terhadap efisiensi perencanaan pile cap. Dari analisa ini didapat hasil bahwa perencanaan pile cap yang paling efisien adalah pile cap dengan tiga pile. Berikutnya adalah analisa pengaruh besarnya diameter pile terhadap tebal pile cap dimana dari analisa ini disimpulkan bahwa semakin besar diameter pile yang digunakan maka semakin kecil tebal pile cap yang diperlukan. Perencanaan pile cap sebaiknya selalu mengikuti SNI yang terbaru dimana untuk selanjutnya, program ini dapat dikembangkan berdasarkan teori atau metoda perhitungan lain serta mengikuti SNI yang terbaru. Selain itu, program dapat dikembangkan dengan cara menambah perhitungan pile cap untuk jumlah pile yang lebih banyak. Kata kunci : pile cap, program, SNI 03-2847-2002, analisa perencanaan pile cap.
1. Latar Belakang Bangunan tingkat tinggi tentunya harus direncanakan dengan baik dan matang. Salah satu bagian terpenting pada bangunan tingkat tinggi adalah pondasi. Pondasi adalah bagian terbawah dari sebuah struktur bangunan yang berfungsi untuk menempatkan bangunan dan meneruskan beban yang disalurkan dari struktur atas ke lapisan tanah dasar. Pondasi harus cukup kuat menahan beban dari struktur atas tanpa terjadinya penurunan. Salah satu jenis pondasi dalam yang umum dipakai di Jakarta adalah pondasi tiang pancang. Pondasi tiang pancang membutuhkan kepala tiang atau biasa disebut sebagai pile cap. Perencanaan pile cap haruslah baik dan efisien agar pile cap tidak mengalami kegagalan seperti patah maupun pergeseran (satu arah maupun dua arah) dan desain pile cap tidak boros sesuai dengan kebutuhan. Oleh sebab itu dibutuhkan perhitungan yang teliti untuk perencanaan dimensi pile cap, tebal pile cap, serta penulangan pile cap. Perencanaan pile cap masih banyak dilakukan dengan cara perhitungan manual. Hal ini dikarenakan masih minimnya aplikasi komputer yang dapat digunakan untuk perencanaan pile cap. Perhitungan manual dibutuhkan ketelitian yang tinggi dalam perhitungan serta waktu yang lebih banyak. Oleh sebab itu perlu dibuat suatu aplikasi komputer yang dapat digunakan untuk perhitungan dalam perencanaan pile cap guna mempermudah dan mempercepat perhitungan dalam perencanaan pile cap.
2. Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut. a. Melakukan studi kasus di salah satu proyek dengan cara merencanakan pile cap menggunakan aplikasi komputer Visual Basic 2008 sesuai dengan data proyek serta melakukan analisa antara hasil perhitungan pile cap dari program dengan hasil perhitungan pile cap pada proyek. b. Melakukan beberapa analisa pile cap dalam beberapa variabel dengan menggunakan aplikasi komputer Visual Basic 2008. Manfaat dari penelitian ini adalah mengetahui hasil dari beberapa analisa yang dilakukan baik dari analisis studi kasus maupun dari analisa perencanaan pile cap dalam beberapa variabel sebagai tambahan pengetahuan dalam perencanaan pile cap. 3. Lingkup Penelitian Batasan-batasan masalah yang akan dibahas adalah: a. Program perencanaan pile cap dikhususkan untuk menghitung dimensi pile cap, kuat geser satu arah pile cap, kuat geser dua arah pile cap pada kolom, kuat geser dua arah pile cap pada pile, momen lentur pile cap, tebal pile cap, penulangan pile cap, serta gambar desain penulangan pile cap. b. Input dari program ini berupa jenis tiang pancang (lingkaran atau persegi), dimensi tiang pancang (mm), jarak antar pile (2D 3D), beban kolom ultimit terfaktor (kn), banyaknya pile dalam 1 pile cap, mutu beton (MPa), mutu
baja (MPa), dimensi kolom (mm), diameter tulangan yang digunakan (mm), dan tipe kolom (kolom dalam, kolom sudut, atau kolom tepi). c. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah Visual Basic 2008. d. Perhitungan kuat geser satu arah pile cap, kuat geser dua arah pile cap pada kolom, kuat geser dua arah pile cap pada pile, dan aturan-aturan tentang penulangan berdasarkan metoda SNI 03-2847-2002 ("Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung"). e. Dalam perhitungan perencanaan pile cap, program hanya menghitung pile cap dengan dua pile, pile cap dengan tiga pile, dan pile cap dengan empat pile. f. Dalam BAB 4 Hasil dan Pembahasan, dilakukan validasi program dengan cara perbandingan perhitungan manual dan perhitungan menggunakan program, studi kasus, serta analisa perencanaan pile cap dalam beberapa variabel. 4. Metodologi Adapun tahapan-tahapan penelitian yang akan dilakukan adalah sebagai berikut: a. Penelitian dimulai dengan mengidentifikasikan permasalahan sebagai acuan dilakukannya penelitian. Identifikasi masalah ini harus terkait dengan topik pembahasan penelitian. b. Mencari tinjauan pustaka atau studi literatur sebagai bahan referensi dari penelitian ini.
c. Tahap berikutnya adalah menentukan parameter-parameter yang akan menjadi input dari pemrograman yang akan dibuat dan memulai perancangan tampilan visual program. d. Selanjutnya adalah membuat program perencanaan pile cap berdasarkan tinjauan pustaka yang digunakan dengan program visual basic. e. Memeriksa validasi program dengan membandingkan hasil perhitungan manual dengan hasil perhitungan menggunakan program. Jika perhitungan menggunakan program memberikan selisih yang jauh dari hasil perhitungan manual, maka dilakukan pengecekan dan perbaikan coding pada program sampai hasil perhitungan yang didapat tepat atau benar. f. Langkah terakhir adalah memberikan kesimpulan dan saran dari penelitian ini. Pengumpulan data pada penelitian ini adalah dengan melakukan tinjauan pustaka atau studi literatur tentang perencanaan pile cap. Tinjauan pustaka ini mengacu pada SNI 03-2847-2002 ("Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung") dan beberapa literatur buku.
4.1 Gambar Rencana Pile Cap Hasil perhitungan proyek untuk pile cap dengan empat pile dapat dilihat pada tabel 4.1. Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Proyek Pile Cap dengan Empat Pile Panjang Pile Cap (l w ) 2.100 mm Lebar Pile Cap (b w ) Tebal Pile Cap (H) 2.100 mm 1.200 mm Tulangan Arah X D19 150 + D22 150 Tulangan Arah Y D19 150 + D22 150 4.2 Hasil Perhitungan Program Perhitungan program menggunakan beberapa data asumsi. Hal ini dikarenakan adanya beberapa data yang kurang. Berikut merupakan hasil perhitungan program untuk pile cap dengan empat pile dapat dilihat pada tabel 4.2. Data Asumsi : Jarak antar pile Ukuran kolom Mutu beton : 3D : 600 mm 600 mm : 30 MPa
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Program Pile Cap dengan Empat Pile Panjang Pile Cap (l w ) 2.100 mm Lebar Pile Cap (b w ) Tebal Pile Cap (H) 2.100 mm 1.750 mm Tulangan Arah X D19-75 Tulangan Arah Y D19-75 4.3 Analisa Pengaruh Jumlah Tiang Pancang/Pile Rencana Terhadap Efisiensi Perencanaan Pile Cap Berikut merupakan hasil analisa menggunakan bantuan program. Tabel 4.3 Pengaruh Jumlah Pile Rencana Terhadap Efisiensi Perencanaan Pile Cap Harga Satuan : Beton Readymix K350 : Rp. 650.000,-/m 3 (Harga diambil dari PT. Betamix) Reinforcement : Rp. 7.000,-/kg (Harga diambil dari Jurnal Harga Bahan Bangunan 2012) Σ pile 2Ø500 mm 3Ø400 mm 4Ø300 mm Volume Beton 3,588 m 3 2,6507 m 3 2,475 m 3 Reinforcement D16-50 D16-75 D16-75 (92,65 kg) (42,15 kg) (80,97 kg) Total Harga Rp. 2.980.750,- Rp. 2.018.000,- Rp. 2.175.500,- Dari tabel 4.3 didapatkan kurva perbandingan total harga antara pile cap dengan 2 pile, pile cap dengan 3 pile, pile cap dengan 4 pile yaitu sebagai berikut:
Gambar 4.1 Perbandingan Total Harga Antara Pile Cap Dengan 2 Pile, Pile Cap Dengan 3 Pile, dan Pile Cap Dengan 4 Pile Dari kurva diatas, dapat disimpulkan bahwa perencanaan pile cap yang paling efisien adalah pile cap dengan tiga pile.
4.4 Analisa Pengaruh Besarnya Diameter Pile Terhadap Tebal Pile Cap Berikut merupakan hasil perhitungan menggunakan program. Tabel 4.4 Pengaruh Besarnya Diameter Pile Terhadap Tebal Pile Cap Diameter Pile 2 Pile 3 Pile 4 Pile (D) (mm) Tebal Pile Cap (H) (mm) Tebal Pile Cap (H) (mm) Tebal Pile Cap (H) (mm) 200 1.550 1.000 750 250 1.450 850 650 300 1.350 750 600 350 1.250 700 550 400 1.150 600 500 450 1.100 550 450 500 1.000 550 450 Dari hasil tabel 4.4, didapatkan grafik hubungan antara besarnya diameter pile terhadap tebal pile cap dengan jenis pile cap 2 pile, 3 pile, dan 4 pile yaitu sebagai berikut : Gambar 4.2 Hubungan Antara Besarnya Diameter Pile Terhadap Tebal Pile Cap
Dari grafik diatas, dapat disimpulkan bahwa semakin besar diameter pile (D) yang digunakan maka semakin kecil tebal pile cap (H) yang diperlukan. Hal ini disebabkan karena semakin besarnya diameter pile (D), maka semakin besar lebar pile cap (b w ) dan panjang pile cap (l w ) yang menyebabkan nilai kuat geser pile cap (V c ) semakin besar sehingga tebal pile cap (H) yang diperlukan akan berkurang. 5. Kesimpulan Dari penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan : a. Pada hasil perhitungan proyek dan hasil perhitungan program (studi kasus), didapatkan bahwa: Panjang dan lebar pile cap dari hasil perhitungan proyek sama dengan hasil perhitungan program, yaitu 2.100 mm dan 2.100 mm. Tulangan pada perhitungan program didapat D19 75 (Σluas tulangan : 6.615 mm 2 ), sedangkan pada proyek digunakan tulangan D19 150 + D22 150 (Σluas tulangan = 8.150 mm 2 ). Tebal pile cap pada perhitungan program didapat 1.750 mm (V c = 2.394,6 kn ;V u = 2.340,3 kn), sedangkan pada proyek digunakan tebal 1.200 mm + tulangan geser D13 200 (V c + V s = 2.730,7 kn). b. Dari hasil analisa perencanaan pile cap dalam beberapa variabel, didapatkan bahwa:
Pada analisa pengaruh jumlah tiang pancang/pile rencana terhadap efisiensi perencanaan pile cap, disimpulkan bahwa perencanaan pile cap yang paling efisien adalah pile cap dengan tiga pile. Pada analisa pengaruh besarnya diameter pile terhadap tebal pile cap, disimpulkan bahwa semakin besar diameter pile yang digunakan maka semakin kecil tebal pile cap yang diperlukan. 6. Saran Program perencanaan pile cap ini dibuat sebagai alat bantu dalam perhitungan, berikut merupakan beberapa saran untuk pengembangan program. a. Untuk penelitian lebih lanjut, program dapat dikembangkan dengan cara menambah perhitungan pile cap untuk jumlah pile yang lebih banyak. b. Program ini mengacu pada teori dan peraturan berdasarkan SNI 03-2847- 2002 ("Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung") dan beberapa literatur buku. Untuk selanjutnya, program ini dapat dikembangkan berdasarkan teori atau metoda perhitungan lain. c. Desain gambar pada program ini masih sangat kaku sehingga untuk kedepannya tampilan desain dapat dibuat lebih bagus sehingga informasiinformasi yang terkandung didalam gambar dapat tersalurkan dengan baik.
Daftar Pustaka [1] Bowles, J. E. (1991). Analisis dan Desain Pondasi. (Edisi Keempat Jilid 2). Jakarta: Erlangga. [2] Budhu, M. (2007). Soil Mechanics and Foundations. (2 nd Edition). United States of America: John Wiley & Sons, Inc. [3] Charles W. W. Ng, Simons N. & Menzies B. (2004). A Short Course in Soilstructure Engineering of Deep Foundations, Excavations, and Tunnels. London: Thomas Telford Ltd. [4] McCormac, J. C. (2004). Desain Beton Bertulang. (Edisi Kelima Jilid 2). Jakarta: Erlangga. [5] Nawy, E. G. (2005). Reinforced Concrete : Fundamental Approach. (5 th Edition). United States: Prentice Hall. [6] SNI 03-2847-2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung. Badan Standardisasi Nasional. [7] Sudarmanto. 2009. Kajian Luas Tulangan Tekan Pada Penampang Beton Dengan Tulangan Tunggal Dan Tulangan Rangkap. Diperoleh (20-01-2012) dari http://isjd.pdii.lipi.go.id/admin/jurnal/81095057.pdf. [8] Tomlinson, M. J. (1994). Pile Design and Construction Practice. (Fourth Edition). London: E & FN Spon. [9] Tomlinson, M. & Woodward J. (2008). Pile Design and Construction Practice. (Fifth Edition). London: Taylor & Francis.