PERENCANAAN PONDASI SILO SEMEN CURAH DAN LOADING PLANT PADA LOKASI PACKING PLANT PT SEMEN INDONESIA DI BALIKPAPAN, KALIMANTAN TIMUR Ayu Kartika Redyananda 3110100038 Dosen Pembimbing: Ir. Suwarno, M.Eng. Ir. Ananta Sigit Sidharta, M.Sc., Ph.D.
Latar Belakang PT Semen Indonesia (Persero) terus berupaya memperkuat penetrasi pasarnya. Hal ini dapat dibuktikan dengan adanya proyek pabrik pengemasan (packing plant) di Balikpapan, Kalimantan Timur. Konsep pembangunan packing plant ini didasari atas pemikiran pada pertumbuhan permintaan semen di Kalimantan yang begitu tinggi. Pada lokasi perencanaan tersebut terdapat silo penyimpan semen curah dengan dimensi adalah tinggi sebesar 36,9 m dan diameter sebesar 16,848 m, dan juga terdapat bangunan loading plant yang merupakan tempat pengemasan semen yang akan didistribusikan. Dari data tanah, diperoleh hasilbahwa tanah yang berada di lokasi perencanaan adalah berjenis tanah lunak (N-SPT<10)
Latar Belakang Lokasi packing plant Silo semen curah Bangunan loading plant Penyelidikan tanah dasar Tanah lunak (N-SPT<10) Daya dukung tanah yang rendah Tanah mengalami pemampatan yang besar Alternatif perencanaan pondasi
Sumber : maps.google.com Lokasi
Layout Lokasi Perencanaan Sumber : PT. Teknindo Geosistem Unggul
Gambar Potongan Silo Semen Curah Sumber : PT. Teknindo Geosistem Unggul
Rumusan Masalah 1. Bagaimana karakteristik tanah dasar yang berada pada lokasi packing plant? 2. Bagaimana perencanaan perbaikan tanah dasar silo dan loading plant agar tanah mampu menahan beban di atasnya? 3. Bagaimana perencanaan pondasi silo semen curah agar silo tersebut stabil menahan beban semen curah? 4. Bagaimana pengaruh getaran yang terjadi pada mesin yang terdapat di lokasi loading plant? 5. Bagaimana perencanaanpondasi dibawah loading plant? 6. Bagaimana kontrol stabilitas pondasi di bawah silo semen curah dan loading plant?
Batasan Masalah 1. Data yang digunakan adalah data sekunder. 2. Lokasi perencanaan dari layout perencanaan packing plant sesuai dengan data perencanaan. 3. Tidak memperhitungkan Rencana Anggaran Biaya. 4. Tidak merencanakan perbaikan tanah dasar pada lokasi packing plant. 5. Struktur utama bangunan pada loading plant diabaikan.
Tujuan Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk mengetahui karakteristik tanah dasar di lokasi perencanaan yang selanjutnya digunakan dalam perencanaan pondasi untuk silo semen curah dan loading plant pada lokasi packing plant PT Semen Indonesia di Balikpapan, Kalimantan Timur.
Metodologi Penulisan
Perencanaan Pondasi Dalam Silo Semen Curah Perhitungan beban pada silo : Beban mati = 9256,46 ton Beban operating = 8330,814 ton Beban hidup = 231,31 ton Beban angin = 30,70 ton Beban gempa = 377,508 ton
Direncanakan : D = 60 cm Luas penampang (Ap) = ¼ π D₁² - D₂² = 0,16 m² Keliling selimut (As) = π D h = 47,12 m Tiang direncanakan menyentuh lapisan tanah keras dengan N-SPT 30 pada kedalaman 25 m. Qp = (Np x k) x Ap = (49,16 x 35) x 0,16 = 270,282 ton Qs = (Ns/3 + 1) x As = (2,90 + 1) x 47,12 = 183,590 ton Ql = Qp + Qs = 270,282 + 183,590 = 453,872 ton Ql ijin = Ql/SF = 151,29 ton
Perhitungan Daya Dukung Pondasi Kedalaman (m) N-SPT N' Jenis K qp qs Qp Qs Ql Np Ns' Ns Ns/3 Tanah t/m² t/m² t/m² ton ton ton 0 0 0 clayey silt 0.44 20 8.87 3.00 3.00 1.00 2.00 1.393 0.000 1.393 1 0.39 0.39 clayey silt 0.80 20 15.95 3.00 3.00 1.00 2.00 2.505 3.770 6.275 2 0.94 0.94 clayey silt 1.04 20 20.76 3.00 3.00 1.00 2.00 3.261 7.540 10.801 3 1.86 1.86 clayey silt 1.50 20 29.96 3.00 3.00 1.00 2.00 4.706 11.310 16.016 4 2 2 clayey silt 2.08 20 41.60 3.00 3.00 1.00 2.00 6.535 15.080 21.614 5 2.3 2.3 clayey silt 2.69 20 53.84 3.00 3.00 1.00 2.00 8.457 18.850 27.307 6 3.3 3.3 clayey silt 3.12 20 62.40 3.30 3.04 1.01 2.01 9.802 22.781 32.583 7 4 4 silty clay 3.69 15 55.35 4.00 3.16 1.05 2.05 8.694 27.104 35.798 8 4 4 silty clay 4.40 15 66.00 4.00 3.26 1.09 2.09 10.367 31.444 41.811 9 4.85 4.85 silty clay 4.72 15 70.80 4.85 3.42 1.14 2.14 11.121 36.276 47.397 10 5.85 5.85 silty clay 4.72 15 70.80 5.85 3.64 1.21 2.21 11.121 41.698 52.819 11 4.9 4.9 silty clay 4.72 15 70.80 4.90 3.74 1.25 2.25 11.121 46.595 57.716 12 4 4 silty clay 4.55 15 68.25 4.00 3.76 1.25 2.25 10.721 50.981 61.701 13 4 4 silty clay 4.18 15 62.70 4.00 3.78 1.26 2.26 9.849 55.368 65.217 14 4 4 silty clay 4.00 15 60.00 4.00 3.79 1.26 2.26 9.425 59.757 69.182 15 4 4 silty clay 4.08 15 61.20 4.00 3.81 1.27 2.27 9.613 64.147 73.761 16 4 4 silty clay 4.44 15 66.57 4.00 3.82 1.27 2.27 10.457 68.538 78.995 17 4.4 4.4 silty clay 4.84 15 72.57 4.40 3.85 1.28 2.28 11.399 73.168 84.567 18 5.79 5.79 silty clay 5.24 15 78.57 5.79 3.95 1.32 2.32 12.342 78.626 90.968 19 6 6 silty clay 5.64 15 84.57 6.00 4.05 1.35 2.35 13.284 84.217 97.501 20 6 6 silty clay 6.07 15 91.02 6.00 4.15 1.38 2.38 14.297 89.814 104.111 21 6 6 silty clay 9.03 15 135.51 6.00 4.23 1.41 2.41 21.286 95.416 116.701 22 6.55 6.55 silty clay 18.37 15 275.58 6.55 4.33 1.44 2.44 43.288 101.353 144.641 23 26.24 20.62 silty clay 28.67 15 430.08 26.24 5.25 1.75 2.75 67.557 119.151 186.708 24 90.38 52.69 silty sand 38.97 35 1364.02 50.00 7.04 2.35 3.35 214.260 151.327 365.587 25 100 57.5 silty sand 49.16 35 1720.67 50.00 8.69 2.90 3.90 270.282 183.590 453.872 26 100 57.5 silty sand 53.80 35 1882.86 50.00 10.22 3.41 4.41 295.759 215.929 511.688 27 100 57.5 silty sand 49.88 35 1745.87 50.00 11.64 3.88 4.88 274.241 248.338 522.578 28 72.58 43.79 silty sand 45.42 35 1589.70 50.00 12.96 4.32 5.32 249.709 280.807 530.517 29 51.24 33.12 clay 41.13 12 493.51 50.00 14.20 4.73 5.73 77.521 313.332 390.853 30 55.38 35.19 clay 36.99 12 443.86 50.00 15.35 5.12 6.12 69.721 345.908 415.628 31 57.06 36.03 silty clay 35.80 15 536.99 50.00 16.43 5.48 6.48 84.349 378.528 462.878 32 58.62 36.81 silty clay 37.16 15 557.39 50.00 17.45 5.82 6.82 87.554 411.190 498.744 33 60.69 37.845 silty clay 38.42 15 576.32 50.00 18.41 6.14 7.14 90.527 443.889 534.417 34 64.84 39.92 silty sand 39.52 35 1383.03 50.00 19.31 6.44 7.44 217.245 476.623 693.868 35 68 41.5 silty sand 40.19 35 1406.62 50.00 17.75 5.92 6.92 220.951 456.405 677.355 36 68 41.5 silty sand 40.40 35 1414.07 50.00 20.97 6.99 7.99 222.122 542.183 764.304 37 65.36 40.18 silty sand 40.48 35 1416.70 50.00 21.73 7.24 8.24 222.534 575.003 797.537 38 62.82 38.91 silty sand 40.53 35 1418.62 50.00 22.46 7.49 8.49 222.836 607.849 830.685 39 65.59 40.295 silty sand 40.29 35 1410.15 50.00 23.15 7.72 8.72 221.506 640.717 862.223 40 68.55 41.775 silty sand 40.33 35 1411.43 50.00 23.80 7.93 8.93 221.707 673.607 895.314
Menentukan jumlah tiang : n = Beban terbesar / Qijin = 9865,278 / 151,29 = 65,21, dipakai 70 tiang Daya dukung tiang kelompok : Ql (group) = Ql (1 tiang) x n x η = 151,29 x 70 x 0,86 = 9107,685 ton Pmax = 141,14 ton < Ql = 151,29 ton (ok) Maka, daya dukung satu tiang cukup menahan beban maksimum satu tiang pancang.
Perencanaan penulangan poer : Dimensi poer (B x L) = 24000 x 22000 mm Tebal poer (t) = 2500 mm Tebal selimut beton = 50 mm No. Tulangan Ø (mm) Jarak (mm) 1. Longitudinal arah x 36 80 2. Longitudinal arah y 36 80 3. Geser arah x 10 200 4. Geser arah y 10 200
Perencanaan Pondasi Dangkal Silo Semen Curah Dari hasil analisi data tanah, diperoleh tebal lapisan compressible sebesar 23 m dengan N-SPT < 10 dengan jenis konsistensi tanah very soft hingga medium stiff. Sifat fisik tanah timbunan : C = 0 ϒt = 1,9 t/m³ Φ = 30 Elevasi rencana : Tinggi timbunan rencana (Hfinal) untuk silo adalah 4,0 m.
Perencanaan Timbunan : Variasi Beban Timbunan q = 3 t/m² q = 11 t/m² q = 5 t/m² q = 13 t/m² q = 7 t/m² q = 15 t/m² q = 9 t/m² Perhitungan besar pemampatan (Sci) Perhitungan tinggi timbunan awal (Hinisial) Perhitungan tinggi timbunan akhir (Hfinal)
Hasil perhitungan settlement, Hinisial, dan Hfinal akibat beban timbunan No. Beban q (t/m 2 ) S c (m) H inisial (m) H final (m) 1 3 0,399 1,789 1,390 2 5 0,750 3,026 2,276 3 7 1,031 4,227 3,196 4 9 1,268 5,404 4,136 5 11 1,474 6,566 5,091 6 13 1,658 7,715 6,057 7 15 1,823 8,854 7,031 H inisial, y(4,0) = -0,0222x 2 + 1,4334x 0,1424 = -0,0222(4 2 ) + 1,4334(4) 0,1424 = 5,236 m
Dari data kapasitas silo oleh PT Semen Gresik, diketahui: P erection = 615,44 ton P full water = 5473,02 ton D silo = 16,848 ton Sehingga didapatkan beban terbagi rata (q) : q silo = Maka, tinggi timbunan bonkar (H bongkar ): = 16m Pada pelaksanaannya, beban silo akan diberikan berupa water tanks. Namun karena H inisial untuk water tanks terlalu tinggi, maka pelaksanaan di lapangan tidak memungkinkan untuk dilakukan. Sehingga pada kasus ini, dapat ditarik kesimpulan bahwa alternatif perencanaan pondasi dangkal tidak bisa direncanakan sebagai pondasi untuk silo semen curah. Oleh karena itu, dibutuhkan alternatif perencanaan pondasi dalam sebagai pondasi silo semen curah.
Perencanaan Pondasi Mesin Bucket Elevator Perhitungan beban pada bucket elevator : Beban mati = 86,9648 ton Beban operating = 78,268 ton Beban hidup = 8,5 ton Beban angin = 4,0 ton Beban gempa = 4,014 ton
Menentukan jumlah tiang : n = Beban terbesar / Qijin = 169,25 / 151,29 = 1,12, dipakai 4 tiang Daya dukung tiang kelompok : Ql (group) = Ql (1 tiang) x n x η = 151,29 x 4 x 0,88 = 532,54 ton Pmax = 52,9525 ton < Ql = 151,29 ton (ok) Maka, daya dukung satu tiang cukup menahan beban maksimum satu tiang pancang.
Analisa Dinamis dengan Tiang Pancang Menggunakan metode Lumped Parameter System oleh Novak. Pada metode ini dihitung : 1. Kekakuan pegas efektif terhadap gaya vertikal : 2. Damping factor untuk single pile terhadap getaran vertikal : 3. Kekakuan akibat pengaruh penanaman : 4. Damping factor akibat pengaruh penanaman : 5. Menghitung kekakuan tiang grup : 6. Menghitung damping factor group : 7. Menghitung nilai damping ratio :
Menghitung besarnya amplitudo : 1. Jika redaman diabaikan (D = 0) Didapat amplitudo sebesar 0,00472 in Kemudian diplotkan pada grafik hubungan frekuensi dan amplitudo, maka termasuk kategori lingkungan Easily Noticeable to Persons. 2. Jika ditinjau redaman (D 1) Didapat amplitudo sebesar 0,0054 in Kemudian diplotkan pada grafik hubungan frekuensi dan amplitudo, maka termasuk kategori lingkungan Easily Noticeable to Persons.
Perencanaan Pondasi Mesin Trafo dan Compressor Perhitungan beban pada trafo dan compressor : Beban mati = 356,792 ton Beban operating = 321,113 ton Beban hidup = 59,344 ton Beban angin = 0,1662 ton Beban gempa = 16,47 ton
Menentukan jumlah tiang : n = Beban terbesar / Qijin = 694,375 / 151,29 = 4,29, dipakai 9 tiang Daya dukung tiang kelompok : Ql (group) = Ql (1 tiang) x n x η = 151,29 x 9 x 0,86 = 1170,98 ton Pmax = 79,14 ton < Ql = 151,29 ton (ok) Maka, daya dukung satu tiang cukup menahan beban maksimum satu tiang pancang.
Menghitung besarnya amplitudo : 1. Jika redaman diabaikan (D = 0) Didapat amplitudo sebesar 0,00262 in Kemudian diplotkan pada grafik hubungan frekuensi dan amplitudo, maka termasuk kategori lingkungan Barely Noticeable to Persons. 2. Jika ditinjau redaman (D 1) Didapat amplitudo sebesar 0,007 in Kemudian diplotkan pada grafik hubungan frekuensi dan amplitudo, maka termasuk kategori lingkungan Easily Noticeable to Persons.
Kesimpulan Didapatkan kedalaman tiang pancang sebesar 25 m untuk bangunan silo semen curah yang berjumlah 70 tiang. Pada alternatif perencanaan pondasi dangkal silo semen curah, meskipun telah dilakukan perbaikan tanah tepat di bawah silo semen curah, tetapi tetap terjadi settlement sebesar 2,628 m. Alternatif pondasi yang dipilih untuk silo semen curah adalah pondasi dalam dengan menggunakan tiang pancang karena bisa dipastikan tidak terjadi settlement dan dari segi pelaksanaannya, pondasi dalam lebih efisien daripada pondasi dangkal yang harus melakukan perbaikan tanah terlebih dahulu. Pada pondasi mesin bucket elevator, trafo dan compressor, dapat disimpulkan bahwa getaran yang terjadi tidak melampaui batas yang telah ditentukan, yang batasannya merujuk pada amplitudo dan kecepatan dari getaran pada operasi kerja mesin.
Terima kasih