BAB IV ALTERNATIF DESAIN DAN ANALISIS PERKUATAN FONDASI

BAB IV ALTERNATIF DESAIN DAN ANALISIS PERKUATAN FONDASI 4.1 ALTERNATIF PERKUATAN FONDASI CAISSON Dari hasil bab sebelumnya, didapatkan kondisi tiang-tiang sekunder dari secant pile yang membentuk fondasi caisson tidak memiliki kapasitas yang cukup untuk menerima beban gempa. Tiang sekunder dengan diameter 880 mm didesain memiliki kapasitas momen sebesar 120 tm, sedangkan hasil analisis gaya dalam memberikan momen maksimum yang terjadi sebesar 270 tm. Pada bab ini akan dijelaskan alternatif desain perkuatan fondasi caisson tanpa mengubah desain asli fondasi caisson yang menggunakan tiang bor berdiameter 880 mm seperti telah dijelaskan pada bab III. Ada beberapa pertimbangan dalam desain perkuatan fondasi caisson. Pertama, analisis desain perkuatan tidak melakukan analisis pada beban aksial saja karena analisis pada bab III memberikan kondisi bahwa fondasi caisson mampu menahan beban aksial baik untuk kondisi beban layan maupun beban gempa. Kedua, fokus desain adalah mengurangi momen maksimum yang terjadi pada fondasi caisson dan melakukan desain terhadap gaya-gaya dalam yang terjadi pada perkuatan. Ketiga, perkuatan yang diberikan tidak menggunakan tiang pancang beton sebab kondisi tanah di lapangan adalah tanah yang cukup keras pada kedalaman 20 m sampai kedalaman 26 m dengan N-SPT lebih dari 60, akibatnya tiang pancang beton diperkirakan sulit untuk menembus lapisan tersebut. Awalnya akan dibuat desain menggunakan batter pile untuk menahan beban lateral dan momen untuk kondisi beban gempa, tetapi tiang pancang kemungkinan besar tidak akan dapat menembus lapisan keras tersebut di atas. Oleh karena itu perkuatan akan dibuat menggunakan tiang bor sehingga dapat mencapai keinginan yang diharapkan. Secara umum desain perkuatan direncanakan dengan menambahkan bored pile di sekeliling fondasi desain asli (fondasi caisson), maka kapasitas momen pada tiap tiang menjadi lebih besar sehingga dapat diterima oleh tiang berdiameter 880 mm dengan kapasitas momen 120 tm. Analisis perkuatan fondasi Jembatan Ir. Soekarno dilakukan dengan menggunakan metode beda hingga (finite difference) dan diverifikasikan dengan software analisis struktur SAP. Perhitungan menggunakan metode beda hingga memperhitungan interaksi tanah dan struktur dengan bantuan program komputer GROUP. Sedangkan analisis struktur SAP menggunakan metode elemen hingga 3 dimensi dimana tanah dimodelkan sebagai pegas. Analisis dilakukan baik untuk kondisi beban layan maupun beban gempa dengan pembebanan yang digunakan seperti telah dijelaskan pada bab III. IV -1

Alternatif perkuatan yang direncanakan ada 2, yang pertama menggunakan 12 tiang tambahan di sekeliling fondasi caisson dengan mengunakan tiang-tiang bor berdiameter 1500 mm. Yang kedua adalah menggunakan 22 tiang tambahan di sekeliling fondasi caisson menggunakan diameter 1250 mm. 4.1.1 ALTERNATIF MENGGUNAKAN 12 TIANG BERDIAMETER 1500 MM Alternatif ini menambahkan 12 tiang bor di sekeliling fondasi caisson sehingga jumlah total tiang pada fondasi menjadi 57 tiang. Bored pile tersebut dikonstruksi hingga elevasi -42 m. Dengan penambahan bored pile, kapasitas momen dan gaya aksial pada tiap tiang akan lebih besar dibandingkan pada kondisi beban layan maupun pada kondisi beban gempa. Konfigurasi bored piles tambahan dapat dilihat pada Gambar 4.1 berikut. Tiang 1-45 : Bored pile berdiameter 880 mm Tiang 46-57 : Bored pile berdiameter 1500 mm Gambar 4.1. Tampak Atas Usulan Desain Perkuatan 57 Tiang IV -2

4.1.2 ALTERNATIF MENGGUNAKAN 22 TIANG BERDIAMETER 1250 MM Alternatif ini menambahkan 22 tiang bor di sekeliling fondasi caisson sehingga jumlah total tiang pada fondasi menjadi 67 tiang. Bored pile tersebut dikonstruksi hingga elevasi -40 m. Konfigurasi tiang-tiang tambahan dapat dilihat pada Gambar 4.2 berikut. Tiang 1-45 : Bored pile berdiameter 880 mm Tiang 46-67 : Bored pile berdiameter 1250 mm Gambar 4.2. Tampak Atas Usulan Desain Perkuatan 67 Tiang IV -3

4.2 ANALISIS ALTERNATIF PERKUATAN FONDASI CAISSON Analisis terhadap kedua alternatif desain tersebut dilakukan mengunakan perangkat lunak dari Ensoft, yaitu Group Pile. Dan hasil analisis tersebut akan divalidasi menggunakan perangkat lunak dari CSI yaitu SAP. Kemudian dari hasil analisis dari kedua pearngkat luanak tersebut akan digunakan untuk membuat desain tulangan pada perkuatan fondasi caisson menggunakan perangkat lunak PCACOL. 4.2.1 ANALISIS MENGGUNAKAN GROUP PILE 4.2.1.1 PENAMBAHAN 12 TIANG Analisis awal pada perkuatan fondasi menggunakan Group Pile dengan konfigurasi desain awal, kondisi tanah dan pembebanan yang sama untuk kondisi beban gempa. Seperti telah dijelaskan sebelumnya, perkuatan yang diberikan dengan menambahkan 12 bored pile berdiameter 1500 mm. Selanjutnya hasil analisa ini akan divalidasi oleh program SAP. Gambar 4.3. Tampak Samping Usulan Desain Perkuatan 57 Tiang IV -4

Gambar 4.4. Tampak Tiga Dimensi Usulan Desain Perkuatan 57 Tiang Hasil-hasil analisis menggunakan GROUP untuk perkuatan 12 tiang berdiameter 1500 mm pada kondisi gempa dapat dilihat dalam grafik-grafik yang ditunjukkan pada Gambar 4.5, 4.6, dan 4.7. Gambar 4.5. Defleksi pada tiang bor untuk perkuatan 57 tiang kondisi pembebanan 1 IV -5

Gambar 4.6. Momen pada tiang bor untuk perkuatan 57 tiang kondisi pembebanan 1 Gambar 4.7. Gaya Geser pada tiang bor untuk perkuatan 57 tiang kondisi pembebanan 1 IV -6

Gambar 4.8. Axial Load pada tiang bor untuk perkuatan 57 tiang kondisi pembebanan 1 Tabel 4.1 Rangkuman gaya dalam akibat beban gempa untuk perkuatan 57 tiang kondisi pembebanan 1 Keterangan Diameter 0.88m 1.5m Max. Axial Load (ton) 335 793 Max. Bending Moment (ton.m) 120 540 Max. Horizontal Load (ton) 40 112 Model perkuatan dianalisis dengan 2 kondisi pembebanan yang berbeda seperti yang dapat dilihat pada bab sebelumnya. Besarnya beban tetap sama menggunakan beban gempa, tetapi arah gaya lateral dan momen yang dibedakan. Kondisi 1 membebani fondasi dengan gaya lateral searah dengan sumbu x global dan momen searah dengan sumbu y global, sedangkan kondisi 2 membebani fondasi dengan gaya lateral searah dengan sumbu y global dan momen searah dengan sumbu x global. Hasil yang didapatkan dengan pembebanan menggunakan kondisi 2 yaitu : IV -7

Gambar 4.9. Defleksi pada tiang bor untuk perkuatan 57 tiang kondisi pembebanan 2 Gambar 4.10. Momen pada tiang bor untuk perkuatan 57 tiang kondisi pembebanan 2 IV -8

Gambar 4.11. Gaya Geser pada tiang bor untuk perkuatan 57 tiang kondisi pembebanan 2 Gambar 4.12. Axial Load pada tiang bor untuk perkuatan 57 tiang kondisi pembebanan 2 Tabel 4.2 Rangkuman gaya dalam akibat beban gempa untuk perkuatan 57 tiang kondisi pembebanan 2 Keterangan Diameter 0.88m 1.5m Max. Bending Moment (ton.m) 120 560 Max. Horizontal Load (ton) 40 112 IV -9

4.2.1.2 PENAMBAHAN 22 TIANG Pemodelan geometri fondasi dan kondisi tanah untuk analisis GROUP dapat dilihat pada Gambar 4.13 dan 4.14. Gambar 4.13. Tampak Samping Usulan Desain Perkuatan 67 Tiang Gambar 4.14. Tampak Tiga Dimensi Usulan Desain Perkuatan 67 Tiang IV -10

Model perkuatan dianalisis dengan 2 kondisi pembebanan yang berbeda seperti yang dapat dilihat pada bab sebelumnya. Besarnya beban tetap sama menggunakan beban gempa, tetapi arah gaya lateral dan momen yang dibedakan. Kondisi 1 membebani fondasi dengan gaya lateral searah dengan sumbu x global dan momen searah dengan sumbu y global, sedangkan kondisi 2 membebani fondasi dengan gaya lateral searah dengan sumbu y global dan momen searah dengan sumbu x global. Pembebanan menggunakan kedua kondisi memberikan hasil yang sama. Hasil-hasil analisis menggunakan GROUP untuk perkuatan 22 tiang tambahan berdiameter 1250 mm disajikan dalam Gambar 4.15, 4.16, 4.17 dan 4.18 untuk kondisi beban beban gempa. Gambar 4.15. Defleksi pada tiang bor untuk perkuatan 67 tiang IV -11

Gambar 4.16. Momen pada tiang bor untuk perkuatan 67 tiang Gambar 4.17. Gaya Geser pada tiang bor untuk perkuatan 67 tiang IV -12

Gambar 4.18. Axial Load pada tiang bor untuk perkuatan 67 tiang Tabel 4.3. Rangkuman Gaya Dalam Kondisi Beban Gempa untuk perkuatan 67 tiang Keterangan Diameter 0.88m 1.25m Max. Axial Load (ton) 274 526 Max. Bending Moment (ton.m) 120 280 Max. Horizontal Load (ton) 36 68 4.2.2 ANALISIS MENGGUNAKAN SAP Analisis terhadap design perkuatan menggunakan SAP dimaksudkan sebagai validasi terhadap analisis menggunakan Group Pile. Analisis terhadap gaya-gaya dalam dari Group Pile didekatkan menggunakan permodelan tiang dengan adanya tanah di sekitar tiang sebagai pegas. Model dari tiang menggunakan frame, sedangkan pile cap dibuat menggunakan shell. Kemudian tanah yang dimodelkan sebagai pegas dibuat menggunakan spring. Nilai dari kekakuan spring ini menggunakan nilai subgrade reaction dengan metode dari Scott (persamaan 2.86 dan 2.87) untuk tanah pasir dan metode dari Bowles (persamaan 2.88) untuk tanah lempung. ini Beban dimasukkan, seperti halnya pada analisis pada design awal fondasi caisson, tanpa menggunakan faktor apapun sebagai live load dalam SAP. Alternatif yang diajukan ada 2, yaitu menggunakan tambahan 12 tiang bor dan 22 tiang bor. Untuk penambahan 12 tiang bor direncanakan menggunakan tiang berdiameter 1500 mm sebagai perkuatan, sedangkan untuk tambahan 22 tiang bor direncanakan menggunakan tiang IV -13

berdiameter 1250 mm. Sedangkan design asli fondasi caisson tidak diubah sama sekali, tetap dengan jumlah tiang yang sama menggunakan tiang bor berdiameter 880 mm. Nilai-nilai subgrade reaction untuk 3 tiang dengan diameter yang berbeda-beda di atas yang akan digunakan sebagai permodelan dalam analisis perkuatan fondasi caisson adalah sebagai berikut : Tabel 4.3. Perhitungan Nilai Subgrade Reaction Lapisan Lempung Depth Soil Type E s (kn/m 2 ) m s D (m) E p (kn/m 2 ) I p k (kn/m 3 ) 0-10 Clay 6000 0.35 0.88 2.00E+07 0.02944 5812.5 0-10 Clay 6000 0.35 1.5 2.00E+07 0.24850 5812.5 0-10 Clay 6000 0.35 1.25 2.00E+07 0.11984 5812.5 Tabel 4.4. Perhitungan Nilai Subgrade Reaction Lapisan Pasir d pile (m) 0.88 1.5 1.25 Perimeter (m) 2.764602 4.7124 3.92699 B (m) 1.382301 2.3562 1.9635 Depth Soil Type NSPT k 0.3 k (0.88m) k (1.5m) k (1.25m) 10-12 Sand 12 21600 7998 6863 7176 12-20 Sand 38 68400 25328 21732 22725 20-32 Sand 59 106200 39325 33741 35283 32-50 Sand 37 66600 24661 21160 22127 Model kemudian dianalisis dengan 2 kondisi pembebanan yang berbeda seperti yang dapat dilihat pada bab sebelumnya. Besarnya beban tetap sama menggunakan beban gempa, tetapi arah gaya lateral dan momen yang dibedakan. Kondisi 1 membebani fondasi dengan gaya lateral searah dengan sumbu x global dan momen searah dengan sumbu y global, sedangkan kondisi 2 membebani fondasi dengan gaya lateral searah dengan sumbu y global dan momen searah dengan sumbu x global. 4.2.2.1 ANALISIS PERKUATAN 12 TIANG BERDIAMETER 1500 MM Gambar 4.14 menunjukkan grid yang digunakan untuk penambahan 12 tiang. Permodelan untuk perkuatan dengan 12 tiang tambahan dapat dilihat pada Gambar 4.15 berikut. IV -14

Gambar 4.19 Grid dalam permodelan perkuatan 57 tiang Gambar 4.20 Permodelan perkuatan 57 tiang IV -15

Perangkat lunak ini memberikan model yang terdeformasi akibat beban luar pada Gambar 4.16, rangkuman hasil analisis penambahan 12 tiang ini disajikan pada Tabel 4.5 dengan hasil selengkapnya dapat dilihat dalam lampiran. (a) (b) Gambar 4.21 Deformed Shape Perkuatan 57 tiang (a) Pembebanan Kondisi 1 (b) Pembebanan Kondisi 2 Kondisi Pembebanan Tabel 4.5 Rangkuman hasil analisis SAP pada perkuatan 57 tiang Max. Displacement (m) Max. Bending Moment (knm) Max. Shear (kn) BP 880 mm BP 1500 mm BP 880 mm BP 1500 mm BP 880 mm BP 1500 mm Kondisi 1 0.0211 0.0210 1162.18 3183.88 476.05 830.35 Kondisi 2 0.0197 0.0196 1220.58 3635.04 472.57 855.87 Hasil pada Tabel 4.5 menunjukkan bahwa momen terbesar akan terjadi dengan pembebanan kondisi 1 yaitu sebesar 1220,58 knm untuk tiang 880 mm dan 3635,04 knm untuk tiang 1500 mm. Pada bab sebelumnya telah dijelaskan bahwa kapasitas tiang berdiameter 880 mm adalah 1200 knm, sehingga dengan konfigurasi perkuatan ini tiang berdiameter 880 mm tidak aman. 4.2.2.2 ANALISIS PERKUATAN 22 TIANG BERDIAMETER 1250 MM Gambar 4.22 menunjukkan grid yang digunakan untuk penambahan 22 tiang. Permodelan untuk perkuatan dengan 22 tiang tambahan dapat dilihat pada Gambar 4.23 berikut. IV -16

Gambar 4.22 Grid dalam permodelan perkuatan 67 tiang Gambar 4.23 Permodelan perkuatan 67 tiang IV -17

Perangkat lunak ini memberikan model yang terdeformasi akibat beban luar pada Gambar 4.24, rangkuman hasil analisis penambahan 22 tiang ini disajikan pada Tabel 4.6 dengan hasil selengkapnya dapat dilihat pada lampiran. (a) (b) Gambar 4.24 Deformed Shape Perkuatan 67 tiang (c) Pembebanan Kondisi 1 (d) Pembebanan Kondisi 2 Loading Condition Tabel 4.6 Rangkuman hasil analisis SAP pada perkuatan 67 tiang Max Displacement (m) Max Bending Moment (knm) Max Shear (kn) BP 880 mm BP 1250 mm BP 880 mm BP 1250 mm BP 880 mm BP 1250 mm Condition 1 0.0178 0.0178 1026.18 2022.31 411.63 596.91 Condition 2 0.0169 0.0168 1083.15 2218.57 412.24 607.94 Hasil pada Tabel 4.6 menunjukkan bahwa momen terbesar akan terjadi dengan pembebanan kondisi 1 yaitu sebesar 1026,18 knm untuk tiang 880 mm dan 2022,31 knm untuk tiang 1250 mm. Pada bab sebelumnya telah dijelaskan bahwa kapasitas tiang berdiameter 880 mm adalah 1200 knm, sehingga dengan konfigurasi perkuatan ini tiang berdiameter 880 mm telah aman. IV -18

4.2.3 RANGKUMAN ANALISIS MENGGUNAKAN GROUP PILE DAN SAP Berikut ini adalah rangkuman hasil analisis menggunakan GROUP PILE dan SAP : Max. Bending Moment (kn.m) Tabel 4.7 Rangkuman hasil analisis menggunakan GROUP PILE dan SAP 57 Tiang 67 Tiang Group Pile SAP Group Pile SAP 880mm 1500mm 880mm 1500mm 880mm 1250mm 880mm 1250mm 1200 5600 1221 3635 1200 2800 1083 2219 Max. Shear (kn) 400 1120 476 856 360 680 412 607 Max. Displacement (m) 0.028 0.028 0.021 0.021 0.026 0.026 0.018 0.018 Berdasarkan tabel di atas dapat disimpulkan bahwa untuk 57 tiang, gaya dalam yang terjadi pada fondasi Caisson masih melebihi kapasitas tiang. Tetapi kelebihan tersebut cukup kecil dibandingkan nilai momen itu sendiri sehingga dapat ditoleransikan. Sedangkan untuk 67 tiang, gaya dalam yang terjadi tidak melebihi kapasitas tiang. Sehingga solusi yang digunakan adalah perkuatan 67 tiang. 4.3 DESAIN PENULANGAN TIANG PERKUATAN FONDASI CAISSON Analisis untuk penulangan bored pile perkuatan fondasi dilakukan dengan menggunakan hasil analisa sebelumnya. Gaya-gaya yang bekerja pada tiang digunakan untuk desain penulangan menggunakan program PCACOL. 4.3.1 DESAIN PENULANGAN PERKUATAN 12 TIANG TAMBAHAN BERDIAMETER 1500 MM Berikut akan dijabarkan desain penulangan perkuatan 12 tiang tambahan berdiameter 1500 mm. 4.3.1.1 TULANGAN LONGITUDINAL PERKUATAN 12 TIANG BERDIAMETER 1500 MM Dari grafik momen didapatkan momen terbesar yang terjadi pada bored pile adalah 5400 knm. Momen hasil analisa ini dipakai sebagai masukan dalam penulangan bored pile diameter 1500 mm menggunakan PCACOL. Momen ultimit yang digunakan dalam program PCACOL adalah sebagai berikut: M-ult = 1.5 x 5400 knm = 8100 knm Sebagai masukan yang digunakan dalam analisa program PCACOL adalah sebagai berikut : f c = 35 MPa IV -19

Ec = 27805.6 Mpa fc = 29.75 Mpa β1 = 0.796192 fy = 400 Mpa Es = 200000 MPa BAB 4 ALTERNATIF DESAIN DAN ANALISIS PERKUATAN FONDASI Konfigurasi penulangan, dan diagram interaksi hasil perhitungan menggunakan program PCACOL ditunjukkan dalam gambar-gambar di bawah ini. Gambar 4.25. Konfigurasi Penulangan Bored Pile diameter 1500 mm Gambar 4.26. Diagram Interaksi Penulangan Bored Pile diameter 1500 mm Untuk bored pile tambahan dengan diameter 1500 mm digunakan tulangan sebesar 40 D32 atau sekitar 1.85% dengan tebal selimut beton diperhitungkan sebesar 80 mm. Dari analisis dan perhitungan yang dilakukan, penulangan bored pile tambahan untuk disain dapat dilihat pada Gambar 4.26. IV -20

4.3.1.2 TULANGAN GESER PERKUATAN 12 TIANG BERDIAMETER 1500 MM Bor pile yang didesain sebagai perkuatan untuk fondasi caisson ini dari hasil analisis struktur sebelumnya akan mendapatkan gaya geser maksimum sebesar 1120 kn (untuk tambahan 12 tiang). Oleh karena itu perlu dilakukan perencanaan kapasitas geser tiang terhadap gaya geser yang terjadi pada tiang-tiang tambahan. Untuk perkuatan dengan 12 tiang, direncanakan akan digunakan bor pile sebagai berikut: b = 1500 mm d = 1480 mm A g = 1767146 mm 2 tul. longitudinal = 28 D 32 f c = 30 MPa f yh = 400 Mpa E s = 2.10 5 Mpa Untuk mengecek kondisi gaya geser yang terjadi terhadap kekuatan geser beton: = 1120 kn V u Kapasitas geser beton: V c N = u 0,166 1 + 0,073 0,8 A g f ' bd c V c 6683 = 0,166 1 + 0,073 0,8.1767146 30.1500.1480 / 1000 V c = 1937,3 kn Cek: 0,5 V c = 968,65 kn < V u = 1120 kn Perlu tulangan geser V n = V u /φ V n = 1120 / 0,75 = 1493,3 kn Batas-batas Region (ACI 318) a. Batas Region 1 ' 0 V n 0,083 f c. b. d 0 V 0,083 n 30.1500.1420 /1000 IV -21

0 V n 968, 32 kn b. Batas Region 2 ' ' 0,083 f c. b. d < Vn 0,166 f c b. d 0,083 30.1500.1420 /1000 V 0,166 < n 30.1500.1420 /1000 968,32 kn < Vn 5786, 8 kn V n = 1493,3 kn Region 2 : s max = d/2 = 710 mm Tulangan geser yang digunakan : d = 13 mm A b = 132,73 mm2 s = 100 mm Tulangan geser minimum Region 2 : ' bws Av = 0.0625 fc f 1480.100 A v = 0.0625 30 400 y Av 2 = 128,37 mm < A b OK Cek kapasitas tulangan geser: πab f yhd' Vs = 2s π.132, 73.400.1500 V s = 2.150.1000 = 1250,97 kn V s V tot = V c + V s = 1937,3 kn + 1250,97 kn = 3188,28 kn V n < V tot OK Hasil perhitungan menunjukkan bahwa kuat geser beton telah lebih besar daripada gaya geser maksimum yang terjadi, sehingga digunakan luas tulangan minimum disepanjang tiang IV -22

dengan diameter tulangan 13 mm dipasang dengan jarak tiap 100 mm untuk kedalaman tiang dari -2 m sampai -12 m. Untuk kedalaman -12 m geser terbesar yang terjadi adalah lebih kecil dari 400 kn < V c /2, sesuai dengan kondisi zone 1 pada ACI 318, kondisi tersebut tidak membutuhkan tulangan geser. Tetapi tulangan tetap digunakan untuk mengantisipasi bila terjadi keruntuhan geser. Tulangan geser yang digunakan untuk kedalaman -12 m sampai -27 m adalah diameter 13 mm dengan jarak tiap 150 mm. Sedangkan untuk kedalaman -27 m sampai -42 m digunakan tulangan berdiameter 12 mm dengan jarak tiap 200 mm. -2 m D 13-100 mm -12 m D 13-150 mm -14 m -25 m -27 m -29 m D 12-200 -37 m -42 m Gambar 4.27 Detail Penulangan Bored Pile 1500 mm IV -23

Berikut ini merupakan gambar tampak atas dan potongan A-A pada perkuatan dengan konfigurasi 57 tiang. d 0,88 m A d 1,50 m 27,87 m A 18,17 m Gambar 4.28 Tampak Atas Konfigurasi 57 Tiang IV -24

EL +2,00 EL +0,00 Pile Cap EL -2,00 Bored Pile d 1,50 m D 13-100 mm Soil Layer 1 EL -10,00 Soil Layer 2 EL -12,00 Soil Layer 3 D 13-150 mm Secant Pile d 880 mm EL -20,00 Soil Layer 4 40 D32 16 D32 EL -25,00 Grouting D10-200 mm EL -29,00 EL -32,00 D 12-200 mm Soil Layer 5 EL -42,00 Gambar 4.29 Potongan A-A (konfigurasi 57 tiang) IV -25

4.3.2 DESAIN PENULANGAN PERKUATAN 22 TIANG TAMBAHAN BERDIAMETER 1250 MM 4.3.2.1 TULANGAN LONGITUDINAL PERKUATAN 12 TIANG BERDIAMETER 1500 MM Dari grafik momen didapatkan momen terbesar yang terjadi pada bored pile adalah 3000 knm. Momen hasil analisa ini dipakai sebagai masukan dalam penulangan bored pile diameter 1250 mm menggunakan PCACOL. Momen ultimit yang digunakan dalam program PCACOL adalah sebagai berikut: M-ult = 1.5 x 3000 knm = 4500 knm Sebagai masukan yang digunakan dalam analisa program PCACOL adalah sebagai berikut : f c = 30 MPa Ec = 25743 Mpa fc = 25.5 Mpa β1 = 0.83245 fy = 400 Mpa Es = 200000 MPa Konfigurasi penulangan, dan diagram interaksi hasil perhitungan menggunakan program PCACOL ditunjukkan dalam gambar-gambar di bawah ini. Gambar 4.30. Konfigurasi Penulangan Bored Pile diameter 1250 IV -26

mm Gambar 4.31. Diagram Interaksi Penulangan Bored Pile diameter 1250 mm Untuk bored pile tambahan dengan diameter 1250 mm digunakan tulangan sebesar 28 D32 atau sekitar 1.87% dengan tebal selimut beton diperhitungkan sebesar 80 mm. Dari analisis dan perhitungan yang dilakukan, penulangan bored pile tambahan untuk disain dapat dilihat pada Gambar 4.29. 4.3.2.2 TULANGAN GESER PERKUATAN 12 TIANG BERDIAMETER 1500 MM Bor pile yang didesain sebagai perkuatan untuk fondasi caisson ini dari hasil analisis struktur sebelumnya akan mendapatkan gaya geser maksimum sebesar 680 kn (untuk tambahan 22 tiang). Oleh karena itu perlu dilakukan perencanaan kapasitas geser tiang terhadap gaya geser yang terjadi pada tiang-tiang tambahan. Untuk perkuatan dengan 22 tiang, direncanakan akan digunakan bor pile sebagai berikut: b = 1250 mm d = 1170 mm A g = 1227185 mm 2 tul. longitudinal = 28 D 32 f c = 30 MPa f yh = 400 Mpa E s = 2.10 5 Mpa Untuk mengecek kondisi gaya geser yang terjadi terhadap kekuatan geser beton: V u = 680 kn IV -27

Kapasitas geser beton: BAB 4 ALTERNATIF DESAIN DAN ANALISIS PERKUATAN FONDASI V c V c N = u 0,166 1 + 0,073 0,8A g f ' bd 3665 = 0,166 1+ 0, 073 30.1250.1170 /1000 0,8(1227185) V c = 1330,1 kn c Cek: 0,5 V c = 665,05 kn < V u = 680 kn Perlu tulangan geser V n = V u /φ V n = 680 / 0,75 = 906,7 kn Batas-batas Region (ACI 318) a Batas Region 1 0 Vn 0,083 f ' c. b. d w 0 Vn 0, 083 30.1250.1170 /1000 0 Vn 664,9kN b Batas Region 2 0,083 f ' cb.. d< V 0,166 f '. bd. w n c 0, 083 30.1250.1170 /1000 < V n 0,166 30.1500.1400 /1000 664,9 kn < V 1909,36 kn V n = 906,7 kn n Region 2 : s max = d/2 = 585 mm Tulangan geser yang digunakan : d = 13 mm IV -28

A b = 132,73 mm 2 s = 120 mm Tulangan geser minimum Region 2 : A v = 0.0625 f ' c bws f 1250.120 A v = 0.0625 30 400 y Av 2 = 128,37 mm < A b OK Cek kapasitas tulangan geser: V s πa = b f yh 2s D' V s π.201, 06.400.1250 = 2.120.1000 V s = 868,73 kn V tot = V c + V s = 1330,1 kn + 868,73 kn = 2198,83 kn V n < V tot OK Hasil perhitungan menunjukkan bahwa kuat geser beton telah lebih besar daripada gaya geser maksimum yang terjadi, sehingga digunakan luas tulangan minimum disepanjang tiang dengan diameter tulangan 13 mm dipasang dengan jarak tiap 120 mm untuk kedalaman -2 m samapi -5 m. Untuk kedalaman -10 m geser terbesar yang terjadi adalah 440 kn < V c /2, sesuai dengan kondisi zone 1 pada ACI 318, kondisi tersebut tidak membutuhkan tulangan geser. Tetapi tulangan tetap digunakan untuk mengantisipasi bila terjadi keruntuhan geser. Tulangan geser yang digunakan untuk kedalaman -10 m sampai -25 m adalah diameter 13 mm dengan jarak tiap 150 mm. Sedangkan untuk kedalaman -25 m sampai -42 m digunakan tulangan berdiameter 12 mm dengan jarak tiap 200 mm. IV -29

-2 m D 13-100 mm -10 m D 13-150 mm -12 m -23 m -25 m -27 m D 12-200 -37 m -42 m Gambar 4.32 Detail Penulangan Bored Pile 1250 mm IV -30

d 0,88 m d 1,25 m 27,87 m B 18,24 m Gambar 4.33 Tampak Atas Konfigurasi 67 Tiang IV -31

EL +2,00 EL +0,00 Pile Cap EL -2,00 D13-120mm Soil Layer 1 Bored Pile d 1,25 m Soil Layer 2 EL -10,00 EL -12,00 D 13-150 mm Soil Layer 3 Secant Pile d 880 mm EL -20,00 28 D32 Soil Layer 4 16 D32 EL -25,00 Grouting D10-200 mm EL -29,00 D 12-200 mm EL -32,00 Soil Layer 5 EL -42,00 Gambar 4.34 Potongan A-A (konfigurasi 67 tiang) IV -32