ISSN Cetak: 2087-4286; ISSN On Line: 2580-6017 Analisis Daya Dukung Tanah dan Bahan Untuk Pondasi...(Ruslan) Analisis Daya Dukung Tanah Dan Bahan Untuk Pondasi Strous Pada Pembangunan Jembatan Karangwinongan Kec. Mojoagung Kab.Jombang Ruslan Hidayat ruslanh.1964@gmail.com Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Darul Ulum Jombang Abstrak Salah satu faktor yang sangat penting didalam struktur pondasi strous pada pembangunan jembatan adalah daya dukung tanah agar tidak terjadi keruntuhan. Pembangunan jembatan Karangwinongan di Kabupaten Jombang yang akan diperlebar lantai kendaraan menjadi 11 meter karena volume lalu-lintas yang padat. Rencana pondasi yang akan dipakai adalah pondasi strous beton bertulang berupa straus berdiameter 50 cm, permasalahannya adalah berapa nilai daya dukung tanah dan bahan. Alat yang digunakan Dutch Cone Penetrometer kapasitas 2,50 ton dengan dilengkapi Adhesion Jacket Cone. Adapun spesifikasi detail alat sondir ini adalah sebagai berikut : Luas conus 10 cm², luas piston 10 cm², luas mantel 100 cm², adapun hasil yang didapat Kekuatan daya dukung tanah sebesar 25,917 ton untuk diameter 30 cm, 35,276 ton untuk diameter 35 cm, 46,075 ton untuk diameter 40 cm, 71,993 ton untuk diameter 50 cm, kekuatan bahan sebesar 42.390 ton untuk diameter 30 cm, 57.697 ton untuk diameter 35 cm, 75,396 ton untuk diameter 40 cm, 117,806 ton untuk diameter 50 cm. Kata Kunci : Daya Dukung tanah dan bahan, pondasi strous 1. PENDAHULUAN Tanah merupakan faktor yang penting untuk struktur yang dibangun diatasnya, sehingga perlu adanya penyelidikan untuk mengetahui berapa besar daya dukungnya jika struktur pondasi yang dibangun diatasnya tidak akan mengalami keruntuhan. Dengan latar belakang diatas maka tanah seharusnya perlu diteliti terhadap tahanan ujung maupun lekatan antara tanah dan bahan pondasi. Daya dukung pondasi strous ditentukan oleh cara pemancangan pada tanah dimana tiang tersebut direncanakan, dengan melihat kriteria diatas maka daya dukung dapat dibagi menjadi 3 yaitu : 1. End Bearing Pile Tiang pancang yang dihitung berdasarkan pada tahanan ujung, pemancangannya sampai pada lapisan tanah keras, yang mampu memikul beban yang diterima oleh strous tersebut. Menurut ilmu mekanika tanah, lapisan tanah keras ini dapat merupakan lempung keras sampai pada batuan-batuan tetap yang sangat keras. 2. Friction Pile Tiang pancang yang dihitung berdasarkan pada pelekatan antara tiang dengan tanah (cleef), biasanya hal terjadi pada tanah lempung. Alat yang dipakai untuk menentukan gaya pelekatan tanah dengan tiang dipakai Sondir dengan memakai alat bikonus. 37
JURNAL INTAKE---- Vol. 7, Nomor 2, Oktober 2016.. ISSN 2087-4286 3. End Bearing dan Friction Pile Apabila pemancangan tiang sampai tanah keras melalui lapisan tanah lempung, maka untuk menghitung daya dukung tiang berdasarkan pada tahanan ujung (end bearing) maupun cleef (friction), melihat tiga kriteria tersebut dikaitkan dengan kondisi tanah yanga akan dibangun jembatan dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut : berapa kekuatan daya dukung tanah? dan berapa kekuatan strous? 2. KAJIAN PUSTAKA Metode untuk menentukan daya dukung untuk pondasi berupa penyondiran dan boring, metode ini seringkali disebut Dutch Cone Test atau Cone Penetration Test atau disngkat CPT, di Indonesia dikenal dengan penyondiran. Metode ini banyak digunakan di Eropa dan diterima baik di USA. Dengan metode ini dimungkinkan eksploitasi yang cepat dan ekonomis pada deposit tanah lapisan yang tebal (dari lunak sampai sedang) dan untuk menentukan daya dukung tanah secara rinci. Untuk menginterpretasi hasil dari metoda pengujian ini diperlukan pengetahuan jenis tanah yang diuji (dipenetrasi) untuk mendapatkan data sifat-sifat keteknikan tanah yang direncanakan guna membantu perencanaan dan pelaksanaan pekerjaan tanah serta fondasi untuk struktur. Ahli teknik tanah kadangkala memperoleh informasi tanah metoda pemboran paralel (sejajar) dan pengambilan contoh tanah, tetapi pengalaman atau informasi terdahulu (penyelidikan sebelumnya) dapat dijadikan pertimbangan perlu tidaknya dilakukan pemboran. 2.1. Daya Dukung Strous 2.1.1. Berdasarkan Kekuatan Tanah Daya dukung dapat didefinisikan sebagai tekanan terkecil yang dapat menyebabkan keruntuhan geser pada tanah pendukung tepat di bawah dan disekeliling pondasi. Strous dapat dibagi dalam dua kategori utama menurut metode pemasangannya, pertama berupa strous yang terbuat dari baja atau beton atau beton prategang dan strous yang dibentuk dengan memancangkan tabung atau kulit yang dipasangi sepatu pancang dimana tabung atau kulit tersebut lalu diisi dengan adukan beton setelah dipancang. 2.1.2. Berdasarkan Kekuatan Bahan Strous Nilai ini dapat dibagi menjadi tiga metode yaitu : 2.1.2.1. End Bearing Pile Berdasarkan Bahan yaitu : A. Bahan kayu Pa = Ap x σa Dimana : Ap = luas penampang strous rata-rata pada topi tiang (cm²) σa = nilai tegangan tekan ijin kayu (Kg/cm²) B. Bahan baja Pa = Ap x σs Dimana : Ap = luas penampang strous rata-rata pada topi tiang (cm²) σs = nilai tegangan tekan ijin baja (Kg/cm²) C. Bahan beton Pa = Ac x σb Dimana : Ac = adalah luas dari beton (cm²) σb = kuat tekan beton (Kg/cm²) 38
ISSN Cetak: 2087-4286; ISSN On Line: 2580-6017 Analisis Daya Dukung Tanah dan Bahan Untuk Pondasi...(Ruslan) Berdasarkan nilai konus Perhitungan dirumuskan sebagai berikut : P tiang = A tiang x p/3 Dimana : Ptiang = Daya dukung keseimbangan tiang (kg) p = Nilai konus hasil sondir (kg/cm 2 ) 3 = faktor keamanan Nilai konus yang dipakai untuk menentukan daya dukung tiang ini sebaiknya diambil rata-rata dari nilai konus pada kedalaman : - 4 D di atas ujung bawah tiang dan - 4 D di bawah ujung bawah tiang, dimana D = diameter tiang 2.1.2.2. Berdasarkan nilai lekatan Perhitungan dirumuskan sebagai berikut : P tiang = O x f / 5 dimana : Q tiang = Daya dukung tiang (kg) O = Keliling strous (cm) f = Harga cleef (kg/cm) 5 = Angka keamanan 2.1.2.3. End Bearing Pile Dan Friction Pile Berdasarkan kekuatan bahan 1. Terhadap kekuatan bahan Pa = Ac x σb Dimana : Ac = adalah luas dari beton (cm²) σb = kuat tekan beton (Kg/cm²) 2. Terhadap kekuatan tanah Persamaan rumus yang dipakai oleh L.D Wesley sebagai berikut : P tiang = A tiang x p / 3 + O x f / 5 Ptiang = Daya dukung keseimbangan tiang (kg) Atiang = Luas penampang strous (cm 2 ) p = Nilai konus hasil sondir (kg/cm 2 ) O = Keliling strous (cm) f = Harga cleef (kg/cm) 5 = Angka keamanan 3. METODOLOGI 3.1. Analisis Data Tanah Tahapan ini adalah untuk menganalisis tanah yang disondir per 20 cm yang diambil dengan menggunakan alat Dutch Cone Penetrometer kapasitas 2,50 ton dengan dilengkapi Adhesion Jacket Cone, lokasi penelitian seperti pada gambar 1 39
JURNAL INTAKE---- Vol. 7, Nomor 2, Oktober 2016.. ISSN 2087-4286 40
ISSN Cetak: 2087-4286; ISSN On Line: 2580-6017 Analisis Daya Dukung Tanah dan Bahan Untuk Pondasi...(Ruslan) 3.2. Tahap Analisis Daya Dukung Tanah dan Bahan Tahapan ini adalah untuk menentukan nilai konus dan hambatan total yang nantinya diplot dalam grafik sondir pada kedalaman tanah keras untuk kemudian dipakai acuan daya dukung tanah dengan rumus sebagai berikut : P tiang = A tiang x p/3 (Hasil Analisis seperti Tabel 2) 41
JURNAL INTAKE---- Vol. 7, Nomor 2, Oktober 2016.. ISSN 2087-4286 Sedangkan untuk kekuatan bahan strous dipakai rumus : Pa = Ac x σb (Hasil Analisis seperti Tabel 1) 3.3. Alur Penelitian Pengump ulan - Menentukan titik sondir - Melakukan penyondiran - Mencatat nilai perlawanan konus - Mencatat nilai perlawanan geser atau hambatan setempat Olah Data - Nilai perlawanan konus - Nilai hambatan - Nilai Kuat tekan - Nilai Variasi Dimensi Strous Analisis - Daya Dukung Kekuatan Tanah - Daya Dukung Kekuatan Bahan Strous Kesimpu lan Gambar 1. Diagram Alur Penelitian 4. ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1. Data Nilai Konus Hambatan Penyelidikan ini menggunakan alat Dutch Cone Penetrometer kapasitas 2,50 ton dengan dilengkapi Adhesion Jacket Cone. Adapun spesifikasi detail alat sondir ini adalah sebagai berikut : o Luas conus : 10 cm² o Luas piston : 10 cm² o Luas mantel : 100 cm² Penyondiran ini dilakukan hingga mencapai lapisan tanah keras. Hasil penyondiran berupa nilai tahanan conus (qc) dan total friction (JHP) pada setiap penetrasi 20 cm terhadap kedalaman ditampilkan pada grafik sondir dibawah ini. 42
ISSN Cetak: 2087-4286; ISSN On Line: 2580-6017 Analisis Daya Dukung Tanah dan Bahan Untuk Pondasi...(Ruslan) Tabel 1. Nilai Bacaan Konus dan Lekatan Setempat Pada Titik S1 Grafik 1. Nilai Tahan Konus dan Total Hambatan Pada Titik S1 Sumber : Hasil Survey 43
JURNAL INTAKE---- Vol. 7, Nomor 2, Oktober 2016.. ISSN 2087-4286 Tabel 2. Nilai Bacaan Konus dan Lekatan Setempat Pada Titik S2 Grafik 2. Nilai Tahan Konus dan Total Hambatan Pada Titik S2 Sumber : Hasil Survey 44
ISSN Cetak: 2087-4286; ISSN On Line: 2580-6017 Analisis Daya Dukung Tanah dan Bahan Untuk Pondasi...(Ruslan) 45
JURNAL INTAKE---- Vol. 7, Nomor 2, Oktober 2016.. ISSN 2087-4286 46
ISSN Cetak: 2087-4286; ISSN On Line: 2580-6017 Analisis Daya Dukung Tanah dan Bahan Untuk Pondasi...(Ruslan) 47
JURNAL INTAKE---- Vol. 7, Nomor 2, Oktober 2016.. ISSN 2087-4286 4.3. Nilai kuat tekan beton dan Diameter Pondasi Strous Untuk bangunan yang berat dapat dipergunakan pondasi strous sampai dengan kedalaman, Df = 3,00 meter dari muka tanah, dimana titik penyondiran dilakukan. Berdasarkan hasil test sondir pada kedalaman tersebut diambil nilai Cone Resistance sebesar q n = 110 kg/cm 2 dan total friction (JHP) = 140 kg/cm 2. Bila digunakan pondasi strous dengan bentuk penampang bulat akan diperoleh daya dukung yang diijinkan untuk satu tiang (single pile) sebagai berikut : Berdasarkan kekuatan bahan ( ' b = 60 kg/cm 2 ) Tabel 1 : Daya Dukung Pondasi Tiang berdasarkan Kekuatan Bahan Diameter (cm) Kekuatan Ijin Satu Tiang / P (ton) 30 P = 3.14 x 15 2 x 60 = 42,390 35 P = 3.14 x 17.5 2 x 60 = 57,696 40 P = 3.14 x 20 2 x 60 = 75,396 50 P = 3.14 x 25 2 x 60 = 117,806 Sumber : Hasil Analisa Berdasarkan Kekuatan Tanah (End Bearing Pile) Tabel 2 : Daya Dukung Pondasi Tiang Berdasarkan Kekuatan Tanah Diameter (cm) Kekuatan Ijin Satu Tiang / P (ton) 30 P = 3.14 x 15 2 x 110/3 = 25,917 35 P = 3.14 x 17.5 2 x 110/3 = 35,276 40 P = 3.14 x 20 2 x 110/3 = 46,075 50 P = 3.14 x 25 2 x 110/3 = 71,993 Sumber : Hasil Analisa Dari hasil perhitungan diatas diperoleh beban yang diijinkan untuk satu strous (berdiri sendiri) yang ditampilkan pada tabel 3 dibawah, yang mungkin dipergunakan sesuai dengan jenis atau berat bangunan yang akan dibangun. 48
ISSN Cetak: 2087-4286; ISSN On Line: 2580-6017 Analisis Daya Dukung Tanah dan Bahan Untuk Pondasi...(Ruslan) Kedalaman (meter) -3.00 Tabel 3 : Daya Dukung Satu Strous / Single Pile yang diijinkan (P) Diameter Tiang (cm) Sumber : Hasil Analisa P bahan (ton) P tanah (ton) P Ijin (ton) 30 42.390 25,917 25,917 35 57.697 35,276 35,276 40 75,396 46,075 46,075 50 117,806 71,993 71,993 5. KESIMPULAN 5.1. Kesimpulan Dari analisis dan perhitungan yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut 1. Kekuatan daya dukung tanah sebesar 25,917 ton untuk diameter 30 cm, 35,276 ton untuk diameter 35 cm, 46,075 ton untuk diameter 40 cm, 71,993 ton untuk diameter 50 cm. 2. Kekuatan bahan sebesar 42.390 ton untuk diameter 30 cm, 57.697 ton untuk diameter 35 cm, 75,396 ton untuk diameter 40 cm, 117,806 ton untuk diameter 50 cm. 49
JURNAL INTAKE---- Vol. 7, Nomor 2, Oktober 2016.. ISSN 2087-4286 6. DAFTAR PUSTAKA ASTM Designation D 3441-94, Standard Test Method for Deep, Quasi - Static, Cone and Friction - Cone Penetration Tests of Soil Budi Susilo Soepandji, 1986, Mekanika Tanah (Terjemahan), Soil Mechanics, Erlangga, Jakarta Metoda Pengujian Lapangan dengan Alat Sondir, 03-2827-1992, Yayasan Badan Penerbit Pekerjaan Umum Jakarta. Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan Depatemen Pekerjaan Umum,1971,Peraturan Beton Bertulang Indonesia 1971, Bandung Shirley L. Hendarsin, 2003, Penuntun Praktis Investigasi Rekayasa Geoteknik untuk Perencanaan Bangunan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Bandung, Bandung 50