ANALISIS STRUKTUR PONDASI DAN ABUTMENT
JEMBATAN PADA PROYEK JALAN TOL
CIMANGGIS-CIBITUNG
ZULKIFLI FAIZAL
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Struktur Pondasi dan Abutment Jembatan pada Proyek Jalan Tol Cimanggis Cibitung adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
ZULKIFLI FAIZAL. Analisis Struktur Pondasi dan Abutment Jembatan pada Proyek Jalan Tol Cimanggis-Cibitung. Dibimbing oleh M. YANUAR JARWADI PURWANTO DAN HOTLAND SIHOTANG.
Jembatan merupakan salah satu bagian terpenting dalam suatu jalan tol. Kerusakan jembatan terutama struktur bagian bawah seperti abutment, pilar dan pondasi akan berakibat fatal terhadap struktur jembatan. Jalan Tol Cimanggis-Cibitung memiliki panjang 25,785 km. Salah satu jembatan yang di analisa pada penelitian ini melewati jalan Transyogi dan sungai Cikeas sehingga diperlukan perencanaan awal berupa penentuan ketinggian jembatan sebagai syarat ruang bebas vertikal jembatan terhadap jalan dan sungai yang dilewati. Langkah awal yaitu penentuan debit banjir sungai cikeas dan muka air banjir periode ulang 50 tahun. Debit banjir sungai Cikeas sebesar 344,643 m3/s dan tinggi muka air banjir sebesar 2,4 m. Syarat ruang bebas vertikal untuk jembatan diatas sungai dan diatas jalan exsisting adalah sebesar 1 m dan 5,1 m. langkah kedua penentuan daya dukung tanah dari hasil Uji SPT, Uji Sondir dan Uji Laboratorium. Berdasarkan ketiga uji dipilih Uji SPT dengan nilai daya dukung tanah pada titik DB-28 sebesar 2506,64 kN pada kedalaman 18 m. Berdasarkan nilai daya dukung tersebut jenis pondasi yang digunakan adalah pondasi tiang bor dengan diameter 80 cm, kedalaman 18 m dan mutu beton K-350 sehingga diperoleh jumlah pondasi sebanyak 16 pondasi dalam 1 grup.
Kata kunci: Daya dukung tanah, Jembatan, sungai Cikeas
ABSTRACT
ZULKIFLI FAIZAL. Structure Analysis of Foundation and Abutment of Bridge on Cimanggis-Cibitung Tolways Project. Supervised by M. YANUAR JARWADI PURWANTO DAN HOTLAND SIHOTANG.
Bridge is one of the most important parts of a highway. A Failure of bridge structures, especially the bottom as abutments, piers and foundations would be fatal to the bridge structure. Cimanggis-Cibitung Highway have length 25,785 km. One of the bridges that were analyzed in this study passing through Transyogi’s Road and the Cikeas river so advance planning is required in the form of a bridge as a condition for determining the height of the vertical free space on roads and bridges that crossed the river. The first step is determining Cikeas river flood discharge and water level flood return period of 50 years. Cikeas river flood discharge is 344,643 m3/s and flood water level of 2,4 m. Terms of vertical free space for a bridge across the river and over the exsisting path is 1 m and 5.1 m. The second step of determining the carrying capacity of the land of the results of SPT Test, Sondir Test and Test of Laboratories. Based on the test selected third Test returns to the carrying value of the land at the point of DB-28 was 2506,64 kN at a depth of 18 m. Based on the carrying value of the type of foundation used is pile foundation with a diameter of 80 cm, depth of 18 m, and concrete quality of K-350 so the amount of the foundation is 16 foundations in a group.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
ANALISIS STRUKTUR PONDASI DAN ABUTMENT
JEMBATAN PADA PROYEK JALAN TOL
CIMANGGIS-CIBITUNG
ZULKIFLI FAIZAL
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Judul Skripsi : Analisis Struktur Pondasi dan Jembatan pada Proyek Jalan Tol Cimanggis-Cibitung
Nama : Zulkifli Faizal NIM : F44100009
Bogor, Juli 2014
Disetujui Oleh : Disetujui Oleh :
Dr. Ir. M. Yanuar Jarwadi Purwanto, MS.,IPM Pembimbing I
Dr. Ir. Hotland Sihotang, MSi Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr Ketua Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
PRAKATA
Puji dan syukur dipanjatkan penulis kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Maret-Mei 2014 dengan judul Analisis Struktur Pondasi dan Jembatan pada Proyek Jalan Tol Cimanggis-Cibitung.
Ucapan terima kasih penulis tujukan kepada:
1. Dr. Ir. M. Yanuar Jarwadi Purwanto, MS.,IPM dan Dr. Ir. Hotland Sihotang, MSi selaku dosen pembimbing yang telah memberikan masukan serta bimbingan dalam penyusunan karya ilmiah ini.
2. Muhammad Fauzan, S.T, M.T yang telah memberikan masukan serta bimbingan selama proses penyusunan karya ilmiah ini.
3. Kedua orang tua tercinta (Bapak Sunarto dan Ibu Tuti Hidayati), atas doa dan dukungan yang telah diberikan kepada penulis.
4. Kakak tercinta Sri Eko Budiyatno, Eko Prastyanto, dan Dwi Oktaviyanti atas do’a dan dukungan yang telah diberikan kepada penulis.
5. Teman-teman sebimbingan (Dian Puspa, Panji Prasetyo Wicaksono, Trias Megantoro dan Agi Hadinata) yang telah bersama-sama berjuang selama penyusunan karya tulis ini.
6. Teman-teman Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan angkatan 2010 dan semua pihak terkait yang telah banyak memberi semangat, saran, maupun bantuan dalam penyusunan karya tulis ini.
Skripsi ini masih jauh dari sempurna, karena itu sangat diperlukan kritik dan saran untuk perbaikan selanjutnya. Semoga hasil penelitian dalam skripsi ini dapat tersampaikan dengan baik dan memberikan manfaat bagi pihak yang membutuhkan.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL iii
DAFTAR GAMBAR iii
DAFTAR LAMPIRAN iii
1 PENDAHULUAN 11
1.1 Latar Belakang 11
1.2 Perumusan Masalah 2
1.3 Tujuan Penelitian 2
1.4 Manfaat Penelitian 2
1.5 Ruang Lingkup Penelitian 2
2 TINJAUAN PUSTAKA 3
2.1 Jalan Tol 3
2.2 Jembatan 5
2.3 Uji Sondir (Cone Penetration Test) 6
2.4 Uji SPT (Standard Penetration Test) 7
2.5 Uji Laboratorium 8
2.6 Pondasi Jembatan 9
2.7 Abutment Jembatan 9
2.8 Beton 10
2.9 Beton Bertulang 11
2.10Tinggi Ruang Bebas 12
2.11Hidrologi 13
3 METODE 15
3.1 Waktu dan Tempat 15
3.2 Alat dan Bahan 16
3.3 Prosedur Penelitian 16
4 HASIL DAN PEMBAHASAN 23
4.1 Tinggi Muka Air Banjir 23
4.2 Analisis Desain Tulangan Pondasi dan Abutment 26
4.2.1 Analisis Daya Dukung Tanah 26
4.2.3 Analisis Distribusi Gaya pada Pondasi Tiang Grup 29 4.2.4 Analisis Daya Dukung Ijin Lateral 31 4.2.5 Analisis Defleksi ijin Lateral dan Penurunan Pondasi 31
4.2.6 Penulangan Pondasi Tiang Bor 32
4.2.7 Penulangan Pile Cap 34
4.2.8 Penulangan Abutment 37
5 SIMPULAN DAN SARAN 38
5.1 Simpulan 38
5.2 Saran 39
DAFTAR PUSTAKA 39
LAMPIRAN 41
RIWAYAT HIDUP 53
DAFTAR TABEL
1 Dimensi ruang jalan bebas hambatan untuk jalan tol 4 2 Persyaratan parameter statistik suatu distribusi 18
3 Hubungan nilai Kh dengan konsistensi tanah 20
4 Hasil Analisis Curah Hujan dengan Metode Isohyet tahun 2001-2010 23 5 Hasil Perbandingan Parameter Distribusi Probabilitas 24
6 Hasil Metode Chi-Kuadrat 24
7 Luas Tutupan Lahan dan Nilai Koefisien C pada DAS Cikeas 24 8 Hasil Perbandingan Nilai Daya Dukung Tanah Tiap Uji 27
9 Total Beban Yang Bekerja Pada Jembatan 28
10 Hasil Perhitungan Kombinasi Beban menurut RSNI T02 2005 28
11 Beban yang diterima per tiang pondasi 29
12 Keamanan gaya tekan dan tarik 1 tiang 30
13 Koreksi kemanan gaya tekan dan tarik 1 tiang 30
14 Hasil perhitungan parameter untuk desain tulangan lentur 33
DAFTAR GAMBAR
1 Tipikal potongan melintang untuk jalan tol layang 4
2 Tipe-tipe jembatan 5
3 Ukuran konus yang digunakan pada uji sondir 7
4 Jenis-jenis abutment/pangkal jembatan 10
5 Diagram tegangan-tegangan pada penampang beton bertulang 11
6 Ruang bebas vertikal minimum muka air banjir 13
7 Lokasi Proyek jalan tol cimanggis-cibitung 15
8 Diagram Alir Penelitian 17
11 Grafik Hasil daya dukung tanah setiap uji tanah 27
12 Denah rencana pondasi tiang per grup 29
13 Geser satu arah pile caps pondasi 35
14 Geser dua arah pile caps pondasi 36
DAFTAR LAMPIRAN
1 Daftar Notasi 41
2 Peta Analisis Sebaran Curah Hujan DAS Cikeas tahun 2001 43 3 Hasil perhitungan daya dukung tanah uji sondir 44
4 Hasil Bor Log uji SPT 45
5 Hasil perhitungan daya dukung tanah uji SPT (Standard Penetration Test) 45 6 Hasil perhitungan uji laboratorium metode Meyerhoff, Terzaghi dan 47
Tomlinson
7 Hasil perhitungan uji laboratorium metode lamda dan rekapan hasil uji 48 8 Grafik Faktor Penurunan (Io), Faktor Kompresi (Rk), Faktor Kekakuan 49
Lapisan pendukung (Rb) dan koreksi angka poisson, R
9 Tabel perbandingan penurunan (Rs) 50
10 Desain tulangan pondasi tiang bor abutment 51
1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sarana transportasi merupakan salah satu penentu perkembangan ekonomi suatu negara. Transportasi darat umumnya menjadi salah satu sarana yang digunakan untuk melintasi antar kota dan daerah didalam suatu negara. Salah satu prasarana untuk transportasi darat adalah jalan. Beberapa jalan dibangun agar memperlancar akses transportasi darat ke beberapa kota maupun provinsi. Namun seiring dengan berkembangnya zaman, volume kendaraan makin bertambah sehingga ruas jalan tidak dapat menampung kendaraan yang ada. Beberapa solusi yang dilakukan pemerintah berupa penambahan jalan untuk menanggulangi kemacetan. Salah satunya yaitu pembangunan jalan tol. Menurut PP Nomor 8 tahun 1990, jalan tol berperan untuk melayani jasa distribusi utama yang mempunyai spesifikasi bebas hambatan agar dicapai tingkat efisiensi yang maksimal dalam penggunaan sumber daya dan sebagai pemacu pengembangan wilayah untuk mewujudkan keseimbangan antar daerah sehingga dengan dibangunnya jalan tol dapat meningkatkan pengembangan wilayah dan menyelesaikan masalah-masalah yang ada.
Salah satu komponen yang terpenting pada jalan tol adalah jembatan. Pembangunan jembatan pada jalan tol dilakukan dengan tujuan menghubungkan jalan yang dibatasi kondisi alam berupa sungai, lembah curam, dan jalan lain yang melintang. Perkembangan teknologi transportasi darat saat ini terutama jembatan meningkat seiring dengan perubahan waktu. Perencanaan jembatan harus memperhatikan beberapa aspek seperti arus lalu lintas, hidrologi, kondisi tanah, struktur bangunan jembatan dan aspek pendukung lain. Aspek-aspek tersebut harus dipenuhi sesuai peraturan-peraturan yang ada sehingga jembatan tersebut aman untuk digunakan. Kondisi alam yang menghalangi jalur transportasi darat antara suatu daerah dengan daerah lain akan menghambat kemajuan ekonomi suatu daerah bahkan negara. Proses distribusi barang antar daerah akan terhambat karena kondisi ini. Oleh karena itu perlu dibangun jembatan untuk menghubungkan jalur transportasi darat antar daerah. Suatu jembatan harus direncanakan agar dapat menahan beban seperti beban angin, beban gempa, beban lalu lintas dan beban lain yang ada pada jembatan. Suatu jembatan terdiri dari 3 bagian utama yaitu pondasi, bangunan bawah dan bangunan atas. Bagian terpenting dalam suatu jembatan yaitu pondasi dan bangunan bawah. Bangunan bawah ini terdiri dari struktur utama berupa pilar (pier) dan pangkal jembatan (abutment). Pondasi, pilar dan abutment memiliki peran penting pada suatu jembatan yaitu meneruskan semua beban dari bangunan atas ke tanah.
2
menggerus tanah dibagian abutment dan pilar stabilitas struktur akan berkurang sehingga dapat berakibat fatal. Kejadian kerusakan struktur bawah akibat banjir dan longsor banyak terjadi di Indonesia. Kegagalan struktur bawah jembatan akan berakibat fatal bagi keseluruhan struktur jembatan karena beban dari struktur atas jembatan tidak dapat disalurkan ke tanah. Kegagalan struktur jembatan tidak hanya berakibat pada kerugian material namun dapat membahayakan pengguna jembatan.
1.2 Perumusan Masalah
Rumusan masalah yang akan dibahas pada penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana penentuan ketinggian jembatan terhadap tinggi muka air banjir. 2. Berapa besar daya dukung tanah dan tulangan yang dibutuhkan pada pondasi
dan abutment untuk menahan beban-beban yang bekerja. 1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Menentukan ketinggian jembatan terhadap tinggi muka air banjir.
2. Menghitung daya dukung tanah pada lokasi rencana abutment dan tulangan yang dibutuhkan pada pondasi dan abutment.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Memberikan informasi mengenai tahapan perencanaan teknis pondasi dan abutment pada pembangunan jembatan.
2. Dapat digunakan sebagai pedoman perencanaan teknik pondasi dan abutment bagi instansi dan mahasiswa.
1.5 Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup adalah sebagai berikut :
1. Penelitian dilakukan pada proyek jalan tol Cimanggis-Cibitung (25,785 km) yaitu struktur bawah jembatan. Struktur bawah jembatan yang dianalisa adalah pondasi dan abutment jembatan.
2. Penelitian ini hanya membahas tentang tinggi jembatan, daya dukung tanah pada titik rencana peletakan abutment, dan jumlah tulangan yang dibutuhkan pada pondasi dan abutment.
Beberapa batasan masalah dalam penelitian ini :
1. Tidak membahas perhitungan superstructure (struktur atas) jembatan. 2. Tidak membahas metode pelaksanaan dan anggaran biaya pelaksanaan. 3. Tidak merencanakan drainase dan bangunan pengaman (railing) jembatan. 4. Tidak membahas perhitungan geometri jalan dan perkerasan baik pada jalan
2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Jalan Tol
Jalan tol (freeway) adalah fasilitas jalan raya yang mempunyai dua lajur atau lebih di setiap arah agar lalu-lintas berlangsung secara eksklusif, dengan pengendalian penuh atas akses dan egres. Dalam tingkatan jalan raya, jalan tol adalah satu-satunya fasilitas yang menyediakan arus bebas-hambatan yang sempurna. Menurut Peraturan No. 7 tahun 2009 Departemen Pekerjaan Umum Dirjen Bina Marga, bagian-bagian jalan tol secara umum meliputi ruang manfaat jalan, ruang milik jalan dan ruang pengawasan jalan.
1. Ruang Manfaat Jalan.
Ruang manfaat jalan diperuntukkan bagi median, perkerasan jalan, jalur pemisah, bahu jalan, saluran tepi jalan, lereng, ambang pengaman, timbunan, galian, gorong-gorong, perlengkapan jalan dan bangunan pelengkap jalan. Ruang manfaat jalan bebas hambatan untuk jalan tol harus mempunyai lebar dan tinggi ruang bebas serta kedalaman sebagai berikut:
a) lebar ruang bebas diukur di antara 2 (dua) garis vertikal batas bahu jalan; b) tinggi ruang bebas minimal 5 (lima) meter di atas permukaan jalur lalu
lintas tertinggi;
c) kedalaman ruang bebas minimal 1,50 meter di bawah permukaan jalur lalu lintas terendah.
2. Ruang Milik jalan
Ruang milik jalan diperuntukkan bagian ruang manfaat jalan dan pelebaran jalan maupun penambahan lajur lalu lintas di kemudian hari serta kebutuhan ruangan untuk pengamanan jalan tol dan fasilitas jalan tol. Ruang milik jalan bebas hambatan untuk jalan tol harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
a) lebar dan tinggi ruang bebas ruang milik jalan minimal sama dengan lebar dan tinggi ruang bebas ruang manfaat jalan.
b) lahan ruang milik jalan harus dipersiapkan untuk dapat menampung minimal 2 x 3 lajur lalu lintas terpisah dengan lebar ruang milik jalan minimal 40 meter di daerah antarkota dan 30 meter di daerah perkotaan; c) lahan pada ruang milik jalan diberi patok tanda batas sekurang-kurangnya
satu patok setiap jarak 100 meter dan satu patok pada setiap sudut serta diberi pagar pengaman untuk setiap sisi.
d) Pada kondisi jalan tol layang, perlu diperhatikan ruang milik jalan di bawah jalan tol.
3. Ruang pengawasan jalan
Ruang pengawasan jalan diperuntukkan bagi pandangan bebas pengemudi dan pengamanan konstruksi jalan. Batas ruang pengawasan jalan bebas hambatan untuk jalan tol adalah 40 meter untuk daerah perkotaan dan 75 meter untuk daerah antarkota, diukur dari as jalan tol.
4
diatur sesuai dengan jenis prasarana dan fungsinya. Standar ukuran dimensi minimum dari Rumaja, Rumija, dan Ruwasja jalan bebas hambatan untuk jalan tol dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 1 Dimensi ruang jalan bebas hambatan untuk jalan tol Bagian-bagian
jalan
Komponen
Geometri Dimensi minimum (m)
RUMAJA
Jalan Tol
Antarkota Perkotaan
Lebar badan jalan 30 22
Tinggi 5 5
Kedalaman 1,5 2,5
RUMIJA
Jalan Tol
Antarkota Perkotaan Layang/ Terowongan
Lebar 40 30 20
RUWASJA
Jalan Tol
Antarkota Perkotaan Jembatan
Lebar 75 40 100
Sumber : Peraturan Departemen Pekerjaan Umum No. 7 tahun 2009
Tipikal dari Ruang manfaat jalan pada jalan tol mencakup seluruh fasilitas yang dibangun pada jalan tol. Bagian-bagian yang mencakup Rumaja antara lain drainase, lampu penerang jalan, telepon darurat, rel pengaman dan reflektor, patok sta dan rambu. Sementara itu, wilayah Rumija berada diluar Rumaja dan dibatasi oleh pagar Rumija. Berikut detail tipikal Rumaja,Rumija dan Ruwasja pada jalan tol.
Pada jalan tol layang pembagian wilayah untuk Rumaja,Rumija dan Ruwasja diatur dalam peraturan Departemen Pekerjaan Umum. Wilayah Rumaja pada jalan tol layang diantaranya bahu dalam dan luar jalan, lajur lalu lintas, lampu jalan dan trotoar. Sementara itu wilayah Rumija hanya sebatas pagar/railing dan reflektor. Berikut tipikal potongan melintang jalan bebas hambatan untuk jalan tol layang (elevated).
2.2 Jembatan
Jembatan adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk menghubungkan dua bagian jalan yang terputus oleh adanya rintangan-rintangan seperti lembah yang dalam, alur sungai, danau, saluran irigasi, kali, jalan kereta api, jalan raya yang melintang tidak sebidang, dan lain sebagainya. Selain menjadi penghubung, jembatan juga dijadikan icon suatu kota. Klasifikasi tipe struktur jembatan secara umum ada 6 tipe sebagai berikut.
- Jembatan Gelagar - Jembatan Pelengkung - Jembatan rangka - Jembatan Portal - Jembatan Gantung - Jembatan Kabel
Gambar 2 Tipe-tipe Jembatan
Penentuan bentuk struktur jembatan ada di tahap perencanaan. Perencanaan jembatan harus sesuai peraturan yang berlaku. Berdasarkan perkembangan teknologi saat ini, peraturan perencanaan yang dapat digunakan perencana adalah peraturan perencanaan jembatan dari BMS 1992, SNI T-02-2005, SNI T-12-2004, dan SNI 2833:2008. Bagian- bagian utama jembatan adalah sebagai berikut:
1. Fondasi Jembatan berfungsi meneruskan seluruh beban jembatan ke tanah dasar. Berdasarkan sistemnya, fondasi dibedakan menjadi beberapa macam : fondasi telapak (spread footing), Fondasi Sumuran (caisson), Fondasi tiang (pile foundation).
2. Struktur Bawah jembatan berfungsi menerima/memikul beban-beban yang diberikan bangunan atas dan kemudian menyalurkan ke pondasi. Bangunan bawah terdiri dari Abutment, kepala pilar (pier head), tubuh pilar (pier), Tumpuan (Bearing).
3. Struktur Atas jembatan berfungsi menampung beban-beban yang ditimbulkan oleh lalu lintas kemudian menyalurkan ke bangunan bawah. Bangunan atas terdiri dari pelat, Box Girder, I Girder, T Girder, U Girder, bangunan pengaman (Railing)
Pada perencanaan konstruksi jembatan diperlukan data-data yang digunakan sebagai dasar perencanaan. Survey perlu dilaksanakan dengan cermat sehingga akan diperoleh data yang akurat. Adapun data-data yang diperlukan dalam perencanaan konstruksi jembatan antara lain :
a. Data tanah setempat dimana jembatan akan dibangun. Hal ini penting untuk menentukan tipe pondasi yang akan digunakan.
6
sungai dan debit banjir digunakan sebagai dasar untuk merencanakan konstruksi abutment jembatan.
c. Data tentang kepadatan lalu lintas serta tekanan gandar yang direncanakan akan melewatinya.
d. Data topografi untuk memperoleh karakteristik topografi daerah perencanaan.
Menurut RSNI T-12-2004, Perencanaan harus berdasarkan pada suatu prosedur yang memberikan jaminan keamanan pada tingkat yang wajar, berupa kemungkinan yang dapat diterima untuk mencapai suatu keadaan batas selama umur rencana jembatan. Perencanaan kekuatan balok, pelat, kolom beton bertulang sebagai komponen struktur jembatan yang diperhitungkan terhadap lentur, geser, lentur dan aksial, geser dan puntir, harus didasarkan pada cara Perencanaan berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT). Untuk perencanaan komponen struktur jembatan yang mengutamakan suatu pembatasan tegangan kerja, seperti untuk perencanaan terhadap lentur dari komponen struktur beton prategang penuh, atau komponen struktur lain sesuai kebutuhan perilaku deformasinya, atau sebagai cara perhitungan alternatif, dapat digunakan cara Perencanaan berdasarkan Batas Layan (PBL). Di samping itu, perencanaan harus memperhatikan faktor integriti komponen-komponen struktur maupun keseluruhan jembatan, dengan mempertimbangkan faktor-faktor berikut:
1. Kontinuitas dan redundansi.
2. Semua komponen struktur jembatan harus mempunyai ketahanan yang terjamin terhadap kerusakan dan instabilitas sesuai umur jembatan yang direncanakan.
3. Aspek perlindungan eksternal terhadap kemungkinan adanya beban yang tidak direncanakan atau beban berlebih.
2.3 Uji Sondir (Cone Penetration Test)
Berdasarkan SNI 4153-2008, uji Sondir digunakan untuk memperoleh parameter-parameter perlawanan penetrasi lapisan tanah di lapangan, dengan alat sondir. Parameter tersebut berupa perlawanan konus (qc), perlawanan geser (fs), angka banding geser (Rf), dan geseran total tanah (Tf), yang dapat digunakan untuk interpretasi perlapisan tanah yang merupakan bagian dari desain fondasi. Peralatan uji penetrasi ini antara lain terdiri atas peralatan penetrasi konus, bidang geser, bahan baja, pipa dorong, batang dalam, mesin pembeban hidraulik, dan perlengkapan lainnya. Konus yang digunakan harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut.
Gambar 3. Ukuran konus yang digunakan pada uji sondir Ada 2 tipe ujung konus pada sondir mekanis yaitu:
1. Konus biasa, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan biasanya digunakan pada tanah berbutir kasar, dimana besar perlawanan lekatnya kecil. 2. Bikonus, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan hambatan lekatnya
yang biasanya digunakan pada tanah yang berbutir halus. Menurut Sihotang (2009), kegunaan uji sondir adalah:
1. Untuk menentukan profil dan karakteristik tanah.
2. Merupakan pelengkap bagi informasi dari pengeboran tanah. 3. Menentukan daya dukung pondasi.
4. Untuk mengetahui kedalaman lapisan tanah keras serta daya dukung maupun daya lekat setiap kedalaman.
5. Untuk memberikan gambaran jenis tanah secara kontinu.
6. Untuk mengevaluasi (meninjau kembali) karakteristik teknis tanah. Sementara itu tujuan dilakukan pengujian sondir adalah :
1. Tujuan praktis: untuk mengetahui kedalaman dan kekuatan lapisan-lapisan tanah.
2. Tujuan teoritis: untuk mengetahui penetrasi konus dan jumlah hambatan lekat tanah.
2.4 Uji SPT (Standard Penetration Test)
8
tinggi jatuh 0,76 m. Pelaksanaan pengujian dibagi dalam tiga tahap, yaitu berturut-turut setebal 150 mm untuk masing-masing tahap. Tahap pertama dicatat sebagai dudukan, sementara jumlah pukulan untuk memasukkan tahap ke-dua dan ke-tiga dijumlahkan untuk memperoleh nilai pukulan N atau perlawanan SPT dinyatakan dalam pukulan/0,3 m ( SNI 4153-2008).
Hasil dari pekerjaan Bor dan SPT kemudian dituangkan dalam lembaran drilling log yang berisi:
1. Deskripsi tanah meliputi: jenis tanah, warna tanah, tingkat plastisitas dan ketebalan lapisan tanah masing-masing.
2. Pengambilan contoh tanah asli/ Undisturbed Sample (UDS). 3. Pengujian Standard Penetration Test (SPT).
4. Muka Air Tanah.
5. Tanggal Pekerjaan dan berakhirnya pekerjaan.
Jumlah N pukulan memberikan petunjuk tentang kerapatan relatif di lapangan khususnya tanah pasir atau kerikil dan hambatan jenis tanah terhadap penetrasi. Uji ini biasanya digunakan untuk tanah yang keras. Menurut Sihotang (2009), tujuan penyelidikan tanah dengan uji SPT adalah:
1. Untuk menentukan kepadatan relatif lapisan tanah tersebut dari pengambilan contoh tanah dengan tabung, dapat diketahui jenis tanah dan ketebalan tiap-tiap lapisan kedalaman tanah tersebut.
2. Memperoleh data yang kualitatif pada perlawanan penetrasi tanah dan menetapkan kepadatan dari tanah yang tidak berkohesi yang biasanya sulit diambil sampelnya.
Kemudian kegunaan hasil penyelidikan SPT adalah sebagai berikut:
1. Menentukan kedalaman dan tebal masing-masing lapisan tanah tersebut. 2. Sampel tanah terganggu yang diperoleh diuji untuk mengidentifikasi jenis
tanah sehingga interpretasi nilai kuat geser dan deformasi tanah dapat diperkirakan dengan baik.
2.5 Uji Laboratorium
Uji laboratorium berfungsi untuk mengetahui karakteristik tanah pada lapisan-lapisan tanah yang telah di uji bor. Sampel tanah yang akan di uji pada laboratorium didapat ketika uji bor dilakukan. Sampel tanah diambil pada setiap lapisan tanah kemudian dilakukan uji triaksial untuk mendapatkan nilai sudut gesek dalam (ϕ), berat volume tanah ( ) dan kohesi tanah (C). Uji triaksial adalah pengujian dari benda uji berbentuk silinder yang dibungkus karet kedap air diberi tekanan ke semua arah dan kemudian diberi tekanan aksial sampai terjadi keruntuhan (SNI 03-4813-1998).
2.6 Pondasi Jembatan
Pondasi adalah suatu konstruksi pada bagian dasar struktur/banguan (sub-structure) yang berfungsi meneruskan beban dari bagian atas struktur/bangunan (upper-structure) ke lapisan tanah yang berada di bagian bawahnya tanpa mengakibatkan keruntuhan geser tanah dan penurunan (settlement) tanah/fundasi yang berlebihan. Beberapa bangunan dapat dibangun karena pondasi merupakan komponen utama dari suatu bangunan termasuk jembatan. Pondasi jembatan adalah bagian dari jembatan yang berfungsi memikul seluruh beban yang bekerja pada pilar atau kepala jembatan dan gaya-gaya lainnya serta melimpahkannya ke lapisan tanah pendukung.
Secara umum, terdapat dua macam pondasi, yaitu pondasi dangkal dan pondasi dalam. Pondasi dangkal digunkan bila bangunan yang berada diatasnya tidak terlalu besar sedangkan pondasi dalam ialah pondasi yang dipakai pada bangunan diatas tanah yang lembek. Pondasi ini juga dipakai pada bangunan dengan bentangan yang cukup lebar (jarak antar kolom 6 m) dan bangunan bertingkat. Contoh pondasi dalam yaitu pondasi tiang pancang (beton, besi, pipa baja), pondasi sumuran, pondasi borpile dan lain-lain. Pondasi dalam kita gunakan, bila lapisan tanah di dasar pondasi yang mampu mendukung beban yang dilimpahkan terletak cukup dalam atau dengan pertimbangan adanya penggerusan/galian dekat pondasi dikemudian hari. (Sunggono 1995). Persyaratan utama pondasi adalah sebagai berikut:
1. Cukup kuat menahan muatan geser akibat muatan tegak ke bawah. 2. Dapat menyesuaikan pergerakan tanah yang tidak stabil (tanah gerak). 3. Tahan terhadap pengaruh perubahan cuaca.
4. Tahan terhadap pengaruh bahan kimia.
Untuk itu pondasi haruslah kuat, stabil, aman agar tidak mengalami penurunan, tidak mengalami patah, karena akan sulit untuk memperbaiki suatu sistem pondasi. Akibat penurunan atau patahnya pondasi, maka akan terjadi: 1. Kerusakan dinding, retak-retak.
2. Lantai dan pelat retak dan bergelombang 3. Penurunan bagian atas jembatan.
2.7 Abutment Jembatan
10
Gambar 4 Jenis- jenis abutment/pangkal jembatan 2.8 Beton
Berdasarkan RSNI T-12-2004 tentang perencanaan struktur beton untuk jembatan sifat dan karakteristik beton adalah sebagai berikut:
1. Kuat Tekan Beton
Kuat tekan beton diartikan sebagai kuat tekan beton pada umur β8 hari (fc’) dengan berdasarkan pada suatu kriteria perancangan dan keberhasilan sebagai berikut:
a Ditetapkan berdasarkan prosedur probabilitas statistik dari hasil pengujian tekan pada sekelompok benda uji silinder dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm, dinyatakan dalam satuan MPa dengan kemungkinan kegagalan sebesar 5%;
b Sama dengan mutu kekuatan tekan beton yang ditentukan dalam kriteria perencanaan, dengan syarat perawatan beton tersebut sesuai dengan spesifikasi yang ditentukan;
c Mencapai tingkat keberhasilan dalam pelaksanaan, berdasarkan hasil pengujian pada benda uji silinder, dinyatakan dalam satuan MPa yang memenuhi kriteria keberhasilan.
2. Kuat Tarik Beton
Kuat tarik langsung dari beton (fci) dapat diambil dari ketentuan: a. 0,γγ√fc’ MPa pada umur β8 hari, dengan perawatan standar; b. Dihitung secara probabilitas statistik dari hasil pengujian.
Sedangkan kuat tarik lentur dari beton (fcf) dapat diambil dari ketentuan: (a) 0,6√fc’ MPa pada umur 28 hari, dengan perawatan standar; atau (b) Dihitung secara probabilitas statistik dari hasil pengujian.
3. Tegangan Ijin Tekan pada Kondisi Batas Layan
Tegangan tekan dalam penampang beton akibat dari semua kombinasi beban tetap pada kondisi batas layan lentur dan/atau aksial tekan, tidak boleh melampaui nilai 0,45 fc’ dimana fc’ adalah kuat tekan beton yang direncanakan pada umur 28 hari, dinyatakan dalam satuan MPa.
4. Massa Jenis
Massa jenis beton (wc) ditentukan dari nilai-nilai sebagai berikut:
a Untuk beton dengan berat normal, diambil tidak kurang dari 2400 kg/m3; b Ditentukan dari hasil pengujian.
5. Modulus Elastisitas
Modulus elastisitas beton (Ec) nilainya tergantung pada mutu beton yang terutama dipengaruhi oleh material dan proporsi campuran beton. Namun untuk analisis perencanaan struktur beton yang menggunakan beton normal dengan kuat tekan yang tidak melampaui 60 MPa, atau beton ringan dengan berat jenis yang tidak kurang dari 2000 kg/m3. Untuk beton normal dengan massa jenis sekitar β400 kg/mγ, Ec boleh diambil sebesar 4700√fc’ yang dinyatakan dalam satuan MPa.
2.9 Beton Bertulang
Peraturan yang digunakan untuk perhitungan beton bertulang adalah SNI T-12-2004. Pengecekan kekuatan penampang dari struktur beton bertulang digunakan metoda perhitungan ultimit (ULS). Dengan demikian, gaya-gaya yang digunakan pada analisis kekuatan penampang adalah gaya-gaya terbesar hasil kombinasi gaya-gaya terfaktor. Perhitungan tulangan dilakukan terhadap lentur, geser, dan torsi. Pada tulangan lentur, luas yang diperlukan diturunkan dari keseimbangan gaya-gaya dalam yang bekerja pada penampang seperti dijelaskan pada Gambar 4.
12
bertingkat. Pada pondasi tiang dan abutment konsep perencanaan didasarkan pada desain kolom. Penulangan kolom terdiri atas penulangan utam/memanjang dan penulangan melintang (sengkang dan spiral).
1) Penulangan utama/memanjang
Hampir semua kolom mengalami momen lentur dan gaya aksial. Karena itu, agar terjamin adanya daktilitas pada kolom, diisyaratkan minimum ada penulangan sebanyak 1% pada kolom. Penulangan yang lazim adalah sebanyak 1,5 sampai 3% dari luas penampang kolom. Khususnya untuk kolom pada bangunan bertingkat banyak, luas penulangan sebanyak 4% masih layak digunakan. Sekalipun beberapa peraturan memberikan batas maksimum sebesar 8%, disarankan untuk tidak menggunakan tulangan lebih dari 4% agar tulangan tersebut tidak berdesakan dalam penampang beton, terutama pada pertemuan balok-kolom. Untuk kolom bersengkang harus ada paling sedikit empat batang tulangan memanjang. Sedangkan untuk kolom berspiral paling sedikit 6 tulangan memanjang untuk mencegah adanya aksi simpai (hoop action). Lihat peraturan ACI untuk pembahasan lebih lanjut. (Nawy 2010:351)
2) Penulangan melintang (sengkang dan spiral)
Tulangan melintang diperlukan untuk mencegah terlepasnya selimut beton atau tekuk lokal tulangan memanjang. Tulangan lateral dapat berupa sengkang yang didistribusikan merata seluruh tinggi kolom dengan jarak antara tertentu. Tulangan memanjang yang jaraknya dengan tulangan lain lebih dari 6 inchi harus dipegang oleh tulangan lateral.
Bentuk lain tulangan melintang adalah spiral atau tulangan lateral helikal. Tulangan ini khususnya digunakan untuk meningkatkan daktilitas kolom sehingga merupakan bentuk tulangan lateral yang sering digunakan pada daerah dengan resiko gempa tinggi. Biasanya bagian beton di luar inti dapat dengan mudah terlepas apabila mengalami gaya lateral seperti gaya gempa. Kolom-kolom demikian harus mampu menahan beban-beban tambahan meskipun bagian terluarnya tadi telah terlepas, agar tidak terjadi keambrukan (collapse) keseluruhan bangunannya.
2.10 Tinggi Ruang Bebas
Menurut BMS Bridge Design Code Vol 1 tahun 1992, Perkiraan volume banjir, kedalaman dan kecepatan didasarkan pada cara-cara yang sesuai dengan kondisi setempat. Muka air tinggi yang digunakan sebagai dasar untuk perencanaan hidrolika haruslah muka air yang sesuai dengan aliran banjir rencana. Apabila lokasi jembatan mengalami kondisi banjir tidak normal, muka air tinggi rencana juga harus memenuhi persyaratan berikut:
a Untuk perhitungan gerusan, muka air merupakan paling rendah sesuai dengan banjir rencana.
b Untuk perhitungan arus balik, muka air merupakan paling tinggi sesuai dengan banjir rencana.
harus diperiksa terhadap gaya-gaya hidrodinamis tanpa sampah, gaya gaya akibat lapisan sampah, dan gaya-gaya akibat benturan batang kayu, apabila terdapat batang kayu atau pohon besar.
Menurut BMS Bridge Design Code Vol 1 tahun 1992, ruang bebas vertikal antara titik paling rendah bangunan atas dan muka air tinggi rencana pada keadaan batas ultimate paling sedikit 1,0 meter. Jangka waktu pengulangan daya layan dan banjir rencana ultimate ditentukan oleh yang berwenang dalam hal ini perencana. Ruang bebas vertikal muka air banjir terhadap struktur bawah jembatan dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 6 Ruang bebas vertikal minimum muka air banjir
Sementara itu ruang bebas vertikal minimum yang disediakan untuk jembatan diatas jalan kereta api adalah 6,5 m atau yang ditentukan oleh yang berwenang atas jalan kereta api. Ruang bebas vertika diukur dari ujung atas rel yang paling tinggi. Ruang bebas vertikal minimum untuk jalan eksisting yang ada sebesar 5,1 m.
2.11 Hidrologi Banjir
Siklus Hidrologi sangat penting bagi kehidupan, semua proses dan siklus air yang terjadi di bumi ini tidak lepas dari proses hidrologi yang terjadi. Perencanaan jembatan membutuhkan analisa hidrologi karena jembatan yang akan melintasi suatu aliran sungai tidak lepas pengaruhnya dari banjir yang terjadi pada sungai tersebut. ketinggian muka air ketika banjir sangat mempengaruhi tinggi jembatan yang akan dibangun. Pengaruh aliran sungai sangat besar terhadap struktur bawah jembatan, oleh karena itu perlu dilakukan analisis debit banjir dengan periode ulang tertentu untuk menentukan tinggi dari jembatan tersebut
Metode perhitungan debit rencana yang akan digunakan tergantung dari ketersediaan data. Data yang dimaksud antara lain data hujan, karakteristik daerah aliran, dan data debit. Ditinjau dari ketersediaan data hujan, karakteristik daerah aliran sungai dan debit, menurut Kamiana, 2011 terdapat 6 kelompok metode perhitungan debit rencana, yaitu:
1. Metode analisis probabilitas frekuensi debit banjir.
14
Distribusi Probabilitas Gumbel Distribusi Probabilitas Log Pearson Distribusi Log Normal
2. Metode Analisis regional
Apabila data debit yang tersedia < 20 tahun dan > 10 tahun maka debit rencana dapat dihitung dengan metode analisis regional. Data debit yang dimaksud dapat dari berbagai daerah pengaliran yang ada tetapi masih dalam satu regional. Prinsip dari metode analiss regional adalah dalam upaya memperoleh lengkung frekuensi banjir regional. Kegunaan dari lengkung frekuensi banjir regional adalah untuk menentukan besarnya debit rencana pada suatu daerah pengaliran yang tidak memiliki data debit.
3. Metode puncak banjir diatas ambang
Metode ini dipergunakan apabila data debit yang tersedia antara 3-10 tahun. Metode ini berdasarkan pengambilan puncak banjir dalam selang 1 tahun diatas ambang tertentu dan hanya cocok untuk data yang didapat dari pos duga otomatik.
4. Metode Empiris
Metode ini dipergunakan apabila data hujan dan karateristik daerah aliran tersedia. Contoh metode yang termasuk dalam kelompok metode ini adalah: Metode rasional
Metode ini menggunakan persamaan-persamaan regresi yang dihasilkan Institute of Hydrology (IoH) dan Pusat Penelitian Pengembangan Pengairan, yaitu didapat dari data hujan dan karakteristik daerah pengaliran sungai (DPS), selanjutnya untuk banjir dengan periode ulang tertentu digunakan lengkung analisis regional.
6. Model Matematika
Metode ini dipergunakan apabila selang waktu pengamatan data hujan lebih panjang daripada pengamatan data debit, selanjutnya untuk memperpanjang data aliran yang ada digunakan model matematika kemudian besar debit banjir rencana dihitung dengan anlisis frekuensi atau menggunakan distribusi probabilitas. Contohnya: Gumbel, Log Pearson, dan Log Normal.
3 METODE
3.1 Waktu dan Tempat
Penelitian “Analisis Struktur Pondasi dan Abutment Jembatan pada Proyek Jalan Tol Cimanggis-Cibitung” dilaksanakan selama 3 bulan pada bulan Maret – Mei 2014. Pengambilan data dilaksanakan di PT. Perentjana Djaja, Wisma Pede Lt. 3 Jl. MT Haryono kav 17, Jakarta Selatan. Analisis data dilakukan di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Pertanian Bogor. Jalan Tol Cimanggis-Cibitung merupakan jalan tol yang memiliki panjang 25,785 km dibangun dari STA 0+0 hingga STA 25+785. Titik awal proyek jalan tol terletak di daerah Cimanggis, Depok dan akhir proyek terletak di daerah Cibitung, Bekasi. Investor jalan Tol Cimanggis-Cibitung ini adalah Cimanggis Cibitung Tollways A Bakrie Company dan konsultan perencana yaitu PT. Perentjana Djaja. Jalan Tol ini melewati jalan Tol Jagorawi, Bogor dan melewati beberapa sungai seperti Sungai Sunter (STA 0+455), Sungai Cikeas (STA 4+388), Sungai Cileungsi (STA 6+925), dan Sungai Sadang (STA 22+450). Pada penelitian ini sungai yang ditinjau adalah Sungai Cikeas (STA 4+388). Pada jalan Tol Cimanggis-Cibitung dibangun beberapa jembatan salah satu yang ditinjau pada penelitian ini adalah jembatan dengan jenis flyover terletak pada STA 2+900 hingga 4+700. Jembatan ini memiliki panjang sebesar 1,8 km dan melewati jalan raya Transyogi dan sungai Cikeas. Struktur bawah yang ditinjau adalah pondasi dan Abutment 02. Berikut peta lokasi rencana jalan Tol Cimanggis-Cibitung.
16
3.2 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah seperangkat alat komputer dengan program Microsoft Excel, Autocad 2010, Surfer 10 dan ArcGIS 10. Bahan-bahan yang digunakan adalah serangkaian data sekunder berupa :
1. Peta Batas dan dan Tutupan Lahan Sub-DAS Cikeas 2. Data Curah Hujan tahun 2001-2010 dari 3 stasiun cuaca 3. Hasil Uji Sondir, Uji SPT, dan Uji Laboratorium
4. Data Teknis Perencanaan Jembatan 5. Gambar Teknik Jembatan
3.3 Prosedur Penelitian
Pada perencanaan sebuah jembatan beberapa hal perlu ditinjau,beberapa data yang diperlukan antara lain data debit banjir, data topografi, data karakteristik tanah dan data struktur. Data debit banjir diperlukan untuk menentukan tinggi muka air banjir dalam hal ini tinggi muka air banjir sungai Cikeas dengan debit rencana 50 tahun. Kemudian data topografi lokasi perencanaan jembatan diperlukan untuk menentukan pondasi yang akan digunakan. Topografi lahan dengan dominasi jenis tanah berupa tanah lunak akan boros dalam segi biaya karena kedalaman pondasi akan sangat dalam, jika dominasi berupa batu cadas uji penyelidikan tanah akan terhambat sedangkan jika lahan tersebut berada dalam zona patahan akan beresiko mengalamai keruntuhan struktur pondasi.
Pada penelitian ini, tidak menggunakan peta topografi dikarenakan keterbatasan data sehingga data yang digunakan untuk pemilihan jenis pondasi adalah data uji penyelidikan tanah berupa Uji Sondir, Uji SPT, dan Uji Laboratorium. Selanjutnya data struktur diperlukan untuk mengetahui beban-beban yang berkerja pada struktur atas. Semua kombinasi beban-beban dianalisis dan dihitung distribusi beban terhadap struktur bawah berupa pondasi dan abutment.
Gambar 8. Diagram alir penelitian Tahapan penelitian terdiri dari :
1. Studi pustaka
Studi pustaka digunakan untuk mempelajari berbagai metode dalam menganalisis debit banjir rencana 50 tahun pada Sub-DAS Cikeas, nilai daya dukung tanah dari 3 uji karakteristik tanah dan jumlah tulangan pada pondasi dan abutment.
2. Pengumpulan data dan informasi
Data yang digunakan seluruhnya merupakan data sekunder. Data sekunder yang digunakan meliputi data curah hujan tahun 2001-2010 pada 3 stasiun cuaca, hasil uji karakteristik tanah berupa uji sondir, uji SPT dan Uji Laboratorium, Data teknik jembatan, dan Gambar Teknik Jembatan.
3. Pengolahan dan analisis data
Langkah-langkah pengolahan dan analisis data adalah sebagai berikut: a. Perhitungan tinggi muka air banjir
1) Sebaran curah hujan rata-rata dihitung dari 3 stasiun cuaca yaitu Bogor, Depok, Bekasi pada Sub-DAS Cikeas dengan metode isohyet sebagai Tata Guna Lahan Sungai Cikeas
Analisa Curah Hujan
Area Metode Isohyet Luas Tutupan Lahan DAS Cikeas (A)
Membandingkan dengan peraturan yang ada
Selesai
Curah Hujan (R24) dan Intensitas Hujan Rencana (I50tahun)
Penentuan Nilai Koefisien (C)
Debit Banjir Rencana 50 tahun (Q50) dan tinggi muka air banjir (h)
Daya Dukung Tanah
18
2) Parameter dispersi dihitung kemudian jenis distribusi probabilitas hujan dihitung dari 4 jenis distribusi yaitu Gumbel, Normal, Log Normal dan Log Pearson tipe 3. Parameter yang dispersi yang dihitung sebagai dibandingkan dengan syarat. Berikut tabel persyaratan nilai Cs dan Ck masing-masing distribusi.
Tabel 2 Persyaratan parameter statistik suatu distribusi
No Distribusi Persyaratan
1 Gumbel Cs 1,14
4 Log Pearson III Selain nilai diatas
Sumber : Bambang, T (2008)
3) Distribusi probabilitas metode Chi-kuadrat dan metode Dispersi dihitung kemudian dipilih jenis distribusi yang memenuhi syarat.
4) Waktu konsentrasi (tc), Intensitas Hujan Rencana (I50), Luas Tutupan rasional dan kecepatan aliran (V) dihitung dengan metode mononobe sebagai berikut:.
Q50 = 0,278 I50 ∑ (A * C) (8)
(9)
6) Tinggi muka air banjir dan dbandingkan dengan syarat tinggi ruang bebas bertikal jembatan terhadap muka air banjir.
Q = A * V (10)
1) Daya dukung vertikal tiang dihitung dari 3 uji tanah. Berikut metode
Kemudian daya dukung ijin 1 tiang dihitung dengan rumus berikut. Qall =
+
(20)
2) Daya dukung tanah ijin yang paling kritis dipilih dari uji sondir, uji SPT dan uji Laboratorium.
3) Jumlah pondasi tiang dalam 1 grup dan efisiensi grup ditentukan dan dihitung dengan rumus berikut:
Eg = 1 –θ
(21)
4) Kombinasi pembebanan dihitung berdasarkan peraturan RSNI T02 2005.. 5) Distribusi beban aksial dihitung pada masing-masing tiang dalam 1 grup.
Berikut rumus yang digunakan.
6) Cek distribusi beban tekan dan tarik 1 tiang terhadap nilai daya dukung ijin 1 tiang.
7) Nilai β dihitung untuk menentukan jenisnya termasuk short/rigid pile atau long/infinite pile. Rumus yang digunakan sebagai berikut:
20
pondasi tiang termasuk short/rigid pile jika βL<1,5 dan long/infinite pile jika βL > 1,5. Nilai Kh dan Ep dihitung dengan rumus sebagai berikut. Nilai Kh diambil dari tabel berikut.
Tabel 3. Hubungan nilai Kh dengan konsistensi tanah Consistensi Stiff Very stiff Hard Undrained
Cohesion
100-200 kN/m2 200-400 kN/m2 >400 kN/m2
Range of Kh 18-36 MN/m2 36-72 MN/m2 >72 MN/m2 Recommended Kh 27 MN/m2 54 MN/m2 >180 MN/m2
Nilai Ep dihitung dengan rumus berikut:
Ep = 4700√ (24)
8) Nilai f dihitung dengan rumus berikut:
(25)
9) Daya dukung lateral pondasi tiang dihitung dengan rumus berikut:
(26)
10) Daya dukung horizontal pondasi tiang grup dihitung dengan rumus berikut:
Daya dukung horizontal 1 tiang = Hmaks / jumlah tiang 1 grup (27) 11) Cek daya dukung horizontal pondasi tiang grup terhadap gaya horizontal
pondasi grup.
12) Defleksi tiang dihitung dengan rumus berikut:
yo = (28)
13) Penurunan pondasi tiang tunggal dihitung dengan rumus berikut:
(29)
14) Faktor penurunan dihitung dengan rumus sebagai berikut:
I = Io Rk Rb R (30)
Nilai Io, Rb,Rh,dan Rm dilihat pada lampiran 8.
Nilai kekakuan tiang (K) diplotkan untuk mendapatkan nilai Rk dan Rb.
Nilai K dihitung dengan rumus berikut:
K = (31)
Nilai poisson ratio tanah ( ) diplotkan untuk mendapatkan nilai R . Nilai untuk tanah diambil 0,5.
15) Penurunan pondasi tiang kelompok dihitung dengan rumus berikut:
Sg = Rs x S (32)
Nilai Rs dapat dilihat pada lampiran 9. Rs dapat dihitung dengan rumus berikut:
Rs = (R16– R9) (√ ) + R16 (33)
Namun, karena jumlah grup pondasi yang digunakan berjumlah 16 maka langsung dilihat pada tabel nilai Rs untuk 16 pondasi grup.
c. Menghitung tulangan pondasi dan abutment yang diperlukan.
2) Elastisitas beton dihitung dengan rumus berikut:
Ec = 4700 fc' (35)
3) Inersia pondasi tiang dihitung dengan rumus berikut:
Ip= ¼ R4 (36)
4) Rasio beban mati aksial dan total beban aksial dihitung dengan rumus berikut:
βd = (37)
5) Kekakuan bahan pondasi dihitung dengan rumus berikut:
EI =
6) Beban tekuk Euler dihitung dengan rumus berikut:Pc =
2 7) Faktor modifikasi untuk pembesaran momen dihitung dengan rumusberikut: 8) Faktor pembesaran momen dihitung dengan rumus berikut:
δns = 1
9) Momen dengan eksentrisitas minimum dihitung dengan rumus berikut:
M2min = Pu ( 0,6 + 0,03 h ) (42)
10) Momen ujung terfaktor yang terbesar dihitung dengan rumus berikut:
Mc = δns . M2 (43)
11) Eksentrisitas aktual dihitung dengan rumus berikut: e =
Pu Mc
(44) 12) Ukuran tulangan lentur ditentukan dan diplotkan di grafik pada diagram
interaksi tulangan lentur. Nilai diplotkan berikut pada sumbu x dan y. Sumbu x =
Sumbu y =
13) Nilai r dan β untuk mutu beton yang digunakan dilihat padagrafik. Kemudian rasio tulangan lentur yang digunakan dihitung dengan rumus berikut:
ρs = β . r (45)
14) Luas penampang pondasi (Ag), luas tulangan perlu (As) dan luas tulangan yang digunakan (As1) dihitung dengan rumus berikut:
Ag = ¼ D2
(46)
As = ρs . Ag (47)
22
15) Jumlah tulangan yang digunakan (n) dihitung dengan rumus berikut:
n = As/As1 (49)
16) Cek terhadap kekuatan penampang dengan rumus berikut:
Pu ≤θ Pn (50)
+ fy Ast (51)
Mu ≤θ Mn (52)
Mn = e aktual x Pn (53)
17) Tulangan geser dihitung dengan menentukan terlebih dulu mutu tulangan 240 MPa atau 400 Mpa. Rasio penulangan spiral minimum
18) Jarak maksimum spiral dihitung dengan rumus berikut: Smaks = 19) Luas inti pondasi tiang dihitung dengan rumus berikut:
Ac = ¼ (Dc)2
(56) 20) Luas tulangan spiral yang digunakan dihitung dengan rumus berikut:
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Tinggi Muka Air Banjir
Data Curah hujan yang digunakan adalah data curah hujan 3 stasiun cuaca tahun 2001 – 2010. Data Curah Hujan 3 Stasiun Cuaca yang digunakan antara lain Stasiun Cuaca di Bogor, Depok dan Bekasi. Stasiun Cuaca Bogor terletak di 106° 47' 36.66" BT; 6° 36' 06.53" LS , Stasiun Cuaca Depok terletak di 106° 49' 12.30" BT; 6° 23' 45.00" LS dan Stasiun Cuaca Bekasi terletak di 107° 02' 25.03" BT; 6° 20' 16.01" LS. Kemudian Data Curah Hujan ketiga stasiun tersebut dianalisis dengan metode Isohyet untuk mendapatkan data curah hujan rata-rata yang tersebar di DAS Cikeas. Metode Isohyet dihitung dengan persamaan 1. Curah hujan rataan dihitung tiap tahun berdasarkan peta isohyet DAS Cikeas setiap tahun. Peta sebaran curah hujan di DAS Cikeas pada tahun 2001 dapat dilihat pada lampiran 2.
Sebaran curah hujan rataan per tahun dihitung dengan persamaan 1 dan luasan sebaran curah hujan ditunjukkan dengan luasan dan warna yang berbeda tiap daerah. Berikut adalah data curah hujan pada tahun 2001-2010 dari 3 stasiun cuaca dan hasil analisis metode isohyet.
Tabel 4 Hasil analisis curah hujan area dengan metode isohyet tahun 2001-2010 Tahun Curah Hujan Per Stasiun Cuaca (mm) Hasil Perhitungan Isohyet
(mm) Bogor Cibitung Depok
2001 108 98 118 110
2002 127 138 148 135
2003 123 83 223 149
2004 142 127 249 173
2005 127 123 106 120
2006 136 82 244 163
2007 156 78 132 139
2008 105 120 118 111
2009 115 80 134 116
2010 145 105 110 129
24
Tabel 5 Hasil Perbandingan Parameter Distribusi Probabilitas No Distribusi Persyaratan Hasil Perhitungan
1 Gumbel Cs 1,14 Cs 0,62198
4 Log Pearson III Selain nilai diatas Selain nilai diatas
Berdasarkan hasil perbandingan diatas Distribusi Probabilitas Normal dan Log Normal mendekati persyaratan karena nilai Koefisien Cs dan Ck yang dihasilkan memiliki selisih yang mendekati nilai persyaratan untuk koefisien Cs dan Ck. Selanjutnya distribusi probabilitas tersebut dapat diuji dengan metode Chi Kuadrat atau Smirnov Kolmogorov untuk menentukan kembali distribusi probabilitas yang lebih cocok untuk digunakan. Metode yang akan digunakan adalah Metode Chi-Kuadrat. Berikut Hasil perhitungan akhir Metode Chi-kuadrat.
Tabel 6 Hasil Metode Chi-kuadrat
Distribusi Probabilitas X2 terhitung X2cr Keterangan
Normal 1 5,991 Diterima
Log Normal 1 5,991 Diterima
Gumbel 0 5,991 Diterima
Log Pearson III 3 5,991 Diterima
Berdasarkan metode Chi-Kuadrat keempat uji probabilitas dapat diterima karena nilai X2 ≤ X2cr sehingga setelah dibandingkan dengan perbandingan nilai parameter Cs dan Ck dapat disimpulkan uji probabilitas yang digunakan adalah Log Normal. Hal ini dikarenakan selisih nilai parameter lebih kecil dibandingkan distribusi Normal. Curah Hujan Rencana (R24)periode ulang 50 tahun sebesar 184
mm, waktu konsentrasi dan Intensitas Hujan Rencana Periode 50 tahun dihitung dengan persamaan 6 dan 7 dan didapat I50 sebesar 18,894 mm/jam. Luas Tutupan
lahan dan koefisien limpasan DAS Cikeas adalah sebagai berikut.
Tabel 7 Luas Tutupan Lahan dan Nilai Koefisien C pada DAS Cikeas Nama Tutupan Lahan Luas (km2) Nillai C A * C
Air Tawar 1,38497 1 1,3850
Belukar/Semak 2,28703 0,65 1,4866
Gedung 0,21079 0,9 0,1897
Hutan 0,09566 0,3 0,0287
Kebun/Perkebunan 20,86403 0,6 12,5184
Pemukiman 21,61534 0,8 17,2923
Rumput/Tanah kosong 10,3221 0,7 7,2255
Sawah Irigasi 1,9201 0,4 0,7680
Sawah Tadah Hujan 0,06609 0,5 0,0330
Tegalan/Ladang 41,1415 0,6 24,6849
Debit Banjir Rencana periode ulang 50 tahun Sungai Cikeas dari persamaan 8 yaitu sebagai berikut.
Q50 = 0,278 I50 ∑ (A * C)
= 0,278 x 18,894 x 65,6121 = 344,643 m3/s
Sedangkan kecepatan aliran sungai dihitung menggunakan persamaan 9 metode Mononobe sebagai berikut.
= = 5,863 m/s
Bentuk profil sungai yang digunakan adalah trapesium karena pendekatan bentuk profil sungai yang paling mendekati profil sungai adalah bentuk trapesium. Lebar dasar sungai sebesar 22,64 m dan lebar muka sungai tertinggi adalah 26,41 m. sehingga didapat ketinggian muka air banjir sebagai berikut.
Q = A V
A = Q/V
=
= 58,778 m
2
Sehingga,
A =
= 117,56 = 49,05 H
H = 2,4 m
H ijin = 2,4 m + 1 m = 3,4 m
Berdasarkan Bridge Management System tahun 1992, tinggi ruang bebas vertikal jembatan dengan muka air banjir adalah 1 meter sehingga ketinggian jembatan terhadap dasar sungai adalah sebesar 3,4 meter. Menurut Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No. 19/PRT/M/2011 tinggi ruang bebas vertikal untuk jembatan diatas jalan sebesar 5,1 m sehingga total tinggi jembatan yang disarankan adalah sebesar 8,5 m dari dasar sungai. Berikut gambar rencana ketinggian jembatan terhadap muka air banjir dan jalan exsisting.
26
Tinggi rencana jembatan dari data yang diperoleh adalah sebesar 18,6 meter. Tinggi rencana jembatan sudah memenuhi syarat Bridge Management System dan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No. 19/PRT/M/2011 sehingga ketinggian jembatan sudah aman.
4.2 Analisis Desain Tulangan Pondasi dan Abutment
4.2.1 Analisis Daya Dukung Tanah
Data uji penyelidikan tanah berupa Uji Sondir (Cone Penetration Test), Uji SPT (Standard Penetration Test) dan Uji Laboratorium. Data uji sondir yang ada adalah sondir 7 dan 7a, sedangkan data uji SPT dan laboratorium yang digunakan adalah DB-25 hingga DB-28. Bagian jembatan yang ditinjau adalah abutment 02. Abutment 02 ini terletak disekitar lokasi uji sondir 7a dan SPT DB-25 sehingga data yang digunakan untuk menghitung daya dukung tanah ijin adalah kedua lokasi tersebut. Daya dukung tanah uji sondir dihitung dengan persamaan 11, sementara itu untuk uji SPT dihitung dengan persamaan 12-15 dan terakhir untuk uji Laboratorium dihitung dengan persamaan 16-20. Hasil Boring Log dan perhitungan daya dukung tanah pada masing-masing uji dapat dilihat pada lampiran 3 hingga 7. Berikut lokasi uji SPT dan Sondir:
Gambar 10 Lokasi uji SPT dan Sondir
Gambar 11. Grafik hasil daya dukung tanah setiap uji tanah
Berdasarkan grafik diatas nilai daya dukung hasil uji sondir memiliki nilai sebesar 2964,16 kN pada kedalaman 14. Nilai daya dukung tanah dari hasil uji SPT (Standard Penetration Test) sebesar 3069,81 kN pada kedalaman 20 m dan uji laboratorium sebesar 4212,03 kN pada kedalaman 22,5 m. ketiga uji tersebut memiliki nilai yang variatif, sehingga diperlukan pemilihan uji yang akurat dan presisi. Pada masing-masing uji kedalaman 14 meter nilai daya dukung tanah dibandingkan dan pilih yang paling kritis. Berikut hasil perbandingan pada kedalaman 14 meter.
Tabel 8. Hasil Perbandingan nilai daya dukung tanah tiap uji
Uji Daya Dukung Tanah Kedalaman (m) Daya Dukung Tanah ijin (kN)
Uji Sondir 14 2907,84
Uji SPT 14 1381,27
Uji Laboratorium 14 3548,77
28
4.2.2 Analisa Kombinasi Pembebanan Jembatan
Setelah nilai daya dukung tanah didapat pembebanan struktur atas jembatan dihitung berdasarkan peraturan RSNI T-02 2005 tentang Standar Pembebanan Jembatan, gaya-gaya dan beban yang bekerja pada suatu jembatan adalah sebagai berikut:
Tabel 9. Total beban yang bekerja pada jembatan No Aksi/Beban
Arah Vertikal Horizontal Momen
Kode P (kN) Tx (kN) Ty (kN) Mx (kNm)
My (kNm) A Aksi Tetap 1. Berat Sendiri MS 6868,03 -1939,51 2. Beban Mati
Tambahan MA 2009,75 0
3. Tekanan Tanah TA 18376,77 89756,23 B Beban Lalu
Lintas
4. Beban Lajur “D” TD 2814,32 0
5. Beban Pedestrian TP - - - - -
6. Gaya Rem TB 7050 0
C Aksi Lingkungan
7. Temperatur ET - 16,780 236,62
8. Beban Angin EW 56,95 713,87
9. Beban Gempa EQ 3080,005 3007,622 35037,13 34971,72 6 10. Tekanan Tanah
Dinamis EQ 4505,008 40680,22
D Aksi Lainnya
Gesekan FB 1407,8 19075,69
Tabel diatas menunjukkan gaya dan beban yang bekerja pada jembatan, semua gaya dan beban akan dikombinasikan sesuai peraturan RSNI T-02 2005 sehingga akan diperoleh berbagai kondisi jembatan yang terbebani. Berikut kombinasi pembebanan menurut RSNI T-02 2005.
Berdasarkan gambar diatas, kombinasi yang dipilih untuk perencanaan pondasi yaitu perencanaan pada batas layan. Menurut Peraturan RSNI T-02 2005 kombinasi perencanaan batas layan dihitung dengan 6 kombinasi. Namun perencanaan pondasi untuk jembatan ini didesain tahan gempa maka kombinasi ke-7 diambil dari kombinasi batas ultimate ke-5 dari RSNI T-02. Kombinasi beban yang bekerja menurut RSNI T-02 2005 adalah sebagai berikut:
Tabel 10 Hasil Perhitungan Kombinasi beban menurut RSNI T-02 2005 Kombinasi Pembebanan
Vertikal Horizontal Momen
P (kN) Tx (kN) Ty (kN) Mx
(kNm) My (kNm) KOMBINASI 1 11692,10 31359,71 0 88100,66 59755,91 KOMBINASI 2 11692,10 27122,42 0 87982,35 50218,06 KOMBINASI 3 10847,80 30376,35 28,48 88053,34 19432,62 KOMBINASI 4 10284,94 22904,01 56,95 88053,34 14066,85 KOMBINASI 5 10847,80 26139,06 56,95 87935,03 10251,71 KOMBINASI 6 8877,780 20082,91 28,48 88053,34 23247,76 KOMBINASI 7 10847,80 30190,68 3007,62 122853,9 85189,79
Kombinasi pembebanan diatas dihitung berdasarkan peraturan RSNI T-02 2005 tentang standar pembebanan jembatan. Kombinasi-kombinasi tersebut dipilih berdasarkan berbagai macam kondisi dalam keadaan batas layan. Kemudian setelah didapatkan kombinasi beban diatas, 7 kombinasi tersebut digunakan untuk menghitung jumlah pondasi per 1 grup dan beban yang bekerja tiap pondasi.
4.2.3 Analisa Distribusi Gaya pada Pondasi Tiang Grup
Jumlah pondasi tiang yang digunakan setelah dilakukan trial-error adalah 16 pondasi dengan diameter 80 cm dan mutu beton K-350. Detail beban yang diterima per tiang pondasi sebagai berikut.
Tabel 11 Beban yang diterima per tiang pondasi
30
Tabel diatas menunjukkan distribusi beban vertikal pada masing-masing pondasi. Nilai distribusi beban yang bertanda negatif (-) menunjukkan bahwa pondasi tiang tersebut mengalami gaya tarik sementara itu nilai distribusi beban yang tidak bertanda menunjukkan pondasi tiang tersebut mengalami gaya tekan. Qi (1) sampai Qi (7) merupakan kombinasi beban menurut RSNI T-02 2005, kombinasi beban tersebut dapat dilihat pada Tabel 12. Nilai Qi (1) hingga Qi (7) dihitung dengan persamaan 21 dan 22. Beban yang digunakan pada tiap kombinasi yaitu vertikal P(kN) dan Momen arah x Mx (kNm) dan arah y My (kNm). Nomor pondasi dan jarak antar pondasi dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 13. Denah rencana pondasi tiang per grup
Berdasarkan tabel. 13 pondasi tiang bor nomor 4 dan 5 mengalami gaya tekan maksimum sedangkan pondasi nomor 9 dan 16 mengalami gaya tarik maksimum. Gaya tekan dan tarik maksimum pada tiang harus dibandingkan dengan kemampuan tanah menahan gaya tersebut. Distribusi gaya tekan dan tarik maksimum harus dibandingkan dengan daya dukung tanah ijin dan daya dukung selimut tiang. Pondasi grup dikategorikan aman jika distribusi tekan maksimum tiang kurang dari daya dukung ijin 1 tiang sementara itu distribusi tarik harus kurang dari daya dukung selimut tiang.
Tabel 12 Keamanan gaya tekan dan tarik 1 tiang Kombinasi
dukung ijin sebesar 2506,64 kN. Berikut hasil koreksi keamanan gaya tekan dan tarik 1 tiang:
Tabel 13 Koreksi keamanan gaya tekan dan tarik 1 tiang Kombinasi 4.2.4 Analisa Daya Dukung Ijin Lateral
Dalam analisis gaya horizontal, tiang perlu dibedakan menurut model ikatannya dengan penutup tiang (pile cap). Karena itu, tiang dibedakan menjadi 2 yaitu tiang ujung jepit (fixed end pile) dan tiang ujung bebas (free end pile). Sebelum itu, tipe tiang pondasi harus ditentukan termasuk short pile atau long pile. Berikut syarat nilai βL umtuk masing-masing tipe pondasi tiang. Kategori tiang terjepit (fixed head) terdiri dari 2 yaitu short/rigid pile jika βL<0,5 dan long/infinite pile jika βL > 1,5. Daya dukung horizontal pondasi tiang dihitung dengan persamaan 23 sampai 27. Nilai βL dari persamaan 23 sebesar 6,27 sehingga termasuk long/infinite pile. Daya dukung ijin lateral tiang dari persamaan 26 sebesar 9676,43 kN sementara itu gaya lateral yang diterima tiang dari persamaan 27 sebesar 1959,98 kN. Tanah pada kedalaman 18 m di masih mampu menahan gaya horizontal karena gaya lateral yang berkerja pada pondasi kurang dari daya dukung ijin lateralnya sehingga dapat dikategorikan aman untuk menggunakan pondasi tiang bor pada kedalaman tersebut.
4.2.5 Analisa Defleksi Ijin dan Penurunan Pondasi
Pondasi tiang bor dalam tanah harus ditinjau defleksi akibat tekanan tanah, karena defleksi tiang yang melebihi standar akan mengakibatkan struktur pondasi patah dan berakibat fatal terhadap struktur atas. Defleksi tiang (yo) untuk tiang panjang dihitung dengan persamaan 28.
yo =
yo =
yo = 0,01122 m = 11,22 mm
Defleksi tiang bor dengan diameter 80 cm dan kedalaman 18 m sebesar 11,22 mm. Mc Nulty (1956) meyarankan perpindahan lateral ijin pada bangunan gedung adalah 6 mm sedangkan untuk bangunan-bangunan lain sejenis menara transmisi dan lainnya adalah sebesar 12 mm. Defleksi pondasi tiang untuk abutment jembatan sebesar 11,22 mm masih tergolong aman.
32
Berikut perhitungan penurunan pondasi tiang tunggal menggunakan persamaan 29:
0,00913 m = 9,13 mm
Penurunan pondasi grup dihitung dengan persamaan 33. Nilai Rs didapat dari tabel pada lampiran 9. Pada lampiran tersebut nilai Rs didapatkan dengan penentuan awal jumlah pondasi dalam 1 grup diimulai dari 4, 9 ,16 dan 25. Jika jumlah pondasi tiang dalam satu grup berada diantara nilai pada tabel maka digunakan interpolasi nilai seperti persamaan 33. Namun, karena jumlah pondasi pada abutment 16 tiang maka pemilihan nilai Rs dapat langsung dilihat pada tabel. Berikut hasil perhitungan penurunan grup pondasi tiang menggunakan persamaan 34.
Sg = Rs x S
= 1,785 x 9,13 = 16,3 mm
Berdasarkan BMS 1992 Manual Volume 2 batas penurunan pondasi tiang sebesar 25 mm. Penurunan pondasi grup tiang sebesar 16,3 mm masih tergolong aman karena kurang dari 25 mm.
4.2.6 Penulangan Pondasi Tiang Bor
Penulangan pada beton dibutuhkan untuk meningkatkan kekuatan seperti tekan, tarik, geser dan puntir. Pada awalnya kekuatan tekan beton sudah melebihi material lain, namun kelemahan beton ketika menerima gaya tarik menyebabkan kombinasi material beton berupa tulangan baja. Baja yang memiliki kelebihan kekuatan tarik yang besar menjadikan kombinasi yang sempurna untuk beton. Material umum yang digunakan sebagai bagian utama pada jembatan layang adalah beton bertulang baik struktur jembatan bagian bawah (pondasi, abutment dan pila)r maupun struktur atas (girder dan bangunan pelengkap lainnya).
Pondasi suatu bangunanan (gedung bertingkat, tower, jembatan, dan lain sebagainya) berfungsi untuk memindahkan beban-beban pada struktur atas ke tanah. Fungsi ini dapat berlaku secara baik bila kestabilan pondasi terhadap guling, geser, penurunan, dan daya dukung tanah terpenuhi. Tiang bor adalah bagian konstruksi yang digunakan untuk meneruskan (mentransmisikan) beban-beban permukaan ke tingkat permukaan yang lebih rendah di dalam massa tanah dan lapisan tanah kerasnya terletak terlalu dalam. Tiang bor dikerjakan dengan cara membuat lubang pada tanah yang akan ditempatkan tiang tersebut, setelah itu baru dilaksanakan pengecoran tiang.
Tulangan Lentur Pondasi Tiang Bor
66,5 < 34 ... (karena tidak memenuhi maka kolom langsing) Tabel 14 Hasil perhitungan parameter untuk desain tulangan lentur Parameter yang dihitung Hasil Perhitungan Persamaan yang digunakan Elastisitas Beton (Ec) 25332 Mpa Persamaan 35 Inersia Pondasi Tiang (Ig) 0,020096 m4 Persamaan 36
Rasio beban (βd) 0,232 Persamaan 37
Kekakuan Bahan (EI) 165286286,3 Pa Persamaan 38 Beban Tekuk Euler (Pc) 9212,825 kN Persamaan 39
Faktor Modifikasi (Cm) 0,6 ≥0,4 Persamaan 40
Pembesaran Momen (δns) 1,1γ6 ≥1 Persamaan 41
Momen eksentrisitas minimum (M2min)
2034,45 kNm Persamaan 42
Momen ujung terfaktor (Mc) 2138,926 Persamaan 43
Eksentrisitas (e) 0,525 Persamaan 44
Setelah trial-error dipilih tulangan lentur pondasi ukuran 25 mm, pada grafik penulangan dengan penampang bentuk lingkaran plotkan:
Sumbu x =
Tulangan yang akan digunakan diameter 25 mm, sehingga luas tulangannya adalah
As1 = ¼ D2 = ¼ 252 = 490,625
jumlah tulangan yang akan digunakan yaitu : As/As1 = 44,2368 ~ 45 buah
tulangan yang digunakan 25 D 45 dengan tebal selimut beton yang direncanakan adalah 40 mm. Jarak antar tulangan memanjang sebesar 25,24 mm, masih tergolong aman karena jarak minimum antar tulangan memanjang adalah 25 mm. Tulangan Geser Pondasi Tiang Bor
Untuk spiral digunakan fy = 240 MPa. Persyaratan SK SNI untuk diameter minimum batang spiral adalah 10 mm dan umumnya tidak lebih dari 16 mm. Jarak spasi bersih tidak boleh lebih dari 80 mm dan tidak kurang dari 25 mm Perhitungan luas inti beton (Ac)
Ac = ¼ (Dc)2
Ac = ¼ (720)2
Ac = 407150 mm2
Perhitungan luas tulangan spiral (as)
as = ¼ (Ds)2
as = ¼ (16)2
as = 201,06 mm2
34
3260,337 < 12987,513 ... OK Mn = Pn x e
= 18553,59 x 0,525 = 9737,586 kN Mu < ϕ Mn
1882,773 < 0,7 x 9737,586 1882,773 < 6818,31 ... OK 4.2.7 Penulangan Pile Cap
Pile caps atau poer digunakan untuk menghubungkan kolom dengan pondasi yang berfungsi untuk menyebarkan beban vertikal dan momen ke semua tiang pancang yang berada di group tersebut. Perencanaan konstruksi pile caps beton bertulang memerlukan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :
a. Pile caps harus berakhir sekurang-kurangnya 150 mm di luar muka sebelah luar dari tiang pancang luar.
b. Geseran pile caps dihitung pada bagian-bagian kritis.
c. Tiang pancang harus ditanamkan sekurang-kurangnya 150 mm ke dalam pile caps.
