ANALISIS STRUKTUR PONDASI
KONSTRUKSI SARANG LABA-LABA (KSLL)
PADA GUDANG PABRIK NKI BANDUNG
SITI HAFFITA FIKRIANE
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 Konstruksi Sarang Laba-Laba (KSLL) Pada Gudang Pabrik NKI Bandung 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.
Bogor, 26 Februari 2014
Siti Haffita Fikriane NIM F44090061
ABSTRAK
SITI HAFFITA FIKRIANE. Analisis Struktur Pondasi Konstruksi Sarang Laba-Laba (KSLL) Pada Gudang Pabrik NKI Bandung. Dibimbing oleh MEISKE WIDYARTI dan MUHAMMAD FAUZAN.
Pondasi merupakan salah satu bagian dari struktur bangunan yang sangat berperan dalam mempertahankan kekokohan suatu bangunan. Kekokohan pondasi sangat bergantung pada dukungan tanah dasarnya. Oleh sebab itu dalam perancangan bangunan sangat penting untuk menganalisis struktur pondasi termasuk tegangan tanah pendukungnya untuk memastikan bahwa kegagalan bangunan tidak akan terjadi. Penelitian ini dibuat untuk menganalisis struktur pondasi KSLL. Untuk pemodelan struktur digunakan SAP2000 dan untuk analisis struktur pondasi dilakukan dengan perhitungan manual. Berdasarkan analisis yang dilakukan, daya dukung pondasi KSLL (qa) sebesar 110.925 t/m2, tegangan tanah maksimum (qmax) sebesar 15.440 t/m2, tegangan tanah yang diakibatkan oleh beban bangunan (∆P) sebesar 10.985 t/m2, tegangan tanah efektif (Po) sebesar 15.821 t/m2 dan penurunan total yang terjadi (St) sebesar 1.820 m.
Kata kunci: daya dukung pondasi, tegangan tanah, penurunan pondasi, sistem pondasi sarang laba-laba
ABSTRACT
SITI HAFFITA FIKRIANE. Structure Analysis of Cobwebs Foundation Construction of Warehouse NKI Bandung. Advised by MEISKE WIDYARTI and MUHAMMAD FAUZAN.
Foundation is part of a building which has a big role in maintaining the building rigidity. Rigidity of foundation depend on soil bearing capacity. Therefore analysis of structure foundation is so important in building design, including the bearing soil pressure to convince there is no failure in building. Purposed of this research is to analyze the structure of cobwebs foundation. SAP2000 is used for modeling structure which analysis of structure foundation by manual calculation. Based on calculation has been conducted, bearing capacity of foundation KSLL (qa) is 110.925 t/m2, soil pressure maximum (qmax) is 15.440 t/m2, soil pressure caused by building loads (∆P) is 10.985 t/m2, soil pressure effective is 15.821 t/m2 and total settlement (St) is 1.820 m.
Keywords: cobwebs foundation system, foundation settlement, soil bearing capacity, soil pressure
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
ANALISIS STRUKTUR PONDASI
KONSTRUKSI SARANG LABA-LABA (KSLL)
PADA GUDANG PABRIK NKI BANDUNG
SITI HAFFITA FIKRIANE
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Judul Skripsi : Analisis Struktur Pondasi Konstruksi Sarang Laba-Laba (KSLL) Pada Gudang Pabrik NKI Bandung
Nama : Siti Haffita Fikriane NIM : F44090061
Disetujui oleh
Dr Ir Meiske Widyarti, M Eng Pembimbing I
Muhammad Fauzan, ST MT Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Yudi Chadirin, S TP M Agr Plh. Ketua Departemen
Judul Slaipsi: Analisis Struktur Pondasi Konstruksi Sarang Laba-Laba (KSLL) Pada Gudang Pabrik NKl Bandung
Nama : Siti Haffita Fikriane NIM : F44090061
Disetujui oIeh
(
~L
{vi
J
;
~
Dr Ir Meiske Widyarti, M Eng Muhammad Fauzan, ST MT
Pembimbing I Pembimbing II
Tanggai Lulus:
2
6 FEB 2014
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian ini ialah struktur pondasi, dengan judul Analisis Struktur Pondasi Konstruksi Sarang Laba-Laba (KSLL) Pada Gudang Pabrik NKI Bandung.
Dengan segala kerendahan hati, ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada:
1. Dr. Ir. Meiske Widyarti, M.Eng dan Muhammad Fauzan, ST MT selaku dosen pembimbing, serta Prof. Dr. Ir. Asep Sapei MS selaku dosen penguji, atas segala bimbingan, arahan dan masukan yang diberikan kepada penulis. 2. Ayahanda Taufik Makbullah SE, Ibunda Ukom Komariah SE, Adik
Muhammad Rezza Aliefta Fikri, Adik Siti Atikah Deliatama Fikri dan Adik Abdullah Mubarak Diezsas Fikri atas cinta, kasih sayang, dan dukungan yang tak pernah letih diberikan kepada penulis.
3. Teguh Juansyah Gumilang S.TP, atas motivasi serta dukungan yang diberikan kepada penulis.
4. Sahabat yang diberkahi Allah SWT, Ajeng Intan Purnamasari dan Riad Cempakasari.
5. Kawan-kawan SIL yang telah memberi warna baru dalam perjalanan kehidupan di kampus.
6. Sahabat seperjuangan Acceleration Class Angkatan 6 yang telah mewarnai hari-hari dengan penuh rasa persahabatan, kekeluargaan, serta mengajarkan arti kebersamaan.
7. Seluruh staff PT. Katama Suryabumi atas kesediaannya dalam memberikan bantuan kepada penulis selama penelitian, dan semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu.
Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu selanjutnya terutama di bidang teknik sipil.
Bogor, 26 Februari 2014
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL viii
DAFTAR GAMBAR viii
DAFTAR LAMPIRAN ix DAFTAR NOTASI ix PENDAHULUAN 1 Latar Belakang 1 Perumusan Masalah 1 Tujuan Penelitian 2 Manfaat Penelitian 2
Ruang Lingkup Penelitian 2
TINJAUAN PUSTAKA 2
Uraian Umum 2
Pembebanan Pada Struktur Atas 3
A. Beban Statis 3
B. Beban Dinamis 4
C. Kombinasi Pembebanan 5
Klasifikasi Tanah 6
A. Klasifikasi Tanah Berdasarkan UNIFIED 6
B. Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASHTO 7
Klasifikasi Pondasi 7
A. Pondasi Dangkal 7
B. Pondasi Dalam 8
Pondasi Konstruksi Sarang Laba-Laba (KSLL) 8
Analisis Pada Struktur Bawah 10
A. Daya Dukung Tanah 10
B. Daya Dukung Ijin 11
C. Pengaruh Permukaan Air Tanah 12
D. Tegangan Tanah 12
E. Penurunan (Settlement) 13
METODE 13
Waktu dan Tempat Penelitian 13
Bahan 14
Alat 14
Prosedur Analisis Data 14
HASIL DAN PEMBAHASAN 15
Pemodelan Struktur 15
Analisis Pembebanan 19
Analisis Struktur 22
A. Karakteristik Tanah 23
B. Analisis Daya Dukung Pondasi 24
C. Analisis Penurunan (Settlement) 29
SIMPULAN DAN SARAN 33
Simpulan 33 Saran 33 DAFTAR PUSTAKA 33 LAMPIRAN 35 RIWAYAT HIDUP 45
DAFTAR TABEL
1 Beban Mati Pada Struktur 3
2 Beban Hidup Bangunan 4
3 Koefisien Daya Dukung Dari Terzaghi 11
4 Persamaan Daya Dukung Meyerhof 11
5 Percepatan Puncak Muka Tanah Wilayah Gempa (SNI-03-1726-2003) 21
6 Hasil Analisis Tegangan Tanah Maksimum 28
7 Hasil Analisis Tegangan Tanah Akibat Beban Bangunan 30
8 Hasil Penyelidikan Tanah Pada Profil Tanah 30
9 Hasil Analisis Tegangan Tanah Efektif 31
10 Hasil Perhitungan Penurunan Konsolidasi 32
DAFTAR GAMBAR
1 Sketsa KSLL Tampak Samping 9
2 Sketsa KSLL Tampak Atas 9
3 Garis Keruntuhan Pondasi Panjang Tak Hingga 10
4 Pengaruh Lokasi Permukaan Air Tanah Terhadap Daya Dukung Pondasi
Dangkal 12
5 Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian 14
6 Denah Gudang Pabrik NKI Bandung Tampak Atas Pada Elevasi 0 meter 16 7 Denah Gudang Pabrik NKI Bandung Tampak Atas Pada Elevasi 4 meter 16 8 Denah Gudang Pabrik NKI Bandung Tampak Atas Pada Elevasi 8 meter 17 9 Denah Gudang Pabrik NKI Bandung Tampak Samping Pada Bagian Luar 17 10 Denah Gudang Pabrik NKI Bandung Tampak Samping 18 11 Model Gudang Pabrik NKI Bandung Secara Keseluruhan (3D View) 18 12 Definisi Tipe Dimensi Balok Pada Elevasi 4 meter 19 13 Definisi Tipe Dimensi Balok Pada Elevasi 8 meter 19 14 Definisi Tipe Dimensi Kolom Pada Bagian Luar 20 15 Definisi Tipe Dimensi Kolom Pada Bagian Dalam 20 16 Peta Gempa Indonesia Untuk Wilayah Bandung dan Sekitarnya 20 17 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Gempa 4 21
18 Kurva Respon Spektrum Gempa (Based On Asce 2010) 21
19 Lokasi Kolom Yang Ditinjau 22
20 Pondasi Rakit 24
21 Denah Kolom Yang Dianalisis 25
DAFTAR LAMPIRAN
1 Isometrik Pondasi KSLL 35
2 Hasil Penyelidikan Pemboran 36
3 Hasil Pengamatan Muka Air 37
4 Hasil Pengujian SPT 38
5 Data Ringkasan Hasil Pengujian Laboratorium (BH1) 39 6 Data Ringkasan Hasil Pengujian Laboratorium (BH2) 40 7 Data Ringkasan Hasil Pengujian Laboratorium (BH3) 41 8 Data Ringkasan Hasil Pengujian Laboratorium (BH4) 42 9 Faktor Pengaruh Yang Tergantung Dari Bentuk dan Kekakuan Pondasi 43
10 Angka Poisson Ratio Menurut Jenis Tanah 43
11 Nilai Sifat Elastisitas Tanah Menurut Jenis Tanah 44
DAFTAR NOTASI
m = massa bangunan
a = percepatan pergerakan permukaan tanah akibat getaran gempa W = berat bangunan
g = percepatan gravitasi C = koefisien gempa
I = faktor keutamaan struktur R = faktor reduksi gempa
Wt = kombinasi dari beban mati dan beban hidup yang direduksi p = tekanan tiup angin
V = kecepatan angin
U = kombinasi pembebanan D = beban mati
L = beban hidup
H = beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air
La = beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak
W = beban angin E = beban gempa γL = faktor beban qu, qa = daya dukung tanah
qult = daya dukung batas (Ultimite)
D = kedalaman penanaman pondasi B = lebar pondasi
c = kohesi tanah
q = beban tambahan (Surcharge Load) γ, γb = besar volume tanah
Nc,Nq,Nγ = faktor daya dukung tanah (Bearing Capacity Factors) Φ = sudut geser tanah
Kp = koefisien tekanan tanah qijin = daya dukung yang diijinkan
FS = angka keamanan, umumnya bernilai 3.0 Si = penurunan seketika
q = besarnya tegangan kontak μ = angka poisson ratio Es = sifat elastisitas tanah
Iw = faktor pengaruh (tergantung dari bentuk dan kekakuan pondasi) Scp = penurunan konsolidasi primer
Cc = indeks kompresi tanah eo = angka pori tanah H = tebal lapisan tanah ΔP = tambahan tegangan Po = effective overburden layer Scs = penurunan konsolidasi sekunder ttotal = waktu perencanaan
tprimer = waktu terjadinya penurunan konsolidasi Cα = koefisien konsolidasi
St = penurunan total Gs = spesific gravity
R = Σ P = resultan dari gaya vertikal dari beban kolom dinding diatas KSLL A = luasan KSLL
Ix, Iy = momen inersia dari luasan KSLL terhadap sumbu x dan y Mx, My = momen total sejajar respektif terhadap sumbu x dan y
ex, ey = eksentrisitas dari gaya vertikal terhadap titik pusat luasan pondasi x, y = koordinat dari titik, dimana tegangan tanah ditinjau
h = tebal lapisan tanah
qo = tegangan tanah maksimum U = derajat konsolidasi
Tv = waktu perencanaan Cv = koefisien konsolidasi
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Struktur bangunan akan didukung oleh sistem pondasi yang meneruskan beban yang ditopang dan beratnya sendiri kedalam tanah dan batuan yang terletak dibawahnya. Suatu sistem pondasi harus mampu mendukung beban bangunan di atasnya, termasuk gaya-gaya luar seperti gempa dan lain-lain. Sehingga, konstruksi pondasi harus kuat, stabil dan aman agar tidak mengalami kegagalan konstruksi, misalnya retak atau patah, karena akan terjadi hal-hal seperti kerusakan pada dinding (retak dan miring), kerusakan pada lantai (pecah, retak dan bergelombang) serta penurunan atap dan bagian-bagian bangunan lain. Jika terjadi kegagalan konstruksi pondasi maka akan sulit untuk memperbaikinya. Pemilihan jenis pondasi merupakan salah satu tahap penting dalam perencanaan sebuah bangunan. Kondisi tanah yang memiliki daya dukung rendah atau kurang baik memerlukan perhatian lebih dalam konstruksi pondasinya. Pemilihan jenis pondasi secara garis besar ditentukan berdasarkan faktor teknis, ekonomis dan lingkungan.
Pada tahun 1976, ditemukan konstruksi yang masuk dalam kategori pondasi dangkal. Konstruksi yang diberi nama Konstruksi Sarang Laba-Laba (KSLL) ini ditemukan oleh Ir. Ryantori dan Ir. Sutjipto. Didalam pengembangan, pemasaran dan pelaksanaannya dipegang oleh PT. Katama Suryabumi yang telah mematenkannya pada Departemen Hukum dan Ham RI/HAKI dengan sertifikat paten No. ID. 0018808. Pondasi sistem KSLL ini adalah kombinasi antara sistem pondasi plat beton pipih menerus dengan sistem perbaikan tanah yang bawahnya diperkaku dengan rib-rib tegak yang pipih dan tinggi. Sistem pondasi ini memiliki kekakuan jauh lebih tinggi dan bersifat monolit bila dibandingkan dengan sistem pondasi dangkal lainnya. Pondasi KSLL ini juga mampu bersaing dengan pondasi dalam seperti tiang pancang, serta memiliki kelebihan diantaranya yaitu efisiensi jangka waktu yang dihabiskan menjadi 80% lebih cepat karena tidak membutuhkan masa idle yaitu masa untuk menunggu kerasnya beton, lebih hemat dalam harga karena KSLL terdiri dari 85% tanah dan 15% pembesian plat beton, lebih ramah lingkungan karena tidak menimbulkan getaran dan kebisingan sebab dalam pembuatan KSLL tidak memerlukan banyak alat berat.
Pondasi KSLL ini dipergunakan pada bangunan Gudang Pabrik NKI Bandung. Gudang pada dasarnya merupakan bangunan yang secara fisik mempunyai kriteria tertentu sebagai tempat penyimpanan barang.
Perumusan Masalah
Pada penelitian ini terdapat beberapa rumusan masalah, diantaranya yaitu : 1. Berapakah besarnya kemampuan pondasi untuk mendukung beban? 2. Berapakah besarnya nilai tegangan tanah maksimum?
2
4. Berapakah besarnya nilai tegangan tanah efektif? 5. Berapakah besarnya nilai penurunan yang terjadi?
Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah untuk melakukan perhitungan dan menganalisis kekuatan struktur pondasi KSLL, yaitu :
1. Mengetahui besar kemampuan pondasi untuk mendukung beban
2. Mengetahui besar tegangan tanah maksimum, tegangan tanah yang ditimbulkan akibat pembebanan bangunan struktur atas dan tegangan tanah efektif yang ditimbulkan pada jenis tanah di lokasi Gudang Pabrik NKI Bandung
3. Mengetahui besar penurunan yang terjadi apabila menggunakan pondasi KSLL
Manfaat Penelitian
Penelitian ini ditujukan agar mendapatkan manfaat berupa pengetahuan mengenai kekuatan pondasi KSLL dengan mempertimbangkan aspek dari segi daya dukung pondasi, tegangan tanah maksimum, tegangan tanah yang diakibatkan oleh beban bangunan, tegangan tanah efektif dan penurunan yang terjadi.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Struktur gedung yang terbagi atas dua bagian, yaitu struktur atas berupa bangunan utama dan struktur bawah berupa pondasi KSLL.
2. Struktur gedung yang dianalisis hanya pondasi KSLL yang meliputi daya dukung tanah, tegangan tanah, dan penurunan (Settlement).
TINJAUAN PUSTAKA
Uraian Umum
Pondasi bangunan adalah konstruksi yang paling terpenting pada suatu bangunan, karena pondasi berfungsi sebagai penahan seluruh beban (hidup dan mati) yang berada di atasnya dan gaya-gaya dari luar. Pada pondasi tidak boleh terjadi penurunan pondasi setempat ataupun penurunan pondasi merata melebihi
3 dari batas-batas tertentu. Kegagalan fungsi pondasi dapat disebabkan karena penurunan yang berlebihan, dan sebagai akibatnya dapat timbul kerusakan struktural pada kerangka bangunan atau kerusakan lain seperti tembok retak, lantai ubin pecah dan pintu jendela yang sukar dibuka. Agar dapat dihindari kegagalan fungsi pondasi, maka pondasi bangunan harus diletakkan pada lapisan tanah yang cukup keras/padat serta kuat mendukung beban bangunan tanpa timbul penurunan yang berlebihan, dan untuk mengetahui letak/kedalaman lapisan tanah padat dengan daya dukung yang cukup besar, maka diperlukan penyelidikan tanah.
Suatu bangunan berdiri tetap tegak apabila tanah dasar di bawahnya cukup kuat untuk mendukungnya. Beban bangunan dilimpahkan kepada tanah dasar melalui pondasi bangunannya. Karena itu, letak pondasi bangunan harus cukup kokoh di dalam tanah dasar. Untuk ini, sistem pondasinya harus dipilih yang sesuai dengan kondisi tanahnya, sedang konstruksi pondasi itu sendiri harus cukup kokoh untuk menerima beban-beban dan melimpahkannya kepada tanah dasar. Selain ditentukan oleh faktor-faktor teknis, sistem dan konstruksi pondasi juga dipilih yang ekonomis, yaitu yang biaya pembangunan dan pemeliharaannya serendah-rendahnya tanpa mengurangi kokoh konstruksi keseluruhannya.
Pembebanan Pada Struktur Atas
Pondasi-pondasi sering harus menahan momen dari suatu kolom atau dinding. Dalam melakukan analisis desain suatu struktur bangunan, perlu adanya gambaran yang jelas mengenai perilaku dan besar beban yang bekerja pada struktur. Hal penting yang mendasar adalah pemisahan antara beban-beban yang bersifat statis dan dinamis.
A. Beban Statis
Beban statis adalah beban yang memiliki perubahan intensitas beban terhadap waktu berjalan lambat atau konstan.
1. Beban mati (Dead Load/DL)
Beban mati merupakan beban yang intensitasnya tetap dan posisinya tidak berubah selama usia penggunaan bangunan. Biasanya beban mati merupakan berat sendiri dari suatu bangunan, sehingga besarnya dapat dihitung secara akurat berdasarkan ukuran, bentuk dan berat jenis materialnya. Jadi, berat dinding, lantai, balok-balok, langit-langit, dan sebagainya dianggap sebagai beban mati bangunan. Berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983, nilai-nilai berat satuan atau berat sendiri mati untuk gedung adalah :
Tabel 1 Beban Mati Pada Struktur
Bahan/Komponen Gedung Besar Beban
Baja 7850 kg/m3 Batu Belah 1500 kg/m3 Beton 2200 kg/m3 Beton Bertulang 2400 kg/m3 Kayu 1000 kg/m3 Pasir (kering udara) 1600 kg/m3
4
2. Beban hidup (Live Load/LL)
Beban hidup adalah semua beban tidak tetap, kecuali beban angin, beban gempa dan pengaruh-pengaruh khusus yang diakibatkan oleh selisih suhu, pemasangan (Erection), penurunan pondasi, susut, dan pengaruh-pengaruh khusus lainnya. Beban hidup merupakan beban yang dapat berpindah tempat, dapat bekerja penuh atau tidak ada sama sekali. Meskipun dapat berpindah-pindah, beban hidup masih dapat dikatakan bekerja perlahan-lahan pada struktur. Beban hidup diperhitungkan berdasarkan perhitungan matematis dan menurut kebiasaan yang berlaku pada pelaksanaan konstruksi di Indonesia. Sesuai dengan Peraturan Pembebanan Gedung 1983, beban hidup bangunan adalah :
B. Beban Dinamis
Beban dinamis adalah beban dengan variasi perubahan intensitas beban terhadap waktu yang cepat. Beban dinamis ini terdiri dari beban gempa dan beban angin.
1. Beban Gempa
Gempa bumi adalah fenomena getaran yang dikaitkan dengan kejutan pada kerak bumi. Beban kejut ini dapat disebabkan oleh banyak hal, tetapi salah satu faktor utamanya adalah benturan/pergesekan kerak bumi yang mempengaruhi permukaan bumi. Lokasi gesekan ini disebut Fault Zone. Kejutan tersebut akan menjalar dalam bentuk gelombang. Gelombang ini menyebabkan permukaan bumi dan bangunan di atasnya bergetar. Pada saat bangunan bergetar timbul gaya-gaya pada struktur bangunan karena adanya kecenderungan dari massa bangunan untuk mempertahankan dirinya dari
Tabel 2 Beban Hidup Bangunan
Bahan/Komponen Gedung Besar Beban
Beban hidup pada atap 100 kg/m2 Lantai dan Tangga untuk Rumah Tinggal 200 kg/m2 Lantai dan Tangga untuk Rumah Tinggal sederhana dan
Gudang-gudang tidak penting yang bukan untuk Toko, Pabrik atau Bengkel
125 kg/m2 Lantai Sekolah, Ruang kuliah, Kantor, Toko, Toserba, Restoran,
Hotel, Asrama dan Rumah Sakit
250 kg/m2 Lantai Ruang Olahraga, Masjid, Gereja, Ruang Pagelaran, Ruang
Rapat, Bioskop dan Panggung penonton dengan tempat duduk tetap
400 kg/m2 Panggung penonton dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk
penonton yang berdiri
500 kg/m2 Lantai Pabrik, Bengkel, Gudang, Perpustakaan, Ruang Arsip, Toko
Buku, Toko Besi, Ruang Alat, Ruang Mesin
400 kg/m2 Lantai Atas Gedung Parkir 400 kg/m2 Lantai Bawah Gedung Parkir 800 kg/m2
Pasir Basah 1800 kg/m3 Pasir Kerikil 1850 kg/m3 Tanah 1700 – 2000 kg/m3 Spesi dari semen per cm tebal 21 kg/m2
Dinding Bata ½ Batu 250 kg/m2 Dinding Bata 1 Batu 450 kg/m2 Penutup Atap Genting 50 kg/m2 Penutup Lantai Ubin semen per cm tebal 24 kg/m2
5 gerakan. Gaya yang timbul disebut gaya inersia, besar gaya tersebut bergantung pada banyak faktor yaitu massa bangunan, pendistribusian massa bangunan, kekakuan struktur, jenis tanah, mekanisme redaman dari struktur, perilaku dan besar alami getaran itu sendiri, wilayah kegempaan dan periode getar alami. Efek gempa berasal dari gaya inersia internal yang arahnya horizontal dan disebabkan oleh adanya percepatan tanah (Ground Acceleration). Besar gaya inersia horizontal ini terutama tergantung pada massa bangunan, intensitas pergerakan tanah, interaksi struktur terhadap tanah, dan sifat dinamis bangunan seperti misalnya periode vibrasi dan nilai redaman. Massa dari struktur bangunan merupakan faktor yang sangat penting, karena beban gempa merupakan gaya inersia yang bekerja pada pusat massa, yang menurut hukum gerak dari Newton besarnya adalah : V = m × a = (W/g) × a ... (1) Gaya gempa horisontal :
V = W × C = W × (a/g) ... (2) Berdasarkan pedoman yang berlaku di Indonesia yaitu Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Rumah dan Gedung (SNI 03-1726-2003), besarnya beban gempa horisontal V yang bekerja pada struktur bangunan, dinyatakan sebagai berikut :
V = [ ( C × I ) / R ] × Wt ... (3)
2. Beban Angin
Pada dasarnya, angin disebabkan karena perbedaan tekanan udara yang ditimbulkan oleh perbedaan suhu. Pergerakan udara ada dua macam, yaitu pergerakan vertikal ke atas dan pergerakan horizontal. Tekanan tiup angin dapat ditentukan berdasarkan rumus empris :
p = V2/16 ... (4) Pada bangunan gedung yang tertutup dan rumah tinggal dengan tinggi tidak lebih dari 16 meter, dengan lantai dan dinding yang memberikan kekakuan yang cukup, struktur utamanya (portal) tidak perlu diperhitungkan terhadap angin.
C. Kombinasi Pembebanan
Untuk kombinasi pembebanan tertentu sering kali diizinkan untuk mereduksi gaya desain total dengan faktor tertentu. Untuk keperluan desain, analisis dari sistem struktur perlu diperhitungkan terhadap adanya kombinasi pembebanan (Load Combinatian) dari beberapa kasus beban yang dapat bekerja secara bersamaan selama umur rencana.
Menurut Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Rumah dan Gedung 1983, ada dua kombinasi pembebanan yang perlu ditinjau pada struktur yaitu: Kombinasi pembebanan tetap dan kombinasi pembebanan sementara. Kombinasi pembebanan tetap dianggap beban bekerja secara terus-menerus pada struktur selama umur rencana. Kombinasi pembebanan tetap disebabkan oleh bekerjanya beban mati dan beban hidup. Kombinasi pembebanan sementara tidak bekerja secara terus-menerus pada stuktur, tetapi pengaruhnya tetap diperhitungkan dalam analisa struktur. Kombinasi pembebanan ini disebabkan oleh bekerjanya beban mati, beban hidup, dan beban gempa. Nilai-nilai tersebut dikalikan dengan suatu
6
faktor magnifikasi yang disebut faktor beban, tujuannya agar struktur dan komponennya memenuhi syarat kekuatan dan layak pakai terhadap berbagai kombinasi beban. Kombinasi pembebanan untuk perencanaan struktur bangunan gedung yang sering digunakan di Indonesia adalah :
U = 1.2 D + 1.6 L + 0.5 (La atau H) ... (5)
U = 1.2 D + 1.0 L ... (6)
Koefisien 1.0, 1.2, 1.3, 1.4, 1.6, merupakan faktor pengali dari beban-beban tersebut, yang disebut faktor beban (Load Factor). Sedangkan faktor 0.5, 0.9, adalah faktor reduksi. Menurut SNI 03-1729-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung, Kombinasi pembebanan pada struktur baja harus mampu memikul semua kombinasi pembebanan di bawah ini: U = 1.4 D ... (7)
U = 1.2 D + 1.6 L + 0.5 (La atau H) ... (8)
U = 1.2 D + 1.6 (La atau H) + (γ L L atau 0.8 W) ... (9)
U = 1.2 D + 1.3 W + γ L L + 0.5 (La atau H) ... (10)
U = 1.2 D ± 1.0 E + γ L L ... (11)
U = 0.9 D ± (1.3 W atau 1.0 E) ... (12) Faktor beban γ L = 0.5 apabila L < 5 kPa, dan γ L = 1 apabila L ≥ 5 kPa.
Klasifikasi Tanah
Di bidang teknik sipil, tanah dapat dianggap meliputi semua deposit sedimenter seperti lempung, pasir, silta, mergel, kerikil dan sebagainya, atau campuran dari jenis-jenis material itu. Untuk menguraikan sifat-sifat berbagai macam tanah, perlu diadakan klasifikasi tanah. Sistem klasifikasi tanah adalah suatu sistem pengaturan beberapa jenis tanah yang berbeda-beda tapi mempunyai sifat yang serupa ke dalam kelompok-kelompok dan sub kelompok-sub kelompok berdasarkan pemakaiannya. Sistem klasifikasi memberikan bahasa yang mudah untuk menjelaskan secara singkat sifat-sifat tanah yang bervariasi tanpa penjelasan yang terinci. Dalam perancangan pondasi, klasifikasi tanah berguna sebagai petunjuk awal dalam memprediksi kelakuan tanah.
A. Klasifikasi Tanah Berdasarkan UNIFIED
Sistem klasifikasi tanah berdasarkan sistem Unified ini yang paling banyak dipakai untuk pekerjaan teknik pondasi seperti untuk bendungan, bangunan dan konstruksi yang sejenis. Klasifikasi berdasarkan sistem Unified, tanah dikelompokkan menjadi :
1. Tanah butir kasar (Coarse-Grained-Soil) yaitu tanah kerikil dan pasir dimana kurang dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan nomor 200. Simbol dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal G atau S. G adalah untuk kerikil (Gravel) atau tanah berkerikil, dan S adalah untuk pasir (Sand) atau tanah berpasir.
2. Tanah berbutir halus (Fine-Grained-Soil) yaitu tanah dimana lebih dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan nomor 200. Simbol dari kelompok ini
7 dimulai dengan huruf awal M untuk lanau (Silt) anorganik, C untuk lempung (Clay) anorganik, dan O untuk lanau organik dan lempung organik. Simbol PT digunakan untuk tanah gambut (Peat), rabut basah (Muck), dan tanah-tanah lain dengan kadar organik yang tinggi.
Tanah berbutir kasar ditandai dengan simbol kelompok seperti : GW, GP, GM, GC, SW, SP, SM dan SC. Untuk klasifikasi yang benar, perlu memperhatikan faktor-faktor berikut ini :
1. Prosentase butiran yang lolos ayakan nomor 200 (fraksi halus). 2. Prosentase fraksi kasar yang lolos ayakan nomor 40.
3. Koefisien keseragaman (Uniformity Coefficient, Cu) dan koefisien gradasi (Gradation Coefficient, Cc) untuk tanah dimana 0-12% lolos ayakan nomor 200.
4. Batas cair (LL) dan Indeks Plastisitas (IP) bagian tanah yang lolos ayakan nomor 40 (untuk tanah dimana 5% atau lebih lolos ayakan nomor 200). B. Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASHTO
Sistem ini mengklasifikasikan tanah kedalam delapan kelompok, A-1 sampai A-8, namun kelompok tanah A-8 tidak diperlihatkan tetapi merupakan gambut atau rawa yang ditentukan berdasarkan klasifikasi visual, dan pada awalnya membutuhkan data-data sebagai berikut :
1. Analisis ukuran butiran.
2. Batas cair dan batas plastis dan IP yang dihitung. 3. Batas susut.
4. Ekivalen kelembaban lapangan, kadar lembab maksimum dimana satu tetes air yang dijatuhkan pada suatu permukaan yang kecil tidak segera diserap oleh permukaan tanah itu.
5. Ekivalen kelembaban sentrifugal, sebuah percobaan untuk mengukur kapasitas tanah dalam menahan air.
Klasifikasi Pondasi A. Pondasi Dangkal
Pondasi Dangkal adalah pondasi yang digunakan pada kedalaman 0.8 – 1 meter, karena daya dukung tanah telah mencukupi. Pondasi Dangkal menyalurkan beban-beban struktur ke bagian lapisan permukaan tanah. Pondasi Dangkal didefinisikan sebagai pondasi yang mendukung bebannya secara langsung, seperti Pondasi Telapak, Pondasi Memanjang, dan Pondasi Rakit. Pondasi Telapak (Footing), adalah pondasi yang berdiri sendiri dalam mendukung kolom. Pondasi Memanjang (Continuous Footing), adalah pondasi yang digunakan untuk mendukung dinding memanjang, atau digunakan untuk mendukung sederetan kolom yang berdekatan, yang jika dipakai pondasi telapak, sisi-sisinya akan berimpit satu sama lain. Pondasi Rakit (Raft Foundation atau Mat Foundation), adalah pondasi yang digunakan untuk mendukung bangunan yang terletak pada tanah lunak, atau digunakan bila susunan kolom-kolom bangunan berjarak sedemikian dekat di semua arah.
8
B. Pondasi Dalam
Pondasi Dalam adalah jenis pondasi yang dibedakan dengan Pondasi Dangkal dari segi kedalaman masuknya ke dalam lapisan tanah. Pondasi Dalam menyalurkan beban-beban struktur bagian lapisan-lapisan tanah yang lebih dalam dibandingkan lapisan tanah pondasi dangkal Pondasi Dalam didefinisikan sebagai pondasi yang meneruskan beban bangunan ke tanah keras yang terletak relatif jauh dari permukaan, seperti Pondasi Sumuran dan Pondasi Tiang. Pondasi Sumuran (Pier Foundation), merupakan bentuk peralihan antara Pondasi Dangkal dan Pondasi Dalam. Pondasi Sumuran digunakan bila tanah dasar yang kuat terletak pada kedalaman yang relatif dalam. Pondasi Tiang (Pile Foundation), digunakan bila tanah dasar yang terletak pada kedalaman yang sangat dalam, atau bila pondasi bangunan terletak pada tanah timbunan yang cukup tinggi, agar bangunan tidak dipengaruhi oleh penurunan yang besar.
Pondasi Konstruksi Sarang Laba-Laba (KSLL)
Pondasi sistem KSLL merupakan pondasi bawah konvensional yang kokoh dan ekonomis, dimana sistem pondasi KSLL merupakan kombinasi konstruksi bangunan bawah konvensional yang merupakan perpaduan pondasi plat beton pipih menerus yang di bawahnya dikakukan oleh rib-rib tegak yang pipih tinggi dan sistem perbaikan tanah di antara rib-rib. Kombinasi ini menghasilkan kerja sama timbal balik yang saling menguntungkan sehingga membentuk sebuah pondasi yang memiliki kekakuan (Rigidity) jauh lebih tinggi dibandingkan sistem pondasi konvensional lainnya. Plat konstruksi pada KSLL dapat bekerja dengan baik terhadap beban-beban vertikal kolom, bila ditinjau dari perbandingan penurunan dan pola keruntuhan.
Dinamakan sarang laba-laba karena pembesian plat pondasi di daerah kolom selalu berbentuk sarang laba-laba dan bentuk jaringannya yang tarik-menarik bersifat monolit yaitu berada dalam satu kesatuan. Plat KSLL didesain multi fungsi, untuk septic tank, bak reservoir, lantai, pondasi tangga, kolom praktis dan dinding. Rib KSLL berfungsi sebagai penyebar tegangan atau gaya-gaya yang bekerja pada kolom. Pasir pengisi dan tanah dipadatkan berfungsi untuk menjepit rib-rib konstruksi terhadap lipatan puntir.
Pondasi KSLL memiliki kemampuan memperkecil resiko terjadinya irregular differential settlement dan mampu membuat tanah menjadi bagian struktur pondasi yang karena proses pemadatan tanah didalam pondasi akan mampu meniadakan pengaruh lipatan (Lateral Buckling) pada rib sehingga KSLL mampu mengikuti gerakan gempa baik dalam arah horizontal maupun vertikal. Pondasi sistem KSLL akan menjadi suatu sistem struktur bawah yang sangat kaku dan kokoh serta aman terhadap penurunan dan gempa, karena dapat memanfaatkan tanah hingga mampu berfungsi sebagai struktur dengan komposisi sekitar 85% tanah dan 15 % beton.
Pada dasarnya pondasi KSLL bertujuan untuk memperkaku sistem pondasi itu sendiri dengan cara berinteraksi dengan tanah pendukungnya. Pondasi yang fleksibel, akan menyebabkan distribusi tegangan tanah yang timbul akan semakin tidak merata, terjadi konsentrasi tegangan pada daerah beban terpusat. Sebaliknya, jika pondasi semakin kaku, maka distribusi tegangan tanah akan semakin merata.
9 Hal ini mempengaruhi kekuatan pondasi dalam hal penurunan yang dialami pondasi. Pondasi KSLL mempunyai tingkat kekakuan yang tinggi, maka penurunan yang terjadi akan merata karena masing-masing kolom dijepit dengan rib-rib beton yang saling mengunci.
KSLL terdiri dari 2 (dua) bagian konstruksi, yaitu : 1. Konstruksi beton
Konstruksi beton pondasi KSLL berupa pelat pipih menerus yang dibawahnya dikakukan oleh rib-rib tegak yang pipih tetapi tinggi. Apabila ditinjau dari segi fungsinya, rib-rib tersebut ada 3 (tiga) macam yaitu rib konstruksi, rib settlement dan rib pengaku. Penempatan/susunan rib-rib tersebut sedemikian rupa, sehingga denah atas membentuk petak-petak segitiga dengan hubungan yang kaku (Rigid).
Keterangan :
1a = pelat beton pipih menerus 1b = rib konstruksi
1c = rib settlement 1d = rib pembagi
2a = urugan pasir dipadatkan 2b = urugan tanah dipadatkan
2c = lapisan tanah asli yang ikut terpadatkan
Gambar 2 Sketsa KSLL Tampak Atas Gambar 1 Sketsa KSLL Tampak Samping
10
2. Perbaikan tanah/pasir
Rongga yang ada diantara rib-rib/di bawah pelat diisi dengan lapisan tanah/pasir yang memungkinkan untuk dipadatkan dengan sempurna. Untuk memperoleh hasil yang optimal, maka pemadatan dilaksanakan lapis demi lapis dengan tebal tiap lapis tidak lebih dari 20 cm, sedangkan pada umumnya 2 atau 3 lapis teratas harus melampaui batas 90% atau 95% kepadatan maksimum (Standart Proctor). Adanya perbaikan tanah yang dipadatkan dengan baik tersebut dapat membentuk lapisan tanah seperti lapisan batu karang sehingga bisa memperkecil dimensi pelat serta rib-ribnya. Sedangkan rib-rib serta pelat KSLL merupakan pelindung bagi perbaikan tanah yang sudah dipadatkan dengan baik.
Analisis Pada Struktur Bawah A. Daya Dukung Tanah
Daya dukung tanah (Bearing Capacity) adalah kemampuan tanah untuk mendukung beban baik dari segi struktur pondasi maupun bangunan di atasnya tanpa terjadi keruntuhan geser. Daya dukung batas (Ultimate Bearing Capacity) adalah daya dukung terbesar dari tanah. Daya dukung ini merupakan kemampuan tanah untuk mendukung beban dengan asumsi tanah mulai mengalami keruntuhan. Besar daya dukung yang diijinkan sama dengan daya dukung batas dibagi angka keamanan :
qu = qult / FK ... (13)
Ada beberapa teori untuk menghitung daya dukung tanah, teori yang paling sering digunakan adalah teori Terzaghi. Teori Terzaghi berlaku untuk pondasi dangkal (D ≤ B). Bila dianggap pondasi panjang tak terhingga, maka garis keruntuhan (Failure – Plane) dapat digambarkan :
Dari penjabaran keseimbangan statika, Terzaghi mengemukakan rumus praktis untuk menghitung daya dukung tanah sebagai berikut :
1. Untuk pondasi menerus
qu = c Nc + q Nq + 0.5 γ B Nγ ... (14)
2. Untuk pondasi persegi
qu = 1.3 c Nc + q Nq + 0.4 γ B Nγ ... (15)
3. Untuk pondasi lingkaran
qu = 1.3 c Nc + q Nq + 0.3 γ B Nγ ... (16)
11 Besarnya Nc, Nq dan Nγ tergantung dari sudut geser tanah. Jadi untuk menghitung daya dukung tanah, perlu diketahui berat volume tanah, kohesi tanah dan sudut geser tanah. Faktor koefisien daya dukung pondasi menurut Terzaghi adalah :
Berdasarkan Meyerhof, faktor-faktor bentuk, kedalaman dan kemiringan, persamaannya adalah :
B. Daya Dukung Ijin
Pada umumnya, suatu angka keamanan FS yang besarnya sekitar tiga, digunakan untuk menghitung daya dukung yang diijinkan untuk tanah di bawah pondasi. Hal ini dilakukan mengingat bahwa dalam keadaaan yang sesungguhnya, tanah tidak homogen dan tidak isotropis sehingga pada saat mengevaluasi parameter-parameter dasar dari kekuatan geser tanah ini ditemukan banyak ketakpastian. Persamaan yang digunakan untuk menghitung daya dukung ijin adalah sebagai berikut :
qijin = qu / FS ... (17)
Tiga definisi yang berbeda mengenai daya dukung yang diijinkan untuk pondasi dangkal, yaitu (a) daya dukung ijin Gross, (b) daya dukung ijin Netto dan (c) daya dukung ijin Gross dengan memberikan angka keamanan terhadap keruntuhan geser. Daya dukung ijin gross yang dimaksudkan adalah beban per satuan luas yang diijinkan untuk dibebankan pada tanah di bawah pondasi, agar kemungkinan terjadinya keruntuhan dapat dihindari. Beban tersebut termasuk (a) beban mati dan beban hidup diatas permukaan tanah, (b) berat pondasi itu sendiri Tabel 4 Persamaan Daya Dukung Meyerhof
Faktor Nilai Untuk
Bentuk Sc = 1+0.2 Kp (B/L) Sq = s = 1+0.1 Kp (B/L) Sq = sγ = 1 Semua Φ Φ > 10o Φ = 0 Kedalaman dc = 1+0.2 Kp (D/B) dq = dγ = 1+0.1 Kp (D/B) dq = dγ = 1 Semua Φ Φ > 10o Φ = 0 Kemiringan ic = iq = (1- (θo/90o)) iγ = (1- (θo /90o)) iγ = 1 Semua Φ Φ > 10o Φ = 0 *) Kp = tan2 ( 45o + Φ /2 )
Tabel 3 Koefisien Daya Dukung Dari Terzaghi
Φ Nc Nq Nγ N’c N’q N’γ Kp 0o 5.71 1.00 0 3.81 1.00 0 10.8 5o 7.32 1.64 0 4.48 1.39 0 12.2 10o 9.64 2.70 1.2 5.34 1.94 0 14.7 15o 12.80 4.44 2.4 6.46 2.73 1.2 18.6 20o 17.70 7.43 4.6 7.90 3.88 2.0 25.0 25o 25.10 12.70 9.2 9.86 5.60 3.3 35.0 30o 37.20 22.50 20.0 12.70 8.32 5.4 52.0 35o 57.80 41.40 44.0 16.80 12,80 9.6 82.0 40o 95.60 81.20 114.0 23.20 20.50 19.1 141.0 45o 172.00 173.00 320.0 34.10 35.10 27.0 298.0
12
dan (c) berat tanah yang terletak tepat di atas pondasi. Daya dukung ijin netto dari pondasi adalah beban per satuan luas yang diijinkan untuk suatu pondasi tanpa memasukkan berat tanah di sebelah kanan dan kiri pondasi dari permukaan tanah sampai dengan kedalaman dasar pondasi (Surcharge). Dalam beberapa keadaan, angka keamanan untuk daya dukung batas gross dan netto adalah sekitar tiga sampai dengan empat, sedangkan untuk keruntuhan geser angka keamanan dua sampai dengan tiga dianggap cukup.
C. Pengaruh Permukaan Air Tanah
Permukaan air tanah berada pada kedalaman lebih besar dari lebar pondasi. Akan tetapi, bila permukaan air tanah berada dekat dengan dasar pondasi, dibutuhkan beberapa perubahan dalam suku kedua dan ketiga dari persamaan daya dukung Terzaghi. Kapasitas daya dukung tanah berkurang dengan adanya muka air tanah yang tinggi. Ada tiga keadaan yang berbeda mengenai lokasi permukaan air tanah terhadap dasar pondasi. Pada keadaan I (Gambar 3-(a)), apabila permukaan air tanah terletak pada jarak D di atas dasar pondasi. Pada keadaan II (Gambar 3-(b)), apabila permukaan air tanah berada tepat di dasar pondasi. Sedangkan pada keadaan III, apabila permukaan air tanah berada pada kedalaman D di bawah dasar pondasi.
D. Tegangan Tanah
Tegangan tanah maksimum merupakan tegangan tanah maksimum yang dialami oleh tanah apabila tanah tersebut terkena keseluruhan beban bangunan. Persamaan yang digunakan yaitu :
qo = {(R/A) ± ((My×x)/Iy) ± ((Mx×y)/Ix)} ... (18) Tegangan tanah akibat beban bangunan merupakan tegangan tanah yang terjadi karena adanya pembebanan secara vertikal dari bangunan di atas pondasi. Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut :
ΔP = (q×B×L)/[(B+H)×(L+H)] ... (19)
(a) (b)
(c)
Gambar 4 Pengaruh Lokasi Permukaan Air Tanah Terhadap Daya Dukung Pondasi Dangkal
13 Tegangan tanah efektif merupakan tegangan dalam tanah yang dipengaruhi oleh gaya-gaya dari air yang terdapat di dalam tanah. Berat tanah yang terendam oleh air disebut berat tanah efektif, sedangkan tegangan yang terjadi disebut tegangan efektif. Untuk menghitung nilai tegangan tanah efektif pada kedalaman tertentu, digunakan persamaan sebagai berikut :
Po = γb × h ... (20) Sedangkan tegangan tanah efektif pada kedalaman tertentu dimana air mulai muncul, maka persamaannya akan menjadi :
Po = Po’ + ( γb - γw ) × h ... (21) E. Penurunan (Settlement)
Suatu pondasi akan aman apabila penurunan (Settlement) tanah yang disebabkan oleh beban masih dalam batas yang diperbolehkan. Faktor lain dari angka keamanan yang harus diperhatikan adalah besarnya penurunan pondasi yang diijinkan. Penurunan pondasi yang disebabkan oleh beban batas berkisar antara 5% sampai dengan 25% dari lebar pondasi untuk tanah berpasir, dan antara 3% sampai dengan 15% dari lebar pondasi untuk tanah lempung. Penurunan pondasi akibat beban yang bekerja pada pondasi dapat diklasifikasikan dalam dua jenis penurunan, yaitu penurunan seketika dan penurunan konsolidasi.
Penurunan seketika adalah penurunan yang langsung terjadi begitu pembebanan bekerja atau dilaksanakan, biasanya terjadi berkisar antara 0 – 7 hari dan terjadi pada tanah lanau, pasir dan tanah liat yang mempunyai derajat kejenuhan (Sr %) < 90%. Persamaan untuk penurunan seketika yaitu :
Si= q B [ (1 – μ2
) / Es ] Iw ... (22) Penurunan konsolidasi adalah penurunan yang diakibatkan keluarnya air dalam pori tanah akibat beban yang bekerja pada pondasi, besarnya ditentukan oleh waktu pembebanan dan terjadi pada tanah jenuh (Sr = 100%), mendekati jenuh (Sr = 90%-100%) atau pada tanah berbutir halus (K ≤ 10-6 m/s). Persamaan untuk penurunan konsolidasi yaitu :
Scp = [ ( Cc × H ) / ( 1 + eo ) ] × log [ ( Po + ΔP ) / Po ] ... (23) Sehingga penurunan total yang terjadi adalah sebagai berikut:
St = Si + Scp + Scs ... (24) Dengan rumus untuk waktu penurunan yang terjadi adalah :
t = ( Tv × H2
) / Cv ... (25)
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada bulan April 2013 dan sempat terhenti pada bulan Mei 2013 dikarenakan adanya kendala pada data sekunder yang diperlukan. Penelitian kembali dilanjutkan pada bulan September 2013 sampai dengan bulan November 2013 bertempat di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan IPB.
14
Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini merupakan data sekunder yang meliputi Gambar Kerja Gudang Pabrik NKI Bandung, Gambar KSLL Gudang Pabrik NKI Bandung, Laporan Penyelidikan Tanah Gudang Pabrik NKI Bandung, Peta Hazard Gempa Indonesia 2010, SNI 03-1726-2003 tentang Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Rumah dan Gedung, Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983, SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-1729-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung, dan RSNI 03-1726-1989 tentang Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung.
Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain Laptop dan Stuctural Analysis Program 2000 (SAP2000) versi 14.
Prosedur Analisis Data
Tahapan penelitian secara umum tersaji dalam diagram alir yang terdapat pada Gambar 5 berikut ini.
15 Penjelasan pelaksanaan tahapan penelitian dapat diuraikan sebagai berikut : 1. Pengumpulan Data
Pengumpulan data penelitian berupa data sekunder yang terdiri dari dua sumber yaitu yang diperoleh dari Kontraktor sekaligus Konsultan Perencana (PT. Katama Suryabumi) seperti Gambar Kerja Gudang Pabrik NKI Bandung, Gambar KSLL Gudang Pabrik NKI Bandung dan Laporan Penyelidikan Tanah Gudang Pabrik NKI Bandung serta dari Peraturan SNI seperti Peta Hazard Gempa Indonesia 2010, SNI 03-1726-2003 tentang Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Rumah dan Gedung, Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983, SNI 03-2847-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-1729-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung, dan RSNI 03-1726-1989 tentang Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung.
2. Pemodelan Struktur
Gambar perencanaan struktur dimodelkan secara 3D dengan memakai aplikasi program SAP2000 yang dikondisikan dengan keadaan struktur sebenarnya.
3. Analisis Pembebanan
Pembebanan di analisis dengan menggunakan aplikasi program SAP2000 untuk menentukan gaya-gaya dalam pada struktur. Beban yang di analisa adalah beban statis yang meliputi beban mati dan beban hidup dan beban dinamis seperti beban gempa.
4. Analisis Struktur
Meninjau respons struktur terhadap beban yang bekerja, di samping menentukan tegangan ataupun gaya-gaya pada elemen-elemen struktur dan memeriksanya terhadap kriteria desain. Analisis ataupun perencanaan terperinci akan dihadapkan pada ketentuan-ketentuan yang ada dalam peraturan yang berlaku.
5. Analisis Pondasi KSLL
Pada tahapan analisis pondasi KSLL ini dilakukan perhitungan dan analisis pada struktur bawah atau pondasi yang meliputi daya dukung pondasi, tegangan tanah maksimum, tegangan tanah akibat pembebanan struktur atas, tegangan tanah efektif dan penurunan (Settlement).
6. Penyusunan Laporan Akhir
Berisi keseluruhan proses yang sudah dikerjakan dan desain gambar yang sudah dibuat serta hasil dan pembahasan dari penelitian yang sudah dilakukan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pemodelan Struktur
Sebelum melakukan pemodelan struktur, data yang diperlukan untuk kepentingan pemodelan diantaranya yaitu denah gudang pabrik NKI Bandung.
16
Denah gudang pabrik NKI Bandung tampak atas pada elevasi 0 meter dapat dilihat pada Gambar 6 di bawah ini.
Untuk denah gudang pabrik NKI Bandung tampak atas pada elevasi 4 meter dapat dilihat pada Gambar 7 di bawah ini.
Gambar 7 Denah Gudang Pabrik NKI Bandung Tampak Atas Pada Elevasi 4 meter Gambar 6 Denah Gudang Pabrik NKI Bandung Tampak Atas Pada Elevasi 0 meter
17 Untuk denah gudang pabrik NKI Bandung tampak atas pada elevasi 8 meter dapat dilihat pada Gambar 8 di bawah ini.
Sedangkan untuk denah gudang pabrik NKI Bandung tampak samping pada bagian luar dapat dilihat pada Gambar 9 di bawah ini.
Gambar 9 Denah Gudang Pabrik NKI Bandung Tampak Samping Pada Bagian Luar Gambar 8 Denah Gudang Pabrik NKI Bandung Tampak Atas Pada Elevasi 8 meter
18
Untuk denah gudang pabrik NKI Bandung tampak samping pada bagian dalam dapat dilihat pada Gambar 10 di bawah ini.
Dari denah gudang pabrik NKI Bandung tersebut, selanjutnya struktur bangunan dimodelkan dengan menggunakan SAP2000 yang dikondisikan dengan keadaan struktur sebenarnya pada pembangunan gudang pabrik NKI Bandung. Hasil pemodelan struktur bangunan secara keseluruhan tampak seperti pada Gambar 11 di bawah ini.
Gambar 11 Model Gudang Pabrik NKI Bandung Secara Keseluruhan (3D View) Gambar 10 Denah Gudang Pabrik NKI Bandung Tampak Samping
19 Analisis Pembebanan
A. Beban Balok dan Kolom
Balok yang digunakan terbuat dari bahan beton dengan mutu K-300. Pada pembangunan Gudang Pabrik NKI Bandung, tipe balok yang digunakan yaitu B1, B2 dan B3 dengan dimensi balok :
Tipe B1 = 0.200 × 0.500 meter Tipe B2 = 0.200 × 0.300 meter Tipe B3 = 0.300 × 0.600 meter
Sehingga, hasil pemodelan struktur setelah dimasukkan tipe dimensi balok tersebut akan tampak seperti pada Gambar 12 dan Gambar 13 di bawah ini.
Sedangkan tipe kolom yang yang digunakan yaitu K1 dan BJ4, dimana Tipe K1 terbuat dari bahan beton dengan mutu K-300 dan Tipe BJ4 terbuat dari bahan baja dengan jenis WF 400. Dimensi kolom yang digunakan :
Tipe K1 = 0.300 × 0.600 meter
Tipe BJ4 = 0.400 × 0.200 × 0.008 × 0.013 meter – 12 M
Sehingga, hasil pemodelan struktur setelah dimasukkan tipe dimensi kolom tersebut akan tampak seperti pada Gambar 14 dan Gambar 15 di bawah ini.
Gambar 13 Definisi Tipe Dimensi Balok Pada Elevasi 8 meter Gambar 12 Definisi Tipe Dimensi Balok Pada Elevasi 4 meter
20
B. Spektrum Gempa
Berdasarkan SNI-03-1726-2003, Indonesia ditetapkan terbagi dalam 6 Wilayah Gempa dimana Wilayah Gempa 1 adalah wilayah dengan kegempaan paling rendah dan Wilayah Gempa 6 dengan kegempaan paling tinggi. Bandung termasuk Wilayah Gempa 4 Indonesia.
Gambar 16 Peta Gempa Indonesia Untuk Wilayah Bandung dan Sekitarnya (Peta Hazard Gempa Indonesia 2010
Gambar 15 Definisi Tipe Dimensi Kolom Pada Bagian Dalam Gambar 14 Definisi Tipe Dimensi Kolom Pada Bagian Luar
21 Percepatan puncak muka tanah untuk masing-masing jenis tanah ditunjukkan dalam Tabel 5 berikut ini.
Berdasarkan hasil penyelidikan tanah dari data sekunder yang sudah diperoleh, nilai N sebesar 23.350, karena 15 < N < 50, maka klasifikasi site yaitu D (tanah sedang). Respon spektrum gempa wilayah gempa 4 selengkapnya dapat dilihat pada Gambar 17 di bawah ini.
Selanjutnya, respon spektra desain di permukaan tanah dapat ditetapkan sesuai dengan Gambar 18 di bawah ini.
Gambar 18 Kurva Respon Spektrum Gempa (Based On Asce 2010)
0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 0 1 1 2 2 3 3 (S p e k tr al A c c e le r ati o n ) T (Perioda)
Gambar 17 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Gempa 4 (SNI-03-1726-2003)
Tabel 5 Percepatan Puncak Muka Tanah Wilayah Gempa (SNI-03-1726-2003) Wilayah
Gempa
Percepatan Puncak Batuan Dasar (g)
Percepatan Puncak Muka Tanah Ao (g) Tanah
Keras
Tanah Sedang
Tanah
Lunak Tanah Khusus
1 0.030 0.030 0.040 0.080 Diperlukan evaluasi khusus di setiap Lokasi 2 0.100 0.120 0.150 0.230 3 0.150 0.180 0.220 0.300 4 0.200 0.240 0.280 0.340 5 0.250 0.290 0.330 0.360 6 0.300 0.330 0.360 0.360
22
Analisis Struktur
Dengan menggunakan aplikasi program SAP2000, maka didapatkan nilai beban terpusat pada masing-masing kolom sebagai berikut :
P1 = 1497.685 t P25 = 1715.076 t P2 = 1769.042 t P26 = 1407.510 t P3 = 1791.041 t P27 = 1413.820 t P4 = 1765.448 t P28 = 1515.642 t P5 = 1751.396 t P29 = 1660.099 t P6 = 1748.705 t P30 = 1869.489 t P7 = 1749.524 t P31 = 1893.337 t P8 = 1750.295 t P32 = 1869.003 t P9 = 1750.526 t P33 = 1659.929 t P10 = 1750.516 t P34 = 1515.552 t P11 = 1750.477 t P35 = 1413.770 t P12 = 1750.461 t P36 = 1407.463 t P13 = 1750.458 t P37 = 1715.057 t P14 = 1750.459 t P38 = 1784.018 t P15 = 1750.464 t P39 = 1770.641 t P16 = 1750.485 t P40 = 1754.567 t P17 = 1750.518 t P41 = 1749.328 t P18 = 1750.474 t P42 = 1749.346 t P19 = 1750.125 t P43 = 1750.125 t P20 = 1749.346 t P44 = 1750.474 t P21 = 1749.328 t P45 = 1750.518 t P22 = 1754.566 t P46 = 1750.485 t P23 = 1770.639 t P47 = 1750.464 t P24 = 1784.019 t P48 = 1750.459 t
23 P49 = 1750.458 t P238 = 92.189 t P50 = 1750.461 t P241 = 100.356 t P51 = 1750.477 t P244 = 100.737 t P52 = 1750.516 t P247 = 100.463 t P53 = 1750.526 t P250 = 100.494 t P54 = 1750.295 t P253 = 100.574 t P55 = 1749.524 t P256 = 100.602 t P56 = 1748.705 t P259 = 100.605 t P57 = 1751.396 t P262 = 100.604 t P58 = 1765.448 t P265 = 100.603 t P59 = 1791.042 t P268 = 100.603 t P60 = 1769.043 t P271 = 100.603 t P61 = 1497.684 t P274 = 100.603 t P62 = 1506.687 t P277 = 100.604 t P63 = 1623.089 t P280 = 100.605 t P64 = 1684.059 t P283 = 100.597 t P65 = 1713.222 t P286 = 100.562 t P66 = 1721.148 t P289 = 100.501 t P67 = 1713.222 t P292 = 100.531 t P68 = 1684.059 t P295 = 100.693 t P69 = 1623.089 t P298 = 99.371 t P70 = 1506.688 t P301 = 103.918 t P235 = 131.498 t P304 = 468.117 t Analisis Pondasi KSLL A. Karakteristik Tanah
Karakteristik tanah hasil penyelidikan tanah yang terdiri dari pekerjaan lapangan dan pengujian laboratorium. Pekerjaan lapangan meliputi pemboran, tes Standart Penetration Test, pengambilan contoh tanah, dan sondir. Disamping itu, pengujian laboratorium meliputi pengujian index properties dan pengujian engineering properties yang dilaksanakan untuk menentukan sifat fisik dan teknik tanah dari contoh tanah yang di ambil dari lapangan.
Pemboran dilaksanakan dengan menggunakan alat bor mesin (Drilling Machine) jenis Hydraulic Feed. Pemboran dilaksanakan sebanyak 4 (empat) titik dengan total kedalaman 80 meter, masing-masing sampai dengan kedalaman 20 meter. Pengamatan muka air tanah pada lokasi proyek diamati pada setiap lubang bor selama aktifitas pemboran. Pengamatan ini dilakukan dua kali dalam sehari yaitu, pagi hari sebelum aktifitas pemboran dan sore hari setelah aktifitas pemboran. Hasil dari pengamatan muka air tanah didapatkan ketinggian muka air tanah sebesar 3.800 meter. Tes SPT dilaksanakan pada setiap 4 (empat) lubang bor dengan interval kedalaman 2 meter, sebanyak 10 kali pada masing-masing lubang. Pengujian ini dilaksanakan untuk mengetahui kepadatan/densitas dan
24
konsistensi material tanah. Pengambilan sampel tanah tak terganggu dilakukan dengan menggunakan Shelby Tube Sampler dalam lubang pada kedalaman -5, -10 dan -15 dalam satuan meter. Pengambilan sampel tanah tak terganggu dilaksanakan sebanyak 12 buah. Pelaksanaan pekerjaan sondir dilakukan sebanyak 5 (lima) titik. Pengujian index properties dan engineering properties dilaksanakan sebanyak 12 sampel.
Berdasarkan hasil penyelidikan di laboratorium didapatkan nilai rata-rata Indeks Plastisitas (PI) pada kedalaman 5 meter sebesar 45.692, pada kedalaman -10 meter sebesar 33.404 dan pada kedalaman -15 meter sebesar 34.473, maka tanah di pembangunan Gudang Pabrik NKI Bandung dapat diklasifikasikan sebagai jenis tanah Lempung Murni yang bersifat kohesif dengan kadar plastisitas yang tinggi. Pengolahan data tanah ini nantinya diperlukan untuk memprediksi besarnya penurunan (Settlement) yang terjadi.
B. Analisis Daya Dukung Pondasi Daya Dukung Pondasi
Perhitungan daya dukung pondasi diperlukan untuk mengetahui besarnya kemampuan pondasi untuk mendukung beban bangunan di atasnya tanpa terjadi keruntuhan geser. Mengacu kepada Persamaan (13), daya dukung pondasi KSLL menjadi lebih besar 1.5 kali dibandingkan dengan daya dukung pondasi rakit, dimana daya dukung pondasi rakit sama dengan daya dukung batas dibagi dengan angka keamanan yang bernilai 3, maka persamaan yang digunakan untuk daya dukung pondasi KSLL adalah sebagai berikut :
qa(KSLL) = 1.5 ⨯ qa( Pondasi Rakit )
Diketahui :
Panjang Pondasi (L) 150.000 meter
Lebar Pondasi (B) 54.000 meter
Tebal Pondasi (Z) 0.120 meter
Kedalaman tanam pondasi (D) 1.480 meter Kedalaman total pondasi (DZ) 1.600 meter
Berdasarkan hasil penyelidikan tanah BH1 pada kedalaman 5.000 meter, didapatkan data-data sebagai berikut :
γb = 1.805 gr/cm3 Φ = 6.533 o
25 C = 0.233 kg/cm2
Gs = 2.665
Dengan menggunakan perumusan Terzaghi, sehingga didapatkan nilai-nilai : Nq = 1.640
Nc = 7.320 Nγ = 0.500 Kp = 12.200
Untuk menghitung nilai beban tambahan, maka digunakan persamaan : q = γ × DZ
= 1.805 × 10-3 (160) = 0.289 kg/cm2 = 2.890 t/m2
Dari persamaan (15) untuk pondasi persegi, maka perhitungan untuk nilai daya dukung batas adalah sebagai berikut :
qult = 1.3 c Nc + q Nq + 0.4 γ B Nγ
= (1.3)(0.233)(7.320) + (0.289)(1.640) + (0.4)(1.805)(54)(0.500) = 2.217 + 0.474 + 19.494
= 22.185 kg/cm2 = 221.850 t/m2
Dari hasil perhitungan tersebut diatas, maka didapatkan :
qa(pondasi rakit) = qult/FK = (221.850) / 3 = 73.950 t/m2 qa(KSLL) = 1.5 × qa(pondasi rakit) = (1.5)(73.950) = 110.925 t/m2 Tegangan Tanah Maksimum
Diketahui :
γ beton = 2.500 t/m3 γ tanah = 1.805 t/m3
26 A = ( L × B ) = ( 150 × 54 ) = 8100 m2 Ix = ( L × B3 ) / 12 = ( 150 × 543 ) / 12 = 1968300 m4 Iy = ( B × L3 ) / 12 = ( 54 × 1503 ) / 12 = 15187500 m4 R = ƩP + ( q × L ) = [(P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8+P9+P10+P11+P12+P13+P14+P15+P16+ P17+P18+P19+P20+P21+P22+P23+P24+P25+P26+P27+P28+P29+P30+ P31+P32+P33+P34+P35+P36+P37+P38+P39+P40+P41+P42+P43+P44+ P45+P46+P47+P48+P49+P50+P51+P52+P53+P54+P55+P56+P57+P58+ P59+P60+P61+P62+P63+P64+P65+P66+P67+P68+P69+P70+P235+ P238+P241+P244+P247+P250+P253+P256+P259+P262+P265+P268+ P271+P274+P277+P280+P283+P286+P289+P292+P295+P298+P301+ P304)] + [(L × B × Z × γbeton)] = 122409.042 t + [(150 × 54 × 0.120 × 2.500)] = 124839.042 t My = ƩP × x = [(P1+P70+P69+P68+P67+P66+P65+P64+P63+P62+P61) × (-75)] + [(P2+P235+P60) × (-69)] + [(P3+P238+P59) × (-63)] + [(P4+P241+P58) × (-57)] + [(P5+P244+P57) × (-51)] + [(P6+P247+P56) × (-45)] + [(P7+P250+P55) × (-39)] + [(P8+P253+P54) × (-33)] + [(P9+P256+P53) × (-27)] + [(P10+P259+P52) × (-21)] + [(P11+P262+P51) × (-15)] + [(P12+P265+P50) × (-9)] + [(P13+P268+P49) × (-3)] + [(P14+P271+P48) × (3)] + [(P15+P274+P47) × (9)] + [(P16+P277+P46) × (15)] + [(P17+P280+P45) × (21)] + [(P18+P283+P44) × (27)] + [(P19+P286+P43) × (33)] + [(P20+P289+P42) × (39)] + [(P21+P292+P41) × (45)] + [(P22+P295+P40) × (51)] + [(P23+P298+P39) × (57)] + [(P24+P301+P38) × (63)] + [(P25+P304+P37) × (69)] + [(P26+P27+P28+P29+P30+P31+P32+P33+P34+P35+P36) × (75)] = 5643.743 tm Mx = ƩP × y = [(P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8+P9+P10+P11+P12+P13+P14+P15+ P16+P17+P18+P19+P20+P21+P22+P23+P24+P25+P26) × (27)] + [(P70+P27) × (24)] + [(P69+P28) × (18)] + [(P68+P29) × (12)] + [(P67+P30) × (6)] + [(P66+P235+P238+P241+P244+P247+P250+P253+ P256+P259+P262+P265+P268+P271+P274+P277+P280+P283+P286+ P289+P292+P295+P298+P301+P304+P31) × (0)] + [(P65+P32) × (-6)] + [(P64+P33) × (-12)] + [(P63+P34) × (-18)] + [(P62+P35) × (-24)] + [(P61+P60+P59+P58+P57+P56+P55+P54+P53+P52+P51+P50+P49+ P48+P47+P46+P45+P44+P43+P42+P41+P40+P39+P38+P37+P36) × (-27)] = 9.501 tm
27 Nilai eksentrisitas, statis momen terhadap as 1 = 0
y = [(P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8+P9+P10+P11+P12+P13+P14+P15+ P16+P17+P18+P19+P20+P21+P22+P23+P24+P25+P26) × (54)] + [(P70+P27) × (51)] + [(P69+P28) × (45)] + [(P68+P29) × (39)] + [(P67+P30) × (33)] + [(P66+P235+P238+P241+P244+P247+P250+ P253+P256+P259+P262+P265+P268+P271+P274+P277+P280+P283+ P286+P289+P292+P295+P298+P301+P304+P31) × (27)] + [(P65+P32) × (21)] + [(P64+P33) × (15)] + [(P63+P34) × (9)] + [(P62+P35) × (3)] × ( 1 / R ) = 3305053.643 × ( 1 / 124839.042 ) = 26.474 m
Nilai eksentrisitas, statis momen terhadap as A = 0
x = [(P2+P235+P60) × (6)] + [(P3+P238+P59) × (12)] + [(P4+P241+P58) × (18)] + [(P5+P244+P57) × (24)] + [(P6+P247+P56) × (30)] + [(P7+P250+P55) × (36)] + [(P8+P253+P54) × (42)] + [(P9+P256+P53) × (48)] + [(P10+P259+P52) × (54)] + [(P11+P262+P51) × (60)] + [(P12+P265+P50) × (66)] + [(P13+P268+P49) × (72)] + [(P14+P271+P48) × (78)] + [(P15+P274+P47) × (84)] + [(P16+P277+P46) × (90)] + [(P17+P280+P45) × (96)] + [(P18+P283+P44) × (102)] + [(P19+P286+P43) × (108)] + [(P20+P289+P42) × (114)] + [(P21+P292+P41) × (120)] + [(P22+P295+P40) × (126)] + [(P23+P298+P39) × (132)] + [(P24+P301+P38) × (138)] + [(P25+P304+P37) × (144)] + [(P26+P27+P28+P29+P30+P31+P32+P33+P34+P35+P36) × (150)] × ( 1 / R ) = 9186321.916 × ( 1 / 124839.042 ) = 73.585 m Eksentrisitas ex dan ey : ex = x – ( L/2 ) = 73.585 – 75 = -1.415 meter ey = y – ( B/2 ) = 26.474 – 27 = -0.526 meter
Tegangan tanah maksimum yang timbul dihitung dengan menggunakan Persamaan (18) sebagai berikut :
qo =
{(
R A)
±(
My x Iy)
±(
Mx y Ix)}
={(
124839.042 8100)
±(
5643.743x 15187500)
±(
9.501y 1968300)}
= 15.412 ± 0.00037x ± 0.0000048yNilai (+) digunakan untuk mendapatkan qmaks sedangkan nilai (-) digunakan untuk mendapatkan qmin, sehingga hasil dari tegangan tanah maksimum secara lengkap disajikan pada Tabel 6 di bawah ini.
28
Tabel 6 Hasil Analisis Tegangan Tanah Maksimum
Kolom x (m) y (m) q max (t/m2) q min (t/m2)
1 -75 27 15.384 15.440 2 -69 27 15.387 15.437 3 -63 27 15.389 15.435 4 -57 27 15.391 15.433 5 -51 27 15.393 15.431 6 -45 27 15.395 15.429 7 -39 27 15.398 15.426 8 -33 27 15.400 15.424 9 -27 27 15.402 15.422 10 -21 27 15.404 15.420 11 -15 27 15.407 15.417 12 -9 27 15.409 15.415 13 -3 27 15.411 15.413 14 3 27 15.413 15.411 15 9 27 15.415 15.409 16 15 27 15.418 15.406 17 21 27 15.420 15.404 18 27 27 15.422 15.402 19 33 27 15.424 15.400 20 39 27 15.427 15.397 21 45 27 15.429 15.395 22 51 27 15.431 15.393 23 57 27 15.433 15.391 24 63 27 15.435 15.389 25 69 27 15.438 15.386 26 75 27 15.440 15.384 27 75 24 15.440 15.384 28 75 18 15.440 15.384 29 75 12 15.440 15.384 30 75 6 15.440 15.384 31 75 0 15.440 15.384 32 75 -6 15.440 15.384 33 75 -12 15.440 15.384 34 75 -18 15.440 15.384 35 75 -24 15.440 15.384 36 75 -27 15.440 15.384 37 69 -27 15.437 15.387 38 63 -27 15.435 15.389 39 57 -27 15.433 15.391 40 51 -27 15.431 15.393 41 45 -27 15.429 15.395 42 39 -27 15.426 15.398 43 33 -27 15.424 15.400 44 27 -27 15.422 15.402 45 21 -27 15.420 15.404 46 15 -27 15.417 15.407 47 9 -27 15.415 15.409 48 3 -27 15.413 15.411 49 -3 -27 15.411 15.413 50 -9 -27 15.409 15.415 51 -15 -27 15.406 15.418 52 -21 -27 15.404 15.420 53 -27 -27 15.402 15.422 54 -33 -27 15.400 15.424 55 -39 -27 15.397 15.427
29
Berdasarkan hasil perhitungan diatas, didapatkan nilai tegangan tanah maksimum sebesar 15.440 t/m2.
C. Analisis Penurunan (Settlement)
Tegangan Tanah Akibat Beban Bangunan
Tegangan tanah terjadi karena pembebanan secara vertikal dari bangunan diatas pondasi. Lapisan tanah 0.000 meter sampai dengan kedalaman -2.000 meter dibawah pondasi tidak memberikan kontribusi terhadap settlement karena adanya pemadatan didalam KSLL. Persamaan (19) digunakan untuk menghitung tegangan tanah akibat beban bangunan, secara lengkap ditujukan pada Tabel 7 di bawah ini : 56 -45 -27 15.395 15.429 57 -51 -27 15.393 15.431 58 -57 -27 15.391 15.433 59 -63 -27 15.389 15.435 60 -69 -27 15.386 15.438 61 -75 -27 15.384 15.440 62 -75 -24 15.384 15.440 63 -75 -18 15.384 15.440 64 -75 -12 15.384 15.440 65 -75 -6 15.384 15.440 66 -75 0 15.384 15.440 67 -75 6 15.384 15.440 68 -75 12 15.384 15.440 69 -75 18 15.384 15.440 70 -75 24 15.384 15.440 235 -69 0 15.386 15.438 238 -63 0 15.389 15.435 241 -57 0 15.391 15.433 244 -51 0 15.393 15.431 247 -45 0 15.395 15.429 250 -39 0 15.398 15.426 253 -33 0 15.400 15.424 256 -27 0 15.402 15.422 259 -21 0 15.404 15.420 262 -15 0 15.406 15.418 265 -9 0 15.409 15.415 268 -3 0 15.411 15.413 271 3 0 15.413 15.411 274 9 0 15.415 15.409 277 15 0 15.418 15.406 280 21 0 15.420 15.404 283 27 0 15.422 15.402 286 33 0 15.424 15.400 289 39 0 15.426 15.398 292 45 0 15.429 15.395 295 51 0 15.431 15.393 298 57 0 15.433 15.391 301 63 0 15.435 15.389 304 69 0 15.438 15.386
30
Hasil perhitungan tegangan tanah akibat beban merata bangunan Gudang Pabrik NKI Bandung sampai dengan kedalaman -15.000 meter sebesar 10.985 t/m2.
Tegangan Tanah Efektif
Tegangan tanah efektif ditinjau dari kedalaman -3.000 meter sampai dengan kedalaman 15.000 meter. Lapisan tanah 0.000 meter sampai dengan kedalaman -2.000 meter dibawah pondasi tidak memberikan kontribusi terhadap settlement karena adanya pemadatan didalam KSLL. Untuk hasil penyelidikan tanah pada profil tanah dapat dilihat pada Tabel 8 di bawah ini.
Kedalaman ±0.00 m ; Po = 0 t/m2 Kedalaman -1.00 m ; Po1 = γb × h1
= 1.805 t/m3 × 1 m
= 1.805 t/m2
Kedalaman -2.00 m ; Po2 = Po1 + γb × h2
= 1.805 t/m2 + 1.805 t/m3 × 1 m
= 3.610 t/m2
Kedalaman -3.00 m ; Po3 = Po2 + γb × h3
= 3.610 t/m2 + 1.805 t/m3 × 1 m
= 5.415 t/m2
Kedalaman -4.00 m ; Po4 = Po3 + ( γb - γw ) × h4
= 5.415 t/m2 + ( 1.805 t/m3 – 1 t/m3 ) × 1m
= 6.220 t/m2
Hasil perhitungan tegangan tanah efektif (Po) sampai kedalaman -15.000 meter secara lengkap ditujukan pada Tabel 9 di bawah ini.
Tabel 8 Hasil Penyelidikan Tanah Pada Profil Tanah
Kedalaman (m) eo γb
5 1.304 1.805 10 0.953 1.930 15 0.970 1.926
Tabel 7 Hasil Analisis Tegangan Tanah Akibat Beban Bangunan
Kedalaman (m) ΔP 1 - 2 - 3 14.341 4 14.002 5 13.676 6 13.362 7 13.059 8 12.767 9 12.485 10 12.213 11 11.951 12 11.697 13 11.452 14 11.214 15 10.985
31
Dari perhitungan didapatkan tegangan tanah efektif (Po) pada kedalaman -15.000 meter sebesar 15.821 t/m2.
Penurunan Seketika
Penurunan seketika adalah penurunan yang langsung terjadi begitu pembebanan bekerja atau dilaksanakan. Nilai faktor pengaruh Newmark (Iw) tergantung dari bentuk pondasi dan kekakuan pondasi yang tersaji dalam Lampiran 8. Nilai angka poisson ratio (μ) diklasifikasikan menurut jenis tanah, secara lengkap tersaji dalam Lampiran 9. Nilai sifat elastisitas tanah (Es) menurut jenis tanah secara lengkap tersaji dalam Lampiran 10.
Diketahui : q = 15.440 t/m2 B = 54 meter Iw = 1.200
μ = 0.1 s/d 0.3 0.2 (diambil nilai tengah)
Es = 5 s/d 25 Mpa 15 Mpa = 15000 t/m2 (diambil nilai tengah)
Dari persamaan (22), perhitungan penurunan seketika yang terjadi adalah : Si = qB [ (1 – μ2) / Es ] Iw = 15.440 (54) [ (1 – 0.22) / 15000 ] (1.200) = 833.760 × (6.400 × 10-5) × 1.200 = 0.064 m = 6.400 cm Penurunan Konsolidasi
Penurunan konsolidasi adalah penurunan yang diakibatkan keluarnya air dalam pori tanah akibat beban yang bekerja pada pondasi. Untuk meninjau penurunan konsolidasi ini, diperlukan besar nilai tegangan tanah efektif serta besar nilai tegangan tanah yang diakibatkan beban bangunan. Pada lapisan tanah 0.000 meter sampai dengan kedalaman -2.000 meter dibawah pondasi tidak memberikan kontribusi terhadap settlement karena adanya pemadatan didalam
Tabel 9 Hasil Analisis Tegangan Tanah Efektif
Kedalaman (m) Tegangan Tanah Efektif / Po (t/m2)
1 - 2 - 3 5.415 4 6.220 5 7.025 6 7.830 7 8.635 8 9.440 9 10.245 10 11.175 11 12.105 12 13.035 13 13.965 14 14.895 15 15.821
