ANALISIS KEBUTUHAN FONDASI BOR PADA TANAH KOHESIF UNTUK BANGUNAN GEDUNG PERKANTORAN 31 LANTAI DI
JAKARTA PUSAT
Dea Eka Pratama1 Ellysa2
1,2
Fakultas Teknik Sipil Universitas Gunadarma Jl. Margonda Raya No. 100, Depok 16424, Jawa Barat e-mail: 1pratamaekadea@gmail.com, 2ellysa@staff.gunadarma.ac.id
Abstrak
Fondasi berfungsi meneruskan beban bangunan yang ditahan serta berat sendirinya ke dalam tanah yang terletak di bawahnya. Fondasi harus direncanakan secara baik dengan memperhatikan tingkat daya dukung yang aman dan penurunan yang diijinkan. Penulisan ini bertujuan merencanakan fondasi bored pile pada bangunan gedung perkantoran 31 lantai di Jakarta Pusat. Berdasarkan hasil penyelidikan tanah diperoleh data karakteristik jenis tanah, yaitu tanah kohesif. Metode yang digunakan dalam perencanaan fondasi ini menyesuaikan dengan data N-SPT. Perhitungan daya dukung tiang tunggal menggunakan metode Meyerhof (1956). Perhitungan penurunan tiang tunggal menggunakan metode semi empiris. Perhitungan daya dukung lateral menggunakan metode Davisson dan Gill (1963). Direncanakan fondasi pada kedalaman 25 m dengan diameter fondasi 1,0 m.
Berdasarkan hasil perhitungan, diperoleh daya dukung izin tiang fondasi sebesar 1256 ton pada DB1 dan DB2, penurunan fondasi tiang tunggal sebesar 90,128 mm pada DB1 dan 91,184 mm pada DB2.
Defleksi terbesar terjadi pada kolom 35 yaitu 4,182 mm. Tulangan longitudinal tiang pondasi memakai D25 dan tulangan geser dengan diameter 10 mm. Tulangan kepala tiang memakai D22.
Biaya total untuk fondasi tiang bor berbentuk lingkaran dengan diameter 1,0 m sebanyak 124 tiang dan 17 kepala tiang dengan variasi jumlah tiang dari 2 tiang sampai dengan 22 tiang adalah Rp 19.048.799.521,00.
Kata Kunci : Fondasi Tiang Bor, Daya Dukung, Penurunan, tanah lempung
PENDAHULUAN
Perencanaan gedung bertingkat merupakan perencanaan yang kompleks. Mulai dari awal perencanaan sampai gedung itu berdiri. Salah satu bagian terpenting dari struktur bangunan tinggi adalah fondasi. Fondasi merupakan suatu konstruksi bangunan bagian paling bawah yang berhubungan langsung dengan tanah atau batuan.
Gedung ini berdiri diatas tanah seluas ± 14.817 m2 dengan 31 lantai kantor. Tanah dibawah gedung ini memiliki jenis tanah didominasi oleh tanah kohesif. Pada bangunan tinggi disarankan menggunakan fondasi dalam. Pemilihan jenis fondasi dalam dipilih berdasarkan pertimbangan aspek lingkungan di sekitar proyek, teknis, non teknis, dan segi ekonomis.
Berdasarkan pada keadaan tanah di lokasi penelitian maka dipilih penggunaan fondasi dalam dengan jenis fondasi yaitu fondasi tiang bor.
Tujuan dari penulisan tugas akhir berupa perencanaan fondasi tiang bor untuk bangunan gedung adalah sebagai berikut :
1) Merencanakan fondasi tiang bor pada bangunan gedung perkantoran di Jakarta Pusat 2) Menghitung rencana anggaran biaya (RAB) pada pekerjaan fondasi
LITERATURE REVIEW
Beberapa peneliti yang telah melakukan dengan perencanaan fondasi tiang pada bangunan gedung antara lain Fischer A. Boris (2013) tentang Analisa Kapasitas Kelompok Tiang
(2016) tentang Perencanaan Fondasi Bored Pile Pada Hotel Holiday Inn Express Jakarta Selatan.
Analisis daya dukung mempelajari kemampuan tanah dalam mendukung beban fondasi struktur yang terletak di atasnya. Daya dukung menyatakan tahanan tanah untuk melawan penurunan akibat pembebanan. Perancangan fondasi harus dipertimbangkan terhadap keruntuhan geser dan penurunan yang berlebih. Daya dukung dengan standard penetration test (SPT) oleh Mayerhof (1956) dihitung dengan rumus sebagai berikut :
Qu = Qb + Qs – Wp
Penurunan merupakan penyebab yang paling umum bagi keruntuhan fondasi – fondasi dan karenanya sangat penting untuk memahami mekanisme penurunan. Penurunan segera dibagi menjadi penurunan tiang tunggal dan penurunan tiang kelompok. Penurunan tiang tunggal akibat gaya aksial dapat dihitung dengan metode Semi Empiris sebagai berikut :
Se = Ss + Sp + Sps
METODE PENELITIAN
Pada perencanaan fondasi ini memilki beberapa tahapan yaitu perhitungan perencanaan fondasi yang meliputi perhitungan, penentuan dimensi tiang, perhitungan daya dukung tiang, perhitungan jumlah tiang fondasi, perhitungan daya dukung tiang kelompok, perhitungan penurunan, perhitungan defleksi tiang, perhitungan penulangan tiang fondasi dan kepala tiang, dan perhitungan rencana anggaran biaya fondasi, Berikut metode perhitungannya dan langkah- langkah perhitungan yang di sajikan dalam bagan alir umum perencanaan tugas akhir.
Gambar 1. Bagan Alir Perencanaan Penulisan Tugas Akhir
HASIL DAN PEMBAHASAN Data
Dalam perencanaan ini, tidak dilakukan perhitungan beban struktur atas, karena data beban struktur atas adalah data sekunder, data sekunder adalah data yang telah diperoleh dari sumber yang sudah ada.
Data tanah digunakan untuk menghitung daya dukung dan penurunan yang terjadi akibat gaya dari struktur atas. Data tanah pada proyek ini merupakan data dari laboratorium dan lapangan berupa N-SPT. Dari data tanah yang ada maka dibuatlah starata tanah sehingga dapat melihat pendekatan lapisan tanah yang ada di bawah struktur tersebut.
Tidak Pengumpulan Data
1. Data Penyelidikan Tanah 2. Data Struktur
Ya
Perhitungan Fondasi Tiang Dan Perencanaan Dimensi Tiang
Cek Penurunan dan Defleksi Tiang
Perhitungan Pile cap Mulai
Perhitungan Penulangan Fondasi dan Pile Cap
Gambar Fondasi dan Pile Cap
Selesai
Perhitungan RAB Material dan Pekerjaan Fondasi
Kesimpulan
Gambar 2. Strata tanah DB1 dan DB2
Perhitungan rencana anggaran biaya untuk proyek ini harga material didapatkan dari Jurnal Harga Satuan Bahan Bangunan dan Upah Kerja Tahun 2018
Perencanaan Fondasi
Perhitungan daya dukung ultimit dan daya dukung ijin menggunakan metode mayerhof, dengan panjang tiang 25 meter dan diameter tiang 1 meter. Setelah mengetahui diameter dan panjang tiang yang sesuai untuk menahan gaya aksial struktur atas, maka dapat melanjutkan menghitung jumlah kebutuhan tiang pondasi perkolom.
Tabel 1. Banyak Tiang Pondasi Pada DB1
No
Kolom Dimensi Kolom
Beban Vertikal (Gaya Aksial)
Daya Dukung
Izin
Jumlah Tiang N
(m) (Ton) (Ton)
8 1,5 1429,531 574,888 2,487 3
13 1,5 1890,087 574,888 3,288 4
23 1,5 2046,053 574,888 3,559 4
31 1,5 1637,386 574,888 2,848 3
32 1,5 1592,234 574,888 2,770 3
33 1,5 1500,206 574,888 2,610 3
34 1,5 1346,605 574,888 2,342 3
35 1,5 991,628 574,888 1,725 2
71 1,5 1855,638 574,888 3,228 4
72 1,5 3388,047 574,888 5,893 6
73 1,5 2603,623 574,888 4,529 5
Perhitungan efisiensi dilakukan sebelum menghitung daya dukung kelompok tiang, efisiensi dihitung dengan metode Los Angeles. Nilai efisiensi kelompok tiang Yang terbesar adalah 0,95 dan nilai yang terkecil adalah 0,72. Setelah diketahui nilai efisiensi kelompok tiang, maka dapat diperhitungkan nilai daya dukung kelompok tiang. Daya dukung kelompok tiang harus lebih besar dari gaya aksial yang terjadi.
Tabel 2. Daya Dukung Kelompok Tiang Grup Banyak
Tiang Eg Qq (ton) FZ (ton) Ket
P2-A 2 0,95 1088,75 991,63 OK
P2-B 2 0,95 1163,70 991,07 OK
P3-A 4 0,82 1882,82 1429,53 OK
P3-B 3 0,82 1412,12 1346,60 OK
P3-C 4 0,82 1882,82 1500,21 OK
P3-D 4 0,82 1882,82 1592,23 OK
P3-E 4 0,82 1882,82 1637,39 OK
P3-F 3 0,82 1509,34 1428,26 OK
P3-G 3 0,82 1509,34 1346,72 OK
P3-H 3 0,82 1509,34 1499,28 OK
P3-I 4 0,82 2012,45 1591,79 OK
P3-J 4 0,82 2012,45 1637,22 OK
P8-A 10 0,74 4274,03 3936,14 OK
P8-BD 21 0,72 8749,65 8399,64 OK
P8-C 9 0,76 4193,94 3937,32 OK
P18-A 22 0,72 9218,34 9101,41 OK
P18-B 22 0,72 9352,03 9097,58 OK
Perhitungan penurunan segera tiang tunggal dan tiang kelompok menggunakan metode semi empiris. Diperoleh hasil penurunan tiang tunggal sebesar 90,128 mm pada DB1 dan sebesar 91,184 mm pada DB2. Setelah mendapat penurunan elastis tiang tunggal dilanjutkan dengan penurunan elastis tiang kelompok.
Tabel 3. Penurunan Kelompok DB1
Grup Jumlah
Tiang D (m) L (m) Bg (m) Se (m) Sg (m)
P2-A 2 1 25 4 0,090 0,180
P3-A 4 1 25 4 0,090 0,180
P3-B 3 1 25 4,35 0,090 0,188
P3-C 4 1 25 4 0,090 0,180
P3-D 4 1 25 4 0,090 0,180
P3-E 4 1 25 4 0,090 0,180
P8-A 10 1 25 5,3 0,090 0,207
P8-BD 21 1 25 7 0,090 0,238
P18-A 22 1 25 5,3 0,090 0,207
Perhitungan defleksi menggunakan metode Davisson dan Gill. Syarat yang harus dipenuhi defleksi tidak boleh lebih dari 20 mm.
Tabel 4. Defleksi Tiang Pondasi Pada DB1
Penulangan Tiang Fondasi
Perhitungan tulangan longitudinal dengan menggunakan SNI 2847 2013 pasal 21.6.1.
Didapatkan hasil bahwa dipakai tulangan D-25 dengan jumlah yang sama untuk setiap tiang, yaitu sebanyak 16 buah.
Perhitungan tulangan geser dengan menggunakan SNI 2847 2013 Pasal 11.1.1. Didapatkan hasil bahwa tulangan spiral yang digunakan adalah 10 mm dengan jarak yang sama setiap tiangnya yaitu 189 mm.
Perhitungan Kepala Tiang.
Perhitungan kepala tiang meliputi menghitung dimensi kepala tiang, menghitung kuat geser dan menghitung tulangan akibat gaya aksial yang terjadi. Setelah dilakukan cek gaya geser 1 arah, kepala tiang dapat menahan gaya geser 1 arah dengan kuat geser beton tanpa membutuhkan tulangan, kuat geser beton kepala tiang terbesar adalah 2287,588 ton dan yang terkecil adalah 448,922 ton. Setelah dilakukan cek gaya geser 2 arah, kuat geser beton kepala tiang terbesar adalah 85,26 ton dan yang terkecil adalah 47,57 ton.
Perhitungan tulangan kepala tiang besi tulangan sisi panjang yang dipakai yaitu D22. Jumlah besi tulangan terbanyak yaitu 50 buah dan paling sedikit yaitu 15 buah. Sedangkan tulangan kepala tiang sisi pendek yang dipakai yaitu D22. Jumlah besi tulangan terbanyak yaitu 30 buah dan paling sedikit yaitu 10 buah.
Perhitungan Rencana Anggaran Biaya (RAB)
Perhitungan biaya tiang bor meninjau pada biaya material yang dibutuhkan dalam pembuatan tiang bor, baik fondasi tiang dan juga kepala tiang yang mengacu pada Jurnal Harga Satuan Bahan Bangunan, Konstruksi dan Interior Tahun 2018.
SIMPULAN DAN SARAN
No.
Kolo m
D (m)
L
(m) H Ep
(ton/m2)
I (m2)
R (m)
L/R (Zmax)
Ax (z=0)
Yx
m mm
8 1 25 10,66 2350000 0,049 1,764 14,17 1,3 0,000660 0,660 13 1 25 1,17 2350000 0,049 1,764 14,17 1,3 0,000073 0,073 23 1 25 6,67 2350000 0,049 1,764 14,17 1,3 0,000413 0,413 31 1 25 1,05 2350000 0,049 1,764 14,17 1,3 0,000065 0,065 32 1 25 6,63 2350000 0,049 1,764 14,17 1,3 0,000410 0,410 33 1 25 57,63 2350000 0,049 1,764 14,17 1,3 0,003568 3,568 34 1 25 4,63 2350000 0,049 1,764 14,17 1,3 0,000286 0,286 35 1 25 67,56 2350000 0,049 1,764 14,17 1,3 0,004182 4,182 71 1 25 1,12 2350000 0,049 1,764 14,17 1,3 0,000070 0,070 72 1 25 2,30 2350000 0,049 1,764 14,17 1,3 0,000143 0,143 73 1 25 8,26 2350000 0,049 1,764 14,17 1,3 0,000511 0,511 74 1 25 8,26 2350000 0,049 1,764 14,17 1,3 0,000512 0,512 152 1 25 8,26 2350000 0,049 1,764 14,17 1,3 0,000512 0,512 153 1 25 2,33 2350000 0,049 1,764 14,17 1,3 0,000144 0,144
a. Pada DB1 didapatkan daya dukung ujung tiang sebesar 1256 ton, daya dukung selimut tiang sebesar 230,282 ton, daya dukung ultimit 1437,220 ton dan daya dukung ijin 574,887 ton, dengan diameter tiang 1 meter dan panjang tiang 25 m.
b. Pada Pada DB2 didapatkan daya dukung ujung tiang sebesar 1256 ton, daya dukung selimut tiang sebesar 329,229 ton, daya dukung ultimit 1536,167 ton dan daya dukung ijin 614,466 ton, dengan diameter tiang 1 meter dan panjang tiang 25 m.
2. Jumlah pondasi tiang yang dibutuhkan untuk menahan beban struktur atas adalah sebanyak 124 tiang pondasi dengan diameter 1 meter dan panjang tiang 25 meter. Jumlah pondasi tiang berbeda pada setiap kolomnya, juga terdapat tiang tunggal dan tiang kelompok. Tiang kelompok memiliki jumlah tiang yang berbeda yaitu 2 tiang, 3 tiang, dan 4 tiang, 9 tiang, 10, tiang, 21, tiang dan 22 tiang.
3. Penurunan maksimal pada penurunan segera untuk tiang tunggal adalah 91,184 mm dan pada tiang kelompok yaitu 0,241m.
4. Defleksi tiang lateral yang terjadi yaitu dengan kondisi tiang terjepit. Defleksi terbesar terjadi pada kolom 67 dan 35 adalah 4,182 mm.
5. Tulangan longitudinal tiang fondasi memakai D-25 dengan jumlah tulangan sebanyak 16 pada setiap tiangnya. Tulangan geser tiang pondasi memakai D-10 dengan jumlah tulangan yang sama yaitu 132 pada setiap tiangnya, dengan jarak tulangan yaitu 189 mm.
6. Tulangan kepala tiang memakai D22 dengan jumlah tulangan yang berbeda pada setiap kepala tiang. Jumlah tulangan terbanyak pada tulangan sejajar sisi panjang yaitu 50 buah.
Jumlah tulangan terbanyak pada tulangan sejajar sisi pendek yaitu 30 buah.
7. Rencana anggaran biaya untuk pekerjaan dan pembuatan fondasi tiang bor adalah sebesar Rp 19.048.799.521,00.
Saran
Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, maka saran yang dapat diberikan adalah sebagai berikut :
1. Pada perencanaan fondasi, untuk peneliti berikutnya agar menggunakan metode yang berbeda, tetapi tetap menyesuaikan dengan data yang ada.
2. Pada perhitungan Rencana Anggaran Biaya (RAB) diharapkan menggunakan koefisien peraturan yang terbaru.
DAFTAR PUSTAKA
A. Boris, Fischer. 2013. “Analisa Kapasitas Kelompok Tiang Pancang Terhadap Beban Lateral Menggunakan Metode Finite Difference”, Laporan Penelitian Ilmiah Universitas Indonesia, Depok.
Bowles, Joseph. E. -. Analisis dan Desain Fondasi. Penerbit Erlangga, Jakarta.
Coduto, Donald.P. 2001. Foundation Design Principles and Practices. Prantice Hall, New Jersey.
C. Teng, Wayne. 1992. Foundation Design. Tarun Offset Printer, New Delhi.
Damoerin, Damrizal. 2005. Diktat Kuliah Rekayasa Fondasi 1. Universitas Indonesia, Depok.
Departemen Pekerjaan Umum. -. Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung. Yayasan Badan Penerbit PU, Jakarta.
Hardiyatmo, Hary Christady. 1996. Teknik Fondasi I. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Hardiyatmo, Hary Christady. 2011. Analisis dan Perancangan Fondasi II. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
M. Das, Braja. 1995. Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis). Penerbit Erlangga, Jakarta.
M. Das, Braja. 2011. Principles Of Foundation Engineering (Seventh Edition). Cengage Learning, USA.
Noviarti, Rara Dwi. 2016. “Perencanaan Fondasi Bored Pile Pada Hotel Holiday Inn Express Jakarta Selatan”, Laporan Penelitian Ilmiah Universitas Gunadarma, Jakarta.
Pamungkas, Anugrah dan Harianti, Erny. 2013. Desain Fondasi Tahan Gempa. Penerbit Andi, Yogyakarta.
Verhoef, P.N.W. 1994. Geologi Untuk Teknik Sipil. Penerbit Erlangga, Jakarta.
