PENGARUH TINGGI, KEDALAMAN PONDASI MESIN JENIS BLOK DAN PARAMETER TANAH BERBUTIR HALUS TERHADAP AMPLITUDO

(1)

commit to user

PENGARUH TINGGI, KEDALAMAN PONDASI MESIN JENIS BLOK DAN PARAMETER TANAH BERBUTIR HALUS TERHADAP

AMPLITUDO

The Influence Of Height, Depth Of Block Type Foundation Machine And Caracteristic Of Fine Grained Soil To Amplitude

SKRIPSI

Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun oleh :

HENDRY GUNAWAN

I 1114037

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016

(2)

commit to user

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

AMPLITUDO

Disusun oleh:

HENDRY GUNAWAN

NIM I1114037

Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan Dosen Pebimbing

Dosen Pebimbing I Dosen Pebimbing II

R. Harya Dananjaya H. I. ST. M.Eng Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T.

(3)

(4)

commit to user

PENGESAHAN SKRIPSI

AMPLITUDO

Disusun Oleh HENDRY GUNAWAN

NIM. I 1114037

Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada :

Hari : Jum’at

Tanggal : 26 Agustus 2016

Tim Penguji

Nama/NIP Tanda Tangan

1. R. Harya Dananjaya H.I. ST., M.Eng

NIP. 19850917 201404 1 001 ... 2. Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T.

NIP. 19690717 199702 1 001 ... 3. Ir. Noegroho Djarwanti, M.T.

NIP. 19561112 198403 2 007 ... 4. Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T.

NIP. 19690903 199702 2 001 ...

Disahkan,

Tanggal : ………..

Kepala Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS

Wibowo, ST, DEA

(5)

(6)

commit to user

iv

HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

“Bekerja keraslah terlebih dahulu, setelah mendapatkan pengalaman dari bekerja keras, berfikirlah untuk bekerja cerdik”

Skripsi ini penulis persembahkan kepada : Orang tua ku yang selalu mendo’akan untuk kebaikkanku Almameterku tercinta, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

(7)

commit to user

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan seluruh hikmat dan kasih-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan Skripsi dengan judul “Pengaruh Kedalaman, Tinggi Pondasi

Mesin Jenis Blok Dan Jenis Tanah Terhadap Amplitudo “tepat pada waktunya.

Laporan Skripsi ini disusun sebagai salah satu persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan Sarjana, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

Penulisan laporan ini dapat diselesaikan tidak lepas dari bimbingan, arahan, dan motivasi dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. Wibowo, S.T., D.E.A. sebagai Ketua Progam Studi Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret.

3. Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T. sebagai Ketua KBK Geoteknik Universitas Sebelas Maret dan Dosen Pembimbing II yang telah bersedia membimbing dan memberikan arahan untuk menyelesain laporan Skripsi. 4. R. Harya Dananjaya H.I, S.T, M.Eng. sebagai Dosen Pembimbing I yang telah bersedia memberikan arahan dan waktunya untuk menyelesaian laporan Skripsi.

6. Ir. Sugiyarto M.T, selaku Dosen Pembimbing Akademik.

7. Tim penguji Skripsi yang telah memberikan saran untuk perbaikan terhadap penyusunan laporan Skripsi.

8. Rekan-rekan mahasiswa Program Transfer S-1 Jurusan Teknik Sipil angkatan 2014 yang telah membantu dan selalu mendukung selama ini. 9. Ayah, ibu, dan adik serta seluruh keluarga besar yang selalu memberikan

do’a dan dukungan.

10. Pihak-pihak lain yang telah membantu, yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

Akhir kata penulis berharap agar laporan ini dapat bermanfaat dan dapa tmemberikan sumbangan ilmu pengetahuan bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya. Penulis mengharapkan kritik dan saran demi perbaikan

(8)

commit to user

di masa yang akan datang, atas segala perhatiannya penulis mengucapkan terimakasih.

Surakarta, 16 September 2016

(9)

commit to user

vii

ABSTRAK

Hendry Gunawan, 2016, Pengaruh Tinggi, Kedalaman Pondasi Mesin Jenis Blok Dan Parameter Tanah Berbutir Halus Terhadap Amplitudo Dari Tinjauan Geoteknik, Skripsi, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Pondasi yang menopang mesin dapat dipengaruhi oleh getaran yang disebabkan gaya– gaya mesin yang tidak seimbang dan juga oleh berat statis dari mesin tersebut. Jika getaran–getaran mesin berlebihan maka dapat merusak mesin dan memberikan pengaruh yang merugikan pada bangunan atau orang yang bekerja dekat mesin tersebut. Analisis tentang kestabilan pondasi mesin jenis blok yang dipengaruhi tinggi, kedalaman pondasi dan parameter tanah berbutir halus diperlukan untuk mengetahui besarnya amplitudo yang terjadi diakibatkan oleh mesin supaya tidak merugikan bangunan atau orang yang bekerja di dekat mesin tersebut. Analisis perhitungan amplitudo menggunakan metode

Lump Parameter System.

Hasil dari analisis ini menunjukkan bawah semakin tinggi pondasi mesin mengakibatkan amplitudo vertikal, amplitudo horisontal, dan amplitudo rocking semakin kecil. Semakin dalam kedalaman pondasi amplitudo vertikal dan horisontal semakin kecil, sedangkan amplitudo rocking semakin besar. Semakin besar berat isi tanah, angka poisson, dan modulus geser tanah mengakibatkan amplitudo vertikal dan horisontal semakin kecil, sedangkan amplitudo rocking semakin besar. Dimensi pondasi 5 × 3 × 1m dengan kedalaman pondasi 1m, berat isi tanah 14 kN/m3, angka poisson 0,4, dan modulus geser tanah 25000 kN/m3 menghasilkan amplitudo vertikal 2,08 × 10 m, amplitudo horisontal2,23 × 10 m, dan amplitudo rocking8,88 × 10 rad.

(10)

commit to user

viii

ABSTRACT

Hendry Gunawan, 2016, The Influence Of Height, Depth Of Block Type Foundation Machine And The Caracteristic Of Fine Grained Soil To Amplitude of Geotechnical Review, Thesis, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of March Surakarta.

The foundation supporting the machine can be influenced by vibrations that caused by the unbalanced force of the machine and also the static weight of the machine. The machine vibration is excessive then it can damage the machine and makes an adverse influence to the building or people who work near the machine. The stability analysis of a block type foundation machine that influenced by height, foundation depth and fine grained soil parameters are necessary to determine the magnitude of amplitude occurs by the machine so it will not harm the buildings or people worki near the machine. The amplitude calculation analysis use the method of lump parameter system.

The result of this analysis indicate that the higher machine foundation caused the vertical amplitude, horizontal amplitude, and rocking amplitude smaller. The deeper foundations depth, the vertikal and horizontal amplitude are smaller, while rocking amplitude is bigger. The bigger soil bulk density, poisson numbers, and shear modulus of soli caused vertical and horizontal amplitude smaller, while rocking amplitude bigger. The dimensions of foundation 5 × 3 × 1 m with 1 m depth, soil bulk density14 kN/m3, 0,4 poisson numbers, and shear modulus 25000 kN/m2 resulting vertical amplitude 2,08 ×

10 m, horizontal amplitude2,23 × 10 m, and amplitude rocking6,88 × 10 m. Keywords: foundation, lump parameter system, amplitude.

(11)

commit to user

ix

DAFTAR ISI

Halaman Judul... i

Halaman Persetujuan... ii

Halaman Pengesahan ... iii

Halaman Motto dan Persembahan ... iv

Kata Pengantar ... v

Abstrak ... vii

Abstract ... viii

Daftar Isi... ix

Daftar Tabel ... xii

Daftar Gambar... ix

Daftar Grafik ... xv

Daftar Notasi ... xvi

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Rumusan Masalah ... 1 1.3. Batasan Masalah... 1 1.4. Tujuan Penelitian ... 2 1.5. Manfaat Penelitian ... 2

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tinjauan Pustaka ... 3

2.2. Teori Dasar... 4

2.2.1 Pondasi Mesin ... 4

2.2.2 Turbin... 4

2.2.3 Amplitudo ... 5

2.3. Metode Analisa Akibat Beban Dinamis... 5

2.4. Derajat Kebebasan Pondasi... 7

(12)

commit to user

x

2.6. Analisis Statis... 11

2.7. Analisis Getaran Dinamis ... 13

2.7.1. Pengaruh Bentuk Pondasi ... 13

2.7.2. Pengaruh Penanaman Pondasi... 14

2.7.3. Pengaruh Getaran Kopel ... 21

2.8. Cek Syarat Keamanan ... 24

BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Pengumpulan Data ... 29

3.1.1. Data Mesin ... 29

3.1.2. Data Pondasi dan Parameter Tanah... 29

3.2. Program Perhitungan... 31

3.3. Diagram Alir ... 32

BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengaruh Tinggi, Kedalaman Pondasi, dan Modulus Geser Tanah terhadap Amplitudo... 33

4.1.1. Pembebanan ... 33

4.1.2. Analisis Statis ... 35

4.1.3. Analisis Getaran Dinamis ... 35

4.1.4. Cek Syarat Keamanan ... 45

4.2. Pengaruh Berat Isi Tanah dan Angka Poisson terhadap Amplitudo ... 50

4.2.1. Pembebanan ... 50

4.2.2. Analisis Statis ... 52

4.2.3. Analisis Getaran Dinamis ... 52

4.2.4. Cek Syarat Keamanan ... 65

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 73

(13)

commit to user

xi

Daftar Pustaka ... 74 Lampiran ... xvii

(14)

commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Pondasi Mesin Tipe Blok ...4

Tabel 2.2 Macam - Macam Amplitudo ...5

Tabel 2.3 Faktor Daya Dukung Meyerhoff ...12

Tabel 2.4 Koefisien Rasio Massa ...18

Tabel 2.5 Nilai K Dieckman ...25

Tabel 2.6 Kategori Nilai K ...25

Tabel 2.8 General Machine Vibration ...26

Tabel 3.1 Data Mesin ...29

Tabel 3.2 Data Pondasi dan Data Parameter Tanah ...30

Tabel 4.1 Rekap Beban Mati ...33

Tabel 4.2 Rekap Momen Massa Inersia ...34

Tabel 4.3 Rekap Konstanta Pegas Getaran Vertikal, Horisontal dan Rocking ....36

Tabel 4.4 Rekap Rasio Damping Getaran Vertikal, Horisontal dan Rocking ...37

Tabel 4.5 Rekap Frekuensi Natural Getaran Vertikal, Horisontal dan Rocking..37

Tabel 4.6 Rekap Getaran yang Terjadi Resonansi...38

Tabel 4.7 Rekap Frekuensi resonansi pada Getaran Vertikal, Horisontal dan Rocking ...38

Tabel 4.8 Rekap Cek Persyarata Resonansi ...39

Tabel 4.9 Rekap Amplitudo...38

Tabel 4.10 Rekap Persyaratan Kopel ...40

Tabel 4.11 Rekap Amplitudo Akibat Kopel...41

Tabel 4.12 Rekap Pengaruh Tinggi, Kedalaman Pondasi dan Modulus Geser Tanah Terhadap Amplitudo Vertikal, Horisontal dan Rocking ...44

Tabel 4.13 Cek Persyaratan Tegangan terhadap Tegangan Ijin ...45

Tabel 4.14 Cek Persyaratan Getaran horisontal dan vertikal ...47

Tabel 4.15 Cek Persyaratan terhadap Pembesaran Dinamis ...47

Tabel 4.16 Cek Persyaratan terhadap Kecepatan Rambat...49

Tabel 4.17 Cek Persyaratan Amplitudo Vertikal terhadap Getaran ...49

(15)

commit to user

xiii

Tabel 4.19 Rekap Konstanta Pegas pada Getaran Vertikal, Horisontal dan

Rocking ...53

Tabel 4.20 Rekap Rasio Damping pada Getaran Vertikal, Horisontal dan Rocking ...54

Tabel 4.21 Rekap Frekuensi Natural pada Getaran Vertikal, Horisontal dan Rocking ...55

Tabel 4.22 Rekap Getaran yang Terjadi Resonansi ...56

Tabel 4.23 Rekap Frekuensi resonansi pada Getaran Vertikal, Horisontal dan Rocking ...57

Tabel 4.24 Rekap Cek Persyarata Resonansi ...58

Tabel 4.25 Rekap Amplitudo ...59

Tabel 4.26 Rekap Persyaratan Kopel ...60

Tabel 4.27 Rekap Amplitudo Akibat Kopel...61

Tabel 4.28 Rekap Pengaruh Berat Isi Tanah dan Angka Poisson Terhadap Amplitudo Vertikal, Horisontal dan Rocking ...64

Tabel 4.29 Cek Persyaratan Tegangan terhadap Tegangan Ijin ...65

Tabel 4.30 Cek Persyaratan Getaran horisontal dan vertikal ...67

Tabel 4.31 Cek Persyaratan terhadap Pembesaran Dinamis ...67

Tabel 4.32 Cek Persyaratan terhadap Kecepatan Rambat...69

Tabel 4.33 Cek Persyaratan Amplitudo Vertikal terhadap Getaran ...71

(16)

commit to user

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Model Getaran Pondasi Mesin Jenis Blok... 8 Gambar 2.2 Dimensi Pondasi, (a) Tampak 3 Dimensi, (b) Potongan

Melintang ... 8

Gambar 2.3 Koefisien Pondasi persegi ... 14 Gambar 3.1 Diagram Alir... 32

(17)

commit to user

xv

DAFTAR GRAFIK

Grafik 2.1 Hubungan antara Frekuensi Mesin dan Getaran yang Dirasakan

Manusia ... 27

Grafik 2.2 Hubungan antara Frekuensi dan Getaran yang Dihasilkan Saat Mesin

Beroperasi ... 28

Grafik 4.1 Pengaruh Tinggi, Kedalaman Pondasi, dan Modulus Geser tanah

terhadap Amplitudo Vertikal (Az) pada1, v1dan v1... 42

terhadap Amplitudo Horisontal (Ax) pada1, v1dan v1... 43

terhadap Amplitudo Rocking (Aϕ) pada1, v1dan v1... 44

Grafik 4.4 Cek Persyaratan Tegangan Statis terhadap Tegangan Ijin ... 46 Grafik 4.5 Cek Persyaratan Tegangan Statis + Dinamis terhadap Tegangan

Ijin... 46

Grafik 4.6 Cek Persyaratan Pembesaran Dinamis ... 48 Grafik 4.7 Pengaruh Berat Isi Tanah dan Angka Poisson terhadap

Amplitudo Vertikal (Az) pada1, v1dan v1... 62

Grafik 4.8 Pengaruh Berat Isi Tanah dan Angka Poisson terhadap

Amplitudo Horisontal (Ax) pada1, v1dan v1... 63

Grafik 4.9 Pengaruh Berat Isi Tanah dan Angka Poisson terhadap

Amplitudo Rocking (Aϕ) pada1, v1dan v1... 64

Grafik 4.10 Cek Persyaratan Tegangan Statis terhadap Tegangan Ijin ... 66 Grafik 4.11 Cek Persyaratan Tegangan Statis + Dinamis terhadap

Tegangan Ijin ... 66

Grafik 4.12 Cek Persyaratan Pembesaran Dinamis ... 69

(18)

commit to user

16

a = Faktor rasio damping

σd = Tegangan dinamis

σijin = Tegangan ijin

σs = Tegangan statis Az = Amplitudo vertikal Ax = Amplitudo horisontal Aφ = Amplitudo rocking B = Rasio massa Bm = Berat permesin Br = Berat rotor

 = Koefisien pondasi persegi

c = Kohesi D = Kedalaman pondasi Dr = Rasio damping e = Eksentrisitas fm = Kecepatan mesin fn = Frekuensi = Gravitasi

G = Modulus geser tanah

K = Konstan pegas

L = Lebar pondasi

M = Pembesaran dinamis

Mm = Massa mesin

Mp = Massa pondasi

Mmk = Momen massa kopel

Mmo m = Momen massa mesin

Mmo p = Momen massa pondasi

Mtot= Massa total

Mr = Massa rotor

ɸ = Sudut geser

n = Koefisien rasio massa

nm = Jumlah mesin

Ƞ = Koefisien penanaman

P = Panjang pondasi

Qo = Beban hidup

qu = Daya dukung ultimit

ro = Radius ekivalen

T = Tinggi pondasi

TBm= Titik berat mesin

ν = Angka poisson

Vp = Volume pondasi

Wtot= Beban mati

Wp = Berat pondasi

Wm = Berat mesin

ɷ = Frekuensi mesin ɷn = Frekuensi natural

ɷres= Frekuensi resonansi

ɷnk = Frekuensi natural kopel

 = Berat isi tanah

b = Berat isi beton

(19)

commit to user