Tugas Besar Rekayasa Pondasi, Perencanaan Abutment Jembatan

(1)

BAB 1 BAB 1 PENDAHULUAN PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1.1. Latar Belakang

Indonesia adalah salah satu negara berkembang yang sedang giat malaksanakan Indonesia adalah salah satu negara berkembang yang sedang giat malaksanakan pembangunan

pembangunan di di segala segala bidang. bidang. Jalan Jalan sebagai sebagai salah salah satu satu prasarana prasarana transportasi, transportasi, mempunyaimempunyai peranan

peranan yang yang penting penting di di dalam dalam kelancaran kelancaran transportasi transportasi untuk untuk pemenuhan pemenuhan hidup. hidup. SehinggaSehingga jalan

jalan yang yang lancar, lancar, aman aman dan dan nyaman nyaman telah telah menjadi menjadi kebutuhan kebutuhan hidup hidup utama. utama. Tetapi Tetapi sepertiseperti yang kita ketahui, terkadang perjalanan kita terganggu oleh sungai, selat, danau maupun jalan yang kita ketahui, terkadang perjalanan kita terganggu oleh sungai, selat, danau maupun jalan lalu lintas biasa sehingga perlu adanya suatu penghubung agar kita dapat melintasinya dalam lalu lintas biasa sehingga perlu adanya suatu penghubung agar kita dapat melintasinya dalam hal ini adalah jembatan. Jembatan sebagai salah satu prasarana transportasi strategis hal ini adalah jembatan. Jembatan sebagai salah satu prasarana transportasi strategis bagipergerakan

bagipergerakan lalu lalu lintas. lintas. Jembatan Jembatan adalah adalah istilah istilah umum umum untuk untuk suatu suatu konstruksi konstruksi yangyang dibangun sebagai jalur transportasi yang melintasi sungai, danau, rawa, maupun rintangan dibangun sebagai jalur transportasi yang melintasi sungai, danau, rawa, maupun rintangan lainnya. Jika jembatan berada diatas jalan lalu lintasbiasa maka dinamakan

lainnya. Jika jembatan berada diatas jalan lalu lintasbiasa maka dinamakan Viaduct Viaduct . Seiring. Seiring dengan makin berkembangnya teknologi angkutan jalan raya maka konstruksi jembatan harus dengan makin berkembangnya teknologi angkutan jalan raya maka konstruksi jembatan harus direncanakan sesuai dengan tuntutan transportasi baik dari segi kecepatan, kenyamanan, direncanakan sesuai dengan tuntutan transportasi baik dari segi kecepatan, kenyamanan, maupun keamanan.

maupun keamanan.

Pada pembangunan jembatan jalan-raya d

Pada pembangunan jembatan jalan-raya dengan bentang pendek, sebaiknya digunakanengan bentang pendek, sebaiknya digunakan konstruksi beton bertulang sebagai gelagar utama. Mengingat dalam tahun-tahun mendatang konstruksi beton bertulang sebagai gelagar utama. Mengingat dalam tahun-tahun mendatang pemerintah

pemerintah masih masih membangun membangun jembatan-jembatan jembatan-jembatan jalan jalan raya raya dengan dengan bentang bentang yang yang pendekpendek untuk menghubungkan daerah satu dengan daerah yang lain dan sampai saat ini jenis untuk menghubungkan daerah satu dengan daerah yang lain dan sampai saat ini jenis konstruksi beton bertulang merupakan jenis konstruksi yang baik untuk diterapkan pada konstruksi beton bertulang merupakan jenis konstruksi yang baik untuk diterapkan pada pembangunan jembatan dengan b

pembangunan jembatan dengan bentang yang pendek.entang yang pendek.

Oleh karena itu, mahasiswa perlu melakukan penelitian yang rinci untuk memahami Oleh karena itu, mahasiswa perlu melakukan penelitian yang rinci untuk memahami setiap permasalahan yang muncul dalam perencanaan Abutment. Salah satu cara yang dapat setiap permasalahan yang muncul dalam perencanaan Abutment. Salah satu cara yang dapat ditempuh adalah dengan mengerjakan Tugas Besar Rekayasa Pondasi I. Tugas Besar ditempuh adalah dengan mengerjakan Tugas Besar Rekayasa Pondasi I. Tugas Besar Rekayasa Pondasi I adalah kegiatan akademik (intrakulikuler) yang dilakukan oleh Rekayasa Pondasi I adalah kegiatan akademik (intrakulikuler) yang dilakukan oleh mahasiswa dengan mengerjakan perencanaan Abutment Jembatan. Kegiatan ini sesuai mahasiswa dengan mengerjakan perencanaan Abutment Jembatan. Kegiatan ini sesuai dengan kurikulum program Strata 1 Universitas Persada Indonesia YAI Fakultas Teknik Sipil dengan kurikulum program Strata 1 Universitas Persada Indonesia YAI Fakultas Teknik Sipil bahwa

bahwa setiap setiap mahasiswa mahasiswa yang yang mengambil mengambil mata mata kuliah kuliah Rekayasa Rekayasa Pondasi Pondasi I I diwajibkandiwajibkan mengerjakan Tugas Besar Rekayasa Pondasi I.

(2)

1.2. Rumusan Masalah 1.2. Rumusan Masalah

Dalam Tugas Besar Rekayasa Pondasi 1 ini menganalisis Abutment jembatan dengan Dalam Tugas Besar Rekayasa Pondasi 1 ini menganalisis Abutment jembatan dengan konstruksi beton bertulang. Rumusan masalah Tugas Besar ini adalah :

konstruksi beton bertulang. Rumusan masalah Tugas Besar ini adalah : 1. Bagaimana merencanakan bangunan bawah (

1. Bagaimana merencanakan bangunan bawah ( Abutment Abutment ) sebuah jembatan?) sebuah jembatan? 2. Stabilkah konstruksi bangunan bawah (

2. Stabilkah konstruksi bangunan bawah ( Abutment Abutment ) jembatan?) jembatan?

3. Analisa desain dan perhitungan abutment agar dapat menopang jembatan diatasnya! 3. Analisa desain dan perhitungan abutment agar dapat menopang jembatan diatasnya!

1.3. Tujuan 1.3. Tujuan

Tujuan penulisan tugas besar ini adalah untuk meninjau atau menguji kembali hasil Tujuan penulisan tugas besar ini adalah untuk meninjau atau menguji kembali hasil perencanaan str

perencanaan struktur abutment uktur abutment jembatan dari jembatan dari beton bertulang beton bertulang yang meliputi yang meliputi perhitungan danperhitungan dan gambar strukturnya dan mempunyaikekuatan yang memadai sesuai dengan peraturan yang gambar strukturnya dan mempunyaikekuatan yang memadai sesuai dengan peraturan yang berlaku di indonesia. Dan

berlaku di indonesia. Dan diharapkan mahasiswa dapat diharapkan mahasiswa dapat merencanakan struktur abutment agarmerencanakan struktur abutment agar dapat menopang struktur atas Jembatan.

dapat menopang struktur atas Jembatan.

1.4 Batasan Masalah 1.4 Batasan Masalah

Beberapa batasan masalah yang didefinisikan dalam pembuatan Tugas Besar ini Beberapa batasan masalah yang didefinisikan dalam pembuatan Tugas Besar ini antara lain:

antara lain:

1. Tidak membahas perhitungan

1. Tidak membahas perhitungan superstructure superstructure jembatan. jembatan.

2. Tidak membahas metode pelaksanaan dan anggaran biaya pelaksanaan. 2. Tidak membahas metode pelaksanaan dan anggaran biaya pelaksanaan.

3. Tidak membahas perhitungan geometri jalan dan perkerasan baik pada jembatan maupun 3. Tidak membahas perhitungan geometri jalan dan perkerasan baik pada jembatan maupun pada daerah setelah jembatan.

pada daerah setelah jembatan.

4. Tidak Merencanakan drainase jalan. 4. Tidak Merencanakan drainase jalan.

5. Tidak membandingkan dengan alternatif lain diluar alternatif dalam tugas besar ini. 5. Tidak membandingkan dengan alternatif lain diluar alternatif dalam tugas besar ini.

6. Beban perkerasan jalan dan beban kendaraan diatas timbunan dianggap sebagai beban 6. Beban perkerasan jalan dan beban kendaraan diatas timbunan dianggap sebagai beban terbagi merata.

terbagi merata.

1.5 Manfaat 1.5 Manfaat

Manfaat penulisan tugas besar ini untuk memberikan pengetahuan, pengertian dan Manfaat penulisan tugas besar ini untuk memberikan pengetahuan, pengertian dan pengalaman dalam merencanakan abutment untuk sebu

(3)

1.2. Rumusan Masalah 1.2. Rumusan Masalah

Dalam Tugas Besar Rekayasa Pondasi 1 ini menganalisis Abutment jembatan dengan Dalam Tugas Besar Rekayasa Pondasi 1 ini menganalisis Abutment jembatan dengan konstruksi beton bertulang. Rumusan masalah Tugas Besar ini adalah :

konstruksi beton bertulang. Rumusan masalah Tugas Besar ini adalah : 1. Bagaimana merencanakan bangunan bawah (

1. Bagaimana merencanakan bangunan bawah ( Abutment Abutment ) sebuah jembatan?) sebuah jembatan? 2. Stabilkah konstruksi bangunan bawah (

2. Stabilkah konstruksi bangunan bawah ( Abutment Abutment ) jembatan?) jembatan?

3. Analisa desain dan perhitungan abutment agar dapat menopang jembatan diatasnya! 3. Analisa desain dan perhitungan abutment agar dapat menopang jembatan diatasnya!

1.3. Tujuan 1.3. Tujuan

Tujuan penulisan tugas besar ini adalah untuk meninjau atau menguji kembali hasil Tujuan penulisan tugas besar ini adalah untuk meninjau atau menguji kembali hasil perencanaan str

perencanaan struktur abutment uktur abutment jembatan dari jembatan dari beton bertulang beton bertulang yang meliputi yang meliputi perhitungan danperhitungan dan gambar strukturnya dan mempunyaikekuatan yang memadai sesuai dengan peraturan yang gambar strukturnya dan mempunyaikekuatan yang memadai sesuai dengan peraturan yang berlaku di indonesia. Dan

berlaku di indonesia. Dan diharapkan mahasiswa dapat diharapkan mahasiswa dapat merencanakan struktur abutment agarmerencanakan struktur abutment agar dapat menopang struktur atas Jembatan.

dapat menopang struktur atas Jembatan.

1.4 Batasan Masalah 1.4 Batasan Masalah

Beberapa batasan masalah yang didefinisikan dalam pembuatan Tugas Besar ini Beberapa batasan masalah yang didefinisikan dalam pembuatan Tugas Besar ini antara lain:

antara lain:

1. Tidak membahas perhitungan

1. Tidak membahas perhitungan superstructure superstructure jembatan. jembatan.

2. Tidak membahas metode pelaksanaan dan anggaran biaya pelaksanaan. 2. Tidak membahas metode pelaksanaan dan anggaran biaya pelaksanaan.

3. Tidak membahas perhitungan geometri jalan dan perkerasan baik pada jembatan maupun 3. Tidak membahas perhitungan geometri jalan dan perkerasan baik pada jembatan maupun pada daerah setelah jembatan.

pada daerah setelah jembatan.

4. Tidak Merencanakan drainase jalan. 4. Tidak Merencanakan drainase jalan.

5. Tidak membandingkan dengan alternatif lain diluar alternatif dalam tugas besar ini. 5. Tidak membandingkan dengan alternatif lain diluar alternatif dalam tugas besar ini.

6. Beban perkerasan jalan dan beban kendaraan diatas timbunan dianggap sebagai beban 6. Beban perkerasan jalan dan beban kendaraan diatas timbunan dianggap sebagai beban terbagi merata.

terbagi merata.

1.5 Manfaat 1.5 Manfaat

Manfaat penulisan tugas besar ini untuk memberikan pengetahuan, pengertian dan Manfaat penulisan tugas besar ini untuk memberikan pengetahuan, pengertian dan pengalaman dalam merencanakan abutment untuk sebu

(4)

BAB 2 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA TINJAUAN PUSTAKA 2.1.Tinjauan Umum 2.1.Tinjauan Umum

Jembatan adalah suatu konstruksi yang gunanya untuk meneruskan jalanmelalui rintangan Jembatan adalah suatu konstruksi yang gunanya untuk meneruskan jalanmelalui rintangan yang berada lebih rendah. Rintangan ini biasanya jalan lain (jalan air atau jalan lalu lintas yang berada lebih rendah. Rintangan ini biasanya jalan lain (jalan air atau jalan lalu lintas biasa). (Struyk dan Veen, 1984)

biasa). (Struyk dan Veen, 1984)

Jembatan adalah suatu bangunan yang memungkinkan suatu jalan menyilang Jembatan adalah suatu bangunan yang memungkinkan suatu jalan menyilang sungai/saluran air, lembah atau menyilang jalan lain yang tidak sama tinggi permukaannya. sungai/saluran air, lembah atau menyilang jalan lain yang tidak sama tinggi permukaannya. Secara umum suatu jembatan berfungsi untuk melayani arus lalu lintas dengan baik, dalam Secara umum suatu jembatan berfungsi untuk melayani arus lalu lintas dengan baik, dalam perencanaan

perencanaan dan dan perancangan perancangan jembatan jembatan sebaiknya sebaiknya mempertimbangkan mempertimbangkan fungsi fungsi kebutuhankebutuhan transportasi, persyaratan teknis dan estetika-arsitektural yang meliputi : Aspek lalu lintas, transportasi, persyaratan teknis dan estetika-arsitektural yang meliputi : Aspek lalu lintas, Aspek teknis, Aspek esteti

Aspek teknis, Aspek estetika. (Supriyadi dan Muntohar, 2007)ka. (Supriyadi dan Muntohar, 2007) 2.2

2.2 Bagian-Bagian Struktur JembatanBagian-Bagian Struktur Jembatan

Menurut Departement Pekerjaan Umum (Pengantar Dan Prinsip

Menurut Departement Pekerjaan Umum (Pengantar Dan Prinsip – – Prinsip Prinsip Perencanaan Bangunan bawah / Pondasi Jembatan, 1988) Suatu bangunan jembatan pada Perencanaan Bangunan bawah / Pondasi Jembatan, 1988) Suatu bangunan jembatan pada umumnya terdiri dari 6 bagian pokok, yaitu :

umumnya terdiri dari 6 bagian pokok, yaitu : 1.

1. Bangunan AtasBangunan Atas 2.

2. Landasan (Biasanya terletak pada pilar / abutment)Landasan (Biasanya terletak pada pilar / abutment) 3.

3. Bangunan Bawah (fungsinya : memikul bebanBangunan Bawah (fungsinya : memikul beban – – beban pada bangunan atas dan pada beban pada bangunan atas dan pada bangunan

bangunan bawahnya bawahnya sendiri sendiri untuk untuk disalurkan disalurkan ke ke pondasi, pondasi, kemudian kemudian dari dari pondasipondasi disalurkan ke tanah)

disalurkan ke tanah) 4.

4. PondasiPondasi 5.

5. Oprit (terletak dibelakang abutmen, oleh karena itu tanah timbunan dibelakang abutmentOprit (terletak dibelakang abutmen, oleh karena itu tanah timbunan dibelakang abutment dibuat sepadat mungkin agar tidak terjadi penurunan tanah dibelakang hari)

dibuat sepadat mungkin agar tidak terjadi penurunan tanah dibelakang hari)

Menurut (Siswanto,1993), secara umun bentuk dan bagian-bagian suatu struktur Menurut (Siswanto,1993), secara umun bentuk dan bagian-bagian suatu struktur jembatan dapat

jembatan dapat dibagi dalam dibagi dalam empat bagian empat bagian utama, utama, yaitu : yaitu : struktur bawah, struktur bawah, struktur atastruktur atas, jalans, jalan pendekat, bangunan peng

(5)

2.3 Bagian Konstruksi Bawah Jembatan

Bangunan bawah pada umumnya terletak disebelah bawah bangunan atas.Fungsinya untuk menerima beban-beban yang diberikan bengunan atas dan kemudianmenyalurkan kepondasi, beban tersebut selanjutnya disalurkan ke tanah oleh pondasi.

Gambar 2.1 Ilustrasi Jembatan

(6)

Struktur bawah jembatan umumnya meliuputi :

a) Pangkal jembatan (Abutment),

o Dinding belakang (Back wall),

o Dinding penahan (Breast wall),

o Dinding sayap (Wing wall),

o Oprit, plat injak (Approach slab)

o Konsol pendek untuk jacking (Corbel),

o Tumpuan (Bearing).

b) Pilar jembatan (Pier),

o Kepala pilar (Pier Head),

o Pilar (Pier), yg berupa dinding, kolom, atau portal,

o Konsol pendek untuk jacking (Corbel),

o Tumpuan (Bearing).

3) Fondasi

Fondasi jembatan berfungsi meneruskan seluruh beban jembatan ke tanah dasar. Berdasarkan sistimnya, fondasi abutment atau pier jembatan dapat dibedakan menjadi beberapa macam jenis, antara lain :

(7)

b) Fondasi sumuran (caisson)

c) Fondasi tiang (pile foundation)

o Tiang pancang kayu (Log Pile),

o Tiang pancang baja (Steel Pile),

o Tiang pancang beton (Reinforced Concrete Pile),

o Tiang pancang beton prategang pracetak (Precast Prestressed Concrete Pile),

o Tiang beton cetak di tempat (Concrete Cast in Place),

o Tiang pancang komposit (Compossite Pile),

2.4 Pengertian Abutment

Abutment adalah bangunan bawah jembatan yang terletak pada kedua ujung pilar – pilar jembatan, berfungsi sebagai pemikul seluruh beban hidup (Angin, kendaraan, dll) dan

mati (beban gelagar, dll) pada jembatan.

Karena letak abutment yang berada di ujung jembatan maka abutment ini berfungsi juga sebagai penahan tanah. Umumnya abutment dilengkapi dengan konstruksi sayap yang berfungsi menahan tanah dalam arah tegak lurus as jembatan.

Bila abutment ini makin tinggi, maka berat tanah timbunan dan tekanan tanah aktif makin tinggi pula, sehingga sering kali dibuat bermacam – macam bentuk untuk mereduksi pengeruh – pengeruh tersebut.

Disamping beban – beban vertical dan momen tersebut, kadang – kadang gaya – gaya horizontal yang timbul masih cukup besar sehingga, misalnya pada abutment dengan pondasi langsung yang mana didalam perhitungannya masih didapatkan koefisien keamanan terhadap geser yang belum mencukupi persyaratan, maka sering ditempuh cara lain misalnya dengan

(8)

memberikan semacam kaki atau tumit pada bidang pondasinya. Cara meletakkan tumit bias bermacam – macam.

Gambar 2.3 Bagian Abutment

Gambar 2.4 Bagian Abutment

 End Dam = Akhir jembatan

 Top of Roadway = Jalan

 Bearing Seat = Pengunci

 Battered pile = Tumpuan / Penyangga

(9)

BAB 3

DATA DAN ANALISA DATA 3.1 Data dan Analisa Data

Data yang diperlukan dalam perencanaan Kepala Jembatan (Abutment) adalah sebagai berikut: a1 = 0.7 m' h1 = 0.5 m' a2 = 0.3 m' h2 = 0.5 m' b1 = 0.4 m' h3 = 1.6 m' b2 = 0.5 m' h4 = 1.4 m' b3 = 0.5 m' h5 = 1.5 m' b4 = 2 m' h6 = 1.5 m' - Panjang Abutment (L) = 18 m'

- Tebal Dinding Penopang (t) = 0.45 m' - Jarak Antar Dindin gPenopang (L1) = 4 m' (L2) = 4.775 m'

- Tinggi Abutment (h) = 4 m'

- Lebar Dasar (b) = 3.4 m'

- Beban Mati + Beban Hidup (R) = 600 t/m'

- Beban Merata (q) = 210 t/m²

- Sudut Kemiringan (Inklinasi) (α) = 30 °

(10)

- Hasil Sondir No. IIIB, pada kedalaman 4 m dari Peil Tanah FR = 0.02 % Tf = 10 kg/cm fs = 0.1 kg/cm2 qc = 5 kg/cm2 - Hasil Laboratorium No. 2

- Macam Tanah = Lempung hitam + kulit kerang, sangat lunak (very soft)

- Lolos saringan Nomor 200 = 98.9 %

- Berat Isi (ɣ) = 1.35 t/m³ - Berat Jenis (G) = 2.37 - Kadar Air (w) = 78.6 % - Angka Atterberg : Batas Cair (LL) = 84 % Batas Plastis (PL) = 37 % Indeks Plastisitas (PI) = 47 % - Unconfined (qu) = 1,25 t/m² - Direct Shear :

Sudut Geser Dalam (Ø) = 20 ⁰

(11)

- Faktor Daya Dukung menurut Terzaghi (dengan Sudut Geser Ø = 20⁰) Ø = 20 ⁰ Nc = 11.8 Nq = 3.9 Nɣ = 1.7 Nq/Nc = 0.3305 tan Ø = 0.364 - Berat Isi (ɣ) = 1.35 t/m³ - Lebar Dasar Abutment (b) = 3.4 m' - Kedalaman Pondasi (d) = 1 m'

(12)

BAB 4

RUMUS-RUMUS YANG DIGUNAKAN

Berdasarkan data-data yang telah diketahui dari bab sebelumnya, maka untuk merencanakan struktur kepala jembatan (Abutment) dengan dinding penopang berupa beton digunakan suatu rumus-rumus perhitungan berdasarkan catatan pekuliahan Rekayasa Pondasi 1, sebagai berikut :

4.1 KapasitasDayaDukung

A. Kapasitas Daya Dukung Ultimate ( qf )

Kapasitas Daya Dukung Ultimate didefinisikan sebagai tekanan terkecil yang dapat menyebabkan keruntuhan geser pada tanah pendukung tepat di bawah dan di sekeliling pondasi.

Kapasitas Daya Dukung Ultimate pada pondasi jalur dangkal (menurut Terzaghi) untuk keruntuhan geser local adalah:

qf = 2/3 . 1.3 C .Nc + ɣ .D .Nq + 0.4 ɣ .B .Nɣ

B. Kapasitas Daya Dukung Ultimate Netto( qnf ) untuk keruntuhan gese rlokal qnf = 2/3 . 1/3 C .Nc + ɣ . D (Nq - 1) + 0.4 ɣ .B .Nɣ

C. Kapasitas Daya Dukung Aman( qs ) qs = (qnf/F) + ɣ . D

D. Beban Maksimum yang Aman( qall ) qall = B . L .qs

Keterangan:

B = Lebar Dasar Pondasi (m)

(13)

q = ɣ . D (t/m²)

F = Faktor Keamanan

Nc, Nq, Nɣ = Faktor Daya Dukung yang dipengaruhi Sudut Gaya Geser Dalam (Ø)

4. 2. Daya Dukung Tanah yang Diizinkan A. Akibat Tanah Aktif

Tekanan Tanah Aktif adalah tanah urugan bergerak longsor menekan dinding. 1. Tekanan Tanah Aktif

Ka = tan² ( 45⁰ - (Ø/2))

Pa1 = q. Ka Pa2 = ɣ .Ka. H

Pa = q. H .Ka + 1/2 .Ɣ . H2 2. Tekanan Tanah Aktif Total

Pa = q. H .Ka + 1/2 .Ɣ .H2 .Ka Ph = Pa .cos α

Pv = Pa .sin α Keterangan :

Pa = Tekanan Tanah Aktif

Ka = Koefisien Tekanan Tanah Aktif 3. Pa Resultant

Par = Pa1 + Pa2 Tinggi Pa1

(14)

Tinggi Pa2

Pa2 = 1/3 . H TitiikKoordinat Par

Par (x) = (Pa1 . 1/2 H) + (Pa2 . 1/3 H) B. Akibat Tanah Pasif

Tekanan Tanah Pasif adalah gaya dinding mendorong dinding penahan dari arah depan Abutment.

1. Koefisien Tekanan Tanah Pasif

Kp = (tan² x 45⁰ + (Ø/C))

2. Intensitas Tekanan Tanah Pasif Pp = 1/2 .Ɣ .H² .Kp 3. Mencari Pp Resultant Pp1 = 1/2 .Ɣ .Kp . H² Tinggi Pp1 = 1/2 . H Pp2 = 1/3 .Ɣ .Kp . H² Tinggi Pp2 = 1/3 . H Keterangan :

Pp = Tekanan Tanah Pasif

(15)

C. Rumus Kontrol Terhadap Gelincir Fs = (m. Rv) / Rh Dimana, Fs ≥ 1.5

D. Rumus Kontrol Terhadap Guling

Fo = ∑ Mr / ∑ Mo → (∑ w x B) / (∑ p x A) Dimana, Foberkisarantara 1.5 - 2.0

E. Rumus Kontrol Terhadap Kapasitas Daya Dukung

W / Luas < qs

qMax = Rv / B x L { 1 + (6. E) / B } qMin = Rv / B x L { 1 – (6. E) / B } qmax < qs

(16)

BAB 5

PERENCANAAN ABUTMENT 5.1 Abutment

5.1.1 Abutment Dengan Counterfort (Gambar di Lampiran 8)

Tabel 5.1 Rincian Perhitungan Abutment Dengan Counterfort

No Bidang Rumus Luas

(m²)

Jarak Titik Berat (m) Statis Momen (m³) Sumbu X Sumbu Y Sumbu X Sumbu Y 1 A1 h1 x b 0,5 m x 3,4 m 1,7 1,7 0,25 0,425 2,89 2 A2 (h2 + h3) x b2 (0,5 m + 1,6 m x 0,5 m) 1,05 0,65 1,55 1,6 0,68 3 A3 h2 x ( b3 + b4 - 0,5) 0,5 m x (0,5 m + 2 m - 0,5 m) 1,00 1,9 0,75 0,75 1,9 4 A4 1/2 x 0,5 m x h2 1/2 x 0,5 m x 0,5 m 0,13 3,07 0,83 0,1 0,38 5 A5 1/2 x 1,5 m x h5 1/2 x 1,5 m x 1,5 m 1,13 1,9 2 2,25 2,13 6 A6 1/2 x b3 x h5 1/2 x 0,5 m x 1,5 m 0,38 1,23 1,5 0,56 0,46 7 A7 1/2 x b3 x h5 1/2 x 0,5 m x 1,5 m 0,38 1,07 2 0,75 0,4 8 A8 (h3 – h5) x b3 (1,6 m – 1,5 m) x 0,5 m 0,05 1,15 2,55 0,127 0,057 9 A9 h4 x a2 1,4 m x 0,3 m 0,42 1,25 3,3 1,386 0,525 Total 6,22 - - 6,59667 9,43

(17)

 Titik Berat Terhadap Sumbu X

X1 = ∑Statis Momen Terhadap Sumbu Y / Luas Total = 9,43 m³ / 6,22 m²

= 1,52 m

 Titik Berat Terhadap Sumbu Y

Y1 = ∑Statis Momen Terhadap Sumbu X / Luas Total = 6,59 m³ / 6,22 m²

= 1,06 m

 Volume Abutment Dengan Counterfort (5 DindingPenahan)

V1 = Luas Total x Tebal Dinding x Jumlah Dinding Penopang = 6,22 m² x 0,45 m x 5

= 13,5 m³

 Berat Abutment DenganCounterfourt

W1 = Luas Total x Tebal Dinding x BJ Beton x Jumlah Dinding Penopang = 6,22 m² x 0,45 m x 2,4 T/m³ x 5

= 33,588 T Atau

W1 = Volume Abutment x BJ Beton = 13,5 m³ x 2,4 T/m³

(18)

5.1.2 Abutment Tanpa Counterfort (Gambar di Lampiran 9)

Tabel 5.2 Rincian Perhitungan Abutment Tanpa Counterfort

(m²)

Jarak Titik Berat (m) Statis Momen (m³) Sumbu X Sumbu Y Sumbu X Sumbu Y 1 A1 h1 x b 0,5 m x 3,4 m 1,7 1,7 0,25 0,425 2,89 2 A2 (h2 + h3) x b2 (0,5 m + 1,6 m x 0,5 m) 1,05 0,65 1,55 1,6 0,68 3 A3 1/2 x b3 x h5 1/2 x 0,5 m x 1,5 m 0,38 1,07 2 0,75 0,4 4 A4 (h3 – h5) x b3 (1,6 m – 1,5 m) x 0,5 m 0,05 1,15 2,55 0,127 0,057 5 A5 h4 x a2 1,4 m x 0,3 m 0,42 1,25 3,3 1,386 0,525 Total 3,60 - - 4,316 4,555

= 1,27 m

= 1,2 m

(19)

= 25,5245 m³

VL2 = Luas Total x (L2 - t) x Jumlah Bentang L2 = 3,60 m² x (4,775 m - 0,45 m) x 2

= 31,0968 m³ V2 = VL1 + VL2

= 25 m³ + 31 m³ = 56,6213 m³

 Berat Abutment Tanpa Counterfourt

W2 = Luas Total x Panjang Abutment tanpa Counterfort x BJ Beton = 3,60 m² x (18 m- (0,45m x 5) x 2,4 T/m³

= 135, 89 T Atau

W2 = Volume Abutment Tanpa Counterfourt x BJ Beton = 56,6213 m³ x 2,4 T/m³

= 135, 89 T

5.1.3 Resultante Titik Berat Total WA

Tabel 5.3 Resultante Titik Berat WA

Wa (T) Titik Berat (m) Luas (m²) Statis Momen (m³)

X Y X Y Abutment Dengan Counterfort 33, 588 1,52 1,06 6,22 6,59 9,44 Abutment Tanpa Counterfort 135,891 1,27 1,20 3,60 10,91 13,93 Total 169,479 - - 9,815 10,91267 13,99

(20)

 Resultante Titik Berat Total (WA) Terhadap Sumbu X

X = ∑Statis Momen Terhadap Sumbu Y / Luas Total = 13,99 m³ / 9,815 m²

= 1,4257 m’

 Resultante Titik Berat Total (WA) Terhadap Sumbu Y

Y = ∑Statis Momen Terhadap Sumbu Y / Luas Total = 10,912 m³ / 9,815 m²

= 1,1118 m’

Jadi, Titik berat Wa terjadi pada koordinat X = 1,4257 m’ dan Y = 1,1118 m’ 5.2 Tanah Pengisi

5.2.1 Tanah Aktif (Gambar Lampiran 14) H7 = tan ɑ x b4

= tan 30 x 2 m = 1,1547 m’

Tabel 5.4 Rincian Perhitungan Tanah Aktif

(m²)

Jarak Titik Berat (m) Statis Momen (m³) Sumbu X Sumbu Y Sumbu X Sumbu Y 1 A1 0,5 x h3 x b3 0,5 m x 1,5 m x 0,5 m 0,375 1,23 1,5 0,56 0,46 2 A2 H2 x (b3 + b4) 0,5 m x (0,5 m x 2 m) 1,25 2,15 0,75 0,93 2,68 3 A3 (h3 + h4) x b4 (1,6 m + 1,4 m) x 2 m 6 2,4 2,5 15 14,4 4 A4 0,5 x h7 x b4 0,5 x 1,15 m x 2 m 1,15 2,73 4,38 5,06 3,16

(21)

= 2,36 m

= 2,46 m

 Volume Tanah Aktif

Va = Luas Total Tanah x Panjang Abutment = 8,78 m² x 18 m’

= 158,035 m³

 Luas Counterfort

Ac = Luas Penampang Dengan Counterfort – Luas Penampang Tanpa Counterfort = 6,22 m² - 3,60 m²

= 2,63 m²

 Volume Counterfort

Vc = Luas Counterfort x Tebal Dinding x Jumlah Dinding Penopang = 2,63 m² x 0,45 m’ x 5

(22)

 Volume Total Tanah Aktif

V3 = Volume Tanah Aktif – Volume Counterfort = 158 m³ - 5,91 m³

= 152,128 m³

 Berat Total Tanah Aktif

W3 = Volume Total Tanah Aktif x BJ Tanah = 152 m³ x 1,35 T/m³

= 205,373 T

5.2.2 Tanah Pasif (Gambar Lampiran 19)

 Luas Tanah Pasif

A = h2 x b1

= 0,5 m x 0,4 m = 0.2 m²

 Volume Tanah Pasif

V6 = Luas Tanah Pasif x Panjang Abutment = 0,2 m² x 18 m

= 3,6 m³

 Berat Tanah Pasif

W6 = Volume Tanah Pasif x BJ Tanah = 3,6 m³ x 1,35 T/m³

(23)

 Titik Berat terhadap Sumbu X

X6 = 0,5 x b1 = 0,5 x 0,4 m = 0,2 m

Y6 = (0,5 x h2) + h1

= (0,5 x 0,5 m) + 0,5m = 0,75 m

5.2.3 Resultante Titik Berat Tanah Pengisi

Tabel 5.5 Resultante Titik Berat Tanah Pengisi

Wt (T) Titik Berat (m) Luas (m²) Statis Momen (m³)

X Y X Y

Tanah Aktif 205 2,36 2,46 8,78 21,56 20,70

Tanah Pasif 4,86 0,2 0,75 0,2 0,15 0,04

Total 169,479 - - 8,98 21,71 20,74

 Resultante Titik Berat Total (Wt) Terhadap Sumbu X

X = ∑Statis Momen Terhadap Sumbu Y / Luas Total = 20,75 m³ / 8,98 m²

= 2,3103 m’

 Resultante Titik Berat Total (WA) Terhadap Sumbu Y

Y = ∑Statis Momen Terhadap Sumbu Y / Luas Total = 21,71 m³ / 8,98 m²

(24)

5.3 Beban Merata

 Berat Beban Merata

W4 = q x sin α x b4 x L

= 210 x sin 30 x 2 m x 18 m = 3780 T

X4 = (0,5x b4) + b3 + b2 + b1

= (0,5 x 2 m) + 0,5 m + 0,5 m + 0,4 m = 2,4 m

Y4 = (0,5 x h7) + h

= (0,5 x 1,15 m) + 4 m = 4,577 m

5.4 Beban Hidup dan Beban Mati

 Berat Beban Hidup dan Beban Mati

W5 = (Beban Hidup dan Beban Mati) x Panjang Abutment = 600 T/m x 18 m

= 10800 T

(25)

Y5 = h - h4

= 4 m – 1,4 m = 2.6 m

5.5 Tekanan Tanah Aktif Dan Tanah Pasif (Gambar Lampiran 21)

5.5.1 Tekanan Tanah Aktif

 Koefisien Tanah Aktif

Ka = tan² (45 - Ø/2) = tan² (45 - 20/2) = 0.49029

 Intensitas Tekanan Tanah Aktif

H = h1 + h2 + h3 + h4 + (h7 x tan α) = 0,5 m + 0,5 m + 1,6 m + 1,4 m + (1,15 x tan 40°) = 4.67 m Pa 1 = q x Ka x H x b = 210 T/m² x 0,49 x 4,67 m x 3,4 m = 1633,65 T Pa 2 = 0,5 x ɣ x Ka x H² x b = 0,5 x 1,35 T/m³ x 0,49 x (4,67 m)² x 3,4 m = 24,5047 T

(26)

 Tekanan Tanah Total

Pa = Pa1 + Pa2

= 1633 T + 24,5 T = 1658,15 T

 Titik Koordinat Tekanan Tanah Aktif

Pa . X = [ Pa 1 x 1/2 H ] + [ Pa 2 x 1/3 H ] / Pa

= [(1633 T x 0,5 x 4,67 m) + (25 T x 1/3 x 4,67 m)] / 1658,15 T = 2,32 m

5.5.2 Tekanan Tanah Pasif

 Koefisien Tanah Pasif

Kp = tan² (45 + Ø/2) = tan² (45 + 30/2) = 3

 IntensitasTekanan Tanah Aktif

H = h2 = 0.5 m Pp = 1/2 x Kp x ɣ x H² x b = 1/2 x 3 x 1,35 T/m³ x (0,5 m)² x 3,4 m = 1,72 T  TitikKoordinat Pp

(27)

= 0.43031 m 5.6 Resultante Gaya

5.6.1 Resultan Gaya Vertikal (Rv)

Tabel 5.6 Resultante Gaya Vertikal

Gaya W (T) Koordinat (m) X Y Wa 169,479 0,75 2,6 Wt 210,233 1,43 1,11 R 10800 2,31 2,42 Q x sin ɑ 3780 2,4 4,6 Pav 829 2,36 2,32 Total 15789 Rv. X = (R . X + WA . X + WT . X + q . X + Pav . X) / Rv X = (10800 T x 0,75 m) + (169 T x 1,4 m) + (210 T x 2,31 m) + (3780 T x 2,4 m) + (829 T x 2,35 m) / 15789 T = 1,258 m

5.6.2 Resultante Gaya Horizontal (Rh)

Tabel 5.7 Resultante Gaya Horizontal

Gaya W (T) Koordinat (m) X Y Pah 1436 2,35 2,31 qh 6547 2,4 4,5 Total 7983 Rh . Y = (qh . Y + Pah . Y) Y = ((6547 T x 4,5 m) + (1436 T x 2,31 m)) / 7983 T

(28)

= 4,172 m

5.7 Kontrol Terhadap Geser (Gambar Lampiran 24) δb = [ 1/2 ~ 2/3 ] Ø = 2/3 x Ø = 2/3 x 20 = 13,33 W = W1 + W2 + W3 + W4 + W5 + W6 = 34 T + 135 T + 205 T + 3780 T + 10800 T + 4,86 T = 14960 T ΣPh = Pa - Pp = 1436 T – 1,7 T = 1434,28 T Fgs = (W x tan δb + cd x B) / ΣPh = (14959 T x tan 13,33 + 2,5 T/m² x 3,4 m) / 1434,28 T = 2,48 > 1.5 (OK)

(29)

5.8 Kontrol Terhadap Guling (Gambar Lampiran 25)

Tabel 5.8 Perhitungan Gaya Vertikal dan Momen Gaya Vertikal Jarak

( m ) Momen ( T ) (Tm) W1 33 1,52 50 W2 135 1,26 172 W3 205 2,36 484 W4 3780 2,4 9072 W5 10800 0,75 8100 W6 4,86 0.2 0,972 Σ 14959 17880 Fgl = ∑Mw / ∑Mgl = 17880 Tm / (Pa x Y) = 17880 Tm / (1658 T x 2,3 m) = 4,644 > 1,5 (OK)

5.9 Stabilitas Terhadap Eksentrisitas

e = ( b/2) – (∑MW - ∑MY)/(∑W) < (b/6)

= (3,4 m / 2) – (17880 Tm – 3849 Tm) / 14959 T < (3,4 m / 6) = 0,762 m > 0,57 m (Tidak OK)

(30)

5.10 Kapasitas Daya Dukung

5.10.1. Kapasitas Daya Dukung Ultimate Untuk Keruntuhan Geser Lokal (Terzaghi)

qf = 2/3 x 1,3 C.Nc + ɣ D.Nq + 0,4 ɣ B.Nɣ

= (2/3 x 1,3 x 2,5 T/m² x 11,8) + (1,35 T/m³ x 1 m x 3,9) + (0,4 x 1,35 T/m³ x 3,4 m x 1,7)

= 33,95 T/m²

5.10.2. Kapasitas Daya Dukung Ultimate Netto Untuk Keruntuhan Geser Lokal

qnf = 2/3 x 1,3 C.Nc + ɣ D.( Nq - 1) + 0,4 ɣ B.Nɣ

= (2/3 x 1,3 x 2,5 T/m² x 11,8) + (1,35 T/m³ x 1 m x (3,9 - 1) + (0,4 x 1,35 T/m³ x 3,4 m x 1,7)

= 32,60 T/m²

5.10.3 Kapasitas Daya Dukung Aman qs = (qnf / f) + (ɣ D)

= (32,60 T/m² / 3) + (1,35 T/m³ + 1 m) = 12,2176 T/m²

q all = qs x B x L

(31)

5.11 Kontrol Terhadap Daya Dukung a. Jika digunakan e .> b/6

Q = (RV / (b x l)) x (1 ± (6e / b)) < Qs

Qmaks = 605 T/m² > 12,21 T/m² (Tidak OK) Qmin = -88,98 T/m² < 12,21 T/m² (OK)

b. Jika digunakan e = b/6

Q = (RV / (b x l)) x (1 ± (6e / b)) < Qs

Qmaks = 516 T/m² > 12,21 T/m² (Tidak OK) Qmin = 0 T/m² < 12,21 T/m² (OK)

(32)

BAB 6 PENUTUP 6.1. Kesimpulan

Dari uraian hasil perhitungan pada perencanaan abutment jembatan beton bertulang ini, maka penulis mengambil kesimpulan berupa:

Tabel 6.1 Berat & Kapasitas Daya Dukung

Bagian Nilai Satuan

Berat Kepala Jembatan ( Abutment )

169 Ton

Berat tanah di belakang kepala jembatan

205 Ton

Berat tanah di depan kepala jembatan

4,8 Ton

Tekanan Tanah Aktif ( PaR ) 1658 Ton Resultante Tekanan Tanah

Pasif ( PpR

1,72 Ton

Kapasitas daya dukung ultimate ( qf )

33,95 Ton / meter²

Kapasitas daya dukung ultimate netto(qnf)

32,6 Ton / meter²

Kapasitas daya dukung aman ( qs )

12,22 Ton / meter²

Beban maksimum aman (qall) 747,7 Ton

Tabel 6.2 Kontrol

Kontrol Hasil Safety Factor Keterangan

Geser 2,478 1,5 Aman

Guling 4,644 1,5 Aman

(33)

Berdasarkan hasil analisa persyaratan di atas, dimana kontrol terhadap geser dan guling memenuhi persyaratan sementara kontrol terhadap daya dukung tidak memenuhi standar persyaratan. Sehingga, jika tidak ada perubahan terhadap abutment baik dari segi lokasi maupun dimensi, maka pembangunan tidak bisa dilanjutkan.

6.2. Saran

Berdasarkan kesimpulan yang telah dijelaskan, maka penulis menyarankan bebrapa hal sebagai berikut:

1. Merubah dimensi dalam artian memperbesar dimensi. 2. Mencari lokasi lain dengan kondisi tanah yang lebih baik.

3. Memperbaiki daya dukung tanah dengan cara memadatkan terlebih dahulu. 4. Mengurangi beban vertikal yang bekerja.

5. Membuat pengunci agar bisa menambah daya dukung tanah. 6. Membuat Pondasi Dalam.

7. Faktor keamanan dan kenyamanan sangat penting dalam perencanaan jembatan.

8. Sebaiknya lebih sering diadakan sosialisasi atau seminar mengenai desain bangunan diatas pondasi batuan, dengan tujuan agar para teknisi dan engineer lebih memahami konsep dasar dari pondasi pada lapisan batuan.

9. Untuk studi selanjutnya agar meninjau metode pelaksanaan di lapangan dan analisa perhitungan biaya. Agar proyek ini dapat diaplikasikan langsung di lapangan