STUDI PERENCANAAN PONDASI RAKIT (RAFT FOUNDATION) PADA PROYEK PEMBANGUNAN RUMAH SAKIT GIGI DAN MULUT UNIVERSITAS
BRAWIJAYA
Skripsi
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik
Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
M. DIMAS RUSTIANSYAH 201410340311180
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2019
ii
iii
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Mochamad Dimas Rustiansyah
NIM : 201410340311180
Jurusan : Teknik Sipil Fakultas : Teknik
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa : Tugas akhir dengan judul:
STUDI PERENCANAAN PONDASI RAKIT (RAFT FOUNDATION) PADA PROYEK PEMBANGUNAN RUMAH SAKIT GIGI DAN MULUT UNIVERSITAS BRAWIJAYA adalah hasil karya sendiri dan dalam naskah ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan orang lain untuk memperoleh gelar akademik di suatu perguruan tinggi dan tidak terdapat karya orang lain, baik sebagian atau keseluruhan, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan atau daftar pustaka.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya untuk dipergunakan sebagaimana mestinya dan apabila pernyataan ini tidak benar, maka saya bersedia mendapat sanksi akademis
iv
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim
Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Puji syukur penyusun panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir yang berjudul “Studi Perencanaan Pondasi Rakit (Raft Foundation) Pada Proyek Pembangunan Rumah Sakit Gigi dan Mulut Universitas Brawijaya” ini dengan baik dan tepat pada waktunya.
Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang sebagai salah satu syarat mencapai gelar kesarjanaan.
Selama mengerjakan Tugas Akhir ini, penyusun banyak mendapatkan bantuan, petunjuk, arahan serta dukungan moril dan materiil dari berbagai pihak.
Karena itu dalam kesempatan ini penyusun menyampaikan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Fauzan, M.Pd. selaku Rektor dari Universitas Muhammadiyah
Malang.
2. Bapak Dr. Ahmad Mubin, ST., MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang.
4. Bapak Dr. Ir. Sulianto, MT. selaku Dosen Wali.
5. Bapak Dr. Ir. Sunarto, MT. selaku Dosen Pembimbing I dan Ir. Lukito Prasetyo, MT. selaku Dosen Pembimbing II.
6. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang yang telah banyak memberi bekal ilmu pengetahuan kepada penulis
v
sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.
7. Kedua Orang tua dan keluarga saya yang banyak memberikan bantuan moril, material, arahan, dan selalu mendoakan keberhasilan dan keselamatan selama menempuh pendidikan.
8. Rekan-rekan Mahasiswa Teknik Sipil khususnya angkatan 2014 yang telah banyak memberikan masukan kepada penulis baik selama dalam mengikuti perkuliahan maupun dalam penulisan Tugas Akhir ini.
9. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna karena keterbatasan ilmu dan pengetahuan, oleh karena itu segala masukan, kritik, dan saran yang membangun sangat diharapkan demi perbaikan tugas akhir ini.
Akhir kata, penulis berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi seluruh pembacanya. Amin.
Wassalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Malang, 23 Januari 2019
M. Dimas Rustiansyah
viii DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL...i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
SURAT PERNYATAAN... iii
KATA PENGANTAR ... iv
ABSTRAK ... vi
ABSTRACT ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xv
BAB I ... 1
PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan masalah ... 3
1.3 Tujuan ... 3
1.4 Manfaat ... 3
1.5 Batasan Masalah ... 4
BAB II ... 5
TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1 Umum ... 5
2.2 Pondasi Rakit ... 6
2.3 Pembebanan ... 7
2.3.1 Beban Mati atau Dead Load (DL) ... 8
2.3.2 Beban Hidup atau Live Load (LL) ... 8
2.3.4 Beban Gempa atau Earthquake (E) ... 10
2.3.2 Beban Kombinasi Berfaktor ... 21
2.4 Analisa Struktur ... 21
2.5 Kapasitas Dukung Ijin ... 21
2.5.1 Analisa Terzaghi ... 22
ix
2.5.2 Analisa Mayerhof ... 24
2.5.3 Faktor Aman (F) ... 26
2.6 Tekanan Sentuh Pada Dasar Pondasi ... 27
2.7 Distribusi Tegangan Di Dalam Tanah ... 29
2.7.1 Metode Penyebaran Tegangan 2V:1H ... 29
2.8 Penurunan (Settlement) ... 30
2.8.1 Analisa Penurunan ... 31
2.8.1.1 Penurunan Segera ... 32
2.8.1.3 Penurunan Konsolidasi ... 34
2.8.1.4 Kecepatan Penurunan Konsolidasi ... 34
2.8.1.5 Penurunan Ijin ... 35
2.9 Kuat Geser Dua Arah ... 36
2.10 Penulangan Pondasi Rakit ... 37
2.11 Stabilitas Pondasi ... 38
2.11.1 Stabilitas Terhadap Geser ... 38
2.11.2 Stabilitas Terhadap Guling ... 39
2.12 Desain Akhir Pondasi Rakit ... 39
BAB III ... 40
METODE PERENCANAAN ... 40
3.1 Diagram alir ... 40
3.2 Lokasi Perencanaan ... 43
3.3 Data Perencanaan ... 43
BAB IV ... 49
ANALISA DAN PEMBAHASAN ... 49
4.1 Perhitungan Pembebanan ... 49
4.1.1 Data Perencanaan ... 49
4.1.2 Beban Mati atau Dead Load (DL) ... 51
4.1.3 Beban Hidup atau Live Load (LL) ... 54
4.1.4 Beban Gempa atau Earthquake load (E) ... 54
4.1.4.1 Analisa Beban Gempa ... 54
4.1.5 Kombinasi Pembebanan ... 62
4.2 Analisa Struktur ... 63
x
4.2.1 Permodelan Struktur ... 63
4.2.2 Pembebanan Gempa ... 66
4.2.3 Hasil Analisa Struktur ... 67
4.3 Perhitungan Titik Berat Beban ... 73
4.4 Kuat Geser Pons ... 76
4.5 Analisa Stabilitas ... 85
4.5.1 Stabilitas Guling ... 85
4.5.2 Stabilitas Terhadap Geser ... 89
4.6 Kapasitas Dukung Ijin ... 90
4.6.1 Analisa Terzaghi ... 90
4.6.2 Analisa Mayerhof ... 92
4.7 Tekanan Sentuh Pada Dasar Pondasi ... 94
4.8 Faktor Aman ... 94
4.9 Tambahan Tegangan di Dasar Pondasi ... 95
4.10 Analisa Penurunan ... 96
4.10.1 Penurunan Segera ... 96
4.10.2 Penurunan Konsolidasi ... 99
4.10.3 Waktu Penurunan Konsolidasi... 100
4.11 Desain Akhir Pondasi Rakit ... 102
4.11 Penulangan Pondasi Rakit ... 107
4.12.1 Perhitungan Tulangan Lentur Pondasi Rakit ... 107
BAB V ... 119
PENUTUP ... 119
5.1 Kesimpulan ... 119
5.2 Saran ... 120
DAFTAR PUSTAKA ... 121
LAMPIRAN...122
xi
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Berat Sendiri Bahan Bangunan dan
Komponen Gedung ... 8
Tabel 2.2 Beban Hidup terdistribusi merata minimum Lo dan Beban hidup Terpusat Minimum ... 9
Tabel 2.3 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban gempa... 10
Tabel 2.4 Faktor Keutamaan Gempa ... 12
Tabel 2.5 Klasifikasi Situs... 12
Tabel 2.6 Koefisien Situs Fa ... 15
Tabel 2.7 Koefisien Situs Fv ... 15
Tabel 2.8 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan Pada Periode Pendek ... 17
Tabel 2.9 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan Pada Periode 1 detik ... 17
Tabel 2.10 Faktor R, Cd , dan Ω0 untuk sistem penahan gaya gempa ... 17
Tabel 2.11 Koefisien Untuk Batas Atas Pada Perioda yang Dihitung ... 19
Tabel 2.12 Nilai Parameter Perioda Pendekatan Ct dan x ... 19
Tabel 2.13 Kombinasi Beban untuk metode Ultimit ... 21
Tabel 2.14 Faktor Kapasitas daya dukung Terzaghi (1943) ... 24
Tabel 2.15 Faktor Kapasitas daya dukung Mayerhof (1963) ... 26
Tabel 2.16 Faktor bentuk pondasi (Mayerhof, 1963) ... 26
Tabel 2.17 Faktor Kedalaman pondasi (Mayerhof, 1963) ... 26
Tabel 2.18 Faktor-faktor Kemiringan pondasi (Mayerhof, 1963) ... 26
Tabel 2.19 Perkiraan modulus elastis (E) ... 33
Tabel 2.20 Hubungan faktor waktu (Tv) dan derajat konsolidasi (U) ... 35
Tabel 2.21 Batas Penurunan Maksimum (Showers 1962) ... 36
Tabel 3.1 Data Spesifikasi Balok dan Kolom ... 45
Tabel 3.2 Hasil Pengujian Laboratorium (sifat-sifat fisis) ... 46
Tabel 3.3 Hasil Pengujian Sifat Mekanis Tanah ... 46
Tabel 3.4 Data Tanah boring log DB-1 ... 46
Tabel 3.5 Data penyelidikan tanah berdasarkan uji kerucut statis (S-1) ... 47
Tabel 3.6 Data penyelidikan tanah berdasarkan uji kerucut statis (S-2) ... 48
Tabel 4.1 Dimensi dan berat jenis beton bertulang pada kolom ... 51
Tabel 4.2 Dimensi dan berat jenis beton bertulang pada balok ... 51
Tabel 4.3 Rekapitulasi Berat sendiri bangunan ... 54
Tabel 4.4 Respon spektrum ... 59
Tabel 4.5 Distribusi Vertikal gaya gempa... 62
Tabel 4.6 Hasil reaksi dasar analisa gempa statik eqivalen ... 67
Tabel 4.7 Hasil reaksi dasar analisa gempa respon spectra ... 69
Tabel 4.8 Gaya geser dasar respon spektra hasil analisa ETABS ... 72
xii
Tabel 4.9 Perhitungan titik berat bangunan ... 73
Tabel 4.10 Perhitungan beban gempa tiap lantai ... 87
Tabel 4.11 Perhitungan letak resultan gempa ... 87
Tabel 4.12 Tegangan tanah pada tiap titik ... 102
Tabel 4.13 Perhitungan beban merata tiap lajur arah X ... 106
Tabel 4.14 Perhitungan beban merata tiap lajur arah Y ... 106
Tabel 4.15 Rekapitulasi penulangan pondasi rakit ... 118
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Macam-macam pondasi ... 5
Gambar 2.2 Jenis-jenis Pondasi Rakit ... 7
Gambar 2.3 Ss, Gempa maksimum yang dipertimbangkan risiko-tertarget (MCER) kelas situs SB... 13
Gambar 2.4 S1, Gempa maksimum yang dipertimbangkan risiko-tertarget (MCER) kelas situs SB... 14
Gambar 2.5 Spektrum respon desain ... 16
Gambar 2.6 Hubungan 𝜑 dan Nᵧ, Nc, Nq (Terzaghi) ... 24
Gambar 2.7 Hubungan 𝜑 dan Nᵧ, Nc, Nq (Mayerhof) ... 25
Gambar 2.8 Pondasi telapak diberi beban momen ... 28
Gambar 2.9 Penyebaran tegangan 2V:1H ... 30
Gambar 2.10 Contoh Kerusakan Bangunan Akibat Penurunan ... 31
Gambar 2.11 Grafik faktor koreksi untuk lapisan tanah dengan tebal terbatas (μ1) ... 33
Gambar 2.12 Faktor koreksi untuk kedalaman pondasi (μ0) ... 33
Gambar 2.13 Daerah geser aksi dua arah ... 36
Gambar 3.1 Diagram alir perencanaan Pondasi Rakit (Raft Foundation) ... 40
Gambar 3.2 Lokasi Rumah Sakit Gigi dan Mulut Universitas Brawijaya ... 43
Gambar 3.3 Tampak depan Rumah Sakit Gigi dan Mulut Universitas Brawijaya ... 44
Gambar 3.4 Tampak samping kiri Rumah Sakit Gigi dan Mulut Universitas Brawijaya ... 44
Gambar 3.5 Denah kolom lantai 1 Rumah Sakit Gigi dan Mulut Universitas Brawijaya ... 45
Gambar 4.1 Portal As 6 ... 49
Gambar 4.2 Denah kolom lantai 1... 50
Gambar 4.3 Koordinat garis lintang dan garis bujur Rumah Sakit Gigi dan Mulut Universitas brawijaya ... 55
Gambar 4.4 Input koordinat garis lintang dan garis bujur ... 56
Gambar 4.5 Grafik Respon Spektrum Desain ... 60
Gambar 4.6 Permodelan struktur... 63
Gambar 4.7 Permodelan tampak depan struktur ... 64
Gambar 4.8 Permodelan tampak samping struktur ... 64
Gambar 4.9 Permodelan balok, kolom dan plat lantai pada lantai 2 ... 65
Gambar 4.10 Permodelan potongan pada struktur ... 65
Gambar 4.11 Input pembebanan gempa statik eqivalen... 66
Gambar 4.12 Input pembebanan gempa respon spectra ... 67
Gambar 4.13 Titik berat akibat beban ... 76
Gambar 4.14 Keliling Bidang Kritis Pada Kolom Tengah (K1) ... 77
xiv
Gambar 4.15 Keliling Bidang Kritis Pada Kolom Tengah (K4) ... 79
Gambar 4.16 Keliling Bidang Kritis Pada Kolom Samping (K1) ... 80
Gambar 4.17 Keliling Bidang Kritis Pada Kolom Samping (K3) ... 82
Gambar 4.18 Keliling bidang kritis pada kolom pojok (K3) ... 84
Gambar 4.19 Letak muka air tanah dan data tanah pada dasar pondasi untuk perhitungan daya dukung... 91
Gambar 4.20 Hubungan 𝜑 dan Nᵧ, Nc, Nq (Terzaghi) ... 91
Gambar 4.21 Tambahan tegangan pada kedalaman Z ... 95
Gambar 4.22 Penurunan segera yang ditinjau setebal H ... 97
Gambar 4.23 Faktor koreksi untuk kedalaman pondasi (μ0) ... 97
Gambar 4.24 Grafik faktor koreksi untuk lapisan tanah dengan tebal (μ1) ... 98
Gambar 4.25 Penurunan konsolidasi setebal H ... 99
Gambar 4.26 Waktu penurunan setebal Ht ... 101
Gambar 4.27 Pembagian jalur pada pondasi rakit ... 105
Gambar 4.28 Input beban merata pada lajur B'G'C'H' ... 107
Gambar 4.29 Output STAAD-Pro pada Lajur B'G'C'H'... 107
Gambar 4.30 Input beban merata pada lajur HINO ... 112
Gambar 4.31 Output STAAD-Pro pada Lajur HINO... 112
Gambar 4.32 Rencana penulangan ... 118
Gambar 4.33 Potongan rencana penulangan pondasi rakit ... 118
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar Rencana Penulangan Pondasi Rakit
Lampiran 2 Laporan Penyelidikan Tanah
