Selasa, 17 April 2012

Rancangan Pondasi


BAB I
PENDAHULUAN

Pertumbuhan perekonomian yang terus meningkat serta berkembangnya daerah-daerah baru sebagai pusat pemukiman penduduk, mengakibatkan kebutuhan masyarakat akan bertambah pula. Di daerah Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam, peningkatan pembangunan terus ditingkatkan baik dalam bidang perekonomian, pendidikan, Komunikasi serta Transportasi.
Dalam bidang pembangunan transportasi tidak terlepas dari jembatan. Pembangunan suatu jembatan bertujuan untuk menunjang pertumbuhan arus lalu lintas yang menghubungkan jalan yang dipisahkan oleh sungai, rawa, jurang atau yang lainnya.
Konstruksi jembatan yang penulis rencanakan dalam Rancangan ini mempunyai panjang bentang 16 m ; lebar 7,75 m dan ditambah trotoar 2 x 1 m, kiri dan kanan jembatan, tergolong dalam kelas A. lantai jembatan terbuat dari beton bertulang dengan mutu beton K-400 dengan tebal lantai 0,30 m, mutu baja U-39, bentang jembatan diletakkan diatas pondasi tiang pancang.
Pembahasan dan penulisan Projeck Work ini hanya dibatasi pada perencanaan pondasi tiang pancang di salah satu abutment. Dalam perencanaan pondasi tiang pancang ini, pembebanan yang bekerja pada jembatan dihitung berdasarkan Pedoman Perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya (PPPJJR-1987). Untuk perhitungan analisa lainnya berdasarkan literature yang berhubungan dengan perencanaan pondasi tiang pancang..
Kesimpulan yang diperoleh dalam perencanaan kembali ini antara lain : kedalaman pondasi 22 m dari lantai kerja abutment, pondasi tiang pancang dengan diameter 45 cm, Tulangan berdiameter Ø 16 dengan jarak pemasangan 4 cm.


BAB II
DASAR TEORI

Pondasi adalah suatu konstruksi pada bagian dasar struktur yang berfungsi untuk menyangga beban bangunan termasuk beban pondasi itu sendiri, meneruskan dan membagikan beban keatas lapisan tanah yang keras.
Secara umum fondasi tiang merupakan elemen struktur yang berfungsi meneruskan beban pada tanah, baik beban dalam arah vertikal maupun arahhorizontal. Pemakaian fondasi tiang pancang pada suatu bangunan, apabila tanah dasar dibawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung yang cukupuntuk memikul berat bangunan dan bebannya, atau apabila tanah keras yang mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya tetapi letaknya sangat dalam. (Ir. Sardjono HS, 1988).
Berdasarkan tipe tiang dapat dibedakan terhadap cara tiang meneruskan beban yang diterimanya ke tanah dasar fondasi. Hal ini tergantung juga pada jenis tanah dasar fondasi yang akan menerima beban yang berkerja, yaitu :
1.            Bila ujung tiang mencapai tanah keras atau tanah baik dengan kuat dukung tinggi, maka beban yang diterima tiang akan diteruskan ke tanah dasar fondasi melalui ujung tiang. Jenis tiang ini disebut End/Point Bearing Iplie.
2.            Bila tiang pancang pada tanah dengan nilai kuat gesek tinggi (jenis tanah pasir), maka beban yang diterima oleh tiang akan ditahan berdasarkan gesekan antara tiang dan tanah sekeliling tiang. Jenis tiang ini disebut Friction Pile.
3.            Bila tiang dipancang pada tanah dasar fondasi yang mempunyai nilai kohesi tinggi, maka beban yang diterima oleh tiang akan ditahan oleh pelekatan antara tanah sekitar dan permukaan tiang. Jenis tiang ini disebut Adhesivepile. (K. Basah Suryolelono, 1994)
Pada umumnya di lapangan dijumpai tipe tiang yang merupakankombinasi dari ke tiga hal tersebut. Keadaan ini disebabkan karena jenis tanahmerupakan campuran/kombinasi tanah berbutir kasar, tanah berbutir halus dankadang – kadang merupakan tanah yang kompak sehingga cara tiang meneruskanbeban ke tanah dasar fondasi merupakan kombinasinya.
Tiang pancang adalah bagian-bagian konstruksi yang dibuat dari kayu, beton, dan atau baja, yang digunakan untuk meneruskan (mentransmisikan) beban-beban permukaan ke tingkat-tingkat permukaan yang lebih rendah di dalam massa tanah (Bowles, 1991). Pondasi tiang pancang biasanya digunakan apabila lapisan tanah keras berada pada kedalaman 2 – 7 m. Menurut buku keterangan Tarzaghi dan RB. Peck, tahun 1991, dengan judul Mekanika Tanah dalam praktar Rekayasa, jilid II, dijelaskan bahwa pondasi tiang pancang lebih besar dari 5 (DFG / B>5). Berdasarkan penjelasan tersebut, maka untuk memindahkan beban-beban yang bekerja pada jembatan keatas lapisan tanah keras dipakai pondasi tiang pancang.
Untuk mencapai sasaran dalam perencanaan pondasi tiang pancang, pada bab ini dibahas beberapa teori dan penggunaan rumus dari beberapa referensi yang berhubungan dengan perencanaan pondasi tiang pancang.
Penggunaan pondasi tiang pancang sebagai pondasi bangunan apabila tanah yang berada dibawah dasar bangunan tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul berat bangunan dan beban yang bekerja padanya (Sardjono HS, 1988). Atau apabila tanah yang mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan seluruh beban yang bekerja berada pada lapisan yang sangat dalam dari permukaan tanah kedalaman > 8 m (Bowles, 1991).
Fungsi dan kegunaan dari pondasi tiang pancang adalah untuk memindahkan atau mentransfer beban-beban dari konstruksi di atasnya (super struktur) ke lapisan tanah keras yang letaknya sangat dalam.
Dalam pelaksanaan pemancangan pada umumnya dipancangkan tegak lurus dalam tanah, tetapi ada juga dipancangkan miring (battle pile) untuk dapat menahan gaya-gaya horizontal yang bekerja, Hal seperti ini sering terjadi pada dermaga dimana terdapat tekanan kesamping dari kapal dan perahu. Sudut kemiringan yang dapat dicapai oleh tiang tergantung dari alat yang dipergunakan serta disesuaikan pula dengan perencanaannya.
Tiang Pancang umumnya digunakan :
1.                    Untuk mengangkat beban-beban konstruksi diatas tanah kedalam atau melalui sebuah stratum/lapisan tanah. Didalam hal ini beban vertikal dan beban lateral boleh jadi terlibat.
2.                    Untuk menentang gaya desakan keatas, gaya guling, seperti untuk telapak ruangan bawah tanah dibawah bidang batas air jenuh atau untuk menopang kaki-kaki menara terhadap guling.
3.                    Memampatkan endapan-endapan tak berkohesi yang bebas lepas melalui kombinasi perpindahan isi tiang pancang dan getaran dorongan. Tiang pancang ini dapat ditarik keluar kemudian.
4.                    Mengontrol lendutan/penurunan bila kaki-kaki yang tersebar atau telapak berada pada tanah tepi atau didasari oleh sebuah lapisan yang kemampatannya tinggi.
5.                    Membuat tanah dibawah pondasi mesin menjadi kaku untuk mengontrol amplitudo getaran dan frekuensi alamiah dari sistem tersebut.
6.                    Sebagai faktor keamanan tambahan dibawah tumpuan jembatan dan atau pir, khususnya jika erosi merupakan persoalan yang potensial.
7.                    Dalam konstruksi lepas pantai untuk meneruskan beban-beban diatas permukaan air melalui air dan kedalam tanah yang mendasari air tersebut.

Hal seperti ini adalahmengenai tiang pancang yang ditanamkan sebagian dan yang terpengaruh oleh baik beban vertikal (dan tekuk) maupun beban lateral (Bowles, 1991).
Pondasi tiang pancang juga berarti batang yang relative panjang dan langsing yang digunakan untuk menyalurkan beban pondasi melewati lapisan tanah dengan daya dukung rendah kelapisan tanah keras yang mempunyai kapasitas daya dukung tinggi yang relative cukup dalam dibanding pondasi dangkal. Daya dukung tiang pancang diperoleh dari daya dukung ujung (end bearing capacity) yang diperoleh dari tekanan ujung tiang dan daya dukung geser atau selimut (friction bearing capacity) yang diperoleh dari daya dukung gesek atau gaya adhesi antara tiang pancang dan tanah disekelilingnya.
Secara umum tiang pancang dapat diklasifikasikan antara lain: dari segi bahan ada tiang pancang bertulang, tiang pancang pratekan, tiang pancang baja, dan tiang pancang kayu. Dari segi bentang penampang, tiang pancang bujur sangkar, segitiga, segi enam, bulat padat, pipa, huruf H, huruf I, dan bentuk spesifik. Dari segi teknik pemancangan, dapat dilakukan dengan palu jatuh (drop hammer), diesel hammer, dan hidrolic hammer.
Faktor-faktor yang mempengaruhi dalam penentuan tipe pondasi :
1)      Keadaan tanah. 
2)      Jenis bangunan.
3)      Beban yang dipikul.
4)      Fungsi bangunan.
5)      Biaya yang ada.
6)      Target waktu yang akan dicapai.
7)      Metode Pelaksanaan.



2.1.            Pembebanan
Beban yang bekerja pada pondasi merupakan beban-beban yang diteruskan dari bangunan diatasnya. Beban-beban tersebut terdiri dari beban primer, beban sekunder, beban khusus dan kombinasi pembebanan. Beban-beban tersebut dihitung berdasarkan Pedoman Pembebanan Jembatan Jalan Raya (PPJJR) 1987.

2.1.1.   Beban Primer
Beban primer merupakan beban utama pada perencanaan konstruksi jembatan. Beban primer terdiri dari beban mati, beban hidup, dan beban kejut. Beban mati adalah semua beban yang berasal dari beban sendiri dari konstruksi jembatan tersebut. Berat konstruksi jembatan bangunan atas terdiri berat gelagar, berat lantai kendaraan, berat lapisan aspal dan berat plat injak dan pipa pembuang. Pada konstruksi bangunan bawah dari jembatan yang diperhitungkan adalah berat abutmen dan berat tanah (poer) diatas abutmen.
Beban hidup adalah semua beban yang berasal kendaraan-kendaraan atau segala sesuatu yang memiliki beban yang akan melewati jembatan tersebut. Beban hidup terdiri dari beban D dan beban T. Beban T merupakan beban terpusat dari lantai kerja yang dihitung berdasarkan beban kendaraan truk roda ganda (dual wheel loat) sebesar 10 ton. Sedangkan beban D merupakan beban yang bekerja pada jalur lalulintas yang terdiri dari beban garis (P) dan beban terbagi rata (q). beban terbagi rata yang bekerja pada bentang jembatan yang kurang dari 30 meter ditetapkan sebesar :
Q = 2,2 t/m  ……………………………………………..(2.1)
Dimana :
Q = Beban terbagi rata (t/m)
Perhitungan penggunaan beban D digunakan berdasarkan (PPPJJR 1987), yaitu untuk jembatan dengan lebar lantai kendaan lebih besar dari 5,5 m, beban D sepenuhnya (100%) dibebankan pada lebar jalur tersebut, sedangkan selebihnya dibebankan setengah (50%) dari beban D, seperti diperlihatklan pada gambar G.2.1 halaman 4.




G.2.1. Ketentuan penggunaan beban D
Sumber : PPPJR – 1.3.28.189

Untuk lebar jalur yang lebih kecil dari 5,5 m, beban D sepenuhnya dibebankan pada seluruh lebar jembatan, beban hidup yang bekerja di atas trotoar ditetapkan sebasar 500 kg/m2.
Untuk menghitung beratnya beban yang kejut yang timbul akibat dari pengaruh getaran dan pengaruh dinamis lainnya, digunakan persamaan :                                              K = 1 + …………………………………………………..( 2.2 )                     Besar beban kejut adalah :                                                                                          K         = k x P …………………………………………………..( 2.3 )
Dimana :
K         =  Koefisien kejut                                                                                           L          =  Panjang batang (m)                                                                                           P          =  Beban garis (ton)                                                                                        K         =  Beban kejut (ton)                           
Dalam merencanakan pondasi, sering didasarkan atas keadaan yang meyakinkan tidak terjadinya keruntuhan atau penurunan total. Dalam menghitung tekanan tanah tersebut diperlukan data berat jenis tanah (), nilai kohesi tanah (C) Dan sudut geser dalam (). Jika kita tidak memperoleh data tanah dari laboratorium, maka dapat memperolehnya dari data sondir. Unutk mengetahui berat jenis tanah yang berasal dari data sondir dapat dihitung dengan menginterpolasikan harga N dari tabel penafsiran  hasil penyelidikan tanah. Menurut Rankine (Hary. C. H, 1994), koefisien tekanan tanah pasif diperoleh dengan persamaan :
 
Untuk tekanan tanah aktif pada dasar dinding dapat digunakan persamaan :
Pa        =  x H x Ka
Maka besarnya tekanan tanah aktif adalah :
Pa        = ½ H2 x  x Ka
Pada beban terbagi rata besarnya tekanan tanah aktif dinyatakan dalam persamaan berikut ini :
Pa’       = q x Ka x H
Dimana :
Ka       = Koefisien tanah aktif
Kp       = Koefisien tanah pasir
*         = Sudut geser dalam
Pa        = Tekanan tanah aktif pada dinding pondasi (t/m2)
Pa’       = Tekanan tanah aktif total (t/m)
H         = Kedalaman pondasi (m)
*         = Jenis tanah (t/m3)
q          = Beban terbagi rata (t/m)
Dan untuk menghitung besarnya tekanan tanah pasir total digunakan persamaan :
Pp        = ½ H2 x *x Kp
Pada beban terbagi rata persamaan yang digunakan untuk tekanan tanah pasif adalah :
Pp’       = q x Kp x H
Dimana :
Pp        = Tekanan tanah pasif total (t/m)
Pp’       = Tekanan tanah pasif akibat beban terbagi rata (t/m)

2.1.2.   Beban Sekunder
Beban sekunder yang mempengaruhi kontruksi pondasi pada jembatan yang memperhitungkan meliputi beban akibat pengaruh tekanan angin, gaya traksi, gaya rem dan gaya gempa bumi. Secara dapat dihitung dengan persamaan :
W        = P x A ……………………………………………….(2.4)
Dimana : W     =  Besarnya tekanan angin  ( kg )
P       =  Beban angin yang bekerja  ( 150 kg/m )
A                  =  Luas bidang yang terkena angin  ( m2 )
Untuk gaya rem yang bekerja pada arah memanjang jembatan tertinggi 1.8 m diatas permukaan lantai kendaraan ditetapkan sebesar 5 % dari beban D.

2.1.3    Beban Khusus
Beban khusus yang diperhitungkan meliputi beban gempa dan tekanan tanah tanah. Pengaruh gempa bumi pada jembatan diperhitungkan senilai pengaruh gaya horizontal yang bekerja pada titik berat konstruksi yang ditinjau.
Menurut (PPPJJR, 1987), besarnya gaya gempa bumi dapat dihitung dengan persamaan  :            
Gh        =  E x M …………………………………………..( 2.5 )     
Dimana :                                                                                                                      Gh      =  Gaya akibat gempa bumi  ( ton )                                                                E          =  Koefisien gempa                                                                                         M         =  Beban dari kontruksi  ( ton )








2.1.4    Kombinasi Pembebanan
Kombinasi pembebanan dihitung untuk menjaga kemungkinan-kemungkinan timbulnya pengaruh beban yang ada pada kontruksi jembatan yang bekerja pada kontruksi jembatan.
Tabel 2.1.1 Kombinasi Pembebanan







Sumber : PPPJJR SKBI – 1.3.28.1987
Dimana :
A         =  Beban Mati
Ah       =  Gaya akibat aliran dan hanyutan
Ahg     =  Gaya akibat aliran dan hanyutan pada saat terjadi gempa
Gg       =  Gaya gesek pada tumpuan
(H+K) =  Beban hidup dengan beban kejut
M         =  Beban mati
PI        =  Gaya-gaya pada waktu pelaksanaan
Rm      =  Gaya rem
S          =  Gaya sentrilpugal
Sr         =  Gaya akibat susut dan rangkak
Tag      =  Gaya tekan tanah akibat gempa
Tb        =  Gaya tumbuk
Tu        =  Gaya angkat
Ta        =  Gaya akibat tekanan tanah
Tm       =  Gaya akibat tekanan suhu

2.2.            Analisa Kontruksi pondasi.
Dalam pondasi ini didasari dari bentuk dan ukuran yang telah di hitung oleh konsultan perencana. Analisa yang dilakukan meliputi analisa tekanan tanah pada dinding pondasi dan analisa pertulangan, baik tulang melingkar maupun tulang vertikal.
2.2.1    Analisa Takanan Tanah Pada Dinding Pondasi
Dalam merencanakan pondasi, sering didasarkan atas keadaan yang menyakinkan tidak jadi keruntuhan atau penurunan total.
Dalam menghitung tekana tanah tersebut diperlukan data berat jenis tanah (γ), nilai kohesi tanah (c) dan sudut geser dalam (Ө). Jika kita tidak memperoleh data tanah dari laboratorium, maka dapat memperolehnya dari data CPT. Untuk mengatahui berat jenis tanah yang berasal dari data CPT dapat dihitung dengan menginterpolasikan harga N dari tabel penafsiran hasil penyelidikan tanah.
Menurut rankine ( Hary C.H, 1994 ), tekanan tanah aktif dan tekanan tanah pasif diperoleh dengan persamaan :
Ka       = …………………………………..(2.6)
Kp       = …………………………………..(2.7)
Untuk tekanan tanah aktif pada dasar dinding dapat digunakan persamaan :
Pad      = γ x H x Ka  ………………………………...(2.8)
Maka besarnya tekanan tanah aktif adalah :
Pa        = ½ H2 x γ x Ka  ……………………………..(2.9)
Pada beban terbagi rata besarnya tekanan tanah aktif dinyatakan dalam persamaan berikut ini :
Pa        = q x Ka x H  …………………………………(2.10)
Dimana :
Ka       = Koefisien tanah aktif
Kp       = Koefisien tanah pasif
Ө         = Sudut geser dalam
Pad      = Tekanan tanah aktif pada dinding pondasi (t/m2)
Pa        = Tekanan tanah aktif total (t/m)
Pa’       = Tekanan tanah aktif akibat beban terbagi rata (t/m)
H         = Kedalaman pondasi (m)
γ          = Berat jenis tanah (t/m3)
q          = Beban terbagi rata (t/m)

Untuk menghitung besarnya tekanan tanah pasif total digunakan persamaan :
Pp        = ½ H2 x γ x Kp ………………………………(2.11)
Pada beban terbagi rata persamaan yang digunakan untuk tekanan tanah pasif adalah :
Pp’       = q x Kp x H ………………………………….(2.12)
Dimana :
Pp        = Tekanan tanah pasif total (t/m)
Pp’       = Tekanan tanah pasif akibat beban terbagi rata (t/m)

2.2.2    Analisa Penulangan
a.      Penulangan tiang pancang
Perhitungan daya dukung sumuran dapat diperoleh berdasarkan kekuatan bahan tiang pancang untuk mendukung beban yang diterima. Pehitungan daya dukung tiang pancang dapat dihitung dengan persamaan :
ø Pn     = 0,80.ø(0,85.fc’(Ag-Ast) + fy.Ast)
Dimana :
            ø Pn     = Kuat tekan beton aksial (ton)
            fc’        = Mutu beton (kg/cm2)
fy         = Mutu baja (kg/cm2)
Ag       = Luas kotor penampang kolom (cm2)
Ast      = Luas tulangan (cm2)
         = Faktor Reduksi Tulangan


b.      Penulangan Vertikal
Menurut buku Dasar – Dasar Perencanaan Beton Bertulang, penulangan tiang pancang dapat dilakukan dengan Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang berdasarkan SKSNI T-15-1991-03.
Nilai yang dipakai untuk pembacaan Grafik diperoleh dari persamaan berikut :
Nilai untuk sumbu horizontal  =
Nilai untuk sumbu horizontal  =
e t   =
        =
Dimana :
Mu       = Momen (kN/mm2)
Pu        = Beban aksial (kN)
e t         = Harga eksentrisitas
Agr         = Luas penampang kotor kolom (mm2)
d’         = penampang kolom terebesar – selimut beton – diameter sengkang -  ½ diameter tulangan pokok (mm)
h          = Penampang kolom terbesar (mm)
         = Faktor Reduksi Tulangan
       = Mutu beton (Mpa)
Jumlah tulangan untuk sisi penampang diperoleh dari persamaan :
As tot      = ρ x Agr
Dimana :
As tot      = Luas tulangan per sisi penampang (mm2)
Agr         = Luas penampang kotor kolom (mm2)
Ρ          = rasio penulangan, diperoleh dari Grafik (lampiran tabel)

c.       Penulangan Horizontal (Sengkang)
Untuk penulangan horizontal (sengkang) dapat dipakai ketentuan sebagai berikut :
  • 16 x diameter tulangan pokok
  • 48 x diameter tulangan pokok
  • Dimensi kolom terkecil
      Sedangkan ketentuan untuk diameter sengkang adalah :
  • Diameter tulangan pokok < 32 mm, maka diameter sengkang 10 mm
  • Diameter tulangan pokok > 32 mm, maka diameter sengkang 12 mm

2.2.            Analisa Stabilitas Konstruksi pondasi
Dalam perencanaan pondasi harus memperhitungkan stabilitas terhadap beban rencana yang berkerja agar dapat terjamin keamanan konstruksi diatasnya. Adapun stabilitas pondasi meliputi stabilitas terhadap penggulingan dan stabilitas terhadap geser.
Analisa penulangan pondasi tiang pancang sangat penting dilakukan agar kemampuan dan kekokohan penulangan yang direncanakan mampu menerima dan menyalurkan beban-beban yang bekerja diatas dengan baik. Menurut Gideon Kusumo (1994) penulangan tiang pancang dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan-persamaan berikut ini :
E01       = ……………………………………….(2.13)
E02       = 1/30 xht        2 (jika < 2, diambil 2)………(2.14)
Eo        = eo1 + eo2 …………………………………(2.15)
E1        = C1 x C2 x ht …………………(2.16)
E2        = 0,15 x ht …………………………………..(2.17)
Etot     = eo + e1 + e2 ………………………………(2.18)
Sb.V    =  ……………………….....(2.19)
Sb.H    = …………………..(2.20)
Ast      = Pg x Ag …………………………………..(2.21)
Dimana :
Pu        = Beban rencana (ton)
Mu       = Momen rencana S (cm2)
Fc’       = Mutu beton (Mpa)
E          = Eksentrisitas (m)
Ө         = Faktor reduksi tulangan
Ast      = Luas tulangan vertikal (cm2)
ht         = Diameter pondasi
Ag       = Luas pondasi sumuran (cm2)
Menurut Cha-Kia Wang (1994), untuk menjamin kekuatan tulangan melingkar akan melebihi kekuatan selimut beton dan dengan mengambil kekuatan selimut beton 90 % dari kekuatan inti beton atau 0,75 Fc, maka digunakan persamaan :
Ps        = 0,45 x ……………………...(2.22)
Ps        = ……………………………………….(2.23)
Asp      = As x π x (Dc – db).………………………..(2.24)
Ac       = As x π x Dc2 x s ………………………..…(2.25)
Ag       = ½ x π x D2 ……………………………..….(2.26)
Dimana :
Ps        = Perbandingan antara volume dari tulangan melingkar dengan
   volume dari inti untuk panjang S
Asp      = Volume dari tulangan melingkar (cm3)
Ac       = Volume dari inti untuk panjang S (cm2)
Ag       = Luas pondasi sumuran (cm2)
Fc’       = Mutu beton (Mpa)
Fy        = Mutu baja tulangan (Mpa)
Db       = Diameter tulamngan melingkar (cm)
Dc       = Diameter inti (cm)
As        = Luas tulangan melingkar (cm2)
S          = Jarak antara tulangan melingkar (cm)

Menurut Margaret dan Gunawan (1990), untuk menentukan tebal diding sumuran dapat digunakan persamaan :
σbs      = …………………(2.27)
dimana :
σbs      = Tegangan beton (kg/cm2)
σbs      = Tegangan ijin beton (kg/cm2)
t           = Tebal dinding (cm)
n          = Perbandingan elastisitas antara baja dengan beton
A         = luas Penampang (cm2)

2.3.            Analisa Daya Dukung Pondasi
Daya dukung tanah adalah tekanan maksimum yang dapat dipikul tanah tanpa terjadinya kelongsoran atau penurunan. Kemampuan daya dukung dapat dihitung berdasarkan daya dukung izin dan daya dukung terhadap kekuatan bahan.
2.3.1    Daya Dukung Berdasarkan Data
Menurut Mayerhof (1986), kemampuan daya dukung tanah dihitung menggunakan persamaan :
Qa       = bila B > F4 ………………….(2.28)
Dimana :
Qa       = Daya dukung izin (kg/cm2)
qc        = Nilai konus (kg/cm2)
B         = Dimensi dari  tiang pancang (m)
F3,F4   = Nilai konstanta yang tergantung dari satuab yang terpakai.
Tabel. 3 Faktor Konversi
Sumber : Bowles, 1991 (sifat-sifat fisis dan geoteknik tanah)

2.3.2    Daya Dukung Tanah Terhadap Kekuatan Bahan
Daya dukung tanah yang di hitung berdasarkan kekuatan dari bahan yang digunakan sebagai pembentuk pondasi. Menurut Sarjono (1990), besarnya daya dukung terserbut dihitung dengan menggunakan persamaan :
P          =  σb x A ………………………………………..(2.29)
Dimana :
P          =  Daya dukung tana  ( kg )
σb        =  Tegangan izin bahan  ( kg/m2 )
A         =  Luas penampang pondasi  ( m )

Penampang pondasi dihitung dengan persamaan :
A         =  Fb x n Fe …………………………………….(2.30)
Fb        =  1/4 x π x ( dl2 – dl2 ) ………………………….(2.31)
Dimana :         
Fb        =  Luas penampang dinding pondasi  ( m2 )
N         =  Koefisien perbandingan elastisitas
Fe        =  Luas penampang tulangan  ( m2 )
dl         =  Diameter luas pondasi  ( m )
d2        =  Diameter dalam pondasi  ( m )      


2.4.            Analisa Stabilitas Konstruksi pondasi
Stabilitas konstruksi adalah kemampuan konstruksi dalam menahan beban-beban yang bekerja di atasnya tanpa mengalami pergeseran, guling dan penurunan. Perencanaan konstruksi harus memperhitungkan stabilitas konstruksi terhadap beban yang bekerja agar konstruksi yang di rencanakan aman pada saat penggunaan.
2.4.1    Stabilitas Terhadap Guling
Menurut Margeret dan Gunawan (1990), stabilitas konstruksi terhadap guling dapat dihitung dengan persamaan :
FK       =  ……………………………………...……..(2.32)
Mr       =  Gaya arah vertikal x lengan ………………………(2.33)
Mo       =  Gaya arah horizontal x lengan ……………………(2.34)
Dimana :
Mr       =  Momen penahan  ( t.m )
Mo       =  Momen guling  ( t.m )

2.4.2    Stabilitas Terhadap Geser
Menurut Margeret dan gunawan (1990) Besarnya stabilitas geser dihitung dengan persamaan :
FK       :………………………………………(2.35)
Fr         =  R tg Ө + ( C x B ) + Pp …………………………(2.36)   
Dimana :
Pr         =  Tegangan geser  ( t )
PH       =  Tekanan memanjangan  ( t.m )
R         =  Besarnya gaya reaksi arah vertikal  ( t )
B         =  Lebar abutment
Ө         =  Sudut geser
C         =  Kohesif tanah
Pp        =  Tekanan tanah pasir




BAB III
PERHITUNGAN

Konstruksi jembatan ini (Jembatan Teupin Lapeng, Aceh Utara) mempunyai panjang 16 m, dengan lebar 7,75 m, termasuk kedalam golongan jembatan kelas B. untuk lebih jelas dapat dilihat pada lampiran gambar. Adapun item-item yang diperhitungkan meliputi :

3.1.            Beban Mati
Untuk mempermudah perhitungan, maka beban mati pada konstruksi dibagi dalam beberapa bagian, yaitu :

1.            Berat Plat Lantai Jembatan
Panjang Bentang         = 16 m
Lebar bentan               = 7,75 m
Tebal plat lantai           = 0,20 m
BJ Beton bertulang     = 2,5 t/m3


Volume beban plat lantai jembatan adalah:
Vpl = P x L x t
=  16 m x 7,75 m x 0,20 m
=24,8 m3
Berat plat Lantai jembatan adalah:
W = V x Bjbeton
= 24,8 m3 x 2,5 t/m3
= 62 ton

Untuk beban yang bekerja pada satu abutment adalah:
Bpl = ½ W
= ½ 62 ton
= 31 ton


2.            Beban aspal
- Tebal aspal                = 0.05 ton
- Bj aspal                     = 2.2 t/m
- Panjang bentang       = 16 meter
- Lebar aspal                = 6 meter

Volume beban aspal adalah:
Vpl = P x L x t
=  16 m x 6 m x 0,05 m
= 4,8  m3
Berat aspal adalah:
W = V x Bjaspal
= 4,8 m3 x 2,2 t/m3
= 10,56 ton

Untuk beban aspal yang bekerja pada satu abutment adalah:
Baspal  = ½ W
= ½ 10,56 ton
= 5,28 ton

3.            Beban Trotoar
Bjbeton                           = 2,5 t/m3
Lebar Trotoar              = 0,55 m
Tinggi Trotoar             = 0,25 m
Panjang bentang          = 16 m

Volume beban aspal adalah:
Vpl = P x L x t x Bjbeton x 2 sisi     
=  16 m x (0,05m x 0,25) x 2,5  t/m3 x 2
= 11 ton
Untuk beban trotoar yang bekerja pada satu abutment adalah:
Btrotoar  = ½ W
= ½ 11 ton
= 5,5 ton

4.            Beban Tiang Sandaran
-    Panjang bentangan                  = 16 m
-    Jumlah pipa                             = 24 buah
-    Bj Pipa                                                =  7.85  t/m3
-    Diameter luar pipa (Ø L)         = 0,076 m
-    Diameter dalam pipa (Ø d )     = 0,073 m

Beban Sandaranya adalah:
Pias I   = ½ x 0,25 x 0,53 x 0,10 x2,5 t/m3
 = 0,016563 ton
Pias II  = ½ x (0,125 x 0,531) x 0.10 x 2,5 t/m3
 = 0,0082813 ton
Pias III = 0,125 x 0,45 x 0.10 x 2,5 t/m3
 = 0,0140620 ton

Beban total Sandaran :
Wtotal  = (0,016563 ton + 0,0082813 ton + 0,0140620 ton) x 2 sisi
= 0,0778126 ton

Luas Pipa sandaran:
Vlb       = 2 x (1/4 x 3,14 x 0,0762) x 0,1
= 0.000906 m3

Volume total tiang Sandaran adalah :
Vtotal  = (V1 + V2 + V3) - Vlb
= (0,016563 ton + 0,0082813 ton + 0,0140620 ton) - 0.000906 m
= 0,0380003 x 24 buah
= 0,9120072 x ½
= 0,4560036 m3

Berat Tiang Sandaran adalah :
B         = 0,4560036 m3 x 7,85 t/m3
= 3,57962826 ton

Berat untuk satu abutmen adalah:
B         = ½ x 3,57962826 ton
= 1,78981413 ton

Berat pipa Sandaran adalah :
Luas permukaan Pipa :
L                   = ¼ x 3,14 x 0,0762 m                         = 0,0045 m2
Ldlm               = ¼ x 3,14 x (0,076- 0,0035)2 m         = 0,0045 m2
Lprmkaan          = 0,0045 m2 - 0,0041 m2                            = 0,0004 m2
Volume Pipa Sandaran adalah
V   = (0,0004 m2 x 16 m) x 7,85 t/m3
= 0,05024 ton

Berat untuk satu abutmen adalah:
B   = ½ x 0,05024 ton
= 0,02512 ton

Berat Total tiang dan pipa sandaran adlah:
Btotal           = Bpipa + Btiang
= 1,78981413 ton + 0,02512 ton
= 1,81493413 ton


5.            Beban Plat Injak
Besar Plat Injak adalah:
Pias I   = ½ (0,10 x 0,10) x 6 m x 2,5 t/m3      = 0,075 ton
Pias II  = 6m x (0,10 x 0,20) x 2,5 t/m3           = 0,3 ton
Pias III            = 6 m x 0,25 m x 2,3 m x 2,5 t/m3      = 8,625 ton
Volume total                        = 9 ton
6.            Beban Stop Block
Beban Stop Block adalah:
Bsp       = 0,25 x 0,80 x 16 m x 2,5 t/m3 x 4 buah
= 32 ton


7.            Beban Tembok Pengaman

Beban Tembok pengaman adalah:
Pias I   = 2m x 0,15m x 0,40m x 2,5 t/m3                   = 0,3 ton
Pias II  = 1,9m x 0,05m x 0,30m x 2,5 t/m3                      = 0,07 ton
Pias III            = 2m x 0,8m x 0,40m x 2,5 t/m3                     = 1,6 ton
Pias IV            = ½ (2,1 x 0,05)m x 0,50m x 2,5 t/m3                 = 0,06 ton
Pias V  = 2,10m x 0,2m x 0,50m x 2,5 t/m3                = 0,53 ton



Berat tembok Pengaman total adalah :
Btp       = 0,3 ton + 0,07 ton + 1,6 ton 0,06 ton +0,53 ton
= 2,56 ton
Berat tembok Pengaman keseluruhan adalah:
Btp       = 2,56 ton x 2 sisi
= 5,12 ton


8.            Beban WingWall

Untuk beban Wingwaall adalah:
Pias I               =  x 0,2m x 0,35m x2,5 t/m3
= 0,42875 ton
Pias II              = 2,50 x 1,20 x 0,35 x 2,5 t/m3
= 2,625 ton
Pias III                        =  x 0,62 x0,35 x  2,5 t/m3
= 1,52443 ton
Pias IV                        = 3,12 x 2,13 x 0,35 x 2,5 t/m3
= 5,8149 ton
Pias V              = 0,95 x 0,60 x 0,35 x 2,5 t/m3
= 0,49875 ton
Pias VI                        = ½ (0,95 x 0,20) m x 0,35 x 2,5 t/m3
= 0,8313 ton
Pias VII           = ½ (2,17 x 0,60) m x 0,35 x 2,5 t/m3
                        = 0,56963 ton

Volume total wing wall adalah:
Vtotal = 0,42875 t + 2,625 t + 1,52443 t + 5,8149 t + 0,49875 t + 0,8313 t + 0,56963 t
= 12,29276 ton

Jadi Volume total keseluruhan pada jembatan adalah:
Vtotal      = 12,29276 ton x 2 sisi
= 24,58552 ton











9.            Beban Diafragma

Beban diafragma adalah:
V = P x L x T
Pias I   = 4 x ( ½ x 0,15 x 0,10)
= 0,03 m
Pias II  =    x 0,60
= 0,978 m
Total beban = 0,03 m + 0,978 m
= 1,008 m2
= 1,008 m2 x 6 buah
= 6,048 m2
Berat diafragma adalah:
B  = 6,048x 2,5 t/m3
= 15,12 ton

Berat untuk satu abutmen adalah:
B  = ½ 15,12 ton
= 7,56 ton


10.        Beban Gelagar

Volume gelagar adalah:
Pias I   = 16 m x 0,35m x 0,15m x x 2,5 t/m3
            = 2,1 ton
Pias II  = 16 m x ½ (0,35m + 0,2m) x 0,10  x 2,5 t/m3
            = 1,1 ton
Pias III            = 16 m x 0,20m x 0,40m xx 2,5 t/m3
            = 3,2 ton
Pias IV            = 16 m x ½ (0,50 + 0,20)m x 0,10 x 2,5 t/m3
            = 1,4 ton
Pias V  = 16 m x 0,50m x 0,15m x 2,5 t/m3
            = 3,0 ton
Volume total + berat gelagar adalah:
V         = 2,1 ton + 1,1 ton + 3,2 ton + 1,4 ton + 3,0 ton
            = 10,8 ton

Untuk beban gelagar adalah:
B  = 10,8 ton x 4 buah
= 43,2 ton
Maka beban gelagar untuk satu abutmen adalah:
B  = 43,2 ton x ½
= 21,6 ton


11.        Beban Abutment

Volume abutmen adalah:
Pias I   = 8,9 m x 0,2 m x 0,55 m x 2,5 t/m3
= 2,4475 ton
Pias II  = 8,9 m x 0,4 m x 0,45 m x 2,5 t/m3
= 4,005ton
Pias III            = 8,9 m x 0,25 m x 0,60 m x 2,5 t/m3
= 3,3375 ton
Pias IV            = 8,9 m x 0,50 m x 0,60 m x 2,5 t/m3
= 6,675 ton

Pias  V             =  8,9m x 0,60m x (  x  2,5 t/m3
= 11,481 ton
Pias VI                        = ½ x (0,25m x 0,25 m) x 8,9 m x 2,5 t/m3
= 0,6953 ton
Pias VII           = 8,9 m x ½ (0,62 x 0,62)m x 2,5 t/m3
= 4,2765 ton
Pias VIII         = 8,9 m x 2,65m x 0,6 m x 2,5 t/m3
= 35,378 ton
Pias IX                        = 8,9m x  x 0,20 x0,35 x  2,5 t/m3
= 6,8975 ton
Pias X              = 8,9m x 2,50m x 0,70m x 2,5 t/m3
                        = 38,9375 ton

Volume total = 114,1308 ton






12.        Beban Tanah di Atas Poer














Bjtanah = 1,75 t/m3
Pias I               = 8,9m x (0,5 (0,25m x 0,95 m)) x 1,75 t/m3
                        = 1,8495 ton
Pias II              = 8,9m x 2,40m x 0,95 m x 1,75 t/m3
                        = 35,511 ton
Pias III                        = 8,9m x ½ (0,2m x 0,95m ) x 1,75 t/m3
                        = 1,4796 ton
Pias IV                        = (8,9m – 0,9m) x ½  (0,2 x 0,95m) x 1,75 t/m3
                        = 1,33 ton
Pias V              = (8,9m-0,9m) x 2,13m x 0,95m x 1,75 t/m3
                        = 28,329ton
PiasVI             = (8,9m-0,9) x ½ (0,62 x 0,62)m x 1,75 t/m3
                        = 2,6908 ton
Pias VII           = (8,9m-0,9m) x  x 0,33 x 1,75 t/m3
                        = 5,775 ton
Berat tanah diatas poer adalah:
B         = 76,9649 ton

13.    Deck Sleeb

Pias I   = ½ x 0,2 m x 0,07 m x 16 m x 2,5 t/m3 x 2 sisi
            = 0,56 ton
Pias II  = 0,3m x 0,07m x 16m x 2,5 t/m3
            = 0,84 ton
Ptotal     = 1,4 ton x  3 buah      = 4,2 ton
Untuk Satu Abutmen
B         = ½ x 4,2 ton   = 2,1 ton         

Maka beban mati keseluruhan adalah:
No
Muatan- Muatan
Beban (Ton)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Plat lantai Jembatan
Aspal
Trotoar
Tiang sandaran + pipa
Plat Injak
Stop Block
Tembok Pengaman
Wingwall
Diafragma
Gelagar
Abutmen
Tanah di atas Poer
Deck Sleeb
31
5,28
5,50
1,815
8,625
32
5,12
24,58
7,56
21,6
114,13
76,9649
2,1

Total
336,9749
3.2.            Beban Hidup
Menurut PPPJJR-1987, beban hidup yang bekerja pada jembatan kelas 2B diperhitungkan sebesar 70 % dari total beban hidup pada jembatan, dibagi dalam beberapa bagian sebagai berikut :
1.   Beban T (beban terpusat lantai kendaraan) diambil 10 ton.
2.   Beban D (beban jalur lalu lintas) sepenuhnya (100%) harus dibebankan pada seluruh lebar jembatan.

1.         Beban Garis ( P )
Menurut PPPJJR-1987, besar beban garis (P) diambil 12 ton  diperhitungkan sebesar 70 %. Maka beban P dapat dihitung:
P    = 12 t x 70 %
      = 8,4 t/m
BTr =
            =  x 7,75 m x 50%
            = 11,83 ton

2.         Beban Terbagi Rata (q)
Menurut PPPJJR-1987, beban “q” untuk L ≤ 30 m adalah 2,2 t/m dan besar beban “q” yang bekerja pada jembatan adalah :
q          = P1 + Btr
            =  8.4 ton + 11,83 ton
            =  20,23 t/m
Maka besarnya beban untuk satu bentang adalah:
Btr       = q x Panjang bentang
            = 20,23 x 16 m
            = 323,68 ton



Beban “D” yang dimpahkan pada satu abutment adalah :
Dabutment                = ½ B
                        = ½ x 323,68 ton
                        = 161,84 ton

3.      Beban Hidup pada Trotoar
Menurut PPPJJR-1987, beban hidup yang bekerja pada pada trotoar diambil sebesar 500 kg/m2  dan bekerja 60 %. Maka beban yang bekerja pada trotoar adalah :
Luas                            = 0.5 meter
Panjang bentang          = 16 meter
Beban sandaran           = 100 Kg/m
Horizontal                   = 100 m diambil 60%

Beban trotoar pada satu bentang dan tiang Sandaran adalah:
Bts          = {( 0.1 x  16m ) + ( 0.5 x 16m ) x 2 x 60%
            = 11,2 ton

Maka beban yang bekerja pada trotoar dan tiang samndaran adalah:
Bts        = ½ x 11,2 ton
            = 5,6 ton
H         = D + Bts
            = 161,84 + 5,6 ton
            = 167,44 ton







4.      Beban Kejut
Menurut PPPJJR-1987, beban kejut (K) diperoleh dari hasil perkalian beban garis (P) dengan koefisien kejut:
K   =
      =
      = 1,025 ton

Maka besarnya beban kejut adalah :
K   = ½ koefesien x P garis
      = ½ x 1,025 x 8.4 ton
      = 4,305 ton

5.      Beban angin
Pengaruh tekanan angin sebesar 150 kg/cm2, untuk gelagar diambil 100%, luas sisa jembatan yang langsung terkena angin ditambah 50 % luas sisi bidang lain :
W lantai           = 1.8 m x 16 m x 0.15 t/m2 x 100%    = 4,32 t
W kendaraan   = 2 m x 16 m x 0.15 t/m2 x 100%       = 4,8 t
W sandaran     = 1 m x 16 m x 0.150 t/m2 x 50%       = 1,2 t      +
W total               =10,32 t
Besarnya beban angin yang bekerja pada 1 abutment :
W        = ½ x W total
            = ½ x 10,32 t
            = 5,16 t





6.      Beban traksi dan rem
Berdasarkan beban rem dan traksi diperkirakan 5 %, dari pada beban D yang bekerja horizontal dalam sumbu jembatan selain pondasi langsung ditentukan 0,05 dan beban jalur sebesar 161,84 ton adalah :
Rm      = 5% x D
      = 5% x 161,84 ton
      = 8,092 ton
Besarnya beban rem untuk 1 abutment :
R abutment     = ½ x Rm
= ½ x 8,092 ton
      = 4,046 ton


7.      Beban gempa
Untuk bangunan jembatan ini koefisien gempa ditentukan sebesar 0,14 dengan beban mati sebesar  t, maka beban gempa yang bekerja adalah :
Eh        = E x M(beban Mati)
= 0.14 x 336,9749 t
= 47,176486 ton


8.      Beban Geser
Berdasarkan koefisien geser 0,16 dan beban mati 351,08 ton, maka beban geser yang bekerja adalah:
Bar        = E x M(beban Mati)
= 0.16 x 336,9749 t
= 53,915984 ton




9.      Beban air hujan
Beban air hujan diperhitungkan setinggi 0.02 meter, dengan berat jenis 1 t/m3, dan panjang bentangan 16 m, maka beban air hujan adalah:
Bar      = 0.02 x 16 m x 7,75m x 1
= 2,48 ton/m

Maka beban air hujan yang bekerja pada satu aboutmen adalah:
Bar      = ½ x 2.48 ton
= 1,24 ton


10.  Beban Tekanan Tanah
Tanah yang ditimbun dibelakang dan didepan abutment menggunakan material lempung berlanau, Bj tanah = 1,7 t/m3 ⱷ = 260, h = 5,4 m, q = 1 t/m.
Ka       =
            =
            = 0,39050

Ta        = ½ x  x h2 x q x h
            = ½ x 1,7 t/m3 x 5,42 x 0,3905 x 1 x 5,4 m
            = 52,26 ton









11.  Beban Tekanan Tanah Aktif Akibat Gempa
Tag      = koef Gempa x Tag
            = 0,14 x 52,26 ton
            = 7,317 ton

Perhitungan Kombinasi adalah:
Beban Mati                                   M = 336,9749
Beban hidup                                  H = 161,84
Beban kejut                                   K = 4,305
Beban Angin                                 A = 5,16
Beban Rem                                   Rm= 4,046
Beban geser                                   Gg= 53,915984
Beban gempa                                G = 47,176486
Beban tekanan Tanah                    Ta = 52,26
Beban tekanan Tanah Gempa       Tag= 7,317

Kombinasi I    = M + H +K + Ta + Tag
        = 336,9749 + 161,84 + 4,305 + 52,26 + 7,317 + 0
                        = 562,6969 ton

Kombinasi II   = M + Ta + Ah + Gg + A + SR + Tm
                        = 336,9749 + 52,26 + 0 + 53,915984+5,16 +0 + 0
                        = 448,311 ton

Kombinasi III = Kombinasi I + Rm + Gg + A + SR + Tm
                        = 562,6969 + 4,046 + 53,915984+ 5,16 + 0 + 0 + 0
                        = 620,6589 ton

Kombinasi IV = M + Gh + Tag + Gg + AHg + Tu
                        = 336,9749 + 47,17486 + 7,317 + 53,915984 + 0 + 0
                        = 445,3827 ton
Kombinasi V   = M + PI
                        = 336,9749 + 0
                        = 336,9749 ton

Kombinasi VI = M + H + K + Ta + S + Tb
                        = 336,9749 + 161,84 + 4,305 + 52,26 + 0 + 0
                        = 555,3799 ton

Maka beban – beban yang bekerja dari kombinasi di atas harus di bagikan dengan persentase tegangan yang digunakan adalah :
Kombinasi I    = 562,6969 ton x 100%
                        = 562,6969 ton
Kombinasi II   = 448,311 ton x 125%                       
= 560,3888 ton
Kombinasi III = 620,6589 ton x 140%
                        = 868,92246 ton
Kombinasi IV = 445,3827 ton x 150%
                        = 668,07405 ton
Kombinasi V   = 336,9749 x 130%
                        = 438,06737 ton
Kombinasi VI = 555,3799  ton  x 150%
                       = 833,06985 ton
Jadi dari perhitungan kombinasi diatas diperoleh kombinasi maksimum adalah kombinasi III yaitu sebesar 868,92246 ton.









3.3.            Perhitungan Tekanan Tanah
1.            Berat isi Tanah
Tanah dibelakang abutment ditimbun dengan tanah non kohesif yang berasal dari sekitar proyek, berat isi tanah asli (γ) dengan nilai N = 55, pada kedalaman 42 m karena pada kedalaman tanah (42 m) di asumsikan tanah tersebut telah menjumpai tanah aslinya :
Berat isi tanah asli (γ) dapat di hitung dengan melihat hubungan harga N dengan berat isi tanah, untuk mendapatkan berat tanah asli dihitung dengan interpolasi

         60                     55                     31





        22                                            16


 =
 =
 -16 = 4,56
 = 20,96 kN/m3
   = 2,096 t/m3








2.            Sudut Geser Dalam
60                     55                        31






22                                         16

 =
       =
 -40    = 4,13
           = 44,130


Untuk mengetahui tekanan tanah aktif digunakan persamaan sebagai berikut:
a.       Koefisien tekanan tanah timbunan.
Ka1         =
=
= 0.1790
Ka2        =
=
= 5,580




b.      Tekanan tanah aktif pada abutment :
Pa1          = Ka1 x q x h1 x L
= 0,179 x 1 t/m3 x 2,48 m x 7,75 m
= 3,43 ton
Pa2          = ½ x Ka1 x γ1 x (h12) x L
= ½ x 0,179 x 1 t/m3 x (1,65 m)2 x 7,75 m
= 1,88 ton
Pa total      = Pa1 + Pa2
= 3,43 ton + 1,88 ton
= 5,32 ton

Besarnya momen akibat tekanan tanah adalah :
Mpa        = Pa1 x a1+ Pa2 x a2
= (3,43 t x 2,48) + (1,88 t x 1,65 t)
= 11,62  tm

c.       Tekanan tanah pasif
Kp       =
=
= 5,580


d.         Tekanan tanah pasif pada abutment
Pp1       = ½ x γw x (h1)2 x S x 2
= ½ x 1 t/m3 x (1,205)2 x 1.205 m x 2
= 1,75 ton
Pp2       = ½ x Kp1 x γ1’ x (h2)2 x 2
= ½ x  x 5,580 x 1 t/m3x (0,80)2 x 2
= 3,57 ton
Pp3       = ½ x γw x (h2)2 x S x 2
= ½ x 1 t/m3 x (0,80 m)2 x 1 m x 2
= 0,64  ton
Pp total  = Pp1 + Pp2 + Pp3
= 1,75 ton + 3,57 ton + 0,64 ton
= 5,96 ton
Momen yang terjadi pada abutment adalah:
MPp    = Pp1 x Yp1 + Pp2 x Yp2 + Pp3 x Yp3
= (1,75 t x 2,4 m) + (3,57 x 1,2) + (0,64 t x 1,2 m)
= 9,252 tm
            Z          =  
= 1,55

3.            Gaya Gesek
Gh    = Koef x beban Mati
= 0,16 x 336,9749 ton
= 53,915984 ton


4.      Tekanan Tanah Akibat Gempa Bumi
Tag   = koef x Pptotal
= 0,14 x 5,96 ton
= 0,834 ton














3.4.            Perhitungan Daya Dukung Tiang terhadap Kekuatan tanah
1.      Daya dukung tanah
Dalam perencanaan digunakan 2 x 6 buah tiang pancang dengan sisi 0.45 m luas  tiang pancang  adalah :
Ap       = Sisi x 2 x 4 tiang pancang
= 0.45 m  x 2 x 6
= 5,4 m2
Daya dukung tanah yang dihitung dengan menggunakan metoda Terzhagi adalah:
qu        = 1,3 x C x Nc + Po x Nq + 0,4 x γ x B x Nγ

dengan
Po        = γ x Df
= 1,7 t/m3 x 22 m
= 37,4 t/m2
Kohesif tanahnya:
c          = 0,10 . N
= 0,10 x 55
= 5,5 t/m
Dari tabel faktor daya dukung menurut terzaghi didapat:
         = 44,130, Nq    = 157,2920
Nc   = 158,970
  = 263,200
Maka daya dukung ultimate adalah:
qult = (1,3 x C.Nc) +( Po.Nq) +( 0,4 x γ x B x Nγ)
= (1,3 x 5,5x 158,97)+(37,4 x 157,2920) +( 0,4 x 1,7 x 0.45 x 263,200)
= 71810,48 t/m2

Maka daya dukung bersih
 qnetto = qult - γ x Df
 = 7180,48 – 37,4
 = 7143,08475 t/m2
Kapasitas daya dukung ultimate:
Qa       =
=
= 2381,02 t/m2

Pa        = qa x Ap
= 2381,02 x 5,4
= 12857,508 tm

Qtotal gross         = 2381,02 t/m2 x (1/4 x  x 0,452
= 378,68 ton

Pa > Pk
12857,508 tm > 517,225 tm (Aman)

2.      Daya dukung Tiang Pancang
Daya dukung tiang pancang berdasarkan data SPT, menurut L.Decourt dalam “Prediction Of The Bearing Capacity of Piles Based Exclucively on N Values of the SPT” (ESOPT II, Amsterdam 1982) adalah :
Qu       = Qp + Qs
a.          Daya dukung Terhadap tahanan ujung
p    =  
= 45,7 t/m2

qp      = p x K
= 45,7 x 12
= 548 t/m2
Ap    = 0,25 x  x d2
= 0,25 x 3,14 x 0,452
= 0,159

Qp      = qp x Ap
= 548 x 0,159
= 87,15 ton

b.         Tahanan Geser
ΣN        = 29 + 36 + 48 + 55 + 32 + 30 +27 +30 +28 + 28
= 343
         =
= 34,3
qs              =  + 1
=  + 1
= 12,43
Qs         =  3,14 x 0,45 x 10 x 12,43
= 175,64 ton

Jadi besarnya daya dukung tiang pancang adalah :
Qu = 87,15+ 175,64
= 262,7859 ton

Daya dukung tiang pancang yang di izinkan adalah :
Qizin =
= 87,59 ton

Jadi jumlah tiang pancang yang dapat menahan beban maksimum yang bekerja adalah :
N         =
=
= 11,29
Maka jumlah tiang pancang yang di gunakan sebanyak 12 buah.


3.      Daya dukung berdasarkan kekuatan bahan
Menurut Ir.sardjono, HS (1991), besarnya daya dukung tiang pancang berdasarkan kekuatan bahan yang digunakan dengan persamaan sebagai berikut :
Ptiang = σb x Atiang
Dimana :
Fc’       = 25 Mpa = 250 kg/cm2
Fy        = 240 MPa = 2400 kg/cm2
Ф         = 0,6

Maka besarnya tengangan izin :
σb  = 250 kg/cm2 x 0.6
= 150 kg/cm2
Kemampuan daya dukung untuk satu tiang pancang :
P    = 150 kg/cm2 x (¼ x 3.14 x 0,452)
= 238,44 ton
Untuk menentukan jumlah tiang pancang yang digunakan adalah :
N   =
=
= 4,14 buah tiang

Berdasarkan jumlah tiang pancang yang di peroleh, maka diambil jumlah yang terbesar yaitu SPT sebanyak 12 tiang dengan jarak penempatan adalah sebagai berikut :
-          Untuk kolom as ke as dengan S                      = 1,60 m
-          Untuk baris as ke as dengan S                                    = 1,50 m
-          Jumlah tiang pancang dalam 1 kolom             = 2 tiang
-          Jumlah tiang pancang dalam 1 baris               = 6 tiang

Dengan syarat as ke as (Dirjen Bina Marga PU) dalam buku Ir.Sardjono.Hs (1991)
            S > 2,5 D
1,6 m > 2,5 x 0,5
1,6 m > 1,25 m ………………………….(aman)


4.         Daya dukung kelompok tiang pancang
Dari perhitungan daya dukung tiang pancang berdasarkan niali SPT dan kekuatan bahan, jumlah tiang pancang yang digunakan untuk 12 tiang, dimana :
-          Jumlah tiang pancang dalam 1kolom (n)        = 2 tiang
-          Jumlah tiang pancang dalam 1 baris               = 6 tiang
-          Untuk Baris dengan S                                     = 1.50 m
-          Untuk Kolom Dengan S                                 = 1,60 m
Menurut Ir.sardjono, HS (1991), besarnya daya dukung kelompok tiang pancang dapat dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut :
Qn       = η x n x Qsp

Dimana menurut los angeles group besarnya efisiensi kelompok tiang pancang dapat dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut :
E          = x 12 tiang
= 0,5
Jadi daya dukung kelompok tiang pancang adalah :
Qu       = 0,5 x 12 tiang x 87,59 t
= 525,54 > P yang bekerja …………………………(aman)

Daya dukung berdasarkan kekuatan bahan :
Qu       = 0,5 x 12 tiang x 238,44 t
= 1430,64 t …………………………………………(aman)




3.5.            Penulangan Tiang pancang
1.      Tulangan Pokok
Penulangan tiang pancang yang didasarkan pada momen lentur yang terjadi pada saat pengangkatan beban pada saat pemancangan.Pemancangan berpedoman pada metode kekuatan batas (Ultimit)
Momen maksimum yang terjadi oada saat tiang diangkat pada kedua ujungnya dapat dihitung dengan persamaan:













Mmax       =  q x L2
Dimana :
q dapat dihitung dengan persamaan :
q    = 1.2  DL + 1.6  LL
      = 1.2 (0.45 x 0.45 x 2.5 t/m3 ) + 1.6 x 0
        = 0.608  t/m3
Maka momen max :
M max       =  x 0.608  x (22)2
                        = 36,78 t/m
Luas tulangan tarik yang diperlukan, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
 S   =  p x b x d

Nilai p berdasarkan nilai K, dihitung dengan menggunakan persamaan :
K   =

Nilai d (diambil tinggi efektif diambil 300 mm)
Maka :
      K         =
                        = 1899,79 t/m2
                                = 1,899 Mpa
= 1.9 Mpa

Dari tabel dapat dinilai
             P         = 0,0085 (tabel A-9)
           
Untuk mengontrol keamanan yaitu :
Ρmin < Ρdesign < Ρmax         
Ρmin    =   =
            =0.0058
Pmax   = 0,75.(0,85.fc.
= 0,75.(0,85.20.
= 0,45
Ρmin < Ρdesign < Ρmax         
0,0058 < 0,0085 < 0,45           OK     

Maka
As        = ρ x b x d
            = 0.0085x 400 x 220
            = 748 mm2
Maka tulangan yang digunakan yaitu 4 Ф 16 (803,84 mm2) untuk lebih jelasnya dilihat pada lampiran gambar tinag pancang.
As        = 4 x ( ¼ x 3.14 x 16 2)
            = 803,44 mm2


2.         Penulangan ekstra
Volume tiang pancang :
P          = ¼ x 3.14 x 0,452 x 22 x 2,5 t/m3
            = 8,742 t
            = 8742 kg
B         = 0,5 P + 600 kg
            = 0,5 x 8742 + 600 kg
            = 4971 kg
            = 4,971 ton

Besarnya energy yang timbul akibat tumbukan hammer dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
Ea        = B x H
            = 4,971 ton x 2 m
            = 9,942 tm

Besarnya kehilangan energy diperkirakan sebesar (c) = 0,25, muatan energy yang di perkenankan untuk satu tiang berdasarkan kekekuatan Qa = 294,4t. banyaknya pukulan pada saat terakhir = 55 (untuk tiang pancang dari beton), masuknya tiang pada saat pukulan terakhir adalah :
Z          =  
            =  
            = 0,385 m
            = 38,5 cm
Jadi besarnya daya tahan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
R         =
            =
            = 25656,77 kg

Besarnya beban yang di timbul pada tiang akibat tumbukan hammer dengan factor keamanan 6, dapat di hitung dengan persamaan sebagai berikut :
Ptiang  =
            =
= 4276.13 Kg

Luas tulangan ekstra yang di perlukan pada tiang pancang dapat di hitung dengan cara sebagai berikut :
Ast      =
            =
            = 3,039 m2
= 3059 mm2


Maka tulangan yang di pakai 4 Ф 32 mm (As = 3217,0 mm2). Tulangan tambah ini di pasang antara tulangan utama sepanjang 2D dari sisi bagian atas tiang.















Diposting oleh di

1 komentar:

Langganan: Posting Komentar (Atom)