KAJIAN TEKNIS, BIAYA DAN WAKTU TERHADAP PEMILIHAN...

KAJIAN TEKNIS, BIAYA DAN WAKTU TERHADAP PEMILIHAN FONDASI TIANG BOR DAN FONDASI RAKIT PELAT RATA PADA GEDUNG KULIAH UMUM 1 ITERA

1

KAJIAN TEKNIS, BIAYA DAN WAKTU TERHADAP PEMILIHAN FONDASI TIANG

BOR DAN FONDASI RAKIT PELAT RATA PADA GEDUNG KULIAH UMUM 1

ITERA

Rahmat Kurniawan1, Josua Haholongan2

Institut Teknologi Sumatera, Jl. Terusan Ryacudu, Kec. Jatigung, Lampung Selatan 35365 1)

Institut Teknologi Sumatera, Jl. Terusan Ryacudu, Kec. Jatigung, Lampung Selatan 35365 2)

Email : [email protected]), [email protected])

ABSTRAK

Fondasi adalah suatu konstruksi pada bagian dasar struktur bangunan yang berfungsi

untuk meneruskan beban yang disebabkan struktur pada bagian atas. Dalam suatu bangunan,

diperlukan pemilihan fondasi yang efisien dalam hal segi biaya maupun waktu pekerjaan dan

tidak melupakan kriteria desain yang ada. Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis jenis

fondasi yang efisien dan efektif digunakan pada Gedung Kuliah Umum 1 ITERA, dengan

membandingkan biaya dan waktu pekerjaan fondasi rakit dan fondasi tiang bor. Gedung Kuliah

Umum 1 ITERA memiliki luas sebesar 2688 m2. Fondasi rakit yang direncanakan memiliki

panjang dan lebar 114 x 26 meter dengan tebal fondasi rakit sebesar 1 m. Pada fondasi tiang bor

direncanakan menggunakan diameter 0,8 m dan 1 m dengan kedalaman 10 meter.

Hasil dari penelitian ini yaitu pada fondasi rakit memiliki pengeluaran biaya yang lebih

besar daripada fondasi tiang bor dengan biaya sebesar Rp.5.166.436.661.51. dan fondasi tiang

bor sebesar Rp. 4.306.612.705.62. Untuk waktu pekerjaan, fondasi rakit memiliki waktu yang lebih

lama daripada fondasi tiang bor. Waktu pekerjaan fondasi rakit dan tiang bor berturut turut

adalah 180 hari dan 90 hari. Dengan hasil ini, fondasi yang lebih efisien dalam segi biaya dan

waktu untuk Gedung Kuliah Umum 1 ITERA adalah fondasi tiang bor.

ABSTRACT

The foundation is a construction at the base of the building structure which its function is

to distribute the load caused by the structure at the top. In a building, it is necessary to choose a

foundation that is efficient in terms of cost, time, and also the existing design criteria.

This thesis is carried out to plan the foundation that will be used in Gedung Kuliah Umum

1 ITERA ( GKU 1 ITERA), by comparing the cost and time of the raft foundation work and the

bored pile foundation work. GKU 1 ITERA has an area of 2688 m2. The foundation of the raft is

114 x 26 meters long and thickness of the foundation 1 m. The bored pile foundation is planned

using a pile diameter of 0.8 m and 1 m with 10 meters of depth.

The output of this research is that the raft foundation has a greater outlay than the bore

pile foundation at a cost of Rp. 5,166,436,661.51. and bored pile foundation of Rp.

4,306,612,705.62. For working time, the raft foundation has a longer time than the bored pile

foundation. The raft foundation and bored pile working time were 180 days and 90 days,

respectively. With these outcomes, a more efficient foundation in terms of cost and time for GKU

1 ITERA is the bored pile foundation .

Keywords: Raft Foundation, Bored Pile Foundation, Cost Efficiency, Time Efficiency,

Design Criteria.

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]


2

Kata kunci : Fondasi Rakit, Fondasi Tiang Bor, Efisiensi Biaya, Efisiensi Waktu, Kriteria

Desain

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Fondasi adalah suatu konstruksi pada bagian

dasar struktur bangunan yang berfungsi

untuk meneruskan beban yang diakibatkan

struktur pada bagian atas kepada lapisan

tanah yang berada pada bagian bawah

struktur tanpa mengakibatkan keruntuhan

geser tanah, dan penurunan tanah fondasi

yang berlebihan. Fondasi juga dibagi menjadi

2 jenis yaitu, fondasi dangkal dan fondasi

dalam. Rekayasa fondasi merupakan suatu

upaya teknis untuk mendapatkan jenis dan

dimensi fondasi bangunan yang efisien,

sehingga dapat menyangga beban yang

bekerja dengan baik. Penulis akan membahas

kedua jenis fondasi untuk dianalisis, yaitu

fondasi rakit yang termasuk jenis fondasi

dangkal dan fondasi tiang bor yang termasuk

fondasi dalam. Institut Teknologi Sumatera

(ITERA) adalah sebuah perguruan tinggi

negeri yang terdapat di Provinsi Lampung.

Lokasinya berada wilayah Kabupaten

Lampung Selatan. Pada penulisan tugas akhir

ini, gedung perkuliahan yang akan dianalisis

adalah Gedung Kuliah Umum 1 ITERA

(GKU 1 ITERA). GKU 1 ITERA merupakan

suatu bangunan perkuliahan yang struktur

bawahnya menggunakan fondasi tiang bor.

Rumusan Masalah

Beberapa rumusan masalah yang menjadi

acuan pada penelitian adalah :

1. Bagaimana hasil desain fondasi rakit dan

fondasi tiang bor berdasarkan mutu?

2. Bagaimana hasil analisis efisiensi biaya

pada fondasi tiang bor dan fondasi rakit?

3. Bagaimana hasil analisis penjadwalan

pada fondasi tiang bor dan fondasi rakit?

Tujuan

Tujuan pada penulisan ini adalah :

1. Memperoleh hasil desain fondasi rakit

dan fondasi tiang bor.

2. Menghasilkan efisiensi biaya antara

fondasi rakit dan fondasi tiang bor pada

bangunan GKU 1 ITERA.

3. Menghasilkan penjadwalan fondasi rakit

dan fondasi tiang bor pada bangunan GKU

1 ITERA.

Ruang Lingkup

Ruang lingkup pada penelitian ini adalah :

1. Tugas akhir membahas fondasi tiang bor

dan rakit.

2. Fondasi dangkal yang digunakan adalah

fondasi rakit berjenis pelat rata.

3. Fondasi dalam yang digunakan adalah

fondasi tiang bor.

4. Perhitungan struktur bawah hanya

membahas fondasi, tidak bersama sloof.

5. Data tanah yang digunakan adalah data

tanah bangunan GKU 1 ITERA.

6. Studi kasus yang akan dibahas adalah

pada Gedung Kuliah Umum 1 ITERA.

7. Aplikasi yang digunakan adalah ETABS,

SAFE, PCAColumn, Lpile, GROUP.

Sistematika Penulisan Laporan

Laporan Tugas Akhir ini disusun dengan

sistematika sebagai berikut:

1. Bab I Pendahuluan.

Bab ini menjelaskan secara singkat latar

belakang, perumusan masalah, tujuan,

ruang lingkup, serta sistematika penulisan

laporan Tugas Akhir.

2. Bab II Judul.

Bab ini menjelaskan uraian tentang

perkembangan keilmuan berkaitan dengan

tema/judul kajian.

3. Bab III Pelaksanaan Penelitian

Bab ini menjelaskan secara umum

mengenai metodologi, percobaan, dan

interpretasi data.

4. Bab IV Hasil – Hasil Pembahasan

https://id.wikipedia.org/wiki/Beban

https://id.wikipedia.org/wiki/Perguruan_tinggi_negeri

https://id.wikipedia.org/wiki/Perguruan_tinggi_negeri

https://id.wikipedia.org/wiki/Provinsi_Lampung

https://id.wikipedia.org/wiki/Kabupaten_Lampung_Selatan

https://id.wikipedia.org/wiki/Kabupaten_Lampung_Selatan


3

Bab ini menyajikan hasil penelitian dan

diskusi terhadap hasil yang diperoleh.

Hasil penelitian dapat disajikan dalam

bentuk grafik/gambar/tabel.

5. Bab V Simpulan dan saran

Bab ini menyajikan simpulan dari

penelitian.

TINJAUAN PUSTAKA

Fondasi Dangkal

Fondasi dangkal adalah struktur bawah yang

berfungsi meneruskan (mendistribusikan)

beban bangunan yang berada di atas ke tanah

keras yang relatif dekat dengan permukaan

tanah dan tidak terlalu dalam yakni

kedalaman fondasi (Df) harus kurang dari

atau sama dengan lebar fondasi (B) atau

(Df<B). Fondasi dangkal dapat dibedakan

menjadi beberapa jenis, antara lain :

a. Fondasi setempat ( Single footing ).

b. Fondasi menerus ( Continuous footing ).

c. Fondasi pelat ( Raft foundation ).

d. Fondasi cakar ayam.

e. Fondasi sarang laba-laba.

Fondasi Rakit

Fondasi rakit adalah pelat beton besar yang

digunakan untuk mengantarai permukaan

(interface) dari satu atau lebih kolom di

dalam beberapa garis atau jalur dengan tanah

dasar (Surjandari, 2007). Fondasi rakit (raft

foundation) juga merupakan salah satu jenis

fondasi dangkal dengan pelat beton yang

berbentuk rakit melebar keseluruh bagian

dasar bangunan, yang digunakan untuk

meneruskan beban bangunan ke lapisan tanah

dasar atau batu-batuan di bawahnya yang

mendukung beban struktur diatasnya.

Fondasi Dalam

Fondasi dalam adalah jenis fondasi yang

meneruskan beban pada struktur atas ke tanah

keras atau batu yang terletak jauh dari

permukaan tanah. Fondasi dapat digolongkan

fondasi dalam apabila perbandingan antara

(Df) dengan lebar (B) lebih dari sepuluh

(Df/B >10). Fondasi dalam dapat dibagi

menjadi beberapa jenis, yaitu :

a. Fondasi tiang pancang.

b. Fondasi tiang bor.

Fondasi Tiang Bor

Fondasi tiang bor adalah fondasi dalam yang

dibangun di dalam permukaan tanah sampai

kedalaman tertentu dengan cara membuat

lubang dengan cara pengeboran tanah.

Setelah elevasi kedalaman / toe level

pengeboran tercapai kemudian fondasi pile

dilakukan dengan pengecoran beton

bertulang terhadap lubang yang sudah di bor.

Sistem pengeboran dapat dilakukan dalam

berbagai jenis baik sistem manual maupun

sistem hidrolik. Besar diameter dan

kedalaman galian dan juga sistem

penulangan beton bertulang didesain

berdasarkan daya dukung tanah dan beban

rencana/ desain load yang akan dipikul.

Fungsi fondasi ini juga ditujukan untuk

menahan beban struktur melawan gaya

angkat dan juga membantu struktur dalam

melawan kekuatan gaya lateral dan gaya

guling.

Daya Dukung Tanah Fondasi Dangkal

Daya dukung untuk fondasi dangkal

memiliki beberapa teori yang dapat

digunakan, seperti contohnya Terzaghi dan

Meyerhoff. Berikut adalah uraian dan rumus

dari beberapa teori yang dapat digunakan

untuk menentukan daya dukung tanah pada

fondasi dangkal :

a. Teori Terzaghi

Menghitung daya dukung ultimit fondasi

dangkal

qu = c’ Nc x q Nq x 1

2 γBNγ

Persamaan diatas merupakan rumus dasar

daya dukung menurut teori Terzaghi, namun

persamaan tersebut dapat diturunkan lagi

menurut bentuk fondasinya, berikut adalah


4

penurunan rumus daya dukung berdasarkan

bentuk fondasi dangkal menurut Terzaghi :

(Square foundation)

qu = 1,3c’ Nc x q Nq x 0,4γBNγ

(Circular foundation)

qu = 1,3c’ Nc x q Nq x 0,3γBNγ

Keterangan :

c’ : Kohesi.

Nc : Tan φ’ ( Kc + 1).

Nq : Kq tan φ’.

Nϒ : 1

2 tan φ’ (Kq tan φ’ – 1).

q : γ Df.

γ : Massa jenis tanah.

B : Lebar fondasi.

Untuk menghitung kapasitas daya dukung

izin (gross) :

qall = qu

FS

qu : daya dukung ultimit

FS : Safety Factor


izin (netto) :

qall = (qu-q)

FS

b. Teori Meyerhoff

Menghitung daya dukung fondasi dangkal

ultimit :

qu = c’Nc Fcs Fcd Fci + qNq Fqs Fqd Fqi + 1

2 BNγ Fγs Fγd Fγi

c’ : Kohesi

q : Tegangan efektif pada bawah fondasi

γ : berat jenis tanah

B :lebar fondasi (diameter jika di fondasi

circular)

Fcs, Fqs, Fgs : shape factors

Fcd, Fqd, Fgd : depth factors

Fci, Fqi, Fγi : load inclination factors

Nc, Nq, Nγ : bearing capacity factors

Untuk menghitung faktor kapasitas daya

dukung, dapat kita gunakan rumus berikut :

Nq = tan2(45+φ’

2)eπtanφ'

Nc = (Nq – 1) cot φ’

Nϒ = 2 (Nq + 1) tan φ’

Daya Dukung Tanah Fondasi Rakit

Fondasi rakit merupakan fondasi yang

termasuk kedalam fondasi dangkal.

Dikarenakan fondasi rakit termasuk jenis

fondasi dangkal, alhasil rumus yang

digunakan untuk fondasi rakit adalah

penurunan dari rumus fondasi dangkal.

Untuk rumus yang digunakan pada fondasi

rakit adalah turunan dari teori Meyerhoff :

qu : cu Nc Fcs Fcd + q.

rumus diatas untuk kondisi saturated clay

(φ’ = 0), dimana cu merupakan kohesi

undrained. Untuk (φ’ = 0) maka Nc = 5.14,

Nq = 1, dan Nϒ = 0 (dari gambar 2.4). Jika

persamaan (2.10) kita masukkan Nc dan Nq,

maka rumus akan menjadi :

Fcs = 1 +0,195(B

L).

Maka dengan adanya rumus Fcs untuk

fondasi rakit dan Fcd pada persamaan (2.21)

dapat ditulis rumus daya dukung fondasi

sebagai berikut :

qu = 5,14 cu ( 1 +0,195(B

L))( 1 + 0,4 (

Df

B)) +

q.


(netto) adalah :

qu (net) = qu - q = 5,14 cu ( 1 +0,195(B

L))( 1

+ 0,4 (Df

B)).

Jika data yang disediakan adalah data N-SPT,

maka rumus yang dapat digunakan adalah

sebagai berikut :

q(net) (Kn/m2)= N60 / 0,08( (B+0,3

B)2

Fd (Se

25).

N60 : Jumlah pukulan terkoreksi

B : Width (m)

Fd : 1 + 0,33 (Df/B) < 1,33

Se : Settlement

Ketika kondisi lebar fondasi sangat besar,

maka rumus yang digunakan adalah :

q(net)(Kn/m2) = 0,25N60

((1+0,33Df

B)2

Se ≤ 0,33 N60(Se).

Dalam fondasi dalam, kapasitas daya dukung

ultimit adalah penjumlahan dari daya dukung

ujung dan daya dukung friksi, berikut adalah

persamaannya :


5

Qu = Qp + Qs.

Keterangan :

Qp : Kapasitas daya dukung ujung

Qs : Kapasitas daya dukung friksi

Daya dukung ujung adalah daya dukung yang

berada tepat di ujung /spoon pile yang mana

dapat dicari dengan persamaan sebagai

berikut:

Qp = Ap x qp = Ap x ( c’ x Nc’ + q’ x Nq’ )

Keterangan :

Ap : Area of pile tip

c’ : Cohesion of the soil supporting the

pile tip

Qp : Unit point resistance

q’ : Effective vertical stress at the level

of the pile tip

Nc’Nq’: Bearing capacity factor

Daya dukung friksi adalah daya dukung yang

berada tepat di selimut / spoon pile yang

bergesekan dengan tanah. Daya dukung friksi

dapat dicari dengan persamaan rumus

sebagai berikut :

Qs = ∑p x ∆Lf.

Keterangan :

p : keliling / spoon pile

L : panjang / spoon pile per kedalaman

yang ditinjau

f : unit friksi di setiap kedalaman

untuk menghitung Qall / daya dukung yang

diizinkan, dapat menggunakan persamaan :

Qall = Qult / FS.

Keterangan :

FS : Safety Factor

Qult : daya dukung ultimit

Safety factor biasa digunakan berkisar antara

2,5 – 4

Daya Dukung Tanah Fondasi Tiang Bor

Fondasi tiang bor merupakan jenis fondasi

yang termasuk ke jenis fondasi dalam.

Rumus yang digunakan untuk mengetahui

kapasitas daya dukung izin merupakan rumus

turunan dari fondasi dalam itu sendiri, namun

ada suatu hal yang harus diperhatikan, yaitu

jenis tanah. Jenis tanah dapat dibagi menjadi

2 yaitu tanah kohesif (lempung) dan tanah

berpasir ( non kohesif). Dengan perbedaan

jenis tanah ini, pada akhirnya rumus yang

digunakan pun berbeda. Untuk menghitung

daya dukung ujung pada fondasi tiang bor

untuk tanah clay (φ’ = 0) menurut

Meyerhoff, menggunakan rumus :

Qp = 9 cu Ap

Untuk menghitung daya dukung friksi pada

fondasi tiang bor untuk tanah pasiran

menurut Reese & Wright (1977) (c = 0),

menggunakan rumus :

Qp = 7 N (T/m2)

Keterangan :

N : N1 + N2

N1 : Nilai N-SPT dengan jangkauan

keatas 10D dari ujung tiang bor

N2 : Nilai N-SPT dengan nilai jangkauan

4D kebawah dari ujung

Untuk nilai daya dukung friksi / Qs pada

tanah lempung (φ’ = 0), dapat dihitung

menggunakan persamaan sebagai berikut :

Qs = α c

Keterangan :

α : 0,55 (Reese & Wright 1977)

Qs : daya dukung friksi

c : kohesi

untuk daya dukung friksi dengan jenis tanah

pasiran, maka persamaan yang digunakan

berbeda dengan data yang dibutuhkan adalah

data N-SPT, berikut persamaan yang

digunakan menurut (rata rata antara

Meyerhoff 1976 dan Reese & Wright 1977) :

Qs = 0,2 N (T/m2)

Kelompok Tiang

Pada bagian fondasi, perlu diperhatikan

apakah jumlah tiang/pile yang digunakan

cukup untuk menahan beban struktural yang

ada. Maka jumlah tiang yang diperlukan

dapat dihitung berdasarkan persamaan

sebagai berikut:

N = Qu/Qall

Keterangan :

N : jumlah tiang fondasi

Qu : daya dukung tiang aksial (kN)

Qall : daya dukung izin = Qu/SF (kN)


6

Nilai SF berada di antara 2,5-4.

Penentuan jumlah fondasi aksial diatas

berlaku pada kedua daya dukung aksial tarik

dan daya dukung aksial tekan. Jumlah

fondasi juga perlu diperhatikan akibat beban

lateral yang diterima fondasi, penentuan

jumlah fondasi didapat dari perhitungan

sebagai berikut :

N : Hu/Hall

Keterangan :

N : Jumlah tiang fondasi

Hu : daya dukung tiang lateral

Hall : daya dukung izin = Hu/SF

Efisiensi Kelompok Tiang Aksial

Di beberapa kasus, pile selalu digunakan

dalam bentuk grup untuk mendistribusikan

beban struktural ke tanah. Sebuah pilecap

dibangun diatas gabungan pile / grup pile.

Pilecap juga bisa dibangun dengan berbagai

kondisi seperti di permukaan dan diatas

permukaan tanah. Namun ada beberapa hal

yang harus diperhatikan untuk membuat daya

dukung grup terdistribusi secara baik seperti

spasi antar pile. Untuk spasi antar pile,

minimum spasi antar titik tengah pile ke titik

tengah pile adalah 2 - 2,5 D (Teng,1962).

Efisiensi daya dukung kelompok tiang

didefinisikan dengan persamaan :

Eg : Qg / ∑Qu

Keterangan :

Eg :Effisiensi grup

Qg :Kapasitas daya dukung ultimit

kelompok tiang

∑Qu :Kapasitas daya dukung ultimit

kelompok tiang tanpa efek kelompok

Converse-Labarre Equation

Eg =1-((N-1)M+(M-1)N

90NM)Ꝋ

Los Angeles

Eg= 1 – [D

π d n1 n2

] (n1(n2-1) + n2(n1-1) +

√2(n1-1)(n2-1)) Seiler - Keeney

Eg = (1 – [11D

7( d2-1

] [n1+n2-2

n1+n2-1])+ [

0,3

n1+n2]

Keterangan :

Ꝋ : Tan-1 (D/d)

M : jumlah tiang arah Y

N : jumlah tiang arah X

Untuk mengetahui apakah daya dukung tanah

dapat menahan beban struktural yang

didistribusikan ke tanah, dapat dihitung

dengan mengetahui terlebih dahulu nilai

Pmin dan Pmaks. Untuk menghitung nilai

Pmin dan Pmaks dapat menggunakan rumus

sebagai berikut

Pi = P

n±

∑Mx dy

∑dy2±

My dx

∑dx2

Keterangan :

Pi : Beban normal maksimum

n : Jumlah tiang dalam kelompok tiang

My : Momen terhadap sumbu y

dy : Jarak searah sumbu y dari pusat

berat kelompok tiang

Mx : Momen terhadap sumbu x

dx : Jarak searah sumbu x dari pusat

berat kelompok tiang

Pmaks < Qall x Eg

Pmin > 0

Efisiensi Kelompok Tiang Lateral

Daya dukung lateral kelompok tiang akan

mengalami reduksi yang disebabkan karena

konfigurasi beberapa tiang yang berdekatan.

Nilai reduksi yang dimaksud disebut faktor

modifikasi (fm), fm merupakan tanda

terjadinya reduksi reaksi tiang terhadap gaya

lateral yang terjadi.

a. Side by Side Effect


7

b. Leading Effect

c. Trailing Effect

d. Skewed Effect

Penurunan

Pada dasarnya penurunan tanah terbagi

menjadi 3 tahap yaitu :

1. Elastic settlement (Se)

2. Consolidation settlement (Sc)

3. Secondary settlement (Ss)

Jadi, untuk mengetahui total penurunan yang

akan terjadi pada suatu bangunan adalah :

St = Se + Sc + Ss

(Elastic settlement) adalah pemampatan awal

dimana pada umumnya adalah disebabkan

oleh pembebanan awal (preloading) dan

hanya terjadi pada lapisan tanah pasiran.

Se = A1 A2 qo B

Es

a. Normally Consolidated (NC)

S = HCc log

P0+ ∆p

P0

1+eo

b. Over Consolidated (OC)

S = HCs log

P0+ ∆p

P0

1+eo

c. Over Consolidated - Normally

Consolidated (OC - NC)

S = HCs log

Pc

P0

1+eo + H

Cc logPc+ ∆p

Pc

1+eo

Konsolidasi Pada Fondasi Rakit

Pada fondasi rakit, untuk mencari perubahan

tegangan rata rata, digunakan persamaan

seperti berikut :

∆σ’I = Qg

(Bg+zi)(Lg+zi)

Konsolidasi Pada Tiang Grup

Pada fondasi tiang grup, beban akan

didistribusikan ke tanah berawal pada

kedalaman 2/3 L (2/3 panjang fondasi

dalam). Berikut adalah rumus tegangan

efektif yang akan digunakan pada konsolidasi

fondasi dalam.

∆σ’I = Qg

(Bg+zi)(Lg+zi)

Metode p-y

Metode p-y merupakan salah satu metode

penyelesaian untuk menganalisis defleksi


8

lateral dan aksial pada tiang . Rumus dasar

dalam penyelesaian menggunakan metode p-

y adalah sebagai berikut :

d2

d2

(EpIpd

2y

dx2) +Q(

d2y

dx2

)-P+w=0

Diagram Alir Penelitian

Dimensi Struktur dan Bangunan

GKU 1 ITERA memiliki dimensi sebagai

berikut :

a. Panjang (Tampak depan) : 112 m

b. Lebar (Tampak samping) : 24 m

c. Tinggi : 20 m

d. Jarak antar kolom : 8 m

Pembebanan Fondasi

1. Beban mati : 0,98 kN/m2

2. Beban hidup : 4 kN /m2

3. Beban angin : 0,4 kN /m2

4. Beban gempa : (puskim.pu.go.id)

5. Beban atap : 100 kN /m2

kombinasi LRFD digunakan untuk

perencanaan penulangan pada fondasi itu

sendiri. Berikut adalah kombinasi beban

berdasarkan ASD dan LRFD :

a. ASD

1. D

2. D + L

3. D + (Lr or S or R)

4. D + 0,75L + 0,75(Lr or S or R)

5. D + (0,6W or 0,7E)

6a. D + 0,75L + 0,75(0,6W) + 0,75 (Lr

or S or W)

6b. D + 0,75L + 0,75(0,7E) + 0,75 S

7. 0,6D + 0,6W

8. 0,6D + 0,7E

b. LRFD

1. 1,4 D

2. 1,2 D + 1,6 L + 0,5(Lr or s or R)

3. 1,2D + 1,6(Lr or S or R) + (L or 0,5 W)

4. 1,2D + 1W + L + 0,5(Lr or S or R)

5. 1,2D + 1E + L + 0,2 S

6. 0,9D + 1W

7. 0,9D + 1E

c. Gempa nominal

5. (1+0,14sds)D + 0,7Ω0Qg

d. Gempa kuat

6. (1+0,105sds)D + 0,525Ω0Qg + 0,75L +

0,75(Lr atau R)

Penentuan Metode

Spasi antar kolom pada suatu strip < 1,75

β =

metode konvensional

Spasi antar kolom pada suatu strip > 1,75

β =

flexible metode

Menghitung modulus subgrade (K) :

K(BXB) = 335 x cu

= 335 x 155 kN /m2

= 50250 kN /m2

Nilai K(BXB) untuk jenis tanah

lempungkepasiran adalah sebesar 50 mN/m2

K = K(BXB)(1+0,5

B

L)

1,5

K = 50000(1+0,5

26

114)

1,5

= 37134,50292 kN /m3

Menghitung β :

β =√B1 K

4 Ef If

4


9

= √112 m x 37134,503 kN/m3

4 x 23500 x (1

12 X 114 X 1

3)

4

= 2,481

Variasi spasi antar kolom yang dimiliki

GKU 1 ITERA adalah 4 dan 8 m 1,75

β =

1,75

2,481

= 0,705

4 m dan 8 m > 0,705, maka didapatkan

metode yang digunakan adalah flexible

element method.

Geser Pons Fondasi Rakit

Dalam menentukan tebal fondasi pada SAFE,

perlu diperhatikan nilai punching shear yang

terjadi pada fondasi dengan menggunakan

kombinasi LRFD. Berikut adalah nilai

punching shear yang dihasilkan oleh aplikasi

SAFE. Untuk ketebalan fondasi yang

dibutuhkan adalah sebesar 1 m. Dengan tebal

fondasi sebesar 1 m, dihasilkan nilai

punching shear pada setiap kolom ≤ 1. Maka

kontrol geser pons pada fondasi tergolong

aman.

Penurunan konsolidasi untuk lapisan

Lempung Kepasiran

Karena P0 > P’c (15,01 kN /m2 > 10 kN /m2

), maka rumus penurunan konsolidasi yang

akan digunakan adalah normally

consolidated

Sc = HCc log

P0+ ∆p

P0

1+eo

= 1 0,0626 log

15,09+ 50,52

15,09

1+1,38

= 16,78 mm

St = Se + Sc

= 4,8 mm + 16,78 mm

= 21,58 mm

Jadi total penurunan konsolidasi yang terjadi

adalah sebesar 21,58 mm.

Kontrol Daya Dukung

qu (net) = 5,14 cu ( 1 +0,195(B

L))( 1 +

0,4 (Df

B))

= 5,14 x 96( 1 +0,195(26

114))( 1 + 0,4

(1

26))

= 507,456 kN/m2

Daya dukung pada fondasi rakit sebesar

507,456 kN/m2.

q = Q

A- γ Df

= 153282,2

26 m x 114 m- 15,09 x 1

= 36,624 kN/m2

dengan melihat perbandingan 507,456

kN/m2> 36,624 kN/m2, maka dapat

disimpulkan bahwa daya dukung pada

fondasi rakit mampu menahan beban yang

ada.

Penulangan

1. Data perencanaan penulangan pelat 2 arah

Dimensi pelat = 114 m x 26 m

Tebal decking = 75 mm

Diameter tulangan rencana = 22 mm

Tinggi efektif

dx = 400 – 75 – 22/2 = 914 mm

dy = 400 – 75 – 22 – 22/2 = 892 mm

2. Menentukan momen yang bekerja pada

pelat

Gambar 4.1. Momen O – S (Envelope

Max).

1. Menentukan ρ minimum

ρ min = 0,0018 (SNI 2847:2013 Ps.7.12.2.1)

2. Menentukan ρ balance

ρ balance = 0,85 x B1 x f'

c x 600

fy x (600+fy)

=0,85 x 0,85 x 25 x 600

420 x (600+420)


10

= 0,0253

3. Menentukan ρ maksimum

ρ maks = 0,75 x ρ bal

= 0,75 x 0,0253

= 0,019

4. Momen ultimit (data)

Penulangan arah X ; O – S (8 – 18)

Tulangan atas = 250 kN.m

5. Momen nominal

Mn = Mu

0,8


Mn tulangan atas (envelope min) = 250 kN.m

0,8

6. Menentukan koefisien m

m = fy

0,85 fc

= 420 mPa

0,85 x 25 mPa

= 19,765

7. Menentukan Rn

Rn = Mn

b x dx2


Mn Tulangan atas (envelope min)

Rn = 312 ,5 kN.m

1000 x 9142

= 0,3741 mPa

8. Menentukan ρ perlu

ρ perlu = 1

m x (1- √1-

2 x m Rn

fy

a. Penulangan arah X ; O – S (8 – 18)

ρ perlu tulangan atas (envelope min)

ρ perlu = 1

19,765 x (1- √1-

2 x 19,765 x 0,3741

420 )

= 0,0009

ρ min < ρ perlu < ρ maks

0,0018 < 0,0009 < 0, 019, maka digunakan ρ

min dengan nilai 0,0018

9. Menentukan As perlu

As perlu = ρ pakai x b x dx

a. Penulangan arah X ; O – S (8 – 18)

As perlu tulangan atas (envelope min)

As perlu = 0,0018 x 1000 mm x 914 mm

= 1645,2 mm2

10. Menentukan As tulangan

Diameter tulangan yang digunakan adalah D-

22

As tulangan = 1

4 x π x d

2

= 1

4 x 3,14 x 22

2

= 379,94 mm2

11. Menentukan jumlah tulangan

n tulangan = As perlu

As tulangan


n perlu tulangan atas (envelope min)

n perlu =1645,2 mm2

379,94 mm2

= 4,330 ≈ 5 tulangan

12. Menentukan spasi antar tulangan

Spasi antar tulangan = b

n - 1


spasi tulangan atas (envelope min)

spasi =1000

5 - 1

= 250 mm.

13. Kesimpulan penulangan

Dengan contoh perhitungan diatas,

didapatkan bahwa penulangan arah X pada

area O-S (8 – 18) memiliki tulangan atas

D22-250 dan tulangan bawah D22-100,

sedangkan penulangan arah Y pada area O-S

(8 – 18) memiliki tulangan atas D22-250 dan

tulangan bawah D22-250.

Perencanaan Fondasi Tiang Bor

Pada perencanaan tiang bor diasumsikan

perhitungan dengan diameter 0.8 m dan

tinggi tiang 10 m dilakukan langkah sebagai

berikut :

Daya dukung ujung tiang

qp = 7 N

= 7 (55,063)

= 385,44 T/m2

Qp = qp x A

= 385,44 T/m2 x ( 1

4 π D2 )

= 385,44 T/m2 x ( 1

4 x 3,14 x 0.8

2 )


11

= 193,64 T

Daya dukung selimut

Kedalaman 0 m – 2 m

Qs1 = (α cu)) x p x l

= (0.55 x 155) x 2,512 x 2

= 42,83 T

Maka daya dukung selimut tiang adalah,

Qs = Qs1 + Qs2 + Qs3 + Qs4 + Qs5

= 42,83 + 33,158 + 47,728 + 60,288 +

60,288

= 244,29 T

Daya dukung tiang tunggal

Qall = Qs + Qp

SF

= 244,29 T + 193,64 T

3

= 145,98 Ton.

Daya Dukung Lateral Tiang Tunggal

1. Menentukan momen izin dengan aplikasi

PCACOL

Variasi diameter tiang bor : 0,8 m

Selimut tulangan : 100 mm

Jumlah Tulangan : 15

Diameter Tulangan : 22 mm

Pall : 145,9786 Ton

Gambar 4.2. Hasil PCACOL Diameter

0,8m

Dengan data seperti diatas, didapatkan

momen sebesar 850 kN.m dan rasio

penulangan sebesar 1,15 %.

Kebutuhan Jumlah Tiang Fondasi Aksial

dan Lateral

Untuk menentukan kebutuhan jumlah

tiangfondasi aksial (ASD) adalah sebagai

berikut :

Data ( tiang no. 1)

Diameter : 0,8 m

Daya dukung : 145,9786 Ton

FZ : 217,099 Ton

n = FZ

Qall

= 217,099

145,9786

= 1,487 ≈ 2

Efisiensi Tiang Grup Aksial

Converse-Labarre

Eg = 1 – [( n1 - 1) n2 + ( n2 -1) n1

90 n1 n2

] θ

= 1 – [(2 - 1)1 + ( 1 - 1) 2

(90)(2)(3)] arctan

0.8

1.6

= 0.852

Los Angeles

Eg = 1 – [D

π d n1 n2

] (n1(n2-1) + n2(n1-1) +

√2(n1-1)(n2-1))

= 1 – [0,8

3,14 x 1,6 x 2 x 1] (2(1-1) + 1(2-1) +

√2(2-1)(1-1)) = 0,920

Seiler - Keeney

Eg = (1 – [11D

7( d2-1

] [n1+n2-2

n1+n2-1])+ [

0,3

n1+n2]

= (1 – [11 x 0,8

7( 1,62-1] [

2+1-2

2+1-1])+ [

0,3

2+1]

= 0,944

Untuk pemilihan efisiensi tiang, diambil nilai

terkecil dari ketiga persamaan diatas yaitu

persamaan Converse - Labarre.

Kontrol Pmax dan Pmin

Tipe PC - 1 kolom No. 1 (D = 0,8) (ASD)

Pi = P

n±

∑Mx di

∑dy2±

My di

∑dx2

Pi = 217,1

2±

-10,42 x 0

0±

7,0784 x 0,8

1,28

Kontrol Pmax ≤ Qall x Eg

112,96 ≤ 145,979 x 0,852

112,96 T ≤ 124,374 T (Tidak mengalami

tekan berlebih)

Kontrol Pmin > 0

104,12 T >0(Tidak mengalami tarik berlebih)

Efisiensi Tiang Grup Lateral


12

Kolom 1 (D) = 0,8 m

Spasi tiang (S) = 1,6 m.

FX = 53,7442 kN.

FY = 89,068 kN.

Beban FX

Side by side effect (ᵦa)12

= 0,64 x S

D

0.34

= 0,64 x 1,6

0,8

0.34

= 0,81108.

Fm = 0,81108 x 1 x 1 x 1

= 0,81108

Side by side effect (ᵦa)21

= 0,64 x S

D

0.34

= 0,64 x 1,6

0,8

0.34

= 0,81108.

Fm = 0,81108 x 1 x 1 x 1

= 0,81108

Perencanaan Dimensi Pilecap

Berikut adalah perhitungan perencanaan

pilecap berdasarkan tipe dengan pembebanan

LRFD.

a. PC-1 (D = 0,8 m) Kolom No.1

Berikut adalah data perencanaan yang

digunakan untuk merencanakan pilecap :

Dimensi poer ( B × L ) = 3,2 × 1.6 m

Tebal poer ( t ) = 0.6 m

Diameter tulangan utama = 19 mm

Diameter sengkang = 13 mm

Mutu beton, f’c = 25 mPa

Dimensi kolom = 850 × 850 mm

βc = 1

αs = 20 (sudut)

Tebal selimut beton = 75 mm

Tinggi efektif balok poer

Arah x ( dx ) = 600 – 75 – ½ × 19 = 515,5

mm

Arah y ( dy ) = 600 – 75 – 19 – ½ × 19

= 496,5 mm

Geser dua arah disekitar kolom, bo = 2 x

(0,85+0,5155)+(0,85+0,5155)

= 5462 mm

Gaya geser = 271,79 T

Nilai kuat geser dua arah untuk beton

ditentukan dari nilai terkecil, dari persamaan

berikut :

Vc = √f

'c bo d

3

= √25 x 5462 x 515,5

3

= 469,27 T

Vc2 = (1 + 2

βc )

√f'c bo d

3

= (1 + 2

1 )

√25 x 5462 x 515,5

3

= 703,915 T

Vc3 = (2 + αs d

bo )

√f'c bo d

6

=(1+20 x 515,5

515,5 )

√25 x 5462 x 515,5

6

= 912,177 T

Diambil nilai Vc terkecil.

Faktor reduksi kuat geser pilecap, Ø = 0,75

Ø Vc = 0,75 x 469,27 T

Gambar 4.3. Arah Beban Lateral FX

Gambar 4.4. Pilecap D = 0,8.


13

= 351,9525 T ≥ Vu (271,79 T)

Hasil Analisa GROUP

PC – 1 ( 0,8 m) Kolom No. 1

D = 0,8 m

Dimensi Pilecap arah Y = 3,2 m

Dimensi Pilecap arah X = 1,6 m

FZ = 2717,869 kN

FX = 68,176 kN

FY = 111,128 kN

MZ = 0,2386 kN.m

MX = -12,2693 kN.m

MY = 88,283 kN.m

Grafik 4.1. Hasil Defleksi, Momen dan

Geser PC – 1.

Penurunan Tiang Grup

a. Penurunan elastik

Se = Se(1) + Se(2) + Se(3)

Se(1) = (Qwp+ ξ Qws)L

ApEp

= (645,48+ (0,5 x 814,3))10

1/4 x 3,14 x 0,82x 23500000 kPa

= 0.892 mm

Se(2) = Qwp Cp

D qp

= 645,48 x 0,09

0,8 x 3854,38

=18,8 mm

Se(3) = Qws x Cs

qp x L

=814,3 x 0,134

3854,38 x 10

= 2,84 mm

Sg(c) = √Bg

DSe

= √0,8

0,8x 22,575

= 22,575 mm

b. Penurunan konsolidasi

Penurunan konsolidasi hanya terjadi pada

tanah lempung saja. Menentukan nilai P0

(tegangan awal akibat tanah)

P0 pada Lempung Kepasiran

P0 = γ1 x h1

= 15,09 kN /m3 x 1 m

= 15,09 kN /m2

Cc = 0,0626

eo = 1,38

P’c = 0,1 kg/cm2

Karena P0 > P’c (55,61 Kn/m2 > 10 Kn/m2

), rumus konsolidasi yang akan digunakan

adalah normally consolidated.

∆p =Qg

(Bg+Zi) x (Lg+Zi)

= 0

∆p = 0 karena beban belum terdistribusikan

ke lapisan tanah Lempung kepasiran. Beban

mulai teridistribusikan pada 2/3L.

Sc = HCc log

P0+ ∆p

P0

1+eo

= 1 0,0626 log

15,09+ 0

15,09

1+1,38

= 0

Penurunan konsolidasi tidak terjadi pada

fondasi tiang grup karena lapisan tanah

lempung tidak ada pada sepanjang 2/3L.

Untuk penurunan total yang terjadi pada

fondasi grup adalah sebesar 22,575 mm.

untuk perbedaan penurunan, didapatkan

perbedaan sebesar 5,3717 mm. perbedaan

penurunan dapat disimpulkan tergolong

aman dikarenakan batas perbedaan


14

penurunan yaitu L/300 (4000/300) atau 13,3

mm dan (8000/300) atau 26,6 mm. Berikut

adalah kesimpulan penurunan pada fondasi

tiang grup yang akan ditampilkan dalam

bentuk tabel dan denah pondasi yang

mengalami penurunan akan ditampilkan

dalam bentuk gambar pada halaman

selanjutnya.

Tabel 4.1. Kesimpulan Penurunan Fondasi

Grup.

Rencana Anggaran Biaya

Pondasi rakit

PENUTUP

Kesimpulan

Berdasarkan hasil yang didapat dari

perhitungan analisis dan kriteria desain

yang telah memenuhi. Berikut adalah hasil

analisis perbandingan fondasi rakit dan

tiang bor pada Gedung Kuliah Umum 1

ITERA:

a. Fondasi tiang bor memiliki 2 jenis

ukuran tiang tunggal yaitu berukuran 0,8 m

dan 1 m yang memiliki daya dukung aksial

tiang tunggal fondasi tiang bor berturut

turut adalah sebesar 145,9786 Ton dan

197,31 Ton dengan daya dukung lateral

berturut turut sebesar 233,33 Ton dan 350

Ton. Besar daya dukung fondasi rakit

adalah sebesar 507,456 kN/m2 dengan

memiliki panjang dan lebar berturut turut

sebesar 114 m dan 26 m. Jenis pilecap yang

ada pada fondasi tiang bor berjumlah 3 PC

dengan ukuran PC – 1 sebesar 1,6 m x 3,2

m ; PC – 2 sebesar 2 m x 4 m; PC – 3 sebesar

1,2 m x 1,2 m. Dimensi fondasi rakit yang

telah direncanakan memiliki tebal sebesar 1

m dengan penulangan 2 arah ( x dan y) dan

2 lapis penulangan yaitu penulangan atas

dan bawah.

b. Total biaya yang dikeluarkan untuk

pengerjaan fondasi tiang bor adalah

sebesar Rp. 4.306.612.705.62. Total biaya

yang dikeluarkan untuk pengerjaan

fondasi rakit adalah sebesar Rp.

5.166.436.661.51. Dengan hasil berikut

fondasi rakit memiliki biaya lebih mahal

sebesar 16,65 % dari fondasi tiang bor.

c. Waktu pengerjaan yang harus dilalui

untuk fondasi rakit adalah selama 180

hari, sedangkan waktu pengerjaan yang

harus dilalui untuk fondasi rakit adalah

selama 90 hari. Dengan hasil berikut,

fondasi rakit memiliki waktu yang lebih

lama sebesar 50% dari total pekerjaan

fondasi tiang bor.

d. Dengan hasil analisis biaya dan efektifitas

waktu pengerjaan, dapat disimpulkan

bahwa penggunaan fondasi tiang bor lebih

efektif daripada fondasi rakit. Fondasi

tiang bor didapatkan lebih efektif daripada

fondasi rakit disebabkan jarak antar kolom

yang besar sehingga momen pada fondasi

rakit menjadi besar dan penulangan

fondasi rakit juga harus dilakukan di

Tipe

PC Se1 (m)

Se2

(m) Se3 (m)

Se total

(mm)

Sc

(mm)

Sg

(mm)

1 0,000892 0,0188 0,00284 22,57549422 0 22,5755

2 0,000794 0,0236 0,0036 27,94724863 0 27,9472

3 0,000892 0,0188 0,00284 22,57549422 0 22,5755

No. Uraian

Pekerjaan Volume

Harga

Satuan Jumlah Harga

(1) (2) (4) (5) (6)

I Pekerjaan

pendahuluan

1

Pembersihan 1

m2 lapangan dan

perataan

649,6 m3 7.768,71 5.046.551,21

2

Pengukuran dan

Pemasangan

Bouwplank 1 m'

288 m 85.495,14 24.622.600,32

Subtotal 1 29.669.151,53

II Pekerjaan

Tanah

1

Penggalian 1 m3

tanah biasa

sedalam 1 m

3409 m3 18.418,57 62.781.538,09

2

Pembuangan 1

m3 tanah sejauh

30 meter

3409 m3 9.349,93 31.870.167,42

3 Pengurugan 1 m3

dengan pasir urug 296,4 m3 241.919,15 71.704.836,65

Subtotal 2 166.356.542,16

III Pekerjaan

fondasi

1 Lantai kerja K-

125 148,2 m3 1.060.995,89 157.239.590,60

2

Bekisting pelat

fondasi rakit

(kayu)

280 m2 227.732,78 63.765.177,00

3 Pembesian D-22

pelat fondasi rakit 57318 kg 194.419,29 1.114.371.552,42

4

Pengecoran beton

K-300 pelat

fondasi rakit

2964 m3 1.226.394,96 3.635.034.647,81

Subtotal 3 4.970.410.967,82

Total 5.166.436.661,51


15

keseluruhan area yang terjadi momen.

Dalam hal pemakaian beton juga fondasi

rakit tidak efisien, dikarenakan area pada

Gedung Kuliah Umum 1 ITERA sangat

luas dan membuat beton harus di buat

pada keseluruhan area sesuai dengan sifat

fondasi rakit. Sangat berbeda dengan tiang

bor yang penulangan dan pengecoran

beton tidak ke seluruh area.

Saran

1. Untuk mendapatkan hasil lapisan tanah

yang lebih akurat, penelitian selanjutnya

disarankan menggunakan titik borlog

lebih dari satu.

2. Penelitian dapat dikembangkan dengan

membandingkan fondasi tiang bor dengan

jenis fondasi rakit lainnya.

3. Dalam penelitian selanjutnya, disarankan

menggunakan harga satuan dan analisa

SNI terbaru supaya hasil biaya yang

didapat lebih akurat.

KAJIAN TEKNIS, BIAYA DAN WAKTU TERHADAP PEMILIHAN...

Documents

Transcript of KAJIAN TEKNIS, BIAYA DAN WAKTU TERHADAP PEMILIHAN...