PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

111
BDE – 05 = PERENCANAAN PONDASI JEMBATAN Merepresentasikan Kode / Judul Unit Kompetensi Kode : INA.5212.113.01.05.07 Judul : Merencanakan Pondasi Jembatan PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE DESIGN ENGINEER) 2007 DEPARTEMEN PEKERJAAN UMUM BADAN PEMBINAAN KONSTRUKSI DAN SUMBER DAYA MANUSIA PUSAT PEMBINAAN KOMPETENSI DAN PELATIHAN KONSTRUKSI

Transcript of PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Page 1: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

BDE – 05 = PERENCANAAN PONDASI JEMBATAN

Merepresentasikan Kode / Judul Unit Kompetensi

Kode : INA.5212.113.01.05.07 Judul : Merencanakan Pondasi Jembatan

PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN

(BRIDGE DESIGN ENGINEER)

2007

DEPARTEMEN PEKERJAAN UMUM BADAN PEMBINAAN KONSTRUKSI DAN SUMBER DAYA MANUSIA

PUSAT PEMBINAAN KOMPETENSI DAN PELATIHAN KONSTRUKSI

Page 2: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Desain Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

i

KATA PENGANTAR

Pengembangan Sumber Daya Manusia di bidang Jasa Konstruksi bertujuan untuk

meningkatkan kompetensi sesuai bidang kerjanya, agar mereka mampu berkompetisi

dalam memperebutkan pasar kerja. Berbagai upaya dapat ditempuh, baik melalui

pendidikan formal, pelatihan secara berjenjang sampai pada tingkat pemagangan di lokasi

proyek atau kombinasi antara pelatihan dan pemagangan, sehingga tenaga kerja mampu

mewujudkan standar kinerja yang dipersyaratkan di tempat kerja.

Untuk meningkatkan kompetensi tersebut, Pusat Pembinaan Kompetensi dan Pelatihan

Konstruksi yang merupakan salah satu institusi pemerintah yang ditugasi untuk melakukan

pembinaan kompetensi, secara bertahap menyusun standar-standar kompetensi kerja yang

diperlukan oleh masyarakat jasa konstruksi. Kegiatan penyediaan kompetensi kerja

tersebut dimulai dengan analisa kompetensi dalam rangka menyusun suatu standar

kompetensi kerja yang dapat digunakan untuk mengukur kompetensi tenaga kerja di

bidang Jasa Konstruksi yang bertugas sesuai jabatan kerjanya sebagaimana dituntut dalam

Undang-Undang No. 18 tahun 1999, tentang Jasa Konstruksi dan peraturan

pelaksanaannya.

Sebagai alat untuk mengukur kompetensi tersebut, disusun dan dibakukan dalam bentuk

SKKNI (Standar Kompetensi Kerja Nasional Indonesia) yang unit-unit kompetensinya

dikembangkan berdasarkan pola RMCS (Regional Model Competency Standard). Dari

standar kompetensi tersebut, pengembangan dilanjutkan dengan menyusun Standar Latih

Kompetensi, Materi Uji Kompetensi, serta Materi Pelatihan yang berbasis kompetensi.

Modul / Materi Pelatihan BDE – 05 / Perencanaan Pondasi Jembatan, merepresentasikan

unit kompetensi: “Merencanakan Pondasi Jembatan” dengan elemen-elemen kompetensi

terdiri dari :

1. Menganalisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah.

2. Memilih jenis pondasi jembatan

3. Merencanakan pondasi jembatan sesuai dengan jenis pondasi yang telah dipilih.

Page 3: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Desain Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

ii

Uraian penjelasan bab per bab dan pencakupan materi latih ini merupakan representasi

dari elemen-elemen kompetensi tersebut, sedangkan setiap elemen kompetensi dianalisis

kriteria unjuk kerjanya sehingga materi latih ini secara keseluruhan merupakan penjelasan

dan penjabaran dari setiap kriteria unjuk kerja untuk menjawab tuntutan pengetahuan,

keterampilan dan sikap kerja yang dipersyaratkan pada indikator-indikator kinerja/

keberhasilan yang diinginkan dari setiap KUK (Kriteria Unjuk Kerja) dari masing-masing

elemen kompetensinya.

Modul ini merupakan salah satu sarana dasar yang digunakan dalam pelatihan sebagai

upaya meningkatkan kompetensi seorang pemangku jabatan kerja seperti tersebut diatas,

sehingga masih diperlukan materi-materi lainnya untuk mencapai kompetensi yang

dipersyaratkan setiap jabatan kerja.

Di sisi lain, modul ini sudah barang tentu masih terdapat kekurangan dan keterbatasan,

sehingga diperlukan adanya perbaikan disana-sini dan kepada semua pihak kiranya kami

mohon sumbangan saran demi penyempurnaan kedepan.

Jakarta, Oktober 2007

KEPALA PUSAT PEMBINAAN

KOMPETENSI DAN PELATIHAN KONSTRUKSI

Ir. DJOKO SUBARKAH, Dipl.HE NIP. : 110016435

Page 4: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

iii

PRAKATA

Modul ini berisi uraian tentang apa yang harus dilakukan oleh seorang Ahli Perencanaan

Teknis Jembatan (Bridge Design Engineer) dalam pekerjaan perencanaan pondasi

jembatan. Ada 3 hal yang dicakup dalam modul ini yaitu analisis data geologi teknik dan

penyelidikan tanah, pemilihan jenis pondasi jembatan, dan perencanaan pondasi jembatan

sesuai dengan jenis pondasi yang telah dipilih.

Hasil analisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah akan memberikan masukan bagi

Ahli Perencanaan Teknis Jembatan untuk mempelajari faktor-faktor yang dapat

mengakibatkan ketidakstabilan penempatan jembatan, yaitu apabila lokasi jembatan ada

pada struktur sekunder yang berwujud sebagai lipatan (fold), rekahan/kekar (fractur/joint)

atau sesar (fault). Ketidakstabilan penempatan jembatan juga dapat terjadi jika lokasi

jembatan berada pada struktur batuan lereng alam dan lereng galian dengan kondisi-

kondisi tertentu antara lain berkaitan dengan kemiringan bidang perlapisan, pelapukan

bidang perlapisan, masuknya air ke dalam batuan dan sebagainya.

Setelah rencana penempatan trase jalan, abutment dan pilar jembatan ditentukan, sebelum

membuat desain pondasi jembatan, Ahli Perencanaan Teknis Jembatan harus terlebih

dahulu memilih jenis pondasi jembatan. Tergantung pada kondisi tanah pondasi, Ahli

Perencanaan Teknis Jembatan akan menetapkan pilihan pondasi, apakah pondasi

langsung, pondasi sumuran atau pondasi tiang pancang. Perencanaan pondasi baru dapat

dibuat jika jenis pondasi jembatan telah ditentukan.

Kami menyadari bahwa modul ini masih jauh dari sempurna baik ditinjau dari segi materi,

sistematika penulisan maupun tata bahasanya. Untuk itu kami mengharapkan kritik dan

saran dari para peserta dan pembaca semua, dalam rangka penyempurnaan modul ini.

Demikian modul ini dipersiapkan untuk membekali seorang AHLI PERENCANAAN TEKNIS

JEMBATAN (Bridge Design Engineer) dengan pengetahuan, keterampilan, dan sikap kerja

yang berkaitan dengan perencanaan teknis jembatan; mudah-mudahan modul ini dapat

bermanfaat bagi yang memerlukannya.

Jakarta, Oktober 2007

Penyusun

Page 5: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

iv

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ............................................................................................. i

PRAKATA ............................................................................................................. iii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv

SPESIFIKASI PELATIHAN ................................................................................... vi

A. Tujuan Pelatihan ............................................................................................. vi

B. Tujuan Pembelajaran ....................................................................................... vi

PANDUAN PEMBELAJARAN .............................................................................. vii

A. Kualifikasi Pengajar/Instruktur ....................................................................... vii

B. Penjelasan Singkat Modul ............................................................................. vii

C. Proses Pembelajaran .................................................................................... viii

BAB 1 PENDAHULUAN ............................................................................... 1-1

1.1. UMUM ............................................................................................... 1-1

1.2. RINGKASAN MODUL ....................................................................... 1-2

1.3. BATASAN / RENTANG VARIABEL .................................................. 1-3

1.3.1. Batasan/Rentang Variabel Unit Kompetensi ..................... 1-4

1.3.2. Batasan Rentang variabel Pelaksanaan Pelatihan ............ 1-4

1.4. PANDUAN PENILAIAN ..................................................................... 1-4

1.4.1. Acuan Penilaian ................................................................. 1-5

1.4.2. Kualifikasi Penilai ............................................................... 1-5

1.4.3. Penilaian Mandiri ............................................................... 1-7

1.5. SUMBER DAYA PEMBELAJARAN ................................................... 1-8

BAB 2 ANALISIS DATA GEOLOGI TEKNIK DAN PENYELIDIKAN

TANAH ..............................................................................................

2-1

2.1. Umum ................................................................................................ 2-1

2.2. Stabilitas Tanah Berdasarkan Data Geologi Teknik .......................... 2-1

2.2.1. Struktur Lipatan .................................................................. 2-5

2.2.2. Struktur Kekar ..................................................................... 2-8

2.2.3. Struktur Sesar ..................................................................... 2-9

2.2.4. Struktur Batuan dan Kemantapan Lereng .......................... 2-11

Page 6: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

v

2.3 Analisis Kapasitas Dukung Tanah Di Bawah Abutment dan Pilar….. 2-11

2.3.1. Pengertian Kapasitas Dukung Tanah 2-12

2.3.2. Kapasitas Dukung Menurut Terzaghi 2-12

2.3.3. Kapasitas Dukung Menurut Meyerhof 2-16

2.4 Penurunan Pondasi Di Bawah Abutment dan Pilar ........................... 2-19

2.4.1. Penurunan Segera (Immediate Settlement) 2-20

2.4.2. Penurunan Konsolidasi (Consolidation Settlement) 2-22

RANGKUMAN ................................................................................... 2-25

LATIHAN / PENILAIAN MANDIRI ..................................................... 2-27

BAB 3 PEMILIHAN JENIS PONDASI JEMBATAN .................................... 3-1

3.1 Umum ............................................................................................... 3-1

3.2 Penentuan Kedalaman Tanah Keras ................................................ 3-1

3.3 Penggunaan Data Daya Dukung Tanah dan Geologi Teknik ……… 3-6

3.3.1. Daya Dukung Pondasi Dangkal ......................................... 3-6

3.3.2. Daya Dukung Pondasi Dalam ............................................ 3-9

3.4 Penetapan Jenis Pondasi ................................................................. 3-12

3.4.1. Pondasi Dangkal ................................................................ 3-12

3.4.2. Pondasi Dalam ................................................................... 3-16

RANGKUMAN ................................................................................... 3-23

LATIHAN / PENILAIAN MANDIRI ..................................................... 3-24

BAB 4 PERENCANAAN PONDASI JEMBATAN SESUAI DENGAN

JENIS YANG DIPILIH ......................................................................

4-1

4.1 Umum …………………………………………………………………….. 4-1

4.2. Penerapan Kriteria Desain Pondasi .................................................. 4-1

4.2.1. Kriteria Desain Pondasi Sumuran ...................................... 4-2

4.2.2. Kriteria Desain Pondasi Tiang Pancang Beton Bertulang

Pracetak/Tiang Pancang Beton Prategang Pracetak……...

4-2

4.2.3. Kriteria Desain Pondasi Tiang Pancang Baja Struktur /

Tiang Pancang Pipa Baja ……………………………………

4-5

4.2.4. Kriteria Desain Pondasi Tiang Bor Beton .......................... 4-6

4.3 Penerapan Ketentuan Pembebanan Jembatan ……………………… 4-6

4.4 Perhitungan Perencanaan Pondasi Jembatan .................................. 4-8

4.4..1. Perhitungan Perencanaan Pondasi Tiang Pancang

Kelompok ...........................................................................

4-8

4.4.2. Perhitungan Perencanaan Pondasi Sumuran ……………. 4-25

Page 7: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

vi

RANGKUMAN ................................................................................... 4-38

LATIHAN / PENILAIAN MANDIRI ..................................................... 4-39

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN : KUNCI JAWABAN PENILAIAN MANDIRI

DAFTAR PUSTAKA

Page 8: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

vii

SPESIFIKASI PELATIHAN

A. Tujuan Pelatihan

Tujuan Umum Pelatihan

Setelah selesai mengikuti pelatihan peserta diharapkan mampu :

Melaksanakan pekerjaan perencanaan teknis jembatan berdasarkan standar

perencanaan jembatan jalan raya yang berlaku.

Tujuan Khusus Pelatihan

Setelah selesai mengikuti pelatihan peserta mampu :

1. Menerapkan ketentuan Undang-Undang Jasa Konstruksi (UUJK).

2. Melakukan koordinasi untuk pengumpulan dan penggunaan data teknis.

3. Merencanakan dan menerapkan standar-standar perencanaan teknis bangunan

atas jembatan.

4. Merencanakan bangunan bawah jembatan.

5. Merencanakan pondasi jembatan.

6. Merencanakan oprit (jalan pendekat), bangunan pelengkap dan pengaman

jembatan.

7. Membuat laporan perencanaan teknis jembatan.

B. Tujuan Pembelajaran dan Kriteria Penilaian

Seri / Judul Modul : BDE – 05 / Perencanaan Pondasi Jembatan, merepresentasikan

unit kompetensi: “Merencanakan Pondasi Jembatan”.

Tujuan Pembelajaran

Setelah modul ini dibahas diharapkan peserta mampu merencanakan pondasi

jembatan.

Kriteria Penilaian

1. Kemampuan dalam menganalisis data geologi teknik dan penyelidikan

tanah.

2. Kemampuan dalam memilih jenis pondasi jembatan.

3. Kemampuan dalam merencanakan pondasi jembatan sesuai dengan jenis

pondasi yang telah dipilih.

Page 9: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

vii

PANDUAN PEMBELAJARAN

A. Kualifikasi Pengajar / Instruktur

Instruktur harus mampu mengajar, dibuktikan dengan sertifikat TOT (Training of

Trainer) atau sejenisnya.

Menguasai substansi teknis yang diajarkan secara mendalam.

Konsisten mengacu SKKNI dan SLK

Pembelajaran modul-modulnya disertai dengan inovasi dan improvisasi yang

relevan dengan metodologi yang tepat.

B. Penjelasan Singkat Modul

Modul-modul yang dibahas di dalam program pelatihan ini terdiri dari:

No. Kode Judul Modul

1. BDE – 01 UUJK, Sistem Manajemen K3 dan Sistem Manajemen Lingkungan

2. BDE – 02 Koordinasi Pengumpulan dan Penggunaan Data Teknis

3. BDE – 03 Perencanaan Bangunan Atas Jembatan

4. BDE – 04 Perencanaan Bangunan Bawah Jembatan

5. BDE – 05 Perencanaan Pondasi Jembatan

6. BDE – 06 Perencanaan Oprit (Jalan Pendekat), Bangunan Pelengkap dan Pengamat Jembatan

7. BDE – 07 Laporan Perencanaan Teknis Jembatan

Sedangkan modul yang akan diuraikan adalah:

Seri / Judul : BDE – 05 / Perencanaan Pondasi Jembatan

Deksripsi Modul : Perencanaan Pondasi Jembatan merupakan salah satu

modul yang direncanakan untuk membekali Ahli Perencanaan Teknis

Jembatan (Bridge Design Engineer) dengan pengetahuan, keterampilan dan

sikap kerja dalam melakukan perencanaan pondasi jembatan mencakup

analisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah, pemilihan jenis pondasi

jembatan, dan perencanaan pondasi jembatan.

Page 10: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

viii

C. Proses Pembelajaran

Kegiatan Instruktur Kegiatan Peserta Pendukung

1. Ceramah Pembukaan :

Menjelaskan Tujuan Pembelajaran.

Merangsang motivasi peserta

dengan pertanyaan atau pengalaman

melakukan koordinasi pengumpulan

dan penggunaan data teknis.

Waktu : 5 menit.

Mengikuti penjelasan

Mengajukan pertanyaan

apabila kurang jelas.

OHT – 1

2. Penjelasan Bab 1 : Pendahuluan.

Modul ini merepresentasikan unit

kompetensi.

Umum

Ringkasan Modul

Koordinasi

Batasan/Rentang Variabel

Panduan Penilaian

Panduan Pembelajaran

Waktu : 20 menit.

Mengikuti penjelasan

instruktur dengan tekun

dan aktif.

Mencatat hal-hal penting.

Mengajukan pertanyaan

bila perlu.

OHT – 2

3. Penjelasan Bab 2 : Analisis data geologi

teknik dan penyelidikan tanah

Umum

Stabilitas tanah berdasarkan data

geologi teknik

Analisis kapasitas dukung tanah di

bawah abutment dan pilar

Penurunan pondasi di bawah

abutment dan pilar.

Waktu : 75 menit.

Mengikuti penjelasan

instruktur dengan tekun

dan aktif.

Mencatat hal-hal penting.

Mengajukan pertanyaan

bila perlu.

OHT – 3

4. Penjelasan Bab 3 : Pemilihan jenis

pondasi jembatan

Umum

Penentuan kedalaman tanah keras.

Penggunaan data daya dukung

Mengikuti penjelasan

instruktur dengan tekun

dan aktif.

Mencatat hal-hal penting.

Mengajukan pertanyaan

OHT – 4

Page 11: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

ix

tanah dan geologi teknik

Penetapan jenis pondasi

Waktu : 55 menit.

bila perlu.

5. Penjelasan Bab 4 : Perencanaan

pondasi jembatan sesuai dengan jenis

yang dipilih.

Umum

Penerapan kriteria desain pondasi

jembatan

Penerapan ketentuan pembebanan

jembatan.

Perhitungan perencanaan dimensi

pondasi jembatan

Waktu : 105 menit.

Mengikuti penjelasan

instruktur dengan tekun

dan aktif.

Mencatat hal-hal penting.

Mengajukan pertanyaan

bila perlu.

OHT – 5

6. Rangkuman dan Penutup.

Rangkuman

Tanya jawab.

Penutup.

Waktu : 10 menit.

Mengikuti penjelasan

instruktur dengan tekun

dan aktif.

Mencatat hal-hal penting.

Mengajukan pertanyaan

bila perlu.

OHT – 8

Page 12: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

1-1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Umum

Modul BDE-05 : Perencanaan Pondasi Jembatan merepresentasikan salah satu unit

kompetensi dari program pelatihan Ahli Perencanaan Teknis Jembatan (Bridge

Design Engineer).

Sebagai salah satu unsur, maka pembahasannya selalu memperhatikan unsur-

unsur lainnya, sehingga terjamin keterpaduan dan saling mengisi tetapi tidak terjadi

tumpang tindih (overlaping) terhadap unit-unit kompetensi lainnya yang

direpresentasikan sebagai modul-modul yang relevan.

Adapun unit kompetensi untuk mendukung kinerja efektif yang diperlukan dalam

Perencanaan Teknis Jembatan adalah :

No. Kode Unit Judul Unit Kompetensi

I. Kompetensi Umum

1. INA.5212.113.01.01.07 Menerapkan ketentuan Undang-undang Jasa

Konstruksi (UUJK).

II. Kompetensi Inti

1. INA.5212.113.01.02.07 Melakukan koordinasi untuk pengumpulan dan

penggunaan data teknis.

2. INA.5212.113.01.03.07 Merencanakan bangunan atas jembatan dan/atau

menerapkan standar-standar perencanaan teknis

jembatan.

3. INA.5212.113.01.04.07 Merencanakan bangunan bawah jembatan.

4. INA.5212.113.01.05.07 Merencanakan pondasi jembatan.

5. INA.5212.113.01.06.07 Merencanakan oprit (jalan pendekat), bangunan

pelengkap dan pengaman jembatan.

6. INA.5212.113.01.07.07 Membuat laporan perencanaan teknis jembatan.

III. Kompetensi Pilihan -

Page 13: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

1-2

1.2. Ringkasan Modul

Ringkasan modul ini disusun konsisten dengan tuntutan atau isi unit kompetensi ada

judul unit, deskripsi unit, elemen kompetensi dan KUK (Kriteria Unjuk Kerja) dengan

uraian sebagai berikut :

a. Adapun unit kompetensi yang akan disusun modulnya:

KODE UNIT : INA.5212.113.01.05.07

JUDUL UNIT : Merencanakan pondasi jembatan.

DESKRIPSI UNIT : Unit kompetensi ini mencakup pengetahuan,

keterampilan dan sikap perilaku yang diperlukan untuk

merencanakan pondasi jembatan.

Direpresentasikan dalam modul seri/judul: BDE-05 Perencanaan Pondasi

Jembatan.

b. Elemen Kompetensi dan KUK (Kriteria Unjuk Kerja) terdiri dari:

1. Menganalisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah, direpresentasikan

sebagai bab modul berjudul: Bab 2 Analisis Data Geologi Teknik dan

Penyelidikan Tanah.

Uraian detailnya mengacu KUK (Kriteria Unjuk Kerja) dapat menjadi sub bab

yang terdiri dari:

1.1 Kestabilan tanah berdasarkan data geologi teknik dianalisis sesuai

dengan persyaratan teknis yang ditentukan.

1.2 Daya dukung tanah di bawah abutment dianalisis sesuai dengan

persyaratan teknis yang ditentukan.

1.3 Daya dukung tanah di bawah pilar dianalisis sesuai dengan

persyaratan teknis yang ditentukan.

1.4 Penurunan pondasi di bawah abutment dan pilar dianalisis sesuai

dengan persyaratan teknis yang ditentukan.

2. Memilih jenis pondasi jembatan, direpresentasikan sebagai bab modul

berjudul : Bab 3 Pemilihan Jenis Pondasi Jembatan.

Uraian detailnya mengacu KUK (Kriteria Unjuk Kerja) dapat menjadi sub bab

yang terdiri dari:

Page 14: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

1-3

2.1 Kedalaman tanah keras ditentukan sebagai bahan masukan dalam

memilih tipe pondasi jembatan.

2.2 Data daya dukung tanah dan geologi teknik digunakan untuk

memilih jenis pondasi jembatan.

2.3 Jenis pondasi jembatan ditetapkan sesuai dengan persyaratan teknis

yang ditentukan.

3. Merencanakan pondasi jembatan sesuai dengan jenis pondasi yang telah

dipilih, direpresentasikan sebagai bab mocul berjudul: Bab 4 Perencanaan

pondasi jembatan sesuai dengan jenis yang dipilih.

Uraian detailnya mengacu KUK (Kriteria Unjuk Kerja) dapat menjadi sub bab

yang terdiri dari:

3.1 Kriteria desain pondasi jembatan diterapkan sesuai dengan ketentuan

teknis yang berlaku.

3.2 Ketentuan pembebanan jembatan untuk perencanaan pondasi

diterapkan.

3.3 Dimensi pondasi jembatan dihitung dan direncanakan sesuai dengan

persyaratan teknis yang ditentukan.

Penulisan dan uraian isi modul secara detail betul-betul konsisten mengacu tuntutan

elemen kompetensi dan masing-masing KUK (Kriteria Unjuk Kerja) yang sudah

dianalisis indikator kinerja/keberhasilannya (IUK).

Berdasarkan IUK (Indikator Unjuk Kerja/Keberhasilan) sebagai dasar alat penilaian,

diharapkan uraian detail setiap modul pelatihan berbasis kompetensi betul-betul

mencakup pengetahuan, keterampilan dan sikap kerja yang mendukung

terwujudnya IUK, sehingga dapat dipergunakan untuk melatih tenaga kerja yang

hasilnya jelas, lugas dan terukur.

1.3. Batasan / Rentang Variabel

Batasan/rentang variabel adalah ruang lingkup, situasi dimana unjuk kerja

diterapkan. Mendefinisikan situasi dari unit kompetensi dan memberikan informasi

lebih jauh tentang tingkat otonomi perlengkapan dan materi yang mungkin

digunakan dan mengacu pada syarat-syarat yang ditetapkan termasuk peraturan

dan produk jasa yang dihasilkan

Page 15: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

1-4

1.3.1 Batasan/Rentang Variabel Unit Kompetensi

Adapun batasan / rentang variabel untuk unit kompetensi ini adalah:

1. Kompetensi ini diterapkan dalam satuan kerja berkelompok;

2. Tersedia tenaga ahli yang mampu mengaplikasikan kriteria perencanaan

dan standar perencanaan pembebanan jembatan jalan raya, mampu

menganalisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah, mampu memilih

jenis pondasi jembatan dan mampu merencanakan pondasi jembatan

sesuai dengan jenis pondasi yang dipilih;

3. Peralatan untuk keperluan perhitungan dan perencanaan yaitu

komputer/laptop (termasuk berbagai software yang diperlukan sesuai

dengan keperluan perhitungan perencanaan), printer, kalkulator bagi

yang belum terbiasa dengan penggunaan komputer, dan alat tulis kantor.

1.3.2 Batasan/Rentang Variabel Pelaksanaan Pelatihan

Adapun batasan / rentang variabel untuk pelaksanaan pelatihan adalah:

1. Seleksi calon peserta dievaluasi dengan kompetensi prasyarat yang

tertuang dalam SLK (Standar Latih Kompetensi) dan apabila terjadi

kondisi peserta kurang memenuhi syarat, maka proses dan waktu

pelaksanaan pelatihan disesuaikan dengan kondisi peserta, namun tetap

mengacu tercapainya tujuan pelatihan dan tujuan pembelajaran.

2. Persiapan pelaksanaan pelatihan termasuk prasarana dan sarana sudah

mantap.

3. Proses pembelajaran teori dan praktek dilaksanakan sampai tercapainya

kompetensi minimal yang dipersyaratkan.

4. Penilaian dan evaluasi hasil pembelajaran didukung juga dengan

batasan/rentang variable yang dipersyaratkan dalam unit kompetensi.

1.4. Panduan Penilaian

Untuk membantu menginterpretasikan dan menilai unit kompetensi dengan

mengkhususkan petunjuk nyata yang perlu dikumpulkan untuk memperagakan

kompetensi sesuai tingkat kecakapan yang digambarkan dalam setiap kriteria unjuk

kerja yang meliputi :

Pengetahuan, keterampilan dan sikap kerja yang dibutuhkan untuk seseorang

dinyatakan kompeten pada tingkatan tertentu.

Ruang lingkup pengujian menyatakan dimana, bagaimana dan dengan metode

apa pengujian seharusnya dilakukan.

Page 16: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

1-5

Aspek penting dari pengujian menjelaskan hal-hal pokok dari pengujian dan

kunci pokok yang perlu dilihat pada waktu pengujian.

1.4.1. Acuan Penilaian

Adapun acuan untuk melakukan penilaian yang tertuang dalam SKKNI

adalah sebagai berikut:

a. Pengetahuan, keterampilan dan sikap perilaku untuk

mendemonstrasikan kompetensi ini terdiri dari:

1. Pemahaman terhadap: metoda analisis data geologi teknik dan

penyelidikan tanah, metode pemilihan jenis pondasi jembatan dan

metode perencanaan pondasi jembatan;

2. Penerapan data dan informasi tersebut butir 1 untuk keperluan

perencanaan pondasi jembatan;

3. Cermat, teliti, tekun, obyektif, dan berfikir komprehensif dalam

menerima data lapangan sebelum digunakan untuk melakukan

perencanaan pondasi jembatan;

b. Konteks Penilaian

1. Unit ini dapat dinilai di dalam maupun di luar tempat kerja yang

menyangkut pengetahuan teori

2. Penilaian harus mencakup aspek pengetahuan, keterampilan dan

sikap kerja/ perilaku.

3. Unit ini harus didukung oleh serangkaian metode untuk menilai

pengetahuan dan keterampilan yang ditetapkan dalam Materi Uji

Kompetensi (MUK).

c. Aspek Penting Penilaian

1. Ketelitian dan kecermatan dalam memahami dan menggunakan

ketentuan teknis, persyaratan teknis maupun data-data yang

diperlukan untuk melakukan perencanaan pondasi jembatan;

2. Kemampuan melakukan validasi terhadap data-data yang telah

dikumpulkan oleh para petugas lapangan untuk digunakan dalam

melaskukan perencanaan pondasi jembatan;

1.4.2. Kualifikasi Penilai

a. Penilai harus kompeten paling tidak tentang unit-unit kompetensi sebagai

assesor (penilai) antara lain: mrencanakan penilaian, meaksanakan

Page 17: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

1-6

penilaian dan mreview penilaian yang dibuktikan dengan sertifikat

assesor.

b. Penilai juga harus kompeten tentang teknis substansi dari unit-unit yang

akan didemonstrasikan dan bila ada syarat-syarat industri perusahaan

lainnya muncul, penilai bisa disyaratkan untuk :

1. Mengetahui praktek-praktek /kebiasaan industri /perusahaan yang

ada sekarang dalam pekerjaan atau peranan yang kinerjanya sedang

dinilai.

2. Mempraktekkan kecakapan inter-personal seperlunya yang

diperlukan dalam proses penilaian.

c. Apabila terjadi kondisi Penilai (assesor) kurang menguasai teknis

substansi, dapat mengambil langkah menggunakan penilai yang

memenuhi syarat dalam berbagai konteks tempat kerja dan lembaga,

industri/perusahaan. Opsi-opsi tersebut termasuk :

1. Penilai di tempat kerja yang kompeten, teknis substansial yang

relevan dan dituntut memiliki pengetahuan tentang praktek-praktek/

kebiasaan industri/ perusahaan yang ada sekarang.

2. Suatu panel penilai yang didalamnya termasuk paling sedikit satu

orang yang kompeten dalam kompetensi subtansial yang relevan.

3. Pengawas tempat kerja dengan kompetensi dan pengalaman

subtansial yang relevan yang disarankan oleh penilai eksternal yang

kompeten menurut standar penilai.

4. Opsi-opsi ini memang memerlukan sumber daya, khususnya

penyediaan dana lebih besar (mahal)

Ikhtisar (gambaran umum) tentang proses untuk mengembangkan

sumber daya penilaian berdasar pada Standar Kompetensi Kerja (SKK)

perlu dipertimbangkan untuk memasukan sebuah flowchart pada proses

tersebut.

Sumber daya penilaian harus divalidasi untuk menjamin bahwa penilai

dapat mengumpulkan informasi yang cukup, valid dan terpercaya untuk

membuat keputusan penilaian yang betul-betul handal berdasar standar

kompetensi.

Page 18: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

1-7

KOMPETENSI ASESOR

1.4.3. Penilaian Mandiri

Penilaian mandiri merupakan suatu upaya untuk mengukur kapasitas

kemampuan peserta pelatihan terhadap pengasaan substansi materi

pelatihan yang sudah dibahas dalam proses pembelajaran teori maupun

praktek.

Penguasaan substansi materi diukur dengan IUK (Indikator Unjuk Kerja/

Indikator Kinerja/Keberhasilan) dari masing-masing KUK (Kriteri Unjuk Kerja),

dimana IUK merupakan hasil analisis setiap KUK yang dipergunakan untuk

mendesain/menyusun kurikulum silabus pelatihan.

Bentuk pelatihan mandiri antara lain:

a. Pertanyaan dan Kunci Jawaban, yaitu:

Menanyakan kemampuan apa saja yang telah dikuasai untuk

mewujudkan KUK (Kriteria Unjuk Kerja), kemudian dilengkapi dengan

”Kunci Jawaban” dimana kunci jawaban dimaksud adalah IUK (Indikator

Unjuk Kerja/ Indikator Kinerja/Keberhasilan) dari masing-masing KUK

(Kriteria Unjuk Kerja)

b. Tingkat Keberhasilan Pelatihan

Dari penilaian mandiri akan terungkap tingkat keberhasilan peserta

pelatihan dalam mengikuti proses pembelajaran.

Apabila tingkat keberhasilan rendah, perlu evaluasi terhadap:

1. Peserta pelatihan terutama tentang pemenuhan kompetensi prasyarat

dan ketekunan serta kemampuan mengikuti proses pembelajaran.

MemilikiKompetensi

bidangSubstansi

MemilikiKompetensiAssessment

Kompeten ?

Page 19: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

1-8

2. Materi/modul pelatihannya apakah sudah mengikuti dan konsisten

mengacu tuntutan unit kompetensi, elemen kompetensi, KUK (Kriteria

Unjuk Kerja), maupun IUK IUK (Indikator Unjuk Kerja/ Indikator

Kinerja/Keberhasilan).

3. Instruktur/fasilitatornya, apakah konsisten dengan materi/modul yang

sudah valid mengacu tuntutan unit kompetensi beserta unsurnya

yang diwajibkan untuk dibahas dengan metodologi yang tepat.

4. Mungkin juga karena penyelenggaraan pelatihannya atau sebab lain.

1.5. Sumber Daya Pembelajaran

Sumber daya pembelajaran dikelompokan menjadi 2 (dua) yaitu :

a. Sumber daya pembelajaran teori :

- OHT dan OHP (Over Head Projector) atau LCD dan Laptop.

- Ruang kelas lengkap dengan fasilitasnya.

- Materi pembelajaran.

b. Sumber daya pembelajaran praktek :

- PC, lap top bagi yang yang sudah terbiasa dengan penggunaan komputer

atau kalkulator bagi yang belum terbiasa dengan penggunaan komputer.

- Alat tulis, kertas dan lain-lain yang diperlukan untuk membantu peserta

pelatihan dalam menghitung dan merencanakan bangunan atas jembatan.

c. Tenaga kepelatihan, instruktur/assesor dan tenaga pendukung penyelenggaraan

betul-betul kompeten.

Page 20: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-1

BAB 2

ANALISIS DATA GEOLOGI TEKNIK DAN

PENYELIDIKAN TANAH

2.1. Umum

Bab ini menjelaskan analisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah yang dikaji

dari laporan pengumpulan data geologi teknik dan data penyelidikan tanah yang

dibuat oleh tenaga ahli geologi dan tenaga ahli geoteknik. Analisis ini mempunyai 3

cakupan yaitu analisis kestabilan tanah di lokasi rencana pembuatan jembatan

berdasarkan data geologi teknik, analisis daya dukung tanah di bawah rencana

pembuatan abutment dan pilar berdasarkan data penyelidikan tanah, dan analisis

penurunan pondasi di bawah abutment dan pilar berdasarkan data penyelidikan

tanah.

Dari data geologi teknik dapat dipelajari faktor-faktor yang dapat mengakibatkan

ketidakstabilan penempatan jembatan, yaitu apabila lokasi jembatan ada pada

struktur sekunder, berwujud sebagai lipatan (fold), rekahan/kekar (fractur/joint) atau

sesar (fault). Ketidakstabilan penempatan jembatan juga dapat terjadi jika lokasi

jembatan berada pada struktur batuan lereng alam dan lereng galian dengan

kondisi-kondisi tertentu antara lain berkaitan dengan kemiringan bidang perlapisan,

pelapukan bidang perlapisan, masuknya air ke dalam batuan dan sebagainya. Jika

data geologi teknik menunjukkan ketidakmantapan lokasi jembatan, maka rencana

trase jembatan harus dipindah untuk mendapatkan lokasi yang stabil. Jika lokasi

yang stabil untuk penempatan jembatan sudah dapat ditentukan, langkah

selanjutnya adalah menentukan jumlah dan lokasi titik-titik bor dan titik-titik sondir

untuk mendapatkan data-data teknis yang diperlukan guna menghitung daya dukung

tanah baik yang berada di bawah abutment maupun pilar jembatan. Selanjutnya

data properties tanah yang diperoleh dari pengujian laboratorium digunakan untuk

memperkirakan berapa penurunan pondasi yang akan terjadi, untuk melengkapi

desain pondasi. Hal ini dimaksudkan untuk mengantisipasi kemungkinan-

kemungkinan terjadinya kegagalan konstruksi atau bahkan kegagalan bangunan di

kemudian hari jika jembatan telah selesai dibangun dan digunakan untuk melayani

arus lalu lintas.

2.2. Stabilitas Tanah Berdasarkan Data Geologi Teknik

Pada tahap survai pendahuluan, telah dilakukan pemetaan topografi berupa peta

situasi yang digunakan untuk menarik garis sumbu trase rencana jembatan dengan

Page 21: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-2

mempertimbangkan batasan-batasan geometrik yang ditentukan sesuai dengan

Tata Cara Perencanaan Geometrik Jalan Raya. Jembatan merupakan bagian dari

jalan oleh karena itu penempatan jembatan harus tunduk pada ketentuan-ketentuan

geometrik yang berlaku untuk menjamin keselamatan dan kenyamanan pengguna

jalan. Setelah garis sumbu trase jembatan ditentukan, pertimbangan teknis

berikutnya yang harus ditetapkan adalah dimana harus diletakkan abutment

jembatan kiri-kanan dan pilar-pilar jembatan (jika panjang jembatan memerlukan

adanya pilar), dengan melihat faktor-faktor fungsi jembatan sebagai perlintasan. Jika

jembatan berfungsi melintasi sungai, maka design flood sungai dan ketentuan

tentang clearance menjadi bahan pertimbangan utama dalam menentukan panjang

jembatan, artinya dari sini baru dapat ditentukan lokasi-lokasi abutment dan pilar-

pilar yang diperlukan. Jika jembatan melintasi jalan raya atau jalan kereta api, maka

faktor utama yang harus dijadikan pertimbangan adalah clearance berdasarkan

ketentuan untuk masing-masing fasilitas prasarana yang dilintasi tersebut.

Kemudian pada tahap selanjutnya ahli perencana jembatan perlu melakukan

pengecekan apakah penempatan trase jembatan, abutment dan pilar jembatan

tersebut akan berada di atas tanah dasar yang stabil ditinjau dari aspek geologi

teknik sebelum diputuskan bahwa lokasi jembatan sudah tepat.

Aspek geologi teknik dipelajari dari hasil laporan pemetaan geologi teknik yang

dibuat oleh ahli geologi teknik. Laporan geologi teknik ini mencakup:

Kondisi geologi regional dan geologi lokal dari daerah pemetaan;

Kondisi geologi teknik dari daerah pemetaan yang meliputi sifat fisik tanah atau

batuan setempat dan masalah yang mungkin timbul sehubungan pekerjaan

teknik sipil di daerah tersebut;

Penampang geologi teknik pada rencana bangunan;

Saran teknis berupa penanganan dan penanggulangan masalah yang timbul

oleh sebab kondisi geologi teknik.

Laporan geologi teknik pada umumnya dilampiri dengan peta geologi teknik, bisa

merupakan peta serbaguna, peta umum, peta berskala sedang atau peta

serbaguna, peta pelengkap, peta berskala kecil, atau peta serbaguna, peta

pelengkap, peta berskala besar. Peta geologi teknik biasanya dilengkapi dengan

lambang-lambang geologi dilengkapi dengan warna-warna atau notasi lambang

yang berbeda dengan pengelompokan sebagai berikut:

Lambang-lambang batuan sedimen.

Lambang-lambang tanah

Page 22: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-3

Lambang-lambang batuan beku

Lambang-lambang batuan metamorf

Lambang-lambang perlapisan

Lambang-lambang batas

Lambang-lambang foliasi, belahan dan unsur berbidang

Lambang-lambang kekar

Lambang-lambang sesar

Lambang-lambang lipatan

Lambang-lambang lineasi

Lambang-lambang geomorfologi umum

Lambang-lambang geomorfologi gerakan tanah

Lambang-lambang hidrogeologi

Lambang-lambang penyelidikan tempat proyek

Lambang-lambang geologi ekonomi, pertambangan

Lambang-lambang stratigrafi, palentologi, sedimentologi.

Tidak mudah untuk memahami makna dari lambang-lambang tersebut di atas. Oleh

karena itu disarankan agar bridge design engineer berkonsultasi dengan ahli

geologi teknik sebelum memutuskan bahwa lokasi jembatan sudah tepat.

Selanjutnya lihat gambar tersebut di bawah:

Page 23: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-4

Gambar 2-1 Peta Geologi Teknik

Diambil dari sumber : Tata Cara Pemetaan Geologi Teknik Lapangan , SK SNI T-17-1991-03

Page 24: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-5

Dari laporan geologi teknik tersebut yang perlu kita cermati adalah informasi tentang

struktur batuan. Jika kita mempelajari kedudukan batuan sedimen di pegunungan-

pegunungan atau dari penampang pemboran, maka sering kedudukan sedimen-

sedimen itu tampak telah terganggu, artinya tidak lagi sejajar seperti kedudukan

semula. Akan tetapi sedimen-sedimen itu telah miring letaknya, tidak tegak lurus

atau telah terlipat. Sering sedimen-sedimen itu telah nampak patah dan bergeser

melalui bidang-bidang tertentu yang disebut bidang sesar. Perubahan kedudukan

sedimen-sdimen itu disebabkan karena deformasi tektonik.

Ilmu yang mempelajari perubahan perubahan dari kedudukan mendatar batuan-

batuan endapan tersebut disebut geologi struktur atau geologi tektonik. Berdasarkan

cara pembentukannya ada 2 macam struktur, yaitu struktur primer dan struktur

sekunder. Struktur primer berhubungan dengan pembentukan batuan misalnya

perlapisan batuan, struktur aliran pada lava, rekahan akibat pendinginan/

pengerutan, struktur ini disebut juga non tektonik. Struktur sekunder, sebagai akibat

dari pada gerak-gerak di dalam kerak bumi yang menimpa batuan.

Pada dasarnya ada 2 gaya yang bekerja yaitu yang sifatnya tarik (tensional) dan

tekan (compressional). Yang berpengaruh terhadap bangunan teknik sipil adalah

jenis struktur sekunder, berwujud sebagai:

Lipatan (fold)

Rekahan/kekar (fractur/joint)

Sesar (fault)

Lokasi yang stabil untuk penempatan jembatan dengan demikian adalah lokasi yang

tidak melewati daerah lipatan, rekahan/kekar atau sesar. Untuk mengetahui ciri-ciri

lebih khusus apa yang dimaksud dengan lipatan, rekahan/kekar dan sesar, berikut

ini diuraikan secara lebih rinci pengertian struktur sekunder tersebut:

2.2.1. Struktur Lipatan

A. Definisi

Untuk dapat menganalisis lipatan ini lebih mudah, beberapa istilah yang

lebih umum yang dapat digunakan untuk diskripsi didefinisikan sebagai

berikut:

Bidang sumbu (axial plane)

Bidang yang membagi lipatan sesimetris mungkin, bidang ini bisa

tegak lurus, horizontal atau lengkung.

Page 25: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-6

Sumbu lipatan (axial of fold)

Perpotongan bidang sumbu dengan lapisan permukaan dari suatu

lipatan atau garis yang menghubungkan titik-titik tertinggi / terendah

suatu lipatan.

Sumbu antiklin

Garis yang menghubungkan titik tertinggi dari antiklin.

Sumbu sinklin

Garis yang menghubungkan titik terendah dari siklin.

Sayap (limb of flank)

Bagian lipatan yang terletak pada kedua sisi sumbu lipatan.

Jurus (strike)

Garis perpotongan antara bidang lapisan dengan bidang horizontal.

Lapisan horizontal tidak mempunyai kemiringan dan jurus. Jurus

biasanya diukur dalam derajat sebelah timur atau barat dari utara

magnetis.

Kemiringan

Besarnya sudut (dalam derajat) antara bidang lapisan yang miring

dengan bidang mendatar, yang diukur pada suatu bidang yang tegak

lurus pada arah jurus.

Lihat Gambar 2-2 tersebut di bawah:

Gambar 2-2 Struktur Lipatan

Page 26: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-7

B. Jenis-jenis Lipatan

Terminologi yang cukup terinci telah berkembang untuk menggambarkan

aspek-aspek geometris dari lipatan. Istilah umumnya didasarkan pada

bentuk potongan yang tegak lurus terhadap jurus dari bidang lipatan.

Istilah lainnya ditentukan terhadap sumbu lipatan.

Untuk mengetahui macam suatu lipatan perlu memperhatikan potongan

melintang yang tegak lurus terhadap bidang sumbunya.

Bermacam-macam lipatan dapat sangat berpengaruh terhadap stabilitas

bangunan besar atau kecil. Perubahan arah kemiringan secara

mendadak dari suatu lapisan dekat pondasi bangunan dapat

menyebabkan kondisi yang tidak stabil, hal ini tidak segera teramati oleh

pengamatan secara sepintas. Pada semua daerah yang mengalami

deformasi, penyelidikan yang teliti harus dilakukan.

Beberapa istilah yang umum digunakan untuk lipatan-lipatan didefinisikan

di bawah ini dan dapat dilihat pada Gambar 2-3:

Antiklin

Suatu lipatan yang cembung ke atas

Sinklin

Suatu lipatan yang cekung ke atas

Lipatan simetris

Suatu lipatan yang simetris terhadap bidang sumbu

Lipatan asimetris

Suatu lipatan yang tidak simetris terhadap bidang sumbu, kedua

syapnya miring ke arah yang berlawanan pada sudut yang

berlaianan/berbeda.

Lipatan menggantung

Suatu lipatan dimana bidang sumbunya miring/condong, kedua sayap

miring ke arah yang sama biasanya dengan sudut yang berbeda.

Lipatan rebah

Suatu lipatan dimana bidang sumbu hampir mendatar.

Page 27: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-8

Lipatan isoklin

Suatu lipatan yang sama, dimana kedua sayapnya miring dengan

sudut yang sama ke arah yang sama.

Monoklin

Suatu kemiringan yang setempat lebih curam pada lapisan yang

relatif mendatar.

Struktur teras

Daerah dimana kemiringan lapisan-lapisan pada tempat tertentu

mempunyai posisi datar.

Gambar 2-3 Jenis-jenis Lipatan

2.2.2. Struktur Kekar

Kekar adalah rekahan-rekahan dalam batuan yang terjadi karena tekanan

atau tarikan yang disebabkan oleh gaya yang bekerja di dalam bumi,

dimana pergeseran dianggap sama sekali tidak ada.

Page 28: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-9

Berdasarkan hal tersebut di atas kekar dibedakan menjadi 2 macam yaitu:

a. Kekar tarik (tension joint) yang disebabkan oleh akibat tarikan.

b. Kekar geser (shear joint) yaitu kekar yang terjadi akibat tekanan.

Kadang-kadang kedua jenis kekar ini sulit dibedakan di lapangan. Umumnya

kekar tarik permukaannya tidak rata, arahnya tidak beraturan dan selalu

terbuka, sedang kekar geser lurus-lurus bidangnya licin dan tertutup.

2.2.3. Struktur Sesar

Sesar adalah rekahan-rekahan di dalam kulit bumi yang kemudian

mengalami pergeseran satu terhadap lainnya. Pergeseran yang terjadi dapat

berkisar antara beberapa cm sampai beberapa km. Istilah yang umum

dipergunakan untuk deskripsi sesar didefinisikan dan ditunjukkan oleh

gambar di bawah ini:

Gambar 2-4 Sesar

a. Bidang sesar (fault surface)

Pada beberapa sesar dapat rata seperti bidang tetapi pada umumnya

tidaklah demikian melainkan merupakan daerah sesar (fault zone).

b. Atap dan kaki (hanging wall & foot wall)

Bagian di atas bidang sesar disebut atap, bagian bawah bidang sesar

disebut kaki.

c. Gingsir (hade)

Inklinasi bidang sesar terhadap vertikal.

A. Macam-macam sesar

Sesar terjadi pada segala jenis batuan, tetapi yang sering kita jumpai

pada batuan sedimen. Penamaan sesar pada batuan sedimen

Page 29: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-10

dinyatakan menurut kedudukan patahan (sesar) terhadap kedudukan

bidang pelapisan:

1. Sesar jurus (strike fault) : jurus sesar searah jurus lapisan.

2. Sesar lapisan (bedding fault) : jurus sesar sejajar kemiringan bidang

lapisan.

3. Sesar kemiringan (dip fault) : jurus sesar sejajar arah kemiringan

bidang perlapisan.

4. Sesar diagonal (oblique fault) : jurus sesar menyudut dengan arah

bidang perlapisan.

5. Sesar memanjang (longitudinal fault) : jurus sesar umumnya paralel

dengan struktur regional.

6. Sesar melintang (transversal fault) : jurus sesar memotong struktur

regional dengan sudut minimal 50o.

Berdasarkan pergerakannya, secara relatif dibedakan:

1. Sesar normal atau sesar turun, atap bergerak relatif terhadap kaki.

2. Sesar naik, yaitu kaki bergerak relatif ke bawah terhadap atap.

3. Sesar mendatar (strike slip fault), yaitu mempunyai pergeseran

kurang lebih sejajar jurus besar.

B. Tanda-tanda adanya sesar

Tanda-tanda adanya sesar secara garis besar dapat dikenal dalam 3

tahap yaitu pertama dikenal dari peta topografi, kedua dari foto udara dan

ketiga pengamatan di lapangan.

Tanda-tanda tersebut antara lain adalah :

1. Adanyan gawir sesar - dari peta topografi, terlihat garis kontour rapat

dan lurus.

2. Adanya bentuk-bentuk segitiga pada gawir sesar (triangular fault)

akibat erosi, selain itu dijumpai pula kipas aluvial yang umumnya

menunjukkann adanya sesar normal.

3. Pergeseran dari sungai-sungai kecil.

4. Breksiasi.

5. Kontak antara batuan yang berbeda usia.

Page 30: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-11

2.2.4. Struktur Batuan dan Kemantapan Lereng

Struktur batuan sangat berpengaruh terhadap kemantapan pondasi pada

lereng alam dan lereng galian. Ketidakmantapan dapat timbul di bawah

kondisi-kondisi antara lain sebagai berikut:

a. Jika bidang perlapisan miring ke arah lereng galian atau lereng alam.

b. Bila pelapukan sepanjang bidang perlapisan dan bidang kekar

menghasilkan kekar lempung.

c. Bila bidang sesar merupakan bidang geser dalam suatu formasi batuan.

d. Bila pelapukan sebagian formasi batuan menyebabkan penurunan

kekuatan geser.

e. Bila air masuk ke dalam batuan karena perubahan medan pada waktu

pelaksanaan pembangunan.

f. Bila penggalian pada batuan serpih yang peka terhadap cuaca dan

terdapat di daerah dengan curah hujan tahunan tinggi, akan

mengakibatkan disintegrasi yang cepat dan menyebabkan batuan serpih

mudah sekali pecah dan luruh terkena air.

Pertimbangan yang seksama dalam mengevaluasi formasi batuan akan sangat

membantu dalam mengambil keputusan terhadap stabilitas pondasi pada lokasi-

lokasi tertentu. Namun oleh karena stabilitas pondasi jembatan merupakan syarat

mutlak yang harus dipenuhi dalam perencanaan jembatan, maka disarankan agar

setelah memahami problema-problema geologi teknik, bridge design engineer tetap

harus melakukan konsultasi dengan ahli geologi dan ahli geoteknik, agar ada

jaminan lokasi rencana pembangunan jembatan benar-benar berada di daerah yang

stabil.

2.3. Analisis Kapasitas Dukung Tanah Di Bawah Abutment dan Pilar

Untuk dapat merencanakan pondasi jembatan, setelah beban-beban yang bekerja

diketahui (beban primer, beban sekunder dan beban khusus menurut SKBI

1.3.2.28.1987 atau aksi tetap, aksi transient, aksi lingkungan dan aksi lainnya

menurut BMS7-C2-Bridge Design Code 1992), maka pertama-tama yang perlu

dipertimbangkan adalah rekomendasi hasil penyelidikan tanah yang dibuat oleh ahli

geoteknik untuk mengetahui kapasitas dukung tanah di bawah abutment maupun

pilar. Ada 2 kemungkinan yang dapat terjadi yaitu diperlukan pondasi dangkal atau

Page 31: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-12

mungkin pondasi dalam. Fokus kita dalam Sub Bab ini adalah mengetahui berapa

kapasitas dukung tanah baik yang berada di bawah abutment maupun pilar,

sebelum kita melangkah lebih lanjut (pada Bab lain) untuk menentukan pondasi

jembatan. Prinsip perencanaan pondasi dalam hal ini adalah menjamin bahwa

tegangan yang timbul di dalam tanah sebagai akibat pembebanan jembatan masih

tegangan ijin dibagi faktor keamanan. Hal ini berlaku juga untuk untuk konstruksi

pondasi yaitu tegangan yang timbul pada beton atau baja (material pondasi)

tegangan ijin dibagi faktor keamanan.

2.3.1 Pengertian Kapasitas Dukung Tanah

Kapasitas dukung tanah menyatakan gaya geser tanah di sepanjang bidang

gesernya untuk melawan penurunan akibat pembebanan. Persamaan

kapasitas dukung tanah pada umumnya dinyatakan dengan persamaan

Mohr – Coulomb sebagai berikut:

= c + tg

dimana

= tahanan geser tanah

c = kohesi tanah

= tegangan normal

= sudut geser dalam tanah

Ada 2 kriteria yang harus dipenuhi dalam perencanaan pondasi yaitu kriteria

stabilitas dan kriteria penurunan. Kriteria stabilitas memberikan gambaran

bahwa tanah tidak runtuh meskipun kapasitas dukungnya dilampaui karena

dalam perencanaan pondasi ada safety faktor = 3 untuk daya dukung tanah

yang diijinkan. Kriteria penurunan memberikan gambaran bahwa meski

terjadi differential settlement (penurunan tak seragam), tidak akan terjadi

kerusakan pada struktur.

2.3.2 Kapasitas Dukung Menurut Terzaghi

Teori Terzaghi, diturunkan dari persamaan Mohr – Coulomb tersebut di atas,

digunakan untuk pondasi dangkal, menghasilkan sebuah rumus daya dukung

sebagai berikut:

qu = c.Nc + .D.Nq + ½.B.N

Page 32: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-13

dimana:

qu = kapasitas dukung ultimate untuk pondasi memanjang ........ kN/m2.

c = kohesi tanah penyangga pondasi ......... kN/m2.

= berat isi tanah ........ kN/m3.

D = kedalaman pondasi ....... m

B = lebar pondasi ......... m

Nc , Nq , N = faktor daya dukung tanah yang merupakan fungsi dari sudut

geser dalam () tanah dari Terzaghi.

Selanjutnya lihat gambar-gambar berikut:

Gambar 2-5 Model Keruntuhan menurut Teori Terzaghi

Gambar 2-6 Hubungan antara Nc , Nq , N dan

Dalam persamaan di atas, qu = beban total maksimum per satuan luas,

terjadi sesaat ketika pondasi pondasi akan mengalami keruntuhan geser.

Page 33: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-14

Dalam hal ini beban total terdiri dari beban-beban struktur, pelat pondasi dan

tanah urug di atasnya. Keruntuhan geser seperti dimaksud disebut

keruntuhan geser umum dengan ciri-ciri volume bahan dan kuat gesernya

tidak berubah oleh adanya keruntuhan.

Selain keruntuhan geser umum, dikenal juga keruntuhan geser lokal yang

terjadi pada tanah yang mengalami regangan yang besar sebelum tercapai

keruntuhan geser. Terzaghi memberikan koreksi empiris terhadap faktor-

faktor kapasitas dukung pada kondisi keruntuhan geser umum, yang

digunakan untuk penghitungan kapasitas dukung pada kondisi keruntuhan

geser lokal.

Tabel 2-1 Nilai-nilai Faktor Kapasitas Terzaghi

o Keruntuhan Geser Umum Keruntuhan Geser Lokal

Nc Nq N Nc Nq N

0 5.7 1.0 0.0 5.7 1.0 0.0

5 7.3 1.6 0.5 6.7 1.4 0.2

10 9.6 2.7 1.2 8.0 1.9 0.5

15 12.9 4.4 2.5 9.7 2.7 0.9

20 17.7 7.4 5.0 11.8 3.9 1.7

25 25.1 12.7 9.7 14.8 5.6 3.2

30 37.2 22.5 19.7 19.0 8.3 5.7

34 52.6 36.5 35.0 23.7 11.7 9.0

35 57.8 41.4 42.4 25.2 12.6 10.1

40 95.7 81.3 100.4 34.9 20.5 18.8

45 172.3 173.3 297.5 51.2 35.1 37.7

48 258.3 287.9 780.1 66.8 50.5 60.4

50 347.6 415.1 1153.2 81.3 65.6 87.1 Sumber : Teknik Fondasi 1, Hary Christady Hardiyatmo - 2002

Rumus Terzaghi di atas tidak memperhitungkan kekuatan geser tanah yang

terletak di atas dasar pondasi. Oleh karena itu teori tersebut hanya cocok

untuk pondasi dangkal dengan D B. Jika teori Terzaghi digunakan untuk

pondasi dalam maka daya dukung yang diperolehnya akan lebih rendah dari

pada nilai yang sebenarnya, oleh karena itu untuk pondasi dalam kesalahan

perhitungan menjadi besar. Selain itu perlu diingat bahwa daya dukung tanah

yang dipelajari di atas hanya berlaku untuk menghitung daya dukung ultimit

pondasi memanjang. Untuk bentuk-bentuk yang lain, Terzaghi memberikan

koreksi-koreksi sebagai berikut:

Page 34: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-15

Pondasi bujur sangkar :

qu = 1,3.c.Nc + po.Nq + 0,40. .B.N

Pondasi lingkaran:

qu = 1,3.c.Nc + po.Nq + 0,30. .B.N

Pondasi empat persegi panjang:

qu = c.Nc (1+ 0,3B/L) + po.Nq + 0,50. .B.N.(1-0.2B/L)

dimana:

qu = daya dukung batas (ultimate bearing capacity) ........ kN/m2.

c = kohesi tanah penyangga pondasi ......... kN/m2.

po = D. = tekanan overburden pada dasar pondasi ....... kN/m2.

= berat isi tanah yang dipertimbangkan terhadap kedudukan muka air

tanah........ kN/m3.

D = kedalaman pondasi ....... m

B = lebar atau diameter pondasi ......... m

L = panjang pondasi ...... m

Nc , Nq , N = faktor daya dukung tanah yang merupakan fungsi dari sudut

geser dalam () tanah dari Terzaghi.

Teori Terzaghi telah banyak digunakan untuk menghitung daya dukung pada

tanah granular dan tanah-tanah yang mempunyai kohesi (c) dan sudut geser

dalam (), karena persamaan daya dukung batasnya memberikan hasil yang

sangat hati-hati. Hal ini sangat berguna untuk memperhitungkan risiko yang

terjadi karena sulitnya mendapatkan contoh tanah undisturbe pada jenis

tanah tersebut.

Gambar 2-7 Pondasi Dalam (D > 5B)

D

B

fx

Page 35: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-16

Untuk pondasi dalam yang berbentuk sumuran dengan D > 5B, Terzaghi

menyarankan penggunaan rumus sebagai berikut:

Pu’ = Pu + Ps = qu.Ap + .B.fx.D

dimana :

Pu’ = beban ultimate total untuk pondasi dalam (kN)

Pu = beban ultimate total untuk pondasi dangkal (kN)

Ps = tahanan gesek pada dinding pondasi (kN)

qu = 1,3.c.Nc + po.Nq + 0,30. .B.N jika berbentuk lingkaran (kN/m2)

Ap = luas dasar pondasi (m2)

B = diameter pondasi (m)

fx = faktor gesekan (lihat tabel 2-2)

D = kedalaman pondasi (m)

Tabel 2-2 Faktor Gesekan Dinding fx (Terzaghi) Sumber : Teknik Fondasi 1, Hary Christady Hardiyatmo - 2002

2.3.3 Kapasitas Dukung Menurut Meyerhof

Teori lain tentang kapasitas dukung tanah diberikan oleh Meyerhof,

dimaksudkan baik untuk pondasi dangkal maupun pondasi dalam. Cara

keruntuhan kapasitas dukung yang dipakai oleh Meyerhof dalam

mengembangkan teorinya adalah seperti terlihat dalam Gambar 2-8.

Jenis Tanah fx (kg/cm2)

Lanau dan lempung lunak 0.07 – 0.30

Lempung sangat kaku 0.49 – 1.95

Pasir tak padat 0.12 – 0.37

Pasir padat 0.34 – 0.68

Kerikil padat 0.49 – 0.96

Page 36: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-17

Gambar 2-8 Keruntuhan Kapasitas Dukung Menurut Meyerhof Sumber : Teknik Fondasi 1, Hary Christady Hardiyatmo - 2002

Persamaan kapasitas dukung Meyerhof:

qu = sc.dc.ic.c.Nc + sq.dq.iq.po.Nq + s.d.0.5B’..N

dimana:

qu = kapasitas dukung ultimate

Nc, Nq, N = faktor kapasitas dukung untuk pondasi memanjang

sc, sq, s = faktor bentuk pondasi

dc, dq, d = faktor kedalaman pondasi

ic, iq, i = faktor kemiringan beban

B = lebar pondasi efektif

Po = Df. = tekanan overburden pada dasar pondasi

Df = kedalaman pondasi

= berat isi tanah yang dipertimbangkan terhadap kedudukan muka air

tanah

Faktor-faktor kapasitas dukung yang diusulkan oleh Meyerhof adalah :

Nc = (Nq-1) ctg

Nq = tg2(45o + /2).e(tg)

Page 37: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-18

N = (Nq-1)tg(1.4)

Tabel 2-3 Faktor Kapasitas Dukung Meyerhof

o Nc Nq N o Nc Nq N

1 5.14 1 0 26 22.25 11.85 8.00

2 5.38 1.09 0.00 27 23.94 13.20 9.46

3 5.63 1.20 0.01 28 25.80 14.72 11.19

4 6.19 1.43 0.04 29 27.86 16.44 13.24

5 6.49 1.57 0.07 30 30.14 18.40 15.67

6 6.81 1.72 0.11 31 32.67 20.63 18.56

7 7.16 1.88 0.15 32 35.49 23.18 22.02

8 7.53 2.06 0.21 33 38.64 26.09 26.17

9 7.92 2.25 0.28 34 42.16 29.44 31.15

10 8.34 2.47 0.37 35 46.12 33.30 37.15

11 8.80 2.71 0.47 36 50.59 37.75 44.43

12 9.28 2.97 0.60 37 55.63 42.92 53.27

13 9.81 3.26 0.74 38 61.35 48.93 64.07

14 10.37 3.59 0.92 39 67.87 55.96 77.33

15 10.98 3.94 1.13 40 75.31 64.20 93.69

16 11.63 4.34 1.37 41 83.86 73.90 113.99

17 12.34 4.77 1.66 42 93.71 85.37 139.32

18 13.10 5.26 2.00 43 105.11 99.01 171.14

19 13.93 5.80 2.40 44 118.37 115.31 211.41

20 14.83 6.40 2.87 45 133.87 134.87 262.74

21 15.81 7.07 3.42 46 152.10 158.50 328.73

22 16.88 7.82 4.07 47 173.64 187.21 414.33

23 18.05 8.66 4.82 48 199.26 222.30 526.45

24 19.32 9.60 5.72 49 229.92 265.50 674.92

25 20.72 10.66 6.77 50 266.88 319.06 873.86

Tabel 2-4 Faktor Bentuk Pondasi – Meyerhof

Faktor Bentuk Nilai Keterangan

sc 1 + 0.2(B/L)tg2 (45+/2) Untuk sembarang

sq = s 1 + 0.1(B/L)tg2 (45+/2)

1

Untuk 10o

Untuk = 0

Tabel 2-5 Faktor Kedalaman Pondasi – Meyerhof

Faktor Kedalaman Nilai Keterangan

dc 1 + 0.2(D/B)tg (45+/2) Untuk sembarang

dq = d 1 + 0.1(D/B)tg (45+/2) Untuk 10o

Page 38: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-19

1 Untuk = 0

Tabel 2-6 Faktor Kemiringan Beban – Meyerhof

Faktor Kemiringan Beban

Nilai Keterangan

ic = iq

2

901

o Untuk sembarang

i

2

1

o

1

Untuk 10o

Untuk = 0

Catatan : = sudut kemiringan beban terhadap garis vertikal.

2.4. Penurunan Pondasi Di Bawah Abutment dan Pilar

Penurunan pondasi yang terletak pada tanah berbutir (granular material) pada

umumnya diklasifikasikan sebagai berikut:

Penurunan segera (immediate settlement), yaitu penurunan yang terjadi pada

saat “beban kerja” mulai bekerja, dalam rentang waktu kurang lebih 7 hari.

Analisis immediate settlement digunakan untuk tanah berbutir halus termasuk

“silts” dan “clays” dengan derajat kejenuhan (perbandingan antara isi air pori

dengan isi pori) 90% dan tanah berbutir kasar dengan koefisien permeabilitas

yang tinggi (> 10-3 m/sec)

Penurunan konsolidasi (consolidation settlement), yaitu penurunan yang terjadi

dengan berjalannya waktu, bisa dalam kurun waktu bulanan maupun tahunan.

Sebagai gambaran umum, consolidation settlement pada kebanyakan proyek

terjadi dalam kurun waktu 3 – 10 tahun. Analisis consolidation settlement

digunakan untuk tanah berbutir halus baik yang dalam kondisi jenuh (saturated)

maupun yang hampir jenuh. Ada 2 hal yang perlu diperhitungkan dalam

consolidation settlement ini yaitu besarnya penurunan (H) dan lama waktu

terjadinya penurunan.

Persamaan umum yang digunakan untuk menghitung penurunan pondasi pada

kedua jenis penurunan pondasi tersebut adalah sebagai berikut:

Page 39: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-20

dHHH

0

dimana = strain = q/Es; q = f(H, variasi jenis tanah); H = perkiraan kedalaman

perubahan “stress” yang diakibatkan oleh beban pondasi.

iH

Hi siE

qiHH (i dari 1 s/d n)

Bagian kanan dari persamaan di atas menunjukkan bahwa tanah terdiri dari n lapis

(layers) dengan ketebalan Hi , “stresses” dan “properties” dari masing-masing lapis.

Total penurunan pondasi dengan demikian sama dengan jumlah penurunan yang

terjadi pada: lapis 1 + lapis 2 + lapis 3 + ........... + lapis n.

Es yang digunakan dalam persamaan di atas adalah “constrained modulus” yang

diperoleh dari test konsolidasi sebagai 1/mv atau dari test triaxial, dinyatakan dalam

persamaan sebagai berikut:

)21)(1(

).1(1 ,

trs

v

s

E

mE

Es,str = nilai triaxial

= Poisson’s Ratio = ratio antara regangan lateral terhadap regangan vertikal.

2.4.1 Penurunan Segera (Immediate Settlement)

Persamaan penurunan segera dari pondasi yang terletak di permukaan

tanah yang homogen, elastis, isotropis, pada media semi tak terhingga

dinyatakan sebagai berikut:

F

s

o IIIE

BqH

21

2'

1

211..

dimana

H = immediate settlement

qo = tekanan pada dasar pondasi

B’ = lebar pondasi

Page 40: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-21

Es = modulus elastis

= Poisson’s Ratio

I1, I2, IF = Faktor pengaruh, tergantung pada panjang/lebar pondasi L’/B’,

ketebalan lapis tanah H, Poisson’s Ratio , dan kedalaman pondasi

dihitung dari permukaan tanah asli.

1

1.1(ln

)11(

).11(ln.

1

22

22

22

222

1

NMM

NMM

NMM

NMMMI

1tan

2 22

1

2

NMN

MNI

............ (tan-1 dalam radian)

dimana:

M = L’/B’

N = H/B’

B’ = B/2 untuk titik tengah pondasi.

B’ = B untuk pojok pondasi.

L’ = L/2 untuk titik tengah pondasi.

L’ = L untuk pojok pondasi.

IF dapat dihitung secara grafis dengan menggunakan grafik berikut:

Gambar 2-9 Menentukan IF

Page 41: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-22

Sumber: Foundation Analysis and Design, Joseph E. Bowles – 1997

2.4.2 Penurunan Konsolidasi (Consolidation Settlement)

Persamaan penurunan konsolidasi (primer) pada tanah berbutir halus adalah

sebagai berikut:

HHpmHe

eeH

e

eH v

o

o

o

)(11

1

H = Consolidation Settlement

e = perubahan angka pori akibat pembebanan

eo = angka pori awal

e1 = angka pori pada saat berakhirnya konsolidasi

H = tebal lapisan tanah yang ditinjau

mv = modulus tertahan

p = pertambahan tegangan

= regangan.

Teori penurunan konsolidasi (Terzaghi) diketengahkan dengan membuat

asumsi-asumsi sebagai berikut:

Tanah yang ada di dalam lapisan yang terkonsolidasi adalah homogen.

Tanah sepenuhnya jenuh (S = 100%)

Air dan butiran tanah tidak dapat ditekan.

Terdapat hubungan yang linear antara tekanan yang bekerja dan

perubahan volume.

Konsolidasi merupakan konsolidasi satu dimensi sehingga tidak terdapat

aliran air atau pergerakan tanah lateral.

Hukum Darcy berlaku (v = ki)

Properties tanah konstan.

Jika penurunan konsolidasi diperhitungkan berdasarkan indeks pemampatan

(Cc) dan indeks pemampatan kembali (Cr) maka Cc dan Cr diperoleh dari

grafik e-logp’ dengan :

)'/'log( 12

21

pp

eeCc

pada bagian linear kurva pembebanan

)'/'log( 43

34

pp

eeCr

pada kurva pelepasan beban

Page 42: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-23

Dengan e1, e2, e3, e4 dan p1, p2, p3, dan p4 adalah titik-titik yang ditunjukkan

pada Gambar 2-10

Gambar 2-10 Kurva Hubungan e – log p’

Jika teori dan persamaan penurunan konsolidasi di atas digunakan untuk

tanah lempung, maka perlu dipertimbangkan faktor-faktor sebagai berikut:

Apakah tanah berada pada kondisi konsolidasi normal atau pra

konsolidasi.

Perkirakan ”in situ void ratio eo” dan upayakan mencapai idex tekanan

yang cukup untuk mendapatkan lapis lempung yang mencukupi.

Perkirakan pertambahan tegangan rata-rata q dalam lapisan tanah

yang ditinjau dengan ketebalan H.

Catatan

(1) p1’ = po’ + p

(2) Cc dan Cr pada gambar adalah kurva yang telah dikoreksi (kurva lapangan)

Page 43: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-24

Gambar 2-11 Hubungan perubahan angka pori e (a) Lempung normally consolidated (b) dan (c) lempung over consolidated

Untuk lempung terkonsolidasi normal yaitu jika po’ = pc’ maka perubahan

angka pori (e) akibat konsolidasi dinyatakan oleh :

'

'log

o

o

cp

ppCe

(Gambar 2-10 a)

Untuk lempung yang terkonsolidai berlebihan (overconsolidated), yaitu jika

pc’ > po’, perubahan angka pori (e) dipertimbangkan dalam 2 kondisi

sebagai berikut:

Jika p1’ < pc’ (Gambar 2-10 b),

'

'log

'log 1

o

o

r

o

rp

ppC

p

pCe

dengan p1’ = po’ + p

Jika po’ < pc’ < p1’ (Gambar 2-10 c)

'

'log

'

'log

c

o

c

o

c

rp

ppC

p

pCe

dengan pc’ adalah tekanan prakonsolidasi.

Langkah-langkah perhitungan konsolidasi dilakukan sebagai berikut:

Lapisan tanah yang penurunan konsolidasinya akan dihihitung terlebih

dahulu dibagi menjadi n lapisan.

Tegangan efektif awal po’ pada tiap tengah-tengah lapisan dihitung.

Tambahan tegangan pada tiap tengah-tengah lapisan (pi) yang bekerja

dihitung.

ei untuk tiap-tiap lapisan dihitung.

Total penurunan konsolidasi primer pada seluruh lapisan dengan

menggunakan persamaan tersebut di bawah:

1 1 1

i n i ni

i i

i i o

eH H H

e

Page 44: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-25

RANGKUMAN

a. Bab 2 modul Perencanaan Pondasi Jembatan ini menguraikan analisis kestabilan tanah

di lokasi rencana pembuatan jembatan berdasarkan data geologi teknik, analisis daya

dukung tanah di bawah rencana pembuatan abutment dan pilar berdasarkan data

penyelidikan tanah, dan analisis penurunan pondasi di bawah abutment dan pilar

berdasarkan data penyelidikan tanah.

b. Analisis kestabilan tanah di lokasi rencana pembuatan jembatan dimaksudkan untuk

melakukan pengecekan apakah penempatan trase jembatan, abutment dan pilar

jembatan akan berada di atas tanah dasar yang stabil ditinjau dari aspek geologi teknik

sebelum diputuskan bahwa lokasi jembatan sudah tepat. Aspek geologi teknik dipelajari

dari hasil laporan pemetaan geologi teknik yang dibuat oleh ahli geologi teknik. Laporan

geologi teknik ini mencakup:

Kondisi geologi regional dan geologi lokal dari daerah pemetaan;

Kondisi geologi teknik dari daerah pemetaan yang meliputi sifat fisik tanah atau

batuan setempat dan masalah yang mungkin timbul sehubungan pekerjaan teknik

sipil di daerah tersebut;

Penampang geologi teknik pada rencana bangunan;

Saran teknis berupa penanganan dan penanggulangan masalah yang timbul oleh

sebab kondisi geologi teknik.

c. Analisis daya dukung tanah di bawah rencana pembuatan abutment dan pilar

menguraikan garis besar teori mekanika tanah yang pada umumnya digunakan untuk

membuat analisis daya dukung tanah. Ada 2 metode yang diketengahkan dalam uraian

dimaksud yaitu kapasitas dukung tanah menurut Terzaghi yang pada umumnya

digunakan untuk pondasi dangkal dan kapasitas dukung tanah menurut Meyerhof yang

pada umumnya digunakan untuk pondasi dangkal maupun pondasi dalam.

d. Analisis penurunan pondasi menjelaskan bahwa penurunan pondasi mencakup 2 jenis

penurunan yaitu penurunan segera (immediate settlement) dan penurunan konsolidasi

(consolidation settlement):

Immediate settlement yaitu penurunan yang terjadi pada saat “beban kerja” mulai

bekerja, dalam rentang waktu kurang lebih 7 hari. Analisis immediate settlement

digunakan untuk tanah berbutir halus termasuk “silts” dan “clays” dengan derajat

kejenuhan (perbandingan antara isi air pori dengan isi pori) 90% dan tanah berbutir

kasar dengan koefisien permeabilitas yang tinggi (> 10-3 m/sec).

Page 45: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-26

Consolidation settlement, yaitu penurunan yang terjadi dengan berjalannya waktu,

bisa dalam kurun waktu bulanan maupun tahunan. Sebagai gambaran umum,

consolidation settlement pada kebanyakan proyek terjadi dalam kurun waktu 3 – 10

tahun. Analisis consolidation settlement digunakan untuk tanah berbutir halus baik

yang dalam kondisi jenuh (saturated) maupun yang hampir jenuh.

Page 46: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-27

LATIHAN / PENILAIAN MANDIRI

Latihan atau penilaian mandiri menjadi sangat penting untuk mengukur diri atas tercapainya

tujuan pembelajaran yang disampaikan oleh para pengajar/ instruktur, maka pertanyaan

dibawah perlu dijawab secara cermat, tepat dan terukur

Kode/ Judul Unit Kompetensi :

INA.5212.113.01.05.07 : Merencanakan pondasi jembatan

Soal :

No. Elemen Kompetensi / KUK (Kriteria Unjuk

Kerja) Pertanyaan

Jawaban:

Ya Tdk

Apabila ”Ya” sebutkan butir-

butir kemampuan anda

1. Menganalisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah.

1.1. Kestabilan tanah berdasarkan data geologi teknik dianalisis sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan

1.1. Apakah anda mampu menganalisis kestabilan tanah berdasarkan data geologi teknik dalam rangka perencanaan teknis jembatan?

a. .........................

b. .........................

c. .........................

dst.

1.2. Daya dukung tanah di bawah abutment dan pilar dianalisis sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan.

1.2. Apakah anda mampu menganalisis daya dukung tanah di bawah abutment dan pilar dianalisis sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan?

a. .........................

b. .........................

c. .........................

dst.

1.3. Penurunan pondasi di bawah abutment dan pilar dianalisis sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan

1.3. Apakah anda mampu menghitung penurunan pondasi di bawah abutment dan pilar sesuai dengan persyaratan teknis yang

a. .........................

b. .........................

c. .........................

dst.

Page 47: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

2-28

ditentukan?

Page 48: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-1

BAB 3

PEMILIHAN JENIS PONDASI JEMBATAN

3.1. Umum

Bab ini menjelaskan pemilihan jenis pondasi jembatan, mencakup penentuan

kedalaman tanah keras, penggunaan data daya dukung tanah dan geologi teknik

dan penetapan jenis pondasi jembatan.

Penentuan kedalaman tanah keras dimaksudkan untuk mempertimbangkan apakah

akan dibuat pondasi dangkal (0-8.00 m) ataukah pondasi dalam (> 8.00 m). Jika

lokasi tanah keras terletak pada kedalaman 0-8.00 meter, ada 2 pilihan yang dapat

diambil yaitu dipilih pondasi langsung jika letak kedalaman tanah keras 4.00 m,

atau pondasi sumuran jika letak kedalaman tanah keras antara 4-8.00 m. Jika letak

tanah keras > 8.00 m pondasi yang lazim digunakan adalah pondasi tiang pancang

atau tiang bor.

Penggunaan data daya dukung tanah dan geologi teknik dimaksudkan untuk

memastikan bahwa beban-beban yang bekerja pada jembatan pada akhirnya akan

dipikul oleh tanah pondasi yang kapasitas dukungnya mencukupi. Jadi dari sisi

konstruksi bahan yang digunakan sebagai konstruksi pondasi (tiang pancang, tiang

bor, sumuran, pondasi langsung) mampu memikul kombinasi beban-beban yang

bekerja, sedangkan di sisi lain tanah pondasi tidak mengalami keruntuhan dalam

memikul beban-beban yang bekerja pada jembatan.

Penetapan pondasi jembatan dimaksudkan untuk menetapkan tipe dan jenis

pondasi yang paling sesuai dengan persyaratan-persyaratan perencanaan. Jika

dipilih pondasi tiang pancang, agar jelas, apakah pilihan ini merupakan point bearing

piles, atau friction piles, ataukah kombinasi dari keduanya. Jika dipilih pondasi

sumuran, apakah diameter sumuran yang dipilih masih memberikan ruang gerak

bagi pelaksana di lapangan, dan sebagainya.

3.2. Penentuan Kedalaman Tanah Keras

Untuk mengetahui kedalaman tanah keras, data lapangan yang harus tersedia

adalah data sondir dan data bor. Dalam memilih rancangan pondasi jembatan,

diperlukan data-data lapangan yang diperoleh dari test sondir, bor-log lapangan dan

bor-log akhir. Test sondir dimaksudkan untuk mendapatkan data tentang

Page 49: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-2

perlawanan tanah terhadap ujung konus dan lekatan tanah terhadap selimut

bikonus. Data-data tersebut diperoleh dengan cara menekan konus dan bikonus ke

dalam lapisan tanah yang diselidiki, digambarkan ke dalam suatu grafik yang

menunjukkan hubungan antara kedalaman ujung konus (m) dengan tekanan konus

(kg/cm2) dan antara kedalaman ujung konus (m) dengan hambatan pelekat (kg/cm).

Sedangkan bor log merupakan hasil uji pemboran berupa penampang yang

menggambarkan lapisan-lapisan tanah disertai dengan keterangan-keterangan yang

diperlukan untuk menganalisa kondisi tanah/batuan yang harus dipertimbangkan

untuk perencanaan pondasi jembatan. Bor-log lapangan merupakan catatan-catatan

berdasarkan fakta-fakta lapangan sedangkan bor-log akhir dibuat berdasarkan bor-

log lapangan dan hasil-hasil pengujian laboratorium.

Dari penjelasan di atas dapat diambil kesimpulan bahwa data-data yang diperoleh

dari test sondir, bor-log lapangan dan bor-log akhir harus memberikan informasi

yang tepat dan akurat guna kepentingan perhitungan pondasi jembatan. Ini berarti

bahwa letak titik sondir dan bor harus sedemikian sehingga hasil pengolahan dan

evaluasi data tanah yang dibuat dapat merepresentasikan informasi tentang

properties tanah yang diperlukan dalam perhitungan pondasi jembatan.

Letak titik sondir dan titik bor kadang-kadang tidak dapat tepat pada rencana letak

bangunan mengingat situasi-lapangan yang sulit. Oleh karena itu penting diketahui

sampai seberapa jauh dapat diadakan penggeseran, relokasi, pengurangan atau

penambahan titik penyelidikan. Untuk pemboran mesin perlu juga ditinjau jalan

masuk kelokasi.

Jumlah dan letak titik sondir dan titik bor (contoh)

Jika jembatan dengan bangunan-bangunan atas diletakkan di 1 (satu) abutment

kiri, dan 2 (dua) pilar dan 1 (satu) abutment kanan, pertanyaannya sekarang

adalah berapa banyak titik sondir dan titik bor diperlukan untuk dapat

menyiapkan perencanaan pondasi jembatan tersebut dan dimana titik-titik sondir

dan bor tersebut harus diletakkan? Jawabannya adalah sebagai berikut:

Diperlukan penyelidikan tanah untuk 2 titik sondir di abutmen kiri, 8 titik

sondir di dasar sungai/lembah, 2 titik sondir di abutmen kanan. Dalam hal ini

sebanyak 6 titik sondir berada di sebelah kiri as jembatan dan 6 titik sondir

berada di sebelah kanan as jembatan.

Page 50: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-3

Diperlukan penyelidikan tanah untuk 1 titik bor di abutmen kiri, 4 titik bor di

dasar sungai/lembah, 1 titik bor di abutmen kanan. Lokasi titik-titik bor

tersebut berada kurang lebih tepat di bawah as jembatan.

Untuk lebih jelasnya, lihat Gambar 3-1:

Gambar 3-1 Penempatan Titik-titik Sondir dan Bor

Pada gambar di atas terdapat 12 titik sondir dan 4 titik bor yang tentu akan

memberikan variasi-variasi data tergantung pada kondisi tanah pondasi dan

ketelitian pengambilan datanya. Sebelum kita menentukan lokasi kedalaman tanah

keras, ada suatu logika berpikir yang tidak boleh diabaikan yaitu:

Penentuan lokasi kedalaman tanah keras di bawah abutment sebelah kiri hanya

didasarkan atas data-data sondir dan data bor yang diperoleh berdasarkan

pelaksanaan pekerjaan sondir dan pekerjaan bor di lokasi abutment sebelah kiri.

Dasar Abutment Dasar Pilar

As Jembatan

Titik Sondir

Titik Bor

S

S

SS

S

S

S S

S

S S

S

S

B BBB

B

Page 51: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-4

Penentuan lokasi kedalaman tanah keras di bawah abutment sebelah kanan

hanya didasarkan atas data-data sondir dan data bor yang diperoleh

berdasarkan pelaksanaan pekerjaan sondir dan pekerjaan bor di lokasi abutment

sebelah kanan.

Penentuan lokasi kedalaman tanah keras di bawah pilar sebelah kiri hanya

didasarkan atas data-data sondir dan data bor yang diperoleh berdasarkan

pelaksanaan pekerjaan sondir dan pekerjaan bor di lokasi pilar sebelah kiri.

Penentuan lokasi kedalaman tanah keras di bawah pilar sebelah kanan hanya

didasarkan atas data-data sondir dan data bor yang diperoleh berdasarkan

pelaksanaan pekerjaan sondir dan pekerjaan bor di lokasi pilar sebelah kanan.

Kita ambil contoh abutment sebelah kiri, disini akan tersedia 2 data sondir dan 1

data bor. Terlebih dahulu harus diperiksa kesesuaian hasil sondir dengan jenis

tanah yang diperoleh dari hasil pekerjaan bor pada titik bor yang telah ditentukan.

Hasil sondir yang tidak sesuai dengan hasil bor perlu ditanyakan kepada ahli

geoteknik, misalnya diambil kesimpulan kedua data sondir tersebut masih

memenuhi syarat, maka selanjutnya kedua data sondir tersebut dievaluasi lebih

lanjut. Dari 2 data sondir kita harus memilih salah satu yaitu yang memberikan

dampak paling buruk bagi perhitungan pondasi. Artinya data sondir yang kita pilih

tersebut adalah data sondir yang menginformasikan lokasi tanah keras lebih dalam

dibandingkan dengan data sondir yang satu lagi, dan atau jumlah hambatan pelekat

pada kedalaman yang dipilih untuk perhitungan pondasi lebih rendah dibandingkan

dengan jumlah hambatan pelekat pada data sondir yang satu lagi.

Demikian dengan metode yang sama dilakukan pemilihan data sondir untuk pilar

kiri, pilar kanan dan abutment kanan. Jika hal ini telah dilakukan, maka kita

mempunyai data-data yang siap dianalisis untuk memastikan lokasi kedalaman

tanah keras, yaitu: 1 sondir dan 1 bor untuk abutment kiri, 1 sondir dan 1 bor untuk

pilar kiri, 1 sondir dan 1 bor untuk pilar kanan dan 1 sondir dan 1 bor untuk abutment

kanan.

Data sondir berisi informasi tentang:

Besarnya tekanan konus (kg/cm2) pada kedalaman-kedalaman tertentu (m)

dihitung dari tinggi permukaan tanah asli.

Besarnya jumlah hambatan pelekat (tekanan kleef) pada kedalaman-kedalaman

tertentu (m) dihitung dari tinggi permukaan tanah asli.

Page 52: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-5

Data bor, berisi jenis dan tebal lapisan-lapisan tanah, mulai dari lapis permukaan

tanah asli sampai dengan kedalaman berakhirnya pemboran. Kedalaman pemboran

pada umumnya melebihi kedalaman titik sondir.

Gambar 3-2 Contoh Hasil Sondir dan Bor

Pada data sondir dapat diperhatikan bentuk grafik yang menggambarkan hubungan

antara tekanan konus dan kedalaman ujung konus. Dari grafik tersebut dapat dicari,

pada tekanan konus = 150 kg/cm2, berapa kedalaman ujung konus pada tekanan

ini? Titik yang menunjukkan tekanan konus = 150 kg/cm2 inilah yang disebut

kedalaman tanah keras, pada Gambar 3-2 titik tersebut berada pada kedalaman 24

m di bawah permukaan tanah asli.

Batasan-batasan kedalaman tanah keras yang lazim digunakan dalam perencanaan

pondasi adalah sebagai berikut:

Page 53: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-6

Jika lokasi tanah keras berada pada kedalaman 4 m dari permukaan tanah asli,

maka yang diperlukan adalah pondasi dangkal, pada umumnya cukup dengan

pondasi langsung.

Jika lokasi tanah keras berada pada kedalaman 4-8 m dari permukaan tanah

asli, maka yang diperlukan adalah pondasi dangkal, pada umumnya digunakan

pondasi sumuran.

Jika lokasi tanah keras berada pada kedalaman > 8 m dari permukaan tanah

asli, maka yang diperlukan adalah pondasi dalam, pada umumnya dipilih

pondasi tiang pancang.

Perkiraan kedalaman tanah keras berdasarkan data sondir merupakan indikasi awal

tentang jenis pondasi yang dapat kita pertimbangkan. Perhitungan lebih rinci

nantinya akan didasarkan atas berbagai informasi tentang tanah pondasi baik yang

diperoleh berdasarkan hasil sondir maupun hasil pengujian laboratorium, termasuk

data-data yang berkaitan dengan kekuatan bahan pondasi jembatan.

3.3. Penggunaan Data Daya Dukung Tanah dan Geologi Teknik

Dari data geologi teknik, yang perlu diketahui adalah kepastian apakah lokasi

penempatan jembatan berada pada daerah yang stabil, artinya tidak melewati

daerah lipatan, rekahan/ kekar atau sesar. Kemudian pertimbangan yang seksama

dalam mengevaluasi formasi batuan juga akan sangat membantu dalam mengambil

keputusan terhadap stabilitas pondasi pada lokasi-lokasi tertentu. Jika dari

pertimbangan berdasarkan geologi teknik sudah dapat diambil kesimpulan tentang

penempatan lokasi jembatan, maka tahap berikutnya adalah menghitung data daya

dukung tanah berdasarkan hasil pengujian laboratorium atas titik-titik bor yang

diperoleh dari lapangan.

3.3.1 Daya Dukung Pondasi Dangkal

Yang dimaksudkan dengan pondasi dangkal adalah pondasi langsung

(kedalaman tanah keras < 4.00 m) dan pondasi sumuran (kedalaman tanah

keras 4-8 m).

Pada pondasi langsung yang harus dihitung terlebih dahulu adalah daya

dukung ijin tanah di dasar abutmen jembatan yang didapat dari analisis daya

dukung pondasi dangkal pada elevasi dasar dari abutmen jembatan. Daya

dukung ijin tanah di dasar abutmen jembatan yang sering dijumpai pada

Page 54: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-7

perhitungan pondasi langsung adalah sekitar 200 kPa atau sama dengan 20

t/m2 = 2.0 kg/cm2.

Pada pondasi langsung tipe gravitasi (pasangan batu kali), beban-beban

yang bekerja pada jembatan diteruskan ke dasar pondasi langsung. Jika

daya dukung ijin tanah di dasar pondasi = 200 kPa maka tegangan

maksimum yang terjadi pada dasar pondasi harus < 200 kPa, selain itu

abutment jembatan harus memenuhi persyaratan kestabilan terhadap guling

dan kestabilan terhadap geser dengan faktor keamanan tertentu (misalnya

2.2) jika beban-beban kerja dan kombinasinya diberlakukan.

Pada pondasi sumuran, beban-beban yang bekerja pada jembatan

diteruskan ke dasar pondasi sumuran. Daya dukung ijin tanah di dasar

sumuran yang sering dijumpai pada perhitungan pondasi sumuran dengan

kedalaman 8 m adalah sekitar 1000 kPa atau sama dengan 100 t/m2 = 10.0

kg/cm2. Jika daya dukung ijin tanah di dasar pondasi sumuran = 1000 kPa

maka tegangan maksimum yang terjadi pada dasar pondasi sumuran harus

< 1000 kPa, selain itu pondasi sumuran harus memenuhi persyaratan

kestabilan terhadap guling dan kestabilan terhadap geser dengan faktor

keamanan tertentu (misalnya 2.2), tidak terjadi tegangan tarik pada dasar

sumuran serta memenuhi persyaratan-persyaratan penurunan jika beban-

beban kerja dan kombinasinya diberlakukan.

Pada penjelasan di atas diambil contoh daya dukung tanah pada kedalaman

4 m dan 8 m. Pertanyaannya sekarang, bagaimana mendapatkan daya

dukung tanah pada kedalaman-kedalaman dimaksud atau secara umum

kedalaman tanah pada pondasi dangkal?. Untuk menghitung daya dukung

tanah pada pondasi dangkal, gunakan persamaan Terzaghi. Berikut ini

diberikan contoh perhitungan daya dukung pondasi dangkal.

Soal:

Hitunglah daya dukung tanah pondasi berbentuk bujur sangkar dengan sisi =

B, jika diketahui kedalaman pondasi D = 1.20 m, safety factor (SF) = 3 untuk

mendapatkan tegangan ijin qa , dengan data-data tanah yang diperoleh dari

”undrained U triaxial test” adalah : = 17.30 kN/m3, = 20o, c = 20 kPa.

Jawaban:

Page 55: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-8

Pada data laboratorium terdapat = 20o , jadi berarti tanah tidak jenuh.

Pondasi berbentuk bujur sangkar, maka persamaan yang dipakai yang

diturunkan dari persamaan Terzaghi adalah:

qu = 1,3.c.Nc + po.Nq + 0,40. .B.N ....... (lihat Bab 2 Sub Bab 2.3

halaman 2-14)

Dari Tabel 2-1 (Bab2) dengan = 20o, diperoleh Nc = 17.7, Nq = 7.4 dan N

= 5.0.

qu = 1.3 x 20 x 17.7 + 1.20 x 17.30 x 7.40 + 0.40 x 17.30 x B x 5

= (613.8 + 34.6 B) kPa.

qa = qu / SF = (613.8 + 34.6 B)/3 kPa = (205 + 11.5 B) kPa.

Untuk menyelesaikaan perhitungan di atas, Joseph E. Bowles dalam

bukunya “Foundationn Analysis and Design” menyarankan penggunaan

faktor reduksi r sebagai berikut:

1 0.25logB

rk

...... dimana B 2 m dan k = 2

Untuk memudahkan perhitungan, persamaan tersebut dapat ditabelkan

sebagai berikut:

B= 2m 2.5 m 3 m 3.5 m 4 m 5 m 10 m 20 m 100 m

r = 1 0.97 0.95 0.93 0.92 0.90 0.82 0.75 0.57

Dari qa = (205 + 11.5 B) kPa, perkirakan B mempunyai nilai antara 1.5 – 3.0

m dan pada nilai B = 3.0 m, r = 0.95.

qa = (205 + 11.5 B) kPa = 205 + 11.5 x 1.5 = 220 kPa.

qa = (205 + 11.5 B) kPa = 205 + 11.5 x 0.95 x 3 = 240 kPa.

B

D = 1.20 m

Permukaan tanah asli

Page 56: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-9

Dari hasil perhitungan di atas, nilai qa yang direkomendasikan adalah antara

200 – 220 kPa (bandingkan dengan data dukung ijin tanah di dasar pondasi

langsung yaitu = 200 kPa). Dengan contoh perhitungan ini jelas bahwa untuk

menentukan daya dukung ijin tanah pada perencanaan pondasi langsung

tidak digunakan data sondir, akan tetapi properties tanah yang diperoleh dari

pengujian laboratorium meskipun pada awalnya lokasi penempatan dasar

pondasi langsung diperoleh dari data sondir.

3.3.2 Daya Dukung Pondasi Dalam

Yang dimaksudkan dengan pondasi dalam adalah pondasi yang diletakkan

pada tanah keras dengan kedalaman > 8.00 m dihitung mulai dari elevasi

tanah asli. Jenis pondasi yang lazim digunakan untuk pondasi dalam adalah

pondasi tiang pancang dan pondasi tiang bor. Pondasi tiang pancang pada

umumnya diperhitungkan dengan menggunakan data tekanan konus

(kg/cm2) dan jumlah hambatan pelekat (kg/cm2) yang diperoleh dari hasil

sondir. Tekanan konus dan jumlah hambatan pelekat mewakili daya dukung

tanah dalam memikul beban-beban yang bekerja pada jembatan, prinsipnya

tegangan ijin tanah (yang direpresentasikan oleh tekanan konus dan jumlah

hambatan pelekat) pada area pondasi (luas tanah pada ujung tiang pancang

dan luas tanah pada sekeliling tiang pancang yang “mengcreate” hambatan

pelekat pada saat pemancangan tiang) dibagi dengan safety factor (SF

biasanya diambil = 3) masih lebih besar dibandingkan dengan tegangan

yang harus dipikul oleh tanah akibat beban-beban yang bekerja pada

jembatan. Selain itu daya dukung pondasi dalam juga dapat dihitung dengan

persamaan Meyerhof yang data properties tanahnya diperoleh dari hasil

pengujian laboratorium atas data-data titik bor yang data lapangannya

diambil pada waktu pelaksanaan pekerjaan sondir dan bor. Contoh yang

diberikan di sini adalah perhitungan daya dukung yang didasarkan atas data

sondir.

Daya dukung tanah berdasarkan data sondir

Dengan data sondir pada Gambar 3-2, direncanakan pondasi tiang pancang

ukuran 35 x 35 cm2, dipancang secara individual pada kedalaman 23 m dari

permukaan tanah asli. Beban maksimum yang boleh terjadi pada tiang

pancang tersebut = daya dukung tanah terhadap 1 tiang pancang berasal

dari tekanan konus pada kedalaman 23 m + hambatan pelekat pada tiang di

seluruh panjang tiang. Lihat persamaan tersebut di bawah:

Page 57: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-10

. .

3 5

tp konus tp hamb plkt

tp

A p O pQ

dimana:

Qtp = beban maksimum pada tiang jika ditinjau terhadap daya dukung tanah.

Atp = luas potongan melintang tiang pancang.

pkonus = tekanan konus berdasarkan data sondir pada kedalaman tiang

pancang akan diletakkan sesuai perencanaan.

Otp = keliling potongan tiang pancang.

phamb-plkt = jumlah hambatan pelekat pada kedalaman sesuai dengan ujung

tiang pancang direncanakan akan diletakkan sesuai perencanaan

Dari Titik

Bor

Gambar 3-3 Ujung Tiang Pancang Diposisikan Pada Kedalaman 23 m

55 kg/cm2

610 kg/cm2

Page 58: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-11

Jika data-data yang terdapat pada hasil sondir dimasukkan, maka akan

diperoleh beban maksimum yang dapat diberikan pada tiang pancang tanpa

mengakibatkan keruntuhan tanah pondasi sebagai berikut:

35.35.55 4.35.61039.538 39.6

3 5tpQ kg ton

Jika diketahui bahwa tiang pancang berukuran 35 x 35 cm2 tersebut

mempunyai penulangan sebanyak 8 25 mm, maka Atiang = 35x35 +

nx8xx(2.5/2)2= 35x35 + 15x8xx(2.5/2)2= 1.814 cm2.

Ambil tegangan ijin beton yang relatif rendah misalnya 50 kg/cm2, maka

berdasarkan kekuatan bahan beton, Qtp = 50 x 1.814 kg = 90.700 kg = 90.70

ton, jauh di atas 39.6 ton yang diperhitungkan terhadap daya dukung tanah.

Dari angka 90.70 ton tersebut berat sendiri tiang beton = 0.35 x 0.35 x 23 x

2.5 ton = 7.04 ton. Jadi kalau tiang pancang beton tersebut dipancang

sampai kedalaman 23 m, agar tiang tersebut tidak mengakibatkan

keruntuhan tanah pondasi, maksimum beban sentris yang dapat diletakkan

di atas tiang pancang = 39.6 ton – 7.04 ton = 32.56 ton.

Perhitungan tiang pancang pada prinsipnya mengenal adanya point bearing

piles, friction piles atau kombinasi dari keduanya. Dalam perhitungan tiang

pancang yang sebenarnya, jarang sekali kita dapatkan tiang pancang yang

berdiri sendiri sebagai single pile, akan tetapi yang sering kita jumpai adalah

perhitungan tiang pancang dalam bentuk piles group. Piles group ini

menganggap kelompok tiang sebagai satu kesatuan, namun mempunyai

karakteristik yang berbeda antara point bearing piles dengan friction piles.

Pada point bearing piles kemampuan tiang dalam kelompok tiang sama

dengan kemampuan tiang secara individual. Sedangkan pada friction piles,

daya dukung kelompok tiang diperhitungkan sebagai berikut:

1. . ( ). .

3 3

t

klp c klp

QQ N A B L l

dimana:

Qklp = daya dukung yang diijinkan pada kelompok tiang Qt = daya dukung keseimbangan pada kelompok tiang 3 = safety factor.

= kekuatan geser tanah Nc = faktor daya dukung Aklp = luas kelompok tiang = B x L B = lebar kelompok tiang L = panjang kelompok tiang

Page 59: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-12

l = kedalaman tiang pancang

3.4. Penetapan Jenis Pondasi

Pertimbangan pertama dalam menetapkan jenis pondasi adalah mengetahui dimana

letak tanah keras di bawah abutment dan pilar. Dari letak kedalaman tanah keras

tersebut dapat ditetapkan apakah akan dipilih pondasi dangkal (sampai dengan

kedalaman 8.00 m) ataukah pondasi dalam (> 8.00 m). Berikut ini diberikan jenis-

jenis pondasi baik pondasi dangkal mauopun pondasi dalam yang dicakup di dalam

Spesifikasi Umum Tahun 2007, Divisi 7 Struktur. Uraian yang dicakup dalam

penjelasan ini diambil dari Divisi 7, diharapkan bagi ahli perencanaan teknis

jembatan untuk memahaminya dengan seksama agar dapat digunakan sebagai

bahan pertimbangan dalam menetapkan jenis-jenis pondasi jembatan. Desain

pondasi disarankan mengacu pqada ketentuan teknis yang diatur dalam Spesifikasi

agar perencana tidak perlu membuat Spesifikasi Khusus karena desainnya di luar

cakupan Spesifikasi yang ada.

3.4.1 Pondasi Dangkal

A. Pondasi Langsung

Pondasi langsung pada umumnya digunakan untuk abutment tipe

gravitasi. Abutment jembatan tipe gravitasi ini diasumsikan terbuat dari

pasangan batu dan dudukan struktur atas jembatan terbuat dari beton

struktural.

Lihat sketsa berikut:

Gambar 3-4 Abutment Tipe Gravitasi – Pondasi Langsung

Batu Kali

Beton Struktural

Page 60: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-13

Persyaratan-persyaratan tentang beton struktur dan pasangan batu kali

mengacu pada Spesifikasi.

B. Pondasi Sumuran

Gambar 3-5 Contoh Pondasi Sumuran Pada Jembatan 2 x 2 Lajur

(Catatan: Hanya diambil potongan untuk 1 jembatan di sebelah kiri)

Pondasi Sumuran

Pilar Jembatan

Gelagar Bangunan Atas Jembatan

Pondasi Sumuran

Page 61: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-14

Dinding sumuran dibuat dari beton bertulang. Pekerjaan beton dan baja

tulangan harus memenuhi ketentuan yang disyaratkan dalam Spesifikasi.

Kecuali jika ditunjukkan lain dalam Gambar, maka mutu beton adalah fc’=

20 MPa atau K-250 dan mutu baja BJ24. Kecuali jika ditunjukkan lain

dalam Gambar, maka bahan pengisi fondasi sumuran adalah beton

siklop yang harus memenuhi ketentuan dalam Spesifiikasi.

Fondasi sumuran harus dibuat memenuhi ketentuan dimensi dan

fungsinya, dengan mempertimbangkan kondisi pelaksanaan yang

diberikan.

Unit beton pracetak harus dicor pada landasan pengecoran yang

sebagaimana mestinya. Cetakan harus memenuhi garis dan elevasi

yang tepat dan terbuat dari logam. Cetakan harus kedap air dan tidak

boleh dibuka paling sedikit 3 hari setelah pengecoran. Unit beton

pracetak yang telah selesai dikerjakan harus bebas dari segregasi,

keropos, atau cacat lainnya dan harus memenuhi dimensi yang

disyaratkan. Unit beton pracetak tidak boleh digeser sebelum 7 hari

setelah pengecoran, atau sampai pengujian menunjukkan bahwa kuat

tekan beton telah mencapai 70 persen dari kuat tekan beton rancangan

dalam 28 hari. Unit beton pracetak tidak boleh diangkut atau dipasang

sampai beton tersebut mengeras paling sedikit 14 hari setelah

pengecoran, atau sampai pengujian menunjukkan kuat tekan mencapai

85% dari kuat tekan rancangan dalam 28 hari.

Beton pracetak yang pertama dibuat harus ditempatkan sebagai unit

yang terbawah. Bilamana beton pracetak yang pertama dibuat telah

diturunkan, beton pracetak berikutnya harus dipasang di atasnya dan

disambung sebagimana mestinya dengan adukan semen untuk

memperoleh kekakuan dan stabilitas yang diperlukan. Penurunan dapat

dilanjutkan 24 jam setelah penyambungan selesai dikerjakan.

Cetakan untuk dinding sumuran yang dicor di tempat harus memenuhi

garis dan elevasi yang tepat, kedap air dan tidak boleh dibuka paling

sedikit 3 hari setelah pengecoran. Beton harus dicor dan dirawat sesuai

dengan ketentuan dari Spesifikasi ini. Penurunan tidak boleh dimulai

paling sedikit 7 hari setelah pengecoran atau sampai pengujian

menunjukkan bahwa kuat tekan beton mencapai 70% dari kuat tekan

rancangan dalam 28 hari.

Page 62: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-15

Beton siklop yang diisikan pada Fondasi Sumuran sesuai dengan

ketentuan dalam Spesifikasi.

Bilamana penggalian dan penurunan fondasi sumuran dilaksanakan,

perhatian khusus harus diberikan untuk hal-hal berikut ini :

Semua pekerjaan harus dilaksanakan dengan aman, teliti, mematuhi

undang-undang keselamatan kerja, dan sebagainya.

Penggalian hanya boleh dilanjutkan bilamana penurunan telah

dilaksanakan dengan tepat dengan memperhatikan pelaksanaan dan

kondisi tanah. Gangguan, pergeseran dan gonjangan pada dinding

sumuran harus dihindarkan selama penggalian.

Dinding sumuran umumnya diturunkan dengan cara akibat beratnya

sendiri, dengan menggunakan beban tambahan (superimposed

loads), dan mengurangi ketahanan geser (frictional resistance), dan

Bilamana ketahanan geser diperkirakan cukup besar pada saat

penurunan dinding sumuran, maka disarankan untuk melakukan

upaya untuk mengurangi geseran antara dinding luar sumuran

dengan tanah disekelilingnya.sebagainya.

Dalam pembuatan sumbat dasar sumuran, perhatian khusus harus

diberikan untuk hal-hal berikut ini :

Pengecoran beton dalam air umumnya harus dilaksanakan dengan

cara tremi atau pompa beton setelah yakin bahwa tidak terdapat

fluktuasi muka air dalam sumuran;

Air dalam sumuran umumnya tidak boleh dikeluarkan setelah

pengecoran beton untuk sumbat dasar sumuran.

Sumuran harus diisi dengan beton siklop fc’ 15 MPa atau K-175 sampai

elevasi satu meter di bawah fondasi telapak. Sisa satu meter tersebut

harus diisi dengan beton fc’ 20 MPa atau K-250, atau sebagaimana yang

ditunjukkan dalam Gambar.

Dinding penahan rembesan (cut-off wall) harus kedap air dan harus

mampu menahan gaya-gaya dari luar seperti tekanan tanah dan air

selama proses penurunan dinding sumuran, dan harus ditarik setelah

pelaksanaan sumuran selesai dikerjakan

Page 63: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-16

Bagian atas dinding sumuran yang telah terpasang yang lebih tinggi dari

sisi dasar fondasi telapak harus dibongkar. Pembongkaran harus

dilaksanakan dengan menggunakan alat pemecah bertekanan

(pneumatic breakers). Peledakan tidak boleh digunakan dalam setiap

pembongkaran ini. Baja tulangan yang diperpanjang masuk ke dalam

fondasi telapak harus mempunyai panjang paling sedikit 40 kali diameter

tulangan.

Dalam melaksanakan pembuatan fondasi sumuran, standar keselamatan

yang tinggi harus digunakan untuk para pekerja dengan ketat mematuhi

undang-undang dan peraturan yang berkaitan.

3.4.2 Pondasi Dalam

A. Pondasi Tiang Pancang Beton Bertulang Pracetak / Tiang Pancang

Beton Prategang Pracetak

Gambar 3-6 Contoh Pondasi Tiang Pancang

Page 64: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-17

Tiang pancang harus dirancang, dicor dan dirawat untuk memperoleh

kekuatan yang diperlukan sehingga tahan terhadap pengangkutan,

penanganan, dan tekanan akibat pemancangan tanpa kerusakan. Tiang

pancang segi empat harus mempunyai sudut-sudut yang ditumpulkan.

Pipa pancang berongga (hollow piles) harus digunakan bilamana panjang

tiang yang diperlukan melebihi dari biasanya.

Baja tulangan harus disediakan untuk menahan tegangan yang terjadi

akibat pengangkatan, penyusunan dan pengangkutan tiang pancang

maupun tegangan yang terjadi akibat pemancangan dan beban-beban

yang didukung. Selimut beton tidak boleh kurang dari 40 mm dan

bilamana tiang pancang terekspos terhadap air laut atau pengaruh korosi

lainnya, selimut beton tidak boleh kurang dari 75 mm.

Penyambungan tiang pancang harus dihindarkan bilamana

memungkinkan. Bilamana penyambungan tiang pancang tidak dapat

dihindarkan, Penyedia Jasa harus menyerahkan metode penyambungan

kepada Direksi Pekerjaan untuk mendapat persetujuan. Tidak ada

pekerjaan penyambungan tiang pancang sampai metode penyambungan

disetujui secara tertulis dari Direksi Pekerjaan.

Perpanjangan tiang pancang beton pracetak dilaksanakan dengan

penyambungan tumpang tindih (overlap) baja tulangan. Beton pada

kepala tiang pancang akan dipotong hingga baja tulangan yang tertinggal

mempunyai panjang paling sedikit 40 kali diameter tulangan.

Perpanjangan tiang pancang beton harus dilaksanakan dengan

menggunakan baja tulangan yang sama (mutu dan diameternya) seperti

pada tiang pancang yang akan diperpanjang. Baja spiral harus dibuat

dengan tumpang tindih sepanjang 2 kali lingkaran penuh dan baja

tulangan memanjang harus mempunyai tumpang tindih minimum 40 kali

diameter. Bilamana perpanjangan melebihi 1,50 m, acuan harus dibuat

sedemikian hingga tinggi jatuh pengecoran beton tak melebihi 1,50 m.

Sebelum pengecoran beton, kepala tiang pancang harus dibersihkan dari

semua bahan lepas atau pecahan dan kotoran lain, dibasahi sampai

merata dan diberi adukan semen yang tipis. Mutu beton yang digunakan

sekurang-kurangnya harus beton dengan fc’= 35 MPa atau K-400.

Semen yang digunakan harus dari mutu yang sama dengan yang dipakai

pada tiang pancang yang akan disambung, kecuali diperintahkan lain

oleh Direksi Pekerjaan. Acuan tidak boleh dibuka sekurang-kurangnya 7

Page 65: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-18

hari setelah pengecoran. Perpanjangan tiang pancang harus dirawat dan

dilindungi dengan cara yang sama seperti tiang pancang yang akan

disambung. Bilamana tiang pancang akan diperpanjang setelah operasi

pemancangan, kepala tiang pancang direncanakan tertanam dalam pur

(pile cap), maka perpanjangan baja tulangan yang diperlukan harus

seperti yang ditunjukkan dalam Gambar. Bilamana tidak disebutkan

dalam Gambar, maka panjang tumpang tindih baja tulangan harus 40 kali

diameter untuk tulangan memanjang, kecuali diperintahkan lain oleh

Direksi Pekerjaan.

Tiang pancang harus dilengkapi dengan sepatu yang datar atau

mempunyai sumbu yang sama (co-axial), jika dipancang masuk ke dalam

atau menembus jenis tanah seperti batu, kerikil kasar, tanah liat dengan

berangkal, dan tanah jenis lainnya yang mungkin dapat merusak ujung

tiang pancang beton. Sepatu tersebut dapat terbuat dari baja atau besi

tuang. Untuk tanah liat atau pasir yang seragam, sepatu tersebut dapat

ditiadakan. Luas ujung sepatu harus sedemikian rupa sehingga tegangan

dalam beton pada bagian tiang pancang ini masih dalam batas yang

aman seperti yang disetujui oleh Direksi Pekerjaan.

Tiang pancang dibuat dan dirawat sesuai dengan ketentuan dari

Spesifikasi. Waktu yang diijinkan untuk memindahkan tiang pancang

harus ditentukan dari hasil uji empat buah benda uji yang telah dibuat

dari campuran yang sama dan dirawat dengan cara yang sama seperti

tiang pancang tersebut. Tiang pancang tersebut dapat dipindahkan

bilamana pengujian kuat tekan pada keempat benda uji menunjukkan

kekuatan yang lebih besar dari tegangan yang terjadi pada tiang pancang

pada saat dipindahkan, ditambah dampak dinamis yang diperkirakan dan

dikalikan dengan faktor keamanan, semuanya harus berdasarkan

persetujuan dari Direksi Pekerjaan. Ruas tiang pancang yang akan

terekspos untuk pemancangan yaitu tiang-tiang rangka pendukung, harus

diselesaikan. Tidak ada tiang pancang yang akan dipancang sebelum

berumur paling sedikit 28 hari atau telah mencapai kekuatan minimum

yang disyaratkan. Acuan samping dapat dibuka 24 jam setelah

pengecoran beton, tetapi seluruh tiang pancang tidak boleh digeser

dalam waktu 7 hari setelah pengecoran beton, atau lebih lama

sebagaimana yang diperintahkan oleh Direksi Pekerjaan. Perawatan

harus dilaksanakan selama 7 hari setelah dicor dengan mempertahankan

Page 66: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-19

tiang pancang dalam kondisi basah selama jangka waktu tersebut.

Selama operasi pengangkatan, tiang pancang harus didukung pada titik

seperempat panjangnya atau sebagaimana yang diperintahkan oleh

Direksi Pekerjaan. Bilamana tiang pancang tersebut akan dibuat 1,5 m

lebih panjang dari pada panjang yang disebutkan dalam Gambar, Direksi

Pekerjaan akan memerintahkan menggunakan baja tulangan dengan

diameter yang lebih besar dan/atau memakai tiang pancang dengan

ukuran yang lebih besar dari yang ditunjukkan dalam Gambar. Setiap

tiang harus ditandai dengan tanggal pengecoran dan panjang, ditulis

dengan jelas di dekat kepala tiang pancang. Penyedia Jasa dapat

menggunakan semen yang cepat mengeras untuk membuat tiang

pancang bila disetujui oleh Direksi Pekerjaan. Penyedia Jasa harus

memberitahu secara tertulis kepada Direksi Pekerjaan atas penggunaan

jenis dan pabrik pembuat semen yang diusulkan. Semen yang demikian

tidak boleh digunakan sebelum disetujui oleh Direksi Pekerjaan. Periode

dan ketentuan perlindungan sebelum pemancangan harus sebagaimana

yang diperintahkan oleh Direksi Pekerjaan.

Beton harus dikupas sampai pada elevasi yang sedemikian sehingga

beton yang tertinggal akan masuk ke dalam pur (pile cap) sedalam 50

mm sampai 100 mm atau sebagaimana ditunjukkan di dalam Gambar.

Untuk tiang pancang beton bertulang, baja tulangan yang tertinggal

setelah pengupasan harus cukup panjang sehingga dapat diikat ke dalam

pile cap dengan baik seperti yang ditunjukkan dalam Gambar. Untuk

tiang pancang beton prategang, panjang kawat prategang yang tertinggal

setelah pengupasan harus dimasukkan ke dalam pile cap paling sedikit

600 mm. Penjangkaran ini harus dilengkapi, jika perlu, dengan baja

tulangan yang di cor ke dalam bagian atas tiang pancang. Sebagai

alternatif, pengikatan dapat dihasilkan dengan baja tulangan lunak yang

di cor ke dalam bagian atas dari tiang pancang pada saat pembuatan.

Pengupasan tiang pancang beton harus dilakukan dengan hati-hati untuk

mencegah terjadinya pecah atau kerusakan lainnya pada sisa tiang

pancang. Setiap beton yang retak atau cacat harus dipotong dan

diperbaiki dengan beton baru yang direkatkan sebagaimana mestinya

dengan beton yang lama. Sisa bahan potongan tiang pancang, yang

menurut pendapat Direksi Pekerjaan, tidak perlu diamankan, harus

dibuang sampai diterima oleh Direksi Pekerjaan.

Page 67: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-20

B. Pondasi Tiang Pancang Baja Struktur / Tiang Pancang Pipa Baja

Pada umumnya, tiang pancang baja struktur berupa profil baja gilas

biasa, pipa baja dan kotak dapat digunakan. Bilamana tiang pancang

pipa atau kotak digunakan, dan akan diisi dengan beton, mutu beton

tersebut minimum harus fc’= 20 MPa atau K-250

Bilamana korosi pada tiang pancang baja mungkin dapat terjadi, maka

panjang atau ruas-ruasnya yang mungkin terkena korosi harus dilindungi

dengan pengecatan menggunakan lapisan pelindung yang telah disetujui

dan/atau digunakan logam yang lebih tebal bilamana daya korosi dapat

diperkirakan dengan akurat dan beralasan. Umumnya seluruh panjang

tiang baja yang terekspos, dan setiap panjang yang tertanam dalam

tanah yang terganggu di atas muka air terendah, harus dilindungi dari

korosi.

Sebelum pemancangan, kepala tiang pancang harus dipotong tegak

lurus terhadap panjangnya dan topi pemancang (driving cap) harus

dipasang untuk mempertahankan sumbu tiang pancang segaris dengan

sumbu palu. Setelah pemancangan, pelat topi, batang baja atau pantek

harus ditambatkan pada pur, atau tiang pancang dengan panjang yang

cukup harus ditanamkan ke dalam pur (pile cap).

Perpanjangan tiang pancang baja harus dilakukan dengan pengelasan.

Pengelasan harus dikerjakan sedemikian rupa hingga kekuatan

penampang baja semula dapat ditingkatkan. Sambungan harus

dirancang dan dilaksanakan dengan cara sedemikian hingga dapat

menjaga alinyemen dan posisi yang benar pada ruas-ruas tiang pancang.

Bilamana tiang pancang pipa atau kotak akan diisi dengan beton setelah

pemancangan, sambungan yang dilas harus kedap air.

Pada umumnya sepatu tiang pancang tidak diperlukan pada profil H atau

profil baja gilas lainnya. Namun bilamana tiang pancang akan dipancang

di tanah keras, maka ujungnya dapat diperkuat dengan menggunakan

pelat baja tuang atau dengan mengelaskan pelat atau siku baja untuk

menambah ketebalan baja. Tiang pancang pipa atau kotak dapat juga

dipancang tanpa sepatu, tetapi bilamana sepatu tiang diperlukan, maka

sepatu tiang ini dapat dikerjakan dengan cara mengelaskan pelat datar

atau yang dibentuk sedemikian rupa dari pelat baja dengan mutu yang

sama atau baja fabrikasi.

Page 68: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-21

C. Pondasi Tiang Bor Beton

Contoh bahan yang digali harus disimpan untuk semua tiang bor.

Pengujian penetrometer untuk bahan di lapangan harus dilakukan

selama penggalian dan pada dasar tiang bor sesuai dengan yang diminta

oleh Direksi Pekerjaan. Pengambilan contoh bahan ini harus selalu

dilakukan pada tiang bor pertama dari tiap kelompok.

Lubang-lubang harus di bor sampai kedalaman seperti yang ditunjukkan

dalam Gambar atau ditentukan berdasarkan pengujian hasil pengeboran.

Semua lubang harus diperiksa, bilamana diameter dasar lubang kurang

dari setengah diameter yang ditentukan, pekerjaan tersebut akan ditolak.

Sebelum pengecoran beton, semua lubang tersebut harus ditutup

sedemikian rupa hingga keutuhan lubang dapat terjamin. Dasar selubung

(casing) harus dipertahankan tidak lebih dari 1,5 m dan tidak kurang dari

300 mm di bawah permukaan beton selama penarikan dan operasi

penempatan, kecuali ditentukan lain oleh Direksi Pekerjaan. Sampai

kedalaman 3 m dari permukaan beton yang dicor harus digetarkan

dengan alat penggetar. Sebelum pengecoran, semua bahan lepas yang

terdapat di dalam lubang bor harus dibersihkan. Air bekas pengeboran

tidak diperbolehkan masuk ke dalam lubang. Sebelum pengecoran,

semua air yang terdapat dalam lubang bor harus dipompa keluar.

Selubung (casing) harus digetarkan pada saat pencabutan untuk

menghindari menempelnya beton pada dinding casing. Pengecoran

beton dan pemasangan baja tulangan tidak diijinkan sebelum mendapat

persetujuan dari Direksi Pekerjaan.

Pengecoran beton harus dilaksanakan sesuai dengan ketentuan yang

diatur di dalam Spesifikasi. Dimanapun beton digunakan harus di cor ke

dalam suatu lubang yang kering dan bersih. Beton harus di cor melalui

sebuah corong dengan panjang pipa (tremi). Pengaliran harus diarahkan

sedemikian rupa hingga beton tidak menimpa baja tulangan atau sisi-sisi

lubang. Beton harus di cor secepat mungkin setelah pengeboran dimana

kondisi tanah kemungkinan besar akan tidak stabil akibat terekspos.

Bilamana elevasi akhir pemotongan berada di bawah elevasi muka air

tanah, tekanan harus dipertahankan pada beton yang belum mengeras,

sama dengan atau lebih besar dari tekanan air tanah, sampai beton

tersebut selesai mengeras.

Page 69: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-22

Apabila dilakukan pengecoran beton di dalam air atau lumpur

pengeboran, semua bahan lunak dan bahan lepas pada dasar lubang

harus dihilangkan dan cara tremi yang telah disetujui harus digunakan.

Cara tremi harus mencakup sebuah pipa yang diisi dari sebuah corong di

atasnya. Pipa harus diperpanjang sedikit di bawah permukaan beton baru

dalam tiang bor sampai di atas elevasi air/lumpur. Bilamana beton

mengalir keluar dari dasar pipa, maka corong harus diisi lagi dengan

beton sehingga pipa selalu penuh dengan beton baru. Pipa tremi harus

kedap air, dan harus berdiameter paling sedikit 150 mm. Sebuah sumbat

harus ditempatkan di depan beton yang dimasukkan pertama kali dalam

pipa untuk mencegah pencampuran beton dan air.

Pada umumnya tiang bor harus dicor sampai kira-kira satu meter di atas

elevasi yang akan dipotong. Semua beton yang lepas, kelebihan dan

lemah harus dikupas dari bagian puncak tiang bor dan baja tulangan

yang tertinggal harus mempunyai panjang yang cukup sehingga

memungkinkan pengikatan yang sempurna ke dalam pur atau struktur di

atasnya.

Tiang bor harus dibentuk dengan cara dan urutan sedemikian rupa

hingga dapat dipastikan bahwa tidak terdapat kerusakan yang terjadi

pada tiang bor yang dibentuk sebelumnya. Tiang bor yang cacat dan di

luar toleransi harus diperbaiki atas biaya Penyedia Jasa.

Page 70: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-23

RANGKUMAN

a. Bab 3 modul Perencanaan Pondasi Jembatan ini menguraikan penentuan kedalaman

tanah keras, penggunaan data daya dukung tanah dan geologi teknik dan penetapan

jenis pondasi jembatan.

b. Penentuan kedalaman tanah keras dimaksudkan untuk memilih jenis pondasi jembatan,

apakah harus membuat pondasi dangkal atau pondasi dalam. Untuk dapat mengetahui

kedalaman tanah keras, diperlukan data sondir dan data bor di lokasi rencana

penempatan abutment dan pilar jembatan. Di lokasi abutment, disarankan untuk diambil

2 titik sondir dan 1 titik bor, sedangkan di lokasi pilar di sungai diambil 4 sondir dan 1

titik bor. Dari data sondir, indikasi tanah keras dapat dilihat pada data tekanan konus

yang menunjukkan angka 150 kg/cm2.

c. Penggunaan data daya dukung tanah dan geologi teknik dimaksudkan bagaimana

menggunakan data sondir (tekanan konus dan jumlah hambatan pelekat) dan data bor

(pengujian laboratorium dari data lapangan) untuk memperhitungkan daya dukung tanah

pondasi. Untuk perhitungan daya dukung tanah pada pondasi dangkal, pada umumnya

digunakan persamaan-persamaan Terzaghi (catatan: dapat juga menggunakan

persamaan Meyerhof yang dapat digunakan untuk perhitungan daya dukung pondasi

dangkal maupun pondasi dalam). Untuk memberikan gambaran perbandingan yang

lebih konkrit, daya dukung tanah untuk pondasi langsung (kedalaman 4.00 m) minimal

sekitar 200 kPa, untuk pondasi sumuran (kedalaman < 8.00 m) minimal sekitar 1000

kPa, sedangkan untuk pondasi tiang pancang daya dukung tanah pada point bearing

piles = 150 kg/cm2 = 15000 kPa = 15 Mpa. Penggunaan data konus yang diperoleh dari

data sondir biasanya dikoreksi dengan faktor keamanan = 3, sedangkan data jumlah

hambatan pelekat dikoreksi dengan faktor keamanan = 5.

d. Pada uraian tentang penetapan jenis pondasi jembatan, dijelaskan batasan-batas yang

berkaitan dengan pertimbangan, bagaimana kita sampai pada keputusan memilih

pondasi langsung, pondasi sumuran, pondasi tiang pancang beton bertulang pracetak /

tiang pancang beton prategang pracetak, pondasi tiang pancang baja struktur / tiang

pancang pipa baja, atau pondasi tiang bor beton. Pemilihan jenis pondasi berkaitan

dengan bahan yang digunakan, oleh karena itu persyaratan tentang bahan untukn

pondasi harus terlebih dahulu oleh perencana sebelum membuat perencanaan teknis.

Page 71: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

3-24

LATIHAN / PENILAIAN MANDIRI

Latihan atau penilaian mandiri menjadi sangat penting untuk mengukur diri atas tercapainya

tujuan pembelajaran yang disampaikan oleh para pengajar/ instruktur, maka pertanyaan

dibawah perlu dijawab secara cermat, tepat dan terukur.

Kode/ Judul Unit Kompetensi :

INA.5212.113.01.05.07 : Merencanakan pondasi jembatan

Soal :

No. Elemen Kompetensi / KUK (Kriteria Unjuk

Kerja) Pertanyaan

Jawaban:

Ya Tdk

Apabila ”Ya” sebutkan butir-

butir kemampuan anda

1. Menganalisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah.

Sudah dibuat soalnya di Bab 2

2. Memilih jenis pondasi jembatan

2.1. Kedalaman tanah keras ditentukan sebagai bahan masukan dalam memilih tipe pondasi jembatan

2.1. Apakah anda mampu menentukan kedalaman tanah keras sebagai bahan masukan dalam memilih tipe pondasi jembatan?

a. .........................

b. .........................

c. .........................

dst.

2.2. Data daya dukung tanah dan geologi teknik digunakan untuk memilih jenis pondasi jembatan

2.2. Apakah anda mampu memilih jenis pondasi jembatan dengan menggunakan data daya dukung tanah dan geologi teknik?

a. .........................

b. .........................

c. .........................

dst.

2.3. Jenis pondasi jembatan ditetapkan sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan

2.3. Apakah anda mampu menetapkan jenis pondasi jembatan sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan?

a. .........................

b. .........................

c. .........................

dst.

Page 72: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-1

BAB 4

PERENCANAAN PONDASI JEMBATAN SESUAI

DENGAN JENIS YANG DIPILIH

4.1. Umum

Bab ini menjelaskan perencanaan pondasi jembatan sesuai dengan jenis yang

dipilih, mencakup penerapan kriteria desain pondasi, penerapan ketentuan

pembebanan jembatan dan perhitungan perencanaan pondasi.

Penerapan kriteria desain pondasi menjelaskan kriteria desain yang digunakan

untuk desain pondasi sumuran, desain pondasi tiang pancang beton bertulang

pracetak / tiang pancang beton prategang pracetak, desain pondasi tiang pancang

baja struktur / tiang pancang pipa baja dan desain pondasi tiang bor beton.

Penerapan ketentuan pembebanan jembatan, dimulai dengan memilih, standar

pembebanan yang mana yang akan digunakan dalam perencanaan pondasi

jembatan. Atas dasar standar pembebanan yang telah dipilih tersebut, bridge design

engineer menyusun tata urut proses perhitungan, dengan memperhitungkan seluruh

beban-beban yang bekerja beserta kombinasinya yang mempunyai pengaruh paling

tinggi dalam perhitungan perencanaan pondasi jembatan serta kapasitas dukung

tanah dalam memikul seluruh kombinasi beban kerja yang berasal dari jembatan.

Seluruh beban tersebut kemudian dibuat resultantenya menjadi gaya vertikal, gaya

horizontal dan momen lentur yang bekerja pada kepala tiang pancang atau pondasi

sumuran, tergantung jenis pondasi yang dipilih.

Perhitungan dan perencanaan pondasi jembatan, merupakan perhitungan yang

didasarkan atas beban mati, beban hidup, tekanan tanah dan gaya-gaya lain yang

disusun secara terstruktur mengikuti proses perhitungan sebagaimana ditentukan di

dalam pedoman pembebanan jembatan jalan raya yang digunakan. Ada 2 jenis

pondasi yang akan diberikan contoh perhitungannya yaitu pondasi tiang pancang

dan pondasi sumuran. Hasil perhitungan nantinya akan digunakan sebagai masukan

dalam penyiapan gambar rencana, yang merupakan salah satu komponen dari

produk perencanaan teknis jembatan.

4.2. Penerapan Kriteria Desain Pondasi

Penentuan kriteria perencanaan untuk pondasi jembatan tergantung pada jenis

pondasi yang dipilih. Modul ini membatasi diri pada pondasi jembatan yang dibuat

dari beton bertulang, beton prategang dan baja struktur sehingga seluruh aspek

perencanaan didasarkan atas perilaku material-material tersebut.

Page 73: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-2

4.2.1. Kriteria Desain Pondasi Sumuran

Dinding sumuran dibuat dari beton bertulang dengan mutu beton fc’= 20 MPa

atau K-250 (beton mutu sedang) dan mutu baja tulangan BJ24. Pekerjaan

beton dan baja tulangan harus memenuhi ketentuan yang disyaratkan dalam

Spesifikasi. Untuk dapat memahami karakteristik beton K-250 perencana

harus mempelajari Spesifikasi terlebih dahulu guna mengetahui persyaratan-

persyaratan bahan yang digunakan untuk membuat beton K-250 yaitu

semen, air, agregat dan mungkin juga bahan tambah. Dari keempat jenis

bahan ini yang perlu mendapatkan perhatian adalah pemilihan agregat yang

terdiri dari agregat kasar dan agregat halus.

Fokus perhatian perlu ditujukan untuk agregat kasar, dalam hal ini perencana

harus memilih, berapa ukuran terbesar agregat kasar yang akan digunakan.

Agregat kasar harus dipilih sedemikian rupa sehingga ukuran agregat

terbesar tidak lebih dari ¾ jarak bersih minimum antara baja tulangan atau

antara baja tulangan dengan acuan, atau celah-celah lainnya di mana beton

harus dicor.

Untuk bahan pengisi pondasi sumuran digunakan beton siklop, yaitu beton

yang terdiri dari campuran mutu beton fc’=15 MPa dengan batu-batu pecah

ukuran maksimum 250 mm. Batu-batu ini diletakkan dengan hati-hati dan

tidak boleh dijatuhkan dari tempat yang tinggi atau ditempatkan secara

berlebihan yang dikhawatirkan akan merusak bentuk acuan atau pasangan-

pasangan lain yang berdekatan. Semua batu-batu pecah harus cukup

dibasahi sebelum ditempatkan. Volume total batu pecah tidak boleh melebihi

sepertiga dari total volume pekerjaan beton siklop.

Untuk baja tulangan, beton dinding sumuran memerlukan baja lunak BJ-24,

yaitu baja dengan Tegangan Leleh Karakteristik = 240 Mpa, serta memenuhi

persyaratan SNI 07-2052-1997 Baja Tulangan Beton. Standar rujukan

selengkapnya dapat dilihat pada Spesifikasi.

4.2.2. Kriteria Desain Pondasi tiang pancang beton bertulang pracetak / tiang

pancang beton prategang pracetak

A. Beton dan Baja Tulangan

Menurut Spesifikasi yang berlaku tahun 2007 tiang pancang beton

pracetak harus dibuat dari beton mutu tinggi dengan mutu beton

Page 74: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-3

sekurang-kurangnya fc’= 35 MPa atau K-400. Dalam hal ini, untuk tipe

beton bertulang disarankan menggunakan beton K-400, sedang untuk

beton prategang menggunakan beton K-500.

Agar dapat memahami karakteristik beton mutu tinggi ini perencana

harus mempelajari Spesifikasi terlebih dahulu guna mengetahui

persyaratan-persyaratan bahan penyusun beton dimaksud yaitu semen,

air, agregat dan mungkin juga bahan tambah. Dari keempat jenis bahan

ini yang perlu mendapatkan perhatian adalah pemilihan agregat yang

terdiri dari agregat kasar dan agregat halus.

Fokus perhatian perlu ditujukan untuk agregat kasar, dalam hal ini

perencana harus memilih, berapa ukuran terbesar agregat kasar yang

akan digunakan. Agregat kasar harus dipilih sedemikian rupa sehingga

ukuran agregat terbesar tidak lebih dari ¾ jarak bersih minimum antara

baja tulangan atau antara baja tulangan dengan acuan, atau celah-celah

lainnya di mana beton harus dicor.

Ada 3 macam ukuran maksimum agregat kasar yang dapat dipilih yaitu

37 mm, 25 mm dan 19 mm. Jadi jika digunakan ukuran maksimum

agregat kasar 37 mm, 25mm, atau 19 mm maka minimum jarak bersih

tulangan berturut-turut adalah 4/3 x 37 mm = 49.3 mm, 4/3 x 25 mm =

33.3 mm, atau 4/3 x 19 mm = 25.3 mm.

Berdasarkan Spesifikasi tahun 2007, baja tulangan yang dapat

digunakan harus baja polos atau berulir dengan mutu yang memenuhi

persyaratan tersebut dalam tabel berikut:

Tabel 4-1 Tegangan Leleh Karakteristik Baja Tulangan

Mutu

Sebutan

Tegangan Leleh Karakteristik atau Tegangan Karakteristik yang

memberikan regangan tetap 0,2% MPa

BJ 24 Baja Lunak 240 BJ 32 Baja Sedang 320 BJ 39 Baja Keras 390 BJ 48 Baja Keras 480

Standar rujukan yang dapat dipergunakan di dalam memilih baja

tulangan adalah sebagai berikut:

Standar Nasional Indonesia (SNI)

Page 75: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-4

SNI 07-6401-2000 : Spesifikasi Kawat Baja dengan Proses Canay Dingin untuk Tulangan Beton

SNI 07-1050-1989 : Baja Tulangan untuk Konstruksi Beton Prategang

SNI 07-2529-1991 : Metode Pengujian Kuat Tarik Baja Beton

SNI 07-0663-1995 : Jaring Kawat Baja Las untuk Tulangan Beton

SNI 07-2052-1997 : Baja Tulangan Beton

AASHTO dan lain-lain

AASHTO M 284-03 : Epoxy-Coated Reinforcing Bar

AASHTO M 31M-03 : Deformed and Plain Billet-Steel Bar for Concrete Reinforcement

A.C.I. 315 : Manual of Standard Practice for Detailing Reinforced Concrete Structures, American Concrete Institute

AWS D 2.0 : Standards Specifications for Welded Highway and Railway Bridges

B. Baja Prategang

Untaian kabel (strand) prategang harus terdiri dari jalinan kawat (wire)

dengan kuat tarik tinggi, bebas tegangan (stress relieved), relaksasi

rendah dengan panjang menerus tanpa sambungan atau kopel sesuai

dengan SNI 07-1154-1989 tentang Kawat baja tanpa lapisan bebas

tegangan untuk konstruksi beton, jalinan tujuh. Untaian kawat tersebut

harus mempunyai kekuatan leleh minimum sebesar 1600 MPa dan

kekuatan batas minimum 1900 Mpa;

Kawat (wire) prategang harus terdiri dari kawat dengan kuat tarik tinggi

dengan panjang menerus tanpa sambungan atau kopel dan harus sesuai

dengan SNI 07-1155-1989 tentang Kawat baja tanpa lapisan bebas

tegangan untuk konstruksi beton ;

Batang (bar) logam campuran dengan kuat tarik tinggi harus bebas

tegangan kemudian diregangkan secara dingin minimum sebesar 910

Mpa. Setelah peregangan dingin, maka sifat fisiknya akan menjadi

sebagai berikut :

Page 76: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-5

Kekuatan batas tarik minimum 1000 Mpa;

Kekuatan leleh minimum, diukur dengan perpanjangan 0,7% menurut

metode pembebanan tidak boleh kurang dari 910 Mpa;

Modulus elastisitas minimum 200.000 Mpa;

Perpanjangan (elongation) minimum setelah runtuh (rupture) dihitung

rata-rata 4% terhadap 20 batang yang diuji;

Toleransi diameter - 0,25 mm, + 0,76 mm.

Standar Rujukan

Standar Nasional Indonesia (SNI)

SNI 07-1051-1989 : Kawat Baja Karbon Tinggi untuk Konstruksi Beton Prategang

SNI 07-1154-1989 : Kawat Baja Tanpa Lapisan Bebas Tegangan untuk Konstruksi Beton, Jalinan Tujuh

SNI 07-1155-1989 : Kawat Baja Tanpa Lapisan Bebas Tegangan untuk Konstruksi Beton

AASHTO

AASHTO M 275M-00 : Uncoated High-Strength Steel Bar for

prestressed Concrete

AASHTO M 103M-04 : Steel Casting, Carbon, for General

Application

4.2.3. Kriteria Desain Pondasi Tiang Pancang Baja Struktur / Tiang Pancang

Pipa Baja

Jika dipilih pondasi tiang pancang baja, ada 3 alternatif yang dapat diambil

yaitu:

tiang pancang baja struktur berupa profil baja gilas

pipa baja diisi beton dengan mutu beton minimum fc’= 20 MPa atau K-

250

kotak baja diisi beton dengan mutu beton minimum fc’= 20 MPa atau K-

250

Page 77: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-6

Baja yang digunakan sebagai bagian struktur baja harus mempunyai sifat

mekanis baja struktural seperti dalam Tabel 4-2.

Tabel 4-2 Sifat Mekanis Baja Struktural

Bahan untuk keperluan pengelasan yang digunakan dalam pengelasan

logam adalah dari kelas baja yang memenuhi ketentuan dari AASHTO M183-

90 dan juga harus memenuhi ketentuan dari ASTM A233.

4.2.4. Kriteria Desain Pondasi Tiang Bor Beton

Spesifikasi tidak mengatur secara khusus persyaratan beton untuk pondasi

tiang bor beton. Oleh karena itu perencana dapat menentukan sendiri mutu

beton yang akan digunakan untuk tiang bor beton, namun dalam hal ini

disarankan untuk menggunakan beton mutu sedang (K-250, K-300 atau K-

350), sedangkan untuk baja tulangan dapat menggunakan acuan yang ada

pada Tabel 4-1.

4.3. Penerapan Ketentuan Pembebanan Jembatan

Ada 2 pilihan yang dapat digunakan untuk menghitung perencanaan pondasi

jembatan, yaitu Pedoman Pembebanan Jalan Raya SKBI – 1.3.28.1987 – UDC

624.042 : 62421 atau BMS7-C2-Bridge Design Code 1992.

Sistem pembebanan manapun yang dipilih, dalam perhitungan pondasi jembatan,

yang penting adalah mengetahui berapa besar gaya-gaya dan momen lentur yang

akan dipikul oleh pondasi jembatan, yang bentuk fisiknya adalah tiang pancang atau

sumuran.

Jadi seluruh beban-beban yang bekerja pada jembatan, dengan mengatur

kombinasi pembebanan yang mempunyai dampak paling besar, bisa berdasarkan –

1.3.28.1987 – UDC 624.042 : 62421 ataupun BMS7-C2-Bridge Design Code 1992,

tergantung pada sistem pembebanan yang dipilih, pada akhirnya disimpulkan

Jenis baja

Tegangan putus

minimum, fu (MPa)

Tegangan leleh

minimum, fy (MPa)

Peregangan minimum

(%)

BJ 34 340 210 22

BJ 37 370 240 20

BJ 41 410 250 18

BJ 50 500 290 16

BJ 55 550 410 13

Page 78: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-7

i > 0

X

Y

hi

i < 0

O

V

H

M

Muka tanah

menjadi gaya vertikal V, gaya horizontal H dan momen lentur M yang dapat

diilustrasikan sebagai berikut:

Gambar 4-1 Gaya dan Momen Yang Bekerja

Pada Kepala Tiang Pancang

Gambar 4-2 Gaya dan Momen Yang Bekerja

Pada Pondasi Sumuran

Page 79: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-8

X

Y

hi

i > i <

0

O

V

HM

Muka tanah

4.4. Perhitungan Perencanaan Pondasi Jembatan

Perhitungan perencanaan pondasi yang dibuat disini adalah untuk pondasi tiang

pancang dan pondasi sumuran. Sebelum diberikan contoh perhitungannya, terlebih

dahulu diuraikan prinsip-prinsip dasar perhitungan kedua jenis pondasi tersebut.

4.4.1. Perhitungan Perencanaan Pondasi Tiang Pancang Kelompok

A. Prinsip-prinsip Perhitungan

1. Asumsi

Asumsi-asumsi yang digunakan dalam analisis kelompok pondasi tiang

dengan metode perpindahan (displacement method) adalah sebagai

berikut :

a). Pondasi dianggap sebagai bangunan 2 dimensi

b). Tiang dianggap bersifat elastis-linier terhadap gaya tekan, gaya tarik

tiang dan lenturan

c). Konstanta pegas dalam arah vertikal, arah mendatar dan rotasi pada

kepala tiang dianggap konstant

d). Tumpuan dianggap kaku (rigid) dan berputar ke pusat gabungan tiang

2. Tata Sumbu

Gambar 4-3 Tata Sumbu Bidang X-Y, dan

Page 80: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-9

Gambar 4-4 Tata Sumbu Bidang X-Z

Titik referensi O bisa ditentukan sembarang, tetapi disarankan agar titik

referensi yang digunakan terlatak pada dasar pile-cap di titik pusat dari

pile cap tersebut.

3. Perpindahan Titik Referensi

Perpindahan dari titik referensi dapat ditentukan dengan menyelesaikan 3

persamaan dengan 3 variabel di bawah.

oxyxyxxx HAAA (4/1-1)

oyyyyxyx VAAA (4/1-2)

oyyxx MAAA (4/1-3)

Dengan mengasumsikan bahwa dasar dari pile-cap adalah horizontal,

maka koefisien-koefisien pada persamaan (4.1), persamaan (4.2) dan

persamaan (4.3) dapat ditentukan sebagai berikut.

ivixx KKA 22

1 sincos (4/1-4)

iivyxxy KKAA cossin1 (4/1-5)

iiivxx KxKKAA coscossin 21 (4/1-6)

iivyy KKA 2

1

2 sincos (4/1-7)

iiivyy KxKKAA sinsincos 21

2

1

2 (4/1-8)

432

2

1

2

1

2 sin)(sincos KKKxKKA iiiv

(4/1-9)

X

Z

O

Page 81: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-10

Ho = Gaya horizontal yang bekerja pada dasar pile-cap

Vo = Gaya Vertikal yang bekerja pada dasar pile-cap

Mo = Momen yang bekerja terhadap titik referensi

x = Perpindahan titik referensi dalam arah horizontal

y = Perpindahan titik referensi dalam arah vertikal

= Sudut rotasi dari pile-cap

xi = Koordinat sumbu x dari puncak tiang

i = Sudut yang dibentuk oleh sumbu tiang pancang dengan bidang

vertikal

K1,K2,K3,dan K4 masing masing adalah konstanta pegas dalam arah

lateral jika koefisien reaksi permukaan horizontal k diasumsikan konstan

terhadap kedalaman dan panjang pemancangan (l) dianggap cukup

panjang dimana nilai l > 3/.

adalah nilai karakteristik dari tiang pancang yang dihitung dengan

persamaan berikut:

4

4

kD

EI (m-1) (4/1-10)

k = Koefisien daya tangkap reaksi permukaan/horizontal sub grade

reaction coefficient (t/m3).

D = Diameter dari tiang pancang (m)

EI = Kekakuan lentur dari tiang pancang (t-m2)

h = Panjang axial tiang pancang yang terletak bebas di atas permukaan

tanah (m).

Konstanta pegas dalam arah lateral K1,K2,K3,dan K4 masing-masing

dihitung dengan rumus berikut:

Tabel 4-3 Rumus Menghitung Konstanta Pegas

Konstanta Kekuatan Kepala Tiang Kepala Tiang Sendi

Pegas h0 h=0 h0 h=0

K1 2)1(

123 h

EI

34 EI 5.0)1(

33 h

EI

32 EI

K2 = K3 2

1

K 22 EI 0 0

K4 21

5.01

1

43

3

2

h

h

h

EI

EI2 0 0

Page 82: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-11

1 h (4/1-11)

Besarnya koefisien daya tangkap reaksi permukaan (k) menurut standar

teknik (di Jepang) dapat diperkirakan dengan menggunakan metode

berikut:

2

1

ykk o (4/1-12)

4

3

2.0

DEk oo (4/1-13)

ko = Harga k jika pergeseran pada permukaan dibuat sebesar 1 cm.

y = Besarnya pergeseran yang akan di cari

Eo = Modulus deformasi tanah pondasi, biasanya diperkirakan dengan

formula Eo = 28 N.

N = Nilai SPT di sekitar permukaan tanah

D = Diameter tiang

Jika persamaan (4/1-11), persamaan (4/1-2) dan persamaan (4/1-3)

diselesaikan, maka akan diperoleh perpindahan dari titik pile cap yang

dinyatakan dalam perpindahan dari titik referensi x ,y, dan .

4. Perpindahan Kepala Tiang

Berdasarkan perpindahan dari titik referensi, maka dapat dihitung

perpindahan dari setiap kepala tiang sebagai berikut.

iyixxi sin)(cos' (4/1-14)

iyixyi cos)(sin' (4/1-15)

’xi dan ’yi adalah masing masing perpindahan kepala tiang ke i dalam

arah lateral dan aksial.

5. Gaya Luar Pada Kepala Tiang

Gaya luar yang seolah-oleh bekerja pada masing-masing kepala tiang

dapat dihitung dari besarnya perpindahan pada masing-masing kepala

tiang tersebut. Rumus yang digunakan untuk menghitung perpindahan

masing-masing kepala tiang adalah sebagai berikut:

'

yivNi KP (4/1-16)

2

' KKP xiiHi (4/1-17)

4

'

3 KKM xiti (41-18)

Page 83: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-12

PNi = gaya aksial yang bekerja pada kepala tiang

PHi = gaya lateral yang bekerja pada kepala tiang

Mti = momen yang diperhitungkan bekerja pada kepala tiang.

Kv adalah konstanta pegas dalam arah aksial dari tiang yang

menyatakan besarnya gaya dalam arah vertikal pada kepala tiang yang

menyebabkan perpindahan sebesar 1 satuan dalam arah vertikal pada

kepala tiang. Kv diperkirakan dari kurva pembebanan penurunan (load

settlement curve) dari percobaan pembebanan vertikal pada tiang. Untuk

pemakaian praktis Kv dapat ditentukan secara empiris.

Cara empiris yang digunakan untuk jembatan jalan raya (di Jepang)

adalah dengan menggunakan persamaan berikut:

l

EAaK

pp

v

(4/1-19)

Ap = Luas penampang netto dari tiang (cm2)

Ep = Modulus elastisitas tiang (kg/cm2)

L = Panjang tiang (cm)

D = Diameter tiang (cm)

Parameter a dihitung dari Tabel sebagai berikut:

Tabel 4-4 Rumus Menghitung Parameter a

Tiang yang terbuat dari pipa baja 2.0027.0 D

la

Tiang beton pratekan/prestress 27.0041.0 D

la

Tiang yang di cor ditempat 05.0022.0 D

la

6. Reaksi Perletakan pada kepala tiang

Reaksi perletakan pada kepala tiang yang disebabkan oleh gaya luar

yang bekerja (PNi,PHi, dan Mti) ditentukan dengan menggunakan

persamaan berikut:

iHiiNii PPV sincos (4/1-20)

iHiiNii PPH cossin (4/1-21)

Page 84: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-13

7. Validasi Hasil Analisis

Pemeriksaan dari hasil analisis dilakukan dengan menggunakan 3

persamaan berikut:

oi HH (4/1-22)

oi VV (4/1-23)

oiiti MxVM (4/1-24)

8. Daya Dukung Tiang Dalam Arah Lateral

Daya dukung tiang dalam arah lateral di tentukan dari persamaan berikut:

Tabel 4-5 Rumus Menghitung Daya Dukung Lateral Tiang

Tiang yang terbenam dalam tanah av

a

DKH

Tiang yang menonjol di atas tanah aah

EIH

1

4 3

a adalah besarnya perpindahan standar. Besarnya a biasanya diambil

10 mm untuk kondisi normal dan 15 mm untuk kondisi gempa.

9. Pemeriksaan Daya Dukung Kelompok Tiang

Untuk mengetahui apakah konfigurasi dari kelompok pondasi tiang yang

digunakan mencukupi atau tidak, perlu dilakukan pemeriksaan terhadap

gaya-gaya yang bekerja pada setiap tiang pondasi yang dibandingkan

terhadap daya dukung tiang pondasi tersebut baik dalam arah aksial

maupun lateral. Pemeriksaan dilakukan untuk masing-masing tiang

pondasi dengan membandingkan nilai PNi dan PHi masing-masing tiang

terhadap daya dukung ijin aksial dan lateral untuk 1 tiang pondasi.

Page 85: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-14

Gambar 4-5 Tata Sumbu Tiang

10. Momen Lentur Maksimum Pada Tiang

Setelah memenuhi persyaratan daya dukung, langkah berikutnya adalah

mendisain tiang pancang beserta sambungannya. Untuk melakukan

proses tersebut diperlukan lokasi serta besarnya momen dan gaya geser

maksimum pada tiang pancang. Ada 2 kemungkinan lokasi momen

maksimum pada tiang. Kemungkinan pertama adalah pada kepala tiang

dan kemungkinan yang ke dua adalah pada jarak lm dari muka tanah.

Sistim sumbu yang digunakan adalah seperti pada Gambar 4-5.

a). Momen Lentur Pada Kepala Tiang

Momen lentur pada kepala tiang dihitung dengan persamaan berikut:

oto HhMM (4/1-25)

b). Lokasi Momen Terbesar Selain di Kepala Tiang

Kemungkinan lokasi momen maksimum selain pada kepala tiang

adalah pada jarak lm dari muka tanah ( perhatikan Gambar 4-5). Jarak

tersebut dihitung sebagai berikut:

)(21

1tan

1 1

o

mhh

l

(4/1-26)

c). Momen Pada Jarak lm dari muka tanah

Besarnya momen lentur pada jarak lm dari muka tanah dihitung

sebagai berikut:

H Mt

lm

h

O Muka tanah

f

X-

X+

y1

y2

Page 86: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-15

mom lhhH

M

exp1212

2 (4/1-27)

11. Gaya-gaya Desain Sambungan Tiang

Pondasi tiang pancang umumnya terdiri dari segmen segmen pondasi

tiang pancang dengan kedalaman tertentu. Pada sambungan antara

segmen pondasi tiang pancang tersebut perlu dilakukan analisis untuk

mendisain sambungan antar segmen tiang pancang. Untuk dapat

mendisain sambungan tersebut diperlukan besarnya gaya geser dan

momen lentur pasa lokasi sambungan yang ditinjau.

a). Gaya Geser

Gaya geser pada sembarang lokasi pada tiang pancang dihitung

dengan persamaan pada Tabel 4-6. Perhatikan perjanjian tanda

untuk nilai x. (Gambar 4-5)

Tabel 4-6 Gaya Geser Sepanjang Tiang

Untuk x < 0 HS

Untuk x > 0 xhhxHeS o

x sin21cos

b). Momen

Momen lentur pada sembarang lokasi pada tiang pancang dihitung

dengan persamaan pada Tabel 4-7. Perhatikan perjanjian tanda

untuk nilai x. (Gambar 4-5)

Tabel 4-7 Momen Sepanjang Tiang

Untuk x < 0 ot hhxHMhxHM

Untuk x > 0 xhhxhheH

M oo

x

sin1cos

12. Kurva Lenturan Tiang

Kelebihan lain dari metode perpindahan adalah bahwa kita dapat

menentukan kelenturan dari setiap pondasi tiang.

a). Persamaan Lenturan Tiang (cm)

Persamaan lenturan setiap pondasi tiang adalah seperti yang ada

pada Tabel 4-8.

Page 87: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-16

Tabel 4-8 Persamaan Lenturan Tiang

Untuk x < 0 00

2

0

333

31 1321336

hhxhhxhhxEI

Hy

Untuk x > 0 xhhxhheEI

Hy x

sincos1

20032

b). Peralihan Kepala Tiang (cm)

Kemiringan kepala tiang ( Perhatikan Gambar 4-5) dihitung dengan

persamaan berikut:

tM

EI

hH

EI

h2

2

3

21

3

2

1

3

1

(4/1-28)

c). Peralihan Muka Tanah f (cm)

Perpindahan tiang arah horizontal tepat di muka tanah disebut

peralihan muka tanah yang dihitung dengan rumus berikut. (

Perhatikan Gambar 4-5)

t

o HEI

hhf

32

1

(4.29)

A. Contoh Perhitungan Pondasi Tiang Pancang Kelompok

Kelompok Pondasi tiang beton pratekan mempunyai data-data sebagai

berikut:

1. Dimater 1 tiang 0.50 meter

2. Panjang 1 tiang 23 meter.

3. Pertemuan kepala tiang dengan pile cap adalah jepit

4. Modulus elastisitas tiang = 40.000.000 kN/m2

5. Momen inersia tiang = 0.003066 m4

6. Tinggi bebas tiang di atas tanah = 0 meter

7. Lay out pondasi tiang tersebut adalah seperti pada Gambar dibawah.

8. Nilai SPT tanah di dekat permukaan tanah = 3

9. Daya dukung tekan 1 tiang = 3960 kN, daya dukung tarik 1000 kN

10. Gaya luar yang bekerja V = 15900 kN, H = 2000 kN, dan M = 18600

kN-meter

11. Panjang 1 segmen tiang = 6 meter

Page 88: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-17

i > 0

X

Y

i < 0

O

V

HM Permukaan tanah, h = 0

12. Jumlah tiang adalah 15 buah dengan koordinat sebagai berikut:

No X (m) Z (m) Kemiringan (derajat) Tipe diameter

1 0 0 -3 1

2 1.5 0 0 1

3 3 0 3 1

4 3 2.1 3 1

5 1.5 2.1 0 1

6 0 2.1 -3 1

7 0 4.2 -3 1

8 1.5 4.2 0 1

9 3 4.2 3 1

10 3 6.3 3 1

11 1.5 6.3 0 1

12 0 6.3 -3 1

13 0 8.4 -3 1

14 1.5 8.4 0 1

15 3 8.4 3 1

2.1 m

2.1 m

2.1 m

2.1 m

x

1.5 1.5

O

Gambar 4-6

Bidang X, Y,

Gambar 4-7 Bidang X-Z

Z

Page 89: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-18

B. Lendutan Lateral

Besarnya lendutan lateral ditentukan dengan melakukan perhitungan trial

and error. Perhitungan pertama dilakukan dengan mengambil nilai awal

lendutan lateral = 1 cm. Berdasarkan asumsi lendutan lateral = 1 cm

dapat dihitung nilai modulus deformasi tanah pondasi, horisontal

subgrade reaction dan juga nilai konstanta pegas tanah. Berdasarkan

parameter-parameter tersebut dapat ditentukan lendutan lateral yang

terjadi. Trial and error kedua dilakukan dengan menggunakan hasil

lendutan lateral hasil trial and error pertama. Demikian seterusnya

sampai perbedaan asumsi lendutan lateral dan hasil Analisis lendutan

lateral bisa diabaikan.

1. Parameter Tanah dan Tiang

Parameter tanah dan tiang dihitung dengan rumus-rumus berikut:

Eo = 28 N

2

1

ykk o (4/1-12)

4

3

2.0

DEk oo (4/1-13)

4

4EI

kD m-1 (4/1-10)

1 h (4/1-11)

Dengan menggunakan hasil trial and error dimana lendutan lateral =

1.35043 cm didapat:

a. modulus deformasi tanah pondasi (Eo) = 84 kg/cm2

b. harga kh jika deformasi 1 cm (Ko) = 0.89347 kg/cm3

c. horizontal subgrade reaction (Kh) = 1.20657 kg/cm3

d. karakteristik tiang () = 0.33301

e. = sudut rotasi tumpuan = 3.00291

Page 90: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-19

2. Koefisien Pegas

Nilai dari parameter koefisien pegas dihitung dengan rumus-rumus

berikut:

Koefisien Kekuatan Kepala Tiang Kepala Tiang Sendi

Pegas h0 H=0 h0 h=0

K1 2)1(

123 h

EI

34 EI 5.0)1(

33 h

EI

32 EI

K2 = K3 2

1

K 22 EI 0 0

K4 21

5.01

1

43

3

2

h

h

h

EI

EI2 0 0

Dari persamaan-persamaan diatas didapat nilai-nilai sebagai berikut:

a. K1 = 18116.106 kN/m

b. K2 = 27200.524 kN/rad

c. K3 = 27200.524 kN/rad

d. K4 = 81680.748 kN/rad

e. KV = konstanta pegas arah vertikal 551827.579 kN/m

3. Koefisien-Koefisien Persamaan 3 Variabel

Koefisien-koefisien untuk ke 3 persamaan dengan 3 variabel

perpindahan ditentukan dengan rumus berikut:

oxyxyxxx HAAA (4/1-1)

oyyyyxyx VAAA (4/1-2)

oyyxx MAAA (4/1-3)

ivixx KKA 22

1 sincos

(4/1-4)

iivyxxy KKAA cossin1 (4/1-5)

Page 91: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-20

iiivxx KxKKAA coscossin 21 (4/1-6)

iivyy KKA 2

1

2 sincos

(4/1-7)

iiivyy KxKKAA sinsincos 21

2

1

2

(4/1-8)

432

2

1

2

1

2 sin)(sincos KKKxKKA iiiv (4/1-9)

Dengan nilai-nilai konstanta pegas beserta lay-out tiang ke

persamaan diatas didapat koefisien-koefisien untuk 3 persamaan

dengan 3 variabel sebagai berikut:

Axx : 28636.022 Axy : -0.000 Ax : -82604.539 Hd : 200.000

Ayx : -0.000 Ayy : 826279.505 Ay : 0.000 Vd : 1590.000

Ax : -82604.539 Ay : 0.000 A : 1356573.286 Md : 1860.000

C. Perpindahan Kelompok Tiang

Dengan menyelesaikan ke tiga persamaan diatas, pada trial & error yang

terakhir akan didapat perpindahan kelompok tiang terhadap titik pusat

O(0.0) sebagai berikut:

a. perpindahan mendatar x = 0.01327029 m

b. perpindahan vertikal y = 0.00192429 m

c. sudut rotasi tumpuan = 0.00217916 radian

D. Daya Dukung Ijin 1 Tiang

Daya dukung 1 tiang dalam arah lateral dihitung dengan persamaan

berikut:

Tiang yang terbenam dalam tanah av

a

DKH

Tiang yang menonjol di atas tanah aah

EIH

1

4 3

Page 92: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-21

Dengan menggunakan persamaan pertama, daya dukung per 1 tiang

pancang adalah sebagai berikut:

a. Daya dukung tekan 1 tiang pancang = 3960.00 kN

b. Daya dukung tarik 1 tiang pancang = 1000.00 kN

c. Daya dukung lateral 1 tiang pancang = 181.161 kN

E. Perpindahan dan Gaya Tiap Pondasi

Perpindahan setiap kepala tiang dihitung dengan rumus berikut:

iyixxi sin)(cos' (4/1-14)

iyixyi cos)(sin' (4/1-15)

Gaya yang seolah-oleh bekerja pada setiap kepala tiang dihitung dengan

rumus berikut:

'

yivNi KP (4/1-16)

2

' KKP xiiHi (4/1-17)

4

'

3 KKM xiti (4/1-18)

Reaksi perletakan pada kepala tiang yang disebabkan oleh gaya luar

yang bekerja PNi,PHi, dan Mti ditentukan sebagai berikut.

iHiiNii PPV sincos (4/1-20)

iHiiNii PPH cossin (4/1-21)

Untuk setiap tiang diperoleh perpindahan, gaya yang bekerja, dan reaksi

perletakan pada kepala tiang ditabelkan sebagai berikut:

Page 93: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-22

Tabel 4-9 Pergeseran Tiang, Gaya Aksial, Gaya Orthogonal, Momen Lentur

dan Reaksi Perletakan

No tiang x y PNi PHi PMi Vi Hi

(m) (m) (kN) (kN) (kN-m) (kN) (kN)

1 1.35239 0.19243 2478.475 185.726 -189.862 2484.798 55.758

2 1.32703 0.19243 1061.875 181.132 -182.964 1061.875 181.132

3 1.33225 0.19243 -357.635 182.077 -184.383 -366.674 163.110

4 1.33225 0.19243 -357.635 182.077 -184.383 -366.674 163.110

5 1.32703 0.19243 1061.875 181.132 -182.964 1061.875 181.132

6 1.35239 0.19243 2478.475 185.726 -189.862 2484.798 55.758

7 1.35239 0.19243 2478.475 185.726 -189.862 2484.798 55.758

8 1.32703 0.19243 1061.875 181.132 -182.964 1061.875 181.132

9 1.33225 0.19243 -357.635 182.077 -184.383 -366.674 163.110

10 1.33225 0.19243 -357.635 182.077 -184.383 -366.674 163.110

11 1.32703 0.19243 1061.875 181.132 -182.964 1061.875 181.132

12 1.35239 0.19243 2478.475 185.726 -189.862 2484.798 55.758

13 1.35239 0.19243 2478.475 185.726 -189.862 2484.798 55.758

14 1.32703 0.19243 1061.875 181.132 -182.964 1061.875 181.132

15 1.33225 0.19243 -357.635 182.077 -184.383 -366.674 163.110

catatan :

a. x = Pergeseran kepala tiang arah sumbu orthogonal (m)

b. y = Pergeseran kepala tiang arah aksial (m)

c. PN = Gaya luar aksial di kepala tiang (kN)

d. PH = Gaya luar ortogonal di kepala tiang (kN)

e. MT = Gaya luar momen di kepala tiang (kN-meter)

f. V = Reaksi perletakan vertikal pada kepala tiang (kN)

g. H = Reaksi perletakan horisontal pada kepala tiang (kN)

F. Momen Lentur Maksimum

Ada 2 kemungkinan lokasi momen maksimum yaitu pada kepala tiang

atau pada kedalaman lm dari muka tanah.

Momen lentur pada kepala tiang dihitung dengan persamaan berikut:

oto HhMM (4/1-25)

Lokasi momen terbesar selain di kepala tiang (lm) ditentukan dengan

rumus berikut:

)(21

1tan

1 1

o

mhh

l

(4/1-26)

Page 94: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-23

Momen pada jarak lm dari muka tanah dihitung dengan persamaan

berikut:

mom lhhH

M

exp1212

2 (4/1-27)

Untuk setiap tiang diperoleh diperoleh besarnya momen lentur pada

kepala tiang (Mo), lokasi lm, dan besarnya momen lentur pada kedalaman

lm dari muka tanah (Mlm) yang disajikan dalam bentuk tabel sebagai

berikut:

No tiang

Mo (kN-m) lm (m) Mlm (kN-m)

1 18.986 3.789 -8.288

2 18.296 3.767 -8.161

3 18.438 3.772 -8.187

4 18.438 3.772 -8.187

5 18.296 3.767 -8.161

6 18.986 3.789 -8.288

7 18.986 3.789 -8.288

8 18.296 3.767 -8.161

9 18.438 3.772 -8.187

10 18.438 3.772 -8.187

11 18.296 3.767 -8.161

12 18.986 3.789 -8.288

13 18.986 3.789 -8.288

14 18.296 3.767 -8.161

15 18.438 3.772 -8.187

G. GAYA-GAYA PADA SAMBUNGAN

Lokasi sambungan tiang didasarkan atas panjang 1 segmen tiang. Gaya-

gaya yang bekerja pada titik sambungan tersebut dihitung sebagai

berikut:

Gaya geser pada sembarang titik di tiang pondasi

Untuk x < 0 HS

Untuk x > 0 xhhxHeS o

x sin21cos

Momen pada sembarang titik di tiang

Untuk x < 0 ot hhxHMhxHM

Untuk x > 0 xhhxhheH

M oo

x

sin1cos

Page 95: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-24

dimana x adalah lokasi dari sambungan tersebut menurut tata sumbu pada

Gambar 4-5. Untuk setiap tiang diperoleh hasil sebagai berikut:

No

tiang Lokasi sambungan dari

dasar pile cap (m) Mz

(kN-m) Sz

(kN)

1 17.000 0.128 -0.065

1 11.000 0.054 0.336

1 5.000 -7.297 1.469

2 17.000 0.125 -0.063

2 11.000 0.053 0.328

2 5.000 -7.116 1.433

3 17.000 0.126 -0.063

3 11.000 0.053 0.329

3 5.000 -7.153 1.441

4 17.000 0.126 -0.063

4 11.000 0.053 0.329

4 5.000 -7.153 1.441

5 17.000 0.125 -0.063

5 11.000 0.053 0.328

5 5.000 -7.116 1.433

6 17.000 0.128 -0.065

6 11.000 0.054 0.336

6 5.000 -7.297 1.469

7 17.000 0.128 -0.065

7 11.000 0.054 0.336

7 5.000 -7.297 1.469

8 17.000 0.125 -0.063

8 11.000 0.053 0.328

8 5.000 -7.116 1.433

9 17.000 0.126 -0.063

9 11.000 0.053 0.329

9 5.000 -7.153 1.441

10 17.000 0.126 -0.063

10 11.000 0.053 0.329

10 5.000 -7.153 1.441

11 17.000 0.125 -0.063

11 11.000 0.053 0.328

11 5.000 -7.116 1.433

12 17.000 0.128 -0.065

12 11.000 0.054 0.336

12 5.000 -7.297 1.469

13 17.000 0.128 -0.065

13 11.000 0.054 0.336

13 5.000 -7.297 1.469

14 17.000 0.125 -0.063

14 11.000 0.053 0.328

14 5.000 -7.116 1.433

15 17.000 0.126 -0.063

15 11.000 0.053 0.329

15 5.000 -7.153 1.441

Page 96: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-25

4.4.2. Perhitungan Perencanaan Pondasi Sumuran

A. Prinsip-prinsip Perhitungan

Pondasi sumuran adalah pondasi yang dibangun dengan menggali

cerobong tanah berpenampang lingkaran dan dicor dengan beton atau

campuran batu dan mortar.

Pondasi sumuran diklasifikasikan sebagai pondasi dangkal atau pondasi

langsung dengan persyaratan perbandingan kedalaman tertanam

terhadap diameter lebih kecil atau sama dengan 4. Jika nilai

perbandingan tersebut lebih besar dari 4 maka pondasi tersebut harus

direncanakan sebagai pondasi tiang.

1. Persyaratan Teknis

Persyaratan teknis pondasi sumuran adalah sebagai berikut:

Tekanan dari konstruksi jembatan pada bagian bawah pondasi

sumuran tersebut harus lebih kecil atau sama dengan tegangan

ijin tanah ( ijin).

Pondasi sumuran harus aman terhadap penurunan yang

berlebihan.

Pondasi sumuran harus aman terhadap penggerusan atau

kedalaman pondasi sumuran harus lebih besar dari kedalaman

maksimum penggerusan. Jika kedalaman pondasi sumuran lebih

kecil dari kedalaman maksimum penggerusan maka diperlukan

perlindungan terhadap pondasi sumuran tersebut.

Diameter pondasi sumuran harus dibuat 1.5 meter untuk

kemudahan pelaksanaan.

Pondasi sumuran tidak boleh digunakan pada kondisi tanah

dimana lapisan atas terdiri dari tanah lunak dengan ketebalan > 3

dan < 6 – 8 meter.

Penggalian terbuka selama proses konstruksi pondasi sumuran

tidak disarankan.

Jika selama pelaksanaan pondasi sumuran muka air tanah cukup

tinggi, maka perlu dilakukan upaya menurunkan elevasi muka air

tanah di lokasi konstruksi dengan menggunakan pompa air.

Page 97: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-26

Jika lokasi kepala jembatan yang melintasi sungai mengurangi

penampang basah sungai, maka diperlukan perlindungan gerusan

pada kaki/bagian atas pondasi sumuran. Alternatif lainnya adalah

bentang jembatan di perbesar.

Pokok perencanaan pondasi sumuran untuk dapat mendukung

bangunan bawah dan struktur atas dapat dinyatakan sebagai berikut:

Pondasi sumuran harus mempunyai keawetan yang memadai

untuk penggunaan yang dipilih.

Tanah pendukung harus memberikan daya dukung dan

ketahanan geser yang memadai.

Struktur pondasi sumuran harus mempunyai kekuatan memadai.

Penurunan dan perpindahan horisontal tidak boleh menimbulkan

pengurangan kekuatan pada komponen-komponen struktural.

Dalam perencanaan pondasi sumuran analisis yang harus dilakukan

adalah:

Analisis kestabilan terhadap guling

Analisis ketahanan terhadap geser

Analisis kapasitas daya dukung tanah

Analisis penurunan

Analisis stabilitas secara umum

a). Kestabilan Terhadap Guling

Kestabilan struktur terhadap kemungkinan terguling dihitung

dengan persamaan berikut :

O

R

gulingM

MSF

(4/2-1)

MO = Jumlah dari momen-momen yang menyebabkan struktur

terguling dengan titik pusat putaran di titik O. MO disebabkan

oleh tekanan tanah aktif yang bekerja pada elevasi H/3.

Page 98: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-27

MR = Jumlah dari momen-momen yang mencegah struktur

terguling dengan titik pusat putaran di titik O. MR merupakan

momen-momen yang disebabkan oleh gaya vertikal dari struktur

dan berat tanah diatas struktur.

Nilai minimum dari angka keamanan terhadap guling yang lazim

digunakan dalam perencanaan adalah 2.20.

b). Ketahanan Terhadap Geser

Ketahanan struktur terhadap kemungkinan struktur bergeser

dihitung berdasarkan persamaan berikut

D

R

geserF

FSF (4/2-2)

FD = Jumlah dari gaya-gaya horizontal yang menyebabkan

stuktur bergeser. FD disebabkan oleh tekanan tanah aktif yang

bekerja pada struktur

FR = Jumlah gaya-gaya horizontal yang mencegah struktur

bergeser. FR merupakan gaya gaya penahan yang disebabkan

oleh tahanan gesek dari struktur dengan tanah serta tahan yang

disebabkan oleh kohesi tanah.

h

p

geserP

PBcVSF

22tan

(4/2-3)

Berdasarkan Peraturan Teknik Jembatan Bagian 4.4.4, Nilai 2

biasanya diambil sama dengan sudut geser tanah untuk beton

pondasi yang dicor ditempat dan 2/3 dari nilai tanah untuk

pondasi beton pracetak dengan permukaan halus. Sedangkan

nilai c2 biasanya diambil 0.4 dari nilai kohesi c tanah.

Nilai minimum dari Angka Keamanan terhadap geser yang lazim

digunakan dalam perencanaan adalah 2.20.

c). Daya Dukung Tanah Dasar

Tekanan yang disebabkan oleh gaya-gaya yang terjadi pada

dasar pondasi sumuran harus dipastikan lebih kecil dari daya

dukung ijin tanah. Daya dukung tanah pada dasar pondasi

Page 99: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-28

sumuran ditentukan dengan cara yang sama seperti dalam

menentukan daya dukung pondasi dangkal. Teori yang berkaitan

dengan perhitungan daya dukung pondasi dangkal dapat diambil

dari metode Meyerhof. Untuk memudahkan analisis, bentuk

sumuran berupa lingkaran dengan diameter D dapat di

ekivalensikan menjadi bentuk empat persegi dengan dimensi B x

B. Besarnya nilai B dihitung sebagai berikut.

4

2DB

(4/2-4)

Pemeriksaan tegangan yang terjadi dilakukan seperti dalam

perencanaan pondasi dangkal segi empat. Hal pertama yang

perlu diperiksa adalah eksentrisitas dari gaya-gaya ke pondasi

dengan dengan menggunakan persamaan berikut:

V

MBeks net

2 (4/2-5)

Tegangan kontak ke tanah dasar dihitung dengan persamaan

berikut:

B

eks

B

Vq mak 6

1min (4/2-6)

Jika nilai eksentrisitas beban eks > B/6 maka tegangan kontak

minimum qmin akan lebih kecil dari 0. Hal ini adalah sesuatu yang

tidak diharapkan. Demikian juga jika tegangan kontak maksimum

qmak lebih besar dari daya dukung ijin. Jika hal ini terjadi maka

lebar pondasi B perlu di perbesar atau diameter pondasi D perlu

diperlebar.

d). Tekanan Tanah Lateral

Tekanan tanah yang bekerja pada pondasi sumuran adalah

tekanan tanah aktif dan tekanan tanah pasif. Tekanan tanah pasif

yang digunakan dalam analisis didasarkan tekanan tanah pada

keadaan diam “at rest”. Besarnya tekanan tanah dalam arah

lateral ditentukan oleh:

Page 100: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-29

1). Besarnya koefisien tekanan tanah aktif, pasif dan keadaan

diam

2). Besarnya kohesi tanah

3). Besarnya beban yang bekerja pada permukaan tanah

timbunan

Tekanan tanah lateral dalam keadaan aktif terjadi apabila tanah

bergerak menekan misalnya pada dinding sumuran sehingga

dinding sumuran bergerak menjauhi tanah di belakangnya.

Tekanan tanah lateral dalam keadaan pasif terjadi pada tanah

yang berada didepan dinding sumuran karena dinding sumuran

menekan dinding tanah tersebut.

2. Gaya-gaya Yang Bekerja Pada Pondasi Sumuran

Notasi gaya-gaya yang bekerja pada pondasi sumuran diberikan

pada Gambar 4-8 di bawah:

Gambar 4-8 Gaya-Gaya Yang Bekerja Pada Pondasi Sumuran

Gaya Luar V, H, dan M harus sudah memasukkan tekanan tanah aktif dari lapisan 1 (urugan)

Muka tanah efektif setelah tergerus

Muka air tanah tertinggi

Batas Lapisan tanah 2

Batas tanah urugan

Surcharge Load q

H

M Lapisan tanah 1 (urugan) : C1,1, dan 1

Lapisan tanah 2 : C2, 2, dan 2

Lapisan tanah 3 : C3, 3, dan 3

Tekanan Tanah Aktif Lapisan 2

Tekanan Tanah Aktif Lapisan 3

Tekanan air

Tekanan Tanah Pasif Lapisan 2

Tekanan Tanah Pasif Lapisan 3

Tekanan air

O

V

Page 101: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-30

Penjelasan lebih lanjut tentang hal-hal penting yang perlu

diperhatikan dalam perencanaan pondasi sumuran adalah sebagai

berikut:

a). Kedalaman Dasar Pile-Cap (meter)

Kedalaman dasar pile cap digunakan untuk menandakan ujung

atas dari pondasi sumuran dimana tekanan tanah tambahan mulai

bekerja. (Perhatikan Gambar 4.9)

Gambar 4-9 Pondasi Sumuran dan lapis-lapis tanah

b). Kedalaman Pondasi Sumuran (meter)

Kedalaman Pondasi sumuran ditentukan berdasarkan analisis

terhadap hasil penyelidikan tanah. (Perhatikan Gambar 4-9)

c). Banyaknya Pondasi Sumuran

Perencanaan pondasi sumuran yang sering digunakan adalah

pondasi sumuran yang diletakkan dalam 1 baris. Banyaknya

diameter sumuran

Kedalaman pondasi

Kedalaman muka air tanah

Muka tanah

Muka air tanah

Batas lapisan 1

Lapisan 1 (urugan) : t1,1,c1,1

Batas lapisan 2

Batas lapisan 3

Lapisan 2 : t2,2,c2,2

Lapisan 3 : t3,3,c3,3

Lapisan 4 : t4,4,c4,4,SPT4,INEF4

Kedalaman dasar pile cap

V

H

M

Page 102: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-31

pondasi sumuran menunjukkan rencana jumlah pondasi sumuran

yang akan digunakan dalam 1 baris seperti diperlihatkan pada

Gambar 4-10

Gambar 4-10 Penempatan Pondasi Sumuran

d). Beban Merata di Atas Tanah /Surcharge Load (kN/m2).

Merupakan beban merata diatas tanah yang diklasifikasikan

sebagai beban lalu lintas yang diekivalenkan dengan tanah

urugan setinggi 0.6 meter.

e). Kedalaman Muka Air Tanah Maksimum (m)

Kedalaman muka air tanah diperlukan untuk menghitung

tegangan efektif tanah pada kedalaman tertentu.

f). Daya Dukung Ijin Tanah di Dasar Pondasi Sumuran (kN/m2)

Karena pondasi sumuran diklasifikasikan sebagai pondasi

dangkal, daya dukung ijin tanah tersebut didapat dari analisis

daya dukung pondasi dangkal pada dasar pondasi sumuran.

g). Angka Keamanan Terhadap Geser dan Guling

Nilai minimum dari SF (Safety Factor) terhadap geser dan guling

yang digunakan dalam perencanaan adalah masing masing 2.20.

h). Gaya Luar yang Bekerja Pada Dasar Pile-Cap

Gaya Luar pada dasar Pile-Cap terdiri dari 3 komponen yaitu

Gaya Vertikal (V), Gaya Horisontal (H), dan Momen (M). Gaya

luar tersebut merupakan akibat dari beban dari struktur atas, sub-

struktur seperti abutmen, dan tekanan tanah pada sub-struktur

tersebut. Perjanjian tanda untuk gaya-gaya luar tersebut

mengikuti Gambar 4-9. Tanda positif untuk gaya-gaya ke atas

Page 103: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-32

atau ke kanan, momen positif untuk putaran momen yang searah

dengan jarum jam.

i). Data Lapisan-Lapisan Tanah

Data lapisan tanah yang diperlukan adalah tebal lapisan (m),

berat jenis (kN/m3), sudut geser dalam (derajat), dan kohesi

c (kN/m2). Untuk lapisan paling bawah sebaiknya ketebalan

lapisan dinyatakan dengan suatu angka yang relatif besar.

B. Contoh Perhitungan Pondasi Sumuran

Pondasi sumuran direncanakan digunakan untuk menahan gaya-gaya

yang bekerja pada dasar pile cap sebuah abutmen jembatan. Data-data

perencanaan adalah sebagai berikut.

Kedalaman dasar pile-cap dari muka tanah = 3.0 meter

Kedalaman pondasi sumuran dari muka tanah = 8 meter

Banyaknya pondasi sumuran = 2 buah

Daya dukung ijin pada kedalaman 8 meter = 100 t/m2 = 1000 kN/m2

Beban merata diatas tanah /surcharge 1.08 t/m2 = 10.8 kN/m2

Gaya vertikal pada dasar pile-cap = -260.0 ton = -2600 kN

Gaya horisontal pada dasar pile cap = 19.0 ton = 190 kN

Momen pada dasar pile cap = -14.0 ton-m = -140 kN-meter

Kedalaman muka air tanah maksimum = 5.0 meter

Data tanah adalah sebagai berikut:

No lapisan Tebal (m) (t/m3) C (t/m2)

1 3.0 1.8 0.0 35

2 5.0 1.8 0.5 20

3 10. 1.9 0.3 30

Page 104: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-33

Muka tanah efektif setelah tergerus

Muka air tanah tertinggi

Batas Lapisan tanah 2

Batas tanah urugan

Surcharge Load = 1.08 t/m2

19.0 ton

-14.0 t-m

Lap 1 (urugan) : C1=0, 1= 35, 1=1.8 t/m3

Gaya Luar V, H, dan M sudah memasukkan tekanan tanah aktif

dari lapisan 1 (urugan)

Tekanan Tanah Aktif Lapisan 2

Tekanan Tekanan Tanah Pasif Lapisan 2

O

Lap 2 : C2=0.5 t/m2, 2= 20, 2=1.8 t/m3

Lap 3 : C3=0.3 t/m2, 3= 30, 3=1.9 t/m3

+0.00

-3.00

-5.00

+8.00

-3.50

3.20

-260.0 ton

1. DIAMETER SUMURAN (DICOBA d = 3.20 METER)

2. Berat Sendiri Pondasi Sumuran

Berat sendiri 2 buah pondasi sumuran dihitung sebagai berikut

2 23.224 2( ) 5 24 2

4 4

DP L buah

= 1930 kN

3. Tekanan Tanah Aktif

Lapisan 1 (Tanah Urugan)

Tekanan tanah aktif dari lapisan 1 (tanah urugan) sudah termasuk

kedalam gaya-gaya pada dasar pile cap.

Lapisan 2

Koefisien tekanan tanah aktif untuk lapisan 2 dihitung dengan rumus

0

0

1 sin 1 sin 20

1 sin 1 sin 20aK

0.49

Page 105: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-34

Tekanan tanah aktif pada lapisan 2 elevasi –3.00

q-3.00 = 1*h1*Ka + q Ka – 2cKa= 18*3*0.49 + 10.8*0.49 -

2*5*0.49 = 24.60 kN/m2

Tekanan tanah aktif lapisan 2 elevasi –5.00

q-5.00 = 1*h1*Ka + 2*h2*Ka + q Ka – 2cKa

= 18*3*0.49 + 18*2*0.49 + 10.48*0.49 - 2*5*0.49 = 42.24 kN/m2

Tekanan tanah aktif pada lapisan 2 elevasi –8.00

q-8.00 = 1*h1*Ka + 2*h2 *Ka+ ’2*h2*Ka+ q Ka – 2cKa

= 18*3*0.49 + 18*2*0.49 + (18-10)*3*0.49 + 10.8*0.49 - 2*5*0.49

= 54.00 kN/m2

Gaya tekanan tanah aktif pada lapisan 2 di atas muka air tanah

3.00 5.00 24.60 42.242 (2*3.2)

2 2

q qP HL

= 427.72 kN

Gaya tekanan tanah aktif pada lapisan 2 di bawah muka air tanah

5.00 8.00 42.24 54.003 (2*3.2)

2 2

q qP HL

= 923.81 kN

4. Tekanan Tanah Pasif

Lapisan 1 (Tanah Urugan)

Lapisan 1 tidak memberikan sumbangan terhadap tekanan tanah

pasif

Lapisan 2

Koefisien tekanan tanah pasif dalam keadaan diam untuk lapisan 2

dihitung sebagai Ko = 1 – sin = 1 – sin 20o = 1 – 0.342 = 0.658

Tekanan tanah pasif keadaan diam pada lapisan 2 elevasi –3.5

q-3.50 = 2cKo+ = 2*5*0.658 = 8.11 kN/m2

Tekanan tanah pasif keadaan diam lapisan 2 elevasi –5.00

q-5.00 = 2*h2*Ko + 2cKo

= 18*1.5*0.658 + 2*05*0.658 = 25.88 kN/m2

Page 106: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-35

Tekanan tanah pasif keadaan diam pada lapisan 2 elevasi –8.00

q-8.00 = 2*h2*Ko + ’2*h2 *Ko + 2cKo

= 18*1.5*0.658 + (18-10)*3*0.658 + 2*5*0.658 = 41.67 kN/m2

Gaya tekanan tanah pasif keadaan diam pada lapisan 2 di atas muka

air tanah

3.50 5.00 8.11 25.881.5 (2*3.2)

2 2

q qP HL

= 163.15 kN

Gaya tekanan tanah pasif keadaan diam pada lapisan 2 di bawah

muka air tanah

5.00 8.00 25.88 41.673 (2*3.2)

2 2

q qP HL

= 648.44 kN

5. GAYA-GAYA BEKERJA

Gaya-gaya yang bekerja pada pondasi sumuran ditampilkan dalam

bentuk tabel sebagai berikut:

No. Arah Deskripsi gaya Besar gaya x thd O y thd O Momen thd O (kN) (m) (m) (kN-meter)

1 (v) el. 1 – pondasi -1930.195 -1.600 2.500 -3088.311

2 (v) g. ver. str. atas -2600.000 -1.600 5.000 -4160.000

3 (h) g. hor. str. atas 190.000 -1.600 5.000 950.000

4 (m) momen str. atas 0.000 -1.600 5.000 -140.000

5 (h) tek. aktif lap : 2 430.003 3.200 3.912 1682.358

6 (h) tek. aktif lap : 2 927.412 3.200 1.439 1334.636

7 (h) tek. pasif lap : 2 -163.146 .000 3.619 -590.477

8 (h) tek. pasif lap : 2 -648.438 .000 1.383 -896.858

Dimana lokasi titik referensi O(0,0) adalah y = 0 pada dasar

sumuran/elemen 1 dan x = 0 pada tepi kanan dari sumuran

Total gaya gaya yang bekerja adalah sebagai berikut

Gaya vertikal = -4530.195 kN

Gaya horisontal aktif = 1547.415 kN

Gaya horisontal pasif = -811.583 kN

Momen penahan = -7388.311 kN-meter

Momen guling aktif = 3966.994 kN-meter

Momen guling pasif = -1487.335 kN-meter

Page 107: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-36

6. KESTABILAN TERHADAP GULING

Kestabilan pondasi sumuran terhadap kemungkinan terguling dihitung

dengan persamaan berikut:

7388.311 1487.335

3966.994

R

guling

O

MSF

M

= 2.237

Angka keamanan terhadap guling lebih besar dari 2.2, sehingga

memenuhi persyaratan keamanan terhadap guling.

7. KESTABILAN TERHADAP GESER

Ketahanan struktur terhadap kemungkinan struktur bergeser dihitung

berdasarkan Persamaan (4/2-3) dimana nilai 2 biasanya diambil

sama dengan tanah untuk beton pondasi yang dicor ditempat dan

2/3 dari nilai tanah untuk pondasi beton pracetak dengan

permukaan halus. Sedangkan nilai c2 biasanya diambil 0.4 dari nilai

kohesi c tanah. Kohesi tanah yang diperhitungkan disini adalah

kohesi tanah tepat di bawah tapak sumuran, jadi c = 0.3 t/m2 = 3

kN/m2. c2 = 0.4 x 3 kN/ m2.

Luas 2 buah sumuran = B = 2*0.25**3.22 = 16.091 m2

2 2tan p

geser

h

V Bc PSF

P

4530.195* tan(30) 16.091*0.4 *3 811.583

2.2271547.415

Angka keamanan terhadap geser lebih besar dari 2.2, sehingga

memenuhi persyaratan keamanan terhadap geser.

8. TEGANGAN PADA TANAH DASAR

Untuk memudahkan analisis, bentuk sumuran berupa lingkaran

dengan diameter D dapat di ekivalensikan menjadi bentuk empat

persegi dengan dimensi B x B. Besarnya nilai B dihitung sebagai

berikut:

Page 108: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-37

2 2.(3.20)

4 4

DB

2.836 m

Pemeriksaan tegangan yang terjadi dilakukan seperti dalam

perencanaan pondasi dangkal segi empat. Hal pertama yang perlu

diperiksa adalah eksentrisitas dari gaya-gaya pada dasar pondasi

2.836 7388.311 1487.335 3966.994

2 2 4530.195

netMBeks

V

= 0.334 m

Tegangan kontak pada tanah dasar dihitung dengan persamaan

berikut:

B

eks

BL

Vq mak 6

1min (4/2-6)

Untuk 1 pondasi sumuran nilai V = 4530.195/2 = 2265.10 kN

Dari persamaan diatas diperoleh:

a. Tegangan maksimum ke tanah = 480.92 kN/m2

b. Tegangan minimum ke tanah = 82.37 kN/m2

Nilai tegangan maksimum ke tanah lebih kecil dari daya dukung ijin di

dasar sumuran sebesar 1000 kN/m2, tegangan minimum ke tanah

dasar juga lebih besar dari 0 yang berarti tidak ada tegangan kontak

tarik pada dasar pondasi sumuran, sehingga pondasi memenuhi

persyaratan daya dukung.

Page 109: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-38

RANGKUMAN

a. Bab 4 modul Perencanaan Pondasi Jembatan ini menguraikan penerapan kriteria

desain pondasi jembatan, penerapan ketentuan pembebanan jembatan dan perhitungan

perencanaan pondasi.

b. Di dalam penerapan kriteria desain pondasi jembatan tersebut diuraikan kriteria desain

pondasi sumuran, kriteria desain pondasi tiang pancang beton bertulang pracetak / tiang

pancang beton prategang pracetak, kriteria desain pondasi tiang pancang baja struktur /

tiang pancang pipa baja, dan kriteria desain pondasi tiang bor beton. Dengan

mengetahui kriteria desain yang paling sesuai untuk masing-masing jenis pondasi,

diharapkan perencana dapat menyiapkan desain pondasi yang paling sesuai dengan

perkembangan kemampuan pelaksanaan di lapangan, dan tidak terjadi kesalahan

penetapan atau pemilihan mutu bahan pondasi.

c. Dalam penerapan ketentuan pembebanan jembatan, ada 2 pilihan yang dapat

digunakan untuk menghitung perencanaan pondasi jembatan, yaitu Pedoman

Pembebanan Jalan Raya SKBI – 1.3.28.1987 – UDC 624.042 : 62421 atau BMS7-C2-

Bridge Design Code 1992. Perencanaan pondasi jembatan merupakan proses lanjut

perencanaan teknis jembatan setelah perencanaan bangunan atas dan bangunan

bawah diselesaikan. Oleh karena itu ketentuan pembebanan jembatan yang digunakan

dalam perencanaan pondasi jembatan harus mengikuti ketentuan pembebanan

jembatan yang telah digunakan dalam proses-proses sebelumnya yaitu proses

perencanaan bangunan atas dan proses perencanaan bangunan bawah. Selanjutnya

gaya-gaya horizontal, gaya vertikal dan momen lentur yang diperoleh dari perhitungan

beban-beban kerja pada jembatan, digunakan untuk perhitungan pondasi jembatan.

d. Dalam perhitungan pondasi jembatan diberikan contoh perhitungan pondasi tiang

pancang kelompok dan pondasi sumuran. Untuk pondasi tiang pancang, diberikan

contoh perhitungan tiang pancang kelompok dengan material tiang pancang beton

prategang pracetak, sedangkan untuk pondasi sumuran diberikan contoh pondasi

sumuran di bawah pile cap, diletakkan di atas tanah dengan daya dukung ijin 1000

kN/m2 pada kedalaman 8 m dari tanah asli.

Page 110: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

4-39

LATIHAN / PENILAIAN MANDIRI

Latihan atau penilaian mandiri menjadi sangat penting untuk mengukur diri atas tercapainya

tujuan pembelajaran yang disampaikan oleh para pengajar/ instruktur, maka pertanyaan

dibawah perlu dijawab secara cermat, tepat dan terukur.

Kode/ Judul Unit Kompetensi :

INA.5212.113.01.05.07 : Merencanakan pondasi jembatan

Soal :

No. Elemen Kompetensi / KUK (Kriteria Unjuk

Kerja) Pertanyaan

Jawaban:

Ya Tdk Apabila ”Ya”

sebutkan butir-butir kemampuan anda

1. Menganalisis data geologi teknik dan penyelidikan tanah.

Sudah dibuat soalnya di Bab 2

2. Memilih jenis pondasi jembatan

Sudah dibuat soalnya di Bab 3

3. Merencanakan pondasi jembatan sesuai dengan jenis pondasi yang telah dipilih

3.1. Kriteria desain pondasi jembatan diterapkan sesuai dengan ketentuan teknis yang berlaku

3.1. Apakah anda mampu menerapkan kriteria desain pondasi jembatan sesuai dengan ketentuan teknis yang berlaku?

a. .........................

b. .........................

c. .........................

dst.

3.2. Ketentuan pembebanan jembatan untuk perencanaan pondasi diterapkan.

3.2. Apakah anda mampu menerapkan ketentuan pembebanan jembatan untuk perencanaan pondasi jembatan?

a. ..........................

b. ..........................

c. ..........................

dst.

3.3. Dimensi pondasi jembatan dihitung dan direncanakan sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan

3.3. Apakah anda mampu menghitung dan merencanakan dimensi pondasi jembatan sesuai dengan persyaratan teknis yang ditentukan?

a. ..........................

b. ..........................

c. ..........................

dst.

Page 111: PELATIHAN AHLI PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN (BRIDGE …

Pelatihan Bridge Design Engineer Perencanaan Pondasi Jembatan

DAFTAR PUSTAKA

1. Spesifikasi Umum Bidang Jalan dan Jembatan, Pusat Litbang Jalan dan Jembaatan,

Badan Penelitian dan Pengembangan – Departemen Pekerjaan Umum – Januari

2007.

2. Teknik Fondasi II, Hary Christady Hardiyatmo – 2003.

3. Teknik Fondasi I, Hary Christady Hardiyatmo – 2002

4. Foundation Analysis And Design, Joseph E. Bowles – Mc Graw-Hill International

Editions – 1997.

5. Pile Design and Construction Practice, M.J. Tomlinson – 1997.

6. Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah, Joseph E. Bowls/Johan K. Hainim – 1991.

7. Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan – Beban Jembatan, BMS7-C2-Bridge

Design Code 1992, Direktorat Jenderal Bina Marga, Departemen Pekerjaan Umum.

8. Pedoman Pembebanan Jalan Raya SKBI – 1.3.28.1987 – UDC 624.042 : 62421,

Departemen Pekerjaan Umum.

9. Rancangan 3 Pedoman Konstruksi dan Bangunan – Standar Pembebanan Untuk

Jembatan – Pd x-xx-2004-B – Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah.

10. Mekanika Tanah, L.D. Wesley – 1988.

11. Pondasi Tiang Pancang, Ir. Sardjono HS. – 1984.

12. Mekanika Tanah & Teknik Pondasi, Ir. Suyono Sosrodarsono – Kazuto Nakazawa – Ir.

Taulu dkk. 1981.

13. ACI Manual of Concrete Practice – Structural Design, Structural Specification,

Structural Analysis – ACI Publication, 1978.

14. Foundation Design, Wayne C. Teng – 1979.