Studi Settlement Pada Konstruksi Pondasi Tiang JembatanBerdasarkan Standar Pembebanan Untuk Jembatan

(Skripsi)

Oleh

FISTA SEPTIANINGTIAS

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG2018

ABSTRAK

STUDI SETTLEMENT PADA KONSTRUKSI PONDASITIANG JEMBATAN BERDASARKAN STANDAR

PEMBEBANAN UNTUK JEMBATAN

OLEH

FISTA SEPTIANINGTIAS

Sebagai pondasi pendukung, tanah mempunyai fungsi yang cukup penting untukstruktur bangunan sipil. Pondasi tiang pancang adalah pondasi yang berfungsiunruk meneruskan beban yang dipikul struktur bagian atas suatu bangunan kedasar tanah dengan kedalaman tertentu. Penelitian ini ditinjau dari salah satujembatan di Jalan Tol Trans Sumatera. Jenis pondasi yang digunakan padaproyek ini adalah pondasi dalam yaitu pondasi tiang. Tujuan dari penelitian iniadalah untuk menghitung pembebanan pada pilar dan abutment yang terjadiakibat beban konstruksi bagian atas dan untuk mengetahui penurunan(settlement) yang terjadi pada pondasi tiang yang diakibatkan oleh beban padakonstruksi bagian atas.

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diperoleh nilai daya dukung padaabutment sebesar 5540,36 kN, lalu pada pilar sebesar 11051,65 kN. Jumlah tiangpada abutment 6 buah serta penurunan total yang terjadi pada abutment sebesar30,2 cm dengan diameter tiang 60 cm. Penurunan total yang terjadi pada pilardengan jumlah tiang 15 buah sebesar 28,41 cm.

Kata Kunci: Pondasi, Tiang pancang, Penurunan Tanah.

ABSTRACT

SETTLEMENT STUDY ON FOUNDATION OF BRIDGECONSTRUCTION BASED ON LOAD STANDARD OF BRIDGE

BY

FISTA SEPTIANINGTIAS

As a supporting foundation, soil has an important role in the structure of civilbuildings. The pile foundation is a foundation that used to carry the load on theupper structure of a building to a certain depth of ground. This research isreviewed from one of the Sumatera highway. The type of foundation used in thisproject is pile foundation. The purpose of this research is to calculate the burdenon the pier and abutment occurring due to the upper construction load and todetermine the settlement occurring on the pile foundation caused by the load onthe upper construction.

From this research obtained the value of soil bearing capacity of abutment is5540,36 kN and then the value of pier is 11051,65 kN. The number of piles on theabutment is 6 pieces and the total settlement that occurred in the abutment is 30.2cm with a pile diameter is 60 cm. The total settlement that occurred on the pierwith 15 pieces of piles is 28.41 cm

Keywords: Foundation, Pile, Soil Settlement

Studi Settlement Pada Konstruksi Pondasi Tiang JembatanBerdasarkan Standar Pembebanan Untuk Jembatan

Oleh

FISTA SEPTIANINGTIAS

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai GelarSARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik SipilFakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS LAMPUNG2018

PERSEMBAHAN

Bismillahirrahmanirrahim

Dengan kerendahan hati dan puji syukur kehadirat Allah SWT kupersembahan

skripsiku ini kepada:

Kedua orang tuaku, Papa Sarjono, Amd dan Mama Dra Sumarwati tercinta yang

telah memberikan segalanya, yang sangat sabar mendidik dan mendukung.

Terima kasih banyak atas do’a, dukungan dan motivasi yang telah diberikan

sehingga saya dapat melewati semuanya. Dan mohon maaf karena selalu

merepotkan Papa dan Mama, semoga Allah SWT memberikan Papa dan Mama

kebahagiaan di dunia dan akhirat.

Atri, Dhyna, Rara, Septi, Atika, Poppy, Oktary, Debbie, Rinanda, Tika Ayu, Reni,

Annisa, Firgi, Riri, Anggun, terima kasih banyak selalu menemani disaat susah

maupun senang, terima kasih sudah membantu dan memotivasi untuk

menyelesaikan skripsi ini. Hanya Allah SWT yang bisa membalas semua

kebaikan kalian.

Partner skripsi, Dian, yang telah menemani selama dan sampai sekarang, terima

kasih atas bantuannya dan motivasinya selama ini. Semoga kita semua menjadi

orang sukses.

Keluarga kedua, teman-teman Teknik Sipil Universitas Lampung Angkatan

2013, Terima kasih telah menjadi sumber kebahagian saya, menemani dari

propti, makrab, sampai sekarang. Saya tidak pernah menyesal menjadi bagian

dari kalian. Semoga Allah SWT selalu mempertemukan kita.

Guru-guruku, guru TK ,SD dan SMP Xaverius 1 Teluk Betung, SMAN 3 Bandar

Lampung, dan Dosen-dosen Teknik Sipil Universitas Lampung, terima kasih

untuk semua ilmu dan pelajaram hidup yang telah diberikan.

Dan untuk semua yang sudah Allah SWT kirimkan ke hidup saya.

Jazakumullahukhairan Katsiran.

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandar Lampung, pada tanggal 26

September 1995, sebagai anak dari Bapak Sarjono, A.md dan

Ibu Dra Sumarwati.

Pendidikan Sekolah Dasar (SD) diselesaikan di SD

Xaverius I Bandar Lampung pada tahun 2007, Sekolah Menengah Pertama (SMP)

di SMP Xaverius I Bandar Lampung pada tahun 2010 dan Sekolah Menengah

Atas diselesaikan di Sekolah Menengah Atas Negeri (SMAN) 3 Bandar Lampung

pada tahun 2013. Tahun 2013, penulis diterima sebagai mahasiswa Fakultas

Teknik Universitas Lampung melalui Undangan Seleksi Masuk Perguruan Tinggi

Negeri (SNMPTN).

Pada tahun 2015 penulis juga menjadi pengurus Himpunan Mahasiswa (HIMA)

jurusan Teknik Sipil periode 2014-2015 sebagai anggota Bidang Kesekretariatan.

Penulis melakukan Kerja Praktik selama 5 bulan di Proyek Pembangunan Jalan

Tol Trans Sumatra Bakauheni – Terbanggi Besar Seksi 2 Sidomulyo – Kotabaru

(Sta. 39+400-Sta. 80+000) dimulai pada bulan Oktober 2015 dan berakhir pada

Maret 2016. Serta mengikuti Kuliah Kerja Nyata (KKN) tanggal 19 Januari 2017

di Desa Goras Jaya, Kecamatan Bekri, Kabupaten Lampung Tengah.

MOTTO“Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan.

Maka apabila engkau telah selesai (dari suatu urusan)

Tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain)

Dan hanya kepada Tuhanmu lah engkau berharap.”

(Q.S. Al – Insyirah: 6-8)

“Man Jadda Wajada (Barang siapa bersungguh-sungguh pasti berhasil).”

“ All our dreams can come true, if we have the courage to pursue them”(Walt Disney)

“Lakukan hal-hal yang kamu pikir tidak bisa kamu lakukan.”

(Eleanor Roosevelt)

“Bermimpilah seakan kau akan hidup selamanya. Hiduplah seakan kau akan mati

hari ini.”

(James Dean)

SANWACANA

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillah, segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena

berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi

yang berjudul “Studi Settlement Pada Konstruksi Pondasi Tiang Jembatan

Berdasarkan Standar Pembebanan Untuk Jembatan” adalah merupakan salah

satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik

Universitas Lampung.

Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang tulus dan sebesar-

besarnya kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Suharno, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik, Universitas

Lampung.

2. Bapak Gatot Eko Susilo, S.T., M.Sc., Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik

Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung.

3. Bapak Ir Idharmahadi Adha, M.T selaku Dosen Pembimbing I skripsi saya

yang telah sabar membimbing, menasihati serta meluangkan waktunya untuk

memberikan pengarahan, masukan, saran dan kritiknya demi kesempurnaan

skripsi ini.

4. Bapak Ir. Ahmad Zakaria, M.T., Ph.D selaku Dosen Pembimbing II yang

telah banyak meluangkan waktu untuk membimbing, memberikan

pengarahan dan nasihat.

5. Ibu Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A selaku Dosen Penguji yang telah

memberikan pengarahan, kritik dan saran pemikiran untuk penulisan skripsi..

6. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Sipil yang telah memberikan bekal ilmu

pengetahuan kepada penulis selama menjadi mahasiswa di Jurusan Teknik

Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung.

7. Papaku Sarjono, A.md dan Mamaku Dra, Sumarwati tercinta yang telah

memberikan segalanya, sehingga penulis dapat menyelesaikan perkuliahan di

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung.

8. Teman seperjuangan skripsi Dian Erlisa, yang selalu bersama-sama baik

susah maupun senang selama mengerjakan penelitian ini.

9. Sahabat-sahabat terbaik yaitu Atri, Dhyna, Rara, Andini, Septi, Atika, Poppy,

yang selalu menghibur dan menyemangati disaat penulis mengalami

kejenuhan.

10. Sahabat SMA ku Anggun, Ulfah, Dinda, Sagina yang selalu memotivasi dan

memberi semangat selama ini.

11. Teman-teman Teknik Sipil Universitas Lampung Angkatan 2013 yang tidak

bisa disebutkan satu per satu terima kasih banyak atas keceriaan dan pelajaran

dalam kebersamaan kita selama ini.

12. Kakak-kakak dan adik-adik Teknik Sipil Universitas Lampung yang telah

membantu tanpa pamrih yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan

khususnya bagi penulis pribadi. Selain itu, penulis berharap dan berdoa semoga

semua pihak yang telah memberikan bantuan dan semangat kepada penulis,

mendapatkan ridho dari Allah SWT.

Wassalaamu’alaikum Wr. Wb.

Bandar Lampung, 2018

Penulis

Fista Septianingtias

DAFTAR ISI

HalamanDAFTAR TABEL ............................................................................................... ii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... iii

DAFTAR NOTASI.............................................................................................. v

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ......................................................................................... 1B. Rumusan Masalah ............................................. ....................................... 2C. Tujuan Penelitian...................................................................................... 2D. Batasan Masalah ...................................................................................... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Pondasi ..................................................................................................... 4B. Pondasi Tiang Pancang ............................................................................. 5C. Pembebanan ............................................................................................. 7D. Penurunan ..............................................................................................13E. Penurunan Tiang ....................................................................................14

III. METODE PENELITIAN

A. Metode Pengumpulan Data ....................................................................19B. Diagram Alir............................................................................................20

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Penyajian Data..........................................................................................21B. Pengolahan Data.......................................................................................27

V. PENUTUP

A. Kesimpulan...............................................................................................71B. Saran.........................................................................................................72

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Kecepatan angin rencana (Vw)........................................................................ 12

2. Karakteristik penampang balok prategang......... ............................................. 28

3. Kombinasi beban ultimate pada abutment ..................................................... 38

4. Hasil perhitungan kombinasi geser ultimate pada abutment ......................... 39

5. Hasil perhitungan kombinasi momen ultimate pada abutment ..................... 39

6. Kombinasi beban ultimate pada pilar.............................................................. 49

7. Hasil kombinasi geser ultimate pada pilar ...................................................... 50

8. Hasil kombinasi momen ultimate pada pilar................................................... 50

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Pembagian beban akibat aksi lalu lintas ........................................................... 8

2. Beban Lajur “D”.............................................................................................. ..8

3. Beban “D” : BTR vs Panjang yang dibebani ................................................. ..9

4. Pembebanan Truk “T” 500 kN........................................................................10

5. Gaya Rem........................................................................................................11

6. Contoh kerusakan bangunan akibat penurunan................................................14

7. Penurunan konsolidasi pada kelompok tiang...................................................18

8. Tampak memanjang jembatan ....................................................................... 23

9. Tampak melintang abutment (A1).................................................................. 24

10. Tampak melintang pilar (P2).......................................................................... 24

11. Tampak Atas Abutment (A1)..........................................................................25

12. Tampak Samping Abutment (A1)................................................................... 25

13. Tampak depan Pilar (P2)................................................................................ 26

14. Tampak Samping Pilar (P2)............................................................. ...............26

15. Tampak Atas Pilar (P2).................................................................................. 27

16. Dimensi Penampang balok prategang.............................................................27

17. Detail diafragma .............................................................................................30

18. Kerja beban lajur pada balok prategang..........................................................31

19. Beban Truk “T”..............................................................................................32

iv

20. Kerja gaya rem pada balok prategang..............................................................34

21. Kerja beban angin............................................................................................35

22. Kerja beban gempa........................................................................................ 38

23. Penampang pada abutment..............................................................................40

24. Detail diafragma..............................................................................................41

25. Kerja beban lajur pada balok prategang..........................................................42

26. Beban Truk “T”...............................................................................................43

27. Kerja beban rem pada balok prategang........................................................... 45

28. Kerja beban angin.......................................................................................... 46

29. Kerja beban gempa.......................................................................................... 49

30. Penampang pada pilar (P2) .............................................................................51

31. Penurunan konsolidasi pada abutment A1...................................................... 55

32. Penurunan konsolidasi pada pilar P2 .............................................................60

33. Kondisi pengangkatan I dan momen yang ditimbulkan..................................65

34. Kondisi pengangkatan 2 dan momen yang ditimbulkan................................. 66

35. Penampang tiang............................................................................................. 68

36. Tulangan utama dan geser tiang..................................................................... 70

v

DAFTAR NOTASI

BGT = Beban garis terpusat dalam pembebanan lajur ”D”

BTR = Beban terbagi rata dalam pembebanan lajur “D”

C = Koefisien beban dasar untuk daerah

Cc = Indeks pemampatan

Cw = Koefisien seret

D = Beban lajur

DLA = Dynamic load allowance

e0 = Angka pori awal

= Modulus elastisitas beton (MPa)

= Modulus elastisitas tulangan dan baja struktural (MPa)

= Kekuatan tekan beton yang disyaratkan (MPa)

= Kekuatan leleh tulangan yang disyaratkan (MPa)

g = Berat tiang pancang (kg/m)

h = Tinggi gelagar

H = Tebal lapisan tanah

hd = Tinggi diafragma

= Momen inersia penampang bruto balok terhadap sumbu pusat

Kh = Koefisien beban gempa horizontal

Kp = Kekakuan struktur / gaya horizontal yang dibutuhkan untuk menghasilkansatu satuan lendutan (kN/m)

L = Panjang bentang jembatan

MA = Beban mati tambahan

MS = Berat sendiri

vi

MMA = Momen akibat beban mati tambahan

MMS = Momen akibat beban sendiri

MTD = Momen akibat beban lajur

= Kekuatan lentur nominal pada penampang (Nmm)

= Momen terfaktor pada penampang (Nmm)

m = Momen lentur akibat momen 1 satuan (kNm)

P = Intensitas beban garis

p = Selimut beton

Po = Tekanan efektif overbuden

Po’ = Tekanan pra konsolidasi

PTD = Beban garis beban lajur D

= Beban truk

q = Intensitas beban terbagi merata dalam arah memanjang jembatan

= Beban mati tambahan

QTD = Beban merata beban lajur

Rn = Besaran ketahanan atau kekuatan nominal dari penampang komponenStruktur

S = Faktor tipe bangunan

S = Penurunan total

Sc = Penurunan konsolidasi

T = Beban truk

T = Waktu getar satu bangunan (s)

ta = Tebal aspal

TB = Gaya rem

TEW = Kecepatan Angin Rencana (kN)

Vw = Kecepatan angin rencana untuk keadaan batas yang ditinjau (m/s)

Wt = Beban total nominal bangunan (kN)

Δp = Penambahan tekanan vertikal

= Rasio terhadap bd

vii

= Rasio terhadap bd yang menghasilkan kondisi regangan seimbang∅ = Faktor reduksi kekuatan

BAB I.

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Sebagai pondasi pendukung, tanah mempunyai fungsi yang cukup penting

untuk struktur bangunan sipil. Bangunan sipil terbagi dari dua bagian yaitu

struktur bangunan di atas tanah dan struktur bangunan di bawah tanah.

Pondasi merupakan bagian dari struktur bawah suatu bangunan untuk

meneruskan dan menempatkan suatu beban bangunan yang disalurkan dari

struktur atas ke dalam lapisan tanah yang keras agar dapat menahan beban

konstruksi tersebut.

Secara umum pondasi dibagi dalam dua jenis, yaitu pondasi dangkal dan

pondasi dalam. Pondasi menerus dan pondasi setempat termasuk dalam pondasi

dangkal. Macam – macam pondasi dalam yaitu pondasi tiang kayu, pondasi tiang

beton, pondasi tiang baja. Berdasarkan metode instalasinya terdiri dari pondasi

tiang bor (drilled shaft pile), pondasi tiang pancang (driven pile). Serta

berdasarkan proses pembuatan tiang, terdiri dari pondasi tiang pracetak (precast

pile), pondasi tiang cetak di tempat (cast in place pile).

Dalam merencanakan sebuah pondasi untuk suatu bangunan konstruksi,

jenis pondasi yang akan digunakan dipilih berdasarkan hasil kondisi

permukaan tanah, beban yang akan dipikul, fungsi dari bangunan

2

tersebut, daya dukung yang cukup, penurunan (settlement) yang tidak

membahayakan bangunan serta biaya pada pelaksanaan di lapangan.

Pondasi tiang pancang adalah pondasi yang berfungsi untuk meneruskan

beban yang dipikul struktur bagian atas suatu bangunan ke dasar tanah

dengan kedalaman tertentu. Jenis pondasi yang digunakan pada proyek di

Tugas Akhir ini adalah pondasi dalam yaitu pondasi tiang.

B. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam penulisan tugas akhir ini adalah untuk

mengetahui penurunan yang terjadi pada pondasi tiang pada salah satu

jembatan di jalan tol di daerah Mesuji, Lampung Timur pada STA 108 +

155.

C. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :

a. Untuk menghitung pembebanan pada pilar dan abutment yang terjadi

akibat beban konstruksi bagian atas.

b. Untuk mengetahui penurunan ( settlement ) yang terjadi pada pondasi

tiang yang diakibatkan oleh beban pada konstruksi bagian atas.

D. Batasan Masalah

Untuk mencapai dari tujuan penulisan ini maka dilakukan pembatasan

masalah yaitu :

a. Data hasil pengujian tanah diperoleh dari data sekunder yaitu data dari

pengujian di laboratorium dan pengujian di lapangan.

b. Perhitungan pembebanan struktur atas jembatan pada abutment dan

pilar menggunakan peraturan standar pembebanan untuk jembatan

3

yaitu RSNI-T-02-2005.

c. Perhitungan pembebanan jembatan menggunakan metode manual.

d. Menganalisa penurunan (settlement) pada abutment dan pilar pondasi

tiang.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Pondasi

Struktur bagian bawah pada bangunan yang berfungsi untuk menahan beban

yang ada diatasnya disebut pondasi. Pondasi dibuat menjadi satu kesatuan dasar

bangunan yang kuat yang terdapat dibawah konstruksi.

Hal – hal yang harus diperhatikan pada saat memilih jenis pondasi adalah

sebagai berikut :

- Keadaan tanah pondasi

Hal – hal yang berkaitan pada keadaan tanah pondasi meliputi jenis tanah,

daya dukung tanah, kedalaman lapisan tanah keras dan sebagainya.

- Batasan-batasan akibat struktur di atasnya

Jenis tipe pondasi dipengaruhi oleh keadaan struktur atas. Yang

mempengaruhi batasan ini adalah arah beban, besar beban dan penyebaran

beban serta sifat dinamis pada bangunan di atasnya seperti statis tertentu atau

tak tentu, kekakuannya, dan lain lain.

- Batasan-batasan keadaan lingkungan di sekitarnya

5

Yang termasuk dalam batasan ini adalah kondisi lokasi proyek, dimana perlu

diingat bahwa pekerjaan pondasi tidak boleh mengganggu ataupun

membahayakan bangunan dan lingkungan yang telah ada di sekitarnya.

- Biaya dan waktu pelaksanaan pekerjaan

Pada aspek waktu dan biaya pelaksanaan pekerjaan sangat diperhatikan dalam

suatu proyek pembangunan, karena aspek ini sangat erat hubungannya dengan

tujuan pencapaian kondisi yang ekonomis dalam pembangunan.

(Sosrodarsono, 1984)

B. Pondasi Tiang Pancang

Bagian dari konstruksi yang berfungsi untuk memindahkan beban dari

konstruksi di atasnya menuju lapisan tanah paling keras yang terbuat dari kayu,

beton, atau baja adalah tiang pancang. (Bowles, 1993).

Pemakaian tiang pancang dipergunakan untuk suatu pondasi pada suatu

bangunan jika tanah dasar pada konstruksi bangunan tidak mempunyai daya

dukung (bearing capacity) yang cukup untuk menahan beban dan berat

bangunannya, atau jika tanah keras yang mempunyai daya dukung yang cukup

untuk menahan beban dan berat bangunannya terletak sangat dalam (Sardjono,

1996).

Dalam pelaksanaan pemancangan, pada umumnya dipancangkan tegak lurus

dalam tanah, tetapi ada juga dipancangkan miring (battle pile) untuk dapat

menahan gaya - gaya horizontal yang bekerja. Hal ini umumnya terjadi di

dermaga yang terdapat tekanan kesamping dari perahu dan kapal.

6

Sudut kemiringan yang didapat oleh tiang tergantung dari alat yang

dipergunakan serta disesuaikan dengan perencanaannya.

Tiang pancang pada umumnya digunakan :

1. Untuk mentransfer beban dari suatu konstruksi di atas tanah, ke dalam tanah

melalui lapisan tanah. Beban lateral dan beban vertikal dapat terlihat

didalamnya.

2. Untuk menahan gaya desakan ke atas, atau gaya guling, seperti untuk telapak

ruangan bawah tanah di bawah bidang batas air jenuh atau untuk kaki – kaki

menara terhadap guling.

3. Melalui kombinasi perpindahan isi tiang pancang dan dorongan dapat

dimampatkan endapan yang tak berkohesi dan bebas.

4. Mengontrol penurunan bila kaki – kaki yang tersebar atau telapak berada pada

tanah tepi atau didasari oleh sebuah lapisan yang kemampatannya tinggi.

5. Untuk mengontrol frekuensi asli dan amplitude getaran dari sistem tersebut

dibuat tanah di bawah pondasi menjadi kaku.

6. Jika terjadi permasalahan yang potensial seperti erosi, bisa menjadi faktor

keamanan tambahan di bawah tumpuan jembatan atau pier (tiang).

7. Untuk mentransfer beban di atas permukaan air melalui air ke dalam tanah

yang mendasari air tersebut dalam konstruksi lepas pantai. Hal seperti ini

adalah mengenai tiang pancang yang sebagian ditanam dan yang terpengaruh

oleh beban lateral maupun beban vertikal (Bowles, 1993).

7

C. Pembebanan

Dalam penelitian ini, perhitungan pembebanan beban jembatan mengikuti standar

beban untuk jembatan yaitu RSNI T-02-2005.

1. Berat Sendiri

Berat sendiri adalah berat dari bagian jembatan dan struktur elemen lain yang

ditahannya. Yang termasuk beban ini adalah berat bahan dari bagian jembatan

yang merupakan elemen struktural, ditambah dengan elemen bukan struktural

yang dianggap tetap (RSNI T-02,2005).

2. Beban Mati Tambahan

Berat suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen yang bukan

termasuk struktural, dan besarnya dapat berubah mengikuti umur jembatan

adalah definisi dari beban mati tambahan (RSNI T-02,2005).

Dalam suatu hal harga faktor beban untuk beban mati tambahan (KMA)

yang telah berkurang boleh digunakan dengan persetujuan dari instansi yang

berwenang. Hal tersebut dapat dilanjutkan jika instansi yang terkait

mengawasi beban mati tambahan supaya tidak dilampaui selama umur

jembatan (RSNI T-02,2005)

Kecuali ditentukan lain oleh instansi yang berwenang, semua jembatan harus

direncanakan untuk bisa menahan beban mati tambahan seperti aspal beton

sdengan tebal 50 mm untuk pelapisan kembali dikemudian hari. Pelapisan

kembali yang diizinkan yaitu beban nominal yang berhubungan dengan

faktor beban untuk menghasilkan beban rencana (RSNI T-02,2005).

8

3. Beban Lalu Lintas

Yang termasuk beban lalu lintas adalah beban Lajur “D” dan beban Truk “T’.

Pembagian beban dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Pembagian Beban Akibat Aksi Lalu Lintas

(Sumber : RSNI-02,2005)

a. Beban Lajur “D”

Yang termasuk beban lajur “D” adalah beban tersebar merata (BTR) yang

disatukan dengan beban garis (BGT) seperti terlihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Beban lajur “D” (Sumber : RSNI T-02,2005)

Beban terbagi rata (BTR) mempunyai intensitas q kPa, dimana besarnya

q tergantung pada panjang total yang dibebani L seperti berikut ini :

Untuk L ≤ 30m, q = 9,0 kPa….............................................................(2.1)

Untuk L > 30m, q = 9,0 (0,5 + 15/l) kPa…………...………...…..........(2.2)

9

q = Intensitas BTR dalam arah memanjang jembatan

L = Panjang total jembatan yang dibebani (m)

Besarnya nilai BTR secara grafis terdapat pada gambar 3.

Gambar 3. Beban “D” : BTR vs Panjang yang dibebani

(Sumber : RSNI-T-02,2005)

Dengan intensitas p kN/m, Beban garis (BGT) harus diletakkan tegak

lurus terhadap arah lalu lintas jembatan. Besarnya intensitas p adalah 49,0

kN/m (RSNI T-02,2005). Untuk menghasilkan momen lentur negatif

maksimum pada jembatan menerus, BGT kedua yang identik harus

ditempatkan pada posisi dalam arah melintang jembatan pada bentang

lainnya.

Jumlah total beban lajur “D” yang bekerja ditentukan pada lebar jalur

kendaraan itu sendiri.

b. Beban Truk “T”

Kendaraan berat 3 as yang diletakkan pada posisi dalam lajur lalu lintas

rencana yaitu Beban Truk “T”. Setiap as terdiri dari dua bidang kontak

pembebanan yang diartikan sebagai simulasi pengaruh roda kendaraan

10

berat. Yang diterapkan tiap lajur lalu lintas rencana hanya satu beban truk

saja.

Kendaraan truk semi-trailer yang memiliki berat dan susunan as yang

termasuk dalam pembebanan truk seperti terlihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Pembebanan Truk “T” 500 kN

(Sumber : RSNI T 02,2005)

Berat masing – masing as didistribusikan menjadi 2 beban merata sama

besar yang termasuk bidang kontrak antara roda dengan permukaan lantai.

Untuk dihasilkan pengaruh terbesar pada arah memanjang jembatan, Jarak

antara 2 as dapat diubah – ubah antara 4 m sampai 9 m.

c. Gaya Rem

Pengaruh ini diperhitungkan senilai dengan gaya rem sebesar 5% dari

beban lajur D yang dianggap ada pada semua jalur lalu lintas. Besar gaya

rem per lajur 2,75 m dapat dilihat pada Gambar 5.

11

Gambar 5. Gaya Rem (Sumber RSNI T-02,2005)

Gaya rem dianggap bekerja secara horizontal dalam arah sumbu jembatan

dengan titik tangkap setinggi 1,8 m di atas permukaan lantai kendaraan.

4. Beban Angin

Daya layan jembatan serta gaya nominal ultimit akibat angin tergantung

kecepatan angin rencana seperti ini :

TEW = 0,0006 Cw (Vw)2

Ab ……..........……………...……………….....(2.3)

Dengan : TEW = Kecepatan angin rencana (kN)

Vw = Kecepatan angin rencana (m/s) untuk keadaan batas yang

ditinjau

Cw = Koefisien Seret

Ab = Luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Angin dianggap bekerja secara merata pada seluruh bangunan atas, jika

suatu kendaraan sedang berada diatas jembatan, beban garis merata

tambahan arah horizontal harus diterapkan pada permukaan lantai seperti

pada rumus berikut :

TEW = 0,0012 x Cw (Vw)2 ...................................................................(2.4)

12

TEW = kN/m2

Dengan : Cw = 1,2

Besarnya kecepatan angin dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Kecepatan Angin Rencana (Vw)

Keadaan Batas Layan Lokasi

Sampai 5 km dari

pantai

> 5 km dari pantai

Daya Layan 30 m/s 25 m/s

Ultimit 35 m/s 30 m/s

(Sumber :RSNI T-02,2005)

5. Beban Gempa

Besarnya beban dinamis akibat gempa dihitung dengan rumus :

Kh = C x S .............................................................................................(2.5)

√

.....................................................................................(2.6)

Dengan :

T = Waktu getar satu bangunan (s)

Kh = Koefisien beban gempa horizontal

C = Koefisien beban dasar untuk daerah, waktu dan kondisi

tanah setempat .

S = Faktor tipe bangunan

13

WT =Beban total nominal bangunan yang mempengaruhi

percepatan gempa, diambil sebagai beban mati ditambah

beban mati tambahan (kN)

Kp = Kekakuan struktur atau gaya horizontal yang dibutuhkan

untuk menghasilkan satu satuan lendutan. (kN/m)

D. Penurunan

J ika seluruh permukaan di bawah dan di sekitar bangunan turun secara seragam

dan penurunan terjadi tak berlebihan, mungkin turunnya bangunan tak tampak

oleh pandangan mata dan penurunan yang terjadi tak menyebabkan kerusakan

bangunannya. Namun, kondisi demikian tentu mengganggu baik pandangan

mata maupun kestabilan bangunan, bila penurunan terjadi secara berlebihan.

Penurunan (settlement) digunakan untuk menunjukkan gerakan titik tertentu

pada bangunan terhadap titik referensi yang tetap. Umumnya, penurunan tak

seragam lebih membahayakan bangunan daripada penurunan totalnya.

Contoh - contoh kerusakan bangunan akibat penurunan tak seragam, diberikan

dalam Gambar 6.

{1) Gambar 6a. Jika tepi bangunan turun lebih besar dari bagian tengahnya,

bangunan diperkirakan akan retak-retak pada bagian A.

{2) Gambar 6b. Bagian atas suatu bangunan mengalami kondisi tertekan dan

bagian bawah tertarik, jika bagian tengah bangunan tersebut turun lebih

besar. Tegangan tarik yang berkembang di bawah bangunan dapat

14

mengakibatkan retakan-retakan maka bangunan tersebut mengalami

deformasi yang sangat besar.

{3) Gambar 6c. Penurunan satu tepi dapat menyebabkan keretakan pada bagian

C.

(4) Gambar 6d. Penurunan ini berakibat miringnya bangunan tanpa menyebabkan

keretakan dan terjadi secara perlahan dari salah satu tepi bagian suatu

bangunan.

Gambar 6. Contoh kerusakan pada bangunan akibat penurunan

(Hardiyatmo, 1996)

E. Penurunan Tiang

1. Penurunan Tiang Tunggal (Anggara, 2010)

a. Tanah Pasir

Penurunan yang terjadi pada tiang dapat dihitung dengan metode empiris

dan semi empiris.

b. Tanah Lempung

Penurunan tiang tunggal pada tanah lempung mencakup dua komponen

yaitu penurunan yang terjadi setelah beban bekerja yaitu penurunan

15

seketika (immediate settlement) serta penurunan konsolidasi (consolidation

settlement).

2. Penurunan Tiang Pancang Kelompok

Pada perhitungan fondasi tiang, kapasitas ijin tiang didasarkan pada

persyaratan penurunan. Penurunan tiang terutama bergantung pada nilai

banding tahanan ujung dengan beban tiang. Jika beban yang didukung per

tiang lebih kecil atau sama dengan tahanan ujung tiang, penurunan yang

terjadi mungkin sangat kecil. Sebaliknya, bila beban per tiang melebihi

tahanan ujung tiang, maka penurunan yang terjadi akan besar.

Apabila tiang dipancang ke dalam sebuah lapisan pendukung yang relatif

keras dan tidak mudah mampat, penurunan yang dapat terjadi disebabkan oleh

pemendekan badan tiangnya sendiri ditambah penurunan tanah yang berada di

bawah dasar tiang tersebut. Pada keadaan ini, penurunan kelompok tiang akan

kurang lebih sama dengan penurunan tiang tunggal.

Masalah utama saat menghitung penurunan kelompok tiang yaitu :

l. Saat memprediksi berapa besar tegangan di dalam tanah yang disebabkan

oleh sifat-sifat tanah serta beban tiang yang berada di bawah ujung tiang.

2. Dalam menentukan seberapa besar beban aksial yang terjadi di sepanjang

tiang-tiang serta beban yang didukung oleh masing-masing tiang di dalam

kelompoknya, untuk menghitung perpendekan tiang.

Tipe tiang saat mendukung beban struktur didapat berdasarkan distribusi

tekanan fondasi tiang ke tanah di sekitarnya. (Hardiyatmo, 2008)

16

Sifat penting dari lapisan lempung (sedimentary clays) adalah lapisan

lempung akan mengalami konsolidasi dan penurunan setelah mengendap

dalam waktu yang cukup lama yang disebabkan oleh tekanan dari lapisan-

lapisan yang kemudian mengendap di atasnya. Endapan yang dihasilkan

lapisan lempung ini semakin lama mungkin menjadi menghilang yang

disebabkan oleh erosi es atau air yang berarti lapisan-lapisan bawah pada

suatu saat dalam sejarah geologinya pernah mengalami konsolidasi akibat

tekanan yang lebih tinggi daripada tekanan yang berlaku di atasnya pada masa

sekarang ini. Lapisan seperti di atas disebut over consolidated, sedangkan

normally consolidated adalah lapisan yang belum pernah mengalami tekanan

yang lebih tinggi diatasnya daripada tekanan yang berlaku pada masa

sekarang.

Penurunan total adalah jumlah dari seluruh penurunan konsolidasi yang

dinyatakan dalam rumus sebagai berikut :

S = Sc ( S1 + S2 + S.. ) ..............................................................(2.7)

Dengan : S : Penurunan total

Sc : Penurunan konsolidasi

Penurunan Konsolidasi (Das, 1993)

Dalam penghitungan penurunan konsolidasi pada tanah lempung

menggunakan rumus persamaan :

1. Tanah konsolidasi normal (normal consolidated)

Bila (Po= Pc)

17

Δe = Cc Log

.............................................................................. (2.8)

Sc = ∑

........................................................................(2.9)

2. Tanah konsolidasi berlebih (over consolidated)

a. Bila (P0 + P) < Pc

Sc = ∑

..............................................................(2.10)

b. Bila (P0+ P) >Pc

Sc = ∑

∑

............................. (2.11)

Dengan : H : Tebal lapisan tanah

Cc : Indeks pemampatan

Cs : Indeks pemampatan kembali (rebound curve) atau indeks

pemuaian

∆P : Penambahan tekanan vertikal

Po : Tekanan efektif overburden

S : Penurunan konsolidasi

Po’ : Tegangan pra konsolidasi

eo : Angka pori awal

Gambar distribusi penurunan konsolidasi pada kelompok tiang dapat

dilihat pada Gambar 7. berikut ini.

18

Gambar 7. Penurunan konsolidasi pada kelompok tiang

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Metode Pengumpulan Data

Pada penelitian ini tidak dilakukan penelitian didalam laboratorium,

namun penelitian dilakukan dengan cara menganalisis data lapangan.

Dalam proses perencanaan, diperlukan analisis yang teliti, semakin

rumit permasalahan yang dihadapi maka semakin kompleks pula

analisis yang akan dilakukan. Untuk dapat melakukan analisis yang

baik, diperlukan data/informasi, teori konsep dasar dan alat bantu

memadai, sehingga kebutuhan data sangat mutlak diperlukan. Metode

pengumpulan data dilakukan dengan cara :

1. Mempelajari literature ( studi pustaka ) yang berhubungan dengan

penurunan pada pondasi tiang serta pembebanan yang terjadi pada

struktur atas.

2. Mengumpulkan data yang digunakan sebagai input proses

perencanaan.

Adapun jenis data sekunder yang digunakan yaitu :

Data Sekunder yaitu data yang didapatkan dari instansi terkait atau

literature yang berhubungan dengan penelitian ini. Data berupa gambar

detail jembatan, data penyelidikan tanah

20

Mulai

a. Gambar detail jembatan

Gambar detail suatu jembatan yang akan direncanakan merupakan

desain dari gambar proyek jembatan jalan tol trans sumatera yang

meliputi : dimensi gambar, detail jembatan tampak memanjang,

dimensi abutment dan pilar.

b. Data penyelidikan tanah

Data penyelidikan tanah yang didapat berupa data Standard

Penetration Test (SPT) dan data hasil uji laboratorium.

B. Diagram Alir

Persiapan

Pengumpulan

data sekunder

Perhitungan dan analisa

pembebanan

Selesai

Perhitungan

Penurunan Tiang

Penulangan Tiang

Tidak

Ok

Kesimpulan dan saran

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Dari pembahasan hasil analisis dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Perhitungan pembebanan struktur atas berdasarkan RSNI-T-02-2005.

2. Pembebanan pada struktur atas pada abutment menghasilkan gaya geser

ultimate sebesar 788,38 kN, lalu menghasilkan momen ultimate sebesar

3451,31 kNm.

3. Pada perhitungan pilar dihasilkan gaya geser ultimate sebesar 1490,28 kN,

lalu momen ultimate sebesar 645,12 kNm.

4. Kedalaman tiang pada abutment dari bawah muka tanah sebesar 20 m, dan

kedalaman tiang pada pilar dari bawah muka tanah sebesar 18,276 m

dinyatakan aman dari beban struktur atas.

5. Dari hasil daya dukung didapatkan jumlah tiang pada abutment 6 buah,

penurunan total yang terjadi pada abutment adalah sebesar 30,2 cm dengan

diameter tiang 60 cm. Hal ini terjadi karena pada penelitian ini panjang

tiang didesain 20 m belum mencapai tanah keras.

6. Penurunan total yang terjadi pada pilar di salah satu jembatan di Jalan tol di

daerah Terbanggi Besar dengan jumlah tiang 15 buah sebesar 28,41 cm.

Penurunan yang terjadi cukup besar, karena panjang tiang didesain belum

72

mencapai tanah keras. Karena tanah keras ditemukan pada kedalaman 24

m. Hal ini dilakukan hanya untuk penelitian saja.

B. Saran

1. Untuk penelitian selanjutnya diharapkan mengkaji lebih detail mengenai

perencanaan pondasi untuk konstruksi sipil lainnya.

2. Perhitungan pembebanan pada struktur jembatan dapat dihitung

menggunakan software yang tersedia agar hasil lebih akurat.

DAFTAR PUSTAKA

Anggara, Y, F., 2010. Analisis Pondasi Tiang Bor Pada Proyek Jembatan

Tambalan II Bantul. Fakultas Teknik. Universitas Islam Indonesia.

Yogyakarta. 127 halaman.

Bowles, J, E., 1993. Analisis dan Desain Pondasi Jilid II. : Erlangga. Jakarta. 123

halaman.

Das, B, M., 1993. Mekanika Tanah (Prinsip – Prinsip Rekayasa Geoteknik) Jilid

II . Surabaya. 243 halaman.

Hardiyatmo, H, C., 1996. Teknik Pondasi I : Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

314 halaman.

Hardiyatmo, H, C., 2008. Teknik Pondasi II : Beta Offset. Yogyakarta. 259

halaman.

Ilham, M, N., 2008. Perhitungan Balok Prategang (PCI Girder) Jembatan

Srandakan Kulon Progo D. I. Yogyakarta. 107 halaman.

RSNI-T-02,2005. Standar Pembebanan Untuk Jembatan : Badan Penelitian dan

Pengembangan (Balitbang) Departemen Pekerjaan Umum (PU) RSNI-T-02-

2005. Jakarta . 59 halaman.

Sardjono, HS., 1996. Pondasi Tiang Pancang 1 untuk Universitas dan Umum :

PT. Sinar Wijaya. Surabaya. 207 halaman.

SNI-03-2847,2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan dan

Gedung : Badan Standarisasi Nasional (BSN) SNI-03-2847-2002 : Badan

Standarisasi Nasional. Bandung. 292 halaman.

Sosrodarsono, S., 1984. Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi : PT. Pradnya

Pratama. Jakarta. 334 halaman

Setyanto, 1999. Buku Ajar Rekayasa Fondasi II. Fakultas Teknik : Universitas

Lampung. Lampung. 108 halaman.