Analisis Pondasi Rakit Terhadap Tiang Pancang dengan bangunan berupa Tower SST
May 4, 2017 | Author: ihsan_royyan | Category: N/A
Short Description
Download Analisis Pondasi Rakit Terhadap Tiang Pancang dengan bangunan berupa Tower SST...
Description
TUGAS AKHIR
ANALISIS PONDASI RAKIT TERHADAP PONDASI TIANG PANCANG PADA TOWER SST 100 METER DI KARAWANG Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar SarjanaTeknik Bidang Ilmu Teknik Program Studi Teknik Sipil
DISUSUN OLEH :
NAMA
: PEMI IHSAN
NO. POKOK
: 2013 417014
JURUSAN SIPIL – FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH JAKARTA 2017
ABSTRAK
Tower SST 100 meter di Karawang didesain dengan pondasi tiang pancang, penelitian ini menganalisa alternatif desain pondasi rakit terhadap pondasi tiang pancang dengan memperhatikan stabilitas (faktor keamanan). Analisa yang dihitung diantaranya beban maksimum tower SST terhadap beban mati dan beban angin yang berpedoman pada peraturan american standard TIA/EIA-222-F menggunakan program MS. tower. Pondasi yang dihitung dengan pemodelan tiang pancang dan rakit adalah analisa daya dukung, penurunan, tahanan terhadap gaya angkat (uplift) dan kontrol terhadap guling serta geser. Dari hasil analisa dengan program MS. tower Fx = 472,096 kN, Fy = 472,096 kN, Fz = 733,821 kN, Mx = 25.352 kN, My = 25.352 kN. Hasil analisis menunjukkan bahwa pondasi rakit tebal 1 meter mempunyai daya dukung qa = 37.081,59 kN, dengan besarnya penurunan S(rakit) = 2,7085 cm, pondasi rakit tebal 1 meter mempunyai tahanan terhadap gaya angkat (uplift) qa (tarik rakit) = 3.651,50 kN. Pondasi rakit tebal 1,2 meter mempunyai daya dukung qa = 37.838,192 kN, dengan besarnya penurunan S(rakit) = 6,806 cm, pondasi rakit tebal 1,2 meter mempunyai tahanan terhadap gaya angkat (uplift) qa (tarik rakit) = 4.113,90 kN. Pondasi tiang mempunyai daya dukung tiang tunggal q(tunggal) = 611,62 kN, daya dukung tarik tiang qta (tiang) = 118,73 kN, daya dukung tiang kelompok qa (tiang) = 23.376 kN, besarnya penurunan pondasi tiang S(tiang) = 1,011 cm dan mempunyai tahanan gaya angkat (uplift) qa (tarik tiang) = 19.115,999 kN. Kata kunci : Tower, pondasi rakit, pondasi tiang, stabilitas, penurunan
iv
ABSTRACT Tower SST 100 meters in Karawang designed with pile foundation, this study analyzes the raft fondation design alternatives with regards to the pile foundation stability (safety factor). Analysis calculated such that the maximum load on the tower SST dead loads and wind loads are guided by regulations american standard TIA / EIA-222-F using the MS tower. Foundations are calculated by modeling piles and the raft is an analysis of the carrying capacity, decreasing, resistance uplift and control of the momen and shear force. From the analysis of the MS program. tower Fx = 472.096 kN, Fy = kN 472.096, 733.821 kN = Fz, Mx = 25 352 Kn, My = 25.352 kN. The analysis showed that the raft foundation with thickness of 1 metres has soil bearing capacity qa (rafts) = 37.081,59 kN , with a magnitude of decline in S (rafts) = 2.7085 cm, raft foundation has of the (uplift) qa (pull the raft) = 3651, 50 kN. Raft foundation with thickness of 1,2 metres has soil bearing capacity qa (rafts) = 37.838,192 kN , with a magnitude of decline in S (rafts) = 6,806 cm, raft foundation has of the (uplift) qa (pull the raft) = 4.113,90 kN. Pile foundation has a carrying capacity of single pile q (single) = 611.62 kN, the carrying capacity of the attraction qta pole = 118.73 kN, qa group soil bearing pile = 23 376 kN, the magnitude of the decline pile S (pile) = 1.011 cm and has custody of the (uplift) qa (pull pile) = 19115.999 kN. Keywords: Tower, raft foundation, pile foundation, stability, decline
v
KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah Subhanahuwata’ala yang telah melimpahkan rahmat, hidayah dan inayah-Nya, sehingga tugas akhir yang berjudul “Analisis Pondasi Tiang Pancang terhadap Pondasi Rakit pada Tower SST 100 meter di Karawang” dapat diselesaikan. Tugas akhir ini disusun dalam rangka menyelesaikan studi strata satu untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Jakarta. Penyusunan tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan dan motivasi dari berbagai pihak. Ucapan terima kasih ditujukan kepada : 1. Ir. Tanjung Rahayu M.T selaku pembimbing I yang telah menyediakan waktu, tenaga dan pikiran untuk mengarahkan dalam penyusunan tugas akhir ini. 2. Ir. Haryo Koco Buwono M.T, selaku pembimbing II yang telah yang telah menyediakan waktu, tenaga dan pikiran untuk mengarahkan dalam penyusunan tugas akhir ini. 3. Seluruh dosen jurusan teknik sipil Universitas Muhammadiyah Jakarta yang telah mendidik dan membekali dengan ilmu pengetahuan yang bermanfaat. 4. Kedua orang tua, kakak serta keluarga besar yang member semangat, motivasi serta do’a sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. 5. Teman-teman
P2K
teknik
sipil
yang
telah
membantu
dan
menyemangati selama penyusunan tugas akhir ini sehingga dapat selesai. Semoga apa yang diuraikan dalam tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya. Jakarta, Februari 2017
Penulis
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... ii PERYATAAN KEASLIAN TULISAN ............................................................. iii ABSTRAK .................................................................................................. iv ABSTRACT .................................................................................................. v KATA PENGANTAR .................................................................................... vi DAFTAR ISI ................................................................................................. vii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii DAFTAR TABEL ........................................................................................ xvi BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. I-1 1.1 Latar Belakang..................................................................................... I-1 1.2 Identifikasi Masalah ............................................................................. I-3 1.3 Rumusan Masalah ............................................................................... I-4 1.4 Batasan Masalah ................................................................................. I-4 1.5 Tujuan.................................................................................................. I-5 1.6 Fish Bone Diagram .............................................................................. I-5 1.7 Pemodelan .......................................................................................... I-6 1.8 Hipotesis .............................................................................................. I-7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... II-1 2.1 Karakteristik Tanah .............................................................................. II-1 2.1.1 Pengertian tanah ............................................................................... II-1 2.1.2 Jenis-jenis tanah ............................................................................... II-1
vii
2.2 Penyelidikan Tanah Lapangan ............................................................. II-4 2.2.1 Sondir ................................................................................................ II-4 2.2.2 Standard penetration test (SPT)........................................................ II-6 2.2.3 Uji geser baling (Vane Share Test) ................................................... II-8 2.2.4 Uji pressuremeter .............................................................................. II-9 2.2.5 Pengamatan muka air tanah ........................................................... II-10 2.3 Penyelidikan tanah laboratorium ........................................................ II-10 2.3.1 Kadar Air ......................................................................................... II-10 2.3.2 Batas-batas atterberg ...................................................................... II-11 2.3.3 Berat jenis butir (Spesific Gravity) ................................................... II-12 2.3.4 Analisa saringan dan hydrometer .................................................... II-12 2.3 Syarat Struktur Bangunan Menara Telekomunikasi ........................... II-15 2.4 Bagian-bagian pada Tower SST (Self Supporting Tower) ................. II-16 2.4.1 Antenna ........................................................................................... II-17 2.4.2 Tray dan ladder ............................................................................... II-18 2.4.3 Bodres dan platform ........................................................................ II-19 2.5 Pembebanan ...................................................................................... II-19 2.5.1 Beban mati ...................................................................................... II-19 2.5.2 Beban hidup .................................................................................... II-21 2.5.3 Beban angin .................................................................................... II-21 2.5.4 Beban kombinasi ............................................................................. II-24 2.6 Sofware MS. tower ............................................................................. II-24 2.6.1 Memulai program ............................................................................ II-25 2.6.2 Mengenal member .......................................................................... II-26 2.6.3 Mengenal library .............................................................................. II-28
viii
2.6.4 Membuat file data tower .................................................................. II-31 2.6.5 Membuat tower loading file ............................................................. II-35 2.6.6 Analisis loading data ....................................................................... II-37 2.6.7 Hasil data M.S tower ....................................................................... II-38 2.7 Macam-macam pondasi ..................................................................... II-40 2.7.1 Pondasi dangkal .............................................................................. II-40 2.7.2 Pondasi dalam ................................................................................ II-43 2.8 Pemodelan pondasi rakit .................................................................... II-44 2.8.1 Kapasitas dukung ijin ...................................................................... II-44 2.8.2 Penurunan pondasi rakit ................................................................. II-47 2.8.3 Penurunan konsolidasi pondasi rakit ............................................... II-49 2.8.4 Tahanan terhadap gaya angkat (uplift) pada pondasi rakit ............. II-53 2.8.5 Tegangan pondasi rakit ................................................................... II-54 2.8.6 Kontrol terhadap guling ................................................................... II-55 2.8.7 Kontrol terhadap geser .................................................................... II-56 2.9 Pemodelan Pondasi Tiang ................................................................. II-56 2.9.1 Daya dukung ijin tekan tiang tunggal .............................................. II-56 2.9.2 Daya dukung ijin tarik tiang tunggal ................................................ II-57 2.9.3 Jumlah tiang yang diperlukan.......................................................... II-58 2.9.4 Kapasitas dukung kelompok tiang................................................... II-58 2.9.5 Efisiensi kelompok tiang .................................................................. II-61 2.9.6 Beban maksimum pada kelompok tiang.......................................... II-62 2.9.7 Daya dukung horisontal................................................................... II-63 2.9.8 Penurunan kelompok tiang.............................................................. II-64 2.9.9 Tahanan terhadap gaya angkat (uplift) pada kelompok tiang.......... II-69
ix
2.9.10 Kontrol terhadap guling ................................................................. II-70 2.9.11 Kontrol terhadap geser .................................................................. II-70 2.10 Kajian Islami ..................................................................................... II-71
BAB III METODOLOGI .............................................................................. III-1 3.1 Lokasi ................................................................................................... III-1 3.2 Teknik Pengumpulan Data ................................................................... III-1 3.3 Data yang Diperlukan ......................................................................... III-13 3.3.1 Gambar detail bangunan tower ....................................................... III-13 3.3.2 Hasil uji penyelidikan tanah ............................................................. III-13 3.3.3 Data teknis ...................................................................................... III-13 3.4 Analisis Pembebanan Bangunan Atas ............................................... III-13 3.5 Bagan Alir Penelitian .......................................................................... III-14
BAB IV ANALISIS DAN PERHITUNGAN .............................................. IV-1 4.1 Analisis Pembebanan ........................................................................ IV-1 4.1.1 Beban mati ...................................................................................... IV-1 4.1.2 Beban antenna ................................................................................ IV-2 4.1.3 Beban bordes, tangga kabel tray dan platform................................ IV-2 4.1.4 Beban angin .................................................................................... IV-4 4.2 Perhitungan Pemodelan Pondasi Rakit ............................................ IV-15 4.2.1 Kapasitas daya dukung tanah ....................................................... IV-15 4.2.2 Penurunan pondasi rakit ............................................................... IV-20 4.2.3 Tahanan gaya angkat (uplift) pada pondasi rakit .......................... IV-27 4.2.4 Tegangan pondasi rakit ................................................................. IV-29
x
4.2.4 Kontrol terhadap guling ................................................................. IV-31 4.2.5 Kontrol terhadap geser .................................................................. IV-32 4.3 Pemodelan Pondasi Tiang ............................................................... IV-33 4.3.1 Perhitungan daya dukung ijin tekan tiang tunggal ......................... IV-33 4.3.2 Perhitungan daya dukung ijin tarik tiang ....................................... IV-36 4.3.3 Perhitungan kapasitas dukung kelompok tiang ............................. IV-38 4.3.4 Perhitungan beban maksimum tiang pada kelompok tiang ........... IV-39 4.3.5 Perhitungan daya dukung horisontal ............................................. IV-40 4.3.6 Perhitungan penurunan kelompok tiang ........................................ IV-41 4.3.7 Tahanan terhadap gaya angkat (uplift) pada kelompok tiang........ IV-45 4.3.8 Kontrol terhadap guling ................................................................. IV-46 4.3.9 Kontrol terhadap geser .................................................................. IV-47
BAB V PENUTUP ...................................................................................... V-1 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. VI-1 LAMPIRAN ............................................................................................... VII-1
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Fish bone diagram................................................................ I-5 Gambar 1.2 Pemodelan tower SST (Self Supporting Tower) ................... I-6 Gambar 1.3 Pemodelan pondasi rakit ...................................................... I-7 Gambar 1.4 Pemodelan pondasi tiang ..................................................... I-7 Gambar 2.1 Skema alat sondir dan cara kerja alat .................................. II-5 Gambar 2.2 Contoh grafik hasil sondir ..................................................... II-6 Gambar 2.3 Diagram skematis jenis-jenis hammer.................................. II-7 Gambar 2.4 Cara konvensional uji SPT dan sample SPT menurut D- 1586 ASTM...................................................................... II-8 Gambar 2.5 Alat uji vane share test ......................................................... II-9 Gambar 2.6 Hasil uji pressuremeter dan uji tipikal ................................... II-9 Gambar 2.7 Alat pengamatan muka air tanah........................................ II-10 Gambar 2.8 Hubungan antara batas-batas Atterberg dan volume tanah .................................................................................. II-12 Gambar 2.9 Tower SST (self suppoting tower) ...................................... II-17 Gambar 2.10 Jenis-jenis antenna pemancar telekomunikasi ................... II-18 Gambar 2.11 Tray dan ladder pada tower ............................................... II-18 Gambar 2.12 Bordes dan platform pada tower ........................................ II-19 Gambar 2.13 Jenis-jenis struktur tower .................................................... II-20 Gambar 2.14 Jenis tower kamuflase ........................................................ II-20 Gambar 2.15 Memulai program MS Tower .............................................. II-25 Gambar 2.16 Tampilan MS Tower ........................................................... II-26 Gambar 2.17 Tampak member tower ...................................................... II-26 Gambar 2.18 Plan member tower ............................................................ II-27 Gambar 2.19 Member hip ........................................................................ II-27 Gambar 2.20 MS Tower help topic........................................................... II-27
xii
Gambar 2.21 Edit library .......................................................................... II-28 Gambar 2.22 Contoh data library UK. lib berisi data profil yang digunakan ........................................................................... II-29 Gambar 2.23 ANC berisi library antenna ................................................. II-29 Gambar 2.24 Anciliaries library dengan nama ANC ................................. II-30 Gambar 2.25 Lin berisi library cable, tangga dan sejenisnya ................... II-30 Gambar 2.26 Linier library dengan nama Lin ........................................... II-31 Gambar 2.27 Membuat file data tower ..................................................... II-31 Gambar 2.28 Geometri parameter ........................................................... II-32 Gambar 2.29 Edit tower data file .............................................................. II-32 Gambar 2.30 Tower data edit................................................................... II-33 Gambar 2.31 Cara input geometri ............................................................ II-34 Gambar 2.32 Gambar tower hasil input ................................................... II-35 Gambar 2.33 Loading parameter ............................................................. II-36 Gambar 2.34 Sudut pandang angin yang digunakan ............................... II-36 Gambar 2.35 Build/load/analyse .............................................................. II-37 Gambar 2.36 Layout setelah tower data dan loading data diinput ........... II-37 Gambar 2.37 Analisis member tower ....................................................... II-38 Gambar 2.38 Kombinasi beban................................................................ II-38 Gambar 2.39 Tools hasil data MS Tower ................................................. II-39 Gambar 2.40 Hasil loading data MS. Tower ............................................ II-39 Gambar 2.41 Pondasi telapak .................................................................. II-41 Gambar 2.42 Pondasi menerus ............................................................... II-41 Gambar 2.43 Pondasi rakit ...................................................................... II-42 Gambar 2.44 Tipe-tipe pondasi rakit (raft) ............................................... II-42 Gambar 2.45 Pondasi tiang ..................................................................... II-43 Gambar 2.46 Pondasi sumuran ............................................................... II-44 Gambar 2.47 Kapasitas dukung ijin uji SPT untuk penurunan I ............... II-45 Gambar 2.48 Grafik hubungan
,
, kedalaman pondasi (Df) dan lebar
xiii
pondasi (B) ......................................................................... II-48 Gambar 2.49 Pengaruh tegangan vertikal ............................................... II-50 Gambar 2.50 Faktor kedalaman untuk perhitungan Soed.......................... II-52 Gambar 2.51 Pondasi yang menahan gaya uplift .................................... II-54 Gambar 2.52 Perbandingan zona tanah tertekan .................................... II-59 Gambar 2.53 Perbedaan tekanan tiang pada tanah pendukung .............. II-59 Gamabr 2.54 Tipe keruntuhan dalam kelompok tiang.............................. II-60 Gambar 2.55 Kelompok tiang dalam tanah lempung bekerja sebagai blok..................................................................................... II-60 Gambar 2.56 Faktor bentuk S’ untuk kelompok tiang .............................. II-61 Gambar 2.57 Faktor kapasitas dukung Nc ............................................... II-61 Gambar 2.58 Definisi jarak s dalam hitunngan effisiensi tiang ................. II-62 Gambar 2.59 Transfer beban kelompok tiang ke tanah distribusi beban tiang anggapan dalam menghitung penurunan .................. II-64 Gambar 2.60 Grafik hubungan
,
, kedalaman pondasi (Df) dan lebar
pondasi (B) ......................................................................... II-65 Gambar 2.61 Pengaruh tegangan vertikal ............................................... II-66 Gambar 2.62 Faktor kedalaman untuk perhitungan Soed.......................... II-68 Gambar 2.63 Tahanan kelompok tiang dalam menahan gaya angkat (uplift) ................................................................................. II-69 Gambar 3.1 Data grafik sondir ................................................................... III-2 Gambar 3.2 Rekapitulasi data sondir ......................................................... III-5 Gambar 3.3 Data boring log ....................................................................... III-7 Gambar 3.4 Data index properties tanah ................................................... III-8 Gambar 3.5 Data triaxial compression test ................................................ III-9 Gambar 3.6 Data liquid dan plastic limit determination ............................ III-10 Gambar 3.7 Data konsolidasi tanah kedalaman 2-4 meter ...................... III-11 Gambar 3.8 Data konsolidasi tanah kedalaman 5,5-6 meter ................... III-12 Gambar 3.9 Bagan alir penelitian ............................................................. III-14 Gambar 4.1 Bordes .................................................................................. IV-4 Gambar 4.2 Ladder dan tray .................................................................... IV-5
xiv
Gambar 4.3 Platform ................................................................................ IV-6 Gambar 4.4 Beban yang bekerja pada pondasi ......................................IV-15 Gambar 4.5 Pondasi rakit dengan tebal 1 meter .................................... IV-15 Gambar 4.6 Pondasi rakit dengan tebal 1 meter .................................... IV-18 Gambar 4.7 Luasan tanah yang terangkat tebal 1 meter ....................... IV-21 Gambar 4.8 Luasan tanah yang terangkat tebal 1,2 meter .................... IV-27 Gambar 4.9 Exsentrisitas beban pondasi rakit tebal 1 meter ................. IV-29 Gambar 4.10 Exsentrisitas beban pondasi rakit tebal 1,2 meter ............ IV-30 Gambar 4.11 Pondasi tiang ................................................................... IV-33 Gambar 4.12 Pondasi tiang kelompok ................................................... IV-38 Gambar 4.13 Penyebaran tekanan beban pondasi tiang ....................... IV-41 Gambar 4.14 Diagram analisis daya dukung ......................................... IV-47 Gambar 4.15 Diagram analisis terhadap guling ..................................... IV-48 Gambar 4.16 Diagram analisis terhadap geser ...................................... IV-48 Gambar 4.17 Diagram analisis penurunan ............................................. IV-49 Gambar 4.18 Diagram analisis gaya (uplift) ........................................... IV-49
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Operator seluler diIndonesia dan jenis lisensinya .................... I-1 Tabel 2.1 Jenis tanah berdasarkan ukurannya ........................................ II-1 Tabel 2.2 Sistem klasifikasi tanah (ASTM D 2587 – 66T) ........................ II-3 Tabel 2.3 Volume minimum berat contoh tanah basah .......................... II-11 Tabel 2.4 Diameter lubang beberapa standar ........................................ II-13 Tabel 2.5 Aspek resiko (CA) ................................................................... II-23 Tabel 2.6 Faktor bentuk, kedalaman dan kemiringan pada pondasi ...... II-46 Tabel 2.7 Tabel modulus elastisitas (E) ................................................. II-48 Tabel 2.8 Faktor geologi μg .................................................................... II-52 Tabel 2.9 Total penurunan maksimum dan penurunan differensial yang dijinkan ......................................................................... II-53 Tabel 2.10 Faktor geologi μg .................................................................. II-68 Tabel 4.1 Beban mati ............................................................................. IV-1 Tabel 4.2 Beban antenna ....................................................................... IV-2 Tabel 4.3 Berat bordes ........................................................................... IV-2 Tabel 4.4 Berat tangga ........................................................................... IV-3 Tabel 4.5 Berat platform ......................................................................... IV-3 Tabel 4.6 Data input antenna di MS Tower ............................................ IV-4 Tabel 4.7 Data input ladder dan tray di MS Tower ................................. IV-6 Tabel 4.8 Data input platform di MS Tower ............................................ IV-7 Tabel 4.9 Kode pembebanan ................................................................. IV-8 Tabel 4.10 Support reaksi pada beban maksimul (V=120km/h)............... IV-9 Tabel 4.11 Resultan support reaksi tower pada beban maksimum ........ IV-12 Tabel 4.12 Reaksi putar (rotation) .......................................................... IV-12 Tabel 4.13 Reaksi perpindahan (displacement) ..................................... IV-13
xvi
Tabel 4.14 Maksimum tower rotasi dan displacement (beban operational V=84 km/h) ........................................................ IV-14 Tabel 4.15 Daya dukung tekan berdasarkan data sondir ....................... IV-34 Tabel 4.16 Daya dukung tekan tiang berdasarkan data N-SPT ............. IV-35 Tabel 4.17 Perbandingan daya dukung tekan tiang ............................... IV-35 Tabel 4.18 Daya dukung berdasarkan data sondir................................. IV-36 Tabel 4.19 Daya dukung tarik berdasarkan data N-SPT ........................ IV-37 Tabel 4.20 Perbandingan daya dukung tarik .......................................... IV-37
xvii
BAB l PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Perkembangan industri telekomunikasi seluler di Indonesia mengalami peningkatan yang sangat pesat baik dari sisi teknologi, variasi layanan maupun jumlah pelanggannya. Saat ini tak kurang dari 11 operator telekomunikasi ada di Indonesia. Sering dengan hal tersebut kebutuhan akan infrastruktur berupa menara telekomunikasi yang berupa bangunan khusus yang berfungsi sebagai sarana penunjang untuk menempatkan peralatan telekomunikasi khususnya untuk keperluan tower BTS juga meningkat pesat. Tabel 1.1 Operator seluler di Indonesia dan jenis lisensinya No
Nama operator
1 Bakrie Telecom Batam Bintan 2 Telekomunikasi 3 HCPT (3) 4 Indosat Natrindo Telepon 5 Seluler (AXIS) Pasifik Satelit 6 Nusantara Sampoerna 7 Telekomunikasi Indonesia 8 Smartfren 9 Telkom 10 Telkomsel 11 XL Axiata
Telpon tetap kabel
Telpon bergerak GSM 3G CDMA
Sumber : Ditjen Postel, 2011
I-1
Pada dasarnya semua struktur bagaimanapun karakteristiknya selalu didukung oleh pondasi karena pondasi akan menyalurkan beban struktur kedalam tanah, dengan mengetahui kondisi lokasi yang akan dikerjakan maka dalam pelaksanaanya memerlukan suatu jenis pondasi yang tepat supaya mudah dikerjakan (workability), aman, nyaman dan ekonomis. Pondasi yang dapat digunakan pada struktur tower SST adalah pondasi dalam dan pondasi dangkal. Pondasi dalam yang digunakan dalam penelitian ini adalah pondasi tiang sedangkan pondasi dangkal adalah pondasi rakit. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa alternatif desain/type pondasi yang dapat digunakan selain desain pondasi yang telah ada yaitu tiang pancang, tetapi tetap mempunyai kekuatan yang sama dan mudah
untuk
dilaksanakan.
Penelitian
ini
bermaksud
untuk
menganalisis apakah pondasi rakit dapat digunakan sebagai alternatif pilihan pondasi yang akan digunakan. Jurnal yang berkaitan dengan penelitian ini adalah : 1. Studi Perbandingan Performa Tower SST Kaki Tiga dengan Tower SST Kaki Empat sebagai Pilihan dalam Perencanaan Tower Bersama, Masca Indra Triana, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 2010. Jurnal ini membahas perbandingan tower kaki tiga dan tower kaki empat terhadap beban mati dan angin dengan kombinasi beban menggunakan
ANSI-TIA/EIA
222-G
namun
tidak menganalisis
pondasi. Untuk analisa penelitian menggunakan struktur kaki empat dengan
kombinasi
beban
menggunakan
TIA/EIA
222-F
dan
menganalisis pemodelan pondasi. 2. Analisa Desain Struktur dan Pondasi Menara Pemancar Tipe “Self Supporting Tower” di Kota Palembang, Sheilla Fadila, Jurnal Teknik Sipil dan Lingkungan Vol. 2, No. 4, Desember 2014. Pada jurnal ini struktur atas pada tower SST 72 meter menggunakan peraturan
I-2
TIA/222-F-1996,
struktur
pondasi
dengan
menggunakan
tiang
pancang. Pada penelitian yang akan dibuat dengan membandingkan pondasi tiang pancang dan pondasi rakit (raft). 3. Desain Pondasi Telapak dan Evaluasi Penurunan Pondasi, Endra Ade Gunawan Sitohang & Roesyanto. Pada jurnal ini hanya membahas pondasi telapak tanpa melihat struktur atas. Pada penelitian yang akan dibuat adalah struktur atas dengan tower SST 100 meter menggunakan pemodelan pondasi rakit.
1.2
Identifikasi Masalah Adapun
yang
akan
diidentifikasi
yang
akan
muncul
dalam
permasalahan ini adalah : 1. Berapa nilai sondir dan N-SPT yang dihasilkan dari penyelidikan tanah di lapangan ? 2. Beban apa saja yang dihitung pada struktur tower SST ? 3. Peraturan yang digunakan dalam menganalisis pondasi tower ? 4. Berapa berat volume tanah, kohesi tanah dan sudut gesek tanah yang di hasilkan dari pengujian ?
1.3
Rumusan Masalah Permasalahan yang akan muncul dalam tugas akhir ini adalah : 1. Berapa kapasitas daya dukung pondasi tiang pancang ? 2. Berapa kapasitas daya dukung pondasi rakit (raft) ? 3. Apakah pondasi tiang pancang kuat dan aman dengan mengontrol terhadap penurunan, gaya angkat (uplift), guling dan geser ? 4. Apakah pondasi rakit (raft) kuat dan aman dengan mengontrol terhadap penurunan, gaya angkat (uplift), guling dan geser ?
I-3
1.4
Batasan Masalah Dengan tujuan untuk memfokuskan pembahasan dalam penelitian ini maka dibuat beberapa batasan masalah dalam penelitian ini. Adapun pembahasan pada analisis ini di batasi pada dasar penelitian dan asumsi, yaitu 1. Lapisan tanah pada sebuah proyek Tower SST 100M AHM Karawang berupa lapisan lempung kelanauan. 2. Kondisi tanah hasil penelitian tanah dengan menggunakan metode N-SPT, Kedalaman 0-12 meter lempung kelanauan berkonsistensi cukup teguh hingga teguh (medum stiff to stiff) berwarna abu-abu, kedalaman 12-22 meter lempung kelanauan berkonsistensi teguh hingga sangat teguh (stiff to very stiff) berwarna abu-abu, kedalaman 22 - 30 meter lempung kelanauan berkonsistensi keras (hard) berwarna abu-abu. 3. Jenis tower yang digunakan tower SST (Self Supporting Tower) dengan tower SST kaki empat. Kondisi pembebanan yang digunakan merupakan beban mati dan beban angin dengan beban maksimum menggunakan output M.S Tower. 4. Pondasi tiang pancang menggunakan tiang kelompok dengan jenis tiang spun pile 49 Pcs, Ø 0,5m panjang 9 m, mutu beton untuk untuk tiang pancang K-500, menggunakan pilecap dengan ukuran panjang 18 meter dan lebar 18 meter dengan tebal 1,2 meter, mutu beton pilecap K-250. 5. Pondasi rakit (raft) yang digunakan jenis pondasi rakit balok kaku dwngan mutu beton K-250. 6. Penelitian
tidak
mencakup
desain
struktural
(perhitungan
tulangan), biaya proyek dan metode pelaksanaan. 7. Standar Tower struktur mengacu pada American Standard TIA/EIA-222-F.
I-4
1.5
Tujuan Tujuan dari kegiatan penelitian yang akan dilakukan ini adalah untuk mengetahui : 1. Beban maksimum tower terhadap beban mati dan angin 2. Daya dukung tanah pada pondasi tiang pancang dan pondasi rakit (raft). 3. Stabilitas dari pondasi tiang pancang dan pondasi rakit (raft).
1.6
Fish Bone Diagram Diagram
tulang
ikan
atau
fish
bone
diagram
dibuat
untuk
mempermudah penulis dalam mencapai tujuan penelitian ini. Berikut adalah diagram tulang ikan untuk menentukan analisis pondasi tiang dan pondasi rakit.
Gambar 1.1 Fish bone diagram
I-5
1.7
Pemodelan Pemodelan struktur yang akan dianalisis dalam penelitian ini adalah tower SST (Self Supporting Tower) dengan menggunakan panel siku.
Gambar 1.2 Pemodelan tower SST (Self Supporting Tower)
I-6
Untuk pemodelan pondasi yang di gunakan adalah pondasi rakit dan pondasi tiang.
Gambar 1.3 Pemodelan pondasi rakit
Gambar 1.4 Pemodelan pondasi tiang
1.8
Hipotesis 1. Daya dukung tanah pada pemodelan pondasi tiang pancang lebih kecil dari pada pondasi rakit. 2. Stabilitas guling dan geser pada pondasi tiang pancang lebih besar dari pondasi rakit. 3. Penurunan pada pondasi tiang pancang lebih kecil dari penurunan pondasi rakit. 4. Tahanan terhadap gaya angkat (uplift) pada pondasi tiang pancang lebih besar dari pondasi rakit.
I-7
BAB lI TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Karakteristik Tanah
2.1.1 Pengertian tanah Dalam pengertian teknik secara umum, tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasikan (terikat secara kimia) satu sama lain dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas mengisi ruang-ruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut. Tanah berguna sebagai bahan bangunan pada berbagai macam pekerjaan teknik sipil, disamping itu tanah berfungsi juga sebagai pendukung pondasi dari bangunan (Budi Santoso, 1996).
2.1.2 Jenis- jenis tanah Jenis-jenis tanah dapat dibedakan berdasarkan ukuran dan daya lekatannya. Tujuan dari klasifikasi jenis-jenis tanah berguna untuk studi yang lebih terperinci mengenai keadaan tanah tersebut serta kebutuhan akan pengujian untuk menentukan sifat teknis tanah seperti karakteristik pemadatan, kekuatan tanah, berat isi dan sebagainya (Bowles, 1989).
Tabel 2.1. Jenis tanah berdasarkan ukurannya Nama Golongan
Ukuran Butiran (mm) Kerikil
Pasir
Lanau/Lembek
Lempung
MIT
>2
2 - 0,06
0,06 - 0,002
< 0.002
USDA
>2
2 - 0,05
0,05 - 0,002
< 0.002
76,2 - 2
2 - 0,075
0,075- 0,002
< 0.002
AASTHO
II - 1
USCS
76,2 - 4.75
4.75 - 0,075
Halus (lanau dan lempung) < 0,075
Keterangan : MIT
: Massachussets Institute of Technologi
USDA
: U.S Department of Agricalture
AASTHO : American Association of Stage Higtway and Transportation Official USCS
: Unified Soil Clasification System
Tanah juga dibagi dua yaitu : 1. Tanah berbutir kasar yang dapat dibedakan menjadi pasir dan kerikil, dapat diselidiki dengan analisa saringan. 2. Tanah berbutir halus, dapat dibedakan menjadi lanau/lembek dan lempung yang dapat diselidiki dengan pengendapan. Kerikil (gravel) adalah kepingan-kepingan batuan yang kadang mengandung partikel mineral quartz, feldspar dan mineral lain. Pasir (sand) yakni sebagian besar dari mineral quartz dan feldspar, butiran dari mineral yang lain mungkin juga masih ada di golongan ini. Lanau (silts) sebagian besar merupakan fraksi mikoskopis (berukuran sangat kecil) dari tanah yang terdiri dari butiran quartz yang sangat halus dan sejumlah partikel berbentuk lempengan pipih merupak pecahan dari mineral mika. Lempung (clays) sebagian besar terdiri dari partikel mikroskopis dan submikroskopis (tidak dapat dilihat dengan dengan jelas dengan bila hanya dengan mikroskopis biasa) yang membentuk lempengan merupakan partikel dari mika, mineral lempung dan mineral yang sangat halus (Hary Christady, 2008).
II - 2
Tabel 2.2 Sistem klasifikasi tanah (ASTM D 2487 - 66T)
Tanah berbutir halus 50% atau lebih lolos saringan no. 200 ( 0,075 mm )
Kerikil bersih (sedikit atau tak ada butiran halus)
Kerikil banyak kandungan butiran halus
Pasir bersih (sedikit atau tak ada butiran halus)
Pasir banyak kandungan butiran halus
Lanau dan lempung batas cair 50% atau kurang
Lanau dan lempung batas cair > 50%
Tanah dengan kadar organik tinggi
Simbol Kelompok
Kriteria Klasifikasi
Nama jenis
GW
Kerikil gradasi baik dan campuran pasirkerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus.
GP
Kerikil gradasi baik dan campuran pasirkerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus.
GM
Kerikil berlanau, campuran kerikil-pasirlanau
GC
Kerikil berlempung, campuran kerikilpasir-lempung
SW
Kerikil gradasi baik dan campuran pasirkerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus.
SP
Kerikil gradasi buruk pasir-kerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus.
SM
Kerikil berlanau, campuran kerikil-pasirlanau
SC
Kerikil berlanau, campuran kerikil-pasirlempung
ML
lanau tak organik dan pasir sangat halus, serbuk batuan atau pasir halus berlanau atau berlempung
CL
Lempung tak organik dengan plastisitas rendah sampai sedang, lempung berkerikil, lempung berpasir, lempung berlanau, lempung kurus ('clean clays')
OL
Lanau organik dan lempung berlanau organik dengan plastisitas rendah
MH
Lanau tak organik atau pasir halus diatomae, lanau elastis
CH
Lempung tak organik dengan plastisitas tinggi, lempung gemuk ('fat clays')
OH
Gambut ('peat'), dan tanah lain dengan kandungan organik tinggi
PT
Gambut ( 'peat' ), dan tanah lain dengan kandungan organik tinggi
Klasifikasi berdasarkan prosentase butiran halus; Kurang 50% lolos saringan no. 200 : GW, GP, SW, SP. Lebih dari 12% lolos saringan no. 200: GM, GC, SM, SC, 5% 12% lolos saringan no. 200 : Batasan klasifikasi yang mempunyai simbol dobel
Pasir lebih dari 50% fraksi kasar lolos Kerikil 50% atau lebih dari fraksi kasar saringan no. 4 (4,75 mm) tertahan saringan no. 4 (4,75mm)
Tanah berbutir kasar 50% butiran tertahan saringan no. 200 ( 0,075 mm )
Divisi Utama
CU
D60 4 D10
CC
( D30 ) 2 antara 1 dan 3 D10 x D60
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk GW Batas-batas Atterberg di bawah garis A atau PI < 4 Batas-batas Atterberg di atas garis A atau PI > 7
Bila batas Atterberg berada didaerah arsir dari diagram platisitas, maka dipakai dobel simbol
CU
D60 6 D10
CC
( D30 ) 2 antara 1 dan 3 D10 x D60
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk SW Batas-batas Atterberg di bawah garis A atau PI < 4 Batas-batas Atterberg di atas garis A atau PI > 7
Bila batas Atterberg berada didaerah arsir dari diagram platisitas, maka dipakai dobel simbol
Manual untuk identifikasi secara visual dapat dilihat di ASTM Designation D-2488
II - 3
Tanah dapat klasifikasikan berdasarkan sifat lekatannya yaitu : 1. Tanah kohesif, merupakan tanah yang mempunyai sifat lekatan antar butir-butirnya. 2. Tanah non kohesif merupakan tanah yang tidak mempunyai atau sedikit
sekali
lekatan
antara
butir-butirnya
(hampir
tidak
mengandung lempung misal pasir). 3. Tanah organik merupakan tanah yang sifatnya sangat dipengaruhi oleh bahan-bahan organik.
2.2
Penyelidikan Tanah Lapangan
2.2.1 Sondir Sondir standar memiliki luas penampang ujung konus sebesar 10 cm 2 dan sudut puncak 600, luas selimut 150 cm2, kecepatan penetrasi 2 cm/detik.Standar alat yang pada saat ini secara luas tercantum dalam ASTM D3411 – 75T. Pada
sondir
mekanis,
penetrasi
ujung
dilakukan
mendahului
selimutnya, gaya pada konus, kemudian baru penetrasi ujung dan selimut dilakukan bersama-sama sehingga tercatat perlawanan total. Selisih antara pengukuran perlawanan kedua dan pertama adalah gaya yang bekerja pada selimut sondir sehingga gesekan selimut (fs) dapat ditentukan (Moch. Sholeh, 2008). Penggunaan uji sondir makin luas terutama disebabkan beberapa faktor : 1. Cukup ekonomis dan dapat dilakukan berulangkali dengan hasil yang konsisten. 2. Perkembangan semakin meningkat khususnya dangan adanya penambahan sensor pada sondir listrik seperti batu pori dan stess cell untuk mengukur respon tekanan tanah lateral. 3. Kebutuhan untuk pengujian lapangan (insitu test) dimana sampel tanah tidak dapat diambil (tanah lembek dan pasir).
II - 4
4. Dapat digunakan untuk menentukan daya dukung tanah dengan baik.
Gambar 2.1 Skema alat sondir dan cara kerja alat (Bowles, 1997) Penyondiran dilaksanakan untuk mencapai tanah keras, dimana nilai perlawanan konus telah mencapai kriteria yang diinginkan. Hasil penyondiran
disajikan
dalam
bentuk
diagram
sondir
yang
memperlihatkan hubungan kedalaman sondir dibawah muka tanah dan besarnya nilai perlawanan konus (qc) serta jumlah hambatan pelekat (TF) (Moch. Sholeh, 2008).
II - 5
Gambar 2.2 Contoh grafik hasil uji sondir (Hary Christady, 2008)
2.2.2 Standard penetration test (SPT) Standard Penetration Test (SPT) telah dikenal sejak tahun 1927 dan telah diterima sebagai uji tanah yang rutin dilapangan. SPT dapat dilakukan dengan cara relatif mudah sehingga tidak membutuhkan keterampilan khusus dari pemakainya. Alat uji berupa tabung yang dapat dibelah (split tube, split spoon) yang mempunyai diving shoe agar tidak mudah rusak pada saat penetrasi. Sebuah sisipan pengambilan contoh (sample insert) dapat dipasang pada
bagian
bawah
bila
tanah
harus
diambil
contohnya
(Moch. Sholeh 2008).
Prosedur uji mengikuti urutan sebagai berikut : 1. Mempersiapkan lubang bor hingga kedalaman uji. II - 6
2. Memasukkan alat split barrel sample secara tegak. 3. Menumbuk dengan hammer dan mencatat jumlah tumbukan setiap 15 cm. Hammer dijatuh bebaskan pada ketinggian 760 mm. 4. Nilai tumbukan dicatat 3 kali (N0, N1, N2) dimana harga N = N1 + N2. Split spoon sampel diangkat keatas dan kemudian dibuka. 5. Sampel yang diperoleh di uji laboratorium.
Jenis-jenis hammer yang digunakan bermacam-macam (Gambar 2.3) namun demikian semua mempunyai berat yang sama yaitu 63,5 kg (140 lb).
Gambar 2.3 Diagram skematis jenis-jenis Hammer (Bowles, 1988)
Secara konvensional, uji SPT dilakukan dengan interval kedalaman 1,5 m – 3,0 m dan sampel tanah yang diperoleh dari tabung SPT digunakan untuk klasifikasi.
II - 7
Gambar 2.4 Cara konvensional uji SPT dan sample SPT menurut ASTM D - 1586 (Kovacs, 1981) 2.2.3 Uji geser baling (vane shear test) Beberapa macam alat digunakan untuk mengukur tahanan geser tanah kohesif, salah satunya alat uji geser baling (vane shear test).Uji geser baling dilakukan dengan cara memasukan baling pada kedalaman titik uji dan memutar baling tersebut dengan kecepatan 60/menit hingga runtuh.(Moch. Sholeh, 2008). Torsi (T) diukur dan nilai kuat geser undrained Su dapat ditentukan berdasarkan formula : dimana : D = diameter dari baling (cm) T = torsi (kg.cm)
II - 8
Gambar 2.5 Alat uji vane shear test
2.2.4 Uji pressuremeter Uji pressuremeter dikembangkan oleh Menard, berupa silinder karet yang dimasukan kedalam lubang bor dan dikembangkan. Respon tanah
(perubahan
volume
atau
jari-jari
lubang)
terhadap
pengembangan karet diukur dan interprestasi ke dalam besaran kuat geser dan sifat kemampatan tanah. Keuntungan dari uji ini adalah karena modulus tanah dapat diperoleh di lapangan (in-situ), demikian pula besarnya tekanan tanah at rest. Besaran-besaran lain seperti kuat geser tanah dan tekanan air pori juga dapat diperoleh dari uji ini. (Moch. Sholeh, 2008).
Gambar 2.6 Hasil uji pressuremeter dan uji tipikal II - 9
2.2.5 Pengamatan muka air tanah Pengamatan muka air tanah dan fluktuasinya untuk beberapa proyek amat dibutuhkan khususnya dimana pengaruh dari posisi muka air tanah memberikan beban hidrostatik disamping itu pengetahuan mengenai muka air tanah juga amat dibutuhkan untuk tahapan kontruksi.Cara umum untuk memperoleh informasi muka air tanah adalah dengan piezometer yang dapat dipasang pada bekas lubang bor (Moch. Sholeh, 2008).
Gambar 2.7 Alat pengamatan muka air tanah
2.3
Penyelidikan Tanah Laboratorium
2.3.1 Kadar air Kadar air (moisture content atau water content) adalah besaran kandungan air yang terdapat didalam suatu contoh tanah. Kadar air dinyatakan dalam persentasi terhadap berat tanah dalam keadaan kering, sehingga : Wc =
x 100 %
II - 10
dimana : Wc = kadar air (water content) Ww = berat air Ws = berat tanah dalam keadaan kering (oven dry) ASTM (1981) memberikan batasan tentang berat minimum contoh tanah yang harus dipergunakan dalam pengujian untuk mendapatkan kadar air yang representatif. Tabel 2.3 Volume minimum berat contoh tanah basah Ukuran butiran tanah
Berat minimum
(lebih dari 10%)
contoh tanah basah
2 mm (ayakan No. 10 ASTM)
100 – 200 gr
4,75 mm (ayakan No. 4 ASTM)
300 – 500 gr
19 mm
500 – 1000 gr
38 mm
1500 – 3000 gr
76 mm
5000– 1000 gr
2.3.2 Batas-batas atterberg Konsistensi (consistency) tanah lempung (clays) berubah seiring dengan perubahan kadar airnya. Tanah lempung akan menjadi lunak bila kadar airnya meningkat dan sebaliknya akan mengeras bila kadar airnya berkurang. Bila kadar air di dalam lempung relatif besar maka tanah menjadi lumpur (slurry) yang bersifat cairan kental (viscous liquid) kondisi ini disebut fase cair (liquid state). Bila kadar air di dalam tanah lempung dibiarkan menguap sedikit demi sedikit, maka tanah lempung mengeras dan mempunyai kemampuan untuk menahan perubahan bentuk, kondisi ini disebut fase plastis (plastic state). Bila kadar air dibiarkan menguap lebih lanjut maka lempung mengalami penyusutan, kaku dan retak kondisi ini dinamakan fase setengah padat (semi solid). Apabila kadar air di dalam tanah tidak lagi menyebabkan perubahan volume tanah (penyusutan) kondisi ini
II - 11
dinamakan fase padat (solid). Batas antara fase-fase tersebut dinamakan batas-batas Atterberg (Moch. Sholeh). Hubungan antara fase tanah, batas Atterberg dan kadar air di dalam tanah dalam dilihat pada gambar berikut.
Gambar 2.8 Hubungan antara batas-batas Atterberg dan volume total tanah (Gogot Setyo Budi, 2011) 2.3.3 Berat jenis butir (Spesific Gravity) Berat jenis butir (specific gravity) Gs adalah perbandingan (ratio) antara masa kering butiran tanah dan masa air pada volume yang sama dengan volume butiran tersebut. Menghitung berat jenis tanah dengan rumus sebagai berikut : Gs = ( W2 – W1 ) / ( ( w4 – w1 ) – ( W3 – W2 ) ) dimana : Gs = Berat jenis tanah W1 = berat piknometer (gram) W2 = berat piknometer dan bahan kering (gram) W3 = berat piknometer, bahan dan air (gram) W4 = berat piknometer dan air (gram) 2.3.4 Analisa saringan dan hydrometer Analisa saringan adalah metode yang dipakai untuk menentukan penyebaran (distribusi) butiran tanah yang mempunyai ukuran lebih besar dari 0,075 mm (ayakan No. 200 American Society for Testing and Material, ASTM), sedangkan untuk menentukan penyebaran
II - 12
butiran tanah yang mempunyai ukuran lebih kecil dari 0,075 mm di pakai analisa hydrometer (Moch. Sholeh, 2008).
1. Analisa Saringan Ukuran saringan yang umum dipakai untuk menentukan distribusi butiran tanah adalah ASTM – 1981, British Standard (BS 410: BS 1377, 1975) dan AASTHO.Ukuran lubang dari beberapa standar dapat dilihat pada tabel 2.2. Tabel 2.4 Diameter lubang ayakan beberapa standar ASTM
AASTHO
British Standard BS 1377: 1975
Ukuran
Ukuran
Ukuran
Ukuran
lubang
lubang
lubang
lubang
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
No. 4
4,76
4,75
No. 6
3,35
No. 8
2,36
2,36
No. 8
2,057
No. 10
2,00
No.16
1,18
1,18
No. 16
1,003
No. 20
0,841
No. 30
0,595
0,600
No. 30
0,500
No. 36
0,422
No. 52
0,295
Nomor ayakan
No. 40
0,425
No. 50
0,300
No. 60
0,250
No. 60
0,251
No. 80
0,180
No. 85
0,178
No. 100
0,150
No. 100
0,152
No. 140
0,106
No. 170
0,088
No. 200
0,076
0,300
0,150
0,090
0,075 0,075 No. 200 Sumber : Gogot Setyo Budi, 2011
II - 13
2. Analisa Hydrometer Analisa hydrometer adalah cara tidak langsung yang dipakai untuk menentukan distribusi butiran tanah yang mempunyai ukuran kurang dari 0,075 mm. Metode ini didasarkan pada perumusan Stokes, yang mengkorelasi diameter butiran tanah dengan kecepatan penurunan butiran tanah di dalam cairan. Stokes menyatakan bahwa kecepatan pengendapan (v) suatu butiran tanah di dalam suatu cairan dapat dirumuskan sebagai berikut :
atau
dimana : v
= kecepatan pengendapan butiran
D
= diameter butiran tanah
g
= gravitasi (9,807 m/detik2)
ρs
= masa butiran
ρ1
= masa butiran
η
= viskositas cairan
Apabila pada waktu T, partikel sudah mengendap sejauh H, maka kecepatan V= Dan bila cairan yang dipakai adalah air maka ρ1 = ρw = 1 Mg/m3, sehingga diameter butiran dapat diformulasikan sebagai :
dimana : D
= diameter butiran tanah, mm
η
= viskositas cairan
II - 14
2.4
H
= kedalaman efektif alat Hydometer
Gs
= spesific gravity
T
= waktu, menit
Syarat Struktur Bangunan Menara Telekomunikasi 1. Struktur bangunan menara harus direncanakan dan dilaksanakan agar kuat, kokoh, dan stabil dalam memikul beban/kombinasi beban dan memenuhi persyaratan keselamatan (safety), serta memenuhi persyaratan kelayakan (serviceability) selama umur layanan yang direncanakan dengan mempertimbangkan fungsi bangunan
menara,
lokasi,
keawetan,
dan
kemungkinan
pelaksanaan konstruksinya. 2. Kemampuan memikul beban diperhitungkan terhadap pengaruhpengaruh aksi sebagai akibat dari beban-beban bekerja selama umur layanan struktur, baik beban muatan tetap maupun beban muatan sementara yang timbul akibat gempa, angin, pengaruh korosi, jamur, dan serangga perusak. 3. Dalam
perencanaan
struktural
bangunan
menara
terhadap
pengaruh gempa, semua unsur struktur bangunan menara, baik bagian
dari sub
struktur maupun
struktur menara,
harus
diperhitungkan memikul pengaruh gempa rencana sesuai dengan zona gempanya. 4. Struktur bangunan menara harus direncanakan secara rinci sehingga apabila terjadi keruntuhan pada kondisi pembebanan maksimum yang direncanakan, kondisi strukturnya masih dapat memungkinkan pengguna bangunan menara menyelamatkan diri. 5. Apabila bangunan menara terletak pada lokasi tanah yang dapat terjadi likuifaksi, maka struktural bawah bangunan menara harus direncanakan mampu menahan gaya likuifaksi tanah tersebut. 6. Untuk menentukan tingkat keandalan struktural bangunan, harus dilakukan pemeriksaan keandalan bangunan secara berkala
II - 15
sesuai dengan ketentuan dalam pedoman/petunjuk teknis tata cara pemeriksaan keandalan bangunan menara. 7. Perbaikan atau perkuatan struktur bangunan harus segera dilakukan sesuai rekomendasi hasil pemeriksaan keandalan bangunanmenara, sehingga bangunan menara selalu memenuhi persyaratan keselamatan struktural. 8. Perencanaan dan pelaksanaan perawatan struktural bangunan menara seperti halnya penambahan struktur dan/atau penggantian struktur, harus mempertimbangkan persyaratan keselamatan struktur sesuai dengan pedoman dan standar teknis yang berlaku. 9. Pembongkaran bangunan menara dilakukan apabila bangunan menara sudah tidak layak fungsi, dan setiap pembongkaran bangunan menara harus dilaksanakan secara tertib dengan mempertimbangkan keselamatan masyarakat dan lingkungannya. 10. Pemeriksaan keandalan bangunan menara dilaksanakan secara berkala sesuai klasifikasi bangunan, dan harus dilakukan atau didampingi oleh ahli yang memiliki sertifikat. 11. Untuk mencegah terjadinya keruntuhan struktur yang tidak diharapkan, pemeriksaan keandalan bangunan harus dilakukan secara berkala sesuai dengan pedoman/petunjuk teknis yang berlaku.
2.5
Bagian-bagian pada Tower SST (Self Supporting Tower) Tower SST (self suppoting tower) adalah tower yang mempunyai pola batang
yang
disusun
dan
disambung
sedemikian
sehingga
membentuk rangka yang berdiri sendiri tanpa adanya sokongan lainnya. Tower SST ini berdasarkan dari segi bentuk yaitu segiempat dengan empat kaki meskipun ada juga yang tiga kaki, berdasarkan dari material yang digunakan yaitu dari pipa dan besi siku, tipe tower ini banyak dipakai oleh perusahaan-perusahaan seluler seperti Telkom, Indosat dan XL. Adapun bagian-bagian dari struktur dari tower SST dapat dilihat pada gambar 2.9 II - 16
Antenna
Tray & Ladder
Bordess & Platform
2.9 Tower SST (Self supporting tower) 2.5.1 Antenna Antenna terletak dibagian atas tower yang berfungsi sebagai pemancar dan penerima gelombang radio dan data. Ada beberapa jenis antenna yang dipakai pada tower SST adalah microwave antenna dan sectoral antenna, microwave antenna memiliki bentuk seperti gendang yang permukaannya agak cekung, untuk jenis antenna sectoral grid berbentuk persegi panjang yang terpasang pada tower dengan ketinggian tertentu. Secara umum antenna pemancar
II - 17
digunakan untuk tower komunikasi ada tiga macam berdasarkan bentuk fisik yaitu antenna jenis solid, antenna jenis grid dan jenis antenna patch.
Gambar 2.10 Jenis-jenis antenna pemancar telekomunikasi
2.5.2 Tray dan ladder Tray dan ladder terletak dibagian tengah konstruksi tower yang berfungsi untuk jalur kabel dan tangga naik.
Tray & Ladder
Gambar 2.11 Tray dan ladder pada tower
II - 18
2.5.3 Bodres dan platform Bordes diletakkan pada jarak tertentu yang berfungsi sebagai tempat istirahat sementara pekerja ataupun untuk keperluan maintenance sedangkan platform merupakan pengaman dari bordes.
Bordes dan platform
Gambar 2.12 Bordes dan platform pada tower
2.6
Pembebanan Pembebanan suatu struktur yang meliputi struktur atas maupun struktur bawah untuk keadaan batas stabil, kekuatan batas dan kemampuan layan batas harus memperhitungkan pengaruh-pengaruh dari aksi sebagai akibat dari beban-beban yang bekerja sebagai berikut:
2.6.1 Beban mati Beban mati antara lain berupa beban sendiri (self weight), beban antenna, beban tangga dan bordes: 1. Berat sendiri Berat sendiri dari menara tower tergantung dari jenis-jenis sistem struktur yang akan digunakan dalam perencanaan, dihitung lansung dengan mempergunakan program MS Tower dengan menghasilkan
II - 19
berat total struktur tower. Jenis-jenis sistem struktur tower yang biasa digunakan adalah tower SST (self supporting tower), guyed tower dan monopole. Selain ketiga jenis diatas saat ini telah banyak digunakan tower menara yang kamuflase yang diserasikan dengan lingkungan sekitar dapat dilihat pada gambar 2.14.
Gambar 2.13 Jenis-jenis struktur tower
Gambar 2.14 Jenis tower kamuflase
2. Beban antenna Beban antenna adalah berat tambahan yang yang dibebankan pada struktur tower.Berat dari antenna sendiri tergantung dari jenis dan jumlah antenna yang terpasang.
II - 20
3. Beban tangga Beban tangga merupakan beban yang juga diperhitungkan dalam struktur tower. Perencanaan beban tangga untuk menara tower mempunyai persyaratan yaitu untuk menara tower dengan tinggi lebih dari 50ft (15 meter), harus tersedia tangga sebagai tempat istirahat, untu jarak (spasi) antara anak tangga minimum 12 inch (30,48 cm) dan maksimum 16 inch (40,64 cm), serta mempunyai lebar bersih tangga minimum 12 inch (30,48 cm). Menurut peraturan EIA/TIA pasal 13. 2. 2.
4. Beban bordes Beban bordes juga diperhitungkan dalam struktur tower, perencanaan beban bordes ini berfungsi sebagai tempat istirahat sementara untuk para pekerja, beban bordes yang bekerja pada menara tower adalah sebesar 67 kg, menurut peraturan EIA/TIA pasal 13. 2. 5.
2.6.2 Beban hidup Beban hidup adalah beban orang yang bekerja baik dalam proses pembuatan maupun pada proses perawatan menara yang terletak pada tangga dan bodres. Beban hidup tangga tower mampu menahan 250 pounds (113,5 kg). Selain beban hidup yang bekerja pada tangga, beban hidup pada bodres harus diperhitungkan menahan beban hidup sebesar 500 pounds (227 kg) (EIA/TIA, 1991).
2.6.3 Beban angin Beban angin yang bekerja terdiri dari beban pada struktur menara dan beban pada antenna. Tekanan angin pada struktur dihitung dengan mengasumsikan tekanan angin yang bekerja pada titik simpul dalam setiap segmen. Adapun pengolahan data angin yang akan dijadikan sebagai input dalam analisa adalah kecepatan angin maksimum. Rumus yang digunakan mengacu pada peraturan EIA/TIA-222-F.
II - 21
Selain beban angin yang bekerja pada menara tower, juga terdapat beban angin yang bekerja pada antenna. Beban angin yang bekerja pada antenna juga tergantung pada jenis antenna yang digunakan dan ukuran diameter antenna tersebut. Beban angin yang diterima antenna akan semakin besar jika diameter antenna yang digunakan adalah besar. Menurut Standard TIA/EIA-222-F Standard 1996, beban angin dihitung terhadap dua kategori : yaitu angin yang menerpa struktur dan angin yang menerpa piringan antenna. Analisa beban angin pada tower mengacu
pada kecepatan angin sebesar 120
km/jam
(maksimal) dan 84 km/jam (operasional). Perhitungan beban angin pada menara adalah sebagai berikut : F = qz .GH [ (CF .AE) + (CA.AA) ] F Configure > Edit Section Library
Gambar 2.21 Edit Library
II - 28
Gambar 2.22 Contoh data library UK. lib berisi data profil yang digunakan Library antenna, cable, dan tangga dengan cara : File > Configure > Ancillary/Guy library
Gambar 2.23 ANC berisi library antenna
II - 29
Gambar 2.24 Anciliaries library dengan nama ANC
Gambar 2.25 Lin berisi library cable, tangga dan sejenisnya
II - 30
Gambar 2.26 Linier library dengan nama Lin
2.7.4 Membuat file data tower Tower data dibuat dengan mengikuti langkah berikut : Tower > Build Tower > Make data File > Tower/Mast data
Gambar 2.27 Membuat file data tower
II - 31
Gambar 2.28 Geometri parameter Units bisa digunakan metric, No. faces yang digunakan empat untuk tower kaki empat jika merencanakan kaki tiga bias diganti dengan tiga yang lain bisa diabaikan, kemudian diedit dengan langkah pada gambar 2.29.
Gambar 2.29 Edit tower data file
II - 32
Tampilan selanjutnya adalah sebagai berikut :
Keterangan: TITLE1 dan TITLE2 adalah nama dan keterangan dari file. UNITS 1 adalah Metric UNITS 4 adalah US PROFILE 1. FACE – adalah jumlah sisi tower 2. WBASE – adalah lebar tower bagian bawah. PANEL HT – adalah tinggi panel TW – lebar panel Panel 1 adalah panel paling atas dari Tower. huruf atau angkan di belakang tanda “$” maka program tidak akan membacanya. SECTION Berisi data profil yang digunakan BOLTDATA Bolt yang digunakan.
Gambar 2.30 Tower data edit
II - 33
Gambar 2.31 Cara input data geometri
II - 34
Jika tidak ada masalah dalam memasukan data geometri nya akan muncul seperti berikut ini :
Gambar 2.32 Gambar tower hasil input
2.7.5 Membuat tower loading file Setelah menyelesaikan pembuatan tower data selanjutnya membuat loading file atau memasukan beban yang akan diterima tower, langkah nya sebagai berikut : Tower > Load Tower > Make tower loading file
II - 35
Sesuai dengan standard yang direncanakan
Gambar 2.33 Loading parameter
Gambar 2.34 Sudut pandang angin yang digunakan
Beban angin dalam program ini dapat memperhitungkan berbagai item tambahan yang ditemukan di menara komunikasi. Ancillaries diklasifikasikan dalam kategori sebagai berikut : 1. Linear ancillaries, biasanya berapa didalam tower/menara dan terdiri dari barang-barang seperti tangga, feeder. 2. Face ancillaries, melekat pada face tower dan terdiri dari bendabenda kecil seperti antena, gusset dan platform. 3. Large Ancillaries, mount keluar dari muka menara dan terdiri dari piring besar yang angin resistensi yang signifikan dibandingkan dengan anggota struktur menara. 4. Insulator, terletak antara segmen-segmen multi guys.
II - 36
2.7.6 Analisis loading data Setelah loading data file selanjutnya dianalisis dengan cara : Tower > Build/load/analyse
Gambar 2.35 Build/load/analyse
Gambar 2.36 Layout setelah tower data dan loading data diinput
II - 37
Gambar 2.37 Analisis member tower
Gambar 2.38 Kombinasi beban
2.7.7 Hasil data MS. tower Setelah beban dianalisis hasilnya dapat diperoleh dengan cara :
II - 38
Gambar 2.39 Tools hasil data MS Tower
Gambar 2.40 Hasil loading data MS. Tower
II - 39
2.8
Macam-macam Pondasi Pondasi adalah suatu kontruksi pada bagian bawah struktur (substructure) yang berfungsi meneruskan beban dari bagian atas struktur (superstructure) kelapisan tanah di bawahnya dengan tidak mengakibatkan keruntuhan geser tanah dan penurunan tanah saat penurunan yang berlebihan.Pondasi dibuat menjadi satu kesatuan dasar bangunan yang kuat yang terdapat dibawah konstruksi.Secara umum pondasi dikelompokkan menjadi dua yaitu pondasi dangkal dan pondasi dalam.
2.8.1 Pondasi dangkal Pondasi dangkal (shallow footing) adalah pondasi yang digunakan pada kedalaman 0,8 - 1 meter, bila nilai kedalaman (Df) di bagi dengan lebar (B) lebih kecil atau sama dengan 1, Df/B ≤ 1. Pondasi dangkal biasa disebut dengan pondasi langsung, pondasi ini dipakai pada kondisi tanah baik yaitu dengan kekerasan tanah atau daya dukung tanah = 2 kg/cm2 (PPI,dengan kedalaman tanah keras ± 1,5 meter. Pondasi dangkal dapat dibagi menjadi : 1. Pondasi telapak Pondasi telapak (square footing) adalah pondasi yang berdiri sendiri dalam mendukung kolom atau pondasi yang mendukung bangunan secara langsung pada tanah yang cukup tebal dengan kualitas baik yang mampu mendukung bangunan itu pada permukaan tanah atau sedikit dibawah permukaan tanah.
II - 40
Gambar 2.41 Pondasi telapak 2. Pondasi menerus Pondasi menerus (continues footing) digunakan untuk mendukung sederetan kolom yang berjarak dekat sehingga bila dipakai pondasi telapak sisinya akan terimpit satu sama lainnya.
Gambar 2.42 Pondasi menerus
3. Pondasi rakit (raft footing) Pondasi
rakit
merupakan
pondasi
gabungan
yang
sekurang-
kurangnya memikul tiga kolom yang tidak terletak dalam satu garis lurus,
jadi
seluruh
bangunan
menggunakan
satu
telapak
sama.Pemakaian pondasi rakit dimaksudkan untuk mengatasi tanah yang tidak homogen, misal ada lensa-lensa tanah lunak, supaya tidak terjadi perbedaan penurunan cukup besar. Secara struktur pondasi
II - 41
pondasi rakit merupakan plat beton bertulang yang mampu menahan momen, gaya lintang geser pondasi pada plat beton. Apabila beban tidak terlalu besar dan jarak kolom sama maka plat dibuat sama tebal (gambar 2.15.a). Untuk mengatasi gaya geser pondasi yang cukup besar, dapat dilakukan pertebalan plat dibawah masing-masing kolom atau diatas pelat (gambar 2.15b dan gambar 2.15d). Pemberian balok pada kedua arah dibawah pelat bertujuan untuk menahan momen yang besar (gambar 2.15c) atau dapat dipakai juga plat dengan struktur seluler (gambar 2.15e). Sedangkan untuk mengurangi penurunan pada tanah kompresible dibuat pondasi yang agak dalam struktur ini disebut pondasi terapung (floating foundation)
Gambar 2.43 Pondasi rakit
Gambar 2.44 Tipe-tipe pondasi rakit (raft)
II - 42
2.8.2 Pondasi dalam Pondasi dalam (defth footing) adalah pondasi yang meneruskan beban bangunan ketanah keras yang terletak jauh dari permukaan tanah, bila nilai kedalaman (Df) dibagi dengan lebar (B) lebih besar atau sama dengan 4, Df/B ≥ 4.Pondasi dalam dapat dibagi menjadi : 1. Pondasi tiang Pondasi tiang (pile foundation) digunakan bila tanah pondasi pada kedalaman normal tidak mampu mendukung beban dan tanah keras jauh di permukaan tanah (sangat dalam).Pondasi tiang umumnya berdiamater lebih kecil dan lebih panjang dibandingkan pondasi sumuran (Bowles, 1991).
Gambar 2.45 Pondasi tiang 2. Pondasi sumuran Pondasi sumuran adalah pondasi yang dibangun dengan menggali cerobong tanah berpenampang lingkaran dan dicor dengan beton atau campuran batu dan mortar, pondasi sumuran digunakan apabila tanah dasar yang kuat terletak pada kedalaman yang relatifdalam. Pondasi sumuran merupakan bentuk peralihan antara pondasi dangkal dan pondasi tiang.
II - 43
Gambar 2.46 Pondasi sumuran
2.9
Pemodelan Pondasi Rakit
2.9.1 Kapasitas dukung ijin 1. Pondasi rakit pada tanah pasir Pondasi rakit terletak pada tanah berpasir mempunyai faktor aman terhadap keruntuhan dukung besar, oleh karena itu pondasi rakit pada tanah pasir kemungkinan terjadinya keruntuhan terhadap kapasitas dukung kecil. Pada gambar 2.29, dapat dilihat bahwa kurva kapasitas dukung izin pada penurunan I umumnya tidak tergantung pada lebar pondasi asalkan lebar pondasi lebih besar dari 6,50 meter. Dengan dasar ini, Peck et al. (1953) menyarankan persamaan kapasitas dukung izin (Qa) untuk pondasi rakit yang lebar sebagai berikut : Qa = Dengan N adalah jumlah pukulan per 30 cm dalam uji SPT. Peck et al. (1953) menyarankan nilai N digunakan harus dikoreksi terhadap pengaruh pasir halus yang terletak di bawah muka air tanah dan pengaruh tekanan overburden efektif. Jika nilai N < 5, maka pasir sangat tidak padat. Oleh karena itu pasir tidak baik untuk mendukung pondasi rakit. Jika pada tanah tersebut akan diletakkan pondasi rakit harus dipadatkan hingga N mencapai minimum 10.
II - 44
Gambar 2.47 Kapasitas dukung ijin dari uji SPT untuk penurunan I (Terzaghi dan Peck, 1948 ) 2. Pondasi rakit pada tanah lempung Kapasitas dukung ultimit pondasi rakit pada tanah lempung homogen dapat dilakukan mengunakan persamaan :
dimana : = kapasitas dukung ultimit (kN/m2) = kedalaman pondasi (m) = kohesi tanah (dalam kondisi tak terdrainasi (undrained) rasio poisson = 0,5 (Hari Christady, 2011) B
= lebar pondasi (m)
L
= panjang pondasi = berat volume tanah (kN/m3) = faktor daya dukung, dengan menggunakan rumus = faktor bentuk = faktor kedalaman = faktor kemiringan beban =
II - 45
Tabel 2.6 Faktor bentuk, kedalaman dan kemiringan pada pondasi Faktor
Rumus
Bentuk a
Sumber De Beer (1970)
a. Bila Df/B ≤ 1
Kedalaman b
Hansen (1970)
b. Bila Df/B > 1
Kemiringan
Mayerhof (1963) ; Hanna and Mayerhof (1981)
a Faktor
bentuk berdasarkan data tes laboratorium
b Faktor
tan -1 (Df/B) dalam radian
Daya dukung ijin pondasi dangkal dan pondasi rakit didapat dengan dibagi dengan faktor keamanan (SF) yakni : qa = qult / SF dimana : = kapasitas dukung ijin netto SF
= faktor keamanan (nilai 3) II - 46
2.9.2 Penurunan pondasi rakit Coduto (2001) menyebutkan penurunan total dari pondasi rakit dihitung menggunakan metode pada penurunan pondasi dangkal.
1. Penurunan segera pada pasir Perhitungan penurunan pada tanah non kohesif hampir selalu didasarkan pada uji lapangan, metode analisis empiris yang menggunakan data hasil uji Standard Penetration Test (SPT) sebagai berikut : a. Metode Bowles (1977) (Haryatmo, 2010)
dimana : = penurunan N = jumlah pukulan dalam uji SPT q = tegangan tanah B = lebar pondasi
b. Metode Meyerhof (1974)
2. Penurunan segera pada lempung Janbu et al. (1956) dalam Braja (2007) mengusulkan persamaan untuk mengevaluasi penurunan rerata untuk pondasi fleksible pada tanah lempung adalah :
dimana : = penurunan = fungsi dari Df/B (gambar 2.18) = fungsi dari H/B dan L/B (gambar 2.18) H = ketebalan lapisan tanah lempung II - 47
q = tegangan tanah B = lebar pondasi E = modulus elastisitas tanah (tabel 2.5)
Gambar 2.48 Grafik hubungan , , kedalaman pondasi (Df) dan lebar pondasi (B) (Janbu, Bjerrum dan Kjaersli, 1987) Tabel 2.7 Tabel modulus elastisitas tanah (E) (Schmertmann, 1970) Jenis tanah
Modulus of Elasticity, E
Poisson’s
Lb/in2
MN/m2
Loose sand
1.500 - 3.500
10,35 - 24,15
0,20 - 0,40
Medium dense sand
2.500 - 4.000
17,25 - 17,60
0,25 - 0,40
Dense sand
5.000 - 8.000
34,50 - 55,20
0,30 - 0,45
Silty sand
1.500 - 2.500
10,35 - 17,25
0,20 - 0,40
10.000 - 25.000
69,00 - 172,50
0,15 - 0,35
Sand &gravel
Ratio,
II - 48
Soft clay
600 - 3.000
4,1 - 20,4
Medium clay
3.000 - 6.000
20,7 - 41,4
Stiff clay
6.000 - 14.000
41,4 - 96,6
0,20 - 0,50
2.9.3 Penurunan konsolidasi (consolidation settlement) Penurunan konsolidasi dihitung dari hasil test oedometer. Kurva tekanan angka pori (pressure voids ratio curve) hasil test tersebut digunakan untuk menentukan koofisien pemampatan. Koofisien kemampatan dapat dirumuskan sebagai berikut : mv= dimana : mv
= koofisien kemampatan
Δe
= perubahan angka pori
e0
= angka pori pada tekanan awal
Δp
= tambahan tekanan akibat beban ∆p = 4 q l
dimana : q
= tambahan tegangan dari luar
I
= faktor pengaruh tegangan vertikal (gambar 2.49)
II - 49
Gambar 2.49 Pengaruh tegangan vertikal Untuk lempung terkonsolidasi normal yaitu po’ = pc’, perubahan angka pori (∆e) akibat konsolidasi dinyatakan oleh :
dimana : Cc
= Indek pemampatan
P0
= tekanan overboden
Untuk lempung konsolidasi berlebihan yaitu p1’ > po’, perubahan angka pori (∆e) dapat dipertimbang dalam dua kondisi 1. Jika p1’ < pc’
Dengan p1’ = po’ + ∆p 2. Jika po’ < pc’ < p1’
II - 50
Setelah mengetahui nilai mv yang mewakili setiap lapisan tanah yang dibebani, maka settlement oedometer (Soed) dapat dihitung dengan persamaan : Soed
= mv x Δp x H
dimana : soed
= settlement oedometer
H
= ketebalan lapisan tanah pendukung
Settlement oedometer perlu dikoreksi dengan faktor geologi μg untuk memperoleh harga consolidaton lapangan. Sc = μg Soed dimana : Sc
= penurunan konsolidasi
μg
= faktor geologi (tabel 2.50)
Total penurunan yang terjadi : S = Si + Sc
II - 51
Gambar 2.50 Faktor kedalaman untuk perhitungan Soed Tabel 2.8 Faktor geologi μg (MJ, Thomlinson, 1977) Tipe tanah
Harga μg
Sangat sensitive (endapan lunak)
1,0 – 1,2
Konsolidasi normal
0,7 - 1,0
Konsolidasi berlebihan
0,5 – 0,7
Heavily over consolidated
0,2 – 0,5
Skemton dan Mac Donald (1956) menyarankan batas penurunan maksimum dapat dilihat pada tabel 2.9.
II - 52
Tabel 2.9 Total penurunan maksimum dan penurunan diferensial yang diijinkan Maksimum settlement ST(max) In sand
32 mm
In clay
45 mm Maksimum differential settlement ∆ ST(max)
Isolated foundation in sand
51 mm
Isolated foundation in clay
76 mm
Raft in sand
51 – 76 mm
Raft in clay
76 – 127 mm
Maksimum angular distortion, βmak
1/300
2.9.4 Tahanan terhadap gaya angkat (uplift) pada pondasi rakit Pondasi tower sering menerima gaya angkat ke atas (uplift) akibat gaya momen yang bekerja disetiap kaki-kaki dari tower, jika pada bagian kaki tower menerima gaya positif maka di bagian kaki tower yang lain akan menerima gaya negatif atau gaya angkat. Gaya angkat yang bekerja pada pondasi rakit ditahan oleh gesekan di sepanjang tepi tanah yang terangkat ditambah berat pondasi sendiri dan tanah di atas pondasi. Pada waktu pondasi akan terangkat, suatu prisma tanah terbawa oleh pelat pondasi (gambar 2.51). (Hary Cristiady, 2008) Tahanan pondasi terhadap gaya tarikan vertikal keatas (uplift) dinyatakan dalam persamaan : qu (tarik) = Wp + Wt + Fr dimana : qu (tarik) = tahanan ultimit pondasi terhadap gaya tarik vertikal Wp
= Berat pondasi
Wt
= Berat prisma tanah
Fr
= Tahanan gesek di sepanjang tanah yang tergesek = 0,5 Df Ɣ A Ko tg Ø (untuk tanah granuler) = c A (untuk tanah kohesif)
A
= Luas selimut prisma tanah yang tertarik keatas II - 53
Df
= Kedalaman pondasi
Ɣ
= Berat volume tanah
Ko
= Koofisien tekanan tanah lateral saat diam
Ø
= Sudut gesek dalam tanah (derajat)
c
= Kohesi tanah
a
b
Gambar 2.51 Pondasi yang menahan gaya uplift (Teng, 1962 ; Bowles 1996) a. Prisma tanah yang terangkat (sudut terangkat umumnya 60 0) b. Tahanan gesek sepanjang tanah yang tergesek (Fr) Gaya angkat ijin pondasi dangkal dan pondasi rakit didapat dengan dibagi dengan faktor keamanan (SF) yakni : qa = qu (tarik) / SF dimana : = kapasitas dukung ijin tarik netto SF
= faktor keamanan (nilai 3)
2.9.5 Tegangan pondasi rakit Dimensi dari pondasi rakit ditentukan sedemikian rupa sehingga tegangan dari pondasi rakit tidak melebihi tegangan dukung ijin. Terdapat tiga tipe dari tegangan pondasi rakit (Ulrich, 1995) sebagai berikut :
II - 54
1. Tegangan bruto akibat beban gravitasi total
2. Tegangan netto akibat beban gravitasi
3. Tegangan bruto akibat beban gravitasi dan beban lateral
dimana : q
= Tegangan dukung = Beban total bangunan = Berat sendiri pondasi rakit = Lebar pondasi rakit = Panjang pondasi rakit ,
= Eksentrisitas pondasi rakit pada arah x dan arah y
,
= Modulus penampang pondasi rakit arah x dan arah y
= B2L/6 ,
= BL2/6
2.9.6 Kontrol terhadap guling
Dimana : = Momen penahan guling Mg
= Wg x d
Wg
= Berat sendiri pondasi, berat tanah dan berat air permukaan (jika ada)
d
= Jarak dari titik berat beban ke titik guling = Momen penyebab guling (output MS. Tower dengan momen maksimal)
II - 55
2.9.7 Kontrol terhadap geser
Dimana : = Gaya penahan geser = Gaya Penyebab geser (output M.S Tower dengan gaya geser maksimal)
Gaya penahan geser = c A + ∑ V’ tan Ø c
= Kohesi pada permukaan geser
A
= Luas permukaan geser
Ø
= sudut gesek tanah = Berat total struktur
2.10
Pemodelan Pondasi Tiang Pancang
2.10.1 Daya dukung ijin tekan tiang tunggal Analisis daya dukung ijin tekan pondasi tiang terhadap kekuatan tanah menggunakan formula sebagai berikut : 1. Berdasarkan data sondir (Guy Sangrelat) q=
+
dimana : q
= daya dukung tekan tiang
qc
= tahanan ujung konus sondir
Ap
= luas penampang tiang
Tf
= total frediksi / jumlah hambatan pelekat
Ast
= keliling penampang tiang
FK1, FK2
= Faktor keamanan, 3 dan 5
II - 56
2. Berdasarkan data N SPT (Mayerhof)
Pa =
+
dimana : Pa
= daya dukung tekan tiang
qc
= 20 N, untuk silt/clay = 40 N, untuk sand
N
= nilai N SPT
Ap
= luas penampang tiang
Tf
= total frediksi / jumlah hambatan pelekat
Ast
= keliling penampang tiang = panjang segmen tiang yang ditinjau = gaya geser pada selimut segmen tiang = N maksimum 12 ton/m2, untuk silt/clay = N/5 maksimum 10 ton/m2, untuk sand
FK1, FK2
= faktor keamanan, 3 dan 5
3. Berdasarkan kekuatan material q=
x Ap
dimana : q
= daya dukung ijin tekan tiang = tegangan tekan ijin bahan tiang
Ap
= luas penampang tiang
2.10.2 Daya dukung ijin tarik tiang tunggal Analisis daya dukung ijin tarik pondasi tiang terhadap kekuatan tanah mempergunakan formula sebagai berikut : 1. Data Sondir (Guy Sangrelat, Mayerhof)
II - 57
dimana : q ta
= daya dukung ijin tarik tiang
Wp
= berat pondasi
2. Data N SPT (Mayerhof)
2.10.3 Jumlah tiang yang diperlukan Perhitungan jumlah tiang yang diperlukan pada suatu titik kolom menggunakan beban aksial dengan beban kombinasi (beban tak terfaktor). Jumlah tiang dihitung dengan membagi gaya aksial yang terjadi dengan daya dukung tiang. np = dimana : np
= jumlah tiang
P
= gaya aksial yang terjadi
Pall
= daya dukung ijin tiang
2.10.4 Kapasitas dukung kelompok tiang Kapasitas kelompok tiang tidak selalu sama dengan jumlah kapasitas tiang tunggal yang berada dalam kelompoknya. Hal ini terjadi jika tiang pancang pada lapisan tanah yang tidak mudah mampat, namun di bawahnya terdapat lapisan lunak. Dalam kondisi tersebut stabilitas kelompok tiang tergantung dua hal, yaitu : 1. Kapasitas dukung tanah di sekitar dan di bawah kelompok tiang dalam mendukung beban total struktur. 2. Pengaruh penurunan konsolidasi tanah yang terletak dibawah kelompok tiang.
II - 58
Penurunan kelompok tiang lebih besar dari tiang tunggalnya, pada beban struktur yang sama. Hal ini karena tiang tunggal luas zona tertekan pada bagian bawah tiang lebih kecil dari pada luas zona tertekan untuk kelompok tiang menjadi lebih besar dari penurunan tiang
tunggal
(gambar
2.19).
Tomlinson
(1977)
menjelaskan
perbedaan pengaruh tekanan tiang pada tanah pendukung tiang tunggal dan kelompok tiang seperti ditunjukkan gambar 2.20
Gambar 2.52 Perbandingan zona tanah tertekan (Tomlinson, 1977) c. Tiang tunggal d. Kelompok tiang
Gambar 2.53 Perbedaan tekanan tiang pada tanah pendukung (Tomlinson, 1977) a. Uji tiang tunggal. Tekanan ke tanah lunak kecil b. Kelompok tiang. Tekanan pada lapisan tanah lunak sangat besar Saat tiang kelompok turun akibat struktur diatasnya, diantara tiangtiang tersebut merupakan satu kesatuan. Bila tanah di sekitar tiang tersebut
runtuh
dikatakan
model
keruntuhan
blok.
Dengan
membandingkan nilai daya dukung yang dihasilkan kelompok tiang
II - 59
dan nilai daya dukung tunggal, hasil yang digunakan adalah nilai daya dukung terkecil.
Gambar 2.54 Tipe keruntuhan dalam kelompok tiang (Coduto, 1994) a. Tiang tunggal b. Kelompok tiang Untuk menghitung nilai daya dukung kelompok tiang tersebut digunakan persamaan Terzaghi dan Peck (1948) : q = (2Lp (B+L)Cu + 1,3 Cb S’ Nc BL) x 1/SF dimana : q
= kapasitas dukung kelompok tiang
Lp
= kedalaman tiang dibawah permukaan tanah
B
= lebar kelompok tiang, dihitung dari pinggir tiang
L
= panjang kelompok tiang, dihitung dari pinggir tiang
Cu
= kohesi tanah di sekeliling kelompok tiang
Cb
= kohesi tanah di bawah dasar kelompok tiang
S’
= faktor bentuk (gambar 2.55)
Nc
= faktor kapasitas dukung (gambar 2.56)
Gambar 2.55 Kelompok tiang dalam tanah lempung yang bekerja sebagai blok.
II - 60
Gambar 2.56 Faktor bentuk S’ untuk kelompok tiang (Meyerhof –Skempton)
Gambar 2.57 Faktor kapasitas dukung Nc (Meyerhof)
2.10.5 Efisiensi Kelompok Tiang Perhitungan jumlah tiang yang diperlukan terhadap daya dukung kelompok tiang bukanlah berarti daya dukung satu tiang dikalikan dengan jumlah tiang. Hal itu karena intervensi (tumpang tindihnya) garis-garis tegangan dari tiang-tiang yang berdekatan (group action). Pengurangan daya dukung kelompok tiang yang disebabkan oleh group action ini biasanya dinyatakan dalam suatu angka efisiensi. Perhitungan efisiensi kelompok tiang berdasarkan rumus converselabbarre dari unifrom building code AASHTO adalah : Eg= 1-θ dimana : Eg
= efisiensi kelompok tiang
II - 61
θ
= arc tg (D/s) (derajat)
D
= ukuran penampang tiang
s
= jarak antar tiang (as ke as)
m
= jumlah tiang dalam satu kolom
n
= jumlah tiang dalam satu baris
Gambar 2.58 Definisi jarak s dalam hitungan efisiensi tiang
2.10.6 Beban maksimum pada kelompok tiang Akibat baban-beban dari atas dan juga dipengaruhi formasi tiang, tiang-tiang akan mengalami gaya tekan dan tarik. Oleh karena itu tiang-tiang harus dikontrol untuk memastikan bahwa masing-masing tiang masih dapat menahan beban dari struktur atas sesuai dengan daya dukungnya (Anugrah Pamungkas dan Erny Harianti, 2013). Pmaks = dimana : Pmaks = beban maksimum tiang Pu
= gaya aksial yang terjadi (terfaktor)
My
= momen yang bekerja tegak lurus sumbu y
Mx
= momen yang bekerja tegak lurus sumbu x
Xmaks = jarak tiang sumbu x terjauh Ymaks = jarak tiang sumbu y terjauh ∑X2
= jumlah kuadrat x
∑Y2
= jumlah kuadrat y
nx
= banyak tiang dalam satu baris arah sumbu x
ny
= banyak tiang dalam satu baris arah sumbu y
II - 62
np
= jumlah tiang
Bila P maksimum terjadi bernilai positif, maka pile mendapatkan gaya tekan. Bila P maksimum yang terjadi bernilai negatif, maka pile cap mendapat gaya tarik.
2.10.7 Daya Dukung Horisontal Dalam analisis gaya horisontal, tiang perlu dibedakan menurut model ikatannya dengan penutup tiang (pile cap). Oleh karena itu, tiang dibedakan menjadi dua yaitu, 1. Tiang ujung jepit (fixed end pile) 2. Tiang ujung bebas (free end pile) Mc Nulty (1956) mendefinisikan tiang ujung jepit sebagai tiang ujung atasnya terjepit (tertanam) pada pile cap paling sedikit sedalam 60 cm. Dengan demikian untuk tiang yang bagian atasnya tidak terjepit kurang dari 60 cm termasuk tiang ujung bebas (free end pile), pada tanah kohesif dan ujung terjepit untuk tiang pendek daya dukung horisontal : Hu = 9 Cu D(Lp – 3D/2) Mmak = Hu (Lp / 2 + 3D / 2) Untuk tiang panjang My = (9/4)CuDg2 . 9CuDf(3D / 2 + f / 2) Hu dihitung dengan mengambil Lp = 3D / 2 + f + g dimana : Cu
= Nilai kohesi tiang
D
= diameter tiang
Lp
= panjang tiang yang tertanam
Jika Mmaks ≥ My maka termasuk tiang panjang, untuk tiang panjang (Mmaks ≥ My), Hu dinyatakan dengan persamaan : Hu =
II - 63
2.10.8 Penurunan kelompok tiang Pada penurunan tiang pancang kelompok dari penelitian, Terzagi dan Peck (1948) menyatakan bahwa pada bagian 2/3 tiang bagian atas kadai air tanah lempung tidak berubah oleh akibat beban struktur, sedangkan bagian bwah dari 2/3 tiang berubah oleh adanya konsolidasi, oleh karena itu dapat dianggap bahwa tanah dibagian 2/3 panjang tiang tersebut sebagai material tidak mudah mampat, dari pengamatan ini Terzagi dan Peck menyarankan penyebaran beban pondasi tiang berawal dari 2/3 panjang tiang. Analisis penurunan kelompok tiang ini merupakan cara yang diusulkan oleh Thomlinson (1963) didasarkan pada teori Terzagi dan Peck. Kedalaman dasar pondasi anggapan sama dengan 2/3 D (gambar 2.58 a). Untuk kelompok tiang di dalam tanah lempung lunak berada diatas pasir padat, dasar pondasi rakit anggapan terletak pada 2/3D (gambar 2.58 b), bila beban bangunan seluruhnya didukung oleh tiang tahanan ujungnya maka penurunan dihitung dengan menggangap dasar kelompok tiang sebagai pondasi rakit denganluas dasar sama dengan luas kelompok tiang (gambar 2.58 c)
Gambar 2.59 Transfer beban dari kelompok tiang ke tanah distribusi beban tiang anggapan dalam menghitung penurunan a. Kelompok tiang gesek b. Kelompok tiang pada lempung lunak didasari tanah pasir padat c. Kelompok tiang dukung ujung pada lempung lunak didasari lapisan batu
II - 64
1. Penurunan segera (immediate settlement) Penurunan segera adalah penurunan yang dihasilkan oleh distorsi masa tanah yang tertekan dan terjadi pada volume konstan. Menurut Janbu, Bjerrum dan Kjaernsli (1956) dapat dirumuskan sebagai berikut
dimana : Si
= penurunan segera
q
= tekanan yang terjadi (Pu/A)
B
= lebar kelompok tiang
Eu
= modulus deformasi pada kondisi undrained Eu= 400Cu = faktor koreksi untuk lapisan tanah dengan tebal terbatas H = faktor koreksi untuk kedalaman pondasi Df
Gambar 2.60 Grafik hubungan , , kedalaman pondasi (Df) dan lebar pondasi (B) (Janbu, Bjerrum dan Kjaersli, 1987)
II - 65
2. Penurunan konsolidasi (consolidation settlement) Penurunan konsolidasi dihitung dari hasil test oedometer. Kurva tekanan angka pori (pressure voids ratio curve) hasil test tersebut digunakan untuk menentukan koofisien pemampatan. Koofisien kemampatan dapat dirumuskan sebagai berikut : mv= dimana : mv
= koofisien kemampatan
Δe
= perubahan angka pori
e0
= angka pori pada tekanan awal
Δp
= tambahan tekanan akibat beban ∆p = 4 q l
dimana : q
= tambahan tegangan dari luar
I
= faktor pengaruh tegangan vertikal (gambar 2.49)
Gambar 2.61 Pengaruh tegangan vertikal
II - 66
Untuk lempung terkonsolidasi normal yaitu po’ = pc’, perubahan angka pori (∆e) akibat konsolidasi dinyatakan oleh :
dimana : Cc
= Indek pemampatan
P0
= tekanan overboden
Untuk lempung konsolidasi berlebihan yaitu p1’ > po’, perubahan angka pori (∆e) dapat dipertimbang dalam dua kondisi 1. Jika p1’ < pc’
Dengan p1’ = po’ + ∆p 2. Jika po’ < pc’ < p1’
Setelah mengetahui nilai mv yang mewakili setiap lapisan tanah yang dibebani, maka settlement oedometer (Soed) dapat dihitung dengan persamaan : Soed
= mv x Δp x H
dimana : soed
= settlement oedometer
H
= ketebalan lapisan tanah pendukung
Settlement oedometer perlu dikoreksi dengan faktor geologi μg untuk memperoleh harga consolidaton lapangan. Sc = μg Soed dimana : Sc
= penurunan konsolidasi
μg
= faktor geologi (tabel 2.5)
II - 67
Total penurunan yang terjadi : S = Si + Sc
Gambar 2.62 Faktor kedalaman untuk perhitungan Soed Tabel 2.10 Faktor geologi μg (MJ, Thomlinson, 1977) Tipe tanah Sangat ensitive (endapan lunak) Konsolidasi normal Konsolidasi berlebihan Heavily over consolidated
Harga μg 1,0 – 1,2 0,7 - 1,0 0,5 – 0,7 0,2 – 0,5
II - 68
2.10.9 Tahanan terhadap gaya angkat (uplift) pada kelompok tiang Tahanan tiang terhadap gaya angkat (uplift) kelompok tiang, qu (tarik), adalah jumlah dari tiga komponen yaitu 1. Berat penutup tiang ditambah berat tanah diatasnya (bila ada) 2. Berat tanah di dalam blok (berat efektif 2/3 panjang tiang). 3. Tahanan gesek tanah di sekitar area blok
Gambar 2.63 Tahanan kelompok tiang dalam menahan gaya angkat (uplift) (Thomlinson, 1977). a. Tiang dalam tanah non kohesif. b. Tiang dalam tanah kohesif. Berat tiang-tiang yang berada dalam area kelompok tiang dapat dianggap sama dengan berat tanah yang dipindahkan. Untuk tanah non kohesif (c = 0) cara transfer tiang ketanah sekitarnya yang bergantung pada elastisitas tiang, lapisan tanah dan ganguan tanah waktu
pemasangan
tiang.
Thomlinson
(1977)
menyarankan
penyebaran beban 1H : 4V untuk volume tanah yang tercabut (Gambar 2.63a) dan karena tahanan gesek di sekeliling tiang diabaikan, faktor keamanan terhadap tarik diambil F = 1. Untuk tanah kohesif tahanan kelompok tiang yang menahan gaya tarik ke atas (uplift) dinyatakan dalam persamaan : qu(tarik) = 2 D Cu (L + B ) + W p dimana :
II - 69
L
= Panjang kelompok tiang
B
= Lebar kelompok tiang
D
= Kedalaman blok
Cu
= kohesi tanah
Wp
= Berat total dari tanah dalam area kelompok tiang + berat tiang + berat pelat penutup tiang (pile cap).
Tahanan gaya angkat ijin pondasi tiang didapat dengan dibagi dengan faktor keamanan (SF) yakni : qa = qu (tarik) / SF dimana : = kapasitas dukung ijin tarik netto SF
= faktor keamanan (nilai 3)
2.10.10 Kontrol terhadap guling
Dimana : = Momen penahan guling Mg
= Wg x d
Wg
= Berat sendiri pondasi, berat tanah dan berat air permukaan (jika ada)
d
= Jarak dari titik berat beban ke titik guling = Momen penyebab guling (output MS. Tower dengan momen maksimal)
2.10.11 Kontrol terhadap geser
Dimana : = Gaya penahan geser
II - 70
= Gaya Penyebab geser (output M.S Tower dengan gaya geser maksimal) Gaya penahan geser = c A + ∑ V’ tan Ø c
= Kohesi pada permukaan geser
A
= Luas permukaan geser
Ø
= sudut gesek tanah = Berat total struktur
2.11 Kajian Islami
”Dan Dia menancapkan gunung-gunung di bumi supaya bumi itu tidak goncang bersama kamu, (dan Dia menciptakan) sungai-sungai dan jalan-jalan agar kamu mendapat petunjuk. ” QS. An nahl. 15
Tafsir : Abdur Razzaq mengatakan, telah menceritakan kepada kami Ma'mar, dari Qatadah; ia pernah mendengar Al-Hasan mengatakan bahwa setelah Allah menciptakan bumi, bumi terus berguncang, maka mereka (para malaikat) berkata, "Bumi ini tidak layak menjadi tempat bagi seorang manusia pun." Kemudian pada keesokan harinya gunung-gunung telah diciptakan padanya, dan para malaikat tidak mengetahui mengapa gunung-gunung itu diciptakan. Sa'id telah meriwayatkan dari Qatadah, dari Al-Hasan, dari Qais ibnu Ubadah, bahwa setelah Allah menciptakan bumi, maka bumi terus berguncang, lalu para malaikat berkata, "Ini tidak layak bagi seorang pun yang bertempat tinggal di permukaannya." Kemudian pada
II - 71
keesokan
harinya
ternyata
telah
ada
gunung-gunung
(yang
menstabilkannya). Ibnu Jarir mengatakan, telah menceritakan kepadaku Al-Musanna, telah menceritakan kepadaku Hajjaj ibnu Minhal, telah menceritakan kepada kami Hammad, dari Ata ibnus Sa-ib, dari Abdullah ibnu Habib, dari Ali bin Abu Thalib RA yang mengatakan bahwa setelah Allah menciptakan bumi, Dia membiarkannya, kemudian bumi berkata, "Wahai Tuhanku, Engkau akan menciptakan di atasku Bani Adam yang gemar mengerjakan dosa-dosa dan menimbulkan kekotoran di atasku " Maka Allah menancapkan padanya gunung-gunung yang dapat kalian lihat dan yang tidak terlihat oleh kalian. Sebelum itu bumi tidak tetap, selalu berguncang seperti daging yang hidup (berdenyut). Firman Allah Swt.:
}س ُبال ُ ارا َو ً {وأَ ْن َه َ dan (Dia menciptakan) sungai-sungai dan jalan-jalan. (An-Nahl: 15) Maksudnya, Allah menciptakan padanya sungai-sungai yang mengalir dari suatu tempat ke tempat yang lain sebagai rezeki buat hambahamba-Nya. Sungai berhulu dari suatu tempat dan menjadi rezeki bagi orang-orang yang ada di tempat lain (yang dilaluinya). Sungai menempuh berbagai kawasan dan daerah melalui hutan-hutan, padang-padang, dan membelah bukit-bukit serta lembah-lembah, lalu sampai pada suatu negeri yang penduduknya beroleh manfaat besar darinya. Dalam alirannya air sungai berbelok-belok, terkadang ke arah kanan, ke arah kiri, terkadang menciut, melebar, serta ada yang berarus deras, ada pula yang berarus tenang. Terkadang sebagian lembah ada yang diairinya dalam suatu waktu, sedangkan di waktu yang lain tidak diairinya, dalam perjalanannya dari sumber menuju muaranya. Kekuatan dan lemahnya arus air telah ditetapkan oleh
II - 72
kehendak-Nya dan menuruti sunnah yang telah ditetapkanNya. Maka tidak ada Tuhan selain Allah dan tidak ada Rabb selain Dia.
“Dan Allah menjadikan bagimu rumah-rumahmu sebagai tempat tinggal dan Dia menjadikan bagi kamu rumah-rumah (kemah-kemah) dari kulit binatang ternak yang kamu merasa ringan (membawa)nya di waktu kamu berjalan dan waktu kamu bermukim dan (dijadikan-Nya pula) dari bulu domba, bulu onta dan bulu kambing, alat-alat rumah tangga dan perhiasan (yang kamu pakai) sampai waktu (tertentu). ” QS. An nahl 80
Tafsir : Menurut Muhammad Ali As-Shabuni dalam karya tafsirnya Shafwah altafasir. Potongan ayat
هini َّللا ُ َج َع َل لَ ُك ْم مِنْ ُبيُو ِت ُك ْم َس َك ًنا
menunjukan
nikmat Allah yang diberikan kepada hamba-Nya. Nikmat itu berupa rumah yang dijadikan oleh Allah dari batu dan batu bata agar manusia tinggal di dalamnya ketika bermukim di negara-negara mereka.[2]. Ayat tersebut juga mengandung makna bahwa Allah menciptakan bagi manusia bahan-bahan untuk dijadikan rumah, serta mengilhami mereka cara pembuatannya. Ilham membuat rumah merupakan tangga pertama
bagi
bangunnya
peradaban
umat
manusia
sekaligus
merupakan upaya paling dini dalam membentengi diri manusia guna memelihara kelanjutan hidup pribadi, bahkan jenisnya. Dengan demikian, ini adalah nikmat yang sangat besar.[3] Kata bait pada mulanya digunakan untuk arti tempat berada di waktu malam, baik tempat itu berupa bangunan permanen ataupun tidak II - 73
permanen. Namun kemudian makna ini berkembang menjadi tempat tinggal baik pada waktu malam maupun siang hari. Kata sakanan, terambil dari kata sakana yang berarti tenang setelah sebelumnya bergejolak. Rumah juga disebut dengan kata tersebut karena rumah berfungsi memberi ketenangan bagi penghuninya setelah seharian bergulat dengan beraneka ragam problematika diluar rumah. Dirumah seseorang juga bisa beristirahat melepas lelah dan terhindar dari bahaya binatang buas. Dalam Tafsir Al-Ghazin disebutkan bahwa rumah itu ada dua macam pertama rumah yang tidak bisa dipindah (permanen) seperti rumah yang terbuat dari batu dan lain sebagainya ini adalah kandungan ayat: Dan Allah menjadikan rumah-rumah bagimu sebagai tempat tinggal .Kedua rumah yang bisa dibawa kemana-mana seperti tenda yang terbuat dari kulit hewan ternak. Dan inilah yang dimaksud dalam firman Allah: Dia menjadikan bagimu rumah rumah dari kulit hewan ternak. Firman Allah yang berarti : Dia menjadikan bagimu rumah-rumah dari kulit hewan ternak, dijadikan dasar oleh ulama tentang bolehnya memanfaatkan kulit hewan yang mati karena disembelih ataupun tidak. Tetapi tentu saja disamak dahulu agar kulit tersebut menjadi suci dan dapat digunakan. Imam Ahmad Abu Hanifah berpendapat kulit hewan yang mati tidak disembelih secara syara’ tidak dapat dimanfaatkan sama sekali, karena menurutnya kulit tersebut sama dengan bangkai. Namun menurut al-Qurtuby pendapat Iman Ahmad Abu Hanifah ini terbantahakan
dengan
riwayat-riwayat
yang
memperbolehkan
mengambil manfaatnya setelah disamak. Walaupun demikian kulit babi dan kulit anjing tidak dapat diambil manfaatnya. Tetapi ada sebagian ulama ada yang berpendapat boleh, akann tetapi Quraish Shihab berpandangan pendapat ini sangat lemah. Potongan ayat إِ َقا َم ِت ُكم
َتسْ َت ِخ ُّفو َن َها َي ْو َم َظعْ ِن ُك ْم َو َي ْو َم,
maksudnya agar
kalian mudah dan ringan ketika membawanya baik ketika kalian dalam
II - 74
perjalanan untuk keperluan mencari air dan mengembala maupun ketika kalian bermukim disuatu tempat tertentu. Pada intinya tidak memberatkan ketika dibawa bepergian ataupun ketika bermukim.[7]
َ َ َ Tafsir potongan ayat ار َها أَ َث ًاثا ِ ار َها َوأ ْش َع ِ َومِنْ أصْ َوا ِف َها َوأ ْو َب, maksudnya dari bulu domba, bulu unta dan bulu kambing, alat-alat rumah tangga. Kataatsatsan menurut pendapat Ibnu Abbas berarti maal (harta benda), sedang Imam Mujahid mengartikannya dengan peralatan. Al-Qatiby berpendapat makna atsatsan adalah harta benda yang mencangkup unta, kambing, budak dan peralatan atau barang dagangan.
َو َم َتا ًعا إِلَى حِين, kesenangan
sampai waktu (tertentu). Kata illa hiinin
menurut Ibnu Abbas dan Imam Mujahid, berarti menggunakan dan bersenang-senang
menggunakan
alat-alat
diatas
sampai
ajal
menjemput atau mati. Berbeda dengan pendapat kedua ulama tersebut, Imam Muqatil menyatakan maksudnya bukan sampai mati tetapi sampai barang-barang itu rusak.
II - 75
BAB lII METODOLOGI
3.1
Lokasi Alamat lokasi
3.2
: Kota Bukit Indah Karawang
Teknik Pengumpulan Data Untuk mencapai maksud dan tujuan studi ini, dilakukan beberapa tahapan sebagai berikut : Tahapan pertama adalah melakukan review, studi pustaka dan jurnaljurnal yang terkait dengan struktur tower SST dan pondasi tower yang akan dianalisis. Tahapan kedua adalah mengetahui lokasi proyek yang akan dianalisis. Tahapan ketiga adalah pengumpulan data-data. Data yang diperoleh : 1. Data sondir 2. Data SPT 3. Data laboratorium 4. Data gambar Tahap keempat adalah mengadakan analisis data struktur tower dengan data di atas sehingga didapat beban maksimum tower. Tahapan kelima adalah mengadakan analisis terhadap perhitungan pondasi yaitu pondasi tiang dan pondasi rakit. Tahapan keenam menganalisis perhitungan yang dilakukan dan kesimpulan.
III - 1
1. Data Sondir
Gambar 3.1 Data grafik sondir
III - 2
III - 3
III - 4
Gambar 3.2 Rekapitulasi data sondir
III - 5
2. Data boring log
III - 6
Gambar 3.3 Data boring log
III - 7
3. Data properties tanah
Gambar 3.4 Data index properties tanah
III - 8
4. Data triaxial compression test
Gambar 3.5 Data triaxial compression test
III - 9
5. Data liquid and plastic limit determination
Gambar 3.6 Data liquid dan plastic limit detemination
III - 10
6. Data konsolidasi tanah
Gambar 3.7 Data konsolidasi tanah kedalaman 2-6 meter
III - 11
Gambar 3.8 Data konsolidasi tanah kedalaman 6-12 meter
III - 12
3.3
Data yang Diperlukan
3.3.1 Gambar detail bangunan tower Gambar yang dianalisis adalah gambar struktur tower yang meliputi : outline tower, detail antenna, denah pondasi tiang, detail pondasi tiang dan data lain yang diperlukan yang ada pada lembar lampiran tugas akhir.
3.3.2 Hasil uji penyelidikan tanah Pada proyek pembangunan tower SST Astra Honda Motor Karawang, penyelidikan tanah yang dilakukan adalah penyelidikan lapangan (in situ test) yang terdiri dari dari Standard Penetration Test (SPT) dan uji laboratorium. Dari hasil penyelidikan tanah tersebut dapat mengetahui letak tanah keras yang akan digunakan untuk menganalisis pondasi.
3.3.3 Data teknis Data teknis yang diperoleh dari konsultan adalah sebagai berikut : Model struktur tower : Tower SST kaki 4 Tinggi tower : 102 meter Antenna menggunakan tipe solid diameter 1,8 meter jumlah 12 buah Panjang pondasi tiang pancang : 9 m Diameter tiang pancang : Ø 500 mm Jenis pondasi tiang : Spun pile K – 400 Pondasi beton : K – 225
3.4
Analisis pembebanan bangunan atas Analisis pembebanan menggunakan program aplikasi komputer yaitu MS. Tower versi 6.2. Analisis pembebanan sangat diperlukan untuk mengetahui beban yang diterima pondasi dari analisis program (MS Tower) maka dapat dianalisis dimensi, stabilitas, penurunan pondasi tiang ataupun pondasi rakit yang diperlukan.
III - 13
3.5
Bagan Alir Penelitian Mulai
Data Teknis
Studi Literatur
Data Tanah
Analisa Beban Struktur Atas dengan MS. Tower
Analisa Dimensi
Analisa Dimensi
Pondasi Rakit
Pondasi Tiang Pancang
Tidak
Tidak Stabilitas Kapasitas Daya Dukung, Guling, Geser, Ya Penurunan dan uplift
Ya
Stabilitas Kapasitas Daya Dukung, Guling, Geser, Penurunan dan uplift
Analisis Perbandingan
Ya
Kesimpulan
Selesai Gambar 3.9 Bagan alir penelitian
III - 14
BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN
4.1
Analisa Pembebanan
4.1.1 Beban mati Beban mati yang dihasilkan dari MS. Tower ditunjukkan pada tabel berikut : Tabel 4.1 Beban mati No
Jenis Panel Tower
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
EA 50 x 50 x 5 EA 60 x 60 x 6 EA 70 x 70 x 7 EA 80 x 80 x 8 EA 90 x 90 x 9 EA 100 x 100 x 10 EA 120 x120 x 12 EA 130 x 130 x 12 EA 150 x 150 x 12 EA 150 x 150 x 15 EA 200 x 200 x 15 EA 200 x 200 x 20 STA 200 x 200 x 20 + 120 x 11 STA 200 x 200 x 20 + 120 x 12 STA 200 x 200 x 20 + 150 x 12
13 14 15
Panjang Panel (m1) 658,1 1.204,2 526,3 786,9 167,0 486,3 235,7 14,0 40,1 60,1 60,1 88,2
Berat (kg) 2.479,9 6.532 3.846,4 7.597,8 2.031,4 7.252,8 5.089,2 327,7 1.094,8 2.029,2 2.725,3 5.280,9
48,1
3.931,2
24,0
1.965,6
26,0
2.278,5
Total
54.462,6
IV - 1
4.1.2 Beban antenna Beban antenna yang dihasikan dapat dilihat pada tabel 4.2. Tabel 4.2 Berat antenna No Level (m)
Antenna
Luas
Azimut
(m2)
Berat (kg)
1
101
Ø 1.8m Microwive
1,310
450
127
2
101
Ø 1.8m Microwive
1,310
1350
127
3
101
Ø 1.8m Microwive
1,310
2250
127
4
101
Ø 1.8m Microwive
1,310
3150
127
5
99
Ø 1.8m Microwive
1,310
450
127
6
99
Ø 1.8m Microwive
1,310
1350
127
7
99
Ø 1.8m Microwive
1,310
2250
127
8
99
Ø 1.8m Microwive
1,310
3150
127
9
97
Ø 1.8m Microwive
1,310
450
127
10
97
Ø 1.8m Microwive
1,310
1350
127
11
97
Ø 1.8m Microwive
1,310
2250
127
12
97
Ø 1.8m Microwive
1,310
3150
127
Total
1.524
4.1.3 Beban bordes, tangga, kabel tray dan platform Beban bordes dapat dilihat pada tabel 4.3. Tabel 4.3 Berat bordes No
Jenis Bahan
Perhitungan
Berat (Kg)
1
Siku 50 x 50 x 5
1 pcs x 1,975m x 3,77 kg/m
7,446
2
Siku 40 x 40 x 4
2 Pcs x 0,671m x 2,42 kg/m
3,248
3
Plat t = 6mm
0,4467 m2 x 4,53 kg/m2
2,042
Total
12,72
IV - 2
Beban tangga dan kabel tray dapat dilihat pada tabel 4.4. Tabel 4.4 Berat tangga No
Jenis Bahan
Perhitungan
Berat (Kg)
1
Siku 60 x 60 x 6
2 pcs x 1,0 m x 5,42 kg/m
10,840
2
Siku 50 x 50 x 5
2 Pcs x 1,0 m x 3,77 kg/m
7,540
3
Besi Ø 19mm
(10/3)pcs x 0,4m x 2,22 kg/m
2,966
4
Tray 40 x 4
2 pcs x 0,5m x 1,256 kg/m
1,256
3pcs x 1m x 1,256kg/m
3,768
Tray 40 x 4
2pcs (0,16+0,35+0,47)/m x
2,462
(Arah Horizon)
1,256/m
(Step Feeder) 5
Tray 40 x 4 (Arah Vertikal)
6
Total
28,83
Beban Platform dapat dilihat di tabel 4.5 Tabel 4.5 Berat platform No
Jenis Bahan
Perhitungan
Berat (Kg)
1
Siku 50 x 50 x 5
6 pcs x 1,0m x 3,77 kg/m
22,620
2
Siku 40 x 40 x 4
((3 Pcs x 1,568m)+(6pcs x
30,695
0,865m)+(6pcs x 0,465)) x 2,42 kg/m 3
Plat t = 6mm
0,882 m2 x 4,53 kg/m2
3,995 Total
57,31
IV - 3
4.1.4 Beban angin 1. Bordess
Gambar 4.1 Bordes Depan : 1. Siku L50x50x5 = 1pcs * 1.975 m * 0.05 m = 0.099 m2 Af = 0.099 m2 Samping : 2. Siku L40x40x4 = 2pcs*0.671m*0.04m = 0.054 m2 As = 0.054 m2 Tabel 4.6 Data input antenna pada program M.S Tower Nama
Mass
Af
As
Kg/m
m2/m
m2/m
0,099
0,054
Bordess 12,717
Aice
Shape
0
1
Note :Reference from Standard Design Tower Telkomsel 2004
IV - 4
2. Ladder & Tray
Gambar 4.2 Ladder dan tray Depan : 1. Besi siku L60x60x6
= 2pcs * 1 m * 0,06 m = 0,120 m2
2. Besi siku L50x50x5
= 2pcs * 1 m * 0.05 m = 0,100 m2
3. Step Ladder RB Ø 19mm = (10/3)pcs * 0,019m * 0,38m *0,8 = 0,019 m2 4. Step Feeder FB 40x4
= 2pcs * 0,04m * 0,3m = 0,024 m2
5. Cage Ver. FB 40x4
= (1pcs*1m*0.040m)+(2pcs*1m*0.004m) = 0.048 m2
6. Cage Hor. FB 40x4
= (1pcs*0.040m*0.6m)*0.6+(2*0.10*0.040) = 0.022 m2
Total luas permukaan ladder dan tray dari depan (Af) adalah (Af)
= 0,120+0,1+0,019+0,024+0,048+0,022 = 0.334 m2
Samping : 1. Siku L60x60x6 = 2pcs*1m*0.06m = 0.120 m2 2. Siku L50x50x5 = 2pcs*1m*0.05m = 0.100 m2 3. Cage Ver. FB 40x4 = (2pcs*1m*0.040m)+(1pcs*1m*0.004m) = 0.084 m2
IV - 5
Cage Hor. FB 40x4 =(2pcs*0.040m*0.3m)*0.8+(2pcs*0.040*0.350m) = 0.047 m2 Total luas permukaan ladder dan tray dari side (As) adalah (As)
= 0,120+0,10+0,084+0,047 = 0.351 m2
Tabel 4.7 Data input ladder dan tray di M.S Tower Nama Bordess
Mass Kg/m 28,832
Af m2/m 0,334
As m2/m 0,351
Aice 0
Shape 1
Note :Reference from Standard Design Tower Telkomsel 2004 3. Platform
Gambar 4.3 Platform
Depan : 1. SikuL50x50x5 = 6pcs * 0.952 m * 0.05 m = 0.286 m2 2. Main Member L40x40x4 = (3pcs*1.478m*0.04 m)+(6pcs*0.375m* 0.04 m) = 0.267 m2 IV - 6
Total luas permukaan platform dari depan (Af) adalah (Af)
= 0,286 + 0,267 = 0.553m2
Samping : 1. Siku L50x50x5 = 4pcs*0.952m*0.05m = 0.190 m2 2. Siku L40x40x4 = 6pcs*0.775m*0.04m = 0.186 m2 Total luas permukaan ladder dan tray dari side (As) adalah (As)
= 0,190+0,186 = 0.376m2
Tabel 4.8 Data input platform di M.S Tower Nama
MassKg/m AfM2/m
As (M2/m)
Aice
Shape
Bordess
57,311
0,376
0
1
0,553
Note :Reference from Standard Design Tower Telkomsel 2004
IV - 7
Tabel 4.9 Kode pembebanan Kode
Beban
100
WEIGHT OF TOWER PLUS ANCILLARIES
200
WIND AT 0 TO X AXIS
220
WIND AT 45 TO X AXIS
240
WIND AT 90 TO X AXIS
260
WIND AT 135 TO X AXIS
280
WIND AT 135 TO X AXIS
300
WIND AT 180 TO X AXIS
320
WIND AT 225 TO X AXIS
340
WIND AT 270 TO X AXIS
500
MAX. TOWER WEIGHT
520
TENSION: WIND AT 0 TO X AXIS
540
COMPRES: WIND AT 0 TO X AXIS
560
WIND AT 45 TO X AXIS
580
COMPRES: WIND AT 45 TO X AXIS
600
TENSION: WIND AT 90 TO X AXIS
620
COMPRES: WIND AT 90 TO X AXIS
640
TENSION: WIND AT 135 TO X AXIS
660
COMPRES: WIND AT 135 TO X AXIS
680
TENSION: WIND AT 180 TO X AXIS
700
COMPRES: WIND AT 180 TO X AXIS
720
TENSION: WIND AT 225 TO X AXIS
740
COMPRES: WIND AT 225 TO X AXIS
760
TENSION: WIND AT 270 TO X AXIS
780
COMPRES: WIND AT 270 TO X AXIS
800
TENSION: WIND AT 315 TO X AXIS
820
COMPRES: WIND AT 315 TO X AXIS
Support reaksi disebabkan oleh kombinasi beban mati dan angin dengan kecepatan angin maksimal 120 km/jam berdasarkan pada peraturan
TIA/EIA-222-F-1996,
sedangkan
untuk
reaksi
putar
(rotation) dan perpindahan (displacement) dengan kecepatan angin operasional 84 km/jam berdasarkan pada peraturan TIA/EIA-222-F1996. IV - 8
Tabel 4.10 Support reaksi pada beban maksimal (V=120 km/h) Case 100
Resultant 200
Resultant 220
Resultant 240
Resultant 260
Resultant 280
Resultant 300
Resultant 320
Resultant
Node 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851
FX -9.745 -9.745 9.745 9.745 118.046 118.002 118.046 118.002 472.096 46.918 131.976 46.918 131.976 357.789 -57.002 57.002 -57.002 57.002 -132.01 -46.884 -132.01 -46.884 -357.789 -118.046 -118.002 -118.046 -118.002 -472.096 -46.918 -131.976 -46.918 -131.976 -357.789 57.002 -57.002 57.002 -57.002 -
FY 9.745 -9.745 -9.745 9.745 -57.002 57.002 -57.002 57.002 46.884 132.01 46.884 132.01 357.789 118.002 118.046 118.002 118.046 472.096 131.976 46.918 131.976 46.918 357.789 57.002 -57.002 57.002 -57.002 -46.884 -132.01 -46.884 -132.01 -357.789 -118.002 -118.046 -118.002 -118.046 -472.096
FZ MX MY 154.386 0.168 0.188 154.386 -0.188 0.168 154.386 -0.168 -0.188 154.386 0.188 -0.168 617.543 -1163.534 -1.292 0.154 -1163.561 1.438 0.145 1163.535 -1.292 0.154 1163.561 1.438 0.145 -0.002 25351.98 0.02 -1.109 1.228 -1737.509 0.928 -0.829 -0.02 -1.109 1.228 1737.509 0.928 -0.829 - -18929.01 18929.01 1163.561 -0.145 1.438 -1163.535 -0.154 -1.292 -1163.561 -0.145 1.438 1163.535 -0.154 -1.292 - -25351.98 1737.509 0.829 0.928 0.02 -1.228 -1.109 -1737.509 0.829 0.928 -0.02 -1.228 -1.109 - -18929.01 -18929.01 1163.535 1.292 -0.154 1163.561 -1.438 -0.145 -1163.535 1.292 -0.154 -1163.561 -1.438 -0.145 0.001 -25351.98 -0.02 1.109 -1.228 1737.509 -0.928 0.829 0.02 1.109 -1.228 -1737.509 -0.928 0.829 - 18929.01 -18929.01 -1163.561 0.145 -1.438 1163.535 0.154 1.292 1163.561 0.145 -1.438 -1163.535 0.154 1.292 - 25351.98 0.002
MZ -0.001 -0.001 -0.001 -0.001 -0.457 0.463 0.457 -0.463 -0.727 0.004 0.727 -0.004 -0.463 -0.457 0.463 0.457 -0.004 -0.727 0.004 0.727 0.457 -0.463 -0.457 0.463 0.727 -0.004 -0.727 0.004 0.463 0.457 -0.463 -0.457 -
IV - 9
Case 340
Node
Resultant 520
Resultant 540
Resultant 560
Resultant 580
Resultant 600
Resultant 620
Resultant 640
Resultant
FY
2803
132,01
2811
46,884
2831
132,01
2851
46,884
-46,918
357,789
-357,789
Resultant 500
FX
FZ
MX
-0,928
MZ
-131,976
-1737,51
-46,918
-0,02
1,228
1,109
0,727
-131,976 1737,509
-0,829
-0,928
-0,004
1,228
1,109
-0,727
0 18929,01 18929,01
0
0,02
-0,829
MY
0,004
2803
-11,694
11,694
183,455
0,201
0,226
-0,001
2811
-11,694
-11,694
183,455
-0,226
0,201
-0,001
2831 2851
2803 2811 2831
11,694 11,694 107,811 107,766 127,301 127,257 470,135 106,836 106,792 128,276 128,231 470,135 36,784 121,842 56,274 141,332 356,232 35,809 120,867 57,248 142,307 356,232 -66,747 47,257 -47,257 66,747 -67,722 46,282 -46,282 67,722 -141,366 -56,24 -121,876
-11,694 11,694 -47,257 47,257 -66,747 66,747 -46,282 46,282 -67,722 67,722 56,24 121,876 36,749 141,366 356,232 57,214 120,902 35,775 142,341 356,232 127,257 107,811 107,766 127,301 470,135 128,231 106,836 106,792 128,276 470,135 141,332 36,784 121,842
183,455 183,455 733,821 -1010,66 -1010,68 1316,414 1316,441 611,518 -995,367 -995,394 1331,702 1331,729 672,67 152,899 -1584,63 152,859 1890,389 611,517 168,187 -1569,34 168,147 1905,677 672,669 1316,441 -1010,66 -1010,68 1316,414 611,517 1331,729 -995,367 -995,394 1331,702 672,669 1890,389 152,899 -1584,63
-0,201 0,226 -1,124 1,25 -1,46 1,627 -0,001 -1,108 1,231 -1,477 1,646 -0,002 -0,941 0,74 -1,277 1,117 -18929 -0,925 0,721 -1,294 1,135 -18929 0,023 -0,342 -0,313 0,035 -25352 0,039 -0,361 -0,33 0,054 -25352 0,997 -1,416 0,661
-0,226 -0,201 0,342 0,313 -0,035 -0,023 25351,98 0,361 0,33 -0,054 -0,039 25351,98 1,416 -0,661 1,04 -0,997 18929,01 1,435 -0,644 1,021 -1,013 18929,01 1,627 -1,124 1,25 -1,46 0,001 1,646 -1,108 1,231 -1,477 1,117 -0,941 0,74
-0,001 -0,001 -0,458 0,462 0,456 -0,464 -0,458 0,462 0,456 -0,464 -0,728 0,003 0,726 -0,005 -0,728 0,003 0,726 -0,005 -0,464 -0,458 0,462 0,456 -0,464 -0,458 0,462 0,456 -0,005 -0,728 0,003
2851
-36,749
56,274
152,859
-1,04
-1,277
0,726
-356,232
356,232
611,517
-18929
-18929
2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851
-
IV - 10
Case 660
Resultant 680
Resultant 700
Resultant 720
Resultant 740
Resultant 760
Resultant 780
Resultant 800
Resultant 820
Resultant
Node 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851 2803 2811 2831 2851
FX -142,341 -57,214 -120,902 -35,775 -356,232 -127,301 -127,257 -107,811 -107,766 -470,135 -128,276 -128,231 -106,836 -106,792 -470,135 -56,274 -141,332 -36,784 -121,842 -356,232 -57,248 -142,307 -35,809 -120,867 -356,232 47,257 -66,747 66,747 -47,257 46,282 -67,722 67,722 -46,282 121,876 36,749 141,366 56,24 356,232 120,902 35,775 142,341 57,214 356,232
FY 142,307 35,809 120,867 57,248 356,232 66,747 -66,747 47,257 -47,257 67,722 -67,722 46,282 -46,282 -36,749 -141,366 -56,24 -121,876 -356,232 -35,775 -142,341 -57,214 -120,902 -356,232 -107,766 -127,301 -127,257 -107,811 -470,135 -106,792 -128,276 -128,231 -106,836 -470,135 -121,842 -56,274 -141,332 -36,784 -356,232 -120,867 -57,248 -142,307 -35,809 -356,232
FZ MX MY 1905,677 1,013 1,135 168,187 -1,435 -0,925 -1569,342 0,644 0,721 168,147 -1,021 -1,294 672,669 -18929,01 -18929,01 1316,414 1,46 0,035 1316,441 -1,627 0,023 -1010,655 1,124 -0,342 -1010,682 -1,25 -0,313 611,517 - -25351,98 1331,702 1,477 0,054 1331,729 -1,646 0,039 -995,367 1,108 -0,361 -995,394 -1,231 -0,33 672,669 - -25351,98 152,859 1,277 -1,04 1890,389 -1,117 0,997 152,899 0,941 -1,416 -1584,63 -0,74 0,661 611,517 18929,01 -18929,01 168,147 1,294 -1,021 1905,677 -1,135 1,013 168,187 0,925 -1,435 -1569,342 -0,721 0,644 672,67 18929,01 -18929,01 -1010,682 0,313 -1,25 1316,414 -0,035 1,46 1316,441 -0,023 -1,627 -1010,655 0,342 1,124 611,517 25351,98 -995,394 0,33 -1,231 1331,702 -0,054 1,477 1331,729 -0,039 -1,646 -995,367 0,361 1,108 672,669 25351,98 0,001 -1584,63 -0,661 -0,74 152,859 1,04 1,277 1890,389 -0,997 -1,117 152,899 1,416 0,941 611,517 18929,01 18929,01 -1569,342 -0,644 -0,721 168,147 1,021 1,294 1905,677 -1,013 -1,135 168,187 1,435 0,925 672,67 18929,01 18929,01
MZ -0,005 -0,728 0,003 0,726 0 -0,005 -0,728 0,003 0,726 0,456 -0,464 -0,458 0,462 0,456 -0,464 -0,458 0,462 0,726 -0,005 -0,728 0,003 0,726 -0,005 -0,728 0,003 0,462 0,456 -0,464 -0,458 0,462 0,456 -0,464 -0,458 0,003 0,726 -0,005 -0,728 -
IV - 11
Tabel 4.11 Resultan support reaksi tower pada beban maksimum V = 120 km/h FX
FY
FZ
MX
MY
MZ
(KN)
(KN)
(KN)
KN.M
KN.M
KN.M
472,096
472,096
733,821
25.352
25.352
-
Tabel 4.12 Reaksi putar (rotation) No
Height
LC
X-Rot
LC
Y_Rot
LC
Z-Rot
1
106
780
0,3643
680
0,3643
500
0,000
2
100
780
0,3634
700
0,3634
500
0,000
3
98,75
600
0,361
520
0,361
580
0,000
4
97,5
600
0,3586
680
0,3586
500
0,000
5
95
780
0,351
540
0,351
500
0,000
6
92,5
600
0,3394
680
0,3394
520
0,000
7
91,25
760
0,3318
520
0,3318
500
0,000
8
90
620
0,3242
540
0,3242
820
0,000
9
86,5
600
0,3077
680
0,3077
500
0,000
10
81,5
760
0,2858
520
0,2858
500
0,000
11
76,5
600
0,2618
680
0,2618
500
0,000
12
71,5
760
0,2401
520
0,2401
500
0,000
13
66,5
600
0,2173
680
0,2173
500
0,000
14
61,5
760
0,1925
520
0,1925
500
0,000
15
56,5
620
0,1743
700
0,1743
500
0,000
16
51,5
760
0,1539
520
0,1539
500
0,000
17
46,5
620
0,1345
700
0,1345
500
0,000
18
41,5
760
0,1181
520
0,1181
500
0,000
19
36,5
620
0,1029
700
0,1029
500
0,000
20
31,5
760
0,0854
520
0,0854
500
0,000
21
28,5
620
0,0759
540
0,0759
500
0,000
22
25,5
620
0,0658
700
0,0658
500
0,000
23
22,5
780
0,0581
700
0,0581
500
0,000
24
19,5
760
0,0499
520
0,0499
500
0,000
25
16,5
620
0,0427
700
0,0427
500
0,000
26
13,5
620
0,0351
700
0,0351
500
0,000
27
10,5
780
0,027
700
0,027
500
0,000
IV - 12
4.13 Reaksi perpindahan (displacement) Node
Case
X-Disp
Y-Disp
m 1
6
Z-Disp
m
m
X-Rotn rad
Y-Rotn rad
Z-Rotn rad
500
0
0
-0.0054
0.00005
0.00005
0
520
-0.6266
0
0.0051
-0.00001
-0.01893
0.00023
540
-0.6266
0
0.0046
-0.00001
-0.01893
0.00023
560
-0.4482
-0.4482
-0.0045
0.01336
-0.01328
0.00034
580
-0.4482
-0.4482
-0.0049
0.01336
-0.01328
0.00034
600
0
-0.6266
-0.014
0.01901
0.00009
0.00023
620
0
-0.6266
-0.0145
0.01901
0.00009
0.00023
640
0.4482
-0.4482
-0.0183
0.01342
0.01342
0
660
0.4482
-0.4482
-0.0188
0.01343
0.01343
0
680
0.6266
0
-0.014
0.00009
0.01901
-0.00023
700
0.6266
0
-0.0145
0.00009
0.01901
-0.00023
720
0.4482
0.4482
-0.0045
-0.01328
0.01336
-0.00034
740
0.4482
0.4482
-0.0049
-0.01328
0.01336
-0.00034
760
0
0.6266
0.0051
-0.01893
-0.00001
-0.00023
780
0
0.6266
0.0046
-0.01893
-0.00001
-0.00023
800
-0.4482
0.4482
0.0094
-0.01335
-0.01335
0
820
-0.4482
0.4482
0.0089
-0.01334
-0.01334
0
500
0
0
-0.0054
-0.00005
0.00005
0
520
-0.6266
0
0.0051
0.00001
-0.01893
-0.00023
540
-0.6266
0
0.0046
0.00001
-0.01893
-0.00023
560
-0.4482
-0.4482
0.0094
0.01335
-0.01335
0
580
-0.4482
-0.4482
0.0089
0.01334
-0.01334
0
600
0
-0.6266
0.0051
0.01893
-0.00001
0.00023
620
0
-0.6266
0.0046
0.01893
-0.00001
0.00023
640
0.4482
-0.4482
-0.0045
0.01328
0.01336
0.00034
660
0.4482
-0.4482
-0.0049
0.01328
0.01336
0.00034
680
0.6266
0
-0.014
-0.00009
0.01901
0.00023
700
0.6266
0
-0.0145
-0.00009
0.01901
0.00023
720
0.4482
0.4482
-0.0183
-0.01342
0.01342
0
740
0.4482
0.4482
-0.0188
-0.01343
0.01343
0
760
0
0.6266
-0.014
-0.01901
0.00009
-0.00023
780
0
0.6266
-0.0145
-0.01901
0.00009
-0.00023
800
-0.4482
0.4482
-0.0045
-0.01336
-0.01328
-0.00034
820
-0.4482
0.4482
-0.0049
-0.01336
-0.01328
-0.00034
IV - 13
Node 26
46
Case 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740
X-Disp 0 -0.6266 -0.6266 -0.4482 -0.4482 0 0 0.4482 0.4482 0.6266 0.6266 0.4482 0.4482
Y-Disp 0 0 0 -0.4482 -0.4482 -0.6266 -0.6266 -0.4482 -0.4482 0 0 0.4482 0.4482
Z-Disp -0.0054 -0.014 -0.0145 -0.0045 -0.0049 0.0051 0.0046 0.0094 0.0089 0.0051 0.0046 -0.0045 -0.0049
X-Rotn -0.00005 -0.00009 -0.00009 0.01328 0.01328 0.01893 0.01893 0.01335 0.01334 0.00001 0.00001 -0.01336 -0.01336
Y-Rotn -0.00005 -0.01901 -0.01901 -0.01336 -0.01336 0.00001 0.00001 0.01335 0.01334 0.01893 0.01893 0.01328 0.01328
Z-Rotn 0 -0.00023 -0.00023 -0.00034 -0.00034 -0.00023 -0.00023 0 0 0.00023 0.00023 0.00034 0.00034
760 780 800 820
0 0 -0.4482 -0.4482
0.6266 0.6266 0.4482 0.4482
-0.014 -0.0145 -0.0183 -0.0188
-0.01901 -0.01901 -0.01342 -0.01343
-0.00009 -0.00009 -0.01342 -0.01343
0.00023 0.00023 0 0
500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780 800
0 -0.6266 -0.6266 -0.4482 -0.4482 0 0 0.4482 0.4482 0.6266 0.6266 0.4482 0.4482 0 0 -0.4482
0 0 0 -0.4482 -0.4482 -0.6266 -0.6266 -0.4482 -0.4482 0 0 0.4482 0.4482 0.6266 0.6266 0.4482
-0.0054 -0.014 -0.0145 -0.0183 -0.0188 -0.014 -0.0145 -0.0045 -0.0049 0.0051 0.0046 0.0094 0.0089 0.0051 0.0046 -0.0045
0.00005 0.00009 0.00009 0.01342 0.01343 0.01901 0.01901 0.01336 0.01336 -0.00001 -0.00001 -0.01335 -0.01334 -0.01893 -0.01893 -0.01328
-0.00005 -0.01901 -0.01901 -0.01342 -0.01343 -0.00009 -0.00009 0.01328 0.01328 0.01893 0.01893 0.01335 0.01334 0.00001 0.00001 -0.01336
0 0.00023 0.00023 0 0 -0.00023 -0.00023 -0.00034 -0.00034 -0.00023 -0.00023 0 0 0.00023 0.00023 0.00034
Tabel 4.14 Maximum tower rotation dan displacement (beban operational V = 84 km/h) Tower Deformation of Tower Deformation of Twist Sway Tower Deformation of Deflection Design Limitation Design Limitation Displacement Limitation Status Status Status Degree Degree Degree Degree H/100 meter 0 0,5 Ok 0,36 0,5 Ok 0,63 1 Ok
IV - 14
Gambar 4.4 Beban yang bekerja pada pondasi
4.2
Pemodelan Pondasi Rakit Pada penelitian ini akan dianalisis pondasi rakit dengan tebal 1 meter dan 1,2 meter.
4.2.1 Kapasitas daya dukung tanah Perhitungan kapasitas daya dukung tanah dengan : 1. Tebal pondasi rakit 1 meter
Gambar 4.5 Pondasi rakit dengan tebal 1 meter
IV - 15
Diketahui B = 17 meter L = 17 meter Df = 1,5 meter D = 1,5 meter ( kedalaman tanah) c = 0,4 kg/cm2 = 39,227 kN/m2 ø = 5,800 ɣtanah = 1,738 t/m3 = 17,38 kN/m3 β0 = 930 - 900 = 30 Faktor daya dukung : Nq
=
Nq
= tan2 (45 + ½ * 5,8) 2,72π tan 5,8 = 1,685
Nc
= (Nq – 1) cot ø = (1,685 – 1) cot 5,8 = 6.744
Nγ
= 2 (Nq + 1) tan ø = 2 (1,685 + 1) tan 5,8 = 0,545
Fcs = 1,25
Fqs = 1.102 Karena Bila Df/B ≤ 1, maka menggunakan rumus
IV - 16
Fcd = 1,035
Fqd = 1,014
= 0,934
qu = 39,227 * 6,744 * 1,25 * 1,035 * 0,934 + 17,38 * 1,5 * 1,685 * 1,102 * 1,014 * 0,934 + 0,5 * 17,38 * 17 * 0,545 * 1,035 * 1 * 0,233 = 319,67 + 45,847 + 19,416 = 384,931 kN/m2 qa = qult / SF = 384,931 / 3 = 128,310 kN/m2 qa = 128,310 x (17 x 17) = 37.081,59 kN
IV - 17
2. Tebal pondasi 1,2 meter
Gambar 4.6 Pondasi rakit dengan tebal 1 meter Diketahui B = 17 meter L = 17 meter Df = 1,7 meter c = 0,4 kg/cm2 = 39,227 kN/m2 ø = 5,800 ɣtanah = 1,738 t/m3 = 17,38 kN/m3 β0 = 930 - 900 = 30 Faktor daya dukung : Nq
=
Nq
= tan2 (45 + ½ * 5,8) 2,72π tan 5,8 = 1,685
Nc
= (Nq – 1) cot ø = (1,685 – 1) cot 5,8 = 6.744
Nγ
= 2 (Nq + 1) tan ø = 2 (1,685 + 1) tan 5,8 = 0,545
IV - 18
Fcs = 1,25
Fqs = 1.102 Karena Bila Df/B ≤ 1, maka menggunakan rumus
Fcd = 1,04
Fqd = 1,016
= 0,934
IV - 19
qu = 39,227 * 6,744 * 1,25 * 1,04 * 0,934 + 17,38 * 1,7 * 1,685 * 1,102 * 1,016 * 0,934 + 0,5 * 17,38 * 17 * 0,545 * 1,04 * 1 * 0,233 = 321,212 + 52,062 + 19,51 = 392,784 kN/m2 qa = qult / SF = 392,784 / 3 = 130,928 kN/m2 qa = 130,928 x (17 x 17) = 37.838,192 kN
4.2.2 Penurunan pondasi rakit Perhitungan penurunan dengan : 1. Tebal pondasi rakit 1 meter Penurunan segera Nilai poisson’s ratio,
= 0,5 (dari data index properties tanah)
E = dari tabel 2.5, poisson’s ratio (0,2-0,50) didapat (20,7-41,4 MN/m2) yaitu 41,4 MN/m2 = 41.400 kN/m2 Penurunan menggunakan rumus Janbu et al. (1956) L/B = 17/17 = 1 Df/B = 1,5/17 = 0,088 Didapat gambar grafik 2.48 μ0 = 0,97 H/B = 8/17 = 0,47 L/B = 17/17 = 1 Didapat gambar grafik 2.48 μ1 = 0,26
IV - 20
Berat total bangunan atas dan pondasi (Pu) adalah : Pu
= berat total bangunan + pondasi
Pu
= 733,821 + (17 m x 17 m x 1 x 24 kN/m3 ) = 7.669,821 kN
qnetto diperoleh : Df
= kedalaman pondasi
qnetto = (Pu / A) – Df Ɣtanah = (7669,821/(17x17)) – (1,5 x 17,38) = 0,469 kN/m2
Si = 0,000485 m = 0,0485 cm
Penurunan konsolidasi p0 = 0,58 kg/cm2 (dari data konsolidasi tanah) pc = 1,30 kg/cm2 (dari data konsolidasi tanah) OCR = pc / p0 = 1,30 / 0,58 = 2,24 > 1 maka mengalami over consolidated. H = 6,5 m (tebal lapisan tanah lempung didapat dari data tanah) B1 = L1 = 17 meter
Bagian pondasi dibagi menjadi 4 luasan sama besar B1 = L1 = 17/2 = 8,5 m = n = B1/z = L1/z = 8,5/3,25 = 2,61 tambahan tekanan akibat beban pondasi ditengah lapisan lempung dihitung berdasarkan gambar 2.49 diperoleh I
= 0,24
Berat total bangunan atas dan pondasi (Pu) adalah : Pu
= berat total bangunan + pondasi IV - 21
Pu
= 733,821 + (17 m x 17 m x 1 x 24 kN/m3 ) = 7.669,821 kN
qnetto diperoleh : Df
= kedalaman pondasi
qnetto = (Pu / A) – Df Ɣtanah = (7669,821/(17x17)) – (1,5 x 17,38) = 0,469 kN/m2 Menentukan tambahan tekanan beban (Δp) Δp
=4ql = 4 x 0,469 x 0,24 = 0,450 kN/m2
Menentukan perubahan angka pori (Δe) Po’ = 0,58 Pc’ = 1,3 Δp = 0,45 P1 ‘ = po’ + Δp = 0,58 + 0,45 = 1,03 < pc’
Dari data grafik tanah konsolidasi didapat : e3 =
1,11
e4 =
1,2
p3’ = 8 p4’ = 0,25
IV - 22
Δe
= 0,0149
Menentukan koofisien kemampatan (mv) mv= mv= mv = 0,0133
Soed
= mv x Δp x H = 0,0133 x 0,45 x 6,5 = 0,038 m = 3,8 cm
Nilai μg dari tabel 2.5 adalah tanah dengan konsolidasi berlebihan diambil angka 0,7 Sc
= μg x Soed = 0,7 x 3,8 cm = 2,66 cm
Maka penurunan total S
= Si + Sc = 0,0485 + 2,66 = 2,7085 cm < 7,6 cm (Ok) berdasarkan tabel 2.7
2. Tebal pondasi rakit 1,2 meter Penurunan segera Nilai poisson’s ratio,
= 0,5 (dari data index properties tanah)
E = dari tabel 2.5, poisson’s ratio (0,2-0,50) didapat (20,7-41,4 MN/m2) yaitu 41,4 MN/m2 = 41.400 kN/m2 Penurunan menggunakan rumus Janbu et al. (1956) L/B = 17/17 = 1 Df/B = 1,7/17 = 0,1
IV - 23
Didapat gambar grafik 2.48 μ0 = 0,97 H/B = 8/17 = 0,47 L/B = 17/17 = 1 Didapat gambar grafik 2.48 μ1 = 0,26 Berat total bangunan atas dan pondasi (Pu) adalah : Pu
= berat total bangunan + pondasi
Pu
= 733,821 + (17 m x 17 m x 1,2 x 24 kN/m3 ) = 9.057,021 kN
qnetto diperoleh : Df
= kedalaman pondasi
qnetto = (Pu / A) – Df Ɣtanah = (9.057,021/(17x17)) – (1,7 x 17,38) = 1,793 kN/m2
Si = 0,00186 m = 0,186 cm
Penurunan konsolidasi p0 = 0,58 kg/cm2 (dari data konsolidasi tanah) pc = 1,30 kg/cm2 (dari data konsolidasi tanah) OCR = pc / p0 = 1,30 / 0,58 = 2,24 > 1 maka mengalami over consolidated. H = 6,5 m (tebal lapisan tanah lempung didapat dari data tanah) B1 = L1 = 17 meter Bagian pondasi dibagi menjadi 4 luasan sama besar B1 = L1 = 17/2 = 8,5 m = n = B1/z = L1/z = 8,5/3,25 = 2,61 IV - 24
tambahan tekanan akibat beban pondasi ditengah lapisan lempung dihitung berdasarkan gambar 2.49 diperoleh I
= 0,24
Berat total bangunan atas dan pondasi (Pu) adalah : Pu
= berat total bangunan + pondasi
Pu
= 733,821 + (17 m x 17 m x 1,2 x 24 kN/m3 ) = 9.057,021 kN
qnetto diperoleh : Df
= kedalaman pondasi
qnetto = (Pu / A) – Df Ɣtanah = (9.057,021/(17x17)) – (1,7 x 17,38) = 1,793 kN/m2
Menentukan tambahan tekanan beban (Δp) Δp
=4ql = 4 x 1,793 x 0,24 = 1,721 kN/m2
Menentukan perubahan angka pori (Δe) Po’ = 0,58 Pc’ = 1,3 Δp = 1,721 P1 ‘ = po’ + Δp = 0,58 + 1,721 = 2,301 > pc’
Dari data grafik tanah konsolidasi didapat : e3 =
1,11
e4 =
1,2
p3’ = 8 p4’ = 0,25
IV - 25
Δe
= 0,036
Menentukan koofisien kemampatan (mv) mv= mv= mv = 0,00846
Soed
= mv x Δp x H = 0,00846 x 1,721 x 6,5 = 0,0946 m = 9,46 cm
Nilai μg dari tabel 2.5 adalah tanah dengan konsolidasi berlebihan diambil angka 0,7 Sc
= μg x Soed = 0,7 x 0,662 cm = 6,62 cm
Maka penurunan total S
= Si + Sc = 0,186 + 6,62 = 6,806 cm < 7,6 cm (Ok) berdasarkan tabel 2.7
IV - 26
4.2.3 Tahanan gaya angkat (uplift) pada pondasi rakit Perhitungan gaya angkat (uplift) dengan : 1. Tebal pondasi rakit 1 meter Dari data di peroleh : Berat pondasi (Wp) = 17 m x 17 m x 1 x 24 kN/m3 = 6.936 kN Berat prisma tanah = γtanah x Bprisma x Lprisma x tinggi tanah = 17,38 x 17,577 x 17,577 x 0,5 = 2.684,783 kN Tahanan Gesek disisi tanah tergesek (Fr) Fr = c x A A = Lebar pondasi x 4 sisi tergesek (persegi) x tinggi tanah terangkat = 39,227 x (17 x 4 x 0,5) = 1.333,718 kN
Gambar 4.7 Luasan tanah yang terangkat Maka tahanan ultimit pondasi qu (tarik) : qu (tarik) = Wp + Wt + Fr = 6.936 + 2.684,783 + 1.333,718 = 10.954,501 kN Gaya angkat ijin pondasi qa : qa
= qu (tarik) / SF = 10.954,501 / 3 = 3.651,50 kN
q = Gaya angkat yang terjadi (output MS tower) q = 1.737,51 kN < qa = 3.651,50 kN (OK) IV - 27
2. Tebal pondasi rakit 1,2 meter Dari data di peroleh : Berat pondasi (Wp) = 17 m x 17 m x 1,2 x 24 kN/m3 = 8.323,2 kN Berat prisma tanah = γtanah x Bprisma x Lprisma x tinggi tanah = 17,38 x 17,577 x 17,577 x 0,5 = 2.684,783 kN Tahanan Gesek disisi tanah tergesek (Fr) Fr = c x A A = Lebar pondasi x 4 sisi tergesek (persegi) x tinggi tanah terangkat = 39,227 x (17 x 4 x 0,5) = 1.333,718 kN
Gambar 4.8 Luasan tanah yang terangkat
Maka tahanan ultimit pondasi qu (tarik) : qu (tarik) = Wp + Wt + Fr = 8.323,2 + 2.684,783 + 1.333,718 = 12.341,701 kN
Gaya angkat ijin pondasi qa : qa
= qu (tarik) / SF = 12.341,701 / 3 = 4.113,90 kN
q = Gaya angkat yang terjadi (output MS tower) q = 1.737,51 kN < qa = 4.113,90 kN (OK) IV - 28
4.2.4 Tegangan pondasi rakit Perhitungan tegangan dengan : 1. Tebal pondasi rakit 1 meter
Gambar 4.9 Eksentrisitas beban pondasi rakit
Dari data diperoleh P = 733,821 kN (berat tower) Wrakit = 17 m x 17 m x 1 x 24 kN/m3 = 6.936 kN Wtanah = γ B L Df = 17,38 kN/m3 x 17 m x 17 m x 1,5 m = 12.557,05 kN B
= 17 Meter
L
= 17 Meter
1. Tegangan Bruto akibat beban gravitasi
q = 26,54 + 4,875 + 4,875 = 36,29 kN < qa = 128,310 kN (Ok) 2. Tegangan netto akibat beban gravitasi
IV - 29
q = -16,91 + 4,875 + 4,875 = 7,16 kN < qa = 128,310 kN (Ok) 3. Tegangan bruto akibat beban gravitasi dan beban lateral
q = 26,54 + 30,961 = 57,50 kN /m2< qa = 128,310 kN/m2 (Ok)
2. Tebal pondasi rakit 1,2 meter
Gambar 4.10 Eksentrisitas beban pondasi rakit
Dari data diperoleh P = 733,821 kN (berat tower) Wrakit = 17 m x 17 m x 1,2 x 24 kN/m3 = 8.323,2 kN Wtanah = γ B L Df = 17,38 kN/m3 x 17 m x 17 m x 1,7 m = 8.538,794 kN B
= 17 Meter
L
= 17 Meter
IV - 30
2. Tegangan Bruto akibat beban gravitasi
q = 31,339 + 4,875 + 4,875 = 41,089 kN < qa = 128,310 kN (Ok) 4. Tegangan netto akibat beban gravitasi
q = 1,79 + 4,875 + 4,875 = 11,54 kN <
qa = 128,310 kN (Ok)
5. Tegangan bruto akibat beban gravitasi dan beban lateral
q = 31,339 + 30,961 = 62,30 kN /m2< qa = 128,310 kN/m2 (Ok)
4.2.5 Kontrol terhadap guling Perhitungan kontrol terhadap guling dengan : 1. Tebal pondasi rakit 1 meter Wg
= W rakit + W tower = 6.936 kN + 733,821 kN = 7.669,821 kN
Mg
= Wg x d = 7.669,821 x 8,5 = 65.193,48 kNm
ME
= 25.352 kNm (momen maksimum tower)
IV - 31
2. Tebal pondasi rakit 1,2 meter Wg
= W rakit + W tower = 8.323,2 kN + 733,821 kN = 9.057,021 kN
Mg
= Wg x d = 9.057,021 x 8,5 = 76.984,68 kNm
ME
= 25.352 kNm (momen maksimum tower)
4.2.6 Kontrol terhadap geser Perhitungan kontrol terhadap geser dengan : 1. Tebal pondasi rakit 1 meter Fr
= c A + Σ V’ tan Ø = (39,227 x 17 x 17) + 7.669,821 tan 5,80 = 11.336,603 + 779,072 = 12.115,675 kN
Fd
= 472,096 kN (gaya geser = output MS Tower)
IV - 32
2. Tebal pondasi rakit 1,2 meter Fr
= c A + Σ V’ tan Ø = (39,227 x 17 x 17) + 8.323,2 tan 5,80 = 11.336,603 + 845,44 = 12.182,043 kN
Fd
4.3
= 472,096 kN (gaya geser = output MS Tower)
Pemodelan Pondasi Tiang
Gambar 4.11 Pondasi tiang
4.3.1 Perhitungan daya dukung ijin tekan tiang tunggal 1. Perhitungan berdasarkan data sondir Data dukung ijin berdasarkan data sondir pada kedalaman 1 meter pada permukaan tanah : qc = 15 kg/cm2 = 150 ton/m2 Tf = 4,8 t/m1 Ap = ¼ π d2 = ¼ x 3,14 x 0,52 = 0,196 m2
IV - 33
Ast = π x d = 3,14 x 0,5 = 1,57 m FK1 = 3 FK 2 = 5 q=
+
q=
+
= 11,32 Ton
Perhitungan daya dukung tekan tiang berdasarkan sondir pada masing-masing kedalaman dapat dilihat pada tabel 4.15.
Tabel 4.15 Daya dukung tekan tiang berdasarkan data sondir Kedalaman (m) 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00
qc
Tf 2
(ton/m ) (ton/m) 150 4,8 220 11,4 200 17,4 200 24,4 220 32,4 160 37,2 110 41,8 100 47,6 210 56,4 260 63,2 290 70,8 550 80,2
Ap 2
(m ) 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196
Ast (m) 1,57 1,57 1,57 1,57 1,57 1,57 1,57 1,57 1,57 1,57 1,57 1,57
qall (ton) 11,3197 17,9713 18,5469 20,7449 24,5653 22,1475 20,321 21,4881 31,4471 36,8531 41,202 61,162
2. Perhitungan berdasarkan N-SPT Daya dukung ijin berdasarkan data N-SPT pada kedalaman 2 meter pada permukaan tanah : Ap = ¼ π d2 = ¼ x 3,14 x 0,52 = 0,196 m2
N=6 Ast = π x d = 3,14 x 0,5 = 1,57 m qc = 20 x 6 = 120 ton/m2 IV - 34
Pa
=
+
Pa
=
Pa
= 11,618 ton/m2
x
Perhitungan daya dukung tekan tiang berdasarkan data SPT pada masing-masing kedalaman dapat dilihat pada tabel 4.16. Tabel 4.16 Daya dukung tekan tiang berdasarkan data N-SPT li
Depth (m) 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00
qc
N
(m)
SPT 2 2 2 2 2 2
6 7 6 26 36 37
Ap 2
(ton/m ) 120 140 120 520 720 740
Ast
2
fi
lifi
Ʃ lifi
2
(m ) 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196
(m) (ton/m ) (ton/m) (ton/m) (ton) 1,57 6 12 12 11,618 1,57 7 14 26 17,3223 1,57 6 12 38 19,782 1,57 12 24 62 53,4847 1,57 12 24 86 74,104 1,57 12 24 110 82,9483
3. Berdasarkan kekuatan material Mutu beton yang dipakai K-500 = 500 kg/cm2 Tegangan ijin beton = 0,33 x
(SNI 7873 – 2012)
= 0,33 x 500 = 165 kg/cm2 = 1650 ton/m2 = 0,196 m2
Ap q
=
q
= 1650 x 0,196
qall
x Ap
= 323,4 ton
Tabel 4.17. Perbandingan daya dukung tekan tiang Metode
Daya dukung ijin tekan (ton)
Sondir
61,162
SPT
82,948
Mutu bahan
323,4
Daya dukung ijin yang dipakai adalah 61,162 ton = 611,62 kN IV - 35
4.3.2 Perhitungan daya dukung ijin tarik tiang 1. Data sondir Daya dukung ijin tarik berdasarkan data sondir pada kedalaman 1,00 meter di bawah permukaan tanah : Tf = 4,8 ton/m Ap = 0,196 m2 Ast = 1,57 m FK2 = 5 Wp
= Ɣbeton x (1/4 x π x d2) x h = 2,4 x 0,25 x π x 0,52 x 1 = 0,471 ton
q ta
=
+ Wp
= = 1,526 ton Perhitungan daya dukung tarik tiang berdasarkan data sondir pada masing-masing kedalaman bisa dilihat pada tabel 4.18. Tabel 4.18 Daya dukung tarik berdasarkan data sondir Kedalaman (m) 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00
Ap 2
(m ) 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196
Tf (ton/m) 4,8 11,4 17,4 24,4 32,4 37,2 41,8 47,6 56,4 63,2 70,8 80,2
Ast (m) 1,57 1,57 1,57 1,57 1,57 1,57 1,57 1,57 1,57 1,57 1,57 1,57
Wp (ton) 0,471 0,942 1,414 1,885 2,356 2,827 3,299 3,770 4,241 4,712 5,184 5,655
qta (ton) 1,526 3,448 5,238 7,248 9,478 11,004 12,486 14,232 16,638 18,604 20,745 23,283
IV - 36
2. Data N-SPT Daya dukung ijin tarik berdasarkan data SPT pada kedalaman 2,00 meter di bawah permukaan tanah :
N=6 Ast = π x d = 3,14 x 0,5 = 1,57 m qc = 20 x 6 = 120 ton/m2 Wp
= Ɣbeton x (1/4 x π x d2) x h = 2,4 x 0,25 x π x 0,52 x 2 = 0,942 ton
qta = 3,58 ton Perhitungan daya dukung tarik tiang berdasarkan SPT pada masingmasing kedalaman bisa dilihat pada tabel 4.19. Tabel 4.19 Daya dukung tarik berdasarkan data N-SPT Depth (m) 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00
li
N
qc
Ap 2
(m) 2 2 2 2 2 2
SPT (ton/m ) 6 120 7 140 6 120 26 520 36 720 37 740
2
(m ) 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196 0,196
Ast
fi
lifi
Ʃ lifi
2
wp
(m) (ton/m ) (ton/m) (ton/m) (ton) 1,57 6 12 12 0,9425 1,57 7 14 26 1,885 1,57 6 12 38 2,8274 1,57 12 24 62 3,7699 1,57 12 24 86 4,7124 1,57 12 24 110 6,5973
Tabel 4.20 Perbandingan daya dukung tarik Metode
Daya dukung ijin tarik (ton)
Sondir
23,283
SPT
11,873
Daya dukung ijin yang dipakai adalah 11,873 ton = 118,73 kN
IV - 37
qall (ton) 3,580 4,962 5,465 9,045 9,988 11,873
4.3.3 Perhitungan kapasitas dukung kelompok tiang
2500
Gambar 4.12 Pondasi tiang kelompok
Data yang diperoleh Lp
= 9 meter
B
= 15,5 meter
L
= 15,5 meter
Cu
= 0,4 kg/cm2 = 39,216 kN/m2
Cb
= 39,216 kN/m2 (homogen)
Lp/B = 9/15,5 = 0,58 Nc
= didapat dari gambar 2.56 adalah = 7,35
L/B
= 15,5/15,5 = 1
S’
= didapat dari gambar 2.55 = 1,15
IV - 38
m
=7
n
=7
SF
=3
Qg
= (2Lp (B+L)Cu + 1,3 Cb S’ Nc BL) x 1/SF = (2 x 9 x (15,5+15,5) x 39,216) + 1,3 x 39,216 x 1,15 x 7,35 x 15,5 x 15,5) x 1/3 = 41.803,30 kN
Effisiensi kelompok tiang dapat dihitung : D
= 0,5 m
m
=7
n
=7
s
= 2,5 m
θ
= arc tan (0,5 / 2,5) = 11,310
Eg= 1-θ Eg= 1- 11,31 Eg = 0,78 Daya dukung vertikal kelompok tiang adalah : = Eg x jumlah pile x daya dukung tiang = 0,78 x 49 x 611,62 kN = 23.376,11 kN Kapasitas kelompok tiang yang dipakai adalah 23.376,12 kN
4.3.4 Perhitungan beban maksimum tiang pada kelompok tiang Berat total bangunan atas dan pondasi (Pu) adalah : Pu
= berat total bangunan + pondasi
Pu
= 733,821 kN + (18 x 18 x 1,2 x 24) = 10.065,021 kN
My
= 25.352 kNm
IV - 39
Mx
= 25.352 kNm
Xmax
= 7,50 m
Ymax
= 7,50 m
ƩX2
= (7x2x7,52) + (7x2x52) + (7x2x2,52) = 1.225 m2
ƩY2
= (7x2x7,52) + (7x2x52) + (7x2x2,52) = 1.225 m2
nx
=7
ny
=7
np
= 49
= 205,41 ± 22,174 ± 22,174
Beban maksimum yang diterima tiang adalah : Pmaks = 205,41 + 22,174 + 22,174 = 253,758 kN ˂ 611,62 kN
(OK)
4.3.5 Perhitungan daya dukung horisontal Cu
= 0,4 kg/cm2 = 39,216 kN/m2
D
= 0,5 m
Lp
=9m
Hu = 9 Cu D (Lp – 3D /2) = 9 x 39,216 x 0,5 (9 – 3x0.5/2) = 1.455 kNm
IV - 40
Pada Hu tersebut terjadi momen yang terjadi pada tiang adalah : Mmax = Hu (Lp/2 + 3D/2) = 1.455 (9/2 + 3x0.5/2) = 7.638,75 kN < Momen maksimum tower = 25.352 kN Fx
= Gaya geser maksimum bangunan (output MS Tower)
Karena tiang pendek D/B < 20 maka gaya horisontal yang terjadi : Fx = 472,096 kN kN < Hu = 1.455 kN (Ok)
4.3.6 Perhitungan penurunan kelompok tiang
Gambar 4.13 Penyebaran tekanan beban pondasi tiang
IV - 41
1. Perhitungan penurunan segera kelompok tiang Jarak tiang tegak lurus bidang gambar pada kedalaman dasar pondasi ekivalen = (2/3) x 9 = 6 meter dengan penyebaran beban 1 : 4 sedangkan pada kedalaman selanjutnya 1 : 2 Dimensi pondasi rakit ekivalen : H = ½ x (tebal lapisan tanah dari pondasi ekivalen sampai batas lapisan kedua) + ½ (tebal lapisan selanjutnya) = ½ (12 - 9) + ½ (22 – 12) = 6,5 meter Menentukan B dan L ekivalen pada kedalaman 2/3 panjang tiang B = 15,5 + (1/4 x 6 x 2) = 18,5 meter L = 15,5 + (1/4 x 6 x 2) = 18,5 meter Tekanan pada dasar pondasi rakit ekivalen : Menentukan berat bangunan tower dan pondasi (Pt) didasar pondasi ekivalen tetap memakai dimensi pondasi yang ada hanya luasan pondasi ekivalen yang bertambah disebabkan penyebaran beban. Pt
= 733,820 + (24 x 18 x 18 x 1,2) = 10.065,02 kN
A
= 18,5 x 18,5 = 342,25 m2
q
=P/A = 10.065,02 / 342,25 = 29,408 kN/m2
Beban bekerja 2/3 tinggi tiang berada pada lapisan kedua maka lapisan pertama tidak perlu dihitung. Nilai poisson’s ratio,
= 0,5 (dari data index properties tanah)
E = dari tabel 2.5, poisson’s ratio (0,2-0,50) didapat (20,7-41,4 MN/m2) yaitu 41,4 MN/m2 = 41.400 kN/m2
Penurunan menggunakan rumus Janbu et al. (1956) H/B
= 6,5/18,5 = 0,351
IV - 42
Di dapat gambar grafik 2.58 μ1 = 0,20 L/B
= 18,5/18,5 = 1
Di dapat gambar grafik 2.58 μ0 = 0,85
Si = 0,00223 m = 0,223 cm
2. Perhitungan penurunan konsolidasi pondasi tiang Beban yang bekerja berada di lapisan kedua sehingga dapat dihitung : p0 = 0,74 kg/cm2 (dari data konsolidasi tanah) pc = 1,20 kg/cm2 (dari data konsolidasi tanah) OCR = pc / p0 = 1,20 / 0,74 = 1,62 > 1 maka mengalami over consolidated. H = 6,5 m (dari data tanah) B1 = L1 = 18,5 meter z = H/2 = 6,5/2 = 3,25
Bagian pondasi dibagi menjadi 4 luasan sama besar B1 = L1 = 18,5/2 = 9,25 (dimensi ekivalen) m = n = B1/z = L1/z = 9/3,25 = 2,769 tambahan tekanan akibat beban pondasi di tengah lapisan lempung dihitung berdasarkan gambar 2.49 diperoleh I
= 0,245
Berat total bangunan atas dan pondasi (Pu) adalah : Pu
= 733,821 + (18 m x 18 m x 1,2 x 24 kN/m3 ) = 10.065,021 kN
qnetto = (Pu / A) – D Ɣtanah
IV - 43
= (10.065,021/(18,5x18,5)) – (1,8 x 17,38) = 0,127 kN/m2
Menentukan tambahan tegangan (Δp) : Δp
=4ql = 4 x 0,127 x 0,24 = 0,122 kN/m2
Menentukan perubahan angka pori (Δe) : Po’ = 0,74 Pc’ = 1,2 Δp = 0,122 P1 ‘ = po’ + Δp = 0,74 + 0,122 = 0,862 < pc’
Dari data grafik tanah konsolidasi didapat : e3 =
0,76
e4 =
0,84
p3’ = 8 p4’ = 0,26
Δe
= 0,003563
Menentukan koofisiensi kemampatan (mv) : e0
= 1,055 (dari data tanah)
mv
=
IV - 44
mv
=
mv
= 0,0142
Soed
= mv x Δp x H = 0,0142 x 0,122 x 6,5 = 0,01126 m = 1,126 cm
Nilai μg dari tabel 2.5 adalah tanah dengan konsolidasi berlebihan diambil angka 0,7 Sc
= μg x Soed = 0,7 x 1,126 cm = 0,788 cm
Maka penurunan total S
= Si + Sc = 0,223 + 0,788 = 1,011 cm > 7,6 cm (Ok) berdasarkan tabel 2.7
4.3.7 Tahanan terhadap gaya angkat (uplift) pada kelompok tiang L
= 15,5 meter
B
= 15,5 meter
D
= 9 meter
Ɣtanah = 17,38 kN/m3 Cu
= 39,227 kN/m2
Wp
= W tanah + Wtiang + W pilecap = Ɣtanah x B x L x (2/3 x D) - Ɣtanah x ¼ π x (d)2 x 2/3 D x jumlah tiang + Ɣbeton x ¼ x π x d2 x tinggi tiang x jumlah tiang + Ɣbeton x Bpile cap x Lpile cap x tebal pilecap = (17,38 x 15,5 x 15,5 x (2/3 x 9)) – (17,38 x 0,25 x π (0,5)2 x 6 x 49) + (24 x 0,25 x π x 0,52 x 9 x 49) + (24 x 18 x 18 x 1,2) = 25.053,27 – 1.003,291+ 2.078,153 + 9.331,20 = 35.459,332 kN
IV - 45
qu(tarik) = 2 D Cu (L + B ) + W p = 2 x 9 x 39,227 (15,5 + 15,5) + 35.459,332 = 21.888,666 + 35.459,332 = 57.347,998 kN
qa
= qu (tarik) / SF = 57.347,998 / 3 = 19.115,999 kN
q = Gaya angkat yang terjadi (output MS tower) q = 1.737,51 kN < qa = 19.115,999 kN (OK)
4.3.8 Kontrol terhadap guling Wpondasi = (B x L x D x Ɣbeton) + ( ¼ x π x d2 x h x Ɣbeton) = (18 x18 x 1,2 x 24) + (0,25 x π x 0,52 x 9 x 24) = 9.373,611 kN Wg
= W pondasi + W bangunan = 9.373,611 kN + 733,821 kN = 10.107,432 kN
Mg
= Wg x d = 10.107,432 x 9 = 90.966,888 kNm
ME
= 25.352 kNm (output MS. Tower)
ME
= momen maksimum bangunan (output MS. Tower)
IV - 46
4.3.9 Kontrol terhadap geser Anetto = Luas pondasi tapak + luasan permukaan pondasi tiang – luasan pondasi tiang yang berada pada pondasi tapak = (B x L) + (π x d x h x n) - ( 1/4 π x d2 x n) = (18 x 18) + (π x 0,5 x 9 x 49) – (π x 0,5 x 49) = 939,752 m2 Fr
= c A + Σ V’ tan Ø = (39,216 x 939,732) + 10.107,432 tan 5,80 = 36.853,32 + 1.026,676 = 37.879,996 kN
Fd
= 472,096 kN (dari output MS. Tower)
Diagram analisis perhitungan kN kN
kN
kN
Gambar 4.14 Diagram analisis daya dukung
IV - 47
Gambar 4.15 Diagram analisis terhadap guling
Gambar 4.16 Diagram analisis terhadap geser
IV - 48
cm cm
cm
cm
Gambar 4.17 Diagram analisis penurunan kN
kN
kN
kN
Gambar 4.18 Diagram analisis gaya (uplift)
IV - 49
BAB V PENUTUP
Kesimpulan pada penelitian ini adalah : 1. Daya dukung pada pondasi tiang pancang sebesar 23.376,11 kN atau lebih kecil 36,96 % dari pondasi rakit tebal 1 meter sebesar 37.081,59 kN dan lebih kecil 38,22 % dari pondasi rakit dengan tebal 1,2 meter sebesar 37.838,192 kN. 2. Stabilitas guling dan geser pondasi tiang pancang lebih besar dari pondasi rakit. Faktor aman pondasi tiang pancang terhadap guling sebesar 3,59 atau lebih besar 39,69 % dari pondasi rakit tebal 1 meter sebesar 2,57 dan lebih besar 18,01 % dari pondasi rakit tebal 1,2 meter sebesar 3,04. Faktor aman terhadap geser pondasi tiang pancang sebesar 80,23 atau lebih besar 3,12 kali lipat dari pondasi rakit tebal 1 meter sebesar 25,66 dan lebih besar 3,11 kali lipat dari pondasi rakit tebal 1,2 meter sebesar 25,80. 3. Penurunan pada pondasi tiang pancang sebesar 1,011 cm atau lebih kecil 2,67 kali lipat dari pondasi rakit tebal 1 meter sebesar 2,7085 cm dan lebih kecil 6,73 kali lipat dari pondasi rakit tebal 1,2 meter sebesar 6,806 cm. 4. Tahanan terhadap gaya angkat (uplift) pada pondasi tiang pancang sebesar 19.115,999 kN atau lebih besar 5,23 kali lipat dari pondasi rakit tebal 1 meter sebesar 3.651,5 kN dan lebih besar 4,64 kali lipat dari pondasi rakit tebal 1,2 meter sebesar 4.113,90 kN.
V-1
DAFTAR PUSTAKA
Bowles, JE. (1988), Analisa dan Desain Pondasi, Jakarta : Erlangga. Budi G.S. (2011), Pengujian Tanah di Laboratorium Penjelasan dan Panduan, Yogyakarta : Graha Ilmu. Cahyani, RAT et. al. (2014), Studi Perbandingan Pondasi Rakit dengan Pondasi Tiang Straus pada Proyek Pembangunan Gedung Kuliah Bersama Universitas Brawijaya [online], vol 1 no. 2, 4 Oktober 2014. Hardiyatmo, H.C. (2010), Analisis dan Perancangan Pondasi Bagian II, Yogyakarta : Gajah Mada University Press. Hardiyatmo, H.C. (2011), Analisis dan Perancangan Pondasi Bagian I, Edisi Ke-2, Yogyakarta : Gajah Mada University Press. Mentang O.S et. al. (2013), Analisa Penurunan pada Pondasi Rakit Jenis Pelat Rata dengan Metode Konvensional [online], volume 1 no.11, 12 halaman, 21 Desember 2014. Pamungkas, H dan Harianti, E. (2013), Desain Pondasi Tahan Gempa, Yogyakarta : Andy Yogyakarta. Peck R.B et. al. (1973), Teknik Pondasi, Edisi ke-2, Yogyakarta : Gajah Mada University Press. Sarjono HS. (1988), Pondasi Tiang Pancang Jilid II, Surabaya : Sinar Wijaya Sheilla Fadila. (2013), Analisa Desain Struktur dan Pondasi Menara Pemancar Tipe “Self Supporting Tower” di Kota Palembang [online], volume 2 no. 4, 4 Desember 2014. Sitohang I.E.S. (2009), Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP dan KPP SUMBAGUT 1 Jalan Suka Mulia Medan. Soedarmo, GJ dan Purnomo E. (1993), Mekanika Tanah 1, Malang : Kanisius. Soleh M. (2008), Buku Ajar Rekayasa Pondasi, Politeknik Negeri Malang. Surjandari, NS (2013), Analisa Penurunan Pondasi Rakit pada Tanah Lunak [online], volume 2 no. 15, 20 Januari 2013.
VI-1
Telecomuncations Industry Association (1996), Structurals Standards for Steel Antenna Tower and Antenna Supporting Structures TIA/EIA222-F, American : Global Engineering Document. Trianda D. (2010), Buku Panduan Design Tower Menggunakan MS. Tower V6.
VI-2
View more...
Comments
