PERENCANAAN ULANH PERHITUNGAN BASEMENT
September 11, 2017 | Author: Igun Gunawan | Category: N/A
Short Description
Download PERENCANAAN ULANH PERHITUNGAN BASEMENT...
Description
PERENCANAA ULANGA BASEMENT GEDUNG HI-TECH CENTRE SURABAYA DENGAN DINDING
Oleh : Suwarno
Edited by....
Igun’z
0274-9194045
PERENCANAAN ULANG BASEMENT GEDUNG HI-TECH CENTRE SURABAYA DENGAN DINDING PENAHAN TANAH MODEL MODIFIED DIAPHRAGM WALL DAN PONDASI UTAMA BELL-SHAPED BORED PILE Oleh : Suwarno*)
Abstrak Semula Basement gedung Hitech Centre Surabaya direncanakan memakai dinding penahan basement model secant pile. System ini memiliki kelemahan yaitu rentan terhadap kebocoran air tanah, oleh sebab itu diusulkan desain ulang dinding penahan tanahnya dan pondasi utamanya. Type yang diusulkan adalah dinding diafragma yang dimodifikasi (modified diaphragm wall), dan pondasi utama type bell-shaped bored pile berukuran 2.5x Dshaft diujungnya. Modified diaphragm wall adalah inovasi kecil pada dinding diafragma konvensional yaitu dengan menaruh tiang pancang diantara panel-panel dinding diafragma untuk mentransfer semua beban aksial pada lapisan tanah kuat melalui pile. Dengan kata lain, panelpanel dinding diafragma akan lebih pendek dari dinding diafragma konvensional. Hasil perencanaan ulang adalah dinding diafragma dengan panel berdimensi 0.5 x 1.5 x 15 m3 dan PC pile persegi ukuran 50x50 cm2 yang dipancang sampai kedalaman -23m MT, serta bell-shaped bored pile dengan kedalaman 19 m dengan dimensi shaft 1.5 m dan dimensi bell 3.5 m. Ujung bell harus ditempatkan pada layer stiff clay, karena pembentukan bell hanya bisa pada clayey soil atau tanah lempung, dan tidak bisa dibuat pada lapisan pasir sepadat apapun. Kata kunci : basement, HTC, modified diaphragm wall, bell shaped bored pile, tiang straight, shaft PC pile. Sistim secant piles memiliki kelemahan PENDAHULUAN
utama, yaitu pada saat penggalian terdapat
Latar Belakang
banyak kebocoran air tanah pada bagian pile
Konstruksi struktur bawah tanah bukan
bentonite sehingga diperlukan adanya pekejaan
merupakan barang baru bagi dunia teknik sipil,
dinding pelapis tambahan untuk membuat sistim
namun dalam membuat sebuah struktur bawah
ini kedap air. Metode kombinasi antara dinding
tanah diperlukan kriteria tersendiri dalam
penahan tanah model secant piles dengan sistem
desainnya maupun pada tahap pengerjaanya
top-down merupakan salah satu dari alternatif
nanti.
yang dapat dikerjakan dalam kasus ini, namun Pada proyek pembangunan gedung Hi-
ada beberapa metode kombinasi lain yang
Tech Centre Surabaya. Selain mempunyai
cukup
struktur gedung 7 lantai keatas, direncanakan
basement di proyek HTC. Metode
pula gedung ini mempunyai 2 lantai di bawah
dimaksud ini lebih umum dilaksanakan, yaitu
tanah (basement) sampai kedalaman -7 m di
perbedaannya pada sistim penahan tanahnya
bawah muka tanah, yang digunakan sebagai
menggunakan
lahan parkir.
Sedangkan
tepat
untuk
sistim
sistem
kasus
pembangunan
diaphragm
pendukungnya
yang
wall. (support
system) tetap menggunakan top-down. Pada *) Dosen Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS dan Kepala Laboratorium Mekanika Tanah dan Batuan
diaphragm wall yang akan direncanakan ini diadakan
sedikit
modifikasi
dari
sistim
JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 3
diaphragm wall yang konvensional, begitu juga
TUJUAN
dengan sistim pondasi utamanya juga diadakan
1. Mendisain ulang struktur bawah tanah
redesign. Dengan ini maka penulis bermaksud
(basement) pada proyek gedung HTC
mendesain ulang dua komponen utama yang
Surabaya, yang meliputi diaphragm wall
ada dalam desain basement yaitu pondasi dan
yang dimodifikasi dengan penanaman tiang
sistem penahan tanahnya untuk mengetahui
pancang beton, pondasi utama berupa tiang
perbandingan kemudahan pelaksanaan dari
bor, dan pelat lantai basement
desain lama dengan desain baru yang diusulkan.
2. Menganalisa kestabilan diaphragm wall, dan tiang bor utama dan pelat-pelat lantai penunjang terhadap semua kemungkinan
RUMUSAN PERMASALAHAN Permasalahan-permasalahan di lapangan yang tercatat adalah sebagai berikut :
gaya yang bekerja. 3. Menganalisis defleksi pada tiang-tiang dan
x Kondisi site yang terletak di tengah-tengah bangunan yang permanent, sehingga tidak
dinding yang telah direncanakan. 4. Hasil akhir disain akan dibandingkan dengan disain yang sudah ada dalam hal kemudahan
memungkinkan pemakaian angker x Kondisi lingkungan yang ramai dengan
pelaksanaan dan spesifikasi disain.
orang x Site tidak terlalu luas
LINGKUP PEMBAHASAN
x Muka air tanah yang cukup tinggi
1. Perencanaan dilakukan di Proyek HTC
x Dinding penahan tanah harus juga mampu
Surabaya.
menerima gaya aksial dari kolom yang
2. Data yang digunakan adalah data sekunder
cukup besar.
3. Perencanan ulang meliputi :
x Sistim penahan tanah harus merupakan
x Perhitungan desain basement
dinding permanen yang sekaligus dapat
x Dilakukan perhitungan penulangan
digunakan sebagai dinding basement.
x Menganalisa kestabilan tiga komponen
Sehingga
perumusan
masalah
yang
ingin
utama basement dari desain baru
dipecahkan yaitu :
x Gambar desain
1. Menentukan disain struktur bawah tanah lain
x RAB tidak dihitung.
yang dapat menggantikan desain lama dengan
kelebihan
kemudahan
pelaksanaannya serta dapat
menjawab
x Direncanakan juga metode pelaksanaan dinding penahan
bor, serta metode top-down. Ringkasan
permasalahan-permasalahan di lapangan. 2. Mendapatkan sebuah disain yang tidak
tanah, pondasi tiang
pembahasan
yang
dilakukan
disajikan dalam Tabel 1.
hanya lebih mudah dalam pelaksanaannya namun
juga
memiliki
kestabilan
dan
kekuatan.
JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 4
Tekanan Tanah Aktif dan Pasif
Tabel 1. Perbandingan Desain yang Sudah Ada dengan Desain yang Baru.
Namun jika suatu dinding vertikal licin yang membatasi suatu massa tanah tersebut
Desain yang sudah
Desain yang baru
ada Diphragm
penahan tanah
dengan
Wall modifikasi
penanaman
tiang
tekanan
tanah
berkurang secara terus menerus. Dan akhirnya dicapai suatu keseimbangan plastis. Kondisi
pancang beton untuk
tersebut
daya
menurut rankine (1857) “Rankine’s active
dukung
pondasi. Pondasi Utama
bergerak,maka
horizontal dalam elemen tanah tersebut akan
Secant Pile
Sistim
diijinkan
kondisi
aktif
state”. Tekanan tanah yang bekerja pada
Tiang
tulangan
pelebaran
dinding tersebut (ıa) dinamakan tekanan tanah
penampang di ujung
aktif.
tulangan
dan lateral
dengan
sebagai
Tiang Bor dengan
memanjang
bor
dinamakan
tiang (bell-shaped).
Va
berbentuk spiral Support
Top
Down
System
Construction
Top
down
Down
construction
(lihat
V v u Ka 2c Ka
dimana Ka = koefisien tekanan tanah aktif Ka
metode pelaksanaan top-down pada sub
T· § tan 2 ¨ 45 $ ¸ 2¹ ©
Sedangkan keadaan tanah pasif adalah
bab 6.4)
apabila suatu dinding vertikal licin tak terhingga didorong masuk secara perlahan-lehan kearah DASAR TEORI.
dalam
Tekanan Lateral Tanah Keadaan Diam Bila
suatu
dinding
,maka
tegangan
horizontal
(ıh)akan bertambah secara terus menerus. Pada
bergerak
keadaan ini, keruntuhan tanah akan terjadi yang
membatasi suatu massa tanah ,maka massa
kita kenal sebagai kondisi tanah pasif menurut
tanah tersebut akan berada pada suatu keadaaan
Rankine (1857)
keseimbangan elastis (elastic equilibrium), rasio
Tekanan tanah yang bekerja pada dinding
antara tekanan arah vertikal dan horizontal
tersebut adalah tekan tanah pasif (ıp).
dinamakan koefisien
tidak
tanah
tekanan tanah dalam
Vp
keadaan diam (ko)
Ko
Kp
1 sin T (untuk tanah berbutir)
0.95 sin T
Coulomb (1776) Anggapan-anggapan dasar dalam teori
(untuk tanah lempung
terkonsolidasi secara normal)
T· § tan 2 ¨ 45$ ¸ 2¹ ©
Koefisien Tanah Aktif dan Pasif menurut
Menurut Brooker dan Ireland (1965)
Ko
V v u Kp 2c Kp
dimana Kp = koefisien tekanan tanah pasif
Vh Vv
Menurut Jaky (1944)
Ko
“Rankine’s passive state”.
tekan tanah Coulomb adalah sebagai berikut : 1.
Tanah adalah isotropic dan homogen yang mempunyai gesekan dan kohesi.
JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 5
2.
3.
kondisi
Bidang runtuh permukaan urugan balik
akan didapatkan dalam bentuk
adalah bidang datar
aD 3 bD 2 cD d
Adanya
gesekan
tanah
dengan
persamaan
0 , yang kemudian bisa
diselesaikan dengan trial & error.
dinding. Sudut gesekan ini dinamakan
Langkah 2
į
Menentukan tekanan tanah aktif dan pasif yang
keruntuhan
yang
dianggap
oleh
bekerja pada dinding turap. Dari sisi tanah pasif,
Coulomb diilustrasikan seperti Gambar 2.1
dipergunakan faktor keamanan sebesar 1.5 – 2. yaitu untuk tanah cohesionless digunakan sudut geser I’ .
tan I '
tan I SF
dimana
I’ = sudut geser efektif
SF = faktor keamanan (1.5-2) Gambar 2.1 : Kondisi Menurut Coulomb
Ka
sin 2 D I ª sin I G sin I E º sin D sin D G «1 » sin D G sin D E »¼ «¬
2
2
Ka
sin 2 D I ª sin I G sin I E º sin 2 D sin D G «1 » sin D G sin D E ¼» ¬«
Perhitungan
dinding
turap
2
dengan
metode free earth support Asumsi dari metode ini adalah : 1.
2.
Tiang
turap
dianggap
Gambar 2.2. Tekanan Aktif dan Pasif pada kaku
jika
Tanah Kohesif pada Kondisi Short-therm
dibandingkan dengan tanah sekitarnya
dimana :
Dinding turap dapat bergerak dengan
r = faktor adhesi = 1 Cw
cukup untuk menimbulkan tekanan tanah minimum aktif dan pasif.
c
Cw = adhesi antara lempung dan sheet pile Cw = 0.56
Langkah langkah perhitungan :
C = nilai kohesi tanah
Langkah 1 Besar kedalaman turap diwakili dengan variabel
Ka = koefisien tanah aktif (menurut rankine
D, yang kemudian akan dicari nilainya. Pada
dan Coulomb)
akhir perhitungan dengan metode ini, harga D JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 6
Kp = koefisien tanah pasif (menurut rankine dan Coulomb) Cu = cohesion undrained
Langkah 3 Menghitung kedalaman (D) turap Dengan cara MT = 0, atau dengan Mo = 0 bila tanpa jangkar Langkah 4 Gambar 2.3 Tekanan Lateral Tanah pada
Mencari gaya angker (T)
Dinding yang Diperkuat Bracing (Bowles,
Dengan cara Fx = 0
1982)
T =Ea - Ep Dimana : Ea = total gaya aktif yang bekerja akibat tanah maupun surcharge Ep = total gaya pasif yang bekerja. Tekanan lateral tanah pada braced evcavation wall Dinding yang diperkuat oleh bracing ataupun tie back difungsikan untuk menahan tekanan lateral tanah, namun dengan adanya bracing atau tie back yang menahan pergerakan dinding, tanah yang terdapat dibalik dinding tidak dalam keadaan aktif. Tekanan tanah lebih seperti pada keadaan diantara aktif dan at rest (Bowles 1982).
Gambar 2.4. Apparent diagram menurut Peck
Tekanan lateral tanah pada dinding yang
dan Tschebotariof (1973)
diperkuat dengan bracing ataupun tie back lebih tampak berbentuk trapezium daripada segitiga, lihat Gambar 2.3.
Pemilihan bentuk dan jenis pondasi Ada berbagai macam bentuk pondasi yang dapat digunakan. Untuk memilih bentuk pondasi yang memadai, perlu diperhatikan apakah pondasi itu cocok untuk berbagai keadaan di lapangan dan apakah pondasi itu memungkinkan
untuk
diselesaikan
secara
ekonomis sesuai dengan jadwal kerjanya. Bila JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 7
keadaan tersebut ikut dipertimbangkan maka
Tabel 2.1. Matrik I (Kombinasi antara Pondasi
dalam menentukan jenis pondasi, hal-hal berikut
dengan Retaining Wall) Tiang Bor
harus dipertimbangkan : 1.
Keadaan Tanah pondasi
2.
Batasan akibat konstruksi diatasnya (susperstructure)
3.
4.
Batasan-batasan
dari
sekelilingnya
Retaining Wall Secant
Pile/
C1(T.Bor &
C5( T. Pancang +
(lokasi proyek)
Continous Pile
Sec. Pile)
Sc. Pile)
Waktu dan biaya pekerjaan.
Diaphragm Wall
C2( T.Bor &
C6 ( T.Pancang +
Sheet Pile
C3(T. Bor &
Berikut ini akan diuraikan jenis-jenis
D. Wall)
pondasi yang sesuai dengan keadaan tanah
Sheet Pile)
pondasi yang bersangkutan. 1.
Tiang Pancang
Pondasi
D. Wall) C7( T. Pancang+Sheet Pile)
Bila tanah pendukung pondasi terletak
Soldier Pile
pada permukaan tanah atau 2-3 meter
C4 (T.Bor &
C8(T. Pancang+
Soldier P.)
Soldier P.)
di bawah permukaan tanah , maka pondasi
yang
digunakan
adalah
kombinasi antara Matrik I diatas dipasangkan
pondasi telapak 2.
Kemudian disusun Tabel kombinasi II, yaitu
Bila tanah pendukung pondasi terletak pada kedalaman sekitar 10 meter di
dengan sistem penunjang yang ada. Kombinasi II diberikan dalam Tabel 2.2.
bawah permukaan tanah maka yang digunakan adalah pondasi tiang atau pondasi tiang apung (sumuran). Jika menggunakan tiang maka tiang baja atau
tiang
beton
akan
kurang
ekonomis, karena tiang-tiang tersebut kurang panjang. 3.
Bila tanah pendukung pondasi terletak pada kedalaman sekitar 20-40 meter
Tabel 2.2. Matrik kombinasi II (Kombinasi Matrik I dengan Sistem Penunjang) Sistem penunjang
Top Down
Internal Bracing
(A)
(B)
C1-A
C1-B(tidak layak)
C2
C2-A
C2-B(tidak layak)
C3
C3-A(tidak
C3-B(tidak layak)
C4
C4-A(tidak
C5
C5-A(tidak
C6
C6-A(tidak
C7
C7-A(tidak
C8
C8-A(tidak
Hasil pada Matrik I C1
dibawah permukaan tanah maka yang digunakan adalah pondasi tiang, baik
layak) C4-B(tidak layak)
mungkin)
baja maupun beton.
C5-B(tidak layak)
mungkin)
Analisa pemilihan desain Tabel Kombinasi I, yaitu kombinasi antara sistem penahan tanah dengan pondasi dapat dilihat pada Tabel 2.1.
C6-B(tidak layak)
mungkin) C7-B(tidak layak)
mungkin) C8-B(tidak layak)
mungkin)
JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 8
Keterangan : - C1,C2,C3, C4….dst dapat dilihat pada Tabel 2.1 - Alasan tidak layak atas dasar sewa strut yang mahal
dasarnya
adalah
kolom
langsing
yang
digunakan unutk mentransfer beban dari super structure ke lapisan tanah keras. Tiang pancang pada umumnya memiliki diameter 750 mm atau
Analisa terhadap 16 hasil kombinasi Tabel 2.2 :
kurang,
ukuran
inilah
yang
membedakan dengan pondasi tiang bor ataupun
1. Kombinasi desain yang menggunakan tiang pancang sebagai pondasi untuk superstructure,
sebenarnya
mungkin
caisson. Tiang pancang bervariasi menurut jenis materialnya, antara lain tiang beton, tiang baja, ataupun kayu.
dilaksanakan namun jika dikombinasikan dengan support sistem top down menjadi tidak mungkin untuk dilakukan.
ada
Daya dukung tiang pancang didasarkan pada tahanan kulit tiang, tahanan ujung tiang, ataupun kombinasi dari keduanya.
2. Internal bracing mungkin dilaksanakan, namun
dimana
beberapa alasan yang
membuat metode ini tidak layak untuk dilaksanakan :
Perumusan kapasitas tiang pancang bedasarkan Metode Luciano Decourt (1982) QL
Qp Qs
Dimana :
x
Biaya sewa strut yang mahal
x
Bahaya lendutan strut yang terlalu
besar
QL = kapasitas tiang ultimit / maksimum Qp = kapasitas ujung tiang Qs = kapasitas gesekan tiang
3. Dinding turap sheet pile tidak mungkin untuk dilaksanakan karena kebanyakan sheet pile didesain untuk tidak menerima
QL
q p u Ap
N p u K u Ap
beban aksial super structure yang besar serta diperlukan sheet pile yang cukup
Dimana :
panjang.
QL
= Daya dukung tanah maksimum (ton)
Np
= Harga SPT disektar 4B diatas hingga 4B
4. Dinding turap soldier pile tidak mungkin umumnya
dibawah
soldier pile mempunyai kelemahan dalam
pondasi)
waterproofing antar soldier pile (rawan
K
dilaksanakan
karena
pada
bocor). Oleh karena itu, metode yang diambil adalah 2 (dua) metode yang sangat berpotensi layak
dilaksanakan
untuk
menjawab
permasalahan-permasalahan yang ada.
dasar
tiang
pondasi(B=diameter
= Koefisien karakteristik tanah : x
Untuk lempung = 12 t/m2
x
Untuk lanau berlempung = 20 t/m2
x
Untuk lanau berpasir = 25 t/m2
x
Untuk pasir = 40 t/m2
Ap
= Luas penampang ujung tiang
qp
= Tegangan diujung tiang
Pondasi Tiang Pancang Pondasi tiang pancang merupakan
Qs = qs x As = (Ns/3 +1) x As
salah satu bentuk pondasi dalam, dimana pada JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 9
Dimana :
(friction bearing capacity). Secara umum
Qs = Tegangan akibat tekanan lateral dalam
dirumuskan sebagai berikut :
2
Qp Qs
Qu
(t/m ) Ns = Harga rata-rata sepanjang tiang tertanam , dengan batasan : 3 N 50
Dimana :
As = Keliling x panjang tiang yang terbenam
Qu = kapasitas tiang ultimit / maksimum
(luas selimut tiang)
Qp = kapasitas ujung tiang Qs = kapasitas gesekan tiang
Pondasi Tiang Bor Pada dasarnya tiang bor atau drilled piers , digunakan untuk mengistilahkan tiang
Formula daya dukung Tiang Bor menurut Reese (1978).
yang dicor di tempat (cast in place pile) dengan cara mengebor lubang kemudian mengecornya
Pada tanah lempung (I = 0)
dengan beton. Pada umumnya tiang bor berdiameter diatas 750mm. Badan tiang pada Q ult =
umumnya berdiameter sama atau straight shaft atau terdapat pembesaran di dasar tiang.
Qsi Qp
Dimana :
¦ ¦
Ada beberapa keunggulan tiang bor jika
Qsi =
dibandingkan dengan tiang pancang yaitu: 1.
¦
Ds us u p'u'L
Karena memiliki kapasitas beban yang lebih besar, maka dibutuhkan tiang bor yang lebih sedikit jumlahnya dari pada
Qp = NccAp = 9 su.p Ap
tiang pancang untuk menahan beban yang
2.
3.
4.
bekerja dari suatu struktur.
ǹ
Tidak seperti halnya tiang pancang, pada
konstruksi tiang bor
konstruksi tiang bor tidak dibutuhkan
Su,s = Kuat geser undrained rata-rata sepanjang
adanya pile cap. Karena ukuran diameter
tiang ǻL
tiang bor yang cukup besar dapat lang
p’ = Keliling tiang
sung dihubungkan dengan kolom.
'L = Kedalaman tiang
Untuk kedalaman yang tidak terlalu besar,
Su,p = Kekuatan geser tanah undrained rata-rata
dapat diadakan inspeksi untuk melihat
pada
keadaan didasar pondasi
dibawah dasar tiang.
=
faktor
reduksi
berdasarkan
proses
0.5B diatas dasar tiang sampai 3B
Tiang bor dapat didesain untuk menahan beban lateral dan momen yang lebih besar.
Perhitungan daya dukung tiang pada didasarkan pada dua hal, yaitu tahanan ujung tiang (end bearing capacity) dan tahanan gesekan tiang JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 10
Tabel 2.3. Nilai Į untuk memperkirakan
Qp =
tahanan kulit tiang bor ditanah lempung. Į
Metode Konstruksi Metode
kering
menggunakan
0.5
lightweight slurry Dibor
q p Ap
Dp
dimana : qp = tekanan ujung maksimum, didasarkan pada loading test.
dengan
menggunakan
0.3
Lumpur bentonite
Tabel 2.5. Nilai qp Tanah Pasir
Tiang bell yang ujungnya terletak
Kepadatan pasir
pada tanah yang kekerasannya hampir
sama
dengan
qp (kPa)
tanah
0.3
disekitar kulit tiang
Dengan metode pengeboran
Pasir lepas
0
Pasir dengan
1600
kepadatan sedang
4000
Pasir padat
kering
0.15
Dengan pengeboran mengguna-
Įp = 2 x B (diameter tiang)
kan Lumpur bentonite Ujung tiang bor tertumpu pada
Formula lain untuk penghitungan daya
tanah yang memiliki kekerasan
0
yang jauh melebihi tanah disekitar kulit tiang
dukung tiang bor
Formula Hansen (1970). Untuk ujung pondasi pada pasir :
Pada tanah pasir Qu = Qs + Qp
Qa
Qs = K po’tan į x As
=
Ap ( cNcsc d c L' JNqsq d q 0.5B p N J sJ ) SF
Dimana K
= faktor tekanan lateral tiang
po’ = tegangan overburden efektif rata-rata į
= I untuk tiang bor dalam pasir
Untuk ujung pondasi lempung I = 0
As = Luas area kulit tiang. Qa =
Ap 5.14 u Su u (1 s c ' d c ' ) L' J SF
Tabel 2.4. Faktor Tekanan Lateral Tiang Kedalaman dampai dasar
K
< 7.5m
0.7
7.5m < L > 12m
0.6
L>12m
0.5
Formula Terzaghi (1943). Untuk ujung pondasi pada pasir : Qa =
Ap ( L' JNq 0.4JBpN J ) SF
L’ = kedalaman dasar pondasi.
JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 11
Untuk ujung pondasi lempung I = 0 Qa =
7. Muka air tanah cukup tinggi yaitu berada
Ap u 9 u c SF
sekitar 1 meter dibawah permukaan tanah setempat.
ANALISA
Analisa data pembebanan
Analisa data tanah
Analisa beban untuk turap dinding.
Dari hasil penyelidikan pada kelima titik
1. Beban luar : Berupa beban dari luar yang
bor, maka pada umumnya (rata-rata) lapisan
bekerja
tanah pada lokasi proyek dapat disimpulkan
konstruksi dinding diafragma (surcharge =
sebagai berikut :
1 t/m2)
1. Pada bagian atas terdapat lapisan lunak dari jenis
silt
dan
fine
sand
,
sebagian
mengandung clay (N-SPT = 1.2) , berwarna
pada
turap
saat
proses
awal
2. Beban Dalam : Berupa beban yang ditimbulkan dari tekanan tanah aktif, serta air tanah.
coklat , hingga kedalaman 2-3 meter di Analisa data beban struktur atas.
bawah permukaan tanah setempat.
Analisa gaya-gaya reaksi pada struktur
2. Selanjutnya ditemukan lapisan pasir, dengan 12-18),
atas gedung HTC yang dibebankan pada
berwarna abu-abu, hingga kedalaman 5-8
struktur pondasi dan dinding diafragma dihitung
meter.
dengan menggunakan program komputer SAP
kepadatan
sedang
(N-SPT
=
3. Setelah lapisan tersebut, ditemukan lapisan
2000 V.9.03. Gaya-gaya reaksi tersebut dihitung
sangat lunak dari silty clay (N-SPT=1),
pada perletakan jepit yang didesain
berwarna abu -abu, hingga kedalaman 16-
pada kolom-kolom dilantai basement. Pada
17 m.
perhitungan
4. Selanjutnya didapatkan lapisan yang agak keras dari silty clay , berwarna abu-abu
gaya-gaya
reaksi
terletak
tersebut
digunakan beberapa kombinasi pembebanan sesuai SNI 2847-2002. 1.
Kombinasi 1 : 1.4D
5. Dibawah lapisan tersebut, ditemukan lapisan
2.
Kombinasi 2 : 1.2D + 1.6L
silty clay yang lebih keras lagi (N-SPT =22-
3.
Kombinasi 3 : 1.2D + 1 L + 1.6W
40) , berwarna abu-abu, hingga kedalaman
4.
Kombinasi 4
denan ketebalan 2-3 meter.
+0.3E-Y
sekitar 22 meter dari permukaan tanah 5.
setempat. 6. Pada
bagian
bawah
dari
pengeboran,
: 1.2D + 1L + 1E-X
Kombinasi 5 : 1.2D + 1L + 1E-Y + 0.3E-X
ditemukan lapisan pasir dan lanau yang padat hingga sangat padat (N-SPT = 30-50), berwarna coklat dan abu-abu kehijauan hingga kedalaman sekitar 30 meter atau kedalaman akhir pengeboran.
JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 12
PERHITUNGAN PERENCANAAN
P1 sampai dengan P7 = tekanan tanah
Perencanaan Dinding Diafragma.
kesamping P8 = tekanan kesamping akibat air tanah P9, P10 dan P11 = tekanan kesamping akibat beban surcharge. P12 sampai dengan P14 = tekanan tanah pasif. F1 dan F2 = gaya reaksi strut.
Kesetimbangan momen di posisi strut :
¦
Gambar 4.1. Pemodelan Dinding Penahan
MF2
0
(momen di posisi strut F2).
0
= -0.9D2 -8.62 + 73.15
0
= D2 +10D -84.86
Dengan cara coba-coba didaptkan D = 5.48 D’ = 5.48 x 1.2 = 6.577 m
Tanah.
Panjang total dinding yang tertanam dari muka tanah harus minimal 7m + 7.577 m = 14.577 m | 15 m Perhitungan
kedalaman
dinding
berdasarkan hydrodynamic dan kontrol terhadap bahaya heaving
Perhitungan
kedalaman
berdasar
Hydrodinamic
Gambar 4.2. Gaya-gaya pada Dinding Penahan
6
Tanah
Gambar 4.3. Permodelan Perhitungan Hydrodinamic JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 13
Kedalaman
yang
aman
terhadap
qult = vertical overburden pressure
hydrodynamic berarti konstruksi dinding aman pada saat dilakukan dewatering, sehingga pada
SF =
qult Vuplif
20.3 15.94
1.27 >1.25 .. Ok.
saaat proses penggalian nantinya aliran air tanah tidak akan menjadi masalah yang serius dan dewatering aman dilakukan.
Perhitungan gaya dalam pada dinding dan analisa defleksi dinding
Kedalaman Dc aman dapat dihitung dengan mengontrol rasio antara nilai gradien hidrolis i dengan gradien hidrolis kritis.
Perhitungan gaya dalam dinding Momen maksimum terletak pada bagian bawah dinding (-11.00 m), 4.00 meter dibawah
i (gradien hidrolis ) * SF < icr (gradien hidrolis
galian basement dengan nilai 19.21 ton-m.
kritis)
Gaya geser maksimum = 18.43 ton/m
iexit x 1.2 < i critical
Gaya aksial maksimum = 5.7 ton/m
J' < Jw
'h u 1.2 Dc
6 u 1.2 < Dc
§ 0.712 1.32 · ¨ ¸ 2 © ¹ 1
7.2
<
1.016 Dc
Dc
>
7.0866 m
Kontrol terhadap bahaya heaving Karena berkurangnya tegangan efektif atau overburden pressure akibat proses ekskavasi, maka ditakutkan lapisan lempung lunak akan mengalir kedalam lubang galian dan terjadi heave.
Sehingga
dengan
keadaaan
yang
Gambar 4.5. Bidang Momen pada Dinding
demikian perlu adanya kontrol kedalaman dinding terhadap bahaya heave.
Analisa defleksi dinding Digunakan program Plaxis 7.2 untuk mengecek defleksi yang terjadi pada dinding. Total displacement dinding di ujung atas yang terjadi sebesar 18.33 mm, menunjukkan angka yang cukup aman untuk displacement dinding.
Gambar 4.4. Permodelan Heaving
JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 14
Perencanaan
Daya
Dukung
dinding dinding tersebut tidak memenuhi syarat.
Diafragma. Spesifikasi dari dinding difragma yang akan direncanakan: Tebal
Jelas terlihat bahwa SF daya dukung
Dinding
Dari kondisi tersebut, diadakan analisis agar desain dinding memenuhi daya dukungnya.
: 50 cm
Didapatkan
2
(dua)
alternatif
yang
bisa
Panjang/kedalaman : 15 m dari muka tanah
dilakukan untuk memperbaharui desain dinding
Mutu beton (fc)
yaitu :
Metode
: 30 Mpa
Pengerjaan
:
Penggalian
dengan
1.
Memperdalam
clampshell dan bentonite slurry
kedalaman
dinding
dengan perkiraan sampai lapisan tanah
Untuk perencanaan daya dukung keempat
keras
dinding tersebut dianalisa secara terpisah. Untuk memudahkan perhitungan, satu bentang dinding
yaitu
kurang
lebih
pada
kedalaman 20-25 m. 2.
Menanam
tiang
pancang
didalam
tersebut dianggap seperti elemen struktur
dinding diafragma sampai kedalaman
pondasi dalam yang mempunyai tahanan ujung
tanah keras.
dan tahanan kulit seperti pada Gambar 4.6. Alternatif dengan memperdalam dinding Dari perhitungan daya dukung tanah
Variasi (Tabel 4.1)
diperoleh hasil besarnya tahanan kulit (skin friction)
serta
tahanan
ujungnya,
bahwa
kedalaman -22 meter merupakan kedalaman yang aman untuk dibangun dinding dengan angka keamanan rata-rata pada setiap dinding lebih besar 3 (tiga).
Gambar 4.6. Tahanan Ujung dan Kulit pada
Alternatif dengan Menanam Tiang Pancang di dalam Dinding (Modified Diaphragm
Elemen Dinding
Wall) Tabel 4.1. Daya Dukung Dinding pada
Dinding
Daya dukung
Pu (beban
SF
Dinding
aksial)
2311 ton
4929 ton
0.37
1254 ton
3113 ton
0.35
1224 ton
2895
0.37
Barat
tiang
pancang
sebanyak
yang
diperlukan di dalam dinding tersebut. Langkah-langkah
Timur Dinding
dinding
menambah daya dukung dinding tersebut ditanam
Utara Dinding
kedalaman
difragma sedalam 15 meter namun untuk
Kedalaman -15m MT Dinding
Mempertahankan
analisa
perhitungan
kedalaman pemancangan: 1. Dibuat permodelan struktur pada program SAP 2000 Ver 9.3
JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 15
2. Diasumsikan panel dinding diafragma tidak
Perencanaan Tulangan Dinding
menerima beban aksial yang disebarkan
Diafragma
oleh pile cap.
Mmaks = 19. 21 ton-m
3. Reaksi vertikal axial (Rz) yang terbesar
Geser maks = 18.43 ton/m
pada titik-titik pancang dijadikan patokan
Dengan perumusan tulangan lentur pelat dan
sebagai Pmax.
penulangan geser pelat didapatkan
4. Dihitung daya dukung pile tunggal menurut kedalamannya, sampai ditemukan daya dukung
yang
aman
dengan
angka
keamanan diatas 3 (tiga). Angka daya
Tabel 4.3. Penulangan Satu Panel Dinding Tulangan memanjang
D19-200
Tulangan sengkang
3D13-200
dukung yang dipakai adalah angka yang telah dikalikan dengan faktor efisiensi
Perencanaan Struktur Pile Cap
pondasi group. § Qu ¨ © P max
Merupakan struktur yang mengikat · 3¸ ¹
antara panel dinding diafragma dengan tiang pancang beton. ĭ = 22 mm
Tabel 4.2. Rzmax pada tiap Dinding
b = 1 meter
h
Dinding
Rz(max)
fy = 400 MPa
fc’ = 30 MPa
Dinding utara
241 ton
Mu-tumpuan max = 49.2 T-m (dari SAP 2000)
Dinding selatan
241 ton
Mu-lap max = 21.553 T-m (dari SAP 2000)
Dinding Timur
259 ton
Dinding Barat
245 ton
= 0.7 meter
Tabel 4.4. Penulangan Struktur Caping Beam Tul. Tumpuan
9D22
Tul. lapangan
9D22
safety factor hingga sebesar 3 sebagai hasil bagi
Sengkang sendi
3D13-125
kapasitas dukung ultimit single pile yang telah
plastis
dikalikan faktor efisiensi dengan Pmax. Rata-
Sengkang setelah
rata kedalaman pemancangan pada setiap
sendi plastis
Untuk mengetahui kedalaman aman, diperiksa
3D13-300
dinding adalah -23m MT. PERENCANAAN PONDASI UTAMA Hasil spesifikasi disain adalah sebagai berikut :
DAN PELAT BASEMENT
x Kedalaman panel dinding -15m MT, dengan
Perencanaan pondasi bell-shaped bored pile
ukuran panel 0.5 x 1.5 m2 x Tiang pancang 50x50 cm2 WIKA PC Pile solid dengan kedalaman pemancangan -23m MT
Gambaran umum Bertujuan
untuk
mengadakan
penghematan pada penggunaan volume beton serta memperbesar daya dukung pondasi. Disain ulang yang dimaksud adalah memperbesar base JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 16
area dari tiang bor tersebut yaitu sampai 2.5 x
Kontrol Uplift Adanya beban uplift dari air tanah
Dshaft.
mengakibatkan gedung terkena beban angkat Perencanaan struktur pondasi bell-shaped
keatas. Keadaan ini sangat berbahaya ,karena
bored pile
dapat
mempengaruhi
kestabilan
gedung,
x Perencanaan Dshaft dipakai 1.5 m
terutama
x Dbell digunakan 2.5 Dshaft = 3.75 m , dengan
basement telah selesai , dan beban bangunan
pada
saat
pembangunan
pelat
yang bekerja hanya 4 lantai. Untuk itu diadakan
hbell = 2 m
analisis kesetimbangan beban antara uplift dengan beban mati gedung yang hanya 4 lantai. Resultante(max-karena uplift) = -178.81 ton (keatas) Perhitungan kapasitas uplift tiang bor berdasar Das (1980) Tulangan tiang bor dihitung dengan program PCACol (Portland Cement Association, 1988), dihasilkan U =1% dari Agross, sehingga dipakai 22D30 dengan tulangan spiral D10-200.
Perencanaan daya dukung bell-shaped bored
Qu
= (Cu x Bc +
Qu = (74.58 x 6.12 + 125.6) x 9.61625 = 5596.942 kN = 570.53 Ton > 178.81 Ton ….OK
Kontrol Ground Loss Kontrol dilakukan untuk mengecek
pile. Kapasitas dukung bell shaped bored pile dihitung dengan menggunakan formula dari Reese (1976). Karena pembesaran ujung tiang hanya dapat dilakukan dilakukan pada noncaving soil atau tanah kohesif, maka pada kasus ini
J u L ) x Ap
bell-shaped hanya dapat dilakukan pada
lapisan
lempung
berlanau yang
kedalaman antara 17 m – 22 m.
bahaya
penyusutan
lubang
(pengurangan
diameter lubang), sebagai akibat tanah disekitar lubang menyusut kedalam lubang. Berdasar Lukas dan Baker , bahaya ini dapat diukur dari rasio antara tegangan overburden efektif dengan tegangan geser undrained.
kaku di
Rs =
Po' Su
Jika Rs < 6 maka penyusutan berjalan lambat. Jika Rs > 6 maka penyusutan berjalan cepat. Po’ pada kedalaman 22 m = 133 kPa Su rata-rata sampai kedalaman 22 m = 137 kPa Rs =
98.06kPa = 2.08 (penyusutan berjalan 47.11kPa
lambat).
JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 17
HASIL PERENCANAAN.
Perencanaan Pelat Basement.
Pelat basement merupakan pelat dibawah tanah yang langsung berhubungan dengan tanah
Modified diaphragm wall
a. Hasil perencanaan panel-panel dinding berukuran 0.5 x 1.5 x 15 m3.
dibawah galian basement. Pelat ini didesain untuk menerima gaya uplift dari air tanah
b. Tiang pancang yang digunakan adalah
dimana pada kondisi normal berada pada -1m
tiang pancang prestress solid dengan
dibawah muka tanah dan gaya hidup berupa
ukuran 50x50cm2, dan dipancang sampai
kendaraan yang parkir, karena lantai ini
kedalaman -23m.
difungsikan sebagai lantai parkir. Selain itu
c. Hasil perhitungan penulangan dinding,
struktur
pada tiap panel dipakai tulangan vertikal
penopang dari dinding diafragma. Namun untuk
/ memanjang D19-200 tulangan geser
mengetahui momen terbesar yang mungkin
3D13-200.
pelat
basement
ini
merupakan
terjadi , dianggap beban kendaraan belum
d. Penggalian panel dinding diafragma
ada,sehingga yang bekerja beban merata dari
dilakukan
dengan
clampshell
yang
uplift pressure yang cukup besar.
Ilustrasi
dipasang pada crawler crane. dan pada
kondisi tersebut dapat dilihat pada gambar
saat penggalian digunakan bentonite
dibawah ini.
slurry dengan berat jenis sebesar 1.4 gr/cc untuk menjaga kestabilan lubang saat penggalian. e. Pemancangan
dilakukan
dengan
hydraulic hammer kapasitas 9 Ton Bell-shaped bored pile
Gambar permodelam perhitungan pelat
a.
dibesarkan sampai 2.5Dshaft yaitu 3.50
basement
meter, sedangkan Dshaft tiang sebesar
Data-data beban uplift dan beban lateral pada pelat tersebut dimasukkan analisa struktur SAP 2000 sehingga menghasilkan hasil output
Hasil perencanaan ujung tiang bor
1.50 m. b.
Tiang dibangun sampai kedalaman 19m, dan pembesaran ujung tiang
momen sebagai berikut :
hanya
Mux = 38.29 ton-m
bisa
dilakukan
sampai
kedalaman -22.00 m karena setelah
Muy = 54.10 T-m
kedalaman tersebut
pasir dimana pemebesaran ujung tidak
Tabel 5. Hasil penulangan pelat Tulangan arah X
D19-200
Tulangan arah Y
D19200
terdapat lapisan
dapat dilakukan. c.
Tulangan tiang dipakai 18D25 dan sengkang spiral D10-200,
JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 18
d.
Pengeboran dilakukan dengan auger tool, drilling bucket dan underreamer.
e.
Pada
saat
Spesifikasi
digunakan
Dinding
casing 12.00 meter sampai kedalaman -
Penahan
11.50 m MT dan digunakan juga
tanah
bentonite
pengeboran
slurry
untuk
antara
desain
lama
Desain baru
menjaga
kestabilan lubang dinding. Perbedaan
Desain lama
Secant pile
Model dan
diberikan dalam Tabel 6.
baru
Modified Diaphragm wall
Primary Pile
Wall panel :
D = 60 cm
50x150 cm2
Dimension
Secondary Tabel 6. Perbedaan Disain Lama dan Baru.
Pile D = 80
Tiang pancang : 50x50cm2
cm Pondasi
Primary Pile
Wall panel = -
= -15m MT
15m MT
Depth
Utama
Secondary Straight shaft bored
Model
pile Dshaft =1.5
Dimension
m L= 18m
Mutu beton
Tools
Bell-shaped bored
Pile = -26m
pile
MT Mutu beton
Dshaft=1.5m Dbell = 3.5 m
Tools
fc' = 30 Mpa
Slump = 15-
Slump = 15-18
18 cm
cm
Drilling tool
Grabber/clamshell
Drilling
fc' = 30 Mpa
fc' = 30 Mpa
bucket
Slump = 15-
Slump = 15-18
Casing 10 m
18 cm
cm
Drilling tool
Drilling tool
Drilling bucket Vibro hammer
Drilling bucket
23m
fc' = 30 Mpa
L= 12m
Cost
Tiang pancang = -
Lebih murah
Pile driver
Lebih mahal
METODE PELAKSANAAN UMUM DAN REVIEW PERBEDAAN DISAIN LAMA
Vibro hammer Under reamer
DAN DISAIN BARU Umum
Urutan pelaksanaan pengerjaan 3 hal, yaitu : 1.
Urutan
pelaksanaan
Modified
diaphragm wall 2.
Urutan pelaksanaan Bell-shaped bored pile
JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 19
3.
Urutan
Top-down
pelaksanaan
construction
2. Dimensi panel dinding adalah 50 cm x 150 cm, panjang 15.00 meter
Urutan Pelaksanaan Modified diaphragm
dan tiang
pancang 50 cm x 50 cm panjang 23 meter. 3. Pondasi utama type bell-shaped bored pile
wall
Pengerjaan dinding diafragma terdiri dari
berdiameter 1.50 m dan diameter bell 3.50
3 (tiga) pekerjaan yang mendasar, yaitu :
m dengan kedalaman 12.00 meter ternyata
a. Pekerjaan persiapan
lebih efisien dibandingkan dengan type
b. Pekerjaan pemancangan ,penggalian
straight shaft bored pile berdiameter 1.50
dan pemasangan besi tulangan
meter (tanpa bell).
c. Pekerjaan pengecoran Urutan pelaksanaan bell-shaped bored pile D 1500 mm
Pengerjaan bell-shaped bored pile terdiri dari 3 (tiga) pekerjaan yang mendasar, yaitu : a.
Pekerjaan persiapan
b.
Pekerjaan
pengeboran
dan
Pekerjaan pengecoran
Urutan Pelaksanaan Top-down.
a.
Pemasangan modified diafragma wall yang dilengkapi dengan tiang pancang,
b.
Pengerjaan bell shaped bored pile,
c.
Penggalian tanah didalam basement dan
sekaligus
dapat
dilakukan
pengerjaan lantai dasar (ground) secara bersamaan, d.
Pengecoran
pelat
Bowles, J.E. , 1996. ”Foundation Analysis and Design”, 5thEdition, New York, McGrawHill. Cernica,`John N., 1995. “Geothecnical Engineeering & Foundation Design”, New York, John Wiley & Sons. Coduto, Donald P., 1994. ”Foundation Design : Principles and Practices”, New Jersey, Prentice-Hall
pemasangan besi tulangan c.
DAFTAR PUSTAKA
dasar
Das, Braja M. 1998. ”Mekanika Tanah (Prinsip Rekayasa Geoteknis)”, Jakarta, Erlangga. Das, Braja M., 1990. ”Priciples of Foundation Engineering”, Second Edition, Boston, PWS-KENT Publishing Company. Nakazawa M, Kazuto.2000. ”Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi”. Cetakan 7, Jakarta, Pradnya Paramita. Nawy P.E, Edward G., 1998. “Beton Bertulang”, Bandung, PT Refika Aditama
basement,
sekaligus pengerjaan lantai 1 dan seterusnya secara bersamaan.
KESIMPULAN.
1. Dinding
penahan
basement
model
modified diaphragm wall ternyata lebih efisien dan lebih murah dibandingkan dengan model secant pile,
JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 20
JURNAL TEKNOLOGI DAN REKAYASA SIPIL “ TORSI “/ JULI 2007 / 21
View more...
Comments
