DESAIN PONDASI TIANG TANKI LIQUID NITROGEN PADA TANAH LEMPUNG
Muhammad D. Farda NIM : 15009071
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung 2013
ABSTRAK
Pondasi adalah bagian dari sistem rekayasa yang menyalurkan beban yang dipikul oleh pondasi beserta berat sendiri dari pondasi tersebut dan merupakan elemen yang sangat penting pada suatu bangunan. Salah satu jenis pondasi yang paling sering digunakan adalah pondasi dalam. Pondasi dalam adalah salah satu jenis pondasi yang menyalurkan beberapa atau semua beban yang ditanggung ke ke tanah dengan baik. Pondasi jenis ini biasanya memanjang sampai kedalaman 15 meter dibawah permukaan tanah. Akan tetapi, pondasi ini dapat juga memiliki panjang lebih daripada yang telah disebutkan. Bahkan pondasi dalam yang sangat panjang telah digunakan pada beberapa struktur lepas pantai. Pondasi dalam pada umumnya mampu untuk memikul beban yang sangat besar. Bangunan atas secara umum terdiri dari dua macam, yaitu bangunan gedung dan bangunan non gedung. Salah satu bangunan yang termasuk dalam bangunan non gedung adalah bangunan tanki. Tanki pada umumnya digunakan untuk menyimpan suatu cairan didalamnya yang salah satu macamnya adalah liquid nitrogen. Bangunan non gedung tanki yang berisi liquid nitrogen ini memiliki sifat-sifat tersendiri yang perlu diakomodir oleh pondasi yang menyokongnya. Salah satu contohnya adalah elevasi dasar tanki yang tidak boleh sama dengan tanah dikarenakan suhu dari liquid nitrogen sangatlah dingin sehingga berpotensi membekukan tanah dibawahnya. Contoh lain adalah momen yang timbul pada saat gempa yang besarnya dipengaruhi oleh tempurung tanki dan adukan cairan didalamnya. Desain suatu pondasi untuk tanki liquid nitrogen haruslah mempertimbangkan aspek-aspek tersebut. Sebuah pondasi untuk bangunan tanki liquid nitrogen akan didesain dengan mempertimbangkan hal-hal yang diperlukan. Diharapkan desain pondasi tiang sesuai dengan kebutuhan dari tanki sehingga tanki dapat berdiri dengan kokoh dan berfungsi sebagaimana yang diharapkan.
PENDAHULUAN
menyimpan liquid nitrogen atau nitrogen cair. Tanki ini akan dibangun pada daerah
Tanki liquid nitrogen adalah sebuah tanki
Cilacap, Provinsi Jawa Barat, Indonesia.
yang berfungsi sebagai tempat untuk
Pada tugas akhir ini akan dilakukan proses
pendesainan
pondasi
menyokong
bangunan
tiang
untuk
menggunakan
software.
baik
Perhitungan manual dilakukan dengan
terhadap beban sendiri, beban pada saat
metode “Meyerhoff” untuk end bearing
hydrotest, maupun beban yang ditimbulkan
pada tanah lempung dan pasir, metode “α”
akibat
yang
untuk skin friction pada tanah lempung,
digunakan adalah pondasi grup tiang
dan metode “Meyerhoff” untuk skin
pancang beton dengan kedalaman sesuai
friction pada tanah pasir. Sedangkan
dengan kondisi-kondisi batas di lapangan.
perhitungan dengan software dilakukan
gempa.
Sistem
tersebut
perhitungan
pondasi
dengan menggunakan program A-Pile. PROSES DESAIN
Dari program A-Pile akan didapat nilai end
Data tanah yang digunakan dalam proses
bearing, skin friction, dan juga penurunan
pendesainan pondasi tiang adalah data N-
tiang tunggal berdasarkan beban yang
SPT dan data tes konsolidasi. Secara
bekerja.
keseluruhan, terdapat sepuluh titik dimana pondasi tiang akan dedesain. Titik-titik ini
Selanjutnya
kemudian dinamanakan borehole 1 s.d
driveability. Perhitungan ini bertujuan
borehole 10. Data tanah yang telah didapat
untuk mengetahui seberapa dalam suatu
kemudian diolah dengan menggunakan
pondasi tiang dapat dipancang masuk ke
korelasi yang antara lain adalah : Korelasi
dalam tanah. Perhitungan ini dilakukan
kohesi tanah, korelasi sudut geser tanah,
dengan
korelasi
GRLWEAP.
berat
volume,
dan
korelasi
dilakukan
perhitungan
menggunakan Adapun
program
hammer
yang
overconsolidation ratio. Data-data yang
digunakan untuk perhitungan ini adalah
terdiri dari data NSPT, data hasil korelasi,
“KOBE - K 45”. Perhitungan pada
dan data hasil tes konsolidasi kemudian
program
akan digunakan dalam menghitung hal-hal
mempertimbangkan kapasitas daya dukung
yang diperlukan dalam proses pendesainan
tanah hasil perhitungan statik, kehilangan
pondasi tiang.
energi yang terjadi pada driving system,
ini
dilakukan
dengan
pondasi tiang, dan tanah pada saat Perhitungan yang pertama kali dilakukan
pemancangan. Kemudian pada program
adalah perhitungan kapasitas daya dukung
tersebut akan diketahui seberapa dalam
aksial. Perhitungan kapasitas daya dukung
pondasi tiang dapat masuk ke dalam tanah
aksial dilakukan dengan metode statik
yang ditunjukan dengan jumlah pukulan,
yang dibagi menjadi dua macam, yaitu
final set, dan tegangan yang terjadi pada
dengan
pondasi pada saat pemancangan. Dari hasil
perhitungan
manual
dan
perhitungan daya dukung aksial statik dan
aksial tempurung tanki, beban nitrogen
driveability
kemudian
ditentukan
cair, beban pile cap, dan beban lateral serta
kedalaman
pemancangan
maksimum
momen yang terjadi pada saat gempa.
dengan mempertimbangkan juga allowable
Perhitungan beban lateral yang terjadi pada
axial load yang ada pada spesifikasi
saat gempa mengacu pada SNI 1726-2012
pondasi tiang.
sedangkan perhitungan beban momen yang terjadi mengacu pada American Petroleum
Data kedalaman maksimum pemancangan
Institute Standard 620. Untuk beban pada
kemudian digunakan untuk menghitung
saat hydrotest, beban dikenakan ke pondasi
kapasitas daya dukung lateral. Perhitungan
tiang dengan nilai safety factor sebesar 2.
ini
menggunakan
Sedangkan untuk beban pada kondisi
program L-Pile. Perhitungan pada L-Pile
operasional, beban dikenakan ke pondasi
dilakukan
tiang
dilakukan
kondisi
dengan
dengan batas
mempertimbangkan
untuk
pondasi
tiang
dengan
mempertimbangkan
kombinasi pembebanan berdasarkan SNI
berdasarkan persyaratan yang untuk tanki
1726-2012
dengan
bantuan
program
pada kasus ini kondisi batasnya adalah
structural analysis program.
Setelah
defleksi lateral maksimum sebesar 1 inchi.
beban-beban yang akan dikenakan ke
Dari persyaratan tersebut kemudian akan
pondasi didapat, dilakukan estimasi kasar
didapat output momen dan gaya geser yang
jumlah pondasi tiang yang dibutuhkan
terjadi pada pondasi tiang akibat gaya
pada tiap borehole untuk menentukan
lateral. Momen dan gaya geser tersebut
dimana bangunan akan didirikan. Lokasi
kemudian di cross-check dengan momen
yang membutuhkan jumlah pondasi tiang
crack dan momen ultimate pada pondasi
paling sedikit lah yang akan dipilih sebagai
tiang berdasarkan spesifikasi.
tempat akan didirikannya bangunan tanki. Untuk kasus ini, titik yang terpilih adalah
Untuk
beban
atas,
dilakukan
proses
borehole-5.
perhitungan untuk menentukan gaya-gaya yang bekerja baik pada saat hydrotest
Pondasi tiang grup kemudian didesain
maupun pada saat operasional. Pada saat
dengan mempertimbangkan perhitungan
hydrotest, beban yang dipertimbangkan
daya
adalah beban aksial tempurung tanki, pile
dikenakan pada pondasi tiang dan kriteria
cap dan berat air yang berada di dalam
desain yang harus dipenuhi. Kriteria-
tanki. Sedangkan pada saat operasional,
kriteria itu antara lain adalah defleksi
beban yang dipertimbangkan adalah beban
aksial, defleksi lateral, dan konsolidasi
dukung,
besarnya
beban
yang
primer. Proses pendesainan dilakukan
Das, Braja M. Principle of Foundation
dengan
Engineering. 5th edition, PWS Publishing,
program
GROUP
7.0
dan
dilakukan dengan iterasi sampai ditemukan
Pacific Groove
desain pondasi tiang yang memenuhi kriteria dan efisien.
Coduto, Donald P. 1994; Foundation Design and Practices. Prentice Hall Inc.,
HASIL DAN KESIMPULAN
New Jersey.
Hasil yang diperoleh dari serangkaian
Bowles, Joseph E. (1996) “ Foundation
perhitungan diatas adalah suatu pondasi
Analysis and Design”,Fifth Edition, Mc
tiang grup yang terdiri dari 109 pondasi
Graw Hill International Edition.
tiang dengan diameter 800 mm dan dipancang sampai kedalaman 27 m. Desain
American Petroleum Institute (2002) “API
ini didapat dengan mempertimbangkan
Standard 620, Design and Construction of
kriteria desain yang telah ditentukan.
Large, Welded. Low-Pressure Storage
Adapun beban yang paling menentukan
Tanks”, Tenth Edition, API.
dalam pendesaian ini adalah beban pada saat kondisi hydrotest yang terbilang
Irsyam, Masyhur (2004) “ Catatan Kuliah
cukup besar dan sangat mempengaruhi
Rekayasa
defleksi arah aksial pada pile cap. Oleh
Bandung.
Pondasi
“.
Penerbit
ITB
karena itu didapatlah desain dengan jumlah pondasi tiang yang cukup banyak agar
Ensoft, Inc. (2004) “Manual Computer
defleksi pile cap arah aksial tidak melewati
Program APILE Plus
kriteria, yaitu 1 inchi. Desain ini juga telah memenuhi syarat dalam hal defleksi
GRL (2005) “GRL WEAP Procedures and
lateral.
Models”, GRL, USA.
REFERENSI
SNI 1726-2012 : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan
Das, Braja M. Principle of Geotechnical
gedung dan non gedung
Engineering. 5th edition, PWS Publishing, Pacific Groove
Pile Driving Contractors Association (2007) “Installation Specification for Driven Piles”. PDCA
