TUGAS AKHIR - RC 091380
PERENCANAAN ABUTMENT DAN PILAR TINGGI SERTA OPRIT DAN RETAINING WALL PADA JEMBATAN KAKAP, PACITAN
AJI WIRAPATI NRP 3106 100 012 Dosen Pembimbing: Ir. Soewarno, M.Eng. Ir. Moesdarjono Soetojo, M.Sc Must a in Arif, ST., MT
JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2010
1
PERENCANAAN ABUTMENT DAN PILAR TINGGI SERTA OPRIT DAN RETAINING WALL PADA JEMBATAN KAKAP, PACITAN Nama Mahasiswa NRP Jurusan Dosen Pembimbing
: Aji Wirapati : 3106 100 012 : Teknik Sipil FTSP - ITS : Ir. Soewarno, M.Eng. Ir. Moesdarjono Soetojo, M.Sc Musta in Arif, ST., MT
ABSTRAK Salah satu bagian dari pengembangan jalur lintas selatan propinsi Jawa Timur adalah pembangunan Jembatan Kakap yang berada antara ruas Kabupaten Pacitan dan Trenggalek (Km 11+735 11+835). Berdasarkan perencanaan awal, jembatan Kakap akan menggunakan 2 buah abutmen dan 2 pilar yang memiliki ketinggian cukup besar dan bervariasi. Kedua abutment yang direncanakan memiliki ketinggian 8,45 m dan 9,95 m, sedangkan kedua pilar memiliki ketinggian 12,4 m dan 13,1 m . Pondasi yang digunakan dalam perencanaan ini adalah pondasi sumuran khusus untuk batuan. Berdasarkan perhitungan, didapatkan diameter pondasi sumuran untuk abutment 1 adalah 3,5 m dengan kedalaman 5 m sedangkan pada abutment 2 diameternya adalah 3,5 m dengan kedalaman 7 m. Untuk diameter pondasi Sumuran pada pilar adalah 3,5 m dengan kedalaman 6 m. Baik Abutment maupun pilar, masing-masing menggunakan 2 buah pondasi sumuran. Dalam menganalisa pondasi pada batuan dibutuhkan proses klasifikasi sebelum melakukan perhitungan pondasi. Salah satu metode klasifikasi batuan yang umum digunakan adalah sistem RMR (Rock Mass Rating). Dengan metode ini dapat diketahui karakteristik batuan, termasuk harga Kohesi (C) dan sudut geser (Ø) pada batuan. Untuk menganalisa kestabilan retaining wall dan oprit di belakang abutment akan digunakan program perhitungan Soil and Rocks Mechanics yaitu Plaxis V 8.2.
Kata Kunci : Jembatan Kakap, abutment, pilar tinggi, retaining wall, pondasi batuan, RMR, Plaxis V 8.2.
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Jalur lintas selatan Pulau Jawa merupakan salah satu jaringan jalan yang terpenting di Pulau Jawa. Hal ini dikarenakan jalur lintas selatan merupakan penghubung utama antara berbagai kota yang berada di bagian selatan Pulau Jawa. Seiring dengan pesatnya perkembangan perekonomian dan penduduk Pulau Jawa,
maka jalur ini memerlukan adanya perkembangan jaringan. Pengembangan jaringan jalan Lintas Selatan Jawa, dimulai dari Banten - Jawa Barat - Jawa Tengah D.I. Yogyakarta - Jawa Timur. Untuk Provinsi Jawa Timur, dimulai dari Kota Pacitan - Trenggalek - Tulungagung Blitar - Malang - Jember - Banyuwangi. Tujuan utama dari pengembangan ini adalah: Untuk mengembangkan regional wilayah selatan Pulau Jawa.
2 Memperlancar transportasi Jawa Timur bagian selatan. Mengurangi beban lalu lintas, terutama Jawa Timur bagian utara dan tengah. Meningkatkan obyek pariwisata khususnya daerah pantai selatan Pulau Jawa. Berdasarkan tataan fisiografi Van Bemmelen (1949), daerah Pacitan termasuk dalam lajur pegunungan selatan Jawa Timur. Morfologi wilayah Pacitan dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu perbukitan, kras dan dataran. Penyusun utama dari batuan Pacitan adalah batu kapur (limestone). Salah satu bagian dari pengembangan jalur lintas selatan adalah pembangunan jembatan Kakap yang berada antara ruas Kabupaten Pacitan dan Trenggalek (Km 11+735 11+835). Jembatan ini dibangun melintasi jurang yang memiliki kedalaman ± 20 m dan panjang ± 150 m, sehingga dibutuhkan abutment dan pilar yang cukup tinggi untuk menopang struktur jembatan ini. Berdasarkan perencanaan, jembatan Kakap akan menggunakan dua buah abutmen dan dua pilar yang memiliki ketinggian cukup besar dan bervariasi. Hal tersebut bertujuan agar jembatan ini dapat menggunakan bentang yang pendek (tidak lebih dari 40 meter). Dua abutment yang direncanakan memiliki ketinggian 8,45 m dan 9,95 m, sedangkan kedua pilar memiliki ketinggian 12,4 m dan 13,1 m. Untuk itu diperlukan analisa dan perencanaan khusus mengingat besarnya ketinggian abutment dan pilar yang akan dibangun. Selain beberapa permasalahan di atas, hal lain yang perlu diperhatikan adalah kontur di sekitar jembatan yang terjal dan tidak rata sehinnga dibutuhkan urugan setinggi ± 8 m agar elevasi tanah dasar dapat sesuai dengan elevasi pelat lantai jembatan yang direncanakan. Untuk urugan tinggi tersebut dibutuhkan tembok
penahan yang cukup tinggi dan kuat untuk menahan beban urugan sendiri dan juga beban lalu lintas. Sebagai pemecahan bagi berbagai permasalahan diatas, maka dalam TA ini akan dibahas bagaimana perencanaan dan analisa abutment dan pilar tinggi tersebut beserta timbunan tinggi dan retaining wallnya yang berada pada Jembatan Kakap. Perencanaan ini harus dibuat sedemikian rupa hingga abutment dan pilar tinggi dapat berdiri dengan kokoh serta stabil dan mampu menopang jembatan Kakap. Selain itu timbunan dan tembok penahan tanah yang berada pada kedua ujung jembatan juga harus dapat berdiri dengan stabil. 1.2 Rumusan Masalah Dari uraian diatas, masalah yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Analisa desain dan perhitungan abutment dan pilar tinggi agar dapat menopang Jembatan Kakap. 2. Jenis dan dimensi tembok penahan tanah yang efisien untuk menahan timbunan di belakang abutment. 3. Analisa kestabilan retaining wall dan oprit dengan menggunakan program perhitungan Plaxis V8.2. 4. Perhitungan diameter dan kedalaman pondasi Sumuran pada Abutment dan pilar yang memiliki karakter tanah dasar bervariasi, bilamana diperlukan. 1.3 Tujuan Tujuan dari tugas akhir ini adalah: 1. Dapat merencanakan struktur abutment dan pilar tinggi beserta penulangannya agar dapat menopang struktur atas Jembatan Kakap. 2. Dapat merencanakan timbunan serta jenis tembok penahan tanah yang efisien untuk menahan timbunan di belakang abutment Jembatan Kakap.
3 3. Dapat menganalisa kestabilan retaining wall dan oprit dengan menggunakan program perhitungan Plaxis V8.2. 4. Merencanakan diameter dan kedalaman pondasi Sumuran untuk Abutment dan pilar pada Jembatan kakap sesuai dengan karakteristik tanah dasar masing-masing, bilamana diperlukan. 1.4 Batasan Masalah Beberapa batasan masalah yang didefinisikan dalam pembuatan Tugas Akhir ini antara lain: 1. Tidak membahas perhitungan superstructure jembatan. 2. Tidak membahas metode pelaksanaan dan anggaran biaya pelaksanaan. 3. Tidak membahas perhitungan geometri jalan dan perkerasan baik pada jembatan maupun pada daerah setelah jembatan. 4. Tidak Merencanakan drainase jalan. 5. Tidak membandingkan dengan alternatif lain diluar alternatif dalam tugas akhir ini. 6. Beban perkerasan jalan dan beban kendaraan diatas timbunan dianggap sebagai beban terbagi merata. 7. Untuk balok memanjang jembatan, pada bentang pertama dan ketiga digunakan balok T BM 100. Sedangkan untuk bentang kedua (tengah) digunakan balok girder pratekan dari WIKA. 1.5 Manfaat Hasil perencanaan abutment dan pilar serta timbunan dan tembok penahan tanah ini akan sangat berguna sebagai referensi dalam pembangunan Jembatan Kakap dan beberapa jembatan lain yang memiliki tipikal kemiripan dengan jembatan Kakap di sepanjang jalur lintas selatan Jawa Timur.
Lokasi
Gambar 1.1: Peta Lokasi Pembangunan Jembatan Kakap BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Longsoran (Sliding) Longsoran adalah suatu proses perpindahan massa tanah atau batuan dengan arah miring dari kedudukan semula (sehingga terpisah dari massa yang mantap) karena pengaruh gravitasi dengan gerakan berbentuk rotasi dan translasi. Dalam longsoran sebenarnya, gerakan ini terdiri dari perpindahan secara geser dan peralihan sepanjang suatu bidang atau beberapa bidang gelincir yang dapat nampak secara visual. Gerakan ini dapat bersifat progresif yang berarti bahwa keruntuhan geser tidak terjadi seketika pada seluruh bidang gelincir melainkan merambat melalui suatu titik. Massa bergerak menggelincir diatas lapisan tanah atau batuan asli dan terjadi pemisahan (separasi) dari kedudukan semula. Sifat gerakannya lambat. Longsoran berdasarkan bidang gelincir dibagi menjadi: 1. Longsor batas Longsor batas dalah yang paling sering dijumpai oleh para engineer sipil. Longsoran jenis ini dapat terjadi pada batuan maupun tanah. Pada kondisi tanah homogen, longsoran rotasi ini dapat berupa busur lingkaran, tetapi dalamnya sering dipengaruhi oleh adanya diskontinuitas oleh adanya geser, lapisan lembek, dan lain-lain. Analisa kestabilan lereng yang mengasumsikan bidang longsoran
4 berapa busur lingkaran dapat menyimpang jika tidak memperhatikan hal ini. 2. Longsor translasi Dalam longsoran translasi suatu massa bergerak sepanjang bidang gelincir berbentuk bidang miring. Perbedaan terhadap longsoran rotasi dan translasi merupakan kunci penting dalam penanganannya. Gerakan dari longsoran translasi umumnya dikendalikan oleh permukaan yang lembek. Longsoran translasi ini dapat bersifat menerus dan luas atau dalam blok. 2.2 Timbunan Jalan Pendekat Jembatan (Oprit) Timbunan jalan pendekat jembatan yaitu segmen yang menghubungkan konstruksi perkerasan dengan kepala jembatan (Abutment). Dengan kata lain, Oprit merupakan segmen sepanjang jalan yang dibatasi oleh lebar, tinggi tertentu sesuai alinyemen horizontal, alinyemen vertikal dan besarnya kelandaian melintang berdasarkan gambar rencana . Timbunan jalan pendekat berfungsi sebagai pondasi dasar yang mendukung lapisan pondasi bawah, bila lapis pondasi bawah tidak ada, maka lapisan tanah dasar mendukung langsung timbunan. Timbunan jalan pendekat mempunyai kekuatan dan keawetan tertentu. Dalam penentuan tebal timbunan nilai CBR dapat dikorelasikan terhadap daya dukung tanah (DDT). Timbunan Jalan pendekat harus dipadatkan lapis demi lapis sesuai dengan ketentuan kepadatan lapisan (SNI 03-2832-1992 dan SNI 031738-1989). Tinggi timbunan harus dipertimbangkan terhadap adanya bahaya longsor, sebaiknya pada lahan mencukupi dibuat kelandaian lereng alami dan apabila tidak mencukupi harus dibuat konstruksi penahan tanah. Timbunan jalan pendekat harus direncanakan sedemikian rupa, sehingga mendukung terhadap kekuatan dan
kestabilan konstruksi kepala jembatan. Khusus untuk timbunan jalan pendekat dengan timbunan tanah yang tinggi, konstruksi penahan tanah sangat diperlukan agar badan jalan tidak longsor. Perimbangan perencanaan timbunan jalan pendekat terhadap alinyemen horizontal harus direncanakan sesuai dengan keamanan lalu lintas dan perpanjangan jembatan terhadap sungainya.Pertimbangan timbunan jalan pendekat terhadap alinyemen vertical tergantung pada muka air tertinggi, muka air banjir dan kelandaian memanjang yang sebaiknya tidak melebihi 5%. 2.3. Perhitungan Scouring (Gerusan) Local scour terjadi karena arus pusaran, sebagai akibat dari gangguan terhadap aliran air dan akan terjadi pada dasar sungai disekitar pilar dan embankment jembatan. Penempatan elevasi alas pondasi haruslah disesuaikan dengan rencana denah dan rencana penampang sungai serta memperhatikan kemungkinan terjadinya penurunan permukaan dasar sungai akibat scouring (penggerusan) oleh arus sungai . Jadi kita dapat menentukan elevasi alas pondasi dari abutment maupun pilar jembatan harus di bawah daripada perkiraan kedalaman gerusan sungai. Elevasi alas pondasi = batas dasar sungai terendah + batas perkiraan kedalaman gerusan Adapun perumusan Scouring : 0 , 65 St a 0 , 45 2. Fr d d v Fr g .d dimana : St = kedalaman gerusan / scouring ( m ) d = tinggi air a = lebar pilar Fr = angka Froude v = kecepatan arus sungai ratarata ( m/det )
5 g = percepatan gravitasi = 9,8 m/det2. 2.4. Desain Abutment 2.4.1 Pembebanan Beban dari pelat lantai jembatan diteruskan kepada abutment melalui perletakan. Beban vertikal maksimum pada perletakan didapatkan dari analisa perhitungan pelat lantai jembatan. Dari perhitungan pembebanan tersebut dapat ditentukan jenis pondasi apakah yang cocok untuk abutment dan juga tipe perletakan yang akan digunakan. 2.5. Pondasi Sumuran Pada Batuan 2.5.1 Umum Pondasi Sumuran biasa disebut juga dengan Pondasi Pier atau dalam hal tertentu dapat disebut juga dengan pondasi Bor-Pile . Pelaksanaan pondasi Sumuran ini dapat dilakukan dengan membuat lubang bor atau lubang galian terlebih dahulu lalu diberi penulangan dan dicor dengan beton. Diameter pondasi seringkali dibuat cukup besar (> 60 cm) untuk dapat mendukung beban yang berat. Pembuatan lubang bor dapat dilakukan dengan menggunakan auger spiral yang diputar dengan mesin dan dapat menembus lapisan batuan. Lapisan batuan tersebut antara lain seperti batu lempung (Claystone), batu pasir (Sandstone), batu gamping (Chalk), batu kapur (Limestone) atau batuan terlapuk lainnya. (Moesdarjono Soetojo, 2009). 2.5.2 Prosedur Menentukan Kedalaman Pondasi Sumuran Pada Lapisan Batuan Ladanyi (1977) memberikan prosedur untuk menentukan panjang L dimana tiang pondasi seharusnya diletakkan di kedalaman lapisan batuan. Prosedur tersebut dijelaskan sebagai berikut: 1. Tentukan diameter dari Sumuran (Ø = 2a), beban Ptotal dan kekuatan hancur beton. 2. Diasumsikan bahwa beban yang didukung oleh pondasi sampai di
ujung bawah pondasi adalah nol (Pend= 0). Kemudian tentukan panjang maximum dari tiang Sumuran yang masuk ke dalam lapisan batuan (Lmax) dengan rumusan:
Dengan menggunakan asumsi lagi untuk panjang L2 < L1, gunakan rumusan (2.39) untuk menghitung harga , nilai ini menjadi unit titik di ujung bawah pondasi Sumuran.
Bandingkan harga dari dengan daya dukung yang diijinkan dari batuan qp(all). Untuk menentukan harga daya dukung batuan yang diijinkan ini dapat dilakukan dengan menggunakan perumusan yang dijelaskan pada buku Teknik Pondasi Pada Lapisan Batuan bab 9.3.4. Apabila harga > qp(all), maka kembali ke langkah no.3 dan membuat asumsi baru untuk harga L2. 3. Apabila harga < qp(all), maka hitung harga kekuatan geser yang terjadi sepanjang selubung tiang pondasi sumuran yang masuk dalam lapisan batuan tersebut dalam perhitungan terakhir. Harga tersebut dapat digunakan perumusan sebagai berikut:
4. Bandingkan harga dengan ini harga all yang bisa didapat dari persamaan berikut:
FS = angka keamanan (Factor of Safety). 5. Ulangi langkah dari no. 3 no. 6 di atas untuk mendapatkan harga
6 panjang L yang memenuhi syarat sebagai berikut: BAB III METODOLOGI
3.3 Studi Literatur Untuk menunjang pengetahuan tentang desain abutment dan pilar tinggi serta oprit dan retaining wall, maka diperlukan pengumpulan referensi. Adanya referensi akan mempermudah dan membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. Referensi yang didapat berasal dari buku diktat kuliah, buku-buku yang berhubungan dengan penyelesaian Tugas Akhir ini serta dari internet. Referensi yang diperlukan antara lain: a. Referensi tentang perencanaan desain abutment dan pilar tinggi. b. Referensi tentang perencanaan desain oprit dan retaining wall. c. Referensi tentang perencanaan design pondasi Sumuran pada batuan. d. Referensi Permodelan dan analisa dengan menggunakan program perhitungan Plaxis V8.2.
3.4 Pengumpulan dan Analisa Data Lapangan Beberapa data yang diperlukan dalam proses perhitungan antara lain: 1. Layout rencana proyek jembatan Kakap Data layout yang digunakan dalam perencanaan abutment, oprit, retaining wall serta pilar jembatan Kakap dalam Tugas Akhir ini diperoleh dari Departemen Pekerjaan Umum Bina Marga Propinsi Jawa Timur. 2. Data tanah dasar Data tanah dasar daerah perbatasan Pacitan dan Trenggalek ini diambil dari Departemen Pekerjaan Umum Bina Marga Propinsi Jawa Timur. 3. Data timbunan, meliputi: dimensi timbunan (tinggi, lebar atas dan bawah, kemiringan talud), material timbunan ( t, , Cu) . 3.5 Perhitungan Beban Beban yang dihitung pada perencanaan ini meliputi beban dari struktur atas jembatan dan beban-beban lain yang bekerja pada masing-masing abutment dan pilar. Beban-beban tersebut digunakan untuk mendesain dimensi abutment dan pilar dan pondasi agar didapatkan dimensi akhir yang efisien. 3.6 Penentuan Jenis Retaining Wall Dinding penahan tanah merupakan struktur yang digunakan untuk mencegah material agar tidak longsor menurut kemiringan alamnya. Struktur dinding biasanya digunakan untuk menopang tanah,air, material tambang dan lain sebagainya. Kontrol stabilitas dinding penahan tanah idealnya mencakup: 1. Kontrol terhadap geser (horizontal displacement), F 1,2. 2. Kontrol terhadap guling/ rotasi, F 1,2. 3. Kontrol terhadap daya dukung sebagai pondasi, F 1,2. Untuk menganalisa kestabilan Retaining Wall dan oprit, pada Tugas Akhir ini digunakan program bantu Plaxis V8.2.
7 3.7 Perencanaan Abutment dan Pilar Untuk menambah faktor keamanan disarankan abutment diurug setinggi elevasi perletakannya. Hal tersebut akan memberikan akses yang bagus pada konstruksi pelat jembatan (Childs, 1993). Daya dukung tanah dasar yang diijinkan didapatkan dari survey penyelidikan tanah. Besarnya tekanan yang diijinkan bergantung pada dimensi pondasi dan beban yang bekerja pada abutment jembatan. Beberapa penyebab kegagalan gelincir antara lain: a. Abutment dibangun pada tanah yang rawan longsor. b. Struktur abutment berdiri di atas tanah lempung yang besar daya dukungnya berbanding lurus dengan kedalamannya. c. Struktur abutment berdiri pada lapisan yang kuat namun dibawah lapisan kuat tersebut terdapat lapisan yang rapuh. d. Struktur abutment didirikan pada lapisan yang memiliki tekanan air pori yang tinggi (dapat disebabkan keadaan alam atau sumber buatan). Jika tidak satupun dari tanda-tanda diatas ditemukan maka analisa kegagalan gelincir tidak perlu dilakukan. 3.8 Perencanaan Desain Pondasi Design pondasi yang direncanakan adalah pondasi Sumuran atau Bore Pile untuk batuan. Pondasi didesain agar didapatkan hasil yang paling efisien dan sesuai dengan kondisi pada tanah dasar masing-masing abutment dan pilar pada Jembatan Kakap, Pacitan.
BAB IV DATA & ANALISA DATA 4.1 Data Jembatan 4.1.1 Bentang Jembatan 1. Untuk balok memanjang pertama dan ketiga menggunakan standard Bina Marga BM 80 (Balok T). Panjang balok bentang pertama dan ketiga adalah 21 m.
2. Untuk balok memanjang kedua (bagian tengah bentang) menggunakan Girder Pratekan WIKA. Panjang balok bentang kedua adalah 31 m. 4.1.2 1. 2. 3. 4.
Lebar Jembatan Lebar jalan lalu lintas Bahu Jalan Lebar Trotoar Lebar Total
: 2x3m : 2 x 1,675 m : 2 x 0,4 m : 10,15 m
4.1.3 Gelagar Utama Jumlah gelagar memanjang utama pada jembatan adalah 15 buah yang dibagi menjadi 3 bagian, sehingga setiap bagian masing-masing memiliki 5 gelagar. Pada bagian pertama dan ketiga (tepi) jarak antar gelagar adalah 1,85 m, sedangkan pada bagian kedua (tengah) jarak antar gelagar adalah 2,3 m. 4.1.4 Jenis Perletakan Jenis Perletakan yang digunakan pada jembatan ini adalah perletakan yang terbuat dari bahan karet sintetik (biasa dikenal dengan nama Bearing Pad/Elastomere/Biprene/Neoprene) yang dilapisi dengan pelat baja tipis. Pemakaian perletakan ini harus mencantumkan spesifikasi kekuatan bahan dari perusahaan yang bersangkutan atau hasil uji laboratorium dengan ijin direksi. 4.2 Data Tanah Dasar 4.2.1 Morfologi Tanah Dasar Stratigrafi tanah dasar Pacitan terdiri dari beberapa formasi antara lain, formasi Kalipucung, formasi Wonosari, formasi Nampol, formasi Wuni, formasi Jaten dll. Karena hasil pengeboran hanya mencapai formasi Wonosari maka pembahasan stratigrafi dibatasi hanya untuk formasi Kalipucung & Wonosari. Formasi Kalipucung memiliki kandungan utama batuan konglomerat dan lempung. Konglomerat yang berwarna coklat kekuningan disusun oleh komponen batu gamping, batu pasir, batu lempung, tuf dan batuan gunung api. Tebal lapisannya berkisar antara 0,5 1 m. Lempung berwarna kelabu atau kebiruan,
8 lengket, sebagian terubah menjadi kaolin. Dijumpai juga komponen batu gamping dalam lapisan yang tebalnya lebih dari 2 m. Formasi Wonosari memiliki kandungan antara lain, batu gamping terumbu, batu gamping berlapis, batu gamping mengeping, dan pasiran. Batu gamping terumbu berwarna putih kelabu, kompak, tak berlapis. Permukaannya berlubang-lubang, membentuk struktur lapis. Ragam bentuk bukit gamping terumbunya dipengaruhi oleh jenis, susunan litologi & strukturnya.Tebalnya beragam, antara 10 m hingga lebih dari 25 m. Data tanah yang digunakan adalah data tanah dengan menggunakan Bore log, SPT dari hasil test laboratorium.Pada titik 1 (BH4 / A1) dengan koordinat X : 521443.353 dan Y : 9088340.699, titik 2 (BH 3 / P1) dengan koordinat X : 521462.201 dan Y : 9088349.136, titik 3 (BH 2 / P2) dengan koordinat X : 521490.769 dan Y : 9088361.924, dan titik 4 (BH 1 / A2) dengan koordinat X : 521509.617 dan Y : 9088370.361. Dari data Bore Log pada titik-titik di atas, didapatkan klasifikasi tanah dasar sebagai berikut:
4.2.2 Klasifikasi Tanah Dasar Berdasarkan rating dengan menggunakan metode RMR (Bieniawski, 1989) maka didapatkan hasil sebagai berikut: a. Tanah dasar pada abutment 1 dan 2: Tabel 4.5: Nilai RMR A1 & A2
Dari hasil RMR maka dapat disimpulkan bahwa batuan tersebut merupakan batuan kelas II (poor Rock). Harga C (cohesi) = 163,16 kPa & Ø = 210. a. Tanah dasar pada pilar 1 & 2: Tabel 4.6: Nilai RMR P1 & P2. BAB V
Dari hasil RMR maka dapat disimpulkan bahwa batuan tersebut merupakan batuan kelas III (Fair Rock). Harga C (cohesi) = 236,84 kPa & Ø = 290.
BAB V PERENCANAAN ABUTMENT 5.1. Umum Abutment adalah bangunan yang digunakan sebagai pondasi untuk jembatan. Dalam Perencanaan ini abutment akan direncanakan untuk pondasi jembatan di atas sungai dengan bentang 70 m, serta menahan beban timbunan setinggi 8 m. 5.2 Pembebanan Abutment 1 (A.1) 5.2.1 Pembebanan Struktur Atas
9 Beban Mati Ada dua jenis balok yang digunakan pada jembatan ini. Pertama adalah balok T standard Bina Marga BM 100 dengan panjang 21 m untuk bentang pertama dan ketiga. Sedangkan yang kedua adalah balok girder pratekan WIKA dengan panjang 31 m.
Gambar 5.1: Cross Section Penampang Balok Girder
Gambar 5.6: Desain Struktur Abutment 1
Luas Tulangan: As Perlu = x b x dx = 0,00350 x 6500 x 722,5 = 16437 mm2 Digunakan Tulangan 35 Ø 25 As= 17181 mm2. Dipasang D25 dengan jarak 180 mm. Luas Tulangan memanjang: As Perlu = x b x dx = 0,0035 x 10150 x 722,5 = 25667 mm2 Digunakan Tulangan 55 Ø 25 As= 26998 mm2. Dipasang D25 dengan jarak 180 mm.
Gambar 5.10: Penulangan Abutment 1
10 5.5 Perencanaan Dimensi Pondasi Sumuran Dalam perencanaan awal diasumsikan dimensi pondasi Sumuran adalah sebagai berikut: Diameter Sumuran = 3,5 m. Kedalaman Sumuran = 5 m. Kontrol Terhadap Daya Dukung dan Perhitungan Pondasi Sumuran
Daya dukung untuk keruntuhan geser menyeluruh (General Shear Failure) dapat diestimasikan dengan menggunakan teori daya dukung Terzaghi & Buisman (1943) sebagai berikut: Dari data tanah dasar diperoleh: Ø = 210, maka berdasarkan interpolasi dari nilai pada tabel Caquot & Kerisel didapatkan: o NØ = tan2 (450 + Ø/2) = tan2 (450 + 210/2) = 2,12 o Nc = = = 10,9 o Koreksi untuk pondasi Bulat (Sowers 1979): Cc x Nc = 1,2 x 10,9 = 10,9 o N = = = 5,1 o Koreksi untuk pondasi Bulat (Sowers 1979): C x N = 0,7 x 5,1 = 3,6 o Nq = NØ2 = 2,122 = 4,5 C = 163,16 Kpa = 16,316 t/m2 , dengan dimensi sumuran: B = 3,5 m, L = 10,15 m dan D = 5 m. Batu kapur memiliki harga dry= 2,7 g/cm3 (sumber: Richard E. Goodman, Introduction to Rock Mechanics , 1989 hal 33). Maka daya dukung dapat dianalisa sebagai berikut:
Vpada 1 sumuran = Vmax/2 = (594,516)/2 =297,258 t q1sumuran > V1sumuran .ok! (Digunakan 2 buah pondasi sumuran). Kontrol Terhadap (Penurunan)
Ambles
Poulos & Davis (1968) dan Goodman (1960) mengenalkan persamaan penurunan (settlement) dengan menggunakan faktor kedalaman (n) untuk ujung pondasi Sumuran atau pondasi tiang yang diletakkan pada lapisan batuan yang berada pada permukaan tanah. Rumus tersebut adalah sebagai berikut:
3,633.10-7 m Penurunan setempat maksimum yang diijinkan untuk pondasi dari bangunan berbentuk tembok penahan atau abutment yang memiliki tanah dasar pasir adalah 2,5 cm. (Sowers & Sowers, 1961). 3,633.10-7 m < 2,5.10-2 m . Ok! Keterangan: Pend=Tekanan pada ujung bawah pondasi Sumuran. r=Poisson s ratio. Er=Modulus elastisitas batuan. (Tabel 5.6 Teknik pondasi Pada Lapisan Batuan ). a= Radius pondasi Sumuran. n = Faktor kedalaman relatif (Tabel 9.1 Teknik pondasi Pada Lapisan Batuan ). Kontrol Beban Maximum Sumuran (Pmax) Beban maksimum yang bekerja pada satu sumuran, dihitung berdasarkan gaya aksial dan momen yang bekerja pada sumuran. Momen pada tiang dapat menyebabkan gaya tekan atau tarik pada tiang, namun yang diperhitungkan hanya gaya tekan karena gaya tarik dianggap lebih kecil dari beban gravitasi struktur, sehingga berlaku persamaan:
11
5.9 Abutment 2 (A.2) Abutment adalah bangunan yang digunakan sebagai pondasi untuk jembatan. Dalam Perencanaan ini abutment akan direncanakan untuk pondasi jembatan di atas sungai dengan bentang 70 m, serta menahan beban timbunan setinggi 8 m. 5.10 Pembebanan Abutment 2 5.10.1 Pembebanan Struktur Atas Beban Mati
Ada dua jenis balok yang digunakan pada jembatan ini. Pertama adalah balok T standard Bina Marga BM 100 dengan panjang 21 m untuk bentang pertama dan ketiga. Sedangkan yang kedua adalah balok girder pratekan WIKA dengan panjang 31 m.
Gambar 5.13: Cross Section Penampang Balok Girder
Gambar 5.18: Desain Struktur Abutment A.2
12
5.11
Perencanaan Dimensi Pondasi Sumuran Dalam perencanaan awal diasumsikan dimensi pondasi Sumuran adalah sebagai berikut: Diameter Sumuran = 3,5 m. Kedalaman Sumuran = 7 m.
5.11.1 Kontrol Terhadap Daya Dukung Tanah dasar pada abutment 2 identik dengan abutment 1, maka daya dukung dapat dianalisa sebagai berikut:
Luas Tulangan:
As Perlu = x b x dx = 0,00494 x 3500 x 722.5 = 12572 mm2 Digunakan Tulangan 27 Ø 25 As= 29452 mm2. Dipasang D25 dengan jarak 120 mm. Luas Tulangan memanjang
As Perlu = x b x dx = 0,00494 x 10150 x 722.5 = 36457 mm2 Digunakan Tulangan 76 Ø 25 As= 37306 mm2. Dipasang D25 dengan jarak 130 mm.
Vpada 1 sumuran = Vmax/2 = (644,846)/2 =322,423 t q1sumuran > V1sumuran .ok! (Digunakan 2 buah pondasi sumuran). 5.11.2 Kontrol Terhadap Ambles (Penurunan)
1,12.10-7 m 1,12.10-7 m < 2,5.10-2 m . Ok! Keterangan: Pend=Tekanan pada ujung bawah pondasi Sumuran. r=Poisson s ratio. Er=Modulus elastisitas batuan. (Tabel 5.6 Teknik pondasi Pada Lapisan Batuan ). a= Radius pondasi Sumuran. n = Faktor kedalaman relatif (Tabel 9.1 Teknik pondasi Pada Lapisan Batuan ).
Gambar 5.22: Penulangan Abutment 2
13 5.11.3 Kontrol Sumuran (Pmax)
Beban
Maximum
Gambar 6.4: Total displacements pada timbunan BAB VI ANALISA OPRIT & RETAINING WALL 6.1. Analisa Oprit & Retaining Wall (R.1) Desain retaining wall yang akan direncanakan adalah sebagai berikut:
6.2. Analisa Oprit & Retaining Wall (R.2) Desain retaining wall yang akan direncanakan adalah sebagai berikut:
Gambar 6.5: Layout Oprit & Retaining
Gambar 6.1: Layout Oprit & Retaining Wall (R.1) Oprit & retaining wall akan di desain menggunakan software Plaxis 8.2. Kalkulasi dan Penentuan Nilai Safety Factor Setelah semua parameter selesai di input, maka tahap kalkulasi dapat dijalankan. Dari hasil (output) kalkulasi dapat dilihat gaya-gaya pada timbunan serta nilai safety factor. Untuk Oprit & Retaining Wall 1, semua phase dapat dijalankan serta didapatkan nilai SF = 1,3.
Oprit & retaining wall akan di desain menggunakan software Plaxis 8.2. Untuk Oprit & Retaining Wall 2, semua phase dapat dijalankan serta didapatkan nilai SF = 1,229.
Gambar 6.8: Total displacements pada timbunan
14 BAB VII PERHITUNGAN PILAR 7.1 Pilar 1 (P.1) Pilar adalah bangunan yang digunakan sebagai penopang sekaligus penghubung antar bentang dalam satu jembatan. Dalam Perencanaan ini pilar akan direncanakan untuk pondasi jembatan di atas sungai dengan bentang 70 m. 7.2 Pembebanan Pilar 1 7.2.1 Pembebanan Struktur Atas Beban Mati
Gambar 7.1: Cross Section Penampang Balok Girder 7.2.2 Pembebanan Struktur Bawah
7.3 Perencanaan Dimensi Pondasi Sumuran Dalam perencanaan awal diasumsikan dimensi pondasi Sumuran adalah sebagai berikut: Diameter Sumuran = 3,5 m Kedalaman Sumuran = 6 m
7.3.1 Kontrol Terhadap Daya Dukung Daya dukung untuk keruntuhan geser menyeluruh (General Shear Failure) dapat diestimasikan dengan menggunakan teori daya dukung Terzaghi & Buisman (1943) sebagai berikut: Gambar 7.6: Desain Pilar 1
Dari data tanah dasar diperoleh: Ø = 290, maka berdasarkan perhitungan didapatkan: o NØ = tan2 (450 + Ø/2) = tan2 (450 + 290/2) = 2,88 o Nc = = = 13,17 o Koreksi untuk pondasi Bulat (Sowers 1979): Cc x Nc = 1,2 x 13,17 = 15,8 o N = = = 12,38 o Koreksi untuk pondasi Bulat (Sowers 1979):
15
o
C x N = 0,7 x 12,38 = 8,67 Nq = NØ2 = 2,882 = 8,29
C = 236,84 Kpa = 23,684 t/m2 , dengan dimensi sumuran: B = 3,5 m, L = 10,15 m dan D = 6 m. Batu kapur memiliki harga dry= 2,7 g/cm3 (sumber: Richard E. Goodman, Introduction to Rock Mechanics , 1989 hal 33). Maka daya dukung dapat dianalisa sebagai berikut:
= Poisson s ratio batuan. = tan Ø (sudut geser antara batuan & beton). r=Poisson s ratio. Er/Ec = Ratio Modulus. Er=Modulus elastisitas batuan (Tabel 5.6 Teknik pondasi Pada Lapisan Batuan ). a= Radius pondasi Sumuran. n = Faktor kedalaman relatif (Tabel 9.1 Teknik pondasi Pada Lapisan Batuan ). 7.3.3 Kontrol Sumuran (Pmax)
Vpada 1 sumuran
Beban
Maksimum
=
Vmax/n (jumlah Sumuran) = 1986,961/2 = 993,481 t q1sumuran > V1sumuran ok! (digunakan 2 buah pondasi sumuran).
7.3.2 Kontrol (Penurunan)
Terhadap
Ambles 7.5 Penulangan Pilar 7.5.1 Penulangan Dinding Pilar Untuk Perencanaan dinding abutment direncanakan berdasarkan momen yang terjadi dari beban kombinasi dari tabel 7.7 7.10 didapatkan My max = 3,03E+10 tm, maka direncanakan tulangan abutment sebagai berikut: Luas Tulangan:
4,132.10-8 m 4,132.10-8 m < 2,5.10-2 m . Ok! Keterangan: Pend=Tekanan pada ujung bawah pondasi Sumuran. (Digunakan karena pondasi masuk ke lapisan batuan/socketed). D = Diameter Sumuran. = Poisson s ratio beton.
As Perlu = x b x dx = 0,0116 x 12500 x 906 = 131307,04 mm2 Digunakan Tulangan 130 Ø 36 As= 132324 mm2. Dipasang D36 dengan jarak 90 mm. Luas Tulangan memanjang:
As Perlu = x b x dx = 0,0116 x 10150 x 906 = 106621,32 mm2
16
Gambar 7.11: Penulangan Pilar 1 7.6 Pilar 2 (P.2) Desain pilar 2 secara garis besar hampir identik dengan pilar 1. Perbedaannya terdapat pada ketinggian pilar 2 yang mencapai 13,1 m. Beberapa beban dan gaya pada pilar 2 yang identik dengan pilar 1 antara lain: Beban pelat lantai kendaraan = 20,088 t/m Beban air hujan = 2,009 t Beban diafragma = 2,142 t Beban angin = 3,495 t Beban rem = 25 t Beban tumbukan = 2, t Perhitungan scouring: St = 1,4 m Gaya seret (hanyutan) = 1,05 t 7.6.1 Pembebanan Struktur Bawah
7.6.3 Perencanaan Dimensi Pondasi Sumuran Dalam perencanaan awal diasumsikan dimensi pondasi Sumuran adalah sebagai berikut: Diameter Sumuran = 3,5 m Kedalaman Sumuran = 6 m
Gambar 7.12: Desain Pilar 2
17 Kontrol Terhadap Daya Dukung dan Perhitungan Pondasi Sumuran
Tanah dasar pada pilar 1 identik dengan pilar 2, maka daya dukung dapat dianalisa sebagai berikut:
Er/Ec = Ratio Modulus. Er=Modulus elastisitas batuan (Tabel 5.6 Teknik pondasi Pada Lapisan Batuan ). a= Radius pondasi Sumuran. n = Faktor kedalaman relatif (Tabel 9.1 Teknik pondasi Pada Lapisan Batuan ). Kontrol Beban Maximum Sumuran (Pmax)
Vpada 1 sumuran = Vmax/n (jumlah Sumuran) = 2001,821/2 = 1000,91 t q1sumuran > V1sumuran .ok! (digunakan 2 buah pondasi sumuran).
Kontrol Terhadap (Penurunan)
Ambles
7.6.6. Penulangan Dinding Pilar Untuk Perencanaan dinding abutment direncanakan berdasarkan momen yang terjadi dari beban kombinasi dari tabel 7.13 7.16 didapatkan Mx max = 3146,366 tm, maka direncanakan tulangan abutment sebagai berikut: Luas Tulangan:
As Perlu = x b x dx = 0,0121 x 13100 x 906 = 143490,31 mm2 Digunakan Tulangan 142 Ø 36 As= 144538 mm2 Dipasang D36 dengan jarak 90 mm. Luas Tulangan memanjang:
4,162.10 -8
m 4,162.10-8 m < 2,5.10-2 m
. Ok!
Keterangan: Pend=Tekanan pada ujung bawah pondasi Sumuran. (Digunakan karena pondasi masuk ke lapisan batuan/socketed). D = Diameter Sumuran. = Poisson s ratio beton. = Poisson s ratio batuan. = tan Ø (sudut geser antara batuan & beton). r=Poisson s ratio.
As Perlu = x b x dx = 0,0121 x 10150 x 906 = 111177,61 mm2 Digunakan Tulangan 112 Ø 36 As= 114002,1 mm2. Dipasang D36 dengan jarak 90 mm.
18 kedalaman 5 m sedangkan pada abutment 2 diameternya adalah 3,5 m dengan kedalaman 7 m. Untuk pilar 1 dan pilar 2, pondasi Sumuran dapat direncanakan dengan diameter 3,5 m dengan kedalaman 6 m. 8.2 Saran Berdasarkan kesimpulan yang telah dijelaskan, maka penulis menyarankan bebrapa hal sebagai berikut: 1. Sebaiknya lebih sering diadakan sosialisasi atau seminar mengenai desain bangunan diatas pondasi batuan, dengan tujuan agar para teknisi dan engineer lebih memahami konsep dasar dari pondasi pada lapisan batuan. 2. Untuk studi selanjutnya agar meninjau metode pelaksanaan di lapangan dan analisa perhitungan biaya. Agar proyek ini dapat diaplikasikan langsung di lapangan.
Gambar 7.15: Penulangan Pilar 2 BAB VIII KESIMPULAN 8.1 Kesimpulan Dari hasil analisa dan perhitungan pada Bab IV, V, VI, VII dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Abutment 1, abutment 2, pilar 1, serta pilar 2 telah didesain sesuai dengan pembebanan struktur atas dengan karakteristik dan dimensi seperti yang telah dijelaskan pada perhitungan Bab V dan Bab VII. 2. Jenis retaining wall yang cukup efisien untuk menahan timbunan di belakang abutment 1 dan abutment 2 adalah batu kali. 3. Berdasarkan analisa menggunakan program bantu Plaxis V 8.2 dapat disimpulkan bahwa struktur Retaining wall 1 dan oprit 1 serta retaining wall 2 dan oprit 2 telah stabil. Safety Factor untuk retaining wall 1 dan oprit 1 adalah 1,3, sedangkan untuk retaining wall 2 dan oprit 2 adalah 1,229. 4. Berdasarkan analisa dan perhitungan pada bab V dan bab VII maka dapat disimpulkan bahwa pondasi Sumuran untuk abutment 1 dapat direncanakan dengan diameter 3,5 m dengan
