JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-7
Perencanaan Struktur Bangunan Bawah Jembatan Welolo pada Ruas Jalan Viqueque – Same – Timor Leste Nama Mahasiswa : Estevão de Carvalho, NRP : 3110105701 Jurusan : Teknik Sipil Dosen Pembimbing : Djoko Untung, Ir.Dr. Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail:
[email protected]
Abstrak - Bangunan bawah Jembatan merupakan suatu bagian dari struktur bangunan Jembatan yang sangat menetukan dalam komposisi struktur jembatan itu sendiri baik itu dari segi kemampuan menerima beban apakah itu beban horizontal, beban vertikal, beban gempa maupun beban angin dan lain lain, struktur bangunan bawah ikut memegan peranan sangat penting, karena tampa sesuatu perencanaan yang baik pada struktur bangunan bawah jembatan yang meliputi “Abutment, Oprit jembatan, Plat injak dan Retaining wall, maka bangunan atas jembatan pun tidak akan berfungsi dengan baik kalau bangunan bawahnya tidak manpu menerima beban beban yang disalurkan dari bangunan atas jembatan ke struktur bangunan bawah jembatan. Kedua abutment yang direncanakan memiliki ketinggian 6 m, tampa pilar tengah karena lebar sungai adalah 60 m dengan satu bentangan. Perencanaan yang dilakukan yaitu menghitung beban beban yang bekerja pada abutment serta gunakan metode perbaikan tanah untuk mengstabilkan lereng yang mengakibatkan longsoran pada daerah disekitar kedua pangkal jembatan. Kerusakan struktur pada timbunan akibat penurunan tanah di bawah struktur sering menyebabkan kerugian bagi berbagai pihak, sehingga perencanaan struktur bangunan bawah jembatan yang meliputi abutment, oprit jembatan, plat injak dan retainning wall merupakan solusi untuk menyrlesaikan kegagalan konstruksi akibat timbunan di atas lereng dengan material pembentuk tanah lunak adalah perbaikan tanah (Prefabricated Kata Kunci : Abutment, Oprit Jembatan, retaining wall, pelat injak, Prefabricated Vertical Drain PENDAHULUAN 1.1.
Latarbelakang
Jembatan Welolo terletak di kecamatan Dilor, kabupaten Viqueque, dan jembatan welolo adalah salah satu jembatan yang menghubungkan jalan yang terputus antara kabupaten Viqueque dan kabupaten Same yang selama ini tidak ada jembatan yang menghubungkan jalan antara kedua kabupaten di Timor Leste. Secara geografis lokasi jembatan Welolo letaknya di bagian selatan yang memiliki potensi di bidang pertanian dan peternakan oleh karena itu perlu dibangun suatu jembatan di jalur lintas selatan yang menghubungkan jalan utama antara kabupaten Viqueque dan kabupaten Same. Jembatan Welolo letaknya di pesisir selatan di wilaya Timor Leste dan daerahnya adalah dataran rendah dengan penghasil utama penduduk setempat adalah padi, hal ini dapat dilihat pada peta kabupaten Viqueque berikut ini.
Plan Location of Welolo Bridge
Gambar 1. Peta lakasi Sumber Dinas PU Timor Leste Perlu diadakan pembangunan Jembatan Welolo di jalur selatan karena merupakan salah satu jalan utama di pesisir selatan guna untuk memperlancar arus lalulintas yang menghubung kota kabupaten Viqueque dan kabupaten Same di kawasan tersebut. Dipilihnya “Perencanaan struktur bangunan bawah jembatan Welolo” karena permasalahan yang sering terjadi adalah pada konstruksi struktur bangunan bawah jembatan yaitu penurunan tanah setempat (setllement) pada abutment jembatan, scouring, longsoran tanah pada slope yang dampaknya besar sekali terhadap suatu jembatan. Dengan dasar diatas maka penulis memilih sebagai judul Tugas Akhir unuk disajikan sebagai topik bahasan. 1.2. Permasalahan Dari uraian diatas maka permasalahan yang dibahas antara lain:
a.
b.
Bagaimana bisa memperlancar arus lalulintas yang menghubungkan kabupaten Viqueque dan kabupaten Same pada kawasan tersebut serta memberikan pelayanan yang baik, aman, dan nyaman kepada para pengendara-pengendara yang tengah berlalulalan di Jalan antar kabupaten Viqueque dan kabupaten Same. Untuk memperlancar arus laulintas, maka dibuat perencanaan pada struktur bangunan bawah jembatan Welolo dengan permasalahan yng ditinjauh antara lain: 1.
Bagaimana merancang struktur bangunan bawah jembatan, permodelannya dan analisa stuktur bangunan bawah jembatan dengan baik berdasarkan pada peraturan BMS sesuai peraturan barunya 2. Beban beban apa saja yang harus diperhitunkan untuk bangunan bawahnya jembatan 3. Bagaimana mengkontrol kestabilan bangunan bawah jembatan dan pengaruh pelaksanaan terhadap struktur 4. Bagaimana merancang perletakan dan bangunan bawah sesuai persyaratan untuk jembatan dimaksud 1.3. Maksud dan Tujuan 1.3.1. Maksud Adapun maksud dari perencanaan jembatan Welolo ini adalah membuat suatu desain jembatan pada struktur bangunan bawah yang kuat dan tahan gempa, karena daerah Timor Leste termasuk daerah rawan gempa seperti terlihat pada peta Zone Gempa yang sudah di bagi dalam enam ( 6 ) wilaya di Indonesia, Timor Leste secara geografis berada di Zona ke 5
TIMOR LESTE Gambar 2 peta zona gempa Sumber SNI – 1726 - 2002 1.3.2. Tujuan Tujuan dari ”PERENCANAAN STRUKTUR BANGUNAN BAWAH JEMBATAN WELOLO” ini adalah bagaimana mendesain suatu struktur abutment jembatan yang baik sesuai prosedur dan standar - standar teknis yang selama ini dipelajari dan nantinya bisa diterapkan di lapangan, berikut ini acuan-acuan untuk perencanaan: 1. Merancang struktur abutment, oprit jembatan, plat injak dan retaining wall pada bangunan bawah jembatan dengan baik berdasarkan pada peraturan BMS . 2. Permodelan dan analisa struktur abutment, oprit jembatan, plat injak dan retaining wall pada bangunan bawah jembatan . 3. Beban-beban apa yang harus diperhitungkan untuk perencanaan abutment, oprit jembatan, plat injak dan retaining wall pada bangunan bawah jembatan. 4. Merencanakan dan menperghitungkan konstruksi abutment, oprit jembatan, plat injak dan retaining wall pada bangunan bawah jembatan. 5. Mengontrol pengaruh kestabilan pada struktur abutment, oprit jembatan, plat injak dan retaining wall pada bangunan bawah jembatan. 6. Kontrol bearing capacity, sliding, settlement, dll pada konfigurasiabutment
1
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-7 2 1.4. Batasan Masalah Mengingat keterbatasan waktu dalam penyusunan Tugas Akhir ini maka ada beberapa permasalahan yang perlu kami batasi, antara lain : 1. Biaya konstruksi jembatan, Perencanaan struktur bangunan atas jembatan, perencanaan perkerasan jalan pada jembatan, teknik pelaksanaan pada konstruksi jembatan, tidak kami bahas dalam tugas akhir ini.Untuk bangunan atasnya kami hanya mengambil beban – bebannya saja dalam perencanaan bangunan bawah jembatan. 2. Untuk bangunan atasnya kami hanya mengambil beban – bebannya saja dalam perencanaan bangunan bawah jembatan. 1.5. Manfaat Manfaat dari perencanaan jembatan pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Sebagai solusi untuk memperlancar arus lalu lintas yang menghubung kabupaten Viqueque dan kabupaten Same guna membantu menunjang roda perekonomian masyarakat di sekitarnya. 2. Sebagai bahan rekomendasi dan evaluasi bagi pemerintah setempat dalam pembangunan pada struktur bangunan bawah Jembatan perlu diperhatikan. 1.6. Lingkup Pekerjaan 1. Abutment Perhitungan beban – beban yang bekerja terhadap abutment o Kontrol terhadap guling ( overturning ) o Kontrol terhadap geser (horizontal displacement or sliding ) o Kontrol Daya dukung tanah dasar ( bearing capacity ) terhadap abutment o Kontrol terhadap penurunan (settlement) pada abutment o Analisa tegangan terhadap abutment o Cek stabilitas terhadap abutment Mendimensi abutment Perhitungan penulangan abutmen 2. Oprit Jembatan dan Plat Injak 3. Retaining wall 4. Prefabricated Vertical Drain BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pada umumnya permasalahan yang sering terjadi pada Struktur banggunan bawah jembatan terutama terhadap abutment ditinjauh dari dua segi aspek antara lain: A. Stabilitas eksteren (External Stabillity) yaitu abutment dianggap sebagai blok padat harus stabil terhadap bahaya pergeseran, penggulingan, keruntuhan fondasi dan stabilitas lereng global. Maka untuk hitungan stabilitas eksteren terhadap abutment ditinjauh dari bebera aspek antara lain: 1. Aspek pengulingan (Overturning) terhadap kaki depan abutmenatau dinding penahan 2. Aspek pergeseran tanah arah horizontal (horizontal displacement) terhadap dasar abutment 3. Aspek daya dukung tanah dasar (bearing capacity) 4. Aspek penurunan tanah setempat (settlement) 5. Aspek keruntuhan akibat kelongsoran lereng (sliding) Hitungan stabilitas eksteren abutment atau dinding penahan dilakukan dengan menganggap struktutur abutment atau diding penahan sebagai blok padat dan akan bergantung pada kemanpuan massa tanah bertulang untuk menahan beban – beban luar dengan tampa adanya resiko keruntuhan struktur. Beban - beban tersebut termasuk tekanan tanah lateral di belakang struktur dan beban – beban yang bekerja diatasnya. Stabilitas interen (Internal Stabillity) dikontrol pada timbunan tanah dengan lereng alam agar tidak terjadi kelongsoran terhadap timbunan tanah ( embankment ) atau pada stabilitas lereng alam dengan mengunakan stable atau plaxis. Berikut dapat dilihat bentuk kelongsoran pada gambar 2.1 dengan kontrol internal stability dihitung berdasarkan tekanan tanah yang bekerja seperti gambar 2.1 berikut: Untuk mengkontrol stabilitas tanah timbunan atau lereng alam ada tiga kondisi yang harus dipenuhi yaitu : 1. Tidak terjadi failure di leren AC , dengan memeriksa stabilitas lereng dengan cara BISHOP (1955), Taylor (1937), dengan mengunakan program Stable atau Plaxis [( ⁄ ] ) 2. ⁄
(
)
(
)
⁄ ( ) ……………................. 2.1 Bera ABC efektif = ( Berat AB’C’ ) ( Berat B’C’CB) ( ) = sudut geser dalam antara tanah timbunan dengan bahan geosynthetis umumnya
SFmin = 2,0 ( beban tetap ) ; SF min = 1,35 (beban sementara )
3.
Syarat kekuatan bahan S1 …………............. 2.2 SFmin = 2,0 ( beban tetap ) SF min = 1,35 ( beban sementara ) Atau
2.2.
Tultimate = kekuatan tarik bahan geosynthesis Strutur Bangunan Bawah Jembatan 2.2.1.
Abutment Kepala jembatan (abutment) merupakan bangunan yang berfungsi untuk mendukung bangunan atas dan juga sebagai penahan tanah. Adapun fungsi kepala jembatan (abutment) ini antara lain: Sebagai perletakan balok jembatan atau beam. Sebagai perletakan plat injak. Sebagai penerus gaya-gaya yang bekerja pada struktur bangunan atas ke pondasi. Sebagai penahan tekanan tanah aktif. Abutment yang akan direncanakan ada dua yaitu kiri dan kanan sungai, sehingga masing – masing abutment mempunyai data tana sendiri – sendiri. 2.2.2. Kriteria perencanaan abutment Perencanaan abutment akan memperhitungkan beban – beban sebagai berikut: Daya dukung tanah Gaya lateral Berat sendiri abutment ditambah beban – beban bangunan atas Gaya horizontal dan vertical Gaya momen guling, geser dan penurunan Cek daya dukung tanah Gaya – gaya tersebut dapat digambarkan sebagai berikut : Rvd
3.1.
METODOLOGI Pengumpulan data perencanaan dan studi literatur
Dalam penyusunan tugas akhir ini pertama-tama yang dilakukan adalah pengumpulan data perencanaan. Sumber data dipeoleh dari Dinas Pekerjaan Umum(Obras Publicas), Bina Marga (Estradas Pontes e Controlo de Cheias) Timor Leste. Dengan data-data tersebut maka dapat dilakukan perencanaan alternative struktur bangunan bawah jembatan yang sesunguhnya. Data-data teknis tersebut meliputi data tanah , hidrologi, topografi, lalulintas, dan lingkungan. Dalam tugas akhir ini akan dilakukan alternatif perencanaan bangunan bawah jembatan Welolo. Data – data teknis dari jembatan tersebut adalah:
Nama jembatan Lokasi
: Jembatan Welolo Viqueque : Lacluta – Kabupaten Viqueque – Timor Leste Panjang bentang : 60 m Struktur utama jembatan : Jembatan Rangka Baja Zona gempa :5
Data bahan
Kekuatan tekan beton (fc’)
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-7
7
Kekuatan leleh baja (fy) BJ 410 Bagian Volume (kg)
Setelah memperoleh data-data perencanaan jembatan, langkah berikutnya adalah melakukan studi literatur mengenai konsep struktur Bangunan Bawah jembatan. Sumber-sumber yang digunakan dalam tugas akhir ini antara lain:
93,6
2400
224640
Berat aspal
19,5
2200
42900
Berat trotoar
18
2400
43200
Bambang Supriyadi dan Agus Setyo Muntohar, jembatan Chu-Kia Wang Struktur Statis Tak Tentu
Pedoman Perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya SKBI – 1.3.28.1987 Departamen Pekerjaan Umum. RSNI T-02-2005
SNI T-12-2004
SNI 03-2847-2002
Air hujan
14,04
1000 W T2 =
Berat Jenis (kg) Jumlah Berat ( Kg)
Berat Plat
Bagian
Profil (Wf)
VSL
Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD
Diktat Kuliah Rekayasa Struktur Baja, Beton, Metode Perbaikan Tanah ( MPT ), Pondasi Beban Dinamis,Teknik Pondasi dan Mekanika Tanah
(L) W (kg)
WT (kg)
400
400
45
70
300
605
181500
Balok Melintang
800
300
16
30
101,4
241
24437,4
Batang Diagonal
400
400
45
70
326,4
605
197472
Batang atas & bawah
400
400
45
70
230
605
139150
Ikatan angin
110
110
10 -
304,32
16,6
5051,71
70
70
7-
152,16
7,38
1122,94
150
150
25,6
31,5
Bawah Atas
SNI – 1726 - 2002
Panjang
Balok Memanjang
Portal Akhir
310740
7
10
806,4
WT1
b.
549540,45
Beban Hidup Beban hidup terbagi rata (UDL) Menurut ketentuan SNI T-02-2005 ps. 6.3.1 (2) untuk:
L 30 m ; q 9.0 (0.5 Pembeban UDL :
Berikut ini adalah metode penyelesaian yang digambarkan dengan diagram aliran dari pekerjaaan tugas ini:
15 ) kPa L
q kel q UDL
A 3.2.
B
Diagram Alur Metodologi
= 5.00 m
Gambar 4.1Pembebanan akibat UDL
L
60 m ; q 9.0 (0.5
15 ) kPa 56
q 6,911 kPa 691,1 Kg/m 2 Beban yang bekerja :
qUDL 691,1 5 3455,5 Kg / m
Beban garis (KEL) Beban P=49 kN/m = 4900 kg/m dengan faktor DLA = 0,3 Maka beban KEL yang bekerja adalah : -
PKEL
=
U (1 DLA) P K TD
= ( 1 + 0.3 ) x 4900 = 6370 kg/m 5.50 BLL 50%
BLL 50%
BLL 100%
1 2q
q
B
A 1 2(b-5,5)
1 2(b-5,5)
6.50
Beban "D" merata (UDL)
Gambar 4.2. Pembebanan UDL ( SNI – T – 02 -2005 Lebar Jembatan antara (5,5 m sampai 6 m ) Gambar 3.1. Flowchart
Beban ”D”
Metodologi Pekerjaan Tugas
-
= Beban UDL + Beban KEL = 3455,5 + 6370 = 9825,5 kg/m q1 = 100 % x 9825,5 = 9825,5 kg/m q2 = 50 % x 9825,5 = 4912,75 kg/m Kel
STRUKTUR BANGUNAN BAWAH JEMBATAN Pada jembatan Welolo ini dibagi menjadi 2 Abutment dan tampa pilar tengah. Dibawah ini data dan perhitungan Abutment dan Pilar. 4.1.
4.2.
UDL B
A
Data Umum
Nama jembatan
Bentang jembatan
Lebar jembatan
= 7.8 m
Struktur atas
= Rangka baja tertutup
Struktur bawah
= Pondasi tiang pancang
Zone gempa
= Daerah gempa 5 dengan tanah Lunak
= Jembatan Welolo 7.80 m
= 60 m
Gambar 4.3 Pembebanan akibat UDL dan Kel Σ MB = 0 Va x 7,8 - q1 x 3.9 x 3.9 – q2 x 0.50 x 7,30– q2 x 1.55 x 1.675 = 0 Va x 7,8 = (9825,5 x 3.9 x 3.9) + (4912,75 x 0.50 x 7,30) + (4912,75 x 0.50 x 1.675) Va =
149445,855 17931,54 4114,43
Pembebanan Abutment Va = 21,986 ton
a. Beban mati Tabel 4.1 Data Perhitungan pembebanan bangunan atas jembatan
c.
Beban angin
7,8
=21986,13 Kg
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-7 4
Gaya tekanan tanah aktif per satuan lebar dinding Ea = Luas diagram tekanan tanah aktif = σ
hai
Letak Jembatan < 5 km Maka kecepatan angin rencana
T
d.
Vw = 35 m/s → (SNI T-02-2005) dari 2000 diperoleh = Beban transversal di perletakan akibat angin = 8733.10 kg
4.4.
Akibat beban lalu – lintas untuk tanah dibawahnya : Ea1 = Htot x (H1 x γ tanah x Ka)
SAP
= 11 x (0.6 x 1.72 x 0.33) = 3,746 t/m Akibat urugan tanah Ea2 = 0.5 H2 x (H2 x γ tanah x Ka) =
Beban gesekan Beban gesekan pada tumpuan bergerak (Beban horisontal Longitudinal pada perletakan; Ra & Va). misal : akibat pemuaian,penyusutan, gaya gempa HL = 0.15 x ( RD + RL ) = 0.15 x (378655,9 + 21986,13 ) = 60096,30 kg ≈ 60,10 ton e. Beban rem Beban rem ( Tr ) berdasarkan SNI T-02-2005 Gbr.9 hal. 23 pada bentangan 60 m adalah 160 kN Reaksi perletakan akibat pengereman adalah Rm = 0,5 x Tr = 0,5 x 160 = 80 kN = 8 ton f. Beban gempa Koefisien geser gempa ”C” T
W
z
x 11 x (11 x 1.72 x 0.33)
= 4,27 m → dari dasar abutment 4.4.2. Kontrol Stabilitas Abutment
a.
= 0,578 detik dari grafik zona gempa 5 tanah Lunak SNI- 2833 -2008 hal. 13 didapatkan harga C = 0.12 TEQ = C . S . I .Wt Dimana : C = Koefisien geser dasar gempa S = Faktor type bangunan = 1 (tipe A) I = Faktor kepentingan = 1. Bangunan Atas TEQ (y) = 0.12 x 1 x 1 x 860280,45 x 30% = 30970,10 kg = 27,26 ton Pembebanan struktur bangunan bawah jembatan 4.4.1.
2
1 1 3.746 x 11 34,34 x 11 2 3 = 34,34
9.8 x 9279320,3
g Kp
1
= 29,53 t/m ΣEa = Ea1 + Ea2 = 34,34 t/m Abutment selebar 7,80 m, maka : ΣEa = 34,34 x 7,8 = 257,85 ton⃰ Letak resultan gaya tekanan tanah dari O :
770844,22
= 2π
TP
= 2π
Kontrol terhadap guling (overtuning) Σ Mguling = 1257,14 tm Σ Mpenahan = 2626, tm
SFg
SF
=
=
b.
= 1,82 t/m
a. Tegangan tanah q = beban merata
CL
1
1.00 2
.80
3 1.30
11.00
7.40
Ea1
1.00 4 6.00
9.20
Kontrol terhadap geser Faktor keamanan terhadap geser SF
=
SF
=
Ea2
5
6
SF
.80 1.00
=
7 A
3.20
3.20
Gambar 4.5Gambar gaya-gaya yang bekerja pada Abutment Dari data tanah didapatkan : = 1.72 t/m3 ; θ = 300 γ tanah c
= 0
γ'
= γ sat –
γ
c.
Beban lalu – lintas eqivalent dengan beban tanah urugan setebal 0,6 meter
γ tanah x Z
Tegangan horisontal tanah :
σ
ha
=
σ x Ka - 2 c Ka v
gaya geser
W . tgδ P
≥ 1.5
≥ 1.5
684 . tg 300 257,85
Kontrol terhadap daya dukung Σ Momen = Σ Momen penahan – Σ Momen guling = 2626,586 tm – 1257,14 = 1368,86 tm Σ Wtotal
w
= 1.82 – 1.00 = 0.82 t/m Koefisien tekanan tanah aktif menggunakan persamaan : Ka = tan2 ( 450 – φ/2) Ka = tan2 (450 – 30/2) = 0.33
=
gayapenaha n
= 1,532 ≥ 1.5 → OK!
3
σV’
≥ 1.5
Dimana : W = Komposisi vertikal dari R = Wabutment + tanah = 87651,60 x 7,8 = 683682 kg = 684 ton P = Komposisi horizontal dari R ( ΣEa tanah ) = 257,40 ton δ = Faktor lekatan/hambatan antara tanah dan pondasi = 300 (sudut gesek pasir dipengaruhi oleh kerapatan berkisar antara 28o s/d 45o ) maka ambil 2/3x45o = 300, U.S. Engineer Corp (1946)
γ ' tanah = 1,72 t/m
2626 tm 1257,14 tm
≥ 1.5
= 2,08 ≥ 1.5 → (OK???! )
Data Tanah Urug : µ = 30° C =0
Σ M penahan Σ M guling
Pembebanan abutment
γ ' sat
x hi
= WDead Load + W(abutment + tanah) = 860280,45 kg + (87651,60) = 947932 kg = 948 ton
Tegangan tanah :
q adm
=
948 V = = 18,99 ton/m2 A (6,4 x 7,8)
4.4.3. Cek daya dukung tanah : Lapisan tanah di dasar pondasi pada kedalaman – 9.0 m Pasir berlanau γsat = 1.87 t/m3 ∅ = 00
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-7 C
7
= 1.0
Y
Untuk ∅ = 0 didapat : Nc = 5.14 ; Nγ = 0 ; Nq = 1.00 ; Nq/Nc = 0.20 (dari tabel Terzaghi) Pondasi menggunakan pondasi bentuk bujur sangkar : 0
qL =
0.95
Mx
Hx ton
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
10.00
X
Ordinat m
My ton m
1.50
1.25
Mx ton m
6.40
Gambar 4.7 Susunan Tiang Group 3,75 29,53 65,99 8,00 28,55 136,04 24,98
M H Ta Gg Rm A Hg Tag
1
1.50
8,73 95,16 136,04
5,60 3,30 9,20 9,20 9,20 9,20 1,80 1,80
20,98 97,45 607,15 73,60 262,66 244,87 44,96
4.5.2. Perhitungan beban vertikal ekivalen (Pv) 80,34 875,47 244,87
Dimana : -
0.95
1.50
= 1,40 < 3 → Not OK ..... (Pakai tiang pancang) Menghitung kombinasi Pembebanan dari Kombinasi I sampai dengan Kombinasi VI Tabel 4.7 Rangkuman pembebanan Beban
1.50
o
qL 26,664 = = q adm 18,99
M H Ta1(Ea1) Ta2(Ea2) Gg Rmt A Hg(atas) Hg(bawah) Tag
o
1.50
= 6.68 + 19,98 + 0 = 26,664 t/m2
Hy ton
My
1.50
(1.3 c Nc ) (q Nq ) (0.4 B N )
V ton 430,14 9,83
1.50
1.25
= (1.3 1.0 5.14) (19,44 1.028) (0.4 1.87 6,4 0)
SF
1.50
= Beban mati (dead load) = Beban hidup ( live load ) = Tekanan tanah = Gaya gesek = 0,15 (M+H) = Gaya Rem ( traffic loada) = Beban anging (windload ) = Gaya gempa ( earthquake) = Tekanan tanah akibat gempa
Tabel 4.14 Ringkasan Total Kombinasi Pembebanan dari I s/d VI Gaya Momen Kombinasi Pembebanan My V Hy Hx Mx Kombinasi I 439,97 33,28 118,43 Kombinasi II 430,14 99,27 8,73 725,58 80,34 Kombinasi III 439,97 107,27 8,73 799,18 80,34 Kombinasi IV 430,14 430,14 231,20 670,92 1.120,34 Kombinasi V 430,14 230,58 239,93 1.114,68 1.200,69 Kombinasi VI 430,14 33,28 118,43
4.5.1. Rencana tiang pancang: Direncanakan tiang pancang dengan diameter (D) = 0,50 m Jumlah tiang (n) ≥
Perhitungan beban vertikal ekivalen (Pv) akibat beban vertikal (V), horisontal (H) dan momen (M) pada kepala tiang (poer) adalah sebagai berikut : Pi =
V n
Mx . Y ΣY
2
My . X Σ X2
Dimana : Pi : Gaya axial maksimum dan minimu V : Jumlah beban vertical Mx, My : Momen-momen yang bekerja di dasar poer,(titik 0)
Σ Y2 , Σ X2
: Jarak dari sumbu tiang ke titik barat susunan kelompok tiang Dengan mengambil kombinasi pembebanan III dari tabel ringkasan pembebanan yang paling menentukan: o V = 439,97 ton o Mx = 80,34 ton m o My = 799,18 ton m ∑ ( ) ( ) ( ) -
(
∑
)
(
)
(
)
(
)
N = 24 bh tiang pancang Dengan gambar susunan tiang (6 x 4) dan jarak antara tiang (S) = 1.50 m. Daya dukung tanah untuk 1 tiang yang digunakan adalah daya dukung tanah S1 = 1.25m , Sesuai dengan syarat berikut : Syarat S (jarak as ke as tiang pancang) : 2.5D ≤ S ≤ 3D 2.5x0.5 ≤ S ≤ 3x0.5 1.25m ≤ S ≤ 1.50m Syarat S1 (jarak tepi ke as tiang pancang) : 1.5D ≤ S ≤ 2.5D 1.5x0.5 ≤ S ≤ 2.5x0.5 0.75m ≤ S ≤ 1.25 m
Syarat: Pmax. < EkQd 83,67 ton ≤ 0,688 x 185,52 = 127,62 ton ( OK) Untuk P21(min tarik) = - 21,90 ton maka daya dukung 1 tiang tarik lebih besar. (
)
4.7. PERHITUNGAN SHEET PILE Untuk H = 7,45 m dan L = 50 m Gaya – gaya tekanan tanah
Koefisien efisiensi menggunakan perumusan dari Converse-Labarre : Ek
d (m 1)n (n 1)m s 90 m n 0.5 (6 1) 4 (4 1) 6 = 1 arctan 1.50 90 6 4 =
1 arctan g
= 0.688 Perhitungan daya dukung tiang kelompok :
Gambar4.9, Gambar Turap dan gaya tekanan tanah Ka1 = tg2 ( 45 – ) = tg2 ( 45 – ) = 0,33 Ka2 = tg2 ( 45 – ) = tg2 ( 45 – ) = 1
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-7 6 Distribusi beban: Sheet pile 25% Geotextile 75% Pembebanan: [( ) ( )
Kontrol Daya Dukung )
((
(
)
(
))
Sf renc, = 3 maka (
Syarat
]
(
) ) (
)
4.9. Perhitungan Retainning Wall Untuk panjang, L = 60 m Demensi Dinding Penahan Data teknis dari data tanah didapatkan : γ tanah = 1.8 t/m3 ; θ = 300 c = 0
γ' Gambar 4.10 Gambar diagram tekanan tanah hasil perhitungan
= γ sat – γ w = 1.8 – 1.00 = 0.8
Tinggi timbunan (H ) = 2,79 m Tanah dasar : c = 20 kN/m2, φ = 25o , γt = 1,80 t/m3 Berat Jenis beton , γbeton = 2400 kg/m3
4.8. Perencanaan Geotextile pada timbunan Pada umumnya perencanaan lereng yang dimaksud adalah lereng alam dan lereng buatan oleh manusia, misalnya lerenga alam yaitu pada Bangunan-bangunan yang berada pada daerah perbukitan atau pengunungan yang sering terjadi kelongsoran tanah,pergeseran tanah, penurunan tanah dan lainlain. Lereng buatan antara lain terjadi pada daerah bangunan – bangunan yang berada diatas tanah timbunan, seperti pembangunan pada jalan raya, jembatan dan perumahan – perumahan yang dibangun di daerah rawa- rawa yang ditimbun dengan ketinggian tertentu. Untuk Tugas Akhir ini yang di bahas ialah kestabilan tanah di daerah sekitar pangkal jembatan atau abutment. Timbunan dibelakang konstruks dinding penahan tanah akan diberi perkuatan dengan mengunakan geotextile STABILENKA dengan kuat tarik 400/50 setinggi m 6 meter dengan q = 0,6 x γtimbunan Data-data tanah timbunan: γtanah = 18 kN/m3 ; φ = 35o; c = 12 kN/2; ca = 0,85c Tinggi timbunan H: - H1 = 7,45 m - H2 = 5 m - H3 = 4,79 m Stabilitas eksteren dan stabilitas interen
Demensi Dinding penahan Lebar dinding penahan : syarat B = 0,4H s/d 0,7H (B) = 0,4H = 0,5 x 4,29 = 2,145 ≈ 2 m
Gambar 4.22, gambar diagram tekanan tanah Penulangan lentur dinding penahan (Vertikal )
A. 1)
Hitungan gaya lintang dan gaya momen terfaktor Bila y adalah kedalaman dari permukaan tanah urug, momen terfaktor yang bekerja pada dinding vertikal: ( )(
Gambar 4.13 Gambar rencana konstruksi geotextile (
)
) (
(
)
) (
)
……………………………...…(a) Gaya lintang terfaktor: ( )
( ) ( ) ………………...….(b)
(
Tabel 4.23. Tabel hitungan momen dan gaya lintang terfaktor Gambar 4.16 Gambar pemasangan geotextile
Tabel hitungan momen dan gaya lintang terfaktor Potongan Y Y2 Y3 Vu (kN) Mu (kN m) I-I 1,5 2,25 3,38 15,94 9,95 II - II 3,69 13,62 50,2434 68,01 95,64 y = kedalaman diukur dari permukaan tanahurug 2)
Gambar 4.17 gambar diagram gaya – gaya yang bekerja pada geotextile
Perhitungan kebutuhan tulangan geser Potongan I –I d = H pot.I-I – d’ – Øtul.geser – (1/2 Øtul. lentur = 440 – 40 – 16 – (1/2x25) = 371,5 mm
)
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-7
7 min < perlu < max Pakai pelu = 0.024 d. Luas Tulangan As perlu = x b x d = 0.024 x 1000 x 431,5 = 10356 mm2 Digunakan tulangan 25 - 100 mm (As = 10799,22 mm2) Untuk tulangan memanjang : memakai SNI 03-2847-02 ps.9.12 Digunakan tulangan 16 – 250 mm (As = 804,25 mm2 ) Hitung jarak tulangan
Rasio tulangan: (
) (
)
, SNI 03 – 2847 – 2002,Ps 12.3.3
min 3)
=
1.4 = 0.0047 fy
Koefisien Ketahanan
Jarak antar sengkang S=
Mu 9,95 x 10^ = φ x b x d2 0.85 x 1000 x 371,5 2 7
Rn
=
1000 250mm (4) (
)
= 0,85 N/mm2 m
=
300 fy = = 14,12 0.85 fc' 0.85 x 25
perlu
=
=
2 m Rn 1 1 1 fy m
Pasang tulangan geser praktis Φ 16 – 250 mm Potongan II –II d = H pot.I-I – d’ – Øtul.geser – (1/2 Øtul. lentur = 500 – 40 – 16 – (1/2x25) = 431,5 mm Rasio tulangan:
2 x 14,12 x 0,85 1 1 14.12 300
1
(
= 0.00289
(
Syarat : min < perlu < max Pakai min = 0.0047 4)
)
, SNI 03 – 2847 – 2002,Ps 12.3.3
Luas Tulangan As perlu = x b x d = 0.0047 x 1000 x 371,5 = 1746,05 mm2
min 6)
Digunakan tulangan 25 - 250 mm (As = 1963,5 mm2) Untuk tulangan memanjang : memakai mutu 400 SNI 03-2847-02 ps.9.12 As perlu = x b x d = 0.0018 x 1000 x 371,5 = 668,7 mm2 Digunakan tulangan 16 – 250 mm (As = 804,25 mm2 ) Hitung jarak tulangan Jarak antar sengkang S=
)
1000 250mm (4) (
)
(
) (
1.4 = 0.0047 fy
Koefisien Ketahanan Rn
=
Mu 95,64 x 10^ 7 = φ x b x d2 0.85 x 1000 x 431,5 2
= 6 N/mm2 m
=
300 fy = = 14,12 0.85 fc' 0.85 x 25
perlu
=
Pasang tulangan geser praktis Φ 16 – 250 mm Potongan II –II d = H pot.I-I – d’ – Øtul.geser – (1/2 Øtul. lentur = 500 – 40 – 16 – (1/2x25) = 431,5 mm Rasio tulangan:
=
=
2 m Rn 1 1 1 fy m
2 x 14,12 x 6 1 1 14.12 300 1
= 0.024
Syarat : min < perlu < max Pakai pelu = 0.024 d. Luas Tulangan As perlu = x b x d = 0.024 x 1000 x 431,5 = 10356 mm2 Digunakan tulangan 25 - 100 mm (As = 10799,22 mm2)
)
, SNI 03 – 2847 – 2002,Ps 12.3.3
min 5)
=
1.4 = 0.0047 fy
Koefisien Ketahanan Rn
=
Mu 95,64 x 10^ 7 = 2 φxbxd 0.85 x 1000 x 431,5 2
= 6 N/mm2 m
=
300 fy = = 14,12 0.85 fc' 0.85 x 25
perlu
= Syarat :
=
2 m Rn 1 1 1 fy m
2 x 14,12 x 6 1 1 14.12 300 1
Gambar 4.24, gambar penulangan pada dinding penahan
= 0.024
