PERANCANGAN ULANG BOX UNDERPASS CIBUBUR JAKARTA TIMUR
REDESIGN OF CIBUBUR UNDERPASS BOX EAST JAKARTA
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma IV Program Studi Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan Di Jurusan Teknik Sipil
Oleh : BAYU EKO PRASETYO WIBOWO NIM. 091134005
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2013
PERANCANGAN ULANG BOX UNDERPAS,S CIBUBUR JAKARTA TIMUR
REDESIGN OTCIBUBUR UNDERPASS BOX EAST JAKARTA
Nama : Bayu Eko Prasetyo Wibowo
NIM:091134005
Menyetujui,
Pembimbing
I
Pembimbing
NrP. 19s70316 198403 1001
,{/r*olDlK iT ^.(
II
NIP. 19770306 200501
1ru,r\r +^ "d 6
I
001
ABSTRAK
Laporan tugas akhir ini membahas mengenai perancangan ulang box
underpass pada proyek Underpass Cibubur di Jakarta Timur. Underpass Cibubur merupakan bangunan transportasi jalan yang dimana direncanakan memotong di
bawah jalan tol Jagorawi. Box pada proyek Underpass Cibubur ini menggunakan konstruksi beton bertulang yang dicor langsung di tempat. Pelaksanaan perkerjaan
box underpass Cibubur menggunakan teknik sistem jacking, yaitu memasukan
box beton bertulang ke dalam lorong melintasi bawah tanah jalan tol Jagorawi. Analisis pembebanan dalam perhitungan struktur box underpass pada tugas akhir ini seluruh ketentuan dan besar pembebanannya disesuaikan dengan peraturan pembebanan jembatan RSNI T-02-2005. Untuk perhitungan mekanika struktur dilakukan pemodelan berbentuk 3D dengan bantuan program SAP2000 versi 14 yang kemudian output berupa kontur-kontur tegangan. Dalam merancang struktur beton bertulang untuk box underpass ini disesuaikan berdasarkan peraturan perencanaan struktur beton untuk jembatan RSNI T-12-2004.
Kata kunci: underpass, jacking box, beton bertulang
i
ABSTRACT
This final project report discusses about the redesigning of underpass
box on Cibubur underpass project in East Jakarta. Cibubur underpass is a road transportation structure which will be planned to cut under the Jagorawi toll
road. Box underpass at Cibubur Underpass project uses reinforced concrete construction casted directly on the project place. The execution of box underpass
uses the jacking system, which means entering reinforced concrete box into the
underground tunnel across the Jagorawi toll road. On the load analysis on box underpass structure calculation in this final project, all provisions and regulations is adapted to the RSNI T-02-2005 (Indonesia bridges loading regulation). The calculation of structural mechanics is performed
with 3D
modeling of SAP2000 version 14 which then the stress contours are obtained. Reinforced concrete structure of underpass box designed is based on RSNI T-122004 (Indonesia regulation of concrete structures for bridges).
Keywords: underpass, jacking system, reinforced concrete,
ii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum wr. wb.
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya yang telah menerangi daya nalar dan kreatifitas penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat serta salam semoga terus tercurah limpahkan kepada baginda Sang Pembaharu Dunia, Pembawa Rahmat Bagi
Semua, Sayyidina Muhammad SAW, kepada keluarga, sahabat, tabiin serta kita
sebagai umatnya sampai di akhir zaman. Dengan rasa syukur yang sangat akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul “Perancangan Ulang Box Underpass Cibubur Jakarta Timur” dengan baik. Adapun Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Diploma IV Program Studi Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan di Jurusan Teknik Sipil. Penulis
menyadari
bahwa
Tugas
Akhir
ini
masih
jauh
dari
kesempurnaan. Oleh sebab itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk pengembangan lebih baik di masa yang akan datang. Akhir kata, penulis berharap Tugas Akhir ini bermanfaat bagi semua pihak. Wassalamualaikum wr. wb.
Bandung, Penulis
iii
Juli 2013
UCAPAN TERIMA KASIH
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak,
Ibu, Adik dan seluruh keluarga besar penulis yang telah memberikan motivasi dan
dukungan baik moril maupun materil. Tak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini: 1. Bapak Drs. Moeljono, SP1 dan Bapak Luthfi Muhammad M., SST, MSAHC, selaku pembimbing Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan, masukan
dan membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini,
2. Bapak Ambar Susanto, ST.Si, MT dan Bapak Drs. Djuwadi, MT, selaku dosen penguji dalam sidang Tugas Akhir ini, 3. Bapak Ir. Taufik Hamzah, MSA, MBA, selaku ketua Jurusan Teknik Sipil, 4. Bapak Desutama RBP, ST., MT, selaku ketua Program Studi Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan, 5. Bapak Drs. Rofingoen Rozikoen, MT, selaku dosen wali 4-TPJJ sekaligus sebagai koordinator Tugas Akhir, 6. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Sipil yang telah memberikan bimbingan selama masa perkuliahan, 7. Seluruh karyawan Tata Usaha, Perpustakaan, dan Staf teknisi laboratorium Jurusan Teknik Sipil, 8. Teman-teman seperjuangan Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan 2009, 9. Rekan-rekan Himpunan Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil, 10. Keluarga Forum Mahasiswa Cirebon, dan 11. Semua pihak yang telah membantu dalam Tugas Akhir ini.
iv
DAFTAR ISI
ABSTRAK..................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ................................................................................... iii
DAFTAR ISI ................................................................................................. v
DAFTAR TABEL ......................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR..................................................................................... viii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. x
DAFTAR NOTASI ....................................................................................... xi
DAFTAR ISTILAH ...................................................................................... xiv
BAB I
PENDAHULUAN ......................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1 1.2 Tujuan ............................................................................................ 2 1.3 Lokasi ............................................................................................. 2 1.4 Ruang Lingkup ............................................................................... 3 1.5 Sistematika Penulisan ..................................................................... 4
BAB II
DASAR TEORI............................................................................. 5
2.1 Umum............................................................................................. 5 2.2 Beton Bertulang .............................................................................. 6 2.3 Pembebanan Struktur ...................................................................... 6 2.4 Dasar Umum Perencanaan Box Underpass ...................................... 15 2.5 Program SAP2000 .......................................................................... 23
BAB III METODOLOGI............................................................................ 25 3.1 Studi Pustaka .................................................................................. 26 3.2 Pengumpulan Data .......................................................................... 26 3.3 Desain Awal Box Underpass ........................................................... 26 3.4 Perancangan Box Underpass ........................................................... 27 3.5 Metode Pelaksanaan........................................................................ 28 v
BAB IV ANALISIS DAN PERANCANGAN ............................................. 29 4.1 Data Perencanaan............................................................................ 29
4.2 Analisis Pembebanan ...................................................................... 33
4.3 Analisis Mekanika Struktur ............................................................. 42
4.4 Perhitungan Tulangan Box Underpass............................................. 56
4.5 Metode Pelaksanaan........................................................................ 82
BAB V
PENUTUP ..................................................................................... 94
5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 94
5.2 Saran............................................................................................... 94
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 95 LAMPIRAN
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 2.2 Tabel Tabel 2.3 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Tabel 4.8 Tabel 4.9 Tabel 4.10 Tabel 4.11 Tabel 4.12
Berat isi untuk berat mati .............................................................. 7 Faktor distribusi untuk pembebanan truk “T” ............................... 11 Kombinasi beban umum untuk keadaan ultimit ............................. 15 Data box underpass ...................................................................... 30 Berat isi untuk beban mati ............................................................ 30 Hasil pengujian laboratorium ........................................................ 31 Beban mati tambahan ................................................................... 32 Parameter desain tanah ................................................................. 33 Kombinasi beban ultimit ............................................................... 40 Nilai perkiraan modulus elastisitas tanah ...................................... 51 Nilai maksimum gaya-gaya dalam ................................................ 54 Gaya-gaya pada pelat atas box underpass ..................................... 55 Gaya-gaya pada pelat dinding box underpass ................................ 64 Gaya-gaya pada pelat bawah box underpass ................................. 70 Rekapitulasi tulangan box underpass ............................................ 80
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Gambar 1.2 Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 2.9 Gambar 2.10 Gambar 2.11 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7 Gambar 4.8 Gambar 4.9 Gambar 4.10 Gambar 4.11 Gambar 4.12 Gambar 4.13 Gambar 4.14 Gambar 4.15 Gambar 4.16 Gambar 4.17 Gambar 4.18 Gambar 4.19 Gambar 4.20 Gambar 4.21 Gambar 4.22 Gambar 4.23 Gambar 4.24 Gambar 4.25 Gambar 4.26 Gambar 4.27
Peta wilayah Cibubur Jakarta Timur......................................... 2 Lokasi underpass Cibubur........................................................ 3 Underpass berbentuk kotak ...................................................... 5 Underpass berbentuk setengah lingkaran.................................. 5 Diagram tekanan tanah aktif pada dinding ................................ 9 Penyebaran pembebanan arah melintang .................................. 10 Beban truk “T” ......................................................................... 11 Gaya rem per lajur.................................................................... 14 Waktu getar struktur................................................................. 14 Diagram tegangan dan regangan tulangan rangkap ................... 16 Bidang penyebaran tekanan roda .............................................. 19 Tampilan jendela SAP2000 v14 ................................................ 23 Template SAP2000 ................................................................... 23 Diagram alir pelaksanaan tugas akhir ....................................... 24 Flowchart perancangan box underpass ...................................... 26 Gambar rencana box underpass ................................................ 28 Tampak depan box underpass .................................................. 29 Lokasi titik-titik penyelidikan tanah ......................................... 31 Stratigrafi tanah BH 1 .............................................................. 32 Beban mati tambahan ............................................................... 33 Tekanan tanah akibat beban merata............................................ 34 Tekanan tanah akibat beban tanah.............................................. 34 Beban lajur “D” ....................................................................... 35 Distribusi beban truk “T” pelat atas .......................................... 36 Distribusi beban truk “T” pelat bawah ...................................... 38 Pemilihan template................................................................... 41 Kotak dialog quick grid lines ................................................... 41 Model 3D box underpass ......................................................... 42 Kotak dialog data material ...................................................... 42 Kotak dialog shell section data ................................................ 43 Define load patterns ................................................................. 44 Automatic area mesh ................................................................ 44 Kotak dialog area gravity loads ............................................... 45 Kotak dialog area surface pressure .......................................... 45 Kotak dialog area surface pressure .......................................... 46 Kotak dialog join pattern ......................................................... 47 Kotak dialog surface pressure .................................................. 47 Kotak dialog surface pressure .................................................. 48 Kotak uniform to frames........................................................... 48 Kotak uniform to frames........................................................... 49 Kotak uniform to frames........................................................... 49 Kotak uniform to frames........................................................... 49
viii
Gambar 4.28 Gambar 4.29 Gambar 4.30 Gambar 4.31 Gambar 4.32 Gambar 4.33 Gambar 4.34 Gambar 4.35 Gambar 4.36 Gambar 4.37 Gambar 4.38 Gambar 4.39 Gambar 4.40 Gambar 4.41 Gambar 4.42 Gambar 4.43 Gambar 4.44 Gambar 4.45 Gambar 4.46 Gambar 4.47 Gambar 4.48 Gambar 4.49 Gambar 4.50 Gambar 4.51 Gambar 4.52 Gambar 4.53 Gambar 4.54 Gambar 4.55 Gambar 4.56 Gambar 4.57 Gambar 4.58 Gambar 4.59 Gambar 4.60 Gambar 4.61
Kotak dialog joint pattern ........................................................ 50 Kotak dialog surface pressure .................................................. 50 Kotak dialog assign springs ..................................................... 51 Nilai M11................................................................................. 52 Nilai V13 ................................................................................. 53 Nilai N11 ................................................................................. 53 Dimensi box underpass ............................................................ 54 Denah pelat lantai atas.............................................................. 55 Tulangan tumpuan pelat atas .................................................... 56 Tulangan lapangan pelat atas .................................................... 58 Tulangan bagi pelat atas ........................................................... 60 Bidang penyebaran tekanan roda .............................................. 62 Sketsa penulangan pelat lantai atas ........................................... 63 Denah pelat dinding ................................................................. 64 Tulangan pokok pelat dinding .................................................. 65 Tulangan bagi pelat dinding ..................................................... 67 Sketsa penulangan pelat dinding............................................... 69 Denah pelat lantai bawah ......................................................... 70 Tulangan tumpuan pelat bawah ................................................ 70 Tulangan lapangan pelat bawah................................................ 73 Tulangan bagi pelat bawah ....................................................... 76 Bidang penyebaran tekanan roda .............................................. 77 Sketsa penulangan pelat lantai bawah ....................................... 79 Penulangan box underpass ....................................................... 80 Metode pelaksanaan box underpass.......................................... 81 Area kerja jacking box underpass ............................................. 82 Pekerjaan pemasangan tulangan ............................................... 83 Bekisting yang sudah terpasang................................................ 85 Pengecoran pelat lantai bawah.................................................. 87 Dinding penyayat (steel cutting nose) ....................................... 88 Nose telah memasuki tanah ...................................................... 89 Proses jacking box.................................................................... 89 Beberapa box segmen telah tersambung ................................... 90 Proses penggalian tanah ........................................................... 91
ix
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN I
Formulir Pengajuan Topik Tugas Akhir
Formulir Bimbingan Tugas Akhir Lembar Revisi Sidang Laporan Tugas Akhir
LAMPIRAN II
Hasil Output Gaya-gaya Dalam Gambar Hasil Perancangan Data Tanah LAMPIRAN III Riwayat Hidup Penulis
x
DAFTAR NOTASI
a
= tinggi balok tegangan persegi ekivalen, mm.
As
= luas tulangan tarik, mm2.
As ’
= luas tulangan tekan, mm2.
Av
= luas tulangan geser dalam daerah sejarak s, atau luas tulangan geser.
yang tegak lurus terhadap tulangan lentur tarik dalam suatu daerah
sejarak s pada komponen struktur lentur tinggi, mm2.
b
= lebar pelat, mm.
c
= nilai kohesi tanah, kN/m2.
c
= jarak dari serat tekan terluar ke garis netral, mm.
C
= koefisien geser dasar untuk daerah, waktu dan kondisi setempat sesuai.
Cc
= gaya tekan beton, N.
Cs’
= gaya tekan baja tulangan tekan, N.
d
= tinggi effektif pelat,ditentukan dari serat tekan terluar sampai dengan titik berat tulangan tarik, mm.
d’
= jarak serat tekan terluar sampai dengan titik berat tulangan tekan (mm)
D
= deform, tulangan ulir.
Ec
= modulus elastisitas beton, MPa.
Es
= modulus elastisitas tulangan, MPa.
f c’
= kuat tekan beton yang disyaratkan, MPa.
fs
= tegangan dalam tulangan yang dihitung pada beban kerja, MPa.
fy
= tegangan leleh yang disyaratkan dari tulangan non-prategang, MPa.
g
= percepatan gravitasi, m/s2.
h
= tebal pelat, mm.
H
= tinggi komponen suatu struktur, mm.
hw
= tinggi dinding, mm.
I
= faktor Kepentingan.
Kh
= koefisien beban gempa horisontal.
Ka
= koefisien tanah aktif. xi
Kp
= kekakuan struktur yang merupakan gaya horisontal yang diperlukan untuk menimbulkan satu satuan ledakan, KN/m.
l
= bentang pelat diukur dari pusat ke pusat tumpuan, m.
lw
= lebar dinding, mm.
Mn
= kekuatan momen nominal penampang, Nmm.
Mu
= momen terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar pada penampang, Nmm.
Nu
= beban aksial terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar, yang tegak lurus pada penampang, diambil positif untuk tekan, negatif untuk tarik, dan memperhitungkan pengaruh dari tarik
akibat rangkak dan susut, N. Pa
= tekanan tanah aktif, kN/m.
Pn
= kekuatan batas aksial nominal komponen struktur, N.
Pu
= beban aksial terfaktor pada eksentrisitas yang diberikan < φPn.
Qi
= penjumlahan terkombinasi dari jenis-jenis beban yang berbeda.
Rn
= besaran ketahanan atau kekuatan nominal dari penampang komponen struktur.
S
= faktor tipe bangunan.
T
= waktu getar dalam detik.
TEQ
= gaya geser dasar total dalam arah yang ditinjau, KN.
Ts
= gaya tarik baja tulangan, N.
tw
= ketebalan dinding.
u
= panjang efektif dari garis keliling geser kritis.
v
= angka poisson.
Vc
= kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton.
Vn
= kekuatan geser nominal penampang, N.
Vs
= kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser, N.
Vu
= gaya geser terfaktor akibat kombinasi pengaruh gaya luar yang terbesar pada penampang.
Wc
= berat jenis beton, kg/m3.
xii
WT
= berat total nominal bangunan yang mempengaruhi percepatan gempa, diambil sebagai beban mati ditambah beban mati tambahan, kN.
WTP
= berat total nominal bangunan atas termasuk beban mati tambahan ditambah setengah berat dari pilar (bila perlu dipertimbangkan), kN.
φ
= faktor reduksi kekuatan.
ρ
= rasio tulangan tarik.
ρ’ β1 εe
= rasio tulangan tekan. = faktor tinggi blok tegangan tekan persegi ekivalen beban.
= regangan elastis beton akibat suatu tegangan tetap.
γi
= faktor beban.
ρmax
= rasio tulangan tarik maksimum.
ρmin
= rasio tulangan tarik minimum.
γ
= berat isi, kN/m3.
εc
= regangan beton (0,003).
εs
= regangan baja tulangan tarik.
εs’
= regangan baja tulangan tekan.
xiii
DAFTAR ISTILAH
Nama
A
Angka poisson
Keterangan
Perbandingan regangan antara arah longitudinal dan lateral
B
Beam
Balok
Beton bertulang
Beton yang diberi baja tulangan dengan luas dan jumlah yang tidak kurang dari nilai minimum yang disyaratkan dengan atau tanpa prategang, dan direncanakan berdasarkan asumsi bahwa kedua material tersebut bekerja sama dalam menahan gaya yang bekerja
Box
Kotak
Box tunnel
Kotak yang berada di bawah tanah
C Crane
Alat berat untuk mengangkat dan memindahkan material
D Daktilitas
Kemampuan material mengembangkan regangannya dari pertama kali leleh hingga akhirnya putus
Defleksi
Perubahan bentuk pada balok arah y skibat adanya pembebanan vertikal yang diberikan pada balok atau batang
Deformasi
Perubahan bentuk pada suatu struktur
E Excavator
Alat berat untuk menggali tanah
Existing
Sesuatu yang sudah ada sebelum proyek dimulai
xiv
F Formwork
Bekisting
G
Geser pons
Keruntuhan geser yang terjadi setempat
Grouting
Penyuntikan campuran semen dan bahan aditif
J
Jack
Alat untuk mendorong box underpass
Jacking
Proses mendorong box underpass
M Modulus elastisitas
Perbandingan antara tegangan dan regangan dari suatu benda
S Shop drawing
Gambar perencanaan kerja
Slump test
Uji untuk mengetahui konsistensi yang menyatakan workability
Spring
Nilai kekakuan tanah
SPT
Standard Penetration Test
U Underpass
Jalan yang dibangun di bawah tanah
xv
DAFTAR PUSTAKA
Das, Braja M. 1994. Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid 2. Jakarta: Erlangga.
Iqbal, Muhammad. 2012. Tugas Akhir “Perencanaan Box Culvert Untuk Penanganan Kerusakan Jembatan Citepus Pada Ruas Jalan Padjadjaran Kota Bandung”. Bandung: Politeknik Negeri Bandung.
Nawy, Edward G. 1998. Beton Bertulang: Suatu Pendekatan Dasar. Bandung: Refika.
Vis W.C dan Kusuma Gideon. 1997. Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang. Jakarta: Erlangga.
Puspita Indri dan Rachmat, Redhi Abdul Aziz. 2006. Tugas Akhir “Desain Ulang Box Underpass Pada Proyek Underpass Paskal Hypersquare Pasirkaliki Bandung”. Bandung: Politeknik Negeri Bandung.
Badan Standarisasi Nasional. 2004. RSNI T-12-2004 Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan
Badan Standarisasi Nasional. 2005. RSNI T-02-2005 Pembebanan Untuk Jembatan.
Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jendral Bina Marga. 2008. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Untuk Jembatan.
Ilham, M Noer. 2010. Analisis Beban Jjembatan. http://mnoerilham.blogspot.com/2010/01/analisis-beban-jembatan.html. 15 April 2013.
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI 1. Nama Lengkap
: Bayu Eko Prasetyo Wibowo
2. Tempat, Tanggal Lahir
: Cirebon, 19 Februari 1992
3. Alamat
: Blok Kebon Pring Kidul No.24 RT 02
RW 09 Desa/Kec. Arjawinangun
Kabupaten Cirebon 45162 4. Telepon
: 08562212627
5. e-mail
:
[email protected]
PENDIDIKAN FORMAL 1. Politeknik Negeri Bandung (2009 - 2013) 2. SMA Negeri 99 Jakarta (2006 – 2009) 3. SMP Negeri 1 Arjawinangun, Cirebon (2003 – 2006) 4. SD Negeri 5 Arjawinangun, Cirebon (1997 – 2003) PENGALAMAN ORGANISASI Nama Organisasi
Tahun
Sahabat WALHI Jabar Himpunan Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil POLBAN Forum Komunikasi Mahasiswa Teknik Sipil Indonesia
2012-2013 2010-2011
Jabatan Anggota Staf Departemen PSDM Divisi Kreativitas
2010-2011
Anggota
Forum Mahasiswa Cirebon POLBAN
2010-2011
Ketua Divisi Komunikasi dan Informasi
PPRPG SAGA POLBAN
2009-2010
Anggota
PENGALAMAN KERJA PRAKTIK Instansi PT Brantas Abipraya (Persero)
Tahun 2012
Judul Laporan Tinjauan Pelaksanaan Pekerjaan Bored Pile dan Steel Sheet Pile Proyek Pembangunan Underpass Cibubur Jakarta Timur