TUGAS AKHIR PERHITUNGAN PONDASI PADA TOWER BTS INDOSAT DI PULAU BURUNG SUMATERA UTARA DENGAN BANTUAN PROGRAM MATHCAD 12

TUGAS AKHIR PERHITUNGAN PONDASI PADA TOWER BTS INDOSAT DI PULAU BURUNG SUMATERA UTARA DENGAN BANTUAN PROGRAM MATHCAD 12

Diajukan Sebagai Syarat Untuk Meraih Gelar Sarjana Teknik Strata 1 (S-1)

Disusun Oleh : NAMA

: AHMAD DARURI

NIM

: 4110401 - 023

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2009

LEMBAR PENGESAHAN PENGAJUAN SIDANG SARJANA FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN UNIVERSITAS MERCU BUANA Semester: Ganjil

Q

Tahun Akademik: 2008/2009

Tugas akhir ini untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi persyaratan dalam memperoleh gelar sarjana Teknik, jenjang pendidikan Strata 1 (S-1), Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Mercu Buana, Jakarta. Judul Tugas Akhir :

PERHITUNGAN PONDASI PADA TOWER BTS INDOSAT DI PULAU BURUNG SUMATERA UTARA DENGAN BANTUAN PROGRAM MATHCAD 12

Disusun oleh :

Nama

: Ahmad Daruri

NIM

: 4110401-023

Jurusan/Program Studi

: Teknik Sipil

Telah diajukan dan dinyatakan LULUS pada sidang sarjana yang dilaksanakan pada tanggal 14 Februari 2008. Jakarta, 14 Februari 2009 Pembimbing

Ir. Desiana Vidayanti, MT

Mengetahui,

Ketua Penguji

Ir. Alizar, MT

Ketua Program studi Teknik Sipil

Ir. Mawardi Amin, MT

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN UNIVERSITAS MERCU BUANA

Q

Saya yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama

: Ahmad Daruri

NIM

: 4110401-023

Jurusan/Program Studi

: Teknik Sipil

Fakultas

: Teknik Sipil dan Perencanaan

Menyatakan bahwa tugas Akhir ini merupakan kerja asli, bukan jiplakan (duplikat) dari karya orang lain. Apabila ternyata pernyataan saya ini tidak benar, maka saya bersedia menerima sanksi berupa pembatalan gelar kesarjanaan saya. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya untuk dipertanggung jawabkan sepenuhnya Jakarta 11 Maret 2009

Ahmad Daruri

Abstrak

ABSTRAK PERHITUNGAN PONDASI TOWER BTS INDOSAT DI PULAU BURUNG SUMATERA UTARA DENGAN BANTUAN PROGRAM MATHCAD 12 Oleh :Ahmad Daruri : NIM 4110401-023 Pembimbing Ir.Desiana Vidayanti .MT Tahun 2009 Kemampuan konstruksi pondasi dalam menopang dan menyalurkan beban struktur diatasnya harus dapat direncanakan dengan baik, perencanaan yang baik tentunya akan menghasilkan suatu konstruksi pondasi yang memiliki daya dukung yang optimal terhadap beban rencana serta mutu pondasi dapat dipenuhi dengan baik, dengan kata lain keamanan dari struktur diatasnya dapat dijamin. Proses analisis terhadap kondisi existing pondasi, dimaksudkan untuk mengetahui apakah sudah sesuai dengan perencanaan yang telah dilakukan sebelumnya. Penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk menhitung daya dukung Pondasi tiang bor pada proyek BTS Indosat di pulau burung sumatera utara berdasarkan pada data tanah yang ada (uji laboratorium dan Sondir) dengan menggunakan metode perhitungan daya dukung yang sesuai dengan kondisi tanah tempat bertumpunya pondasi. Gaya yang digunakan dalam perhitungan pondasi ini di peroleh dari PT. Raya Konsult yang bertindak sebagai konsultan. Dari hasil perhitungan daya dukung pondasi, maka dapat dianalisis bahwa pondasi existing dengan dimensi Ø = 0,40m dan panjang 17,6 m yang berjumlah 4 buah tiang untuk tiap pile capnya aman terhadap beban rencana yaitu sebesar 358,745ton.

Keyword : Pondasi Tiang bor, Daya dukung pondasi, Pembebanan pondasi. Penurunan pondasi, MathCad 12.

iii

Daftar Isi DAFTAR ISI

Lembar Pengesahan....................................................................................... i Kata Pengantar .............................................................................................. ii Abstrak............................................................................................................ iii Daftar Isi ......................................................................................................... iv Daftar Tabel & Grafik................................................................................... viii Daftar Gambar............................................................................................... ix Kartu Asistensi BAB I

PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang .............................................................................. 1 – 1 1.2. Tujuan ........................................................................................... 1 – 1 1.3. Ruang Lingkup & Batasan Masalah ............................................. 1 – 2 1.4. Sumber Data - Data Penulisan ..................................................... 1 – 2 1.5. Sistematika Penulisan ................................................................... 1 – 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1.

Pengertian Tanah ..................................................................... II – 1 2.1.1.

Klasifikasi Tanah ...................................................... II – 1

2.1.2.

Klasifikasi AASHTO ................................................ II – 2

2.1.3.

Sistem Klasifikasi Unified ........................................ II – 5

2.1.4.

Pengujian Laboratorium............................................ II – 8

2.1.4.1. Indeks Properties....................................................... II – 9 2.1.4.2. Engginering Properties.............................................. II – 10 2.1.4.3. Penyelidikan Tanah................................................... II – 11 2.1.4.4. Gambut (Peat)........................................................... II – 12

iv

Daftar Isi 2.2.

Daya Dukung Tanah ................................................................ II – 13

2.3.

Pondasi..................................................................................... II – 14 2.3.1.

Klasifikasi Pondasi.................................................... II – 14

2.3.1.1. Pondasi Telapak ........................................................ II – 14 2.3.1.2. Pondasi Memanjang (Continuous Footing) .............. II – 14 2.3.1.3. Pondasi Rakit (Raft Foundatio atau Mat Foundation)..................... II – 15 2.3.1.4. Pondasi Sumuran atau Kaison (Pier Foundation / Caisson) ...................................................................... II – 15 2.3.1.5. Pondasi Tiang (Pile Foundation).............................. II – 15 2.3.2.

Beban Pondasi........................................................... II – 15

2.3.3.

Pondasi Tiang............................................................ II – 16

2.3.4.

Klasifikasi Pondasi Tiang ......................................... II – 17

2.3.5.

Persyaratan Pondasi Tiang........................................ II – 18

2.3.6.

Persamaan Daya dukung Tiang Metode Schmertmann & Nottingham .................................... II – 19

2.4.

Daya Dukung Izin ................................................................... II – 20

2.5.

Desain Pondasi......................................................................... II – 20

2.6.

Jenis – Jenis Bor Pile ............................................................... II – 21

2.7.

Metode Pelaksanaan................................................................. II – 25 2.7.1. Pengerjaan Persiapan. .................................................. II – 25 2.7.2 Pengerjaan Pengeboran................................................ II – 26

2.8.

MathCad 12............................................................................... II – 28

BAB III PERHITUNGAN PONDASI 3.1.

Kondisi Eksisting Tower BTS Indosat di Pulau Burung Sumatera Utara......................................................................... III – 1 v

Daftar Isi 3.2.

Interpretasi Data Tanah............................................................ III – 1

3.3.

Hasil Pengujian Lapangan ....................................................... III – 2

3.4.

Hasil Pengujian Laboratorium ................................................. III – 6

3.5.

Gambaran Struktur Tower ....................................................... III – 7

3.6.

Diagram Alir .......................................................................... III – 8 3.6.1.

Pengumpulan Data .................................................... III – 8

3.6.2.

Perhitungan dan Desain Pondasi............................... III – 9

3.6.3.

Kesimpulan dan saran ............................................... III – 9

3.7.

Pembebanan ............................................................................. III – 9

3.8.

Perhitungan Manual ................................................................. III – 10 3.8.1

Data-Data Teknis Tower........................................... III – 10

3.8.2.

Data-data Konstruksi Tower ..................................... III – 10

3.8.3.

Perhitungan Berat Sendiri Pondasi ........................... III – 11

3.8.3.1. Pedestal (kolom) ....................................................... III – 11 3.8.3.2. Tie Beam................................................................... III – 12 3.8.3.3. Pile cap...................................................................... III – 12 3.8.4.

Perhitungan Pembebanan ......................................... III – 13

3.8.5.

Perhitungan Daya Dukung Pondasi ......................... III – 13

3.8.5.1. Perhitungan Perencanaan Pondasi ............................ III – 14 3.8.5.2. Perhitungan Daya Dukung Pondasi untuk 1 Tiang dengan Metode Schmertmann & Nottingham untuk Data Sondir ............................. III – 14 3.8.5.3. Perhitungan Tiang group

Metode

Schmertmann & Nottingham..................................... III – 14 3.8.5.4. Efesiensi Tiang Grup dengan Metode

vi

Daftar Isi Schmertmann & Nottingham..................................... III – 16 3.8.5.5.Perhitungan Daya Dukung Pondasi terhadap Beban Lateral dengan Metode Broms .............................................. III - 16 3.9. Perhitungan Pondasi dengan Bantuan Program MathCad 12 ....... III – 17 3.9.1

Pengerjaan Pondasi pada Acsess Road Utama.......... III – 17

3.9.2

Pengerjaan Pondasi pada di Depan Shelter............... III – 25

3.9.3

Pengerjaan Pondasi pada Tower ............................... III – 36

3.9.4

Analisa Perhitungan Mathcad 12 .............................. III – 53

3.10. Analisa Perhitungan Manual dan Sofwere.................................. III – 54

BAB IV PENUTUP 4.1. Kesimpulan ................................................................................ IV – 1 4.2. Saran .......................................................................................... IV – 1 Daftar Pustaka Lampiran Laporan Penyelidikan Tanah Lampiran Print Out Mathcad 12 Lampiran Gambar

vii

Daftar Tabel &Grafik

DAFTAR TABEL & GRAFIK Halaman Tabel 2.1a

Sistem Klasifikasi AASHTO

II.3

Tabel 2.1b


II.3

Tabel 2.1c


II.4

Tabel 2.2a.

Sistem Klasifikasi Unified

II.7

Tabel 2.2b. Sistem Klasifikasi Unified

II.8

Tabel 3.1.

Hasil Pengujian Sondir

III.2

Grafik 3.1a.

Grafik Sondir Titik 1

III.3

Grafik 3.1b. Grafik Sondir Titik 2

III.4

Tabel 3.2.

Hasil Pengujian Laboratorium

III.6

Tabel 3.3.

Support Reaction

III.9

viii

Daftar Gambar

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar

2.1

Notasi Daya Dukung

II.19

Gambar

2.2.

Rangkaian Pembuatan Bor Pile

II.21

Gambar

2.3

Metode Acuan untuk Konstruksi Pilar yang di Bor II.22

Gambar

2.4

Metode Adonan untuk Konstruksi Pilar yang di Bor II.23

Gambar

2.5

Lembar Kerja MathCad

II.28

Gambar

2.6

Tool Bar-Math

II.28

Gambar

2.7

Kotak Graph

II.29

Gambar

2.8

Kotak Matriks

II.29

Gambar

2.9

Kotak Calculus

II.30

Gambar

2.10

Kotak Greek

II.30

Gambar

3.1

Lokasi Tower

III.1

Gambar

3.2.

Bore Log

III.5

Gambar

3.3.

Layout Tower Indosat

III.7

Gambar

3.4.

Diagram Alir

III.8

Gambar

3.5.

Lay Out Pondasi

III.11

ix

BAB I Pendahuluan

BAB I PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang Pondasi adalah bagian paling bawah dari suatu konstruksi. Fungsi pondasi

adalah meneruskan beban konstruksi ke lapisan tanah pendukung (tanah keras) yang berada dibawah dasar pondasi. Terdapat dua klasifikasi pondasi, yaitu pondasi dangkal dan pondasi dalam. Pondasi dangkal didefinisikan sebagai pondasi yang kedalaman tanah kerasnya relatif dangkal. Apabila kedalaman tanah keras cukup besar maka di pergunakan pondasi tiang, baik tiang pancang maupun tiang cor di tempat. Kemampuan konstruksi pondasi dalam menopang dan menyalurkan beban struktur diatasnya harus dapat direncanakan dengan baik, perencanaan di sini dapat berpedoman kepada besarnya beban struktur yang bekerja diatasnya, kedalaman pondasi, besarnya penampang pondasi, dan jumlah pondasi dalam satu kelompok tiang, Proses perencanaan yang baik tentunya akan menghasilkan suatu konstruksi pondasi tiang yang memiliki daya dukung yang optimal terhadap beban rencana dan lebih efisien, serta mutu pondasi dapat dipenuhi dengan baik, dengan kata lain keamanan dari bangunan tersebut dapat dijamin. Tahapan berikutnya yaitu proses perhitungan terhadap kondisi existing pondasi, hal ini dimaksudkan untuk mengetahui apakah sudah sesuai dengan perencanaan yang telah dilakukan sebelumnya, pada tugas akhir ini akan dibahas perhitungan dan perhitungan daya dukung pondasi pada proyek Tower BTS Indosat di Pulau Burung Sumatera Utara.

1.2.

Tujuan Tujuan dari penulisan tugas akhir ini yaitu : a) Menghitung daya dukung pondasi yang digunakan untuk konstruksi Tower BTS Indosat di Pulau Burung Sumatera Utara, berdasar pada data hasil penyelidikan tanah pada lokasi tersebut dan data suport reaksi yang diberikan oleh konsultan.

I-1

BAB I Pendahuluan

b) Menghitung besarnya gaya lateral yang terjadi pada pondasi tower. c) Menghitung besarnya nilai keamanan yang didapat dari hasil perhitungan.

1.3

Ruang Lingkup dan Batasan Masalah Dalam pembahasan tugas akhir ini penulis hanya membahas mengenai

perhitungan daya dukung pondasi, dengan berdasarkan kepada data-data hasil survey geoteknik dan data suport reaction yang diberikan oleh konsultan. Adapun metode perhitungan daya dukung pondasi yang digunakan di sesuaikan dengan jenis tanah pada lokasi proyek yaitu tanah gambut. Gaya yang digunakan dalam perhitungan pondasi ini di peroleh dari PT. Raya Konsult yang bertindak sebagai konsultan, sedangkan untuk desain pondasi menggunakan bore pile merupakan permintaan owner (PT. Indosat). Metode-metode

perhitungan daya dukung pondasi tiang yang penulis

gunakan yaitu berdasar kepada data penyeledikan tanah yang didapat yang berupa data sondir dan hasil uji laboratorium serta melihat pada kedudukan pondasi yang bertumpu pada tanah keras maka metode yang digunakan yaitu dengan metode Schmertmenn & Nottingha. Desain beban rencana beracuan kepada data pembebanan yang diberikan oleh konsultan dalam hal ini diberikan oleh PT. Raya Konsult. Perhitungan desain pondasi dilakukan dengan dua cara yaitu cara manual dan dengan bantuan program MathCad 12. Perhitungan dengan cara manual yaitu hanya menghitung daya dukung pondasi pada satu kaki tower. Sedangkan dengan bantuan program mathcad menghitung pondasi pada tiga tempat yaitu pada pondasi tower, pondasi jalan menuju tower (acsess road) serta pondasi pada shelter.

1.4

Sumber Data-Data Penulisan Dalam penulisan tugas akhir ini penulis memiliki sumber-sumber atau

pedoman-pedoman yang dapat dijadikan sebagai bahan penulisan yang diantaranya : 1.4.1 Sumber Kepustakaan Penulis dapat menggunakan referensi dari buku-buku panduan dan modul-modul kuliah yang sesuai dengan pembahasan pada tugas akhir ini.

I-2

BAB I Pendahuluan

1.4.2 Data Tanah Data-data tanah yang digunakan penulis dalam tugas akhir ini didapat langsung dari pihak pelaksana dilapangan. 1.4.3 Data Beban Data pembebanan didapat dengan melakukan

perhitungan

terhadap beban-beban yang bekerja pada konstruksi Tower BTS (upper structure ) berdasarkan layout gambar site Tower BTS Indosat di Pulau Burung Sumatera Utara, dan beracuan pada data pembebanan yang diberikan oleh PT. Raya Konsult yang bertindak sebagai konsultan.

1.5

Sistematika Penulisan Sistematika penulisan dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut: Bab I Pendahuluan yang berisikan tentang pendahuluan, latar belakang,

tujuan, ruang lingkup dan batasan masalah, serta sistematika penulisan tugas akhir Bab II Tinjauan pustaka,

meliputi penjelasan dasar-dasar

teori

penyelidikan tanah, dan metode – metode perhitungan daya dukung pondasi Bab III Perhitungan pondasi, meliputi tentang perhitungan daya dukung tanah yang dilakukan dengan berdasarkan kepada metode-metode perhitungan yang digunakan. Serta memuat hasil-hasil perhitungan dari metode yang digunakan untuk perhitungan daya dukung pondasi. Bab IV Kesimpulan dan saran, memuat kesimpulan dari hasil perhitungan daya dukung fondasi dan saran yang dapat diberikan untuk pembangunan pondasi tersebut.

I-3

BAB II Tinjauan Pustaka

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1.

Pengertian Tanah Dalam pengertian teknik secara umum, tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersedimentasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut.

2.1.1. Klasifikasi Tanah System klasifikasi tanah adalah suatu system pengaturan beberapa jenis tanah yang berbeda-beda tapi mempunyai arti yang serupa ke dalam kelompok dan subkelompok-subkelompok berdasarkan pemakaiannya. System klasifikasi memberikan suatu bahasa yang mudah untuk menjelaskan secara singkat sifatsifat umum tanah yang sangat bervariasi tanpa penjelasan terperinci. Untuk melihat klasifikasi tanah bisa didasrkan pada dua hal yaitu : a. Berdasarkan Tekstur Dalam arti umum, yang dimaksud dengan tekstur tanah adalah keadaan permukaan tanah yang bersangkutan. Tekstur tanah dipengaruhi oleh ukuran tiap-tiap butir yang ada di dalam tanah. Berdasarkan ukuran butirnya tanah dibagi menjadi empat yaitu : kerikil (gravel), pasir (sand), lanau (silt), lempung (clay). Pada umumnya tanah asli merupakan campuran dari butirbutiryang mempunyai ukuran yang berbeda-beda. Dalam sistem klasifikasi tanah berdasarkan tekstur, tanah diberi nama atas dasar komponen utama yang dikandungnya, misalnya lempung berpasir (sandy clay), lempung berlanau (silty clay), dan seterusnya. Menurut departemen pertanian Amerika Serikat (USDA) ukuran batas dari butiran tanah adalah sebagai berikut: 1. Pasir

: butiran dengan diameter 2,0 sampai 0,05 mm

II-1


2. Lanau

: butiran dengan diameter 0,05 sampai dengan 0,002 mm

3. Lempung

: butiran dengan diameter lebih kecil dari 0,002 mm.

b. Berdasarkan Pemakaian Sistem klasifikasi tanah berdasarkan tekstur adalah relatif sederhana karena ia hanya didasarkan pada distribusi ukuran butiran saja. Dalam kenyataannya, jumlah dan jenis dari mineral lempung yang dikandung oleh tanah sangat mempengaruhi sifat fisis tanah yang bersangkutan. Oleh karena itu, kiranya perlu untuk memperhitungkan sifat plastisitas tanah, yang disebabkan adanya kandungan mineral lempung, agar dapat menafsirkan ciriciri suatu tanah. Karena sistem klasifikasi berdasarkan tekstur tidak memperhitungkan sifat plastisitas tanah, dan secara keseluruhan tidak menunjukkan sifat-sifat tanah yang penting, maka sistem tersebut dianggap tidak memadai untuk sebagian besar keperluan teknik. Pada saat sekarang ada lagi dua buah sistem klasifikasi tanah yang selalu dipakai oleh para ahli teknik sipil. Kedua sistem tersebut memperhitungkan distribusi ukuran butir dan batas-batas Atterberg. Sistem-sistem tersebut adalah: Sistem Klasifikasi AASHTO dan Sistem Klasifikasi Unified. Sistem klasifikasi AASHTO pada umumnya dipakai oleh departemen jalan raya di semua negara bagian Amerika Serikat. Sedangkan sistem klasifikasi Unified pada umumnya lebih disukai oleh para ahli geoteknik untuk keperluan-keperluan teknik yang lain.

2.1.2. Klasifikasi AASHTO Sistem klasifikasi ini dikembangkan dalam tahun 1929 sebagai Public Road Administration Classification System. Sistem ini sudah mengalami beberapa perbaikan; versi yang saat ini berlaku adalah yang diajukan oleh Committee on Classification of Materials for subgrade and Granular Type Road of the Highway Research board dalam tahun 1945 (ASTM Standard no D-3282, AASHTO metode M145). a. System klasifikasi AASHTO yang dipakai saat ini diberikan dalam Tabel 2.1 pada sistem ini, tanah diklasifikasi ke dalam tujuh kelompok besar, yaitu A-1 sampai dengan A-7. tanah yang diklasifikasi kedalam tujuh A-1,

II-2


A-2, dan A-3 adalah tanah berbutir di mana 35% atau kurang dari jumlah butiran tanah tersebut lolos ayakan No.200. tanah di mana lebih dari 35% butirannya lolos ayakan No.200 diklasifikasikan ke dalam kelompok A-4, A-5, A-6, dan A-7. Butiran dalam kelompok A-4 sampai dengan A-7 tersebut sebagian besar adalah lanau dan lempung. Apabila sistem klasifikasi AASHTO dipakai untuk mengklasifikasikan tanah, maka data dari hasil uji dicocokkan dengan angka-angka yang diberikan dalam tabel 2.1. dari kolom sebelah kiri ke kolom sebelah kanan hingga ditemukan angka-angka yang sesuai. Tabel 2.1a. Sistem Klasifikasai AASHTO

Tabel 2.1b. Sistem Klasifikasi AASHTO

II-3


Tabel 2.1c. Sistem Klasifikasi AASHTO

Untuk mengevaluasi mutu (kualitas) dari suatu tanah sebagai bahan lapisan tanah dasar (subgrade) dari suatu jalan raya, suatu angka yang dinamakan indeks grup (group index, GI) juga diperlukan selain kelompok dan subkelompok dari tanah yang bersangkutan. Harga GI ini dituliskan di dalam kurung setelah nama kelompok dan subkelompok dari tanah yang bersangkutan. Indeks grup dapat dihitung dengan memakai persamaan seperti di bahaw ini : GI = (F – 35)[0,2 + 0,005(LL – 40)] + 0,01(F – 15)(PI – 10) Di mana : F

: persentase butiran yang lolos ayakan No. 200

LL

: batas cair (liquid limit)

PI

: indeks plastisitas.

Suku pertama persamaan diatas, yaitu (F – 35)[0,2 + 0,005 (LL – 40)], adalah bagian dari indeks grup yang ditentukan dari batas cair (LL). Suku yang kedua yaitu, 0,01 (F -15)(PI – 10), adalah bagian dari indeks grup yang ditentukan dari indeks plastisitas (PI).

II-4


Pada umumnya, kualitas tanah yang digunakan untuk bahan tanah dasar dapat dinyatakan sebagai kebalikan dari harga indeks grup.

2.1.3. Sistem Klasifikasi Unified Sistem ini pada mulanya diperkenalkan oleh Casagrande dalam tahun 1942 untuk dipergunakan pada pekerjaan pembuatan lapangan terbang yang dilaksanakan oleh The Army Corps of Engineers selama Perang Dunia II. Dalam rangka kerja sama dengan United States Bureau of Reclamation tahun 1952, sistem ini disempurnakan. Pada masa kini, sistem klasifikasi tersebut digunakan secara luas oleh para ahli teknik. Sistem Klasifikasi Unified diberikan dalam Tabel 2.4. sistem ini mengelompokkan tanah ke dalam dua kelompok besar, yaitu: 1.

Tanah berbutir kasar (coarse grained soil), yaitu : tanah kerikil dan pasir dimana kurang dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan No.200. simbol dari kelompok ini di mulai dengan huruf awal G atau S. G adalah untuk kerikil (gravel) atau tanah berkerikil, dan S adalah untuk pasir (sand) atau tanah berpasir.

2.

Tanah berbutir halus (fine grained soil), yaitu tanah di mana lebih dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan No. 200. simbol dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal M untuk lanau (silt) anorganik, C untuk lempung (clay) anorganik, dan O untuk lanau-organik dan lempungorganik. Simbol PT digunakan untuk tanah gambut (peat), muck, dan tanah-tanah lain dengan kadar organik yang tinggi.

Simbol-simbol lain yang digunakan untuk klasifikasi USCS adalah : W = well graded (tanah dengan gradasi baik) P = poorly garded (tanah dengan gradasi buruk) L = low plasticity (plastisitas rendah) ( LL<50) H = high plasticity (plastisitas tinggi) (LL>50)

II-5


Tanah berbutir kasar ditandai dengan symbol kelompok seperti: GW, GP, GM, GC, SW, SP, SM, dan SC. Untuk klasifikasi yang benar, faktor-faktor berikut ini perlu diperhatikan : 1. Persentase butiran yang lolos ayakan NO. 200 (ini adalah fraksi halus). 2. Persentase fraksi kasar yang lolos ayakan No. 40. 3. Koefisien keseragaman (uniformity coeffisien, Cu) dan koefisien gradasi (gradation coefficient, Cc) untuk tanah dimana 0-12% lolos ayakan No. 200. 4. Batas cair (LL) dan Indeks plastisitas (PI) bagian tanah yang lolos ayakan No. 40 (untuk tanah dimana 5% atau lebih lolos ayakan No.200). Bilamana presentase butiran yang lolos ayakan No. 200 adalah antara 5 sampai dengan 12%, simbol ganda seperti GW-GM, GP-GM, GW-GC, GP-GC, SW-SM, SP-SM, dan SP-SC diperlukan. Rincian klasifikasi ini diberikan dalam tabel 2.4. Klasifikasi tanah berbutir halus dengan simbol ML, CL, OL, MH, CH, dan OH didapat dengan cara menggambar batas cair dan indeks plastisitas tanah yang bersangkutan pada bagan plastisitas (Casagrande, 1948) yang diberikan dalam tabel 2.4. Garis diagonal pada bagan plastisitas dinamakan garis A (sebelumnya sudah diperkenalkan dalam tabel 3, dan grais A tersebuat diberikan dalam persamaan : PI = 0,73 (LL – 20)

Untuk tanah gambut (peat), identifikasi secara visual mungkin diperlukan.

II-6


Tabel 2.2a. Sistem Klasifikasi Unified

II-7


Tabel 2.2b. Sistem Klasifikasi Unifield

2.1.4. Pengujian Laboratorium Kegiatan pengujian dari contoh tanah yang diperoleh dari pemboran di uji di laboratorium untuk klasifikasi dan pengujian sifat fisis serta mekanisnya. Tujuan pengujian di laboratorium pada dasarnya adalah untuk memperoleh parameter yang dibutuhkan dalam perhitungan. Parameter tanah tersebut diantaranya 1.

Indeks properties tanah

2.

Engineering properties tanah Berikut beberapa uji lab yang dilakukan terkait dalam perencanaan

desain pondasi tower BTS di Pulau Burung Sumatera Utara:

II-8


2.1.4.1.

Indeks Properties Uji index properties meliputi pengujian kadar air (w), berat jenis

(GS), analisa saringan, batas atterberg yang terdiri atas batas cair dan batas plastis. 2.1.4.1.1. Pengujian Kadar Air (w) Kadar air tanah ialah perbandingan antara berat air yang terkandung dalam tanah dengan berat kering tanah tersebut dan dinyatakan dalam prosen 2.1.4.1.2. Berat Jenis (GS) Berat jenis adalah perbandingan berat satuan bahan dengan berat satuan air. 2.1.4.1.3. Analisa Saringan Sifat-sifat tanah banyak tergantung kepada ukuran butirnya, besar

butiran

tanah

juga

merupakan

dasar

untuk

mengklasifikasikan tanah. Biasanya suatu macam tanah tertentu terdiri dari butir-butir yang termasuk beberapa golongan ukuran butirannya dikatakan bergradasi baik. Apabila terdapat kekurangan atau kelebihan salah satu ukuran butir tertentu maka dikatakan bergradasi buruk, bilamana besar butirannya hampir semua sama maka tanah tersebut dikatakan bergradasi seragam. 2.1.4.1.4. Batas Atterberg Batas atterberg yang paling penting adalah batas cair dan batas plastis yang dapat menggambarkan secara garis besar sifat-sifat tanah. Tanah yang mempunyai batas cair tinggi biasanya mempunyai sifat teknik yang buruk yaitu kekuatannya rendah, compressibilitinya tinggi dan sulit dipadatkan. Batas atterberg yang ujikan dalam studi kasus ini adalah batas cair (liquid limit) yaitu kondisi tanah dan batas plastis (plastis limit). 2.1.4.1.5. Indeks Plastisitas (PI) Indeks plastisitas adalah perbedaan antara batas cair (LL) dan batas plastis (PL) suatu tanah, atau PI = LL - PL

II-9


Yang di maksud batas cair (LL) adalah dimana kadar air (w) tertransisi dari keadaaan plastis pada keadaan cair, sedangkan yang dimaksud dengan batas plastis adalah dimana kadar air (w) tertransisi dari keadaan semi padat ke keadaan plastis. 2.1.4.2.

Engginering Properties Uji engineering

properties meliputi pengujian kuat geser geser

langsung dan pengujian triaxial. 2.1.4.2.1. Pengujian Kuat Geser Parameter kuat geser tanah merupakan faktor utama dalam perencanaan pondasi sehingga salah satu tujuan penyelidikan geoteknik yang penting adalah untuk menentukan parameter tersebut. Beberapa uji laboratorium yang umum digunakan adalah uji geser langsung (direct shear test), uji triaksial dan uji kuat tekan tak terkekang (unconfined compression test). 2.1.4.2.1.1.

Uji Geser Langsung

Ukuran sample tanah untuk uji geser langsung umumnya berdiameter 60 mm, dan penggeseran dilakukan hingga 6 mm. Sampel tanah diberi tegangan normal kemudian digeser untuk menentukan hubungan antara tegangan normal tersebut dengan tegangan geser saat runtuh. Pengujian umumnya dilakukan tiga kali dengan tegangan normal yang berbeda-beda untuk mendapatkan nilai kohesi (c) dan sudut geser dalam (φ) tanah. 2.1.4.2.1.2.

Uji Triaxial

Pada uji triaksial, sampel tanah diberi tegangan keliling sebelum digeser. metode ini merupakan cara yang paling ideal untuk menentukan kuat geser tanah.contoh tanah umumnya diuji dengan tiga buah tegangan keliling yang berbeda untuk dapat menentukan perilakunya. 2.1.4.2.1.2.1. Uji UU (Unconsolidated Undrained) Tegangan sel diberikan pada contoh dalam kondisi air dalam contohtanah tidak dapat terdrainase, demikian pula saat

II-10


penggeseran, air tidak boleh mengalir keluar dari sampel sehingga pembebanan disebut dalam kondisi tak terdrainase atau undrained. 2.1.4.2.1.2.2. Uji CU (Consolidated Undrained) Konsolidasi

contoh

tanah

dilakukan

setelah

pemberian tegangan sel, kemudian saat penggeseran saluran drainase dari contoh tanah ditutup sehingga uji ini juga bersifat tak terdrainase (undrained). 2.1.4.2.1.2.3. Uji CD (Consolidated Drained) Pada uji CD contoh tanah dikonsolidasikan pada tegangan sel dan penggeseran tanah dilakukan dengan kecepatan yang amat lambat dan dalam kondisi drainase dari sampel contoh terbuka. 2.1.4.3.

Penyelidikan Tanah

Penyelidikan tanah di lapangan, dibutuhkan untuk data perancangan pondasi bagunan-bangunan, seperti : bangunan gedung, dinding penahan tanah, bendungan, jalan, dermaga, dan lain-lain. Bergantung pada maksud dan tujuan penyelidikannya, penyelidikan dapat dilakukan dengan caracara menggali lubang uji (test-pit), pengeboran, dan uji secara langsung di lapangan (in-situ test). Dari data yang diperoleh, sifat-sifat teknis tanah dipelajari, kemudian digunakan sebagai bahan pertimbangan dalam mengperhitungan kapasitas dukung dan penurunan. Tujuan penyelidikan tanah antara lain : 1. Menentukan kapasitas dukung tanah menurut tipe pondasi yang dipilih. 2. Menentukan tipe dan kedalaman pondasi. 3. Untuk mengetahui posisi muka air tanah (ground water level). 4. Untuk memprediksi besarnya penurunan. 5. Menentukan besarnya tekanan tanah terhadap dinding penahan tanah atau pangkal jembatan (abutment).

II-11


6. Menyelidiki keamanan suatu struktur bila penyelidikan dilakukan pada bangunan yang telah ada sebelumnya. 2.1.4.4.

Gambut (Peat) Gambut ( peat ) merupakan material organik yang jelek untuk

mendukung pondasi, karena sangat mudah mampat. Pondasi harus diletakkan sampai mencapai tanah yang baik, yang terletak di bawah tanah tersebut. Masalah utama di areal gambut (peat) yang utama adalah sifatnya yang sangat compressible dimana lapisannya akan memiliki potensi penurunan (settlement) yang sangat besar ketika dibebani di atasnya. Semakin tebal lapisan gambutnya, semakin besar penurunan yang dapat terjadi. 2.1.4.4.1. Klasifikasai Tanah Gambut Gambut adalah tanah yang mengandung bahan organik lebih dari 30%, sedangkan lahan gambut adalah lahan yang ketebalan gambutnya lebih dari 50 cm. Lahan yang ketebalan gambutnya kurang daripada 50 cm disebut lahan bergambut. Gambut terbentuk dari hasil dekomposisi bahan2 organik seperti dedaunan, ranting serta semak belukar yang berlangsung dalam kecepatan yang lambat dan dalam keadaan anaerob. Berdasarkan ketebalannya, gambut dibedakan menjadi empat tipe : 1.

Gambut Dangkal, dengan ketebalan 0.5 - 1.0 m

2.

Gambut Sedang, memiliki ketebalan 1.0 - 2.0 m

3.

Gambut Dalam, dengan ketebalan 2.0 - 3.0 m

4.

Gambut Sangat Dalam, yang memiliki ketebalan melebihi 3.0m.

Selanjutnya berdasarkan kematangannya, gambut dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu :

II-12


1.

Fibrik, digolongkan demikian apabila bahan vegetatif aslinya masih dapat diidentifikasikan atau telah sedikit mengalami dekomposisi

2.

Hemik, disebut demikian apabila tingkat dekomposisinya sedang

3.

Saprik, merupakan penggolongan terakhir yang apabila telah mengalami tingkat dekomposisi lanjut.

Tanah Gambut secara umumnya memiliki kadar pH yang rendah, memiliki kapasitas tukar kation yang tinggi, kejenuhan basa rendah, memiliki kandungan unsur K, Ca, Mg, P yang rendah dan juga memiliki kandungan unsur mikro (seperti Cu, Zn, Mn serta B) yang rendah pula. 2.2.

Daya Dukung Tanah Daya Dukung Ultimit (Ultimit Bearing Capacity) diartikan sebagai beban maksimum persatuan luas, di mana tanah masih dapat mendukung beban tanpa mengalami keruntuhan (Hardiyatmo, 2002). Penentuan daya dukung ijin tanah dapat didasarkan dari beberapa parameter kuat geser tanah dari pengujian di laboratorium, atau dari penyelidikan tanah di lapangan berupa data sondir maupun profil bor. Kapasitas dukung izin (qa) adalah tekanan pondasi maksimum yang dapat dibebankan pada tanah, sedemikian hingga kedua persyaratan keamanan terhadap kapasitas dukung dan penurunannya terpenuhi. Bila hitungan kapasitas dukung tanah yang didasarkan pada keamanan terhadap keruntuhan tanah telah terpenuhi, padahal hitungan penurunan yang akan terjadi yang dihitung berdasarkan tekanan kapasitas dukung tanah yang aman tersebut melampaui batas nilai toleeransinya, maka tekanan pondasi harus dikurangi sampai penurunan yang akan terjadi masih dalam batas-batas yang memenuhi persyaratan.

II-13


Metode Broms adalah metode perhitungan gaya lateral yang menggunakan teori tekanan tanah yang disederhanakan dengan menganggap bahwa sepanjang kedalaman tiang tanah mencapai nilai ultimit. adapun perhitungan gaya lateralnya adalah : =

Hult

2Mu 1,5D + 0,5 xo

Pers 2.3

Di mana :

2.3.

Hult

= gaya lateral ultimit

Mu

= moment

D

= diameter pile yang digunakan

xo

= kapasitas lateral ultimate

Pondasi Pondasi merupakan bagian terendah dari bangunan yang meneruskan beban bangunan ke tanah atau batuan yang ada dibawahnya. Terdapat dua klasifikasi pondasi, yaitu pondasi dangkal dan pondasi dalam. Pondasi dangkal didefinisikan sebagai pondasi yang mendukukung bebannya secara langsung, seperti : pondasi telapak, pondasi memanjang dan pondasi rakit. Pondasi dalam didefinisikan sebagai pondasi yang meneruskan beban bangunan ke tanah keras atau batuan yang terletak relative jauh dari permukaan, contohnya pondasi sumuran dan pondasi tiang.

2.3.1. Klasifikasi Pondasi 2.3.1.1.Pondasi Telapak Pondasi Telapak (spread footing) merupakan pondasi yang berdiri sendiri dalam mendukung kolom. 2.3.1.2. Pondasi Memanjang (Continuous Footing) Pondasi memanjang (continuous footing) adalah pondasi yang digunakan untuk mendukung dinding memanjang atau digunakan untuk mendukung sederetan kolom-kolom yang berjarak sangat dekat, sehingga bila di pakai pondasi telapak sisi-sisinya akan berimpit satu sama lain.

II-14


2.3.1.3.Pondasi Rakit (Raft Foundatio atau Mat Foundation) Pondasi rakit (raft foundation atau mat foundation) adalah pondasi yang digunakan untuk mendukung bangunan yang terletak pada tanah lunak, atau digunakan bila susunan kolom-kolom jaraknya sedemikian dekat di semua arahnya, sehingga bila dipakai pondasi telapak sisi-sisinya akan berimpit satu sama lain. 2.3.1.4.Pondasi Sumuran atau Kaison (Pier Foundation / Caisson) Pondasi sumuran atau kaison (pier foundation/caisson) yang merupakan bentuk peralihan antara pondasi dangkal dan pondasi tiang, digunakan bila tanah dasar yang kuat terletak pada kedalaman yang relative dalam. Peck, dkk (1953) membedakan pondasi sumuran dengan fodasi dangkal dari nilai kedalamannya (Df) dibagi lebarnya (B). untuk pondasi sumuran Df/B > 4, sedangkan untuk pondasi dangkal Df/B ≤ 1. 2.3.1.5.Pondasi Tiang (Pile Foundation) Pondasi tiang (pile foundation), digunakan bila tanah pondasi pada kedalaman yang normal tidak mampu mendukung bebannya, sedangkan tanah keras terletak pada kedalaman yang sangat dalam. Demikian pula, bila pondasi bangunan terletak pada tanah timbunan yang cukup tinggi, sehingga bila bangunan diletakkan pada timbunan akan dipengaruhi oleh penurunan yang besar. Beda antara pondasi sumuran dan pondasi tiang umumnya berdiameter lebih kecil dan lebih panjang, walaupun pada waktu sekarang terdapat tiang bor yang bdiameternya cukup besar pula. Pada prinsipnya, pondasi dalam adalah pondasi yang mendukung beban bangunan mengandalkan tahanan ujung dan tahanan gesek dindingnya. Sedangkan pondasi dangkal hanya mengandalkan tahanan ujungnya saja, karena tahanan gesek dindingnya kecil.

2.3.2. Beban Pondasi Secara umum, beban yang bekerja pada pondasi adalah sebagai berikut : a. Beban titik sentris (P)

II-15


Jenis beban ini dapatberupa beban atap, kolom,lantai, dan lain-lain yang sisalurkan atau didukung oleh satu kolom yang merupakan jumlah atai gaya-gaya vertical yang bekerja pada kolom tersebut. Dikatakan sebagai beban titik sentris apabila garis kerja beban (P) tersebut melalui pusat alas pondasi (O). b. Beban terbagi merata (q) Beban terbagi merata dapat berupa beban diatas lantai bawah, berat sendiri pelat pondasi atau berat tanah yang berada diatas pelat pondasi. Dengan anggapan lapisan tanah homogen, tanah akan memberikan reaksi tegangan sebesar jumlah berat beban diatas lantai bawah + berat sendiri pelat pondasi dan berat tanah yang ada di atas pelat pondasi. c. Beban Momen (M) Bilamana digunakan hubungan antara pelat pondasi dan kolom merupakan jepit, akan terjadi beban momen pada pelat pondasi. Dalam perhitungan diperlukan anggapan bahwa pelat pondasi merupakan struktur kaku sempurna maka akibat beban momen yang bekerja pelat akan berputar melalui sumbu putarnya. Selain itu, dianggap bahwa tanah tidak dapat menahan beban tarik. d. Beban Tarik (T) Menurut Bowles,(1992) pondasi telapak pada bangunan industri seperti untuk kaki-kaki tangkli air diatas tanah, menara kabel transmisi, dasar kaki menara transmisi listrik dan pada beberapa instalasi peralatan industri dapat dipengaruhi oleh tarikan ke atas atau menerima gaya tarik. e. Kombinasi beban yang bekerja. Pada umumnya dilapangan beban yang bekerja pada suatu bangunan atau pondasi merupakan kombinasi dari beban titik (P), beban terbagi merata (q), beban momen (Mx dan My), serta gaya tarik yang bekerja pada pondasi tersebut.

2.3.3. Pondasi Tiang Secara umum, pondasi tiang adalah elemen srtuktur yang berfungsi meneruskan beban kepada tanah, baik beban dalam

arah vertikal

maupun

II-16


horisontal. Namun demikian fungsi pondasi tiang lebih dari itu, dan penerapannya untuk masalah-masalah lain cukup banyak diantaranya: 1. Untuk memikul beban struktur atas 2. Untuk menahan gaya angkat (up-lift) pada pondasi atau dok dibawah muka air 3. Untuk memadatkan tanah pasiran dengan cara penggetaran dimana tiang kemudian dapat ditarik kembali 4. Untuk mengurangi penurunan (sistem tiang rakit dan cerucuk) 5. Untuk pondasi mesin, mengurangi amplitudo getaran dan frekuensi alamiah dari sistem 6. Untuk memberikan tambahan faktor keamanan, khususnya pada kaki jembatan yang dapat mengalami erosi 7. Untuk menahan longsoran 8. Sebagai barisan tiang (soldier piles) Suatu faktor keamanan biasanya digunakan untuk mengatisipasi kemungkinan variasi daya dukung tiang akibat kondisi tanah maupun metode konstruksi atau untuk menghindari penurunan secara berlebihan yang dapat membahayakan struktur diatasnya. Pondasi tiang memperoleh daya dukungnya dari gesekan antara selimut tiang dengan tanah dan dari tahanan ujungnya. Kedua komponen tersebut dapat bekerja sama maupun terpisah, namun demikian pada suatu pondasai tiang salah satu dari komponen tersebut lebih dominan. Tiang yang memiliki tahanan ujung lebih dominan daripada tahana selimutnya disebut tiang tahanan ujung (point bearing pile) sebaliknya bila tahanan selimutnya lebih tinggi maka disebut tiang gesekan (friction pile).

2.3.4. Klasifikasi Pondasi Tiang Berdasarkan metode instalasinya, pondasi tiang dapat diklasifikasikan menjadi : A. Tiang Pancang Pondasi tiang pancang merupakan pondasi tiang yang dibuat terlebih dahulu sebelum dimasukkan ke dalam tanah hingga mencapai kedalaman

II-17


tertentu. metode yang paling umum untuk memasukkan tiang ke dalam tanah adalah dengan memukul kepala tiang berulang - kali dengan sebuah palu khusus yang disebut sebagai pemancang tiang. Namun demikian istilah “pemancangan” tidak hanya terbatas pada pemukulan kepala tiang dengan palu saja, tetapi juga meliputi metode penggetaran tiang dan penekanan tiang secara hidrolis. Pondasi tiang yang dipancang umumnya menyebabkan desakan dalam tanah sehingga mencapai tegangan kontak antara selimut tiang dengan tanah yang relatif lebih besar dibandingkan dengan tiang bor. B. Tiang Bor Sebuah tiang bor dikonstruksikan dengan cara membuat sebuah lubang bor dengan diameter tertentu hingga kedalamanan yang diinginkan. Umumnya tulangan yang telah dirangkai kemudian dimasukkan ke dalam lubang tersebut dan diikuti dengan pengisian material beton ke dalam lubang bor tersebut. Kedua jenis tiang di atas dibedakan karena mekanisme pemikulan beban yang relatif berbeda, sehingga secara empiris menghasilkan daya dukung yang berbeda, Pengendalian mutu yang berbeda, dan cara evaluasi yang berbeda pula untuk masing-masing jenis tiang tersebut.

2.3.5. Persyaratan Pondasi Tiang Beberapa persyaratan umum yang harus dipenuhi oleh suatu pondasi tiang adalah sebagai berikut. 1. Beban yang diterima oleh pondasi tidak boleh mengakibatkan tegangan yang melebihi daya dukung tanah maupun kekuatan bahan tiang untuk menjamin keamanan pondasi tiang tersebut. 2. Deformasi yang terjadi pada pondasi tiang baik deformasi aksial maupun lateral, tidak boleh melebihi deformasi maksimum yang disyaratkan sehingga tidak mengakibatkan kerusakan struktur.

II-18


3. Pengendalian atau pencegahan efek dari metode konstruksi pondasi seperti misalnya getaran saat pemancangan, galian atau pekerjaan pondasi yang lain untuk membatasi pergerakan bangunan atau struktur lain disekitarnya.

2.3.6. Persamaan Daya dukung Tiang Metode Schmertmann & Nottingham Daya dukung batas tiang dapat diberikan dalam sebuah rumus sederhana seperti dibawah ini.sebagai jumlah daya dukung titik ditambah dengan tahanan gesek total (gesekan kulit) yang diturunkan dari muka antara tanah dan tiang Qu = Q p + Qs

Pers 2.3

Di mana : Qu

= daya dukung batas (ton)

Qp

= daya dukung ujung tiang (ton)

Qs

= tahanan gesek kulit (ton)

Adapun notasi daya dukung diatas dapat dilihat pada gambar dibawah ini: Q

u

Q

L = Lb

s

D

D

Qp

Gambar 2.1 Notasi Daya Dukung Untuk menghitung daya dukung ujung tiang digunakan rumus : Qp

=

(qc 1 + qc 2) × Ap 2

Di mana : qc1

= nilai perlawanan konus sedalam di bawah ujung tiang

qc2

= nilai perlawanan konus sedalam 8D di atas ujung tiang

Ap

= luas tiang

II-19


Sedangkan untuk menghitung tahanan gesek kulit menggunakan rumus : Qs

L ⎡ 8D z ⎤ = Ks,c ⎢∑ fs. As + ∑ fs. As ⎥ z =8 D ⎣ z =0 8 D ⎦

Di mana :

2.4.

Ksc

= faktor reduksi

fs

= faktor koreksi gesekan kulit

As

= luas selimut tiang

Daya Dukung Izin

Daya dukung batas tiang dapat dihitung sebagai jumlah dari daya dukung ujung dan daya dukung tahanan kulit, dengan diperolehnya daya dukung batas, maka daya dukung tiang izin dapat diperoleh dengan menggunakan suatu faktor keamanan sedemikian, Sehingga beban izin total untuk masing-masing tiang dapat dihitung dengan :

Qall = Dimana

Qu FS

Pers 2.6

: Qall = daya dukung izin masing-masing tiang Fs = faktor keamanan

Faktor keamanan umunya dipakai dalam rentang 2,5 – 4 tergantung pada tingkat ketidaktentuan perhitungan beban batas.

2.5.

Desain Pondasi

Langkah pertama dalam perancangan pondasi adalah menghitung jumlah beban efektif yang akan ditransfer ke tanah di bawah pondasi. Langkah kedua adalah menentukan nilai kapasitas dukung (qa). Luas dasar pondasi, ditentukan dari membagi jumlah beban efektif dengan kapasitas dukung izin (qa). Akhirnya, didasarkan pada tekanan yang terjadi pada dasar pondasi, dapat dilakukan perancangan struktural dari pondasinya. Yaitu, dengan menghitung momenmomen lentur dan gaya-gaya geser yang terjadi pada plat pondasi.

II-20


Pemilihan jenis pondasi bergantung pada beban yang harus didukung, kondisi tanah dasar, dan biaya pembuatan pondasi yang dibandingkan terhadap biaya struktur atasnya.

2.6.

Jenis – Jenis Bor Pile

Tipe pondasi bor pile ditinjau dari segi pelaksanaannya dapat dibedakan menjadi tiga, Yaitu

Gambar 2.2. Rangkaian Pembuatan Bor Pile Pertama sumuran digali, kemudian sumuran diisi sebagian dengan beton seperti gambar 2.2 dan kerangka tulangan dipasang dan setelah itu sumuran telah selesai dikerjakan.

II-21


Harap diingat bahwa kerangka tulangan tidak boleh dimasukkan sampai mencapai dasar sumuran karena diperlukan pelindung beton minimiun, tetapi kerangka tulangan boleh diperpanjang sampai hampir mendekati kedalaman penuh dari pada hanya mencapai kira-kira setengathnya saja seperti yang ditunjukkan di sini. Metode ini membutuhkan tanah tempat proyek yang tak berlekuk (kohesif) dan permukaan air berada di bawah dasar sumuran, sumuran bisa digali dan dibeton sebelum sumuran terisi air cukup banyak sehingga bisa mempengaruhi kekuatan beton.

2. METODE ACUAN Metode ini diuraikan pada gambar 2.3. Acuan dipakai pada tcmpat-tcmpat proyek yang mungkin tcrjadi lekukan atau deforaiasi lateral yang berlebihan terhadap rongga sumur. Metode ini juga dipakai sebagai sambungan perapat (seal) lubang terhadap masuknya air tanah tetapi hal ini membutuhkan lapisan tanah yang tidak bisa ditembus (kedap) air di bawah daerah lckukan tempat acuan bisa dipasang.

Pcrlu kita ingat scbclum casing dimasukkan, suatu adonan spcsi encer (slurry) digunakan untuk mempertahankan lubang. Setelah acuan dipasang, adonan dikeluarkan dan sumur diperdalam sehingga pada kedalaman yang diperlukan dalam keadaan kering Acuan dapat ditinggalkan dalam sumuran atau bisa dikeluarkan. Jika acuan akan di eluarkan perlu diperhatikan bahwa beton di dalam acuan tetap dalam keadaan encer, karena penankan acuan dengan tidak hati-hati dapat mengakibatkan daerah puncak sumuran menjadi berlebihan.

II-22


Gambar.2.3 Metode Acuan Untuk Konstruksi Pilar yang di Bor

3. METODE ADONAN

Metode ini bisa diterapkan pada semua keadaan yang membutuhkan acuan. Hal ini diperlukan jika tidak mungkin mendapatkan penahan air yang sesuai dengan acuan untuk menjaga air agar tidak masuk rongga sumuran. Langkah metode ini diuraikan dalam gambar 2.4. Perlu diingat bahwa dalam metode ini diperlukan adanya adonan. Bentonite adalah bahan yang paling sering digunakan sebagai campuran dengan air untuk membuat adonan.

Bentonite harus dicampur merata dengan air sehingga campurannya tidak menggumpal. Adonan seharusnya mampu membentuk lapisan penyaring pada dinding sumuran dan mengikat Partikel-partikel galian yang kecil

II-23


Gambar 2.4 Metode Adonan untuk Konstruksi Pilar yang di Bor Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam memakai metode ini:

• Jangan membiarkan adonan terlalu lama dalam sumuran sehingga akan terbentuk lapisan penyaring yang terlalu tebal pada dinding sumuran karena lapisan yang tebal sukar untuk di geser oleh beton selama pengisian sumur. • Hati-hati sewaktu menggali lempung melalui adonan, sehingga penarikan kepingan yang besar tidak menyebabkan tekanan yang bisa meruntuhkan sebagian dari sumuran.

II-24


Setelah sumuran digali, tulangan kerangka dimasukkan ke dalam sumuran dan sebuah corong pipa-cor (tremie) dipasang. Beton dipompa dengan hati-hati sehingga corong pipa-cor selalu terendam dalam beton sehingga hanya ada sedikit daerah permukaan yang tcrbuka dan terkontaminasi oleh adonan. Beton tampaknya cukup mampu menggantikan partikel-partikel adonan dari kerangka tulangan sehingga terjadi ikatan yang baik.

2.7.

Metode Pelaksanaan

Pada prinsipnya pekerjaan pembuatan pondasi tiang bor terbagi dalam dua tahapan, yaitu tahap pengeboran tanah dan tahap pembuatan tiang yang pelaksanaannya harus dikelola secara terpadu sehingga dapat dihasilkan pondasi dengan mutu yang optimal. Selanjutnya akan dijelaskan prosedur pelaksanaannya secara detail berikut bahan dan alat yang digunakan.

2.7.1. Pengerjaan Persiapan.

a.

Pembersihan lokasi.

Untuk memudahkan pelaksanaan pekerjaan pembuatan pondasi tiang bor, perlu lebih dulu dilakukan pembersihan lokasi dari benda-benda ataupun bangunan lama maupun tumbuhan yang dapat menghalangi gerakan alat-alat berat dan penempatan alat-alat bantu yang diperlukan. b.

Peruntukan lokasi.

Perlu dipikirkan daerah-daerah penyimpanan material dan peralatan kerja serta pabrikasi reinforcing bar supaya sesuai dengan rencana urutan pelaksanaan pembuatan tiang. Selain itu juga harus disediakan saluran pembuangan dan bakbak penampungan sementara (sump pit) untuk melimpaskan air tanah dan membuang Lumpur hasil pengeboran serta genangan air pada waktu hujan, sehingga tidak mempersulit perkejaan dan mencegah kemerosotan mutu tiang yang dihasilkan. Contoh dari pada peruntukan lokasi.yaitu lokasi penampungan benda uji (curing)

II-25


Pemetaan titik as tiang.

c.

Pemetaan titik-titik as tiang pondasi dari gambar letak tiang (pile lay out) ke lapangan dilakukan dengan alat Bantu waterpass level dan theodolith lengkap dengan bak ukur dan meteran untuk memperoleh hasil pengukuran sudut jarak yang tepat. Letak titik-titik as tiang ditandai dengan patok besi / kayu bertanda (di cat / diberi potongan kain) yang diatasnya diberi paku. Jarak minimum antar tiang adalah 290 cm untuk tiang Ø 100 cm. Sebagai dasar pengukuran geodesi juga harus ada titik referensi (bench mark) yang menyatakan level 0.00 dan elevasi tanah asli yaitu -2.70 m. Mengingat keadaan tanah dilokasi akan dipenuhi oleh timbunan Lumpur hasil pengeboran dan genangan air akibat limpasan air tanah dan hujan, maka untuk memudahkan mobilisasi peralatan berat dilapangan diperlukan landasan kerja yang kuat berupa besi-besi matras atau pelat dan balok-balok

2.7.2

Pengerjaan Pengeboran

Tahap pengerjaan tiang bor adalah sebagai berikut : A.

Pengeboran 1. Pengeboran dilakukan dengan menggunakan alat bor yang dipasang pada sebuah Crawler Crane. Mata bor yang digunakan berupa Auger atau bucket sesuai dengan diameter lubang yang dibor. 2. Untuk mengatasi kelongsoran digunakan casing sementara, yang terbuat dari baja yang dimasukan kedalam lubang. Diameter dari casing ini tidak boleh kurang dari diameter tiang bor. 3. Pengeboran dilakukan sampai mencapai kedalaman yang diisyaratkan dan disetujui. 4. Dasar lubang bor dibersihkan menggunakan cleaning bucket hingga endapan tanah / lumpur berada dalam batas yang dapat di tolerir.

B.

Penulangan Beton

1. Anyaman tulangan dimasukan kedalam lubang menggunakan crawler crane. Panjang sambungan pada tulangan (over lapping) yang di ijinkan adalah 40d.

II-26


2. Setelah tulangan telah selesai dimasukan ke dalam lubang, maka di buat gantungan dengan jarak gantungan disesuaikan dengan persetujuan. 3. Pipa tremie yang terbuat dari baja dengan panjang tiap potongan 1.0 m sampai dengan 3.0 m disambung atau dirangkai sampai kedalaman yang diinginkan dan pada ujungnya atas dipasang corong. Kemudian dimasukan kedalam lubang yang telah disiapkan hingga menyentuh ke dasar lubang. C.

Pengecoran

1. Beton dari masing-masing mixer ditest slumpnya apakah memenuhi peryaratan 18 ± 2cm. 2. Pengecoran dilakukan menggunakan corong yang dipasang pada ujung pipa tremie. Setelah itu baru kemudian dituang beton langsung dari truck mixer ke dalam tremie. Setelah pipa tremie terisi penuh dengan beton, pipa diangkat lalu diturunkan kembali sehingga beton mengalir keluar mengisi lubang. 3. Setiap kali penuangan dari masing-masing mixer diukur kedalamannya menggunakan meteran. 4. Apabila aliran beton mulai berhenti atau berkurang, pipa tremie ditarik dan potongan demi potongan di lepas hingga ujung bawahnya tersisa ± 1.5 m di dalam beton. Setelah itu pengecoran dilanjutkan kembali. 5. Pengecoran dihentikan apabila ketinggian permukaan beton telah mecapai ± 0.6-1.0 m di atas ketinggian rencana (COL) atau jika beton telah habis tertuang, tergantung mana lebih dulu tercapai. 6. Semua kegiatan selama pengecoran dicatat waktunya beserta kedalaman aktualnya pada Form piling record.

D.

Penyelesaian

1. Setelah selesai penulangan beton, maka seluruh sisa rangkaian pipa tremie diangkat. 2. Setelah itu casing baja diangkat dengan bantuan alat crawler crene.

II-27


E.

Pencatatan

1. Setelah selesai pekerjaan dilapangan, maka data-data yang diperoleh selama kegiatan pengecoran seperti data waktu persiapan, pengecoran, penyelesaian, data kubikasi, data kedalaman lubang, panjang tremie, dan juga laporan-laporan dari lapangan dimasukan ke dalam suatu formulir laporan yang disebut pilling record. 2. Setelah itu data-data lubang yang telah dibor & dicor dalam satu hari dimasukan ke dalam formulir bor pile record seagai laporan harian dari kegiatan pelaksanaan pengecoran tiang pondasi dalam satu hari.

2.8

MathCad 12

MathCad 12 merupakan sebuah program keluaran dari MathSoft.Inc, yang dapat dipergunakan untuk menangani problem numerik yang melibatkan fungsifungsi khusus maupun fungsi yang didefinisikan sendiri oleh pemakainya. Tidak dapat dipungkiri bahwa telah banyak software yang dapat digunakan untuk menyelesaikan persoalan numerik, dengan kelebihan dan kekurangan masing-masing. Salah satu kelebihan MathCad terletak pada kemampuannya dalam mengolah data simbolik secara langsung. Apa yang tertulis di lembar kerja MathCad, itu juga yang akan nampak sebagai hasil akhir. Setelah anda menginstall program MathCad 12 ke PC anda, dan kemudian membukanya, maka akan tampil lembar kerja MathCad seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.

II-28


Gambar. 2.5.Lembar Kerja MathCad

1

2

3

4

5

Gambar. 2.6.Tool Bar-Math

Bagian 1 : Jika bagian ini di klik maka akan muncul kotak Calculator berikut :

klik tanda-tanda ini untuk perhitungan yang diperlukan

II-29


Bagian 2 : Jika bagian ini di klik maka akan muncul kotak Graph berikut :

A

C

B

D

Gambar. 2.7.Kotak Graph A : Untuk mengambar grafik dua dimensi B : Untuk mengambar koordinat polar C : Untuk mengambar grafik tiga dimensi D : Untuk mengambar kontur dua dimensi Bagian 3 : Jika bagian ini di klik maka akan muncul kotak Matrik berikut :

E

Gambar. 2.8.Kotak Matriks E : Jika simbol ini di klik akan muncul kotak berikutnya : Kotak insert Matriks yang nampak di bawah ini menanyakan berapa banyak baris (rows) dan kolom (columns) yang akan dibentuk. Gantilah angka yang tertera dengan jumlah baris dan kolom yang anda kehendaki dan kemudian klik OK. Bagian 4 : Jika bagian ini di klik maka akan muncul kotak calculus berikut :

II-30


F

G

H I

Gambar.2.9.Kotak Calculus F : untuk menentukan turunan pertama dari suatu fungsi. G : untuk menghitung nilai dari suatu integral berbatas (tertentu). H : untuk menghitung hasil integrasi integral tak terbatas. Hasil dari perhitungan ini merupakan suatu fungsi (bukan nilai numerik). I

: untuk menentukan turunan ke n (lebih dari 1).

Bagian 5 : Jika bagian ini di klik maka akan muncul kotak Greek berikut : Kotak ini berisi ajad yunani yang sering dipakai sebagai notasi yang melambangkan besaran tertentu dalam fisika maupun matematika.

Gambar.2.10. Kotak Greek

Dalam analisa pondasi sendiri MathCad digunakan untuk memudahkan perhitungan sehingga tidak menyulitkan bagi engginer untuk mendesain sebuah pondasi.

II-31


Adapun langkah-langkah yang digunakan untuk mendesain pondasi dengan menggunakan bantuan program MathCad adalah sebagai berikut: 1. Tentukan terlebih dahulu jenis pondasi yang akan digunakan. 2. Setiap ada tanda “ := “ merupakan data yang harus di Input dalam MathCad 3. Masukkan parameter tanah dari data soil test yang didapat (biasanya hanya data Sondir). 4. Masukkan besarnya beban yang bekerja pada tower tersebut (biasanya besarnya beban yang akan bekerja, diperoleh dari kontraktor). 5. Masukkan dimensi pondasi yang akan di gunakan agar dapat memenuhi kekuatan yang ditentukan. 6. Masukkan parameter bor pile yang akan digunakan jika desain kita menggunakan pondasi bor pile. 7. Periksa apakah dimensi yang kita gunakan sudah mampu memenuhi kuat tekan tanah yang di rencanakan. 8. Apabila dengan dimensi pondasi tersebut tidak memenuhi kuat tekan tanah yang direncanakan alternatif penyelesaiannya adalah dengan menambah dimensi pondasinya atau menambah kedalaman qc yang kita gunakan agar memenuhi kuat tekan tanah yang direncanakan. 9. Apabila kuat tekan tanah yang direncanakan sudah dipenuhi maka selanjutnya adalah merencankan pembesian yang akan digunakan dengan perbandingan besi tidak boleh melewati 120 Kgf.

II-32

BAB III Perhitungan Pondasi

BAB III PERHITUNGAN PONDASI

3.1.

Kondisi Eksisting Tower BTS Indosat di Pulau Burung Sumatera Utara Pembangunan Tower BTS Indosat, merupakan proyek pembangunan

transmisi satelit yang memudahkan suatu alat elektronik pada umumnya dan pengguna alat telekomunikasi handphone pada khususnya untuk terhubung dengan transmisi satelit. Lokasi pembangunan tower berada di daerah Pulau Burung, Kepulauan Riau, Sumatera Utara. Dimana lingkungan yang berada di sekitar lokasi merupakan kawasan perkebunan, sehingga kondisi tanah yang ada di bawah merupakan kondisi tanah gambut.

Gambar 3.1. Lokasi Tower 3.2.

Interpretasi Data Tanah Dari hasil survei geoteknik yang dilakukan pada lokasi proyek didapat

parameter tanah yang cukup baik, untuk mendapatkan parameter tanah tersebut dibagi dalam 2 pengujian yaitu : 1) Pengujian di lapangan (Field Investigation) : a. Bor Tangan (Hand Bore) III. 1


b. Pengujian Penetrasi Sondir (Sondering Test) 2) Pengujian di laboratorium : a. Pengujian Index Properties : 1. Pengujian Kadar Air (Moisture Content Test) 2. Pengujian Berat Jenis (Spesific Gravity Test) 3. Analisa Saringan (Sieve Analysis Test) 4. Pengujian Batas Atterberg b. Pengujian Engginering Properties : 1. Pengujian Berat Satuan Isi (Natural Density Weight) 2. Pengujian Kuat Tekan Bebas (Unconfiend Compression Test). 3. Pengujian Triaxial (Triaxial Test) 4. Pemeriksaan Konsolidasi (Consoliation Test) 3.3.

Hasil Pengujian Lapangan Hasil penelitian di lapangan dan laboratorium menunjukkan sifat tanah

yang digunakan data dasar untuk perhitungan daya dukung tanah. a. Hasil Pengujian Sondir Berdasarkan hasil pengujian penetrasi sondir yaitu dari data perlawanan konus (cone resistant) dengan symbol CR, tingkat kepadatan relatif dari lapisan tanah dapat diketahui yaitu: CR ( kg/cm2 ) : 0 – 16

Sangat Lepas

CR ( kg/cm2 ) : 16 – 40

Lepas

CR ( kg/cm2 ) : 40 – 120

Sedang

2

Padat

2

Sangat Padat.

CR ( kg/cm ) : 120 – 200 CR ( kg/cm ) : >200

Hasil pengujian dengan alat sondir dilaksanakan pada dua titik S-1 dan S-2 dan diperoleh hasil seperti pada tabel 3.1 dan grafik 3.1. berikut : Tabel 3.1. Hasil Pengujian Sondir Titik Sondir

Kedalaman

Perlawanan Konus

Jumlah Hambatan Lekat

(m)

( Kg/cm2 )

( Kg/cm )

S-1

17.60

230

510

S-2

18.20

237

608

III. 2


Grafik 3.1a. Grafik Sondir Titik 1

III. 3


Grafik 3.1b. Grafik Sondir Titik 2

III. 4


b. Hasil Pengujian Bor Tangan (Hand Bore) Hasil pemeriksaan tanah dengan hand bore meliputi pengamatan secara visual yang terdiri atas jenis tanah, kadar air, kepadatan dan plastisitas. Pada pengujian hand bore diperoleh lapisan tanah sebagai berikut : 1. Kedalaman 0.00 meter s/d 0.30 meter dengan lapisan 0.30 meter : a. Top Soil, Tanah Gambut bercampur akar tumbuh-tumbuhan, warna coklat kehitaman. 2. Kedalaman 0.30 meter s/d 5.00 meter dengan tebal lapisan 4.70 meter : a. Gambut b. Warna coklat kehitaman c. Kadar air tinggi d. Plastisitas tinggi e. Kekakuan sangat lunak. Permukaan air tanah (ground water level) dijumpai pada kedalaman pengujian pemboran 1.20 meter dari permukaan tanah.

Gambar 3.2. Bore Log III. 5


3.4.

Hasil Pengujian Laboratorium Hasil pengujian di laboratorium mekanika tanah untuk contoh tanah

yang diambil pada kedalaman yang dipersyaratkan diperoleh hasil sebagaimana tercantum pada tabel 3.2. berikut : Tabel 3.2. Hasil Pengujian Laboratorium

Berdasarkan

data

hasil

pengujian

lapangan

dan

pengujian

di

laboratorium sampel tanah yang diambil termasuk kategori tanah gambut sangat dalam dengan ketebalan 8 meter. Hal ini didasarkan kepada data sondir yang sampai kedalaman 8 meter nilai perlawanan konusnya 0 kg/cm2, selain itu diperkuat dengan hasil penelitian di laboratorium yaitu pengujian analisa saringan diketahui bahwa sampel tanah yang di ambil tersebut lolos saringan no 200 sebanyak 100 %. Akan tetapi dari pengujian Hand Bore terdapat kekeliruan yaitu pada berat jenis tanah (Gs) untuk tanah gambut tidak mungkin memiliki berat jenis sebesar 2.667, untuk berat jenis tanah sebesar itu biasanya untuk tanah biasa

III. 6


bukan untuk tanah gambut. Sehingga ketika menghitung daya dukung tanah digunakan data yang ada yaitu untuk tanah biasa.

3.5.

Gambaran Struktur Tower Tower yang dibahas dalam penelitian ini merupakan konstruksi

bangunan yang terdiri dari serangkaian rangka baja, antena pemancar dengan ketinggian 55 meter. Tower ini berdiri di atas lahan seluas 20 x 15 m. Selain tower tersebut di dalamnya juga terdapat ruang genset, penampungan air, shelter serta terdapat juga jalan setapak untuk menuju tower tersebut. Sebagaimana terlihat pada gambar 3.3.

S1

S2

Gambar 3.3. Layout Tower Indosat III. 7


3.6.

Diagram Alir Proses perencanaan dan perhitungan penurunan pondasi pada proyek

Tower BTS Indosat di Pulau Burung yang penulis lakukan dapat digambarkan seperti pada bagan alir di bawah ini: MULAI

PENGUMPULAN DATA

Data Tanah

Data Lingkungan / Lokasi

Data Pembebanan Tower

Perhitungan dan Desain Pondasi (Mad Cad 12 dan manual )

Daya Dukung Tiang Tunggal

Daya Dukung Tiang Kelompok

Kesimpulan/Saran

Selesai

Gambar 3.4. Diagram Alir

Tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 3.6.1. Pengumpulan Data Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data secara umum yang terdiri atas data tanah, data lokasi, data pembebanan. Kemudian data-

III. 8


data tersebut digunakan untuk mendukung perumusan masalah serta cara pemecahan masalah tersebut. 3.6.2. Perhitungan dan Desain Pondasi Pada tahap ini dilakukan perhitungan dan desain pondasi yang dengan menggunakan bantuan program Mathcad 12 dan perhitungan manual dengan berdasarkan data pembebanan yang ada, sehingga perhitungan dan desain pondasi sesuai dengan beban-beban yang akan bekerja pada pondasi tersebut. 3.6.3. Kesimpulan dan saran Pada tahap ini dilakukan kesimpulan akhir, apakah desain pondasi yang sudah kita perhitungkan sesuai dengan kebutuhan atau tidak.

3.7

Pembebanan Perhitungan pembebanan yang dilakukan dalam tugas akhir ini meliputi

perhitungan beban mati akibat berat sendiri struktur atas dan berat sendiri pondasi serta beban angin. Adapun beban - beban yang digunakan untuk menghitung daya dukung pondasi diperoleh dari konsultan ( PT. Raya Konsult ), Tabel 3.3. Support Reaction

Berdasarkan suport reaksi yang di berikan oleh konsultan maka besarnya beban yang bekerja adalah beban yang terdapat pada kolom tipe tower 55 m yaitu sebesar : - beban tarik (Uplift)

=T

= 319.3840 KN

= 31,94 ton

(↑)

- beban tekan (Compres)

=C

= 363.7310 KN

= 36,37 ton

(↓)

- beban yang bekerja arah x = Fx

= 25.6920 KN

= 2,57 ton

(→)

- beban yang bekerja arah y = Fy

= 25.6950 KN

= 2,57 ton

(←) III. 9


Semua beban yang diberikan oleh konsultan yaitu berupa support reaksi dihasilkan dari perhitunga program Ms. Tower yang dilakukan oleh konsultan, semua beban dihasilkan dari inputan beban yang bekerja, yaitu berat sendiri tower, berat antena, berat kabel, beban angin dan beban gempa. Adapun besarnya beban-beban tersebut ditentukan berdasarkan jenis tower, ketinggian tower, dan lokasi pembangunan tower. Karena setiap tower memiliki kebutuhan yang berbeda-beda sehingga perlu didesain sesuia dengan kebutuhannya.

3.8.

Perhitungan Manual

3.8.1

Data-Data Teknis Tower

3.8.2.

Jenis tower

: Tower BTS ( Building Transmisi Sistem)

Tinggi

: 55 meter

Standar tower

: Standar Indosat

Data-data Konstruksi Tower Data teknis konstruksi tower ini berdasarkan pada layout yang diperoleh

dari pihak konsultan pelaksanan ( PT Raya Konsult ) dari gambar tesebut didapat data-data sebagai berikut : Luas area

= 20 m x 15 m

Lebar acsess road

=3m

Panjang acsess road

= 15m

sedangkan data konstruksi tower sendiri Diameter Borepile

= 40 cm

Lebar pedestal / kolom

= 0,5 m

Jarak as to as

= 4.9353 m

Tie beam

= 0,2 x 0,4 m

Berat jenis beton (γc)

= 2400 kg/m3

III. 10


Gambar 3.5. Lay Out Pondasi

3.8.3.

Perhitungan Berat Sendiri Pondasi

3.8.3.1. Pedestal (kolom) Pedestal yang digunakan memiliki dimensi (bp x hp) = 0,5 m x 0,5 m dengan tinggi pedestal (Hp)

= 1,6 m yang dihitung mulai dari munculnya

pedestal di atas permukaan tanah sampai pada dasar pile cap, pedestal sendiri berfungsi sebagai tempat berdirinya tower, adapun perhitungan berat pedestal adalah : Berat pedestal (kolom) = bp x hp x Hp x γc = 0,5m x 0,5m x 1,6m x 2400 Kg/m3 = 960 kg III. 11


3.8.3.2. Tie Beam Tie beam yang digunakan memiliki dimensi (htb x btb ) = 0,2m x 0,4m dengan jarak as (Las) adalah 4.9353m. Tie beam ini berfungsi menghubungkan antara pile cap yang satu dengan pile cap yang lain, sehingga berat tie beam adalah Berat tie beam = htb x btb x (Las – pedestal) x γc = 0,4m x 0,2m x (4,9353m – 0,5m) x 2400 kg / m3 = 851,578 kg 3.8.3.3. Pile cap Pile cap yang digunakan diasumsikan memiliki dimensi (B1 x B2) = 2,8m x 2,8m dengan tinggi (hpc)

= 0,40 m dan menggunakan pile dengan

diameter 40 cm, pemilihan pile berdiameter 40 cm dikarenakan permintaan owner yaitu Indosat. Pembebanan pada Pile cap Beban mati (akibat berat sendiri pile cap) Diketahui : -

Volume Pile cap

= (B1 x B2) x hpc = 2,8m x 2,8m x 0,4m = 3,13 m³

-

Beban compress (C)

= 36,37 ton

Beban compress ini diperoleh dari running program Ms. Tower yang data-data yang dimasukkan adalah beban angin, berat sendiri tower dan beban-beban pendukung tower seperti : berat antena, berat kabel, berat pemancar, dll. = 2400 kg / m3

-

Berat jenis beton (γc)

-

Diameter pile

-

Tinggi pile cap = 40 cm

= 40 cm

Berat sendiri pile cap

= V pilecap x berat jenis beton = 3,13 m³ x 2400 kg/m³ = 7526,4kg = 7,526 ton

3.8.4.

Perhitungan Pembebanan Jadi beban mati total = Ptot Beban mati (Ptot)

= akibat struktur atas + akibat struktur bawah

III. 12


Beban mati (Ptot)

= beban compress + (berat pile cap+berat tie beam +berat pedestal) = 36,37ton + (7,526ton + 0,960ton + 0,852ton) = 45,708 ton (↓)

Sedangkan perhitungan moment yang bekerja pada pondasi adalah : Moment yang bekerja (Mtot) = Ptot x (0,5 x B1) = 45,708 x (0,5 x 2,8) = 63,99 tm

3.8.5.

Perhitungan Daya Dukung Pondasi

3.8.5.1. Perhitungan Perencanaan Pondasi Jenis pondasi yang digunakan adalah pondasi tiang bor (Bored Pile). Hal ini didasarkan kepada permintaan Owner (PT. Indosat) dengan pertibangan bahwa pada lokasi tersebut kedalaman tanah keras cukup dalam. Adapun

panjang

pondasi direncanakan dengan kedalaman 17.6 meter, dimana pada kedalaman tersebut merupakan lapisan tanah keras dengan nilai CR = 220 kg/cm2 Data-data yang di dapat dari hasil penyelidikan tanah pada titik sondir 1: Nilai perlawanan konus sedalam 4D = 4 x 40 cm

= 160 cm,

Nilai rata-rata sondir pada kedalaman 160 cm (4D) = 230 kg/cm2 = 2,3 ton/m2

di bawah ujung tiang

Nilai perlawanan konus sedalam 8D = 8 x 40 cm

= 320 cm

Nilai rata-rata sondir pada kedalaman 320 (8D) = 93,5 kg/cm2 = 0,935 ton/m2

di atas ujung tiang

Perlawanan konus rata-rata sedalam 4D ke atas 8D kebawah dari ujung tiang : (CR-r1)= 230 kg/cm2

= 2,3 ton/m2

(CR-r1)= 93,5 kg/cm2

= 0,935 ton/m2

Sedangkan data konstruksi tower adalah Panjang tiang

(Lpile)

= 16 m

Kedalaman pondasi telapak (hs) = 1,5 m (dari muka tanah) Kedalaman pondasi total = hdepth = Lpile + hs

= 16 m + 1,5m =17,5m

Jumlah hambatan lekat sedalam hdepth (TSF) = 510 Kg/Cm (lampiran 1 hal 16) Diameter tiang (Ø pile)

= 40cm (digunakan berdasarkan permintaan

konsultan) Luas Tiang (Ap)

= (1/4 x π x Ø²) = 0,126 m2 III. 13


Luas selimut Tiang (As) = (π x Ø) x 17,50 cm = 21,99 m2

3.8.5.2. Perhitungan Daya Dukung Pondasi untuk 1 Tiang dengan Metode Schmertmann & Nottingham untuk Data Sondir Qu

= Qp + Qs

Qp

=

(qc 1 + qc 2) × Ap 2

Qp

=

(2,30 t/m 2 + 0,935 t/m 2 ) × x (1/4 x π × θ 2 ) 2

Qp

=

3,235t/m 2 x (1/4 x π × 0,40 2 ) 2

= 1,6175 t/m2 x 0,126 m² = 0,203 ton Qs

L ⎡ 8D z ⎤ fs. As + ∑ fs. As ⎥ = Ks,c ⎢∑ z =8 D ⎣ z =0 8D ⎦

Qs

17 , 5 ⎡8 x 40 z ⎤ = 0,6 ⎢ ∑ × 1,2 × 21,99 + ∑1,2 × 21,99⎥ z = 8 x 40 ⎣ z = 0 8 × 40 ⎦

Qs

= 0,6 x [(5,10 t/m x 1,2 t/m2 x 21,99m) + (4,0565 t/m x 1,2 t/m2 x 21,99m)

Qs

= 0,6 x [(134,578 t) + (107,043 t) = 0,6 x 241,621 ton = 144,973 ton

Qu

= Qp + Qs = 0,203 ton + 144,973 ton = 145,176 ton

3.8.5.3. Perhitungan

Tiang

group

untuk

Metode

Schmertmann

Nottingham

Diketahui :

Jumlah pile

n = 4 pile ny = 2 nx = 2

Diameter tiang =

(Ø) = 0,40 m

III. 14

&


Jarak as-as tiang =

d = 1,2 m Ø/d = 0,333

Φ

= tan (Ø/d)

Φ

= tan (0,333)

Φ

= 18,41 ˚

3.8.5.4. Efesiensi Tiang Grup

η

= 1- Φ X {(npilex – 1)x npile y} + {(npiley – 1)x npilex} 90 x n pilex + n piley

η

= 1-18.41 x {(2-1)x2} + {(2-1)x2} 90 x 2 x 2

η

= 0,795

Qug

= Qu x η x n

Qug

= 145,176 ton x 0.795 x 4

Qug

= 461,658 ton

Ptot

= 45,708 ton

SF

=

Qug Ptot

SF

=

461,658ton 45,708ton

SF

= 10,10

Jadi dari perhitungan di atas disimpulkan bahwa faktor keamanan (SF) yang didapat adalah sebesar 10,10 Beban pile cap maksimal yang aman terhadap keruntuhan kapasitas dukung tanah berdasarkan metode Schmertmann & Nottingham :

Wmaks =

(B x L) x Qug F

=

(2,8 x 2,8) x 461,658 10,10

=

3619,368ton 10,10

= 358,356 ton

III. 15


3.8.5.5. Perhitungan Daya Dukung Pondasi terhadap Beban Lateral dengan Metode Broms

Diketahui : Kedalaman pondasi (L)

= 17,5 m

Diameter tiang (D)

= 0,4 m

Kohesi (cu)

= 0.009 (lampiran 1 hal 16)

Perhitungan : Hu

= 9 x cu x D x (L-1,5D) = 9 x 0.009 x 0.40 x (17,5 – 1,5(0.40)) = 0,0324 x 16,9 = 0,548

Mu

= Hu x L

= 0,548 ton x 17,5 m = 9,59 t/m

Kapasitas lateral ultimate (Xo) Xo

=

Hu 9 × cu × D

=

0,548ton 9 × 0,009 × 0,4m

=

0,548ton 0,0324m

= 16,92 ton/m Hult

=

2 Mu 1,5 D + 0,5 xo

Hult

=

2 × 9,59t / m 1,5(0,4m) + 0,5(16,92t / m)

Hult

=

19,18t / m 9,06

= 2,117 ton Besarnya gaya lateral pada pondasi adalah sebesar Hult = 2,117 ton (→) Kesimpulan : Dari perhitungan manual yang dilakukan dapat diketahui bahwa besarnya nilai Qug untuk untuk metode Schmertmann & Nottingham adalah 461,658 ton sehingga dengan desain 4 tiang

dalam 1 pile cap mampu menahan beban (w maks ) sebesar 358,356 ton. Dan besarnya gaya lateral adalah sebesar 2,117 ton.

III. 16


3.9. Perhitungan Pondasi dengan Bantuan Program MathCad 12 Pengerjaan pondasi pada studi kasus ini dibagi menjadi 3 (tiga) tahap pengerjaan yang terdiri atas : a. Pengerjaan pondasi pada Acsess Road utama (jalan menuju lokasi) b. Pengerjaan pondasi pada Acsess Road di depan Shelter

c. Pengerjaan pondasi tower.

3.9.1

Pengerjaan Pondasi pada Acsess Road Utama Acsess road adalah jalan yang dibuat untuk menuju lokasi tower, acsess

road ini dibuat berdasarkan kebutuhan dan biasanya lama penggunaannya disesuaikan dengan lamanya tower. Adapun perhitungan perencanaan pondasi acsess road pada pulau burung dapat di lihat pada lampiran, sedangkan proses perhitungannya adalah sebagai berikut :

III. 17


III. 18


III. 19


III. 20


III. 21


III. 22


III. 23


III. 24


3.9.2.

Pengerjaan Pondasi di Depan Shelter Perhitungan pondasi acsess road di depan shelter hampir sama dengan

pondasi acsess road utama, akan tetapi volume beton yang diguakan lebih sedikit karena luasan daerah pondasi acsess road di depan shelter lebih kecil dibandingkan dengan acsess road utama. Adapun perhitungan perencanaan pondasi acsess road di depan shelter pada pulau burung dapat di lihat pada lampiran, sedangkan proses perhitungannya adalah sebagai berikut : III. 25


III. 26


III. 27


III. 28


III. 29


III. 30


III. 31


III. 32


III. 33


III. 34


III. 35


3.9.3. Pengerjaan Pondasi pada Tower Perhitungan pondasi tower berbeda dengan perhitungan acsess road di depan shelter maupun dengan pondasi acsess road utama, hal ini dikarenakan beban yang akan diterima pondasi tower lebih besar dari pada beban pondasi acsess road. Adapun perhitungan perencanaan pondasi tower pada pulau burung dengan bantuan program mathcad12 dapat dilihat pada lampiran, sedangkan proses perhitungannya adalah sebagai berikut :

III. 36


Proses perhitungan pondasi tower dengan bantuan program mathcad12 terdiri atas: a) Perhitungan nilai konus pada kedalaman pondasi yang direncanakan serta muka air tanah yang terdapat pada lokasi pembangunan pondasi tower, adapun perhitungan dalam mathcad 12 adalah :

b) Perhitungan besarnya nilai beban yang bekerja pada tower. Adapun besarnya nilai beban tergantung pada tinggi tower dan konsultan yang mengerjakan, adapun perhitungan dalam mathcad 12 adalah :

III. 37


c) Perhitungan dimensi pondasi yang akan digunakan, besarnya dimensi pondasi yang akan digunakan dilakukan dengan cara “Trial and Error (coba-coba)” sampai dimensi tersebut memenuhi semua persyaratan desain. Adapun perhitungan dalam mathcad 12 adalah :

III. 38


d) Perhitungan material yang akan digunakan, biasanya material yang digunakan untuk desain tower adalah sama. Adapun perhitungan dalam mathcad 12 adalah :

III. 39


e) Perhitungan volume beton yang digunakan pada bangunan-bangunan pendukung tower (kolom, tie beam, pile cap). Adapun perhitungan dalam mathcad 12 adalah :

III. 40


f) Perhitungan dimensi dan jumlah pile yang digunakan, Adapun perhitungan dalam mathcad 12 adalah :

III. 41


g) Perhitungan kapasitas daya dukung pondasi untuk satu tiang terhadap gaya tekan yang terjadi pada pondasi, Adapun perhitungan dalam mathcad 12 adalah :

III. 42


h) Perhitungan kapasitas daya dukung pondasi untuk satu tiang terhadap gaya tarik yang terjadi pada pondasi, Adapun perhitungan dalam mathcad 12 adalah :

i) Perhitungan tulangan 1. Faktor keamanan terhadap gaya geser untuk dimensi yang didesain:

III. 43


2. Perhitungan jumlah dan jarak tulangan pada pile cap :

III. 44


III. 45


3. Perhitungan tulangan pada tie beam

III. 46


III. 47


4. Perhitungan tulangan pada kolom :

III. 48


III. 49


III. 50


5. Perhitungan diagram PC Acol yang digunakan unutuk menghitung besarnya regangan dan tegangan yang terjadi pada kolom :

III. 51


6. Perhitungan penulangan pada bore pile :

III. 52


3.9.4. Analisa Perhitungan Mathcad 12 : Perhitungan pondasi yang dilakukan pada Mathcad 12 memiliki urutan yang tersebut di atas dengan rincian : a. Memasukkan besarnya nilai perlawanan konus pada kedalaman yang direncanakan. b. Memasukkan besarnya gaya yang bekerja pada pondasi dengan berdasarkan pada data support reaction yang diberikan oleh owner atau konsultan. c. Memasukkan dimensi pondasi yang direncanakan agar dapat memenuhi standar yang diminta oleh owner atau konsultan. d. Memasukkan spesifikasi material untuk tower yang didesain. e. Kemudian akan didapat besarnya volume beton untuk bangunan pendukung bangunan tower seperti kolom, pile cap, dan tie beam. f. Masukkan perencaan jumlah pile dan dimensi pile yang akan digunakan dalam satu pile cap . g. Kemudian periksa besarnya daya dukung pondasi unutuk satu tiang baik terhadap gaya tekan (Compress) dan tarik (Tension). Adapun besarnya daya

dukung

pondasi

terhadap

gaya

tekan

adalah

sebesar

dan faktor keamanan yang dihasilkan adalah 5,465

III. 53


dengan faktor keamanan minimal 1,5 . Sedangkan daya dukung pondasi dan faktor

terhadap gaya tarik adalah sebesar

kemanan yang dihasilkan adalah sebesar 2,056 dengan faktor keamanan minimal 2,00. h. Kemudian dilanjutkan dengan perhitungan tulangan, yang terdiri atas : 1. Faktor keamanan terhadap gaya geser untuk dimensi yang didesain 2. Perhitungan jumlah dan jarak tulangan pada pile cap 3. Perhitungan tulangan pada tie beam, didalamnya terdapat kata “Different Settlement” , Different Settlement yang dimaksud dalam

perhitungan penulangan pada tie bem bukan perhitungan penurunan pondasi

tetapi

different

settlement

disini

digunakan

untuk

menghitung besarnya moment yang terjadi pada tie bem apabila terjadi penurunan disebagian tie bem. 4. Perhitungan tulangan pada kolom 5. Perhitungan diagram PC Acol yang digunakan unutuk menghitung besarnya regangan dan tegangan yang terjadi pada kolom 6. Perhitungan penulangan pada bore pile.

3.10. Analisa Perhitungan Manual dan Sofwere Perbandingan

antara

perhitungan

manual

dan

perhitungan

dengan

menggunakan bantuan program MathCad 12 adalah : 1. Perbandingan faktor keamanan (SF), untuk perhitungan manual besarnya SF adalah 10,10 sedangkan untuk softwere adalah 5,465. Hal ini terjadi karena data yang dimasukkan pada softwere untuk daya dukung selimut dan daya dukung ujung tiang berbeda dengan data yang dimasukkan pada perhitungan manual. Pada perhitungan manual nilai qc (perlawanan konus) diambil pada satu titik sondir, sedangkan untuk softwere nilai qc diambil pada kedua titik sondir, sehingga nilai TSF (hambatan lekat) yang digunakan juga berbeda. 2. Perbandingan gaya lateral (Hult), untuk perhitungan manual besarnya gaya lateral yang terjadi adalah sebesar 2,117, sedangkan pada softwere tidak memperhatikan perhitungan gaya lateral yang terjadi.

III. 54

BAB IV Penutup

BAB IV PENUTUP

4.1.

Kesimpulan Dari langkah-langkah perhitungan yang telah dilakukan oleh penulis dan

sesuai dengan tujuan daripada penulisan tugas akhir ini yaitu untuk mengperhitungan daya dukung pondasi tiang bor pada konstruksi tower BTS dengan studi kasus Tower BTS Pulau Burung, Sumatera Utara, dalam hal ini penulis dapat memberikan bebebrapa kesimpulan terhadapa hasil analisa yang telah dilakukan, diantaranya : 1. Dari hasil perhitungan perhitungan daya dukung pondasi, maka pondasi dengan dimensi pile Ø = 0,40 m dan panjang pile = 17,5 m yang berjumlah 4 buah tiang dalam satu pile cap sangat aman terhadap beban maksimal yang terjadi yaitu sebesar 358,356 ton. 2. Nilai faktor keamanan yang didapat dari perhitungan daya dukung tanah secara manual adalah sebesar 10,10, sedangkan dengan menggunakan softwere adalah sebesar 5,465. Secara desain nilai faktor keamanan tersebut terlalu boros, tetapi ketika desain tersebut menggunakan softwere ada hal lain yang perlu dipertimbangkan yaitu menggenai gaya tension (tarik) yang bekerja pada tiap tiang, besarnya gaya tension tersebut adalah 2,056 dengan faktor kemanan untuk tension adalah 2,00 (merupakan standar Owner).

5.2.

Saran Dari langkah-langkah perhitungan yang telah penulis lakukan ada

beberapa saran yang kiranya dapat menjadi suatu acuan dalam melakukan perhitungan terhadap daya dukung pondasi tiang yaitu terlebih dahulu kita harus mengetahui jenis tanah tempat bertumpunya pondasi setelah itu baru kemudian

IV- 1

BAB IV Penutup

kita dapat menentukan metode yang tepat untuk melakukan perhitungan daya dukung pondasi,

Proses pelaksanaan penyelidikan tanah dan uji laboratorium yang baik akan membantu dalam merencanakan jenis dan dimensi pondasi yang sesuai pada lokasi proyek, untuk laporan penyelidikan tanah sebaiknya dilakukan sampai pada kedalaman tanah keras sehingga untuk analisa penurunan pondasi dapat dilakukan dengan berdasarkan laporan penyelidikan tanah.

IV- 2

Daftar Pustaka

DAFTAR PUSTAKA

Hardiyatmo, Hary Christiady. 2002 Teknik Fondasi I. Yogyakarta : Beta Offset M.Das, Braja. 1990. Mekanika Tanah 1. Bandung. PT Airlangga Tim Penulis. 2005. Manual Pondasi Tiang Edisi 3. Bandung : GEC Simatupang, Pintor Tua. 2004. Modul Kuliah Rekayasa Pondasi I, Jakarta. Jurusan Teknik Sipil, FTSP, Universitas Mercu Buana Simatupang, Pintor Tua. 2004. Modul Kuliah Rekayasa Pondasi 2, Jakarta : Jurusan Teknik Sipil, FTSP, Universitas Mercu Buana

x

TUGAS AKHIR PERHITUNGAN PONDASI PADA TOWER BTS INDOSAT DI PULAU BURUNG SUMATERA UTARA DENGAN BANTUAN PROGRAM MATHCAD 12

Recommend Documents