JURNAL TUGAS AKHIR

TINJAUAN PERENCANAAN SUBSTRUKTUR GEDUNGUNIVERSITAS PATRIA ARTHA

Oleh :

NIRWANA KARISMA

D 111 08305

JURUSAN SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR2012

TINJAUAN PERENCANAAN SUBSTRUKTUR GEDUNGUNIVERSITAS PATRIA ARTHA

H. Parung1, A. A. Amiruddin1, N. Karisma2

ABSTRAK

Pondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan gaya orthogonal ke sumbu tiang dengan jalan menyerap lenturan, Pemakaian pondasi tiang pancang pada suatu bangunan, apabila tanah dasar dibawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya, sedangkan pondasi tiang bor ini, biasanya dipakai pada tanah yang stabil dan kaku sehingga memungkinkan untuk membentuk lubang yang stabil dengan alat bor. Pada proyek pembangunan gedung Universitas Patria Artha di desain dengan menggunakan tipe pondasi bored pile/tiang bor. Perencanaaan bored pile digunakan berbentuk persegi dengan dimensi 40 x 40 cm. Metode perencanaan pondasi yang sering digunakan adalah metode Mayerhoff. Dari hasil perhitungan data sondir menunjukkan bahwa daya dukung tiang bored pile sebesar 149.33 ton sedangkan beban yang ingin dipikul oleh tiang tersebut sebesar 188.69 ton. Karena tiang bored pile tidak dapat memikul beban struktur atasnya maka digunakannya tiang pancang sebagai salah satu alternative yang sesuai dengan dimensi yang diinginkan dan di desain mampu memikul pembebanan dari struktur atasnya. Dimensi tiang pancang yang digunakan berbentuk silinder diameter 50 cm dan 60 cm. Berdasarkan perhitungan diperoleh daya dukung tiang pancang sebesar 179.24 ton dan 254.34 ton. Tujuan perencanaan ini adalah untuk membandingkan hasil perencanaan pondasi bored pile dengan alternative pondasi tiang pancang pada struktur bawah proyek pembangunan Gedung Universitas Patria Artha dengan pertimbangan daya dukung tiang dan keefisienan dari struktur itu sendiri. Sehingga dilihat dari daya dukung tiang yang diperoleh dari perhitungan memperlihatkan bahwa tiang pancang memiliki daya dukung tiang yang lebih baik karena berbentuk silinder dan dimensi yang besar sehingga bangunan tidak mudah rusak dibandingkan dengan bored pile. Sedangkan dari segi perhitungan efisiensi memperlihatkan bahwa bored pile lebih efisien dibandingkan dengan tiang pancang.

Kata kunci : Universitas Patria Artha, Tiang Pancang, Bored Pile, Daya Dukung Tiang.

PENDAHULUAN

Latar BelakangDi Indonesia penggunaan tiang

pancang untuk pondasi dalam lebih banyak dikenal oleh konsultan dan kontraktor serta masyarakat pada umumnya karena teknologi pelaksanaannya yang sudah biasa dilaksanakan seperti pemancangan pondasi pada pembangunan gedung, ruko, jembatan, pabrik serta bangunan yang lain. Perencanaan pondasi pada suatu gedung terutama pada gedung bertingkat mutlak diperlukan mengingat berat bangunan dan unsur-unsur lain di dalamnya memerlukan penyaluran yang sebanding dengan daya dukungnya. Dalam analisa perencanaan pondasi hal-hal yang perlu diperhatikan adalah beban struktur atas dan karakteristik tanah dilapangan. Karena kedua hal ini yang paling mempengaruhi pada saat analisa perencanaan jenis serta tipe pondasi yang akan digunakan.

Perencanaan pondasi pada proyek pembangunan gedung Universitas Patria Artha yang di desain dengan menggunakan tipe pondasi bored pile/tiang bor. Hal ini berdasarkan hasil perencanaan konsultan proyek, dimana hasil analisis tersebut diperoleh akibat beban gedung bertingkat dan karakteristik tanah dilapangan serta efisiensi dari pelaksanaan selama proses pembuatan pondasi sehingga pemilihan tipe pondasi yang digunakan adalah bored pile.

Dalam kurung waktu beberapa tahun ini penggunaan pondasi tiang bor juga semakin popular karena beberapa alasan, oleh sebab itu sangat menarik untuk mengetengahkan perkembangan berbagai pemakaiannya dan pelaksanaan konstruksi jenis pondasi dalam ini, namun demikian pengalaman menunjukkan bahwa pada setiap pekerjaan pondasi tiang bor, muncul masalah-masalah spesifik dengan kondisi yang berbeda menyangkut segi pelaksanaan konstruksi

1Dosen, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin, Makassar 90245, INDONESIA2Mahasiswa, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin, Makassar 90245, INDONESIA

maupun hal lain. Dalam pemilihan pondasi sangat dibutuhkan pengetahuan tentang jenis tanah yang dihadapi dan masalah yang akan terkait. Pengendalian mutu menjadi salah satu kunci penting keberhasilan Pondasi Tiang Bor, dimana sukses pada pekerjaan tiang bor tergantung pada pengetahuan bagaimana tiang bor dilaksanakan dilapangan dan pengaruh dari prosedur yang berbeda terhadap perilakunya dibawah beban.

Dengan digunakannya tiang pancang yang sesuai dengan dimensi yang diinginkan dan desain tiang pancang yang mampu memikul pembebanan dari struktur atasnya serta peralatan mesin pancang yang lebih mudah bergerak dalam area lapangan proyek menjadikan kapasitas pemancangan yang cenderung lebih efektif dalam pelaksanaan (kondisi mesin normal serta cuaca yang baik). Dimana jumlah titik acuan pemancangan menjadi metode pondasi dalam dengan menggunakan tiang pancang berada pada urutan pertama ditinjau dari segi pemakaian di beberapa proyek Indonesia, dibandingkan dengan metode pondasi dalam dengan menggunakan Metode tiang Strauss Pile/Bored Pile.

Batasan MasalahRuang lingkup pembahasan dibatasi

pada:1. Gaya-gaya yang bekerja pada struktur

bawah (pondasi).2. Perencanaan pondasi yang digunakan

adalah tiang pancang.

Tujuan PenelitianAdapun tujuan yang ingin dicapai dari

penyusunan Tugas Akhir ini adalah untuk membandingkan hasil perencanaan pondasi bored pile dengan alternative pondasi tiang pancang pada struktur bawah proyek pembangunan Gedung Universitas Patria Artha dengan pertimbangan daya dukung tiang dan keefisienan dari struktur itu sendiri.

Metode PenelitianPenyusunan Tugas Akhir ini

menggunakan metode studi pustaka, yang membahas kerangka konseptual permasalahan,

penentuan tinjauan, kategori penulisan, metode dan prinsip-prinsip desain dan analisis, penyesuaian tipe perencanaan dengan fungsi struktur serta keoptimalan dan keekonomisan hasil desain. Di samping itu, penulis membaca buku-buku yang relevan dan sumber-sumber yang tertulis yang menunjang penyusunan ini.

TINJAUAN UMUM DAN DATA PERENCANAAN

Denah Perencanaan

Gambar 1 Denah perencanaan

Data BangunanData bangunan Gedung Universitas

Patria Artha adalah sebagai berikut : Nama Bangunan : Gedung Universitas

   Patria Artha Status Teknik : Kelurahan

Pacinongang Kecamatan SombaOpu

Fungsi Bangunan : Perkantoran dan   Perkuliahan

Jumlah Tingkat : 4 Lantai

Data StrukturPondasi yang direncanakan adalah

pondasi tiang beton precast dengan kriteria sebagai berikut :1. Dimensi kolom pada Gedung Universitas

Patria Artha (terlampir)

2

2. Tiang Pancang : diameter tiang adalah 60 cm dan 50 cm dengan mutu beton 25 MPa (K300)

3. Data tanah diperoleh dari hasil pengujian dan penyelidikan tanah sondir oleh Dina Bina Marga Provinsi Sulawesi Selatan (terlampir).

Beban-beban yang Bekerja Pada PondasiBeban-beban yang bekerja pada pondasi

antara lain :1. Beban horizontal/geser, contohnya beban

akibat gaya tekan tanah, transfer beban akibat gaya angin pada dinding.

2. Beban vertical/beban tekan dan tarik, contohnya beban mati, beban hidup, gaya gempa.

3. Momen.

Perhitungan Daya Dukung Vertikal Tiang Pancang

1. Berdasarkan kekuatan bahan tiang.Menurut peraturan beton Indonesia (PBI), tegangan tekan beton yang diijinkan yaitu :

σb = 0.33 x f’cf’c = kekuatan tekan beton karakteristikP = σ x A ............................................ (1)Dimana :P = Kekuatan yang diizinkan pada tiang

pancang (kg)σ = Kuat tekan izin tiang pancang (kg/cm2)A = Luas penampang efektif tiang pancang

(cm2)2. Berdasarkan hasil sondir

Untuk tiang pancang end bearing pile :

Quijin = q c x A

3 ...................................... (2)

Untuk tiang friction pile :

Quijin = f . O

5 .......................................... (3)

Untuk tiang pancang end bearing dan friction pile :

Qtiang= q c x A

3 + f . O

5 .......................... (4)

Dimana :Qtiang = Kapasitas daya dukung ijin tiang

pancang (kg)qc = Nilai konis (kg/cm2)

f = Jumlah hambatan pelekat atau total friction (kg/cm)

O = Keliling tiang (cm)A = Luas penampang ujung tiang (cm2)3 = Faktor keamanan untuk daya dukung

tiang5 = Faktor keamanan untuk gesekan pada

selimut tiang

Daya Dukung Ijin Tiang Group (P all Group)

Teori membuktikan dalam daya dukung kelompok tiang tidak sama dengan daya dukung tiang secara individu dikalikan jumlah tiang dalam kelompok, melainkan perkalian antara daya dukung satu tiang dengan banyaknya tiang dikalikan dengan faktor effisiensi group tiang.

Eff = 1 -θ

90 (n−1 ) m+(m−1 ) n

m xn .............. (5)

Dimana ;m = jumlah barisn = jumlah tiang satu baris

θ = Arc dS tan dalam derajat

d = diameter tiang (cm)S = jarak antar tiang (cm)

1.5 d ≥ S ≥ 3.5 dPmax yang Terjadi Pada Tiang Akibat Pembebanan

Pmax = ∑ Pv

n ±

Mx. Ymax

ny .∑ y2 ± My . Xmax

nx .∑ x2 . . (6)

Dimana ;Pmax = Beban maksimum yang diterima oleh

tiang pancang (ton)SPv = Jumlah total beban (ton)Mx = Momen yang bekerja pada bidang yang

tegak lurus sumbu xMy = Momen yang bekerja pada bidang yang

tegak lurus sumbu yXmax = Absis terjauh tiang pancang terhadap

titik berat kelompok tiangYmax = Ordinat terjauh tiang pancang terhadap

titik berat kelompok tiangn = Banyaknya tiang pancang dalam

kelompok tiang pancang (pile group)nx = Banyak tiang pancang dalam satu baris

dalam arah sumbu x

3

ny = Banyak tiang pancang dalam satu baris dalam arah sumbu y

Sx2 = Jumlah kuadrat absis-absis tiang pancang (m2)

Sy2 = Jumlah kuadrat ordinat-ordinat tiang pancang (m2)

PERENCANAAN DAN PEMBAHASANPerencanaan SubstrukturA. Perencanaan Bored Pile

Pada titik sondir 1 (S-1) dengan kedalaman 7.0 m maka di dapatkan data sebagai berikut :

Tabel 1 Data Bored PileData Keterangan

Dimensi Tiang (s)

Luas Bored Pile (A)

Keliling (O)

Total Friction (Tf)

Tahanan Konus (qc)

40 x 40 cm

1600 cm2

160 cm

312 kg/cm

250 kg/cm2

Sumber : Universitas Patria Artha

Dengan menggunakan data tersebut maka

diperoleh Qijin sebesar 143317.333 kg = 143.32 ton ~ 150 ton.

Selanjutnya untuk perhitungan pada titik lainnya dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Tabel 2 Rekapitulasi Daya Dukung Tanah untuk Bored Pile.

Titik

Sondir

Dimensi

Tiang

(cm)

qc

(kg/cm2)

Tf

(kg/cm)

Kedalaman

(m)

Daya Dukung

(ton)

1 40 x 40 250 312 7.0 143.32

2 40 x 40 250 248 7.2 141.27

3 40 x 40 250 500 5.6 149.33

4 40 x 40 250 230 5.4 140.69

Berdasarkan tabel 2 di atas dapat dilihat bahwa pada kedalaman 5.6 m memiliki daya dukung tiang maksimum sebesar 149.33 ton

dan pada kedalaman 5.4 m memiliki daya dukung tiang minimum sebesar 140.69 ton.

B. Perencanaan Tiang PancangAdapun spesifikasi dari tiang pancang

tersebut adalah : Mutu beton (f’c) = 25 MPa Mutu baja (fy) = 400 MPa Ukuran = θ 50 cm dan θ 60 cm Luas penampang = 1963 cm2 dan 2826

cm2

Keliling (O) = 157 cm dan 188.4 cm

Data hasil titik sondir 1 (S-1) untuk kedalaman -7.0 m, didapatkan :qc = 250 kg/cm2

Tf = 312 kg/cm Untuk diameter 50 cm

Ptiang = 173338.467 kg = 173.338 ~ 200 ton Untuk diameter 60 cm

Ptiang = 247256.16 kg = 247.256 ~ 250 ton

Selanjutnya untuk perhitungan pada titik lainnya dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Tabel 3 Rekapitulasi Daya Dukung Tanah untuk Tiang Pancang.

Titik Sondir

Dimensi Tiang (cm)

qc (kg/cm2)

Tf (kg/cm)

Kedalaman (m)

Daya Dukung (ton)

1 50

250 312 7.0 173.33847

60 247.25616

2 50

250 248 7.2 171.32887

60 244.84464

3 50

250 500 5.6 179.24167

60 254.34000

4 50

250 230 5.4 170.76367

60 244.16640

Berdasarkan tabel 3 di atas dapat dilihat bahwa pada dimensi tiang diameter 60 cm memiliki daya dukung tiang maksimum sebesar 254.34000 ton pada kedalaman 5.6 m dan minimum sebesar 244.16640 ton pada kedalaman 5.4 m. Sedangkan pada dimensi tiang diameter 50 cm memiliki daya dukung tiang maksimum sebesar 179.24167 ton pada kedalaman 5.6 m dan minimum sebesar 170.76367 ton pada kedalaman 5.4 m

Perhitungan Tiang Pancang

4

1. Berdasarkan kekuatan bahan diperoleh kekuatan pikul tiang yang diijinkan sebesar 233.145 ton.

2. Berdasarkan Hasil Sondir :a. Daya dukung tiang (Ptiang) dihitung

dengan formula maka didapatkan nilai sebagai berikut : Pada diameter tiang 50 cm kekuatan

pikul tiang yang diijinkan sebesar 173.3384667 ton ~ 200 ton.

Pada diameter tiang 60 cm kekuatan pikul tiang yang diijinkan sebesar 247.25616 ton ~ 250 ton.

b. Daya dukung ujung tiang (Qtiang) sebesar 23550 kg = 235.5 ton.

c. Daya dukung friksi tiang dengan tanah sebesar 11756.16 kg = 11.75616 ton.

3. Jumlah tiang Untuk menentukan jumlah tiang pancang yang dibutuhkan sangat diperlukan agar dapat menahan beban aksial yang diterima oleh pondasi.VQu

= 188.69043247.25616

= 0.7631 ~ 1

Untuk kestabilan struktur maka digunakan tiang pondasi kelompok, n = 2

Efisiensi Kelompok TiangJika beban yang harus dipikul cukup

besar, maka biasanya suatu pondasi merupakan kelompok yang terdiri lebih dari satu tiang. Kelompok tiang ini secara bersama-sama memikul beban tersebut. Yang menjadi masalah adalah tinggal berapa persenkah daya dukung pribadi dari masing-masing tiang dalam kelompok tersebut, yaitu yang disebut efisiensi kelompok tiang.

Tabel 4 Efisiensi Kelompok Tiang

• Beban maksimum yang diterima pada pondasia. Pondasi Tipe-1 θ 50 cm ( 2 tiang )

Beban maksimum yang diterima pada pondasi adalah sebesar 76.30355 ton. Hal ini menunjukkan bahwa daya dukung tiang yang sebesar 152.09710 ton dapat menahan beban maksimum yang akan diterima sebesar 76.30355 ton.

b. Pondasi Tipe-2 θ 60 cm ( 2 tiang )Beban maksimum yang diterima pada

pondasi adalah sebesar 94.58365 ton. Hal ini menunjukkan bahwa daya

dukung tiang yang sebesar 188.69043 ton dapat menahan beban maksimum yang akan diterima sebesar 94.58365 ton.

C. Perencanaan Pile Cap

625 1250 625

1250

2500

Ø500 Ø600

750 1500 750

3000

1500

PC1 PC2

Gambar 1 Tipe-tipe pile cap

1. Perhitungan dimensi didapatkan dari rumus dan data-data yang telah dilampirkan, maka hasil tersebut dapat dilihat pada tabel 5.

Tabel 5 Dimensi Pile Cap yang Digunakan Dalam Perencanaan.

5

Dimensi Pile Cap Tipe-1 (2 tiang) θ 50 cm Tipe-1 (2 tiang) θ 60 cm

Panjang pile cap (L) 2500 mm 3000 mm

Lebar pile cap (B) 1250 mm 1500 mm

Tebal pile cap (h) 556.183 mm 707.743 mm

Tinggi efektif (d) 481.183 mm 632.743 mm

Selimut beton (d’) 75 mm 75 mm

2. Perhitungan tulangan pile capDari hasil perhitungan yang telah dilampirkan maka tulangan utama dan tulangan praktis yang dibutuhkan dengan ukuran pile cap yang berbeda dapat dilihat pada tabel 6.

Tabel 6 Rekapitulasi perhitungan tulangan pile cap

No Ukuran Pile Cap Kelompok

Tiang

Tulangan

Utama

Tulangan

Praktis

1 125 x 250 cm2 2 tiang θ 50 cm 11 θ 22 4 θ 18

2 150 x 300 cm2 2 tiang θ 60 cm 17 θ 22 6 θ 18

PENUTUP

Kesimpulan

a. Perbandingan bored pile dengan tiang pancang sebagai berikut :1. Dari segi perhitungan efisiensi yang

telah dilampirkan memperlihatkan bahwa bored pile lebih efisien dibandingkan dengan tiang pancang.

2. Dilihat dari daya dukung tiang yang diperoleh dari perhitungan yang dilampirkan bahwa tiang pancang memiliki daya dukung tiang yang lebih baik karena jika dasar pondasi mempunyai dimensi yang besar maka daya dukungnya juga besar sehingga bangunan tidak mudah rusak dibandingkan dengan bored pile.

b. Diperoleh dua macam ukuran pile cap, yaitu :

Ukuran 125 x 250 cm2 dengan jumlah kelompok tiang sebanyak 2 tiang diameter 50 cm. Dimana

tulangan utama 11 θ 22 dan tulangan praktis 4 θ 18.

Ukuran 150 x 300 cm2 dengan jumlah kelompok tiang sebanyak 2 tiang diameter 60 cm. Dimana tulangan utama 17 θ 22 dan tulangan praktis 6 θ 18.

Saran

Adapun saran-saran yang dapat kami berikan sebagai penulis yang tentunya bersifat membangun adalah sebagai berikut :

a. Data-data pendukung masih harus dilengkapi untuk menyempurnakan perencanaan pondasi seperti data penyelidikan tanah tidak hanya diperoleh dari hasil penyondiran tetapi juga dapat diperoleh dari hasil boring.

b. Gambar detail perencanaan perlu ditambahkan sehingga hal itu mampu menjelaskan inti dari perencanaan.

c. Untuk pihak pelaksana/ kontraktor, sebaiknya melakukan pengecekan/ perhitungan kembali jika terjadi pemesaran dimensi

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1983. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung. SK SNI 03-1726-2002. Bandung : Badan Standarisasi Nasional.

Anonim. 1983. Tata Cara Perhitungan Beton Untuk Bangunan Gedung. SK SNI-2847-2002. Bandung :Yayasan LPMB.

Hardiyatmo, H.C. 2008. Teknik Fondasi II. Yogyakarta : Beta Offset.

Hardiyatmo, H.C. 2011. Analisis dan Perancangan Pondasi I. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

Hs, Sardjono. 1991. Pondasi Tiang Pancang. Surabaya : Sinar Wijaya.

Kh, Sunggono., 1984. Mekanika Tanah. Bandung : Nova.

6

Nurwahidah, A. Dan S, Evi Aprianti. 2010. Tinjauan Perencanaan Alternatif Pondasi Gedung Fakultas Teknik Gowa. Makassar : Universiitas Hasanuddin.

Sosrodarsono, Suryono. Dan Nakazawa, Kazuto. 2005. Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi. Jakarta : Pradnya Paramita.

Tambusay, Asdam. 2012. Tinjauan Perencanaan Super Struktur Gedung Universitas Patria Artha. Makassar : Universitas Hasanuddin.

7