5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Pondasi

Pondasi masuk dalam kategori struktur bagian dasar dari sebuah bangunan

yang memiliki fungsi untuk meneruskan semua beban yang diakibatkan dari beban

struktur atas kedalam lapisan tanah yang ada bawahnya. Dalam sebuah perencanaa

suatu pondasi untuk bangunan dapat menggunakan jenis pondasi yang sesuai

dengan kondisi yang dibutuhkan. Untuk menentukan jenis pondasi dapat ditentukan

berdasarkan pertimbangan sebagai berikut :

1. Fungsi dan kriteria bangunan

2. Beban yang diakibatkan oleh struktrur atas

3. Jenis tanah yang ada di lokasi pembangunan

4. Biaya untuk perencanaan pondasi tersebut.

Sudah dijelaskan bahwa dalam pemilihan pondasi perlu memperhatikan

beberapa pertimbangan. Dalam studi ini akan menggunakan jenis pondasi strauss

dalam perencanaan.

2.1.1 Pondasi Strauss

Pondasi Strauss merupakan kategori pondasi dangkal yang masih satu tipe

dengan pondasi bore pile, hanya tetapi untuk kapasitas diameter dan kedalamannya

lebih kecil dibanding dengan pondasi bore pile karena tenaga penggerak mata

bornya menggunakan tenaga manusia atau masih manual tidak seperti pondasi bore

pile yang menggunakan mesin bor. Pengerjaan dalam metode yang digunakan ini

termasuk metode bor pile kering. Pengoperasian alat bor lebih praktis karena

alatnya yang mudah dioperasikan saat digunakan. Hal ini membuat pondasi strauss

tepat digunakan dalam proyek berskala menengah seperti gudang, kantor, pasar,

rumah, dan bangunan yang memiliki lokasi padat penduduk.

Keuntungan penggunaan pondasi strauss, yaitu :

1. Pondasi strauss tunggal dapat diaplikasikan pada tiang kelompok

2. Pondasi strauss dapat diselesaikan sebelum tahapan berikutnya

6

3. Tidak menyebabkan adanya suara dan getaran yang dapat mengganggu

lingkungan selama pembuatan pondasi strauss

4. Pondasi strauss cocok untuk daerah padat penduduk

Kelemahan penggunaan pondasi strauss, yaitu :

1. Proses pengecoran pondasi strauss dapat terhambat apabila cuaca buruk

2. Mutu beton tidak bisa dikontrol dengan baik selama pengecoran karena

adanya air tanah

3. Kedalaman yang dimiliki pondasi strauss termasuk dangkal

4. Variasi diameter pondasi strauss ada yang 30 cm, 40 cm, dan 50 cm.

Cara pembuatan pondasi strauss, yaitu :

1. Menyiapkan alat bor manual meliputi; Mata bor, Steng bor, Pipa, dan Kunci

kunci.

2. Melakukan proses pengeboran sampai kedalaman yang telah direncanakan

dengan menggunakan alat bor yang telah disiapkan.

3. Merakit tulangan besi dimana tahap pertamanya membuat spiral,

selanjutnya melakukan pemotongan besi pokok yang lebih panjang daripada

kedalaman lubang.

4. Tahapan terakhir yaitu pengecoran. Apabila lubang pengeboran strauss pile

terdapat air didalamnya, maka selama proses pengecoran menggunakan

pipa paralon yang memiliki fungsi sebagai penyalur adukan beton hingga

sampai ke dasar lubang pengeboran yang ada airnya tersebut agar mutu

beton terjamin.

2.2 Penyelidikan Tanah

Penyelidikan tanah yang digunakan merupakan data sekunder yang didapatkan

dari instansi yang terkait dimana peneliti tidak langsung melakukan penyelidikan.

Sebagai gambaran dasar dalam perencanaan, penyelidikan tanah sangat penting

untuk dilakukan guna mengetahui kondisi tanah pada titik yang ditentukan. Dalam

7

penyelidikan tanah ini menggunakan data sondir dengan data pada 2 titik yang

berbeda. Denah titik sondir adalah sebagai berikut :

S.2 S.1

DIREKSI KID

KETERANGAN

S : SONDIR

Data tanah ini didapatkan dari hasil uji Cone Penetration Test

(CPT)/sondir pada 2 titik berbeda seperti disajikan dalan tabel sebagai

berikut : Tabel 2.2 Data Penyelidikan Tanah S-2

Tabel 2.1 Data Penyelidikan Tanah S-1

Kedalaman

(m)

qc

(kg/cm2) Fr (%) Klasifikasi Tanah

0.0 - 5.8 0 - 20 0 - 4.79 clayey silt

6.0 - 6.20 65 - 160 1.97 - 0.99 sand to silty sand

6.4 205 0.31 sand to clayey sand

Tabel 2.2 Data Penyelidikan Tanah S-2

Kedalaman

(m)

qc

(kg/cm2) Fr (%) Klasifikasi Tanah

0.0 - 1.2 0 - 15 0 - 2.132 clayey silt

1.4 - 4.6 20 - 70 3.19 - 1.83 sand to silty sand

4.8 225 0.28 sand to clayey sand

8

2.3 Pembebanan

Dalam analisa suatu struktur bangunan perlu memperhatikan model struktur

yang dipakai tanpa memperhatikan proses pembangunan. Perhitungan pembebanan

menggunakan metode pembebanan langsung dimana dalam poses perhitungan

pembebanan untuk berat sendiri dan beban-beban lain tidak bekerja saat

pembangunan dan akan baru dihitung setelah struktur selesai.

2.3.1 Beban Mati (D)

Beban mati adalah berat yang ditumpu oleh suatu bangunan berasal dari

seluruh berat material yang digunakan pada kontruksi tersebut dan bersifat tetap.

Beban mati didapatkan dengan menghitung volume material dikalikan dengan berat

jenis material yang dipakai.

Tabel 2.3 Berat Material Konstruksi

No. Jenis Material Berat Volume Satuan

1 Air 10 kN/m3

2 Adukan semen (spesi) 22 kN/m3

3 Beton 22 kN/m3

4 Beton bertulang 24 kN/m3

5 Dinding bata (pasangan 1/2 bata) 2.5 kN/m2

6 Plafond/langit-langit 0.11 kN/m2

7 Pasir 16 kN/m3

8 Tegel 0.24 kN/m2

9 Penggantung langit-langit 0.07 kN/m2

10 Plumbing dan ME 0.25 kN/m2

11 Pelapis kedap air 0.14 kN/m3

Sumber : Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung (PPPURG) 1987

2.3.2 Beban Hidup atau Live Load (L)

Beban hidup adalah beban yang diakibatkan oleh pengguna bangunan gedung

dan stuktur lain yang tidak dipengaruhi oleh beban lingkungan dan beban

konstruksi. Klasifikasi beban hidup diatur sesuai dengan fungsi bangunan yang sudah

diatur di SNI 1727-2013.

2.3.3 Beban Gempa atau Earthquake Load (E)

9

Beban gempa sangat penting dalam perencanaan konstruksi. Mengingat

Indonesia bisa dikategorikan negara yang memiliki tingkat gempa yang besar

tentunya faktor beban gempa sangat diperlukan untuk merencanakan suatu struktur

bangunan. Untuk merencakan struktur pondasi, gaya gempa sangat diperlukan

perhitungnnya untuk memperoleh beban maksimum yang bekerja. Beban gempa

dapat diperoleh berdasarkan SNI 1726:2012. Dalam perencanaan studi pondasi

strauss ini akan menggunakan metode analisis gempa statik ekivalen dan respon

spektrum.

2.3.3.1 Faktor Keutamaan dan Kategori Risiko Struktur Bangunan

Faktor keutamaan dan kategori risiko menjadi hal pertama yang dijadikan

pertimbangan dalam menghitung beban gempa. Dua hal tersebut sudah disajikan

dalam bentuk tabel di SNI 1726-2012.

Tabel 2.4 Kategori Risiko Bangunan Gedung dan Non Gedung untuk BebanGempa

Jenis Pemanfaatan Kategori

risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada

saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk, antara lain:

Fasilitas pertanian, perkebunan, peternakan, dan perikanan

Fasilitas sementara

Gudang penyimpanan

Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori risiko

I,III,IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

Perumahan

Rumah toko dan rumah kantor

Pasar

Gedung perkantoran

Gedung apartemen/ rumah susun

Pusat perbelanjaan/ mall

Bangunan industri

Fasilitas manufaktur

Pabrik

II

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusiapada

saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

Bioskop

Gedung pertemuan

Stadion

Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat

darurat

Fasilita penitipan anak

Penjara

Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung,tidak termasuk kedalaman kategori risiko IV, yang

memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar dan gangguan

massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan,

III

10

termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

Pusat pembangkit listrik biasa

Fasilitas penganganan limbah

Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV, (termasuk,

tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur, proses, penanganan, penggunaan

atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah

berbahaya, atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun

atau peledak dimana di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas

yang diisyaratkan oleh instansi berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi

masyarakat jika terjadi kebocoran

Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting,

termasuk tetapi tidak dibatasi untuk:

Bangunan-bangunan monumental

Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan

Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas

bedah dan unit gawat darurat

Fasilitas pemadam kebakaran, ambulans, dan kantor polisi, serta garasi

kendaraan dadrurat

Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai, dan tempat

perlindungan darurat lainnya

Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi, dan fasilitas

lainnya untuk tanggap darurat

Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi, tangki

penyimpanan bahan bakar, menara pendingin, struktur stasion listrik,

tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur

pendukung air atau material atau peralatan pemadaman kebakaran) yang

diisyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat.

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur

bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV

IV

Sumber: SNI 1726 (2012:14)

Tabel 2.5 Faktor Keutamaan Gempa

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa, Ie

I atau II 1,0

III 1,25

IV 1,5

Sumber: SNI 1726 (2012:14)

Untuk jenis bangunan gedung dan non-gedung memiliki jenis sendiri dalam

menentukan kategori risiko. Dari kategori risiko dapat diperoleh faktor keutamaan

gempa. Sebagaimana tertera di SNI 1726-2012, maka pengaruh gempa rencana

dikalikan dengan faktor keutamaan Ie menurut tabel 2.5.

2.3.3.2. Klasifikasi situs

Untuk menentukan besaran implikasi percepatan suatu gempa puncak mulai

dari batuan dasar sampai ke permukaan tanah untuk suatu situs, maka situs

tersebut lebih baik diklarifikasi terlebih dahulu. Tipe kelas situs ditetapkan sesuai

pada tabel 2.6.

11

Tabel 2.6 Klasifikasi Situs

Kelas Situs Vs (m/dt) N atau Nch U (kPa)

SA (batuan keras) > 1500 N/A N/A

SB (batuan) 750 sampai 1500 N/A N/A

SC (tanah keras, sangat padat

dan batuan lunak) 350 sampai 750 > 50 ≥ 100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15 sampai 50 50 sampai 100

SE (tanah lunak)

< 175 < 15 < 50

Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah

dengan karakteristik sebagai berikut :

Indeks plastisitas, PI > 20

Kadar air, w ≥ 40%

Kuat geser niralisir, Su < 25 kPA

SF (tanah khusus, yang

membutuhkan investigasi

geoteknik spesifikasi dan

analisis respon spesifik-situs)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih

dari karakteristik berikut :

Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa

seperti mudah likuifaksi, lempung sangat sensitive, tanah

tersementasi lemah

Lempung sangat organik dan atau gambut (ketebalan H > 3 m)

Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H > 7.5 m

dengan Indeks Plastisitas PI > 75

Lapisan lempung lunak setengah teguh dengan ketebalan H >

35 m dengan Su < 50 kPA

Sumber: SNI 1726 (2012:17)

2.3.3.3 Koefisien Situs

Tabel 2.7 Koefisien Situs, Fa

KELAS

SITUS

PARAMETER RESPONS SPEKTRAL PERCEPATAN GEMPA MCER

TERPETAKAN PADA PERIODA PENDEK, T=0,2 DETIK,SS

SS≤0,25 SS=0,5 SS =0,75 SS =1,0 SS ≥ 1,25

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

SC 1,2 1,2 1,1 1,0 1,0

SD 1,6 1,4 1,2 1.1 1,0

SE 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9

SF SSb

Sumber: SNI 1726: 2012

12

Tabel 2.8 Koefisien Situs, Fv

KELAS

SITUS

PARAMETER RESPONS SPEKTRAL PERCEPATAN GEMPA MCER

TERPETAKAN PADA PERIODA 1 DETIK. S1

SS≤0,25 SS=0,5 SS =0,75 SS =1,0 SS ≥ 1,25

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

SC 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3

SD 2,4 2 1,8 1.6 1,5

SE 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4

SF SSb

Sumber: SNI 1726: 2012

CATATAN

a) Untuk nilai-nilai antara, Ss dapat dilakukan interpolasi linier

b) SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis

respon situs-spesifik

2.3.3.4 Kecepatan Rata – Rata Gelombang Geser, 𝑽𝒔 ̅̅̅̅̅̅ ̅̅̅

Menurut SNI 1726-2012 ; 19, Nilai 𝑉𝑠 ̅̅̅ ditentukan sesuai dengan

rumus sebagai berikut :

[2.1]

Keterangan :

𝑑𝑖 = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter

𝑉𝑠𝑖 = kecepatan gelombang geser lapisan i dinyatakan dalam meter per detik

(m/detik)

2.3.3.5 Pengaruh Beban Gempa

Menurut SNI 1726-2012 ; 48, pengaruh beban gempa (E) ditentukan sesuai

dengan rumus sebagai berikut :

1. Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5, E, harus ditentukan E=Eh+Ev

2. Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7, E, harus ditentukan E=Eh-Ev

Keterangan :

E = pengaruh beban gempa

13

Eh = pengaruh gaya gempa horizontal

Ev = pengaruh gaya gempa vertikal

2.3.3.6 Pengaruh Beban Gempa Horisontal

Menurut SNI 1726-2012 ; 48, pengaruh beban gempa horizontal (Eh)

ditentukan sesuai dengan rumus sebagai berikut :

Eh = QE = pengaruh gaya gempa horizontal V atau Vp

2.3.3.7 Pengaruh Beban Gempa Vertikal

Menurut SNI 1726-2012 ; 48, pengaruh beban gempa vertikal ditentukan sesuai

dengan rumus sebagai berikut :

Ev= 0,2. SDS.D [2.2]

Dan

𝑆𝐷𝑆 = 2

3 . 𝑆𝑀𝑆 [2.3]

𝑆𝐷1 = 2

3 . 𝑆𝑀1 [2.4]

Keterangan :

SDS = Parameter percepatan spektrum respons desain pada periode pendek

D = Pengaruh beban mati

Fa = Faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran periode pendek

SMS = Parameter spektrum respons percepatan pada periode pendek

Ss = Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan

untuk periode Pendek

Gambar 2.1 Spektrum Respon Desain

14

2.3.3.8 Periode Fundamental Pendekatan

Dalam SNI 1726 (2012: 55) bahwa pelaksanaan analisis yang digunakan untuk

menentukan periode fundamental struktur (T), maka terizinkan dengan langsung

untuk menggunakan periode bangunan pendekatan (Ta), yang dapat dihitung

sebagai berikut:

[2.5]

Keterangan

Ta : Perioda fundamental pendekatan (detik)

hn : Ketinggian struktur (m), dari dasar sampai tingkat tertinggi struktur

Ct dan x : ditentukan dari tabel 2.12

Ta max: Perode fundamental pendekatan maximum (detik)

Tabel 2.9 Koefisien untuk Batas pada Perioda yang Dihitung

Parameter percepatan

respons spektral desain

pada 1 detik, SD1

Koefisien Cu

≥ 0,4 1,4

0,3 1,4

0,2 1,5

0,15 1,6

≤ 0,1 1,7

Tabel 2.10 Nilai Parameter Perioda pendekatan Ct dan X

Tipe struktur Ct X

Sistem rangka pemikul momen dimana

rangka memikul 100 persen gaya gempa

yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau

dihubungkan dengan komponen yang lebih

kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi

jika dikenai gaya gempa:

Rangka baja pemikul momen 0,0724a 0,8

Rangka beton pemikul momen 0,0466a 0,9

Rangka baja dengan bresing eksentris 0,0731a 0,75

Rangka baja dengan bresing terkekang

terhadap tekuk

0,0731a 0,75

Semua sistem struktur lainnya 0,0488a 0,75

Sumber: SNI 1726 (2012:56)

15

2.3.3.9 Koefisien Respon Seismik

Menurut SNI 1726-2012 ; 54, koefisien respon seismik ditentukan sesuai

dengan rumus sebagai berikut :

[2.6]

Keterangan:

SDS : Parameter percepatan spektrum respon desain dalam

R : Faktor modifikasi respon

Le : Faktor keutamaan gempa

Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan persamaan diatas tidak perlu melebihi

dari hasil persamaan berikut:

[2.7]

Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan persamaan diatas juga harus tidak kurang

dari hasil persamaan sebagai berikut:

Cs = 0,044 SDS le ≥ 0,01 [2.8]

2.3.3.10 Geser Dasar Seismik

Menurut SNI 1726-2012 ; 54, nilai geser dasar seismik (V) ditentukan sesuai

dengan sebagai berikut :

V = Cs.W [2.9]

Keterangan:

Cs : Koefisien respons seismik yang ditentukan

W : Berat seismik efektif

2.3.3.11 Distribusi Vertikal Gaya Gempa

Berdasarkan SNI 1726 (2012:57), gaya gempang lateral (Fx) [KN] yang timbul

di semua tingkat ditentukan sebagai berikut :

16

Fx = Cvx . V [2.10]

Dan

[2.11]

Keterangan:

Cvx : Faktor distribusi vertikal

V : Gaya lateral desain total atau geser di dasar struktur [Kn]

Wi dan Wx : Bagian berat seismik efektif total struktur (W) yang ditempatkan

atau dikenalkan pada tingkat i atau x

hi dan hx : Tinggi dari dasar sampai tingkat i atau x, [m]

k : Eksponen yang terkait dengan perioda struktur sebagai berikut :

Untuk struktur yang mempunyai perioda sebesar 0,5 detik atau kurang, k = 1

Untuk struktur yang mempunyai perioda sebesar 2,5 detik atau lebih, k = 2

Untuk struktur yang mempunyai perioda antara 0,5 dan 2,5 detik, k harus sebesar 2

atau harus ditentukan dengan interpolasi linear antara 1 dan 2

2.3.3.12 Distribusi Horisontal Gempa

Berdasarkan pada SNI 1726-2012;57, geser tingkat desain gempa di semua

tingkat (Vx) (kN) ditentukan dari persamaan berikut :

[2.12]

Keterangan :

𝐹𝑖 merupakan bagian dari geser dasar seismik (V) yang timbul di tingkat i, dalam

(kN)

2.3.3.13 Beban Kombinasi Terfaktor

Hasil perhitungan dari suatu perencanaan pembebanan gedung atau non-

gedung dikombinasikan dan dimasukkan kedalam program pendukung yang sesuai

dengan SNI 03-1726-2012.

17

Kombinasi Beban untuk Metode Ultimit

Beban Mati : 1,4 D

Beban Hidup : 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (Lr atau R)

Beban Angin : 1,2 D + 1,6 (Lr atau R) + (L atau 0,5 W)

1,2 D + 1,0 W + L +0,5 (Lr atau R)

0,9 D + 1,0 W

Beban Gempa : 1,2 D + 1,0 E + L

0,9 D + 1,0 E

Sumber : SNI-1726- (2012:15)

Berdarakan SNI 1726:2012 ketika perencanaan gedung, arah utama pengaruh

gempa rencana harus ditentukan sedemikian rupa sehingga menghasilkan pengaruh

beban paling kritis. (Pasal 7.5.1)

2.4 Daya Dukung Ijin Tiang

Daya dukung yang diperbolehkan dari ijin tiang dapat dilihat dari besarnya

kekuatan yang dihasilkan dari ijin tarik dan kekuatan yang dihasilkan dari ijin tekan.

Hal itu dapat dipengaruhi oleh kekuatan material dan bagaimana kondisi tanah tiang

yang dialami oleh tiang itu sendiri.

2.4.1 Daya Dukung Ijin Tekan

Analisis daya dukung ijin tekan pondasi tiang terhadap kekuatan tanah

mempergunakan formula sebagai berikut :

Berdasarkan data sondir (Guy Sangrelat)

Qu = Qp + Qs [2.13]

Qu = 𝑞𝑐𝑥𝐴𝑝 + 𝑇𝑓𝑥𝐴𝑠𝑡 [2.14]

𝑄𝑎 =𝑞𝑐𝑥𝐴𝑝

𝐹𝐾1+

𝑇𝑓𝑥𝐴𝑠𝑡

𝐹𝐾2 [2.15]

Sumber : Pamungkas, 2013: 43

dimana:

Qu = daya dukung ultimit tekan tiang

Qp = daya dukung ujung tiang

18

Qs = daya dukung friksi

Qa = daya dukung ijin tekan tiang

qc = tahanan ujung konus sondir

Ap = luas penampang tiang

Tf = total friksi/jumlah hambatan pelekat

Ast = keliling penampang tiang

FK1, FK2 = faktor keamanan, 3 dan 5

2.4.2 Daya Dukung Ijin Tarik

Analisis daya dukung ijin tarik pondasi tiang terhadap kekuatan tanah

mempergunakan formula sebagai berikut:

Berdasarkan Data sondir (Guy Sangrelat, Mayerhof) :

[2.16]

dimana:

Ta : Daya dukung ijin tarik tiang [Ton]

Wp : Berat pondasi

Ast : keliling penampang tiang

FK2 : Faktor keamanan, 3 dan 5

2.5 Jumlah Tiang yang Dibutuhkan

Jumlah tiang yang diperlukan dihitung dengan membagi gaya aksial yang

terjadi dengan daya dukung tiang (Pamungkas, 2013: 54).

Np = 𝑷

𝑷𝒂𝒍𝒍 [2.17]

dimana:

np = jumlah tiang

P = gaya aksial yang terjadi

P all = daya dukung ijin tiang

𝑻𝒂 = (𝑻𝒇 . 𝑨𝒔𝒕) . 𝟎, 𝟕𝟎

𝑭𝑲𝟐+ 𝑾𝒑

19

2.6 Daya Dukung Ijin Kelompok Tiang

Perhitungan untuk mengetahui efisiensi kelompok tiang berdasarkan rumus

Converse-Labbare dari Uniform Building Code AASHTO adalah:

𝐄𝐠 = 𝟏 – 𝛉 (𝒏′ − 𝟏)𝒎 + (𝒎 − 𝟏)𝒏′

𝟗𝟎 𝒎𝒏′ [2.18]

Sumber: Pamungkas, 2013: 55

dimana:

Eg = efisiensi kelompok tiang

𝜃 = arc tg (D/s) (derajat)

D = ukuran penampang tiang

s = jarak antar tiang (as ke as)

m = jumlah tiang dalam satu kolom

n = jumlah tiang dalam satu baris

2.7 Jarak antar Tiang dalam Kelompok

Berdasarkan perhitungan yang diperoleh dari daya dukung tanah oleh Dirjen

Bina Marga Departemen P.U.T.L disyaratkan:

S ≥ 2,5D [2.19]

S ≥ 3D [2.20]

dimana:

S : jarak masing-masing tiang dalam kelompok (spacing)

D : diameter tiang

Gambar 2.2 Jarak Pusat ke Pusat Tiang

Pemberian syarat pada jarak antara dua tiang dalam kelompok tiang

minimum 0,60 m dan maximum 2,00 m.

20

2.8 Beban Maksimum Tiang pada Kelompok Tiang

Setiap tiang akan mengalami suatu gaya tekan atau gaya tarik yang diakibatkan

dari beban-beban atas dan formasi tiang dalam satu kelompok tiang,. Oleh karena

itu setiap masing-masing tiang harus dikontrol untuk memastikan bahwa tiang

tersebut dapat menahan beban dari struktur atas sesuai dengan daya dukungnya.

𝐏𝐦𝐚𝐤𝐬 = 𝑷𝒖

𝒏𝒑 ±

𝑴𝒚 . 𝑿𝒎𝒂𝒙

𝒏𝒚 Ʃ𝑿𝟐 ±

𝑴𝒙 . 𝒀𝒎𝒂𝒙

𝒏𝒙 Ʃ𝒀𝟐 [2.21]

Sumber : Pamungkas, 2013: 57

dimana:

P max = beban maksimum tiang

Pu = gaya aksial yang terjadi (terfaktor)

My = momen yang bekerja tegak lurus sumbu y

Mx = momen yang bekerja tegak lurus sumbu x

X max = jarak tiang arah sumbu x terjauh

Y max = jarak tiang arah sumbu y terjauh

Ʃx² = jumlah kuadrat X

Ʃy² = jumlah kuadrat Y

nx = banyak tiang dalam satu baris arah sumbu x

ny = banyak tiang dalam satu baris arah sumbu y

np = jumlah tiang

Bila P maksimum yang terjadi bernilai positif, maka pile mendapatkan gaya tekan.

Bila P maksimum yang terjadi bernilai negatif, maka pile mendapatkan gaya tarik.

2.9 Daya Dukung Horizontal

Kondisi tanah pada proyek condotel ini adalah tanah berlapis sehingga untuk

menghitung daya dukung horizontal digunakan metode Brinch Hansen. M.J.

Tomlinson (1977) menyebutkan bahwa langkah pertama untuk menghitung daya

dukung horizontal adalah menentukan apakah tiang berperilaku short rigid atau

long flexible / long elastic dengan cara menghitung faktor kekakuan R atau T.

21

T = √𝐸𝐼

𝑛ℎ

5 Rigid L ≤ 2T Elastic L ≥ 4T

dimana:

E = modulus elastis beton 𝑛ℎ = koefisien modulus variasi

I = momen inersia L = panjang tiang

M.J Tomlinson (1977) menyebutkan bahwa penelitian lain mengenai nilai

nh sebagai berikut:

Soft normally-consolidated clays : 350 – 700 kN/m3

Soft organic silts : 150 kN/m3

pz = c . Kcz

dimana:

pz = tahanan pasif elemen pada kedalaman z di bawah permukaan tanah

c = kohesi tanah

Kcz = koefisien tekanan pasif

Gambar 2.3 Koefisien Brinch Hansen Kc

∑ 𝑀 = ∑ 𝑝𝑧 𝐿

𝑛 (𝑒 + 𝑧)𝑧=𝑥

𝑧=0 B - ∑ 𝑝𝑧 𝐿

𝑛 (𝑒 + 𝑧)𝑧=𝐿

𝑧=𝑥 B [2.22]

dimana:

M = momen titik beban horizontal

L = panjang tiang e = tinggi dari permukaan tanah

n = convenient number ke titik beban

z = kedalaman tahanan pasif B = lebar tiang

22

Hu (e + x) = ∑ 𝑝𝑧 𝐿

𝑛 (𝑥 − 𝑧)𝑥

0 B + ∑ 𝑝𝑧 𝐿

𝑛 (𝑧 − 𝑥)𝑥+𝐿

𝑥 B [2.23]

dimana:

Hu = gaya horizontal x = titik rotasi

2.10 Penurunan Tiang Kelompok

2.10.1 Penurunan segera (Immediate Settlement

Penurunan yang diakibatkan oleh distorsi massa tanah yang tertekan dan

terjadi pada volume konstan disebuy dengan penurunan segera. Penurunan segera

dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut :

𝑺𝒊 = µ𝟏 µ𝟎𝒒 𝑩

𝑬 [2.24]

Dimana :

Si : Penurunan segera [m]

Q : Tekanan yang terjadi [Pu/A]

B : Lebar kelompok tiang [m]

Eu : Modulus deformasi pada kondisi undrained [kN/m2]

µi : Faktor koreksi untuk lapisan tanah dengan tebal terabatas H

µo :: Faktor koreksi untuk kedalaman pondasi Df

2.10.2 Penurunan Konsolidasi (Consolidation Settlement)

Konsolidasi adalah suatu proses pengecilan isi tanah jenuh secara perlahan-

lahan dengan permeabilitas rendah akibat keluarnya air pori. Proses tersebut

berlangsung terus sampai kelebihan tekanan air pori yang disebabkan oleh kenaikan

tegangan total telah benar-benar hilang. Pada kondisi konsolidasi tanah yang

terkonsolidasi normal, jika tebal lapisan tanah sama dengan H maka penurunan

yang terjadi:

Sc = e0−e

1+ e0 . H [2.25]

Dengan subtitusi persamaan menjadi:

Sc = e0−e

1+ e0 . H =

H

1+ e0 . Cc . Log

P0+ ∆P

Po [2.26]

23

Dimana :

Sc : penurunan konsolidasi (m).

H : tebal lapisan tanah (m).

e0 : angka pori pada tegangan Po (angka pori asli).

e : angka pori pada tegangan P.

Cc : indeks pemampatan (compression index).

: 0,156 . e0 + 0,0107 (Rendon-Herrero-1980)

Po : tegangan efektif pada lapisan tanah (t/m2).

: γ1 x h1 + (γ sat – γw) x h2 + …

Δp : perubahan tegangan pada lapisan tanah (t/m2).

: A0

A1 . q

2.11 Perencanaan Pile Cap

Perencanaan pile cap dilakukan dengan anggapan sebagai berikut

(Hardiyatmo, 2010:284).

1. Pile cap sangat kaku.

2. Ujung atas tiang menggantung pada pile cap. Karena itu, tidak ada momen

lentur yang diakibatkan oleh pelat penutup ke tiang.

3. Tiang merupakan kolom pendek dan elastis. Karena itu, distribusi tegangan dan

deformasi membentuk bidang rata.

2.11.1 Dimensi pile cap

Ukuran suatu pile cap sangat dipengaruhi oleh jarak tiang. Untuk penentuan

jarak tiang di setiap masing-masing kelompok akan diambil 2,5D – 3D, yang

dimaksud D adalah diameter tiang. Penggambaran jarak tiang pada pile cap dapat

dilihat pada Gambar 2.4

24

Gambar 2. 4 Jarak Tiang

SNI-03-2847-2002 pasal 17.7

Ketebalan pondasi telapak di atas lapisan tulangan bawah tidak boleh

kurang dari 300 mm untuk pondasi telapak di atas.

SNI-03-2847-2002 pasal 9.7

Tebal selimut beton minimum untuk beton yang dicor langsung di atas tanah

dan selalu berhubungan dengan tanah adalah 75 mm. Kontrol geser.

SNI-03-2847-2002 pasal 13.12

Kuat geser pondasi telapak di sekitar kolom, beban terpusat, atau daerah

reaksi ditentukan oleh kondisi terberat dari dua hal berikut :

1. Aksi balok satu arah di mana masing-masing penampang kritis yang akan

ditinjau menjangkau sepanjang bidang yang memotong seluruh lebar pondasi

telapak.

2. Aksi dua arah di mana masing-masing penampang kritis yang akan ditinjau

harus ditempatkan sedimikian hingga perimeter penampang adalah minimum.

Perhitungan gaya geser 1 arah dan 2 arah untuk pile cap sama dengan

perhitungan gaya geser 1 arah dan 2 arah pada pondasi telapak. (Pamungkas, 2010

88).

25

2.11.2 Penulangan pile cap

Perencanaan suatu penulangan pile cap dapat dianggap sama dengan

penulangan balok. Perencanaan suatu penulangan pile cap mempunyai beberapa

langkah pengerjaan yaitu sebagai berikut (Rusdianto, 2005: 118).

1. Direncanakan sebagai balok persegi dengan lebar (b) dan tinggi efektif (d).

𝑲𝒑𝒆𝒓𝒍𝒖 = 𝑴𝒖

𝒃 . 𝒅𝟐 [2.27]

dimana:

Mu: momen yang terjadi pada balok (kgm)

b : lebar balok (m)

h : tinggi balok (m)

d : tinggi efektif (m) = h – 60 mm

2. Rasio penulangan dapat diperoleh dengan persamaan:

𝝎 = 𝟎, 𝟖𝟓 − √𝟎, 𝟕𝟐 − 𝟏, 𝟕 𝑲

𝑭𝒄′

[2.28]

𝝆 = 𝝎 .𝑭𝒄′

𝑭𝒚

[2.29]

𝝆𝒃 = 𝟎, 𝟖𝟓 . 𝑭𝒄′

𝑭𝒚 . 𝜷𝟏 . (

𝟔𝟎𝟎

𝟔𝟎𝟎 + 𝑭𝒚)

[2.30]

𝝆𝒎𝒂𝒙 = 𝟎, 𝟕𝟓 𝝆𝒃 [2.31]

𝝆𝒎𝒊𝒏 = 𝟏, 𝟒

𝑭𝒚

[2.32]

Pemeriksaan terhadap rasio tulangan tarik : ρ min < ρ < ρ max

dimana:

Fc’ : mutu beton (MPa)

Fy : mutu baja (Mpa)

β1 : 0,85

26

1) Bila harga rasio penulangan tarik memenuhi syarat maka dilanjut dengan

perhitungan luas tulangan.

𝑨𝒔 = 𝝆 . 𝒃 . 𝒅𝒓𝒆𝒏𝒄𝒂𝒏𝒂 [2.33]

dimana:

As : luas tulangan (mm²)

2) Dengan hasil luas tulangan yang telah diketahui, maka dapat dilanjut dengan

merencanakan diameter dan jarak tulangan yang disesuaikan dengan luas

tulangan yang telah dihitung.

3) Pemeriksaan terhadap tinggi efektif yang dipakai (d pakai > d rencana)

𝒅𝒑𝒂𝒌𝒂𝒊 = 𝒉 − 𝒔𝒆𝒍𝒊𝒎𝒖𝒕 𝒃𝒆𝒕𝒐𝒏 − ∅𝒔𝒆𝒏𝒈𝒌𝒂𝒏𝒈 − 𝟏

𝟐 ∅𝒕𝒖𝒍𝒂𝒏𝒈𝒂𝒏 [2.34]

2.11.3 Tinjauan Terhadap Geser

2.11.3.1 Kontrol Terhadap Geser Pons yang Bekerja Satu Arah

Suatu beton dapat mengalirkan kekuatan apabila hanya geser dan lentur yang

bekerja, maka dapat dihitung dengan persamaan sebagi berikut :

Vc = 𝟏

𝟔√𝐟𝐜′ . 𝐛𝐰 . 𝐝 [2.35]

Kekuatan geser beton harus lebih besar atau sama dengan gaya geser nominal

penampang dengan jarak d dari muka kolom sehingga Vc≥Vn

27

Gambar 2.5 Penampang Kritis pada Pelat Pondasi pada Geser Satu Arah 𝐕𝐮

𝛟 ≤

𝟏

𝟔√𝐟𝐜′ . 𝐛𝐰 . 𝐝 [2.36]

dimana:

Vu : gaya geser sejarak d dari muka kolom

Vc : geser beton

bw : lebar pondasi (m)

d : h – d’ (h adalah tinggi pelat dan d’ adalah selimut beton)

ϕ : 0,6 (reduksi kekuatan untuk geser)

2.11.3.2 Kontrol Terhadap Geser Pondasi yang Bekerja Dua Arah

Bidang penampang kritis mempunyai keliling dengan masing-masing sisi

sebesar b0 dan disetiap jarak ½ d dari muka tumpuan yang diperlihatkan pada

Gambar 2.5 terjadi penampang kritis. Kekuatan geser beton yang terjadi pada

penampang kritis dapat dilihat pada gambar 2.5 sebagai berikut:

28

12 d

h

12 d

12 d h 1

2 d

ho

bo

Gambar 2.6 Daerah Geser Aksi Dua Arah pada Pelat Pondasi

Vc = (𝟏 + 𝟐

𝛃𝟎) 𝟐 . √𝐟𝐜′ . 𝐛𝐨 . 𝐝 [2.37]

dimana:

bo : keliling daerah kritis

: 2 (bo + ho)

βo : h

b ; h (sisi panjang kolom)

; b (sisi pendek kolom)

d : tinggi efektif penampang (m)

Gaya geser nominal penampang:

𝐕𝐮

𝛟= 𝐕𝐧 ≤ 𝐕𝐜 + 𝐕𝐬 ≤ 𝟒. √𝐟𝐜′ . 𝐛𝐰 . 𝐝 [2.38]

Vs : kuat geser tulangan geser.

Vu = 𝐏𝐮

𝐀 (𝐡𝐨𝟐 − 𝐛𝐨𝟐) [2.39]

Pu : beban berfaktor pada kolom

A : luas pondasi (B x L)

2.12 Penulangan Pondasi Tiang Bor (Bored Pile)

Penulangan pada pondasi strauss sama dengan penulangan pada kolom,

terdapat perbedaan pada penampang yang digunakan yaitu penampang yang

29

memiliki bentuk bulat atau bentuk lingkaran, beberapa langkah-langkah dalam

perencanaa penulangan dapat dilihat sebagai berikut :

Menentukan luas tulangan longitudinal (Ast) yang akan digunakan. Menurut

SNI 2847:2013, luas tulangan struktur komponen tekan tidak boleh kurang

dari 0,01 Ag atau lebih dari 0,08 Ag.

Ag = ¼ . 𝝅 . D2 [2.40]

Ast = ¼ . 𝝅 . Dst2 . n [2.41]

dimana:

Ag : luas penampang beton (mm2)

Ast : luas tulangan (mm2)

D : diameter penampang beton (mm)

Dst : diameter tulangan (mm)

n : jumlah tulangan

Penampang pondasi tiang bor (bored pile) yang berbentuk lingkaran

selanjutnya diekuivalenkan menjadi penampang segi empat guna menentukan

eksentrisitas dalam keadaan seimbang (balance).

Gambar 2.7 Penampang Lingkaran dan Penampang Ekuivalen Persegi

1. Tebal ekuivalen penampang segi empat

heq = 0,8 x D [2.42]

2. Lebar ekuivalen penampang segi empat

beq =

𝟏

𝟒 . 𝝅 . 𝑫𝟐

𝒉𝒆𝒒 [2.43]

3. Luas tulangan total Ast didistribusikan pada dua lapis

As = As’ = ½ . Ast [2.44]

4.Jarak antar lapis tulangan

30

Dseq = 𝟐

𝟑 x Ds [2.45]

dimana:

Ds = tinggi efektif penampang (mm)

Cek eksentrisitas rencana yang diberikan (e) dibandingkan terhadap

eksentrisitas balance (eb).

deq= Dseq + 𝒉𝒆𝒒−𝑫𝒔𝒆𝒒

𝟐 [2.46]

Cb = 𝟔𝟎𝟎

𝟔𝟎𝟎+𝒇𝒚 x deq [2.47]

Ab = 𝜷1 x Cb [2.48]

Gambar 2.8 Diagram Regangan dan Tegangan Penampang Ekuivalen Persegi

Regangan pada baja tulangan

𝜺s’ = [2.49]

Tegangan leleh baja tulangan

Fs’ = Es x 𝜺s’ [2.50]

Gaya aksial tekan dalam keadaan seimbang (balance)

Pub = (0,85 x fc’ x Ab x Beq) + (As’ x fs’ – As x fy) [2.51]

Momen dalam keadaan seimbang (balance)

Mub = 0,85 . fc’ . Ab. Beq . (1/2 heq – ½ Ab) + As’ . fs’ .

(1/2 heq - 𝒉𝒆𝒒−𝑫𝒔𝒆𝒒

𝟐) + As . fy . (deq – ½ heq) [2.52]

31

E = 𝑴𝒖

𝑷𝒖 [2.53]

eb = 𝑴𝒖𝒃

𝑷𝒖𝒃 [2.54]

- Jika keadaan Pu < Pb atau e > eb, maka keruntuhan yang terjadi adalah

keruntuhan tarik dengan eksentrisitas besar.

- Jika keadaan Pu > Pb atau e < eb, maka keruntuhan yang terjadi adalah

keruntuhan tekan dengan eksentrisitas kecil.

Whitney juga memberikan persamaan pendekatan empiris untuk dimensi

penampang kolom bulat, baik hancur tekan maupun tarik (Istimawan, 1993).

- Persamaan untuk penampang bulat dengan hancur tarik menentukan:

Pn = 0,85 fc’ h2 (√(𝟎,𝟖𝟓 𝒆𝒃

𝒉− 𝟎, 𝟑𝟖)𝟐 +

𝝆𝒈𝒎𝑫𝒔

𝟐,𝟓 𝒉− (

𝟎,𝟖𝟓 𝒆𝒃

𝒉− 𝟎, 𝟑𝟖)) [2.55]

- Persamaan untuk penampang bulat dengan hancur tekan menentukan:

Pn = 𝑨𝒔 .𝒇𝒚

𝟑 𝒆

𝑫𝒔+𝟏,𝟎

+ 𝑨𝒈 .𝒇𝒄′

𝟗,𝟔 𝒉 𝒆

(𝒐,𝟖 𝒉+𝟎,𝟔𝟕 𝑫𝒔)𝟐+𝟏,𝟏𝟖 [2.56]

dimana:

h = diameter penampang

Ds = diameter lingkaran tulangan terjauh dari sumbu

e = eksentrisitas terhadap pusat plastis penampang

𝝆g = 𝑨𝒔𝒕

𝑨𝒈 =

𝒍𝒖𝒂𝒔 𝒑𝒆𝒏𝒖𝒍𝒂𝒏𝒈𝒂𝒏 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍

𝒍𝒖𝒂𝒔 𝒑𝒆𝒏𝒂𝒎𝒑𝒂𝒏𝒈 𝒃𝒓𝒖𝒕𝒐 [2.57]

m = 𝒇𝒚

𝟎,𝟖𝟓 𝒇𝒄′ [2.58]

Syarat : ∅Pn ≥ Pu [2.59]

2.12.1 Perencanaan Sengkang

Dalam perencanaan sengkang terdapat beberapa langkag-langkah perhitungan

sebagai berikut :

Tinggi efektif penampang (d)

d = D – 2.dc [2.60]

Luas penampang lintang kotor dari kolom

Ac = ¼ x 𝜋 x Dc2 [2.61]

32

Rasio volume tulangan spiral

𝜌𝑠 = 0,45 x (𝐴𝑔

𝐴𝑐 – 1) x

𝑓𝑐′

𝑓𝑦𝑡 [2.62]

Perencanaan jarak sengkang

as = ¼ x 𝜋 x ds2 [2.63]

s = 4 . 𝑎𝑠 . (𝐷𝑐−𝑑𝑠)

𝜌𝑠 . 𝐷𝑐2 [2.64]

Dimana:

S = jarak sengkang (m)