6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pondasi

Seluruh bangunan konstruksi yang bertumpuan dengan tanah harus di

dukung dengan adanya pondasi. Sedangkan pondasi itu memiliki pengertian, suatu

bagian dari sistem struktur bawah (sub structure) yang mampu menahan berat

sendirinya dan menahan seluruh beban gaya dari struktur atas, dan kemudian

diteruskan ke lapisan tanah dan batuan yang terdapat dibawahnya. Dengan begitu

pondasi sebagai struktur yang terletak pada posisi paling bawah yang mampu

menahan segala beban dari seluruh beban di atasnya.

Perencanaan pondasi ini didasari pada beberapa aspek, diantaranya yakni

fungsi dari bangunan itu sendiri, jenis tanahnya, kedalaman tanah keras, maupun

dari aspek biaya (finansial). Berikut aspek-aspek yang harus dipertimbangankan

dalam pemilihan jenis pondasi untuk sebuah perencanaan :

a. Keadaan tanah (Struktur tanah)

Keadaan tanah dibawah pondasi sangat erat kaitannya dengan pemilihan

tipe pondasi. Hal ini dikarenakan setiap tipe pondasi memiliki bentuk serta

mekanisme penyaluran beban yang berbeda tergantung pada kondisi tanahnya.

Faktor tanah yang dijadikan pertimbangan antara lain jenis tanah, parameter

tanah, daya dukung, kedalaman tanah keras dan lainnya.

b. Batasan akibat struktur diatasnya

Kondisi beban struktur atas dapat meliputi total besar beban akibat struktur

atas, arah gaya beban baik beban vertikal maupun horizontal dan penyebaran

beban serta sifat dinamis yang dimiliki oleh struktur tersebut.

c. Batasan keadaan lingkungan

Batasan lingkungan disini ialah keadaan lingkungan di sekitar perencanaan

bangunan. Mengingat dalam mengerjakan suatu pembangunan perlu

memperhatikan kondisi lingkungan sekitar, sehingga dengan adanya Batasan ini

7

tidak menganggu keadaan sekitar dan tidak membahayakan aktivitas di sekitar

lingkungan pembangunan.

d. Waktu dan Biaya Pekerjaan

Faktor Waktu dan biaya perkerjaan atau sering disebut sebagai manajemen proyek

ini juga menjadi bahan pertimbangan yang penting, selain akan berpengaruh dalam

finansial dari proyek, juga dapat menjaga dari segi efisien dan ekonomis dari

pekerjaan.

2.1.1 Shallow Foundation

shallow foundation atau pondasi dangkal adalah pendukung beban pondasi

secara langsung. Pondasi ini dapat digunakan apabila kondisi tanah relatif jauh dari

permukaan tanah atau daya dukung tanah yang terlalu lemah. Menurut Braja

(1988:3) pada umunya kedalaman

pondasi dangkal sebesar D/B 1. Adapun berikut beberapa jenis pondasi dangkal

a. Pondasi Telapak (Pad Foundation)

Pondasi telapak ini digunakan untuk mendukung beban titik individual seperti

kolom. Pondasi pad ini dapat berbentuk banyak macam, seperti bentuk melingkar,

persegi. Jenis pondasi ini terdiri dari lapisan beton bertulang dengan ketebalannya

yang seragam, tetapi pondasi pad dapat juga dibuat dalam bentuk bertingkat

apabila pondasi ini dibutuhkan untuk menyebarkan beban dari beberapa kolom

berat.

b. Pondasi Memanjang atau Menerus (Strip Foundation)

Pondasi memanjang adalah jenis pondasi yang digunakan untuk mendukung

beban memanjang atau beban garis, baik untuk mendukung beban dinding atau

beban kolom dimana penempatan kolom dalam jarak yang dekat dan fungsional

kolom tidak terlalu mendukung beban berat sehingga pondasi tapak tidak terlalu

dibutuhkan.

c. Pondasi Rakit (Raft Foundation)

Pondasi rakit ini digunakan untuk mendukung bangunan yang terletak pada

tanah lunak atau digunakan bila susunan antar kolom nya memiliki jarak yang

8

cukup dekat dari segala arah, sehingga disarankan menggunakan pondasi telapak,

yang sisinya berhimpit satu sama lain .

2.1.2 Pondasi Tiang Pancang

Pondasi tiang ini berguna dalam menopang struktur yang berada diatasnya

apabila tanah nya berada pada lapisan tanah keras dan lapisan batuan terletak cukup

dalam dari permukaan tanah. Pondasi tiang juga digunakan pada bangunan yang

tinggi dimana bangunan tinggi ini dipengaruhi oleh gaya-gaya yang dapat

menggulingkan strukturnya akibat adanya beban gempa atau beban angin sehingga

dapat menahan gaya angkat akibat beban-beban tersebut. Selain itu, pondasi tiang

digunakan untuk tujuan berikut, antara lain : (Hardiatmo, 2015 : 76)

1. Meneruskan beban dari bangunan yang terletak di lapisan tanah lunak atau

air ke dalam lapisan tanah keras.

2. Meneruskan beban dari tanah yang lunak hingga kedalaman tertentu

sehingga mendapatkan daya dukung yang besar akibat gesekan dinding

tiang dengan lapisan tanah yang ada disekelilingnya.

3. Mengikat struktur yang dapat menghasilkan gaya angkat akibat tekanan

dan momen penggulingan.

4. Menahan gaya yang bekerja secara horizontal dan miring.

5. Memadatkan tanah pasir, sehingga dapat meningkatkan kapasitas dukung

tanah.

6. Mendukung pondasi struktur atasnya terletak pada permukaan tanah yang

mudah tergerus air.

9

Gambar 2.1 Panjang dan beban maksimum untuk berbagai macam tipe

tiang yang umum dipakai dalam pracetak

10

2.2 Pembebanan

Dalam perencanaan pembangunan perlu dilakukan nya Analisa struktur

untuk mengetahui beban-beban yang berkerja pada bangunan tersebut. Pembebanan

ini menjadi faktor penting dalam menganalisa sebuah struktur yang nanti nya hasil

dari Analisa ini akan mempengaruhi desain dari bangunan tersebut dan menjadi

acuan keamanan dari sebuh bangunan tersebut.

2.2.1 Beban Mati atau Dead Load (D)

Secara umum beban mati yaitu beban yang terdapat pada bangunan atau

struktur itu sendiri. Seperti atap, lantai, dinding, plafond, tangga, kolom dan

sebagainya. Beban mati terlebih dahulu di hitungk tiap lantai nya dan nanti nya

akan di akumulasi secara keseluruhan sesuai dengan jumlah tingkatan dari

bangunan nya.

11

2.2.2 Beban Hidup atau Live Load (L)

Beban hidup ialah beban penghuni dari Gedung tersebut atau beban

lingkungan lain nya seperti beban hujan, beban angin dan beban gempa.

2.2.3 Beban Gempa

Untuk perencanaan bangunan, gaya gempa perlu diperhatikan agar diperoleh

reaksi maksimum yang bekerja. Gaya gempa yang dihitung mengacu pada SNI

1726:2012. Dalam studi perencanaan pondasi tiang Hotel ini menggunakan metode

analisa gempa yaitu metode analisa gempa statik ekivalen.

2.2.3.1 Faktor Keutamaan dan Kategori Risiko Struktur Bangunan

(keutamaan le) dan kategori risiko struktur bangunan gedung

(pengaruh gempa rencana). (SNI 1726-2012: 13)

12

13

14

2.2.3.2 Klasifikasi situs

Klasifikasi situs merupakan dasar dari kriteria desain seismik suatu

bangunan dari permukaan tanah . Tipe kelas situs harus ditetapkan sesuai pada tabel

2.4.

15

Menurut SNI 1726 (2012:20) untuk lapisan tanah kohesif, lapisan batu, dan lapisan

tanah non-kohesif, nilai N ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:

[2.1]

Keterangan:

2.2.3.3 Parameter Percepatan Gempa (SM1 dan SMS) dan Percepatan Gempa

Desain (SD1 dan SDS)

Data zona wilayah gempa ini berguna untuk menentukan besaran dari nilai

spektrum Ss dan S1 yang nanti nya di perlukan untuk menghitung gaya geser akibat

beban lateral (gempa) yang akan di terima oleh bangunan. Data gempa tersebut

dapat diperoleh dari SNI 1726 : 2012 atau bisa di dapatkan melalui situs Desain

Spektra Indonesia (puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011).

Berikut grafik hubungan percepatan respon spectral terhadap periode

wilayah kota Surabaya berdasarkan klasifikasi tanah disajikan pada Gambar 2.2.

16

Gambar 2.2 Grafik Percepatan Respon Spektra Wilayah Kota Surabaya

Sumber : http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/

Grafik percepatan respon spektral pada wilayah Kota Surabaya diatas terbentuk dari

hubungan antara beberapa parameter perhitungan beban gempa yang kemudian

diklasifikasikan berdasarkan jenis tanah pada lokasi proyek. Data hasil analisa pada

situs tersebut disesuaikan dengan kondisi tanah pada lokasi perencanaan proyek.

2.2.3.4 Kategori Desain Seismik

Tabel 2.5 Kategori desain seismik berdasarkan parameter

respon percepatan pada perioda pendek

17

Tabel 2.6 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respon percepatan pada

perioda 1 pendek

2.2.3.5 Kategori Desain Seismik

Untuk dapat menentukan perioda fundamental pendekatan (Ta),

dalam detik (SNI 1726-2012) dari persamaan berikut untuk stuktur

dengan ketinggian kurang dari 12 tingkat dengan rumus;

Ta = 0,1 N [2.2]

2.2.3.6 Kombinasi Sistem Perangkat Dalam Arah yang Berbeda

Tabel 2.7 Faktor R,Cd danΩ0 untuk Sistem Penahan

Gaya Gempa

18

Tabel 2.7 (lanjutan)

Koef. Faktor Faktor Batasan sistem struktur Modif kuat

19

Sistem penahan gaya pembe dan batasan tinggi i

lebih

seismik kasi sistem saran struktur, hc (m)c

respo ,

ns, Ω0g deflek Kategori desain seismik

Ra si

Cdb

B C Dd Ed Fe

1. Rangka baja dan beton

komposit pemikul

momen khusus

5 3 4 ½ TB TB TI TI TI

2. Rangka baja dan beton

komposit

terkekang parsial

pemikul momen

6 3 5 ½ 48 48 30 TI TI

3. Rangka baja dan beton

komposit

pemikul momen

biasa

3 3 2 ½ TB TI TI TI TI

4. Rangka baja canai

dingin pemikul

momen khusus

dengan pembautan

3 ½ 3a 3 ½ 10 10 10 10 10

Sumber: SNI 1726 (2012:34)

2.2.3.7 Koefisien Respon Seismik (Cs)

Berdasarkan SNI 1726 2012:54,:

20

[2.3]

Pada saat menghitung nilai Cs dengan persamaan seperti diatas tidak

diperbolehkan dari hasil persamaan dibawah ini:

[2.4]

2.2.3.8 Geser Dasar Seismik

Untuk menentukan V dalam arah yang sudah ditetapkan harus ditentukan dengan

menggunakan persamaan berikut ini:

21

2.2.3.9 Distribusi Vertikal Gaya Gempa

Gaya gempa lateral (Fx) [KN] yang akan ditristibusikan di semua titik dan

semua tingkat harus ditentukan dengan cara berikut :

Fx = Cvx . V [2.7]

Dan

[2.8]

22

2.2.4 Beban Kombinasi

Hasil Perhitungan pembebanan dikombinasikan dan dimasukkan ke

program pendukung STAAD-PRO serta kombinasi beban sesuai dengan SNI 03-

1726-2012. Perencanaan ini digunakan dua kombinasi pembebanan.

Kombinasi Beban untuk Metode Ultimit

1. 1,4D

2. 1,2D + 1,6L + 0,5(Lr atau R)

3. 1,2 D + 1,6 (Lr atau R) + (L atau 0,5 W)

4. 1,2 D + 1,0 W + L +0,5 (Lr atau R)

5. 1,2 D + 1,0 E + L

6. 0,9 D + 1,0 W

7. 0,9 D + 1,0 E

Kombinasi Beban untuk Metode Ultimit

1. D

2. D+L

3. D+(Lr atau R)

4. D+0.75L+0.75(Lr atau R)

5. D + (0,6W atau 0,7E)

6. D+0,75(0,6W atau 0,7 E)+0,75L+0,75(Lr atau R)

7. 0,6D+0,6W

8. 0,6D+0,7E

2.3 Daya Dukung Ijin Tiang

Ada beberapa daya dukung yang diperhitungkan dalam studi

ini yaitu sebagai berikut (Pamungkas, 2013:42).

23

2.3.1 Daya Dukung Ijin Vertikal Tiang

Analisis daya dukung ijin tekan pondasi tiang terhadap kekuatan tanah

mempergunakan rumus sebagai berikut : (data N SPT)

[2.9]

Sumber : Nakazawa

2.3.2 Daya Dukung ijin Horizontal Tiang

1. Untuk tiang pendek

Daya dukung horizontal pada tiang pendek di rumuskan sebagai berikut:

[2.10]

2. Untuk tiang sedang

Untuk Daya dukung horizontal pada tiang sedang di rumuskan sebagai berikut

[2.12]

Hu di dapat dengan mengambil:

[2.13]

𝑴𝒎𝒂𝒙 = 𝑯𝒖 ( 𝑳𝒑 𝟐

+ 𝟑𝑫 𝟐

) [2.11 ]

24

3. Untuk tiang panjang

Apabila Mmax > My maka tiang termasuk tiang panjang, dimna Hu bisa dinyatakan

dengan persamaan:

𝟐 𝑴𝒚 [2.14]

Dan nilai f diambil dari persamaan:

𝑯𝒖 [2.15]

Untuk mencari kolerasi dengan undrained shear strength (Cu) menurut

pendekatan Stroud (1974) adalah sebagai berikut :

𝑪𝒖 = 𝒌 𝒙 𝑵 [2.16]

2.3.3 Daya Dukung ijin Tarik Tiang

Analisis daya dukung ijin tarik pondasi terhadap kekuatan tanah

menggunakan rumus sebagai berikut:

Berdasarkan Data N-SPT (Mayerhof) :

[2.17]

Sumber : Pamungkas, 2013: 51

25

dimana:

2.3.4 Perencanaan Tiang Kelompok

Disyaratkan:

26

2.3.5 Beban Maksimum Tiang pada Kelompok Tiang

Untuk mengontrol kekuatan tiap tiang agar tetap aman dari beban-beban yang

berada di atas nya sesuai dengan daya dukung nya.

[2.20]

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.

2.4 Perencanaan Pile Cap

2.4.1 Dimensi pile cap

Jarak tiang mempengaruhi untuk ukuran pile cap. Jarak tiang pada kelompok

tiang diambil 2,5D – 3D, dimana D ialah diameter tiang. Jarak tiang pada pile cap

dijelaskan pada Gambar 2.9

27

Gambar 2.3 Jarak tiang

28

2.4.2 Penulangan pile cap

1) Lebar (b) dan tinggi efektif (d) perencanaan balok persegi..

[2.21]

2)

Rasio penulangan dapat diperoleh dengan persamaan:

[2.22]

[2.23]

𝟎,

𝑭𝒄′

𝟔𝟎𝟎 [2.24]

𝝆𝒎𝒂𝒙 = 𝟎, 𝟕𝟓 𝝆𝒃 [2.25]

𝟏, 𝟒 [2.26]

29

3) Melanjutkan perhitungan luas tulangan jika harga rasio penulangan tarik sudah

memenuhi syarat.

4) Luas tulangan yang telah dihitung selanjutnya dapat direncanakan diameter dan

jarak tulangannya.

5) Dilakukan pemeriksaan tinggi efektif yang dipakai (d pakai > d rencana)

[2.28]

2.4.3 Tinjauan Terhadap Geser

2.4.3.1 Kontrol Terhadap Geser Pons yang Bekerja Satu Arah

Kekuatan yang disumbangkan beton adalah jika hanya geser dan lentur yang

bekerja,

Vc = [2.29]

Gaya geser nominal penampang sejarak d dari muka kolom harus lebih kecl

atau sama dengan kekuatan geser beton sehingga Vn ≤ Vc.

30

Gambar 2.4 Penampang Kritis pada Pelat Pondasi pada Geser Satu

Arah Maka:

[2.30]

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)

31

2.4.3.2 Kontrol Terhadap Geser Pons yang Bekerja Dua Arah

Pada Gambar 2.5. Penampang kritis yang terjadi kekuatan geser beton adalah

Gambar 2.5 Daerah Geser Aksi Dua Arah Pada Pelat Pondasi

Vc = [2.31]

dimana:

bo : keliling daerah kritis

: 2 (bo + ho) [2.32]

βo : h ; h (sisi panjang kolom) b

; b (sisi pendek kolom) d :

tinggi efektif penampang (m)

Gaya geser nominal penampang:

[2.33]

[2.34]

Vs : kuat geser tulangan geser.

Vu = [2.35]

Pu : beban berfaktor pada kolom

A : luas pondasi (B x L)

1 2 d

h

1 2 d

1 2 d h 1

2 d

ho

bo