BAB IV - Perencanaan dan Analisis Daya Dukung Pondasi

8/2/2019 BAB IV - Perencanaan dan Analisis Daya Dukung Pondasi

1/4335

BAB IV

PERENCANAAN DAN ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI

4.1 Pembebanan Pada JembatanPada perencanaan pembangunan jembatan Sungai Negara/Sungai Gardu

Desa Pihanin dan Desa Balah Paikat digunakan Abutment dan Pilar dengan

menggunakan tiang pancang pipa baja sebagai berikut ini:

1. Data Abutment Jembatan arah Desa Pihanin dan Desa Balah Paikatmenggunakan Spesifikasi Tiang Pancang Pipa Baja dilihat pada gambar 4.1.

Panjang = 10 meter

Lebar = 1,00 meter

Tinggi = 2,50 meter

Jumlah tiang = 6 buah

Diameter (D) = 406,4 mm = 40,6 cm

Tebal (t) = 6,35 mm = 0,635 cm

Mutu beton K-250 tipe cap, Baja Tulangan U 24

Gambar 4.1Abutmentdan Denah Tiang Pancang Pipa Baja

2. Data Pilar Jembatan Rangka Baja dan Sfesifikasi Tiang Pancang Pipa Bajadilihat pada gambar 4.2.

Panjang dinding = 12,00 meter

Lebar = 3,60 meter

Tinggi Pilar = 2,86 meter

10,00

1,502,332,342,331,50

0,50

0,50

0,20

1,00

12

0,20

1,000,50

0,15

1,50

3

0,30

0,50

4

0,30

1,05


2/43

36

Jumlah tiang = 18 buah

Diameter (D) = 508 mm = 50,8 cm

Tebal (t) = 14 mm = 1,4 cm

Mutu beton K-250 tipe cap, Baja Tulangan U 24

Gambar 4.2 Pilar dan Denah Tiang Pancang Pipa Baja

3. Berat jenis (Tabel 2.1 RSNI T-02-2005)- Berat jenis beton = 25 kN/m3- Berat jenis aspal = 22 kN/m3- Air hujan = 10 kN/m3

4.2 Perhitungan Pembebanan UntukAbutmentPada pembebanan

abutmentbentang yang ditinjau adalah jarak antara

abutmentdengan tiangpile slab, yaitu 5 m.

3,60

0,82

0,75

1,68

0.88

2,00

0,30

0,40 0,480,72

0,391

4

5

2

3

0.50

2,20

2,20

2,20

2.20

2,20

0.50

0.55 1,25 1,25 0.55


3/43

37

Gambar 4.3Bangunan Atas Jembatan/Pile Slab

4.2.1Beban Tetap1. Berat Sendiri (MS)

Berat pelat lantai beton tebal 20 cmWlantai = 0,20 x 9,60 x 5 x 25 = 240 kN

Berat aspal tebal 5 cmWaspal = 0,05 x 7 x 5 x 22 = 38,5 kN

Balok pile slab dengan panjang 9,60 mLuas penampang balokpile slab 0,72 m

Wbalok = 0,72 x 9,60 x 25 = 172,8 kN

Lantai trotoar dengan lebar 1 m (kiri dan kanan) tebal 20 cmWtrotoar = 2 x (0,2 x 1 x 5 x 25) = 50 kN

SandaranJumlah sandaran (n) = 2 buah

Panjang sandaran (L) = 5 m

Luas penampang sandaran (A) = 0,24 m

Pelat baja = 3.13 kg

Pipa 7,63 mm = 14,94 kg

Angkur = 2,70 kg

Baut = 0,60 kg

Wsandaran = 2 x 5 x 0,24 x (3,13 + 14,94 + 2,70 + 0,60) x 25

= 12,82 kN

Beban mati total yang bekerja pada abutment

PMS = x (Wlantai + Waspal + Wbalok+ Wtrotoar + Wsandaran)

= x (240 + 38,5 + 172,8 + 50 + 12,82) = 257,06 kN

2%2%

Pelat lantai

1,00 0,307,001,000,30

Balok pile slab

sandaran

trotoa

aspal


4/43

38

Eksentrisitas terhadap titik o = x Bx 0,4 = 0,1 m

Momen berat struktur atas (MMSI) = 257,06 x 0,1 = 25,71 kN.m

Perhitungan struktur bangunan bawahAbutmentjembatan

Gambar 4.4 Pembebanan BeratAbutment dan Berat TanahAbutment

Perhitungan volume dan statis momen pada abutmentdapat dilihat pada

tabel 4.1

Tabel 4.1 Volume dan statis momen abutment

NoPanjang

(m)

Lebar

(m)

Tinggi

(m)

Volume

(m

3

)

X

(m)

Y

(m)

Sx

(m

4

)

Sy

(m

4

)1 10 0,20 1,00 2,00 -0,40 2,00 -0,80 4,00

2 10 0,20 0,50 1,00 -0,60 1,45 -0,60 1,45

3 10 0,20 0,15 0,15 -0,63 1,22 -0,10 0,18

4 10 1,00 1,50 15,00 0 0,75 0,00 11,25

Total 18,15 -1,50 16,88

Berat abutment

Wabt = volume x beto = 18,15 x 25 = 453,75 kN

Momen akibat abutment

Xo = = - = -0,08 m

Yo =

= = 0,93 m

MMS2 = Wabt x Xo = 453,75 x -0,08 = -37,38 kN.m

0,300,20

1,00

12

0,20

1,000,50

0,15

1,50

3

0,30

0,50

41,05

0,20

1,00

A

0,20

1,000,50

0,15

1,50

B

0,30

0,50

C

0,30

1,05


5/43

39

Urugan tanahPerhitungan volume dan statis momen urugan tanah di belakang

abutmentdapat dilihat pada tabel 4.2

Tabel 4.2 Volume dan statis momen urugan tanah di belakang abutment

NoPanjang

(m)

Lebar

(m)

Tinggi

(m)

Volume

(m3)

X

(m)

Y

(m)

Sx

(m4)

Sy

(m4)

A 10 0,20 1,00 2,00 -0,60 1,85 -1,20 3,70

B 10 0,20 0,50 1,00 -0,67 1,13 -0,67 1,13

C 10 0,20 0,15 0,30 -1,60 0,53 -0,18 0,16

Total 3,30 -2,05 4,99

Berat tanah pada abutment

Wabt = volume x tanah = 3,30 x 19,2 = 63,36 kN.m

Momen akibat berat tanah pada abutment

Xo =

=- = -0,03 m

Yo =

= = 1,51 m

MMS3 = Wabt x Xo = 63,36 x -0,03 = -2,05 kN.m

Total berat sendiri (PMS) = PMS1 + PMS2 + PMS3

= 257,06 + 453,75 + 63,36 = 774,17 kN

Total momen (MMS) = MMS1 + MMS2 + MMS3

= 25,7061 + -37,38 + -2,05 = -13,71 kN.m

2. Beban mati tambahan (MA)Pelapisan ulang lapisan aspal kembali kemudian hari dengan tebal 5 cm

Waspal = 0,05 x 7 x 5 x 22 = 38,5 kN

Air hujan tebel 5 cmWhujan = 0,05 x 9,60 x 5 x 10 = 24 kN

Total beban mati tambahan

PMA = x (Waspal + Whujan)

= x (38,5 + 24) = 31,25 kN



6/43

40

Momen berat struktur atas (MMAI) = 31,25 x 0,1 = 3,13 kN.m

3. Tekanan tanah (TA)Tinggi abutment (H) = 2,5 meterPanjang abutment (L) = 10 meter tanah = 19,2 kN/m timbunan oprit = 30 0Beban tambahan

Pada tekanan setara dengan tebal 0,6 meter yang berupa beban merata

ekivalen beban kendaraan pada bagian tersebut. Tekanan tanah lateral

dihitung dengan menggunakan harga nominal dari berat tanah (), kohesi

(c), dan sudut geser dalam ().

c = KcR . c faktor reduksi c, Kc

R = 1,0

= tan-1 (KR . tan ) faktur reduksi , K

R = 0,7

Koefisien tekanan tanah aktif = tan-1 (K

R . tan ) = tan-1 (0,7 . tan 30 0) = 22,01 0

Ka = tan2 (45 - ) = tan2 (45

) = 0,455

Gambar 4.5 Diagram gaya lateral tanah dan beban tambahan

. H

(0,6 .) . Ka

0,6 m

. H

H =2,5 m

. H. Ka


7/43

41

Perhitungan Gaya akibat tekanan tanah aktif dapat dilihat tabel 4.3Tabel 4.3 Gaya akibat tekanan tanah aktif

No Gaya akibat tekanan tanah aktifTTA

(kN)

Lengan

(m)

Momen

(t.m)

1

Gaya lateral urugan tanah

x tanah x H2 x Ka x L

x 19,2 x 2,52 x 0,455 x 10

273 x H

x 2,5 = 0,83227,50

2

Gaya lateral beban tambahan

0,6 x tanah x H x Ka x L

0,6 x 19,2 x 2,5 x 0,455 x 10

131,04 x H

x 2,5 = 1,25163,80

Total 404,04 391,30

4.2.2Baban Lalu Lintas1. Beban lajur "D" (TD)

Beban "D" atau beban jalur adalah susunan beban pada setiap jalur lalu

lintas yang terdiri berdasarkan Gambar 2.4 dari beban terbagi rata sebesar

(BTR) q = 9 kPa dan beban garis di ambil nilai (BGT) p = 49 kN/m

perjalur lalu lintas. Gambar 2.6 didapat nilai faktor beban dinamis (FBD)

= 40%.

Gambar 4.6 ketentuan penggunaan beban "D"

BTR = (5,5 x q x 100% + (b 5,5) x q x 50%) x L

= (5,5 x 9 x 100% + (7 5,5) x 9 x 50%) x 5 = 281,25 kN

BGT = (5,5 x p x 100% + (b 5,5) x p x 50%)

= (5,5 x 49 x 100% + (7 5,5) x 49 x 50%) = 306,25 kN

BGT = (1 + FBD) x BGT = (1 + 0,4) x 306,25 = 428,75 kN

Beban lajur "D" = BTR + BGT = 281,25 + 428,75 = 710 kN

Beban lajur "D" pada abutment

TTD = (BTR + BGT) = (281,25 + 428,75) = 355 kN

BGTBTR

50 % q 50 % q

7 m

100 % q

5,5 m

50 % P 50 % P

7 m

100 % P

5,5 m


8/43

42


Momen struktur atas (MTD) = 355 x 0,1 = 35,5 kN.m

2. Gaya rem (TTB)Besarnya gaya rem adalah 5% dari muatan "D" yang bekerja setinggi

1,80 meter yang memenuhi semua jalur lalu lintas tanpa koefisien kejut.

Beban lajur "D" = (BTR + BGT)

= (281,25 + 306,25) = 293,75 kN

Gaya rem (TTB) = 5% x 293,75 = 14,69 kN

Lengan gaya rem (YTB) = 2,55 + 1,80 = 4,35 m

Momen gaya rem (MTB) = 14,69 x 4,35 = 63,89 kN.m

3. Beban pejalan kaki (TP)Lebar trotoar (L) = 1 m

Panjang bentang (P) = 5 m

Beban merata perjalan kaki (q) = 5 kPa

TTP = 2 x (L x P x q) = 2 x (1 x 5 x 5) = 50 kN

Beban TTP pada abutment = x 50 = 25 kN


Momen struktur atas (MTP) = 25 x 0,1 = 2,5 kN.m

4.2.3Aksi Lingkungan1. Beban angin (EW)

Dimana : P = 5 m panjang jembatan antara balokpile slab

L = 10 m

t = 1,5 m bawah lantai jembatan sampai tiang sandaran

Vw = 30 m/det (Tabel 25 RSNI T-02-2005)

Cw = 1.2 koefisien Seret (Tabel 24 RSNI T-02-2005)

1.Angin yang meniup arah samping jembatanAb = t x

= 1,5 x

= 3,75 m2


9/43

43

TEW1 = 0.0006 x Cw x(Vw)2 x Ab

= 0.0006 x 1,2x(30)2 x 3,75 = 2,43 kN

YEW = 3,00 m

MEW1= 2,43 x 3,00 = 7,29 kN.m

2.Kendaraan yang sedang berada di atas jembatan, beban garis meratatambahan arah horizontal diterapkan pada permukaan lantai sebesar:

TEW2 = 0.0012 x Cw x(Vw)2 = 0.0012 x1.2 x 302 = 1.30 kN

YEW = 2,55 m

MEW2 = 1,30 x 2,55 = 3,30 kN.m

3.Total beban horizontal akibat tiupan anginTEW = TEW1 + TEW2 = 2,43 + 1.30 = 3,73 kN

MEW = MEW1 + MEW2 = 7,29 + 3,30 = 10,59 kN.m

2. Beban gempa (EQ)Pengaruh gempa bumi dalam perencanaan ini, lokasi terletak di

kalimantan selatan maka termasuk ke dalam zone gempa daerah 5. Untuk

tanah zone gempa jenis tanah lunak di dapat:

Koefisien geser dasar (C) = 0,12 (Gambar 1.13 RSNI T-02-2005)

Faktor kepentingan (I) = 1,2 (Tabel 26 RSNI T-02-2005)

Jumlah sendi plastis yang menahan deformasi arah lateral (n) = 1

Faktor perangkaan (F) = 1,25 0,025 x 1 = 1,23

Faktor tipe bangunan (S) = 1 x F = 1 x 1,23

Kh = C x S = 0,12 x 1,23 = 0,15

1.Beban gempa arah memanjang sumbu x dapat dilihat tabel 4.4TEQ = Kh x I x WT


10/43

44

Tabel 4.4 Perhitungan beban arah sumbu x arah memanjang

No WT(kN)

I Kh TEQ(kN)

Lengan(m)

Momen EO(kN.m)

STRUKTUR ATAS

PMSI 257,06 1,2 0,15 45,35 2,50 113,36

PMA 31,25 1,2 0,15 5,51 2,50 13,78

ABUTMENT

1 50,00 1,2 0,15 8,82 2,00 17,64

2 25,00 1,2 0,15 4,41 1,45 6,39

3 3,75 1,2 0,15 0,66 1,22 0,80

4 375,00 1,2 0,15 66,15 0,75 49,61

TANAH

A 38,40 1,2 0,15 6,77 1,85 12,53B 19,20 1,2 0,15 3,39 1,13 3,84

C 5,76 1,2 0,15 1,09 0,53 0,53

WT = 805,42 TEQ = 142,08 MEQ = 218,50

2.Beban gempa arah melintang sumbu yTitik tangkap gaya horizontal gempa

YEQ = 218,50 / 142,08 = 1,54 m

TEQ = 0,15 x 1,2 x 805,42 = 142,08 kN

MEQ = 142,08 x 1,54 = 218,50 kN.m

3. Tekana tanah lateral akibat gempaTinggi abutment(H) = 2,5 meterPanjang abutment(L) = 10 meter tanah = 19,2 kN/mKoefisien tekanan tanah akibat gempa

Kh = 0,15

= 22,01 0

= Tan-1 (Kh) = Tan-1 (0,15) = 8,36

KEA =-

- 2


11/43

45

=-

2

= = 0,535

Perhitungan gaya tekanan tanah lateral akibat gempa dapat dilihattabel 4.5

Tabel 4.5 Gaya tekanan tanah lateral akibat gempa

NoGaya tekanan tanah lateral

akibat gempa

TTA

(kN)

Lengan

(m)

Momen

(tm)

1

Gaya lateral urugan tanah

x tanah x H2 x KEA x L

x 19,2 x 2,52 x 0,535 x 10

321 x H x 2,5 = 0,83

267,50

2

Gaya lateral beban tambahan

0,6 x tanah x H x KEA x L

0,6 x 19,2 x 2,5 x 0,535 x 10

154,08 x H

x 2,5 = 1,25192,60

Total 475,08 460,10

4.2.4Kombinasi PembebananBeberapa kombinasi beban mempunyai probabilitas kejadian yang rendah

dan jangka waktu yang pendek. Untuk kombinasi yang demikian maka teganganyang berlebihan diperbolehkan berdasarkan prinsip tegangan kerja. Perhitungan

kombinasi pembebanan dapat dilihat pada tabel 4.6.


12/43

46

Tabel 4.6 Kombinasi pembebanan abutment

No Aksi KodeVertikal

(kN)

Horisontal Momen

Tx

(kN)

Ty

(kN)

Mx

(kN)

My

(kN)

Beban Tetap

1 Berat sendiri MS 774,17 -13,71

2Beban mati

tambahanMA 31,25 3,13

3 Tekanan tanah TA 404,04 391,30

Beban Lalu Lintas

1 Beban lajur "D" TD 355 35,50

2 Gaya rem TB 14,69 63,89

3 Beban berjalan TP 25 2,5

Aksi Lingkungan1 Beban angin EW 3,73 10,59

2 Beban gempa EQ 142,08 142,08 218,50 218,50

3Tekanan tanah

(Gempa)EQ 475,08 460,10

Kombinasi Pembebanan

Tegangan berlebihan yang diperbolehkan

1 Kombinasi 0%

MS+MA+

TD+TPTA+TB

MS+MA+TA+

TD+TB+TP

1.185,42 418,73 - 482,60 -

2 Kombinasi 25%

MS+MA+

TD+TP

TA+TB EWMS+MA+TA+

TD+TB+TP

EW

889,7 122,37 2,79 361,95 7,59

3 Kombinasi 40%

MS+MA+

TD+TPTA EW

MS+MA+TA+

TD+TB+TPEW

711,25 242,42 2,24 289,56 6,36

4 Kombinasi 50%MS+MA EQ+EQ EQ

MS+MA+EQ+

EQEQ

402,71 308,58 71,04 334,00 109,25


13/43

47

4.2.5Gaya Reaksi Yang Diterima Tiang

Gambar 4.7 Denah tiang pancang pada abutment

Contoh perhitungan diambil kombinasi 1

a. Gaya aksial maksimun yang diterima tiangV = 1185,42 kN n = 6 buah

Tx = 418,73 kN Xmax = 0,5 m

Ty = - Ymax = 3,5 m

Mx = 482,60 kN.m x = -0,5 x 2 + 0,5 x 4 = 0,5 m

My = - y = -1,50 x -3,5 + 1,50 x 3,5 = 55,13 m

Pmax =V

+My . Xmax +

Mx . Ymax

n X Y

Pmax =1185,42

+- x 0,5

+482,60 x 3,5

= 198,13 kN6 0,5 55,13

b. Gaya lateral maksimun yang diterima tiangHn diambil paling besar antara Tx dan Ty

Hn =Tx +

418,73= 69,79 kN

n 6Hasil perhitungan gaya-gaya reaksi tiang dapat dilihat tabel 4.7

Tabel 4.7 Kesimpulan hasil perhitungan gaya reaksi tiang pancang

No Kombinasibeban

Vo(kN)

Tx(kN)

Ty(kN)

Mx(kN)

My(kN)

Pmax(kN)

Hn(kN)

1. Komb 1 1.185,42 418,73 - 482,60 - 198,13 69,79

2. Komb 2 889,07 122,37 2,79 361,95 7,95 164,49 20,40

3. Komb 3 711,25 242,42 2,24 289,56 6,36 131,59 40,40

4. Komb 4 402,71 308,58 71,04 334,00 109,25 286,00 51,43

Y10,00

1,502,332,342,331,50

0,50

0,50

1,00

X


14/43

48

4.2.6Kapasitas Daya Dukung Tiang Tunggal1. Terhadap Kekuatan Bahan Tiang

a. Tiang pancang pipa bajaDiameter (D) = 40,6 cm

Tebal (t) = 0,635 cm

Diameter dalam (d) = 40,6 2 t = 40,6 2 x 0,635 = 39,33 cm

Tegangan ijin tiang baja = 1400 kg/cm 140.000,00 kN/mAbaja = x x (D - d)

= . (40,6 - 39,33) = 79,69 cm 0,01 m

baja =baja x Abaja = 140.000,00 x 0,01 = 1.115,61 kN

b.Beton isi tiang pancangTegangan ijin beton = 75 kg/cm = 7.500,00 kN/m

Abeton = x x d = x x 39,33 = 1.214,28 cm 0,12 m

beton = beton x Abeton = 7.500,00 x 0,12 = 910,71 kN tiang = baja + beton = 1.115,61 + 910,71 = 2.026,31 kN

c. Berat sendiri tiang pancang per meterW =

Abaja x baja +Abeton x beton10.000 10.000

W =0,01

x 77,0 +0,12

x 25 = 3,65 kN/m10.000 10.000

2. Berdasarkan Data Sondir di Lapangana. Metode Meyerhof

Tahanan konus qc = 155 kg/cm 15.500 kN/m diambil data sondir

Jumlah hambatan pelakat (JHP) = 1.826,00 kg/cm 1.826 kN/mdiambil data sondir

Kedalaman tiang pancang (L) = 37,2 m

Aujungtiang = x x D = x x 40,6 = 1.293,96 cm = 0,13 m2

Keliling tiang (k) = x D = x 40,6 = 127,48 cm = 1,27 m


15/43

49

Qizin =Atiang x qc +

JHP x k

SF1 SF2

Qizin = 0,13 x 15.500 + 1.826 x 1,27 = 1.134,12 kN3 5Wtiang = W x L = 3,65 x 37,2 = 135,75 kN

Pbeban = Pmax + Wtiang = 286,00 + 135,75 = 421,75 kN

Jadi:

Pbeban < tiang = 421,59 kN < 2.026,31 kN .. amanPbeban < Qizin = 421,59 kN < 1.134,12 kN .. aman

b.Metode SchmertmannQizin= Qp + Qs

Daya dukung ujung tiang (Qp)

Qp = qc rata-rata x Aujung tiang

qc rata-rata =qc1 x qc2

24d = 4 x 40,6 = 162,4 cm = 1,62 m

8d = 8 x 40,6 = 324,8 cm = 3,25 m

Tabel 4.8 Perhitungan tahanan ujung sondir

x x . Bm

D + x . Bm

qc1kg/cm2

qc2kg/cm2

0,7 0,28 37,48 1/2 . (155 + 140) 147,50

1,4 0,57 37,77 1/4 . (155 x 2 ) + 140 + 145 148,75

2 0,81 38,01 1/5 . (155 x 2) + 140 + 145 + 120 143,00

2,7 1,10 38,301/6 . (155 x 2) + 140 + 145 + 120

+130140,83

3,5 1,42 38,621/8 . (155 x 2) + 140 + 145 + 120

+ (130 x 2)121,88

4 1,62 38,821/9. (155 x 2) + 140 + 145 + 120 +

(130 x 2) + 145)124,44

qc1min = 121,88 kg/cm = 12.187,50 kN/m

qc2 = (45 x 2) + 75 + (85 x 2) + (80 x 2) + 135 + 155 / 9

= 647,22 kg/cm = 64.722,22 kN/m

qc rata-rata =12.187,50 x 64.722,22

= 38.454,86 kN/m2

Qp = 38.454,86 x 0,13 = 4.875,92 kN


16/43

50

Qs = [cli . (P.li)]

Tabel 4.9 Perhitungan Qs

depth Conus Cleef(Cli)

Permeter(P)

Panjang persegmen (Ii)

Gaya friksiMukatanahm kg/cm

2 kg/cm2 cm cm kg

0,00 0 0 127,48 20 0,000,20 1 0,09 127,48 20 229,470,40 1 0,09 127,48 20 229,470,60 1 0,09 127,48 20 229,470,80 1 0,09 127,48 20 229,47

1,00 1 0,09 127,48 20 229,471,20 1 0,09 127,48 20 229,471,40 1 0,09 127,48 20 229,471,60 1 0,09 127,48 20 229,47

1,80 1 0,09 127,48 20 229,472,00 1 0,09 127,48 20 229,472,20 1 0,09 127,48 20 229,47

2,40 1 0,09 127,48 20 229,472,60 1 0,09 127,48 20 229,472,80 1 0,09 127,48 20 229,47

Tian

g

pancang

3,00 1 0,09 127,48 20 229,473,20 1 0,09 127,48 20 229,473,40 1 0,09 127,48 20 229,473,60 1 0,09 127,48 20 229,473,80 1 0,09 127,48 20 229,474,00 1 0,09 127,48 20 229,47

4,20 1 0,09 127,48 20 229,474,40 1 0,09 127,48 20 229,474,60 1 0,09 127,48 20 229,474,80 1 0,09 127,48 20 229,475,00 1 0,09 127,48 20 229,475,20 1 0,09 127,48 20 229,475,40 1 0,09 127,48 20 229,475,60 1 0,09 127,48 20 229,475,80 1 0,09 127,48 20 229,476,00 1 0,09 127,48 20 229,476,20 1 0,09 127,48 20 229,476,40 1 0,09 127,48 20 229,47

6,60 1 0,09 127,48 20 229,476,80 1 0,09 127,48 20 229,477,00 1 0,09 127,48 20 229,477,20 1 0,09 127,48 20 229,477,40 1 0,09 127,48 20 229,477,60 1 0,09 127,48 20 229,477,80 1 0,09 127,48 20 229,478,00 1 0,09 127,48 20 229,478,20 1 0,09 127,48 20 229,47


17/43

51

8,40 1 0,09 127,48 20 229,47

8,60 1 0,09 127,48 20 229,478,80 1 0,09 127,48 20 229,47

9,00 1 0,09 127,48 20 229,479,20 1 0,09 127,48 20 229,47

9,40 1 0,09 127,48 20 229,47

9,60 1 0,09 127,48 20 229,479,80 1 0,09 127,48 20 229,47

10,00 1 0,09 127,48 20 229,4710,20 1 0,09 127,48 20 229,4710,40 5 0,46 127,48 20 1.172,8510,60 5 0,46 127,48 20 1.172,8510,80 15 0,46 127,48 20 1.172,85

11,00 10 0,91 127,48 20 2.320,2111,20 1 0,09 127,48 20 229,4711,40 1 0,09 127,48 20 229,47

Tiang

pancang

11,60 1 0,09 127,48 20 229,47

11,80 1 0,09 127,48 20 229,47

12,00 1 0,09 127,48 20 229,4712,20 1 0,09 127,48 20 229,47

12,40 1 0,09 127,48 20 229,4712,60 1 0,09 127,48 20 229,4712,80 1 0,09 127,48 20 229,4713,00 1 0,09 127,48 20 229,4713,20 1 0,09 127,48 20 229,47

13,40 1 0,09 127,48 20 229,4713,60 1 0,09 127,48 20 229,47

13,80 1 0,09 127,48 20 229,47

14,00 1 0,09 127,48 20 229,4714,20 1 0,09 127,48 20 229,4714,40 1 0,09 127,48 20 229,4714,60 1 0,09 127,48 20 229,47

14,80 1 0,09 127,48 20 229,4715,00 1 0,09 127,48 20 229,47

15,20 1 0,09 127,48 20 229,4715,40 1 0,09 127,48 20 229,4715,60 1 0,09 127,48 20 229,4715,80 1 0,09 127,48 20 229,4716,00 1 0,09 127,48 20 229,47

16,20 1 0,09 127,48 20 229,47

16,40 1 0,09 127,48 20 229,4716,60 1 0,09 127,48 20 229,4716,80 1 0,09 127,48 20 229,4717,00 1 0,09 127,48 20 229,4717,20 1 0,09 127,48 20 229,4717,40 1 0,09 127,48 20 229,47

17,60 1 0,09 127,48 20 229,4717,80 1 0,09 127,48 20 229,47


18/43

52

18,00 1 0,09 127,48 20 229,47

18,20 1 0,09 127,48 20 229,4718,40 1 0,09 127,48 20 229,47

18,60 1 0,09 127,48 20 229,4718,80 1 0,09 127,48 20 229,47

19,00 1 0,09 127,48 20 229,47

19,20 1 0,09 127,48 20 229,4719,40 1 0,09 127,48 20 229,47

19,60 1 0,09 127,48 20 229,4719,80 1 0,09 127,48 20 229,4720,00 1 0,09 127,48 20 229,4720,20 1 0,09 127,48 20 229,47

20,40 1 0,09 127,48 20 229,4720,60 1 0,09 127,48 20 229,47

20,80 1 0,09 127,48 20 229,4721,00 10 0,91 127,48 20 2.320,21

Tiang

pancang

21,20 15 0,46 127,48 20 1.172,8521,40 25 0,46 127,48 20 1.172,8521,60 70 0,91 127,48 20 2.320,21

21,80 75 0,91 127,48 20 2.320,2122,00 5 0,46 127,48 20 1.172,85

22,20 45 0,91 127,48 20 2.320,2122,40 80 1,37 127,48 20 3.493,0622,60 115 0,46 127,48 20 1.172,8522,80 110 0,46 127,48 20 1.172,8523,00 90 0,91 127,48 20 2.320,21

23,20 125 0,91 127,48 20 2.320,2123,40 165 0,46 127,48 20 1.172,85

23,60 185 0,91 127,48 20 2.320,2123,80 135 0,91 127,48 20 2.320,21

24,00 55 1,83 127,48 20 4.665,9124,20 65 1,83 127,48 20 4.665,91

24,40 85 0,91 127,48 20 2.320,2124,60 85 0,91 127,48 20 2.320,21

24,80 55 1,55 127,48 20 3.952,0025,00 55 1,83 127,48 20 4.665,91

25,20 50 1,83 127,48 20 4.665,9125,40 50 1,83 127,48 20 4.665,9125,60 25 0,91 127,48 20 2.320,21

25,80 20 0,91 127,48 20 2.320,21

26,00 20 0,91 127,48 20 2.320,2126,20 5 0,46 127,48 20 1.172,8526,40 5 0,46 127,48 20 1.172,8526,60 5 0,46 127,48 20 1.172,8526,80 5 0,46 127,48 20 1.172,8527,00 5 0,46 127,48 20 1.172,85

27,20 5 0,46 127,48 20 1.172,8527,40 5 0,46 127,48 20 1.172,85


19/43

53

27,60 5 0,46 127,48 20 1.172,85

27,80 8 0,73 127,48 20 1.861,2728,00 8 0,73 127,48 20 1.861,27

28,20 8 0,73 127,48 20 1.861,2728,40 8 0,91 127,48 20 2.320,21

28,60 8 0,91 127,48 20 2.320,21

28,80 5 0,46 127,48 20 1.172,8529,00 5 0,46 127,48 20 1.172,8529,20 5 0,46 127,48 20 1.172,8529,40 5 0,46 127,48 20 1.172,8529,60 8 0,37 127,48 20 943,3829,80 8 0,37 127,48 20 943,3830,00 8 0,37 127,48 20 943,38

30,20 8 0,37 127,48 20 943,3830,40 8 0,37 127,48 20 943,38

Tiang

pancang

30,60 10 0,46 127,48 20 1.172,8530,80 10 0,46 127,48 20 1.172,85

31,00 12 0,55 127,48 20 1.402,32

31,20 12 0,55 127,48 20 1.402,3231,40 10 0,91 127,48 20 2.320,21

31,60 10 0,91 127,48 20 2.320,2131,80 10 0,91 127,48 20 2.320,2132,00 12 0,91 127,48 20 2.320,2132,20 15 0,91 127,48 20 2.320,21

32,40 15 0,91 127,48 20 2.320,21

32,60 18 0,91 127,48 20 2.320,21

32,80 20 0,91 127,48 20 2.320,21

33,00 20 0,91 127,48 20 2.320,2133,20 22 0,91 127,48 20 2.320,21

33,40 22 1,19 127,48 20 3.034,12

33,60 25 0,91 127,48 20 2.320,21

33,80 25 0,91 127,48 20 2.320,21

34,00 28 0,91 127,48 20 2.320,21

34,20 20 0,91 127,48 20 2.320,21

34,40 20 0,91 127,48 20 2.320,21

34,60 32 0,91 127,48 20 2.320,21

34,80 35 0,91 127,48 20 2.320,21

35,00 35 0,91 127,48 20 2.320,21

35,20 38 0,91 127,48 20 2.320,2135,40 42 1,83 127,48 20 4.665,91

35,60 45 1,83 127,48 20 4.665,91

35,80 45 1,83 127,48 20 4.665,91

36,00 75 0,91 127,48 20 2.320,21

36,20 85 0,64 127,48 20 1.631,80

36,40 85 0,91 127,48 20 2.320,21


20/43

54

36,60 80 1,83 127,48 20 4.665,91

36,80 80 1,83 127,48 20 4.665,91

37,00 135 0,91 127,48 20 2.320,21

37,20 155 0,91 127,48 20 2.320,2137,40 140 1,83 127,48 20 4.665,9137,60 145 1,83 127,48 20 4.665,9137,80 155 2,74 127,48 20 6.986,1238,00 120 1,83 127,48 20 4.665,9138,20 130 1,83 127,48 20 4.665,9138,40 135 1,83 127,48 20 4.665,9138,60 135 1,83 127,48 20 4.665,9138,80 145 3,66 127,48 20 9.333,83

256.599,80

Qs = 256.599,80 = 2.566,00 kN

Daya dukung maksimum satu tiang

Qizin = Qp + Qs = 4.875,92 + 2.122,86 = 7.541,91 kN

Daya dukung ijin satu tiang

Qall =Qult

SF

Qall =7.541,91

= 2.513,97 kN3

Diambil hasil yang paling terkecil, yaitu metode MeyerhofQizin = 1.134,12 kN > Pbeban = 421,75 kN . Aman

4.2.7Kapasitas Daya Dukung Tiang Terhadap Gaya Lateral- Metode Broms

Momen Inersia (I) = / 64 . (D4 d4)

= / 64 . (40,64 39,334) = 15.913,38 cm4

Modulus Elastisitas beton (E) = 4700 x = 2.350 kN/cm2EI = E x I = 2.350 x 15.913,38 = 37.396.445,73 kN.m

Kedalaman tiang pancang = 37,2 m = 3.720 cm

Koefisien variasi modulus (nh) = 700 kN/m3 = 0,0007 kN/cm3

Faktor kekakuan modulus tanah T =

= 37.396.445,73 = 139,813


21/43

55

Kriteria tiang : L > 4 T = 3.720 > 559 termasuk tiang panjang

Kedalaman titik jepit (zf) = 1,8 x T = 1,8 x 139,813 = 251,66 cm

Koefisien reaksi subgrade (Kh) = nh x zf = 0,0007 251,66 = 0,0043 kN/cm

D 40,6

Nilai karakteristik tiang () = 1/4

= 37.396.445,73 1/4

= 0,0059 m4

Untuk tiang ujung bebas dianggap tiang panjang (tidak kaku), bila x L > 2,5

x L > 2,5 = 0,0059 x 3.720 = 21,79 > 2,5

Beban lateral ditentukan berdasarkan defleksi maksimum yang diijinkan.

Defleksi maksimum tiang untuk bangunan jembatan (yo) = 0,6 cm

Jarak beban lateral terhadap muka tanah (e) = 25 cm

H =yo . kh . D

=0,6 x 0,0043 x 40,6

= 78,69 kN2. . (e . + 1) 2 x 0,0059 x (25 x 0,0059 + 1)

Jadi:

Hizin > Hn = 78,69 kN > 69,79 kN .. Aman

4.2.8Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Kelompok1. Effisiensi Kelompok Tiang Pancang

a. Rumus Converse-LabarreEg = 1 -

(n - 1) x m + (m - 1) x n

90 x m x n

D = 40,6 cm

S = 233 cm

= Arc tan ( D / S ) = Arc tan ( 40,6 / 233 ) = 9,88

n = 6

m = 2

Eg = 1 - 9,88(6 - 1) x 2 + (2 - 1) x 6

= 0,85

90 x 2 x 6

b.RumusLos Angeles Grup-action FormulaEg = 1 -

D -S x m x n


22/43

56

Eg = 1 -40,6 -

233 x 2 x 6

= 0,79

Dari hasil perhitungan diambil effisiensi terkecil kelompok tiang

berdasarkan rumusLos Angeles Grup-Action Formula = 0,79

4.2.9Daya Dukung Kelompok TiangSistem klasifikasi berdasarkan tanah dan juga jarak tiang yang terpasang (s

> 3D), maka daya dukung tiang terhitung berdasarkan keruntuhan tiang tunggal

(Individual Pile Failure).

- Berdasarkan keruntuhan tiang tunggalDaya dukung tiang dalam kelompok tiang

Qg = Qizin x n x Eg= 1.134,12 x 6 x 0,79 = 5.405,34 kN

Pbeban Kelompok= 421,75 x 6 = 2.530,51 kN

Jadi:

Qg > Pbeban Kelompok= 5.405,34 > 2.530,51 kN Aman

4.2.10 PenulanganAbutmentPembebanan diambil dalam keadaan ultimit, maka beban kerja harus

dikalikan dengan faktor beban (FB) dengan peraturan pembebanan jembatan

berdasarkan RSNI T-02-2005. Hasil perhitungan kombinasi ultimit dan

penjumlahan kombinasi perhitungan gaya-gaya tiang dalam ultimit dapat dilhat

tabel 4.9 dan 4.10 sebagai berikut:


23/43

57

Tabel 4.9 Perhitungan kombinasi ultimit

No Aksi Kode FB

Vertikal Horisontal Momen

(kN) Tx Ty Mx My(kN) (kN) (kN) (kN)

Beban Tetap

1 Berat sendiri MS 1,3 1.006,42 -17,83

2Beban mati

tambahanMA 2 62,50 6,25

3 Tekanan tanah TA 1,25 505,05 489,13

Beban Lalu Lintas

1 Beban lajur "D" TD 1,8 639,00 63,90

2 Gaya rem TB 1,8 26,44 115,00

3 Beban berjalan TP 1,8 45,00 4,50

Aksi Lingkungan1 Beban angin EW 1,2 4,47 12,71

2 Beban gempa EQ 1 142,08 142,08 218,50 218,50

3Tekanan tanah

(Gempa)EQ 1 475,08 460,10

Tabel 4.10 Penjumlah kombinasi perhitungan gaya-gaya tiang ultimit

NoKombinasi

beban

Vo Tx Ty Mx My Pn Hn

kN kN kN kN kN kN kN

1 Kombinasi

MS+MA

+TD TA+TB

MS+MA+TA

+TD+TB 285,41 88,581.707,92 531,49 656,45

2 Kombinasi

MS+MA

+TD+TPTA

MS+MA+TA

+TP 186,21 84,18

1.113,92 505,05 482,05

3 KombinasiMS+MA TA EW MS+MA+TA EW

204,13 84,181.068,92 505,05 4,47 477,55 12,71

4 KombinasiMS+MA

TA+EQ

+EQEQ

MS+MA+TA

+EQ+EQEQ

616,48 187,03

1.068,92 1.122,21 142,08 1.156,14 218,50

Gaya ultimit maksimum tiang pancang diambil yang terbesar 616,48 kN

1. Penulangan pile capa. Tulangan lenturpile cap

Mutu beton : K 250

Mutu baja : U 24


24/43

58

fc : 20,75 MPa

fy : 240 MPa

qpile cap = lebarpile cap x tinggipile cap x beton

= 10 x 1,50 x 25 = 375,00 kN/m

Pn = 616,48 kN

Mu = Ptiang pancang x 1 + berat poer x 1

= (616,48 x 1) + (375,00 x 1) = 991,48 kN.m 99.147.727,03 N.mm

Tebel pelat = 1 m

Diameter tulangan utama = 10 mm

Diameter tulangan memanjang = 19 mm

Selimut beton = 100 mm

d = t selimut beton 0,5 x utama memanjang

= 1000 100 0,5 x 10 19 = 876 mm

balance = balance = = 0,0425max = 0,75 x balance = 0,75 x 0,0425 = 0,032

min = 1,4 / fy = 1,4 / 240 = 0,0058 digunakan

b. Koefisien ketahananRn = Mu / . b.d = 99.147.727,03 / 0,85 x 1000 x 876 = 0,15 N/mm

M = fy / 0,85 x fc = 240 / 0,85 x 20,75 = 13,61

perlu = - = - = 0,00142

c. Luas tulanganAs perlu = . b . d = 0,0058 x 1000 x 876 = 5.110 mm

Digunakan tulangan = 10-150 mm

Untuk tulangan pembagi


25/43

59

As perlu = 20 % x 5.110 = 1.022 mm


d. Kontrol geser poerGaya geser yang terjadi:

Vu = jumlah reaksi tiang / lebarpile cap

= 616,48 x 4 / 10 = 246,59 kN

Kekuatan beton

Vc = 0,6 x . b . d

= 0,6 x

1000 x 876 = 398.581,45 N 398,58 kN

Vu < Vc tidak perlu tulangan geser

2. Penulangan dinding abutmentHn = 187,03 kN

Tebel dinding abutment = 100 cm





= 1000 100 0,5 x 19 19 = 871,5 mm


min = 1,4 / fy = 1,4 / 240 = 0,0058 digunakan

a. Koefisien ketahananRn = Mu / . b. d = 187,03 / 0,85 x 11.000 x 871,5 = 2,63 N/mm

M = fy / 0,85 x fc = 240 / 0,85 x 20,75 = 13,61


26/43

60

perlu = - = - = 0,00119

b. Luas tulanganAs perlu = . b . d = 0,0058 x 11000 x 871,5 = 55.92 mm

Untuk tiap sisi = 55,344 / 2 = 27.96 mm


Untuk tulangan memanjang digunakan

As perlu = . b . d = 0,0029 x 11000 x 871,5 = 27.96 mm


4.3 Perhitungan Pembebanan Untuk PilarPada pembebanan Pilar terhadap bentang pile slab 5 m samping kiri dan

terhadap rangka baja panjang bentang 60 m samping kanan.

4.3.1Beban Tetap1. Berat Sendiri (MS)

Berat sendiri rangka baja kelas A lebar 7 m panjang bentang 60 madalah = 175,695 ton = 1.756,95 kN.

Berat pelat lantai beton tebal 20 cmWlantai = 0,20 x 7 x 60 x 25 = 2.700 kN

Berat aspal tebal 5 cmWaspal = 0,05 x 7 x 60 x 22 = 462 kN

Lantai trotoar dengan lebar 1 m (kiri dan kanan) tebal 20 cmWtrotoar = 2 x (0,2 x 1 x 60 x 25) = 600 kN

SandaranJumlah sandaran (n) = 2 buah

Panjang sandaran (L) = 60 m

Pipa 7,63 mm = 14,94 kg

Wsandaran = 2 x 60 x 14,94 = 17,93 kN


27/43

61

Beban mati total yang bekerja pada pilar

PMS1 = x (Wrangka baja + Wlantai + Waspal + Wtrotoar + Wsandaran)

= x (1.756,95+ 2.700 + 462 + 600 + 17,93) = 1.889,96 kN

Berat sendiri struktur atas jembatan (bentang kiri)

PMS2 = 257,06 kN (sama perhitungan beban abutment)

Momen berat struktur atas samping kanan (MMSI)

1.889,96 x 0,8 = 1.511,97 kN.m

Momen berat struktur atas samping kiri (MMS2)

257,06 x -0,36 = -92,542 kN.m

Perhitungan struktur bangunan bawahPilar jembatan

Gambar 4.8 Pembebanan Berat pilar

Perhitungan volume dan statis momen pada pilar dapat dilihat pada tabel

4.11

3,60

0,82

0,75

1,68

0.88

2,00

0,30

0,40 0,480,72

0,391

4

5

2

3


28/43

62

Tabel 4.11 Volume dan statis momen pilar

NoPanjang

(m)

Lebar

(m)

Tinggi

(m)

Volume

(m3)

X

(m)

Y

(m)

Sx

(m4)

Sy

(m4)

1 12 0,88 0,39 4,12 -0,74 3,06 -3,05 12,58

2 12 0,40 1,18 5,66 -0,98 0,59 -5,55 3,34

3 12 0,48 0,30 0,86 -0,63 2,71 -0,55 2,34

4 12 0,72 0,75 6,48 -0,50 2,06 -3,24 13,32

5 12 3,60 1,68 72,58 0 0,84 0 60,96

Total 89,70 -12,39 92,55

Berat pilar

Wabt = volume x beton = 89,70 x 25 = 2242,56 kN

Momen akibat pilar

Xo =

= = -0,14 m

Yo =

= = 1,03 m

MMS2 = Wabt x Xo = 2242,56 x -0,14 = -309,64 kN.m

Total berat sendiri pilar (PMS)

PMS = PMS1 + PMS2 + PMS3

= 1.889,96 + 257,06 + 2242,56 = 4389,59 kN

Total momen pilar(PMS)PMS = MMS1 + MMS2 + MMS3

= 1.511,97 + -92,542 + -309,64 = 1.109,79 kN

2. Beban mati tambahan (MA)Pelapisan ulang lapisan aspal kembali kemudian hari dengan tebal 5 cm

Waspal = 0,05 x 7 x 60 x 22 = 462,00 kN

Air hujan tebel 5 cmWhujan = 0,05 x 9,60 x 5 x 10 = 270,00 kN

Total beban mati tambahan bentang kanan (PMA2) pada pilar

PMA = x (Waspal + Whujan) = x (462,00 + 270,00) = 366,00 kN

Eksentrisitas terhadap titik o = 0,8 m

Momen berat struktur atas (MMAI) = 366,00 x 0,8 = 292,80 kN.m


29/43

63

Berat beban mati tambahan bentang kiri (PMA2) pada pilar

PMA2 = 31,25 kN (sama perhitungan beban abutment)

Eksentrisitas terhadap titik o = -0,36 m

Momen (MMA1) = 31,25 x -0,36 = -11,25 kN.m

PMA total = 366,00 + 31,25 = 397,25 kN

MMA total = 292,80 + -11,25 = 281,55 kN.m

4.3.2Baban Lalu Lintas1. Beban lajur "D" (TD)

Beban "D" atau beban jalur adalah susunan beban pada setiap jalur lalu

lintas yang terdiri berdasarkan Gambar 2.4 dari beban terbagi rata sebesar

(BTR) q = 9 kPa dan beban garis di ambil nilai (BGT) p = 49 kN/m

perjalur lalu lintas. Gambar 2.6 didapat nilai faktor beban dinamis (FBD)

= 40%.

Gambar 4.9 ketentuan penggunaan beban "D"

BTR = (5,5 x q x 100% + (b 5,5) x q x 50%) x L

= (5,5 x 9 x 100% + (7 5,5) x 9 x 50%) x 60 = 3.375,00 kN

BGT = (5,5 x p x 100% + (b 5,5) x p x 50%)

= (5,5 x 49 x 100% + (7 5,5) x 49 x 50%) = 306,25 kN

BGT = (1 + FBD) x BGT = (1 + 0,4) x 306,25 = 428,75 kN

Beban lajur "D" = BTR + BGT = 3375,00 + 428,75 = 3.803,75 kN

Beban lajur "D" bentang kanan pada pilar

TTD1 = (BTR + BGT) = (3.375,00 + 428,75) = 1.901,88 kN


Momen struktur atas (MTD) = 1.901,88 x 0,8 = 1.521,50 kN.m

BGTBTR

50 % q 50 % q

7 m

100 % q

5,5 m

50 % P 50 % P

7 m

100 % P

5,5 m


30/43

64

Beban lajur "D" bentang kiri pada pilar (TTD2) = 355 kN


Momen (MTD2) = 355 x -0,36 = -127,80 kN.m

TTD total = 1.901,88 + 355 = 2.256,875 kN

MTD total = 1.521,50 + -127,80 = 1.393,70 kN.m

2. Gaya rem (TTB)Besarnya gaya rem adalah 5% dari muatan "D" yang bekerja setinggi

1,80 meter yang memenuhi semua jalur lalu lintas tanpa koefisien kejut.

Beban lajur "D" = (BTR + BGT)

= (3375,00 + 306,25) = 1840,63 kN

Gaya rem (TTB1) = 5% x 1840,63 = 92,03 kN

Lengan gaya rem (YTB1) = 3,30 + 1,80 = 5,10 m

Momen gaya rem (MTB1) = 92,03 x 5,10 = 469,36 kN.m

Gaya rem bentang kiri (TTB2) pada pilar

TTB2 = 14,69 kN

YTB2 = 5,10 m

M TB2 = 14,69 x 5,10 = 74,91 kN

TTBtotal = 92,03 + 14,69 = 106,72 kN

MTBtotal = 469,36 + 106,72 = 544,27 kN

3. Beban pejalan kaki (TP)Lebar trotoar (L) = 1 m

Panjang bentang (P) = 60 m

Beban merata perjalan kaki (q) = 5 kPa

TTP = 2 x (L x P x q) = 2 x (1 x 60 x 5) = 600 kN

Beban pada bentang kanan pada pilar (TTP1) = x 600 = 300 kN


Momen struktur atas (MTP1) = 300 x 0,8 = 240 kN.m

Beban bentang kiri pada pilar (TTP2) = 25 kN



31/43

65

Momen (MTP2) = 25 x -0,36 = -9 kN.m

TTPtotal = 300 + 25 = 325 kN

MTPtotal = 240 + -9 = 231 kN

4.3.3Aksi Lingkungan1. Benda hanyutan dan tumbukan batang kayu

- Benda hanyutanCD = 1,04

Kecepatan aliran air rata-rata saat banjir periode tertentu (Vs) = 3

m/det

Kedalaman benda hanyutan dibawah muka air banjir (Dh) = 1,2 m

Lebar benda hanyutan (B) = P / 2 = 60 / 2 = 30 m

Luas proyeksi pilar tegak lurus aliran

AD = B x Dh = 20 x 1,2 = 24 m

Gaya pada pilar akibat aliran air

TEF = 0,5 x CD x VS x AD = 0,5 x 1,04 x 3 x 24 = 112,32 kN

Lengan terhadap pondasi (YEF) = 1 m

Momen akibat aliran air (MEF) = 112,32 x 1 = 112,32 kN.m

- Tumbukan batang kayuMasa bentang kayu (M) = 2 ton

Kecepatan aliran air (Va) = 1,4 x Vs = 1,4 x 3 = 4,2 m/det

Lendutan statis ekivalen (d) = 0,150 m (Tabel 2.3)

Gaya akibat tumbukan dengan kayu

TEF = M x Va / d = 2 x 4,2 / 0,150 = 235,2 kN

Lengan terhadap pondasi (YEF) = 1 1,2 /2 = 0,4 m

Momen akibat tumbukan (MEF) = 235,2 x 0,4 = 94,08 kN.m

TEF total = 112,32 + 235,2 = 347,52 kN.m

MEF total = 112,32 + 94,08 = 206,40 kN.m


32/43

66

2. Beban angin (EW)Dimana : P = 60 m

a = 10 m

b = 12 m

t = 6 m bawah lantai jembatan sampai rangka baja

Vw = 30 m/det (Tabel 25 RSNI T-02-2005)

Cw = 1.2 koefisien Seret (Tabel 24 RSNI T-02-2005)

Gambar 4.10 Beban angin pada rangka baja dan pilar jembatan

1.Angin yang meniup arah samping untuk jembatan rangkaAb = 30 % x luas yang dibatasi bentang

= 30 % x (a + b + P) t/2

= 30 % x (10 + 12 + 60) 6/2 = 36,90 m2

TEW1 = 0.0006 x Cw x(Vw)2 x Ab

= 0.0006 x 1,2x(30)2 x 36,90 = 23,91 kN

YEW = 3,30 m

MEW1 = 23,91 x 3,30 = 78, 91 kN.m

2.Kendaraan yang sedang berada di atas jembatan, beban garis meratatambahan arah horizontal diterapkan pada permukaan lantai sebesar:

= 12 m

YEW

t = 6 m

a = 10 m

TEW


33/43

67

TEW2 = 0.0012 x Cw x(Vw)2 = 0.0012 x1.2 x 302 = 1.30 kN

YEW = 3,35 m

MEW2 = 1,30 x 3,35 = 4,43 kN.m

3.Total beban horizontal akibat tiupan angin bentang 60 m sebelahkanan

TEW = TEW1 + TEW2 = 23,91 + 1.30 = 25,21 kN

MEW = MEW1 + MEW2 = 78,91 + 4,43 = 83,25 kN.m

4.Total beban horizontal akibat tiupan angin bentang 5 m sebelah kiriTEW = 3,73 kN (sama dengan perhitungan abutment)

MEW = 10,59 kN.m

Jadi total beban angin sebalah kanan dan kiri

TEWtotal = 25,21 + 3,73 = 28,93 kN

MEWtotal = 83,25 + 10,59 = 93,84 kN.m

3. Beban gempa (EQ)Pengaruh gempa bumi dalam perencanaan ini, lokasi terletak di

kalimantan selatan maka termasuk ke dalam zone gempa daerah 5. Untuk

tanah zone gempa jenis tanah lunak di dapat:

Koefisien geser dasar (C) = 0,12 (Gambar 2.13 RSNI T-02-2005)

Faktor kepentingan (I) = 1,2 (Tabel 26 RSNI T-02-2005)

Jumlah sendi plastis yang menahan deformasi arah lateral (n) = 1

Faktor perangkaan (F) = 1,25 0,025 x 1 = 1,23

Faktor tipe bangunan (S) = 1 x F = 1 x 1,23

Kh = C x S = 0,12 x 1,23 = 0,15

1.Beban gempa arah memanjang sumbu x dapat dilihat tabel 4.12TEQ = Kh x I x WT


34/43

68

Tabel 4.12 Perhitungan beban arah sumbu x arah memanjang

NoWT

(kN)I Kh

TEQ

(kN)

Lengan

(m)

Momen EO

(kN.m)

STRUKTUR ATAS

PMSI 1.889,96 1,2 0,15 333,39 1,68 560,09

PMS2 257,06 1,2 0,15 45,35 3,25 147,37

PMA1 366,00 1,2 0,15 64,56 2,43 156,89

PMA2 31,25 1,2 0,15 5,51 3,25 17,92

PILAR

1 102,96 1,2 0,15 18,16 3,06 55,49

2 141,60 1,2 0,15 24,98 0,59 14,74

3 21,60 1,2 0,15 3,81 2,71 10,33

4 162,00 1,2 0,15 28,58 2,06 58,73

5 1.814,40 1,2 0,15 320,06 0,84 268,85WT = 4.786,83 TEQ = 844,40 MEQ = 1.290,39

2.Beban gempa arah melintang sumbu yTitik tangkap gaya horizontal gempa

YEQ = 1.290,39 / 844,40 = 1,53 m

TEQ = 0,15 x 1,2 x 4.786,84 = 844,40 kN

MEQ = 844,40 x 1,53 = 1,290,39 kN.m

4.3.4Aksi Lainnya Gesekan pada perletakan (BF)

Koefisien gesek pada tumpuan yang berupa elestomer () = 0,2

Gaya gesek yang timbul hanya ditinjau terhadap berat sendiri dan beban mati

tambahan.

Beban tetap (PMS) = 1.889,96 + 2.242,56 = 4.132,52 kN

Beban tambahan (PMA) = 366,00 kN

Ptotal = 4.132,52 + 366,00 = 4.498,52 kN

Gaya gesek pada perletakan (TBF) = 4.498,52 x 0,2 = 899,70 kN

Lengan terhadap pondasi (YBF) = 1,68 m

Momen terhadap gesekan (MBF) = 899,70 x 1,68 = 1.511,50 kN.m


35/43

69

4.3.5Kombinasi PembebananBeberapa kombinasi beban mempunyai probabilitas kejadian yang rendah

dan jangka waktu yang pendek. Untuk kombinasi yang demikian maka tegangan

yang berlebihan diperbolehkan berdasarkan prinsip tegangan kerja. Perhitungan

kombinasi pembebanan dapat dilihat pada tabel 4.13.

Tabel 4.13 Kombinasi pembebanan pilar

No Aksi KodeVertikal

(kN)

Horisontal Momen

Tx

(kN)

Ty

(kN)

Mx

(kN)

My

(kN)

Beban Tetap

1 Berat sendiri MS 4.389,59 1109,79

2 Beban matitambahan MA 397,25 281,55

Beban Lalu Lintas

1 Beban lajur "D" TD 2.256,875 1.393,70

2 Gaya rem TB 106,72 544,27

3 Beban berjalan TP 325 231

Aksi Lingkungan

1Hanyutan /

tumbukanEF 347,52 206,40

2 Beban angin EW 28,93 93,84

3 Beban gempa EQ 844,40 844,40 1.290,39 1,290,39

Aksi Lainnya1 Gesekan BF 899,70 1.511,50

Kombinasi Pembebanan

Tegangan berlebihan yang diperbolehkan

1 Kombinasi 0%

MS+MA+TD

+TPTB EF

MS+MA+TD

+TB+TPEF

8.365,16 106,72 347,52 3.560,31 206,40

2 Kombinasi 25%

MS+MA+TD

+TPTB+BF EW+EF

MS+MA+TD

+TB+TP+BFEW+EF

6.273,87 -1.084,87 282,34 3.803,85 225,18

3 Kombinasi 40%

MS+MA+TD

+TP

EW+EFMS+MA+TD

+TP

EW+EF

5.019,10 - 225,87 3.043,08 180,15

4 Kombinasi 50%MS+MA EQ EQ+EF MS+MA+EQ EQ+EF

2.891,64 422,20 595,96 1.340,87 784,40


36/43

70

4.3.6Gaya Reaksi Yang Diterima Tiang

Gambar 4.11 Denah tiang pancang pada pilar

Contoh perhitungan diambil kombinasi 1

a. Gaya aksial maksimun yang diterima tiangV = 8.365,16 kN n = 18 buah

Tx = 106,72 kN Xmax = 1,25 m

Ty = 347,52 kN Ymax = 5,5 m

Mx = 3.560,31 kN.m x = -1,25 x 6 + 1,25 x 6 = 18,75 m

My = 206,40 KN.m y = -5,5 x 3 + -2,20 x 3 + 1,10 x 3 = 108,90 m

Pmax =V

+My . Xmax +

Mx . Ymaxn X Y

Pmax =8.365,16

+206,40 x 1,25

+.560,31 x 5,5

= 467,12 kN

18 18,75 10,90

b. Gaya lateral maksimun yang diterima tiangHn diambil paling besar antara Tx dan Ty.

Hn =Ty +

347,52= 19,31 kN

n 18Hasil perhitungan gaya-gaya reaksi tiang dapat dilihat tabel 4.14

Tabel 4.14 Kesimpulan hasil perhitungan gaya reaksi tiang pancang

NoKombinasi

beban

Vo

(kN)

Tx

(kN)

Ty

(kN)

Mx

(kN)

My

(kN)

Pmax

(kN)

Hn

(kN)1. Komb 1 8.365,16 106,72 347,52 3.560,31 206,40 467,12 19,31

2. Komb 2 6.273,87 1.084,47 282,34 3.803,85 225,18 349,99 60,27

3. Komb 3 5.019,10 - 225,87 3.043,08 180,15 279,99 12,55

4. Komb 4 2.891,64 422,20 595,96 1.340,87 748,40 279,99 33,11

2,20 0.502,202,202.202,200.50

0.55

1,25

1,25

0.55


37/43

71

4.3.7Kapasitas Daya Dukung Tiang Tunggal1. Terhadap Kekuatan Bahan Tiang

a. Tiang pancang pipa bajaDiameter (D) = 50,8 cm

Tebal (t) = 1,4 cm

Diameter dalam (d) = 50,6 2 t = 50,8 2 x 1,4 = 48,00 cm

Tegangan ijin tiang baja = 1400 kg/cm = 140.000,00 kN/mAbaja = x x (D - d)

= . (50,8 - 48,00) = 217,16 cm = 0,02 m

baja =baja x Abaja = 140.000,00 x 0,02 = 3.040,27 kN

b.Beton isi tiang pancangTegangan ijin beton = 75 kg/cm = 7.500,00 kN/m

Abeton = x x d = x x 48,00 = 1.808,64 cm = 0,18 m

beton = beton x Abeton = 7.500,00 x 0,18 = 1.356,48 kN tiang = baja + beton = 3.040,27 + 1.356,48 = 4.396,75 kN

c. Berat sendiri tiang pancang per meterW =

Abaja x baja +Abeton x beton10.000 10.000

W =0,02

x 77,0 +0,18

x 25 = 6,19 kN/m10.000 10.000

2. Berdasarkan Data Sondir Dilapangana. Metode Meyerhof

Tahanan konus qc = 155 kg/cm 15.500 kN/m diambil data sondir

Jumlah hambatan pelakat (JHP) = 1.826,00 kg/cm 1.826 kN/mdiambil data sondir

Kedalaman tiang pancang (L) = 37,2 m

Atiang = x x D = x x 50,8 = 2.026 cm = 0,20 m2

Keliling tiang (k) = x D = x 50,8 = 158,51 cm = 1,60 m


38/43

72

Qizin =Atiang x qc +

JHP x k

SF1 SF2

Qizin = 0,20 x 15.500 + 1.826 x 1,60 = 1,63 kN3 5Wtiang = W x L = 6,19 x 37,2 = 230,41 kN

Pbeban = Pmax + Wtiang = 467,12+ 230,41 = 697,52 kN

Jadi:

Pbeban < tiang = 697,52 kN < 4.395,75 kN .. amanPbeban < Qizin = 697,52 kN < 1.629,20 kN .. aman

4.3.8Kapasitas Daya Dukung Tiang Terhadap Gaya Lateral- Metode Broms

Momen Inersia (I) = / 64 . (D4 d4)

= / 64 . (50,84 48,004) = 66.297,51 cm4

Modulus Elastisitas beton (E) = 4700 x = 2.350 kN/cm2EI = E x I = 2.350 x 66.297,51 = 155.799.146,38 kN.m

Kedalaman tiang pancang = 37,2 m = 3.720 cm

Koefisien variasi modulus (nh) = 700 kN/m3 = 0,0007 kN/cm3

Faktor kekakuan modulus tanah T = = = 185,992Kriteria tiang : L > 4 T = 3.720 > 744 termasuk tiang panjang

Kedalaman titik jepit (zf) = 1,8 x T = 1,8 x 185,992 = 334,78 cm

Koefisien reaksi subgrade (Kh) = nh xzf = 0,0007

251,66= 0,0046 kN/cm

D 40,6

Nilai karakteristik tiang () = 1/4

= 37.396.445,73 1/4

= 0,0044 m4

Untuk tiang ujung bebas dianggap tiang panjang (tidak kaku), bila x L > 2,5

x L > 2,5 = 0,0044 x 3.720 = 16,38 > 2,5

Beban lateral ditentukan berdasarkan defleksi maksimum yang diijinkan.

Defleksi maksimum tiang untuk bangunan jembatan (yo) = 0,6 cm

Jarak beban lateral terhadap muka tanah (e) = 25 cm


39/43

73

H =yo . kh . D

=0,6 x 0,0046 x 40,6

= 143,82 kN2. . (e . + 1) 2 x 0,0044 x (25 x 0,0044 + 1)

Jadi:

Hizin > Hn = 143,82 kN > 60,27 kN .. Aman

4.3.9Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Kelompok1. Effisiensi Kelompok Tiang Pancang

a. Rumus Converse-LabarreEg = 1 -

(n - 1) x m + (m - 1) x n

90 x m x n

D = 50,8 cm

S = 440 cm

= Arc tan ( D / S ) = Arc tan ( 50,8 / 440 ) = 6,59

n = 6

m = 3

Eg = 1 - 9,88(6 - 1) x 3 + (3 - 1) x 6

= 0,8990 x 3 x 6

b.RumusLos Angeles Grup-action FormulaEg = 1 - D -S x m x nEg = 1 -

50,8 -233 x 3 x 6

= 0,86

Dari hasil perhitungan diambil effisiensi terkecil kelompok tiang

berdasarkan rumusLos Angeles Grup-Action Formula = 0,86

4.3.10Daya Dukung Kelompok TiangSistem klasifikasi berdasarkan tanah dan juga jarak tiang yang terpasang (s

> 3D), maka daya dukung tiang terhitung berdasarkan keruntuhan tiang tunggal

(Individual Pile Failure).

- Berdasarkan keruntuhan tiang tunggalDaya dukung tiang dalam kelompok tiang


40/43

74

Qg = Qizin x n x Eg

Qg = 1.629,20 x 18 x 0,86 = 25.286,76 kN

Pbeban Kelompok= 697,52 x 18 = 12.555,43 kN

Jadi:

Qg > Pbeban Kelompok= 25.286,76 > 12.555,43 kN Aman

4.3.11 Penulangan PilarPembebanan diambil dalam keadaan ultimit, maka beban kerja harus

dikalikan dengan faktor beban (FB) dengan peraturan pembebanan jembatan

berdasarkan RSNI T-02-2005. Hasil perhitungan kombinasi ultimit dan

penjumlahan kombinasi perhitungan gaya-gaya tiang dalam ultimit dapat dilhat

tabel 4.15 dan 4.16 sebagai berikut:

Tabel 4.15 Perhitungan kombinasi ultimit

No Aksi Kode FB

Vertikal Horisontal Momen

(kN)Tx Ty Mx My

(kN) (kN) (kN) (kN)

Beban Tetap

1 Berat sendiri MS 1,3 5.706,46 1.442,73

2Beban mati

tambahan

MA 2 2.787,40 563,10

Beban Lalu Lintas

1 Beban lajur "D" TD 1,8 4.062,23 2.508,66

2 Gaya rem TB 1,8 192,09 979,68

3 Beban berjalan TP 1,8 585,00 415,80

Aksi Lingkungan

1Hanyutan

/tumbukanEF 1

2 Beban angin EW 34,72 112,61

3 Beban gempa EQ 1 844,40 844,40 1.209,39 1.209,39

Aksi Lainnya

1 Gesekan BF 1,3 1.169,61 1.964,95


41/43

75

Tabel 4.16 Penjumlah kombinasi perhitungan gaya-gaya tiang ultimit

NoKombinasi

beban

Vo Tx Ty Mx My Pn Hn

kN kN kN kN kN kN kN

1 Kombinasi

MS+MA+

TDTB

MS+MA+

TD+TB 700,12 10,67

12.556,24 192,09 5.494,17

2 Kombinasi

MS+MA+

TD+TP

MS+MA+

TP 505,50

9.078,86 2.421,63

3 KombinasiMS+MA BF EW BF EW

473,19 64,988.493,86 1.169,61 34,72 1.964,95 112,61

4 KombinasiMS+MA EQ EQ

MS+MA+

EQEQ

478,00 46,91

8.493,86 844,40 844,40 3.296,22 1.290,39

Gaya ultimit maksimum tiang pancang diambil yang terbesar 700,12 kN

1. Penulangan pile capa. Tulangan lenturpile cap

Mutu beton : K 250

Mutu baja : U 24

fc : 20,75 MPa

fy : 240 MPaqpile cap = lebarpile cap x tinggipile cap x beton

= 12 x 1,68 x 25 = 504,00 kN/m

Pn = 700,12 kN

Mu = Ptiang pancang x 1 + berat poer x 1

= (700,12 x 1) + (504,00 x 1) = 1.204,18 kN.m 120.411.669 N.mm

Tebel pelat = 1 m





= 1000 100 0,5 x 25 25 = 862,5 mm


42/43

76


min = 1,4 / fy = 1,4 / 240 = 0,0058 digunakan

b. Koefisien ketahananRn = Mu / . b.d = 120.411.669 / 0,85 x 1000 x 862,5 = 0,19 N/mm

M = fy / 0,85 x fc = 240 / 0,85 x 20,75 = 13,61

perlu = - = - = 0,000796

c. Luas tulanganAs perlu = . b . d = 0,0058 x 1000 x 862,5 = 5.031 mm


Untuk tulangan pembagi

As perlu = 20 % x 5.031 = 1006 mm


d. Kontrol geser poerGaya geser yang terjadi:

Vu = jumlah reaksi tiang / lebarpile cap

= 700,12 x 6 / 12 = 350,06 kN

Kekuatan beton

Vc = 0,6 x . b . d= 0,6 x

1000 x 862,5 = 392.887,448 N 392,887 kN

Vu < Vc tidak perlu tulangan geser


43/43

2. Penulangan dinding pilarHn = 64,98 kN

Tebel dinding pilar = 100 cm





= 1000 100 0,5 x 25 25 = 862,5 mm


min = 1,4 / fy = 1,4 / 240 = 0,0058 digunakan

a. Koefisien ketahananRn = Mu / . b.d = 64,98 / 0,85 x 11000 x 862,5 = 9,34 N/mm

M = fy / 0,85 x fc = 240 / 0,85 x 20,75 = 13,61

perlu = - = - = 0,000796

b. Luas tulanganAs perlu = . b . d = 0,0058 x 11000 x 862,5 = 55.344 mm

Untuk tiap sisi = 55,344 / 2 = 27.671,88 mm


Untuk tulangan memanjang digunakan

As perlu = . b . d = 0,0029 x 11000 x 862,5 = 27.672 mm


Documents

BAB IV - Perencanaan dan Analisis Daya Dukung Pondasi