1.1 latar belakang 1.2 permasalahan -permasalahan utama 1....

1

1.1 Latar Belakang Proyek Banyu Urip merupakan salah

satu proyek dari Mobil Cepu Ltd. yang berencana mengembangkan dan memproduksi minyak mentah di Banyu Urip yang terletak di Blok Cepu, di Desa Mojodelik, Kecamatan Ngasem, Kabupaten Bojonegoro, Jawa Timur. Salah satu proyek dalam pengembangan Mobil Cepu Ltd. di Banyu Urip ini adalah pembuatan tempat penampung air, dimana air dalam penampungan ini diambil dari Bengawan Solo yang airnya disedot dengan menggunakan pompa dan dialirkan melalui pipa ke tempat penampungan air , selanjutnya air dalam penampungan ini akan di didistribusikan ke CFF (Central Field Facilities ),yang salah satunya adalah digunakan sabagai crude desalting sulfur.

Kebutuhan air dalam proyek pengembangan ini adalah 5,5 juta m3

Yang akan dibahas dalam tugas Akhir ini adalah merencanakan pelimpah dengan menggunakan timbunan tanah setempat yang dipadatkan dan design alternatif pelimpah menggunakan konstruksi portal beton dengan pasangna batu kali sebagai pengisinya

, sehingga dibutuhkan tempat penampungan air untuk menampung semua kebutuhan air . Pada tempat penampungan air ini dibutuhkan sebuah timbunan dengan tinggi 11 meter yang berfungsi sebagai pemisah dan melimpahkan air dari tempat penampungan sementara ke penampungan yang bertujuan untuk mengendapkan kotoran dan material endapan dari air bengawan solo. Konstruksi timbunan ini dibuat dari tanah di sekitar proyek dengan metode cut and fill lalu dipadatkan. Di atas timbunan dibangun suatu akses yang berfungsi sebagai jalur inspeksi dengan perkerasan untuk kendaraan alat berat. Untuk lereng disekitar penampungan timbunan juga dibuat dengan menggunakan tanah di sekitar proyek. Kebutuhan tanah urugan untuk timbunan disekitar penampungan berbeda – beda, tergantung kondisi topografi pada lereng tersebut.. Diatas timbunan ini juga dibangun suatu akses dengan perencanaan perkerasan untuk kendaraan alat berat

1.2 Permasalahan -Permasalahan Utama

1. Bagaimana merencanakan timbunan yang memenuhi syarat ?

2. Bagaimana merencanakan alternatif pelimpah yang stabil ?

-Rincian Masalah 1. Bagaimana menghitung volume cut

and fill ? 2. Berapa tinggi initial (Hintial

3. Bagaimana merencanakan bangunan atas pelimpah ?

) timbunan agar tinggi akhir timbunan yang direncanakan tetap tercapai setelah settlement pada lapisan tanah lembek berakhir?

4. Bagaimana merencanakan bangunan bawah pelimpah?

1.3 Tujuan 1. Mengetahui bagaimana

merencanakan timbunan yang memenuhi syarat

2. Mengetahui bagaimana merencanakan alternatif pelimpah yang stabil.

1.4 Batasan Studi 1. Analisa geoteknik hanya

dilakukan di sekitar tanah yang akan direncanakan penampungan.

2. Analisa hidrologi tidak dibahas dalan tugas akhir ini

3. Analisa sedimen transport tidak dibahas dalam tugas akhir ini.

4. Data tanah yang digunakan adalah data sekunder yang berasal dari Laboratorium Mekanika Tanah dan Batuan S-1 Teknik Sipil ITS.

5. Perencanaan debit air yang masuk ke penampungan tidak dihitung

6. Analisa kapasitas pompa air yang digunakan tidak dibahas dalam tugas akhir ini.

7. Analisa biaya tidak dihitung dalam tugas akhir ini.

2

Pengumpulan Data :-Data Tanah Dasar-Data Perencanaan-Data Spesifikasi Geosyntetic dan tiang pancng

MULAI

Perhitungan VolumeCut and fill

Perhitungan PenurunanTimbunan

Penentuan Hawal TimbunanTepi Kolam dan Pelimpah

Analisa Stabilitas TimbunanTepi Kolam dan Pelimpah

Perencanaan Box Culvert

Perencanaan Perkuatan Timbunan

Gambar

Cek

NOT OK

Studi Pustaka

OK

Pre-eliminary designPelimpah Batu Kali

Analisa KekuatanStruktur Beton

Cek

OK

NOT OK

Perencanaan Pondasi Pelimpah

Analisa DayaDukung Pondasi

CekNOT OK

OK

Kesimpulan

Gambar

SELESAI

Kesimpulan

METODOLOGI

Gambar 3.1 Bagan Alir Prosedur Pengerjaan Tugas akhir

3

4.1 Data Tanah Dasar Seperti telah dijelaskan dalam Bab Metodologi bahwa tanah dasar diperoleh dari Laboraturium Mekanika Tanah Teknisk Sipil – FTSP – ITS. Berdasarkan data tanah dasar yang diperoleh, jenis tanah pada kedalaman 0 – 30 m berupa tanah lempung. Profil tanah dasar untuk perencanaan ini diberikan pada Gambar 4.1. Sedang data tanahnya diberikan dalam Tabel 4.1.

Gambar 4.1 Profil tanah dasar pada proyek Banyu Urip

4.2 Data Tanah Timbunan 4.2.1 Timbunan Pelimpah Data tentang tanah timbunan pelimpah meliputi sifat fisik timbunan dan dimensi timbunan.

1. Sifat fisik timbunan meliputi : γt = 1.67 t/m3, φ = 50, Cu = 0.25 t/m2

2. Dimensi timbunan :

, karena tanah timbunan diambil dari tanah setempat hasil pengerukan pada kedalaman 0 -11 m dan tanah tersebut sudah dipadatkan sehingga Cu nya naik.

Gambar 4.2 Dimensi Timbunan Pelimpah

Keterangan : a : 33 m L : 6 m H : 11 m

3. Perhitungan Pembebanan : a. Beban mati timbunan sendiri. b. Beban lalu – lintas inspeksi. c. Beban alat berat pada pelaksanaan

konsruksi timbunan. d. Beban box culvert e. Beban lateral dari tekanan air

Dalam tugas akhir ini beban lalu lintas inspeksi diasumsikan sebagai mobil penumpang dengan berat maksimum tiap as adalah 1 ton. Beban alat berat diasumsikan sebagai truk pengangkut material T 1.22 berat total maksimum 25 ton dengan distribusi beban (25% -75%) dan ekskavator Komatsu P 200LC-7 dengan berat 13 ton. 4.2.2 Timbunan di Tepi Kolam Data tentang timbunan tepi kolam meliputi sifat fisik timbunan dan dimensi timbunan.

1. Sifat fisik timbunan meliputi : γt = 1.67 t/m3, φ = 50, Cu = 0.25 t/m

2. Dimensi timbunan : 2

Gambar 4.3 Dimensi Timbunan Tepi Kolam Keterangan :

a : 44 m L : 6 m H : 11 m

3. Perhitungan Pembebanan :

a. Beban mati timbunan sendiri b. Beban lalu lintas inspeksi c. Beban alat berat pada pelaksnaan

konstruksi timbunan d. Beban lateral dari tekanan air

Dalam tugas akhir ini beban lalu lintas inspeksi diasumsikan sebagai mobil penumpang dengan berat maksimum tiap as adalah 1 ton. Beban alat berat diasumsikan sebagai truk pengangkut material T 1.22 berat total maksimum 25 ton dengan distribusi

0.00 m

-2.00 m

Lempung Berlanau Very Soft

-5.00 m

Lempung Berlanau Soft

Lempung Berlanau Medium

-18.00 m

-20.00 m

Lempung Berlanau Hard

-24.00 m

Lempung Berlanau Medium

-30.00 m

Lempung Berlanau Stiff

1:3

L a

H

1:4

L a

H

4

beban (25% -75%) dan ekskavator Komatsu P 200LC-7 dengan berat 13 ton. 4.3 Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang

Dengan data tanah di atas kemudian dianalisa daya dukung pondasi tiang pancang. Analisa dilakukan untuk mengetahui daya dukung tiang pancang yang nantinya akan digunakan sebagai pondasi pelimpah alternatif. Perhitungan analisa ini menggunakan metode Luciano Decourt yang ada pada Bab II, analisa dilakukan dengan menggunakan tiga tipe diameter tiang pancang yaitu diameter 40 cm, 50 cm dan 60 cm. setelah itu dibuat grafik hubungan daya dukung (QL

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Daya Dukung

(Q

) dengan kedalaman, dari grafik tersebut maka kita bisa menentukan diameter dan kedalamn tiang pancang yang akan digunakan sesuai dengan berat yang dipikul oleh tiang pancang.

L

Pengerukan pada kolam penampungan air dilakukan sampai kedalaman -11.00 m. Tanah kerukan nanti akan digunakan sebagai material timbunan pada pelimpah dan timbunan pada sekeliling kolam. Untuk mengetahui volume tanah kerukan yang digunakan sebagai material timbuan maka dilakukan perhitugan volume cut and fill. Perhitungan penampang per pias dilakukan

dengan menggunakan program Auto Cad 2007.

) dengan Kedalaman

5.1 Perhitungan Pengerukan

• Rumus Perhitungan cut and fill

2)( 21

dAAV +=

Keterangan, V = Volume Galian atau Isian A1 = Luas pias pada potongan 1 A2 = Luas pias pada potongan 2 d = Jarak antar pias

Gambar 5.2 Mass Diagram Cutt and Fill

Dari perhitungan cut and fill didapatkan vulume cut = 4231921.62 m3dan volume fill = 961303.88 m3, Volume material galian yang harus dibuang = 3270617.74 m3. Untuk metode pembuangan materialnya tidak dibahas dalam tugas akhir ini

5.2 Prakiraan Besar Pemampatan/ Settlement(Sc)

Prakiraan besar pemampatan lapisan tanah lempung dilakukan dengan Persamaan 2.11 dan Persamaan 2.12. Hasil prakiraan pemampatan lapisan tanah lempung akibat beban rencana adalah sebesar = 2.3 m. Rincian perhitungan diberikan pada lampiran.

5

5.3 Perhitungan Waktu Konsolidasi Tanah Lempung

Dengan mengetahui besarnya settlement di lapisan tanah dasar, diperlukan perhitungan terhadap lama pemampatan yang terjadi. Dalam perencanaan Tugas Akhir ini, perhitungan pemampatan dihitung pada saat tanah mencapai derajat konsolidasi 95%. Besarnya pemampatan tanah lempung saat dibebani tanpa adanya PVD yaitu mengandalkan Cv saja. Hal ini karena tidak adanya drainase vertikal (vertical drains) yang berfungsi memperpendek panjang aliran (drainage path) dari air pori. Tabel 5.2 Perhitungan Konsolidasi

No Kedalaman (m)

Tbl Lap.

(H),m

Cv (m2/th) (Hn/Cvn

0.5)

1 0.00 2.00 2 6.2220528 0.80

2 2.00 5.00 3 5.897232 1.24

3 5.00 11.00 6 6.3734256 2.38

4.4138

• U =95 % • Tv95%

= 1.129 = 1.781-0.933*log(100-U%)

• Waktu konsolidasi yang dibutuhkan untuk mencapai derajat konsolidasi 95% adalah :

• t = T((H1/Cv1

0.5)+(H2/Cv20.5)+(H3/Cv3

0.5))2

= 1.129 x (4.4138)

5.4 Penentuan Tinggi Timbunan Awal (H

2

= 21.992 tahun ≈ 22 tahun

Jadi waktu yang diperlukan untuk menghabiskan settlement 2.15 m pada lapisan tanah lempung diperlukan waktu 22 tahun.

inisialDalam menentukan tinggi awal timbunan

(H

)

initial) terlebih dahulu dibuat kurva hubungan antara Hinisial dengan Hfinal dan Hinisial dengan pemampatan (Sc). Dalam pembuatan kurva digunakan beban permisalan sebesar 15 t/m2 , 17 t/m2 , 19 t/m2 , 21 t/m2 dan 23 t/m2.

Penentuan Hinitial timbunan adalah dengan menghitung pemampatan pada tanah dasar terlebih dahulu. Beban yang dipilih untuk menghitung pemampatan ditentukan dari besarnya tinggi timbunan.

Tabel 5.3 Perhitungan Sc, Hinitial, dan Hfinal Pada Lapisan Tanah Dasar

No q (t/m2)

Settlement (m)

Hinitial (m)

Hfinal (m)

1 15 1.968 10.114 8.145 2 17 2.099 11.386 9.287 3 19 2.205 12.645 10.440 4 21 2.303 13.899 11.596 5 23 2.392 15.148 12.755

Dari Tabel 5.2 kemudian dibuat grafik

hubungan hubungan antara Hinitial Vs Hfinal serta Hinitial Vs Sc yang disajikan dalam Gambar 5.2 dan Gambar 5.3. Grafik tersebut akan dipakai untuk menentukan Hinitial timbunan sesuai dengan Hfinal yang direncanakan yaitu 11 m. Dari kedua grafik tersebut didapatkan Hinitial = 13.3 m dan Sctotal

Gambar 5.3 Grafik hubungan H

yang akan terjadi = 2.3 m.

initial dengan H

Gambar 5.4 Grafik hubungan H

final

initial

Analisa stabilitas dilakukan dengan menggunakan program bantu Plaxis 8.2, ada beberapa tahapan analisa yaitu timbunan pelimpah pada kondisi sebelum kolam diisi air dan timbunan pelimpah dengan kondisi

dengan Settlement (Sc)

5.5 Analisa Stabilitas Timbunan Pelimpah Timbunan pelimpah ini diambil dari tanah

asli disekitar proyek, yang merupakan tanah mengembang (swelling soil) yang rawan untuk pecah ketika tidak terkena air, oleh karena itu permukaan timbunan pada kedalaman 2 meter dilapisi dengan pasir.

6

pengisian penuh. Parameter yang digunakan adalah sebagai berikut : Timbunan tanah setempat :

• γ t = 1.71 t/m• γ

3 sat = 1.74 t/m

• C = 2.5 t/m

3

• φ = 3.5 °

2

• E = 5287 kN • V = 0.2

Timbunan tanah pasir : • γ t = 1.71 t/m• γ

3 sat = 1.71 t/m

• C = 0 t/m

3

• φ = 25 °

2

• E = 8987 kN • V = 0.2

Sedangkan untuk parameter tanah dasarnya dikelompokkan berdasarkan konsistensi tanah dasar seperti pada tabel berikut : Tabel 5.4 Parameter Tanah Dasar

Dengan input seperti di atas, kemudian dianalisis menggunakan program bantu Plaxis 8.2. Berikut ini adalah hasil dari analisa Plaxis pada tiap – tiap tahapan.

Gambar 5.5 Geometri Timbunan

Kondisi timbunan sebelum kolam diisi air

Gambar 5.6 Total Displacement Seperti terlihat pada Gambar 5.6 untuk kondisi timbunan sebelum kolam diisi air diperoleh SF = 1.3956. Jadi tidak perlu perkuatan untuk memperkuat stabilitas timbunan karena tidak terjadi kelongsoran.

Kondisi timbunan dengan pengisian air penuh


Gambar 5.9 Total Displacement Seperti terlihat pada Gambar 5.9 untuk kondisi timbunan dengan pengisian air penuh diperoleh SF = 1.0513. Jadi tidak perlu perkuatan untuk memperkuat stabilitas timbunan karena tidak terjadi kelongsoran. 5.6 Analisa Stabilitas Timbunan Tepi

Kolam Analisa stabilitas timbunan tepi kolam

pada dasarnya sama dengan analisa stabilitas timbunan pelimpah. Bedanya Cuma terletak pada ketinnggian timbunannya saja.

7

Gambar 5.12 Total Displacement Seperti terlihat pada Gambar 5.12

untuk kondisi timbunan sebelum kolam diisi air diperoleh SF = 2.0620. Jadi tidak perlu perkuatan untuk memperkuat stabilitas timbunan karena tidak terjadi kelongsoran.

Kondisi timbunan sebelum kolam diisi air



Gambar 5.15 Total Displacement

Kondisi timbunan dengan pengisian air penuh

Seperti terlihat pada Gambar 5.15 untuk kondisi timbunan dengan pengisian air penuh diperoleh SF = 3.2451. Jadi tidak perlu perkuatan untuk memperkuat stabilitas timbunan karena tidak terjadi kelongsoran.

5.7 Perencanaan Boxculvert di Atas Timbunan

Air yang melimpah di atas timbunan di alirkan melalui boxculvert dengan dimensi ( 5 x 6 x 3 ) m, boxculvert dipasang setiap jarak 60 m di atas timbunan dengan di perkuat tiang pancang agar tidak terseret oleh arus air.

Dengan model perencanaan sebagai berikut :

Gambar 5.17 Tampak Samping Boxculvert

5.8 Penentuan Tebal Perkerasan Untuk Jalan Inspeksi Perkerasan untuk jalan inspeksi

direncanakan menggunakan perkerasan lentur. Tebal perkerasannya menggunakan tebal minimum sesuai dengan petunjuk perencanaan tebal perkersan lentur jalan raya yang dikeluarka oleh Departemen Pekerjaan Umum. Tebal perkerasan tersebut adalah sebagai berikut :

Gambar 5.18 Gambar Susunan Perkerasan

Surface : Aspal

Base : Batu pecah

Sub.base : sirtu

5 cm

15 cm

10 cm

8

6.1 Umum Alternatif pelimpah direncanakan dari

pasangan batu kali untuk pelimpahnya dan pilar dari beton dengan lantai kendaraan diatas pelimpah untuk jalur inspeksi.

Gambar 6.1 Tampak Samping Pelimpah 6.2 Perencanaan Lantai Kendaraan

Lantai kendaraan direncanakan untuk bisa memikul beban truk dengan beban tiap rodanya adalah 100 kN, dengan tebal 30 cm dimana 15 cm adalah pelat beton pracetak yang sekaligus berfungsi sebagai begisting untuk tebal pelat beton cor insitu 15 cm berikutnya.

− Perencanaan Pelat Pracetak : Tebal pelat : 15 cm f’c : 30 Mpa fy : 400 Mpa Ø tulangan : 12 mm Decking : 40 mm Ln : 5 m Sn : 1 m dx : 9,2 cm ß : 0.85

Gambar 6.2 Geometri Pelat Precast

( Pelat satu arah )

− Pembebanan : Beban yang diterima oleh pelat pracetak

ini adalah berat sendiri dengan t = 15 cm pada saat pengangkatan dan berat beton cor insitu dengan tebal 15 cm, sehingga beban dihitung dengan tebal pelat = 30 cm. Qd = ρbeton x Sn x t

− 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 = 18𝑀𝑀𝑥𝑥𝑀𝑀𝑙𝑙2 = 2250 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘

pelat = 2400 x 1 x 0.3 = 720 kg/m

= 22,500,000 Nmm

−

− Penulangan arah-x Rasio tulangan perlu = 0.0084 lebih kecil

dari rasio tulangan maksimum = 0.024, dan lebih besar dari rasio tulangan minimum = 0.0018, sehingga tulangan direncanakan dengan menggunakan rasio tulangan perlu. As perlu = ρperlu x b x d

= 0.0084 x 1000 x 92 = 769,833 mm2

As tiap tul. = 0.25 x 3.14 x D2

= 0.25 x 3.14 x 122 = 113 mm

− Penulangan arah – y

2 Jadi setiap satu meter dibutuhkan 7

tulangan sehingga pakai Ø12 – 100.

Bentang arah-y adalah bentang pendek direncanakan dengan menggunkan tulangan susut, dengan rasio tulangan sebesar 20% dari As tulangan utama, ρsusut = 0.0017 < ρmin = 0.0018, sehingga dipakai rasio tulangan minimum = 0.0018.

As perlu = ρperlu x b x d = 0.0018 x 1000 x 92 = 165,6 mm2 As tiap tul. = 0.25 x 3.14 x D2

= 0.25 x 3.14 x 122 = 113 mm

− Perencanaan Pelat Cor Insitu

2 Jadi setiap satu meter dibutuhkan 2


Tebal pelat : 30 cm f’c : 30 Mpa fy : 400 Mpa Ø tulangan : 12 mm

6.505.00

13.00

0.80

11.00

2.00

2.00

5.00

Ln = 5 m

Sn = 1 m

mmNMdxMu .589,470,2685.0

000,500,2285.0

===

2515

≥==SnLn

9

Decking : 40 mm Ln : 5 m Sn : 5 m dx : 24,2 cm ß : 0.85

Gambar 6.3 Geometri Pelat Cor insitu

( Pelat dua arah )

− Pembebanan : Beban yang diterima oleh pelat cor

insitu ini adalah berat sendiri dengan t = 15 cm dan beban truk dengan beban sebesar 13 ton tiap roda.

qd = ρbeton x Sn x t

− 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 = 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 = 18𝑀𝑀𝑥𝑥𝑀𝑀𝑙𝑙2 =

11250 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘

pelat = 2400 x 5 x 0.3 = 3600 kg/m

= 112,500,000 Nmm − Garis pengaruh Momen untuk beban

Truk :

Gambar 6.4 Garis Pengaruh Momen arah-x − Ml = 0,25L x 130 = 0,25 x 5 x 260 =

163 kN.m = 16300 kg.m = 163,000,000 Nmm

− Penulangan arah-x

Rasio tulangan perlu = 0.00411 lebih kecil dari rasio tulangan maksimum = 0.024, dan lebih besar dari rasio tulangan minimum = 0.0018, sehingga tulangan direncanakan dengan menggunakan rasio tulangan perlu. As perlu = ρperlu x b x d = 0.00411 x 5000 x 242 = 4970,55 mm2 As tiap tul. = 0.25 x 3.14 x D2

= 0.25 x 3.14 x 122 = 113 mm

− Penulangan arah – y

2 Jadi setiap 5 meter dibutuhkan 44 tulangan sehingga pakai Ø12 – 100.

Bentang arah-y adalah sama dengan bentang arah-x sebesar 5 m, sehingga untuk beban mati yang diterima bentang arah – y sama dengan yang diterima arah-x, hanya saja beban truk yang berbeda dengan bentang arah – x

− Pembebanan : Beban yang diterima oleh pelat

pracetak ini adalah berat sendiri dengan t = 15 cm dan beban truk dengan beban sebesar 13 ton tiap roda.

qd = ρbeton x Sn x t

− 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 = 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 = 18𝑀𝑀𝑥𝑥𝑀𝑀𝑙𝑙2 =

11250 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘

pelat = 2400 x 5 x 0.3 = 3600 kg/m

= 112,500,000 Nmm

− `Garis pengaruh Momen untuk beban Truk :

Gambar 6.5 Garis Pengaruh Momen arah-y

− Ml = 0,81 x 2 x 260 = 421,2 kN.m = 42120 kg.m = 421,200,000 Nmm

Sn = 5 m

Ln = 5 m

260 kN

0.25 L5.0 0.25 L

5.00

0.811.25

260 kN260 kN

2155

≤==SnLn

mmNMlMdMu .000,800,3956,12,1 =+=

mmMn .82.058,647,46585.0

000,800,395==

10

Rasio tulangan perlu = 0.00872 lebih

kecil dari rasio tulangan maksimum = 0.024, dan lebih besar dari rasio tulangan minimum = 0.0018, sehingga tulangan direncanakan dengan menggunakan rasio tulangan perlu. As perlu = ρperlu x b x d = 0.00872 x 5000 x 242 = 10553.2 mm2 As tiap tul. = 0.25 x 3.14 x D2

= 0.25 x 3.14 x 122 = 113 mm

− Kontrol pelat terhadap lendutan

2 Jadi setiap lima meter dibutuhkan 93


Tabel 9 SNI 03-2847-2002 memberikan batasan lendutan maksimum sebesar :

∆mak

417.10480

5000=

= l/480 , dengan :l = 5000mm

= mm

Untuk lendutan pada pelat konvensional dihitung dengan rumus :

∆ = Ie Ec 48

ln M 5 2

Ie = Ig = 11,25. 109 mm4

Ie Ec 48ln M 5 2

sehingga lendutan yang terjadi adalah :

∆ (D + L) =

= )10 x (11.25(25742.96) 48

)(5000)(239000000 59

2

= 2.149 mm < ∆ ijin (10.417 mm) ….(aman)

− Perhitungan tegangan geser pada shear conector :

Gambar 6.6 Garis Pengaruh Momen arah-x Gaya geser maksimum yang terjadi :

− Direncanakan shear conector menggunakan tulangan dengan Ø12 dengan kuat putus 3700 kg/cm2

Gambar 6.7 Geometri Shear Conector Kuat geser shear conector :

Ab = 0.25 x 3.14 x 12

, dengan geometri seperti gambar dibawah:

2 = 113.04 mm

− Kontrol kekuatan shear conector saat pengangkatan :

2 Pn = 0.75 x 0.5 x Ab x Fu = 0.75 x 0.5 x 1.1304 x 3700 =1568,43 kg Pu = 52500 kg Jumlah shear conector setiap meter =52500/1568,43 = 33 buah Jarak shear conector = 1000/33 = 30 cm

Kuat tari beton = Berat Sendiri Beton = 2400 x 0.15 x 5 x 1 =1800 kg Gaya yang diterima setiap pegangan = 1800/4 = 450 kg Kekuatan = 3.14 x 16 x 50 x2 x 3,84 = 19262,3 =1926,23 kg < 450 kg (ok )

Gambar 6.8 Pegangan pada Precast 6.3 Perencanaan Pilar

Pilar direncanakan untuk mampu menerima semua beban yang diterima oleh pelat dan beban dari air dengan h = 11 m, 0.25 L

5.00

0.811.25

260 kN260 kN

Pegangan pengangkatan precast

mmNMlMdMu .000,920,8086,12,1 =+=

mmNMn .22.588,670,95185.0

000,920,808== kgNkNxV 35000350000350

2536260max ===+=

2/1750003.01

1211

075.015.0135000.

.maxmax3

mkgxxx

xxxIxb

QV===τ

kgV 525003.0*1*175000' ==

Mpacf 834,3307.0'7.0 ==

11

lumpur pada kolam penampungan diasumsikan dengan c’=0 dan Ø=0, sehinngga harga Ka dari lumpur = 1 diasumsikan sama dengan air.

Gambar 6.9 Geometri Pilar

− Perencanaan Konsol

Gambar 6.10 Geometri dan Pembebanan Konsol

b : 30 cm h : 80 cm f’c : 30 Mpa fy : 400 Mpa Dtulangan : 22 mm Decking : 40 mm dx : 74,2 cm ß : 0.85

− Penulangan Utama Rasio tulangan perlu = 0.0166 lebih kecil

dari rasio tulangan maksimum = 0.024, dan lebih besar dari rasio tulangan minimum = 0.0035, sehingga tulangan direncanakan dengan menggunakan rasio tulangan perlu. As perlu = ρperlu x b x d

= 0.0166 x 300 x 742 = 3695 mm2

As tiap tul. = 0.25 x 3.14 x D2

= 0.25 x 3.14 x 222

= 201 mm

− Penulangan Geser

2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 3695/201 = 9.726 Dipakai 10D22

Tidak membutuhkan tulangan geser, sehingga dipasang tulangan geser minimum, D12-200

− Perencanaan Kolom Pilar

Gambar 6.11 Pembebanan Pada Pilar

6.505.00

13.00

0.80

11.00

2.00

2.00

5.00

0.80

1.50

2.00

qd=1800 kg/m

Ptruk = 13000 kg

E air

E lumpur

P

13.00

mkgxxxqdxlMd .20255.1180021

21 22 ===

mkgxxlPMl truk .195005.113000 ===

NmmmkgMlMdMu 000,300,336.336306.12.1 ==+=

NmmMuMn 8.058,647,39585.0

000,300,33685.0

===

kgxqdxlVd 13502

5.118002

===

kgP

Vl truk 65002

130002

===

NkgVlVdVu 120200120206.12.1 ==+=

NxxxbxdcfVc 14,406410

374230030

3'

===

VuNxVc >== 11.32512814.40641085,0φ

12

− Beban Vertikal : Beban Mati: Pelat=2400x0.3x5x2.5= 9000 kg Sendiri = 2400x98.2x0.3= 70704 kg Beban Kendaraaan: P truk = 2x130 =26000 kg

− Beban Horisontal: Air = 0.5xγairxh2x0.3 = 0.5x1000x112

− Beban Momen:

x0.3 = 10890 kg

− Pilar direncanakan dengan dimensi sebagai berikut : b : 30 cm h : 200 cm f’c : 30 Mpa fy : 400 Mpa Dtulangan : 22 mm Decking : 50 mm dx : 192.6 cm ß : 0.85

− Penulangan Utama :

Rasio tulangan perlu = 0.001064 lebih kecil dari rasio tulangan minimum = 0.0035,sehingga tulangan direncanakan dengan menggunakan rasio tulangan minimum. As perlu = ρperlu x b x d

= 0.0035 x 300 x 1926 = 2022 mm2 As tiap tul. = 0.25 x 3.14 x D2

= 0.25 x 3.14 x 222 = 379,9 mm


2

Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 2022/379,9 = 5,323

Dipakai 12D22

Tidak membutuhkan tulangan geser, sehingga dipasang tulangan geser minimum, D13-200

− Kontrol Terhadap Gaya Aksial

= 0.80 x 0.85 x (0.85x30(523257,144) + 400 x 76743

= 39770478.88 N > Pu = 1,372,448 N (ok )

6.4 Perencanaan Pelimpah dan Portal Penahan

Gambar 6.12 Pembebanan Pada Pilar

Gambar 6.13 Pemodelan Struktur dengan SAP 2000

− Perencanaan Balok Portal Penahan Balok direncanakan dengan beban

maksimum yang diperoleh dari perhitungan

mkgxH

xPM airairair .39930

31110890

3===

NmmmkgMnair 000,760,469.4697685.0

39930===

NkgVu 10890010890 ==

NxxxbxdcfVc 646.913,054,1

3196230030

3'

===

VuNxVc >== 11.32512814.40641085,0φ

fyxAstAstAgcxfxPn +−= )('85.0(80.0 φφ

13

salah satu balok pada struktur dengan bantuan program SAP 2000.

b : 40 cm h : 60 cm f’c : 30 Mpa fy : 400 Mpa Dtulangan : 22 mm D geser : 13 mm Decking : 40 mm dx : 53.6 cm ß : 0.85 Dari Perhitungan dengan menggunakan program SAP 2000 diperoleh Output untuk balok sebagai berikut :

Mlap = 43408.29 kg.m Mtmp = -36744.96 kg.m P max = 100.58 kg P min= -82196.03 kg V max

− Penulangan Lapangan Balok = 45952.18 kg

Mu = 43408.29 kg.m = 434,082,900 N.mm

Rasio tulangan perlu = 0.0125 lebih besar dari rasio tulangan minimum = 0.0035,sehingga tulangan direncanakan dengan menggunakan rasio tulangan perlu. As perlu = ρperlu x b x d = 0.0125 x 400 x 536 = 2636 mm2 As tiap tul. = 0.25 x 3.14 x D2

= 0.25 x 3.14 x 222 = 379,9 mm

Gambar 6.14 Penulangan Lapangan Balok

2

Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 2636/379,9 = 6.938

Dipakai 8D22


Jadi Perlu Tulangan geser : Gaya geser yang diteriam oleh

tulangan adalah sebesar = Vu – ØVc =126798.6037 N Av tul = 2 x 3.14 x 0.25 x D2

= 265,33 mm


2 Jarak Tulangan geser = = 448 mm

Sehingga dipasang tulangan geser minimum, D13-200

= 0.80 x 0.85 x (0.85x30(91980.4) + 400 x 148019.6

= 14,054,652 N > Pu = 821960.3N (ok )

− Penulangan Tumpuan Balok

Mu = 36744.96 kg.m = 367,449,600 N.mm

Rasio tulangan perlu = 0.010929 lebih besar dari rasio tulangan minimum = 0.0035,sehingga tulangan direncanakan dengan menggunakan rasio tulangan perlu. As perlu = ρperlu x b x d = 0.010929 x 400 x 536 = 2343 mm2 As tiap tul. = 0.25 x 3.14 x D2

= 0.25 x 3.14 x 222 = 379,9 mm

Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 2343/379,9 = 6.167

Dipakai 7D22

Gambar 6.15 Penulangan Tumpuan Balok

2

765,685,51085.0

==MuMn

NkgVu 8.45952118.45952 ==

NxxxbxdcfVc 391439

353640030

3'

===

VuNxVc <== 1963.33272339143985,0φ

s

v

VxfyxdA


000,312,45985.0

==MuMn

14


Jadi Perlu Tulangan geser : Gaya geser yang diteriam oleh tulangan adalah sebesar = Vu – ØVc =126798.6037 N Av tul = 2 x 3.14 x 0.25 x D2

= 265,33 mm


2 Jarak Tulangan geser = = 448 mm

Sehingga dipasang tulangan geser

minimum, D13-200

= 0.80 x 0.85 x (0.85x30(201531.86) + 400 x 38468.14

= 18,881,818.45 N > Pu = 821960.3N (ok )

− Perencanaan Kolom Penahan Batu Kali

Kolom direncanakan dengan beban maksimum yang diperoleh dari perhitungan salah satu kolom pada struktur dengan bantuan program SAP 2000.

b : 50 cm h : 50 cm f’c : 30 Mpa fy : 400 Mpa Dtulangan : 22 mm D geser : 13 mm Decking : 40 mm dx : 43.6 cm ß : 0.85

Dari Perhitungan dengan menggunakan program SAP 2000 diperoleh Output untuk balok sebagai berikut :

Mlap = 36198.89 kg.m Mtmp = -32212.73 kg.m P max = 71975.21 kg P min= -168132.79 kg V max

Dari buku Beton bertulang Dr. Edward G. Nawy, P.E. pada Bab 9.9 yang membahas Tinjauan desain praktis untuk

kolom, mensyaratkan tulangan minimum pada kolom adalah 1% dari penampang beton.

= 44904.23 kg

Gambar 6.16 Geometri Portal − Penulangan Kolom Miring Dari Perhitungan dengan menggunakan program SAP 2000 didapatkan rasio perlu = 0.005 lebih kecil dari rasio tulanagan minimum yang disyaratkan pada buku (Dr. Edward G. Nawy, P.E.) adalah 1%, jadi tulangan kolom didesain dengan menggunkan rasio tulangan minimum.

As perlu = ρperlu x b x d = 0.01 x 500 x 436 = 2180 mm2 As tiap tul. = 0.25 x 3.14 x D2

= 0.25 x 3.14 x 222 = 379,9 mm

Gambar 6.18 Penulangan Kolom Miring

2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan =

2180/379,9 = 5.738 Dipakai 20D22

− Tulangan Geser Kolom Miring

83.44904223.44904 == kgVu

NxxxbxdcfVc 73.398011

343650030

3'

===

VuNxVc <== 73.39801173.39801185,0φ

NkgVu 8.45952118.45952 ==

NxxxbxdcfVc 391439

353640030

3'

===

VuNxVc <== 1963.33272339143985,0φ

s

v

VxfyxdA


Kolom tegak

Kolom miring

15

Jadi Perlu Tulangan geser : Gaya geser yang diteriam oleh

tulangan adalah sebesar = Vu – ØVc =110732.864 N Av tul = 2 x 3.14 x 0.25 x D2

= 265,33 mm


2 Jarak Tulangan geser = = 417.9 mm

Sehingga dipasang tulangan geser

minimum, D13-200

= 0.80x0.85x(0.85x30(208112.4)+400x41888

= 20,363,709.02 N > Pu =1,681,327.9N (ok )

− Kontrol Terhadap Beban Monen = 261.6 mm, ß= 0.85

a = Cb x ß = 261.6 x 0.85 = 222.4 mm As = A’s = 3.14x0.25xD2 = 2280 mm

y = 250 mm = 0.85 x 30 x 500 x (250-111.2) + 2280x400 x (250-40) + 2280x400x(436-250) = 924,267,385.8 Nmm = 92,426.74 kg.m> Mu =36198.89 kg.m (ok)

2 d = 436 mm d’ = 40 mm

− Penulangan Kolom Tegak

Dari Perhitungan dengan menggunakan program SAP 2000 didapatkan rasio perlu = 0.005 lebih kecil dari rasio tulanagan minimum yang disyaratkan pada buku (Dr. Edward G. Nawy, P.E.) adalah 1%, jadi tulangan kolom didesain dengan menggunkan rasio tulangan minimum As perlu = ρperlu x b x d = 0.01 x 500 x 436 = 2180 mm2 As tiap tul. = 0.25 x 3.14 x D2

= 0.25 x 3.14 x 222 = 379,9 mm

2 Jumlah tulangan yang dibutuhkan =

2180/379,9 = 5.738 Dipakai 20D22

Gambar 6.20 Penulangan Kolom Tegak

− Tulangan Geser Kolom Tegak

Jadi Perlu Tulangan geser : Gaya geser yang diteriam oleh tulangan adalah sebesar = Vu – ØVc =110732.864 N

Av tul = 2 x 3.14 x 0.25 x D2

= 265,33 mm


2 Jarak Tulangan geser = = 417.9 mm

Sehingga dipasang tulangan geser minimum, D13-200

= 0.80x0.85x(0.85x30(208112.4)+400x41888 = 20,363,709.02 N > Pu =1,681,327.9N (ok )

− Kontrol Terhadap Beban Momen = 261.6 mm, ß= 0.85

a = Cb x ß = 261.6 x 0.85 = 222.4 mm As = A’s = 3.14x0.25xD2 = 2280 mm

= 0.85 x 30 x 500 x (250-111.2) + 2280 x 400 x (250-40) + 2280x400x(436-250) = 924,267,385.8 Nmm = 92,426.74 kg.m> Mu =36198.89 kg.m (ok)

2 d = 436 mm d’ = 40 mm y = 250 mm

).(.)'.(.')2

.(..'.85.0 ydfyAsdyfysAayabcfMn −+−+−=

).(.)'.(.')2

.(..'.85.0 ydfyAsdyfysAayabcfMn −+−+−=

s

v

VxfyxdA


dfy

cb+

=600

600

83.44904223.44904 == kgVu

NxxxbxdcfVc 73.398011

343650030

3'

===

VuNxVc <== 73.39801173.39801185,0φ

s

v

VxfyxdA


dfy

cb+

=600

600

16

6.4 Perencanaan Pondasi Pondasi direncanakan dengan menggunakan pondasi tiang pancang dengan analisa daya dukung tanahnya dianalisa dengan metode perhitungan Luciano Decourt dan analisa tianga kelomok untuk mengetahui beban yang diterima oleh masing – masing tiang pancang, diameter tiang pancang yang digunakan adalag 40 cm dengan anagka kemanan 3. Perhitungan pondasi dilakukan dengan menganalisa tiap bentang 5 meter.

Gambar 6.21 Rencana Pondasi Tiang

Pancang − Beban – Beban Yang Diterima Pondasi :

− Beban Air

− Beban Mati + Beban Air

− Eksentrisitas Beban Terhadap Pile Cap : Geometri pelimpah dan geometri pilar adalah simetris terhadap sumbu –x, sehingga eksentrisitas dicari hanya terhadap sumbu – y :

n = 15 tiang P = 855.321 ton Mx = 0 ton.m My = 95.112 ton.m SX2 = (6 x 2. 5) + (6 x 1.25) = 22.5 m2 SY2 = 10 x 2.5 = 25 m = 57.021 + 10.568 = 67.589 ton

2

= 57.021 – 10.568 = 46.453 ton

Pu = Pmax

− Menghitung Momen Pada setiap Tiang Pancang

x SF = 67.589 x 3 = 202.767 ton

Dengan mengambil angka keamanan sama dengan 3 maka diambil kedalaman tiang sama dengan 28 m, dari perhitungan daya dukung tanah terhadap tiang pancang dengan menggunakan metode Luciano Decourt pada lampiran.

Dari perhitungan pada Tabel 6.3 di atas diperoleh :

H = 327850 kg H/tiang = 327850/15 = 21856.67 kg P = 855321 kg M = 9511.858 kgm

Gambar 6.22 Defleksi Lateral Tiang Pancang

Mencari momen yang bekerja pada Pile cap :

Berat sendiri Struktur setiap potongan 5 meter :

NO123456

total 643433.9308Balok 300.477 0.24 72.114 2400 173074.6885Kolom 61.550 0.25 15.388 2400 36930.24232

20 2400 48000Pilar 0.3 98.2 29.46 2400 70704

Uraian P (m) LUAS (m2) VOLUME (m3) ρ ( kg/m3) BERAT (Kg)

Pelat 5 1.5 7.5 2400 18000Pelimpah 5 29.673 148.363 2000 296725

Pile cap 5 4

NO

1Pilar 25350

Uraian Struktur Besar (kg)

AIR Pelimpah 302500

NO12 Vertikal - 855321 -1107004.809

TOTAL 95111.858

AIR 327850 - 1202116.667BEBAN H (kg) P (kg) Momen (kg.m)

VtotalVpelatxmpahxVpelxVpilarxey 5.25.2.3.32 ++

=

mxxxxey 294.1783.214

5.25.75.234.1483.346.292=

++=

5.225.2112.95

15321.855.max 2

xX

xMynpP +=

Σ+=

5.225.2112.95

15321.855.min 2

xX

xMynpP −=

Σ+=

H

Z

H

17

𝑇𝑇 = �𝐸𝐸𝐸𝐸𝑓𝑓�

15

𝐸𝐸 = 2.1 𝑀𝑀 105 kg/cm2

𝐸𝐸 = 1

64𝜋𝜋 �𝑀𝑀𝑜𝑜

4 − 𝑀𝑀𝑖𝑖4�

= 1

64𝜋𝜋 (604 − 404)

= 510250 cm4 qu = 2 Cu = 2 x 0.41 kg/cm2 = 0.82 kg/cm2

= 0.84 ton/ft2 Dengan memasukkan harga qu dalam grafik dari Design Manual, NAVFAC DM-7 untuk mencari besarnya “f”, maka diperoleh : f = 10.5 ton/ft2 = 10.5 x 0.032 = 0.336 kg/cm3

maka :

𝑇𝑇 = �2.1 𝑀𝑀 105 𝑀𝑀 510250

0.336 �

15

= 151.72 𝑐𝑐𝑘𝑘

L = 28 m = 2800 cm 𝑍𝑍 = 𝐿𝐿

𝑇𝑇= 2800

151.72= 18.46

Dengan memasukkan harga Z dalam grafik dari Design Manual, NAVFAC DM-7 untuk mencari nilai FM maka diperoleh : FM = 0.9 M = FM

1. Dalam perencanaan tinggi timbunan untuk pelimpah direncanakan setinggi 11 m

(H x T ) =0.9 (21856.67 x 151.72) = 2984484.575 kg.cm =29.845 t.m < Mall = 58.m

7.1 Kesimpulan

Dalam perencanaan Tugas Akhir ini dapat diperoleh kesimpulan yaitu :

2. Tinggi awal timbunan (Hinitial

3. Total settlement (Sc) yang akan terjadi adalah 2.3 m dan untuk menghilangkan 95% dari total Sc (U% = 95%) diperlukan waktu 22 tahun.

) yang harus diletakkan sebelum pemampatan terjadi adalah 13.3 m

4. Untuk alternatif pelimpah didapatkan dimensi balok penahan batu kali 40/60 dan kolom 50/50, pondasi mengggunkan 15 tiang pancang dengan tebal pile cap sebesar 80 cm

7.2 Saran

Dari hasil analisa perhitungan yang dilakukan dan kesimpulan diatas, maka saran yang diberikan antara lain:

1. Bila perlu data mengenai sedimen seharusnya disertakan dalam melakukan analisa di atas.

2. Studi lanjutan diperlukan untuk membahas metode pelaksanaan dan anggaran biaya agar mempermudah aplikasi dilapangan.

1.1 latar belakang 1.2 permasalahan -permasalahan utama 1....

Documents