1/5

DESAIN PONDASI TIANG BORE PILE TANGKI LIQUID

NITROGEN PADA LAPISAN LIMESTONE DI TUBAN, JAWA

TIMUR

Oleh

Muhammad Anshar Maysra

NIM : 15009092

(Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Program Studi Teknik Sipil)

Pondasi merupakan struktur bagian bawah dari suatu infrastruktur yang berinteraksi

langsung dengan tanah dan memberikan perkuatan untuk struktur atas. Secara umum

pondasi dibagi menjadi dua yaitu pondasi dangkal dan pondasi dalam. Pondasi dangkal

merupakan pondasi yang digunakan untuk bangunan dengan beban rendah. Sedangkan

pondasi dalam merupakan pondasi yang digunakan untuk bangunan dengan beban

besar. Pada studi ini, bangunan yang akan dibangun adalah tangki liquid nitrogen di

daerah Tuban, Jawa Timur. Pada daerah yang ditinjau, lapisan tanah yang ada adalah

lapisan clay dan limestone. Terdapat 7 titik lokasi yang akan dipilih untuk membangun

tangki tersebut. Bangunan tangki ini memiliki diameter sebesar 14.478 m dan tinggi

sebesar 20.33 m. Boundary condition untuk pendesainan adalah defleksi dan settlement

sebesar 0.0254 m.

Kata kunci: limestone, tiang bor, bore pile, desain, pondasi, SHAFT, LPILE, GROUP,

spColumn

PENDAHULUAN

Bangunan sipil merupakan hal yang

sangat vital dalam kehidupan manusia

karena dalam menjalani kehidupan

sehari-hari, manusia tidak bisa lepas

dari penggunaan dan keberadaan

bangunan sipil. Bangunan sipil secara

umum meliputi dua bagian utama yaitu

struktur atas dan struktur bawah.

Struktur atas merupakan struktur suatu

bangunan sipil yang berada di atas

tanah. Sedangkan struktur bawah

merupakan struktur suatu bangunan

yang berada dibawah tanah. Struktur

bawah berfungsi sebagai pondasi yang

berinteraksi langsung dengan tanah dan

memberikan perkuatan untuk struktur

atas. Pondasi suatu bangunan sipil

didesain agar dapat menerima dan

menyalurkan beban dari struktur atas.

Secara umum pondasi dibagi menjadi

dua, yaitu pondasi dangkal dan pondasi

dalam. Pondasi dangkal merupakan

pondasi yang digunakan untuk suatu

bangunan sipil yang tergolong memiliki

beban ringan. Sedangkan Pondasi dalam

merupakan pondasi yang digunakan

untuk suatu bangunan sipil yang

tergolong memiliki beban berat .

Bangunan yang ditinjau adalah

bangunan tangki nitrogen cair dengan

lokasi pembangunan di daerah Tuban,

Jawa Timur. Daerah ini memiliki

lapisan clay dan lapisan limestone.

Limestone merupakan adalah sebuah

batuan sedimen terdiri dari mineral

calcite. Hasil akhir yang didapat adalah

desain pondasi tiang bor yang mampu

menahan beban yang bekerja pada

bangunan secara operasional dan

hydrotest. Ilustrasi bangunan dapat

dilihat pada Gambar 1

2/5

Gambar 1 Ilustrasi Bangunan Tangki

Tujuan akhir yang akan dicapai adalah

pendesainan tiang bor dan pemilihan

lokasi, perhitungan daya dukung aksial,

perhitungan daya dukung lateral,

perhitungan daya dukung group, dan

perhitungan displacement yang terjadi

pada tiang grup.

METODOLOGI

Gaya yang terjadi ada 3 yaitu beban

aksial, beban lateral, dan momen. Beban

aksial timbul akibat beban struktur

sendiri dan beban hidup. Terdapat dua

beban aksial yaitu beban saat kondisi

operasional dan beban saat kondisi

hydrotest. Dalam pendesainan tiang bor,

beban saat kondisi operasional

menggunakan safety factor sebesar 3

dan saat kondisi hydrotest

menggunakan safety factor sebesar 2.

Beban lateral dan momen timbul akibat

beban gempa. Beban lateral didapat

dengan perhitungan yang mengacu

kepada SNI 1726-2012. Momen didapat

dengan perhitungan yang mengacu

kepada API 620.2002.

Perhitungan yang perlu dilakukan

dalam mendesain pondasi tiang bor

adalah perhitungan daya dukung aksial,

daya dukung lateral, daya dukung

group. Perhitungan tersebut

menggunakan dua metode yaitu

perhitungan secara manual dan

perhitungan dengan software.

Daya dukung aksial merupakan daya

dukung tiang akibat tahanan gesek dari

tiang dan daya dukung ujung tiang.

Persamaan daya dukung aksial adalah

sebagai berikut:

Dimana adalah daya dukung tahanan gesek dan adalah daya dukung ujung tiang.

Perhitungan daya dukung aksial pada

lapisan clay menggunakan metode

Alpha untuk menghitung daya dukung

tanahan gesek dan metode Reese untuk

menghitung daya dukung ujung tiang.

Persamaan untuk metode Alpha adalah

sebagai berikut:

Dimana nilai adalah koefisien adhesi antara tanah dan tiang dimana nilai untuk tiang bor adalah 0.55, adalah undrained shear strength, adalah panjang lapisan tanah, dan p adalah

keliling tiang bor. Persamaan untuk

metode Reese adalah sebagai berikut:

Dimana adalah undrained shear strength, adalah luas penampang tiang bor.

Perhitungan daya dukung aksial pada

lapisan limestone menggunakan metode

Journeaux & Bourdeaux. Persamaan

untuk menghitung daya dukung tahanan

gesek adalah sebagai berikut:

Dimana nilai adalah faktor reduki, nilai adalah faktor koreksi, adalah unconfined compressive strength. Nilai

didapat dari Gambar 2 dan nilai didapat dari Gambar 3.

3/5

Gambar 2 Grafik Nilai

Gambar 3 Grafik Nilai

Persamaan untuk menghitung daya

dukung tahanan ujung adalah sebagai

berikut:

Dimana nilai adalah faktor tahanan

ujung tiang dengan nilai antara 7

sampai 10, N adalah nilai NSPT.

Perhitungan daya dukung aksial dengan

bantuan software menggunakan

software SHAFT v.6. Dari kedua

perhitungan secara manual dan

software, perhitungan yang digunakan

adalah perhitungan yang menghasilkan

kedalaman tiang bor yang paling kritis.

Perhitungan daya dukung lateral

menggunan bantuan software LPILE

4.0. Output software LPILE 4.0 adalah

besarnya gaya yang dapat diterima oleh

tiang dengan batasan yang kita

masukkan. Dalam hal ini, batasan yang

dimasukkan adalah defleksi sebesar

0.0254 m.

Perhitungan daya dukung group

dilakukan dengan cara manual dan

bantuan software. Perhitungan daya

dukung group secara manual dilakukan

dengan persamaan berikut:

Dimana adalah nilai efisiensi tiang, N

adalah jumlah tiang dalam satu grup,

dan adalah daya dukung tiang

satuan. Efisiensi yang digunakan

adalah 60% berdasarkan Katchenbach et

al (1998) pada lapisan clay dan

limestone. Nilai daya dukung group

harus melebihi beban yang bekerja pada

bangunan. Jumlah dan konfigurasi yang

digunakan harus tepat. Konfigurasi

yang digunakan adalah konfigurasi

lingkaran dengan posisi tiang

membentuk grid dengan jarak yang

sama antar tiang. Jarak antar tiang yang

digunakan adalah tiga kali diameter.

Pemilihan lokasi yang akan digunakan

adalah dengan menghitung volume

pekerjaan tiang bor pada setiap titik

borehole dan dipilih jumlah volume

yang paling sedikit. Pada lokasi pilihan,

digunakan pengecekan konfigurasi dan

jumlah tiang dengan bantuan software

GROUP 7.0. Software GROUP 7.0

akan memeriksa apakah konfigurasi

yang sudah digunakan dengan ukuran

dan panjang tiang yang digunakan

memasuki boundary condition yaitu

0.0254 m.

4/5

Dengan gaya-gaya yang sudah diketahui

dari hasil perhitungan software GROUP

7.0 , tiang bor diperiksa apakah kuat

memikul beban yang bekerja. Beban

yang bekerja dibandingkan dengan

kapasitas dari tiang itu sendiri. Cara

memeriksanya adalah dengan membuat

diagram interaksi tiang. Jika gaya yang

bekerja terdapat dalam wilayah diagram

interaksi, maka tiang tersebut kuat

dalam memikul beban.

ANALISIS DAN SIMPULAN

Dari tujuh buah lokasi yang ditinjau,

lokasi yang dipilih untuk pembangunan

adalah lokasi BH 11 dengan

menggunakan tiang bor diameter 0.6 m.

Tulangan yang digunakan adalah

tulangan dengan diameter 3 cm

sebanyak 7 buah, dengan tulangan

sengkang minimum yang digunakan

adalah diameter 1.3 cm dengan jarak

antar sengkang sebesar 25 cm. Daya

dukung aksial tiang bor tersebut adalah

1329.98 kN, daya dukung lateral untuk

defleksi sebesar 0.0254 m adalah

467.76 kN, daya dukung group tiang

bor adalah sebesar 55061.07 kN untuk

kondisi operasional dan 68179.5 kN

untuk kondisi hydrotest. Defleksi yang

terjadi pada kondisi operasional adalah

0.000172 m kearah Y dan 0.000195 m

kearah Z. Dimana defleksi ini

memenuhi syarat defleksi sebesar

0.0254 m.

REFERENSI

American Petroleum Institute (2002)

Design and Construction of

Large, Welded, Low-Pressure

Storage Tanks 10th

Edition.

BS EN 1473 (2007) Installation and

Equipment for Liquefied Natural

Gas Design of Onshore

Installations. BSI, UK

Das, Braja M. (2011) Principles of

Foundation Engineering 7th

Edition Repaired. Cengage

Learning, USA.

Das, Braja M. (2010) Principles of

Geotechnical Engineering 7th

Edition. Cengage Learning,

USA.

Ensoft, Inc.(2007) Computer Program

SHAFT Version 6.0 Technical

Manual.

Ensoft, Inc.(2004) Computer Program

LPILE Plus Version 5.0 Technical

Manual.

Ensoft, Inc. (2006) Computer Program

GROUP Version 7.0 Technical

Manual

Goodman, Richard E. (1989)

Introduction to Rock Mechanics

2nd

Edition. John Wiley & Sons,

USA.

Irsyam, Masyur (2004) Catatan Kuliah

Rekayasa Pondasi. Penerbit ITB,

Bandung.

SNI 1726-2012 Tata Cara

Perencanaan Ketahanan Gempa

untuk Struktur Bangunan Gedung

dan Non Gedung. Badan

Standarisasi Nasional.

Tan, Y.C & C.M Chow (2006)

Foundation Design and

Construction Practice in

Limestone Area in Malaysia

5/5

Tomlinson, MJ (2001) Foundation

Design and Construction7th

Edition. Pearson Eduation Ltd.,

England.

www.maps.google.com diakses pada

tanggal 16 September 2013 pukul

4.14 WIB.

Zhang, Lianyang (2005) Drilled Shafts

in Rock Analysis and Design

A.A. Balkema Publishers.