arifin 002 2ok

Analisa Perbandingan Biaya Pelaksanaan Pondasi Tiang Pancang 1dan Bor Pile Jembatan Suramadu

Analisa Perbandingan Biaya Pelaksanaan Pondasi Tiang Pancang dan Bor Pile Jembatan Suramadu

Ir. Arifin, MT., MMT.

ABSTRAKJembatan suramadu mempunyai fungsi yang sangat strategis dengan

menghubungkan Pulau Madura dan Pulau Jawa yang berada di Kabupaten tingkat dua bangkalan dan Kota Surabaya sehingga kota Surabaya yang menjadi kota metropolitan perlu didukung oleh kota – kota kabupaten di sekitarnya yaitu GERBANG KERTOSUSILO yang terdiri dari Gresik, Bangkalan, Mojokerto, Surabaya, Sidoarjo, dan Lamongan. Jembatan Suramadu dibangun dengan panjang 5.440 meter, lebar jembatan 30 meter yang terdiri atas 2x2x3,5 meter lajur kendaraan dan 2x2 meter lajur darurat dan 2x2 meter untuk kendaraan roda dua. Sistem struktur jembatan di bagi tiga bagian yaitu causeway, approach bridge dan main bridge bagian causeway menggunakan panjang causeway 1.400 meter = 36 bentang dengan konstruksi pondasi tiang pancang sedangkan sisi madura 1.838 meter = 45 bentang dengan kontruksi pondasi tiang pancang dan main bridge 2.200 meter dengan kontruksi pondasi bor pile. Tujuan penelitian ini adalah untuk membandingkan biaya pelaksanaan pondasi bor pile dengan pondasi tiang pancang dan berupaya mencari biaya pelaksanaan yang lebih ekonomis. Berdasarkan hasil penelitian di dapatkan biaya yang lebih ekonomis adalah dengan menggunakan pondasi bor pile sebesar Rp 1,077,392,726.Kata kunci : Bor pile, Tiang pancang.

PENDAHULUANLatar Belakang: Jembatan Suramadu adalah salah satu sarana transportasi yang

sangat penting menyadari betapa pentingnya suatu jembatan yang merupakan sarana utama untuk menghubungkan dari satu tempat ke tempat lain maka pembangunannya perlu diprioritaskan. pembangunan harus memerlukan persiapan awal yang matang dalam perencanaan baik ditinjau dari segi teknis maupun ekonomis. Adanya perencanaan Jembatan Suramadu merupakan juga sarana pelengkap dan sebagai penghubung maka pemakaian konstruksi terdapat dua alternatif yaitu pondasi tiang pancang dan pondasi bor pile.

Permasalahan: Dari kedua alternatif yaitu pondasi tiang pancang dan pondasi bor pile, manakah yang lebih ekonomis ditinjau dari segi biaya pelaksanaan ? (tentunya tidak mengesampingkan segi teknis).

TINJAUAN PUSTAKAKapasitas Aksial Pondasi Tiang Pancang

Kapasitas aksial pondasi tiang pancang dapat dihitung dengan cara statik, berdasarkan korelasi langsung dengan uji lapangan (in-situ test), dengan formula dinamik (dari rekaman pemancangan), analisis perambatan gelombang, berdasarkan hasil pendongkrakan secara hidrolik, dan dengan pengujian di lapangan.Penentuan Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang : Cara Statik

Penentuan daya dukung pondasi tiang pancang dengan cara statik dapat dilakukan sebagai berikut :

2 NEUTRON, VOL.8, NO.2, AGUSTUS 2008: 1-13

Daya Dukung Ujung Tiang (Qp) 1. Tanah Pasir

Formula yang digunakan adalah :Qpl = Ap.qp = Ap.q’.Nq

*

(Sumber: Meyerhof ,1976)dimana: Qp = daya dukung ujung tiang.qp = q'Nq* = daya dukung per satuan luas.AP = luas penampang ujung tiang.q’ = tegangan vertikal efektif.Nq

* = faktor daya dukung ujung.Harga qp tidak dapat melebihi daya dukung batas ql, karena itu daya dukung ujung tiang perlu ditentukan :

Qp2 = Ap.ql = Ap.5.Nq*.tan

(Sumber: Meyerhof ,1976)dimana :Qp2 = daya dukung ujung tiang (t/m2).Ap = luas penampang ujung tiang (m2).Nq

* = faktor daya dukung ujung. = sudut geser dalam.ql = daya dukung batas.Untuk kemudahan, harga Qp1 dan Qp2 dibandingkan dan diambil harga yang lebih kecil sebagai daya dukung ujung tiang.Harga Nq

* ditentukan sebagai fungsi dari sudut geser dalam tanah () seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.1.1Untuk tanah pasir berlapis, harga qp ditentukan dengan cara berikut

(Sumber: Meyerhof ,1976)dimana: ql(l) = harga ql pada lapisan loose sand (pasir lepas).ql(d) = harga ql pada lapisan dense sand (pasir padat).Lb = panjang penetrasi ke dalam lapisan bawah.D = diameter tiang.Harga qp di atas dibandingkan dengan harga ql(d) dan diambil harga yang lebih kecil. Kemudian dikalikan dengan luas penampang ujung tiang (Ap) sehingga diperoleh daya dukung ujung tiang (Qp).

2. Tanah LempungFormula yang digunakan adalah :

Qp =Ap.qp = Ap.cu.Nc* 9.cu.Ap

(Sumber: Meyerhof ,1976)dimana:QP = daya dukung ujung tiang. AP = luas penampang ujung tiang. Nc

* = faktor daya dukung ujung. cu = kohesi.


Daya Dukung Selimut Tiang (Qs)Daya dukung selimut tiang ditentukan berdasarkan rumus berikut ini :

Qs = As.f(Sumber: Meyerhof ,1976)

Gambar 1. Faktor Daya Dukung Ujung Nc* dan Nq

*

(Sumber: Meyerhof ,1976)dimanaAs = luas selimut tiang = p x ΔL.p = keliling tiang.ΔL = panjang segmen tiang.f = gesekan selimut satuan.

Di bawah ini diberikan cara untuk menentukan gesekan selimut (f).1. Tanah Pasir

Formula yang digunakan adalah :f = K.v’. tan (Sumber: Meyerhof ,1976)

dimana : K = konstanta = 1- sin .1

v = tegangan vertikal efektif tanah, yang dianggap konstan setelah kedalaman 15 D

Untuk tiang pancang harga K ditentukan sebagai berikut :K = K0 (batas bawah)K = 1.8K0 (batas atas)dimana : K0 = koefisien tekanan tanah at rest. K0 = 1 – sin . = sudut geser dalamHarga K dan menurut Tomlinson (1986) ditentukan berdasarkan tabel berikut ini.

Tabel 1: Penentuan Harga K dan δ


Bahan Tiang

δNilai K

Dr rendah

Dr tinggi

Baja 200 0.5 1.0Beton 3/4 1.0 2.0Kayu 2/3 1.5 4.0

(Sumber: Tomlinson, 1986)

Nilai K dari Tomlinson lebih realistik.

Gambar 2: Variasi Satuan Perlawanan Ujung Penetrasi Tiang pada Pasir Berlapis

(Sumber: Tomlinson, 1986)2. Tanah Lempung

Ada 3 metoda yang dapat digunakan untuk menghitung gesekan selimut pada tanah lempung, yaitu :1. Metoda Lambda (Vijayvergiya & Focht)

(Sumber: Tomlinson, 1986)dimana = konstanta. ave = tegangan vertikal efektif rata- rata.cu ave = kohesi rata-rata.fave = gesekan selimut rata-rata.

Harga rata-rata tegangan vertikal efektif (1ave) dapat dijelaskan berdasarkan

(Sumber: Tomlinson, 1986)dimana : Ai = luas diagram tegangan vertikal efektif .L = panjang tiang. Sedangkan,

(Sumber: Tomlinson, 1986)dimana :


cui = kohesi (lapis).Li = panjang segmen tiang (lapis).L = panjang tiang.

Gambar 3. Koefisien λ(Sumber: Tomlinson, 1986)

Gambar 4. Tegangan Vertikal Efektif (Sumber: Tomlinson, 1986)

1. Metoda Alpha f = .cu

(Sumber: Tomlinson, 1986)dimana f = gesekan selimut .α = konstanta .


cu = kohesi.2. Metoda Beta (Metoda Tegangan Efektif)

fave = .1v


dimana: fave = gesekan selimut rata-rata. = K tan r.

r = sudut geser dalam pada kondisi terdrainase (dari uji triaksial CD).K = 1-sinr (untuk tanah terkonsolidasi normal).K = (1-sinr).√OCR (untuk tanah over-consolidated).1

v = tegangan vertikal efektif.OCR = Over Consolidation Ratio.

Penentuan daya dukung ijin (Qa) diperoleh dengan membagi daya dukung ultimit dengan faktor keamanan sebagaimana telah ditentukan dengan menggunakan anjuran Tomlinson sebagai berikut :


Pengambilan faktor keamanan untuk Qs lebih rendah daripada faktor keamanan untuk Qp karena gerakan yang dibutuhkan untuk memobilisasi gesekan jauh lebih kecil dari pada gerakan untuk memobilisasi tahanan ujung. Di Indonesia digunakan faktor keamanan FK = 2 untuk gesekan selimut dan FK = 3 untuk daya dukung ujung.

Efisiensi Kelompok Tiang Dan Daya Dukung KelompokEfisiensi kelompok tiang didefinisikan sebagai :

Meskipun beberapa formula sering dipergunakan untuk menentukan nilai efisiensi ini tetapi belum ada suatu peraturan bangunan yang secara khusus menetapkan cara tertentu untuk menghitungnya. Laporan terakhir ASCE Committee on Deep Foundation (1984), menganjurkan untuk tidak menggunakan efisiensi kelompok untuk mendeskripsikan aksi kelompok tiang (group action). Laporan yang dihimpun berdasarkan studi dan publikasi sejak 1963 itu menganjurkan bahwa tiang tahanan gesek pada tanah pasiran dengan jarak tiang sekitar 2.0 D - 3.0 D akan memiliki daya dukung lebih besar daripada jumlah total daya dukung individual tiang, sedangkan untuk tiang tahanan gesek pada tanah kohesif, geser blok disekeliling kelompok tiang ditambah dengan daya dukung ujung besarnya tidak boleh melebihi jumlah total daya dukung masing masing tiang.Efisiensi kelompok tiang tergantung pada beberapa faktor diantaranya Jumlah tiang, panjang, diameter, pengaturan, dan terutama jarak antara as ke as

tiang. Modus pengalihan beban (gesekan selimut atau tahanan ujung). Prosedur pelaksanaan konstruksi (tiang pancang atau tiang bor). Urutan instalasi tiang.


Jangka waktu setelah pemancangan. Interaksi antara pile cap dan tanah di permukaan.Efisiensi Kelompok Tiang Pada Tanah PasiranFormula Sederhana

Formula ini didasarkan pada jumlah daya dukung gesekan dari kelompok tiang sebagai satu kesatuan (blok).


dimana :m = Jumlah tiang pada deretan baris. n = jumlah tiang pada deretan kolom.s = jarak antar tiang.D = diameter atau sisi tiang .p = keliling dari penampang tiang.Formula Converse-Labarre

(Sumber: Tomlinson, 1986)dimana : = arc tan (D/s)

Gambar 5: Efisiensi Kelompok Tiang (Sumber: Tomlinson, 1986)

DATA DAN METODOLOGIUraian Kegiatan


Uraian kegiatan adalah perhitungan dan perbandingan harga pondasi tiang pancang dan pondasi bor pile sebagai berikut:1. Pelaksanaan pondasi bor pile dengan meperhitungkan analisa biaya dengan

menghitung volume dan harga satuan detail struktur pondasi bor pile.2. Pelaksanaan pondasi tiang pancang dengan meperhitungkan analisa biaya dengan

menghitung volume dan harga satuan detail struktur pondasi tiang pancang.

Hasil PembahasanPondasi Tiang Pancang dan Pondasi Bor PileDasar perhitungan pondasi tiang pacang dan pondasi bor pile sebagai berikut :1. Daya dukung singel pile dan group pile.2. Analisa gaya geser negatif, Karena mengakibatkan beban tambahan.

Secara umum pondasi tiang pancang atau pondasi bor pile mempunyai ketentuan sebagai berikut :1. Untuk meneruskan gaya vertikal yang bekerja padanya untuk di teruskan kelapisan

tanah pendukung.2. Dengan adanya hubungan antara kepala tiang yang satu dengan lainnya mampu

menahan bentuk ke arah mendatar.

Perencanaan Perhitungan Biaya Harga Satuan Pondasi Tiang PancangPerhitungan Pondasi Tiang Pancang

o Diameter : 1 mo Panjang : 15 m (panjang tiang 8m + 7m)o Kekuatan beton : 29.000 mpao Kekuatan baja : 390.000 mpa

Kekuatan Bahan TiangQb = Q bahan x A

= 29.000 x ( ¼.3,14.50 2)= 569 ton

o Daya dukung tiang terhadap kekuatan tanah Q = AXCn / 3 + Ǿ X JHP / 5.

dimanaA = Luas penampang tiang.Cn = Nilai konus rata – rata dari hasil sondir.Ǿ = Keliling penampang tiang.JHP = Jumlah hambatan pelekat dari hasil sondir.3 dan 5 = Angka keamanan.Nilai konus menurut Mayerhoff.

Harga rata – rata dari nilai konus yang berada 4 D di atas ujung sampai 4 D dibawah ujung tiang diameter tiang 0,4 m → 4 D = 2 m

Nilai konus rata – rata = 123,142857Nilai JHP (Jumlah hambatan pelekat ) pada kedalaman 14 m = 1294 kg/cm

A = ¼ x 3,14 x 40 2 = 1256 cm2

Ǿ = 3,14 x 40 = 125,5 cmQ = AXCn / 3 + Ǿ X JHP / 5

= 1256 x 123,142 / 3 + 125,5 x 1294 / 5 = 84,03 ton1. Direncanakan menggunakan pondasi tiang pancang (4x12) = 48 buah.


Gambar 6: Rencana Pondasi Tiang Pancang 48 buahBanyak tiang pancang = 48 buah X max = 15 m : Y max = 4 mBanyak tiang pancang satu baris arah x ; Nx = 4 buah Banyak tiang pancang satu baris arah y ; Ny = 12 buahΣ x 2 = 4 x ( 15 2 ) = 900 m2

Σ y 2 = 12 x ( 0,70 2 + 2,10 2 + 3,50 2 + 3,50 2 + 4 2) = 397,8 m2

Tabel 2. Nilai KonusNO Kedalaman Konus1 14 1032 14,2 903 14,4 904 14,6 945 14,8 736 15 757 15,2 1438 15,4 1489 15,6 15510 15,8 16111 16 16112 16,2 15313 16,4 15014 16,8 14215 16,6 14416 17 14517 17,2 11018 17,4 10319 17,6 10920 17,8 11721 18 120

Efisiensi tiang pancang dalam kelompok pada abutment dihitung dengan metode elabarre :

η = 1 – d / s { (m – 1) n + (n – 1) m / 90 x m x n }


dimana :η = Efisiensim = Jumlah tiang dalam 1 baris arah x = 4 mn = Jumlah tiang dalam 1 baris arah y = 12 md = Diameter tiang pancang = 1 ms = Jarak antar tiang (dari pusat kepusat) = 140 cm

η = 1 – 1 / 140 X ( 4 – 1 ). 12 + ( 12 – 1 ).4 / 90 X 4 X 12 = 0,867 Q tanah = 0,867 x 84,03ton = 72,85 tonQ bahan = 569ton x 0,867 = 493,32 tonDiambil Q = 493,32 ton ( dari kedua daya dukung diambil yang terbesar)

Harga Satuan Pondasi Tiang PancangTabel 3. Harga Satuan Pondasi Tiang Pacang

No Uraian Pekerjaan Satuan KuantitasHarga Satuan

Total

1Penyediaan tiang pancang pipa baja dia. 600 mm, t = 12 mm

m 1,728.001,912,000.0

03,303,936,000.00

2Pemancangan tiang pancang pipa baja dia. 600 mm, t = 12 mm

m 1,392.00 685,600.00 954,355,200.00

3Pekerjaan baja WF 200x150 pengikat tiang pancang

kg 2,227.20 9,005.00 20,055,936.00

4Urugan pasir isian tiang pancang

m3 345.90 151,926.00 52,551,628.79

5Beton struktur K-250 untuk tiang pancang

ton 493.32 663,862.00 327,496,401.84

6Baja tulangan BJTD-32 untuk pondasi

kg 11,394.40 9,805.00 111,722,092.00

7

Perlindungan korosi tiang pancang baja pada daerah cipratan air laut (Epoxy glass flake 2000 mikron), termasuk maintenance

m2 1,086.171,194,080.0

01,296,975,579.43

Total 6,067,092,838.06

Perencanaan Perhitungan Biaya Harga Satuan Pondasi Bor PilePerhitungan Pondasi Bor Pileo Diameter : 1,8 mo Panjang : 26 m (panjang tiang 18m + 8m)o Kekuatan beton : 29.000 mpao Kekuatan baja : 390.000 mpao Kekuatan Bahan Tiang

Qb = Q bahan x A= 29.000 x ( ¼.3,14.50 2) = 569 ton

o Daya dukung tiang terhadap kekuatan tanah Q = AXCn / 3 + Ǿ X JHP / 5 dimana.


A = Luas penampang tiang.Cn = Nilai konus rata – rata dari hasil sondir.Ǿ = Keliling penampang tiang.JHP = Jumlah hambatan pelekat dari hasil sondir.3 dan 5 = Angka keamanan.

2. Direncanakan menggunakan pondasi bor pile (2x6) = 12 buah.

Gambar 7: Rencana Bor Pile 12 buahBanyak bor pile = 12 buah X max = 15 m : Y max = 4,8 mBanyak tiang pancang satu baris arah x ; Nx = 2 buah Banyak tiang pancang satu baris arah y ; Ny = 6 buahΣ x 2 = 2 x ( 15 2 ) = 450 m2

Σ y 2 = 6 x ( 0,70 2 + 2,10 2 + 3,50 2 + 3,50 2 + 4,8 2) = 241,14 m2

Efisiensi tiang pancang dalam kelompok pada abutment dihitung dengan metode elabarre :

η = 1 – d / s { (m – 1) n + (n – 1) m / 90 x m x n }dimana :η = Efisiansim = Jumlah tiang dalam 1 baris arah x = 2 mn = Jumlah tiang dalam 1 baris arah y = 6 md = Diameter tiang pancang = 1,8 ms = Jarak antar tiang (dari pusat kepusat) = 190 cm

η = 1 – 1,8 / 190 X ( 2 – 1 ).6 + ( 6 – 1 ).2 / 90 X 2 X 6 = 0,860 Q tanah = 0,860 x 84,03ton = 72,26 tonQ bahan = 569ton x 0,860 = 489,34 tonDiambil Q = 489,34 ton ( dari kedua daya dukung diambil yang terbesar ).

Harga Satuan Pondasi Bor PileTABEL 4. Harga Satuan Pondasi BOR PILE

No Uraian Pekerjaan Satuan Kuantitas Harga Total


Satuan

1Penyediaan pipa casing ID = 1.4 m, t = 12 mm, L = 27 m

m 486.00 4,411,346.41 2,143,914,352.94

2Pemancangan pipa casing

m 414.00 1,599,733.33 662,289,600.00

3Pengeboran bored pile dia. 120 cm

m 594.00 2,570,398.42 1,526,816,662.14

4Baja tulangan BJTD-32 untuk pondasi

kg 101,319.43 9,805.00 57,688,190.00

5Beton struktur K-300 untuk bored pile

ton 489.34 1,224,080.00 598,991,307.20

Total 4,989,700,112,28

KESIMPULAN DAN SARANKesimpulan

Setelah dilakukan perbandingan perhitungan dan perkalian harga satuan pekerjaan di dapat biaya seluruh jenis pekerjaan struktur bangunan bawah jembatan menggunakan pondasi tiang pancang adalah Rp 6,067,092,838 tempat lokasi causeway pada pier 57 sedangkan biaya seluruh jenis pekerjaan struktur bangunan bawah jembatan menggunakan pondasi bor pile adalah Rp 4,989,700,112 tempat lokasi approach bridge pada pier 59 sehingga penulis dapat menarik kesimpulan bahwa biaya pekerjaan pondasi bor pile lebih murah dari pada biaya pekerjaan pondasi tiang pancang dengan selisih harga Rp 1,077,392,726.Saran

Untuk pelaksanaan pembangunan jembatan yang berada dilaut sebaiknya menggunakan konstruksi pondasi dengan bor pile karena biayanya lebih murah.

DAFTAR PUSTAKAASCE (American Society of Civil Engineers) (1976), Subsurface Investigation for Design and Construcion of Foundations for- Buildings.

ASCE (American Society of Civil Engineers), 1993, Design of Pile Foundation.

ASTM D 1143., Standard Method of Testing Piles Under Static Axial Compressive Loads.

ASTM D 34441-75 T., Tentative Method for Deep, Quasi-Static,Cone and Friction-Cone Penetration Tests of Soil.

ASTM D 3689., Method for Testing Individual Piles Under Static Axial Tensile Load.

ASTM D 3966., Method of Testing Piles Under Lateral Loads.

Bell, F.G., (1993), Engineering Geology, Blackwell Scientific Publications.

Bowles, J.E., (1993), Foundation Analysis and Design, Mc Graw Hill.


Brinch Hansen, J., (1961), The Ultimate Resistance of Rigid Piles Against Transversal Forces, Danish Geotechnical Institute Bulletin, no.12.,p.5-9.

Broms, B., (1964), The Lateral Resistance of Piles in Cohesive Soils, Journal of Soil Mechanics and Foundation Engineering, ASCE, vol 90, no SM-2.

Broms, B., (1964), Tire Lateral Resistance of Piles in Coliesionless Soils, Journal of Soil Mechanics and Foundation Engineering, ASCE, vol 90, no SM-3.

Canadian Geotechnical Society, (1992), Canadian Foundation Engineering Manual, 3rd edition.

Chin, F.K., (1970), Estimation of the Ultimate Load of Piles Not Carried to Failure, Proceedings of the 2"d S.E. Asia Conference on Soil Engineering, pp. 81-9.

Das, Braja M., (1999), Principles of Foundation Engineering, 4th edition, PWS Kent.

USD

arifin 002 2ok

Documents