perencanaan pondasi rakit bertiang untuk …eprints.umm.ac.id/56056/1/pendahuluan.pdftabel 4.3 nilai...
TRANSCRIPT
PERENCANAAN PONDASI RAKIT BERTIANG
UNTUK PEMBANGUNAN TOWER SAPPIHRE
APARTEMEN GRAND DHARMAHUSADA LAGOON
SURABAYA
Skripsi
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik
Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
ZULFAN ABYAN PRADANA
201410340311250
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2019
ii
LEMBAR PENGESAHAN
JUDUL : PERENCANAAN PONDASI RAKIT BERTIANG UNTUK
PEMBANGUNAN TOWER SAPPHIRE APARTEMEN
GRAND DHARMAHUSADA LAGOON SURABAYA
NAMA : ZULFAN ABYAN PRADANA
NIM : 201410340311250
Pada hari Sabtu, 10 Januari 2019, telah diuji oleh tim penguji:
1. Ir. Erwin Rommel, MT. Dosen Penguji I .................................
2. Moh. Abduh, ST., MT. Dosen Penguji II ................................
Menyetujui dan Mengesahkan :
Malang, ........................... 2019
Dosen Pembimbing I
Dr. Ir. Sunarto, MT.
Dosen Pembimbing II
Ir. Lukito Prasetyo, MT.
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Sipil
Ir. Rofikatul Karimah, MT.
ii
LEMBAR PENGESAHAN
JUDUL : PERENCANAAN PONDASI RAKIT BERTIANG UNTUK
PEMBANGUNAN TOWER SAPPHIRE APARTEMEN
GRAND DHARMAHUSADA LAGOON SURABAYA
NAMA : ZULFAN ABYAN PRADANA
NIM : 201410340311250
Pada hari Sabtu, 10 Januari 2019, telah diuji oleh tim penguji:
1. Ir. Erwin Rommel, MT. Dosen Penguji I .................................
2. Moh. Abduh, ST., MT. Dosen Penguji II ................................
Menyetujui dan Mengesahkan :
Malang, ........................... 2019
Dosen Pembimbing I
Dr. Ir. Sunarto, MT.
Dosen Pembimbing II
Ir. Lukito Prasetyo, MT.
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Sipil
Ir. Rofikatul Karimah, MT.
iv
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim
Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Puji syukur penyusun panjatkan atas kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta’la
yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusun dapat
menyelesaikan penyusunan tugas akhir yang berjudul “Perencanaan Pondasi Rakit
Bertiang Untuk Pembangunan Tower Sapphire Apartemen Grand Dharmahusada
Lagoon Surabaya” ini dengan baik dan tepat pada waktunya.
Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh
mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Malang sebagai salah satu syarat mencapai gelar kesarjanaan.
Selama mengerjakan Tugas Akhir ini, penyusun banyak mendapatkan
bantuan, petunjuk, arahan serta dukungan moril dan materiil dari berbagai pihak.
Karena itu dalam kesempatan ini penyusun menyampaikan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Fauzan, M.Pd. selaku Rektor dari Universitas Muhammadiyah
Malang.
2. Bapak Dr. Ahmad Mubin, ST., MT. selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Malang.
3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Malang.
4. Bapak Ir. Ernawan Setyono, MT. selaku Dosen Wali.
5. Bapak Dr. Ir. Sunarto, MT. selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Ir.
Lukito Prasetyo, MT. selaku Dosen Pembimbing II.
6. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah
Malang yang telah banyak memberi bekal ilmu pengetahuan kepada
penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan menyelesaikan
penulisan Tugas Akhir ini.
v
7. Kedua Orang tua dan keluarga saya yang banyak memberikan bantuan
moril, material, arahan, dan selalu mendoakan keberhasilan dan
keselamatan selama menempuh pendidikan.
8. Rekan-rekan Mahasiswa Teknik Sipil khususnya angkatan 2014 yang telah
banyak memberikan masukan kepada penulis baik selama dalam
mengikuti perkuliahan maupun dalam penulisan Tugas Akhir ini.
9. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan penulisan Tugas
Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh
dari kata sempurna karena keterbatasan ilmu dan pengetahuan, oleh karena itu
segala masukan, kritik, dan saran yang membangun sangat diharapkan demi
perbaikan tugas akhir ini.
Akhir kata, penulis berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi seluruh
pembacanya. Amin.
Wassalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Malang, 23 Februari 2019
Penulis
viii
DAFTAR ISI
Lembar Pengesahan .................................................................................................. ii
Surat Pernyataan ...................................................................................................... iii
Kata Pengantar ......................................................................................................... iv
Abstrak .................................................................................................................... vi
Abstract .................................................................................................................. vii
Daftar Isi ................................................................................................................ viii
Daftar Tabel ........................................................................................................... xiv
Daftar Gambar ....................................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah ............................................................................................ 2
1.4 Tujuan ........................................................................................................... 2
1.5 Manfaat ......................................................................................................... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................... 4
2.1 Umum ........................................................................................................... 4
2.2 Jenis-jenis Pondasi ......................................................................................... 4
2.3 Pondasi Rakit................................................................................................. 5
2.3.1 Kapasitas Dukung Pondasi Rakit ........................................................... 5
2.3.1.1 Analisis Terzaghi........................................................................... 6
2.3.1.2 Analisis Meyerhof ......................................................................... 6
2.3.2 Penurunan Pondasi Rakit ....................................................................... 6
ix
2.3.3 Kontrol Terhadap Gaya Geser ............................................................... 8
2.3.3.1 Geser Satu Arah ............................................................................ 8
2.3.3.1 Geser Dua Arah ............................................................................. 9
2.3.4 Penulangan Pondasi Rakit ................................................................... 10
2.4 Pondasi Tiang .............................................................................................. 11
2.4.1 Daya Dukung Ijin Tiang ...................................................................... 12
2.4.1.1 Daya Dukung Ijin Tekan ............................................................. 12
2.4.1.2 Daya Dukung Ijin Tarik ............................................................... 14
2.4.1.3 Daya Dukung Horizontal ............................................................. 14
2.4.2 Jumlah Tiang ....................................................................................... 16
2.4.3 Penulangan Tiang ................................................................................ 16
2.4.3.1 Pengangkatan Dua Titik .............................................................. 17
2.4.3.2 Pengangkatan Satu Titik .............................................................. 17
2.5 Pondasi Rakit Bertiang ................................................................................ 18
2.5.1 Daya Dukung Kelompok Tiang ........................................................... 19
2.5.2 Jarak Antar Tiang Dalam Kelompok ................................................... 20
2.5.3 Beban Maksimum Tiang Pada Kelompok Tiang .................................. 21
2.5.4 Penurunan Kelompok Tiang ................................................................ 22
2.5.4.1 Penurunan Segera ........................................................................ 22
2.5.4.2 Penurunan Konsolidasi ................................................................ 24
2.6 Perencanaan Sambungan Pondasi Rakit Dengan Pondasi Tiang ................... 25
2.6.1 Perencanaan Beton Pengisi .................................................................. 25
2.6.2 Panjang Beton Pengisi ......................................................................... 27
x
2.6.3 Panjang Jangkar Penulangan ............................................................... 27
2.7 Pembebanan ................................................................................................ 29
2.7.1 Beban Mati .......................................................................................... 29
2.7.2 Beban Hidup ....................................................................................... 29
2.7.3 Beban Gempa ...................................................................................... 30
2.7.3.1 Faktor Keutamaan Dan Kategori Risiko Struktur Bangunan ........ 30
2.7.3.2 Klasifikasi Situs .......................................................................... 32
2.7.3.3 Parameter Percepatan Terpetakan ................................................ 34
2.7.3.4 Koefisien Situs Dan Parameter Resposn Spektral Percepatan Gempa
Maksimum Yang Dipertimbangkan Risiko Tertarget ................... 35
2.7.3.5 Parameter Percepatan Spektral Desain ......................................... 36
2.7.3.6 Respons Spektrum Desain ........................................................... 37
2.7.3.7 Kategori Desain Seismik ............................................................. 37
2.7.3.8 Sistem Struktur Dan Parameter Struktur ...................................... 38
2.7.3.9 Faktor Redudansi......................................................................... 39
2.7.3.10 Prosedur Perhitungan Gaya Lateral Ekivalen ............................. 40
BAB III METODE PERENCANAAN .................................................................... 44
3.1 Lokasi Proyek .............................................................................................. 44
3.2 Prosedur Perencanaan .................................................................................. 44
3.2.1 Persiapan Perencanaan ........................................................................ 45
3.2.2 Pengumpulan Data .............................................................................. 46
3.2.3 Analisis Pembebanan .......................................................................... 46
3.2.4 Perencanaan Dimensi Pondasi ............................................................. 46
xi
3.2.5 Kontrol ................................................................................................ 46
3.3 Data Perencanaan ........................................................................................ 47
3.3.1 Data Umum Proyek ............................................................................. 47
3.3.2 Data Penyelidikan Tanah ..................................................................... 47
3.3.3 Data Spesifikasi Baja Tulangan ........................................................... 52
3.3.4 Data Spesifikasi Tiang Pancang ........................................................... 53
BAB IV PEMBAHASAN ....................................................................................... 55
4.1 Analisis Pembebanan ................................................................................... 55
4.1.1 Beban Mati .......................................................................................... 55
4.1.2 Beban Hidup ....................................................................................... 55
4.1.3 Beban Gempa ...................................................................................... 56
4.1.3.1 Parameter Percepatan .................................................................. 56
4.1.3.2 Kategori Desain Seismik ............................................................. 57
4.1.3.3 Sistem Struktur ............................................................................ 58
4.1.3.4 Pembatasan Waktu Getar Alami Fundamental ............................. 58
4.1.3.5 Koefisien Respon Seismik ........................................................... 60
4.1.3.6 Prosedur Analisa Gempa ............................................................. 60
4.2 Permodelan Struktur .................................................................................... 61
4.3 Hasil Analisis Pembebanan .......................................................................... 63
4.3.1 Jumlah Ragam ..................................................................................... 63
4.3.2 Skala Gaya .......................................................................................... 65
4.4 Perencanaan Pondasi Rakit .......................................................................... 65
4.4.1 Resultan Gaya ..................................................................................... 66
xii
4.4.2 Daya Dukung Pondasi Rakit ................................................................ 68
4.4.3 Daya Dukung Ultimit Pondasi Rakit .................................................... 68
4.4.4 Daya Dukung Ijin Pondasi Rakit ......................................................... 68
4.4.5 Distribusi Tegangan ............................................................................ 69
4.4.6 Kapasitas Geser Pons .......................................................................... 69
4.5 Perencanaan Pondasi Tiang.......................................................................... 73
4.5.1 Daya Dukung Ijin Tekan ..................................................................... 73
4.5.2 Daya Dukung Ijin Tarik ....................................................................... 74
4.5.3 Formasi Tiang ..................................................................................... 74
4.5.4 Efisiensi Kelompok Tiang ................................................................... 75
4.5.5 Distribusi Tegangan Pada Tiang .......................................................... 76
4.5.6 Daya Dukung Horizontal ..................................................................... 77
4.6 Penurunan.................................................................................................... 78
4.6.1 Penurunan Segera ................................................................................ 78
4.6.2 Penurunan Konsolidasi ........................................................................ 80
4.7 Penulangan .................................................................................................. 80
4.7.1 Penulangan Tiang Pancang .................................................................. 81
4.7.1.1 Pengangkatan Dua Titik .............................................................. 81
4.7.1.2 Pengangkatan Satu Titik .............................................................. 82
4.7.2 Penulangan Pondasi Rakit ................................................................... 84
4.7.2.1 Penulangan Momen Positif .......................................................... 85
4.7.2.2 Penulangan Momen Negatif ........................................................ 86
4.7.2.3 Desain Tulangan Susut ................................................................ 88
xiii
4.8 Sambungan .................................................................................................. 88
4.8.1 Perencanaan Beton Pengisi .................................................................. 89
4.8.1.1 Desain Tulangan Longitudinal ..................................................... 89
4.8.1.2 Panjang Beton Pengisi ................................................................. 93
4.8.1.3 Desain Tulangan Spiral ............................................................... 93
4.8.2 Panjang Jangkar Penulangan ............................................................... 93
4.8.3 Sambungan Antar Tiang Pancang ........................................................ 94
BAB V PENUTUP ................................................................................................. 97
5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 97
5.2 Saran ........................................................................................................... 98
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 99
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Nilai Ip Persamaan Timoshenko dan Goodier ....................................... 7
Tabel 2.2 Korelasi N–SPT dan qc dengan Modulus Elastisitas pada Tanah Pasir .. 7
Tabel 2.3 Batas Penurunan Maksimum ................................................................ 8
Tabel 2.4 Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Non Gedung untuk Beban
Gempa ............................................................................................................... 30
Tabel 2.5 Faktor Keutamaan Gempa .................................................................. 32
Tabel 2.6 Klasifikasi Situs ................................................................................. 32
Tabel 2.7 Koefisien Situs, Fa .............................................................................. 36
Tabel 2.8 Koefisien Situs, Fv .............................................................................. 36
Tabel 2.9 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan
pada Perioda Pendek .......................................................................................... 38
Tabel 2.10 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan
pada Perioda Satu Detik .................................................................................... 38
Tabel 2.11 Faktor R, Cd, Ω0................................................................................ 38
Tabel 2.12 Persyaratan Masing-masing Tingkat yang Menahan > 35% Gaya Geser
Dasar ................................................................................................................. 40
Tabel 2.13 Koefisien untuk Batas Atas pada Periode yang Dihitung ................... 42
Tabel 2.14 Nilai Parameter Perioda Pendekatan Ct dan x .................................... 42
Tabel 3.1 Summary of Laboratory Test Results DB-6 Area ................................. 48
Tabel 3.2 Spesifikasi Baja Tulangan Beton Polos ............................................... 52
Tabel 3.3 Spesifikasi Baja Tulangan Beton Sirip ................................................ 52
Tabel 3.4 Spesifikasi Tiang Pancang .................................................................. 53
Tabel 4.1 Beban Hidup ...................................................................................... 55
Tabel 4.2 Nilai Spektral Percepatan di Permukaan dari Gempa Risk-Targeted
Maximum Consider Earthquake dengan Probabilitas Keruntuhan Bangunan 1%
dalam 50 Tahun ................................................................................................. 57
Tabel 4.3 Nilai KDS Berdasarkan Parameter Percepatan pada Perioda Satu
Detik .................................................................................................................. 58
Tabel 4.4 Koefisien untuk Batas Atas pada Periode yang Dihitung..................... 58
Tabel 4.5 Nilai Parameter Perioda Pendekatan Ct dan x ...................................... 59
xv
Tabel 4.6 Penentuan Periode Berdasarkan Output Etabs Arah x ......................... 59
Tabel 4.7 Penentuan Periode Berdasarkan Output Etabs Arah y ......................... 60
Tabel 4.8 Output ETABS Base Reaction ............................................................ 63
Tabel 4.9 Jumlah Partisipasi Massa .................................................................... 63
Tabel 4.10 Perhitungan Gaya Aksial Terhadap Ujung Penampang ..................... 66
Tabel 4.11 Daya Dukung Ijin Tekan Tiang pada Tiap Kedalaman ...................... 73
Tabel 4.12 Daya Dukung Ijin Tarik Tiang pada Tiap Kedalaman ....................... 74
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pondasi Rakit .................................................................................... 5
Gambar 2.2 Tinjauan Geser Satu Arah ................................................................. 9
Gambar 2.3 Tinjauan Geser Dua Arah................................................................ 10
Gambar 2.4 Kekakuan Pondasi dan Nilai k dari Tanah ....................................... 12
Gambar 2.5 Tiang Ujung Jepit dalam Tanah Kohesif ......................................... 15
Gambar 2.6 Pengangkatan Tiang pada Dua Titik ................................................ 17
Gambar 2.7 Pengangkatan Tiang pada Satu Titik ............................................... 17
Gambar 2.8 Interaksi yang Terjadi pada Pondasi Rakit-Tiang ............................ 19
Gambar 2.9 Efisiensi Tiang Kelompok............................................................... 20
Gambar 2.10 Jarak antar Pusat Tiang ................................................................. 20
Gambar 2.11 Beban Yang Bekerja pada Pile Cap ............................................... 22
Gambar 2.12 Grafik Hubungan µi, µo, Kedalaman Pondasi dan Lebar Pondasi .. 23
Gambar 2.13 Penurunan Konsolidasi Kelompok Tiang ...................................... 25
Gambar 2.14 Ss, Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko Tertarget
(MCER), Kelas Situs SB ..................................................................................... 34
Gambar 2.15 S1, Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko Tertarget
(MCER), Kelas Situs SB ..................................................................................... 35
Gambar 3.1 Lokasi Proyek Apartemen Grand Dharmahusada Lagoon ............... 44
Gambar 3.2 Diagram Alir Perencanaan .............................................................. 45
Gambar 3.3 Cross Section Soil Profile DB-5, S-11, DB-6 .................................. 48
Gambar 3.4 Data Penyelidikan Tanah DB-6 ....................................................... 49
Gambar 3.5 Data Penyelidikan Tanah S-13 ........................................................ 50
Gambar 3.6 Consolidation Test Result ............................................................... 51
Gambar 4.1 Grafik Spektral Percepatan ............................................................. 56
Gambar 4.2 Permodelan 2D Struktur Tower Sapphire ........................................ 61
Gambar 4.3 Permodelan 3D Struktur Tower Sapphire ........................................ 62
Gambar 4.4 Perletakan Tumpuan terhadap Pondasi Rakit................................... 66
Gambar 4.5 Garis Kritis Gaya Geser Pons .......................................................... 69
Gambar 4.6 Distribusi Tegangan pada Pondasi Tiang......................................... 76
Gambar 4.7 Penurunan Pondasi.......................................................................... 78
xvii
Gambar 4.8 Penentuan Nilai µi .......................................................................... 79
Gambar 4.9 Penentuan Nilai µo ......................................................................... 79
Gambar 4.10 Pengangkatan Dua Titik pada Tiang Pancang ................................ 81
Gambar 4.11 Pengangkatan Satu Titik pada Tiang Pancang ............................... 82
Gambar 4.12 Diagram Momen Lajur Memanjang X .......................................... 84
Gambar 4.13 Diagram Momen Lajur Memanjang Arah Y .................................. 85
Gambar 4.14 Sambungan Rakit dan Tiang ......................................................... 88
Gambar 4.15 Diameter Spun Pile ....................................................................... 89
Gambar 4.16 Penampang Lingkaran dan Ekuivalen Persegi ............................... 90
Gambar 4.17 Diagram Tegangan dan Regangan Tiang Pancang ......................... 91
Gambar 4.18 Detail Tulangan dan Sambungan Rakit-Tiang ............................... 95
Gambar 4.19 Gaya Geser pada Sambungan Tiang Akibat Pemancangan ............ 96
Gambar 4.20 Sambungan antar Tiang ................................................................ 96
99
DAFTAR PUSTAKA
Sosrodarsono, Suyono & Nakazawa, Kazuto. 2000. Mekanika Tanah dan
Teknik Pondasi. Jakarta: Pradya Paramita
Hardiyatmo, Hary Christady. 1996. Teknik Fondasi 1. Jakarta: Gramedia
Pustaka Utama.
Hardiyatmo, Hary Christady. 2002. Mekanika Tanah II. Yogyakarta: Gajah
Mada University Press
Pamungkas, Anugrah & Harianti, Erni. 2013. Desain Pondasi Tahan
Gempa. Yogyakarta: Andi Offset.
Das, Braja M. 1985. Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis Jilid 1.
Terjemahan oleh Noor Endah & Indrasurya B. Mochtar. 1988.
Jakarta: Erlangga.
SNI 1726: 2012. Tatacara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur
Bangunan Gedung dan Non Gedung. Bandung: Badan Standardisasi
Nasional.
SNI 1727: 2013. Beban Minimum Untuk Perancangan Bangunan Gedung
dan Struktur Lain. Bandung: Badan Standarisasi Nasional.
SNI 2847: 2013. Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung.
Jakarta, Indonesia: Badan Standardisasi Nasional.
Bowles, Joseph E. 1997. Analisis dan Desain Pondasi Jilid 1. Jakarta:
Erlangga.
Sardjono. 1998. Pondasi Tiang Pancang Jilid 1. Surabaya: Sinar Wijaya.