PONDASI I

KATA PENGANTAR

Segala puji milik Allah, tuhan semesta alam yang telah memberikan kesehatan serta kemampuan sehingga penyusunan tugas besar ini dapat kami selesaikan tepat pada waktunya.

Ucapan terima kasih kepada Bapak Ir.H.Darwis Panguriseng, ST., yang telah mencurahkan segala perhatian dan kemampuannya dalam kapasitasnya sebagai dosen/asisten tugas besar pada mata kuliah Rekayasa Pondasi II untuk dapat mengarahkan dan membimbing kami kepada penyusunan dan penyelesaian tugas besar ini. Serta kepada rekan-rekan mahasiswa Fakultas Teknik yang telah memberikan bantuan saran sampai pada penyelesaian tugas besar ini kami rampungkan. Terima kasih.

Penyusunan tugas besar ini tidaklah pantas untuk dikatakan sempurna, “karena segala kesempurnaan milik Allah”. Olehnya itu kami sangat berharap sumbang saran maupun kritikan yang bersifat konstruktif demi penyempurnaan tugas besar ini ke depan serta demi kepentingan dan kemajuan Fakultas Teknik, dan untuk ini Penyusun mengucapkan terima kasih.

Akhirnya, mudah-mudahan tugas besar ini dapat ikut membantu dan mendorong perkembangan Ilmu Teknik Sipil khususnya pada Fakultas Teknik Unismuh Makassar.

Makassar,       Januari 2015

BAB I

TEMBOK PENAHAN

A.  Pengertian Tembok Penahan

Tembok penahan adalah suatu bangunan yang di bangun untuk mencegah keruntuhan  tanah yang curam atau lereng ,yang di bangu di tempat dimana kemantapan tidak dapat di jamin oleh  lereng tanah itu sendiri ,di pengaruhi oleh kondisi topografi tempat itu ,bila di lakukan pekrjaan tanah seperti penangulangan atau pemotongan tanah.

B.  Macam – Macam Tembok Penahan dan Fungsinya

Macam – macam tembok penahan seperi yang di perlihatkan pada gambar di bawah ini di golongkan menurut bahan –bahan yang di pakai untuk bangunannya.

Gambar ,1.Macam – Macam Tembok Penahan

Berikut ini penjelasan macam – macam tembok penahan berdasarkan pada bahan yang di gunakan:

1.         Tembok penahan batu dan yang berupa balok

Tembok penahan ini di gunakan terutama untuk mencegah terhadap keruntuhan tanah dan lebih lanjut lagi di gunakan apabila  tanah asli di belakangan tembok cukup baik dan tekanan tanah di anggap kecil .Hal ini termasuk kategori di mana kemiringan lebih curam dari 1 : 1 dan di bedakan dari pasangan batu dengan kemiringan muka tanah tanah lebih kecil.Terdapat dua macam tembok penahan yaitu tembok kering (dry masonry) dan penembokan basah (water masonry),seperti gambar di bawah ini:

Gambar ,2.Macam – Macam Tembok Penahan dengan Pasangan Batu

2.        Tembok penahan beton Tipe Gravitasi (tipe semigravitasi)

Tembok penahan macam gaya berat bertujuan untuk memperoleh ketahanan terhadap tekanan tanah  dengan beratnya sendiri.karna bentuknya yang sangat sederhana dan juga pelaksanaanyang mudah ,jenis ini sering di gunakan apabila di butuhkan konstruksi penahan yang tidak terlalu tinggi atau bila tanah pondasinya baik.(b,c)

3.        Tembok penahan beton dengan sandaran (Lean against type)

Tembok penahan dengan sandaran sebenarnya juga termasuk dalam kategori tembok penahan gravitasi tetapi cukup berbeda dalam fungsinya.Tembok penahan tipe garavitasi harus berdiri pada alas bawahnya meskipun tidak ada tanah timbunan di belakang tembok itu.oleh karna itu berat tembok haruslah berat,dan tergantung dari kebutuhan besarnya kapasitas daya dukung tanah pondasi.Akibat,bila di perlukan tembok penahan yang tinggi maka tembok penahan jenis ini di pakai .(gambar  d).

4.        Tembok penahan beton bertulang dengan balok kantilever.

 Tembok penahan beton bertulang dengan balok kantilever tersusu dari suatu tembok memanjang dan suatu plat lantai.Masing –masing berlaku sebagai balok kantilever dan kemantapan dari tembok,didapatkan dengan berat badanya sendiri dan berat tanah di atas tumit pelat lantai .Karna tembok jenis ini relative mudah di laksanakan ,maka jenis juga dipakai dalam jangkauan luas .(gambar e).

5.        Tembok penahan beton bertulang dengan penahan (buttress).

Suatu pendekatan mengenai kemantapan tembok penahan dengan penahan di lakukan sama halnya pada tembok penahan tipe balok kantilever,kecuali bahwa tipe ini di bangun pada sisi tembok di bawah tanah tertekan untuk memperkecil gaya irisan yang bekerja pada tembok memanjang dan plat lantai.Kelemahan dari tembok jenis ini adalah pelaksanaan yang lebih sulit dari pada jenis lainya dan pemadatan dengan cara rilling pada tanah di bagian belakang adalah jauh lebih sulit.(gambar e)

6.        Tembok penahan beton bertulang dengan tembok penyongkong

Tembok penahan beton bertulang dengan tembok penyongkong berfungsi sama seperti dinding penahan denagan penahan ,tetapi tembok tembok penyongkong yang berhubungan dengan penahan di tempatkan pada sisi yang berlawanan dengan sisi di mana tekanan tanah bekerja .Berat tanah di atas bagian tumit pelat lantai tidak di gunakan untuk menjamin kemanatapan ,maka di butuhkan lebar plat lantai yang besar dan akibat jenis ini tidak di pakai lebih dari yang di butuhkan kecuali dalam hal di mana kondisi khusus yang tak memungkinkan membangun plat lantai di belakang tembok penahan dapat teratasi.(gambar f,g).

7.        Tembok penahan khusus.

Jenis ini adalah tembok penahan khusus yang tidak termasuk dalam tembok penahan yang di sebutkan dalam gambar a sampai g .Jenis ini di bagi menjadi tembok penah macak arak ,tembok penahan tipe kotak ,tembok penahan terbuat dari pabrik ,tembok penahan yang menggunakan jangkar,tembok penahan dengan penguatan tanah dan tembok penahan terbentuk Y tebalik .

C.  ANALISIS YANG DI PERLUKAN

Pada perencanaan dinding penahan tanah ,beberapa analisis yang harus di lakukan  adalah :

a.analisis kestabilan terhadap guling

b.analisis ketahanan terhadap geser

c. analisis Eksentritas

d. daya dukung ijin dari tanah

Gambar  3.Tegangan pada dinding atau kepala jembatan tipe gravitasi.

Gambar 4.Ilustrasi kestabilan tembok penahan

-          Kestabilan Terhadap Guling

Kesstabilan struktur terhadap kemungkinan terguling di hitung dengan persamaan berikut :

∑Mo  = jumlah dari momen yang menyebabkan struktur terguling dengan titik pusat putaran di titik O. ∑Mo  disebabkan oleh tekanan tanah aktif yang bekerja pada elevasi H/3.

∑Mr = jumlah momen yang mencegah struktur terguling dengan titik pusat putaran di titik O.  ∑Mr merupakan momen yang disebabkan oleh gaya vertical dari struktur dan berat tanah di atas struktur.

-          Ketahanan Terhadap Geser

Ketahanan struktur terhadap kemungkinan struktur bergeser di hitung berdasarkan persamaan berikut:

 

∑FD = Jumlah dari gaya horizontal yang menyebabkan struktur bergser . ∑FD                    disebkan oleh tekanan tanah aktif yang bekerja pada struktur.

∑FR = jumlah gaya horizontal yang mencegah struktur bergeser . ∑FR merupakan gaya penahan yang di sebabkan oleh tahanan gesek  dari struktur dengan tanah serta tahanan yang di sebabkan oleh kohesi tanah.

-          Daya Eksentritas

Tekanan yang disebabkan oleh gaya gaya yang terjadi pada dinding penahan ke tanah harus di pastikan lebih kecil dari pada gaya dukung ijin tanah.Penentuan daya dukung ijin pada dasr dinding penahan dilakukan seperti dalam perencanaan pondasi dangkal.

Hal pertama yang perlu diperiksa adalah eksentritas dari gaya gaya ke pondasi yang di hitung dengan rumus berikut:

 

-          Daya Dukung ijin dari Tanah

Angka keamanan terhadap tekanan maksimum ketanah dasar di hitung dengan rumus berikut:

 

D.  TEKANA TANAH  LATERAL

Besarnya tekanan tanah dalam arah leteral ditentukan oleh :

a.    Besranya koefisien tekanan tanah aktif , pasif dan keadaan diam

b.    Besarnya kohesi tanah

c.    Besarnya beban yang bekerja pada permukaan tanah timbunan

a.  Besranya koefisien tekanan tanah aktif , pasif dan keadaan diam

Tekanan tanah lateral dalam keadaan aktif terjadi apabila tanah bergerak menekan misalnya pada dinding penahan tanah sehingga dinding penahan tanah bergerak menjauhi tanah di belakanya.

Tekanan tanah lateral dalam keadaan pasif tejadi pada tanah yang berada  di depan dinding penahan tanah karena menekan dinding tanah tersebut.Tekanan tanah dalam keadaan diam adalah tekanan lateral yang ada dalam tanah yang tidak disebabkan oleh adanya dorongan lateral.Dalam menganalisa tekanan tanah tanah aktif dan pasif  ada 2 pendekatan yang umum di gunakan yaitu teori coulomb dan teori rangkine.

Teori Rankine dan Teori Coulomb diilustrasikan pada gambar  di bawah ini.

Gambar 5.Bidang keruntuhan menurut rangkine dan coulomb

b.  Teori rankine untuk tanah non- kohesif

Koefisien tanah aktif dan pasif  (Ka dan Kp) untuk tanah non-kohesif menurut pendekatan dari rangkine di hitung dengan rumus berikut:

c.   Teori coulomb untuk tanah non-kohesif

Menurut teori coulomb ,koefisien tekanan tanah Ka  dan Kp untuk tanah non- kohesif di hitung dengan rumus berikut:

 

                                                                                        

   ᶲ = Sudut gesek dari tanah

    α .=Kemiringan timbunan tanah terhadap bidang horizontal

     δ = Sudut geser dinding tanah biasanya diambil 2/3 ᶲ s/d 1.0 ᶲ

    β = Kemiringan dinding terhadap bidang vertical

           Diagram bidang keruntuhan dan juga gaya tekan aktif untuk tanah non- kohesif menurut teori coulomb dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 6.pola keruntuhan colomb untuk tanah non- kohesif

BAB II

TIANG PNCANG

A.  Pengertian dan Macam – Macam Tiang Pancang

Tiang pancang adalah tiang yang berfungsi memindahkan atau mentrasfer beban – beban dari konstruksi diatasnya yang di pakukan ke tanah sampai lapisan tanah yang memenuhi daya dukung ijin.

Tiang pancang pancang di gunakan untuk suatu pondasi dari bangunan apabila tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung  (bearing capacity) yang cukup untuk memikul beban di atasnya atau tanah keras letaknya sangat dalam.

1.  Macam – macam tiang pancang :

a.    Menurut cara pemindahan beban tiang pancang di bagi 2 yakni:

(1). Point bearing pile (End bearing pile)

Tiang pancang dengan tahanan ujung tiang meneruskan beban melalui tahanan ujung ke lapisan tanah keras

(2).Friction pile

          Tiang ini meneruskan beban ke tanah melalui geseran kulit  (skin friction)

a.    File pada tanah dengan butir- butir tanah kasar (coarce grained)

Pada proses pemancangan tiang ini dalam suatu kelompok tiang yang mana satu sama lainnya saling berdekatan ,dan ini akan menyebabkan berkurngnya pori poritanah dan mengcompackan tanah di antara tiang- tiang tersebut dan tanah sekelilingnya(compaction pile).

b.    Friction pile pada tanah dengan butir – butir yang sangat halus (very fine grained) dan sukar melakukan air.

Pada proses pemancangan kelompok tiang tidak menyebabkan tanah diantara tiang –tiang mencaji “compact”,karna itu tiang –tiang termasuk kategori (Floting pile pondation)

Jenis dan bentuk tiang pancang bermacam-macam demikian pula dengan kriteria dalam memilih jenis pondasi yang akan digunakan. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam memilih jenis pondasi yaitu :

1.   Keadaan tanah dibawah pondasi

2.  Batasan-batasan akibat konstruksi diatasnya

3.  Batasan-batasan dari sekelilingnya

4.  Waktu dan biaya pekerjaan

Salah satu bentuk pondasi adalah tiang pancang, pondasi ini berfungsi untuk memindahkan beban-beban dari konstruksi diatasnya ke lapisan tanah yang lebih dalam. Pondasi tiang pancang baik digunakan pada tanah keras yang letaknya agak dalam.

Pada umumnya tiang pancang dipancangkan tegak lurus ke dalam tanah, tetapi jika diperlukan pondasi dapat dimiringkan untuk menahan gaya-gaya horizontal.

Tiang pancang dapat dibagi berdasarkan material yang dipergunakan, yaitu :

1.       Tiang pancang kayu

2.      Tiang pancang beton

3.      Tiang pancang baja

4.      Tiang pancang komposit (kayu beton atau baja beton).

1.1      Perhitungan Stabilitas Tembok Penahan.

Langkah pertama yang dilakukan dalam menentukan stabilitas tembok penahan adalah mengubah beban hidup menjadi ketebalan tanah. Rumus yang digunakan adalah :

                  dimana :       

                     q  =   Beban hidup yang ada diatas tembok penahan (t/m²)

                           =       Berat jenis tanah (t/m³)

                     =   ketebalan tanah (m)

1.2     Perhitungan Koefisien Tekanan Tanah dan Tekanan Tanah

Koefisien tekanan tanah dihitung dengan menggunakan rumus:

P_h1 = K­_H . h_s                     dimana :  P_H12  = Koefisien reaksi tanah

P_h2 = K­_H  (h_s + y)     

Tekanan tanah dihitung menggunakan rumus ;

P_H =

H_e =

1.3     Analisa Kemantapan

1.     Kontrol terhadap guling

d =        dimana :   M_r = momen tahan

Eksentrisitas                        M₀ = momen guling

e = B/2 – d

2.    Kontrol terhadap gelincir

     F_s =  SW.u/P_H

3.    Kontrol terhadap daya dukung

Q =

1.4     Gaya-Gaya Yang Bekerja Terhadap Tiang Pancang

Perhitungan daya dukung tiang berdasarkan nilai kritis yang diperoleh dari perhitungan daya dukung menurut TERZAGI dan perhitungan daya dukung berdasarkan kekuatan bahan.

Dalam perhitungan cara TERZAGI, Digunakan rumus sebagai berikut:

Q =  (ton)

Di mana

Q  = Daya dukung per tiang

A  = Luas penampang Tiang

q  =  Daya dukung ultimate

Fs = Faktor keamanan

Dapat di hitung dengan rumus TERZAGI, yaitu

Untuk penampang bujur sangkar

q =1,3 C.Nc + qNq + 0,5.B.N

Untuk penampang lingkaran

q = 1,3 C.Nc + Z.Nq + 0,6.B.N

Di mana

C = Kohesi  tanah (berat isi tanah)

B = Ukuran sisi tiang

Z = Panjang tiang dalam tanah

R = Jari-jari tiang

1.5     Perhitungan Reaksi Pada Kepala Tiang

Di hitung dengan cara perpindahan sebagaimana yang telah diatur dalam buku “ Mekanika Tanah Dan Pondasi” oleh Ir. Sujono. Dan kasuka Nakazawa Hal 110.

Perpindahan titik pusat dapat di tentukan dengan perhitungan melalui persamaan tiga dimensi secara berturut-turut, yaitu

Axx.x + Axy .y +Axa.a = H

Ayx.x + Ayy .y +Aya.a = V

Aax.x + Aya.y .y +Aaa.a = M

Di anggap bahwa alas tumpuan adalah mendatar, dan setiap kosfisien diperkirakan berdasarkan persamaan sebagai berikut :

Axx = Z (K1. Cos2q1 + Kv Sin 2q1)

Axy = Ayx = Z (Kv-K1) Sin 2q1. Cosq

Axa = Aax = Z (Kv-K1)Xi.Sin q-K2 Cosq

Ayy = Z(Kv. Cos2q + K1 Sin 2q)

Aya = Aay = Z (Kv. Cos2q1 + K1. Sin 2q) Xi + K2. Sin qi

Aaa = Z (Kv. Cos2q + K1. Sin 2qi) Xi +( K2+K3)Xi Sin q +K4

Di mana :

H  = Beban yang mendatar yang bekerja di atas tumpuan.

V   = beban vertikal yang bekerja diatas tumpuan

Mo = Momen lentur terhadap titik pusat tumpuan

y    =  Perpindahan vertikal terhadap titik pusat

x    = Perpindahan horizon terhadap titik pusat

q    = sudut rotasi tumpuan

Xi  = Koordinat x untuk kepala tiang ke-1

Berdasarkan tabel 6.9 (MT dan TP hal 112), ketentuan kepala tiang untuk perencanaan tiang dasar tumpuan (h=0) maka di dapat :

K1       = 4 EIb3

K2      = K3 = 2. EIb3

K4      = 2.EI

Dimana :

b             = Nilai karakteristik tiang

K     = Koefisien daya dukung tangkap reaksi permukaan

E     = Modulus elastisitas

I     = Momen inersia

qi    = Sudut kemiringan tiang ke-1

D    = Diameter tiang

Kv   = Konstanta pegas dalam arah aksial untuk tiang

1.6     Perhitungan Efisiensi Tiang Pancang

A.  Metode Feld

Di sini kelompok tiang pancang terdiri dari n buah dengan susunan tertentu seperti gambar berikut :

C

B

B

C

B

A

A

B

B

A

A

B

C

B

B

C

Tiang A dipengaruhi oleh 8 tiang yang ada di sekelilingnya.

Efisiensinya dihitung :

Eff. A = 1 -

Tiang B dipengaruhi oleh 5 tiang yang ada di sekelilingnya.

Efisiensinya dihitung :

Eff. B = 1 -

Tiang C dipengaruhi oleh 3 tiang yang ada disekelilingnya.

Efisiensinya dihitung :

Eff. C = 1 -

Selanjutnya efisiensi dari kelompok tiang yang (pile group) :

a tiang A = a x eff. A

b tiang B = b x eff. B

c tiang C   = c x eff. C

Total eff.     =

Jadi efisiensi dari kelompok tiang yang terdiri dari n

buah tiang pancang dengan susunan seperti pada gambar.

N =

B. 

d

s

s

s

s

s

Metode Uniform Building Code dari AASHO

Syarat : s

dimana :

s   = Jarak antara tiang (as – as)

d   = Diameter tiang pancang

m = Banyaknya baris

n   = Banyaknya tiang dalam satu baris

Eff . N = 1 -

Dimana :

m   = Jumlah baris

n    = jumlah tiang dalam satu baris

q    = Arc. Tan (derajat)

d    = Diameter tiang

S    = Jarak antara tiang (As ke As)

C.  Metode Los Angeles Group – Action Formula

Eff. : N = 1 -

Dimana :

s   = Jarak antara tiang (as – as)

d   = Diameter tiang pancang

m = Banyaknya baris

n   = Banyaknya tiang dalam satu baris

D.  Metode SEILER – KEENY

Eff N =

Dimana :

s   = Jarak antara tiang (as – as)

m = Banyaknya baris

n   = Banyaknya tiang dalam satu baris

A