studi perencanaan pondasi tiang bor pada gedung …eprints.umm.ac.id/52950/5/pendahuluan.pdf ·...
TRANSCRIPT
STUDI PERENCANAAN PONDASI TIANG BOR PADA
GEDUNG HOTEL DAN APARTEMEN ARNAVA
BATU, JAWA TIMUR
SKRIPSI
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik
Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
HENDRA PURBAYA
201410340311038
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2019
ii
iii
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat dan hidayahnya sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.
Tugas Akhir yang berjudul “Studi Perencanaan Pondasi Tiang Bor pada Gedung
Hotel dan Apartemen Arnava Batu, Jawa Timur” ini disusun dalam rangka
menyelesaikan studi Strata 1 di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang.
Penyusunan Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan
banyak pihak, oleh sebab itu dalam kesempatan kali ini penulis menyampaikan
terimakasih kepada :
1. Tuhan Yang Maha Esa atas karunia dan kesehatan yang diberikan selama ini
sehingga laporan tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik ;
2. Ketua Jurusan Teknik Sipil, Ir. Rofikatul Karimah MT ;
3. Bapak Ir. Ernawan Setyono, MT selaku Dosen Pembimbing I dan bapak Ir.
Lukito Prasetyo, MT selaku Dosen Pembimbing II yang membantu dalam
pemahaman materi ;
4. Seluruh dosen dan karyawan Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik,
Universitas Muhammadiyah Malang ;
5. Ibu, Ayah dan Adik yang selalu mendukung, mendoakan dam memberi
semangat ;
6. Sari Putri Amanda yang setia mendampingi saya dan mensuport saya dari
awal pengerjaan skripsi sampai akhir.
7. Teman – teman Teknik Sipil, terutama kelas A 2014 ;
8. Pihak-pihak lain yang mendukung secara langsung dan tidak langsung, yang
tidak dapat disebutkan satu per satu.
Semoga tugas akhir ini bermanfaat dalam perkembangan ilmu
pengetahuan dan teknologi dalam Negara Kesatuan Republik Indonesia
Malang, 2019
Penulis
v
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... ii
SURAT PERNYATAAN ............................................................................... iii
KATA PENGANTAR .................................................................................... iv
ABSTRAK ...................................................................................................... v
DAFTAR ISI ................................................................................................... vii
DAFTAR TABEL .......................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xv
BAB 1 PENDAHULUAN .............................................................................. 1
1.1 Latar Belakang.......................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 2
1.3 Tujuan Studi ............................................................................................. 2
1.4 Manfaat Studi ........................................................................................... 2
1.5 Batasan Masalah ....................................................................................... 2
BAB 2 LANDASAN TEORI ......................................................................... 4
2.1. Pondasi ..................................................................................................... 4
2.1.1. Pengertian Pondasi ............................................................................ 4
2.1.2. Macam-macam Pondasi .................................................................... 4
2.1.3. Pondasi Tiang Bor ............................................................................. 5
2.2. Pembebanan .............................................................................................. 7
2.2.1. Beban Mati / Dead Load (D) ............................................................ 7
2.2.2. Beban Hidup /Live Load (L) ............................................................. 7
2.2.3. Beban Gempa /Earthquake Load (E) ................................................ 7
2.2.4. Beban Kombinasi Terfaktor .............................................................. 9
2.3. Daya Dukung Ijin Tiang ........................................................................... 10
2.3.1. Daya Dukung Ijin Tekan ................................................................... 10
2.3.2. Daya Dukung Ijin Tarik .................................................................... 10
vi
2.4. Jumlah Tiang yang Dibutuhkan ................................................................ 11
2.5. Efisiensi Kelompok Tiang ........................................................................ 11
2.6. Jarak Antar Tiang dalam Kelompok ......................................................... 12
2.7. Beban Maksimum Tiang pada Kelompok Tiang ...................................... 13
2.8. Penurunan Tiang Bor ................................................................................ 14
2.8.1 Penurunan Tiang Tunggal ................................................................. 14
2.8.1.1 Untuk Tiang Apung (Floating Pile) ................................................. 14
2.8.1.2 Untuk Tiang dukung ujung ............................................................... 14
2.8.2 Penurunan Kelompok Tiang ............................................................. 17
2.8.2.1 Penurunan Segera .............................................................................. 18
2.8.2.2 Penurunan Konsolidasi ..................................................................... 19
2.9. Perencanaan Pile Cap ............................................................................... 20
2.9.1 Dimensi pile cap .................................................................................. 21
2.9.2 Penulangan pile cap ............................................................................. 22
2.9.3 Tinjauan Terhadap Geser ..................................................................... 23
2.9.3.1 Kontrol Terhadap Geser Yang Bekerja Satu Arah ........................... 23
2.9.3.2 Kontrol Terhadap Geser Yang Bekerja Dua Arah ............................ 25
2.10 Penulangan Pondasi Tiang Bor ............................................................... 26
2.11 Perencanaan Sengkang ............................................................................ 29
BAB 3 METODE PERENCANAAN ............................................................ 31
3.1. Lokasi Perencanaan .................................................................................. 31
3.2. Data Perencanaan ..................................................................................... 31
3.2.1 Data Umum Proyek ........................................................................... 32
3.2.2 Data Teknis Proyek ........................................................................... 32
3.2.3 Data Penyedlidikan Tanah ................................................................ 33
3.3. Prosudur Perencanaan .............................................................................. 33
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 35
4.1. Perhitungan Pembebanan ......................................................................... 35
4.1.1. Beban Mati (DL) dan Beban Hidup (LL) .............................................. 35
4.1.1.1 Pembebanan Plat Atap ..................................................................... 38
4.1.1.2 Pembebanan Plat Lantai ................................................................... 38
vii
4.1.1.3 Pembebanan Rangka Atap ............................................................... 39
4.1.2. Beban Gempa atau Eartquake Load (E) ............................................ 55
4.1.2.1 Tahapan Analisa Beban Gempa ....................................................... 55
4.2. Hasil Analisa Pembebanan ....................................................................... 70
4.3. Perencanaan Pondasi Tiang Bor ............................................................... 71
4.3.1. Perencanaan Pondasi Tiang Bor 3-E ................................................. 74
4.3.2. Perencanaan Pondasi Tiang Bor 1-A ................................................ 80
4.3.3. Perencanaan Pondasi Tiang Bor 5-C ................................................ 85
4.3.4. Perencanaan Pondasi Tiang Bor 3-H ................................................ 89
4.3.5. Perencanaan Pondasi Tiang Bor 5-F ................................................. 95
4.3.6. Perencanaan Pondasi Tiang Bor 7-I .................................................. 100
4.4. Penurunan Pondasi Tiang Bor .................................................................. 106
4.4.1. Penurunan Segera Pondasi Tiang Bor Grid 3-E ............................... 106
4.4.2. Penurunan Konsolidasi Pondasi Tiang Bor Grid 3-E ....................... 111
4.5. Perencanaan Pile Cap ............................................................................... 114
4.5.1. Penulangan Pile Cap Grid 3-E .......................................................... 114
4.6. Perencanaan Penulangan Pondasi Tiang Bor ........................................... 119
4.6.1. Perhitungan Tulangan Longitudinal ................................................. 119
4.6.2. Perhitungan Tulangan Spiral ............................................................. 123
BAB 5 PENUTUP ......................................................................................... 125
5.1. Kesimpulan ............................................................................................... 125
5.2. Saran ......................................................................................................... 125
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 126
LAMPIRAN
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
2.1. Kombinasi Beban Untuk Metode Ultimit dan Metode Tegangan Ijin ..... 9
2.2. Jarak Tiang Minimum .............................................................................. 12
3.1 Data Tinggi Bangunan .............................................................................. 32
4.1. Berat sendiri bahan bangunan dan komponen gedung ............................. 35
4.2. Beban minimum terdistribusi merata dan terpusat ................................... 36
4.3. Perhitungan beban mati dan hidup ........................................................... 43
4.4. Kategori resiko bangunan Gedung ........................................................... 55
4.5. Faktor keutamaan gempa (Ie) ................................................................... 57
4.6. Hasil test boring tanah proyek .................................................................. 57
4.7. Parameter – parameter Percepatan Gempa ............................................... 58
4.8. Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan pada
Perioda Pendek ......................................................................................... 59
4.9. Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan pada
Perioda 1 Detik ......................................................................................... 59
4.10 Faktor R, Cd, dan Ωo untuk Sistem Penahan Gaya Gempa ...................... 60
4.11 Berat Seismik Bangunan .......................................................................... 64
4.12 Hasil Perhitungan Distribusi Beban Gempa ............................................ 66
4.13 Distribusi Arah Gempa Utama dan Non Utama ...................................... 67
4.14 Nilai Reaksi Hasil Analisa Statika pembebanan ...................................... 70
4.15 Nilai Reaksi Hasil Analisa Statika pembebanan pada titik tinjau kolom 71
4.16 Hasil perhitungan data sondir pada lokasi perencanaan (S1) .................. 72
4.17 Hasil perhitungan data sondir pada lokasi perencanaan (S2) .................. 73
4.18 Hasil perhitungan hambatan lekat tiap l meter laipsan tanah................... 74
4.19 Hasil perhitungan nilai kekuatan geser tidak terdrainase ........................ 77
4.20 Hasil perhitungan hambatan lekat tiap l meter laipsan tanah................... 89
4.21 Hasil perhitungan nilai kekuatan geser tidak terdrainase ........................ 92
4.22 Rekap Perhitungan Pondasi Tiang Bor .................................................... 105
4.23 Nilai Modulus Elastisitas Berdasarkan Pendekatan Bowles (1977) ........ 106
4.24 Perhitungan Penurunan Segera Tiap Lapisan .......................................... 110
ix
4.25 Hasil perhitungan penurunan segera tiap titik pondasi ............................ 110
4.26 Hasil perhitungan penurunan konsolidasi tiap titik pondasi .................... 112
4.27 Hasil perhitungan total penurunan tiap titik pondasi ............................... 113
4.28 Hasil perhitungan penulangan pondasi dan pile cap ................................ 124
x
DAFTAR GAMBAR
Halaman
2.1. Macam macam pondasi ........................................................................... 5
2.2. Ss, Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko Tertarget (MCER)
Kelas Situs SB ......................................................................................... 8
2.3. Ss, Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Resiko Tertarget (MCER)
Kelas Situs SB .......................................................................................... 9
2.4. Jarak Pusat ke Pusat Tiang ...................................................................... 12
2.5. faktor penurunan Io ................................................................................. 15
2.6. koreksi kompresi , Rk .............................................................................. 16
2.7. Koreksi kedalaman, Rh ............................................................................ 16
2.8. Angka koreksi poisson, Rµ ..................................................................... 17
2.9. Grafik hubungan µi, µo, kedalaman pondasi (Df) dan lebar pondasi(B) 19
2.10. Penurunan Konsolidasi Kelompok Tiang ............................................... 20
2.11. Jarak tiang ......................................................................................................... 21
2.12. Penampang Kritis pada Pelat Pondasi pada Geser Satu Arah ................. 24
2.13. Daerah Geser Aksi Dua Arah Pada Pelat Pondasi .................................. 25
2.14. Penulangan dan Potongan A-A Pondasi Tiang Bor ................................ 26
2.15. Penampang Lingkaran dan Penampang Ekuivalen Persegi .................... 27
2.16. Diagram Regangan Penampang Ekuivalen Persegi dan DiagramTegangan
Penampang Ekuivalen Persegi ................................................................ 28
3.1. Lokasi Proyek ......................................................................................... 31
3.2. Diagram Alir Perencanaan ...................................................................... 34
4.1 Distribusi Beban Metode Amplop Balok Lantai Ground ......................... 36
4.2 Distribusi Beban Metode Amplop Balok Lantai 1-5 .............................. 37
4.3 Distribusi Beban Metode Amplop Balok Lantai 6.................................. 37
4.4 Ditribusi Beban Metode Amplop Balok Lantai 7 ................................... 38
4.5 Pembebanan atap kuda-kuda ................................................................... 39
4.6 Potongan Distribusi pembebanan Metode Amplop ................................ 40
4.7 Potongan Distribusi pembebanan Metode Amplop Balok induk memanjang
Lantai ground grid 1 ................................................................................ 42
xi
4.8 Arah permodelan gaya gempa ................................................................ 65
4.9 Permodelan 1 .......................................................................................... 67
4.10 Permodelan 2 .......................................................................................... 68
4.11 Permodelan 3 .......................................................................................... 68
4.12 Permodelan 4 .......................................................................................... 68
4.13 Permodelan struktur Gedung hotel dan apartemen Arnava .................... 69
4.14 Tampak depan permodelan struktur ........................................................ 69
4.15 Tampak samping permodelan struktur .................................................... 69
4.16 Denah Kolom yang Ditinjau ................................................................... 71
4.17 Konfigurasi kelompok tiang bor kolom 3-E ........................................... 76
4.18 Distribusi beban vertical dan momen pada pile cap ............................... 79
4.19 Beban pada Tubuh Tiang ........................................................................ 80
4.20 Konfigurasi kelompok tiang bor kolom 1-A ........................................... 81
4.21 Distribusi beban vertical dan momen pada pile cap ............................... 84
4.22 Beban pada Tubuh Tiang ........................................................................ 84
4.23 Konfigurasi kelompok tiang bor kolom 5-C ........................................... 86
4.24 Distribusi beban vertical dan momen pada pile cap ............................... 88
4.25 Beban pada Tubuh Tiang ........................................................................ 89
4.26 Konfigurasi kelompok tiang bor kolom 3-H ........................................... 91
4.27 Distribusi beban vertical dan momen pada pile cap ............................... 94
4.28 Beban pada Tubuh Tiang ........................................................................ 95
4.29 Konfigurasi kelompok tiang bor kolom 5-F ........................................... 97
4.30 Distribusi beban vertical dan momen pada pile cap ............................... 99
4.31 Beban pada Tubuh Tiang ........................................................................ 99
4.32 Konfigurasi kelompok tiang bor kolom 7-I ............................................ 101
4.33 Distribusi beban vertical dan momen pada pile cap ............................... 103
4.34 Beban pada Tubuh Tiang ........................................................................ 104
4.35 Diagram Penurunan Pondasi grid 3-E ..................................................... 107
4.36 Grafik Penentuan Nilai 𝜇0 ...................................................................... 108
4.37 Grafik Penentuan Nilai 𝜇1 ....................................................................... 109
4.38 Diagram Penurunan Pondasi grid 3-E ..................................................... 111
xii
4.39 Momen Lentur di Muka Kolom Grid 3-E ............................................... 114
4.40 Garis Kritis Gaya Geser Satu Arah Pile Cap Grid 3-E ........................... 116
4.41 Garis Kritis Gaya Geser Dua Arah Pile Cap Grid 3-E ........................... 117
4.42 Detail Penulangan Pile Cap Grid 3-E ..................................................... 119
4.43 Penampang Lingkaran dan Penampang Persegi Ekuivalen .................... 121
4.44 Diagram Tegangan dan Regangan Penampang Persegi Ekuivalen ........ 121
4.45 Penulangan Pondasi Tiang Bor Diameter 0,6 m ..................................... 124
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Data tanah
Data Gambar Proyek
Gambar Hasil Studi Perencanaan
xiv
DAFTAR PUSTAKA
Badan Standardisasi Nasional. (2012). Tata Cara Perencanaan Ketahanan
Gempa Untuk Bangunan Gedung SNI 1726-2012. Jakarta: Badan
Standardisasi Nasional.
Badan Standardisasi Nasional. (2013). Persyaratan beton struktural bangunan
gedung SNI 2847-2013. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.
Badan Standardisasi Nasional. 2013. Beban minimum untuk perancangan
bangunan gedung dan struktur lain SNI 1727-2013. Jakarta: Badan
Standardisasi Nasional.
Hardiyatmo, HC. (2008). Analisis dan Perancangan Fondasi II. Yogyakarta:
Universitas Gadjah Mada.
Sardjono. (1991). Pondasi Tiang Pancang. Surabaya: Sinar Wijaya.
Rusdianto, Y and Zammzami Estiropa. (2005). Analisa dan Perencanaan Beton
Bertulang: Universitas Muhammadiyah Malang.
Pamungkas, A and Erny Harianti. (2013). Desain Pondasi Tahan Gempa.
Yogyakarta: Andi.
Sosrodarsono, S and Kazuto Nakazawa. (2005). Mekanika Tanah dan Teknik
Pondasi. Jakarta: Pradnya Paramita.
xv