JMTS: Jurnal Mitra Teknik Sipil Vol.
No.
Agustus 2021: hlm 607-614
EISSN 2622-545X
ANALISIS KEKUATAN SAMBUNGAN TIANG PANCANG BETON TERHADAP
GAYA TARIK.
LATERAL.
DAN MOMEN PADA TANAH KOHESIF
Kevin Trianto Chiarli1.
Alfred Jonathan Susilo2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil.
Universitas Tarumanagara.
Jl.
Letjen S.
Parman No.
1 Jakarta Kevin.
325170005@stu.
Program Studi Sarjana Teknik Sipil.
Universitas Tarumanagara.
Jl.
Letjen S.
Parman No.
1 Jakarta Alfred@ft.
Masuk: 11-01-2021, revisi: 14-01-2021, diterima untuk diterbitkan: 11-03-2021
ABSTRACT
With the growth of occupation and technological developments, the shape of the building has also changed over Changes in the shape of the building bring the need for strength to certain styles and changing moments.
Therefore, the foundation as the lower part of the structure as well as the support for the building must be able to withstand the forces that occur.
Precast pile foundation is one type of deep foundation that is commonly used today.
However, because the foundation is casted outside the field, there is a length limit on the foundation due to transportation, and so on.
The foundation connection is a means of unifying precast piles to achieve the desired piling depth.
Planning of pile foundation joints is necessary because some types of joints have a reduction in strength that allows failure of the foundation structure.
The selection of the right type of connection can result in an efficiency of the needs at a cost.
Therefore, the step of determining the type of precast pile connection should be emphasized more to the project development parties.
Keywords: joints, precast piles, strength reduction factor
ABSTRAK
Dengan adanya pertumbuhan pendudukan dan perkembangan teknologi, bentuk bangunan dari waktu ke waktu juga mengikuti perubahan yang terjadi.
Perubahan bentuk bangunan tersebut membawa kebutuhan kekuatan terhadap gaya dan momen tertentu berubah.
Maka dari itu, fondasi sebagai struktur bagian bawah sekaligus penopang bangunan harus mampu menahan gaya-gaya yang terjadi.
Fondasi tiang pancang pracetak merupakan salah satu jenis fondasi dalam yang umum digunakan sekarang ini.
Namun, dikarenakan fondasi cetak terlebih dahulu di luar lapangan, terdapat batasan panjang pada fondasi tersebut akibat dari segi transportasi, dan sebagainya.
Sambungan fondasi merupakan sarana pemersatu tiang pancang pracetak untuk mencapai kedalaman pemancangan yang Perencanaan sambungan fondasi tiang pancang diperlukan karena beberapa jenis sambungan memiliki reduksi kekuatan yang memungkinkan terjadinya kegagalan pada struktur fondasi.
Pemilihan jenis sambungan yang tepat dapat menghasilkan suatu efisiensi terhadap kebutuhan dengan biaya yang dikeluarkan.
Maka dari itu, langkah penentuan pemilihan jenis sambungan tiang pancang pracetak harus lebih ditekankan kepada para pihak pembangunan proyek.
Kata kunci: sambungan, tiang pancang pracetak, faktor reduksi kekuatan PENDAHULUAN Kegagalan pada struktur bangunan merupakan kejadian yang sangat ditakuti baik oleh owner proyek, engineer, dan masyarakat luas.
Pertumbuhan penduduk yang semakin meningkat menyebabkan kebutuhan perubahan bentuk bangunan, baik dari segi luas maupun tinggi bangunan.
Dengan adanya perubahan bentuk pada bangunan, tentu saja kegagalan struktur tetap harus dihindari demi keamanan dan kenyamanan bersama.
Salah satu bentuk kegagalan struktur yang harus dihindari adalah kegagalan pada struktur fondasi.
Struktur fondasi sendiri merupakan struktur bangunan yang paling penting dan mendasar dan memiliki fungsi sebagai sarana penyaluran beban dari struktur atas ke lapisan tanah tertentu.
Berdasarkan material bahan yang digunakan, fondasi terbagi menjadi beberapa jenis yang antara lain fondasi kayu, baja, dan beton.
Ketiga kelompok fondasi ini memiliki keunggulan dan kekurangan tersendiri, sehingga pemilihan penggunaan bahan tergantung dari Analisis Kekuatan Sambungan Tiang Pancang Beton terhadap Gaya Tarik.
Lateral, dan Momen pada Tanah Kohesif Kevin Trianto Chiarli, et al.
kebutuhan bangunan yang akan berdiri di atas fondasi tersebut baik dari segi beban bangunan, sifat tanah, kondisi lapangan, dan biaya proyek.
Perubahan gaya hidup dan teknologi yang terjadi juga memberikan perubahan yang cukup signifikan pada bidang teknik sipil.
Fungsi dan bentuk bangunan merupakan contoh perubahan yang dapat kita lihat secara langsung saat Perubahan ini dapat menyebabkan kebutuhan tarik dan ketahanan terhadap momen lentur pada fondasi yang mungkin lebih besar daripada fondasi bangunan konvensional.
Fondasi beton seringkali digunakan masyarakat sebagai fondasi untuk bangunan darat yang membutuhkan semen kualitas tinggi dan bangunan tepi laut (Tomlinson & Woodward, 1977, p.
Fondasi beton berdasarkan tempat pembuatannya terbagi menjadi 2 jenis, yaitu Cast-In-Place Concrete Piles (Fondasi Tiang Bo.
dan Precast Concrete Piles (Fondasi Tiang Pancang Beto.
(Bowles, 1997, pp.
Pada fondasi tiang pancang beton, terdapat batasan panjang fondasi dikarenakan keterbatasan sistem transportasi dan lain-lain sehingga diperlukan sambungan tiang pancang (Splicin.
yang jumlahnya diterapkan hingga memenuhi kedalaman yang dibutuhkan.
Selain itu, jenis sambungan juga mempengaruhi kekuatan dari fondasi dalam yang digunakan.
Tentu saja setiap sambungan fondasi tiang pancang ini harus memenuhi kebutuhan kekuatan tekan, tarik, dan momen akibat gaya lateral yang timbul berdasarkan gaya luar dan beban struktur atas itu sendiri, agar terhindar dari kegagalan pada Pada penelitian ini, akan ditetapkan rumusan masalah yaitu analisis nilai kebutuhan daya dukung fondasi tiang akibat gaya luar dan jenis sambungan yang mampu menahan kebutuhan gaya tekan, tarik, dan momen dengan menggunakan rumus empiris dan analisis sifat parameter tanah untuk memperoleh gaya aksial .
arik dan teka.
dan momen pada fondasi tiang pancang.
Dalam mendesain fondasi, dibutuhkan berbagai parameter tanah yang dapat diperoleh melalui pengujian lapangan maupun uji laboratorium.
Namun, jika data tersebut tidak didapatkan, dapat dilakukan korelasi terhadap data tanah dimana formula korelasi tersebut sudah diteliti oleh para engineer lain.
Pada penelitian ini, dilakukan korelasi dari nilai N-SPT yang dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 2, dan Gambar 3 untuk mendapatkan parameter tanah yang Gambar 1.
Korelasi N-SPT VS C (Karol, 1.
Gambar 2.
Korelasi N-SPT VS (Terzaghi & Peck, 1.
JMTS: Jurnal Mitra Teknik Sipil Vol.
No.
Agustus 2021: hlm 607-614
EISSN 2622-545X
Gambar 3 Korelasi N-SPT VS Su (Terzaghi & Peck, 1.
Selain itu, dalam menghitung daya dukung fondasi akan digunakan rumus dan metode sebagai berikut:
Metode Meyerhoff (Bowles, 1.
Ae Daya dukung ujung tiang Metode Alpha (Das, 2.
Ae Daya dukung selimut tiang Metode Beta (Das, 2.
Ae Reduksi negative skin friction Metode Broms (Deep Foundation Research Institute Parahyangan Catholic, 2.
Ae Daya dukung lateral Untuk bangunan yang semakin maju dan ukurannya bertambah besar, besar kemungkinan bahwa diperlukan beberapa tiang pancang yang bekerja sama untuk menahan gaya luar.
Namun, terdapat nilai yang mungkin menyebabkan reduksi kekuatan dari tiang kelompok tersebut.
Reduksi ini kerap disebut sebagai nilai efisiensi tiang Pada penelitian ini, digunakan rumus Chellis dan Vesic (Sayed M.
, 1.
yang menurut peneliti telah memenuhi karakteristik dari data tanah yang digunakan.
Selain itu, jenis sambungan yang dianalisis terdiri dari sambungan dengan faktor reduksi pada daya dukung tarik dan momen seperti Bolognesi-Moretto.
Japanese Bolted.
Brunsplice.
Anderson.
Hamilton Form, dan juga sambungan tanpa faktor reduksi seperti Tokyou.
Marier, dan Herkules.
Bentuk sambungan yang digunakan oleh peneliti dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 5, dan Gambar 6.
Gambar 4 Sambungan Brunsplice.
Bolognesi-Moretto, dan Japanese Bolted (Prakash & Sharma, 1.
Analisis Kekuatan Sambungan Tiang Pancang Beton terhadap Gaya Tarik.
Lateral, dan Momen pada Tanah Kohesif Kevin Trianto Chiarli, et al.
Gambar 5 Sambungan Anderson.
Hamilton Form dan Cement Dowel (Prakash & Sharma, 1.
Gambar 6 Sambungan Tokyou.
Marier, dan Herkules (Prakash & Sharma, 1.
METODE PENELITIAN Pengambilan data Metode pengambilan data dilakukan dengan uji lapangan.
Pengujian yang dilakukan berupa Standard Penetration Test (SPT) yang berlokasi di kota Semarang.
Jawa Tengah.
Indonesia.
Kemudian, digunakan korelasi data tanah untuk mendapatkan nilai parameter tanah seperti kuat geser undrained, kohesi, dan lain-lain.
Nilai parameter tanah ini akan menjadi lebih akurat jika dilakukan uji laboratorium pada berbagai titik di lokasi tersebut.
Analisis data Desain kebutuhan dan kekuatan dari struktur bawah bangunan tergantung dari kebutuhan kekuatan dari struktur atas.
Nilai kebutuhan struktur atas akan lebih akurat jika dilakukan analisis dengan bantuan perangkat lunak analisis Namun, pada penelitian ini, perhitungan kebutuhan hanya dilakukan dengan kalkulasi kasar.
Setelah itu, peneliti akan mendesain fondasi dengan metode trial and error.
Sehingga, peneliti mendapatkan hasil yang efisien, baik dari segi biaya maupun daya dukung.
Setelah itu, dilakukan analisis terhadap sambungan tiang pancang beton yang akan menjawab tujuan penelitian ini.
JMTS: Jurnal Mitra Teknik Sipil Vol.
No.
Agustus 2021: hlm 607-614
EISSN 2622-545X
HASIL DAN PEMBAHASAN
Korelasi data tanah Pada penelitian ini, hanya digunakan data bor log yang merupakan hasil dari uji standard penetration test yang diuji pada kota Semarang.
Indonesia.
Data yang didapatkan berupa nilai N-SPT yang dilakukan sampai dengan 50 meter.
Untuk mendapatkan nilai dari parameter tanah lainnya, digunakan berbagai rumus korelasi, hasil dari perhitungan korelasi dapat dilihat pada Tabel 1.
Pada pelaksanaan di lapangan, akan lebih akurat jika digunakan data dari uji laboratorium jika dibandingkan dengan data hasil korelasi.
Tabel 1 Data hasil korelasi tanah Kedalaman .
N-SPT .
ukulan/kak.
Korelasi Tanah .
N/m.
96,429 51,428 70,715 51,429 64,286 77,143 102,857 128,572 160,715 .
N/m.
68,571 61,714 89,142 75,428 () 29,332 29,332 Gaya luar dari struktur atas Pada umumnya, nilai dari gaya luar yang terjadi pada fondasi didapatkan dengan menggunakan kalkulasi struktur atas dengan software analisis struktur yang memungkinkan perhitungan dengan berbagai kombinasi pembebanan.
Pada penelitian ini, nilai dari gaya luar didapatkan dari perhitungan secara kasar untuk gaya aksial, nilai base shear dengan magnitude kota Semarang untuk gaya lateral.
Untuk nilai maksimum momen lentur fondasi, peneliti menggunakan bantuan software sehingga didapatkan kurvatur momen lentur terhadap kedalaman tanah.
Rangkuman dari perhitungan gaya luar yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 2.
Nilai momen maksimum didapatkan dari grafik tersebut (Gambar .
pada kedalaman A 7,5 m di bawah permukaan tanah.
Desain Fondasi Rumus empiris digunakan untuk menentukan kekuatan dari tiang pancang pada tanah kohesif.
Untuk gaya aksial tekan fondasi, digunakan rumus metode Meyerhoff untuk daya dukung ujung tiang, dan metode Alpha untuk daya dukung selimut tiang.
Sedangkan, untuk gaya aksial tarik, digunakan metode Beta untuk menghitung nilai gesekan kulit negative yang mereduksi daya dukung tarik tiang pancang.
Kemudian, untuk gaya lateral, digunakan metode Analisis Kekuatan Sambungan Tiang Pancang Beton terhadap Gaya Tarik.
Lateral, dan Momen pada Tanah Kohesif Kevin Trianto Chiarli, et al.
Broms karena semua lapisan tanah tergolong kohesif jika dilihat berdasarkan bor-log.
Dan yang terakhir, kekuatan momen lentur ditentukan dari brosur tiang pancang.
Pada penelitian ini, dilakukan trial and error saat mendesain fondasi, dimana hasilnya akhirnya dapat dilihat pada Tabel 2.
Peneliti menggunakan formasi tiang pancang dari (Wika, 2.
dengan diameter 800 mm sebanyak 9 tiang dalam 1 buah pile cap yang ditanam sedalam 50 m.
Tabel 2 Gaya luar & rangkuman trial and error Notasi Pult Tult Qult Mult Deskripsi Daya Dukung Tekan Daya Dukung Tarik Daya Dukung Lateral Daya Dukung Momen Lentur Gaya Tekan Luar Gaya Tarik Luar Gaya Lateral Luar Momen Lentur Luar Satuan Ton Ton Ton Tonm Ton Ton Ton Tonm Nilai 3287,81 470,74 329,20 1573,11 427,59 144,73 96,57 Gambar 7 Grafik momen VS kedalaman tanah Sambungan Tiang Pancang Dalam menentukan sambungan pada tiang pancang, kekuatan sambungan didapatkan dari kekuatan fondasi sendiri yang direduksi dengan persentase reduksi dari masing-masing jenis sambungan.
Pada penelitian ini, peneliti menganalisis sambungan yang memiliki faktor reduksi seperti sambungan Bolognesi - morretto.
Japanese bolted.
Brunsplice.
Anderson.
Hamilton form.
Cement dowel.
Mouton, dan juga sambungan tanpa faktor reduksi seperti Tokyou.
Marier, dan Herkules.
Persentase faktor reduksi dan daya dukung ultimit sambungan dapat dilihat pada Tabel 3.
Sedangkan, untuk kondisi sambungan yang dianalisis dapat dilihat pada Tabel 4.
JMTS: Jurnal Mitra Teknik Sipil Vol.
No.
Agustus 2021: hlm 607-614
EISSN 2622-545X
Tabel 3 Gaya luar & rangkuman trial and error
Tipe sambungan Satuan Bolognesi - moretto
Japanese bolted Brunsplice Anderson
Hamilton form
Cement dowel
Mouton
Tokyou
Marier
Herkules Kekuatan (%) Faktor reduksi sambungan Kekuatan Kekuatan (%) (%) Momen
(%)
Pult
3287,81 3287,81 3287,81 3287,81 3287,81 3287,81 3287,81 3287,81 3287,81 3287,81
Daya dukung sambungan Tult Qult Mult 258,91 423,67 94,149 353,059 188,298 188,298 470,745 470,745 470,745 .
329,201 296,281 164,600 329,201 329,201 213,980 329,201 329,201 329,201 329,201
Tabel 4 Kondisi sambungan Tipe sambungan Satuan Bolognesi - moretto Japanese bolted Brunsplice Anderson Hamilton form Cement dowel Mouton Tokyou Marier Herkules Tekan Kondisi sambungan Tarik Lateral Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Gagal Gagal Gagal Gagal Gagal Gagal Gagal Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Momen Aman Aman Gagal Aman Aman Gagal Aman Aman Aman Aman KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan hasil dari analisis yang telah dilakukan, penulis menemukan beberapa kesimpulan sebagai berikut:
Dengan gaya luar yang terjadi berdasarkan data dan asumsi dari penulis, semua sambungan yang telah dianalisis tidak mampu menahan gaya tarik.
Jika sambungan diletakkan pada titik momen lentur maksimum yaitu di kedalaman 7,5 m, sambungan Brunsplice dan Cement Dowel akan mengalami kegagalan terhadap momen lentur pada sambungan.
Semua jenis sambungan tidak memiliki reduksi nilai kekuatan terhadap daya dukung aksial tekan.
Jika terdapat gaya tarik pada salah satu kombinasi pembebanan yang dilakukan saat menganalisis struktur atas, sambungan Anderson dan Brunsplice kurang baik untuk digunakan pada fondasi tiang pancang.
Titik penentuan letak sambungan tiang pancang dipengaruhi oleh kurvatur momen lentur fondasi.
Saran Saran dari analisis yang penulis lakukan adalah sebagai berikut:
Saat mendesain fondasi tiang pancang yang memiliki sambungan, sebaiknya dilakukan pengecekan terhadap sambungan tiang pancang.
Pengecekan dapat meliputi kekuatan aksial tarik, lateral, maupun momen agar struktur bangunan tidak gagal akibat sambungan.
Kondisi tanah pada semua lapisan harus diperhitungkan karena dapat menimbulkan gaya yang memungkinkan kegagalan pada sambungan tiang pancang.
Analisis Kekuatan Sambungan Tiang Pancang Beton terhadap Gaya Tarik.
Lateral, dan Momen pada Tanah Kohesif Kevin Trianto Chiarli, et al.
Peletakan sambungan tiang pancang disarankan berada pada posisi yang memiliki risiko kegagalan paling Hal ini dapat dilihat dari kurvatur momen lentur fondasi dan bertujuan untuk menghindari kegagalan pada sambungan tiang pancang akibat momen lentur.
DAFTAR PUSTAKA