Beton Bertulangan Analisis Struktur Pilar dan Pondasi Jembatan pada Proyek Jalan Tol Cimanggis-Cibitung

25 Gambar 5 Faktor panjang efektif sumber: RSNI-T-12-2004 Komponen struktur tekan harus direncanakan dengan menggunakan beban aksial terfaktor Pu dan momen terfaktor yang diperbesar, Mc, yang didefinisikan sebagai : = × 67 Faktor pembesaran momen untuk kolom yang tidak bergoyang adalah = − �� , ×� , 68 Untuk komponen struktur yang tidak bergoyang dan tanpa beban transversal diantara tumpuan, maka Cm dapat diambil: = , + , , 69 Beban tekuk Pc dapat diambil dari: = × 70 Bila tidak melalui perhitungan yang lebih akurat, EI dapat diambil lebih konservatif sebesar: = , × × + 71 5. Persyaratan tulangan untuk kolom Luas dari tulangan memanjang kolom harus : - Tidak kurang dari 0,01 Ag; - Tidak melebihi 0,08 Ag, kecuali jika jumlah dan penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada sambungan dan persilangan dari bagian- bagian komponen maka batas maksimal rasio tulangan perlu dikurangi. Rasio tulangan spiral ρs tidak boleh kurang dari: = , − ′ 72 26 3 METODE Struktur yang ditinjau ini berada pada proyek jalan tol Cimanggis-Cibitung 25,785 km yakni berupa struktur bawah dari jembatan layang yang merupakan bagian dari jalan tol tersebut. Proyek Jalan Tol Cimanggis-Cibitung memiliki panjang 25,785 km STA 0+0 hingga STA 25+785. Proyek diawali di daerah Cimanggis Depok hingga Cibitung Bekasi. Investor proyek Jalan Tol Cimanggis- Cibitung adalah Cimanggis-Cibitung Tollways A Bakrie Company dengan konsultan perencana adalah PT Perentjana Djaja. Lokasi proyek ditampilkan pada Gambar 6 dan penampang memanjang jembatan layang ditampilkan pada Gambar 7. Gambar 6 Lokasi proyek Jalan Tol Cimanggis-Cibitung Gambar 7 Penampang memanjang jembatan layang Jalan Tol Cimanggis-Cibitung terdiri dari jalan serta jembatan. Jembatan layang yang ditinjau ini terdiri dari dua jalur lalu lintas dengan total lebar struktur atas jembatan adalah 34,1 m serta bentang jembatan sepanjang 35 m. Kedua jalur lalu lintas ini dipisahkan tidak menyatu strukturnya sejauh 1,5 m dengan lebar setiap jalur adalah 16,3 m temasuk bahu jalan selebar masing-masing 0,5 m pada sisi kiri dan kanan. Super struktur jembatan terdiri dari 5 buah girder dengan tipe PCU untuk masing-masing jalur lalu lintas. Struktur yang khusus ditinjau dalam penelitian ini adalah bagian struktur bawah yang terdiri dari pilar P40 serta pondasinya. Pilar P40 ini rencananya ditempatkan di jalur sungai Cikeas yakni 27 STA.4+388. Pilar P40 dirancang dengan ketinggian mencapai 17,8 m dengan membentuk huruf “Y” untuk menopang kedua jalur lalu lintas di atasnya. Gambar rencana awal pilar P40 ditampilkan pada Gambar 11 . Penelitian ini dilaksanakan selama 3 bulan pada bulan Maret-Juni 2014. Struktur yang ditinjau adalah Pilar P40 STA.4+388. Analisis data dilakukan di kantor PT. Perentjana Djaja, Jakarta Selatan serta di kampus Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Pertanian Bogor. Bahan penelitian merupakan data sekunder dari PT Perentjana Djaja untuk Proyek Perencanaan Teknis Cimanggis- Cibitung 25.785 Km Toll Way dan dari Badan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai BAPEDAS Citarum-Ciliwung, Bogor yang terdiri dari: 1. Gambar Rencana Pilar P40 Gambar 11 2. Data tanah hasil pengujian Bor DB 25-DB27, Sondir S7, dan laboratorium DB25-DB27. 3. Data curah hujan harian maksimum tahun 2001-2010 stasiun cuaca Bogor, Depok, dan Cibitung 4. Data Plan and Profil Jalan Tol Cimanggis-Cibitung 5. Peta DAS Cikeas. Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari: software ArcGIS 10, SAP 2000 versi 14, AutoCAD 2010, Microsoft Excel 2013, Laptop, Peraturan Teknis Perencanaan Jembatan. Diagram alir tahapan penelitian ditampilkan pada Gambar 8, 9 dan 10 sedangkan tahapan perhitungan ditampilkan pada Lampiran 10. Gambar 8 Diagram alir perhitungan daya dukung tanah Mulai Pengumpulan data penelitian dan bahan rujukan Perhitungan daya dukung tanah Uji Bor Uji Sondir Uji Laboratorium Qs Qp Qs Qp Qs Qp = + = + = + Daya dukung izin 1 tiang Qall A 28 Gambar 9 Diagram alir perhitungan tinggi muka air banjir Sungai Cikeas Mulai Pengumpulan data penelitian dan bahan rujukan Perhitungan curah hujan maksimum harian area DAS Cikeas Metode Isohyet : = + + + + … + − + + + … + Gumbel Normal Log Normal Perhitungan curah hujan rencana B Penentuan jenis distribusi probabilitas persyaratan parameter statistik dan Metode Smirnov-Kolmogorof Log Pearson III Perhitungan intensitas hujan rencana Metode Mononobe : = × Perhitungan debit rencana periode ulang 50 tahunan Metode Rasional : Q 50 = 0,278 I 50 ∑ A x C Perhitungan kecepatan aliran sungai Metode rasional Mononobe : = × , Perhitungan ketinggian rencana muka air banjir periode ulang 50 tahunan 29 Gambar 10 Diagram alir perancangan pondasi grup dan tulangan pilar Cek terhadap penurunan tiang S = × × Desain tulangan pondasi Desain tulangan pile cap Penyusunan laporan Mu ≤ ∅ Mn Vu ≤ ∅ Vn Tu ≤ ∅ Tn A B Perhitungan beban-beban yang bekerja Kombinasi beban Perhitungan gaya dalam pada pilar Desain tulangan pilar Merancang pondasi grup Efisiensi Grup Eg = − − × + − × × × Distribusi beban 1 Tiang Qi Qi = ± × ∑ ± × ∑ Cek terhadap kapasitas lateral tiang Hu = × + , √ Qall Qi Selesai Tidak Ya Ya Tidak 30 Gambar 11 Rencana awal pilar P40 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisis Ketinggian Muka Air Banjir Sungai Cikeas

Pilar P40 direncanakan ditempatkan di sekitar tepi sungai Cikeas sehingga perlu dianalisis ketinggian muka air banjir sungai Cikeas tersebut. Untuk menganalisis ketinggian muka air banjir rencana pada sungai Cikeas digunakan data curah hujan harian maksimum selama 10 tahun 2001-2010 dari beberapa stasiun cuaca yakni Stasiun Cuaca Bogor yang terletak di 106° 47 36.66 BT; 6° 36 06.53 LS , Stasiun Cuaca Depok yang terletak di 106° 49 12.30 BT; 6° 23 45.00 LS dan Stasiun Cuaca Bekasi yang terletak di 107° 02 25.03 BT; 6° 20 16.01 LS. Data curah hujan harian maksimum ketiga stasiun cuaca ini digunakan untuk memprediksi curah hujan area menggunakan metode Isohyet.

4.1.1 Analisis Curah Hujan Area Menggunakan Metode Isohyet

Curah hujan area merupakan besaran curah hujan yang berada pada DAS Cikeas pada satuan waktu tertentu. Untuk menganalisis curah hujan area tersebut digunakan metode Isohyet persamaan 73 yakni dengan menghubungkan lokasi yang memiliki curah hujan seragam sehingga membentuk suatu kontur curah hujan. 31 Kontur curah hujan seragam ini akan membentuk suatu luasan polygon yang dibatasi oleh batas DAS. Analisis kontur curah hujan serta luasan polygon ini dilakukan dengan menggunakan software ARC-GIS. Contoh hasil analisis kontur curah hujan menggunakan software ARC-GIS ditampilkan pada Gambar 12. Hasil analisis curah hujan area sub-DAS Cikeas serta curah hujan harian maksimum 10 tahunan ke tiga stasiun cuaca tersebut ditampilkan pada Tabel 5. = + + + + … + �− + � + + … + 73 Tabel 5 Curah hujan area sub-DAS Cikeas Tahun Curah Hujan Setiap Stasiun Cuaca mm Hasil Perhitungan Isohyet mm Bogor Cibitung Depok 2001 108 98 118 110 2002 127 138 148 135 2003 123 83 223 149 2004 142 127 249 173 2005 127 123 106 120 2006 136 82 244 163 2007 156 78 132 139 2008 105 120 118 111 2009 115 80 134 116 2010 145 105 110 129 Gambar 12 Hasil analisis kontur curah hujan Sub-DAS Cikeas tahun 2006

4.1.2 Penentuan Metode Distribusi Probabilitas

Untuk memperoleh nilai hujan rencana, data curah hujan sub-DAS Cikeas tersebut perlu dianalisis menggunakan distribusi probabilitas kontinu. Analisis 32 frekuensi menggunakan distribusi probablitas kontinu dapat dilakukan menggunakan beberapa metode, yakni Gumbel, Normal, Log Normal, dan Log Pearson III. Keempat metode ini perlu diuji kesesuaian penggunaannya terhadap data yang dimiliki dengan menghitung parameter statistik atau dengan menggunakan metode Smirnov Kolmogorov. 1. Metode Parameter Statistik Metode parameter statistik didasarkan pada kecocokan nilai koefisien kurtosis, kepencengan, serta koefisien variasi hasil perhitungan terhadap nilai standar yang diterapkan. Hasil perhitungan metode statistik dijabarkan pada Lampiran 1 sedangkan hasil perhitungan terhadap standar deviasi, koefisien Skewness dan Kurtosis ditampilkan pada Tabel 6. Tabel 6 Hasil perhitungan standar deviasi, koefisien Skewness dan Kurtosis Keterangan Gumbel dan Normal Log Normal dan Log Pearson III Standar Deviasi 21,76 0,07 Koefisien Skewness Cs 0,62 0,42 Koefisien Kurtosis Ck 3,30 3,03 Perhitungan untuk persyaratan metode Log Normal dijabarkan sebagai berikut: Koefisien variasi Cv = = 0,03 C s = C v 3 +3 C v C s = 0,096 C k = C v 8 + 6 C v 6 + 15 C v 4 + 16 C v 2 + 3 C k = 3,016 Rekapitulasi persyaratan dan hasil perhitungan statistik metode Gumbel, Normal, Log Normal, dan Log Pearson III ditampilkan pada Tabel 7. Tabel 7 Rekapitulasi persyaratan dan hasil perhitungan Statistik Metode Syarat Hasil Gumbel Cs= 1,14 0,622 Ck= 5.4 3,301 Normal Cs ≈ 0 0,622 Ck ≈ γ 3,301 Log Normal Cs = 0,096 0,417 Ck = 3,016 3,028 Log pearson III Cs = selain nilai diatas 0,417 Ck = selain nilai diatas 3,028 Berdasarkan hasil perhitungan statistik tersebut, metode terbaik yang dapat digunakan adalah metode Normal dan Log Normal. Untuk lebih meyakinkan lagi 33 ketepatan pemilihan metode ini, data curah hujan ini perlu dianalisis menggunakan metode Smirnov-Kolmogorof. 2. Metode Smirnov-Kolmogorof Metode Smirnov-Kolgomorof yang digunakan ini adalah secara analitis untuk menganalisis kesesuaian metode Normal dan Log Normal. Penggunaan metode Smirnov-Kolmogorof didahului dengan menentukan peluang empiris masing-masing data yang diurutkan dari nilai terbesar ke nilai terkecil menggunakan metode Weibull. Selisih antara peluang empiris dan peluang teoritis ini akan menghasilkan suatu simpangan maksimum yang harus memenuhi persyaratan terhadap simpangan kritis. Hasil perhitungan metode Smirnov- Kolmogorov untuk Metode Normal dan Log Normal ditampilkan pada Lampiran 1. Dari hasil perhitungan, n ilai ∆P maksimum untuk metode σormal adalah 0,11β. Untuk derajat kepercayaan α sebesar 5 didapat ∆P kritis sebesar 0,41 sumber Kamiana β011. Hasil perhitungan ∆P maksimum memiliki nilai yang lebih kecil dari pada ∆P kritis sehingga metode σormal dapat diterima. Untuk metode Log Normal, n ilai ∆P maksimum untuk metode Log Normal adalah 0,106. Untuk derajat kepercayaan α sebesar 5 didapat ∆P kritis sebesar 0,41 sumber: Kam iana β011. Hasil perhitungan ∆P memiliki nilai yang lebih kecil dari pada ∆P kritis sehingga Metode Log Normal dapat diterima. Dari kedua metode tersebut, metode Log σormal memiliki simpangan nilai ∆P maksimum terhadap ∆P kritis yang lebih besar dari pada metode Normal. Hal ini berarti bahwa metode Log Normal memiliki kesesuaian yang lebih baik untuk digunakan. 4.1.3 Perhitungan Curah Hujan dan Intensitas Hujan Rencana Nilai hujan rencana ini dianalisis untuk periode ulang 50 tahunan menggunakan metode Log Normal. Hasil perhitungan deviasi standar dari Log X pada metode Log Normal adalah 0,068, sedangkan faktor frekuensi untuk periode ulang 50 tahun adalah 2,05 Kamiana 2011 sehingga curah hujan rencana 50 tahunan adalah sebesar 184 mm. = + × = , + , × , = Untuk data hujan harian, intensitas hujan rencana dapat dihitung menggunakan persamaan Mononobe sedangkan untuk menentukan waktu konsentrasi tc dapat digunakan Rumus Kirpich. Dari hasil perhitungan, waktu konsentrasi yang terhitung adalah 6,19 jam sehingga intensitas curah hujan rencana untuk periode ulang 50 tahun adalah 18,89 mm. = , × , × , , = , = × , = ,