Detail Metodologi Perhitungan/Analisa

2.4.4. Metode Perencanaan Box Culvert

Perencanaan struktur box culvert yang sesuai dengan keperluan, dalam arti yang belum terdapat pada standard yang sudah ada, dilakukan perhitungan/ analisis struktur tersendiri oleh konsultan.

1. Modelisasi struktur

2. Dasar dan data perencanaan  Berat satuan bahan: Asphalt, Batu pecah, Beton bertulang, Tanah.

 Mutu beton bertulang  Bila tinggi timbunan melampaui panjang bentang, beban hidup

diabaikan.  Kurangi beban vertikal sampai 70 % bila timbunan lebih dari 3 m.  Taksiran tebal minimum plat: h = L/13  Perhitungan Mekanika Teknik.  Perhitungan beton bertulang dengan cara Kekuatan Batas (Ultimate).

3. Pembebanan

1) Tekanan tanah top ceiling Pv =  v D

Pv = Tekanan tanah vertikal top ceiling (t/m2)  v = Berat satuan bahan diatas culvert (t/m3)

D = Tebal lapisan di atas culvert (m)

2) Tekanan tanah bottom slab

Wd =  c Ti

Wd = Berat ceiling (t/m2) c

= Berat satuan beton bertulang = 2,5 t/m3 Ti

= Tebal ceiling (m)

3) Tekanan tanah bottom slab

QD =  b T2 / ( H B )

QD 2 = Tekanan bottom slab (t/m ) T2

Tebal side wall (m)

Tinggi sebelah dalam culvert

Lebar sebelah dalam culvert (m)

4) Tekanan tanah side wall E1 = Ka. .Z E1 = Tekanan horizontal side wall (t/m 2 ) Ka = Koefesien tekanan tanah aktif

 = Berat satuan tanah (t/m3 Z = Kedalaman dari permukaan (m)

 0   Ka = tg2 0  45    dimana  = Sudut geser dalam tanah ( )

5) Beban hidup top ceiling

i. Front wheels :

2xT

ii. Rear wheels :

2xT

iii. Distribusi beban :

PI 

2D  0,3 PI = Live load top ceiling (t/m2)

6) Beban hidup bottom slab

B  2.T2 B  2.T2

QL = Live load bottom slab (t/m2)

7) Beban hidup side wall Ekivalen dengan tekanan tanah setinggi 0,6 m. Ee = Ka.q = Ka.0,6.  Ee = Live load side wall (t/m2)

8) Beban rencana Model A

Model B

 Top Ceilling  Top Ceilling

Qt = Pv + Wd + PI  Bottom Slab

Qt = Pv + Wd+P

 Bottom Slab

QD  Pv  Wd 

QD  Pv  Wd  B  2 . T 2 B  2 . T 2

 Side Wall  Side Wall

9) Check floating Tekanan air bottom slab :

Wf = Hw (m) x 1 (t/m3) = Hw Wf = Buoyancy (t/m2) Hw = Tinggi original water level (m) QD > Wf (OK)

4. Mekanika teknik

1) Ditinjau setengah konstruksi

2) Faktor Kekakuan : K 

4 EI

3) Carry Over Factor = 0,5

4) Factor Distribusi : F 

5) Fixed End Moment Top ceiling : FEM  Qt . L  2 P

12 L 1 2

6) Fixed End Moment Bottom slab : FEM  Qt . L

7) Fixed End Moment Side wall :

Ujung atas

: FEM  Q 1 L  Q 2 L

Ujung bawah

: FEM  Q 1 L  Q 2 L

8) Perhitungan momen ujung

9) Perhitungan momen lapangan  Top ceiling

R AB = Qt . L  P

M t = . R AB . L  M AB  Q t . L

 Bottom slab

R DC  Q b . L

M b  RD C . L  MC DC  Qb . L

 Side wall

5. Analisis beton bertulang

1) Slab satu arah

2) Momen rencana : Mu

3) Anggapan tinggi efektif : d = h – 5 cm

4) Angka penulangan : Angka penulangan pada keadaan balanced :

0 , 85 f ' c  87000

0 , 85 f ' c 87000

b   1  0 , 85

fy 87000  fy  max = 0,75 b  200

fy 87000  fy

b 0 , 85 f ' c 0 87000 , 85 fy 87000  fy

 b 0 , 85 f ' c 87000

0 , 85 fy 87000  fy

Angka penulangan pada keadaan leleh :

0 , 85 . f ' c . d '  87000

0 , 85 . f ' c . d ' 87000

fy . d 87000  fy

fy . d 87000  fy

5) Anggapan angka penulangan

6) Asumsi lengan momen

7) Luas tulangan tarik

8) Momen tahanan penampang bertulang tunggal

9) Moment yang dipikul oleh tulangan rangkap

10) Luas tulangan A’s : Mn2 = A’s.fy.(d-d’)

11) Luas tulangan As : As = As1 + A’s

12) Kontrol angka penulangan  As 

13) Tulangan pembagi : A = 0,0018 b.h

14) Kontrol plat terhadap geser

15) Faktor reduksi kekuatan untuk geser dan torsi : Vu = R W = lebar plat yang ditinjau = 1 m Ti = tebal plat (mm) Vu <  .v.c

6. Bagan Alir Perencanaan Struktur Box Culvert

Gambar 2.10 : Bagan Alir Perencanaan Struktur Box Culvert

2.4.5. Perencanaan Dinding Penahan Tanah

Pekerjaan jalan dan jembatan umumnya tidak terlepas dari perlunya dinding penahan tanah terutama pada daerah berbukit, timbunan, talud-talud dan pada kepala jembatan.

Dinding penahan tanah (retaining wall) merupakan suatu bangunan untuk mencegah keruntuhan tanah yang curam atau lereng yang dibangun ditempat dimana kemantapannya tidak dapat dijamin oleh lereng tanah itu sendiri.

1. Jenis-jenis dinding penahan tanah

1) Tembok penahan pasangan batu Tembok penahan jenis ini digunakan terutama untuk pencegahan terhadap keruntuhan tanah, dan apabila tanah asli dibelakang tembok itu cukup baik dan tekanan tanah dianggap kecil. Tembok penahan jenis ini digunakan secara luas sebagai dinding penahan tanah rendah karena biaya pekerjaannya relatif murah dan pelaksanaan pekerjaannya mudah dilakukan.

2) Tembok penahan beton tipe gravitasi Tembok jenis ini untuk memperoleh ketahanan terhadap tekanan tanah dengan beratnya sendiri. Karena bentuknya yang sederhana dan juga pelaksanaan mudah, jenis ini sering digunakan apabila dibutuhkan konstruksi penahan yang tidak terlalu tinggi atau bila tanah pondasinya baik.

3) Tembok penahan dengan sandaran Tembok penahan dengan sandaran sebenarnya juga termasuk dalam kategori tembok penahan gravitasi tetapi cukup berbeda dalarn fungsinya.

4) Tembok penahan beton bertulang dengan balok kantilever

Tembok penahan dengan balok kantilever tersusun dan suatu tembok memanjang dan suatu pelat. Masing-masing berlaku Tembok penahan dengan balok kantilever tersusun dan suatu tembok memanjang dan suatu pelat. Masing-masing berlaku

5) Tembok penahan beton bertulang dengan penahan (buttress) Tipe ini dibangun pada sisi tembok dibawah tanah tertekan untuk memperkecil gaya irisan yang bekerja path tembok memanjang dan pelat lantai. Jenis mi digunakan untuk tembok penahan yang cukup tinggi. Kelemahan dan tembok penahan jenis mi adalah pelaksanaannya yang lebih sulit dan pada jenis lainnya.

6) Tembok penahan beton bertulang dengan penyokong

Tembok penahan dengan penyokong berfungsi sama seperti dinding penahan tetapi tembok penyokong yang berhubungan dengan penahan ditempatkan pada sisi yang berlawanan dengan sisi dimana tekanan tanah bekerja.

7) Tembok penahan khusus Jenis mi adalah tembok penahan khusus yang tidak termasuk dalam tembok penahan yang disebutkan diatas. Jenis mi dibagi menjadi tembok penahan macam rak, tipe kotak, tembok penahan menggunakan jangkar, dengan penguatan tanah, bentuk Y terbalik.

2. Pemilihan jenis dinding penahan tanah Dalam memilih jenis dinding penahan, perlu mengetahui : sifat-sifat tanah

pondasi, kondisi tempat, kondisi pelaksanaan dan efisiensi ekonomis. Sebagai pegangan, standar ketinggian dinding yang sering digunakan diperlihatkan pada Tabel 2.8 Tabel 2.8: Pendekatan tinggi berbagai dinding penahan

Tinggi (m) Tipe

5 10 15 Pasangan batu Gravitasi Balok akntilever Dinding penopang

3. Prinsip-prinsip perencanaan dinding penahan tanah

1) Beban rencana  Berat sendiri tembok penahan.

 Tekanan tanah.  Beban dibelakang dinding untuk jalan raya dianggap sebesar 1

T/m2 sebagai pembebanan kendaraan.

2) Kemantapan / stabilitas  Kontrol stabilitas guling.

 Kontrol stabilitas geser.  Kontrol esentrisitas  Kontrol terhadap daya dukung tanah pondasi

3) Data dan ketentuan untuk perencanaan  Tinggi : h

 Soil properties tanah timbunan  Soil properties tanah dasar dibawah telapak.  Koefesien gesekan antara telapak dan tanah dasar :   Berat satuan bahan  Sudut kemiringan tulud  Sudut kemiringan dinding sebelah dalam  Pendekatan dimensi dan asumsi

 Koefesien tekanan tanah aktif dan pasif Koefesien tekanan tanah aktif

Koefesien tekanan tanah pasif

4) Gaya dinding lateral Q = 0,6 a

P al = q.H.K a P a2 =P A2 .cos(  + ()

PA2 = ½.(a.H2.Ka – 2.c.H) Pv = PA2 . sin (( + ()

P p2 =2c.c.D K p

5) Kontrol stabilitas guling

F guling 

6) Kontrol stabilitas geser

V.   P p

F geser 

Tabel 2.8 : Nilai koefisien gesekan :

Kondisi

Permukaan kasar

Tanah berbutir kasar (tanpa lumpur)

Tanah berbutir kasar (dengan lumpur)

7) Kontrol eksentrisitas

e = 0,5 B - x < 1/ 6 B M v  M H

8) Kontrol kapasitas daya dukung telapak

q max 

q min 

2 . cos  45  

a e  0 , 75 .    tan 

N c = (N q – 1) cot  N  = 2 (N q + 1) tan 

4. Bagan Alir Perencanaan Dinding Penahan Tanah

Gambar 2.11 : Bagan Alir Perencanaan Dinding Penahan

2.4.6. Penggambaran

Gambar teknik diproduksi pada skala yang sesuai dan dalam detail yang cukup mewakili lokasi secara utuh, tipologi, cakupan dan skala dari pekerjaan yang diusulkan, termasuk batas konstruksi.

Gambar-gambar disesuaikan dengan gambar usulan yang berlaku pada kondisi fisik lapangan, termasuk topografi, prasarana saat ini, gambar menyajikan rencana ketinggian, penampang melintang, penampang memanjang dan detail lengkap konstruksi.

Skala gambar sebagai berikut :  Peta lokasi

1 : 5000, 1 : 10.000, 1 : 20.000  Peta situasi

 Gambar kontur

 Potongan memanjang (H) 1 : 1000, (V) 1 : 100  Potongan melintang

Detail khusus digambar untuk persinggungan dengan fasilitas lain yang ada, seperti : jembatan, saluran drainase, jalur listrik, telepon, dan fasilitas pendukung utama penting.

Gambar dibuat dengan jelas dan lengkap dengan memperhatikan hal-hal sebagai berikut:  Rencana diplot diatas situasi/layout sehingga jelas kedudukan jalan

tersebut. Yang perlu digambar jelas adalah rencana yang akan ditangani/dikerjakan dan untuk membedakan dengan yang ada (existing) perlu ditunjukkan dengan garis terputus, skala 1 : 5000

 Gambar situasi dibuat dengan perbandingan yang proporsional dengan menampilkan informasi umum di sekitar jalan tersebut.

 Potongan penampang memanjang, untuk horizontal skala 1 : 1000, untuk vertical skala 1 : 100.  Potongan penampang melintang, skala 1 : 100 untuk horizontal dan 1 :

50 untuk vertical dengan stationing setiap interval 25 m di tikungan dan

50 m di bagian lurus.  Ukuran huruf dengan tinggi minimum 4 mm dan jelas.

Susunan Gambar Rencana tersebut adalah sesuai dengan petunjuk Pemberi Pekerjaan

2.4.7. Perhitungan Kuantitas dan Perkiraan Biaya

Pada bagian ini Konsultan memerlukan ketelitian sehingga penyimpangan volume dan biaya konstruksi dapat ditekan sekecil mungkin saat hasil perencanaan ini diaplikasikan di lapangan.

1. Volume Pekerjaan Volume pekerjaan disiapkan dari perhitungan desain, gambar-gambar dan spesifikasi, dalam sebuah format dan pada sebuah tingkatan rinci. Hal ini ditinjau seteliti mungkin dari jumlah atau volume dari pekerjaan yang diperlukan untuk masing-masing jenis pekerjaan. Setiap paket pekerjaan yang direncanakan dihitung volume pekerjaan untuk tiap bagian sesuai masing-masing kontrak pelaksanaannya dan dikelompokkan dalam beberapa pekerjaan.

2. Perkiraan Biaya Analisa harga satuan menggunakan metode Bina Marga (Kimpraswil) dan acuan lain yang baku berdasarkan faktor-faktor : tenaga, material, peralatan, sosial, pajak, overhead, dan keuntungan yang berlaku di daerah setempat. Perkiraan biaya yang diperoleh dari analisa ini dibandingkan dengan proyek-proyek lainnya di daerah sekitar lokasi.

2.4.8. Jadwal Pelaksanaan Pekerjaan

Bagian ini akan mengulas manajemen peralatan yang dapat dipergunakan sebagai pengendali waktu yang telah ditentukan berdasarkan volume pekerjaan rencana. Agar tepat waktu, maka perlu pendekatan analisis alat berat dengan keakuratan tinggi sehingga akan didapat jenis alat, jumlah alat, kapasitas alat minimal yang harus dioperasikan di lapangan. Pelaksanaan proyek dan tahapan awal jadwal disiapkan untuk tiap-tiap komponen. Jadwal menunjukkan pelaksanaan khusus yang diperlukan untuk dikoordinasikan dengan prasarana proyek lain dan untuk meminimalkan gangguan.

Pada tahap perencanaan teknis, Konsultan menyiapkan metode pelaksanaan pekerjaan dan jadwal pelaksanaan. Selanjutnya dengan berdasarkan pada volume pekerjaan maka dibuat schedule pelaksanaan dengan barchart untuk masing-masing item pekerjaan sehingga dapat diketahui perkiraan jangka waktu konstruksi yang dibutuhkan. Schedule Pada tahap perencanaan teknis, Konsultan menyiapkan metode pelaksanaan pekerjaan dan jadwal pelaksanaan. Selanjutnya dengan berdasarkan pada volume pekerjaan maka dibuat schedule pelaksanaan dengan barchart untuk masing-masing item pekerjaan sehingga dapat diketahui perkiraan jangka waktu konstruksi yang dibutuhkan. Schedule

Hal-hal pokok yang berhubungan dengan alat berat, yaitu : Volume pekerjaan yang harus diselesaikan dalam batas waktu tertentu Dengan volume pekerjaan tersebut dan waktu yang telah ditentukan berarti kira harus menetapkan jenis dan jumlah alat untuk menyelesaikan pekerjaan tersebut.

Dari butir tersebut diatas diprogramkan suatu penanganan proyek yang konseptional, diharapkan target volume pekerjaan dan waktu pelaksanaan tidak meleset dari perkiraan. Ini bias terjadi bias didukung dengan analisa kapasitas alat berat dengan cermat.

Dengan adanya analisis yang baik dalam Construction Method diharapkan peralatan yang dioperasikan dapat tepat waktu dan tepat guna untuk menangani proyek.

Evaluasi dapat dikembangkan lebih jauh, yaitu dengan menempatkan peralatan tersebut pada tiap-tiap aktivitas pekerjaan dengan jenis dan jumlah sesuai kebutuhan. Misalnya untuk aktivitas : pengangkutan raw material dari quarry dibawa ke Crushing Plant, Pekerjaan overlay hotmix, Pekerjaan excavation dan Embankment. Aktivitas-aktivitas pekerjaan ini membutuhkan jenis dan jumlah alat yang berbeda-beda. Sedangkan metode pelaksanaan pekerjaan akan ditinjau pekerjaan utama saja (major work) atau pekerjaan khusus yang tingkat kesulitannya tinggi.