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

20 Mx, My : momen pada arah sebagai x dan sebagai Y X, Y : jarak dari tiang terhadap sumbu X dan Y Dalam perancangan tiang-tiang pondasi, diperlukan kriteria perancangan yang didasarkan pada hal berikut: - Hult yakni gaya horizontal yang merupakan fungsi dari sifat-sifat tanah harus lebih besar dari gaya horizontal yang dikenakan pada tiang tunggal biasa yakni H working load Hwl. Hwl dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut: Hwl = ∑ ∑ 47 - Kestabilan perancangan defleksi yang terjadi defleksi yang diizinkan. Perancangan defeksi tiang yang terjadi dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut: Untuk tipe kepala tiang bebas = × × 48 Untuk kepala tiang terjepit = + × 49 Dimana: zf : jarak dari surface ke titik jepit dasar Ep : modulus elastisitas tiang Ip : Momen Inersia tiang Selain itu perlu diperhitungkan besarnya penurunan yang terjadi. Pada lapisan tanah berbutir halus, settlement yang dominan terjadi adalah consolidation settlement. Sebaliknya pada lapis tanah berbutir kasar, settlement yang dominan terjadi adalah immediate settlement. Jika tanah tersebut murni hanya terdiri dari tanah berbutir kasar, maka consolidation settlement tidak terjadi. Besarnya settlement yang dizinkan adalah sebesar 25 mm. Berdasarkan BMS Vol 2 1992, penurunan tiang tunggal dapat diperkirakan dengan cara elastis sebagai berikut: - Tiang terapung atau tahan lekat = × × × ℎ × 50 - Tiang tahan ujung = × × × ℎ × 51 Dimana: P : beban rencana yang bekerja d : diameter tiang Es : modulus young tanah rencana Io : faktor pengaruh tiang kaku dalam lapis merata yang dalam Gambar 3 21 Rk, Rh, Rb, Rv : faktor kohesi untuk pengaruh tiang terhadap kompresibilitas kedalaman tanah, kekakuan lapis pendukung dan perbandingan Poisson Vs. Grafik untuk menentukan Rk, Rh, Rb, dan Rv ditampilkan pada Lampiran 7. Gambar 3 Faktor pengaruh penurunan, Io sumber: BMS Manual Vol 2 1992 Penurunan dalam kelompok tiang dapat dihubungkan dengan penurunan tiang tunggal dengan beban rata-rata yang sama seperti tiang dalam kelompok, oleh: = × 52 Dengan: Sg : penurunan rencana kelompok tiang S : penurunan rencana tiang tunggal Rs : nilai perbandingan penurunan Untuk kelompok yang mempunyai lebih dari 25 tiang, Rs dapat diekstrapolasi dari nilai-nilai untuk kelompok 16 tiang dan 25 tiang dengan penggunaan rumus berikut: = − √ − + 53

2.5 Pilar Jembatan

Pilar berfungsi untuk menyalurkan beban dari struktur atas ke pondasi. Perhitungan pilar meliputi penentuan bentuk, penentuan pembebanan yang terjadi, dimensi dan mutu bahan pilar, serta peninjauan kestabilan pilar terhadap geser dan guling. Pilar jembatan dan pilar yang berupa kepala kumpulan tiang harus direncanakan untuk dapat menahan beban mati, beban pelaksanaan, beban hidup akibat lalu lintas, beban angin pada struktur atas, gaya-gaya akibat aliran air, pengaruh suhu dan susut, tekanan lateral tanah, dan tekanan air, gerusan, tumbukan 22 serta beban gempa bumi. Pilar jembatan harus direncanakan untuk mempunyai kapasitas struktural yang memadai, dengan pergerakan yang dapat diterima sebagai akibat dari kombinasi beban-beban, serta kapasitas dukungan pondasi yang aman dan penurunan yang dapat diterima RSNI-T-12-2004. Tiang direncanakan dengan hubungan kaku ke dalam balok cap. Tebal balok cap dari diameter pilar dapat diperkirakan tetapi umumnya tidak kurang dari 1000 mm. Bentuk umum dari pilar ditampilkan pada Gambar 4. Gambar 4 Bentuk Umum Pilar Jembatan Sumber : BMS Manual Vol 1

2.6 Beton Bertulangan

Beton sederhana terbuat dari perkerasan campuran semen, air, agregat halus, agregat kasar, serta bahan tambahan lainnya jika diperlukan. Kekuatan nominal beton terdiri dari kuat tekan, kuat tarik, serta kuat tarik lentur. Kuat tekan beton ditentukan berdasarkan tes uji silinder beton saat beton berusia 28 hari. Kuat tekan beton ini dipengaruhi faktor air semen FAS, tipe semen, agregat, bahan tambahan, kecepatan pembebanan, umur beton, serta kelembaban dan temperatur ketika beton mengeras. RSNI-T-12-2004 mensyaratkan, beton dengan kuat tekan benda uji silinder yang kurang dari 20 MPa tidak dibenarkan untuk digunakan dalam pekerjaan struktur beton untuk jembatan, kecuali untuk pembetonan yang tidak dituntut persyaratan kekuatan. Beton mempunyai kekuatan tekan tinggi namun memiliki kekuatan tarik yang rendah. Untuk itu, pada beton perlu dilakukan penguatan pada daerah tarik dari 23 penampang untuk mengatasi kelemahan terhadap tarik tersebut. Penguatan terhadap tarikan ini dapat dilakukan dengan menambahkan tulangan baja ke dalam struktur beton. Teknologi ini dinamakan sebagai beton bertulang. Beton bertulang merupakan beton yang diberi baja tulangan dengan luas dan jumlah yang tidak kurang dari nilai minimum yang diisyaratkan dengan atau tanpa prategang, dan direncanakan berdasarkan asumsi bahwa kedua material tersebut bekerja sama dalam menahan gaya yang bekerja RSNI-T-12-2004. Perencanaan struktur beton bertulang di bawah ini di dasarkan pada RSNI T- 12-2004 1. Kekuatan Balok Rencana Terhadap Lentur Perhitungan kekuatan dari suatu penampang yang terlentur harus memperhitungkan keseimbangan dari tegangan dan kompatibilitas regangan, serta konsisten dengan anggapan: - Bidang rata yang tegak lurus sumbu tetap rata setelah mengalami lentur - Beton tidak diperhitungkan dalam memikul tegangan tarik. - Distribusi tegangan tekan ditentukan dari hubungan tegangan-regangan beton. - Regangan batas beton yang tertekan diambil sebesar 0,003. Hubungan distribusi tegangan tekan beton dan regangan dapat dianggap dipenuhi oleh distribusi tegangan beton persegi ekuivalen, yang diasumsikan bahwa tegangan beton = 0,85 fc’ terdistribusi merata pada daerah tekan ekuivalen yang dibatasi oleh tepi tertekan terluar dari penampang dan suatu garis yang sejajar dengan sumbu netral sejarak a = βc dari tepi tertekan terluar tersebut. Faktor harus diambil sebesar: = 0,85 untuk fc’ 30 MPa 54 = 0,85 – 0,008 fc’ – 30 untuk fc’ 30 Mpa 55 Untuk komponen struktur lentur, dan untuk komponen struktur yang dibebani kombinasi lentur dan aksial tekan dimana kuat tekan rencana ρPn kurang dari nilai yang terkecil antara 0,1 fc’Ag dan ρPb, maka rasio tulangan ρ tidak boleh melampaui 0,75 dari rasio ρb yang menghasilkan kondisi regangan batas berimbang untuk penampang. Untuk komponen struktur beton dengan tulangan tekan, bagian ρb untuk tulangan tekan tidak perlu direduksi dengan faktor 0,75. 2. Kekuatan Balok Rencana Terhadap Geser Perencanaan penampang akibat geser harus didasarkan pada : Vu φ Vn 56 Di mana Vu adalah gaya geser terfaktor pada penampang yang ditinjau, dan Vn adalah kuat geser nominal yang dihitung dari Vn = Vc + Vs 57 Vc adalah kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton, dan Vs adalah kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser. Untuk komponen struktur yang dibebani geser dan lentur saja, berlaku: = √ ′ × 58 24 Untuk komponen struktur yang dibebani tekan aksial berlaku: = + √ ′ × 59 Untuk komponen yang dibebani gaya tarik aksial yang besar, kuat geser dapat dihitung dengan perhitungan yang lebih rinci dari, = + , √ ′ × 60 Apabila , ∅ ≤ ∅ harus dipasang tulangan minimum sesuai dengan, min = × 61 Apabila ∅ maka batas spasi maksimum dan luas tulangan geser dapat dihitung berdasarkan aturan: = × × 62 3. Kekuatan Balok Rencana Terhadap Puntir Kekuatan puntir balok harus direncanakan berdasarkan hubungan: ≤ ∅ 63 Di mana puntir nominal Tn bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh tulangan Ts. Berdasarkan McCormac 2004 pengaruh torsi dapat diabaikan untuk tulangan non pratekan jika: ∅√ ′ 64 Dimana : Acp: luas seluruh penampang termasuk luas lubang dalam batang berlubang Pcp: keliling dari seluruh penampang 4. Perencanaan Kolom Langsing Untuk menentukan jenis kolom langsing, kolom harus dikelompokkan sebagai tidak bergoyang atau bergoyang. Pengaruh kelangsingan dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak bergoyang apabila dipenuhi: ≤ − 65 Untuk komponen struktur tekan bergoyang, pengaruh kelangsingan dapat diabaikan apabila: ≤ 66 Faktor panjang efektif K didefinisikan pada Gambar 5: