Studi Perbandingan Desain Pondasi Rakit (Mat Foundation) Dengan Menggunakan Metode Kekakuan Konvensional dan Metode Modulus Reaksi Tanah Dasar.

ix Universitas Kristen Maranatha

STUDI PERBANDINGAN DESAIN PONDASI RAKIT (MAT

FOUNDATION) DENGAN MENGGUNAKAN METODE

KEKAKUAN KONVENSIONAL DAN METODE MODULUS

REAKSI TANAH DASAR

Donald Tri

NRP: 0921056

Pembimbing: Ir. IBRAHIM SURYA, M.Eng.

ABSTRAK

Dalam mendesain pondasi rakit perlu diketahui jenis tanah yang ada di bawahnya dan beban yang dipikul oleh pondasi rakit tersebut. Tujuannya adalah agar pondasi rakit yang didesain dapat stabil terhadap bebagai keruntuhan dan besar penurunan yang terjadi lebih kecil dari penurunan yang diijinkan. Beban yang dipikul oleh pondasi rakit berasal dari beban struktur di atasnya dan berat sendiri dari pelat tersebut. Penelitian tugas akhir ini bertujuan untuk menganalisis penurunan tanah dan respons tegangan tanah yang terjadi pada pondasi rakit dengan menggunakan perhitungan manual dengan menggunakan metode kekakuan konvensional dan dengan menggunakan metode kekakuan konvensional serta menggunakan metode modulus koefisien reaksi tanah dasar pada program ELPLA 9.2.

Pada penelitian ini pondasi rakit yang direncanakan mempunyai dimensi sebesar 76 x 96 ft, tebal pelat pondasi rakit ini ditentukan dari perhitungan manual dengan menggunakan metode kekakuan konvensional. Perencanaan pondasi rakit ini juga dilakukan dengan menggunakan bantuan perangkat lunak ELPLA 9.2.

Dari penelitian yang dilakukan, diperoleh suatu kesimpulan bahwa pondasi rakit yang direncakan dengan dimensi sebesar 76 x 96 ft, menggunakan perhitungan manual dan menggunakan perangkat lunak ELPLA 9.2, aman terhadap penurunan dan respon tegangan tanah yang di ijinkan.

Kata kunci: Pondasi rakit, penurunan pondasi, tegangan pada tanah , kekakuan

x Universitas Kristen Maranatha

COMPARATIVE STUDY DESIGN OF RAFT FOUNDATION

(MAT FOUNDATION) BY USING CONVENTIONAL RIGID

METHOD AND SUBGRADE REACTION MODULUS METHOD

Donald Tri

NRP: 0921056

Thesis Supervisor: Ir. IBRAHIM SURYA, M.Eng.

ABSTRACT

In designing raft foundation, it is of great importance to know the type of the soil under the foundation and the loads that will be endured by the raft foundation. The purpose of it is that the designed raft foundation could be stable enough for variois collapses and the amount of reduction is smaller than the permitted degradation. The loads borne by the raft foundation comes from the load of structure above it and the load of the plate itself. The purpose of this final assignment research is to analyze the soil degradation and the respond of soil tension on the raft foundation by using manual calculation using the conventional rigid method as well as the coefficient sub-grade reaction in the ELPLA 9.2 program.

In this research, the dimension of the planned raft foundation is 76 x 96 feet; the thickness of this raft foundation is determined by the manual calculation by using the conventional rigid method. The planning of raft foundation is planned by using the software ELPLA 9.2.

From this research, we can get a conclusion that the planned 76 x 96 feet raft foundation’s dimension calculated by manual calculation and software ELPLA 9.2 is save from the degradation and the permitted soil pressure

xi Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL………..………i

LEMBAR PENGESAHAN………...ii

PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN TUGAS AKHIR………...iii

PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN PENELITIAN………..iv

SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR………..v

SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR………vi

KATA PENGANTAR………vii

ABSTRAK………..ix

ABSTRACT………...x

DAFTAR ISI……….xi

DAFTAR GAMBAR………..xiii

DAFTAR TABEL………...xvi

DAFTAR NOTASI………xviii

DAFTAR LAMPIRAN………xx

BAB I PENDAHULUAN……….…………1

1.1Latar Belakang……….1

1.2Maksud dan Tujuan………..………2

1.3Ruang Lingkup Pembahasan ……….2

1.4Sistematika Penulisan………3

1.5Diagram Alir ………..4

BAB II STUDI PUSTAKA………..………5

2.1 Pendahuluan ……….5

2.1.1 Jenis umum pondasi rakit………..6

2.1.2 Manfaat pondasi rakit……….7

2.2 Tinjauan Model tanah………7

2.2.1 Model tanah pegas (Winkler)………7

2.2.2 Pemodelan elastik untuk tanah menerus (elastic continuum soil models)………..7

2.3 Pengaruh kekakuan struktur……….8

2.4 Desain Konvensional Pondasi Rakit (Conventional design of raft foundations)….8 2.4.1 Prosedur desain untuk pondasi rakit (Design procedure for raft foundations)……….8

2.5 Kriteria rancangan tahanan geser………..10

2.5.1 Pendahuluan………10

2.5.2 ACI 318-89……….10

2.6 Metode rancangan pondasi rakit (Design methods of raft foundations)…………16

2.6.1 Metode kekakuan konvensional (Conventional rigid method) ……….17

2.6.2 Metode model pegas tanah Winkler (Methods using Winkler spring soil model)………18

2.6.2.1 Evaluasi koefisien dari reaksi tanah dasar (Evaluation of coefficient of subgrade reaction)………19

2.6.2.2 Metode perkiraan fleksibilitas (Approximate flexible method)…..23

2.6.2.3 Metode elemen terbatas (Finite element method, FEM)………26

2.7 Kriteria rancangan untuk penurunan (Design Criteria for Settlement)………….27

xii Universitas Kristen Maranatha

2.7.2 Definisi pergerakan pondasi (Definitions of foundation movement)….28

2.7.3 Kriteria penurunan (settlement criteria)……….30

BAB III ANALISA PONDASI RAKIT DENGAN MENGGUNAKAN METODE KEKAKUAN KONVENSIONAL DAN MENGGUNAKAN METODE MODULUS REAKSI TANAH DASAR PADA ELPLA 9.2……….….35 3.1 Perhitungan respon tegangan pada pelat………35

3.1.1 Menentukan ketebalan pelat pada pondasi rakit……….42

3.1.2 perhitungan rata-rata reaksi pada tanah……….43

3.1.3 Persayaratan Penulangan……….45

3.2 Analisa pondasi rakit berdasarkan program ELPLA 9.2 dengan menggunakan metode kekakuan konvensional dan koefisien modulus reaksi tanah dasar……..48

3.2.1 Pemodelan dalam ELPLA 9.2 ………....48

3.2.2. Teori ELPLA 9.2……….48

3.2.3 Penginputan Data pada ELPLA 9.2 berdasarkan metode kekakuan konvensional………..49

3.2.4 Pemodelan bentuk bangunan………..53

3.2.4.1 menentukan properti tanah pada ELPLA 9.2………55

3.2.4.2 Menentukan properti pondasi pada ELPLA 9.2………55

3.2.4.3 Menentukan dimensi kolom dan beban pada pada pondasi Rakit………58

3.3 Hasil dan analisis………59

3.3.1 Output dari ELPLA dengan menggunakan metode kekakuan konvensional………..59

3.3.1.1 Hasil penggambaran grafik bidang momen dan shear dari ELPLA 9.2………..60

3.3.1.2 Hasil penggambaran grafik tegangan yang terjadi pada pelat dari ELPLA 9.2………...68

3.3.1.3 Hasil penggambaran grafik penurunan yang terjadi pada pelat dari ELPLA 9.2………...76

3.4 Penginputan Data pada ELPLA 9.2 berdasarkan metode dari modulus reaksi tanah dasar………..84

3.4.1 Hasil penggambaran grafik penurunan dari ELPLA 9.2………..88

3.4.2 Hasil penggambaran grafik tegangan dari ELPLA 9.2……….96

3.4.3 Hasil analisis metode kekakuan dan metode modulus reaksi tanah dasar………...104

3.5 Perancangan perhitungan tegangan pada tanah ………106

3.5.1 Perbandingan respon tegangan tanah dan penurunan ………108

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN……….………..115

4.1 Kesimpulan………115

4.2 Saran………..116

Daftar Pustaka………117

xiii Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Jenis pondasi pelat ………5

Gambar 2.2 Pemodelan tanah: (a) model tanah pegas;

(b) model elastis tanah menerus………8

Gambar 2.3 Daerah pembebanan (tributary area) dan bagian kritis untuk gaya geser pada pelat kolom(Portland Cement Association, 1990) ………..12 Gambar 2.4 Kekuatan geser pada pelat tanpa tulangan geser: efek dari perbandingan

sisi panjang ke sisi pendek dari beban yang dipusatkan βc (Portland Cement

Association, 1990) ……….14

Gambar 2.5 Kuat geser pelat tanpa penulanganan geser : efek perbandingan batas kritis pada keliling β0 (Portland Cement Association, 1990)………15

Gambar 2.6 Tekanan tanah di bawah pondasi rakit yang kaku………19 Gambar 2.7 Metode prorating ks untuk membuat simpul pegas untuk persegi dan

segitiga (Bowles 1988)………20

Gambar 2.8 Fungsi untuk pergeseran, momen dan lendutan (Hetenyi, 1946)……...25

Gambar 2.9 Sudut geser ………..25

Gambar 2.10 Idealisasi struktural dari pondasi rakit dan tanah penopang

(Teng, 1975)……….26

Gambar 2.11 Elemen pelat yang tegak lurus (Teng, 1975)………..27 Gambar 2.12 Gaya internal dari sebuah elemen (Teng, 1975)………..27 Gambar 2.13 Definisi mengenai pergerakan pondasi (Burland et al. 1977)………….29 Gambar 3.1 Perencanaan Pondasi Rakit dengan beban mati dan beban hidup………36

Gambar 3.2 Titik tinjau perhitungan tegangan pada kolom………39

Gambar 3.3 Gambar 3.3 batas kolom kritis……….43

Gambar 3.4 Diagram beban, tegangan, dan momen pada jalur BCDKLM……….46 Gambar 3.5 Gambar penampang (a).penampang persegi, (b) asumsi distribusi tegangan

pada penampang………..46

Gambar 3.6 Tampilan perangkat Lunak ELPLA 9.2………...49

xiv Universitas Kristen Maranatha

Gambar 3.8 Jenis-jenis analisis pada ELPLA 9.2………50

Gambar 3.9 Metode perhitungan pada ELPLA 9.2……….51

Gambar 3.10 Sistim simetri pada ELPLA 9.2………...52

Gambar 3.11 Option pada ELPLA 9.2………..52

Gambar 3.12 Identifikasi proyek pada ELPLA 9.2……….53 Gambar 3.13(a) Jenis-jenis pelat dengan metode kekakuan konvensional pada ELPLA 9.2………..54

Gambar 3.13(b) Jenis generasi untuk persegi (square), persegi panjang (rectangular), dan tidak beraturan(irregular slabs) dengan metode kekakuan konvensional pada ELPLA 9.2……….54 Gambar 3.13(c) Jaringan kartesian dengan metode kekakuan konvensional pada ELPLA 9.2………55 Gambar 3.14 Menentukan muka air tanah dengan metode kekakuan konvensional pada ELPLA 9.2………55 Gambar 3.15(a) Berat beton bertulang dengan metode kekakuan konvensional pada ELPLA 9.2………..56 Gambar 3.15(b) Menentukan ketebalan pondasi dengan metode kekakuan konvensional pada ELPLA 9.2………56 Gambar 3.15(c) Menentukan elemen pondasi yang digunakan dengan metode kekakuan konvensional pada ELPLA 9.2………57 Gambar 3.15(d) Parameter kode desain dengan metode kekakuan konvensional pada ELPLA 9.2………..58

Gambar 3.16(a) Menentukan ketebalan kolom dengan metode kekakuan konvensional pada ELPLA 9.2………58

Gambar 3.16(b) Penentuan letak kolom dan beban dengan metode kekakuan konvensional pada ELPLA 9.2………..59 Gambar 3.17 (a) Tinjau pada jarak x 2ft, (b) diagram momen pada ELPLA, (c) diagram shear pada ELPLA……….61 Gambar 3.18 (a) Tinjau pada jarak x 26 ft, (b) diagram momen pada ELPLA, (c)diagram

shear pada ELPLA………63

Gambar 3.19 (a) Tinjau pada jarak x 50 ft, (b) diagram momen pada ELPLA, (c) diagram

xv Universitas Kristen Maranatha

Gambar 3.20 (a) Tinjau pada jarak x 74 ft, (b) diagram momen pada ELPLA, (c) diagram

shear pada ELPLA……….67

Gambar 3.21 (a) Tinjau pada jarak x 2 ft, (b)diagram tegangan pelat pada ELPLA……68 Gambar 3.22 (a) Tinjau pada jarak x 26 ft, (b)diagram tegangan pelat pada ELPLA...…70 Gambar 3.23 (a) Tinjau pada jarak x 50 ft, (b)diagram tegangan pelat pada ELPLA…...72 Gambar 3.24 (a) Tinjau pada jarak x 74 ft, (b)diagram tegangan pelat pada ELPLA…...74 Gambar 3.25 (a) Tinjau pada jarak x 2 ft, (b) diagram penurunan pelat pada ELPLA….76 Gambar 3.26 (a) Tinjau pada jarak x 26 ft, (b)diagram penurunan pelat pada ELPLA....78 Gambar 3.27 (a) Tinjau pada jarak x 50 ft, (b)diagram penurunan pelat pada ELPLA....80 Gambar 3.28 (a) Tinjau pada jarak x 74 ft, (b)diagram penurunan pelat pada ELPLA...82 Gambar 3.29 Metode perhitungan dengan metode modulus koefisien reaksi tanah dasar

pada ELPLA 9.2………..84

Gambar 3.30 Data tanah dengan metode dengan metode modulus koefisien reaksi tanah

dasar pada ELPLA 9.2……….86

Gambar 3.31 Properti tanah dengan metode dengan metode modulus koefisien reaksi tanah dasar pada ELPLA 9.2 pada ELPLA 9.2………...87 Gambar 3.32 Faktor daya dukung tanah dengan metode modulus koefisien reaksi tanah

dasar pada ELPLA 9.2………87

Gambar 3.33 (a) Tinjau pada jarak y 2 ft, (b)diagram penurunan pelat pada ELPLA…..88 Gambar 3.34 (a) Tinjau pada jarak y 26 ft, (b)diagram penurunan pelat pada ELPLA…90 Gambar 3.35 (a) Tinjau pada jarak y 50 ft, (b)diagram penurunan pelat pada ELPLA…92 Gambar 3.36 (a)Tinjau pada jarak y 74 ft, (b)diagram penurunan pelat pada ELPLA….94 Gambar 3.37 (a) Tinjau pada jarak y 2 ft, (b)diagram tegangan pelat pada ELPLA…..96 Gambar 3.38 (a) Tinjau pada jarak y 26 ft, (b)diagram tegangan pelat pada ELPLA…...98 Gambar 3.39 (a) Tinjau pada jarak y 50 ft, (b)diagram tegangan pelat pada ELPLA...100 Gambar 3.40 (a) Tinjau pada jarak y 74 ft, (b)diagram tegangan pelat pada ELPLA….102

xvi Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Nilai umum untuk koefisien reaksi tanah dasar untuk tipe tanah berpasir

dan tanah lempung………...22

Tabel 2.2 Membatasi perputaran relatif seperti yang disarankan oleh Bjerrum (1963) (Wahls, 1981)……….32

Tabel 2.3 Kriteria penurunan: 1955 U.S.S.R Building Code (Wahls, 1981)…….33 Tabel 2.4 Penurunan rata-rata yang diperbolehkan untuk tipe bangunan yang berbeda-beda (Wahls, 1981)………..33 Tabel 2.5 Membatasi nilai dari perputaran relatif dan perbandingan lendutan dari struktur (setelah Tomlinson, 1986)……….34

Tabel 3.1 Hasil tegangan pada tanah pada tiap titik tepi………38 Tabel 3.2 Hasil tegangan pada tanah untuk titik kolom………...39 Tabel 3.3 Hasil penurunan pada tanah untuk titik kolom dan tepi…………..………41

Tabel 3.4 Tegangan tanah jarak 2 ft pada ELPLA………...………69

Tabel 3.5 Tegangan tanah jarak 26 ft pada ELPLA………71

Tabel 3.6 Tegangan tanah jarak 50 ft pada ELPLA……….73

Tabel 3.7 Tegangan pelat jarak 74 ft pada ELPLA………...75

Tabel 3.8 Penurunan pelat jarak 2 ft pada ELPLA………..77 Tabel 3.9 Penurunan pelat jarak 26 ft pada ELPLA……….79 Tabel 3.10 Penurunan pelat jarak 50 ft pada ELPLA……….81

Tabel 3.11 Penurunan pelat jarak 74 ft pada ELPLA………83 Tabel 3.12 Data tanah untuk tipe tanah pasir padat sedang………...85 Tabel 3.13 Modulus kompresibilitas tanah………85 Tabel 3.14 Faktor reduksi penurunan pada ELPLA………..86 Tabel 3.15 Penurunan pelat jarak 2 ft pada ELPLA………..89

xvii Universitas Kristen Maranatha

Tabel 3.17 Penurunan pelat jarak 50 ft pada ELPLA………93

Tabel 3.18 Penurunan pelat jarak 74 ft pada ELPLA………95

Tabel 3.19 Tegangan pelat jarak 2 ft pada ELPLA………...97

Tabel 3.20 Tegangan pelat jarak 26 ft pada ELPLA………...…..99

Tabel 3.21 Tegangan pelat jarak 50 ft pada ELPLA………...…..101

Tabel 3.22 Tegangan pelat jarak 74 ft pada ELPLA………...103

Tabel 3.23 Hasil penurunan dengan metode kekakuan konvensional dan metode modulus reaksi tanah dasar pada titik kolom dari ELPLA 9.2…………..104 Tabel 3.24 Hasil tegangan dengan metode kekakuan konvensional dan metodemodulus

reaksi tanah dasar pada titik kolom dari ELPLA 9.2……….105 Tabel 3.25 Perhitungan tegangan dari hasil analisis penurunan terhadap metode

kekakuan konvensional………..106

Tabel 3.26 Perhitungan tegangan dari hasil analisis penurunan terhadap metode

modulus reaksi tanah dasar………107

Tabel 3.27 Perbandingan tegangan tanah dengan menggunakan metode kekakuan konvensional dari perhitungan secara manual dan hasil analisis pada

ELPLA 9.2………..108

Tabel 3.28 Perbandingan tegangan tanah dengan menggunakan metode kekakuan konvensional dari perhitungan secara manual dan hasil analisis pada

ELPLA 9.2………..110

Tabel 3.29 Perbandingan penurunan tanah dari perhitungan secara manual dan hasil

analisis pada ELPLA 9.2……….112

Tabel 3.30 Perbandingan penurunan tanah dari perhitungan secara manual dan hasil

xviii Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR NOTASI

Av Daerah tulangan geser yang berada di pada jarak s

B Lebar pondasi rakit (arah - x)

b0 Batas pondasi pondasi rakit pada bagian kritis

bw Lebar pondasi, atau diameter pada pondasi melingkar

d Kedalaman efektif

ex Eksentrisitas dari semua akibat gaya vertikal dengan memperhitungkan x- axes

ey Eksentrisitas dari semua akibat gaya vertikal dengan memperhitungkan y- axes

Er Modulus elastisitas pada beton, Mpa

fc Kuat tekan beton

I Momen inersia Ks Konstanta pegas

ks Modulus reaksi tanah dasar kN/m3

LAB Perkiraan kecacatan profil

Mr Momen radial per satuan lebar, kgm/m Mt Momen tangensial per satuan lebar, kgm/m p Tekanan pada suatu titik pondasi

q Tekanan pada tanah qa Tegangan yang diijinkan

ro Jari-jari kekakuan efektif

S Jarak penulanganan geser yang se arah dengan penulanganan yang membujur t Ketebalan pondasi rakit

u Tekanan hidrostatik

xix Universitas Kristen Maranatha

Vn Kekuatan nominal gaya geser

Vs Kekuatan nominal gaya geser yang diakibatkan oleh penulanganan geser

Vu Gaya geser yang difaktorkan

w Penurunan

βc Perbandingan sisi panjang ke sisi pendek dari beban yang dipusatkan β0 Perbandingan batas kritis pada keliling bo dan kedalaman efektif d

s

 Konstanta yang digunakan untuk menghitung Vc

α Sudut regang

φ Kekuatan faktor reduksi, 0.85

φVn Gaya geser 



VcVs



γ Satuan berat volume kN/m3

δ Pergeseran secara vertikal di dalam tanah µc Possion rasio terhadap beton

∅ Sudut geser

δρ Penurunan relatif

Фm Perputaran

xx Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran L1 Tabel penurunan dan tegangan dari ELPLA……….118

Lampiran L2 Gambar tabel penurunan dan tegangan yang terjadi pada kekakuan

konvensional………..123

Lampiran L3 Gambar tabel penurunan dan tegangan yang terjadi pada metode modulus

reaksi tanah dasar………...125 Lampiran L4 Gambar tabel penurunan dan tegangan dari perhitungan manual……..…127 Lampiran L5 Gambar tabel penurunan dari metode kekakuan konvensional dan tegangan

yang di peroleh dari nilai ks = 61.112632 kip/ft3………..129 Lampiran L6 Gambar tabel penurunan dari metode modulus reaksi tanah dasar dan tegangan

yang di peroleh dari nilai ks = 61.112632 kip/ft3...131 Lampiran L7 Gambar penurunan secara merata pada ELPLA 9.2……….133

SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR

Sesuai dengan persetujuan dari ketua jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha, melalui surat No. 1295/TA/FTS/UKM/II/2012 tanggal 22 Februari 2012, dengan ini saya selaku Pembimbing Tugas Akhir ini memberikan tugas kepada:

Nama : Donald Tri

NRP : 0921056

Untuk membuat Tugas Akhir bidang Geoteknik dengan judul:

STUDI PERBANDINGAN DESAIN PONDASI RAKIT (MAT

FOUNDATION) DENGAN MENGGUNAKAN METODE KEKAKUAN KONVENSIONAL DAN METODE MODULUS REAKSI TANAH DASAR

Pokok pembahasan Tugas Akhir adalah sebagai berikut: 1. Pendahuluan

2. Studi pustaka

3. Analisa Pondasi Rakit Dengan Menggunakan Metode Kekakuan Konvensional dan Menggunakan Metode Modulus reaksi Reaksi Tanah Dasar pada ELPLA 9.2

4. Kesimpulan dan Saran

Hal-hal lain yang dianggap perlu dapat disertakan untuk melengkapi penulisan Tugas Akhir ini.

Bandung, 23 Februari 2012

SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR

Yang bertanda tangan di bawah ini selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir dari mahasiswa:

Nama : Donald Tri NRP : 0921056

menyatakan bahwa Tugas Akhir dari mahasiswa tersebut diatas dengan judul:

STUDI PERBANDINGAN DESAIN PONDASI RAKIT (MAT

FOUNDATION) DENGAN MENGGUNAKAN METODE KEKAKUAN KONVENSIONAL DAN METODE MODULUS REAKSI TANAH DASAR

dinyatakan selesai dan dapat diajukan pada Ujian Sidang Tugas Akhir (USTA).

Bandung, 3 Desember 2012

118

Lampiran L1 tabel penurunan dan tegangan dari ELPLA

Node No. I [-] Total displacement [ft]

Total contact pressure q[kip/ft2]

3024 0.020542138 1.0875

4192 0.012454 1.088

3309 0.026542 1.1293

4448 0.024254 1.1605

5971 0.026542 1.1631

6938 0.01894539 1.2085

347 0.005642 1.2116

4577 0.005642 1.2117

1309 0.01894539 1.2472

1006 0.02667 1.2611

2977 0.02418 1.2716

5659 0.02667 1.2811

1858 0.01367 1.3212

7311 0.02137 1.3238

3271 0.0398 1.3263

774 0.0386 1.352

2991 0.0398 1.352

516 0.0219 1.3263

443 0.0356 1.3238

4134 0.0678 1.3212

6002 0.0771 1.2811

1250 0.0378 1.2716

3479 0.0378 1.2611

4128 0.0761 1.2472

4513 0.0861 1.2117

5865 0.0378 1.2116

6001 0.0386 1.2085

1189 0.0386 1.1631

273 0.0386 1.1605

2072 0.007 1.1293

5780 0.0861 1.088

7046 0.0771 1.0875

4412 0.0761 1.25194

4463 0.0678 1.25036

4514 0.0398 1.24973

4581 0.0398 1.24889

4694 0.0386 1.24678

5663 0.0386 1.24630

5670 0.0386 1.24566

119

5883 0.0378 1.24507

5934 0.0378 1.24467

5985 0.0378 1.24447

6052 0.0356 1.24376

6165 0.02667 1.24311

6712 0.02667 1.24300

6719 0.026542 1.24190

6775 0.026542 1.23970

6932 0.024254 1.23818

6983 0.02418 1.23693

7034 0.0219 1.23580

7101 0.02137 1.23534

7214 0.020542138 1.23521

4717 0.01894539 1.23392

103 0.01894539 1.23315

956 0.01367 1.23168

2495 0.012454 1.23158

571 0.007 1.23089

836 0.005642 1.22997

1568 0.005642 1.22985

1672 0.005642 1.22914

1735 0.005642 1.22824

6004 0.007 1.22780

2042 0.012454 1.22669

2307 0.01367 1.22625

3039 0.01894539 1.22621

3143 0.01894539 1.22615

3206 0.020542138 1.22611

3260 0.02137 1.22602

3513 0.0219 1.22504

3778 0.02418 1.22444

4510 0.024254 1.22437

4614 0.026542 1.21880

4677 0.026542 1.21788

4731 0.02667 1.21598

4984 0.02667 1.21566

5249 0.0356 1.21518

5981 0.0378 1.21424

6085 0.0378 1.21111

6148 0.0378 1.20940

6202 0.0386 1.20848

7030 0.0386 1.20794

7134 0.0386 1.20754

7197 0.0386 1.20748

7251 0.0398 1.20693

1280 0.0398 1.20593

120

2751 0.0761 1.20173

3180 0.0771 1.20163

4222 0.0861 1.19893

1 0.0861 1.19860

5693 0.0771 1.19843

6122 0.0761 1.19787

6742 0.0678 1.19766

7171 0.0398 1.19745

1364 0.0398 1.19703

1368 0.0386 1.19566

1652 0.0386 1.19538

1656 0.0386 1.19150

2835 0.0386 1.19102

2839 0.0378 1.19002

3123 0.0378 1.18843

3127 0.0378 1.18707

4306 0.0356 1.18693

4310 0.01894539 1.18657

4594 0.02667 1.18619

4598 0.02418 1.18594

5777 0.02667 1.18542

5781 0.01367 1.18515

6065 0.02137 1.18250

6069 0.0398 1.18195

6826 0.0386 1.18177

6830 0.0398 1.18114

7114 0.0219 1.18095

7118 0.0356 1.18074

1439 0.0678 1.18035

1586 0.0771 1.17947

1631 0.0378 1.17920

1641 0.0378 1.17726

2910 0.0761 1.17135

3057 0.0861 1.16704

3102 0.0378 1.16677

3112 0.0386 1.16667

4381 0.0386 1.16631

4528 0.0386 1.16575

4573 0.007 1.16500

4583 0.0861 1.16437

5852 0.0771 1.16399

5999 0.0761 1.16259

6044 0.0678 1.16230

6054 0.0398 1.16218

6901 0.0398 1.16172

7048 0.0386 1.16080

121

7103 0.01894539 1.15858

1133 0.02137 1.15785

1228 0.0219 1.15664

1469 0.02418 1.15633

1619 0.02667 1.15579

2604 0.02667 1.15510

2699 0.0356 1.15493

2940 0.0356 1.15215

3090 0.0378 1.15146

4075 0.0378 1.15144

4170 0.0378 1.14601

4411 0.0386 1.14447

4561 0.0386 1.14444

5546 0.0386 1.14432

5641 0.0386 1.14409

5882 0.0386 1.14396

6032 0.0398 1.14305

6595 0.0398 1.14284

6690 0.01367 1.14156

6931 0.01894539 1.14029

7081 0.02137 1.13929

1155 0.0219 1.13874

1269 0.0219 1.13801

1321 0.02418 1.13722

1413 0.02667 1.13544

1550 0.02667 1.13469

2626 0.0356 1.13402

2740 0.0356 1.13369

2792 0.0356 1.13068

2884 0.0378 1.13033

3021 0.0378 1.13018

4097 0.0378 1.12962

4211 0.0378 1.12772

4263 0.0378 1.12763

4355 0.0378 1.12703

4492 0.0386 1.12680

5568 0.0386 1.12525

5682 0.0386 1.12437

5734 0.0386 1.12408

5826 0.0386 1.12220

5963 0.0678 1.12130

6617 0.0761 1.12003

6731 0.0771 1.11880

6783 0.0861 1.11662

6875 0.0356 1.11483

7012 0.02667 1.11445

122

1317 0.026542 1.11341

2671 0.026542 1.11326

2788 0.024254 1.11282

4142 0.02418 1.11241

4259 0.0219 1.11119

5613 0.02137 1.10838

5730 0.020542138 1.10754

6662 0.01894539 1.10604

6779 0.01894539 1.10405

5723 0.01367 1.10294

527 0.012454 1.10290

1182 0.007 1.10236

2653 0.005642 1.10221

4124 0.024254 1.10142

5595 0.026542 1.09979

6644 0.026542 1.09902

1263 0.02667 1.09871

123

Lampiran L2 gambar penurunan dan tegangan yang terjadi pada kekakuan konvensional

1. Jarak 2 ft

124

3. Jarak 50 ft

125

Lampiran L3 gambar penurunan dan tegangan yang terjadi pada metode modulus reaksi tanah dasar

1. Jarak 2 ft

126

3. Jarak 50 ft

127

Lampiran L4 gambar penurunan dan tegangan dari perhitungan manual

1. Jarak 2 ft

128

3. Jarak 50 ft

129

Lampiran L5 gambar penurunan dari metode kekakuan konvensional dan tegangan yang di peroleh dari nilai ks = 61.112632 kip/ft3

1. Jarak 2 ft

130

3. Jarak 50 ft

131

Lampiran L6 gambar penurunan dari metode modulus reaksi tanah dasar dan tegangan yang di peroleh dari nilai ks = 61.112632 kip/ft3

1. Jarak 2 ft

132

3. Jarak 50 ft

133

1 Universitas Kristen Marantha

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar belakang

Ilmu geoteknik berperan penting dalam hal pembangunan yang pada saat ini sedang gencar-gencarnya dilakukan di berbagai daerah di Indonesia. Geoteknik merupakan suatu bagian dari cabang ilmu Teknik Sipil yang membahas mengenai permasalahan kekuatan tanah dan hubungannya dalam menahan beban struktur yang berdiri di atasnya. Salah satu hal yang dipelajari dalam bidang geoteknik ini adalah mengenai sistem pondasi bangunan.

Pondasi didefinisikan sebagai bagian dari suatu sistem rekayasa yang meneruskan beban struktur yang di topang dan beratnya sendiri ke dalam lapisan tanah atau batuan yang ada di bawahnya dan berfungsi untuk:

1. Mendukung seluruh beban yang berasal dari bangunan di atasnya, dan berat sendiri dari pondasi tersebut.

2. Menyalurkan beban yang didukung ke lapisan tanah yang ada dibawahnya Pondasi diklasifikasikan menjadi pondasi dangkal dan pondasi dalam. Pondasi dangkal adalah pondasi yang memiliki perbandingan antara kedalaman dengan lebar pondasi kurang dari empat. Sedangkan pondasi dalam adalah pondasi yang memiliki perbandingan antara kedalaman dengan lebar pondasi lebih dari empat. Jenis pondasi dangkal terdiri dari pondasi telapak (spread footing), pondasi gabungan (combined footing) dan pondasi rakit (mat foundation). Dan yang termasuk ke dalam jenis pondasidalam adalah pondasi tiang pancang dan pondasi tiang bor. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam pemilihan jenis pondasi yaitu kedalaman tanah keras, besar penurunan, kekuatan pondasi dalam memikul beban, resiko displacement pada struktur, kelayakan pelaksanaan, dan pengaruhnya terhadap lingkungan.

Meskipun ilmu Geoteknik tergolong ke dalam ilmu yang sudah tua namun seiring dengan perkembangan zaman, maka ilmu geoteknik ini pun ikut berkembang. Sebagai contohnya adalah dengan semakin meningkatnya jumlah pengguna kendaraan, maka dibutuhkan pula area parkir kendaraan yang cukup luas yang

2 Universitas Kristen Marantha

dapat menampung semua kendaraan tersebut, sedangkan luas lahan yang ada sangat terbatas. Fenomena inilah yang memberikan gagasan kepada parah ahli untuk membangun basement pada bangunan bertingkat yang kemudian digunakan sebagai lahan parkir. Bangunan basement menggunakan prinsip dasar pondasi rakit (mat foundation).

Dalam mendesain pondasi rakit perlu diketahui jenis tanah yang ada di bawahnya dan beban yang dipikul oleh pondasi rakit tersebut. Tujuannya adalah agar pondasi rakit yang didesain dapat stabil terhadap berbagai keruntuhan dan besar penurunan yang terjadi lebih kecil dari penurunan yang diijinkan. Beban yang dipikul oleh pondasi rakit berasal dari beban struktur di atasnya dan berat sendiri dari pelat tersebut. Berat sendiri pelat sangat berkaitan dengan dimensi dari pelat tersebut yaitu panjang, lebar dan tebal pelat. Oleh karena itu akan dilakukan penyelidikan pengaruh penurunan yang terjadi pada pondasi rakit tersebut dengan data tanah yang telah diketahui.

1.2Maksud dan Tujuan

Penulisan Tugas akhir ini bertujuan untuk:

1. Menganalisis penurunan dan respon tegangan tanah yang terjadi pada pondasi rakit dengan menggunakan metode kekakuan konvensional dan modulus reaksi tanah dasar pada perangkat lunak ELPLA 9.2

1.3 Ruang lingkup pembahasan

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, yang menjadi ruang lingkup pembahasan adalah:

1. Pada saat analisis, menggunakan tanah dengan data yang diketahui.

2. Beban yang dipikul oleh pondasi berasal dari data pembebanan struktur yang telah tersedia.

3. Material untuk pondasi pelat adalah beton bertulang dengan f’c = 3000 lb/in2 dan fy = 60000 lb/in2 dan fys = 60000 lb/in2. Berat jenis beton

diambil sebesar 24 kN /m3

4. Dalam proses analisis digunakan perangkat lunak ELPLA 9.2.

5. Hasil analisis dilakukan dengan membandingan metode kekakuan konvensional dan metode modulus reaksi tanah dasar hasil dari ELPLA 9.2.

3 Universitas Kristen Marantha

1.4Sistematika Penulisan

BAB I PENDAHULUAN

Berisi latar belakang, Maksud dan Tujuan, Ruang Lingkup Pembahasan, Sistematika penulisan, diagram alir

BAB II STUDI PUSTAKA

Berisi teori pondasi rakit, modulus reaksi tanah dasar, perencanaan pondasi rakit.

BAB III Analisa Pondasi Rakit Dengan Menggunakan Metode Kekakuan Konvensional dan Menggunakan Metode Modulus reaksi Reaksi Tanah Dasar pada ELPLA 9.2

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

4 Universitas Kristen Marantha

115 Universitas Kristen Maranatha

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil perhitungan manual yang di bandingkan terhadap hasil analisis yang dilakukan dengan menggunakan metode kekakuan konvensional dan metode modulus reaksi tanah dasar di dapatkan nilai:

Respon tegangan terbesar:

Perhitungan secara manual pada titik tepi H sebesar: 1.318 kip/ft2 Metode kekakuan pada ELPLA pada titik H sebesar: 1.3385 kip/ft2

Metode modulus reaksi tanah dasar pada ELPLA pada titik F sebesar: 1.3388 kip/ft2

Penurunan terbesar:

Perhitungan secara manual pada titik tepi DD sebesar: 0.0220 ft Metode kekakuan pada ELPLA pada titik KK sebesar: 0.0861 ft

Metode modulus reaksi tanah dasar pada ELPLA pada titik KK sebesar: 0.0844 ft Hasil kesimpulan yang didapat dari analisis memakai perangkat lunak ELPLA 9.2 dan perhitungan secara manual menunjukan bahwa desain pondasi rakit yang dilakukan bersifat aman. Standar nilai penurunan rata-rata yang di ijinkan dari pondasi rakit menurut Wahls, 1981 (tabel 2.4) untuk bangunan dengan tembok bata yang di perkuat dengan beton penulangan atau bata penulangan adalah sebesar 150 mm atau sebesar 0.49 ft. Dapat disimpulkan penurunan sebesar 0.0861ft yang terjadi pada metode kekakuan konvensional lebih kecil dari penurunan yang diijinkan. Respon tegangan tanah sebesar 1.3388 kip/ft2 pada metode modulus reaksi tanah dasar lebih kecil dari respon tegangan tanah ijin sebesar 1.5 kip/ft2.

116 Universitas Kristen Maranatha 4.2 Saran

Untuk mendapatkan desain pondasi rakit yang baik sebaiknya dilakukan penyelidikan tanah terlebih dahulu sebelum mendesain. Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui secara detail keadaan tanah.

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut pengaruh gempa, angin, tekanan tanah samping dan pengaruh bangunan lain yang berada di sekitar bangunan tersebut terhadap pondasi rakit.

117 Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR PUSTAKA

1. Bowles, Joseph E. (1986), Analisis dan Desain Pondasi, Edisi 2, Penerbit Erlangga, Jakarta.

2. Bowles, Joseph E. (1986), Analisis dan Desain Pondasi, Edisi 3, Penerbit Erlangga, Jakarta.

3. Das, Braja M. (1999), Principles of Foundation Engineering, 6th Edition, PWS Publishing, USA.

4. Fraser, R.A., and Wardle. L.J. (1976), Numerical Analysis of Rectangular Rafts on Layered Foundations. Geotechnique 26, No. 4, 613-630

5. Hemsley, J A (2000), Design applications of raft foundation, 1th Edition, Heron Quay, London.

6. Hetenyi, M. 1946. Beams On Elastic Foundation, Theory with Application in the fields of Civil and Mechanical Engineering, John Wiley & Sons Canada, Limited Manufactured in The United States of America

7. Horikoshi, K and Randolph, M.F. (1997), On the Definition of Raft-Soil Stiffness Ratio for Rectangular Rafts. Geotecnique 47, No. 5, 1055-1061. 8. Seebach, V. M., (1990), Recommended Guidelines for Coal System Safety.

Porland Cement Association,

9. Sohrabuddin, A., Muqtadir, A., Monzurul, M., Sutradhar, A. (2003), Journal of Civil Engineering: An Economic Design Guideline for Rectangular Mat Foundation with Non-Uniform Thickness. The Institution of Engineers, Bangladesh.

2 Universitas Kristen Marantha dapat menampung semua kendaraan tersebut, sedangkan luas lahan yang ada sangat terbatas. Fenomena inilah yang memberikan gagasan kepada parah ahli untuk membangun basement pada bangunan bertingkat yang kemudian digunakan sebagai lahan parkir. Bangunan basement menggunakan prinsip dasar pondasi rakit (mat foundation).

Dalam mendesain pondasi rakit perlu diketahui jenis tanah yang ada di bawahnya dan beban yang dipikul oleh pondasi rakit tersebut. Tujuannya adalah agar pondasi rakit yang didesain dapat stabil terhadap berbagai keruntuhan dan besar penurunan yang terjadi lebih kecil dari penurunan yang diijinkan. Beban yang dipikul oleh pondasi rakit berasal dari beban struktur di atasnya dan berat sendiri dari pelat tersebut. Berat sendiri pelat sangat berkaitan dengan dimensi dari pelat tersebut yaitu panjang, lebar dan tebal pelat. Oleh karena itu akan dilakukan penyelidikan pengaruh penurunan yang terjadi pada pondasi rakit tersebut dengan data tanah yang telah diketahui.

1.2Maksud dan Tujuan

Penulisan Tugas akhir ini bertujuan untuk:

1. Menganalisis penurunan dan respon tegangan tanah yang terjadi pada pondasi rakit dengan menggunakan metode kekakuan konvensional dan modulus reaksi tanah dasar pada perangkat lunak ELPLA 9.2

1.3 Ruang lingkup pembahasan

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, yang menjadi ruang lingkup pembahasan adalah:

1. Pada saat analisis, menggunakan tanah dengan data yang diketahui.

2. Beban yang dipikul oleh pondasi berasal dari data pembebanan struktur yang telah tersedia.

3. Material untuk pondasi pelat adalah beton bertulang dengan f’c = 3000 lb/in2 dan fy = 60000 lb/in2 dan fys = 60000 lb/in2. Berat jenis beton

diambil sebesar 24 kN /m3

4. Dalam proses analisis digunakan perangkat lunak ELPLA 9.2.

5. Hasil analisis dilakukan dengan membandingan metode kekakuan konvensional dan metode modulus reaksi tanah dasar hasil dari ELPLA 9.2.

3 Universitas Kristen Marantha

1.4Sistematika Penulisan

BAB I PENDAHULUAN

Berisi latar belakang, Maksud dan Tujuan, Ruang Lingkup Pembahasan, Sistematika penulisan, diagram alir

BAB II STUDI PUSTAKA

Berisi teori pondasi rakit, modulus reaksi tanah dasar, perencanaan pondasi rakit.

BAB III Analisa Pondasi Rakit Dengan Menggunakan Metode Kekakuan Konvensional dan Menggunakan Metode Modulus reaksi Reaksi Tanah Dasar pada ELPLA 9.2

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

4 Universitas Kristen Marantha

115 Universitas Kristen Maranatha

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil perhitungan manual yang di bandingkan terhadap hasil analisis yang dilakukan dengan menggunakan metode kekakuan konvensional dan metode modulus reaksi tanah dasar di dapatkan nilai:

Respon tegangan terbesar:

Perhitungan secara manual pada titik tepi H sebesar: 1.318 kip/ft2 Metode kekakuan pada ELPLA pada titik H sebesar: 1.3385 kip/ft2

Metode modulus reaksi tanah dasar pada ELPLA pada titik F sebesar: 1.3388 kip/ft2

Penurunan terbesar:

Perhitungan secara manual pada titik tepi DD sebesar: 0.0220 ft Metode kekakuan pada ELPLA pada titik KK sebesar: 0.0861 ft

Metode modulus reaksi tanah dasar pada ELPLA pada titik KK sebesar: 0.0844 ft Hasil kesimpulan yang didapat dari analisis memakai perangkat lunak ELPLA 9.2 dan perhitungan secara manual menunjukan bahwa desain pondasi rakit yang dilakukan bersifat aman. Standar nilai penurunan rata-rata yang di ijinkan dari pondasi rakit menurut Wahls, 1981 (tabel 2.4) untuk bangunan dengan tembok bata yang di perkuat dengan beton penulangan atau bata penulangan adalah sebesar 150 mm atau sebesar 0.49 ft. Dapat disimpulkan penurunan sebesar 0.0861ft yang terjadi pada metode kekakuan konvensional lebih kecil dari penurunan yang diijinkan. Respon tegangan tanah sebesar 1.3388 kip/ft2 pada metode modulus reaksi tanah dasar lebih kecil dari respon tegangan tanah ijin sebesar 1.5 kip/ft2.

116 Universitas Kristen Maranatha

4.2 Saran

Untuk mendapatkan desain pondasi rakit yang baik sebaiknya dilakukan penyelidikan tanah terlebih dahulu sebelum mendesain. Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui secara detail keadaan tanah.

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut pengaruh gempa, angin, tekanan tanah samping dan pengaruh bangunan lain yang berada di sekitar bangunan tersebut terhadap pondasi rakit.

117 Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR PUSTAKA

1. Bowles, Joseph E. (1986), Analisis dan Desain Pondasi, Edisi 2, Penerbit Erlangga, Jakarta.

2. Bowles, Joseph E. (1986), Analisis dan Desain Pondasi, Edisi 3, Penerbit Erlangga, Jakarta.

3. Das, Braja M. (1999), Principles of Foundation Engineering, 6th Edition, PWS Publishing, USA.

4. Fraser, R.A., and Wardle. L.J. (1976), Numerical Analysis of Rectangular

Rafts on Layered Foundations. Geotechnique 26, No. 4, 613-630

5. Hemsley, J A (2000), Design applications of raft foundation, 1th Edition, Heron Quay, London.

6. Hetenyi, M. 1946. Beams On Elastic Foundation, Theory with Application in

the fields of Civil and Mechanical Engineering, John Wiley & Sons Canada,

Limited Manufactured in The United States of America

7. Horikoshi, K and Randolph, M.F. (1997), On the Definition of Raft-Soil

Stiffness Ratio for Rectangular Rafts. Geotecnique 47, No. 5, 1055-1061. 8. Seebach, V. M., (1990), Recommended Guidelines for Coal System Safety.

Porland Cement Association,

9. Sohrabuddin, A., Muqtadir, A., Monzurul, M., Sutradhar, A. (2003), Journal

of Civil Engineering: An Economic Design Guideline for Rectangular Mat Foundation with Non-Uniform Thickness. The Institution of Engineers,

Bangladesh.