Pembebanan Pada Pondasi Jembatan [PDF]

Citation preview

PEMBEBANAN PADA PONDASI JEMBATAN SPECIAL COURSE FROM HOME: DESIGN & CONSTRUCTION PONDASI JEMBATAN



PENDAHULUAN



Umum • Perhitungan pondasi sangat tergantung dari pembebanan yang dibebankan kepadanya. Ketidak sesuaian beban yang diberikan akan mengakibatkan ketidak sesuaian dimensi, jumlah, konfigurasi dan kedalaman pondasi. Yang akan sangat berpengaruh terhadap kekuatan struktur jembatan secara keseluruhan. • Perlunya engineer geoteknik / pondasi memahami secara garis besar beban – beban apa saja yang bekerja di jembatan dan beban – beban apa saja yang menjadi reaksi di pondasi, seperti apa kombinasinya, kombinasi pembebanan mana yang berkesesuaian dengan perhitungan pondasi



Kriteria Desain • Perencanaan pondasi didasarkan pada persyaratan sesuai kriteria desain. Kriteria desain yang umum digunakan dalam perencanaan pondasi adalah sebagai berikut: • Kriteria pembebanan mensyaratkan pondasi direncanakan terhadap kombinasi pembebanan struktur atas dengan faktor reduksi untuk beban gempa ke pondasi R=1 dan kelas situs tanah yang tergantung data tanahnya • Faktor keamanan yang digunakan adalah: • SF = 2.5 untuk kondisi operasional (SLS) • SF= 1.67 untuk kondisi gempa (ULS); 1.5 kali dari kondisi operasional.



• (SNI 8460:2017 Persyaratan Perencanaan Geoteknik 9.2.3.1) • Kontrol lateral didasarkan pada defleksi yang terjadi. Persyaratan defleksi adalah: • SLS: maximum 1.27 cm • ULS: maximum 2.5 cm



• (SNI 8460:2017 Persyaratan Perencanaan Geoteknik 9.7.3.1) • Kontrol penurunan pondasi didasarkan pada penurunan total dan beda penurunan. Persyaratannya adalah: • Penurunan total izin adalah 4% dari diameter tiang. • Beda penurunan L/300, dengan L adalah jarak antar pier yang berurutan.



Penjelasan beban dan korelasinya terhadap perhitungan pondasi (1) • Beban layan : beban – beban yang bekerja dengan kondisi batas layan pada struktur atas jembatan, yang merupakan beban – beban tanpa faktor pengali tertentu. Kondisi jembatan diasumsikan tidak mengalami retak atau semua material masih dalam kondisi elastis. Beban layan ini di dalam perhitungan pondasi, dikorelasikan dengan batas ijin (allowable). Nilai daya dukung ijin yang dipengaruhi oleh dimensi dan kedalaman pondasi yang akan menjadi keterkaitan antara gaya dari beban layan dengan jumlah pondasi. Engineer struktur atas akan memberikan beberapa kombinasi beban layan, yang semua kombinasinya mesti di cek satu – satu terhadap pondasi. Karena bisa jadi yang menentukan adalah kombinasi maksimum aksial, lateral, momen bahkan torsi.



Penjelasan beban dan korelasinya terhadap perhitungan pondasi (2) Beban ultimate 1 (tanpa kombinasi gempa) : Kombinasi dari beban – beban yang bekerja pada struktur yang sudah dikalikan dengan load faktor tertentu sehingga terjadi peningkatan nilai yang pada struktur atas mengindikasikan kalau struktur sudah mengalai kondisi batas atau plastis, atau tulangan sudah mengalami fase leleh. Beban ini dikorelasikan pada batas ultimate nya, yang pada pondasi tidak diambil dari keseluruhan kapasitas ultimatenya, tapi merupakan nilai batas ijin yang dikalikan dengan nilai 1.5. Untuk kapasitas momen, harus dikorelasikan dengan kapasitas ultimate material pondasi itu sendiri. Pada tiang bor, yang menentukan jumlah tulangan adalah beban ultimate.



Penjelasan beban dan korelasinya terhadap perhitungan pondasi (3) Beban ultimate 2 (dengan kombinasi gempa) : Kombinasi dari beban – beban yang bekerja pada struktur dengan adanya kombinasi beban gempa. Untuk daerah dengan gempa sedang hingga tinggi, terkadang jumlah pondasi ditentukan oleh beban ultimate akibat gempa ini. Korelasi kombinasi beban dengan gempa ini terhadap pondasi, pada umumnya sangat mempengaruhi defleksi arah lateral. Karena gempa paling dominan memberikan effek lateral pada pondasi. Sehingga dalam kriteria desain yang mengacu pada SNI Geoteknik, pembatasan defleksi akibat gempa menjadi suatu acuan dasar untuk meminimalisir pergerakan / gaya berlebih yang terjadi pada struktur.



Penjelasan beban dan korelasinya terhadap perhitungan pondasi (4) • Contoh : Untuk beban-beban ultimate : 1. Aksial : ditentukan dari batas ijin daya dukung aksial ultimate, yang didapat dari daya dukung ijin layan dikalikan dengan 1.5 2. Momen : Untuk tiang pancang beton pracetak, dapat dilihat pada tabel moment ultimate. Untuk tiang pancang baja, dicek terhadap kapasitas leleh material bajanya. Untuk tiang bor, dicek terhadap diagram interaksi tulangan bor pile sebagai kapasitas nominalnya.



Kombinasi Pembebanan



Penentuan site class gempa untuk diberikan kepada struktur atas (1)



• Proses perencanaan ketahanan gempa sangat dipengaruhi oleh lokasi serta kondisi tanah. Site class tanah didapat melalui rumus berikut :



Penentuan site class gempa untuk diberikan kepada struktur atas (2)



Penentuan site class gempa untuk diberikan kepada struktur atas (3) Depth (m) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40



Soil Type Very Soft Medium Medium Medium Dense Medium Medium Medium Loose Medium Medium Medium Medium Medium Medium Medium Medium Medium Medium Hard Hard Hard Hard Hard Hard Hard Hard Hard Hard Hard Hard Hard Hard Hard Hard Hard Hard Hard Hard Hard Hard



Clay Silt Silt Sand Sand Sand Sand Sand Sand Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay Clay



Layer N-SPT Gamma Thickness (blows/30cm) 0 14 0m 6 16 1m 6 16 1m 20 15 1m 34 17 1m 17 15 1m 17 15 1m 12 14 1m 6 13 1m 6 16 1m 8 16 1m 6 16 1m 6 16 1m 9 16 1m 8 16 1m 8 16 1m 10 16 1m 10 16 1m 13 17 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m 60 20 1m



di/Ni



0,167 0,167 0,050 0,029 0,059 0,059 0,083 0,167 0,167 0,125 0,167 0,167 0,111 0,125 0,125 0,100 0,100 0,077 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017



σ𝑛𝑖=𝑙 𝑑𝑖 𝑁= 𝑛 𝑑𝑖 ෍ 𝑖=𝑙 𝑁𝑖 30 𝑏𝑙𝑜𝑤𝑠 𝑁= = 13 2.243 𝑓𝑡 𝑏𝑙𝑜𝑤𝑠 𝑏𝑙𝑜𝑤𝑠 𝑁 = 13 < 15 𝑓𝑡 𝑓𝑡 Tanah termasuk Site Class E Data ini diberikan kepada engineer struktur atas untuk memperhitungkan gaya gempa



Perjanjian Tanda Untuk Arah Gaya (1) Perjanjian arah dan gaya dari struktur atas ke pondasi harus betul – betul diyakini kesesuaiannya, karena akan sangat mempengaruhi gaya yang bekerja pada pondasi. Engineer struktur atas harus memberikan asumsi kode dan arah gaya kepada engineer pondasi. Contoh arah gaya :



Perjanjian Tanda Untuk Arah Gaya (2) Contoh arah gaya yang diaplikasikan ke software GROUP :



Beban – beban lingkungan (1) Beban lingkungan yang sangat mempengaruhi pondasi secara langsung, dan kadang tidak merupakan gaya masukan dari struktur, adalah bila pondasi berada di air, yaitu beban akibat arus, beban tumbukan, dll.



Beban – beban lingkungan (2)



Beban – beban lingkungan (3)



Beban – beban lingkungan (4)



Beban – beban lingkungan (5)



Beban – beban lingkungan (6)



Contoh kasus arus kuat pada pondasi jembatan di air Bono (gelombang arus kuat) yang setiap hari terjadi di lokasi jembatan)



Visualisasi arus terhadap struktur yang sedang dibangun



Benda hanyutan yang terbawa arus kuat



Benda hanyutan yang mengenai struktur pada bentang pendekat



Benda hanyutan yang mengenai struktur



Beban pada saat pelaksanaan jembatan • Beban – beban konstruksi yang harus diperiksa terhadap kekuatan struktur pondasi, sebagai contoh diantaranya adalah : 1. Beban unbalance pada struktur pier head akibat adanya beban gantry. 2. Beban tambahan yang cukup besar dari alat untuk melakukan pengangkatan box girder (Launching gantry) 3. Beban arus pada saat struktur masih kantilever



Beban unbalance :



Beban unbalance :



Beban Launching Gantry (bisa mencapai 600 ton) :



Beban Launching Gantry :



Beban arus dan benda hanyutan :



Beban arus dan benda hanyutan :



Bracing – bracing pada pondasi diperlukan hanya pada saat struktur masih dalam kondisi kantilever. Karena bila tidak ditahan oleh bracing, perioda alami struktur sangat besar (terlalu fleksibel), bila terkena arus kuat akan menimbulkan gerakan pada struktur atas yang membuat pekerja di atasnya pusing sehingga sangat berbahaya untuk keselamatan pekerja.