DESAIN PONDASI TAHAN GEMPA dan LIQUEFACTION untuk NEW

HOTEL AMBACANG dengan SANSPRO

By. DR. NATHAN MADUTUJUHBy. DR. NATHAN MADUTUJUHPRICILLIA S. TANUWIJAYA, ST.PRICILLIA S. TANUWIJAYA, ST.

PT ANUGRAH MULTI CIPTA KARYA

LATAR BELAKANG• Efek gempa dangkal yang besar pada tanah

berlapisan pasir halus dan muka air tanah tinggi adalah cukup signifikan karena efek Liquefaction :– Dapat terjadi settlement yang besar– Dapat terjadi differential settlement yang

besar karena settlement tidak merata (s/d 50cm)– Differential settlement yang besar menyebabkan

keruntuhan pada sloof, balok dan pelat– Efek lebih besar terjadi pada gedung lebar dan

luas (mall) atau gedung yg panjangnya searah rambatan gelombang gempa

PONDASI

• Pondasi adalah bagian dari sistem konstruksi yang menyalurkan beban dari struktur atas ke lapisan tanah keras.

• Jenis Pondasi ada 2 jenis:1.Pondasi Dangkal (Shallow Foundation)2.Pondasi Dalam (Deep Foundation)

TIPE PONDASI

PONDASI DANGKAL (SHALLOW FOUNDATION)• Pondasi Setempat (Single Footing, Spread

Footing)• Pondasi Menerus (Continuous Footing)• Pondasi Pelat (Mat Foundation, Raft

Foundation)

PONDASI DALAM (DEEP FOUNDATION)• Pondasi Tiang Pancang (Spun Pile, Mini Pile)• Pondasi Tiang Bor (Bored Pile)

LANGKAH-LANGKAH UNTUK DESAIN PONDASI

1. Tentukan lokasi pengujian tanah (soil investigation) dan estimasi beban yang akan dipikul pondasi.

2. Lakukan inspeksi di lapangan untuk memeriksa tanda-tanda geologi atau masalah yg mungkin muncul dalam desain pondasi.

3. Susun program eksplorasi lapangan berdasar hasil penelitian awal dan persiapkan tes lapangan yang diperlukan serta tes laboratorium.

4. Tentukan parameter-parameter yang diperlukan untuk desain pondasi berdasarkan integrasi data, pendekatan secara ilmiah, dan engineering judgement.

5. Desain pondasi berdasarkan parameter-parameter yang telah tersedia.

LIQUEFACTION

• Liquefaction adalah fenomena ketika tanah kehilangan kekuatan dan kekakuan ketika terjadi tegangan, biasanya akibat guncangan gempa atau rapid loading menyebabkan tanah menjadi liquid. Pada saat terjadi liquefaction, pondasi kehilangan daya dukung karena friksi tanah menjadi nol.

• Tanda-tanda: Settlement yang besar, permukaan tanah terangkat, semburan pasir seperti air mancur, tanah bergerak secara horizontal, Pondasi terangkat, dsb

LIQUEFACTION• Liquefaction dapat terjadi pada daerah yang

berpotensi gempa kuat (> 6R), memiliki muka air tanah tinggi (pinggir pantai/sungai/danau), dan memiliki lapisan pasir lepas/halus.

• Solusi: – Menghindari lokasi yang berpotensi

liquefaction (Peta zonasi liquefaction)– Menggunakan pondasi tiang menembus

lapisan liquefaction– Pondasi tidak boleh dihitung terhadap friction– Memperkuat Sloof dan Pelat besmen

Akibat dari Liquefaction [Gempa Canterbuty, 1964]

Liquefaction menyebabkan saluran pembuangan terangkat ke atas

Akibat dari Liquefaction [Gempa Niigata, 1964]

PETA GEMPA (SNI 1726-2003)

PERENCANAAN PONDASI (SNI-03-1726-2003)

DAPAT DIGUNAKAN DUA METODE:

1. METODE ASD

Runfactored ≤ Pijin

2. METODE LRFD

d uR Q≥

d nR Rφ=

PERENCANAAN TAHANAN dan BEBAN TERFAKTOR PONDASI (SNI-03-1726-2003)

• Beban terfaktor Qu yang bekerja pada pondasi:

• Perencanaan tahanan dan beban terfaktor harus memenuhi persyaratan keadaan batas tahanan pondasi:

.u n nQ Qγ= Σ

d uR Q≥

d nR Rφ=

PERENCANAAN TAHANAN dan BEBAN TERFAKTOR PONDASI (SNI-03-1726-2003)

• Faktor Tahanan φ untuk Pondasi Telapak & Raft Foundation:

PERENCANAAN TAHANAN dan BEBAN TERFAKTOR PONDASI (SNI-03-1726-2003)

• Faktor Tahanan φ untuk Pondasi Tiang Pancang & Tiang Bor:

PERENCANAAN TAHANAN dan BEBAN TERFAKTOR PONDASI (SNI-03-1726-2003)

• Faktor φ bergantung pada mutu pengerjaan pondasi, sebaran variasi parameter tanah, metoda perhitungan tahanan nominal, keandalan parameter tanah serta metoda pengujian yang dipakai untuk mendapatkannya, sifat beban (tarik, tekan, momen, geser).

• Pada umumnya nilai φ terendah dalam kisaran diambil jika dalam penentuan daya dukung nominal digunakan korelasi dengan nilai SPT.

PERENCANAAN TAHANAN dan BEBAN TERFAKTOR PONDASI (SNI-03-1726-2003)

• Nilai φ rerata dalam kisaran diambil jika digunakan korelasi dengan nilai test sondir.

• Nilai φ tertinggi dalam kisaran diambil jika digunakan parameter kuat geser dari hasil uji laboratorium atau uji beban lansung sampai gagal.

PETA GEMPA 2010PERCEPATAN PUNCAK DI BATUAN DASAR UNTUK

PROBABILITAS 2% DALAM 50 TAHUN

PETA GEMPA 2010PERCEPATAN 0,2 DETIK DI BATUAN DASAR UNTUK

PROBABILITAS 2% DALAM 50 TAHUN

PETA GEMPA 2010PERCEPATAN 1,0 DETIK DI BATUAN DASAR UNTUK

PROBABILITAS 2% DALAM 50 TAHUN

STUDI KASUSHOTEL GRAND AMBACANG PADANG

Data Struktur:1. Nama Gedung : Grand Ambacang2. Lokasi : Padang, SUMBAR3. Fungsi : Hotel4. Jumlah Lantai : 5 Lantai5. Jumlah Basement : 1 Basement6. Jenis Tanah : Soft Soil7. Zona Gempa : 6 (Peta Gempa 2002)8. Peta Gempa 2010 : Sds = 2.25 , Sd1 = 0.95

SOIL INVESTIGATION (BORLOG)

SOIL INVESTIGATION (BORLOG-2)

Hotel Ambacang dan LIQUEFACTION

• Karena terjadi Gempa 7.9SR > 6.0 SR, tanah pasir lepas/halus, air tanah tinggi (terutama daerah pantai), maka terjadi differential settlement akibat Liquefaction setempat yang memperkuat efek kerusakan akibat beban gempa yang bekerja pada Hotel Ambacang sehingga mengalami keruntuhan.

• Liquefaction dapat dilihat dari jenis tanah dan air tanahnya. Hotel Grand Ambacang terletak Kota Padang dengan potensi Liquefaction tinggi.

PENANGGULANGAN LIQUEFACTION

• Desain Pondasi Grand Ambacang adalah Pondasi tiang sampai melewati layer pasir lepas.

• Karena dari data tanah terdapat lensa, maka dilakukan Pre-drilling dengan Auger Drill.

• Liquefaction bersifat sebagian yang berpotensi differential setlement yang besar, maka digunakan sloof dan pilecap yang besar dan pelat Basement yang cukup tebal (30 cm).

PONDASI SPUN PILE

• Digunakan alat pancang hidrolik tekan kapasitas 300 ton, dengan daya dukung maksimal 150 ton (FK = 2).

• Desain pancang area pinggir dikalkulasikan menggunakan daya dukung yang lebih kecil karena kemampuan alat hanya 50 % (Counter weight tidak bisa diaplikasikan sepenuhnya).

DESAIN KAPASITAS TIANG• LRFD:

Nilai faktor φ dari tabel berkisar 0.55 – 0.70 untuk desain LRFD Foundation. Pn dihitung dari daya dukung ultimate tiang. Bila digunakan Omega factor, Pn dihitung dari batas atas daya dukung ultimate tiang.

• ASD:a. DL + LLrt ≤ Pijin b. DL + LLrg + 1.0 Ex + 0.3 Ey ≤ 1.3-1.5Pijin (increase 30% to 50% due to temporary load effect)c. DL + LLrg + Omega (1.0 Ex+0.3 Ey) ≤ Pult=2Pijin (ultimate condition for Earthquake Load)

PEMODELAN STRUKTUR DENGAN SANSPRO

RUN FOUNDATION DESIGN

FOUNDATION LAYOUT (OUTPUT SANSPRO)

PELAKSANAAN LAPANGAN

PELAKSANAAN LAPANGAN

KESIMPULAN…..

• Gedung tinggi di daerah Padang yang berada pada lapisan tanah lunak dan yang berpotensi Liquefaction direkomendasikan menggunakan pondasi dalam (pondasi tiang) yang menembus lapisan pasir lepas.

• Dalam desain pondasi Grand Ambacang, nilai friksi tiang diabaikan, karena kondisi tanahnya berpotensi mengalami Liquefaction.

• Penggunaan sloof dan pelat Basement yang kaku sebagai cadangan kekuatan dalam menghadapi efek differential settlement.

REFERENSI

• Bowles, Joseph E., 2001. Foundation Analysis and Design, McGraw Hill-Publishing Co.,

• Kementrian Pekerjaan Umum, 2010. Peta Hazard Gempa Indonesia 2010.

• Madutujuh, Nathan, 2010. SANSPRO v 4.95.• Standar Nasional Indonesia. 2003. SNI 03-1726-

2003 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, Standar Nasional Indonesia.

THANK YOU

GOD BLESS YOU