Pemanfaatan beton Styrofoam ringan sebagai pengganti tanah urug untuk Raft Footing di atas tanah lunak

IRDHIANI, Ir. Agus Darmawan Adi, M.Sc.,Ph.D

2006 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Permasalahan utama dalam perancangan struktur bangunan di atas tanah lunak adalah penurunan yang cukup besar. Salah satu alternatif untuk mereduksi penurunan yang terjadi yaitu mereduksi berat bangunan berarti menggunakan material yang lebih ringan baik pada struktur bagian atas maupun pada timbunan. Dalam masalah ini sebagai material ringan yang digunakan adalah styrofoam yang digunakan sebagai campuran beton maupun sebagai bahan pengisi untuk timbunan. Penelitian ini menggunakan beton styrofoam dengan persentase styrofoam 40%, 60%, 80% dan 100% yang memiliki berat volume lebih kecil daripada sirtu dan tanah sebagai bahan timbunan di lapangan. Analisis dilakukan pada tiga kondisi muka air tanah yaitu muka air terletak sangat dalam, muka air terletak di dasar fondasi dan muka air terletak di permukaan tanah. Faktor aman dan jumlah beban atau lantai bangunan yang dapat ditambahkan dilakukan melalui suatu analisis hitungan dan analisis pola deformasi dengan menggunakan software Plaxis versi 7,0. Pada Plaxis model tanah sesuai dengan model Mohr-Coulomb, model raft footing sebagai beam serta model total beban bangunan sebagai beban merata. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa faktor aman terbesar terjadi pada beton styrofoam dengan persentase styrofoam 100% yaitu diperoleh sangat aman untuk kapasitas dukung tanah dengan letak muka air di permukaan tanah dan jumlah beban atau lantai bangunan terbesar yang dapat ditambahkan terjadi pada beton styrofoam dengan persentase styrofoam 100% yaitu sebanyak 3,36 lantai untuk kapasitas dukung tanah dengan letak muka air sangat dalam. Selain itu, dari hasil analisis simulasi numeris diperoleh semakin besar total berat bangunan maka semakin besar perpindahan vertikal dan horisontal yang terjadi. Perpindahan terbesar yang ditinjau dari pusat fondasi pada kedalaman 1,55 meter ke arah horisontal terjadi pada sirtu dan tanah yaitu sebesar -0,23999 m untuk perpindahan vertikal dan -0,00960 m untuk perpindahan horisontal dan perpindahan terbesar yang ditinjau dari pusat fondasi sampai boundary condition sedalam 80 m yaitu sebesar -0,21685 m untuk perpindahan vertikal. Untuk beton styrofoam dengan persentase styrofoam 100% terjadi perpindahan vertikal yang berlawanan arah dengan bahan timbunan lainnya yang disebabkan total berat bangunannya lebih kecil daripada berat tanah galian sedalam 2,45 meter.

Main problem in construction design of building on soft soil is the large settlement. One of alternatives to reduce the settlement was reducing the weight of structure by the usage of lightweight material for upper structure and embankment. In this research, stryrofoam was chosen as lightweight material. This material could be used in concrete mixture or as filler material in embankment. This research analyzed styrofoam concrete to replace the base fill material. The ratios of Styrofoam and sand were 40 %, 60 %, 80 % and 100 %. These conditions resulted in possession of smaller bulk density fill compared with soil bulk density or a mixture of sand or stone bulk density. Analysis was carried out with three types of ground water level. They were at very deep location (under the base of foundation), at the base of foundation and at the ground surface. Safety factor and additional floor load allowed were then analyzed. Deformation behaviors were analyzed with Plaxis version 7.0. Soil was modeled as Mohr-Coulomb material, raft footing was modeled as beam and total load of building was modeled as surcharge. The results showed that maximum safety factor and maximum floor load allowed were obtained in styrofoam concrete when composition of 100 % styrofoam were used. A safety factor for soil bearing capacity was very safe when ground water level was at the ground surface. For soil bearing capacity analysis, maximum stories that could be added for very deep ground water level was 3.36 floors. Numerical simulation showed that the heavier the building the greater vertical and horizontal displacement occurred. Maximum displacement of natural soil and mixture soil (sand and stone soil) at 1.55 m depth from the center line of foundation to horizontal direction was -0.23999 m for vertical displacement and -0,00960 m for horizontal displacement. Maximum displacement from center line of foundation to boundary condition depth (80 m depth) was -0.21685 m. Vertical displacement of styrofoam concrete with 100 % styrofam composition was in reverse direction compared with other embankment material. It occurred because the total load of construction was smaller than 2.45 m fill load.

Kata Kunci : Fondasi,Beton Styrofoam,Raft Footing, raft footing, styrofoam, bearing capacity, safety factor, deformation