## PENGARUH PERUBAHAN DIMENSI TANGKI TERHADAP DESAIN PONDASI EKSISTING TANGKI REAKTOR PILOT PLANT BIOGAS POME
Samdi Yarsono 1* , Mohammad Imamuddin 2 , Juda Suwandi 2 , Lan Marrakup TN 1 , Ika Wulandari 1 , Basit Al Hanif 2 , Eva Nur Septinia 1 , Giman 1 1 Desain dan Rancang Bangun, Balai Teknologi Bahan Bakar dan Rekayasa Desain, BPPT Tangerang Selatan-Banten, INDONESIA
2 Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Jakarta, INDONESIA * E-mail: samdi.yarsono@bppt.go.id

## ABSTRAK
Kebutuhan energi terbarukan di Indonesia sangatlah penting, saat ini sumber energi terbarukan porsinya relatif  kecil.  BPPT  (Badan  Pengkajian  dan  Penerapan  Teknologi)  dalam  kegiatannya  melakukan pembangunan pilot plant Biogas Pome setara 700 kW berkerjasama dengan PTPN V (PT. Perkebunan Nusantara  V)  dengan  sistim  tangki  berpengaduk  secara  kontinu  yang  mana  hasil  gas  tersebut dimanfaatkan  sebagai  bahan  bakar boiler pabrik  PMKS  di  Sei  Pagar.  Desain  pondasi  tangki  reaktor dengan kapasitas 2000m3, telah dilakukan dengan menggunakan perhitungan fix head dengan diameter pile  60cm  type  B  dengan  jumlah  32  pile  dengan  kedalaman  12m  dikerjakan  tahun  2018.  Diameter rencana  tangki  reaktor  direncanakan  berukuran  16.8m  dengan  ketinggian  9m,  dengan  beban  tangki sekitar  2174.2ton.  Sedangkan  sekarang  terjadi  perubahan  desain  tangki  dengan  diameter  14m  dengan ketinggian  16.8,  dimana  tinggi  pome  di  16.1m,  dimana  beban  tangki  menjadi  2639.1  ton,  dimana berdasarkan  koreksi  tersebut,  analisa  pile  masih  memenuhi  sedangkan  untuk puching  shear perlu  di lakukan pertebalan, dimana d’ sebelumnya 70cm, sekarang dibuat pile cap 1.2m dengan d’ sebesar 80cm, dengan tebal mat 60cm.
Kata kunci: diameter tangki; beban tangki; puching shear; 70cm; 80cm.

## ABSTRACT
The need for renewable energy in Indonesia is very important, currently the source of renewable energy is relatively small. BPPT (Agency for Assessment and Application of Technology) in its activities to build a  Biogas  Pome  pilot  plant  equivalent  to  700  kW  in  collaboration  with  PTPN  V  (PT.  Perkebunan Nusantara V) with a continuous stirred tank system in which the results of the gas are used as fuel for PMKS plant boilers in all areas. fence. The design of the foundation of the reactor tank with a capacity of 2000m3, has been carried out using a fix head calculation with a diameter of 60cm pile type B with a total of 32 piles with a depth of 12m done in 2018. The planned diameter of the reactor tank is 16.8m with a height of 9m, with a tank load of around 2174.2tons . While now there is a change in tank design with a diameter of 14m with a height of 16.8, where the pome height is at 16.1m, where the tank load is 2639.1tons, which based on the correction, the pile analysis still fulfills while for the puching shear the thickness needs to be done, whereas d 'previously 70cm , now a 1.2 m pile cap is made with a d of 80cm, with a mat thickness of 60cm.
Keywords: tank diameter; tank load; punching shear; 70cm; 80cm.
Received: 20-01-2020 Revised: 17-02-2020 Accepted: 14-05-2020 Available online: 25-05-2020

## PENDAHULUAN
Continuous  Stirred  Tank  Reactor (CSTR)  adalah  bioreaktor  kimia  yang  berbenatuk  tabung  yang berbentuk  silinder  dirancang  untuk  melakukan  produksi  biogas.  Proses  pemasukan  substrat  dalam bioreaktor berlangsung secara bertahap dan homogenasi substrat yang dilakukan oleh pengaduk sehingga mikroorganisme  akan  menyebar  secara  merata.  Keunggulan  dari  bioreaktor  CSTR  ini  adalah  waktu retensi dapat diperpendek dan kontak dengan POME lebih mudah. Dengan kapasitas tangki reactor 2000 m 3 maka sangat diperlukan perencanaan pondasi yang maksimal, tidak boleh terjadi kegagalan pondasi pada reactor ini karena ini adalah inti dari proses biogas dari pome (AISC-ASD, ASCE, ASME). Dalam bangunan  tahan  gempa  terdapat  unsur  penting  yang  perlu  ditinjau  yaitu  beban  gempa  itu  sendiri (Marwahyudi, 2019).
Volume 9, No. 1  Juni 2020, Halaman 24-29 DOI: 10.32832/astonjadro.v9i1.2823

## Tujuan penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1) Melakukan kajian ulang atas perhitungan fundasi dengan cara fix head dengan ukuran pile diameter 60cm type B;
2) Melakukan analisa kekuatan terhadap punching shear.

## Keluaran yang ditargetkan:
1) Kajian teknis perhitungan analisa fundasi atas perubahan dimensi tangki reactor;
2) Kajian perbandingan gaya-gaya yang terjadi akibat perubahan tersebut.

## METODE PENELITIAN
Metodologi dan tahapan kegiatan yang dilakukan dalam studi kajian ini, meliputi:
1) Melakukan Studi Literatur mengenai sistim perhitungan fundasi pile dengan cara fix head;
2) Merumuskan data beban dan data tanah;
3) Melakukan  perbandingan  perhitungan  analisa  pondasi pile  fix head  atas  perubahan  dimensi  tangki reaktor;
4) Menyusun rekomendasi dari hasil perhitungan pile fix head akan keamanan pondasi existing tersebut (SNI 1726, SNI 1729, Laporan Kemajuan, 2019).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Perencanaan tangki reactor CSTR kapasitas 2000m 3
Pekerjaan fundasi reaktor ini terdiri dari 2 item pekerjaan antara lain :
1) Fundasi Pile
2) MAT pondasi
Desain fondasi reaktor kapasitas 2000m 3 tahun 2018 seperti gambar di bawah ini pada gambar 1.
Gambar 1. Desain fondasi tangki reactor
Lan Marrakup TN, Ika Wulandari, Basit Al Hanif, Eva Nur Septinia, Giman Pengaruh Perubahan Dimensi Tangki Terhadap Desain Pondasi Eksisting Tangki Reaktor Pilot Plant Biogas Pome
Direncanakan tahun 2018 diameter tangki = 16.8m, dengan tinggi 9m, dimana C.o.G = 4.5m, mengalami perubahan  di  tahun  2019  menjadi  diameter  tangki  14m,  dengan  tinggi  16.5m  seperti  pada  tabel  1  di bawah ini
Tabel 1. Data ukuran tangki Tahun  Diameter Tinggi C.o.G 2018 16.80 m 9.00 m 4.50 m 2019 14.00 m 16.50 m 8.25 m Analisa Fondasi Pile Data pembebanan 2018 terdiri atas berat tangki itu sendiri dan berat saat operasional sebagai berikut: Berat kosong = 91.8 ton Berat operasi = 1811.8 ton Berat test = 2174.2 ton Sedangkan data pembebanan akibat perubahan dimensi tangki menjadi: Berat Kosong = 95.8 ton Berat Operasi = 1904.0 ton Berat test = 2248.8 ton Terjadi kenaikan berat = 74.6 ton atau 3.43% dari beban awal Desain Fundasi CSTR :
Gambaran desain tapak dan titik posisi pile berdasarkan hasil perhitungan tahun 2018 dapat dilihat pada gambar 2 berikut ini.
Gambar 2. Desain fundasi continuous stirred tank reactor (CSTR)
Dari gambar 2 diatas bahwa jumlah pile hasil perhitung berjumlah 32 pile dengan diameter 600mm type B pada Slab Rolled Compacted Concrete (RCC) setebal 100 cm dengan kekuatan beton K-600 dan untuk
Mutu  Beton  Mat  Fundasi  mengunakan  K-250  dengan  Tulangan  yang  dipakai  D22,  dimana  jarak  antar tulangan mengikuti dalam SNI 2847 : 2013. Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung.

## Analisa Perhitungan Pondasi
Berat volume beton ( γc ) = 2.40 t/m3 Berat volume tanah   ( γs ) =1.70t/m Berat Ring Wall (Wrw) = 0.0 ton Berat Footing (Wft) = 750.45 ton Berat tanah di atas Footing (Ws)   = 0.00  ton Total Berat Pondasi  (Wf) = Wrw + Wft + Ws = 750.4ton Perhitungan Momen Guling Momen Guling Akibat Beban Angin  (Mw)Mw = M1 + H1 x hf  = 41.62 tm ( Empty Condition ) Momen Guling Akibat Beban Gempa  (Me) Me = M2 + H2 x hf =2147.9 tm ( Operating Condition ) Gaya Geser dan Momen Guling Akibat Gempa pada Pondasi (Mef) Koefisien Gempa, Cs = SDS/R/I   =  0.204 Hef = Co x Wf =153.39 ton Mef =Co x Wf x hf/2 =99.70  tm (Kondisi Operasi) Beban Kombinasi Tidak Berfaktor di Bawah Footing 1) Kosong : D+E(E) 2) Kosong + Angin : D+E(E)+W 3) Normal / Operasi : D+E(O) 4) Normal / Operasi + Angin : D + E(O) + W 5) Normal / Operasi + Gempa : D + E(O) + V 6) Test : D + E(T) 7) Test + Angin : D + E(T) + 0.25W dimana : D = Beban Mati = Berat Pondasi (Wf) E(O) = Beban Operasi W = Beban Angin V = Beban Gempa E(E) = Kosong/ Erection
E(T) = Beban Test
Tabel 2a. Perbedaan nilai gaya yang di hasilkan nilai gaya tahun 2018
Tabel 2b. Nilai gaya tahun 2019
Lan Marrakup TN, Ika Wulandari, Basit Al Hanif, Eva Nur Septinia, Giman Pengaruh Perubahan Dimensi Tangki Terhadap Desain Pondasi Eksisting Tangki Reaktor Pilot Plant Biogas Pome
Hasil  tabel  di  atas  adalah  dari  hasil  desain  awal  tangki  yang  penulis  namakan  tahun  2018  dan  2019 dimana  dimensinya  bisa  di  lihat  pada  tabel  1,  dimana  terjadi  perbeda  gaya  pada  kombinasi  beban D+E(O)+V bisa di lihat pada table 3 dibawah ini
Tabel 3. Perbandingan nilai gaya Tahun Desain Kombinasi Beban V (ton) H (ton) M (ton) 2018 D+E(O)+V  2562.25 523.72 2247.63 2019 D+E(O)+V  2654.47 542.57 3816.38
Terjadi kenaikan pada beban momen yang ada Sedangkan nilai reaksi tiang pancang bisa di lihat pada table 4 di bawah ini;
Tabel 4a. Reaksi tiang pancang tahun 2018
Tabel 4b. Reaksi tiang pancang tahun 2019
Dilihat dari tabel diatas sangat riskan meskipun nilainya masih bisa di tahan oleh kapasitas tiang pancang gaya horisontalnya, nilai nya sama 17 ton.
Sedangkan  nilai  PU  pada  reaksi  tiang  pancang  dimana  d’  sebelumnya  0.7m  atau  70cm  masih  bisa menahan
Pu = Maximum reaksi tiang pancang Vc =1/3 * bo * d' * √fc' bo =  p * (Øpile + d' )    = 4.08m d' = 0.7m Vc =150.67 ton f =0.85 Vu =Pu  =  121.08 f Vc =128.0734004ton Vu < fVc ==> (ok)
Volume 9, No. 1  Juni 2020, Halaman 24-29 DOI: 10.32832/astonjadro.v9i1.2823
Sedangkan dikarena perubahan dimensi maka d’ menjadi 0.8m atau 80cm Pu = Maximum reaksi tiang pancang Vc =1/3 * bo * d' * √fc' bo =  p * (Øpile + d' )    =  4.40m d' =0.8 m Vc =185.45 ton f =0.85 Vu =Pu  =  151.13 f Vc =157.6288005ton Vu < fVc ==> (ok)
Dimana  perubahan  pile  cap  sebagai  alternative  desain  dikarenakan  perubahan  desain  yang  ada  dimana nilai d’ yang sebelumnya 70cm menjadi 80cm, meskipun desain ini sangat riskan jika terjadi  perbedaan sedikit saja dari nilai dimensi yang akan berakibat over kapasitas dari desain rencana yang ada. Jadi jika dibandingkan akibat desain diatas maka bisa dilihat pada table 5 di bawah ini;
Tabel 5. Perbandingan Gaya Akibat Perubahan Desain Desain Tahun 2018 Desain Tahun 2019 Jumlah Pile yang dibutuhkan 32 pile dengan kedalaman 12m Jumlah pile yang dibutuhkan 32 pile dengan kedalaman 12m Ketebalan Mat Fundasi 100cm Ketebalan Mat Fundasi 120cm

## KESIMPULAN
Selanjutnya dari kajian diatas dapat disimpulkan bahwa, Perubahan dimensi tangki,  menyebabkan nilai kapasitas  tangki  menjadi  besar  dari  berat  total  2174.2ton  menjadi  2248.8ton.  Nilai  kapasitas  tiang pancang  nilainya  sama  dengan  reaksi  tiang  pancang  17ton.  Terjadi  kenaikan  nilai  d’  pada  desain mat pondasi dari 70cm menjadi 80cm.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  kepada Dr.  Ir.  Semuel  Pati  Senda,  MSc,  ES Kepala  Program  dan Dr . Ir. Agus Hadi Santosa  Wargadipura,  MSc, Group  leader  dalam  kegiatan  Insinas Flagship PLT Biogas  Pome MenrisitekDikti.

## DAFTAR PUSTAKA
AISC-ASD  9th. Specification  for  the  Design,  Fabrication  and  Erection  of  Structure  SteelforBuilding, Allowable Stress Design.
ASCE  7-05 .  Minimum  Design  Loads  for  Buildings  and  other  structures ACI  318-05. Building  Code Requirements  for  Reinforced  Concrete ACI  315. Standard  Practice  for  Detailing  Concrete Structure
ASME Section 8 Div.1 : Pressure Vessel
Marwahyudi.  2019.  TEGANGAN  GESER  BATU  BATA  BERKONSTRUKSI  PADA  DINDING RUMAH RAWAN GEMPA. Astonjadro, 80–86. https://doi.org/10.32832/astonjadro.v8i2.2725
SNI 1726 : 2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung
SNI 1727 : 2013. Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain
SNI 2847 : 2013. Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung SNI 1729 : 2015. Spesifikasi Untuk Bangunan Gedung Baja Struktural Laporan Kemajuan, 2019. Konstruksi Pondasi Pilot Plant Biogas Pome 700kW . Insinas Flagship.