49902138 bahan bacaan tiang pancang

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Umum

Tiang pancang adalah bagian-bagian konstruksi yang dibuat dari kayu, beton, dan

atau baja, yang digunakan untuk meneruskan (mentransmisikan) beban-beban permukaan ke

tingkat-tingkat permukaan yang lebih rendah di dalam massa tanah (Bowles, 1991).

Penggunaan pondasi tiang pancang sebagai pondasi bangunan apabila tanah yang

berada dibawah dasar bangunan tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang

cukup untuk memikul berat bangunan dan beban yang bekerja padanya (Sardjono HS, 1988).

Atau apabila tanah yang mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat

bangunan dan seluruh beban yang bekerja berada pada lapisan yang sangat dalam dari

permukaan tanah kedalaman > 8 m (Bowles, 1991).

Fungsi dan kegunaan dari pondasi tiang pancang adalah untuk memindahkan atau

mentransfer beban-beban dari konstruksi di atasnya (super struktur) ke lapisan tanah keras

yang letaknya sangat dalam.

Dalam pelaksanaan pemancangan pada umumnya dipancangkan tegak lurus dalam

tanah, tetapi ada juga dipancangkan miring (battle pile) untuk dapat menahan gaya-gaya

horizontal yang bekerja, Hal seperti ini sering terjadi pada dermaga dimana terdapat tekanan

kesamping dari kapal dan perahu. Sudut kemiringan yang dapat dicapai oleh tiang tergantung

dari alat yang dipergunakan serta disesuaikan pula dengan perencanaannya.

Tiang Pancang umumnya digunakan :

1. Untuk mengangkat beban-beban konstruksi diatas tanah kedalam atau melalui sebuah

stratum/lapisan tanah. Didalam hal ini beban vertikal dan beban lateral boleh jadi terlibat.

2. Untuk menentang gaya desakan keatas, gaya guling, seperti untuk telapak ruangan bawah

tanah dibawah bidang batas air jenuh atau untuk menopang kaki-kaki menara terhadap

guling.

3. Memampatkan endapan-endapan tak berkohesi yang bebas lepas melalui kombinasi

perpindahan isi tiang pancang dan getaran dorongan. Tiang pancang ini dapat ditarik

keluar kemudian.

Universitas Sumatera Utara

4. Mengontrol lendutan/penurunan bila kaki-kaki yang tersebar atau telapak berada pada

tanah tepi atau didasari oleh sebuah lapisan yang kemampatannya tinggi.

5. Membuat tanah dibawah pondasi mesin menjadi kaku untuk mengontrol amplitudo

getaran dan frekuensi alamiah dari sistem tersebut.

6. Sebagai faktor keamanan tambahan dibawah tumpuan jembatan dan atau pir, khususnya

jika erosi merupakan persoalan yang potensial.

7. Dalam konstruksi lepas pantai untuk meneruskan beban-beban diatas permukaan air

melalui air dan kedalam tanah yang mendasari air tersebut. Hal seperti ini adalah

mengenai tiang pancang yang ditanamkan sebagian dan yang terpengaruh oleh baik beban

vertikal (dan tekuk) maupun beban lateral (Bowles, 1991).

2.2. Defenisi Tanah

Tanah, pada kondisi alam, terdiri dari campuran butiran-butiran mineral dengan atau

tanpa kandungan bahan organik. Butiran-butiran tersebut dapat dengan mudah dipisahkan

satu sama lain dengan kocokan air. Material ini berasal dari pelapukan batuan, baik secara

fisik maupun kimia. Sifat-sifat teknis tanah, kecuali oleh sifat batuan induk yang merupakan

material asal, juga dipengaruhi oleh unsur-unsur luar yang menjadi penyebab terjadinya

pelapukan batuan tersebut.

Istilah-istilah seperti kerikil, pasir, lanau dan lempung digunakan dalam teknik sipil

untuk membedakan jenis-jenis tanah. Pada kondisi alam, tanah dapat terdiri dari dua atau

lebih campuran jenis-jenis tanah dan kadang-kadang terdapat pula kandungan bahan organik.

Material campurannya kemudian dipakai sebagai nama tambahan dibelakang material unsur

utamanya. Sebagai contoh, lempung berlanau adalah tanah lempung yang mengandung lanau

dengan material utamanya adalah lempung dan sebagainya.

Tanah terdiri dari 3 komponen, yaitu udara, air dan bahan padat. Udara dianggap tidak

mempunyai pengaruh teknis, sedangkan air sangat mempengaruhi sifat-sifat teknis tanah.

Ruang diantara butiran-butiran, sebagian atau seluruhnya dapat terisi oleh air atau udara. Bila

rongga tersebut terisi air seluruhnya, tanah dikatakan dalam kondisi jenuh. Bila rongga terisi

udara dan air, tanah pada kondisi jenuh sebagian (partially saturated). Tanah kering adalah

tanah yang tidak mengandung air sama sekali atau kadar airnya nol (Hardiyatmo, 1996).


2.3 Macam-macam Pondasi

Pondasi adalah bagian terendah bangunan yang meneruskan beban bangunan ketanah

atau batuan yang berada dibawahnya. Klasifikasi pondasi dibagi 2 (dua) yaitu:

1. Pondasi dangkal

Pondasi dangkal adalah pondasi yang mendukung beban secara langsung dengan

kedalaman Df/B seperti :

a. Pondasi telapak yaitu pondasi yang berdiri sendiri dalam mendukung kolom

(Gambar 2.1b).

b. Pondasi memanjang yaitu pondasi yang digunakan untuk mendukung sederetan

kolom yang berjarak dekat sehingga bila dipakai pondasi telapak sisinya akan

terhimpit satu sama lainnya (Gambar 2.1a).

c. Pondasi rakit (raft foundation) yaitu pondasi yang digunakan untuk mendukung

bangunan yang terletak pada tanah lunak atau digunakan bila susunan kolom-

kolom jaraknya sedemikian dekat disemua arahnya, sehingga bila dipakai pondsi

telapak, sisi-sisinya berhimpit satu sama lainnya (Gambar 2.1c).

2. Pondasi dalam

Pondasi dalam adalah pondasi yang meneruskan beban bangunan ke tanah keras atau

batu yang terletak jauh dari permukaan dengan kedalaman Df/B , seperti:

a. Pondasi sumuran (pier foundation) yaitu pondasi yang merupakan peralihan antara

pondasi dangkal dan pondasi tiang (Gambar 2.1d), digunakan bila tanah dasar

yang kuat terletak pada kedalaman yang relatif dalam, dimana pondasi sumuran

nilai kedalaman (Df) dibagi lebarnya (B) lebih besar 4 sedangkan pondasi dangkal

Df/B ≤ 1.

b. Pondasi tiang (pile foundation), digunakan bila tanah pondasi pada kedalaman

yang normal tidak mampu mendukung bebannya dan tanah kerasnya terletak pada

kedalaman yang sangat dalam (Gambar 2.1e). Pondasi tiang umumnya

berdiameter lebih kecil dan lebih panjang dibanding dengan pondasi sumuran

(Bowles, 1991).


(a) (b)

(c)

(d) (e)

Gambar 2.1 Macam-macam tipe pondasi : (a) Pondasi memanjang, (b) Pondasi telapak, (c)

Pondasi rakit, (d) Pondasi sumuran, (e) Pondasi tiang ( Hardiyatmo,H.C., 1996 )


2.4. Penggolongan Pondasi Tiang Pancang

Pondasi tiang pancang dapat digolongkan berdasarkan pemakaian bahan, cara tiang

meneruskan beban dan cara pemasangannya, berikut ini akan dijelaskan satu persatu.

2.4.1. Pondasi tiang pancang menurut pemakaian bahan dan karakteristik

strukturnya

Tiang pancang dapat dibagi kedalam beberapa kategori (Bowles, 1991), antara lain:

A. Tiang Pancang Kayu

Tiang pancang kayu dibuat dari batang pohon yang cabang-cabangnya telah dipotong

dengan hati-hati, biasanya diberi bahan pengawet dan didorong dengan ujungnya yang kecil

sebagai bagian yang runcing. Kadang-kadang ujungnya yang besar didorong untuk maksud-

maksud khusus, seperti dalam tanah yang sangat lembek dimana tanah tersebut akan bergerak

kembali melawan poros. Kadang kala ujungnya runcing dilengkapi dengan sebuah sepatu

pemancangan yang terbuat dari logam bila tiang pancang harus menembus tanah keras atau

tanah kerikil.

Pemakaian tiang pancang kayu ini adalah cara tertua dalam penggunaan tiang

pancang sebagai pondasi. Tiang kayu akan tahan lama dan tidak mudah busuk apabila tiang

kayu tersebut dalam keadaan selalu terendam penuh di bawah muka air tanah. Tiang pancang

dari kayu akan lebih cepat rusak atau busuk apabila dalam keadaan kering dan basah yang

selalu berganti-ganti.

Sedangkan pengawetan serta pemakaian obat-obatan pengawet untuk kayu hanya

akan menunda atau memperlambat kerusakan dari pada kayu, akan tetapi tetap tidak akan

dapat melindungi untuk seterusnya. Pada pemakaian tiang pancang kayu biasanya tidak

diijinkan untuk menahan muatan lebih besar dari 25 sampai 30 ton untuk setiap tiang.

Tiang pancang kayu ini sangat cocok untuk daerah rawa dan daerah-daerah dimana

sangat banyak terdapat hutan kayu seperti daerah Kalimantan, sehingga mudah memperoleh

balok/tiang kayu yang panjang dan lurus dengan diameter yang cukup besar untuk di gunakan

sebagai tiang pancang.

Keuntungan pemakaian tiang pancang kayu

• Tiang pancang dari kayu relative lebih ringan sehingga mudah dalam pengangkutan.


• Kekuatan tarik besar sehingga pada waktu pengangkatan untuk pemancangan tidak

menimbulkan kesulitan seperti misalnya pada tiang pancang beton precast.

• Mudah untuk pemotongannya apabila tiang kayu ini sudah tidak dapat masuk lagi ke

dalam tanah.

• Tiang pancang kayu ini lebih baik untuk friction pile dari pada untuk end bearing pile

sebab tegangan tekanannya relative kecil.

• Karena tiang kayu ini relative flexible terhadap arah horizontal di bandingkan dengan

tiang-tiang pancang selain dari kayu, maka apabila tiang ini menerima beban

horizontal yang tidak tetap, tiang pancang kayu ini akan melentur dan segera kembali

ke posisi setelah beban horizontal tersebut hilang. Hal seperti ini sering terjadi pada

dermaga dimana terdapat tekanan kesamping dari kapal dan perahu.

Kerugian pemakaian tiang pancang kayu

• Karena tiang pancang ini harus selalu terletak di bawah muka air tanah yang terendah

agar dapat tahan lama, maka kalau air tanah yang terendah itu letaknya sangat dalam,

hal ini akan menambah biaya untuk penggalian.

• Tiang pancang yang di buat dari kayu mempunyai umur yang relative kecil di

bandingkan dengan tiang pancang yang di buat dari baja atau beton, terutama pada

daerah yang muka air tanahnya sering naik dan turun.

• Pada waktu pemancangan pada tanah yang berbatu ( gravel ) ujung tiang pancang

kayu dapat dapat berbentuk berupa sapu atau dapat pula ujung tiang tersebut hancur.

Apabila tiang kayu tersebut kurang lurus, maka pada waktu dipancangkan akan

menyebabkan penyimpangan terhadap arah yang telah ditentukan.

• Tiang pancang kayu tidak tahan terhadap benda-benda yang agresif dan jamur yang

menyebabkan kebusukan.

B. Tiang Pancang Beton

1. Precast Renforced Concrete Pile

Precast Renforced Concrete Pile adalah tiang pancang dari beton bertulang yang

dicetak dan dicor dalam acuan beton ( bekisting ), kemudian setelah cukup kuat lalu diangkat

dan di pancangkan. Karena tegangan tarik beton adalah kecil dan praktis dianggap sama

dengan nol, sedangkan berat sendiri dari pada beton adalah besar, maka tiang pancang beton

ini haruslah diberi penulangan-penulangan yang cukup kuat untuk menahan momen lentur


yang akan timbul pada waktu pengangkatan dan pemancangan. Karena berat sendiri adalah

besar, biasanya pancang beton ini dicetak dan dicor di tempat pekerjaan, jadi tidak membawa

kesulitan untuk transport.

Tiang pancang ini dapat memikul beban yang besar ( >50 ton untuk setiap tiang ), hal

ini tergantung dari dimensinya. Dalam perencanaan tiang pancang beton precast ini panjang

dari pada tiang harus dihitung dengan teliti, sebab kalau ternyata panjang dari pada tiang ini

kurang terpaksa harus di lakukan penyambungan, hal ini adalah sulit dan banyak memakan

waktu.

Reinforced Concrete Pile penampangnya dapat berupa lingkaran, segi empat, segi delapan

dapat dilihat pada (Gambar 2.2).

Gambar 2.2 Tiang pancang beton precast concrete pile ( Bowles, 1991)

Keuntungan pemakaian Precast Concrete Reinforced Pile

• Precast Concrete Reinforced Pile ini mempunyai tegangan tekan yang besar, hal ini

tergantung dari mutu beton yang di gunakan.

• Tiang pancang ini dapat di hitung baik sebagai end bearing pile maupun friction pile.

• Karena tiang pancang beton ini tidak berpengaruh oleh tinggi muka air tanah seperti

tiang pancang kayu, maka disini tidak memerlukan galian tanah yang banyak untuk

poernya.

• Tiang pancang beton dapat tahan lama sekali, serta tahan terhadap pengaruh air

maupun bahan-bahan yang corrosive asal beton dekkingnya cukup tebal untuk

melindungi tulangannya.


Kerugian pemakaian Precast Concrete Reinforced Pile

• Karena berat sendirinya maka transportnya akan mahal, oleh karena itu Precast

reinforced concrete pile ini di buat di lokasi pekerjaan.

• Tiang pancang ini di pancangkan setelah cukup keras, hal ini berarti memerlukan

waktu yang lama untuk menunggu sampai tiang beton ini dapat dipergunakan.

• Bila memerlukan pemotongan maka dalam pelaksanaannya akan lebih sulit dan

memerlukan waktu yang lama.

• Bila panjang tiang pancang kurang, karena panjang dari tiang pancang ini tergantung

dari pada alat pancang ( pile driving ) yang tersedia maka untuk melakukan

panyambungan adalah sukar dan memerlukan alat penyambung khusus.

2. Precast Prestressed Concrete Pile

Precast Prestressed Concrete Pile adalah tiang pancang dari beton prategang yang

menngunakan baja penguat dan kabel kawat sebagai gaya prategangnya

Gambar 2.3 Tiang pancang Precast Prestressed Concrete Pile ( Bowles, 1991 )

Keuntungan pemakaian Precast prestressed concrete pile

• Kapasitas beban pondasi yang dipikulnya tinggi.

• Tiang pancang tahan terhadap karat.

• Kemungkinan terjadinya pemancangan keras dapat terjadi.

Kerugian pemakaian Precast prestressed concrete pile

• Pondasi tiang pancang sukar untuk ditangani.

• Biaya permulaan dari pembuatannya tinggi.

• Pergeseran cukup banyak sehingga prategang sukar untuk disambung.


3. Cast in Place Pile

Pondasi tiang pancang tipe ini adalah pondasi yang di cetak di tempat dengan jalan

dibuatkan lubang terlebih dahulu dalam tanah dengan cara mengebor tanah seperti pada

pengeboran tanah pada waktu penyelidikan tanah. Pada Cast in Place ini dapat dilaksanakan

dua cara:

1. Dengan pipa baja yang dipancangkan ke dalam tanah, kemudian diisi dengan beton

dan ditumbuk sambil pipa tersebut ditarik keatas.

2. Dengan pipa baja yang di pancangkan ke dalam tanah, kemudian diisi dengan beton,

sedangkan pipa tersebut tetap tinggal di dalam tanah.

Keuntungan pemakaian Cast in Place

• Pembuatan tiang tidak menghambat pekerjan.

• Tiang ini tidak perlu diangkat, jadi tidak ada resiko rusak dalam transport.

• Panjang tiang dapat disesuaikan dengan keadaan dilapangan.

Kerugian pemakaian Cast in Place

• Pada saat penggalian lubang, membuat keadaan sekelilingnya menjadi kotor akibat

tanah yang diangkut dari hasil pengeboran tanah tersebut.

• Pelaksanaannya memerlukan peralatan yang khusus.

• Beton yang dikerjakan secara Cast in Place tidak dapat dikontrol.

C. Tiang Pancang Baja.

Kebanyakan tiang pancang baja ini berbentuk profil H. karena terbuat dari baja maka

kekuatan dari tiang ini sendiri sangat besar sehingga dalam pengangkutan dan pemancangan

tidak menimbulkan bahaya patah seperti halnya pada tiang beton precast. Jadi pemakaian

tiang pancang baja ini akan sangat bermanfaat apabila kita memerlukan tiang pancang yang

panjang dengan tahanan ujung yang besar.

Tingkat karat pada tiang pancang baja sangat berbeda-beda terhadap texture tanah,

panjang tiang yang berada dalam tanah dan keadaan kelembaban tanah.

a. Pada tanah yang memiliki texture tanah yang kasar/kesap, maka karat yang terjadi

karena adanya sirkulasi air dalam tanah tersebut hampir mendekati keadaan karat

yang terjadi pada udara terbuka.


b. Pada tanah liat ( clay ) yang mana kurang mengandung oxygen maka akan

menghasilkan tingkat karat yang mendekati keadaan karat yang terjadi karena

terendam air.

c. Pada lapisan pasir yang dalam letaknya dan terletak dibawah lapisan tanah yang padat

akan sedikit sekali mengandung oxygen maka lapisan pasir tersebut juga akan akan

menghasilkan karat yang kecil sekali pada tiang pancang baja.

Pada umumnya tiang pancang baja akan berkarat di bagian atas yang dekat dengan

permukaan tanah. Hal ini disebabkan karena Aerated-Condition ( keadaan udara pada pori-

pori tanah ) pada lapisan tanah tersebut dan adanya bahan-bahan organis dari air tanah. Hal

ini dapat ditanggulangi dengan memoles tiang baja tersebut dengan ( coaltar ) atau dengan

sarung beton sekurang-kurangnya 20” ( ± 60 cm ) dari muka air tanah terendah.

Karat /korosi yang terjadi karena udara ( atmosphere corrosion ) pada bagian tiang

yang terletak di atas tanah dapat dicegah dengan pengecatan seperti pada konstruksi baja

biasa.

Keuntungan pemakaian Tiang Pancang Baja.

• Tiang pancang ini mudah dalam dalam hal penyambungannya.

• Tiang pancang ini memiliki kapasitas daya dukung yang tinggi.

• Dalam hal pengangkatan dan pemancangan tidak menimbulkan bahaya patah.

Kerugian pemakaian Tiang Pancang Baja.

• Tiang pancang ini mudah mengalami korosi.

• Bagian H pile dapat rusak atau di bengkokan oleh rintangan besar.

D. Tiang Pancang Komposit.

Tiang pancang komposit adalah tiang pancang yang terdiri dari dua bahan yang

berbeda yang bekerja bersama-sama sehingga merupakan satu tiang. Kadang-kadang pondasi

tiang dibentuk dengan menghubungkan bagian atas dan bagian bawah tiang dengan bahan

yang berbeda, misalnya dengan bahan beton di atas muka air tanah dan bahan kayu tanpa

perlakuan apapun disebelah bawahnya. Biaya dan kesulitan yang timbul dalam pembuatan

sambungan menyebabkan cara ini diabaikan.


1. Water Proofed Steel and Wood Pile.

Tiang ini terdiri dari tiang pancang kayu untuk bagian yang di bawah permukaan air

tanah sedangkan bagian atas adalah beton. Kita telah mengetahui bahwa kayu akan tahan

lama/awet bila terendam air, karena itu bahan kayu disini diletakan di bagian bawah yang

mana selalu terletak dibawah air tanah.

Kelemahan tiang ini adalah pada tempat sambungan apabila tiang pancang ini

menerima gaya horizontal yang permanen. Adapun cara pelaksanaanya secara singkat

sebagai berikut:

a. Casing dan core ( inti ) dipancang bersama-sama dalam tanah hingga mencapai

kedalaman yang telah ditentukan untuk meletakan tiang pancang kayu tersebut dan

ini harus terletak dibawah muka air tanah yang terendah.

b. Kemudian core ditarik keatas dan tiang pancang kayu dimasukan dalam casing dan

terus dipancang sampai mencapai lapisan tanah keras.

c. Secara mencapai lapisan tanah keras pemancangan dihentikan dan core ditarik

keluar dari casing. Kemudian beton dicor kedalam casing sampai penuh terus

dipadatkan dengan menumbukkan core ke dalam casing.

2. Composite Dropped in – Shell and Wood Pile

Tipe tiang ini hampir sama dengan tipe diatas hanya bedanya di sini memakai shell

yang terbuat dari bahan logam tipis permukaannya di beri alur spiral. Secara singkat

pelaksanaanya sebagai berikut:

a. Casing dan core dipancang bersama-sama sampai mencapai kedalaman yang telah

ditentukan di bawah muka air tanah.

b. Setelah mencapai kedalaman yang dimaksud core ditarik keluar dari casing dan

tiang pancang kayu dimasukkan dalam casing terus dipancang sampai mencapai

lapisan tanah keras. Pada pemancangan tiang pancang kayu ini harus diperhatikan

benar-benar agar kepala tiang tidak rusak atau pecah.

c. Setelah mencapai lapisan tanah keras core ditarik keluar lagi dari casing.

d. Kemudian shell berbentuk pipa yang diberi alur spiral dimasukkan dalam casing.

Pada ujung bagian bawah shell dipasang tulangan berbentuk sangkar yang mana

tulangan ini dibentuk sedemikian rupa sehingga dapat masuk pada ujung atas tiang

pancang kayu tersebut.


e. Beton kemudian dicor kedalam shell. Setelah shell cukup penuh dan padat casing

ditarik keluar sambil shell yang telah terisi beton tadi ditahan terisi beton tadi

ditahan dengan cara meletakkan core diujung atas shell.

3. Composit Ungased – Concrete and Wood Pile.

Dasar pemilihan tiang composit tipe ini adalah:

Lapisan tanah keras dalam sekali letaknya sehingga tidak memungkinkan untuk

menggunakan cast in place concrete pile, sedangkan kalau menggunakan precast concrete

pile terlalu panjang, akibatnya akan susah dalam transport dan mahal.

Muka air tanah terendah sangat dalam sehingga bila menggunakan tiang pancang kayu

akan memerlukan galian yang cukup dalam agar tiang pancang kayu tersebut selalu

berada dibawah permukaan air tanah terendah.

Adapun prinsip pelaksanaan tiang composite ini adalah sebagai berikut:

a. Casing baja dan core dipancang bersama-sama dalam tanah sehingga sampai pda

kedalaman tertentu ( di bawah m.a.t )

b. Core ditarik keluar dari casing dan tiang pancang kayu dimasukkan casing terus

dipancang sampai kelapisan tanah keras.

c. Setelah sampai pada lapisa tanah keras core dikeluarkan lagi dari casing dan beton

sebagian dicor dalam casing. Kemudian core dimasukkan lagi dalam casing.

d. Beton ditumbuk dengan core sambil casing ditarik ke atas sampai jarak tertentu

sehingga terjadi bentuk beton yang menggelembung seperti bola diatas tiang

pancang kayu tersebut.

e. Core ditarik lagi keluar dari casing dan casing diisi dengan beton lagi sampai padat

setinggi beberapa sentimeter diatas permukaan tanah. Kemudian beton ditekan

dengan core kembali sedangkan casing ditarik keatas sampai keluar dari tanah.

f. Tiang pancang composit telah selesai

Tiang pancang composit seperti ini sering dibuat oleh The Mac Arthur Concrete

Pile Corp.

4. Composite Dropped – Shell and Pipe Pile

Dasar pemilihan tipe tiang seperti ini adalah:


Lapisan tanah keras letaknya terlalu dalam bila digunakan cast in place concrete.

Muka air tanah terendah terlalu dalam kalau digunakan tiang composit yang bagian

bawahnya terbuat dari kayu.

Cara pelaksanaan tiang tipe ini adalah sebagai berikut:

a. Casing dan core dipasang bersama-sama sehingga casing seluruhnya masuk dalam

tanah. Kemudian core ditarik.

b. Tiang pipa baja dengan dilengkapi sepatu pada ujung bawah dimasukkan dalam

casing terus dipancang dengan pertolongan core sampai ke tanah keras.

c. Setelah sampai pada tanah keras kemudian core ditarik keatas kembali.

d. Kemudian shell yang beralur pada dindingnya dimasukkan dalam casing hingga

bertumpu pada penumpu yang terletak diujung atas tiang pipa baja.bila diperlukan

pembesian maka besi tulangan dimasukkan dalam shell dan kemudian beton dicor

sampai padat.

e. Shell yang telah terisi dengan beton ditahan dengan core sedangkan casing ditarik

keluar dari tanah. Lubang disekeliling shell diisi dengan tanah atau pasir. Variasi

lain pada tipe tiang ini dapat pula dipakai tiang pemancang baja H sebagai ganti

dari tiang pipa.

5. Franki Composite Pile

Prinsip tiang hampir sama dengan tiang franki biasa hanya bedanya disini pada bagian

atas dipergunakan tiang beton precast biasa atau tiang profil H dari baja.

Adapun cara pelaksanaan tiang composit ini adalah sebagai berikut:

a. Pipa dengan sumbat beton dicor terlebih dahulu pada ujung bawah pipa baja

dipancang dalam tanah dengan drop hammer sampai pada tanah keras. Cara

pemasangan ini sama seperti pada tiang franki biasa.

b. Setelah pemancangan sampai pada kedalaman yang telah direncanakan, pipa diisi

lagi dengan beton dan terus ditumbuk dengan drop hammer sambil pipa ditarik lagi

ke atas sedikit sehingga terjadi bentuk beton seperti bola.

c. Setelah tiang beton precast atau tiang baja H masuk dalam pipa sampai bertumpu

pada bola beton pipa ditarik keluar dari tanah.


d. Rongga disekitar tiang beton precast atau tiang baja H diisi dengan kerikil atau

pasir.

2.4.2. Pondasi tiang pancang menurut pemasangannya

Pondasi tiang pancang menurut cara pemasangannya dibagi dua bagian besar, yaitu:

A. Tiang pancang pracetak

Tiang pancang pracetak adalah tiang pancang yang dicetak dan dicor didalam acuan

beton (bekisting), kemudian setelah cukup kuat lalu diangkat dan dipancangkan. Tiang

pancang pracetak ini menurut cara pemasangannya terdiri dari :

1. Cara penumbukan

Dimana tiang pancang tersebut dipancangkan kedalam tanah dengan cara

penumbukan oleh alat penumbuk (hammer).

2. Cara penggetaran

Dimana tiang pancang tersebut dipancangkan kedalam tanah dengan cara penggetaran

oleh alat penggetar (vibrator).

3. Cara penanaman

Dimana permukaan tanah dilubangi terlebih dahulu sampai kedalaman tertentu, lalu

tiang pancang dimasukkan, kemudian lubang tadi ditimbun lagi dengan tanah.

Cara penanaman ini ada beberapa metode yang digunakan :

a. Cara pengeboran sebelumnya, yaitu dengan cara mengebor tanah sebelumnya lalu

tiang dimasukkan kedalamnya dan ditimbun kembali.

b. Cara pengeboran inti, yaitu tiang ditanamkan dengan mengeluarkan tanah dari

bagian dalam tiang.

c. Cara pemasangan dengan tekanan, yaitu tiang dipancangkan kedalam tanah

dengan memberikan tekanan pada tiang.

d. Cara pemancaran, yaitu tanah pondasi diganggu dengan semburan air yang keluar

dari ujung serta keliling tiang, sehingga tidak dapat dipancangkan kedalam tanah.


B. Tiang yang dicor ditempat (cast in place pile)

Tiang yang dicor ditempat (cast in place pile) ini menurut teknik penggaliannya

terdiri dari beberapa macam cara yaitu :

1. Cara penetrasi alas

Cara penetrasi alas yaitu pipa baja yang dipancangkan kedalam tanah kemudian pipa

baja tersebut dicor dengan beton.

2. Cara penggalian

Cara ini dapat dibagi lagi urut peralatan pendukung yang digunakan antara lain :

a. Penggalian dengan tenaga manusia

Penggalian lubang pondasi tiang pancang dengan tenaga manusia adalah

penggalian lubang pondsi yang masih sangat sederhana dan merupakan cara

konvensional. Hal ini dapat dilihat dengan cara pembuatan pondasi dalam, yang

pada umumnya hanya mampu dilakukan pada kedalaman tertentu.

b. Penggalian dengan tenaga mesin

Penggalian lubang pondasi tiang pancang dengan tenaga mesin adalah penggalian

lubang pondasi dengan bantuan tenaga mesin, yang memiliki kemampuan lebih

baik dan lebih canggih.

2.5. Alat Pancang Tiang

Dalam pemasangan tiang kedalam tanah, tiang dipancang dengan alat pemukul yang

dapat berupa pemukul (hammer) mesin uap, pemukul getar atau pemukul yang hanya

dijatuhkan. Skema dari berbagai macam alat pemukul diperlihatkan dalam Gambar 2.4a

sampai dengan 2.4d. Pada gambar terebut diperlihatkan pula alat-alat perlengkapan pada

kepala tiang dalam pemancangan. Penutup (pile cap) biasanya diletakkan menutup kepala

tiang yang kadang-kadang dibentuk dalam geometri tertutup.

A. Pemukul Jatuh (drop hammer)

Pemukul jatuh terdiri dari blok pemberat yang dijatuhkan dari atas. Pemberat ditarik

dengan tinggi jatuh tertentu kemudian dilepas dan menumbuk tiang. Pemakaian alat tipe ini

membuat pelaksanaan pemancangan berjalan lambat, sehingga alat ini hanya dipakai pada

volume pekerjaan pemancangan yang kecil.


B. Pemukul Aksi Tiang (single-acting hammer)

Pemukul aksi tunggal berbentuk memanjang dengan ram yang bergerak naik oleh

udara atau uap yang terkompresi, sedangkan gerakan turun ram disebabkan oleh beratnya

sendiri. Energi pemukul aksi tunggal adalah sama dengan berat ram dikalikan tinggi jatuh

(Gambar 2.4a).

(a) (b)

(c)

(d) ( e )

Gambar 2.4 Skema pemukul tiang : (a) Pemukul aksi tunggal (single acting hammer), (b)

Pemukul aksi double (double acting hammer), (c) Pemukul diesel (diesel hammer), (d)

Pemukul getar (vibratory hammer) ( Hardiyatmo,H.c., 2002 )

C. Pemukul Aksi Double (double-acting hammer)

Pemukul aksi double menggunakan uap atau udara untuk mengangkat ram dan untuk

mempercepat gerakan ke bawahnya (Gambar 2.4b). Kecepatan pukulan dan energi output

biasanya lebih tinggi daripada pemukul aksi tunggal.


D. Pemukul Diesel (diesel hammer)

Pemukul diesel terdiri dari silinder, ram, balok anvil dan sistem injeksi bahan bakar.

Pemukul tipe ini umumnya kecil, ringan dan digerakkan dengan menggunakan bahan bakar

minyak. Energi pemancangan total yang dihasilkan adalah jumlah benturan dari ram

ditambah energi hasil dari ledakan (Gambar 2.4c).

E. Pemukul Getar (vibratory hammer)

Pemukul getar merupakan unit alat pancang yang bergetar pada frekuensi tinggi

(Gambar 2.4d).

2.6. Metode Pelaksanaan Pondasi Tiang Pancang

Aspek teknologi sangat berperan dalam suatu proyek konstruksi. Umumnya, aplikasi

teknologi ini banyak diterapkan dalam metode pelaksanaan pekerjaan konstruksi.

Penggunaan metode yang tepat, praktis, cepat dan aman, sangat membantu dalam

penyelesaian pekerjaan pada suatu proyek konstruksi. Sehingga target waktu, biaya dan mutu

sebagaimana ditetapkan dapat tercapai.

Langkah - langkah dari pekerjaan untuk dimensi kubus/ ukuran dan tiang pancang:

1. Menghitung daya dukung yang didasarkan pada karakteristik tanah dasar yang diperoleh

dari penyelidikan tanah. Dari sini, kemudian dihitung kemungkinan nilai daya dukung

yang diizinkan pada berbagai kedalaman, dengan memperhatikan faktor aman terhadap

keruntuhan daya dukung yang sesuai, dan penurunan yang terjadi harus tidak berlebihan.

2. Menentukan kedalaman, tipe, dan dimensi pondasinya. Hal ini dilakukan dengan jalan

memilih kedalaman minimum yang memenuhi syarat keamanan terhadap daya dukung

tanah yang telah dihitung. Kedalaman minimum harus diperhatikan terhadap erosi

permukaan tanah, pengaruh perubahan iklim, dan perubahan kadar air. Bila tanah yang

lebih besar daya dukungnya berada dekat dengan kedalaman minimum yang dibutuhkan

tersebut,dipertimbangkan untuk meletakkan dasar pondasi yang sedikit lebih dalam yang

daya dukung tanahnya lebih besar. Karena dengan peletakan dasar pondasi yang sedikit

lebih dalam akan mengurangi dimensi pondasi, dengan demikian dapat menghemat biaya

pembuatan pelat betonnya.

3. Ukuran dan kedalaman pondasi yang ditentukan dari daya dukung diizinkan

dipertimbangkan terhadap penurunan toleransi. Bila ternyata hasil hitungan daya dukung


ultimit yang dibagi faktor aman mengakibatkan penurunan yang berlebihan, dimensi

pondasi diubah sampai besar penurunan memenuhi syarat.

Tahapan pekerjaan pondasi tiang pancang adalah sebagai berikut :

A. Pekerjaan Persiapan

1. Membubuhi tanda, tiap tiang pancang harus dibubuhi tanda serta tanggal saat tiang

tersebut dicor. Titik-titik angkat yang tercantum pada gambar harus dibubuhi tanda

dengan jelas pada tiang pancang. Untuk mempermudah perekaan, maka tiang pancang

diberi tanda setiap 1 meter.

2. Pengangkatan/pemindahan, tiang pancang harus dipindahkan/diangkat dengan hati-hati

sekali guna menghindari retak maupun kerusakan lain yang tidak diinginkan.

3. Rencanakan final set tiang, untuk menentukan pada kedalaman mana pemancangan tiang

dapat dihentikan, berdasarkan data tanah dan data jumlah pukulan terakhir (final set).

4. Rencanakan urutan pemancangan, dengan pertimbangan kemudahan manuver alat. Lokasi

stock material agar diletakkan dekat dengan lokasi pemancangan.

5. Tentukan titik pancang dengan theodolith dan tandai dengan patok.

6. Pemancangan dapat dihentikan sementara untuk peyambungan batang berikutnya bila

level kepala tiang telah mencapai level muka tanah sedangkan level tanah keras yang

diharapkan belum tercapai.

Proses penyambungan tiang :

a. Tiang diangkat dan kepala tiang dipasang pada helmet seperti yang dilakukan pada

batang pertama.

b. Ujung bawah tiang didudukkan diatas kepala tiang yang pertama sedemikian sehingga

sisi-sisi pelat sambung kedua tiang telah berhimpit dan menempel menjadi satu.

c. Penyambungan sambungan las dilapisi dengan anti karat

d. Tempat sambungan las dilapisi dengan anti karat.

7. Selesai penyambungan, pemancangan dapat dilanjutkan seperti yang dilakukan pada

batang pertama. Penyambungan dapat diulangi sampai mencapai kedalaman tanah keras

yang ditentukan.


8. pemancangan tiang dapat dihentikan bila ujung bawah tiang telah mencapai lapisan tanah

keras/final set yang ditentukan.

9. Pemotongan tiang pancang pada cut off level yang telah ditentukan.

B. Proses Pengangkatan

1. Pengangkatan tiang untuk disusun ( dengan dua tumpuan )

Metode pengangkatan dengan dua tumpuan ini biasanya pada saat penyusunan tiang

beton, baik itu dari pabrik ke trailer ataupun dari trailer ke penyusunan lapangan.

Persyaratan umum dari metode ini adalah jarak titik angkat dari kepala tiang adalah

1/5 L. Untuk mendapatkan jarak harus diperhatikan momen maksimum pada bentangan,

haruslah sama dengan momen minimum pada titik angkat tiang sehingga dihasilkan

momen yang sama.

Pada prinsipnya pengangkatan dengan dua tumpuan untuk tiang beton adalah dalam

tanda pengangkatan dimana tiang beton pada titik angkat berupa kawat yang terdapat

pada tiang beton yang telah ditentukan dan untuk lebih jelas dapat dilihat oleh gambar.

Gambar 2.5 Pengangkatan Tiang Dengan Dua tumpuan

15 L 3

5L 15L

Bantalan

Titik Angkat ( Garis Rantal )

Kabel Baja Pengangkat

Kepala Tiang



2. Pengangkatan dengan satu tumpuan

Metode pengangkatan ini biasanya digunakan pada saat tiang sudah siap akan

dipancang oleh mesin pemancangan sesuai dengan titik pemancangan yang telah

ditentukan di lapangan.

Adapun persyaratan utama dari metode pengangkatan satu tumpuan ini adalah jarak

antara kepala tiang dengan titik angker berjarak L/3. Untuk mendapatkan jarak ini,

haruslah diperhatikan bahwa momen maksimum pada tempat pengikatan tiang sehingga

dihasilkan nilai momen yang sama.

Gambar 2.6 Pengangkatan Tiang Dengan Satu Tumpuan

C. Proses Pemancangan

1. Alat pancang ditempatkan sedemikian rupa sehingga as hammer jatuh pada patok titik

pancang yang telah ditentukan.

2. Tiang diangkat pada titik angkat yang telah disediakan pada setiap lubang.

3. Tiang didirikan disamping driving lead dan kepala tiang dipasang pada helmet yang telah

dilapisi kayu sebagai pelindung dan pegangan kepala tiang.

4. Ujung bawah tiang didudukkan secara cermat diatas patok pancang yang telah ditentukan.

5. Penyetelan vertikal tiang dilakukan dengan mengatur panjang backstay sambil diperiksa

dengan waterpass sehingga diperoleh posisi yang betul-betul vertikal. Sebelum

pemancangan dimulai, bagian bawah tiang diklem dengan center gate pada dasar driving

lead agar posisi tiang tidak bergeser selama pemancangan, terutama untuk tiang batang

pertama.

Kepala Tiang


Ujung Tiang 13 L

23 L

Momen Max

Permukaan tanah

Gambar Lintang

Gambar momen

D = 0 +

_

+

_

+


6. Pemancangan dimulai dengan mengangkat dan menjatuhkan hammer secara kontiniu ke

atas helmet yang terpasang diatas kepala tiang.

D. Quality Control

1. Kondisi fisik tiang

a. Seluruh permukaan tiang tidak rusak atau retak

b. Umur beton telah memenuhi syarat

c. Kepala tiang tidak boleh mengalami keretakan selama pemancangan

2. Toleransi

Vertikalisasi tiang diperiksa secara periodik selama proses pemancangan berlangsung.

Penyimpangan arah vertikal dibatasi tidak lebih dari 1:75 dan penyimpangan arah

horizontal dibatasi tidak leboh dari 75 mm.

3. Penetrasi

Tiang sebelum dipancang harus diberi tanda pada setiap setengah meter di sepanjang

tiang untuk mendeteksi penetrasi per setengah meter. Dicatat jumlah pukulan untuk

penetrasi setiap setengah meter.

4. Final set

Pamancangan baru dapat dihentikan apabila telah dicapai final set sesuai perhitungan.

(a) (b) (c)

Gambar 2.7 Urutan pemancangan : (a) Pemancangan tiang, (b) Penyambungan tiang, (c)

Kalendering/final set


2.7 Tiang Dukung Ujung dan Tiang Gesek

Ditinjau dari cara mendukung beban, tiang dapat dibagi menjadi 2 (dua) macam

(Hardiyatmo, 2002), yaitu :

1. Tiang dukung ujung (end bearing pile) adalah tiang yang kapasitas dukungnya

ditentukan oleh tahanan ujung tiang. Umumnya tiang dukung ujung berada dalam

zone tanah yang lunak yang berada diatas tanah keras. Tiang-tiang dipancang

sampai mencapai batuan dasar atau lapisan keras lain yang dapat mendukung

beban yang diperkirakan tidak mengakibatkan penurunan berlebihan. Kapasitas

tiang sepenuhnya ditentukan dari tahanan dukung lapisan keras yang berada

dibawah ujung tiang (Gambar 2.6a).

2. Tiang gesek (friction pile) adalah tiang yang kapasitas dukungnya lebih ditentukan

oleh perlawanan gesek antara dinding tiang dan tanah disekitarnya (Gambar 2.9b).

Tahanan gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya

diperhitungkan pada hitungan kapasitas tiang.

(b) (b)

Gambar 2.8 Tiang ditinjau dari cara mendukung bebannya ( Hardiyatmo,H.C., 2002 )


2.8. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dari Hasil Sondir

Diantara perbedaaan tes dilapangan, sondir atau cone penetration test (CPT)

seringkali sangat dipertimbangkan berperanan dari geoteknik. CPT atau sondir ini tes yang

sangat cepat, sederhana, ekonomis dan tes tersebut dapat dipercaya dilapangan dengan

pengukuran terus-menerus dari permukaan tanah-tanah dasar. CPT atau sondir ini dapat juga

mengklasifikasi lapisan tanah dan dapat memperkirakan kekuatan dan karakteristik dari

tanah. Didalam perencanaan pondasi tiang pancang (pile), data tanah sangat diperlukan dalam

merencanakan kapasitas daya dukung (bearing capacity) dari tiang pancang sebelum

pembangunan dimulai, guna menentukan kapasitas daya dukung ultimit dari tiang pancang.

Kapasitas daya dukung ultimit ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :

Qu = Qb + Qs = qbAb + f.As ........................................................... (2.1)

dimana :

Qu = Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang.

Qb = Kapasitas tahanan di ujung tiang.

Qs = Kapasitas tahanan kulit.

qb = Kapasitas daya dukung di ujung tiang persatuan luas.

Ab = Luas di ujung tiang.

f = Satuan tahanan kulit persatuan luas.

As = Luas kulit tiang pancang.

Dalam menentukan kapasitas daya dukung aksial ultimit (Qu) dipakai Metode Aoki

dan De Alencar.

Aoki dan Alencar mengusulkan untuk memperkirakan kapasitas dukung ultimit dari

data Sondir. Kapasitas dukung ujung persatuan luas (qb) diperoleh sebagai berikut :

qb = b

ca

Fbaseq )( ............................................................................. (2.2)


dimana :

qca (base) = Perlawanan konus rata-rata 1,5D diatas ujung tiang, 1,5D dibawah

ujung tiang dan Fb adalah faktor empirik tergantung pada tipe tanah.

Tahanan kulit persatuan luas (f) diprediksi sebagai berikut :

F = qc (side) s

s

Fα ........................................................................... (2.3)

dimana :

qc (side) = Perlawanan konus rata-rata pada masing lapisan sepanjang tiang.

Fs = Faktor empirik tahanan kulit yang tergantung pada tipe tanah.

Fb = Faktor empirik tahanan ujung tiang yang tergantung pada tipe tanah.

Faktor Fb dan Fs diberikan pada Tabel 2.1 dan nilai-nilai faktor empirik αs diberikan

pada Tabel 2.2.

Tabel 2.1 Faktor empirik Fb dan Fs (Titi & Farsakh, 1999 )

Tipe Tiang Pancang Fb Fs

Tiang Bor 3,5 7,0

Baja 1,75 3,5

Beton Pratekan 1,75 3,5


Tabel 2.2 Nilai faktor empirik untuk tipe tanah yang berbeda (Titi & Farsakh, 1999 )

Tipe Tanah αs

(%) Tipe Tanah αs (%) Tipe Tanah αs (%)

Pasir 1,4 Pasir berlanau 2,2 Lempung

berpasir 2,4

Pasir kelanauan 2,0 Pasir berlanau

dengan lempung 2,8

Lempung

berpasir

dengan lanau

2,8

Pasir kelanauan

dengan

lempung

2,4 Lanau 3,0

Lempung

berlanau

dengan pasir

3,0

Pasir

berlempung

dengan lanau

2,8

Lanau

berlempung

dengan pasir

3,0 Lempung

berlanau

4,0

Pasir

berlempung 3,0

Lanau

berlempung 3,4 Lempung 6,0

Pada umumnya nilai αs untuk pasir = 1,4 persen, nilai αs untuk lanau = 3,0 persen dan

nilai αs untuk lempung = 1,4 persen.

Untuk menghitung daya dukung tiang pancang berdasarkan data hasil pengujian

sondir dapat dilakukan dengan menggunakan metode Meyerhoff.

Daya dukung ultimate pondasi tiang dinyatakan dengan rumus :

Qult = (qc x Ap)+(JHL x K11) ........................................................ (2.4)

dimana :

Qult = Kapasitas daya dukung tiang pancang tunggal.

qc = Tahanan ujung sondir.

Ap = Luas penampang tiang.


JHL = Jumlah hambatan lekat.

K11 = Keliling tiang.

Daya dukung ijin pondasi dinyatakan dengan rumus :

Qijin = 53

11JHLxKxAq cc + ............................................................... (2.5)

dimana :

Qijin = Kapasitas daya dukung ijin pondasi.

qc = Tahanan ujung sondir.

Ap = Luas penampang tiang.

JHL = Jumlah hambatan lekat.

K11 = Keliling tiang.

2.9. Faktor Aman

Untuk memperoleh kapasitas ijin tiang, maka diperlukan untuk membagi kapasitas

ultimit dengan faktor aman tertentu. Faktor aman ini perlu diberikan dengan maksud :

a. Untuk memberikan keamanan terhadap ketidakpastian metode hitungan yang digunakan.

b. Untuk memberikan keamanan terhadap variasi kuat geser dan kompresibilitas tanah.

c. Untuk meyakinkan bahwa bahan tiang cukup aman dalam mendukung beban yang

bekerja.

d. Untuk meyakinkan bahwa penurunan total yang terjadi pada tiang tunggal atau kelompok

masih tetap dalam batas-batas toleransi.

e. Untuk meyakinkan bahwa penurunan tidak seragam diantara tiang-tiang masih dalam

batas toleransi.

Sehubungan dengan alasan butir (d), dari hasil banyak pengujian-pengujian beban

tiang, baik tiang pancang maupun tiang bor yang berdiameter kecil sampai sedang (600 mm),

penurunan akibat beban bekerja (working load) yang terjadi lebih kecil dari 10 mm untuk

faktor aman yang tidak kurang dari 2,5 (Tomlinson, 1977).


Besarnya beban bekerja (working load) atau kapasitas tiang ijin (Qa) dengan

memperhatikan keamanan terhadap keruntuhan adalah nilai kapasitas ultimit (Qu) dibagi

dengan faktor aman (SF) yang sesuai. Variasi besarnya faktor aman yang telah banyak

digunakan untuk perancangan pondasi tiang pancang, sebagai berikut :

Qa = 5,2uQ

....................................................................................... (2.6)

2.10. Data Kalendering

Untuk perencanaan daya dukung tiang pancang dari hasil kalendering yaitu digunakan

metode Modified New ENR.

Modified New ENR

Qu = …………………………………………….. (2.7)

Ket:

E = Effisiensi hammer

C = 0.254 cm untuk unit S dan h dalam cm

Wp = Berat tiang

WR = Berat hammer

n = koef. Restitusi antara ram dan pile cap

h = tinggi jatuh

WR x h = Energi palu

SF yang direkomendasikan = 6


Tabel 2.3 Harga Effisiensi Hammer dan koef. Restitusi

Tipe Hammer Efficiency, E

Single and double acting hammer 0.7 - 0.8

Diesel Hammer 0.8 - 0.9

drop Hammer 0.7 - 0.9

Pile Material Coefficient of restitution, n

Cast iron hammer and concrette pile ( whitout cap ) 0.4 - 0.5

Wood cushion on steel pile 0.3 - 0.4

Wooden pile 0.25 - 0.3

2.11. Penurunan Tiang

Dalam bidang teknik sipil ada dua hal yang perlu diketahui mengenai penurunan,

yaitu :

a. Besarnya penurunan yang akan terjadi.

b. Kecepatan penurunan.

Istilah penurunan (settlement) digunakan untuk menunjukkan gerakan titik tertentu

pada bangunan terhadap titik referensi yang tetap. Umumnya, penurunan yang tidak seragam

lebih membahayakan bangunan dari pada penurunan totalnya. Contoh-contoh bentuk

penurunan dapat dilihat pada Gambar 2.9


Gambar 2.9 Contoh kerusakan bangunan akibat penurunan

a. Pada gambar (a), dapat diperhatikan jika tepi bangunan turun lebih besar dari

bagian tengahnya, bangunan diperkirakan akan retak-retak pada bagian tengahnya.

b. Pada gambar (b), jika bagian tengah bangunan turun lebih besar, bagian atas

bangunan dalam kondisi tertekan dan bagian bawah tertarik. Bila deformasi yang

terjadi sangat besar, tegangan tarik yang berkembang dibawah bangunan dapat

mengakibatkan retakan-retakan.

c. Pada gambar (c), penurunan satu tepi/sisi dapat berakibat keretakan pada bagian c.

d. Pada gambar (d), penurunan terjadi berangsur-angsur dari salah satu tepi

bangunan, yang berakibat miringnya bangunan tanpa terjadi keretakan pada

bagian bangunan.

Selain dari kegagalan kuat dukung (bearing capacity failure) tanah, pada setiap proses

penggalian selalu dihubungkan dengan perubahan keadaan tegangan didalam tanah.

Perubahan tegangan pasti akan disertai dengan perubahan bentuk, pada umumnya hal ini

yang menyebabkan penurunan pada pondasi (Hardiyatmo, 1996).

2.11.1 Perkiraan penurunan tiang tunggal

Menurut Poulus dan Davis (1980) penurunan jangka panjang untuk pondasi tiang

tunggal tidak perlu ditinjau karena penurunan tiang akibat konsolidasi dari tanah relatif kecil.

Hal ini disebabkan karena pondasi tiang direncanakan terhadap kuat dukung ujung dan kuat

dukung friksinya atau penjumlahan dari keduanya (Hardiyatmo, 2002).


Perkiraan penurunan tiang tunggal dapat dihitung berdasarkan :

a. Untuk tiang apung atau tiang friksi

S = DEsIQ.. ............................................................................... (2.8)

dimana : I = Io . Rk . Rh . Rμ

b. Untuk tiang dukung ujung

S = DEsIQ.. ............................................................................... (2.9)

dimana : I = Io . Rk . Rb . Rμ

dengan :

S = Penurunan untuk tiang tunggal.

Q = Beban yang bekerja

Io = Faktor pengaruh penurunan untuk tiang yang tidak mudah mampat (Gambar

2.7).

Rk = Faktor koreksi kemudah mampatan tiang (Gambar 2.8).

Rh = Faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada tanah keras

(Gambar 2.9).

Rμ = Faktor koreksi angka Poisson μ (Gambar 2.10).

Rb = Faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung (Gambar 2.11).

h = Kedalaman total lapisan tanah dari ujung tiang ke muka tanah.

D = Diameter tiang.


Gambar 2.10 Faktor penurunan Io (Poulos dan Davis)

Gambar 2.11 Koreksi kompresi, Rk (Poulos dan Davis)


Gambar 2.12 Koreksi kedalaman, Rh (Poulos dan Davis)

Gambar 2.13 Koreksi angka Poisson, Rμ (Poulus dan Davis) ( Hardiyatmo, H.C., 2002 )


Gambar 2.14 Koreksi kekakuan lapisan pendukung, Rb (Poulos dan Davis)

Pada Gambar 2.16, 2.18, dan 2.19, K adalah suatu ukuran kompresibilitas relatif dari

tiang dan tanah yang dinyatakan oleh persamaan :

K = s

Ap

ERE .

................................................................................... (2.10)


dimana : RA = 2.4

1 dAp

π

dengan :

K = Faktor kekakuan tiang.

Ep = Modulus elastisitas dari bahan tiang.

Es = Modulus elastisitas tanah disekitar tiang.

Eb = Modulus elastisitas tanah didasar tiang.

Perkiraan angka Poisson (μ) dapat dilihat pada Tabel 2.5 Terzaghi menyarankan nilai

μ = 0,3 untuk tanah pasir, μ = 0,4 sampai 0,43 untuk tanah lempung. Umumnya, banyak

digunakan μ = 0,3 sampai 0,35 untuk tanah pasir dan μ = 0,4 sampai 0,5 untuk tanah

lempung.

Tabel 2.4 Perkiraan angka poisson (μ ) ( Hardiyatmo. H.C., 1996 )

Macam Tanah

Lempung jenuh

Lempung tak jenuh

Lempung berpasir

Lanau

Pasir padat

Pasir kasar

Pasir halus

0,4 – 0,5

0,1 – 0,3

0,2 – 0,3

0,3 – 0,35

0,2 – 0,4

0,15

0,25

Berbagai metode tersedia untuk menentukan nilai modulus elastisitas tanah (Es),

antara lain dengan percobaan langsung ditempat yaitu dengan menggunakan data hasil

pengujian kerucut statis (sondir). Karena nilai laboratorium dari Es tidak sangat baik dan


mahal untuk mendapatkan (Bowles, 1977). Bowles memberikan persamaan yang dihasilkan

dari pengumpulan data pengujian kerucut statis (sondir), sebagai berikut :

Es = 3qc (untuk pasir)............................................... (2.11a)

Es = 2 sampai 8qc (untuk lempung)......................................... (2.11b)

Dari analisa yang dilakukan secara mendetail oleh Meyerhoff, untuk nilai modulus

elastisitas tanah dibawah ujung tiang (Eb) kira-kira 5-10 kali harga modulus elastisitas tanah

di sepanjang tiang (Es).

Rumus untuk penurunan tiang elastis adalah :

S = EpA

LQQ s

.)( ξ+ ..................................................................... (2.12)

dimana :

Q = Beban yang bekerja

Qs = Tahanan gesek

ξ = Koefisien dari skin friction

Ep = Modulus elastisitas

Nilai ξ tergantung kepada unit tahanan friksi ( kulit ) alami pada sepanjang tiang

terpancang di dalam tanah. Nilai ξ = 0,5 adalah dimana bentuk unit tahanan friksi

( kulit ) alaminya berbentuk seragam atau simetris, seperti persegi panjang maupun parabolic

seragam, umumnya pada tanah lempung atau lanau. Nilai ξ = 0,67 adalah jika bentuk unit

tahanan friksi ( kulit ) alaminya berbentuk segitiga, umumnya pada tanah pasir.

2.12 Data Loading Test

Loading test biasa disebut juga dengan uji pembebanan statik. Cara yang paling dapat

diandalkan untuk menguji daya dukung pondasi tiang adalah dengan uji pembebanan statik.

Interprestasi dari hasil benda uji pembebanan statik merupakan bagian yang cukup penting

untuk mengetahui respon tiang pada selimut dan ujungnya serta besarnya daya dukung


ultimitnya. Berbagai metode interprestasi perlu mendapat perhatian dalam hal nilai daya

dukung ultimit yang diperoleh karena setiap metode dapat memberikan hasil yang berbeda.

Yang terpenting adalah agar dari hasil nilai uji pembebanan statik, seorang praktisi

dalam rekayasa pondasi dapat menentukan mekanisme yang terjadi, misalnya dengan melihat

kurva beban – penurunan, besarnya deformasi plastis tiang, kemungkinan terjadinya

kegagalan bahan tiang, dan sebagainya.

Pengujian hingga 200% dari beban kerja sering dilakukan pada tahap verifikasi daya

dukung, tetapi untuk alasan lain misalnya untuk keperluan optimasi dan untuk control beban

ultimit pada gempa kuat, seringkali diperlukan pengujian sebesar 250% hingga 300% dari

beban kerja.

Pengujian beban statik melibatkan pemberian beban statik dan pengukuran

pergerakan tiang. Beban – beban umumnya diberikan secara bertahap dan penurunan tiang

diamati. Umumnya definisi keruntuhan yang diterima dan dicatat untuk interprestasi lebih

lanjut adalah bila di bawah suatu beban yang konstan, tiang terus – menerus mengalami

penurunan. Pada umumnya beban runtuh tidak dicapai pada saat pengujian. Oleh karena itu

daya dukung ultimit dari tiang hanya merupakan suatu estimasi.

Sesudah tiang uji dipersiapkan ( dipancang atau dicor ), perlu ditunggu terlerbih

dahulu selama 7 hingga 30 hari sebelum tiang dapat diuji. Hal ini penting untuk

memungkinkan tanah yang telah terganggu kembali keadaan semula, dan tekanan air pori

akses yang terjadi akibat pemancangan tiang telah berdisipasi.

Beban kontra dapat dilakukan dengan dua cara. Cara pertama adalah dengan

menggunakan system kentledge seperti ditujukan pada gambar. Selain itu juga dapat

digunakan kerangka baja atau jangkar pada tanah seperti diilustrasikan pada gambar.

Pembebanan diberikan pada tiang dengan menggunakan dongkrak hidrolik.

Pergerakan tiang dapat diukur dengan menggunakan satu set dial guges yang

terpasang pada kepala tiang. Toleransi pembacaan antara satu dial gauge lainnya adalah 1

mm. Dalam banyak hal, sangat penting untuk mengukur pergerakan relative dari tiang.

Untuk mendapatkan informasi lebih lanjut dari interaksi tanah dengan tiang,

pengujian tiang sebaiknya dilengkapi dengan instrumentasi. Instrumentasi yang dapat

digunakan adalah strain gauges yang dapat dipasang pada lokasi – lokasi tertentu

disepanjang tiang. Tell – tales pada kedalaman – kedalaman tertentu atau load cells yang

ditempatkan di bawah kaki tiang. Instrumentasi dapat memberikan informasi mengenai

pergerakan kaki tiang, deformasi sepanjang tiang, atau distribusi beban sepanjang tiang

selama pengujian.


Gambar 2.15 Pengujian dengan sistem kentledge ( Coduto,2001 )

Gambar 2.16 Pengujian dengan tiang jangkar ( Tomlinson,1980 )

a. Metode Pembebanan

Metode pembebanan dapat dilakukan dengan beberapa cara:

1) Prosedur Pembebanan Standar ( SML ) Monotonik

Slow Maintained Load Test ( SML ) menggunakan delapan kali pengingkatan beban.

Prosedur standar SML adalah dengan memberikan beban secara bertahap setiap 25%

dari beban rencana. Untuk tiap tahap beban, pembacaan diteruskan hingga penurunan (

settlement ) tidak lebih dari 254 mm/ jam, tetapi tidak lebih dari 2 jam. Penambahan

beban dilakukan hingga dua kali beban rencana, kemudian ditahan. Setelah itu beban

diturunkan secara bertahap untuk pengukuran rebound.


2) Prosedur Pembebanan Standar ( SML ) siklik

Metode pembebanan sama dengan SML monotonik, tetapi pada tiap tahapan beban

dilakukan pelepasan beban dan kemudian dibebani kembali hingga tahap beban

berikutnya ( unloading – reloading ). Dengan cara ini, rebound dari setiap tahap beban

diketahui dan perilaku pemikulan beban pada tanah dapat disimpulkan dengan lebih

baik. Metode ini membutuhkan waktu yang lebih lama daripada metode SML

monotonik.

3) Quick Load Test ( Quick ML )

Karena prosedur standar membutuhkan waktu yang cukup lama, maka para peneliti

membuat modifikasi untuk mempercepat pengujian. Metode ini kontrol oleh waktu dan

penurunan, dimana setiap 8 tahapan beban ditahan dalam waktu yang singkat tanpa

memperhatikan kecepatan pergerakan tiang. Pengujian dilakukan hingga runtuh atau

hingga mencapai beban tertentu. Waktu total yang dibutuhkan 3 hingga 6 jam.

Gambar 2.16 Contoh hasil uji pembebanan statik aksial tekan ( Tomlinson,2001 )

4) Prosedur Pembebanan dengan Kecepatan Konstan ( Constant Rate of Penetration

Method Atau CRP )

Metode CRP merupakan salah satu alternative lain untuk pengujian tiang secara

statis. Prosedurnya adalah dengan membebani tiang secara terus – menerus hingga

kecepatan penetrasi ke dalam tanah konstan. Umumnya diambil patokan sebesar 0.245

cm/ menit atau lebih rendah bila jenis tanah adalah lempung.

Hasil pengujian tiang dengan metode CRP menunujukkan bahwa beban runtuh

relative tidak tergantung oleh kecepatan penetrasi bila digunakan batasan kecepatan


penurunan kurang dari 0.125 cm/menit. Kecepatan yang lebih tinggi dapat

menghasilkan daya dukung yang sedikit. Beban dan pembacaan deformasi diambil

setiap menit. Pengujian dihentikan bila pergerakan total kepala tiang mencapai 10%

dari diameter tiang bila pergerakan ( displacement ) sudah cukup besar.

Pengujian dengan metode CRP umumnya membutuhkan waktu sekitar 1 jam

(tergantung ukuran dan daya dukung tiang). Metode CRP memberikan hasil serupa

dengan metode Quick ML, dan sebagaimana metode Quick ML, metode ini juga dapat

diselesaikan dalam waktu 1 hari.

b. Interprestasi Hasil Uji Pembebanan Statik

Dari hasil uji pembebanan, dapat dilakukan interprestasi untuk menentukan

besarnya beban ultimit. Ada berbagai metode interprestasi, namun dalam Tugas

Akhir hanya akan dibahas Metode Davisson.

1) Metode Davisson

Prosedur penentuan beban ultimit dari pondasi tiang dengan menggunakan

metode ini adalah sebagai berikut:

Gambarkan kurva beban terhadap penurunan.

1. Penurunan elastik dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

………….. (2.13)

Dimana :

Se = Penurunan elastik

Q = Beban uji yang diberikan

L = Panjang Tiang

Ap = Luas Penampang Tiang

Ep = Modulus elastisitas tiang

2. Tarik garis OA seperti gambar berdasarkan persamaan penurunan elastik ( Se ).

3. Tarik garis BC yang sejajar dengan garis OA dengan jarak X, dimana X adalah:

X = 0.15 + D/120 ….. ( dalam inchi )

dengan D adalah diameter atau sisi tiang dalam satuan inchi.


4. Perpotongan antara kurva beban – penurunan dengan garis lurus merupakan daya

dukung ultimit.

Gambar 2.18 Interpretasi daya dukung ultimit dengan metode Davisson M.T


49902138 bahan bacaan tiang pancang

Documents