BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.7. Analisis kapasitas Tiang dengan Rumus Dinamis
2.7.2 Alat Pancang
Alat pancang yang digunakan dapat dari jenis gravitasi, uap atau diesel. Untuk tiang pancang beton, umumnya digunakan jenis uap atau diesel. Berat palu pada jenis gravitasi sebaiknya tidak kurang dari jumlah berat tiang beserta topi pancangnya, tetapi sama sekali tidak boleh kurang dari setengah jumlah berat tiang beserta topi pancangnya, dan minimum 2 ton untuk tiang pancang beton.
Untuk tiang pancang baja, berat palu harus dua kali berat tiang beserta topi pancangnya. Alat pancang dengan jenis gravitasi, uap atau diesel yang disetujui, harus mampu memasukkan tiang pancang tidak kurang dari 3 mm untuk setiap pukulan pada 15 cm dari akhir pemancangan dengan daya dukung yang diinginkan. Energi total alat pancang tidak boleh kurang dari 970 kgm per pukulan. Alat pancang uap, angin atau diesel yang dipakai memancang tiang pancang beton harus mempunyai energi per pukulan, untuk setiap gerakan penuh dari pistonnya tidak kurang dari 635 kgm untuk setiap meter kubik beton tiang pancang tersebut.
Penumbukan dengan gerakan tunggal (single acting) atau palu yang dijatuhkan harus dibatasi sampai 1,2 meter dan lebih baik 1 meter. Penumbukan dengan tinggi jatuh yang lebih kecil harus digunakan bilamana terdapat kerusakan pada tiang pancang. Contoh-contoh berikut ini adalah kondisi yang dimaksud :
a. Bilamana terdapat lapisan tanah keras dekat permukaan tanah yang harus ditembus pada saat awal pemancangan untuk tiang pancang yang panjang. b. Bilamana terdapat lapisan tanah lunak yang dalam sedemikian hingga
penetrasi yang dalam terjadi pada setiap penumbukan.
c. Bilamana tiang pancang diperkirakan sekonyong-konyongnya akan mendapat penolakan akibat batu atau tanah yang benar-benar tak dapat ditembus lainnya.
d. Bilamana serangkaian penumbukan tiang pancang untuk 10 kali pukulan terakhir telah mencapai hasil yang memenuhi ketentuan, penumbukan ulangan harus dilaksanakan dengan hati-hati, dan pemancangan yang terus menerus setelah tiang pancang hampir berhenti penetrasi harus dicegah, terutama jika digunakan palu berukuran sedang.
Untuk memancang tiang pada posisi yang tepat, cepat, dan dengan biaya yang rendah, pemukul dan crane-nya haruslah dipilih dengan teliti agar sesuai dengan keadaan disekitarnya, jenis dan ukuran tiang, tanah, dan perancahnya. Tiang pancang dipancang dengan alat pemukul yang dapat berupa pemukul (hammer) mesin uap, pemukul getar, atau pemukul jatuh.
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 2.7. 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). Sumber : Hardiyatmo, 2002
a. Pemuku l Aksi Tungga l (Single Acting Hammer)
Pemukul aksi tunggal berbentuk memanjang dengan ram yang bergerak naik oleh udara atau uap yang terkompresi, sedangkan turunnya ram disebabkan oleh beratnya sendiri. Energi pemukul aksi tunggal adalah sama dengan berat ram yang dikalikan tinggi jatuhnya (Gambar 2.7.a).
b. Pemuku l Aksi Ganda (Double Acting Hammer)
Pemukul aksi double menggunakan uap atau udara untuk mengangkat ram dan untuk mempercepat gerakkan ke bawah. Kecepatan pukulan dan energi output biasanya lebih tinggi daripada pemukul aksi tunggal (Gambar 2.7.b).
c. Pemuku l Diesel (Diesel Hammer)
Pemukul Diesel terdiri atas silinder, ram, blok anvil, dan sistem injeksi bahan bakar (Gambar 2.7.c dan Gambar 2.8).
Gambar 2.8 Diesel Hammer Sumber : Ir. Susy Fatena Rostiyanti, 2002
Alat pemancangan tiang tipe ini berbentuk lebih sederhana dibandingkan dengan hammer lainnya. Dalam pengoperasiannya, energi alat didapat dari berat ram yang menekan udara di dalam silinder. Pemukul Diesel dibedakan menjadi 2 tipe (Gambar 2.9) yaitu Open Ended dan Closed Ended.
- Open Ended
Pada hammer Open Ended, pemukul dijatuhkan dengan tenaga gravitasi dan energi yang diteruskan ke landasan dengan pukulan langsung. Bahan bakar dimasukkan ke ruang yang disebut ruang pembakaran yang ada diantara pemukul dan landasan. Desakan dari pemukul yang terjadi akan menyalakan bahan bakar dan mampu mengangkat lagi pemukulnya. Untuk jangka waktu tertentu tekanan dari gas yang terbakar tersebut juga bekerja pada landasan dan akan menaikkan besar tenaga pancangnya (Gambar 2.9b).
- Closed Ended
Pada hammer Closed Ended, rumah-rumahan lebih luas dari silindernya dengan tujuan membentuk ruang pantul dimana udara ditekan oleh pemukul yang bergerak naik. Udara yang tertekan tersebut bertindak
sebagai pegas yang membatasi naiknya pemukul dan selanjutnya memperpendek pukulan. Hal ini akan dapat mengembalikan energi yang ada ke penumbuk pada saat pukulan ke bawah (Gambar 2.9c).
Gambar 2.9 Skema Diagram Hammer (a) hammer tipe single acting dengan tenaga uap. (b)
Hammer dengan tenaga diesel tipe open ended. (c) Hammer dengan tenaga diesel tipe closed ended.
Sumber : Ralph B.Peck
d. Pemuku l Getar (Vibratory Hammer)
Alat ini sangat baik dimanfaatkan pada tanah lembab. Jika material di lokasi berupa pasir kering maka pekerjaan menjadi lebih sulit karena material tersebut tidak terpengaruh dengan adanya getaran yang dihasilkan oleh alat. Alat ini memiliki beberapa batang horizontal dengan beban eksentris.
Pondasi tiang dapat dipancang dengan menggunakan pembangkit tenaga berupa beban statis dan sepanjang beban yang berputar eksentrik, dengan jumlah pukulan dapat dihitung, yang diatur dengan sedemikian rupa sehingga komponen horizontal gaya sentrifugal dapat dihilangkan sedangkan komponen vertikal bertambah (Gambar 2.7d).
Hammer dengan vibrator terdiri dari beberapa jenis yang berbeda pada tipe penggerak dan frekuensi getaran. Hammer frekuensi getar rendah dapat dioperasikan dengan frekuensi konstan antara 10-30 Hz. Jika besar frekuensi dapat dibuat sama dengan frekuensi alami sistem, tipe ini dikenal Resonant
Driver. Frekuensi dari tipe ini dapat dihitung biasanya 50-150 Hz. Jika sistem berada pada resonansi, tiang pancang menunjukkan displacement ke atas dan ke bawah yang bertenaga, dan dibatasi oleh redaman tanah yang mengelilinginya Sebagian besar gerakan ke bawah disebabkan oleh berat tiang pancang dan alat pancangnya.
Penetrasi dapat berlangsung cepat jika tahanan tidak berlebihan dan menghalangi berat dan tenaga pemancangan. Karena gaya tarik ke atas crane dapat melebihi gaya tarik ke bawah, maka tanpa adanya perlawanan ujung tiang pemancangan vibrator akan sangat efektif.
e. Pemukul Jatuh (Drop Hammer)
Pemukul jatuh (Drop hammer) merupakan palu berat yang diletakkan pada ketinggian tertentu di atas tiang (Gambar 2.10). Pemukul jatuh terdiri dari blok pemberat yang dijatuhkan dari atas palu tersebut kemudian dilepaskan dan jatuh mengenai bagian atas tiang. Untuk mengindari tiang menjadi rusak akibat tumbukan ini, pada kepala tiang dipasang semacam topi atau cap sebagai penahan energi taua shock absorbe, biasanya cap dibuat dari kayu. Palu dijatuhkan sepanjang alurnya. Pada bagian atas palu terdapat kabel yang berfungsi untuk menahan supaya palu tidak jatuh lebih jauh.
Gambar 2.10 Drop Hammer
Ukuran umum palu berkisar antara 250-1500kg. Tinggi jatuh palu berkisar antara 1.5 sampai 7 meter yang tergantung dari jenis bahan dasar pondasi. Jika diperlukan energi yang besar untuk memancang tiang pondasi maka sebaiknya menggunakan palu yang berat dengan tinggi jatuh yang kecil daripada palu yang lebih ringan dengan tinggi jatuh yang besar.
Pemakaian alat tipe ini membuat pelaksanaan pemancangan berjalan lambat, sehingga hanya cocok untuk pekerjaan pemancangan skala kecil. Jenis ini masih digunakan tetap kebanyakan sekarang hammer digerakkan dengan mesin uap dan tenaga diesel.
Dalam pekerjaan pemancangan tiang terdapat nama alat-alat, yaitu :
- Anvil, adalah bagianterletak pada dasar pemukul yang menerima benturan dari ram dan mentransfernya ke kepala tiang.
- Helmet atau drive cap (penutup pancang), adalah bahan yang dibuat dari baja cor yang diletakkan di atas tiang untuk mencegah tiang dari kerusakan saat pemancangan dan juga menjaga As tiang sama dengan As pemukul. - Cushion (bantalan), adalah terbuat dari kayu keras atau bahan lain yang
ditempatkan diantara penutup tiang (pilecap) dan puncak tiang untuk melindungi kepala tiang dari kerusakan dari tegangan yang berlebihan dan mempunyai pengaruh khusus pada gelombang tegangan yang timbul pada tiag selama pemancangan. Pemilihan bantalan yang sesuai mempengaruhi karakteristik pemancangan tiang, seberapa dalam tiang dapat dipancang, daya dukungnya, dan lain-lain.
- Ram, adalah bagian pemukul yang bergerak ke atas dan ke bawah yang terdiri dari piston dan kepala penggerak (driving head).
- Leader, adalah rangka baja dengan dua bagian paralel untuk mengatur tiang agar pada saat tiang dipancang arahnya benar.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan penumbuk adalah kemungkinan pemancangannya dan manfaatnya secara ekonomis. Hal ini perlu diperhatikan dalam memilih jenis penumbuk berdasarkan sifat-sifat dari berbagai hammer yang diperlihatkan dalam Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Jenis dan Karakteristik Bermacam-macam Pemukul (Hammer) Pemukul yang dijatuhkan (drop hammer) Pemukul bertenaga uap (udara) Pemukul bertenaga Diesel (diesel hammer) Pemukul Getar (Vibrator hammer) K E U N T U N G A N - Peralatan sederhana.
- Tinggi jatuh dapat diperiksa dengan mudah.
- Kesulitan kecil dan biaya operasi rendah. - Kemampuan baik. - Miring ataupun di dalam air. - Kepala tiang tidak begitu cepat rusak. - Beberapa mesin dapat dipakai untuk menarik. - Mudah dipindahkan. - Menghasilkan daya pukul yang besar. - Kemampuan baik. - Biaya bahan bakar rendah. - Mampu dalam arah dan kedudukan yang tepat. - Suara pemukulan hampir tak terdengar. - Kepala tiang tidak begitu cepat rusak. Mampu memancang dan menarik. K E R U G I A N - Kepala tiang mudah rusak. - Panjang pemancangan terbatas. - Sering menjadi eksentris pemancangan lambat. - Banyak bahayanya pada pemancangan tidak langsung. - Diperlukan Kompresor berukuran besar. - Pipa karet merupakan rintangan. - Tinggi jatuh tak
dapat dikendalikan. - Pemukulan menimbulkan suara gaduh, dan kompresor menimbulkan bunga api, asap, dan suara berisik. - Karena bebannya berat, alat menjadi besar. - Pada lapisan lunak pengerjaan menjadi lambat. Pemukulan memjadi suara gaduh dan terjadi percikan-percikan minyak pelumas. - Memerlukan tenaga listrik yang besar. - Kurang mampu mengubah sifat-sifat tanah. Sumber : Sosrodarsono, 2005