BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II.4. Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang
II.4.6. Kapasitas Daya Dukung dan Efisiensi Tiang Pancang
Pada umunya pemasangan pondasi tiang pancang di lapangan dibuat secara berkelompok/grup. Biasanya tiang pancang akan dipasang secara relatif berdekatan dan diikat menjadi satu di bagian atasnya dengan menggunakan pile
cap. Untuk menghitung nilai kapasitas dukung kelompok tiang, ada beberapa hal
yang harus diperhatikan terlebih dahulu, yaitu jumlah tiang dalam satu kelompok, jarak tiang, dan susunan tiang . Kelompok tiang dapat dilihat pada Gambar 2.20 berikut ini :
Gambar 2.26 Tiang Pancang Kelompok a. Jumlah Tiang (n)
Untuk menentukan jumlah tiang yang akan dipasang didasarkan beban yang bekerja pada pondasi dan kapasitas dukung ijin tiang, maka rumus yang dipakai adalah sebagai berikut ini.
n =
Qa (2.54)
P
Dimana :
P = beban yang bekerja (ton)
b. Jarak Antar Tiang (s)
Jarak antar tiang pancang di dalam kelompok tiang sangat mempengaruhi perhitungan kapasitas dukung dari kelompok tiang tersebut. Untuk bekerja sebagai kelompok tiang, jarak antar tiang yang dipakai adalah menurut peraturan – peraturan bangunan pada daerah masing – masing. Pada prinsipnya jarak tiang (S) makin rapat, ukuran pile cap makin kecil dan secara tidak langsung biaya lebih murah. Tetapi bila pondasi dalam memikul beban momen maka jarak tiang perlu diperbesar yang berarti menambah atau memperbesar tahanan momen. Biasanya jarak antara 2 tiang dalam kelompok diisyaratkan minimum 0,60 m dan maksimum 2,00 m. Ketentuan ini berdasarkan pada pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :
Bila S < 2,5 D, kemungkinan tanah di sekitar kelompok tiang akan naik terlalu berlebihan karena terdesak oleh tiang-tiang yang dipancang terlalu berdekatan. Hal ini juga akan mengakibatkan terangkatnya tiang-tiang di sekitarnya yang telah dipancang terlebih dahulu. Apabiila S > 3 D maka tidak ekonomis, karena akan memperbesar ukuran/dimensi dari poer (footing) ataupun
pile cap.
Pada perencanaan pondasi tiang pancang biasanya setelah jumlah tiang pancang dan jarak antara tiang-tiang pancang yang diperlukan kita tentukan, maka kita dapat menentukan luas pile cap yang diperlukan untuk tiap-tiap kolom portal. Bila ternyata luas poer total yang diperlukan lebih kecil dari pada setengah luas bangunan, maka bisa menggunakan pondasi setempat dengan pile cap di atas kelompok tiang pancang.
c. Susunan tiang
Susunan tiang sangat berpengaruh terhadap luas denah pile cap, yang secara tidak langsung tergantung dari jarak tiang. Bila jarak tiang kurang teratur atau terlalu lebar, maka luas denah pile cap akan bertambah besar dan berakibat volume beton menjadi bertambah besar sehingga biaya konstruksi membengkak. Berikut ini adalah contoh susunan tiang:
Gambar 2.27 Pola Susunan Tiang Pancang Kelompok (Joseph E. Bowles, 1999) Kapasitas kelompok tiang tidak selalu sama dengan jumlah kapasitas tiang tunggal yang berada dalam kelompoknya. Hal ini dapat terjadi jika tiang pancang dalam lapisan pendukung yang mudah mampat atau dipancang pada lapisan tanah yang tidak mudah mampat, namun di bawahnya terdapat lapisan lunak.
Stabilitas kelompok tiang pancang tergantung dari dua hal yaitu :
a)Kemampuan tanah di sekitar dan di bawah kelompok tiang untuk mendukung beban total struktur.
Oleh karena itu, cara pemasangan tiang tunggal seperti pemasangan tiang dengan cara dipancang, dibor, atau ditekan, akan berpengaruh kecil pada kedua hal tersebut di atas.Pada beban struktur tertentu, penurunan kelompok tiang yang sama dengan penurunan tiang tunggal hanya terjadi jika dasar kelompok tiang terletak pada lapisan keras.
Jika tiang-tiang dipancang pada lapisan yang dapat mampat (misalnya lempung kaku) ,atau kondisi yang lain, dipancang pada lapisan yang tidak mudah mampat (misalnya pasir padat) tetapi lapisan tersebut berada di atas lapisan tanah lunak, maka kapasitas kelompok tiang mungkin lebih rendah dari jumlah kapasitas masing-masing tiang. Jika kelompok tiang dipancang dalam tanah lempung lunak, pasir tidak padat, atau timbunan, dengan dasar tiang yang bertumpu pada lapisan kaku, maka kelompok tiang tersebut tidak mempunyai resiko akan mengalami keruntuhan geser umum, asalkan diberi faktor aman yang cukup terhadap bahaya keruntuhan tiang tunggalnya. Akan tetapi, penurunan kelompok tiang masih tetap harus dipancang secara keseluruhan ke dalam tanah lempung lunak.
Pada kelompok tiang yang dasarnya bertumpu pada lapisan lempung lunak, faktor aman terhadap keruntuhan blok harus diperhitungkan, terutama untuk jarak tiang-tiang yang dekat. Pada tiang yang dipasang pada jarak yang besar, tanah di antara tiang-tiang tidak bergerak sama sekali ketika tiang bergerak ke bawah oleh akibat beban yang bekerja. Apabila jarak tiang-tiang terlalu dekat saat tiang turun oleh akibat beban, tanah di antara tiang-tiang juga ikut bergerak turun. Pada kondisi ini kelompok tiang dapat dianggap sebagai satu tiang besar dengan lebar yang sama dengan lebar kelompok tiang. Saat tanah yang mendukung beban
kelompok tiang ini mengalami keruntuhan, maka model keruntuhannya disebut keruntuhan blok. Keruntuhan blok tanah yang terletak di antara tiang bergerak ke bawah bersama-sama dengan tiangnya. Mekanisme keruntuhan yang demikian dapat terjadi pada tipe-tipe tiang pancang maupun tiang bor. Umumnya model keruntuhan blok terjadi bila rasio jarak tiang dibagi diameter (S/D) sekitar kurang dari 2 (dua).
Kapasitas kelompok tiang pancang bisa dianggap sebagai jumlah desain beban dari beberapa tiang pancang individual atau sebagai suatu jumlah yang lebih sedikit. Jika kapasitas tersebut merupakan jumlah dari beberapa tiang pancang invidual, maka efisiensi kelompok adalah Eg = 1,0. Persamaan umum untuk efisiensi kelompok ditentukan sebagai berikut :
Qg = Eg . n . Qa (2.55)
Dimana :
Eg = Efisiensi kelompok tiang
Qg = Beban maksimum kelompok tiang pancang (ton) n = Jumlah tiang dalam kelompok.
Qa = Beban maksimum tiang pancang tunggal (ton)
Beberapa persamaan efisiensi tiang telah diusulkan untuk menghitung kapasitas kelompok tiang, namun semuanya hanya bersifat pendekatan. Persamaan - persamaan yang diusulkan didasarkan pada susunan tiang, dengan mengabaikan panjang tiang, varias ibentuk tiang, variasi sifat tanah dengan kedalaman dan pengaruh muka air tanah. Persamaan-persamaan efisiensi tiang yang disarankan oleh Converse-Labarre Formula dan Los Angeles Group sebagai berikut :
1. Metode Converse-Labarre Formula Eg = 1- θ(n−1)m +(m−1)n
90mn (2.56)
2. Metode Los Angeles Group Eg = 1 - d
s.m .n {m(n - 1) + (m – 1) + √2 (m – 1)(n – 1)} (2.57)
dimana :
m = Jumlah baris tiang.
n = Jumlah tiang dalam satu baris.
θ = Arc tg d/s, dalam derajat.
s = Jarak pusat ke pusat tiang (m) d = Diameter tiang (m)
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Dalam merencanakan pondasi untuk suatu konstruksi dapat digunakan beberapa macam tipe pondasi. Pemilihan tipe pondasi ini didasarkan atas :
1. Fungsi bangunan atas (upper structure) yang akan dipikul oleh pondasi tersebut.
2. Besarnya beban dan berat dari bangunan atas.
3. Kondisi tanah dimana bangunan tersebut akan didirikan. 4. Biaya pelaksanaan pondasi.
Seperti yang telah diketahui bahwa tipe pondasi cukup banyak macamnya, dan tergantung dari fungsi serta kegunaannya. Salah satu di antara tipe pondasi yang dapat digunakan adalah pondasi tiang pancang. Konstruksi pondasi tersebut bisa terbuat dari kayu, baja, atau beton yang berfungsi untuk meneruskan beban-beban dari struktur bangunan atas ke lapisan tanah pendukung (bearing layers) dibawahnya pada kedalaman tertentu.
Tiang pancang saat ini banyak digunakan di Indonesia sebagai pondasi bangunan, seperti jembatan, gedung bertingkat, pabrik atau gedung-gedung industri, menara, dermaga, bangunan mesin-mesin berat, dan lain-lain. Dimana semuanya merupakan konstruksi-konstruksi yang memiliki dan menerima beban yang relatif berat. Penggunaan tiang pancang untuk konstruksi biasanya bertitik tolak pada beberapa hal mendasar seperti anggapan adanya beban yang besar
sehingga pondasi dangkal jelas tidak dapat digunakan, kemudian jenis tanah pada lokasi yang bersangkutan relatif lunak (lembek) sehingga pondasi dangkal tidak ekonomis lagi untuk dipergunakan.
Dikarenakan begitu pentingnya peranan dari pondasi tiang pancang tersebut, maka jika pembuatannya dibandingkan dengan pembuatan pondasi lain, pondasi tiang pancang ini mempunyai beberapa keuntungan sebagai berikut :
1. Biaya pembuatannya kemungkinan besar (dengan melihat letak lokasi dan lainnya), lebih murah bila dikonversikan dengan kekuatan yang dapat dihasilkan.
2. Pelaksanaannya lebih mudah dan relatif cepat.
3. Di Indonesia, peralatan yang digunakan tidak sulit untuk didapatkan.
Pemakaian pondasi tiang pancang dipergunakan apabila tanah dasar dibawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul berat bangunan dan beban diatasnya, dan juga bila letak tanah keras yang memiliki daya dukung yang cukup untuk memikul berat dari beban bangunan di atasnya terletak pada posisi yang sangat dalam. Dari alasan itulah maka dalam mendesain pondasi tiang pancang mutlak diperlukan informasi mengenai data tanah dimana bangunan akan didirikan dan daya dukung tiang pancang tersebut ( baik single pile ataupun group pile ).
I.2. Identifikasi Masalah
Secara umum permasalahan pondasi dalam lebih rumit dari pondasi dangkal. Pondasi tiang pancang adalah batang yang relatif panjang dan langsing
yang digunakan untuk menyalurkan beban pondasi melewati lapisan tanah dengan daya dukung rendah ke lapisan tanah keras yang mempunyai kapasitas daya dukung tinggi yang relatif cukup besar dibanding pondasi dangkal. Daya dukung tiang pancang diperoleh dari daya dukung ujung (end bearing capacity) yang diperoleh dari tekanan ujung tiang dan daya dukung gesek atau selimut (friction
bearing capacity) yang diperoleh dari daya dukung gesek atau gaya adhesi antara
tiang pancang dan tanah sekelilingnya.
Tiang pancang berinteraksi dengan tanah untuk menghasilkan daya dukung yang mampu memikul dan memberikan keamanan kepada struktur atas. Untuk menghasilkan daya dukung yang akurat maka diperlukan suatu penyelidikan tanah yang akurat juga. Penyelidikan tanah yang dilakukan biasanya meliputi penyelidikan sondir dan Standard Penetration Test (SPT). Penyelidikan sondir bertujuan untuk mengetahui perlawanan penetrasi konus dan hambatan lekat tanah yang merupakan indikasi dari kekuatan tanahnya pada kedalaman tertentu dan juga dapat menentukan dalamnya berbagai lapisan yang berbeda kekuatannya, serta dapat digunakan untuk menghitung daya dukung lapisan tanah dengan menggunakan rumus empiris.
Penyelidikan Standard Penetration Test (SPT) bertujuan untuk mendapatkan gambaran lapisan tanah berdasarkan jenis dan warna tanah melalui pengamatan secara visual, sifat tanah, karakteristik tanah. Data Standard Penetration Test (SPT) dapat digunakan untuk menghitung daya dukung. Selain penyelidikan Standard Penetration Test (SPT), analisis ini juga dilengkapi dengan pengambilan sampel di laboratorium dan perhitungan daya dukung pondasi tiang dengan metode elemen hingga menggunakan program Plaxis.
I.3. Tujuan dan Manfaat
I.3.1. Tujuan
Tujuan yang diharapkan dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui besarnya nilai daya dukung ultimate pondasi tiang pancang secara analitis maupun metode elemen hingga.
2. Menghitung besarnya daya dukung ijin pondasi tiang pancang dengan metode analitis.
3. Menghitung daya dukung lateral pondasi tiang pancang. 4. Mencari nilai efisiensi tiang pancang kelompok.
I.3.2 Manfaat
Manfaat dari penyusunan Tugas Akhir ini antara lain :
1. Agar penulis maupun pembaca dapat mengetahui perbandingan analisis perhitungan daya dukung tiang pancangsecara analitis maupun dengan metode elemen hingga.
2. Sebagai bahan referensi bagi pihak-pihak yang membutuhkan informasi dan ingin mempelajari hal yang dibahas dalam Tugas Akhir ini.
I.4. Pembatasan Masalah
Untuk memperjelas ruang lingkup permasalahan yang dibahas dalam Tugas Akhir ini dan untuk memudahkan penulis dalam menganalisa maka dibuat batasan-batasan masalah yang meliputi :
1. Data-data yang digunakan untuk melakukan analisis didapat dari data-data
Soil Investigation yang diperoleh dari proyek PT. TOR GANDA
pembangunan hotel Medan Siantar, Sinaksak, Pematang Siantar.
2. Nilai-nilai ataupun koefisien yang tidak terdapat pada data-data diperoleh berdasarkan referensi - referensi dan sumber - sumber yang ada.
3. Tidak menghitung penurunan yang terjadi pada pondasi tiang pancang.
I.5. Sistematika Penulisan
Rancangan sistematika penulisan secara keseluruhan pada tugas akhir ini terdiri dari 5 (lima) bab, uraian masing-masing bab adalah sebagai berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Pada bab ini dijelaskan latar belakang, identifikasi masalah, tujuan, ruang lingkup, metodologi, lokasi studi, dan sistematika pembahasan.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi tentang teori-teori dasar yang mendukung studi yang digunakan dalam laporan tugas akhir ini.
