m. Beban maksimum untuk tiang ukuran kecil dapat berkisar di antara 300

Gambar 2.2 Tiang kayu

60 m. Beban maksimum untuk tiang ukuran kecil dapat berkisar di antara 300

sampai

800

kN.

, Tulangan memanjang

· Begel

D

Gambar 2.3 Tiangbeton pracetak.

Keuntungan pemakaian tiang pancang pracetak, antara lain :

I . Bahan tiang dapat diperiksa sebelum pemancangan.

2. Prosedur pelaksanaan tidak dipengaruhi oleh air tanah.

3 . Tiang dapat dipancang sampai kedalaman yang dalam.

4.

Pemacangan tiang dapat menambah kepadatan tanah granuler.

Kerugian:

I . Penggembungan permukaan tanah dan gangguan tanah akibat

peman-cangan dapat menimbulkan masalah.

2. Tiang kadang-kadang rusak akibat pemancangan.

3 . Pemancangan sulit, bila diameter tiang terlalu besar.

4. Pamancangan menimbulkan gangguan suara, getaran dan deformasi tanah

yang dapat menimbulkan kerusakan bangunan di sekitamya.

5. Penulangan dipengaruhi oleh tegangan yang terjadi pada waktu pengang­

kutan dan pemancangan tiang.

2. 1.3 Tiang Beton Cetak di Tempat

Tiang beton cetak di tempat terdiri dari 2 tipe, yaitu :

I . Tiang yang berselubung pipa.

2.Tiang yang tidak berselubung pipa.

Pada tiang yang berselubung pipa, pipa baja dipancang lebih dulu ke dalam tanah. Kemudian, ke dalam lubang dimasukkan adukan beton. Pada akhimya nanti, pipa besi tetap tinggal di dalam tanah. Termasuk jenis tiang

ini adalah tiang Standar Raimond (Gambar 2.4).

Pada tiang yang tidak berselubung pipa, pipa baja yang berlubang dipancang lebih dulu ke dalam tanah. Kemudian ke dalam lubangnya dima­ sukkan adukan beton dan pipa ditarik keluar ketika atau sesudah pengecoran.

Termasuk jenis tiang ini adalah tiang Franki (Gambar 2.5). Pelaksanaan pemasangan tiang Franki adalah sebagai berikut:

Mula-mula pipa baja dipancang ke dalam tanah dengan kedalaman yang tak begitu dalam. Kemudian, adukan beton dengan faktor air semen rendah, diisikan ke dalam dasar lubang sehingga membentuk sumbat di ujung tiang. Sumbat beton ini dipukul dengan pemukul yang dapat masuk ke dalam pipa. Selama proses pemukulan, sumbat beton menjadi satu kesatuan dengan pipa. Setelah pipa mencapai kedalaman yang dikehendaki, pipa ditahan agar tidak

dapat turun, dan ^·beton sumbat dipukul hingga keluar dari pipa. Setelah itu,

beton dicorkan ke dalam pipa. Beton sumbat yang ketuar dari pipa bawah,

diusahakan rriembentuk gelembung (Gambar 2.5).

Keuntungan pemakaian tiang Franki, antara lain :

I . Panjang tiang dapat disesuaikan dengan kondisi tanah.

2. Pembesaran ujung tiang menambah kapasitas dukung tanah.

3. Penulangan tidak dipengaruhi oleh masalah pengangkutan atau tegangan

yang timbul akibat pemancangan.

4. Tiang dapat dipancang dengan ujung yang tertutup hingga tidak dipenga­

ruhi air tanah.

5. Gangguan suara dan getaran dapat direduksi dengan menggunakan cara tertentu.

Kerugiannya :

I . Kenaikan permukaan tanah akibat pemancangan dapat merugikan ba­ ngunan di sekitarnya.

2. Gangguan tanah dapat mengakibatkan rekonsolidasi dan timbulnya gaya

gesek dinding negatif pada tiang sehingga mengurangi kapasitas dukung­ nya.

3 . Pemancangan dapat mengakibatkan terangkatnya tiang yang telah lebih dulu dipancang.

4. Mutu beton tidak dapat diketahui setelah selesai pelaksanaan.

5 . Mutu beton dapat berkurang akibat pengaruh air pada penarikan pipa selubung.

6. Panjang tiang terbatas oleh gaya tarik maksimum yang dapat dilakukan

pada waktu menarik pipa selubung.

7. Tiang tidak dapat dipancang dengan diameter yang besar.

8. Pemancangan menimbulkan suara keras, getaran yang timbul dan deformasi tanah dapat membahayakan bangunan di sekitarnya.

(a)Dinding tiang berombak (b)Dinding tiang tidalc berombak Gambar 2.4 Tiang Standar Raimond.

Kabel

Tulangan

(a) (b) (c)

Gambar 2.5 Tiang Franki.

2.1.4 Tiang Bor

Tiang bor dipasang ke dalam tanah dengan cara mengebor tanah terlebih dahulu, baru kemudian diisi dengan tulangan dan dicor beton. Tiang ini, biasanya, dipakai pada tanah yang stabil dan kaku, sehingga memungkinkan untuk membentuk lubang yang stabil dengan alat bor. Jika tanah mengan­ dung air, pipa besi dibutuhkan untuk menahan dinding lubang dan pipa ini ditarik ke atas pada waktu pengecoran beton. Pada tanah yang keras atau batuan lunak, dasar tiang dapat dibesarkan untuk menambah tahanan dukung

ujung tiang (Gambar 2.6).

Keuntungan penggunaan tiang bor, antara lain :

I .

Tidak ada resiko kenaikan muka tanah. 2. Kedalaman tiang dapat divariasikan.

3. Tanah dapat diperiksa dan dicocokkan dengan data laboratorium.

4. Tiang dapat dipasang sampai kedalaman yang dalam, dengan diameter besar, dan dapat dilakukan pembesaran ujung bawahnya jika tanah dasar berupa lempung atau batu lunak.

5 . Penulangan tidak dipengaruhi oleh tegangan pada waktu pengangkutan dan pemancangan.

Tanah stabil

Tanah tidak stabil

Gambar 2.6 Tiang bor.

Kerugian:

I.

Pengeboran dapat mengakibatkan gangguan kepadatan, bila tanah berupa

pasir atau tanah yang berkerikil.

2. Pengecoran beton sulit bila dipengaruhi air tanah karena mutu beton

tidak dapat dikontrol dengan baik.

3 . A ir yang mengalir k e dalam lubang bor dapat mengakibatkan gangguan tanah, sehingga mengurangi kapasitas dukung tanah terhadap tiang.

4. Pembesaran ujung bawah tiang tidak dapat dilakukan bila tanah berupa

pasir.

2. 1.5 Tiang Baja Profll

Tiang baja profil termasuk tiang pancang, dengan bahan yang terbuat dari baja profil. Tiang ini mudah penanganannya dan dapat mendukung beban pukulan yang besar waktu dipancang pada lapisan yang keras. Bentuk baja profil berbentuk profil H, empat persegi panjang, segi enam dan lain­

lainnya (Gambar 2.7).

H 0

(a) Profit H (b) Larssen (c) Rendhex

Gambar 2.7 Tampang melintang tiang baja profil. 2. 1.6 Tiang Komposit

Beberapa kombinasi bahan tiang pancang atau tiang bor dengan tiang pancang dapat digunakan untuk mengatasi masalah-masalah pada kondisi tanah tertentu. Problem pembusukan tiang kayu di atas muka air tanah misalnya, dapat diatasi dengan memancang tiang komposit yang terdiri tiang beton di bagian atas dan tiang kayu di bagian bawah zone muka air tanah.

2.2 Tiang Dukung Ujung dan Tiang Gesek

Ditinjau dari cara mendukung beban, tiang dapat dibagi menjadi 2

macam, yaitu:

68

I .

Tiang dukung ujung (end bearing pile)

2 . Tiang gesek (friction pile).

Tiang dukung ujung adalah tiang yang kapasitas dukungnya diten­ tukan oleh tahanan ujung tiang. Umumnya tiang dukung ujung berada dalam zone tanah yang lunak yang berada di atas tanah keras. Tiang-tiang dipan­ cang 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 di bawah ujung tiang (Gambar 2.8a).

Tiang gesek adalah tiang yang kapasitas dukungnya Iebih ditentukan

oleh perlawanan gesek antara dinding tiang dan tanah di sekitamya (Gambar

2.8b). Tahanan gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah di bawahnya diperhitungkan pada hitungan kapasitas tiang.

Ttang

(a) Tiang dukung ujung.

Tiang

Tanah lunak semakm dalam semaktn keras

/

Gambar 2.8 Tiang ditinjau dari cara mendukung bebannya. 2.3 Kelakuan Tiang selama Pembebanan

Kurva beban penurunan untuk tiang tunggal yang terletak di dalam tanah uniform, yang dibebani sampai mencapai keruntuhan diperlihatkan

dalam Gambar 2.9a. Sedang Gambar 2.9b memperlihatkan transfer beban

dari dinding tiang ke tanah pada tiap tahap pembebanan yang ditunjukkan

pada Gambar 2.9a.

Pada awal pembebanan, penurunan kecil. Penurunan ini diakibatkan oleh perubahan bentuk secara elastis bahan tiang dan tanah di sekitamya. Jika beban diambil, kepala tiang bergerak kembali hampir ke kedudukan semula. Jika alat pengukur regangan dipasang di sepanjang tiang, maka akan terlihat bahwa pada kedudukan tersebut sebagian besar beban tiang akan didukung

oleh gesekan tiang pada bagian atas (Gambar 2.9b, kurva 1). Jika beban

dipasang lagi hingga mencapai titik 8 (Gambar 2.9a), tahanan gesek dinding

menjadi maksimum dan sebagian beban tiang akan didukung oleh tahanan

ujung bawah tiang (Gambar 2.9b, kurva Il). Ketika beban mencapai titik C

(Gambar 2.9a), dimana penurunan bertambah cepat dengan hanya sedikit

penambahan beban, maka tidak ada lagi kenaikan transfer beban ke dinding tiang dan tahanan ujung tiang mencapai maksimumnya.

Proporsi relatif dari beban yang dilimpahkan ke dinding tiang dan ke ujung tiang bergantung pada kuat geser dan elastisitas tanah. Umumnya, gerakan vertikal yang dibutuhkan agar tahanan ujung tiang termobilisasi seluruhnya lebih besar daripada gerakan yang dibutuhkan untuk termobili­ sasinya tahanan gesek dinding tiang secara penuh.

Beban

Penurunan _{Kedalaman t1ang}

(a) (b)

Kurva 11 (titik B) Kurva Ill (titik C)

Beban didukung

oleh UJung tiang

Gambar 2.9 (a) Kurva beban-penurunan. tiang dibebani hingga mencapai kerun­

tuhan.

(b) Transfer beban dari dinding tiang ke ujung bawah tiang.

2.4 Pengaruh Pekerjaan Pemasangan Tiang

Cara pemasangan tiang sangat berpengaruh pada kelakuan tiang dalam mendukung beban. Kecuali itu, pekerjaan pemancangan dapat mengganggu stabilitas bangunan di sekitamya jika getaran tanah yang terjadi berlebihan. Umumnya, tinjauan gangguan akibat pemancangan tiang ditujukan terutama pada perubahan sifat-sifat tanah. Dengan mengetahui kondisi tanah setelah pemancangan, dapat diperkirakan cara yang cocok untuk mengevaluasi data laboratorium atau data hasil pengujian lapangan yang akan dipergunakan pada perancangan tiang.

2.4. 1 Pengaruh Pemancangan Tiang

(a) Tiang Pancang dalam Tanah Granuler

Di dalam tanah granuler (pasir}, tiang yang dipancang dengan cara dipukul atau ditekan ke dalam tanah dapat mengakibatkan perubahan susunan dan pecahnya sebagian butiran tanah. Pada kondisi ini, tanah mengalami pemadatan atau kenaikan berat volume dan di permukaan tanah akan terlihat tonjolan tanah. Ketika tiang dipancang dalam tanah non kohesif yang tak padat, depresi tanah terjadi pada tanah yang didesak oleh tiang tersebut. Bila tanah padat, pemadatan yang terjadi akibat pemancangan relatif kecil dan tahanan terhadap penetrasi tiang sangat tinggi, sehingga tenaga pemancangan yang dibutuhkan juga besar.

Penelitian oleh Robinsky dan Morrison ( 1 964) menunjukkan bahwa gerakan tanah yang terjadi akibat pekerjaan pemancangan tiang pada tanah

pasir yang tak padat (kerapatan relatif D, = 1 7%), dapat berkisar pada jarak

antara 3 sampai 4 kali diameter tiang, dihitung dari sisi tiang, dan 2,5 sampai 3,5 kali diameter di bawah dasar tiang. Dalam tanah pasir yang berkepadatan sedang, pengaruhnya lebih besar, yaitu sekitar 4,5 sampai 5,5 kali diameter tiang dihitung dari sisinya, dan 3 sampai 4,5 kali diameter di bawah dasar tiang. Proses pergeseran butiran pasir dan pemadatan di bawah dasar tiang akibat pemancangan, diikuti oleh gerakan pasir di sekitar dinding tiangnya. Gerakan ini cenderung mengurangi kepadatan pasir tepat di sisi tiang, sehingga mengurangi sebagian keuntungan dari akibat pemadatan oleh pengaruh pemancangan.

Meyerhof ( 1 959). mengamati bahwa pemadatan yang terjadi akibat

pemancangan, lebih besar di bawah dasar tiang daripada bagian atasnya. Penentuan diameter pengaruh ini, penting untuk memperkirakan kenaikan

besarnya sudut gesek da/am (<P) tanah. Untuk tanah pasir yang tidak padat,

berdasarkan hasil pengujian model yang dilakukan oleh Kishida ( 1 967),

diperoleh kesimpulan bahwa jari-jari pengaruh pemadatan tanah pasir akibat pemancangan berkisar 3,5d mengelilingi tiang. Di dalam zone yang berben­

tuk lingkaran dengan jari-jari 3,5d ini, sudut gesek dalam (q>) berkurang

secara linier (Gambar 2.1 0). Kishida menyarankan hubungan q>1 'dan

q>2'sebagai berikut :

qYz'= 'A (q>1

'+

40°)

dengan q>1 ' adalah sudut gesek dalam tanah sebelum pemancangan , dan <Pz'

adalah sudut gesek dalam tanah yang telah dipengaruhi oleh pemadatan tanah

akibat pemancangan. Dapat dilihat, bahwa hila tanah pasir mempunyai q>1 ' =

40°, maka tidak ada perubahan sudut gesek dalam tanah akibat pemancangan.

Gambar 2.10 Pengaruh pemancangan tiang pada sudut gesek dalam <p tanah pasir (Kishida, 1 967).

Di dalam kelompok tiang, oleh akibat pemancangan, tanah di sekitar dan diantara masing-masing tiang menjadi sangat padat. Jika jarak tiang dekat, kapasitas kelompok tiang dapat menjadi lebih besar daripada jumlah kapasitas tiang tunggal. Namun, j ika pasir dalam kondisi padat, tanah akan cenderung berkurang kepadatannya akibat pemancangan. Dalam kondisi ini, kapasitas tiang dapat berkurang akibat pemancangan. Telah diamati bahwa tiang yang dipancang lebih akhir akan mempunyai kapasitas dukung lebih tinggi daripada tiang yang dipancang lebih dulu.

(b) Tiang Pancang dalam Tanah Kohesif

Pengaruh pemancangan dalam tanah kohesif (lempung dan lanau) sa­ ngat berbeda dengan apa yang terjadi pada tanah pasir. Pemancangan tiang di dalam tanah kohesif, biasanya akan mengakibatkan kenaikan permukaan tanah di sekitar tiang, yang diikuti oleh konsolidasi tanah. Deformasi akibat pemancangan dapat mempengaruhi struktur di dekatnya dan dapat mengaki­ batkan tiang yang dipancang lebih dahulu terangkat ke atas akibat peman­ cangan tiang sesudahnya. Dalam kondisi ini, pemancangan ulang dibutuhkan dan mungkin dapat dipertimbangkan untuk menggantinya dengan jenis tiang bor.

Bila tiang dipancang dalam tanah lempung kaku, cembungan tanah juga akan terjadi, namun tanah yang terdorong ke atas akan berupa bungkahan­ bungkahan atau berupa bahan yang retak-retak. Pada kondisi ini, selama pemancangan, tiang yang dipancang lebih awal dapat terangkat ke atas. Kon­ solidasi kembali (rekonsolidasi), berjalan sangat Iambat dan kuat geser asli tanah mungkin tidak pemah kembali seperti semula selama umur struktur.

Dari pengamatan-pengamatan pemancangan tiang pada tanah kohesif,