BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II.2. Macam – Macam Tiang Pancang
A. Menurut cara pemindahan beban, tiang pancang dibagi 2 yakni : 1. Point bearing pile (End bearing pile)
Disebut juga tiang pancang dengan tahanan ujung dimana tiang ini meneruskan beban melalui tahanan ujung ke lapisan tanah keras.
2. Friction pile
- Friction pile pada tanah dengan butir-butir tanah kasar (coarse grained) dan sangat mudah dilalui oleh air (very permeable soil). Tiang ini meneruskan beban ke tanah melalui gesekan kulit (skin friction). Pada proses pemancangan tiang-tiang ini dalam suatu grup (kelompok) tiang yang mana satu sama lainnya saling berdekatan akan menyebabkan berkurangnya pori-pori tanah dan memadatkan (compact) tanah di antara tiang-tiang tersebut dan tanah di sekeliling kelompok tiang tersebut. Oleh karena itu tiang yang termasuk kategori ini disebut “Compaction Pile”. - Friction pile pada tanah dengan butir-butir yang sangat halus (very fine
grained) dan sukar dilalui air. Tiang ini juga meneruskan beban ke tanah melalui kulit (skin friction), akan tetapi pada proses pemancangan kelompok tiang tidak menyebabkan tanah di antara tiang–tiang ini menjadi padat (compact). Karena itu tiang-tiang ini termasuk kategori yang disebut “Floating Pile Foundation”.
B. Menurut bahan yang digunakan, tiang pancang dibagi 4 yakni : 1. Tiang pancang kayu
2. Tiang pancang beton
a. Precast reinforced concrete pile b. Precast prestressed concrete pile c. Cast in place - Franki - Raymond - Simplex - Mac. Arthur dan sebagainya 3. Tiang pancang baja : - H Pile
- Pipe pile
4. Tiang pancang composite : - Kayu – beton
- Baja – beton 1. Tiang Pancang Kayu
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 terendam penuh di bawah muka air tanah. Sesudah reruntuhan daripada menara, penggalian - penggalian memperlihatkan bahwa tiang pancang dari kayu yang telah dipancangkan ratusan tahun masih dalam keadaan yang baik. Tiang pancang dari kayu 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 daripada kayu, akan tetapi tetap tidak akan dapat melindungi untuk seterusnya. Oleh karena alasan tersebut maka pemakaian pondasi untuk bangunan-bangunan permanen (tetap) yang didukung oleh tiang pancang kayu, maka puncak daripada tiang pancang tersebut di atas harus selalu lebih rendah daripada ketinggian muka air tanah terendah. Pada pemakaian tiang pancang dari kayu biasanya tidak diizinkan untuk menahan beban lebih tinggi dari 25 - 30 ton untuk setiap tiang. Tiang pancang kayu ini sangat cocok untuk daerah rawa dan daerah-daerah dimana sangat banyak terdapat hutan kayu seperti di Kalimantan, sehingga mudah memperoleh balok/tiang kayu yang panjang dan lurus dengan diameter yang cukup besar untuk digunakan sebagai tiang pancang.
Keuntungan pemakaian tiang pancang kayu :
1. Tiang pancang dari kayu relatif ringan sehingga mudah dalam pengangkutan.
2. Kekuatan tarik besar sehingga pada waktu pengangkatan untuk pemancangan tidak menimbulkan kesulitan seperti misalnya pada tiang pancang beton precast.
3. Mudah untuk pemotongan apabila tiang kayu ini sudah tidak dapat masuk lagi ke dalam tanah.
4. Tiang pancang kayu ini lebih sesuai/baik untuk friction pile daripada untuk
Kerugian pemakaian tiang pancang kayu :
1. Karena tiang pancang jenis ini harus selalu terletak di bawah muka air tanah yang terendah agar dapat tahan lama, maka kalau air tanah yang terendah tersebut letaknya sangat dalam, hal ini akan menambah biaya untuk penggalian.
2. Tiang pancang yang dibuat dari kayu mempunyai umur yang relatif kecil dibandingkan tiang pancang yang dibuat dari baja ataupun beton, terutama pada daerah yang tinggi air tanahnya sering naik dan turun.
3. Apabila pada waktu pemancangan pada tanah berbatu (gravel) ujung tiang pancang kayu ini kurang lurus, maka pada waktu dipancangkan akan menyebabkan penyimpangan terhadap arah yang telah ditentukan.
4. Tiang pancang kayu tidak tahan terhadap hal-hal yang menyebabkan pembusukan, seperti jamur dan lain-lain.
Gambar 2.2 Tiang Pancang Kayu
2. Tiang Pancang Beton
A. Precast Reinforced Concrete Pile
Precast reinforced concrete pile adalah tiang pancang dari beton bertulang yang
dicetak dan dicor dalam acuan beton (bekisting), kemudian setelah cukup kuat lalu diangkat dan dipancangkan seperti pada tiang pancang kayu. Karena tegangan tarik beton sangatlah kecil dan praktis dianggap nol, sedangkan berat sendiri daripada beton cukup besar, maka tiang pancang beton haruslah diberi penulangan-penulangan yang cukup kuat untuk menahan momen lentur yang akan timbul pada waktu pengangkatan dan pemancangan.
Biasanya tiang pancang beton dicetak dan dicor di tempat pekerjaan, sehingga mudah saat akan dibawa ke lokasi pemancangan. Tiang pancang jenis ini dapat memikul beban yang besar (lebih dari 50 ton untuk setiap tiang) dan disesuaikan
dengan dimensinya. Dalam perencanannya, panjang dari tiang pancang beton precast ini harus dihitung dengan teliti, sebab kalau ternyata panjang tiang pancang tidak sesuai dengan perencanaan, maka akan menjadi sulit karena harus dilakukan penyambungan dan cukup memakan waktu.
Keuntungan pemakaian Precast reinfroced concrete pile :
1. Mempunyai tegangan tekan yang besar, tergantung dari mutu beton yang direncanakan.
2. Dapat diperhitungkan baik sebagai “End Bearing Pile” maupun sebagai “Friction Pile”.
3. Tiang pancang beton precast memiliki umur yang cukup lama, serta tahan terhadap pengaruh air maupun bahan-bahan yang corrosive asalkan beton dekking cukup tebal untuk melindungi tulangannya.
Kerugian pemakaian Precast reinforced concrete pile :
1. Diperlukan waktu yang cukup lama untuk menunggu sampai tiang beton precast ini dapat digunakan.
2. Bila dilakukan pemotongan terhadap tiang, maka dalam pelaksanaannya akan cukup sulit dan memerlukan waktu yang lama.
Gambar 2.3 Precast Reinforced Concrete Pile
Tabel 2.1 Nilai – nilai tipikal beban ijin tiang beton pracetak Diameter Tiang (cm) Beban tiang maksimum (kN)
30 300– 700 35 350 – 850 40 450 – 1200 45 500 – 1400 50 700 – 1750 60 800 - 2500 Sumber : ( Hardiyatmo, 2002 )
B . Precast Prestressed Concrete Pile
Precast prestressed concrete pile adalah tiang pancang dari beton prategang
yang menggunakan baja penguat dan kabel kawat sebagai gaya prategangnya Keuntungan pemakaian precast prestressed concrete pile:
1. Kapasitas beban pondasi yang dipikulnya tinggi. 2. Tiang pancang tahan terhadap karat.
3. Kemungkinan terjadinya pemancangan keras dapat terjadi Kerugian pemakaian precast prestressed concrete pile: 1. Pondasi tiang pancang sukar untuk ditangani. 2. Biaya permulaan dari pembuatannya tinggi.
C. Cast In Place
Tiang pancang tipe ini dilakukan pengecoran di lokasi pemancangan dengan cara dibuatkan lubang terlebih dahulu dalam tanah dengan cara mengebor tanah seperti pengeboran pada waktu penyelidikan tanah.
Metode ini dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :
1. Dengan menggunakan pipa baja yang dipancangkan ke dalam tanah, kemudian diisi dengan beton dan ditumbuk sambil pipa baja tersebut ditarik ke atas.
2. Menggunakan pipa baja yang dipancang ke dalam tanah, lalu diisi dengan beton. Sedangkan pipa baja tersebut tetap tinggal di dalam tanah.
a. Franki – Pile
Tiang Franki merupakan salah satu tipe dari tiang beton bertulang yang dicor setempat (cast in place). Adapun prinsip pelaksanaannya adalah sebagai berikut :
1. Pipa baja yang pada ujung bawahnya disumbat dengan beton yang dicor di dalam ujung pipa dan telah mengeras .
2. Dengan penumbuk yang jatuh bebas (drop hammer) sumbat beton tersebut ditumbuk.
3. Beton terus ditumbuk sampai mencapai kedalaman yang direncanakan, hingga sumbat beton bagian bawah mulai melebar.
4. Masukkan tulangan ke dalam pipa baja, bila perlu dilakukan penyambungan maka harus dilakukan pengelasan.
5. Lakukan pengecoran pada pondasi Franki, sambil perlahan-lahan pipa baja di tarik ke atas.
Gambar 2.4 Proses pembuatan Franki Pile
b. Solid Point Pipe Piles (Closed-end Pile)
Tiang pancang tipe ini hampir sama dengan pondasi Franki, tapi memiliki perbedaan antara lain :
1. Bahan yang digunakan sebagai tahanan ujungnya bukan beton, melainkan besi tuang (cast iron)
2. Setelah pengecoran selesai dilakukan, pipa tidak ditarik keluar dan tetap berada di dalam tanah.
a. Ujung tiang dari besi tuang (cast iron) dimasukkan ke dalam tanah, kemudian pipa diletakkan di atasnya. Pada ujung atas pipa dipasang topi kemudian pipa dipancang.
b. Pipa dipancang ke dalam tanah.
c. Setelah pipa mencapai kedalaman yang direncanakan pemancangan dihentikan. Kemudian di dalam pipa tersebut diisi dengan beton. Jika ingin melakukan penyambungan maka dilakukan dengan cast-steel
drive sleeve. Penyambungan dapat juga dilakukan dengan sambungan
las. Tiang tipe ini dapat diperhitungkan sebagai end bearing pile maupun friction pile.
Keuntungannya antara lain adalah ringan dalam pengangkutan (transport) dan pengangkatan, mudah dalam proses pemancangan, dan kekuatan tekan yang cukup besar.
c. Raymond Concrete Pile
Tiang Raymond termasuk salah satu tipe dari tiang pancang beton yang dicor setempat (cast in place) dengan ujung bawah diameternya makin kecil (runcing). Karena itu untuk panjang tiang yang relatif pendek akan menghasilkan tekanan yang lebih besar dibandingkan dengan tiang yang prismatis (diameter konstan sepanjang tiang). Tiang Raymond ini terdiri dari pipa shell yang tipis tebuat dari baja dengan diberi alur berspiral sepanjang pipa.
d. Simplex Concrete Pile
Tiang ini dapat dipancang melalui tanah yang lembek (kurang compact) maupun kedalaman tanah yang keras. Setelah pipa ditarik bidang keliling (kulit)
beton langsung menekan tanah di sekitarnya karena itu tanah harus cukup kuat. Adapun prinsip pelaksanaan tiang Simplex Concrete ini adalah :
1. Pipa dipancang dengan ujung bawah diberi sepatu baja sampai mencapai kedalaman yang direncanakan.
2. Setelah cukup kemudian pipa dicor beton sambil pipa ditarik ke atas. Kalau tanah di sekeliling tiang kurang kuat, maka dalam pipa dimasukkan
shell pipa tipis sebelum kita cor ke dalam pipa. Baru setelah shell tipis
dimasukkan beton dicor ke dalam shell tersebut.
3. Setelah pipa ditarik ke atas dan tiang simplex selesai dipancang. Tiang ini dapat digunakan baik sebagai “End Bearing Pile” maupun sebagai “Friction Pile”.
Gambar 2.5 Proses pembuatan Simplex Concrete Pile
Termasuk ke dalam jenis tiang yang dicor setempat (cast in place) dengan pipa baja (casing) yang tetap tinggal dalam tanah. Casing atau pipa baja yang terbuat dari plat yang dilas berbentuk pipa. Diameter dari pipa ini biasanya 10 inch sampai 28 inch (25cm- 70 cm). Panjang tiang dapat ditambah dengan cara dilas. Pada ujung pipa diberi sepatu dan sumbat beton yang dicor terlebih dahulu seperti halnya pada tiang Franki.
Gambar 2.6 Proses pembuatan Base Driven Pile
B.3. Tiang Pancang Baja
Jenis-jenis tiang bajaini biasanya berbentuk H yang digiling atau merupakan tiang pipa. Tiang H adalah tiang pancang yang memiliki perpindahan volume yang kecil karena daerah penampangnya tidak terlalu besar. Pondasi tiang H mempunyai suatu keuntungan kekakuan yang memadai yang mana tiang H ini akan memecah bongkah-bongkah batu kecil atau memindahkannya ke satu sisi.
Sambungan-sambungan dalam tiang baja dibuat dengan cara yang sama seperti dalam kolom-kolom baja, yaitu dengan mengelas atau dengan pemakaian baut. Kecuali untuk proyek-proyek kecil yang hanya membutuhkan sedikit pondasi tiang, saat ini kebanyakan sambungan (splices) dibuat dengan penyambung-penyambung sambungan yang telah dibuat terlebih dahulu.
Tingkat karat pada tiang baja berbeda-beda terhadap tekstur tanah, panjang tiang yang berada dalam tanah dan kelembaban tanah. Pada umumnya tiang baja akan berkarat di bagian atas yang dekat dengan permukaan tanah. Hal ini akan disebabkan aerated condition (keadaan udara pada pori-pori tanah) pada lapisan tanah tersebut dan adanya bahan-bahan organik dari air tanah. Hal ini dapat ditanggulangi dengan memoles tiang baja dengan ter (coaltar) atau dengan sarung beton sekurang-kurangnya 20” ( ± 50 cm ) dari muka air terendah. Selain itu, karat pada bagian tiang yang terletak di atas tanah akibat udara (atmosphere
corrosion) dapat dicegah dengan pengecatan seperti pada konstruksi baja biasa.
4. Tiang Pancang Komposit
Tiang komposit adalah pondasi tiang yang terdiri dari dua bahan yang berbeda yang bekerja bersama-sama sehingga menjadi satu kesatuan. Terkadang pondasi tiang terbentuk dengan menghubungkan bagian atas dan bagian bawah tiang dengan bahan yang berbeda, misalnya bahan beton di atas muka air tanah dan bahan kayu tanpa perlakuan apapun di sebelah bawahnya. Berikut adalah beberapa jenis tiang pancang komposit :
A). Water Proofed Steel and Wood Pile.
Tiang ini terdiri dari tiang pancang kayu untuk bagian yang di bawah permukaan airtanah 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 mencapaikedalaman yang telah ditentukan untuk meletakkan 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.
B). 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 diberi 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 ke
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 ditahandengan cara meletakkan core diujung atas shell.
Dasar pemilihan tiang composite tipe ini adalah:
1. 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.
2. 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 sehinggasampai padakedalaman tertentu ( di bawah muka air tanah ).
b. Core ditarik keluar dari casing dan tiang pancang kayu dimasukkan casing terus dipancang sampai kelapisan tanah keras.
c. Setelah sampai pada lapisan 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 composite telah selesai
Tiang pancang composit seperti ini sering dibuat oleh The Mac Arthur Concrete Pile Corp.
D). Composite Dropped – Shell and Pipe Pile
Dasar pemilihan tipe tiang seperti ini adalah:
1. Lapisan tanah keras letaknya terlalu dalam bila digunakan cast in place
concrete.
2. 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.
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 dengancore 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.
E). Franki Composite Pile
Prinsip tiang ini 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 komposit ini adalah sebagai berikut:
a. Pipa dengan sumbat beton dicor terlebih dahulu pada ujung bawah pipa baja dipancang dalam tanah dengan drop hammersampai 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 keluardari tanah.
d. Rongga disekitar tiang beton precast atau tiang baja H diisi dengan kerikil ataupasir.
