• Tidak ada hasil yang ditemukan

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG HOTEL 15 (LIMA BELAS) LANTAI

N/A
N/A
Protected

Membagikan "ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG HOTEL 15 (LIMA BELAS) LANTAI"

Copied!
80
0
0

Teks penuh

(1)

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG HOTEL 15 (LIMA BELAS)

LANTAI (Skripsi)

Oleh

LUCIA NATHANIA CHRISTINE AMELINDA 0855011026

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG

(2)

ABSTRAK

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG HOTEL 15 (LIMA BELAS)

LANTAI Oleh

Lucia Nathania Christine Amelinda

(3)

ABSTRACT

ANALYSIS OF PILE FOUNDATION BEARING CAPACITY ON A 15 (FIFTEEN) FLOORS BUILDING

By

Lucia Nathania Christine Amelinda

The function of pile foundation is to transfering the loads og construction. Analysis of the building construction was done by using a 3D structure modeling of SAP2000 software. Calculation of bearing capacity of pile per layer is from Standard Penetration Test (SPT) data based on Meyerhof method. Due to ultimate bearing capacity of the piles, piling foundation with dimensions of 50 x 50 cm has a large bearing capacity, so that it can carry the load that works on it. From the results of calculations, it is found that Qu permit is 4264 kN and the number of piles is 478 pieces. Based on the load on the piling foundation, the results obtained do not exceed the bearing capacity of ultimate piles, making it safe to be used. Piling foundation did not sustain to large settlement, so that it is safe to carry the load on it. Dimensions and reinforcement for pile cap obtained are different in accordance with the number of pile foundations underneath.

(4)

Oleh

LUCIA NATHANIA CHRISTINE AMELINDA

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK

Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Lampung

UNIVERSITAS LAMPUNG

(5)

Judul Skripsi : ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG PADA PROYEK PEMBANGUNAN GEDUNG HOTEL 15 (LIMA BELAS) LANTAI

Nama Mahasiswa : LUCIA NATHANIA CHRISTINE AMELINDA No. Pokok Mahasiswa : 0855011026

Jurusan : Teknik Sipil

Fakultas : Teknik

MENYETUJUI

1. Komisi Pembimbing

Ir. Setyanto, M.T. Iswan, S.T., M.T.

NIP. 195508601984031001 NIP. 197206082005011001

2. Ketua Jurusan

(6)

MENGESAHKAN

1. Tim penguji

Ketua : Ir. Setyanto, M.T. ………...

Sekretaris : Iswan, S.T., M.T. ………...

Penguji

Bukan Pembimbing : Andius Dasa Putra, S.T., M.T. ………

2. Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung

Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A NIP 196505101993032008

(7)

SURAT PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan dibawah ini, adalah :

Nama : Lucia Nathania Christine Amelinda

NPM : 0855011026

Prodi/ Jurusan : S1/ Teknik Sipil

Fakultas : Teknik Universitas Lampung.

Dengan ini menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebut dalam daftar pustaka.

Bandar Lampung, April 2013

(8)

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Lucia Nathania Christine Amelinda, S.T.lahir di Metro,

pada tanggal 2 Desember 1989. Penulis merupakan anak

pertama dari pasangan Bapak D. Irianto Jati Susetyo dan

Ibu Theresia Sri Hesti Murtiningsih. Penulis memiliki dua

orang saudara perempuan yaitu Theresia Avilla Rosalia dan

Eustacia Evelline Oktavianysertasatu orang saudara laki – laki yaitu Hylarius Wahyu Cristianto Wibowo.

Penulis menempuh pendidikan dasar di SD Xaverius Metroyang diselesaikan pada

tahun 2002. Pendidikan tingkat pertama ditempuh di SMPNegeri 1Metro yang

diselesaikan pada tahun 2005. Kemudian melanjutkan pendidikan tingkat atas di

SMA Negeri1Metro yang diselesaikan pada tahun 2008.

Penulis diterima menjadi mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Lampung pada tahun 2008 melalui jalur ujian masuk mandiri. Selama

menjadi mahasiswa, penulis aktif bergabung dalam organisasi diantaranya

HIMATEKS (Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil). Dan juga penulis pernah

menjadi asisten dosen untuk mata kuliah Ilmu Ukur Tanah, Struktur Kayu dan

(9)

(10)

(11)

PERSEMBAHAN

yang selalu menyayangi, mendoakan, dan

(12)

SANWACANA

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat

kasih dan karunia – Nya penulisdapat menyelesaikan skripsiini dengan judul “Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan

Gedung Hotel 15 (Lima Belas) Lantai”.

Atas selesainya skripsi ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. Ibu Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.Aselaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Lampung.

2. Bapak Ir. Idharmahadi Adha, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Lampung.

3. Bapak Alexander Purba, S.T., M.T. dan Sasana Putra, S.T., M.T. selaku

4. Bapak Ir. Setyanto, M.T. selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan

segala pengarahan hingga selesainya skripsi ini.

5. Bapak, Iswan, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II yang telah

memberikan segala pengarahan baik saran maupun kritik hingga selesainya

skripsiini.

6. Bapak Andius Dasa Putra, S.T., M.T.selaku Dosen Penguji yang telah

memberikan waktu dan segala pengarahan hingga selesainya skripsiini.

(13)

ii

8. Keluargaku, Ibu, Ayah, dan adik – adikku tercinta yang selalu tulus memberi

doa, nasihat, dukungandan semangat kepada penulis.

9. Adik sepupuku, Timotius Aquino yang telah membantu dan memberikan

semangat.

10.Rekan seperjuangan, Fery Taurus yang selalu siap membantu ketika

dibutuhkan, baik berbagi pikiran, semangat dan dukungan morilnya.Thank you

very much.

11.Randy Setiawan, Chandra Rickson Sinaga, Genta Insan Pernata, Intan

Purtiawati, Dini Nurmalia, Ambar Indriastri D, Rio Fauzul, Sarah D.J.dan M.

Cahyadi yang telah banyak membantu dan memberikan banyak masukan.

12.Segenap rekan angkatan 2008 yang juga banyak membantu dari awal

penulisan skripsi ini hingga selesai yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

13.Vidry Fintaka, S.T. yang telah bersedia berbagi ilmu dan memberikan

masukannya.

14.Serta kekasihku, Christian Simpa Saragih, S.T. yang selalu setia mendoakan

dan mendukungdari awal hingga selesainya skripsi ini. Terima kasih sayang.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak terdapat

kesalahan dan kekurangan. Untuk itu, saran dan kritik yang bersifat membangun

demi kesempurnaan penulisan di masa yang akan datang.Akhirnya penulis

berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Bandar Lampung, April2013

penulis

(14)

DAFTAR ISI

D. Tujuan Penelitian ... 5

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 6

A. Tiang Pancang ... 6

B. Tanah ... 8

C. Macam – Macam Pondasi ... 8

D. Penggolongan Tiang Pancang ... 9

1. Berdasarkan Mobilisir Tanah ... 9

2. Menurut Cara Pemindahan Beban Tiang Pancang ... 9

3. Menurut Bahan Yang Digunakan ... 10

E. Pembebanan ... 11

G. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Lapangan ... 17

1. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dari Hasil Sondir ... 17

(15)

ii

Laboratorium ... 28

1. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dari Data Parameter Kuat Geser Tanah ... 28

2. Tahanan Ujung Ultimate ... 30

3. Tahanan Kulit (Skin Resistance) ... 31

I. Faktor Keamanan ... 34

J. Tiang Pancang Kelompok (Pile Group) ... 36

1. Jarak Antar Tiang Dalam Kelompok ... 37

K. Kapasitas Kelompok dan Efisiensi Tiang Pancang ... 39

1. Kapasitas Kelompok Tiang ... 39

2. Efisiensi Tiang Pancang ... 39

3. Kapasitas Izin Kelompok Tiang ... 41

L. Pembebanan Pada Pondasi Kelompok Tiang Pancang ... 41

M.Penurunan Tiang Pancang (Settlement) ... 42

1. Penurunan Pada Tiang Tunggal ... 43

2. Penurunan Pada Tiang Kelompok ... 44

N. Daya Dukung Lateral ... 44

1. Penentuan Kriteria Tiang Panjang dan Tiang Pendek ... 45

2. Daya Dukung Lateral Tiang Tunggal ... 46

3. Daya Dukung Lateral Kelompok Tiang ... 48

4. Defleksi Kelompok Tiang ... 48

O. Penulangan Tiang Pancang ... 49

P. Perencanaan Pile Cap ... 51

III.METODE PENELITIAN ... 54

A. Penyelidikan Tanah ... 54

B. Metode Analisis ... 55

6. Hasil Output dari Program SAP 2000 ... 76

D. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang ... 85

1. Daya Dukung Ujung Tiang (Qp) Tiang Tunggal ... 85

(16)

3. Daya Dukung Ultimit Tiang Tunggal ... 87

4. Jumlah Tiang Pondasi (n) ... 88

5. Daya Dukung Ultimit Kelompok Tiang ... 95

E. Pembebanan Pada Pondasi Kelompok Tiang Pancang ... 97

1. Kelompok 2 (Dua) Tiang Pondasi ... 98

2. Kelompok 3 (Tiga) Tiang Pondasi ... 98

3. Kelompok 4 (Empat) Tiang Pondasi ... 98

4. Kelompok 5 (Lima) Tiang Pondasi ... 98

5. Kelompok 6 (Enam) Tiang Pondasi ... 99

6. Kelompok 7 (Tujuh) Tiang Pondasi ... 99

F. Penurunan Tiang ... 99

1. Penurunan Pondasi Tiang Tunggal ... 99

2. Penurunan Pondasi Tiang Kelompok ... 101

G. Daya Dukung Lateral ... 102

1. Penentuan Kriteria Tiang Panjang dan Pendek ... 102

2. Daya Dukung Lateral Tiang Tunggal ... 103

3. Daya Dukung Lateral Tiang Kelompok ... 106

4. Defleksi Kelompok Tiang ... 106

H. Penulangan Tiang Pancang ... 107

I. Perencanaan Pile Cap ... 111

V. PENUTUP ... 119

A. Kesimpulan ... 119

B. Saran ... 120

(17)

DAFTAR GAMBAR

GambarHalaman

1. Wilayah Gempa Indonesia ... 17

2. Respons Spektrum Gempa Rencana Untuk Wilayah Gempa 2 ... 17

3. Tahanan Ujung Tiang Cara Meyerhoff ... 20

4. Tekananujungpada data CPT (Heijnen, 1974) ... 22

5. Bentuk Keruntuhan Dalam Analisis Kapasitas Dukung ... 26

6. Faktor Nq* (Vesic, 1967) ... 29

7. Tegangan vertikal efektif pada elemen ΔL ... 32

8. Koefisien ... 33

9. Jarak tiang ... 38

10.Jarak tiang ... 38

11.Efisiensi Tiang Pancang Kelompok ... 41

12.Grafik Tahanan Lateral Ultimit Tiang ... 46

13.Grafik Koefisien Momen Fy ... 47

14.Grafik Koefisien Momen Fm ... 48

15.Pengangkatan Tiang Pancang ... 49

16.Pengangkatan Tiang Miring... 50

17.Bagan Alir Penelitian ... 56

18.Perancangan Geometri ... 58

(18)

20.Perancangan Dimensi ... 59

21.Tipe Pembebanan ... 60

22.Menginput Pembebanan ... 63

23.Menginput Beban Tekanan Angin ... 66

24.Display Show Table Berat Per Lantai ... 68

25.Peta Zona Gempa Wilayah Kendal ... 70

26.Memasukkan Gaya Geser Horizontal ... 71

27.Respons Spektrum Gempa Rencana Wilayah 2 ... 72

28.Analisis Respons Spektrum ... 74

29.Mendefinisikan Kombinasi Pembebanan ... 76

30.Proses Desain ... 78

31.Kelompok 2 (Dua) Tiang Pondasi ... 96

32.Beban Vertikal dan Momen ... 97

33.Kelompok 2 (Dua) Tiang Pondasi ... 102

34.Pengangkatan Tiang Pancang ... 107

35.Pengangkatan Tiang ... 109

36.Penulangan Tiang Pancang ... 110

(19)

DAFTAR TABEL

TabelHalaman

1. Combined Height, Exposure and Gust Factor Coefficient (Ce)a ... 12

2. Koefisien Tekanan Cg ... 13

3. Faktor Keutamaan Struktur (I) ... 14

4. Parameter Daktilitas Struktur Gedung ... 14

5. Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Percepatan Muka Tanah ... 16

6. Spektrum Respon Gempa Rencana... 16

7. Nilaiω ... 22

8. Nilai kc dari Metode LCPC ... 24

9. Hubungankepadatanrelatif, sudutgesertanahdannilai N ... 25

10.Nilai – Nilai Faktor Adesi Untuk Tiang Pancang ... 33

11.Faktor aman yang disarankan (Reese dan O’Neill,1λ8λ) ... 35

12.Jarak Minimum Antara Tiang Pancang ... 37

13.Nilai Koefisien Cp ... 43

14.Angka Poison ( ) ... 43

15.Modulus Elastis Tanah ... 44

16.Kriteria Tiang Pendek dan Panjang ... 45

17.Hasil Perhitungan Pembebanan Angin ... 65

18.Gaya Geser Horizontal... 70

(20)

20.Data Beban Per Kolom ... 79

21.Hasil Perhitungan Daya Dukung Selimut Tiang Tunggal (Qs) ... 87

22.Jumlah Tiang Pondasi ... 89

23.Efisiensi Kelompok Tiang ... 96

24.Kapasitas Kelompok Tiang Izin ... 97

25.Penurunan Pondasi Kelompok Tiang ... 102

26.Daya Dukung Lateral Kelompok Tiang (Hg) ... 106

27.Defleksi Kelompok Tiang ... 107

(21)

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Bangunan sipil terbagi atas dua bagian yaitu bangunan di atas tanah (upper

structure) dan bangunan di bawah tanah (sub structure) yang membedakan

diantara keduanya adalah bangunan atas dan tanah pendukung. Apabila tanah

pendukung yang dijumpai adalah tanah bermasalah, misalnya tanah lunak,

maka pemilihan jenis pondasi akan lebih sulit. Permasalahan utama bila suatu

bangunan di atas tanah lunak adalah daya dukung dan penurunan (Bowles,

1993).

Pada perencanaan pembangunan gedung bertingkat tinggi harusdiperhatikan

beberapa aspek penting, seperti aspek lingkungan, ekonomi serta aspek

keamanan. Maka dari itu diperlukan suatu perencanaan yangmatang sehingga

setiap hambatan yang mungkin terjadi dimasa yang akandatang dapat teratasi

dengan baik.

Mengingat semakin meningkatnya tingkat perekonomiandi Indonesia

khususnya di kota Kendal, hal ini membuat banyakinvestor melakukan

berbagai macam jenis usaha salah satunya usahadalam bidang perhotelan.

Kebutuhan akan penginapan (hotel) di kota Kendal masih sangat banyak,

(22)

Dengandibukanya hotel ini diharapkan mampu memenuhi

kebutuhanmasyarakat akan kebutuhan perhotelan.

Tanah memiliki peran yang sangat penting, oleh karena itu dalam suatu

pekerjaan konstruksi, bentuk dan struktur tanah tersebut harus dicermati

karena kondisi ketidaktentuan dari tanah berbeda – beda. Pertama – tama sekali yang dilaksanakan dan dikerjakan dilapangan adalah pekerjaan

pondasi, karena pondasi memiliki fungsi yang sangat besar pada suatu

pekerjaan teknik sipil. Secara umum, pondasi dapat didefinisikan sebagai

suatu bagian dari konstruksi bangunan yang berfungsi untuk menempatkan

bangunan dan meneruskan beban yang disalurkan dari struktur atas ke tanah

dasar pondasi yang cukup kuat menahannya tanpa terjadinya keruntuhan

geser tanah dan differential settlement pada sistem strukturnya.

Berdasarkan kedalaman tertanam di dalam tanah, maka pondasi dibedakan

menjadi pondasi dangkal (shallow foundation) dan pondasi dalam (deep

foundation) (Das, 1995). Pemilihan jenis pondasinya pun tergantung pada

jenis struktur atasnya, apakah termasuk konstruksi beban ringan atau beban

berat dan jenis tanahnya.Selain itu, hal yang perlu diperhatikan dalam

pemilihan jenis pondasi adalah batasan – batasan akibat konstruksi diatasnya (upper structure), waktu dan biaya pekerjaan serta kekuatan dari pondasi itu

sendiri. Untuk konstruksi beban ringan dan kondisi tanah cukup baik,

biasanya dipakai pondasi dangkal, tetapi untuk konstruksi beban berat

(23)

3

Pada penulisan Tugas Akhir ini akan dibahas tentang perencanaan pondasi

dalam, yaitu pondasi tiang pancang.Pondasi tiang pancang (pile foundation)

adalah bagian dari struktur yang digunakan untuk menerima dan mentransfer

(menyalurkan) beban dari struktur atas ke tanah penunjang yang terletak pada

kedalaman tertentu. Tiang pancang bentuknya panjang dan langsing yang

menyalurkan beban ke tanah yang lebih dalam. Daya dukung tiang pancang

diperoleh dari daya dukung ujung (end bearing capacity) yang diperoleh dari

tekanan ujung tiang dan daya dukung geser atau selimut (friction bearing

capacity) yang diperoleh dari daya dukung gesek atau gaya adhesi antara

tiang pancang dan tanah disekelilingnya.

Pondasi tiang pancang dibagi menjadi 3 kategori, yaitu tiang perpindahan

besar (large displacement pile), tiang perpindahan kecil (small displacement

pile) dan tiang tanpa perpindahan (non displacement pile). Menurut kualitas

bahan material yang digunakan, tiang pancang dibedakan menjadi empat

yaitu tiang pancang kayu, tiang pancang beton, tiang pancang bor, tiang

pancang baja dan tiang pancang composite (kayu – beton dan baja – beton).Untuk memancangkan tiang pancang ke dalam tanah dipakai alat

pancang (Pile Driving Equipment) yang terdiri dari 3 (tiga) macam, yaitudrop

hammer, diesel hammer dan double – acting hammer.

Ada 2 (dua) metode yang biasa digunakan dalam penentuan kapasitas daya

dukung tiang pancang, yaitu dengan cara pendekatan statis dan dinamis.

Penyelidikan tanah dengan menggunakan metode statis adalah penyelidikan

(24)

teknis tanah. Sedangkan penyelidikan tanah dengan menggunakan metode

pendekatan dinamis dilakukan dengan menganalisis kapasitas ultimit dengan

data yang diperoleh dari data pemancangan tiang (Christady, 2006).

B. Rumusan Masalah

kapasitas dukung pondasi tiang pancang dengan metode Meyerhoffpada

gedung hotel di daerah Kendal – Jawa Tengah.

C. Pembatasan Masalah

Berdasarkan permasalahan – permasalahan yang telah di uraikan diatas, agar tidak menyimpang dari tugas akhir ini maka dibuat suatu batasan masalah.

Batasan – batasan masalah dalam pembahasan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Menghitung beban yang bekerja pada struktur bangunan dengan bantuan

program SAP 2000.

2. Menghitung daya dukung aksial dan lateral pondasi tiang pancang

dengan menggunakan metode Meyerhoff.

3. Menentukan dimensi, kedalaman dan jarak pondasi tiang pancang.

4. Menganalisa momen, deformasi dan penurunan pondasi.

5. Menghitung penulangan pondasi yang akan digunakan.

(25)

5

D. Tujuan Penelitian

1. Merencanakan pondasi tiang pancang untuk gedung 15 lantai.

2. Untuk mengetahui kapasitas daya dukung tiang pancang dari hasil

standard penetration test.

(26)

TINJAUAN PUSTAKA

A. Tiang Pancang

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 dalam massa tanah (Bowles, 1993).

Pemakaian tiang pancang dipergunakan untuk suatu pondasi untuk suatu

bangunan apabila tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak mempunyai

daya dukung (bearing capacity), yang cukup untuk memikul berat bangunan

dan bebannya, atau apabila tanah keras yang mana mempunyai daya dukung

yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya letaknya sangat

dalam (Sardjono HS, 1996).

Tiang pancang berfungsi untuk memindahkan atau mentransferkan beban – beban dari konstruksi di atasnya (uper structure) kelapisan tanah.

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

(27)

7

Sudut kemiringan yang dapat dicapai oleh tiang tergantung dari alat yang

dipergunakan serta disesuaikan pula dengan perencanaannya.

Tiang pancang pada umumnya digunakan :

1. Untuk membawa beban – beban konstruksi di atas tanah, ke dalam atau melalui sebuah lapisan tanah. Di dalam hal ini beban vertikal dan beban

lateral dapat terlihat.

2. Untuk menahan gaya desakan ke atas, atau gaya guling, seperti untuk

telapak ruangan bawah tanah di bawah bidang batas air jenuh atau untuk

kaki – kaki menara terhadap guling.

3. Memampatkan endapan tak berkohesi yang bebas lepas melalui kombinasi

perpindahan isi tiang pancang dan dorongan. Tiang pancang ini dapat

ditarik keluar kemudian.

4. Mengontrol penurunan bila kaki – kaki yang tersebar atau telapak berada pada tanah tepi atau didasari oleh sebuah lapisan yang kemampatannya

tinggi.

5. Membuat tanah di bawah pondasi mesin menjadi kaku untuk mengontrol

amplitudo getaran dan frekuensi alamiah dari sistem tersebut.

6. Sebagai faktor keamanan tambahan di bawah tumpuan jembatan dan / atau

pir (tiang), khususnya jika erosi merupakan persoalan yang potensial.

7. Dalam konstruksi lepas pantai untuk meneruskan beban – beban di atas permukaan air melalui air dan ke dalam tanah yang mendasari air tersebut.

Hal seperti ini adalah mengenai tiang pancang yang ditanamkan sebagian

dan yang terpengaruh baik oleh beban vertikal (dan tekuk) maupun beban

(28)

Tiang pancang seringkali digunakan untuk mengontrol pergerakan tanah

(seperti longsoran tanah).

B. Tanah

Tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran)

mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu

sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel

padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong

R.F.Craig (dalam buku Mekanika Tanah Edisi ke-4), tanah adalah akumulasi

partikel mineral yang tidak mempunyai atau lemah ikatan antarpartikelnya,

yang terbentuk karena pelapukan dari batuan.

C. Macam – Macam Pondasi

Pondasi dapat didefinisikan sebagai suatu bagian dari konstruksi bangunan

yang berfungsi untuk menempatkan bangunan dan meneruskan beban yang

disalurkan dari struktur atas ke tanah dasar pondasi yang cukup kuat

menahannya tanpa terjadinya keruntuhan geser tanah dan differential

Berdasarkan kedalaman tertanam di dalam tanah, maka pondasi dibedakan

menjadi pondasi dangkal (shallow foundation) dan pondasi dalam (deep

(29)

9

D. Penggolongan Tiang Pancang

Pondasitiang pancang dapat digolongkan berdasarkan cara pemindahan beban

satu per satu.

1. Berdasarkan Mobilisir Tanah

Tiang pancang akan mendesak tanah untuk berpindah. Semakin besar

tanah yang dipindahkan, maka akan mempengaruhi besar gaya geser

tanah dan akan berpengaruh terhadap besar daya dukung geser (friksi).

Dilihat dari besar mobilisir tanah, tiang dapat dibedakan menjadi :

a. Tiang Perpindahan Tanah Besar (Large Displacement Pile)

b. Tiang Perpindahan Tanah Kecil (Small Displacement Pile)

c. Tiang Tanpa Perpindahan (NonDisplacement Pile)

2. Menurut Cara Pemindahan Beban Tiang Pancang

Menurut cara pemindahan beban tiang pancang dibagi 2 (dua), yaitu :

a. Tiang Pancang Dengan Tahanan Ujung (End Bearing Pile)

Tiang dukung ujung adalah tiang yang kapasitas dukungnya

ditentukan oleh tahanan ujung. Tiang ini meneruskan beban melalui

tahanan ujung ke lapisan tanah keras. Kapasitas tiang sepenuhnya

ditentukan dari tahanan dukung lapisan keras yang berada di bawah

ujung tiang.

b. Tiang Pancang Dengan Tahanan Gesekan (Friction Pile)

Tiang gesek adalah tiang yang kapasitas dukungnya lebih ditentukan

(30)

Friction Pile pada tanah dengan butir – butir tanah kasar (coarce grained) sangat mudah melalukan air (very permeable soil). Tiang ini

meneruskan beban ke tanah melalui geseran kulit (skin friction). Tiang

ini disebut compaction pile karena telah memadatkan tanah diantara

tiang – tiang tersebut. Sedangkan friction pile pada tanah dengan butir

– butir yang sangat halus (very fine grained) sukar melalukan air.

Tiang ini juga meneruskan beban ke tanah melalui kulit, namun tiang

ini disebut floating pile foundation karena tidak menyebabkan tanah

Pondasi tiang pancang dapat dibagi kedalam beberapa kategori (Bowles,

1993), antara lain :

a. Tiang Pancang Kayu

b. Tiang PancangBeton

Tiang pancang beton dapat dikategorikan menjadi 2 (dua) macam,

yaitu :

1. Tiang Beton Pracetak (Precast Reinforced Concrete Pile)

2. Tiang Pancang yang Dicor Langsung di Tempat (Cast In Place)

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

Tiang yang berselubung pipa, pipa baja dipancang lebh dulu ke

dalam tanah. Kemudian, ke dalam lubang dimasukkan adukan

beton. Pada akhirnya nanti, pipa besi tetap tinggal didalam

(31)

11

Tiang yang tidak berselubung pipa, pipa baja yang berlubang

dipancang lebih dulu ke dalam tanah. Kemudian ke dalam

lubangnya dimasukkan adukan beton dan pipa ditarik keluar

ketika atau sesudah pengecoran. Termasuk jenis tiang ini adalah

tiang Franky.

c. Tiang Bor (Bored Pile)

d. Tiang PancangBaja

e. Tiang PancangKomposit (Composite Pile)

Macam – macam tiang pancang komposit adalah :

Water proofed steel pipe and wood pile

Composite dropped in shell and wood pile

Composite ungased concrete and wood pile

Composite dropped in shell and pipe pile

Franky composite pile

Tiang – tiang pancang beton istimewa (khusus)

E. Pembebanan

Besar dan macam beban yang bekerja pada struktur sangat tergantung dari

jenisstruktur. Berikut ini akan disajikan jenis-jenis beban, data beban serta

faktor-faktor dankombinasi pembebanan sebagai dasar acuan bagi

perhitungan struktur.

Beban mati merupakan beban yang bekerja akibat gravitasi yang bekerja

(32)

struktur didirikan. Yang termasuk beban mati adalah berat struktur sendiri

dan juga semua benda yang tetap posisinya selama struktur berdiri.

Beban hidup merupakan beban yang terjadi akibat penghunian atau

penggunaan suatu gedung dan barang-barang yang dapat berpindah, mesin

dan peralatan lain yang dapat digantikan selama umur gedung.

bagiangedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara. Beban

anginditunjukan dengan menganggap adanya tekanan positip dan tekanan

negatif(isapan), yang bekerja tegak lurus pada bidang – bidang yang ditinjau. Besarnyatekanan positif dan tekanan negatif ini dinyatakan dalam

kg/m2, ditentukandengan mengalikan tekanan tiup yang telah ditentukan

dengan koefisien – koefisienangin yang telah ditentukan dalam peraturan ini.

(33)

13

Tabel 2. Koefisien Tekanan Cg

Besarnya beban gempa dasar nominal horizontalakibat gempa menurut

Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Rumah dan

Gedung (SNI – 03 – 1726 – 2002),dinyatakan sebagai berikut :

V = ...(2.1)

dimana :

V = beban gempa dasar nominal (beban gempa rencana)

Wi = kombinasi dari beban mati dan beban hidup vertikal yang

direduksi

C = faktor respons gempa, yang besarnya tergantung dari jenis tanah

dasardan waktu getar struktur (Gambar 2)

I = faktor keutamaan struktur (Tabel 1)

(34)

Tabel 3. Faktor Keutamaan Struktur (I)

Tabel 4. Parameter daktilitas struktur gedung

Karena besarnya beban gempa sangat dipengaruhi oleh berat dari

strukturbangunan, maka perlu dihitung berat dari masing – masing lantai bangunan. Berat daribangunan dapat berupa beban mati yang terdiri dari

berat sendiri material-materialkonstruksi dan elemen-elemen struktur, serta

beban hidup yang diakibatkan olehhunian atau penggunaan bangunan.

(35)

15

bekerja dapat direduksi besarnya. Berdasarkan standar pembebanan

yangberlaku di Indonesia, untuk memperhitungkan pengaruh beban gempa

pada strukturbangunan gedung, beban hidup yang bekerja dapat dikalikan

dengan faktor reduksisebesar 0,3.

F. Faktor Respons Gempa (C)

Setelah dihitung waktu getar dari struktur bangunan pada arah – X (Tx) danarah – Y (Ty), maka harga dari Faktor Respons Gempa (C) dapat ditentukan dariDiagram spektrum respons gempa rencana (Gambar 2) sesuai

dengan wilayah gempa dan kondisi tanahnya untuk waktu getar alami

fundamental. Lokasi gedung hotel yang berada di Kota Kendal – Jawa Tengah berada pada zona gempa 2 (lihat gambar 1) dan termasuk jenis tanah

sedang dengan elastik penuh, maka digunakan spektrum respon untuk

wilayah gempa 2 (lihat gambar 2).

Faktor respon gempa C ditentukan oleh persamaan – persamaan berikut :

(36)

Dalam Tabel 3 dan 4, nilai Ao, Am dan Ar dicantumkan untuk masing – masing wilayah gempa dan jenis tanah.

Tabel 5. Percepatan puncak batuan dasar dan percepatan muka tanah

(37)

17

Gambar 1.Wilayah Gempa Indonesia

Gambar 2. Respons spektrum gempa rencana untuk wilayah gempa 2

G. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Lapangan

1. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dari Hasil Sondir

Dalam beberapa jenis penyelidikan tanah yang paling praktis sampai saat

ini, dimana datanya langsung diperoleh adalah dari penyelidikan sondir

(38)

cepat, ekonomis dan hasil tesnya pun dapat dipercaya di lapangan dengan

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

Tahanan ujung ultimit tiang (Qb) dinyatakan oleh persamaan :

Qb = Ab.qc...(2.6)

Tahanan gesek dinding tiang (Qs) dinyatakan oleh persamaan :

Qs = As.fs...(2.7)

Kapasitas daya dukung ultimit tiang (Qu), dihitung dengan persamaan :

Qu = Qb + Qs = Ab.qc + As.fs...(2.8)

Dimana :

Ab = luas ujung tiang bawah

As = luas selimut tiang

qc = tahanan ujung kerucut statis

fs = tahanan gesek dinding satuan

Vesic (1967) menyarankan tahanan ujung tiang persatuan luas (fb) kurang

lebih sama dengan tahanan kerucut (qc),

fb = qc ...(2.9)

Meyerhof juga menyarankan penggunaan persamaan 2.1 tersebut, yaitu

(39)

19

dasar tiang. Bila belum ada data hubungan antara tahanan konus dengan

tahanan tanah yang meyakinkan. Tomlinson menyarankan penggunaan

faktor ω untuk tahanan ujung sebesar 0,η.

Untuk menghitung daya dukung tiang pancang berdasarkan data hasil

pengujian sondir dapat dilakukan dengan menggunakan metode

Meyerhoff.

Nc*, Nq* = Faktor daya dukung yang telah disesuaikan

c = Nilai kohesi pada ujung tiang (ton/m2)

qp = Daya dukung satuan per satuan luas(ton/m2)

Daya dukung ultimate pondasi tiang dinyatakan dengan rumus :

Qult = (qc x Ap)+(JHL x K11) ... (2.12)

Dimana :

Qult = Kapasitas daya dukung tiang pancang tunggal

qc = Tahanan ujung sondir

Ap = Luas penampang tiang

JHL = Jumlah hambatan lekat

K11 = Keliling tiang

(40)

Qijin = + ...(2.13)

dimana :

Qijin = Kapasitas daya dukung ijin pondasi

qc = Tahanan ujung sondir

Ap = Luas penampang tiang

JHL = Jumlah hambatan lekat

K11 = Keliling tiang

Gambar 3. Tahanan Ujung Tiang Cara Meyerhof

a. Teori Dari De Beer

Untuk tanah pasir (non cohesive) :

= qc x ... (2.14)

Untuk tanah kohesif :

= ...(2.15)

Dengan :

qc = tekanan conus

(41)

21

Of = jumlah hambatan pelekat

U = keliling tiang, 1 dan 2 angka keamanan

b. Metode Dutch Theories Yang Diperbaharui Oleh Delft Laboratory Metode Belanda menghitung daya dukung ujung pada tanah kohesifitas

(Heijen, 1974 : Deruiter dan Beringen, 1979). Jika tiang dipancang pada

tanah keras dan melalui tanah lunak maka data sondir yang digunakan

kali diameter tiang dibawah dasar tiang.Setelah itu dihitung perlawanan

ujung tiang.

qe = qc (g) = ...(2.16)

dengan :

qci = akumulasi nilai qcdi atas dan di bawah titik z (Σ qc (8B)+ Σ qc (4B)) (kg/cm2)

n = jumlah nilai qc

Atau dengan menggunakan bantuan gambar berikut :

Menelusuri garis defghseperti yang

(42)

Gambar 4. Tekanan ujung pada data CPT (Heijnen, 1974)

Menggunakan tabel 1, menentukan faktor koreksi, ω, ke kolom untuk konten kerikil atau konsolidasi berlebih.

Tabel 7. Nilai ω

Kondisi Tanah ω

Pasir dengan OCR = 1 1

Pasir Kerikil kasar : Pasir dengan OCR = 2 - 4 0.67 Kerikil halus : Pasir dengan OCR = 6 - 10 0.50

Sumber : Derulter dan Beringen, 1979

Keterangan : OCR = Rasio Konsolidasi berlebih.

Menghitungakhirunitdaya dukungbersih, 'qc, sebagaiberikut :

qe’ = ≤ γ00.000 lb / ft2 (15.000 kPa) ...(2.17)

Para insinyurmemilikipengalamanlebih

(43)

23

ujungdalamtanahkohesif. Namun, NottinghamdanSchmertmann(1975)

normalatausedikitoverconsolidatedselamaSu<1000 lb/ft2(50 kPa).

Untuktanah yang lebih keras, Schmertmann(1978)

dianjurkanmengalikanhasildaripersamaan2.8olehfaktorreduksi.

danGianeselli, 1982; BriauddanMiran, 1991).

Metodeiniberlakuuntukberbagaikondisitanahdanmempertimbangkanbai

ktiangdanpondasicorditempat.

Untuk menentukan nilai q’e menggunakan persamaan :

qe’= qca . kc...(2.18)

dimana :

qca = persamaan kuat dukung ujung kerucut pada ujung tiang

kc = faktor dukung ujung kerucut

Untuk menentukan nilai fs menggunakan persamaan :

Tanah cohesionless dengan z < 8B

(44)

fs= α's fsc...(2.20)

Sumber : Briaud and Miran, 1991

Tanah kohesi

D = penetrasi permukaan bawah tiang

2. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dari Hasil SPT

Standard Penetration Test (SPT) adalah sejenis percobaan dinamis dengan

memasukkan suatu alat yang dinamakan split spoon kedalam tanah.

Dengan percobaan ini akan diperoleh kepadatan relatif (relative density),

(45)

25

kepadatan relatif, sudut geser tanah dan nilai N dari pasir dapat dilihat

Tabel 9.Hubungan kepadatan relatif, sudut geser tanah dan nilai N

Sudut Geser Dalam

yaitu :

parameter kuat geser tanah. Untuk tanah berbutir kasar gesekan selimut

(46)

Dimana :

Qs = Kapasitas daya dukung selimut tiang (ton)

N = Harga N – SPT rata – rata As = Luas selimut tiang (m2)

P = Keliling tiang (m)

ΔL = Panjang segmen tiang (m)

Oleh Meyerhof faktor – faktor yang berpengaruh, disamping faktor sifat – sifat tanah dan bentuk pondasi itu, ditambah dengan faktor kedalaman

pondasi dan faktor pembebanan. Dibedakan kapasitas daya dukung

pondasi dangkal akibat beban vertikal dan akibat beriklinasi. Sehingga

kapasitas daya dukung Meyerhof ditinjau dari faktor yang berpengaruh

pada analisis kapasitas daya dukung, lebih lengkap dibandingkan dengan

metode yang lain.

Gambar 5. Bentuk keruntuhan dalam analisis kapasitas dukung

Analisis kapasitas dukung Meyerhof (1955) menganggap sudut baji

(47)

27

biladibandingkan dengan analisis Terzaghi. Zona keruntuhan berkembang

daridasar pondasi, ke atas sampai mencapai permukaan tanah. Jadi,

tahanangeser tanah di atas dasar pondasi diperhitungkan. Karena >φ,

nilai faktor – faktorkapasitas dukung Meyerhof lebih rendah daripada yang disarankan olehTerzaghi. Namun karena Meyerhof mempertimbangkan

faktor pengaruhkedalaman pondasi, kapasitas dukungnya menjadi lebih

besar. Meyerhof(1963) menyarankan persamaan kapasitas dukung

denganmempertimbangkan bentuk pondasi, kemiringan beban dan kuat

geser tanahdi atas pondasinya, sebagai berikut:

Qu = ScDciccNc + SqDqiqPoNq + S D i0,η ’ N ...(2.24) Dengan :

Qu = kapasitas dukung ultimit

Nc, Nq, N = faktor kapasitas dukung untuk pondasi memanjang

Sc, sq, s = faktor bentuk pondasi

dc, dq, d = faktor kedalaman pondasi

ic, iq, i = faktor kemiringan beban

’ = lebar pondasi efektif

po = tekanan overbuden pada dasar pondasi

Df = kedalaman pondasi

= berat volume tanah

Untuk tiang pancang yang terletak di dalam pasir jenuh, Meyerhof (1956)

menyarankan persamaan berikut :

Qu = 4 Nb Ab + As...(2.25)

(48)

Qu = 4 Nb Ab + As...(2.26)

Dengan :

Qu = kapasitas ultimit tiang (ton)

Nb = nilai N dari uji SPT pada tanah di sekitar dasar tiang

= nilai N rata – rata uji SPT, di sepanjang tiang As = luas selimut tiang (ft2) (dengan 1 ft = 30,48 cm)

Ab = luas dasar tiang (ft2)

Untuk menghitung tahanan ujung tiang :

Qb = Ab (38 ) (Lb/d) ≤ γ80 (Ab) (kN) ...(2.27)

Dengan adalah nilai N rata – rata yang dihitung dari 8d di atas tiang sampai 4d di bawah dasar tiang. Sedangkan Lb/d adalah rasio kedalaman

yang nilainya dapat kurang dari L/d bila tanahnya berlapis – lapis.

H. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Laboratorium

1. Kapasitas Daya Dukung Tiang PancangDari Data Parameter Kuat Geser Tanah

Berdasarkan hasil pemeriksaan tanah melalui beberapa percobaan, akan

diperoleh nilai berat volume tanah ( ), nilai kohesif tanah (c) dan nilai sudut geser tanah (φ).

a. Daya dukung ujung pondasi tiang pancang (End Bearing)

Untuk tanah kohesif :

Qp = Ap cu Nc*...(2.28)

(49)

29

Qp = tahanan ujung per satuan luas (ton)

Ap = luas penampang tiang pancang (m2)

cu = undrained cohesion (ton/m2)

Nc* = faktor daya dukung tanah, untuk pondasi tiang pancang nilai

Nc* = 9

Untuk mencari nilai cu (undrained cohesion) dengan persamaan :

α*

= 0,21 + 0,25 ≤ 1 ...(2.29)

dimana :

α*

pa = tekanan atmosfir (1,058 ton/ft2 = 101,3 kN/m2)

Untuk tanah non kohesif :

Qp = Apq’ (Nq* - 1) ...(2.30) Dimana :

Qp = tahanan ujung per satuan luas (ton)

Ap = luas penampang tiang pancang (m2)

q’ = tekanan vertikal efektif (ton/m2)

Nq* = faktor daya dukung tanah

(50)

Gambar 6. Faktor Nq* (Vesic, 1967) b. Daya dukung selimut tiang pancang (Skin Friction)

Qs = fi Li p ...(2.31)

Dimana :

fi = tahanan satuan skin friction (ton/m2)

Li = panjang lapisan tanah (m)

p = keliling tiang (m)

Qs = daya dukung selimut tiang (ton)

f = αi* cu...(2.32)

dimana :

αi* = faktor adhesi, 0,55 (Reese & Wright, 1977)

cu = undrained cohesion (ton/m2)

f = Koσv’ tan δ ...(2.33) dimana :

Ko = 1 –sin φ (koefisien tekanan tanah)

(51)

31

L’ = 1η D (D adalah diameter)

δ = 0,8 φ

2. Tahanan Ujung Ultimate

Bila tiang terletak di dalam tanah lempung, kapasitas tiang dihitung pada

kondisi pembebanan tak terdrainase (undrained), kecuali jika lempung

termasuk jenis lempung terkonsolidasi berlebihan (highly

overconsolidated).

Qb = Ab (cb Nc + pb) ...(2.34)

Dengan,

Qb = tahanan ujung bawah ultimit (kN)

Ab = luas penampang ujung bawah tiang (m2)

cb = kohesi pada kondisi undrained (kN/m2)

Nc = faktor kapasitas dukung (fungsi dari φ)

pb = tekanan overburden ujung bawah tiang (kN/m2)

Nilai Nc umumnya diambil 9 (Skempton, 1959).

3. Tahanan Kulit (Skin Resistance)

Ada 3 (tiga) prosedur yang digunakan untuk menghitung tahanan kulit dari

tiang pancang dalam tanah kohesif. Kapasitas tahanan kulit dihitung

sebagai :

Ps= Σ As fs (satuan dari fs) ...(2.35) Dimana :

As = luas permukaan efektif dimana fs bekerja dan dihitung sebagai

(52)

ΔL = pertambahan dari panjang yang tertanam

fs = tahanan kulit yang akan dihitung

Σ = penjumlahan konstribusi dari beberapa segmen lapisan tiang

a) Metode α

Metode α diusulkan oleh Tomlinson (1971) dan pada dasarnya tahanan

kulit dihitung sebagai :

fs= αc + K tan δ (satuan dari c, ) ...(2.36) dimana :

α = koefisien dari tabel 6

c = kohesi rata – rata (su) untuk lapisan tanah yang diperlukan

= tegangan vertikal efektif pada elemen ΔL (Gambar 6)

Gambar 7.Tegangan vertikal efektif pada elemen ΔL

(53)

33

sampai ± 1,75

δ = sudut gesekan efektif antara tanah dan bahan tiang pancang

gunakan δ = 0 bila Ø (sudut drainasi) = 0. Ko untuk tiang pancang dihitung sebagai :

Ko = (1 – sin Ø’) ...(2.37)

Korelasi untuk metode α adalah ± βη %.

Tabel 10. Nilai – Nilai Faktor Adesi Untuk Tiang Pancang

Kasus Kondisi Tanah Perbandingan

Penetrasif

1

Pasir atau kerikil berpasir yang terletak di atas tanah kohesif yang sangat keras tanpa lapisan di atasnya

8 < PR ≤ β0

> 20

0,40

b) Metode λ

Vijayvergiya dan Focht (1972) memberikan metode untuk mendapatkan

tahanan kulit fs dari suatu tiang pancang di dalam lempung, yaitu :

fs= ( + 2 Su) ...(2.38) dimana :

(54)

Gambar 8.Koefisien c) Metode β

Metode ini diusulkan oleh Burland (1973) yang memberikan suatu

persamaan :

fs = K tan δ ...(2.39)

Dengan mengambil = K tan δ, maka :

fs = ...(2.40) Karena q = tekanan beban berlebihan efektif, modifikasi untuk suatu

fs= ( + qs) ...(2.41) Keistimewaan dari metode ini adalah jika menggunakan Ko dan δ =

Ø’, hasil dari Ko tan Ø’ = berkisar dari 0,βη – 0,40 dalam kisaran

praktis Ø’ dengan suatu harga rata – rata sekitar 0,32.

I. Faktor Keamanan

Untuk memperoleh kapasitas ijin tiang, maka diperlukan untuk membagi

kapasitas ultimit tiang dengan faktor aman tertentu. Faktor aman ini perlu

(55)

35

1. Untuk memberikan keamanan terhadap katidakpastian metode hitungan

yang digunakan.

2. Untuk memberikan keamanan terhadap variasi kuat geser dan

kompresibilitas tanah.

3. Untuk meyakinkan bahwa bahan tiang cukup aman dalam mendukung

beban yang bekerja.

atau kelompok tiang masih dalam batas – batas toleransi.

5. Untuk meyakinkan bahwa penurunan tidak seragam di antara tiang – tiang masih dalam batas – batas toleransi (Hary Christady, 2006).

Dari hasil banyak pengujian beban tiang yang berdiameter kecil sampai

lebih kecil dari 10 mm untuk faktor aman yang tidak kurang dari 2,5

(Tomlinson, 1977).

Reese dan O’Neill (1λ8λ) menyarankan pemilihan faktor aman (F) dengan

mempertimbangkan faktor berikut :

Tipe dan kepentingan dari struktur.

Variabilitas tanah (tanah tidak uniform).

Ketelitian penyelidikan tanah.

Tipe dan jumlah uji tanah yang dilakukan.

Ketersediaan data di tempat (uji beban tiang).

Pengawasan/kontrol kualitas di lapangan.

Kemungkinan beban desain aktual yang terjadi selama beban layanan

(56)

Tabel 11.Faktor aman yang disarankan (Reese dan O’Neill,1λ8λ)

Klasifikasi Faktor aman (F)

struktur Kontrol Kontrol Kontrol Kontrol baik normal jelek sangat jelek

Monumental 2,3 3 3,5 4 Permanen 2 2,5 2,8 3,4 Sementara 1,4 2 2,3 2,8

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

(Qu) dibagi dengan faktor aman (F) yang sesuai.

Qa = ...(2.42)

J. Tiang PancangKelompok (Pile Group)

Kemungkinan konstruksi terdiri dari sebuah tiang pancang tunggal pondasi

sangat jarang. Umumnya, paling sedikit dua atau tiga tiang pancang di bawah

elemen pondasi atau kaki pondasi, dikarenakan masalah penjajaran dan

eksentrisitas yang kurang baik. Kode Bangunan Chicago (Pasal 70,4) telah

menetapkan jumlah minimum dari tiang pancang di bawah sebuah elemen

bangunan.

Di atas pile group, biasanya diletakkan suatu konstruksi poer – footing yang

mempersatukan kelompok tiang tersebut.

(57)

37

Bila beban – beban yang bekerja pada kelompok tiang tersebut menimbulkan penurunan maka setelah penurunan bidang poer tetap akan

merupakan bidang datar.

Gaya – gaya yang bekerja pada tiang berbanding lurus dengan penurunan tiang – tiang tersebut.

1. Jarak Antar Tiang Dalam Kelompok

Jarak minimum antara tiang pancang yang disarankan oleh beberapa

peraturan bangunan adalah sebagai berikut :

Tabel 12. Jarak Minimum Antara Tiang Pancang

Tipe tiang BOCA, 1984 NBC, 1976 Chicago, 1987

D = diameter tiang pancang

H = diagonal 4 (empat) persegi panjang atau tiang pancang H

Peraturan BOCA menetapkan bahwa jarak antar tiang pancang gesekan

(friction pile) pada pasir lepas atau pasir kerikil lepas dinaikkan 10 %

(58)

Untuk beban – beban vertikal jarak antara yang optimal berkisar antara 2,5 D sampai 3,5 D atau 2 – 3 H. Untuk kelompok tiang pancang yang memikul beban – beban lateral dan/atau beban dinamis, jarak antara tiang pancang yang lebih besar, biasanya lebih efisien. Jarak maksimum antara

tiang pancang tidak diberikan dalam peraturan bangunan, tetapi jarak

antara sebesar 8 atau 10 D pernah juga dipakai.

Selain itu, Dirjen Bina Marga Departemen P.U.T.L juga mensyaratkan :

S ≥ β,η D

S ≥ γ D

Dimana :

S = jarak masing –

masingtiang dalam

Gambar 9. Jarak tiang kelompok (spacing)

D = diameter tiang

Bila s < 2,5 D

Pada pemancangan tiang no. 3 akan menyebabkan :

a. Kemungkinan tanah di sekitar kelompok tiang akan naik terlalu berlebihan

karena terdesak oleh tiang – tiang yang dipancang terlalu berdekatan.

b. Terangkatnya tiang – tiang di sekitarnya yang telah dipancang terlebih

(59)

39

Gambar 10.Jarak tiang

Bila s > 3 D

Disini tidak ekonomis sebab akan memperbesar ukuran/dimensi dari poer

(footing), sehingga memperbesar biaya.

K. Kapasitas Kelompok dan Efisiensi Tiang Pancang

1. Kapasitas Kelompok Tiang

Kapasitas kelompok tiang tidak selalu sama dengan jumlah kapasitas tiang

Stabilitas kelompok tiang tergantung dari 2 (dua) hal, yaitu :

a. Kemampuan tanah di sekitar dan di bawah kelompok tiang untuk

mendukung beban total struktur.

b. Pengaruh konsolidasi tanah yang terletak di bawah kelompok tiang.

Jika kelompok tiang dalam tanah 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 (general shear failure), jika diberikan faktor aman yang cukup

(60)

kelompok tiang masih tetap harus diperhitungkan secara keseluruhan ke

dalam tanah lempung lunak.

2. Efisiensi Tiang Pancang

Efisiensi tiang pancang bergantung pada beberapa faktor, antara lain :

a. Jumlah, panjang, diameter, susunan dan jarak tiang.

b. Model transfer beban (tahanan gesek terhadap tahanan dukung ujung).

c. Prosedur pelaksanaan pemasangan tiang.

d. Urutan pemasangan tiang.

e. Macam – macam tanah.

f. Waktu setelah pemasangan tiang.

g. Interaksi antara pelat penutup tiang (pile cap) dengan tanah.

h. Arah dari beban yang bekerja.

Persamaan dari efisiensi tiang pancang menurut Converse – Labarre

Eg = 1 – ...(2.43)

Dengan :

Eg = efisiensi kelompok tiang

m = jumlah baris tiang

n’ = jumlah tiang dalam satu baris

= arc tg d/s, dalam derajat

s = jarak pusat ke pusat tiang

d = diameter tiang

(61)

41

Eg = ...(2.44)

dengan,

Eg = efisiensi kelompok tiang

Qg = beban maksimum kelompok tiang yang mengakibatkan

keruntuhan

Qu = beban maksimum tiang tunggal yang mengakibatkan keruntuhan

n = jumlah tiang dalam kelompok

Gambar 11.Efisiensi Tiang Pancang Kelompok

3. Kapasitas Izin Kelompok Tiang

Kapasitas kelompok tiang izin menggunakan persamaan :

Kapasitas kelompok tiang izin = Eg x n x Qu ...(2.45)

L. Pembebanan Pada Pondasi Kelompok Tiang Pancang

cap dan kelompok tiang pondasi berdasarkan rumus elastisitas dengan

(62)

sehingga pengaruh gaya yang bekerja tidak menyebabkan pile cap

melengkung atau deformasi.

Maka rumus yang dipakai adalah sebagai berikut :

P = ± ± < Qu izin ...(2.46)

Dimana :

P = beban maksimum yang diterima oleh tiang pancang

ΣV = jumlah total beban normal

Mx = momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu X

My = momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu Y

x = absis terhadap titik berat kelompok tiang

y = ordinat terhadap titik berat kelompok tiang

ny = banyaknya tiang dalam satu baris arah sumbu Y

nx = banyaknya tiang dalam satu baris arah sumbu X

Σx2

= jumlah kuadrat absis – absis tiang pancang

Σy2

= jumlah kuadrat ordinat – ordinat tiang pancang

M. Penurunan Tiang Pancang (Settlement)

Jika tiang dipancang ke dalam lapisan pendukunh yang relatif keras dan tidak

tiangnya sendiri ditambah penurunan tanah yang berada di bawah dasar tiang.

Problem utama dalam menghitung penurunan kelompok tiang, antara lain :

Dalam memprediksi besarnya tegangan di dalam tanah akibat beban tiang

(63)

43

Dalam menentukan besarnya beban yang di dukung oleh masing – masing tiang di dalam kelompoknya dan beban aksial yang terjadi di sepanjang

tiang – tiang tersebut, untuk menghitung perpendekan tiang.

Dalam kelompok tiang pancang (pile group) ujung atas, tiang – tiang tersebut dihubungkan satu dengan yang lain dengan poer yang kaku, sehingga

merupakan satu kesatuan yang kokoh.

Rumus perhitungan penurunan tiang tunggal :

S = Ss + Sp + Sps...(2.47)

Ss = ...(2.48)

Sp = ...(2.49)

Sps = x x(1 – Vs2) x Iws...(2.50)

Dimana :

S = Penurunan total pondasi tiang tunggal (m)

Ss = Penurunan akibat deformasi axial tiang tunggal (m)

Sp = Penurunan akibat beban pada ujung tiang (m)

Sps = Penurunan akibat beban pada sepanjang tiang (m)

Tabel 13. Nilai Koefisien Cp

(64)

Tabel 14.Angka Poison ( )

Jenis Tanah Tiang Bor

Lempung jenuh 0,4 – 0,5

Lempung tak jenuh 0,1 – 0,3

Lempung berpasir 0,2 – 0,3

Lanau 0,3 – 0,35

Pasir kasar (angka pori, e = 0,4 – 0,7) 0,15 Pasir halus (angka pori, e = 0,4 – 0,7) 0,25 Batu (tergantung dari jenisnya) 0,1 – 0,4

Loess 0,1 – 0,3

Sumber : Bowles, 1968

Tabel 15. Modulus Elastis Tanah (Es)

Sumber : Bowles, 1977

Hubungan penurunan antara tiang tunggal dan kelompok tiang :

Sg = S ...(2.51)

(65)

45

Sg = penurunan kelompok tiang (m)

B = lebar kelompok tiang (m)

S = penurunan tiang tunggal pada intensitas beban yang sama (m)

D = diameter tiang (m)

N. Daya Dukung Lateral

Daya dukung akibat gaya lateral pada pondasi tiang harus dirancang dengan

memperhitungkan beban – beban horizontal atau lateral seperti beban angin, beban gempa dan tekanan tanah lateral. Gaya lateral yang paling

tanah. Jika gaya lateral yang harus didukung tiang sangat besar, maka dapat

digunakan tiang miring.

1. Penentuan Kriteria Tiang Panjang dan Tiang Pendek

Untuk menghitung daya dukung lateral, perlu diketahui jenis tiangpondasi,

yaitu tiang pendek dan panjang. Kriteria tiang pendek dan

panjangditentukan berdasarkan kekakuan relatif R atau T.

Ip = x b x h3 ...(2.52)

T = ...(2.53)

Dimana :

Ep = Modulus elastis tiang (kN/m2)

Ip = Momen inersia tiang

(66)

Tabel 16. Kriteria Tiang Pendek dan Panjang

Jenis Tiang Modulus Tanah

Kaku (Pendek) L ≤ βT L ≤ βR

Elastis (Panjang) L ≥ 4T L ≥ 0,γη R Sumber : Manual Pondasi Tiang

Dimana :

L = Panjang tiang (m)

T = Kekakuan tiang

R = Kekakuan relatif

2. Daya Dukung Lateral Tiang Tunggal

Pada perhitungan daya dukung lateral menggunakan metode Tomlinson.

permukaan tanah. Defleksi tersebut diakibatkan adanya beban horisontal

Kapasitas material tiang dirumuskan sebagai berikut :

My = σy x ...(2.54)

...(2.55)

Dimana :

My = Mu = Momen ultimit

σy = Mutu beton (2400 kg/cm2)

Ip = Momen inersia tiang (m4)

(67)

47

= Nilai berat isi tanah (t/m3)

Gambar 12. Grafik Tahanan Lateral Ultimite Tiang

Daya Dukung Lateral dirumuskan sebagai berikut :

Hu = Kp x grafik tahanan ultimate x d3x ...(2.56) Dimana :

Kp = Nilai dari tan2 (45º + )

d = diameter pondasi (m)

Lendutan :

yF = ...(2.57)

Dimana :

Fy = Grafik defleksi (Gambar 12)

H = Daya dukung lateral

(68)

Gambar 13. Grafik Koefisien Momen Fy

Momen :

mF = Fm x H x T ...(2.58)

Dimana :

Fm = Koefisien momen Fm (Gambar 13)

H = Daya dukung lateral

T = Faktor kekakuan

Gambar 14. Grafik Koefisien Momen Fm

(69)

49

Daya dukung kelompok tiang dirumuskan sebagai berikut :

Hg = ...(2.59)

Dimana :

Hg = Beban lateral kelompok tiang (kN)

Hj = Beban lateral tiang tunggal (kN)

n = Jumlah tiang

Besarnya nilai daya dukung lateral kelompok tiang lebih besar dari nilai

daya dukung lateral tiang tunggal.

4. Defleksi Tiang Pancang

Nilai defleksi kelompok tiang dihitung dirumuskan sebagai berikut :

yo = ...(2.60)

Dimana :

yo = Defleksi tiang pancang

e = Jarak beban terhadap muka tanah (kN/m2)

zf = Jarak titik jepit dari muka tanah (m)

H = Beban lateral (kN)

O. Penulangan Tiang Pancang

Penulangan tiang pancang dihitung berdasarkan kebutuhan pada waktu

pengangkatan.

M1 = x g x a2 ... (2.61)

(70)

M2 = g (L – 2a)2 - g a2 ... (2.62)

Gambar 15. Pengangkatan Tiang Pancang

M1 = M2 ... (2.63)

g a2 = g (L – 2a)2 - g a2

4a2 + 4aL – L2 = 0 ...(2.64)

M1 = M2

(71)

51

Gambar 16. Pengangkatan Tiang Miring

Berdasarkan pada Gambar 15, dapat dihitung :

M1 = M2

g a2 = x g x ... (2.66)

a = ... (2.67)

X = Fc + ... (2.68)

Ix = b X3 ... (2.69)

n Fe (X – 5)2 ... (2.70) n Fe (h – X)2 ... (2.71)

Md = ... (2.72)

Me = ...(2.73)

Dimana :

n = jumlah tulangan

Ix = Inersia penampang (cm4)

h = Lebar bersih (cm)

x = Jarak titik momen maksimum (cm)

Fc dan Fe = Luasan tulangan (cm2)

(72)

Baja μ σ = < = 1.400 kg/cm2 ... Aman!!

P. Perencanaan Pile Cap

Pile cap atau penutup tiang adalah salah satu bagian struktur bawah yang

berfungsi sebagai pengikat untuk pondasi tiang. Perencanaan pile cap terdiri

dari penentuan dimensi dan tulangan pile cap.

Langkah-langkah tahapan perencanaan pile cap adalah sebagi berikut :

1. Merencanakan banyak tiang pancang dalam satu pile cap, dengan

membagibeban dari kolom dengan beban satu tiang bor atau daya dukung

izin.

2. Menentukan tebal pile cap

Tebal pile cap akan dipilih sedemikian agar dapat memenuhi ketentuan

yakni :

฀ Vc > Vu ... (2.74)

Dimana :

Vu = beban aksial pada kolom

฀ Vc = x ฀ x x bo x d ... (2.75)

bo = 2 x {(b + h) + (2 x d)} ... (2.76)

3. Menghitung momen nominal

Mu = Wu l2 ... (2.77)

(73)

53

4. Menghitung ρbalance, ρmax, ρmindan ρ

ρbalance = 0,8η x 1 x x ... (2.79)

Untuk 1 yang lebih dari 30 Mpa menggunakan rumus :

1 = 0,85 –0,008 (f’c – 30) ... (2.80)

ρmax = 0,75 xρbalance ...(2.81)

ρmin = ... (2.82)

Rn = ... (2.83)

m = ... (2.84)

ρ = ... (2.85)

Syarat : ρmin< ρ < ρmax

5. Menghitung luas tulangan yang dibutuhkan

As = ρ x b x d ... (2.86)

A tulangan = x π x D2 ... (2.87)

Jumlah tulangan (n) = ... (2.88)

As terpakai = n x luas tulangan ... (2.89)

Jarak tulangan = ... (2.90)

6. Menghitung lengan momen dalam (a)

(74)

7. Menghitung momen nominal

Mn2 = As x fy x (d - ) ... (2.92)

(75)

III. METODE PENELITIAN

A. Penyelidikan Tanah

Pekerjaan penyelidikan tanah yang dilakukan adalah penyelidikan lapangan

(In SituTest) yang terdiri dari StandartPenetration Test (SPT) dan Cone

Penetration Test (CPT), serta pengambilan sampel tanah. Sampel tanah yang

diambil tanah tidak terganggu (undistrubed soil).

Sampel tanah diambil di beberapa titik pada lokasi pengambilan sampel, hal

ini dilakukan agar sampel tanah yang diambil merupakan sampel tanah yang

mewakili tanah di lokasi pengambilan sampel. Sampel tanah digunakan untuk

pengujian analisis saringan, berat volume, berat jenis, kadar air, batas – batas Atterberg dan direct shear test.

Tujuan dari penyelidikan tanah tersebut adalah :

1. Untuk mengetahui data sifat karakteristik lapisan tanah.

2. Untuk mengetahui informasi tentang pelapisan tanah dan elevasi batuan

dasar.

3. Menentukan daya dukung tanah menurut tipe pondasi yang dipilih.

4. Untuk mengetahui posisi letak muka air tanah.

5. Menentukan tipe dan kedalaman pondasi.

(76)

B. Metode Analisis

1. Melakukan review dan studi kepustakaan terhadap buku – buku dan jurnal

– jurnal terkait dengan pondasi tiang, permasalahan pada pondasi tiang dan desain pondasi tiang.

2. Pengumpulan data – data dari pihak yang terkait.

3. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang dengan menggunakan

metode Meyerhoff.

4. Menghitung penurunan tiang kelompok.

5. Menghitung daya dukung lateral.

6. Melakukan perhitungan dan perencanaan pile cap.

7. Melakukan analisis terhadap hasil perhitungan yang dilakukan dan

(77)

56

Gambar 17. Bagan Alir Penelitian Mulai

Persiapan Perencanaan : - Pengumpulan data tanah - Pengumpulan data struktur

Perhitungan dan analisa pembebanan dengan SAP 2000

Selesai

Kesimpulan dan Saran Perhitungan daya dukung tiang

tunggal dan kelompok

Perhitungan daya dukung ultimate tiang tunggal dan kelompok

Perhitungan penurunan tiang kelompok

Perhitungan daya dukung lateral tiang tunggal dan kelompok

Perhitungan dan perencanaan pile cap

(78)

V. PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil perhitungan perencanaan pondasi tiang pancang, maka

diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

1. Pemodelan bangunan dilakukan dengan menggunakan program rekayasa

sipil SAP 2000, sehingga akan diperoleh beban dari masing – masing kolom.

2. Jumlah tiang pondasi yang digunakan berbeda – beda, sesuai dengan beban masing – masing kolom yang dipikul.

3. Berdasarkan daya dukung ultimit tiang, pondasi tiang pancang dengan

dimensi 50 x 50 cm memiliki daya dukung yang besar, sehingga dapat

memikul beban yang bekerja.

4. Berdasarkan pembebanan pada pondasi kelompok tiang pancang, hasil

yang diperoleh tidak melebihi daya dukung ultimit tiang, sehingga aman

untuk digunakan.

5. Tiang pondasi termasuk ke dalam jenis pondasi tiang elastis atau tiang

panjang, karena L/T lebih dari 4 (empat).

m, dimana nilai ini masuk dalam batas penurunan pondasi tiang sehingga

Gambar

+7

Referensi

Dokumen terkait

Pondasi tiang pancang adalah batang yang relative panjang dan langsing yang digunakan untuk menyalurkan beban pondasi melewati lapisan tanah dengan daya dukung rendah kelapisan

Dasar pemilihan tiang ini adalah :.. Sulastri Sihotang : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan Gedung Kanwil DJP Dan KPP Sumbagut I Jalan Suka

Manoppo, j, Fabian., Pengaruh jarak antar tiang pada daya dukung tiang pancang. kelompok di tanah lempung lunak akibat

Pondasi tiang pancang adalah batang yang relatif panjang dan langsing yang digunakan untuk menyalurkan beban pondasi melewati lapisan tanah dengan daya dukung

Dari hasil analisis perhitungan daya dukung izin (Qi) untuk pondasi tiang pancang kelompok diameter 25 cm dari data sondir yang dilakukan oleh penulis

Dari analisa pembebanan di dapat kombinasi beban yang terbesar adalah 1275,35 ton dan dari analisa daya dukung diperoleh hasil bahwa daya dukung pondasi tiang pancang

Penelitian pada kali ini yaitu menghitung daya dukung pondasi tiang pancang grup Gedung Kuliah Terpadu Politeknik Pariwisata Palembang dengan menggunakan

ANALISIS DAYA DUKUNG IJIN PONDASI TIANG PANCANG TUNGGAL DAN KELOMPOK PADA PROYEK PEMBANGUNAN PENDOPO KABUPATEN TAPIN Puteri Maulida1, Akhmad Gazali2, Hendra Cahyadi3 1Teknik