ANALISIS DAYA DUKUNG LOADING TEST PONDASI TIANG
TEKAN HIDROLIS DIAMETER 60 CM TUNGGAL DENGAN
MENGGUNAKAN METODE EMPIRIS DAN METODE ELEMEN
HINGGA PADA PROYEK PEMBANGUNAN BIRD’S PARK
APARTMENT
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Sipil
Oleh :
PRISQUILA D. L SEMBIRING
100404086
BIDANG STUDI GEOTEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya ucapkan ke hadirat Tuhan Yesus Kristus yang telah
memberikan berkat dan karunia-Nya sehingga Tugas Akhir ini dapat terlaksana dengan
baik. Adapun Tugas Akhir ini berjudul “Analisis Daya Dukung Loading Test Pondasi Tiang Tekan Hidrolis Diameter 60 cm Tunggal dengan Menggunakan Metode Empiris dan Metode Elemen Hingga (Studi Kasus Proyek Pembangunan Bird’s Park Apartment). Tugas Akhir inidisusun sebagai syarat dalam ujian sarjana Teknik Sipil bidang studi Geoteknik pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, saya menyadari bahwa saya tidak terlepas
dari bimbingan, bantuan dan dukungan berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin
mengucapkan terima kasih kepada beberapa pihak, diantaranya :
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE selaku Koordinator Sub Jurusan
Geoteknik, dan selaku dosen pembimbing yang telah memberikan arahan,
masukan, dukungan dalam bentuk waktu dan pemikiran untuk membantu saya
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik USU.
3. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT dan Ibu Ika Puji Hastuti, ST.MT selaku dosen
pembanding saya.
4. Bapak dan ibu pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU,
terutama Bapak Ir. Jaeludin Daud, M.Eng ; Bapak Ir. Daniel Terumbi, MT atas
ilmu dan pengajaran yang telah diberikan selama saya duduk di bangku
perkuliahan.
5. Bapak Ir. Koresj Sirait yang bersedia memberikan data-data yang saya butuhkan
dalam mengerjakan Tugas Akhir ini, serta mendukung saya dalam mengerjakan
Tugas Akhir ini.
6. Keluarga yang saya kasihi, terutama kedua orangtua saya, Alm. Bapak Ulihta
yang telah memberikan dukungan penuh serta mendoakan saya dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
7. Teman-teman angkatan 2010, Essy, Jernih, Elfridani, Zefanya, Rebekka,
Afrissa, Fanny, Dice, Agave, Bram, Michael, Muhammad Taufiq, Abdul Aziz,
Monica Sari, Steven, Iqbal, Lamhot, Tria, Henry, Fransiscus, Grandson, Elwis,
Desindo, Freddy, Rizky, Andre, Arby, Leo, Yahya, Darwin, Boris, Ebenezer,
Fander, Anggi, Hopnagel, Bhoris, Welman, Mangasi.
8. Abang dan kakak senior angkatan 2007, khususnya Diva Rangkuti, ST ; Boyma
Sinaga, ST ; Markus Siregar, ST ; Afriyanti Sembiring, ST ; Ruben Bangun, ST
; Samuel Pasaribu, ST ; Doan Siahaan, ST.
9. Sahabat - sahabat saya, Fadjar, Sri, Astry, Mastiur, Sara, Ester serta Paduan
Suara Sola Gratia SMA Negeri 1 Medan, terutama Haposan, Daniel, Theo,
Decy, Margaretha, dan Henny.
10.Sahabat – sahabat saya sejak duduk di bangku SMP, Esra, Widya, Friska,
Grace, Kristina, Letari, Nesya, Mario, dan Ricky.
11.Teman – teman e-Deum Voice, serta segenap pihak yang tidak dapat disebutkan
satu per satu, yang telah memberikan semangat, doa, dan dukungan agar Tugas
Akhir ini.
Saya menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih memiliki banyak kekurangan
karena adanya keterbatasan pengetahuan dan pemahaman saya. Oleh karena itu, saya
mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari para pembaca.
Akhir kata, saya mengucapkan terima kasih dan semoga Tugas Akhir ini
bermanfaat bagi para pembaca. Tuhan memberkati.
Medan, Oktober 2014
Penulis
ABSTRAK
Keywords : Tiang Tekan Hidrolis, Axial, Penurunan Elastis, Plaxis
Pondasi adalah bangunan bawah tanah yang berfungsi meneruskan beban baik
beban konstruksi pada bangunan di atasnya, beban angin dan beban gempa, lalu
meneruskan ke lapisan tanah di bawah pondasi. Adapun pondasi tiang tekan hidrolis
merupakan salah satu jenis dari pondasi dalam. Pondasi yang baik adalah pondasi yang
mampu menahan beban maksimum yang mungkin terjadi, oleh sebab itu dalam
perencanaannya, perhitungan daya dukung tiang tekan hidrolis terhadap struktur
bangunan yang hendak dibangun adalah penting untuk diketahui.
Tujuan dari studi ini adalah untuk menghitung dan membandingkan besar daya
dukung aksial tiang tekan hidrolis berdasarkan data sondir, data loading test, dan
menggunakan metode numerik dengan bantuan aplikasi program Plaxis. Metode
pengumpulan data adalah dengan melakukan observasi lapangan serta pengambilan
data dari perusahaan jasa pemancangan.
Berdasarkan hasil perhitungan data sondir, besar daya dukung tiang tunggal
adalah 696,14 ton, dan daya dukung aksial tiang tunggal menggunakan data loading
test adalah 333,33 ton. Adapun dengan menggunakan metode numerik diperoleh daya dukung tiang tunggal sebesar 647,82 ton. Berdasarkan perhitungan analitis, besar
penurunan pondasi tiang yang terjadi adalah 11,85 mm. Sedangkan berdasarkan
pengoperasian loading test, pondasi tiang mengalami penurunan sebesar 9,22 mm. Berdasarkan metode elemen hingga dengan bantuan Program Plaxis v8.2, penurunan
pondasi tiang yang terjadi adalah sebesar 9,25 mm. Berdasarkan perhitungan analitis,
besar daya dukung lateral pondasi tiang adalah 24,66 ton. Berdasarkan grafik, besar
DAFTAR ISI
1.1. Latar Belakang………...
1.2. Tujuan ………...
1.3. Pembatasan Masalah……….
1.4.Metode Pengumpulan Data………
1.5. Sistematika Penulisan………
BAB II TINJAUAN PUSTAKA………..
2.1. Pengertian Umum………...
2.2. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation)………...
2.2.1. Cone Penetrometer Test (Sondering Test)……….
2.3. Pondasi………..
2.3.1. Pondasi Tiang………
2.3.2. Penggolongan Pondasi Tiang……….
Tanah……….
2.4. Sistem Hidrolis………..
2.5. Kapasitas Daya Dukung Axial Tiang Tekan
Hidrolis………..
2.5.1. Kapasitas Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis dari
Hasil Sondir………
2.6. Kapasitas Daya Dukung Lateral Tiang Tekan
Hidrolis………...
2.6.1. Hitungan Tahanan Beban Lateral Ultimit………..
2.6.2. Kapasitas Ultimit Tiang Tekan Hidrolis dengan
Metode Brooms……….
2.7. Penurunan Tiang (Settlement)………...
2.8. Faktor Aman Tiang Tekan Hidrolis (Safety
Factor)………...
2.9. Uji Pembebanan (Loading Test)………
2.9.1. Metode Pembebanan………....
2.9.2. Interpretasi Hasil Uji Pembebanan Statik………
2.10. Aplikasi Metode Elemen Hingga pada Tiang Tekan
Hidrolis dengan Program Plaxis ………...
2.10.1. Pendahuluan……….
2.10.2. Fungsi Perpindahan (shape function)…………..
2.10.4. Pemodelan pada Program Plaxis……….
2.10.5. Model Mohr – Coulomb………..
2.10.6. Model Tanah Lunak (Soft Soil)………
2.10.7. Studi Parameter………
2.10.8. Parameter Tanah………..
BAB III METODOLOGI PENELITIAN………...
3.1. Data Umum………...
3.2. Metode Pengumpulan Data………...
3.3. Tahap Penelitian………
3.4. Lokasi Titik Sondir, Loading Test, dan PDA…………
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN………
4.1. Pendahuluan ……….
4.2. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Axial…………..
4.2.1. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Tekan
Hidrolis Berdasarkan Data Sondir ……...
4.2.2. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Tekan
Hidrolis Berdasarkan Data Loading
Test………...
4.3. Penurunan Elastis pada Tiang Tekan Hidrolis
Tunggal………
4.4. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Lateral Pondasi
4.5. Perhitungan dengan Metode Elemen Hingga
Menggunakan Program Plaxis………...
4.5.1. Proses Pemodelan pada Program Plaxis…………
4.5.2.Menghitung Penurunan Tiang Tekan Hidrolis
akibat Loading Test………...
4.5.2.1 Pemodelan Tanah, Pondasi dan Beban pada
Program Plaxis……….
4.5.2.2.Perhitungan Pada Plaxis……….
4.5.2.3.Hasil Perhitungan Program Plaxis………….
4.6. Diskusi………...
4.6.1. Evaluasi Hasil Perhitungan Daya Dukung Tiang
Tekan Hidrolis………...
4.6.2. Evaluasi Hasil Perhitungan Penurunan Elastis dan
Defleksi Lateral pada Tiang Tekan
Hidrolis………..………
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN………...
5.1. Kesimpulan ………...
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Harga – harga Empiris ϕ dan Dr Pasir dan Lumpur Kasar
Berdasarkan Sondir (Djatmiko & Edy, 1997)………... 9
Tabel 2.2 Nilai – Nilai Tipikal Beban Ijin Tiang Beton Pracetak….... 15
Tabel 2.3 Nilai – Nilai nh untuk Tanah Granuler (c =0)………... 27
Tabel 2.4 Nilai – Nili nh untuk Tanah Kohesif………. 28
Tabel 2.5 Kriteria Tiang Kaku dan Tiang Tidak Kaku (Porous,
1964)………. 28
Tabel 2.6 Faktor Aman yang Disarankan oleh Reese dan O’Neill…... 40
Tabel 2.7 Korelasi N-SPT dengan Modulus Elastisitas pad Tanah
Pasir (Schmertman, 1970)………. 56
Tabel 2.8 Korelasi N – SPT dengan Modulus Elastisitas pada Tanah
Lempung (Randolph,1978)………... 56
Tabel 2.9 Hubungan Jenis Tanah , Konsistensi dan Poisson’s Ratio
(μ)……….. 57
Tabel 2.10 Nilai Koefisien Permeabilitas Tanah (Das, 1995)………. 59
Tabel 4.1 Perhitungan Daya Dukung Ultimit dan Daya Dukung Ijin
Tiang Tekan Hidrolis pada Titik Sondir S-1 dengan
Metode Meyerhof………. 67
Tabel 4.2 Perhitungan Daya Dukung Ultimit dan Daya Dukung Ijin
Tiang Tekan Hidrolis pada Titik Sondr S-2 dengan Metode
Tabel 4.3 Perhitungan Daya Dukung Ultimit dan Daya Dukung Ijin
Tiang Pancang pada Titik Sondr S-3 dengan Metode
Meyerhof………... 73
Tabel 4.4 Perhitungan Daya Dukung Ultimit dan Daya Dukung Ijin
Tiang Tekan Hidrolis pada Titik Sondir S-4 dengan
Metode Meyerhof………. 75
Tabel 4.5 Perhitungan Daya Dukung Ultimit dan Daya Dukung Ijin
Tiang Tekan Hidrolis pada Titik Sondir S-5 dengan
Metode Meyerhof………. 77
Tabel 4.6 Load Displacement Data Axial Load Test……….... 81
Tabel 4.7 Tabel Data – Data yang Dipelukan dalam Pembuatan
Grafik Chin………... 83
Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Penurunan Elastik Tiang
Tunggal………. 88
Tabel 4.9 Input Parameter Tanah untuk Program Plaxis pada Lokasi
BH – 5………... 94
Tabel 4.10 Data Pondasi Tiang Tekan Hidrolis pada Bore Hole 5……. 96
Tabel 4.11 Siklus Pembebanan dan Penurunan pada Proyek Bird’s
Park Apartment………. 104
Tabel 4.12 Input Parameter Tanah untuk Program Plaxis pada Lokasi
BH-7………... 106
Tabel 4.13 Perbandingan antara Penurunan akibat Loading Test siklus
IV di Lapangan dan Perhitungan Plaxis………... 111
Tabel 4.15 Daya dukung berdasarkan hasil loading test……… 112
Tabel 4.16 Daya dukung dengan bantuan Plaxis……… 112
Tabel 4.17 Penurunan elastis dan defleksi lateral yang terjadi pada
tiang pancang tunggal………... 112
Tabel 4.18 Perbandingan Penurunan Tiang Pancang di Lapangan
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konus Sondir dalam Keadaan Tertekan dan
Terbentang……… 6
Gambar 2.2 Cara Pelaporan Hasil Uji Sondi………... 7
Gambar 2.3 Prosedur Penyelidikan Tanah dengan Alat Uji Sondir…………... 8
Gambar 2.4 Panjang dan beban maksimum untuk berbagai macam tipe tiang yang umum dipakai dalam praktek menurut Carson………... 11 Gambar 2.5 Pondasi Tiang Kayu………. 13
Gambar 2.6 Pondasi Tiang Precast Reinforced Concrete Pile…………. 15
Gambar 2.7 Jenis-jenis pondasi tiang cast in place... 17
Gambar 2.8 Pondasi Tiang Baja……….. 18
Gambar 2.9 Pondasi Tiang Menurut Pemasangannya………... 19
Gambar 2.10 Pondasi Tiang dengan Tahanan Ujung………. 20
Gambar 2.11 Pondasi Tiang dengan Tahanan Gesek………. 20
Gambar 2.12 Pondasi Tiang dengan Tahanan Lekatan……….. 21
Gambar 2.13 Tiang Panjang Dikenai Beban Lateral……….. 27
Gambar 2.14 Mekanisme Keruntuhan pada Tiang Ujung Bebas pada Tanah Kohesif menurut Broms……… 30
Broms……… 31
Gambar 2.16 Grafik Tahanan Lateral Ultimit Tiang Pada Tanah Kohesif menurut Broms………... 32
Gambar 2.17 Tiang Ujung Bebas pada Tanah Granuler menurut Broms………... 34
Gambar 2.18 Tiang Ujung Jepit dalam Tanah Granuler menurut Broms……… 34
Gambar 2.19 Grafik Tahanan Lateral Ultimit pada Tanah Granuler……. 35
Gambar 2.20 Faktor penurunan Io... 37
Gambar 2.21 Koreksi kompresi Rk………. 37
Gambar 2.22 Koreksi kedalaman Rh……….. 38
Gambar 2.23 Koreksi angka Poisson, Rμ……… 38
Gambar 2.24 Koreksi kekakuan lapisan pendukung Rb………. 38
Gambar 2.25 Pengujian dengan sistem kentledge……….. 43
Gambar 2.26 Pengujian dengan tiang jangkar……… 43
Gambar 2.27 Contoh hasil uji pembebanan static aksial tekan………….. 45
Gambar 2.28 Grafik hubungan beban dengan penurunan menurut metode Chin... 46
Gambar 2.30 Jenis – jenis elemen……….. 49
Gambar 2.31 Titik Nodal dan Integrasi………..……… 50
Gambar 2.32 Tabel Fungsi Perpindahan……… 50
Gambar 2.33 Model Pondasi Tiang Tekan Hidrolis………... 52
Gambar 2.34 Tab Parameter untuk Model Mohr – Coulomb………. 55
Gambar 3.1 Alur Penelitian……….. 63
Gambar 3.2 Denah Titik Sondir, Loading Test, dan PDA……….... 64
Gambar 4.1 Grafik hubungan antara beban dan penurunan pada pondasi tiang ……….... 82
Gambar 4.2 Grafik Interpretasi metode Chin FK………... 83
Gambar 4.3 Grafik Interpretasi metode Davisson………... 84
Gambar 4.4 Perhitungan Tanah Lateral Ultimit Secara Grafis pada lokasi BH-5………... 91
Gambar 4.5 Pengaturan Global (general setting) pada Plaxis …………. 96
Gambar 4.6 Input Data Material Set (a) Data Lapisan Tanah (b) Data Spesifikasi Pondasi Tiang………... 98
Gambar 4.7 Pemberian beban aksial yang bekerja di atas pondasi tiang... 99
Gambar 4.9 Hasil output dari metode elemen hingga yang diperoleh
berdasarkan data input (a) initial water pressure (b)
pore pressure/tekanan air tanah pada lokasi (c) Tegangan efektif tanah pada lkasi yang ditinjau……...
100
Gambar 4.10 Pemilihan Titik Node………... 101
Gambar 4.11 Proses Kalkulasi Titik Bore Hole 5……….. 101
Gambar 4.12 Nilai Phi Reduction Titik Bore Hole 5 pada Fase 2 (sebelum konsolidasi)………... 102
Gambar 4.13 Nilai Phi Reduction Titik Bore Hole 5 pada Fase 4 (setelah
konsolidasi)………... 103
Gambar 4.14 Deformasi yang terjadi pada mesh fase 3 (konsolidasi) di
titik node 3………. 104
Gambar 4.15 Geometri dan Material pada Pemodelan Plaxis……… 108
Gambar 4.16 Pemilihan Titik Node……… 109
Gambar 4.17 Proses Kalkulasi untuk Meghitung Penurunan akibat
Loading Test siklus IV……….. 109
Gabar 4.18 Grafik Perbandingan Hubungan Beban – Penurunan antara
DAFTAR NOTASI
Pondasi adalah bangunan qc = perlawanan penetrasi konus (kg/cm2) HL = hambatan lekat
JHL = jumlah hambatan lekat
JP = jumlah perlawanan konus
A = interval pembacaan sondir (setiap pembacaan 20 cm)
B = luas konus
i = kedalaman lapisan yang ditinjau
Dr = kerapatan relatif (%)
Φ = sudut geser dalam tanah (°) τ = kekuatan geser tanah (kg/cm2) c = kohesi tanah (kg/cm2)
σ = tegangan normal yang terjadi pada tanah (kg/cm2) Qu = kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang (kN)
Qb = tahanan ujung tiang (kN)
Qs = tahanan selimut (kN)
Ab = luas ujung bawah tiang (cm2) As = luas selimut tiang (cm2)
qb = kapasitas daya dukung di ujung tiang per satuan luas (kg/cm2) fs = satuan tahanan kulit per satuan luas (kg/cm2)
P = keliling tiang (cm)
Tult = daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik (kg) Ptiang = kekuatan yang diijinkan pada tiang (kg)
Lb = panjang tiang (m)
D = diameter tiang (m)
α = koefisien adhesi antara tanah dan tiang
cu = kohesi undrained (kN/m2) = �−��� × 23× 10
Li = tebal lapisan tanah (m)
γ = berat isi tanah (kN/m3) γwet = berat isi tanah basah (kN/m3)
c = kohesi (gaya tarik menarik) tanah (kN/m2) nh = koefisien variasi modulus
R = modulus tanah konstan
T = modulus tanah tidak konstan sesuai dengan pertambahan kedalaman tanah
K = �ℎ� = �1
15= modulus tanah
E = modulus elastis tiang
I = momen inersia tiang
EI = kekakuan tiang
pu = tahanan tanah ultimit
po = tekanan overburden efektif
Kp = ���2�45° +∅ 2�
S = jarak antar tiang pancang (as ke as) dalam satu pile cap
Qg = kapasitas ultimit kelompok, nilainya tidak boleh melampaui nQu
n = jumlah tiang dalam satu kelompok
cb = kohesi tanah di bawah dasara kelompok tiang (kN/m2)
B = lebar kelompok tiang pancang, dihitung dari pinggir tiang (m)
Nc = faktor kapasitas dukung
n = jumlah tiang dalam satu baris
m = jumlah baris tiang
η = efisiensi grup tiang
π = phi lingkaran = 22
7
S = settlement = besar penurunan tiang pancang
Q = besar beban yang bekerja
Es = modulus elastisitas bahan tiang pancang
Io = faktor pengaruh penurunan tiang yang tidak mudah mampat (incompressible) dalam masa semi tak terhingga
Rk = faktor koreksi kemudahmampatan tiang untuk μ = 0,3
μ = Poisson’s ratio =angka poisson
Rμ = faktor koreksi angka poisson
Rb = faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung K = faktor kekakuan tiang pancang
C1 = kemiringan garis lurus
Se = penurunan elastik
[D] = matriks konstitutif yang nilainya bergantung pada jenis pemodelan elemen
[k] = matriks kekakuan (stiffness matrix)
[B] = matriks interpolasi regangan
Gs = specific gravity
e = angka pori
�� = berat isi air
���� = berat isi tanah dalam keadaan jenuh air (saturated)
ABSTRAK
Keywords : Tiang Tekan Hidrolis, Axial, Penurunan Elastis, Plaxis
Pondasi adalah bangunan bawah tanah yang berfungsi meneruskan beban baik
beban konstruksi pada bangunan di atasnya, beban angin dan beban gempa, lalu
meneruskan ke lapisan tanah di bawah pondasi. Adapun pondasi tiang tekan hidrolis
merupakan salah satu jenis dari pondasi dalam. Pondasi yang baik adalah pondasi yang
mampu menahan beban maksimum yang mungkin terjadi, oleh sebab itu dalam
perencanaannya, perhitungan daya dukung tiang tekan hidrolis terhadap struktur
bangunan yang hendak dibangun adalah penting untuk diketahui.
Tujuan dari studi ini adalah untuk menghitung dan membandingkan besar daya
dukung aksial tiang tekan hidrolis berdasarkan data sondir, data loading test, dan
menggunakan metode numerik dengan bantuan aplikasi program Plaxis. Metode
pengumpulan data adalah dengan melakukan observasi lapangan serta pengambilan
data dari perusahaan jasa pemancangan.
Berdasarkan hasil perhitungan data sondir, besar daya dukung tiang tunggal
adalah 696,14 ton, dan daya dukung aksial tiang tunggal menggunakan data loading
test adalah 333,33 ton. Adapun dengan menggunakan metode numerik diperoleh daya dukung tiang tunggal sebesar 647,82 ton. Berdasarkan perhitungan analitis, besar
penurunan pondasi tiang yang terjadi adalah 11,85 mm. Sedangkan berdasarkan
pengoperasian loading test, pondasi tiang mengalami penurunan sebesar 9,22 mm. Berdasarkan metode elemen hingga dengan bantuan Program Plaxis v8.2, penurunan
pondasi tiang yang terjadi adalah sebesar 9,25 mm. Berdasarkan perhitungan analitis,
besar daya dukung lateral pondasi tiang adalah 24,66 ton. Berdasarkan grafik, besar
BAB I PENDAHULUAN
1.1 . Latar Belakang
bawah tanah ( substructure ) yang berfungsi untuk meneruskan beban
konstruksi di atasnya ( upper structure ) ke lapisan tanah di bawah pondasi. Karena
perannya yang sangat penting terhadap kekokohan suatu struktur bangunan, maka
perhitungan pondasi pun tidak boleh disepelekan. Kesalahan dalam penganalisaan
pondasi, dapat menyebabkan keruntuhan (failure) terhadap bangunan di atasnya.
Suatu perencanaan pondasi dikatakan benar apabila besar beban yang
diteruskan pondasi ke tanah tidak melampaui kekuatan tanah tersebut. Oleh karena itu,
penting bagi para insinyur sipil untuk menganalisa daya dukung tanah dimana pondasi
akan dibangun. Hal ini dikarenakan apabila besar beban yang dipikul suatu pondasi
melebihi kekuatan tanah, maka penurunan yang berlebihan atau keruntuhan dari tanah
akan terjadi, sehingga menyebabkan kerusakan pada konstruksi di atas pondasi
tersebut.
Setiap konstruksi memiliki beban yang sangat variatif, terdiri dari beban
bangunan itu sendiri dan beban dari luar ( angin, gempa, dan lain-lain). Karena itulah,
setiap bangunan harus memiliki suatu tipe pondasi yang sesuai agar lapisan tanah di
bawahnya dapat mendukung kekokohan konstruksi tersebut.
Secara umum, pondasi dibagi dua, yaitu pondasi dangkal (shallow foundation
) dan pondasi dalam (deep foundation). Pondasi dangkal digunakan apabila kedalaman
pondasi yang dibutuhkan untuk memikul beban kecil, sedangkan pondasi dalam
digunakan apabila kedalaman pondasi yang dibutuhkan untuk memikul beban sangat
besar.
Adapun jenis pondasi yang digunakan pada Proyek Pembangunan Rusunawa /
Apartemen Cemara ( Bird’s Park Apartment ) yaitu pondasi tiang. Daya dukung tiang
tekan hidrolis dapat dihitung dari daya dukung tiang ( friction file ) yang merupakan
file ) yang merupakan daya dukung ujung tiang. Pada friction file, beban konstruksi bagian atas ditahan oleh gaya geser sepanjang selimut tiang. Pada end-bearing file,
beban yang diterima oleh tiang diteruskan oleh tiang ke lapisan tanah keras.
1.2. Tujuan
Adapun tujan penulisan Tugas Akhir ini adalah :
1. Menghitung dan membandingkan daya dukung pondasi tiang tekan hidrolis
dari data hasil sondir, dan hasil uji pembebanan (loading test).
2. Menghitung besarnya daya dukung pondasi tiang tekan hidrolis
menggunakan metode elemen hingga dengan bantuan Program Plaxis versi
8.2
3. Menghitung dan membandingkan penurunan elastis yang terjadi pada tiang
tunggal berdasarkan perhitungan analitis, hasil uji pembebanan (loading
test), dan dengan bantuan Program Plaxis versi 8.2 4. Menghitung kapasitas daya dukung lateral tiang tunggal.
1.3 Pembatasan Masalah
Batasan-batasan masalah pada Tugas Akhir ini antara lain :
1. Hanya meninjau pondasi tiang tegak lurus.
2. Tidak menghitung beban kerja pada pondasi.
3. Perhitungan penurunan tiang tunggal dengan bantuan Program Plaxis versi
8.2 hanya berdasarkan pemodelan siklus IV loading test.
4. Pemodelan yang digunakan pada Program Plaxis versi 8.2 adalah Mohr –
Coulomb.
1.4 Metode Pengumpulan Data
1. Studi Literatur
Mengumpulkan tulisan-tulisan dalam bentuk buku maupun tulisan ilmiah
yang berhubungan dengan Tugas Akhir ini.
Subjek pada penulisan Tugas Akhir ini adalah Proyek Pembangunan
Rusunawa / Apartemen Cemara ( Bird’s Park Apartment ). Data yang
diperlukan untuk penulisan Tugas Akhir ini didapatkan dari PT. PERINTIS
PONDASI TEKNOTAMA selaku pelaksana pemancangan pada proyek
tersebut. Adapun data- data yang dibutuhkan adalah data tanah, data sondir,
dan data hasil uji pembebanan (loading test).
3. Analisis Masalah
Melakukan analisa terhadap kasus dengan teori-teori yang dikumpulkan
pada studi literatur.
1.5 Sistematika Penulisan
Rencana sistematika penulisan Tugas Akhir ini terdiri dari 5 ( lima ) bab, yang
diuraikan sebagai berikut :
Bab I: Pendahuluan
Berisi latar belakang penulisan, tujuan dan manfaat, pembatasan masalah, dan
sistematika penulisan.
Bab II: Tinjau Pustaka
Berisi dasar teori, rumus, dan segala sesuatu yang digunakan untuk
menyelesaikan Tugas Akhir ini, yang diperoleh dari buku literatur, tulisan ilmiah,
website / search engine, dan hasil penulisan sebelumnya. Bab III: Metodologi
Berisi metodologi penulisan Tugas Akhir berupa pengumpulan data dan metode
analisis.
Bab IV: Analisis dan Perhitungan
Berisi perhitungan kapasitas daya dukung aksial tiang pancang tunggal dengan
mengolah data-data yang diperoleh.
Bab V: Kesimpulan dan Saran
Berisi kesimpulan dari hasil analisa dan saran berdasarkan kajian yang telah
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Umum
Setiap bangunan sipil memiliki 2 bagian, yaitu struktur atas (supper structure)
dan struktur bawah (substructure). Struktur bagian bawah itu lebih sering disebut
dengan pondasi. Fungsi pondasi ini adalah meneruskan beban konstruksi ke lapisan
tanah yang berada di bawah pondasi. Suatu perencanaan pondasi dikatakan benar
apabila beban yang diteruskan oleh pondasi ke tanah tidak melampaui kekuatan tanah
yang bersangkutan (Braja M. Das).
Ada dua hal yang harus diperhatikan dalam perencanaan pembangunan
pondasi, yaitu :
a. Daya dukung tanah harus lebih kecil dari daya dukung yang diijinkan
b. Besarnya penurunan pondasi
Pondasi dibedakan menjadi dua jenis, yaitu pondasi dangkal (shallow
foundation), dan pondasi dalam (deep foundation). Pondasi dangkal digunakan apabila lapisan tanah keras terletak tidak jauh dari permukaan tanahnya. Pondasi dangkal
didesain dengan kedalaman lebih kecil atau sama dengan lebar dari pondasi tersebut
���
� ≤1�. Sedangkan pondasi dalam digunakan apabila lapisan tanah kerasnya terletak
jauh lebih dalam dari permukaan tanahnya.
2.2. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation)
Penyelidikan tanah (soil investigation) adalah proses pengambilan contoh
(sample) tanah yang bertujuan untuk menyelidiki karakteristik tanah tersebut. Dalam
mendesain pondasi, penting bagi para engineer untuk mengetahui sifat setiap lapisan
tanah, (seperti berat isi tanah, daya dukung, ataupun daya rembes), dan juga ketinggian
dilakukan sebelum memutuskan akan menggunakan jenis pondasi dangkal atau pondasi
dalam.
Ada dua jenis penyelidikan tanah yang biasa dilakukan, yaitu penyelidikan di
lapangan (in situ) dan penyelidikan di laboratorium (laboratory test). Adapun jenis
penyelidikan di lapangan, seperti pengeboran (hand boring ataupun machine boring), Standard Penetration Test (SPT), Cone Penetrometer Test (sondir), Dynamic Cone
Penetrometer, dan Sand Cone Test. Sedangkan jenis penyelidikan di laboratorium
terdiri dari uji index properties tanah (Atterberg Limit, Water Content, Spesific Gravity,
Sieve Analysis) dan engineering properties tanah (direct shear test, triaxial test,
consolidation test, permeability test, compaction test, CBR test, dan lain-lain ).
Contoh tanah ( soil sampling ) yang didapatkan sebagai hasil penyelidikan tanah ini, dpat dibedakan menjadi dua, yaitu :
a. Contoh tanah tidak terganggu (Undisturbed Soil)
Suatu contoh tanah dikatakan tidak terganggu apabila contoh tanah itu dianggap
masih menunjukkan sifat-sifat asli tanah tersebut. Sifat asli yang dimaksud
adalah contoh tanah tersebut tidak mengalami perubahan pada strukturnya,
kadar air, atau susunan kimianya. Contoh tanah seperti ini tidaklah mungkin
bisa didapatkan, akan tetapi dengan menggunakan teknik – teknik pelaksanaan
yang baik, maka kerusakan – kerusakan pada contoh tanah tersebut dapat
diminimalisir. Undisturbed soil digunakan untuk percobaan engineering properties.
b. Contoh tanah terganggu ( Disturbed Soil )
Contoh tanah terganggu adalah contoh tanah yang diambil tanpa adanya usaha –
usaha tertentu untuk melindungi struktur asli tanah tersebut. Disturbed soil
digunakan untuk percobaan uji index properties tanah.
2.2.1 Cone Penetrometer Test ( Sondering Test )
Pengujian CPT atau sering disebut dengan sondir adalah proses memasukkan
suatu batang tusuk dengan ujung berbentuk kerucut bersudut 60° dan luasan ujung 1,54
manometer yang terdapat pada alat sondir tersebut, kita dapat mengukur besarnya
kekuatan tanah pada kedalaman tertentu.
Berdasarkan kapasitasnya, alat sondir dibagi menjadi dua jenis :
a. Sondir ringan, dengan kapasitas dua ton. Sondir ringan digunakan untuk
mengukur tekanan konus sampai 150 kg/cm2 atau penetrasi konus telah mencapi kedalaman 30 cm.
b. Sondir berat, dengan kapsitas sepuluh ton. Sondir berat digunakan untuk
mengukur tekanan konus sampai 500 kg/cm2 atau penetrasi konus telah mencapai kedalaman 50 m.
Ada dua tipe ujung konus pada sondir mekanis :
a. Konus biasa, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan biasanya
digunakan pada tanah yang berbutir kasar dimana besar perlawanan lekatnya
kecil ;
b. Bikonus, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan hambatan lekatnya
dan biasanya digunakan untuk tanah berbutir halus.
Tahanan ujung konus dan hambatan lekat dibaca setiap kedalaman 20 cm.
Gambar 2.1 Konus Sondir dalam Keadaan Tertekan dan Terbentang
Cara pembacaan sondir dilakukan secara manual dan bertahap, yaitu dengan
mengurangi hasil pengukuran (pembacaan manometer) kedua terhadap pengukuran
(pembacaan manometer) pertama. Pembacaan sondir akan dihentikan apabila
pembacaan manometer mencapai > 150 kg/cm2 (untuk sondir ringan) sebanyak tiga kali berturut-turut.
Dari hasil test sondir ini didapatkan nilai jumlah perlawanan ( JP ) dan nilai
perlawanan konus ( PK ), sehingga hambatan lekat (HL) didapatkan dengan
menggunakan rumus :
1. Hambatan Lekat ( HL )
��= (�� − ��) ×�
� (2.1)
2. Jumlah Hambatan Lekat ( JHL )
���� = ∑0��� (2.2)
Dimana :
PK = Perlawanan penetrasi konus ( qc )
JP = Jumlah perlawanan ( perlawanan ujung konus + selimut )
A = Interval pembacaan ( setiap pembacaan 20 cm )
B = Faktor alat = luas konus / luas torak = 10 cm
i = kedalaman lapisan tanah yang ditinjau ( m )
JHL = Jumlah Hambatan Lekat
Hasil penyelidikan dengan sondir ini digambarkan dalam bentuk gafik yang
menyatakan hubungan antara kedalaman setiap lapisan tanah dengan perlawanan
penetrasi konus atau perlawanan tanah terhadap konus yang dinyatakan dalam gaya per
satuan luas. Hambatan lekat adalah perlawanan geser tanah terhadap selubung bikonus
.
Gambar 2.2 Cara Pelaporan Hasil Uji Sondir (Sardjono, 1988)
Adapun prosedur penyelidikan tanah menggunakan alat uji sondir dapat dijelaskan
Tidak
Ya
Gambar 2.3 Prosedur Penyelidikan Tanah dengan Alat Uji Sondir (Sosrodarsono & Nakazawa, 2005)
MULAI UJI SONDIR
1. Persiapan sebelum pengujian
a.) Siapkan lubang sedalam 65 cm untuk pemasukan pertama
b.) Masukkan 4 buah angker ke dalam tanah sesuai letak rangka pembeban.
c.) Setel rangka pembeban, sehingga pembeban berdiri vertikal
d.) Pasang manometer untuk tanah lunak 0 s.d 2 MPa dan 0 s.d 5 MPa atau untuk tanah keras 0 s.d 5 MPa dan 0 s.d 20 MPa
e.) Periksa sistem hidraulik dengan menekan piston hidraulik menggunakan kunci piston, dan bila kurang tambahkan oli serta cegah terjadinya gelembung udara dalam sistem f.) Tempatkan rangka pembeban, sehingga
penekan hidraulik berada tepat di atasnya. g.) Pasang balok-balok penjepit pada jangkar
dan kencangkan dengan memutar baut pengencang
h.) Sambungkan konus ganda dengan batang dalam dan batang dorong serta kepal pipa dorong.
2. Prosedur pengujian (penekanan pipa dorong)
a.Dirikan batang dalam dan pipa dorong di bawah penekan hidraulik pada kedudukan yang tepat.
b.Dorong/tarik kunci pengatur pada kedudukan siap tekan, sehingga penekan hidraulik hanya akan menekan pipa dorong.
c.Putar engkol searah jarum jam (kecepatan 10 s.d 20 mm/s), sehingga gigi penekan dan penekan hidraulik bergerak turun dan menekan pipa luar sampai mencapai kedalaman 20 cm sesuai interval pengujian
d.Pada tiap interval 20 cm lakukan penekanan batang dalam dengan menarik kunci pengatur, sehingga penekan hidraulik menekan batang dalam saja
3. Prosedur pengujian (penekan batang dalam)
a.Baca perlawanan konus pada penekan batang dalam sedalam kira-kira 4 cm pertama, dan catat pada formulir
b.Baca jumlah perlawanan geser dan perlawanan konus pada penekan batang sedalam 4 cm yang kedua dan catat pada formulir pada kolom Tw
4. Lanjutkan pengujian pada kedalaman 20 cm berikutnya
Apakah qc < kapasitas alat ?
SELESAI
Tabel 2.1 Harga – harga Empiris ϕ dan Dr Pasir dan Lumpur Kasar Berdasarkan
Sondir ( Djatmiko & Edy, 1997)
Penetrasi konus PK = qc
(kg/cm2)
Densitas
relatif Dr (%)
Sudut geser dalam
(°)
Berdasarkan kedalamannya, pondasi dibagi menjadi dua jenis yaitu :
a. Pondasi Dangkal ( Shallow Foundation )
Apabila terdapat lapisan tanah yang cukup tebal dengan kualitas yang baik
yang mampu mendukung bangunan itu pada permukaan tanah atau sedikit di
bawah permukaan tanah.
b. Pondasi Dalam ( Deep Foundation )
Apabila lapisan tanah kerasnya berada di kedalaman yang letaknya sangat
dalam. Digunakan juga untuk mendukung bangunan yang menahan gaya
angkat ke atas, terutama pada bangunan-bangunan tingkat tinggi yang
dipengaruhi oleh gaya-gaya penggulingan akibat beban angin.
Menurut Nakazawa (1980), untuk memilih pondasi yang memadai, perlu diperhatikan apakah pondasi itu cocok untuk berbagai keadaan di lapangan dan apakah pondasi itu memungkinkan untuk diselesaikan secara ekonomis sesuai dengan jadwal kerjanya. Bila keadaan tersebut ikut dipertimbangkan dalam menentukan macam pondasi, hal- hal berikut ini perlu dipertimbangkan :
1) Keadaan tanah pondasi
2) Batasan-batasan akibat konstruksi di atasnya (superstructure)
3) Batasan-batasan dari sekelilingnya
Berikut ini diuraikan jenis-jenis pondasi yang sesuai dengan keadaan tanah pondasi yang bersangkutan (Nakazawa, 1980) :
(a) Bila tanah pendukung pondasi terletak pada permukaan tanah atau 2-3 meter di
bawah permukaan tanah ; Dalam hal ini pondasinya adalah pondasi telapak
(spread foundation)
(b) Bila tanah pendukung pondasi terletak pada kedalaman sekitar 10 meter di
bawah permukaan tanah ; Dalam hal ini dipakai pondasi tiang atau pondasi
tiang apung ( floating pile foundation ) untuk memperbaiki tanah pondasi.
(c) Bila tanah pendukung pondasi terletak pada kedalaman sekitar 20 meter di
bawah permukaan tanah ; Dalam hal ini, tergantung dari penurunan
(settlement) yang diizinkan. Apabila tidak boleh terjadi penurunan, biasanya
digunakan pondasi tiang pancang (pile driven foundation). Tetapi apabila
ditemukan batu besar (cobble stones) pada lapisan antara, pemakaian kaison
lebih menguntungkan.
(d) Bila tanah pendukung pondasi terletak pada kedalaman sekitar 30 meter di
bawah permukaan tanah ; Biasanya dipakai kaison terbuka, tiang baja atau
tiang yang dicor di tempat.
(e) Bila tanah pendukung pondasi terletak pada kedalaman lebih dari 40 meter di
bawah permukaan tanah ; Dalam hal ini yang paling baik adalah tiang baja dan
tiang beton yang dicor di tempat.
Pondasi tiang dapat dibagi menjadi tiga kategori sebagai berikut :
a.) Tiang perpindahan besar (large displacement pile), yaitu tiang pejal atau berlubang dengan ujung tertutup yang dipancang ke dalam tanah sehingga
terjadi perpindahan volume tanah yang relatif besar. Termasuk dalam tiang
perpindahan besar antara lain, tiang pancang kayu, tiang beton pejal, tiang
beton prategang (pejal atau berlubang), tiang baja bulat (tertutup pada
ujungnya).
b.) Tiang perpindahan kecil (small displacement pile), adalah sama seperti kategori tiang pertama, hanya volume tanah yang dipindahakan saat
c.) Tiang tanpa perpindahan (non displacement pile), terdiri dari tiang yang dipasang di dalam tanah dengan cara menggali atau mengebor tanah.
Termasuk dalam tiang tanpa perpindahan adalah tiang bor, yaitu tiang beton
yang pengecorannya langsung di dalam lubang hasil pengeboran tanah.
2.3.1 Pondasi Tiang
Pondasi tiang adalah bagian-bagian konstruksi yang dibuat dari kayu, beton,
dan/atau baja, yang digunakan untuk mentransmisikan beban-beban permukaan ke
tingkat-tingkat yang lebih rendah dalam massa tanah. Hal ini merupakan distribusi
vertikal dari beban sepanjang poros tiang atau pemakaian beban secara langsung
terhadap lapisan yang lebih rendah melalui ujung tiang pancang (Bowles, 1988).
Gambar 2.4 Panjang dan beban maksimum untuk berbagai macam tipe tiang yang umum dipakai dalam praktek menurut Carson
Tiang tekan hidrolis umumnya digunakan untuk beberapa maksud, antara lain:
1. Untuk meneruskan beban bangunan yang terletak di atas air atau tanah lunak,
ke tanah pendukung yang kuat.
2. Untuk meneruskan beban ke tanah yang relatif lunak sampai kedalaman
tertentu sehingga fondasi bangunan mampu memberikan dukungan yang cukup
untuk mendukung beban tersebut oleh gesekan sisi tiang dengan tanah di
sekitarnya.
3. Untuk mengangker bangunan yang dipengaruhi oleh gaya angkat ke atas akibat
4. Untuk menahan gaya-gaya horizontal dan gaya yang arahnya miring.
5. Untuk memadatkan tanah pasir, sehingga kapasitas dukung tanah tersebut
bertambah.
6. Untuk mendukung fondasi bangunan yang permukaan tanahnya mudah
tergerus air.
2.3.2 Penggolongan Pondasi Tiang
Ada beberapa faktor yang harus dipertimbangkan dalam memilih jenis pondasi tiang pancang yang akan digunakan, yaitu jenis tanah dasar, alasan teknis pada waku pemancangan, dan jenis bangunan yang akan dibangun. Pondasi tiang dapat digolongkan berdasarkan material pembuat nya dan teknik pemasangannya.
A. Pondasi Tiang Tekan Hidrolis Menurut Bahan Pemakaian dan Karakteristik Bahan Penyusunnya (Bowles, 1991)
1. Pondasi Tiang Tekan Hidrolis Kayu
Tiang kayu dibuat dari batang pohon yang cabang-cabangnya telah dipotong
dan biasanya diberi bahan pengawet, dan didorong dengan ujungnya yang kecil sebagai
bagian yang runcing. Namun terkadang ada juga pondasi tiang kayu yang didesain
dengan ujung yang besar. Biasanya pondasi tiang kayu berujung besar digunakan untuk
kasus tanah yang sangat lembek, dimana tanah tersebut akan bergerak kembali
melawan poros dan dengan ujung tebal terletak pada lapisan yang keras untuk
dukungan yang diperbesar.
Buku pedoman ASCE (1959), mengkategorikan tiang pancang sebagai berikut :
Kelas A : Digunakan untuk beban-beban berat dan/atau panjang tak bertopang yang besar. Diameter minimum dari ujungnya adalah 360 mm.
Kelas B : Untuk beban-beban sedang. Diameter ujung tebal minimum 300 mm.
Kelas C : Digunakan di bawah bidang batas air jenuh atau untuk pekerjaan yang bersifat sementara. Diameter ujung nya minimum 300 mm.
Pemakaian tiang kayu merupakan metode tertua dalam penggunaan tiang
sebagai pondasi. Tiang kayu lebih murah dan mudah dalam penanganannya.
tanah. Tiang kayu dapat mengalami pembusukan atau rusak akibat dimakan serangga.
Tiang kayu yang selalu terendam air biasanya lebih awet. Untuk menghindari
kerusakan pada saat pemancangan, ujung tiang dilindungi dengan sepatu dari besi.
Beban maksimum yang dapat dipikul oleh tiang kayu tunggal dapat mencapai 270 –
300 kN.
Gambar 2.5 Pondasi Tiang Kayu
2. Tiang Tekan Hidrolis Beton Pracetak (Precast Concrete Pile)
Tiang beton pracetak yaitu tiang dari beton yang dicetak di suatu tempat dan
kemudian diangkut ke lokasi rencana bangunan. Tiang pancang (precast pile) dapat
dibuat dengan menggunakan penguatan biasa ataupun dengan menggunakan tiang
pancang prategang (prestressed).
Beton prategang yang digunakan dalam konstruksi-konstruksi kuatan harus
memenuhi kriteria sebagai berikut (Bowles, 1991) :
1. Gunakan agregat yang tak bereaksi (tak reaktif);
2. Gunakan 81
2 sampai 10 karung semen per meter kubik dari beton;
3. Gunakan semen jenis V (mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap sulfat);
4. Gunakan perbandingan �
� ≤ 0,53 (perbandingan berat);
5. Gunakan beton –udara (air – entrained concrete) dalam daerah sedang dan
dalam daerah dingin;
Tiang beton umumnya berbentuk prisma atau bulat. Ukuran diameter yang
biasanya dipakai untuk tiang beton yang tidak berlubang diantara 20 sampai 60 cm.
Untuk tiang yang berlubang, diameternya dapat mencapai 100 cm. Panjang tiang beton
pracetak biasanya berkisar diantara 20 sampai 40 m. Untuk tiang beton berlubang bias
mencapai 60 m. Beban maksimum untuk tiang ukuran kecil berkisar diantara 300
sampai 600 kN.
Keuntungan pemakaian pondasi tiang pracetak, antara lain :
1. Bahan tiang dapat diperiksa sebelum pemancangan;
2. Prosedur pelaksanaan tidak dipengaruhi air tanah;
3. Tiang dapat dipancang sampai kedalaman yang dalam;
4. Pemancangan tiang dapat menambah kepadatan tanah granuler.
Kerugian pemakaian tiang pancang pracetak, antara lain :
1. Penggembungan permukaan tanah dan gangguan tanah akibat pemancangan
dapat menimbulkan masalah;
2. Kepala tiang kadang-kadang pecah akibat pemancangan;
3. Pemancangan sulit bila diameter tiang terlalu besar;
4. Pemancangan menimbulkan gangguan suara, getaran dan deformasi tanah yang
dapat menimbulkan kerusakan bangunan di sekitarnya;
5. Banyaknya tulangan dipengaruhi oleh tegangan yang terjadi pada waktu
pengangkutan dan pemancangan tiang.
Gambar 2.6 Pondasi Tiang Precast Reinforced Concrete Pile
Nilai – nilai beban maksimum tiang beton pracetak pada umurnya, yang ditinjau
dari segi kekuatan bahan tiangnya dapat dilihat dalam tabel 2.2
Tabel 2.2 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
3. Tiang Beton Cetak di Tempat ( Cast In Place Pile )
Pondasi tiang dicetak di tempat, dibentuk dengan cara menggali lubang dalam
tanah dan mengisinya dengan beton. Lubang tersebut dapat dibor, tapi lebih sering
dengan memancangkan sebuah sel atau corong (casing) ke dalam tanah.
Tiang beton cetak di tempat terdiri dari dua tipe, yaitu :
1. Tiang yang berselubung pipa;
2. Tiang yang tidak berselubung pipa.
Pada tiang yang berselubung pipa, pipa baja dipancang lebih dulu ke dalam
tanah. Kemudian adukan beton dimasukkan ke dalam lubang. Pada akhirnya nanti, pipa
Pada tiang yang tidak terselubung pipa, pipa baja yang berlubang dipancang
lebih dulu ke dalam tanah. Kemudian adukan beton dimasukkan ke dalam lubang, dan
pipa ditarik keluar ketika atau sudah pengecoran. Jenis tiang ini termasuk tiang Franki.
Keuntungan pemakaian tiang yang dicor di tempat (Sosrodarsono, 1980) :
1. Cocok digunakan pada daerah yang padat penduduknya, karena getaran dan
keruntuhan pada saat melaksanakan pekerjaan sangat kecil.
2. Karena tanpa sambungan, dapat dibuat tiang yang lurus dengn diameter besar,
juga untuk tiang yang lebih panjang.
3. Diameter biasanya lebih besar daripada tiang pracetak, dan daya dukung setiap
tiang juga lebih besar, sehingga tumpuan dapat dibuat lebih kecil.
4. Selain cara pemboran dalam arah berlawanan dengan arah putaran jarum jam,
tanah galian dapat diamati secara langsung dan sifat-sifat tanah pada lapisan
antara atau pada tanah pendukung pondasi dapat langsung diketahui.
5. Pengaruh jelek terhadap bangunan didekatnya cukup kecil.
Kerugian pemakaian tiang yang dicor di tempat (Sosrodarsono, 1980) :
1. Kualitasnya lebih rendah daripada tiang pracetak. Di samping itu, pemeriksaan
kualitas hanya dapat dilakukan secara tidak langsung.
2. Ketika beton dituangkan, dikhawatirkan adukan beton akan bercampur dengan
runtuhan tanah. Oleh karena itu, beton harus segera dituang dengan seksama
setelah penggalian dilakukan.
3. Walaupun penetrasi sampai ke tanah pendukung pondasi dianggap telah
terpenuhi, kadang-kadang terjadi bahwa tiang pendukung kurang sempurna
karena adanya lumpur yang tertimbun di dasar.
4. Karena diameter tiang cukup besar dan memerlukan banyak beton, untuk
pekerjaan yang kecil mengkibatkan banyaknya biaya yang harus dikeluarkan
(tidak ekonomis).
5. Karena pada pemacangan tiang yang berlawanan arah putaran jarum jam
Gambar 2.7 Jenis-jenis tiang pancang cast in place (Bowles, 1991)
4. Tiang Tekan Hidrolis Baja
Jenis-jenis tiang baja ini 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 kelembababn 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
di atas tanah akibat udara (atmosphere corrosion) dapat dicegah dengan pengecatan
seperti pada konstruksi baja biasa.
Gambar 2.8 Pondasi Tiang Baja (Sumber : Bowles, 1991)
5. Tiang Tekan Hidrolis 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. Biaya dan kesuliatan yang timbul dalam
pembuatan sambungan menyebabkan caraa ini diabaikan.
B. Pondasi Tiang Tekan Hidrolis Menurut Teknik Pemasangannya (Nakazawa,
1980)
Pondasi tiang menurut teknik pemasangannya dibagi menjadi dua jenis : tiang
Gambar 2.9 Pondasi Tiang Menurut Pemasangannya (Nakazawa, 2005)
2.3.3. Penyaluran Beban yang Diterima Tiang ke Dalam Tanah
Berikut ini akan dipelajari distribusi tekanan di sekitar fondasi untuk ke dua tipe
tiang, tiang dukung ujung dan tiang gesek, seperti yang disampaikan Chellis (1961).
(a) Tiang Dukung Ujung ( End Bearing Pile )
Pada tiang dukung ujung (end bearing pile), beban struktur didukung
sepenuhnya oleh lapisan tanah keras yang terletak pada dasar atau ujung
bawah tiang.
(b)Tiang Gesek ( Friction Pile )
Pada tiang gesek (friction pile), beban akan diteruskan ke tanah melalui
gesekan antara tiang dengan tanah di sekelilingnya. Bila butiran tanah
sangat halus, tidak akan menyebabkan tanah di antara tiang-tiang menjadi
padat. Sebaliknya, bila butiran tanah kasar maka tanah diantara tiang-tiang
akan semakin padat.
Gambar 2.11 Pondasi Tiang dengan Tahanan Gesek
(Sardjono, 1998)
(c) Tiang Tahanan Lekatan (Adhesive Pile)
Bila tiang dipancangkan di dasar tanah pondasi yang memiliki nilai kohesi
yang tinggi, maka beban yang diterima oleh tiang akan ditahan oleh lekatan
antara tanah di sekitar dan permukaan tiang
Gambar 2.12 Pondasi Tiang dengan Tahanan Lekatan (Sardjono, 1988)
2.4. Sistem Hidrolis (Hydraulic System)
Sistem hidrolis adalah sistem pemancangan pondasi dengan menggunakan
paten dari United States, United Kingdom, China, dan New Zealand. Nama alat yang
digunakan pada sistem ini Jack In Pile.
Sistem ini terdiri dari suatu hydraulic ram yang ditempatkan paralel dengan tiang
yang akan dipancang, dimana untuk menekan tiang tersebut ditempatkan sebuah
mekanisme berupa plat penekan yang berada pada puncak tiang dan juga ditempatkan
sebuah mekanisme pemegang (grip) tiang, kemudian ditekan di dalam tanah. Dengan
sistem ini tiang akan tertekan secara kontinu ke dalam tanah, tanpa suara, tanpa
pukulan dan tanpa getaran.
Penempatan sistem penekan hydraulic yang senyawa dan menjepit dua sisi tiang
menyebabkan didapatnya posisi titik pancang yang cukup presisi dan akurat. Ukuran
diameter piston tergantung dengan besar kapasitas daya dukung mesin tersebut.
Sebagai pembebanan, ditempatkan balok-balok beton pada dua sisi bantalan alat yang
pembebanannya disesuaikan dengan muatan yang dibutuhkan tiang.
Alat lain yang digunakan untuk mendukung kinerja alat ini adalah mobile crane
yang berfungsi untuk mengangkat pondasi tiang dekat ke alat pancang. Mobile crane
sering digunakan dalam proyek berskala menengah,namun proyek tersebut
membutuhkan alat untuk mengangkut bahan-bahan konstruksi yang cukup berat,
termasuk pondasi tiang. Mobile crane digunakan dalam proyek konstruksi yang
memilik area yang cukup luas karena mobile crane mampu bergerak bebas
mengelilingi area proyek [Nunnally, 2000].
Cara kerja alat ini secara garis besar adalah sebagai berikut :
Langkah 1
Tiang pancang diangkat dan dimasukkan perlahan ke dalam lubang
pengikat tiang yang disebut grip, kemudian sistem jack in akan naik dan
memegangi tiang tersebut. Ketika tiang sudah dipegang erat oleh grip,
maka tiang mulai ditekan.
Langkah 2
Alat ini memiliki kabin / ruang kontrol yang dilengkapi dengan oil
akan dikonversikan ke pressure force dengan menggunakan table yang
sudah ada.
Langkah 3
Jika grip hanya mampu menekan tiang pancang sampai bagian pangkal lubang mesin saja, maka penekanan dihentikan dan grip bergerak naik ke
atas untuk mengambil tiang sambungan yang telah disiapkan. Tiang
sambungan (upper) kemudian diangkat dan dimasukkan ke dalam grip.
Setelah itu sistem jack in akan naik dan memegangi tiang tersebut. Ketika
tiang sudah dipegang erat oleh grip, maka tiang mulai ditekan mendekati
pondasi tiang pertama (lower). Penekanan dihentikan sejenak saat kedua
tiang sudah bersentuhan. Hal ini dilakukan guna mempersiapkan
penyambungan ke dua tiang dengan cara pengelasan.
Langkah 4
Untuk menyambung tiang pertama dan tiang kedua digunakan sistem
pengelasan. Agar proses pengelasan berlangsung dengan baik, maka kedua
ujung pondasi tiang yang diberi plat harus benar-benar tanpa rongga.
Pengelasan harus dilakukan dengan ketelitian karena kecerobohan dapat
mengakibatkan kesalahan fatal, yaitu beban tidak tersalur sempurna.
Keunggulan teknik hidrolik sistem ini yang ditinjau dari beberapa segi antara lain :
1. Bebas getaran
Bila suatu proyek dikerjakan berdampingan dengan bangunan ataupun instasi
yang sarat akan instrumentasi yang sedang bekerja, maka teknologi hydraulic
jacking sytem ini akan menyelesaikan masalah wajib bebas getaran terhadap instalasi yang ada tersebut.
2. Bebas pengotoran lokasi kerja dan udara serta bebas dari kebisingan
Teknologi pemancangannya bersih dari asap dan partikel debu (jika
dibandingkan dengan sistem drop hammer) serta bebas dari unsur berlumpur
(jika dibandingkan dengan sistem bore piles). Karena sistem ini juga tidak
bising akibat pukulan pancang seperti sistem drop hammer, maka untuk lokasi
yang membutuhkan ketenangan seperti rumah sakit, ataupun bangunan di
Hydraulic jacking system ini disebut juga dengan teknologi ramah lingkungan (environment friendly).
3. Daya dukung aktual per tiang dapat diketahui
Dengan hydraulic jacking system, daya dukung setiap tiang dapat diketahui dan dimonitor langsung dari manometer yang dipasang pada peralatan
hydraulic jacking system selama proses pemancangan berlangsung. 4. Harga yang ekonomis
Teknologi hydraulic jacking ini tidak memerlukan pemasangan tulangan ekstra
penahan impact pada kepala tiang pancang seperti pada tiang pancang umumnya. Di samping itu, dengan sistem pemancangan yang simpel dan cepat
menyebabkan biaya operasional yang lebih hemat.
5. Dapat digunakan pada lokasi kerja yang terbatas
Karena tinggi alat yang relatif rendah, hydraulic jacking system dapat
digunakan untuk pembangunan basement, ground floor,tau lokasi kerja yang
terbatas. Alat hydraulic jacking system ini dapat dipisahkan menjadi beberapa
komponen sehingga memudahkan untuk dibawa masuk atau keluar lokasi
kerja.
Kekurangan dari hydraulic jacking system ini antara lain :
1. Apabila terdapat batu atau lapisan tanah keras yang tipis pada ujung tiang yang
ditekan, maka hal tersebut akan mengakibatkan kesalahan pada saat
pemancangan.
2. Sulitnya mobilisasi alat pada daerah lunak atau daerah berlumpur (biasanya
pada areal timbunan).
3. Karena hydraulic jacking ini mempunyai berat sekitar 320 ton dan digunakan
pada permukaan tanah yang tidak sama daya dukungnya, maka hal tersebut
akan mengakibatkan posisi alat pancang menjadi menjadi miring bahkan
tumbang. Kondisi seperti ini membahayakan keselamatan pekerja.
4. Pergerakan alat hydraulic jacking ini sedikit lambat, proses pemindahannya
2.5. Kapasitas Daya Dukung Axial Tiang Tekan Hidrolis
Yang dimaksud dengan kapasitas dukung tiang adalah kemampuan atau kapasitas
tiang dalam mendukung beban. Jika satuan yang digunakan dalam kapasitas dukung
pondasi dangkal adalah satuan tekanan (kPa), maka dalam kapasitas dukung tiang
satuannya adalah satuan gaya (kN). Dalam beberapa literatur digunakan istilah pile
capacity atau pile carrying capacity.
Hitungan kapasitas dukung tiang dapat dilakukan dengan cara pendekatan statis
dan dinamis. Hitungan kapasitas dukung tiang secara statis dilakukan menurut teori
mekanika tanah, yaitu dengan cara mempelajari sifat-sifat teknis tanah, sedangkan
hitungan dengan cara dinamis dilakukan dengan menganalisis kapasitas ultimit dengan
data yang diperoleh dari data pemancangan tiang.
2.5.1. Kapasitas Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis dari Hasil Sondir
Kapasitas dukung tiang dapat diperleh dari data uji kerucut statis (CPT) atau
sondir. Tahanan ujung yang termobilisasi pada tiang pancang harus setara dengan tahanan ujung saat uji penetrasi. Fleming et al. (2009) menyarankan untuk tiang
pancang yang ujungnya tertutup maka tahanan ujung satuan tiang sama dengan tahanan
konus (qc), namun untuk tiang pancang yang ujungnya terbuka atau tiang bor, tahanan ujung satuan tiang diambil 70% nya.
Kapasitas dukung ultimit netto (Qu), dihitung dengan persamaan umum :
�� = ��+ �� = ����+���� (2.7)
dimana :
��= kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang (kN) �� = tahanan ujung tiang (kN)
��= tahanan selimut (kN)
�� = luas ujung bawah tiang (cm2 )
�� = luas selimut tiang (cm2)
Dalam menghitung kapsitas daya dukung aksial ultimit (Qu), ada beberapa
metode yang dapat dipakai sebagai acuan. Salah satunya adalah metode Meyerhof.
Daya dukung ultimit pondasi tiang pancang dinyatakan sebagai berikut :
���� = ��� × ��� + (��� ×�) (2.8)
Kapasitas daya dukung pondasi yang diijinkan (����) dapat dihitung dengan rumus :
���� = �� ��
3 +
��� �
5 (2.9)
dimana :
���� = kapasitas daya dukung ultimit pada tiang pancang tunggal (kN)
�� = tahanan ujung sondir (kg/cm2)
�� = luas penampang tiang (cm2)
��� = Jumlah Hambatan Lekat (kg/cm)
� = keliling tiang (cm)
Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik :
���� =��� �
Daya dukung ijin tarik :
����� = ����
3 (2.10)
Daya dukung terhadap kekuatan bahan :
������= ������ × �� (2.11)
dimana :
���� = daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik (kg) ������ = kekuatan yang diijinkan pada tiang (kg)
2.6. Kapasitas Daya Dukung Lateral Tiang Tekan Hidrolis
Gaya tahanan maksimum dari beban lateral yang bekerja pada tiang tunggal adalah
merupakan permasalahan interaksi antara elemen bangunan agak kaku dengan tanah,
yang mana dapat diperlakukan berdeformasi sebagai elastis ataupun plastis.
Tiang vertikal yang menanggung beban lateral akan menahan beban ini dengan
memobilisasi tahanan tanah pasif yang mengelilinginya. Pendistribusian tegangan tanah
pasif akibat beban lateral akan mempengaruhi kekakuan tiang, kekakuan tanah dan
kondisi ujung tiang. Secara umum tiang yang menerima beban lateral dapat dibagi
dalam dua bagian besar, yaitu tiang pendek (rigid pile) dan tiang panjang (elastic pile).
Jika kepala tiang dapat berinteraksi dan berotasi akibat beban geser dan/atau momen
maka tiang tersebut dapat dikatakan berkepala bebas (free head). Sedangkan jika kepala
tiang hanya bertranslasi maka disebut dengan kepala jepit (fixed head). Menurut
McNulty (1956), tiang yang disebut berkepala jepit (fixed head) adalah tiang yang ujung atasnya terjepit dalam pile cap paling sedikit sedalam 60 cm, sedangkan tiang
berkepala bebas (free head) adalah tiang yang ujung atasnya tidak terjepit ke dalam pile
cap atau setidaknya terjepit kurang dari 60 cm.
Beban lateral yang diijinkan pada pondasi tiang diperoleh berdasarkan salah satu
dari dua kriteria berikut :
• Beban lateral ijin ditentukan dengan membagi beban ultimit dengan suatu
faktr keamanan.
• Beban lateral ditentukan berdasarkan defleksi maksimum yang diijinkan.
Metode analisis yang dapat digunakan adalah :
• Metode Broms (1964)
Gambar 2.13 Tiang Panjang Dikenai Beban Lateral (Broms, 1964)
Tabel 2.3 Nilai-nilai nh untuk Tanah Granuler (c = 0)
Kerapatan relatif (Dr) Tak padat Sedang Padat
Interval nilai A 100-300 300 - 1000 1000 - 2000
Nilai A dipakai 200 600 1500
nh pasir terendam air
(kN/m3)
Terzaghi
Reese dkk
1s386 4850 11779
Tabel 2.4 Nilai – nilai nh untuk Tanah Kohesif
Tanah nh (kN/m3) Referensi
Lempung
terkonsolidasi normal
lunak
166 – 3518
277 - 554
Reese dan Matlock (1956)
Davisson – Prakash (1963)
Lempung
terkonsolidasi normal
organik
111 - 277
111 - 831
Peck dan Davidsson (1962)
Davidsson (1970)
Gambut 55
27,7 - 111
Davidsson (1970)
Wilson dan Hilts (1967)
Loess 8033 - 11080 Bowles (1968)
Dari nilai-nilai faktor kekakuan R dan T yang telah dihitung, Tomlinson (1977)
mengusulkan criteria tiang kaku (tiang pendek) dan tiang elastis (tiang panjang) yang
dikaitkan dengan panjang tiang yang tertanam dalam tanah (L). Seperti yang
ditunjukkan pada Tabel 2.8. Batasan ini terutamandigunakan untuk menghitung
Tabel 2.5 Kriteria Tiang Kaku dan Tiang Tidak Kaku (Porous, 1964)
Tipe Tiang Modulus tanah (K) bertambah dengan
kedalaman
Modulus tanah (K) konstan
Kaku L ≤ 2T L ≤ 2R
Tidak Kaku L≤ 4T L≤ 3,5R
2.6.1. Hitungan Tahanan Beban Lateral Ultimit
Pondasi tiang sering dirancang dengan memperhitungkan beban lateral atau
horizontal, seperti beban angin. Gaya lateral yang harus didukung pondasi tiang
tergantung pada rangka bangunan yang mengirim gaya lateral tersebut ke kolom bagian
bawah. Apabila tiang dipasang secara vertikal dan dirancang untuk mendukung gaya
horizontal yang cukup besar, maka bagian atas dari tanah pendukung harus mampu
menahan gaya tersebut sehingga tiang-tiang tidak mengalami gerakan lateral yang
berlebihan.
Derajat reaksi tanah tergantung pada :
a. Kekuatan tiang
b. Kekakuan tanah
c. Kekakuan ujung tiang
Hal pertama yang harus kita lakukan dalam menghitung kapasitas lateral tiang
adalah menentukan apakah tiang tersebut berperilaku sebagai tiang panjang atau tiang
pendek. Hal tersebut dilakukan dengan menentukan faktor kekakuan tiang R dan T.
Untuk tanah berupa lempung kaku terkonsolidasi berlebihan (stiff over
� = ��� � 4
(2.16)
(sumber : Broms, 1964)
dimana :
K = khd = �1
1,5 = modulus tanah
E = modulus elastik tiang
I = momen inersia tiang
d = diameter tiang
2.6.2. Kapasitas Ultimit Tiang Tekan Hidrolis dengan Metode Brooms
a. Tiang Dalam Tanah Kohesif
Broms mengusulkan cara pendekatan sederhana untuk mengestimasi distribusi tekanan tanah yang menahan tiang dalam lempung, yaitu tahanan tanah
dianggap sama dengan nol di permukaan tanah sampai kedalaman 1,5d dan konstan
sebesar 9cu untuk kedalaman yang lebih besar dari 1,5d tersebut. - Tiang Ujung Bebas
Untuk tiang panjang, tahanan tiang terhadap gaya lateral akan ditentukan oleh
momen maksimum yang dapat ditahan tiang itu sendiri (My). Untuk tiang pendek, tahanan tiang terhadap gaya lateral lebih ditentukan oleh tahanan tanah di sekitar tiang.
Pada gamabar dapat dijelaskan bahwa f mendefinisikan letak momen maksimum,
dimana pada titik ini gaya lintang pada tiang sama dengan nol.
�= ��
9��� (2.17)
dan
Gambar 2.14 Mekanisme Keruntuhan pada Tiang Ujung Bebas pada Tanah Kohesif
menurut Broms (a) Tiang Pendek (b) Tiang Panjang
(Broms,1964)
- Tiang Ujung Jepit
Pada tiang ujung jepit, Brooms menganggap bahwa momen yang terjadi pada
tubuh tiang yang tertanam di dalam tanah sama dengan momen yang terjadi di ujung
atas tiang yang terjepit oleh pile cap.
(a) Tiang Pendek (b) Tiang Panjang (Broms, 1964)
Untuk tiang panjang, tahanan ultimit tiang terhadap beban lateral dapat dihitung
dengan persamaan :
�� = 2��
1,5�+0,5� (2.19)
Sedangkan untuk tiang pendek, Hu dapat dicari dengan persamaan :
�� = 9��� ( � −1,5�) (2.20)
����� = �� (0,5�+ 0,75�) (2.21)
(a)
(b)
Gambar 2.16 Grafik Tahanan Lateral Ultimit Tiang Pada Tanah Kohesif
(a) Tiang Pendek (b) Tiang Panjang (Broms, 1964)
Untuk tiang dalam tanah granuler (c = 0), Brooms (1964) berasumsi sebagai
berikut :
1.) Tekanan tanah aktif yang bekerja di belakang tiang diabaikan
2.) Distribusikan tekanan tanah pasif di sepanjang tiang bagian depan sama
dengan tiga kali tekanan tanah pasif Rankine
3.) Bentuk penampang tiang tidak berpengaruh terhadap tekanan tanah
ultimit atau tahanan tanah lateral
4.) Tahanan lateral sepenuhnya termobilisasi pada gerakan tiang yang
diperhitungkan.
Distribusi tekanan tanah dinyatakan oleh persamaan :
�� = 3���� (2.22)
dimana :
�� = tahanan tanah ultimit
�� = tekanan overburden efektif
�� = ���2(450+ �2)
� = sudut geser dalam efektif
- Tiang Ujung Bebas
Untuk tiang pendek, tiang dianggap berotasi di dekat ujung bawah tiang.
Tekanan yang terjadi di tempat ini dianggap dapat digantikan oleh gaya terpusat yang
bekerja pada ujung bawah tiang.
��0.5���3��
�+� (2.23)
Momen maksimum terjadi pada jarak f di bawah permukaan tanah, dimana :
�� = 1,5 ���� �2 (2.24)
�= 0,82 � ��
���� (2.25)
sehingga momen maksimum dapat dinyatakan oleh persamaan
����� =��(�+ 1,5�) (2.26)
Gambar 2.17 Tiang Ujung Bebas pada Tanah Granuler (a) Tiang Pendek
(b) Tiang Panjang (Broms,1964)
- Tiang Ujung Jepit
Untuk tiang ujung jepit yang kaku (tiang pendek), keruntuhan tiang akan
berupa translasi, beban lateral ultimit dinyatakan oleh :
Defleksi Reaksi Tanah Diagram momen
Gambar 2.18 Tiang Ujung Jepit dalam Tanah Granuler menurut Broms (a) Tiang pendek (b) Tiang Panjang (Broms, 1964)
Sedangkan untuk tiang ujung jepit yang tidak kaku (tiang panjang), dimana
momen maksimum mencapai My di dua lokasi (Mu+ = Mu-) maka Hu dapat diperoleh dari persamaan :
�� = 2�� �+0,54�� � ��
��
(2.28)
Gambar 2.19 Grafik Tahanan Lateral Ultimit Tiang pada Tanah Granuler
(Broms, 1964)
2.7. Penurunan Tiang (Settlement)
Menurut Poulus dan Davis (1980), penurunan jangka panjang untuk pondasi
kecil. Hal ini disebabkan karena pondasi tiang direncanakan terhadap dukung ujung dan
kuat dukung friksinya atau penjumlahan dari kedua nya.
Perkiraan penurunan tiang tunggal dapat dihitung berdasarkan :
a. Untuk tiang apung atau friksi
�= �� .�
� .� (2.33)
dimana :
�= ��.��.�ℎ.�� (2.34)
b. Untuk tiang dukung ujung
�= � .�
�� .� (2.35)
dimana :
�= ��.��.��.�� (2.36)
Keterangan :
S = besar penurunan yang terjadi
Q = besar beban yang bekerja
D = diameter tiang
Es = modulus elastisitas bahan tiang
Io = faktor pengaruh penurunan tiang yang tidak mudah mampat (Incompressible) dalam massa semi tak terhingga
Rk = faktor koreksi kemudahmampatan tiang untuk μ = 0,3
Rh = faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada tanah keras Rμ = faktor koreksi angka poisson
Rb = faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung
h = kedalaman
