ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG PADA PROYEK PEMBANGUNAN JEMBATAN
SEI BABALAN – LANGKAT
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh
Ujian Sarjana Teknik Sipil
Oleh
EMMA DHANI RAHAYU 040404070
BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puja dan puji syukur penulis sampaikan kehadirat Allah
SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahnya kepada penulis, sehingga
dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat serta salam kepada Rasulullah
Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabatnya.
Penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul “Analisis Daya Dukung
Pondasi Tiang Pancang pada Proyek Pembangunan Jembatan Sei
Babalan-Langkat” ini disusun guna melengkapi syarat untuk menyelesaikan jenjang
pendidikan Program Strata satu (S-1) di Universitas Sumatera Utara.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh bantuan
dan saran dari berbagai pihak, maka dalam kesempatan ini penulis ingin
sampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Dr. Ir. St. Roesyanto, MSCE, selaku dosen pembimbing utama yang
telah membimbing penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini;
2. Bapak Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara;
3. Bapak Ir.Terunajaya, MSc, selaku sekretaris Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara;
4. Bapak Ir.Rudi Iskandar, MT, Bapak Dr. Ir. M. Sofyan A.S, Bapak Ir.Anwar
Harahap, selaku dosen pembanding yang telah memberikan masukan dalam
5. Seluruh Dosen dan pegawai Universitas Sumatera Utara khususnya
Departemen Teknik Sipil yang telah mendidik dan membina penulis sejak
awal hingga akhir perkuliahan;
6. Terimakasih yang teristimewa, penulis ucapkan kepada kedua orangtua
tercinta, Hermanto dan Parida Hanum Harahap, yang telah mengasuh,
mendidik, dan membesarkan serta selalu memberikan dukungan baik moral,
material, maupun do’a yang tak henti-hentinya mereka mohonkan kepada
Allah SWT sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Begitu
juga kepada keluarga yang telah memberikan seni kehidupan dan dukungan
yang tiada henti-hentinya kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir
ini;
7. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada rekan-rekan mahasiswa dan
teman-teman yang memberikan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini kemungkinan belum sempurna,
untuk itu penulis dengan tulus dan terbuka menerima kritikan dan saran yang
bersifat membangun demi penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Akhir kata, sekali lagi penulis sampaikan terimakasih kepada pihak yang
telah banyak membantu dan semoga atas bimbingan serta bantuan moral dan
material yang penulis terima mendapat imbalan dari Allah SWT.
Medan, 2010 Penulis,
ABSTRAK
Pondasi tiang atau disebut juga pondasi dalam dipergunakan untuk
konstruksi beban berat (high rise building). Sebelum melaksanakan suatu
pembangunan konstruksi yang pertama-tama dilaksanakan dan dikerjakan
dilapangan adalah pekerjaan pondasi (struktur bawah). Pondasi merupakan suatu
pekerjaan yang sangat penting dalam suatu pekerjaan teknik sipil, karena pondasi
inilah yang memikul dan menahan suatu beban yang bekerja diatasnya yaitu
beban konstruksi atas.
Tujuan dari studi ini untuk menghitung dan membandingkan daya dukung
tiang pancang dari hasil sondir, Standar Penetrasi Test (SPT), dan kalendering.
Serta menghitung penurunan yang terjadi pada tiang pancang.
Metode perhitungan daya dukung untuk data sondir menggunakan metode Aoki
dan De Alencar, untuk data SPT menggunakan metode Mayerhoff.
Hasil perhitungan daya dukung pondasi terdapat perbedaan nilai. Berdasarkan
hasil perhitungan daya dukung tiang tunggal, untuk sondir tiang pertama
165,703 ton dan tiang kedua 241,847 ton. Untuk SPT tiang pertama 235,495 ton
dan tiang kedua 270,397 ton, untuk kalendering tiang pertama 283,058 ton dan
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... i
ABSTRAK ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR NOTASI... vii
BAB I. PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang ... 1
1.2.Tujuan ... 4
1.3.Manfaat ... 4
1.4.Pembatasan Masalah ... 4
1.5.Metode Pengumpulan Data ... 5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1.Umum ... 6
2.2.Tanah ... 8
2.3.Macam-macam Pondasi ... 10
2.4.Penggolongan Pondasi Tiang Pancang ... 12
2.5.Alat Pancang ... 21
2.6.Tiang Dukung Ujung dan Tiang Gesek ... 24
2.7.Uji Penetrasi Standar ... 25
2.8.Uji Sondir ... 31
2.10.Tiang Pancang Kelompok ... 37
2.11.KapasitasKelompok dan Efisiensi Tiang Pancang ... 43
2.12.Penurunan Tiang ... 46
2.13.Penurunan di izinkan ... 54
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1.Data Umum ... 56
3.2.Penjelasan Proyek... 56
3.3.Penjelasan Struktur ... 56
3.4.Data Teknis Tiang Pancang ... 57
3.5.Metode Pengumpulan Data ... 57
3.6.Cara Analisis ... 58
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.Pendahuluan ... 60
4.2.Hasil dan Pembahasan ... 60
4.3.Menghitung penurunan tiang tunggal (single pile), penurunan kelompok tiang (pile group), dan penurunan izin ... 79
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.Kesimpulan ... 84
5.2.Saran ... 85 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
2.1 Faktor F ... 1
2.2 Hubungan Dr, Ф dan N dari pasir ... 26
2.3 SPT hammer efficiencies ... 28
2.4 Borehole, Sampler and Rod correction factors……….. 28
2.5 Faktor empirik Fbdan Fs………. 33
2.6 Nilai faktor empirik untuk tipe tanah yang berbeda... 33
2.7 Effisiensi jenis alat pancang ... 35
2.8 Karakteristik alat pancang diesel hammer………...36
2.9 Perkiraan angka poisson (μ )………...52
4.1 Perhitungan daya dukung ultimate dan ijin tiang pancang (S-I)……...67
4.2 Perhitungan daya dukung ultimate dan ijin tiang pancang (S-2)……..69
4.3 Perhitungan daya dukung tiang pancang pada titik 1 (BH-1)………..70
4.4 Perhitungan beban tiang maksimum ………..………..78
DAFTAR NOTASI
Qu
Q
= Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang
b
Q
= Kapasitas tahanan di ujung tiang
s
q
=
Kapasitas tahanan kulitb
A
=
Kapasitas daya dukung di ujung tiang persatuan luasb
f
=
Satuan tahanan kulit persatuan luas=
Luas di ujung tiangAs
q
=
Luas kulit tiang pancangc
F
=
Perlawanan konuss
F
=
Faktor empirik yang tergantung pada tanahb
N
=
Harga SPT lapangan=
Faktor empirik yang tergantung pada tanahB
=
Lebar/diameter pondasiLb
A
=
Panjang penanaman pondasip
S
=
Luas penampang pileizin
Ep
=
Modulus elastis tiang=
penurunan di izinkanEg = Efisiensi kelompok tiang
Sg
S
= Penurunan kelompok tiang
ABSTRAK
Pondasi tiang atau disebut juga pondasi dalam dipergunakan untuk
konstruksi beban berat (high rise building). Sebelum melaksanakan suatu
pembangunan konstruksi yang pertama-tama dilaksanakan dan dikerjakan
dilapangan adalah pekerjaan pondasi (struktur bawah). Pondasi merupakan suatu
pekerjaan yang sangat penting dalam suatu pekerjaan teknik sipil, karena pondasi
inilah yang memikul dan menahan suatu beban yang bekerja diatasnya yaitu
beban konstruksi atas.
Tujuan dari studi ini untuk menghitung dan membandingkan daya dukung
tiang pancang dari hasil sondir, Standar Penetrasi Test (SPT), dan kalendering.
Serta menghitung penurunan yang terjadi pada tiang pancang.
Metode perhitungan daya dukung untuk data sondir menggunakan metode Aoki
dan De Alencar, untuk data SPT menggunakan metode Mayerhoff.
Hasil perhitungan daya dukung pondasi terdapat perbedaan nilai. Berdasarkan
hasil perhitungan daya dukung tiang tunggal, untuk sondir tiang pertama
165,703 ton dan tiang kedua 241,847 ton. Untuk SPT tiang pertama 235,495 ton
dan tiang kedua 270,397 ton, untuk kalendering tiang pertama 283,058 ton dan
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Sebelum melaksanakan pembangunan suatu konstruksi, pertama sekali
yang dilaksanakan dan dikerjakan dilapangan adalah pekerjaan pondasi ( struktur
bawah ). Pondasi merupakan salah satu pekerjaan yang sangat penting dalam
suatu pekerjaan Teknik Sipil, karena pondasi inilah yang memikul dan menahan
suatu beban yang bekerja diatasnya yaitu beban konstruksi atas.
Pembangunan jembatan tidak lepas dari pembangunan pondasi. Pembangunan
suatu pondasi sangat besar fungsinya pada suatu konstruksi. Pondasi ini akan
menyalurkan tegangan-tegangan yang terjadi pada beban struktur atas kedalam
lapisan tanah yang keras yang dapat memikul beban konstruksi tersebut.
Sejalan dengan hal diatas, pembuatan konstruksi jembatan tidak terlepas
dari pondasi. Pemilihan pondasi harus sesuai dengan kondisi tanah dan pondasi
juga harus mampu memikul beban bangunan yang ada di atasnya. Dalam hal ini
dipakai pondasi tiang pancang karena pondasi ini mampu meneruskan atau
mentransfer beban-beban dari konstruksi di atasnya ke lapisan tanah yang lebih
dalam (lapisan tanah keras). Perencanaan pondasi tiang pancang adalah
menganalisa daya dukung dan efisiensi tiang dengan memperhatikan jenis lapisan
tanah sebelum mendapatkan lapisan tanah keras pada daerah pemasangan.
Pondasi sebagai struktur bawah secara umum dapat dibagi dalam 2 ( dua )
jenis, yaitu pondasi dalam dan pondasi dangkal. Pemilihan jenis pondasi
tergantung pada jenis struktur, apakah termasuk jenis konsrtuksi beban ringan atau
ringan dan kondisi tanah cukup baik, biasanya dipakai pondasi dangkal, tetapi
untuk konstruksi beban berat biasanya jenis pondasi dalam adalah pilihan yang
tepat.
Dalam perencanaan fundasi gedung atau bangunan lain ada dua hal utama yang
harus diperhatikan, yaitu :
a. Daya dukung tanah, yaitu apakah tanah yang bersangkutan cukup kuat
untuk menahan beban fundasi tanpa terjadi keruntuhan akibat menggeser (
shear failure ). Tentu saja hal ini tergantung pada kekuatan geser tanah.
b. Penurunan yang akan terjadi, hal ini tergantung pada macam tanah.
Untuk hal ini penulis mencoba mengkonsentrasikan Tugas Akhir ini pada
perencanaan pondasi dalam, yaitu tiang pancang. Tiang pancang adalah
bagian-bagian konstruksi yang dibuat dari kayu,beton dan baja yang digunakan untuk
menyalurkan beban-beban dari konstruksi diatasnya melewati lapisan tanah
dengan daya dukung rendah kelapisan tanah keras yang mempunyai kapasitas
daya dukung tinggi, dan relative cukup dalam dibanding pondasi dangkal. 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.
Secara umum tiang pancang dapat diklasifiksikan antara lain :
Dari segi bahan ada tiang pancang bertulang, tiang pancang pratekan, tiang
pancang baja dan tiang pancang kayu. Dari segi bentang penampang, tiang
dan bentuk spesifik. Dari segi teknik pemancangan, dapat dilakukan dengan palu
jatuh ( drop hammer ), diesel hammer, dan hydroulic hammer.
Tiang pancang berinteraksi dengan tanah untuk menghasilkan daya
dukung yang mampu memikul dan memberikan keamanan pada stuktur atas.
Untuk menghasilkan daya dukung yang akurat maka diperlukan suatu
penyelidikan tanah yan akurat juga. Ada dua metode yang biasa digunakan dalam
penentuan kapasitas daya dukung tiang pancang yaitu dengan menggunakan
metode statis dan dinamis.
Penyelidikan tanah dengan menggunakan metode statis adalah
penyelidikan sondir dan Standart Penetrasi Test ( SPT ). Penyelidikan sondir
bertujuan untuk mengetahui perlawanan penetrasi konus dan hambatan lekat tanah
yang merupakan indikasi dari kekuatan daya dukung lapisan tanah dengan
menggunakan rumus empiris.
Penyelidikan Standart Penetrai Test ( SPT ) bertujuan untuk mendapatkan
gambaran lapisan tanah berdasarkan jenis dan warna tanah melalui pengamatan
secara visual, sifat-sifat tanah, karakteristik tanah. Data Standart Penetrasi Test (
SPT ) dapat digunakan untuk menghitung daya dukung.
Perencanaan pondasi tiang pancang mencakup rangkaian kegiatan yang
dilasanakan dengan berbagai tahapan yang meliputi studi kelayakan dan
perencanaan teknis. Semua itu dilakukan supaya menjamin hasil akhir suatu
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah :
a. Menghitung dan membandingkan daya dukung tiang pancang dari
hasil sondir,Standart Penetrasi Test, dan kalendering.
b. Menghitung penurunan yang terjadi pada tiang pancang.
1.3 Manfaat
Penulisan Tugas akhir ini diharapkan bermanfaat bagi :
a. Pihak-pihak lain yang membutuhkannya.
b. Sebagai bahan referensi bagi siapa saja yang membacanya, khususnya
bagi mahasiswa yang menghadapi masalah yang sama.
1.4 Pembatasan Masalah
Dalam Penulisan Tugas Akhir ini batasan-batasan yang digunakan adalah :
a. Hanya ditinjau untuk tiang pancang tegak lurus.
b. Hanya ditinjau pada jenis tiang pancang beton pracetak.
c. Tidak meninjau akibat gaya horizontal.
d. Data-data yang diperoleh dari hasil penyelidikan dilapangan yaitu :
- Data hasil sondir
- Data hasil SPT
- Data hasil kalendering
e. Lokasi penyelidikan sebagai studi kasus yaitu : pada Pembangunan
1.5 Metode Pengumpulan Data
Dalam penulisan Tugas Akhir ini dilakukan beberapa cara untuk dapat
mengumpulkan data yang mendukung agar Tugas Akhir ini dapat
diselesaikan dengan baik. Beberapa cara yang dilakukan antara lain :
a. Pengambilan Data
Pengambilan data yang diperlukan dalam perencanaan diperoleh dari
PT. INDAH KARYA ( PERSERO ) selaku konsultan enjinering dan
manajemen, berupa data hasil sondir, hasil SPT, hasil kalendering.
b. Melakukan studi literatur
Membaca buku-buku yang berhubungan dengan masalah yang ditinjau
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Umum
Pondasi ialah bagian dari suatu sistem rekayasa yang meneruskan beban
yang ditopang oleh pondasi dan beratnya sendiri kepada dan kedalam tanah dan
batuan yang terletak dibawahnya.
Dalam perencanaan pondasi untuk suatu konstruksi dapat digunakan
beberapa macam type pondasi.
Pemilihan type pondasi ini didasarkan atas:
• Fungsi bangunan atas (super structure) yang akan dipikul oleh pondasi
tersebut.
• Besarnya beban dan beratnya bangunan atas.
• Keadaan tanah dimana bangunan tersebut akan didirikan.
• Biaya pondasi dibandingkan dengan bangunan atas.
Pemakaian tiang pancang dipergunakan untuk pondasi suatu bangunan
apabila tanah dasar dibawah 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.
Pondasi tiang pancang ini berfungsi untuk memindahkan atau
mentransferkan beban-beban dari konstruksi diatasnya (super structure) ke lapisan
tanah yang lebih dalam. (Sarjono, 1984)
Berikut ini diuraikan jenis-jenis pondasi yang sesuai dengan keadaan tanah
a. Bila tanah pendukung pondasi terletak pada permukaan tanah atau 2-3
meter dibawah permukaan tanah;
Dalam hal ini pondasi telapak (spread foundation).
b. Bila tanah pondasi terletak pada kedalaman sekitar 10 meter dibawah
permukaan tanah;
Dalam hal ini dipakai pondasi tiang atau pondasi tiang apung (floating pile
foundation) untuk memperbaiki tanah pondasi. Jika memakai tiang maka
tiang baja atau tiang beton yang dicor ditempat (cast inplace) kurang
ekonomis, karena tiang tersebut kurang panjang.
c. Bila tanah pendukung pondasi terletak pada sekitar 20 m di bawah
permukaan tanah;
Apabila tidak boleh terjadi penurunan biasanya digunakan pondasi tiang
pancang (pile driven foundation) tetapi bila terdapat batu besar atau
(cobble stones) pada lapisan antara pemakaian kaison lebih
menguntungkan.
d. Bila tanah pendukung pondasi terletak pada kedalaman sekitar 30 meter
dibawah permukaan tanah;
Biasanya dipakai kaison terbuka tiang baja atau tiang yang dicor ditempat.
e. Bila tanah pendukung terletak pada kedalaman lebih dari 40 meter
dibawah permukaan tanah;
Dalam hal ini yang paling baik adalah tiang baja dan tiang beton yang
Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan didalam pemilihan tiang
pancang antara lain :
a. Tipe dari tanah dasar yang meliputi jenis tanah dasar dan cirri-ciri
topografinya.
b. Jenis bangunan yang akan dibuat.
c. Alasan teknis pada waktu pelaksanaan pemancangan.
Tiga indikator yang dipertimbangkan didalam pemilihan tipe tiang yang dianggap
penting,
yaitu :
a. Intensitas pembebanan (gross loading intensity)
b. Kemungkinan jumlah titik pembebanan (probable number of loading
points).
2.2. Tanah
Tanah didefenisikan sebagai material yang terdiri dari agregrat
( butiran) mineral-mineral padat yang 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 diantara partikel-partikel padat tersebut.
Tanah berguna sebagai bahan bangunan pada berbagai macam pekerjaan
teknik sipil, disamping itu tanah berfungsi juga sebaga pendukung pondasi
2.2.1 Deskripsi Tanah
Tanah dapat dideskripsikan berdasrkan sifat-sifatnya, BS 5930 [ref 1.3]
memberikan petunjuk rincian deskripsi tanah.Berdaarkan standar tersebut,
tipe-tipe dasar tanah adalah
- Berangkal (boulders)
- Kerakal (cobbles)
- Kerikil (gravel)
- Pasir (sand)
- Lanau (silt)
- Lempung(clay)
Tanah terdiri dari 3 komponen, yaitu udara, air dan bahan padat. Udara dianggap
tidak mempunyai pengaruh teknis, sedangkan air sangat mempengaruhi sifat-sifat
teknis tanah. Ruang diantara butiran-butiran, sebagian atau seluruhya dapat terisi
oleh air atau udara. Bila rongga tersebut terisi air seluruhnya, tanah dikatakan
dalam kondisi jenuh. Bila rongga terisi oleh udara dan air, tanah pada kondisi
jenuh sebagian (partially saturated). Tanah kering adalah tanah yang tidak
2.3. Macam-macam Pondasi
Pondasi adalah bagian terendah bangunan yang meneruskan beban
bangunan ketanah atau batuan yang berada dibawahnya. Klasifikasi pondasi
dibagi 2 (dua) yaitu:
1. Pondasi dangkal
Pondasi dangkal adalah pondasi yang mendukung beban secara
langsung seperti :
a. Pondasi telapak yaitu pondasi yang berdiri sendiri dalam
mendukung kolom.
b. Pondasi memanjang yaitu pondasi yang digunakan untuk
mendukung sederetan kolom yang berjarak dekat sehingga bila
dipakai pondasi telapak ssinya akan terhimpit satu sama lainnya.
c. Pondasi rakit (raft foundation) yaitu pondasi yang digunakan
untuk mendukung bangunan yang terletak pada tanah lunak atau
digunakan bila susunan kolom-kolom jaraknya sedemikian dekat
disemua arahnya, sehingga bila dipakai pondsi telapak,
sisi-sisinya berhimpit satu sama lainnya
2. Pondasi dalam
Pondasi dalam adalah pondasi yang meneruskan beban bangunan ke
tanah keras atau batu yang terletak jauh dari permukaan, seperti:
a. Pondasi sumuran (pier foundation) yaitu pondasi yang merupakan
digunakan bila tanah dasar yang kuat terletak pada kedalaman
yang relatif dalam, dimana pondasi sumuran nilai kedalaman (Df)
dibagi lebarnya (B) lebih besar 4 sedangkan pondasi dangkal
Df/B ≤ 1.
b. Pondasi tiang (pile foundation), digunakan bila tanah pondasi
pada kedalaman yang normal tidak mampu mendukung bebannya
dan tanah kerasnya terletak pada kedalaman yang sangat dalam
(Gambar 2.1e). Pondasi tiang umumnya berdiameter lebih kecil
dan lebih panjang dibanding dengan pondasi sumuran (Bowles,
1991).
(a) (b)
(d) (e)
Gambar 2.1 Macam-macam tipe pondasi : (a) Pondasi memanjang, (b) Pondasi
telapak, (c) Pondasi rakit, (d) Pondasi sumuran, (e) Pondasi tiang
Sumber : Hardiyatmo, 1996
2.4. Penggolongan Pondasi Tiang Pacang
2.4.1. Menurut bahan yang digunakan tiang pancang dibagi empat, yakni :
1. Tiang pancang kayu
2. Tiang pancang beton
a. precast Reinforced concrete pile
penampangnya dapat berupa:
- Lingkaran
- Segi empat
- Segi delapan
c. Cast in Place:
- Franki
- Raymond
- Simplex
3. Tiang Pancang Baja:
- H pile
- Pipe File
4. Tiang Pancang Komposite:
a. Kayu-Beton
b. Baja-Beton
1. Tiang Pancang Kayu
Pemakaian tiang pancang kayu ini adalah cara tertua dalam penggunaan
tiang pancang sebagai pondasi. Tiang kayu akan tahan lama dan tidak mudah
busuk apabila tiang kayu tersebut dalam keadaan selalu terendam penuh bdibawah
mula air tanah. Tiang pancang dari kayu akan lebih cepat rusak atau busuk apabila
dalam keadaan kering dan basah yang selalu berganti, sedangkan pengawetan
serta pemakaian obat-obatan pengawet untuk kayu akan hanya menunda atau
memperlambat kerusakan daripada kayu, akan tetapi tidak akan dapat melindungi
Oleh karena itu, pemakaian pondasi untuk bangunan-bangunan permanen
(tetap) yang didukung oleh tiang pancang kayu, maka puncak daripada tiang
pancang tersebut harus selalu lebih rendah daripada ketinggian muka air tanah
terendah. Pada pemakain tiang pancang dari kayu biasanya tidak diizinkan untuk
menahan muatan lebih tinggi dari 25 sampai 30 ton untuk setiap tiang.
Tiang pancang ni sangat cocok untuk daerah rawa dan daerah-daerah
dimana sangat banyak terdapat hutan kayu seperti didaerah Kalimantan, sehingga
mudah memperoleh balok/tiang kayu yang panjang dan lurus dengan diameter
yang cukup besar untuk digunakan sebagai tiang pancang.
2. Tiang Pancang Beton
a. Precast reinforced concrete pile
Precast reinforced concrete pile adalah tiang pancang dari beton bertulang
yang dicetak dan dicor dalam acuan beton (bekisting). Kemudian setelah
cukup kuat (keras) lalu diangkat dan dipancangkan seperti pada tiang
pancang kayu.
Tiang pancang ini dapat memikul beban yang besar (lebih besar 50 ton
untuk setiap tiang), hal ini tergantung dari dimensinya.
•
Bentuk-bentukpenampang
•
Segi empat
•
Segi delapan
b. Precast prestressed concrete pile
Tiang pncang Precast prestressed concrete pile adalah tiang pancang beton
yang dalam pelaksanaan pencetakannya sama seperti pembuatan beton
prestess, yaitu dengan menerik besi tulanganny ketika dicor dan dilepas
setelah beton mengeras. Untuk tiang pancang jenis ini biasanya dibuat oleh
pabrik yang khusus membuat tiang pancang, utuk ukuran dan panjangnya
dapat dipesan langsung sesuai dengan yang diperlukan.
c. Cast in place
Tipe ini dicor setempat dengan jalan dibuatkan lubang terlebih dahulu
dalam tanah dengan cara mengebor tanah seperti pada pengeboran tanah
pada waktu penyelidikan tanah.
Pada cast in place ini dapat dilaksanakan dengan dua cara:
1. Dengan pipa baja yang dipancangkan kedalam tanah , kemudian diisi dengan
beton dan ditumbuk sambil pipa baja tersebut ditarik keatas.
2. Dengan pipa baja yang dipancangkan kedala tanah, kemudian diisi dengan
beton, sedangkan pipa baja tersebut tetap tinggakl didalam tanah.
Tiang franki adalah termasuk salah satu tipe dari tiang beton yang dicor
setempat (cast in place pile) Franki-pile
Tiang Raymond ini termasuk salah satu tipe dari tiang beton yang dicor
setempat, tiang Raymond makin keujung bawah diameternya makin kecil
Karena itu untuk panjang tiang yang relative pendek akan menghasilkan
tahanan yang lebih besar dibandingkan dengan tiang yang prismatis
(dimeterny constant sepanjang tiang). Tiang Raymond ni terdiri dari pipa
shell yang tipis terbuat dari baja dengan diberi alur berspiral sepanjang
pipa.
Tipe tiang ini dapat dipancang melalui tanah yang lembek (kurang
compact), maupun kedalaman tanah yang keras. Setelah pipa ditarik
bidang keliling (kulit) beton langsung menekan tanah disekitarnya karena
itu tanah harus cukup kuat dan compact untuk mendapatkan beton yang
cukup padat. Kalau tanah tidak cukup kuat dan compact maka dalam pipa
dimasukkan shell pipa yang tipis dengn diameter yang lebih kecil
daripada diameter pipa luar, kemudian beton dicor dan pipa sebelah luar
ditarik keatas. Simplex Concrete Pile
3. Tiang Pancang Baja (Steel Pile)
Kebanyakan penampang tiang pancang baja ini berbentuk propel H,
karena terbuat dari baja maka kekuatan dari tiang ini sendiri adalah sangat besar
sehingga dalam transport dan pemancangan tidak menimbulkan bahaya patah
seperti halnya pada tiang pancang beton precast.
Jadi, pemakaian tiang pancang baja ini akan sangat berfaedah apabila kita
memerlukan tiang pancang yang panjang dengan tahanan ujung yang besar.
Tingkat pada tiang pancang baja sangat berbeda-beda terhadap texture (susunan
butir) dari komposisi tanah, panjang tiang yang berada dalam tanah dan keadaan
kelembaban tanah (moisture contact).
Karatan pada bagian tiang yang berada di dalam tanah
a. Pada tanah yang mempunyai texture yang kasar/kesap, maka karat yang
terjadi karena adanya sirkulasi air dalam tanah tersebut hampir mendekati
keadaan karat yang terjadi pada udara terbuka (atmosper).
b. Pada tanah liat (clay) yang mana kurang mengandung oxygen maka akan
menghasilkan tingkat karat yang mendekati keadaan seperti karat yang
terjadi karena terendam air.
c. Pada lapisan pasir yang dalam letaknya dan terletak dibawah lapisan tanah
yang padat akan sedikit sekali mengandung oxygen maka lapisan pasir
tersebut juga akan menghasilkan karat yang kecil sekali pada tiang
pancang baja.
Pada umumnya tiang pancang baja akan berkarat dibagian atas yang dekat
dengan permukaan tanah. Hal ini disebabkan karena Aerated-condition (keadaan
udara pada pori-pori tanah) pada lapisan tanah tersebut dan adanya bahan-bahan
organis dari air tanah. Hal ini dapat ditanggulangi dengan memoles tiang pancang
tersebut dengan ter (coaltar) atau dengan sarung beton sekurang-kurangnya 20” (
60 cm) dibawah MAT.
Karat/korosi yang terjadi karena udara, pada bagian tiang yang terletak diatas
Menurut penyelidikan para ahli tanah-tanh yang dapat menyebabkan karat
antara lain ialah:
Tanah-tanah yang korosive
- Tanah-tanah rawa
- Tanah-tanah yang mengandung alkali
Bahan-bahan yang terdapat didalam tanah yang dapat menyebabkan karat
antara lain adalah
- Timbunan arang (coal-storage)
- Asam (acid)
- Bahan-bahan buangan dari industry dan tambang
Karat dapat pula disebabkan oleh, Anacroabatic Bacteria dan Acroabatic Bacteria.
4. Composite Pile
Yang dimaksud composite pile ini adalah tiang pancang yang terdiri dari
dua bahan yang berbeda , yang bekerja bersama-sama sehingga merupakan satu
tiang. Composite pile ini dapat berupa, beton dan kayu maupun beton dan baja.
Tiang ini terdiri dari tiang pancang kayu untuk bagian yang dibawah muka air
tanah sedangkan bagian atas adalah beton. Kelemahan tiang ialah pada tempat
2.4.2 Pondasi tiang pancang menurut pemasangannya
Pondasi tiang pancang menurut cara pemasangannya dibagi dua bagian
besar, yaitu :
A. Tiang pancang pracetak
Tiang pancang pracetak adalah tiang pancang yang dicetak dan dicor
didalam acuan beton (bekisting), kemudian setelah cukup kuat lalu diangkat dan
dipancangkan. Tiang pancang pracetak ini menurut cara pemasangannya terdiri
dari :
1. Cara penumbukan
Dimana tiang pancang tersebut dipancangkan kedalam tanah dengan cara
penumbukan oleh alat penumbuk (hammer).
2. Cara penggetaran
Dimana tiang pancang tersebut dipancangkan kedalam tanah dengan cara
penggetaran oleh alat penggetar (vibrator).
3. Cara penanaman
Dimana permukaan tanah dilubangi terlebih dahulu sampai kedalaman
tertentu, lalu tiang pancang dimasukkan, kemudian lubang tadi ditimbun lagi
dengan tanah. Cara penanaman ini ada beberapa metode yang digunakan :
a. Cara pengeboran sebelumnya, yaitu dengan cara mengebor tanah
sebelumnya lalu tiang dimasukkan kedalamnya dan ditimbun kembali.
b. Cara pengeboran inti, yaitu tiang ditanamkan dengan mengeluarkan
tanah dari bagian dalam tiang.
c. Cara pemasangan dengan tekanan, yaitu tiang dipancangkan kedalam
d. Cara pemancaran, yaitu tanah pondasi diganggu dengan semburan air
yang keluar dari ujung serta keliling tiang, sehingga tidak dapat
dipancangkan kedalam tanah.
B. Tiang yang dicor ditempat (cast in place pile)
Tiang yang dicor ditempat (cast in place pile) ini menurut teknik
penggaliannya terdiri dari beberapa macam cara yaitu :
1. Cara penetrasi alas
Cara penetrasi alas yaitu pipa baja yang dipancangkan kedalam tanah
kemudian pipa baja tersebut dicor dengan beton.
2. Cara penggalian
Cara ini dapat dibagi lagi urut peralatan pendukung yang digunakan antara
lain :
a. Penggalian dengan tenaga manusia
Penggalian lubang pondasi tiang pancang dengan tenaga manusia
adalah penggalian lubang pondsi yang masih sangat sederhana dan
merupakan cara konvensional. Hal ini dapat dilihat dengan cara
pembuatan pondasi dalam, yang pada umumnya hanya mampu
dilakukan pada kedalaman tertentu.
b. Penggalian dengan tenaga mesin
Penggalian lubang pondasi tiang pancang dengan tenaga mesin adalah
penggalian lubang pondasi dengan bantuan tenaga mesin, yang
2.5. Alat Pancang (Driving Equipment)
Untuk memancangkan tiang pancang kedalam tanah dipakai alat pancang
( Pile Driving Equipment).
Bagian-bagian yang penting dalam alat pancang.
a. Pemuku l (hammer)
Bagian ini biasanya terbuat dari baja massif/pejal yang berfungsi sebagai
palu untuk memukul tiang pancang agar asuk kedalam tanah.
b. Leader
Bagian ini merupakan jalan (truck) untuk bergeraknya pemukul (hammer)
keatas dan kebawah.
Macam-macam leader:
1. Fixed leader (leader tetap)
2. Hanging leader (Leader gantung)
3. Swinging leader (Leader yang dapat berputar dalam bidang vertical)
c. Tali/kabel
Pada Drop-hammer kabel ini berguna untuk menarik pemukul (hammer)
keatas sampai pada tnggi jatuh tertentu.
d. Mesin uap
Untuk menggerakkan pemukul (hammer) pada single atau double acting
Pada dasarnya alat-alat pancang itu ada tiga macam, yaitu: Macam-macam alat pancang
1. Drop hammer
2. Single-acting hammer
3. Double-acting hammer
1. Drop Hammer
Prinsip kerjanya:
Penumbuk (hammer) ditarik keatas dengan kabel dan kerekan sampai
mencapai tinggi jatuh tertentu, kemudian penumbuk (hammer) jatuh bebas
menimpa kepada kepala tiang pancang. Alat pancang ini bekerjanya sangat
lambat jika dibandingkan dengan alat-alat yang lain dan jarang
dipergunakan dalam pembangunan konstruksi berat dan modern.
2. Single Acting Hammer
Prinsip kerjanya:
Pemukul (hammer) diangkat keatas dengan tenaga uap sampai mencapai
tinggi jatuh tertentu, kemudian penumbuk (hammer) jatuh bebas menimpa
kepala tang pancang. Jadi disini tenaga uap hanya dipergunakan untuk
mengangkat hammer saja.
3. Double Acting Hammer
Prinsip kerjanya:
Penumbuk (hammer) diangkat keatas dengan tenaga uap sampai mencapai
tinggi jatuh tertentu, Kemudian penumbuk (hammer) tersebut ditekan
kecepatan yang lebih besar daripada Single-Acting Hammer maupun Drop
Hammer.
Pada pekerjaan pemancangan tiang pancang beton precast yang berat
kedalam lapisan tanah yang padat seperti pada stiff clay, compact
gravel dan sebagainya maka akan sesuai bila kita pilih alat pancang
yang mempunyai berat penumbuk (hammer) yang besar, tinggi jatuh
yang pendek, kecepatan hammer yang rendah pada saat hammer
menimpa tiang pancang.
Pemilihan type alat pancang dan berat penumbuk (hammer)
Dengan keadaan alat pancang seperti diatas akan diperoleh lebih
banyak energi yang disalurkan pada penurunan tiang pancang dan
mengurangi kerusakan-kerusakan pada kepala tiang pancang akibat
pemancangan. Tipe alat pancang yang sesuai dengan pekerjaan ini
adalah tipe Single-acting hammer.
Bila pada pemancangan tiang pancang yang ringan atau tiang pipa
pada tanah padat akan sesuai bila dipergunakan Double-acting
hammer.
Pada pemancangan tiang-tiang pancang dan baja yang berbentuk pipa
tipis sering terjadi pipa tersebut rusak sebelummencapai pada
kedalaman yang direncanakan, hal ini dapat dihindari dengan
menggunakan hammer yang lebih ringan, memperpanjang waktu
penumbukan dan memperlebar jarak tiang (spacing).
Hubungan antara berat penumbuk (hammer) dengan berat tiang
B = 0,5P + 600 kg
Dimana:
B = berat palu penumbuk (hammer), kg
P = berat tiang pancang
2.6. Tiang Dukung Ujung dan Tiang Gesek
Ditinjau dari cara mendukung beban, tiang dapat dibagi menjadi 2 (dua)
macam (Hardiyatmo, 2002), yaitu :
1. Tiang dukung ujung (end bearing pile) adalah tiang yang kapasitas
dukungnya ditentukan oleh tahanan ujung tiang. Umumnya tiang
dukung ujung berada dalam zone tanah yang lunak yang berada diatas
tanah keras. Tiang-tiang dipancang sampai mencapai batuan dasar atau
lapisan keras lain yang dapat mendukung beban yang diperkirakan
tidak mengakibatkan penurunan berlebihan. Kapasitas tiang
sepenuhnya ditentukan dari tahanan dukung lapisan keras yang berada
dibawah ujung tiang.
2. Tiang gesek (friction pile) adalah tiang yang kapasitas dukungnya
lebih ditentukan oleh perlawanan gesek antara dinding tiang dan tanah
disekitarnya. Tahanan gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah
“ Tiang dukung ujung” “ Tiang gesek”
“ Tiang ditinjau dari cara mendukung bebannya “
Sumber : Hardiyatmo, 2002 2.7. Uji Penetrasi Standar ( 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), sudut geser tanah
(Ф) berdasarkan nilai jumlah pukulan (N).
Pengujian SPT ini terdiri dari :
1. Pemancangan alat pengambil contoh bahan silinder belah standar
kedalam tanah di dasar lubang bor.
2. Perhitungan banyaknya pukulan untuk memasukkan tabung sejarak
305 mm ( 12 inci ) yang terakhir untuk mendapatkan bilangan N.
3. Dengan menggunakan massa pendorong ( atau palu ) sebesar 63,5
kg yang jatuh bebas dari ketinggian 760 mm ( 30 inci )
Buku catatan ( log ) pemboran menunjukkan penolakan dan pengujian dihentikan
1. Diperlukan 50 kali pukulan untuk setiap pertambahan 150 mm
2. Telah dicapai 100 kali pukulan
3. 10 pukulan berturut tidak menunjukkan kemajuan.
Persamaan Meyerhof dengan menaikkan daya dukung ijin sebesar kira-kira 50
persen sehingga :
qa Kd
= tekanan dukung yang di izinkan untuk So = 25 mm
d = ≤1,33
B D
1+ 0,33 ( seperti yang dianjurkan oleh Mayerhof , 1965 )
Faktor F adalah sebagai berikut :
Perkiraan kapasitas daya dukung pondasi tiang pancang pada tanah kohesif
dan tanah non kohesif didasarkan pada data uji lapangan SPT, ditentukan dengan
perumusan sebagai berikut :
1. Daya dukung pondasi tiang pada tanah non kohesif
Qp
(
Mayerhoff)
NTahanan ujung ultimate ( KN )
p = Luas penampang tiang pancang ( m2
N
)
1
N
= Harga rata-rata dari dasar ke 10D ke atas
2
2. ... Tahanan geser selimut tiang pada tanah non kohesif
= Harga rata-rata dari dasar ke 4D ke bawah
Qs = dukung pondasi tiang pada tanah kohesif
Qp = 9 x cu x Ap ...
Dimana:
Ap = Luas penampang tiang ( m2
c
)
u = Kohesi Undrained ( KN/m2
c
)
u = N-SPT x 10 3 2
x
4. ... Tahanan geser selimut tiang pada tanah kohesif
Qs = α x cu
Dimana:
x p x Li ... ( 2.4 )
α = Koefisien Adhesi antara tanah dan tiang
cu = Kohesi Undrained ( KN/m2
Li = Panjang Lapisan tanah ( m ) )
P = Keliling Tiang ( m )
2.8. Uji Sondir
Penyondiran adalah proses pemasukan suatu lobang tusuk kedalam tanah
dan dengan bantuan manometer yang terdapat pada alat sondir tersebut.
Adapun tujuan dari pemeriksaan ini yaitu untuk mengetahui hambatan
lekat tanah dan perlawana penetrsi konus yang merupakan indikasi dari
kekuatan tanahnya., dan juga dapat menentukan dalamnya berbagai
lapisan yang berbeda. Perlawanan penetrasi konus adalh perlaanan tanah
Sedangkan hambatan lekat adalah perlawanan geser tanah terhadap
selubung konus dalam gaya persatuan panjang.
Didalam perencanaan pondasi tiang pancang (pile), data tanah sangat
diperlukan dalam merencanakan kapasitas daya dukung (bearing capacity) dar
tiang pancang sebelum pembangunan dimulai, guna menentukan kapasitas daya
dukung ultimit dari tiang pancang. Kapasitas daya dukung ultimit ditentukan
dengan persamaan sebagai berikut :
Qu = Qb + Qs = qbAb + f.As
dimana :
... ( 2.5 )
Qu
Q
= Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang.
b
Q
= Kapasitas tahanan di ujung tiang.
s
q
= Kapasitas tahanan kulit.
b
A
= Kapasitas daya dukung di ujung tiang persatuan luas.
b = Luas di ujung tiang.
f = Satuan tahanan kulit persatuan luas.
As
Dalam menentukan kapasitas daya dukung aksial ultimit (Q = Luas kulit tiang pancang.
u
Aoki dan Alencar mengusulkan untuk memperkirakan kapasitas dukung
ultimit dari data Sondir. Kapasitas dukung ujung persatuan luas (q
) dipakai
Metode Aoki dan De Alencar.
b) diperoleh
qb
qca (base) = Perlawanan konus rata-rata 1,5D diatas ujung tiang, 1,5D
dibawah ujung tiang dan Fb
Tahanan kulit persatuan luas (f) diprediksi sebagai berikut :
adalah faktor empirik
tergantung pada tipe tanah.
F = qc
(side) = Perlawanan konus rata-rata pada masinglapisan sepanjang
tiang.
s
F
= Faktor empirik yang tergantung pada tipe tanah.
b = Faktor empirik yang tergantung pada tipe tanah.
Faktor Fbdan Fs diberikan pada Tabel 2.2 dan nilai-nilai faktor empirik αs
Tabel 2.2 Faktor empirik F diberikan pada Tabel 2.3
bdan Fs
Tipe Tiang Pancang Fb Fs
Tiang Bor 3,5 7,0
Baja 1,75 3,5
Beton Pratekan 1,75 3,5
Tabel 2.3 Nilai faktor empirik untuk tipe tanah yang berbeda
Pasir kelanauan 2,0 Pasir berlanau
dengan lempung 2,8
Lempung
berpasir
dengan lanau 2,8
Pasir kelanauan
dengan
lempung
2,4 Lanau 3,0
Lempung
berlanau
dengan pasir
3,0
Pasir
berlempung
dengan lanau
2,8
Lanau
berlempung
dengan pasir
3,0 Lempung
berlanau 4,0
Pasir
berlempung 3,0
Lanau
berlempung 3,4 Lempung 6,0
Sumber : Titi & Farsakh, 1999
Pada umumnya nilai αs untuk pasir = 1,4 persen, nilai αs untuk lanau = 3,0
persen dan nilai αs untuk lempung = 1,4 persen.
Untuk menghitung daya dukung tiang pancang berdasarkan data hasil
pengujian sondir dapat dilakukan dengan menggunakan metode Meyerhoff.
Daya dukung ultimate pondasi tiang dinyatakan dengan rumus :
Qult = (qc x Ap)+(JHL x K11
dimana :
) ... ( 2.8 )
Qult = Kapasitas daya dukung tiang pancang tunggal.
JHL = Jumlah hambatan lekat.
K11
Daya dukung ijin pondasi dinyatakan dengan rumus : = Keliling tiang.
= Kapasitas daya dukung ijin pondasi.
c
A
= Tahanan ujung sondir.
p
Untuk perencanaan daya dukung tiang pancang dari hasil kalendering ada
dua metode yaitu metode Danish Formula dan metode Gates.
Formula Danish banyak digunakan untuk menentukan apakah suatu tiang
pancang tunggal telah mencapai daya dukung yang cukup pada kedalaman
tertentu, walaupun pada prakteknya kedalaman dan daya dukung tiang telah
ditentukan sebelumnya. Kapasitas daya dukung tiang berdasarkan metode Danish
Formula adalah :
Pu
η = Effisiensi alat pancang.
E = Energi alat pancang yang digunakan.
S = Banyaknya penetrasi pukulan diambil dari kalendering dilapangan.
A = Luas penampang tiang pancang.
Ep = Modulus elastis tiang.
Tabel 2.4 Effisiensi jenis alat pancang
Jenis Alat Pancang Effisiensi
Pemukul jatuh (drop hammer) 0.75 - 1.00 Pemukul aksi tunggal (single acting hammer) 0.75 - 0.85 Pemukul aksi double (double acting hammer) 0.85 Pemuku l diesel (diesel hammer) 0.85 - 1.00
Sumber : Teknik Pondasi 2, Hardiyatmo, Hary Christady, 2003
Tabel 2.5 Karakteristik alat pancang diesel hammer
Type
Tenaga Hammer Jlh.
Pukulan Permenit
Berat Balok Besi Panjang
kN-m Kip-ft Kg-cm kN Kips Kg
K 150 379.9 280 3872940 45 - 60 147.2 33.11 15014.4 K 60 143.2 105.6 1460640 42 - 60 58.7 13.2 5987.4 K 45 123.5 91.1 1259700 39 - 60 44 9.9 4480 K 35 96 70.8 979200 39 - 60 34.3 7.7 3498.6 K 25 68.8 50.7 701760 39 - 60 24.5 5.5 2499
Sumber : Buku Katalog KOBE Diesel Hammer
Cara pengambilan grafik data kalendering hasil pemancangan tiang
adalah:
1. Kertas grafik ditempelkan pada dinding tiang pemancang sebelum
tiang tertanam keseluruhan dan proses pemancangan belum selesai.
2. Kemudian alat tulis diletakkan diatas sokongan kayu dengan tujuan
agar alat tulis tidak bergerak pada saat penggambaran grafik penurunan
tiang kekertas grafik ketika berlangsung pemancangan tiang.
3. Pengambilan data ini diambil pada saat kira-kira penurunan tiang
4. Hasil kalendering pemancangan tiang yang diambil pada 10 pukulan
terakhir, kemudian dirata-ratakan sehingga diperoleh penetrasi titik
perpukulan (s).
Metode Gates juga sering dipergunakan dalam perhitungan daya dukung
tiang karena formula ini sederhana dan dapat dipergunakan dilapangan
dengan cepat. Metode ini digunakan dengan rumus :
Pu = a eh.Eb(blogs ... ( 2.11 )
Pijin
SF Pu
= ... ( 2.12 )
dimana :
Pu
P
= Kapasitas daya dukung ultimate tiang.
ijin
a = Konstanta.
= Daya dukung ijin tiang pancang.
b = Konstanta.
eh = Effisien baru.
Eb = Energi alat pancang
s = Banyaknya penetrasi pukulan diambil dari kalendering dilapangan.
2.10. Tiang Pancang Kelompok (Pile Group)
Pada keadaan sebenarnya jarang sekali kita dapati tiang pancang yang
berdiri sendiri (Single Pile), akan tetapi kita sering mendapatkan pondasi tiang
pancang dalam bentuk kelompok (Pile Group).
Di atas pile group biasanya diletakkan suatu konstruksi poer (footing) yang
mempersatukan kelompok tiang tersebut. Dalam perhitungan poer
dianggap/dibuat kaku sempurna, sehingga :
- Bila beban-beban yang bekerja pada kelompok tiang tersebut
menimbulkan penurunan, maka setelah penurunan bidang poer
tetap merupakan bidang datar.
- Gaya yang bekerja pada tiang berbanding lurus dengan
(a)
(b)
Gambar 2.2 Pola-pola kelompok tiang pancang khusus : (a) Untuk kaki tunggal,
(b) Untuk dinding pondasi
Sumber : Bowles, 1991
2.10.1. Jarak antar tiang dalam kelompok
Berdasarkan pada perhitungan. Daya dukung tanah oleh Dirjen Bina
Marga Departemen P.U.T.L. diisyaratkan :
S ≥ 2,5 D
S ≥ 3 D
S = Jarak masing-masing.
D = Diameter tiang.
Biasanya jarak antara 2 tiang dalam kelompok diisyaratkan minimum
0,60 m dan maximum 2,00 m. Ketentuan ini berdasarkan pada
pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :
1. Bila S < 2,5 D
Pada pemancangan tiang no. 3 (Gambar 2.3) 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 lebih dahulu.
2. Bila S > 3 D
Apabila S > 3 D maka tidak ekonomis, karena akan memperbesar
ukuran/dimensi dari poer (footing).
Pada perencanaan pondasi tiang pancang biasanya setelah jumlah tiang
pancang dan jarak antara tiang-tiang pancang yang diperlukan kita tentukan, maka
kita dapat menentukan luas poer yang diperlukan untuk tiap-tiap kolom portal.
Bila ternyata luas poer total yang diperlukan lebih kecil dari pada setengah
luas bangunan, maka kita gunakan pondasi setempat dengan poer di atas
kelompok tiang pancang.
Dan bila luas poer total diperlukan lebih besar daripada setengah luas
bangunan, maka biasanya kita pilih pondasi penuh (raft fondation) di atas
Gambar 2.3 Pengaruh tiang akibat pemancangan
Sumber : Sardjono Hs, 1988
2.10.2. Perhitungan pembagian tekanan pada tiang pancang kelompok 2.10.2.1 .Kelompok tiang pancang yang menerima beban normal sentris
Beban yang bekerja pada kelompok tiang pancang dinamakan bekerja
secara sentris apabila titik rangkap resultan beban-beban yang bekerja berimpit
dengan titik berat kelompok tiang pancang tersebut. Dalam hal ini beban yang
diterima oleh tiap-tiap tiang pancang adalah :
Gambar 2.4 Beban mormal sentris pada kelompok tiang pancang
N =
n V
... ( 2.13 )
dimana :
N = Beban yang diterima oleh tiap-tiap tiang pancang.
V = Resultant gaya-gaya normal yang bekerja secara sentris.
n = banyaknya tiang pancang.
2.10.2.2. Kelompok tiang pancang yang menerima beban normal eksentris
Gambar 2.5 Beban mormal eksentris pada kelompok tiang pancang
Sumber : Sardjono Hs, 1988
Reaksi total atau beban aksial pada masing-masing tiang adalah jumlah
dari reaksi akibat beban-beban V dan My, yaitu :
Qi = .2
x x M
n
V y i
Σ
± ... ( 2.14 )
dimana :
Qi = Beban aksial pada tiang ke-i.
V = Jumlah beban vertikal yang bekerja pada pusat kelompok tiang.
xi = Absis atau jarak tiang ke pusat berat kelompok tiang ke tiang
My = Momen terhadap sumbu y.
∑x2
= Jumlah kuadrat jarak tiang-tiang ke pusat berat kelompok tiang.
2.10.2.3. Kelompok tiang yang menerima beban normal sentris dan momen yang bekerja pada dua arah
Kelompok tiang yang bekerja dua arah (x dan y), dipengaruhi oleh beban
vertikal dan momen (x dan y) yang akan mempengaruhi terhadap kapasitas daya
dukung tiang pancang.
Gambar 2.6 Beban sentris dan momen kelompok tiang arah x dan y
Sumber : Sardjono Hs, 1988
Untuk menghitung tekanan aksial pada masing-masing tiang adalah
sebagai berikut :
Qi = .2 .2
y y M x
x M
n
V y i x i
Σ ± Σ
± ... ( 2.15 )
dimana :
Qi = Beban aksial pada tiang ke-i.
My = Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu y.
n = Banyaknya tiang pancang dalam kelompok tiang pancang (pile
group).
xi,yi
∑x
= Absis atau jarak tiang ke pusat berat kelompok tiang ke tiang
nomor-i.
2
∑y
= Jumlah kuadrat absis-absis tiang pancang.
2
= Jumlah kuadrat ordinat-ordinat tiang pancang.
2.11. Kapasitas Kelompok dan Efisiensi Tiang Pancang
Jika kelompok tiang dipancang dalam tanah lempung lunak, pasir tidak
padat, atau timbunan, dengan dasar tiang yang bertumpu pada lapisan kaku, maka
kelompok tiang tersebut tidak mempunyai resiko akan mengalami keruntuhan
geser umum, asalkan diberikan faktor aman yang cukup terhadap bahaya
keruntuhan tiang tunggalnya. Akan tetapi, penurunan kelompok tiang masih tetap
harus dipancang secara keseluruhan ke dalam tanah lempung lunak.
Pada kelompok tiang yang dasarnya bertumpu pada lapisan lempung
lunak, faktor aman terhadap keruntuhan blok harus diperhitungkan, terutama
untuk jarak tiang-tiang yang dekat. Pada tiang yang dipasang pada jarak yang
besar, tanah diantara tiang-tiang bergerak sama sekali ketika tiang bergerak
kebawah oleh akibat beban yang bekerja (Gambar 2.7a). Tetapi, jika jarak
tiang-tiang terlalu dekat, saat tiang-tiang turun oleh akibat beban, tanah diantara tiang-tiang-tiang-tiang
juga ikut bergerak turun. Pada kondisi ini, kelompok tiang dapat dianggap sebagai
satu tiang besar dengan lebar yang sama dengan lebar kelompok tiang. Saat tanah
keruntuhannya disebut keruntuhan blok (Gambar 2.7b). Jadi, pada keruntuhan
blok, tanah yang terletak diantara tiang bergerak kebawah bersama-sama dengan
tiangnya. Mekanisme keruntuhan yang demikian dapat terjadi pada tipe-tipe tiang
pancang maupun tiang bor.
(a) (b)
Gambar 2.7 Tipe keruntuhan dalam kelompok tiang : (a) Tiang tunggal,
(b) Kelompok tiang
Sumber : Hardiyatmo, 2002
Umumnya model keruntuhan blok terjadi bila rasio jarak tiang dibagi
diameter (S/D) sekitar kurang dari 2 (dua). Whiteker (1957) memperlihatkan
bahwa keruntuhan blok terjadi pada jarak 1,5d untuk kelompok tiang yang
berjumlah 3x3, dan lebih kecil dari 2,25d untuk tiang yang berjumlah 9x9.
Kapasitas ultimit kelompok tiang dengan memperlihatkan faktor efisiensi
tiang dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :
dimana :
Qg = Beban maksimum kelompok tiang yang mengakibatkan
keruntuhan.
Eg = Efisiensi kelompok tiang.
n = Jumlah tiang dalam kelompok.
Qa = Beban maksimum tiang tungga l.
Beberapa persamaan efisiensi tiang telah diusulkan untuk menghitung
kapasitas kelompok tiang, namun semuanya hanya bersifat pendekatan.
Persamaan-persamaan yang diusulkan didasarkan pada susunan tiang, dengan
mengabaikan panjang tiang, variasi bentuk tiang yang meruncing, variasi sifat
tanah dengan kedalaman dan pengaruh muka air tanah. Salah satu dari
persamaan-persamaan efisiensi tiang tersebut, yang disarankan oleh Converse-Labarre
Formula, sebagai berikut :
Eg = 1 – θ
Eg = Efisiensi kelompok tiang.
m = Jumlah baris tiang.
n' = Jumlah tiang dalam satu baris.
θ = Arc tg d/s, dalam derajat.
s = Jarak pusat ke pusat tiang (lihat Gambar 2.8)
Gambar 2.8 Definisi jarak s dalam hitungan efisiensi tiang
Sumber : Hardiyatmo, 2002
2.12. Penurunan Tiang
Dalam bidang teknik sipil ada dua hal yang perlu diketahui mengenai
penurunan, yaitu :
a. Besarnya penurunan yang akan terjadi.
b. Kecepatan penurunan.
Istilah penurunan (settlement) digunakan untuk menunjukkan gerakan titik
tertentu pada bangunan terhadap titik referensi yang tetap. Umumnya, penurunan
yang tidak seragam lebih membahayakan bangunan dari pada penurunan totalnya.
Gambar 2.9 Contoh kerusakan bangunan akibat penurunan
a. Pada gambar (a), dapat diperhatikan jika tepi bangunan turun lebih
besar dari bagian tengahnya, bangunan diperkirakan akan retak-retak
pada bagian tengahnya.
b. Pada gambar (b), jika bagian tengah bangunan turun lebih besar,
bagian atas bangunan dalam kondisi tertekan dan bagian bawah
tertarik. Bila deformasi yang terjadi sangat besar, tegangan tarik yang
berkembang dibawah bangunan dapat mengakibatkan retakan-retakan.
c. Pada gambar (c), penurunan satu tepi/sisi dapat berakibat keretakan
pada bagian c.
d. Pada gambar (d), penurunan terjadi berangsur-angsur dari salah satu
tepi bangunan, yang berakibat miringnya bangunan tanpa terjadi
Selain dari kegagalan kuat dukung (bearing capacity failure) tanah, pada
setiap proses penggalian selalu dihubungkan dengan perubahan keadaan tegangan
didalam tanah. Perubahan tegangan pasti akan disertai dengan perubahan bentuk,
pada umumnya hal ini yang menyebabkan penurunan pada pondasi (Hardiyatmo,
1996).
2.12.1. Perkiraan penurunan tiang tunggal
Menurut Poulus dan Davis (1980) penurunan jangka panjang untuk
pondasi tiang tunggal tidak perlu ditinjau karena penurunan tiang akibat
konsolidasi dari tanah relatif kecil. Hal ini disebabkan karena pondasi tiang
direncanakan terhadap kuat dukung ujung dan kuat dukung friksinya atau
penjumlahan dari keduanya (Hardiyatmo, 2002).
Perkiraan penurunan tiang tunggal dapat dihitung berdasarkan :
a. Untuk tiang dukung ujung
S =
D Es
I Q
. .
... ( 2.18 )
dimana : I = Io . Rk . Rb . R
dengan :
μ
S = Penurunan untuk tiang tunggal.
Q = Beban yang bekerja
Io
R
= Faktor pengaruh penurunan untuk tiang yang tidak mudah mampat
(Gambar 2.10).
k
R
= Faktor koreksi kemudah mampatan tiang (Gambar 2.11).
h = Faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada tanah
Rμ
R
= Faktor koreksi angka Poisson μ (Gambar 2.13).
b
h = Kedalaman total lapisan tanah dari ujung tiang ke muka tanah. = Faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung (Gambar 2.14).
D = Diameter tiang.
Gambar 2.11 Koreksi kompresi, Rk (Poulos dan Davis)
Gambar 2.13 Koreksi angka Poisson, Rμ
Sumber : Hardiyatmo, 2002
Gambar 2.14 Koreksi kekakuan lapisan pendukung, Rb
Pada Gambar 3.10,3.11, dan 3.12, K adalah suatu ukuran kompresibilitas
relatif dari tiang dan tanah yang dinyatakan oleh persamaan :
(Poulos dan Davis)
K =
s A p E
R E .
... ( 2.19 )
dimana : RA 2
. 4
1 d
Ap
π =
dengan :
K = Faktor kekakuan tiang.
Ep
E
= Modulus elastisitas dari bahan tiang.
s
E
= Modulus elastisitas tanah disekitar tiang.
b
Perkiraan angka Poisson (μ) dapat dilihat pada Tabel 2.8 Terzaghi
menyarankan nilai μ = 0,3 untuk tanah pasir, μ = 0,4 sampai 0,43 untuk tanah
lempung. Umumnya, banyak digunakan μ = 0,3 sampai 0,35 untuk tanah pasir dan
μ = 0,4 sampai 0,5 untuk tanah lempung.
Tabel 2.6 Perkiraan angka poisson (μ )
Macam Tanah μ
Lempung jenuh
Lempung tak jenuh
Lempung berpasir
Lanau
Berbagai metode tersedia untuk menentukan nilai modulus elastisitas
tanah (Es), antara lain dengan percobaan langsung ditempat yaitu dengan
menggunakan data hasil pengujian krucut statis (sondir). Karena nilai
laboratorium dari Es
E
tidak sangat baik dan mahal untuk mendapatkan (Bowles,
1977). Bowles memberikan persamaan yang dihasilkan dari pengumpulan data
pengujian kerucut statis (sondir), sevagai berikut :
s = 3qc
E
(untuk pasir) ... ( 2.20a )
s = 2 sampai 8qc
Dari analisa yang dilakukan secara mendetail oleh meyerhof, untuk nilai
modulus elastisitas tanah dibawah ujung tiang (E
(untuk lempung) ... ( 2.20b )
b) kira-kira 5-10 kali harga
modulus elastisitas tanah di sepanjang tiang (Es
Q = Beban yang bekerja
Qs
ξ = Koefisien dari skin friction = Tahanan gesek
Ep = Modulus elastisitas
2.12.2. Pekiraan penurunan kelompok tiang (pile
group)
Pada hitungan pondasi tiang, kapasitas izin tiang sering lebih didasarkan
pada persyaratan penurunan. Penurunan tiang terutama bergantung pada nilai
banding tahanan ujung dengan beban tiang. Jika beban yang didukung pertiang
lebih kecil atau sama dengan tahanan ujung tiang, penurunan yang terjadi
mungkin sangat kecil.
Rumus penurunan kelompok tiang adalah :
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Data Umum
Data umum dari proyek pembangunan Jembatan Sei Babalan Langkat
adalah sebagai berikut:
1. Nama Proyek : Proyek Pembangunan Jembatan Sei Babalan Langkat
2. Lokasi Proyek: Terletak pada Km 85+900 Medan pada ruas jalan Medan -
Banda Aceh, Kecamatan Sei Lepan Langkat, kurang lebih 5 Km dari Kota
Pangkalan Brandan ke arah Banda Aceh.
3. Jenis Pondasi : Tiang Pancang diameter 45 cm
4. Konsultan : PT. INDAH KARYA
3.2. Penjelasan Proyek.
Jembatan memiliki bentang total 60.0m, memiliki 2 lajur (2 arah)
dengan lebar masing masing 3.50 m dengan 2 x 0.25 m marginal
strip, dan 2 x 1.0 m trotoar tanpa median. Jembatan difungsikan
sebagai perlintasan di atas sungai.
3.3. Penjelasan Struktur. • Bangunan Bawah.
Tiang pancang pracetak-pratekan silendris dengan diameter 45cm,
digunakan sebagai jenis pondasi dalam perencanaan struktur. Kedalaman
tanah lunak pada pilar yang ditemukan cukup dangkal yaitu sekitar < 10m
dijadikan alasan penggunaan tiang pancang ini. Selain itu, tiang pancang
akan dibangun dekat dengan daerah laut. Metoda pemancangan yang
mungkin dilakukan untuk pondasi pilar, mengingat kedalaman air yang
cukup tinggi di tengah bentang adalah penggunaan ponton.
• Bangunan Atas
Jembatan terdiri dari 3 bentang, yaitu dengan konfigurasi 23.45m – 14.0m
– 23.45m. Jenis bangunan atas yang digunakan untuk menopang pelat
lantai adalah balok beton pracetak-pratekan dengan metode segmental.
Penggunaan beton pracetak-pratekan fabrikasi adalah dengan alasan agar
mutu dari struktur bangunan atas terutama balok dapat dijamin.
3.4. Data Teknis Tiang Pancang
Adapun data-data dari tiang pancang tersebut, yaitu :
1. Panjang Tiang Pancang : 20 m
2. Diameter Tiang Pancang : Ø 450 mm
3. Mutu Beton Tiang Pancang : K-250
4. Mutu Baja : U 39
3.5 Metode Pengumpulan Data
Penulis memperoleh data dari pihak konsultan yaitu PT. Indah Karya
berupa data :
- hasil sondir
- hasil SPT
3.6 Cara Analisis
Dalam perhitungan perencanaan pondasi tiang pancang ini penulis
melakukan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang antara lain :
a. Dari data sondir dengan metode Aoki dan De Alencar
b. Dari data SPT dengan metode Meyerhoff
c. Dari data kalendering dengan metode Danish Formula
2. Menghitung penurunan tiang tunggal (single pile), dan penurunan kelompok
Bagan alir penelitian MULAI
PERSIAPAN
PENGUMPULAN DATA
ANALISA DATA
a. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang.
b. Menghitung Penurunan.
ANALISIS HASIL PERHITUNGAN
KESIMPULAN
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pendahuluan
Pada bab ini akan di apliksikan metode perhitungan daya dukung pondasi
tiang pancang. Perhitungan daya dukung dari metode yang dilakukan dengan
memakai data hasil uji lapangan .
Adapun data yang diperoleh pada proyek ini antara lain :
1. Data hasil penyelidikan Sondir,
2. Data hasil SPT,
3. Data kalendering,
4.2. Hasil dan Pembahasan
4.2.1. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang
4.2.1.1. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang dari data sondir
Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang dengan metode Aoki
dan De Alencar dilapangan pada titik 1 ( S1 ) dan titik 2 ( S2 )
A. Pada titk 1 ( S1 ) diperoleh data sondir yaitu :
Data tiang pancang :
Diameter tiang (D) = 45 cm
Keliling tiang pancang (O) = π x 45 cm
Luas tiang pancang (Ab
= 1589,625 cm 2
a. Perhitungan kapasitas dukung ujung tiang (Q 2
b)
Kedalaman Perlawanan konus
(meter) (kg/cm2
Gambar 4.1 Perkiraan nilai qca
Nilai q
(base)
ca
q
diambil rata-rata seperti dalam gambar 4.1
ca
Dari persamaan (2.6), kapasitas dukung ujung persatuan luas (q 2
= 147094,514 kg = 147,094 ton
b. Perhitungan kapasitas dukung kulit (Qs)
Gambar 4.2 Nilai qc
Dari persamaan (2.7), kapasitas dukung kulit persatuan luas (f) : (side) pada titik sondir 1 (S-4)
Kapasitas dukung kulit (Q
Dari persamaan (2.5), Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang
pancang (Qu
Q
kapasitas ijin tiang (Qa
Q
B. Pada titik 2 (S-2) diperoleh data sondir, yaitu :
Data tiang pancang :
Diameter tiang (D) = 45 cm
Keliling tiang pancang (O) = π x 45 cm
= 141,428 cm
Luas tiang pancang (Ab 4
= 1591,071 cm 2
a. Perhitungan kapasitas dukung ujung tiang (Qb)
Kedalaman Perlawanan konus
(meter) (kg/cm2
Gambar 4.3 Perkiraan nilai qca
Nilai q
(base)
ca
q
diambil rata-rata seperti dalam gambar 4.3
ca
Dari persamaan (2.6), kapasitas dukung ujung persatuan luas (qb
q
b. Perhitungan kapasitas dukung kulit (Qs)
Gambar 4.4 Nilai qc (side) pada titik sondir 2 (S-2)
Dari persamaan (2.7), kapasitas dukung kulit persatuan luas (f) :
f = qc
Kapasitas dukung kulit (Q
Dari persamaan (2.5), Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang
pancang (Qu
Q
kapasitas ijin tiang (Qa
Q
Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang dengan metode
Meyerhoff pada titik 1 (S-4) dan titik 2 (S-7)
A. Perhitungan pada titik 1 (S-1) :
Dari persamaan (2.8), kapasitas daya dukung tiang pancang tunggal (Qult):
Qult = (qc . Ap) + (JHL . K11
= (7,00 . 1589,625) + (9,00 . 141,428) )
= 12,400 ton
Dari persamaan (2.9), kapasitas daya dukung ijin pondasi (Qijin
Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik :
Tult = JHL . K
= 9,00 . 141,428 11
= 1272,852 kg = 1,272 ton
Daya dukung ijin tarik :
Qijin
Daya dukung terhadap kekuatan bahan :
Ptiang = σbeton . A
= 250 kg/cm tiang
2
. 1589,625 = 397,406 ton
Tabel 4.1 Perhitungan daya dukung ultimate dan ijin tiang pancang (S-4)
Kedalaman PPK Ap JHL K11
Qult Qijin
(Meter) (qc) (cm2) Kg/cm2 cm
Kg/cm2 ton ton
0 0,00 1589,625 0,00 141,428 0,000 0,000
1 7,00 1589,625 9,00 141,428 12,400 3,963
2 21,00 1589,625 24,00 141,428 36,776 11,806
3 59,00 1589,625 62,00 141,428 102,556 33,016
4 30,00 1589,625 32,00 141,428 52,214 16,801
5 12,00 1589,625 14,00 141,428 21,055 6,754
11 15,00 1589,625 17,00 141,428 26,248 8,428
12 9,00 1589,625 11,00 141,428 15,862 5,080
13 39,00 1589,625 42,00 141,428 67,935 21,853
B. Perhitungan pada titik 2 (S-2) :
Dari persamaan (2.8), kapasitas daya dukung tiang pancang tunggal (Qult):
Qult = (qc . Ap) + (JHL . K11
= (17,00 . 1589,625) + (19,00. 141,428) )
= 29,710 ton
Dari persamaan (2.9), kapasitas daya dukung ijin pondasi (Qijin
Q
Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik :
Tult = JHL . K
= 9,00 . 141,428 11
= 1272,852 kg = 1,272ton
Daya dukung ijin tarik :
Qijin
Daya dukung terhadap kekuatan bahan :
Ptiang = σbeton . A
= 250 kg/cm tiang
2
