II . S T U D I F>OSTAKA
“Tapered pile" telah banyak digunakan dan terbukti lebih ekonomis dibandingkan tiang pancang biasa (straight pile) pada lapisan tanah pasir'. Pembahasan berikut ini mengemukakan perbandingan hasil penelitian bearing capacity friction pile antara "straight pile"
dengan "tapered pile".
Pemikiran penggunaan "tapered pile" bermula dari usaha untuk mengatasi kesulitan terhadap keadaan tanah lunak yang tebal sekali sehingga untuk mendapatkan bearing capacity yang memenuhi dibutuhkan tiang pancang yang cukup panjang untuk mencapai lapisan tanah keras.
Usaha untuk mengatasi permasalahan diatas dengan menggunakan point bearing pile yang sangat dalam dirasa tidak efisien lagi sehingga timbul pemikiran untuk memanfaatkan friction bearing pile.
Pada mulanya penerapan friction bearing pile dilakukan oleh penduduk Finlandia (Lindqvist and Petaja,1981) sampai sekitar tahun 1940-an dengan menggunakan tiang pancang kayu yang ujungnya sedikit
meruncing.
Pemikiran awal tersebut oleh beberapa ahli dikembangkan dengan melakukan penelitian terhadap bentuk
"tapered pile" beton untuk menghasiIkan bentuk tiang pancang yang lebih efisien.
1. JENIS PONDASI TIANG
Jenis pondasi tiang berdasarkan kondisi tanah pendukungnya, yang umum kita kenal ada dua macam, yaitu:
- Tiang dengan dukungan ujung ( End Bearing Piles ).
- Tiang dengan dukungan gesekan ( Friction Piles ).
1.1 Tiang dengan Dukungan Ujung {End Bearing Piles) Kegunaan pertama dari pondasi tiang ada1ah untuk menyalurkan beban bangunan kelapisan tanah keras supaya tidak terjadi penurunan dimasa yang akan datang. Beban bangunan dalam hal ini, dianggap bakerja pada ujung bawah tiang dan oleh karena itu kondisi dari lapisan tanah pendukung harus diperhatikan. Beban yang bekerja pada ujung bawah tiang ini disebarkan ke lapisan tanah dibawahnya seperti terlihat pada gambar 2.1.
LAPISAN
!
\
LAPISAN KEnAS
X
PENYEBAnAN 3-5 «
--- LAPISAN LJr<Al<.
Gb 2.1 Bulb of pressure far single end bearing pile
1.2 Tiang denaan Dukunaan Gesekan {Friction Pi 1eg) Pada kondisi tanah yang tidak mempunyal suatu lapisan tanah keras sobagai pendukung, maka seluruh beban bangunan dipikul oleh gesekan dari tanah ke dinding seluruh panjang tiang. Penyebaran beban dari penggunaan friction pile ditunjukkan pada gambar 2.2.
p
III
/ / , / / n
I I'i i\\, . LAPG;V^ LUt^.
1 t ; , I
Gb.2.2 Bulb of ptisssure for single friction pile
Penggunaan friction pile pada suatu lapisan tanah liat yang cukup dalam ditujukan untuk mengurangi intensitas beban yang bekerja dipermukaan tanah dengan menyalurkan beban kekedalaman yang lebih dalam. Sehingga diha- silkan penurunan yang lebih kecil.
2. PERUMUSAN UMUM DAYA DUKUNG PONDASI TIANG KONVENSIONAL
Untuk menghitung daya dukung pondasi tiang, umumnya digunakan rumusan yang tidak memperhatikan faktor-faktor: kemiringan permukaan tiang, kekasaran dan bentuk (shape) permukaan tiang, serta volume tanah yang digantikan oleh tiang tersebut. Rumusan tersebut antara lain dikemukakan oleh Meyerhof (1956), yang mengusulkan bahwa besarnya daya dukung tiang adalah:
P ult = qp . A + fs' . A s
dimana : P ult = Daya dukung ultimate A = Luas pehampang tiang As = Luas selubung tiang
qp = Pile End Resistance =» qc fs ’ = Lekatan tiang » 2 fs
Menurut Norlund (1963) faktor-faktor tersebut diatas (kemiringan, kekasaran, bentuk tiang pancang dan
volume tanah yang digantikan tiang pancang), harus
diperhatikan supaya didapatkan disain yang seekonomis mungkin untuk perencanaan tiang-tiang pancang bangunan.
Williams (1960), telah melakukan "Intercity Viaduct Test" dimana sejumlah variasi tipe tiang pancang dengan kedalaman sama ditest sampai runtuh. Hasil pene- litian Williams (1960) ini kemudian dikembangkan oleh Norland (1963) dalam suatu kurva disain (gambar 2.3) yang dapat dipakai untuk menghitung daya dukung tiang
pancang. Selanjutnya hasil penelitian tersebut dibahas secara lebih terperinci oleh; Berezantzev. et al (1961) serta Biarez,et al (1961).
I
Pn
5
Y -
’1
/j ---—
10--- ^ “
4
/7 It T
1
//
sUwnandid arda
r ijr H
— H
■250
c /■»
too
■<ySO:
ooo
000 (yjs OSO O^TS too l-2S >50
s /f
Gb.2.3 Kurva Disain (setelah Norlund, 1963)
Sebagai catatan, permasalahan yang dibicarakan oleh para ahli tersebut diatas lebih dititik beratkan pada kondisi tanah yang tidak berkohesi.
3. PERUMUSAN UMUM DAYA DUKUNG PONDASI TIANG TAPERED
Daya dukung tiang tapered secara umum dirumuskan oleh Norland (1963) sebagai berikut:
d=D
Pu = Nq.A.PD + 2 P^^^ sin (C0+ 6) sec CO A d d=0
dimana :
Pu = Daya dukung total Nq = Faktor bentuk
A = Luas permukaan tiang
P = Effective overburden pressure
D = Kedalaman ujung tiang dari permukaan tanah K(5 = Faktor yang menunjukkan perbandingan
resultan tegangan normal dan tegangan geser.
CO = Sudut kemiringan tiang
<5 = Sudut geser permukaan tiang C = Parameter minimum dari tiang
d = Kedalaman titik dari permukaan tanah
Diantara faktor-faktor yang dimasukkan dal am rumus diatas, faktor Nq yang dipermasalahkan oleh para ahli berkenaan dengan bentuk tapered dari tiang pancang.
Berezantzev,et al (1961) sudah mempublikasikan bahwa Nq tidak hanya merupakan suatu fungsi sudut gesek (0) tanah tetapi juga merupakan faktor D/B (gambar 2.4). Hal ini
juga diungkapkan oleh Biarez, et al ( 1961).
Gb.2.4 Harga Faktor Nq (Norlund, 1963)
Menurut Peck (1953) kemiringan (tapered) sangat besar pengaruhnya terhadap peningkatan daya dukung.
Pernye.taan yang sama pernah pula diungkapkan oleh V/hangpoo (1921). Hasil percobaan yang dilakukan oleh Whangpoo (1921) menunjukkan bahwa kemiringan tiang dapat meningkatkart gesekan permukaan tiang, hingga 75%
lebih besar dibandingkan gesekan yang dihasilkan oleh
"straight pile". Dengan bertambahnya gaya geser pada permukaan tiang, berarti pula meningkatkan daya dukung- nya .
4. BENTUK DAN URAIAN GAYA PADA PONDASI TIANG TAPERED
Pondasi tiang tapered adalah suatu jenls pondasi da lam yang bentuknya meruncing ke bawah. Pondasi ini masih belum umum dipakai dan masih dalam penelitian.
Uraian gaya yang bekerja pada pondasi ini dapat dilihat pada gambar 2.5.
Gb.2.5 Uraian gaya pada pondasi tiang tapered (Norlund,1963) Tampak pada gambar 2.5 bahwa besarnya Pd yang menyebabkan tekanan tanah pasif bekerja sangat
tergantung pada sudut kemiringan pondasi. Besarnya sudut kemlringan dari pondasi sangat mempengaruhi besarnya gesekan yang terjadl pada tiang pancang.
Kekasaran permukaan tepi tiang pondasi juga akan mempengaruhi besarnya uraian Pd. dimana sudui gesek (5) yang terjadi karena gesekan antara tanah dengan tepi pondas;i tiang sangat tergantung dari jenis tanah diseke)i1ingnya. Besarnya sudut kemiringan optimum tepi
pondasi tiang yang menghasilkan daya dukung terbesar belum dapat diketahui aecara pasti.
5. BESARNYA BEBAN ULTIMATE DARI GRAFIK BEBAN-PENURUNAN
Cara yang paling sederhana untuk menentukan besarnya beban ultimate dari suatu test pembebanan adalah dengan menentukan suatu titik dimana kemiringan dari kurva beban-penurunan yang mendekati nol atau datar seperti pada gambar 2.6 (Vesic, 1963).
BEBAN
Gb.2.6 Grdifik hebait-^penxtxavm untuk menentufsan bgtem batas (Vesic. 1963)
Cara lain yang iebih konsisten dikemukakan De Beer (1967) dengan menentukan titik patah dari kurva log beban-log penurunan dari test pembebanan (gambar 2.7).
Cara lain lagi dikemukakan oleh Cassagrande (1936) (gambar 2.8) dengan menggunakan kurva log beban- penurunan untuk menentukan besarnya beban ultimate.
is
LOG B E B A N
Gb.2.7 Grafik log beban-log penurunan untuk aenentukan tieJban ultimate berdasarkan titik patah (De Beer, 1967)
z<
z c.z>
z
111
Q.
LOG B E B A N
Gb.2.8 Grafik log beJban-penuntnan untuk aenentukan beban ultimate ( Casagrande.1936)
Prosedur selanjutnya adalah menentukan titik c pada bagian kurva yang mempunyai jari-jari minimum.
Melalui titik ini digambarkan sebuah garis singgung c-a dan sebuah garis horizontal c-b. Kemudian digambarkan garis bagi sudut yaitu garis c-e. Dari bagian kurva yang lurus ( Ku ) ditarik garis sehingga memotong garis c-e di d. Absis dari titik d ini adalah beban maksimum yang dapat diterima oleh p o n dasi.
Cara berikutnya dari Japanese standard yang mengu.3ulkan bahwa daya dukung ultimate adalah beban dimana hubungan penurunan - log waktu sudah tidak
1inier.
Gb.2.9 Penentuan beban ultimate tiang berdasarkan Japanese standard.
