Minimalisasi Jumlah Tiang dalam Group Pile Melalui Pemilihan Bentuk Dasar
Penampang Pondasi Tiang pada Tanah Lempung
(Number of Pole Minimization in Pile Group through Election of Basic Form of Cross Section Foundation on Clay)
ISNANIATI,RIDUWAN
ABSTRACT
Having very small coefficient of seepage, wide clog, ,soil bearing capacity is very low., create the complexity of clay. The pole foundation is what frequently used in clay. Mostly the hard layer of clay soil is far lying under ground along with the rare use of hexagonal foundation which had widely been circular and rectangular. Minimizing the pole in pile group is one of the alternatives to reduce the construction budget. By comparing the pole circle-basis, rectangular, and hexagonal section with variation of dimension 0.3; 0.35; 0.4m, an investigation to the number of pole in pile group based on SPT for vertical soil bearing capacity as well as lateral Brooms method at each cross-sectional shape of the pole is carried out. The results obtained shows similar diameter which finds the number of poles at least up to the highest, in the pile group is a consecutive sequence of rectangular cross-sectional shape of the first, second is a circle, and the third is a hexagon. The percentage of number of rectangular pole 78% from circular and 73% from hexagonal shape.
Keywords:Coefficient of seepage, clog soil bearing capacity, SPT, nhitung
PENDAHULUAN
Tanah lempung lunak merupakan tanah yang bermasalah apabila di atasnya didirikan suatu bangunan, terutama bangunan bertingkat. Suatu daerah yang tanahnya merupakan tanah lempung umumnya letak tanah kerasnya berada jauh dibawah permukaan tanah. Tanah lempung mempunyai koefisien rembesan yang sangat kecil, kompresibilitasnya yang tinggi, daya
dukung yang sangat rendah,
kemampumampatan yang besar (Isnaniati, 2011).
Pondasi tiang merupakan pondasi yang biasa dipakai untuk kondisi tanah lempung yang letak tanah kerasnya berada jauh di bawah permukaan tanah dan pemilihan bentuk dasar penampang tiang akan sangat mempengaruhi besarnya daya dukung tanah. Suatu pondasi dikatakan aman apabila dalam perencanaannya memperhitungkan besarnya daya dukung tanah dan penurunan total. Langkanya penggunaan bentuk penampang tiang segienam dan banyaknya penggunaan bentuk penampang tiang lingkaran dan segiempat di lapangan juga mendasari penelitian ini untuk memberikan
alternatif model bentuk penampang tiang tersebut.
Penelitian ini hanya diaplikasikan pada jenis tanah lempung daerah Surabaya dengan cara membandingkan penampang tiang bentuk lingkaran dan segiempat yang pernah diteliti sebelumnya serta penampang tiang segienam yang akan diteliti, diperoleh perilaku macam-macam bentuk dasar penampang tiang berupa besarnya daya dukung pondasi, jumlah tiang dalam group pile dan besarnya penurunan. Dengan demikian dapat diperoleh besarnya daya dukung tanah yang paling besar , jumlah tiang dalam group pile yang paling sedikit.
LANDASAN TEORI
Daya Dukung Pondasi Tiang Berdasarkan Uji SPT
Daya dukung pondasi merupakan kemampuan pondasi / tanah dalam menerima beban dari atas yang diwujudkan dalam bentuk daya dukung ultimate atau daya dukung tanah maximum pada pondasi ,
dengan:
Qult : daya dukung tanah ultimate pada
pondasi (ton)
Qp : resistance ultimate di dasar pondasi(ton)
Qs : resistance ultimate akibat lekatan
lateral (ton)
Daya dukung ultimate menurut “Luciano
Decourt 1982”
Resistance ultimate didasar pondasi :
Qp = qp.Ap = ( Np .K ).Ap (2) dengan:
qp : tegangan di ujung tiang (ton/m2) Np : harga rata-rata SPT di sekitar 4B di
atas hingga 4B di bawah dasar tiang pondasi.
Ap ; luas penampang dasar tiang (m2)
B : diameter tiang (m)
K : Koefisien karakteristik tanah , Sebagai berikut:
12 t/m2 : 117,7 Kpa, untuk lempung
20t/m2 : 196 Kpa, untuk lanau berlempung
25 t/m2 : 245 Kpa, untuk lanau berpasir
40 t/m2 : 392 Kpa, untuk pasir
Resistance ultimate akibat lekatan lateral : Qs = qs.As = (
Ns
/3+1).As (3)dengan:
qs : tegangan akibat lekatan lateral (ton/m2)
Ns
: harga rata-rata SPT sepanjang tiangyang tertanam , dengan batasan : 3 N
50
As : keliling x panjang tiang yang terbenam
(luas selimut tiang)
Faktor Koreksi
Harga N di bawah muka air harus dikoreksi menjadi N’ berdasarkan perumusan sebagai berikut (Terzaghi & Peck):
N’ = 15 + 0.5 (N – 15) (4)
dengan:
N : Jumlah pukulan kenyataan di lapangan di bawah muka air tanah.
Daya Dukung Ijin Vertikal Tiang (Qvijin)
Daya dukung ijin tiang (
Qv
ijin) dilakukandengan membagi daya dukung ultimate terhadap safety factor (angka keamanan)
QV ijin =
SF
Qult
(5) Nilai angka keamanan (SF) ,untuk pondasi adalah 2 s/d 4 sedangkan untuk tiang pancang minimum 2,5 (Tomlinson). Hal ini dilakukan untuk mengantisipasi adanya variasi lapisan tanah.
Daya Dukung Kelompok Tiang (Group Pile)
Pada saat tiang merupakan bagian dari sebuah group , daya dukungnya mengalami modifikasi karena pengaruh dari group tiang tersebut. Dari problema ini dapat dibedakan dua fenomena sebagai berikut:
Pengaruh group disaat pelaksanan
pemancangan tiang-tiang.
Pengaruh group akibat sebuah beban
yang bekerja.
Pada saat tiang dipancang dalam tanah kohesif jenuh air , kenaikan tegangan air pori dapat
menurunkan shear resistance dari tanah
disekelilingnya hingga 15 s/d 30% ( brooms)
Untuk memulihkan kekuatan semula,
diperlukan waktu yang bervariasi tergantung dari jenis tanah dan cara eksekusi tiang pondasinya. Beberapa variasi waktu tersebut adalah : Tipe tanah Tipe pondasi Pasir padat Lanau dan pasir lepas jenuh air Lempung Tiang dibor 1 bln 1 bln 1 bln Tiang
dipancang 8 hari 20 hari 1 bln
Proses pemancangan dapat menurunkan
kepadatan di sekeliling tiang untuk tanah yang sangat padat. Namun untuk kondisi tanah didominasi oleh pasir lepas atau dengan tingkat kepadatan di sekitar tiang sedang, pemancangan dapat menaikkan kepadatan bila jarak antara tiang 7 s/d 8 diameter.
Untuk daya dukung group pondasi harus dikoreksi terlebih dahulu dengan apa yang disebut koefisien koreksi Ce
Qult(goup) = Qult(1tiang) x n x Ce (6)
dengan:
n = jumlah tiang dalam group Ce = koefisien koreksi
Koefisien Koreksi menurut Converse-Labarre Ce = 1 1 2 . 90 ) / arctan( 1 n m o S φ (7) dengan: ø : diameter tiang (B) (m)
m : Jumlah baris tiang dalam group n : Jumlah kolom tiang dalam group S : Jarak antar tiang (jarak as tiang – as tiang )
Berdasarkan pada perhitungan, daya dukung tanah oleh Ditjen Bina Marga Departemen P.U.T.L, mensyaratkan :
S ≥ 2,5 . B S ≤ 3 . B
Repartisi Beban-Beban diatas Tiang Kelompok
Tiang Yang Menerima Beban Vertikal, horisontal dan Momen , maka besarnya vertikal ekivalen yang bekerja pada sebuah tiang , sebagai berikut: Qmax= 2 Σ max . ± 2 Σ max . ± Σ Y Y Mx X X My n V (8) dengan:
Qmax : Beban max yang diterima oleh tiang
pancang (ton)
ΣV :Jumlah total beban normal (ton) V1 : Beban vertikal yang bekerja (ton)
V2 : Berat poer (ton)
n : Banyaknya tiang dalam dalam group pile
My :Momen yang bekerja pada bidang tegak lurus sumbu y (tm)
Mx : Momen yang bekerja pada bidang tegak lurus sumbu x (tm)
Xmax: Absis terjauh tiang terhadap titik berat ke kelompok tiang (m)
Ymax: Ordinat terjauh tiang terhadap titik berat ke kelompok tiang (m)
ΣX2 : Jumlah kuadrat absis-absis
Kontrol Beban Maksimum terhadap Daya Dukung Ijin Tiang
Q ≤Qijin
e C
max (9)
dengan :
Qmax : beban maksimum yang diterima oleh
tiang pancang (ton)
Qijin : Daya dukung ijin satu tiang (ton)
METODE PENELITIAN
Untuk memilih bentuk penampang dasar pondasi tiang yang paling efektif antara bentuk penampang lingkaran, segi empat, segi enam pada tiang pondasi, digunakan variasi diameter penampang tiang 0,3m, 0,35m, 0,4m, dengan data contoh tanah daerah Surabaya dan menggunakan beban asumsi. Urutan metode penilitian ditampilkan pada Gambar :
GAMBAR 1. Flow chart Metode Penelitian
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Data tanah
Data tanah ditampilkan pada Tabel 1 sampai dengan Tabel 3. Rumusan Masalah Studi Literatur Lingkaran Dipakai ø 0,3;0,35;0,4 Segi enam Dipakai ø 0,3;0,35;0,4 Analisa Hasil Perhitungan Segi empat Dipakai ø 0,3;0,35; 0,4 Perhitungan berdasar SPT - Daya dukung ijin vertikal. - Jumlah tiang Perhitungan berdasar SPT -Dayadukung ijin vertikal . -Jumlah tiang Identifikasi data tanah Pengumpulan data tanah
Kesimpulan Bentuk Penampang dasar tiang
Mulai Perhitungan berdasar SPT -Daya dukung ijin vertikal . -Jumlah tiang. Selesai
TABEL 1.Data tanah bor hole 1 Depth (m) NSPT gsat g' cu f eo w Cc t/m3 t/m3 t/m2 0 % 0 - 3 12 1.678 0.678 0.375 0 1.33 51.44 0.61 3 9 16 1.709 1.708667 0.674333 0 1.27 48.7 9 20 24 1.7522 0.7522 1.3242 0 1.18 44.792
TABEL 2.Data tanah bor hole 2
Depth (m) NSPT gsat g' cu f eo w Cc
t/m3 t/m3 t/m2 0 %
0 - 3 20 1.676 0.676 0.775 0 1.44 54.25 0.87 3 9 27 1.681 0.681 1.208 0 1.41 53.31 9 20 32 1.714 0.714 1.628 0 1.27 48.442
TABEL 3.Data tanah bor hole 3
Depth (m) NSPT gsat g' cu f eo w Cc
t/m3 t/m3 t/m2 0 %
0 - 3 17 1.662 0.662 0.572 0 1.36 53.08 0.61 3 9 32 1.68067 0.680667 1.378667 0 1.33 51.3867 9 20 38 1.7382 0.7382 1.8244 0 1.21 46.164
2. Daya dukung ijin vertikal
Hubungan antara daya dukung ijin vertikal dengan bentuk penampang tiang pada setiap bor hole ditampilkan pada Gambar 2 sampai dengan Gambar 4.
GAMBAR 2.Daya dukung tiang pada bor hole 1
GAMBAR 3.Daya dukung tiang pada bor hole 2
GAMBAR 4.Daya dukung tiang pada bor bole 3
3. Jumlah tiang dalam grup pile :
Hubungan antara jumlah tiang dengan bentuk penampang dan diameter tiang pada setiap bor hole ditampilkan pada Gambar 5 sampai Gambar 7.
GAMBAR 5.Hubungan antara jumlah tiang (nhitung) dan Diameter tiang pada bor bole 1
GAMBAR 6.Hubungan antara jumlah tiang (nhitung) dan diameter tiang pada bor hole 2
GAMBAR 7.Hubungan antara jumlah tiang (nhitung) dan diameter tiang pada bor hole 3
Dari Gambar 5 sampai dengan Gambar 7 menunjukkan bahwa pada diameter yang sama (0,3; 0,35; 0,4m) menunjukkan jumlah tiang paling sedikit sampai dengan terbanyak berturut-turut bentuk penampang persegi,
bentuk penampang lingkaran, bentuk
penampang segienam. Hal ini dikarenakan
bentuk penampang persegi mempunyai daya dukung tanah paling besar sehingga diperlukan jumlah tiang ( nhitung) paling kecil.
Dari gambar tersebut juga tampak bahwa yang mempunyai jumlah tiang ( nhitung) paling kecil
sd terbesar berturut-turut adalah BH3 diikuti BH2 dan BH1. Hal ini dikarenakan pada BH3 daya dukung ijin tanahnya (Qijin) paling besar
sehingga diperlukan jumlah tiang( nhitung) paling
kecil.
Jumlah tiang dengan bentuk persegi 78% dari jumlah bentuk lingkaran dan 73% dari jumlah tiang bentuk segi enam.
K
ESIMPULAND
ANS
ARANKesimpulan yang dapat disajikan dari hasil analisa perhitungan diatas sbb :
1. Pada dimensi yang sama jumlah tiang
dalam group pile mulai dari yang terkecil
sd yang terbesar bentuk penampang segi empat, bentuk lingkaran, dan bentuk segi enam.
2. Jumlah tiang bentuk persegi adalah 78 % dari jumlah tiang bentuk lingkaran dan 73% dari jumlah tiang bentuk segi enam.
D
AFTARP
USTAKABowles, 1992, Analisa Dan Disain Pondasi, Erlangga Jakarta.
Braja M Das,Noor Endah,1995, Prinsip- prinsip Rekayasa Geoteknis, Erlangga.
Braja M Das, Second Edition, Principles of
Foundation Engineering, Company
Boston. Universitas Islam Negeri.
Isnaniati, 2007, Analisa Pengaruh Bentuk Penampang Tiang terhadap Daya Dukung Tanah pada Tanah Lempung, Jurnal Light Fakultas Teknik UMS, 4, 1 : 12-17. Isnaniati, 2013, Optimalisasi daya dukung tanah
melalui pemilihan bentuk dasar
penampang tiang pada tanah lempung, Proseeding SNTT-FGDT Surabaya. John T. Christian , 1977, Numerical Methods in
Company Geotechnical Engineering, McGraw-Hill Book Company.
Narayan V.Nayak, 1982, Foundation Design Manual, Technical & Educational Publishers NAI Sarak Delhi.
Paravita, 2010, pengaruh penurunan kadar air pori tanah Dengan metode elektrokinetik Terhadap daya dukung pondasi tiang , Universitas Kristen Petra .
Paulos Davis, 1980, Pile Foundation Analysis and Design, The University and Sydney. Wahyudi Herman, 1991, Daya Dukung Pondasi
Dalam, ITS Surabaya. PENULIS:
Isnaniati
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surabaya
Jl. Sutorejo No.59 Surabaya
