5 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pembebanan
Pembebanan suatu struktur akan dipengaruhi oleh bahan yang bermassa, maka struktur akan dipengaruhi oleh beratnya sendiri. Pembebanan pada struktur bangunan gedung dapat dikelempokkan menjadi dua berdasarkan arah kerjanya yaitu beban vertikal dan beban horizontal. Beban vertikal yakni berupa beban mati dan beban hidup sedangkan beban horizontal berupa beban angin dan beban gempa. Pembebanan horizontal pada struktur direncanakan hanya menerima beban gempa dikarenakan pada perencanaan struktur beton bertulang beban gempa lebih dominan dibandingkan dengan beban angin. Dari analisa pembebanan sesuai dengan peraturan SNI 1727:2019 tentang “Pembebanan Minimum Untuk Gedung dan Non Gedung” agar diperoleh reaksi-reaksi yang bekerja pada dasar bangunan yang digunakan dalam perencanaan pondasi tiang pancang.
2.1.1 Gaya Lateral
tiang pancang dapat menerima Gaya lateral yang memiliki arah horizontal dan Besarnya beban lateral yang harus didukung oleh pondasi bergantung pada rangka bangunan yang mengirimkan gaya lateral tersebut ke kolom bagian bawah. Pada beban horizontal terdapat gaya lateral dan momen yang bekerja pada pondasi tiang diakibatkan oleh gaya gempa, gaya angin pada struktur atas,
2.1.2 Gaya Lateral Ijin
Tiang yang diperhitungkan akan menerima gaya horizontal hendaknya direncanakan sehingga baik tegangan-tegangan maupun perpindahan-perpindahan ujung atas tiang (kepala tiang) tidak akan melebihi ketentuan-ketentuan yang diijinkan. Beban lateral yang diijinkan pada pondasi tiang diperoleh berdasarkan salah satu dari dua kriteria berikut:
1. beban lateral ijin ditentukan dengan membagi beban ultimit dengan suatu faktor keamanan.
2. beban lateral ditentukan berdasarkan defleksi maksimum yang diijinkan. (Rahardjo, 2005)
Perpindahan lateral ijin pada bangunan gedung adalah 6 mm, sedang untuk bangunan- bangunan yang lain sejenis menara transmisi 12 mm atau sedikit lebih besar dengan faktor keamanan (F) = 3. (McNulty 1956).
2.1.3 Beban Lateral dan Defleksi Pada Pondasi Tiang
Beban lateral dan momen dapat bekerja pada pondasi tiang akibat gaya gempa, gaya angin pada struktur atas, dan beban statik. Misalnya tekanan aktif tanah pada abutment jembatan atau pada soldier pile, tumbukan kapal, dan lain-lain.
Perkiraan nilai kapasitas dukung lateral pondasi tiang, dapat dihitung dari data fisik pondasi dan parameter tanah, dengan menerapkan prinsip-prinsip mekanika. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk menentukan tahanan
lateral pada pondasi tiang adalah metode Broms dan metode Brinch Hansen.
1) Metode Brom’s
Metode perhitungan ini menggunakan diagram tekanan tanah yang disederhanakan dengan menganggap bahwa sepanjang kedalaman tiang reaksi atau tahanan tanah mencapai nilai ultimit. Berikut ini adalah beberapa keuntungan menggunakan metode Broms:
a) Dapat digunakan pada tiang panjang maupun tiang pendek.
b) Dapat digunakan pada kondisi kepala tiang terjepit maupun bebas. Selain itu, ada pula beberapa kekurangan dalam penggunaan metode
Broms, diantaranya yaitu:
a) Hanya berlaku untuk lapisan tanah yang homogen, yaitu tanah kohesif saja atau tanah non-kohesif saja.
b) Tidak dapat digunakan pada tanah berlapis. 2) Metode Brinch Hansen
Metode Brinch Hansen (1961) dapat digunakan untuk menghitung tahanan lateral ultimit pada tiang – tiang pendek. Metode berdasarkan teori tekanan tanah dan memiliki keuntungan karena dapat diterapkan baik pada tanah
homogen, tanah dengan c-Ø dan tanah berlapis, tetapi hanya berlaku untuk tiang pendek. Tahanan ultimit. tanah pada suatu kedalaman dihitung dengan menggunakan persamaan:
𝑃𝑠𝑢 = 𝜎1 . 𝑣 . + 𝑐 . 𝐾𝑐 [2.1] Dimana Kc dan Kq merupakan fungsi Ø dan x/D, yang ketentuannya seperti pada gambar 2.1 berikut.
Gambar 2.1. Tahanan lateral ultimit (Metode Brinch Hansen 1961) Ditinjau tiang yang menahan gaya lateral, dan terletak pada tanah yang mempunyai kohesi dan gesekan (tanah c – φ). Persamaan tahanan ultimate lateral tanah pada sembarang kedalaman z yang didasarkan pada teori tekanan tanah lateral, adalah sebagai berikut:
pu = po Kq + c Kc [2.2] dimana :
Po = tekanan overburden vertical
c = kohesi Ko Kq = faktor fungsi 𝜑 dan z/d Jika kepala tiang terjepit (tiang jepit), tinggi ekivalen e1 dari gaya H terhadap permukaan tanah dinyatakan oleh :
e1 = (e + zf) /2 [2.3] dimana :
e = jarak gaya H terhadap muka tanah
zf = jarak muka tanah terhadap titik jepit Jarak zf tidak diketahui pada tahap ini. Namun untuk maksud praktis, zf dapat diambil 1,5 m bila tanah
berupa tanah pasir atau lempung kaku, dan 3 m untuk tanah lempung lunak atau lanau.
2.2 End Bearing Pile (Tahanan Ujung Tiang)
tiang pancang dengan tahanan ujung (end bearing). Tiang ini meneruskan beban melalui tahanan ujung ke lapisan tanah keras, yang mampu memikul beban yang di terima oleh tiang pancang.
Lapisan tanah keras ini dapat merupakan lempung keras sampai pada batuan-batuan tetap yang sangat keras.
1. Bila lapisan tanah keras tersebut terdiri dari batuan keras maka penentuan daya dukung tiang tidak akan menjadi soal. Dalam hal ini daya dukung tiang akan tergantung pada kekuatan bahan tiang itu sendiri
2. Bila lapisan tanah tersebut akan terdiri dari lapisan pasir maka daya dukung tiang tersebut akan sangat tergantung pada sifat-sifat lapisan pasir tersebut terutama mengenai kepadatan lapisan pasir.
Gambar 2.2 Tahanan ujung tiang /End bearing pile (Masson Albert, 1969) Untuk menaksir gaya perlawanan lapisan tanah keras tersebut terhadap ujung tiang yang dilakukan ialah dengan alat sondir. Dengan alat sondir kita dapat menentukan sampai berapa dalam tiang harus dipancangkan dan berapa daya dukung lapisan keras tersebut terhadap ujung tiang.
Kemampuan Tiang
a. Terhadap kekuatan bahan tiang
𝑃 𝑡𝑖𝑎𝑛𝑔 = 𝜎 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑥 𝐴 𝑡𝑖𝑎𝑛𝑔 [2.4]
b. Terhadap kekuatan tanah Q tiang
=
𝐴 𝑡𝑖𝑎𝑛𝑔 𝑥 𝑃
3 [2.5]
Keterangan
Q tiang : daya dukung keseimbangan tiang (kg) A tiang : luas penampang tiang (cm2)
P : nilai konus dari hasil sondir (kg/cm2 ) 3 : faktor keamanan
2.2.1 Friction Pile (Tiang Gesek)
Tiang gesek (Friction pile) adalah tiang yang kapasitas dukungnya lebih di tentukan oleh perlawanan gesek antara dinding tiang dan tanah disekitarnya (Gambar 2.3). Bila lapisan tanah keras letaknya sangat dalam sehingga pembuatan dan pemancangan tiang sampai lapisan tanah keras sangat sulit dilaksanakan, maka dalam hal ini kita pergunakan tiang pancang yang daya dukungnya berdasarkan perletakkan antara tiang dengan tanah (cleef ).
Hal ini terjadi bila memancangkan tiang dalam lapisan lempung, maka
perlawanan pada ujung tiang akan jauh lebih kecil daripada perlawanan akibat pelekatan antara tiang dan tanah (cleef), karena itu untuk menghitung daya dukung tiang yang di pancangkan dalam lempung maka harus menetukan besarnya gaya pelekatan.
Gambar 2.4 Tiang ditinjau dari cara mendukung bebannya (Hardiyatmo,H.C.,2002)
Kemampuan tiang :
Q tiang = 0 𝑥 𝐿 𝑥 𝑐
5 [2.6]
Keterangan
Q tiang : daya dukung tiang (kg) 0 : keliling tiang pancang (cm)
I : Panjang tiang pancang yang masuk dalam tanah (cm) c : harga cleef rata-rata
5 : angka keamanan (safety factor) 2.2.2 Kombinasi End Bearing dan FrictionPile
Pemancangan tiang dalam beberapa kasus mencapai tanah keras harus melalui lapisan. Tanah keras harus melalui lapisan tanah keras harus melalui lapisan tanah lempung terlebih Dahulu sehingga dalam menghitung daya dukung, tiang pancang mengalami proses friction Sebelum mencapai tanah keras, maka dalam menghitung daya dukung ultimit digunakan analisis berdasarkan tahanan ujung (end bearing) maupun perlekatan tanah (friction).
11
Kemampuan Tiang
a. Terhadap kekuatan bahan tiang 𝑃 𝑡𝑖𝑎𝑛𝑔 = 𝜎 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑥 𝐴 𝑡𝑖𝑎𝑛𝑔
b. Terhadap kekuatan tanah ada beban sementara, beban tetap/statis dan beban dinamis
Gambar 2.5 end bearing pile dan friction pile (Hardiyatmo,H.C.,2002) a. Pondasi Tiang Pancang
Pondasi tiang digunakan untuk mendukung struktur/bangunan bila lapisan kuat terletak sangat dalam. Pondasi tiang 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 pondasi 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 tekanan hidrostatis atau momen penggulingan
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 pondasi bangunan yang permukaan tanahnya mudah tergerus air. (H. C. Hardiyatmo, 2015 : 76)
Silinder Prategang
Gambar 2.6 Panjang dan beban maksimum untuk berbagai macam tipe tiang yang umum
di pakai dalam praktek (Carson, 1965)
Sumber: (H. C. Hardiyatmo, 2015 : 78)
Pemakaian tiang pancang dipergunakan untuk suatu pondasi untuk suatu bangunan apabila tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity), yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya, atau apabila tanah keras yang mana mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya letaknya sangat dalam.
Pada umumnya tiang pancang akan dipancangkan tegak lurus kedalam tanah, tetapi apabila diperlukan untuk dapat menahan gaya-gaya horizontal maka tiang pancang akan dipancangkan miring (better pile). (Sardjono, 199:1).
13
Tiang pancang bentuknya panjang dan langsing yang menyalurkan beban ke tanah yang lebih dalam. Bahan utama dari tiang adalah kayu, baja (steel), dan beton. Tiang pancang yang terbuat dari bahan ini adalah dipukul, di bor atau di dongkrak ke dalam tanah dan dihubungkan dengan Pile cap (poer).
b. Pondasi tiang beton
dipergunakan untuk bangunan-bangunan tinggi (high rise building). Pondasi tiang pancang beton, proses pelaksanaannya dilakukan
sebagai berikut :
1) Melakukan test “boring” untuk menentukan kedalaman tanah keras dan klasifikasi panjang tiang pancang, sesuai pembebanan yang telah diperhitungkan.
2) Melakukan pengeboran tanah dengan mesin pengeboran tiang pancang. 3) Melakukan pemancangan pondasi dengan mesin pondasi tiang pancang. Pondasi tiang pancang beton pada prinsipnya terdiri dari : pondasi tiang pancang beton cor di tempat dan tiang pancang beton system fabrikasi.
1) Pondasi tiang pancang beton cor ditempat Proses pelaksanaannya pondasi tiang pancang beton cor di tempat sebagai berikut :
a) Melakukan pemboran tanah sesuai kedalaman yang ditentukan dengan memasukkan besi tulangan beton.
b) Memompa tanah bekas pengeboran ke atas permukaan tanah.
c) Mengisi lubang bekas pengeboran dengan adukan beton, dengan sistem dipompakan dan desakan/tekanan.
d) Pengecoran adukan beton setelah selesai sampai di atas permukaan tanah,
e) Kemudian dipasang stek besi beton sesuai dengan aturan teknis yang telah ditentukan
Gambar 2.7 Pondasi Tiang pancang Beton Cor di Tempat (Sci Geoteknik,2012) 1) Pondasi tiang pancang beton sistem fabrikasi
Kemajuan teknologi khususnya pada bidang rancang bangun beton bertulang telah menemukan pondasi tiang pancang sistem fabrikasi. Cetakan-cetakan pondasi dengan beberapa variasi diameter tiang pancang dan panjang tiang pancang dibuat dalam pabrik dengan system “Beton Pra-Tekan”
pemasangan pondasi tiang pancang sistem fabrikasi, sebagai berikut : a) Dilakukan pengeboran sambil memancangkan tiang pondasi bagian
per- bagian. Kedalaman pengeboran sampai dengan batas kedalaman tanah keras yang dapat dilihat secara otomatis dari mesin tiang pancang.
15
b) Kemudian setiap bagian tertentu dilakukan penyambungan dengan plat baja yang telah dilengkapi dengan “joint” atau ulir penyambungan.
Gambar 2.8 Pondasi Tiang Pancang Beton sistem pabrikasi (Sci Geoteknik, 2012)
2.3 Metode Pemancangan Tiang Pancang
Ada dua cara atau sistem pemancangan tiang pancang. 2.3.1 Drop Hammer System (Gambar 2.9).
Metode hammer adalah dimana proses pemancang tiang pancang dengan memberikan tekanan beban secara Dinamik pada bagian ujung tiang dengan cara menjatuhkan beban ke tiang pancang seperti dipukul secara berulang ulang hingga
penetrasi tiang pancang sudah maksimum. dengan spesifikasi teknik adalah tiang yang digunakan adalah segitiga (28 cm; 32 cm) keuntungannya adalah harga Mob / Demob murah serta mobilisasi dan setting alat pancang cepat.
Gambar 2.9 Drop Hammer System (Beton Elimindo Perkasa,2008)
a. Metode Kerja Pelaksanaan Pemancangan Menggunakan Drop Hammer
setelah ditentukannya titik-titik yang akan dilakukan pemasangan tiang pancang selesai, selanjutnya dilakukan persiapan sebelum pemancangan. Yang harus dipersiapkan sebelum melakukan pemancangan adalah sebagai berikut:
1. Persiapan peralatan
Sebelum dimulainya pemancangan, persiapkan alat drop hammer Pastikan alat siap untuk digunakan dan tidak ada masalah teknis.
2. Tujuan perataan tanah untuk pengerjaan pemancangan menggunakan drop hammer berbeda dengan alat Hydraulic Static Pile Driver. HSPD membutuhkan tanah yang rata agar alat tersebut dapat berdiri di atas tanah yang akan dilakukan pemancangan, sedangkan perataan tanah pada pemancangan drop hammer dilakukan agar pada saat pemasangan tidak terjadinya kemiringan pada pondasi.
3. Proses awal pemancangan dimulai dengan mengangkat tiang pondasi dengan menggunakan service crane, lalu memasukkan tiang pondasi kelubang pada drop hammer.
4. Setelah tiang pondasi masuk ke dalam lubang atau ring drop hammer, kemudian operator dan teknisi mengecek kembali apakah ujung tiang pondasi telah sesuai mengarah ke titik pemancangan yang telah ditentukan dan mengecek kembali apakah tiang pondasi sudah ada pada posisi vertikal dan tidak miring
5. Kemudian, tiang pondasi di pukul menggunakan hammer pada alat drop
hammer. Jumlah pukulan tergantung seberapa dalam kedalaman yang
direncanakan sebelumnya. Jika titik kedalaman belum tercapai, tiang pondasi disisakan sepanjang 50 cm agar dapat dilakukan pengelasan atau penyambungan ke tiang pondasi.
6. Untuk mengecek penurunan pondasi setiap pukulan, digunakan metode calendering Dalam metode ini, jumlah pukulan yang digunakan adalah
sebanyak 10 pukulan, dan hanya dilakukan pada 1 pondasi dari 1 grup pondasi. Salah satu pondasi dapat mewakili satu grup pondasi. Hal ini dilakukan agar tidak memakan waktu. Hasil dari metode calendering. 7. Selanjutnya dilakukan PDA (Pile Driving Analyzer) Test, yang bertujuan
untuk mengetahui nilai daya dukung pondasi, integritas dan keutuhan tiang dan joint (sambungan tiang pancang), efisiensi dari transfer energi hammer ke tiang pancang, dan lainnya. Pengujian ini membutuhkan alat yang bernama Pile Driving Analzyer dan persiapannya pengujian.
8. Setelah semua tiang pondasi terpasang dan telah dilakukannya
calendering, dan PDA Test, kemudian tiang-tiang pondasi dipotong lalu
ditutup ujung yang terbuka untuk meminimalisir air yang masuk setelah melakukan pemancangan dan pemancangan selesai.
2.3.2 Vibratory Pile Driver
Alat ini menggunakan getaran untuk memasang tiang pancang. Tiang dipancang oleh getaran yang dihasilkan alat. Alat ini memiliki beberapa batang horizontal dengan beban eksentris. Pada saat pasangan batang berputar dengan arah yang berlawanan, berat yang disebabkan oleh beban eksentris menghasilkan getaran pada alat. Getaran yang dihasilkan menyebabkan material disekitar pondasi
yang terikat pada alat akan ikut bergetar dan pemancangan dengan alat vibratory sangat efektif karena berkecepatan tinggi dan ekonomis, efektif khusus pada pemancangan tanah non kohesif jenuh air, daripada pemancangan di pasir yang kering. Pemancangan dengan alat vibratory di lengkapi dengan poros horizontal untuk memberikan beban eksentrisitas. Poros berputar sepasang dengan dorongan langsung pada kecepatan bervariasi sampai mencapai 100 rpm ( rotasi per menit). Tenaga yang dihasilkan dengan berat rotasi membuat getaran yang digunakan untuk memancang tiang masuk ke dalam tanah.
Alat ini sangat baik digunakan pada tanah lembab atau pada tanah granuler dan getaran yang di bangkitkan untuk pemancangan suatu tiang berkisar antara 1200
VPM sampai dengan 2400 VPM ( Vibration per minutes) .
Bentuk alat Vibratory Pile Driver ini dapat dilihat pada Gambar 2.10
Gambar 2.10 Vibratory Pile Driving Sumber : kontemporer2013.blogspot.com
Pemancangan dengan menggunakan vibratory pile tidak menimbulkan getaran dan suara bising. Kelebihannya adalah kita dapat mengetahui besarnya gaya tekan pada tiang dengan membaca langsung pada manometer.
2.4 Daya Dukung Ijin Tiang Pancang
Menurut Pamungkas (2013:42) Daya dukung ijin tiang ditinjau berdasarkan kekuatan ijin tekan dan kekuatan ijin tarik. Hal tersebut dipengaruhi oleh kondisi tanah dan kekuatan material tiang itu sendiri, ada beberapa daya dukung yang diperhitungkan dalam studi ini yaitu sebagai berikut.
19
2.4.1 Daya Dukung Ijin Vertikal
Menurut Sosrodarsono & Nakazawa (2000:99) daya dukung tiang pada tanah pondasi umumnya diperoleh dari jumlah daya dukung terpusat tiang dan tahanan geser pada dinding tiang seperti diperlihatkan dalam Gambar 2.5, dan besar besarnya daya dukung yang diizinkan Ra, diperoleh dari persamaan sebagai berikut:
Ra = 1
𝑛 𝑅𝑎 = 1
𝑛 (𝑅𝑃 + 𝑅𝐹) [2.7] Keterangan
𝜼 : Faktot keamanan, biasanya dipakai angka-angka dalam tabel 2.1 Ru : Daya dukung batas pada tanah pondasi [Ton]
Rp : Daya dukung terpusat tiang [Ton] RF : Gaya geser dinding tiang [Ton]
Gambar 2.11 Mekanisme daya dukung tiang Sumber: Sosrodarsono & Nakazawa, 2000
Tabel 2.1 Faktor keamanan daya dukung ijin vertikal
Beban
Jembatan jalan raya
Jembatan Kereta api Konstruksi Pelabuhan Tiang Tiang - Tiang Tiang
pendukung Geser pendukung geser
Beban tetap 3 4 3 lebih besar dari 2,5
Beban teap + - - 2 - Sementara Waktu gempa 2 3 1,5(1,2) lebih besar lebih besar dari 1,5 dari 2,0
Sumber: Sosrodarsono & Nakazawa, 2000
Secara praktis perkiraan ini berdasarkan rumus yang diajukan oleh Terzaghi atapun Maeyerhof, atau dari rumus empiris yang diperoleh sebagai has
pengikhtisaran dari data-data test pembebanan. Sebagai contoh, diambil dari rumus untuk jalan raya di Jepang sebagai berikut ini:
• Jika berat sendiri (dead weight) tiang,cukup besar, mis alnya tiang yang dicor :
𝑅𝑎 =1
𝑛(𝑅𝑢 − 𝑊𝑠)+ 𝑤𝑠 − 𝑤 [2.8]
• Jika berat sendiri tiang, misalnya tiang pracetak yang berdiameter kecil, dapat diabaikan:
𝑅𝑎 = 1
𝑛 𝑅𝑢 [2.9]
𝑅𝑢 = 𝑞𝑑. 𝐴 + 𝑈. ∑ 𝑙𝑖. 𝑓𝑖 [2.10]
21
Keterangan
Ra, Ru dan 𝑛 adalah besaran yang sama seperti diatas, Ws : Berat efektif tanah yang dipindahkan oleh tiang [Ton] W : Berat efektif tiang dan tanah di dalam tiang [Ton]
q
d : Daya dukung terpusat tiang [Ton/m2] A : Luas ujung tiang [m2]U : Panjang keliling tiang [m] li
: Tebal lapisan tanah dengan memperhitungkan geseran
dinding tiang [m]
fi : Besarnya gaya geser maksimum dari lapisan tanah dengan memperhitungkan geseran dinding tiang [Ton/m2]
Perkiraan satuan (unit) daya dukung terpusat qd diperoleh dari hubungan
antara L/D pada Gambar 2.6, dan qd /N. L adalah panjang ekivalen penetrasi pada
lapisan pendukung dan diperoleh dari Gambar 2.7. D adalah diameter tiang, N
adalah harga rata-rata N pada ujung tiang, yang didasarkan pada persamaan berikut ini.
Ν = 𝑁1+𝑁2
2 [2.11] Keterangan
𝑁 ∶ Harga N rata-rata untuk perencanaan tanah pondasi pada ujung tiang 𝑁1 : Harga N pada ujung tiang
Gambar 2.12 Diagram perhitungan dari intensitas daya dukung ulitimate tanah pondasi pada ujung tiang Sumber: Sosrodarsono & Nakazawa, 2000
Gambar 2.13 Cara menentukan panjang ekuivalen penetrasi sampai ke lapisan pendukung Sumber: Sosrodarsono & Nakazawa 2000
23
Tabel 2.2 Intensitas gaya geser dinding tiang
(Satuan : t/m2)
Jenis tiang Tiang pracetak Tiang yang dicor di
tempat tanah pondasi Tiang berpasir 𝑁 5(≤ 10) 𝑁 2(≤ 12) Tiang kohesif 𝑐 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑁(< 12) 𝐶 2 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑁 2 ( ≤ 12)
Sumber: Sosrodarsono & Nakazawa, 2000
Besarnya gaya geser maksimum dinding fi diperkirakan dari Tabel 2.15 sesuai dengan macam tiang dan sifat tanah pondasi. c dalam tabel 2.15 adalah kohesi tanah pondasi di sekitar tiang dan dianggap sebesar 0,5 kali qu (kekuatan geser unconfined/unconfined compression strength).
2.4.2 Daya Dukung Ijin Horizontal
Menurut Pamungkas (2013:60) Dalam analisis gaya horizontal, tiang perlu dibedakan menurut model ikatannya dengan penutup tiang (pile cap) yaitu:
1. Tiang ujung jepit (fixed end pile) 2. Tiang ujung bebas (free end pile)
McNulty (1956) mendefinisikan tiang ujung jepit sebagai tiang yang ujung atasnya terjepit (tertanam) pada pile cap paling sedikit sedalam 60 cm. Dengan demikian untuk tiang yang bagian atasnya tidak terjepit kurang dari 60 cm termasuk tiang ujung bebas (free end pile).
a. Daya Dukung Ijin Horizontal Pada Tanah Kohesif Dan Ujung Terjepit
1. Untuk tiang pendek
Daya dukung horizontal pada tiang pendek dirumuskan sebagai berikut: 𝐻𝑢 = 9. 𝑐𝑢. 𝐷 (𝐿𝑝 −3𝐷 2 ) [2.12] 𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝐻𝑢 (𝐿𝑝 2 + 3𝐷 2) [2.13]
2. Untuk tiang sedang
Daya dukung horizontal pada tiang sedang dirumuskan sebagai berikut 𝑀𝑦 = (9 4) 𝐶𝑢. 𝐷𝑔 2− 9. 𝐶𝑢. 𝐷𝑓 (3𝐷 2 + 𝑓 2) [2.14]
Hu dihitungan dengan mengambil:
𝐿𝑝 = 3𝐷
2 + 𝑓 + 𝑔 [2.15]
3. Untuk tiang panjang
Jika Mmax > My maka tiang termasuk tiang panjang, dimna Hu dinyatakan oleh persamaan:
𝐻𝑢 = 2𝑀𝑦3𝐷𝑓 2+2
[2.16]
Dan nilai f dinyatakan dari persamaan: 𝐹 = 𝐻𝑢
9𝑥𝐶𝑢𝑥𝐷 [2.17]
Untuk mencari kolerasi atau hubungan antara nilai penetrasi standar (N- SPT) dengan undrained shear strength (Cu) Menurut pendekatan Stroud (1974)
adalah sebagai berikut :
𝐶𝑢 = 𝑘 𝑥 𝑁 [2.18] Keterangan :
Cu : Undrained strength [kN/m2] D : Diameter tiang [m]
Lp : Panjang tiang yang tertanam [m]
K : 3,5 - 6,5 [kN/m2] nilai rata-rata konstanta N : Nilai SPT
25
2.5 Tiang Pancang Kelompok
Pada keadaan sebenarnya jarang sekali terdapat tiang pancang yang berdiri sendiri (single pile), akan tetapi seringkali pondasi tiang pancang berkelompok (pile
group). Di atas pile group biasanya diletakkan suatu konstruksi poer (footing) yang
mempersatukan kelompok tiang tersebut (Sardjono, 1991: 51).
2.5.1 Jumlah Tiang yang Dibutuhkan
Perhitungan jumlah tiang yang diperlukan pada suatu titik kolom menggunaakan beban aksial dengan kombinasi beban tak terfaktor. Jumlah tiang yang diperlukan dihitung dengan membagi gaya aksial yang terjadi dengan daya dukung tiang (Pamungkas, 2013: 54)
Keterangan :
𝜼𝒑 : Jumlah tiang
𝒑 : Gaya aksial yang terjadi [ton] 𝑷𝒂𝒍𝒍 : Daya dukung ijin tiang [ton] 2.5.2 Jarak Antar Tiang Pancang dalam Kelompok
Berdasarkan pada perhitungan daya dukung tanah oleh Dirjen Bina Marga Departemen P.U.T.L disyaratkan:
S ≥ 2,5D [2.19]
Keterangan
S : Jarak masing-masing tiang dalam kelompok (spacing) [m] D : Diameter tiang [m]
Gambar 2.14 Jarak pusat ke pusat tiang (Sardjono, 1991:51)
Biasanya disyaratkan pula jarak antara dua tiang dalam kelompok tiang minimum 0,60 m dan maximum 2,00 m.
2.5.3 Efisiensi Kelompok Tiang
Perhitungan efisiensi kelompok tiang berdasarkan rumus
Converse-Labbarre formula, sebagai berikut
𝐸𝑔 = 1 − 𝜃
(𝑛′−1)𝑚+(𝑚−1)𝑛′
90𝑚 𝑛′ [2.21]
Efisiensi kelompok tiang didefinisikan sebagai : 𝐸𝑔 = 𝑄𝑔
𝑛.𝑄𝑢 [2.22]
Keterangan :
Eg : efisiensi kelompok tiang.
𝜽 : arc tg (D/s) (derajat). D : Ukuran penampang tiang. s : jarak antar tiang (as ke as). m : jumlah baris tiang
n' : jumlah tiang dalam 1 baris. Qg : beban maksimum kelompok tiang
Qu : beban maksimum tiang tunggal
27
Daya dukung vertikal kelompok tiang = Eg x jumlah pile x daya dukung
ijin tiang. Daya dukung kelompok tiang harus lebih besar gaya aksial yang terjadi.
Gambar 2.15 Efisiensi tiang pancang kelompok Sumber: H.C Hardiyatmo, 2015
2.5.4 Beban Maksimum Tiang pada Kelompok Tiang
Akibat beban-beban dari atas dan juga dipengaruhi oleh formasi tiang dalam satu kelompok tiang, tiang-tiang akan mengalami gaya tekan atau tarik. Oleh karena itu tiang-tiang harus dikontrol untuk memastikan bahwa masing-masing tiang masih dapat menahan beban dari struktur atas sesuai dengan daya dukungnya. Beban aksial dan momen yang bekerja akan didistribusikan ke pile cap dan kelompok tiang berdasarkan rumus elastisitas dengan menganggap bahwa pile cap kaku sempurna, sehingga pengaruh gaya yang bekerja tidak menyababkan pile cap melengkung atau deformasi.
Pmaks = 𝑃𝑢 𝑛𝑝 ± 𝑀𝑦 . 𝑋𝑚𝑎𝑥 𝑛𝑦 ∑ 𝑋2 ± 𝑀𝑥 . 𝑌𝑚𝑎𝑥 𝑛𝑥 ∑ 𝑌2 [2.23]
Keterangan
Pmaks Beban maksimum tiang [Ton]
Pu Gaya aksial yang terjadi (Terfaktor) [Ton]
My Momen yang bekerja tegak lurus sumbu Y [Ton.m]
Mx Momen yang bekerja tegak lurus sumbu X [Ton.m]
Xmax Jarak tiang arah sumbu X terjauh [m] Ymax Jarak tiang arah sumbu Y terjauh [m]
ƩX2 Jumlah kuadrat
ƩY2 Jumlah kuadrat Y
nx Banyak tiang dalam satu baris arah sumbu X ny Banyak tiang dalam satu baris arah sumbu Y
np Jumlah tiang
tekan. Bila P maksimum yang terjadi bernilai positif, maka pile mendapatkan gaya tarik. Bila P maksimum yang terjadi bernilai negatif, maka pile mendapatkan gaya Dari hasil-hasil tersebut dapat dilihat apakah masing-masing tiang masih memenuhi daya dukung tekan dan /atau tarik bila ada.
29
Gambar 2.16 Beban yang bekerja pada pile cap Sumber: Pamungkas, 2013
2.5.5 Keruntuhan Kelompok Tiang (Block Failure)
Untuk kelompok tiang yang seluruhnya tertanam pada tanah lempung lunak harus ditinjau mekanisme keruntuhan kelompok tiang. Keruntuhan kelompok tiang terjadi bila tiang pancang/bor dipasang pada jarak yang berdekatan. Saat tiang turun akibat beban struktur di atasnya, tanah di antara tiang tersebut ikut bergerak
turun sehingga antara tiang dan tanah di antara tiang-tiang tersebut merupakan suatu kesatuan. Bila tanah yang mendukung kelompok tiang tersebut runtuh, dikatakan model keruntuhannya adalah keruntuhan blok.
Datam perencanaan, kasus seperti ini harus dihitung untuk membandingkan nilai daya dukung yang dihasilkan kelompok tiang dan nilai daya dukung tiang tunggal. Hasil yang digunakan adalah nilai daya dukung yang terkecil. Untuk menghitung nilai daya dukung kelompok tiang tersebut digunakan persamaan Terzaghi dan Peck (1948):
Q = (2Lp(B+L)Cu + 1,3cb S’NcBL)x 1/SF [2.24] Keterangan
Q : Kapasitas dukung kelompok tiang
Lp : Kedalaman tiang di bawah permukaan tanah B : Lebar kelompok tiang, di hitung dari pinggir tiang L : Panjang kelompok tiang, dihitung dari pinggir tiang cU : Kohesi tanah di sekeliling kelompok tiang
Cb : Kohesi tanah di bawah dasar kelompok tiang S’ : Faktor bentuk (Gambar 2.17)
N : Faktor kapasitas dukung ( Gambar 2.18) SF : Faktor keamanan
Gambar 2.17 Faktor bentuk S’ untuk kelompok tiang (Meyerhof)
Gambar 2.18 Faktor kapasitas dukung Nc (Meyerhof) 2.6 Kontrol Pengangkatan Tiang
Kontrol tiang pancang terhadap proses pengangkatan dimaksudkan agar tiang pancang tetap aman terhadap momen yang timbul yang diakibatkan oleh berat sendiri tiang pada saat pengangkatan. Dimana dalam prosesnya pengangkatan tiang terjadi dua proses yaitu.
2.6.1 Pengangkatan Satu Titik
Penulangan pondasi tiang pancang dengan pengangkatan satu titik dapat dilihat pada Gambar 2.19 (Sardjono, 1991: 48).
2
31 𝑀1 = 1 2. 𝑞. 𝑎 2 𝑅1 = 1 2 . 𝑞 . (𝐿 − 𝑎) − 1 2 ⁄ . 𝑞 . 𝑎2 𝐿−𝑎 = 𝑞 (𝐿−𝑎)2
−
𝑞.𝑎 2 2 .(𝐿−𝑎)=
𝑞 .(𝐿 2−𝑎). 𝑎 . 𝑞 . 𝐿 2 . (𝐿−𝑎)= 𝑀𝑥 = 𝑅1𝑋− 1 2 . 𝑔 . 𝑥 2 [2.25] Syarat ekstrim: 𝑑𝑀𝑋 𝑑𝑥 = 0 [2.26] 𝑅1− 𝑔 . 𝑥 = 0
Maka : 𝑥 = 𝑅1 𝑔 = 𝐿2 . 2𝑎 . 𝐿 2. ( 𝐿−𝑎) [2.27] 𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝑀2 = 𝑅1 𝐿2 . 2𝑎 . 𝐿 2 . (𝐿−𝑎) − 1 2 . 𝑞 . ( 𝐿2−2𝑎 . 𝐿 2.(𝐿−𝑎)) 2 = 1 2 . 𝑔 . 𝐿2−2𝑎 . 𝐿 2 . (𝐿−𝑎) [2.28] M1 = ½ . 𝑔 . 𝑎2 [2.39] Keterangan :
𝑔 = Berat sendiri tiang pancang [Kg/m] M2 = 1 8 . 𝑔 . (𝐿 − 2𝑎) 2− ½ . 𝑔 . 𝑎2 [2.30] M1 = M2 1 2 . 𝑔 . 𝑎 2 = 1 8 . 𝑔 . (𝐿 − 2𝑎) 2− ½ . 𝑔 . 𝑎2 𝑎 = 𝐿2−2𝑎 . 𝐿 2 . (𝐿−𝑎) 2𝑎 − 4 . 𝑎 . 𝐿 + 𝐿2= 0 4 . 𝑎2+ 4. 𝑎 . 𝐿 − 𝐿2= 0 [2.31]
Dalam hal ini, hasil momen dari kedua pengangkatan yang terbesar adalah keadaan yang paling menentukan. Penulangan pondasi selanjutnya memiliki cara yang sama persis dengan penulangan pile cap, yang dimana tiang pancang dianggap sebagai balok.
2.6.2 Pengangkatan Dua Titik
Penulangan pondasi tiang pancang dengan pengangkatan dua titik dapat dilihat pada Gambar 2.20 (Sardjono, 1991: 47).
𝑀1= 1 2 . 𝑔 . 𝑎
2 [2.32]
Keterangan :
𝑔 = Berat sendiri tiang pancang [Kg/m] 𝑀2 = 1 8 . 𝑔 . (𝐿 − 2𝑎) 2− 1 2 . 𝑔 . 𝑎 2 [2.33]
33 𝑀1= 𝑀2 1 2 . 𝑞 . 𝑎 2= 1 8 . 𝑔 . (𝐿 − 2𝑎) 2− 1 2 . 𝑞 . 𝑎 2 4 . 𝑎2+ 4 . 𝑎 . 𝐿 − 𝐿2= 0 [2.34]
Gambar 2.20 Pengangkatan tiang pada dua titik 2.7 Tinjauan Terhadap Geser
Perilaku pondasi terhadap geser tidak berbeda dengan balok dan pelat (Rusdianto, 2005: 191).
2.7.1 Kontrol Terhadap Geser Satu Arah
Penampang kritis terhadap geser pada pelat pondas terletak sejarak d dari muka reaksi terpusat dan terletak pada bidang yang melintang pada seluruh lebar pelat seperti terlihat pada Gambar 2.15. Apabila hanya geser dan lentur yang bekerja, maka kekuatan yang disumbangkan beton adalah,
𝑉𝑐 = 0,17 . 𝜆 . √𝐹𝐶′ . 𝑏𝑤 . 𝑑 [2.35]
Gambar 2.21 Daerah geser aksi satu arah pada pelat pondasi
Gaya geser nominal penampang sejarak d dari muka kolom harus lebih kecil atau sama dengan kekuatan geser beton sehingga
Maka:
Keterangan
𝑉𝑢 ≤ ∅𝑉𝑐 + 𝑉𝑠 [2.36]
Vu : Gaya geser sejarak d dari muka kolom Vc : Geser beton
Vs : Gaya geser tulangan Bw : Lebar pondasi [m] D : = h – d’
h adalah tinggi pelat [m] d’ adalah selimut beton [m]
ɸ : 0,75 (reduksi kekuatan untuk geser) 𝜆 : 1,0 untuk beton normal
35
2.7.2 Kontrol Terhadap Geser Dua Arah (Punching Shear)
Bidang penampang kritis yang tegak lurus bidang pelat mempunyai keliling dengan masing-masing sisi sebesar b0 dimana penampang kritis terjadi sejarak ½
dari muka tumpuan yang diperlihatkan pada Gambar 2.22. Kekuatan geser beton pada penampang kritis tersebut adalah,
Gambar 2.22 Daerah geser aksi dua arah pada pelat pondasi Untuk nilai tahanan geser beton (Vc) yang bekerja pada dua arah harus diambil nilai terkecil dari tiga persamaan berikut :
Vc = 0,17 (1+ 2/𝛽) . 𝜆. √𝑓𝑐′. 𝑏0 . d [2.37]
Vc = 0,083 ((𝑎𝑠 . 𝑑)/𝑏𝑜 + 2) . 𝜆 . √𝑓𝑐′ . b0 . d [2.38]
Vc = 0,33 . 𝜆 √𝑓𝑐′ . b0 . d [2.39] Keterangan
𝑏0 ∶ keliling daerah kritis [2 ∙ (𝑏𝑘+ ℎ𝑘)] 𝐵0 ∶ ℎ (sisi panjang kolom)
𝑑 ∶ tinggi efektif penampang 𝑎𝑠 ∶ 40 (kolom interior) 30 (kolom tepi) 20 (kolom sudut) 𝜆 ∶ 1,0
2.8 Perencanaan Sambungan Tiang Pancang dengan Pile Cap
Sambungan antara tiang pancang dengan pile cap direncanakan pada bagian yang terbenam cukup kecil, dengan memanfaatkan tulangan beton, dimana tiang masih dapat menahan momen yang terjadi pada. Perencanaan sambungan tiang pancang dengan pile cap ditunjukkan pada gambar 2.23.
Gambar 2.23 Sambungan tiang pancang dengan pile cap Sumber: Ery & Pamungkas 2013
37
2.8.1 Sambungan Las Pondasi Tiang Pancang
Pengelasan adalah proses penyambungan antara dua atau lebih bahan logam yang dapat menghasilkan pelaburan dari bahan yang digunakan dengan cara memanasi bahan tersebut mencapai suhu tertentu dengan atau tanpa menggunakan tekanan dan pemakaian suatu bahan sebagai pengisi pengelasan. Setiawan (2013 : 136 )
Las tumpul (groove welds), las ini dipakai untuk menyambung batang – batang sebidang. Karena las ini menyalurkan secara penuh beban yang bekerja, maka las ini harus memiliki kekuatan yang sama dengan batang yang disambungnya. Las tumpul di mana terdapat penyatuan antara las dan bahan untuk sepanjang tebal penuh sambungan dinamakan las tumpul penetrasi penuh. Sedangkan bila tebal penetrasi lebih kecil daripada tebal penuh sambungan las tumpul penetrasi sebagian. Tebal efektif las tumpul penetrasi penuh adalah tebal pelat yang tertipis dari komponen yang disambung. Untuk las tumpul penetrasi sebagian ditunjukkan pada Gambar 2.24
.
Kuat las tumpul penetrasi penuh ditetapkan sebagai berikut :
a Bila sambungan dibebani dengan gaya tarik atau gaya tekan aksial terhadap luas efektif, maka :
Ø.Rnw = 0,90 × te × fy [2.40]
Ø.Rnw = 0,90 × te × fuw [2.41]
b Bila sambungan dibebani dengan gaya geser terhadap luas efektif, maka : Ø.Rnw = 0,90 × te × (0,6 × fy) [2.42]
Ø.Rnw = 0,80 × te × (0,6 × fuw) [2.43]
Dengan fy dan fu adalah kuat leleh dan kuat tarik putus. 2.9 Perencanaan Pile Cap
Pelat penutup tiang (pile cap) berfungsi menyebarkan beban dari kolomke tiang-tiang. Jumlah minimum tiang dalam satu pelat penutup tiang umumnya tiga tiang. Bila tiang hanya berjumlah dua tiang dalam 1 kolom, maka pelat harus dihubungkan dengan balok sloof yang dihubungkan dengan kolom lain. Balok sloof dibuat yang melewati pusat berat tiang-tiang kearah tegak lurus deretan tiang (tegak lurus pelat penutup tiang). Maka dibutuhkan balok sloof yang menghubungkan kolom-kolom yang lain. Bila kolom dilayani hanya 1 tiang yang besar, maka bisa tidak digunakan pelat penutup tiang.
Tebal pile cap dipengaruhi oleh tegangan geser ijin beton. Tegangan geser harus dihitung pada potongnan terkritis. Momen lentur pada pelat penutup tiang harus dihitung dengan menganggap momen tersebut bekerja pada pusat tiang kepermukaan kolom terdekat.
Sebelum merencanakan pile cap perlu untuk merencanakan jarak antar tiang terlebih dahulu agar dimensi pile cap dapat diketahui. Ukuran pile cap sangat ditentukan oleh banyaknya tiang dalam satu kelompok tiang dan jarak antar tiang, sehingga jarak tiang akan mempengaruhi dimensi pile cap.
39
Perencanaan pile cap dilakukan dengan anggapan sebagai berikut (Hardiyatmo, 2010:284)
1. Pile cap sangat kaku.
2. Ujung atas tiang menggantung pada pile cap. Karena itu, tidak ada momen lentur yang diakibatkan oleh pelat penutup ke tiang.
3. Tiang merupakan kolom pendek dan elastis. Karena itu, distribusi tegangan dan deformasi membentuk bidang rata.
2.9.1 Dimensi Pile Cap
Jarak tiang mempengaruhi ukuran pile cap. Jarak tiang pada kelompok tiang biasanya diambil 2,5D – 3D, dimana D adalah diameter tiang. Jarak tiang pada pile
cap dijelaskan pada Gambar 2.25
Gambar 2.25 Jarak antar tiang pancang
SNI-03-2847-2002 pasal 17.7
Ketebalan pondasi telapak di atas lapisan tulangan bawah tidak boleh kurang dari 300 mm untuk pondasi telapak di atas pancang. SNI-03-2847-2019 pasal 9.7
Tebal selimut beton minimum untuk beton yang dicor langsung di atas tanah dan selalu berhubungan dengan tanah adalah 75 mm. Kontrol geser.
Kuat geser pondasi telapak di sekitar kolom, beban terpusat, atau daerah reaksi ditentukan oleh kondisi terberat dari dua hal berikut :
1) Aksi balok satu arah di mana masing-masing penampang kritis yang akan ditinjau menjangkau sepanjang bidang yang memotong seluruh lebar pondasi telapak.
2) Aksi dua arah di mana masing-masing penampang kritis yang akan ditinjau harus ditempatkan sedimikian hingga perimeter penampang adalah minimum.
Perhitungan gaya geser 1 arah dan 2 arah untuk pile cap sama dengan perhitungan gaya geser 1 arah dan 2 arah pada pondasi telapak. (Pamungkas, 2010 88).
2.9.2 Penulangan Pile Cap
Penulangan pile cap dianggap sama dengan penulangan balok. Perencanaan penulangan pile cap mempunyai beberapa langkah sebagai berikut (Rusdianto, 2005: 118).
1) Rencanakan sebagai balok persegi dengan lebar (b) dan tinggi efektif (d). 𝐾𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢 = 𝑀𝑢
∅ . 𝑏 . 𝑑2 [2.44]
Keterangan
Mu : Momen yang terjadi pada balok [kg.m] b : Lebar balok [m] d : Tinggi efektif [m] (h - 60 mm) h : Tinggi balok [m] ∅ : Faktor reduksi [0,8]
41
2) Untuk tulangan harus didistribusikan merata dalam jarak sama dengan sisi terpendek pondasi yang berpusat pada garis tengah kolom atau padestal. Sisa tulangan yang dibutuhkan pada sisi (1- 𝛾𝑠) 𝐴𝑠 harus didistribusikan merata diluar jalur tengah pondasi dimana 𝛾𝑠 di hitung
𝛾𝑠 = 2
𝛽+1 [2.45]
Dimana 𝛽 adalah rasio antara sisi panjang terhadap sisi pendek pondasi dan spasi antar tulangan di buat seragam di seluruh dimensi terpanjang, dan ketebalan pondasi harus tetap dipilih sehingga ketebalan efektif tulangan bawah sekurang kurangnya adalah 300 mm
Pemeriksaan terhadap rasio tulangan tarik : ρ min < ρ < ρ max Dimana
Fc’ = Mutu beton [MPa] Fy = Mutu tulangan [MPa]
Menurut SNI 2847:2019
Fc’ MPa 𝜷𝟏
17 ≤ 𝐹𝑐′≤ 28 0,85
17 ≤ 𝐹𝑐′≤ 28 0,85 − 0,05(𝐹𝑐′− 28)/7
𝐹𝑐′ ≤ 28 0,6
3) Bila harga rasio penulangan tarik memenuhi syarat maka dilanjut dengan perhitungan luas tulangan.
𝐴𝑠 = 𝜌 . 𝑏 . 𝑑𝑟𝑒𝑛𝑐𝑎𝑛𝑎 [2.46]
Dimana
4) Dengan hasil luas tulangan yang telah diketahui, maka dapat dilanjut dengan merencanakan diameter dan jarak tulangan yang disesuaikan dengan luas tulangan yang telah dihitung.
5) Pemeriksaan terhadap tinggi efektif yang dipakai (d pakai > d rencana)
𝑑 𝑝𝑎𝑘𝑎𝑖 = ℎ − 𝑠𝑒𝑙𝑖𝑚𝑢𝑡 𝑏𝑒𝑡𝑜𝑛 1
2 ∅ 𝑡𝑢𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 [2.47] 2.10 Perencanaan Beton Pengisi
Beton pengisi merupakan bagian yang mengalami penambahan direncanakan dengan dianggap sebagai penampang beton bertulang. Dalam hal ini tiangpancang beton prategang diabaikan. Perencanaan pemakaian tulangan mengikuti sesuai dengan peraturan SKSNI T15:1991-03 sebagai berikut.
2.10.1 Menentukan luas tulangan longitudinal (Ast)
Menurut SNI 2847:2013, luas tulangan struktur komponen tekan tidak boleh kurang dari 0,01 Ag atau lebih dari 0,08 Ag.
𝐴𝑔 = 14 . 𝜋 . 𝐷22 [2.48]
𝐴𝑠𝑡 = 14 𝜋 . 𝐷𝑠𝑡2. 𝑛 [2.49] Keterangan
Ag : Luas penampang beton [mm2] Ast : Luas tulangan [mm2]
D : Diameter penampang beton [mm] Dst : Diameter tulangan [mm]
n : Jumlah tulangan 2.11 Penurunan Kelompok Tiang
Penurunan tiang pada kelompok tiang merupakan jumlah penurunan elastis atau penurunan yang terjadi dalam waktu dekat (immediate settlement atau elastic settlement) Si dan penurunan yang terjadi dalam jangka waktu yang panjang (long term consolidation settlement) Sc. Penurunan total merupakan penjumlahan dari kedua jenis penurunan tersebut.
43
Keterangan : S = penurunan total Si = immediate settlement Sc = consolidation settlement 2.11.1 Penurunan Segera (Immediate Settlement)
Penurunan segera adalah penurunan yang dihasilkan oleh distorsi massa tanah yang tertekan dan terjadi pada volume konstan. Menurut Janbu, Olerrum, dan Kjaernsti (1956), hal itu dirumuskan sebagai berikut: (Pamungkas, 2013: 34).
𝑆𝑖 = 𝜇1 . 𝜇0 𝑞𝐵
𝐸 [2.51] Keterangan
Si : Penurunan segera [m] q : Tekanan yang terjadi [Pu/A] B : Lebar kelompok tiang [m]
Eu : Modulus deformasi pada kondisi undrained [kN/m2] µi : Faktor koreksi untuk lapisan tanah dengan tebal
terabatas H (Gambar 2.18.b)
µo : Faktor koreksi untuk kedalaman pondasi Df (Gambar 2.26)
Gambar 2.26 Grafik faktor koreksi µi dan µo (Janbu, Bjerrum dan Kjaernsli, (1956)
Sumber: Pamungkas, 2013
Nilai modulus elastis dapat pula diperoleh dari pengujian SPT. Mitchell dan Gardner (1975) mengusulkan modulus elastis yang dihubungkan dengan nilai N- SPT, sebagai berikut: (Hardiyatmo, 2010:281).
𝐸 = 10 𝑥 (𝑁 + 15)[ 𝑘
𝑓𝑡2] (Untuk pasir) [2.52]
𝐸 = 10 𝑥 (𝑁 + 15)[ 𝑘
𝑓𝑡2] (Untuk pasir berlempung) [2.53]
Dengan 1 k/ft2 = 0,49 kg/cm2 = 48,07 kN/m2.
Gambar 2.27 Sebaran beban di bawah tiang pancang kelompok Sumber: Pile Design and Construction Praktice (M.Tomlinson 2015).
2.11.2 Penurunan Izin
Menurut RSNI3 Geoteknik, besarnya penurunan total dan beda penurunaan yang diizinkan ditentukan berdasarkan toleransi struktur atas dan bangunan sekitar yang harus ditinjau berdasarkan masing-masing kasus tersendiri dengan mengacu pada integritas, stabilitas dan fungsi dari struktur di atasnya.
Dimana penurunan izin yang diisyaratkan harus < 15 𝑐𝑚 + 𝑏
600 (𝑏 dalam satuan
cm) untuk bangunan tinggi.
Beda penurunan (differential settlement) yang diperkirakan akan terjadi harus ditentukan secara seksaman dan konservatif, serta pengaruhnya terhadap bangunan gedung tinggi di atasnya harus dicek untuk menjamin bahwa beda penurunan tersebut masih memenuhi kriteria kekuatan dan kemampuan layanan yaitu sebesar 1
300 ⁄
45
Gambar 2.28 Rasio beda penuruanan 𝑆 max − 𝑆 𝑚𝑖𝑛
𝐿 ≤ 1
300 [2.54] Keterangan
Smax : Penurunan terbesar [Cm] Smin : Penurunan terkecil [Cm] L : Panjang bangunan [Cm]
