Pondasi Tiang PDF

(1)

SURRAYYA ANNIA

.

MAKALAH

REKAYASA PONDASI II

(2)

MAKALAH

REKAYASA PONDASI II

PONDASI TIANG

Oleh

SURRAYYA ANNIA

NIM. 13222010202

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS ANTAKUSUMA

PANGKALAN BUN

(3)

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan hidayahNya berupa ilmu pengetahuan serta limpahan rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah ini sesuai dengan waktu yang telah direncanakan.

Makalah ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu tugas perkuliahan Rekayasa Pondasi II di Universitas Antakusuma Pangkalan Bun.

Penulis telah berupaya dengan semaksimal mungkin dalam penyelesaian makalah ini, namun penulis menyadari masih banyak kelemahan baik dari segi ilmu maupun tata bahasa, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca demi sempurnanya makalah ini. Kiranya makalah ini bermanfaat dalam memperkaya khasanah ilmu pengetahuan khususnya bagi dunia pendidikan. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih, semoga Allah SWT senantiasa meridhoi niat baik kita semua, Aamiin.

Pangkalan Bun, Januari 2016

(4)

REKAYASA PONDASI II PONDASI TIANG

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i DAFTAR ISI ... ii BAB I. PENDAHULUAN ... 1 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Rumusan Masalah ... 1

1.3. Tujuan dan Manfaat ... 1

BAB II. PEMBAHASAN ... 2

2.1. Pengertian Pondasi Tiang ... 2

2.2. Jenis Pondasi Tiang ... 4

2.2.1. Pondasi Tiang Baja ... 4

2.2.1. Pondasi Tiang Beton ... 11

2.2.1. Pondasi Tiang Kayu ... 22

2.2.1. Pondasi Tiang Komposit ... 25

2.2.1. Perbandingan Antara Jenis Pondasi Tiang ... 25

BAB III. PENUTUP ... 27

3.1. Kesimpulan ... 27

3.2. Saran ... 27

(5)

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pondasi tiang merupakan pondasi yang sangat banyak digunakan terutama untuk bangunan gedung. Pondasi tiang tergolong ke dalam pondasi dalam, yang berarti bahwa biaya konstruksinya menjadi jauh lebih mahal apabila dibandingkan dengan pondasi dangkal. Namun ada kalanya pilihan pada penggunaan pondasi tiang merupakan keharusan.

1.2. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam makalah ini adalah:

1.2.1. Jenis-jenis pondasi tiang apa sajakah yang sering digunakan di Indonesia?

1.2.2. Apa kelebihan dan kekurangan dari berbagai jenis pondasi Tiang?

1.3. Tujuan dan Manfaat

Tujuan dari makalah ini adalah untuk memperkaya khasanah ilmu pengetahuan dan diharapkan dapat memberikan manfaat bagi dunia pendidikan.

(6)

BAB II PEMBAHASAN

2.1. Pengertian Pondasi Tiang

Tiang adalah bagian dari suatu struktur yang terbuat dari baja, beton, dan/atau kayu. Tiang-tiang ini digunakan untuk membuat pondasi tiang, yang biasanya dalam dan lebih mahal dari pondasi dangkal. Meskipun lebih mahal, penggunaan tiang ini kadang merupakan keharusan demi tercapainya suatu struktur yang aman. Berikut ini adalah beberapa fungsi yang berkaitan dengan kondisi yang memerlukan pondasi tiang:

Apabila lapisan tanah bagian atas adalah sangat mudah termampatkan (highly compressible) dan terlalu lunak untuk memikul beban dari struktur bagian atas, sehingga tiang diperlukan untuk menyalurkan beban itu ke tanah keras atau batuan. Hal ini diperlihatkan pada Gambar 1(a). Apabila batuan atau tanah keras tidak berada pada kedalaman yang memadai, tiang dimanfaatkan untuk menyalurkan beban secara berangsur ke tanah. Tahanan yang diberikan tanah secara pokok akan berasal dari tahanan gesek yang dikerahkan oleh kulit tiang yang merupakan muka-antara tanah-tiang (soil-pile interface), seperti ditunjukkan pada Gambar 1(b).

Ketika menerima gaya-gaya horizontal [lihat Gambar 1(c)], pondasi tiang dapat melawan tekuk sementara menerima gaya-gaya vertikal yang datang dari struktur di atasnya. Situasi dalam jenis ini umumnya ditemukan dalam perencanaan dan pembangunan struktur-struktur penahan tanah dan pondasi dari gedung-gedung tinggi yang mungkin menderita beban angin kencang dan/atau gaya-gaya gempa.

(7)

Di dalam banyak kasus, tanah-tanah ekspansive dan mudah runtuh bisa jadi ditemukan pada tempat-tempat dimana struktur akan didirikan. Tanah seperti ini mungkin saja mencapai kedalaman yang jauh di bawah permukaan tanah. Tanah ekspansive akan mengembang dan menyusut bergantung pada naik atau turunnya kadar air. Tekanan pengembangan dari tanah semacam ini biasanya adalah tinggi. Jika pondasi dangkal digunakan dalam kondisi tanah seperti ini, struktur bisa mengalami kerusakan yang serius. Tetapi kalau digunakan pondasi tiang, maka tiang dapat diperpanjang sedemikian hingga melampaui zona yang aktif mengembang maupun menyusut [Gambar 1(d)].

Pondasi untuk struktur-struktur seperti menara transmisi, konstruksi lepas pantai, dan basement yang berada di bawah muka air tanah akan mengalami gaya-gaya angkat. Tiang dapat digunakan sebagai pondasi untuk jenis struktur seperti ini untuk menahan gaya angkat [Gambar 1(e)].

Abutmen dan pier jembatan sering dibangun di atas pondasi tiang untuk menghindari kemungkinan kehilangan daya dukung dari sebuah pondasi dangkal yang bisa jadi disebabkan oleh erosi pada permukaan tanah [Gambar 1(f)].

(8)

Gambar 1. Pemakaian pondasi tiang

2.2. Jenis Pondasi Tiang

Jenis tiang yang akan digunakan dalam suatu konstruksi bergantung pada jenis beban yang akan dipikul, kondisi tanah, dan letak muka air tanah. Biasanya tiang dapat dibagi kedalam kategori: (a) tiang baja, (b) tiang beton, (c) tiang kayu, dan (d) tiang komposit.

2.2.1. Pondasi Tiang Baja

Tiang baja umumnya digunakan baik sebagai tiang pipa maupun sebagai tiang baja berpenampang H. Tiang pipa dapat disorongkan ke dalam tanah dengan ujung terbuka atau tertutup. Balok baja berpenampang flens-lebar (wide-flange) dan I dapat juga digunakan sebagai tiang. Namun tiang berpenampang H biasanya lebih disukai karena badan (web) flensnya memiliki ketebalan yang

(9)

sama. Pada balok berpenampang flens-lebar dan I, ketebalan badannya lebih tipis dari flensnya. Tabel 1 memberikan ukuran tiang baja penampang H standar yang digunakan di Amerika Serikat. Tabel 2 memperlihatkan daftar sejumlah penampang pipa yang sering digunakan untuk pemipaan. Dalam banyak kasus, tiang pipa diisi dengan beton setelah dimasukkan ke dalam tanah.

(10)

(11)

Beban rencana yang diijinkan untuk tiang baja dapat dihitung dengan rumus,

Berdasar pada pertimbangan geoteknik, beban rencana untuk sebuah tiang dapat ditentukan. Beban rencana (Qrencana) ini kemudian dikontrol oleh beban ijin tiang seperti dalam Pers. (1). Tentunya beban rencana seharusnya lebih kecil dari beban ijin tiang.

Tiang baja, apabila diperlukan dapat disambung dengan las atau paku keling. Gambar 2(a) memperlihatkan kondisi tipikal penyambungan dengan las sebuah tiang-H. Kasus tipikal penyambungan dengan las tiang pipa terlihat pada Gambar 2(b). Gambar 2(c) menunjukkan diagram penyambungan tiang-H dengan paku keling dan baut.

Kadang-kadang kondisi pemancangan agak sulit karena harus dipancang melalui kerikil padat, lapisan keras, dan batuan lunak. Untuk ini ujung tiang dapat dilengkapi dengan titik pancang atau sepatu. Gambar 2(d) dan (e) menunjukkan dua jenis sepatu yang sering dipakai pada tiang pipa.

Tiang baja bisa juga mengalami korosi. Sebagai contoh, tanah rawa, gambut dan tanah organik lainnya bisa menyebabkan korosi. Tanah-tanah yang mempunyai pH lebih besar dari 7 tidak terlalu korosif. Untuk mempertimbangkan akibat korosi, suatu tambahan ketebalan baja (lebih dari luas penampang rencana) umumnya direkomendasikan. Dalam keadaan tertentu penggunaan lapisan

epoxy yang biasanya dipakai di pabrik bisa juga mencegah korosi.

Lapisan ini tidak begitu mudah rusak akibat pemancangan tiang. Pelapisan dengan beton pada tiang baja juga dapat mencegah korosi.

(12)

Gambar 2 Tiang baja: (a) sambungan tiang-H dengan las; (b) sambungan tiang pipa dengan las; (c) sambungan tiang-H dengan paku keling dan baut; (d) sarung datar pemancangan

tiang pipa; (e) sarung konikal pemancangan tiang pipa

Penyambungan Tiang Pancang Baja

Sambungan-sambngan pada tiang pancang baja dibuat dengan cara yang sama dengan kolom baja, yaitu yang paling umum dengan cara mengelas atau dengan pemakaian baut. Pada beberapa proyek kecil, penyambungan telah dilakukan dengan lebih dahulu dan dipatenkan sebelum pemancangan dilakukan. Untuk tiang pancang baja berbentuk profil H, pelat-pelat badan (web plates) dibuat dalam bentuk dua saluran belakang ke belakang, dengan panjang yang cukup pas dengan badan dan flens bagian dalam. Sambungan ini

(13)

kemudian dilas ke badan tersebut memotong ujungnya dan flens dilas bagian ujung tumpulnya untuk menyempurnakan sambungan.

Penyambungan tiang pancang pipa terdiri dari sebuah cincin yang berbingkai (ledged ring). Penyambingan dilakukan dengan mengelas sekeliling sambungan pipa tersebut yang kemudian ditutup dengan bingkai cincin yang juga dilas secara keliling ke pada kedua dua pipa yang telah disambung tersebut. Biasanya sambungan ini akan membangun kekuatan tiang pancang dalam kompresi, kelenturan dan geseran untuk memenuhi persyaratan kode bangunan.

Kelebihan dan Kekurangan Pondasi Tiang Pancang Baja

Pondasi tiang pancang baja tersebut pada umumnya ringan, kuat dan mampu menahan beban yang berat. Penyambungan tiangpun dapat dilakukan dengan sangat mudah. Namun pondasi tiang pancang baja mempunyai kelemahan, yaitu dapat terjadinya korosi pada tiang baja.yang dilakukan oleh asam maupun air. Asam adalah suatu kondisi kimiawi, di mana bahan tersebut ber-pH kurang dari 7. Namun penelitian menunjukkan, bahwa pemancangan terhadap tanah alamiah tak terganggu, maka korosi tidak menjadi tidak menjadi masalah. Namun, jika pemancangan dilakukan terhadap tanah urugkan, maka besar kemungkinannya terjadinya korosi pada tiang pancang baja.

(14)

(15)

2.2.2. Pondasi Tiang Beton

Tiang beton dapat dibagi ke dalam dua kategori dasar: (a) tiang pracetak (precast piles) dan (b) tiang dicor di tempat (cast-in-situ piles). Tiang pracetak dapat dibuat dengan menggunakan beton bertulang biasa, yang penampangnya bisa jadi bujursangkar atau segidelapan (octagonal), seperti ditunjukkan pada Gambar 3). Penulangan diperlukan untuk memungkinkan tiang mampu melawan momen lentur ketika pengangkatan, beban vertikal, dan momen lentur yang diakibatkan oleh beban lateral. Tiang dicetak dengan panjang yang diinginkan dan dirawat hingga sebelum diangkut ke tempat pemancangan.

Tiang pracetak bisa juga terbuat dari kabel prategang baja berkekuatan tinggi (beton prategang). Kekuatan batas kabel baja ini berkisar 1800 MN/m2 (≈261 ksi). Ketika mencetak tiang, kabel ditarik terlebih dahulu hingga sekitar 900-1300 MN/m2 ( ≈130-188 ksi), dan kemudian beton ditabur disekelilingnya. Setelah proses curing, kabel dipotong sehingga menghasilkan gaya kompresi pada lintang tiang. Tabel 3 memberi informasi tambahan tentang tiang beton prategang dengan penampang bujursangkar dan oktagonal.

(16)

(17)

Cor di tempat dibuat dengan terlebih dahulu menggali lubang di tanah dan kemudian mengisinya dengan beton. Berbagai jenis tiang beton cor di tempat digunakan dalam konstruksi pada waktu akhir-akhir ini, dan kebanyakan diantaranya telah dipatenkan oleh pabrik pembuatnya. Tiang-tiang semacam ini dapat dibagi ke dalam dua kategori besar: (a) dengan casing dan (b) tanpa casing. Kedua jenis ini bisa memiliki pedestal pada ujung bawahnya.

Tiang dengan casing terbuat dari sebuah casing baja yang disorongkan ke dalam tanah dengan bantuan sebuah mandrel yang ditempatkan di dalam casing. Apabila tiang telah mencapai kedalaman yang diinginkan, mandrel ditarik dan casing kemudian diisi dengan beton. Gambar 4(a), (b), (c), dan (d) menunjukkan beberapa contoh tiang dengan casing tanpa pedestal. Tabel 4 memberi informasi tentang tiang-tiang dengan casing ini. Gambar 4(e) menunjukkan tiang dengan casing dan pedestal di ujung bawahnya. Pedestal adalah beton yang dilebihkan pada ujung bawah tiang yang menggelembung, ini bisa dibuat dengan menjatuhkan palu pada beton yang masih segar.

Gambar 4 Tiang beton cor di tempat (lihat Tabel 4 untuk deskripsi lebih lanjut)

(18)

Tabel 4 Deskripsi tiang beton cor di tempat

Gambar 4(f) dan (g) adalah dua jenis tiang tanpa casing dengan salah satu diantaranya menggunakan pedestal. Tiang tanpa casing dibuat dengan pertama-tama mendorongkan casing ke dalam tanah hingga suatu kedalaman yang diinginkan dan kemudian mengisinya dengan beton segar. Casing kemudian ditarik perlahan-lahan secara bertahap.

Beban ijin untuk tiang beton cor di tempat bergantung pada apakah casing digunakan atau tidak. Tiang dengan casing berarti casing akan menyumbang daya dukung ijin pada tiang. Sedangkan tiang tanpa casing berarti beban seluruhnya dipikul oleh beton. Dengan demikian beban ijin bisa diberikan dengan menggunakan rumus berikut ini.

(19)

Tiang dengan casing

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

2.2.3. Pondasi Tiang Kayu

Tiang kayu adalah batang pohon yang cabang-cabangnya telah dipangkas dengan hati-hati. Panjang maksimum kebanyakan tiang kayu adalah 10-20 m. Agar kualitas tiang kayu yang dipakai bagus, maka kayunya harus lurus, keras, dan tanpa adanya kerusakan. Manual Praktek No. 17 yang dikeluarkan oleh ASCE (The American Society of Civil Engineers) tahun 1959, mengklasifikasikan tiang kayu ke dalam 3 kategori:

1) Tiang klas A: Tiang-tiang dalam kelas ini mampu menerima

beban-beban yang berat. Diameter minimum batang

sekurang-kurangnya 356 mm.

2) Tiang klas B: Tiang-tiang dalam kelas ini mampu menerima beban-beban sedang. Diameter minimum batang adalah 305-330 mm.

3) Tiang klas C: Tiang ini digunakan untuk kontruksi sementara. Tiang ini dapat digunakan untuk konstruksi permanen apabila keseluruhan tiang tenggelam di bawah muka air tanah. Diameter minimum batang sekurang-kurangnya 305 mm.

Dalam setiap keadaan, kepala tiang tidak boleh memiliki diameter yang kurang dari 150 mm.

Tiang kayu biasanya tidak dapat menahan tegangan pada pemancangan yang keras; oleh karena itu kapasitas tiang umumnya dibatasi hingga sekitar 220-270 kN (25-30 ton). Sepatu baja bisa digunakan untuk mencegah kerusakan ujung bawah tiang. Kepala tiang mungkin bisa juga rusak selama proses pemancangan. Kerusakan pada serat-serat kayu yang disebabkan oleh tumbukan palu dinamakan dengan brooming. Untuk mencegah kerusakan kepala tiang, topi dari logam biasanya ditambahkan pada kepala tiang.

(27)

Penyambungan tiang kayu haruslah dihindari, terutama apabila tiang akan memikul beban tarik atau beban lateral. Namun apabila penyambungan diperlukan, maka ini bisa dilakukan dengan menggunakan selubung pipa (pipe sleeves) seperti ditunjukkan dalam Gambar 5(a) atau lempeng logam dengan baut (metal straps

and bolt) pada Gambar 5(b). Panjang selubung pipa

sekurang-kurangnya 5 kali diameter tiang. Ujung batang kayu harus dipotong bujur sangkar sehingga kontak penuh dapat dijaga. Bagian penyambungan harus benar-benar dipotong sedemikian hingga cukup ketat di dalam selubung pipa.

Gambar 5 Penyambungan tiang kayu: (a) selubung pipa; (b) lempeng logam dengan baut

Tiang kayu dapat tetap tidak mengalami kerusakan dalam waktu tak terbatas apabila sekeliling kayu adalah tanah yang jenuh air. Namun di lingkungan pantai, tiang kayu dapat diserang oleh berbagai organisma yang akan menimbulkan kerusakan yang berat

(28)

setelah beberapa bulan. Bagian tiang yang berada di atas muka air bisa juga diserang oleh serangga. Umur tiang bisa ditingkatkan dengan melumuri tiang dengan minyak ter sebelum dipakai.

Daya dukung ijin tiang kayu dapat dihitung dengan rumus berikut:

(29)

2.2.4. Pondasi Tiang Komposit

Yang dimaksud dengan tiang komposit adalah tiang bagian atas dan bawah memiliki bahan yang berbeda. Sebagai contoh, tiang komposit dapat terbuat dari baja dan beton atau kayu dan beton. Tiang baja dan beton terdiri dari bagian bawah terbuat dari baja dan bagian atas terbuat dari beton yang dicor di tempat. Tiang seperti ini digunakan apabila panjang tiang yang dibutuhkan melampaui daya dukung tiang beton cor di tempat yang sederhana. Tiang kayu dan beton biasanya terdiri dari bagian bawah terbuat dari kayu yang secara permanen berada di bawah muka air dan bagian atasnya beton. Dalam setiap kasus, bagaimanapun tidaklah mudah membuat sambungan yang benar-benar baik antara dua bahan yang tidak sama, sehingga tiang komposit sangat jarang digunakan.

Contoh Pondasi Tiang Komposit

2.2.5. Perbandingan Antara Jenis Tiang

Beberapa faktor akan mempengaruhi pemilihan jenis tiang untuk struktur tertentu dan lokasi tertentu. Tabel 5 memberikan sebuah perbandingan ringkas antara keuntungan dan kerugian beberapa jenis tiang berdasarkan bahan tiang yang digunakan.

(30)

(31)

BAB III PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang didapat dari pembahasan makalah ini adalah :

3.1.1. Ada empat jenis pondasi tiang yang umum digunakan di Indonesia. Yaitu Pondasi tiang baja, beton, kayu dan komposit.

3.1.2. Pemilihan jenis pondasi tiang perlu mempertimbangkan pada jenis beban yang akan dipikul, kondisi tanah, dan letak muka air tanah. 3.1.3. Masing-masing pondasi tiang memiliki kelebihan dan kekurangan

yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan suatu gedung.

3.2. Saran

Suatu Pemilihan dan perencanaan pondasi sebaiknya mengikuti kaidah ilmiah berupa peraturan Standar Nasional Indonesia (SNI) yang berlaku di indonesia. Seperti misalnya SNI Baja, Beton, Kayu, dan sebagainya. Sebab pondasi merupakan bagian bangunan yang sangat penting, oleh sebab itu perlu kecermatan dalam merencanakannya.

(32)