BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tinjauan Umum
Secara umum, perencanaan pondasi tiang mencakup daya dukung sebagai
end bearing pile (daya dukung ujung ) maupun friction pile (daya dukung gesek). Sifat tanah yang variabel yang mengkombinasikan dengan beban-beban yang tak
diperhitungkan sebelumnya atau gerakan tanah yang terjadi kemudian
(umpamanya oleh gempa) dapat menyebabkan penurunan-penurunan berlebihan.
Setiap pondasi harus mampu mendukung beban sampai batas keamanan
yang telah ditentukan, termasuk mendukung beban maksimum yang mungkin
terjadi. Jenis pondasi yang digunakan tergantung pada kondisi tanah dan kondisi
sekitarnya. Pondasi yang baik harus mampu menopang beban-beban yang bekerja
diatasnya.
2.2. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation)
Pekerjaan penyelidikan tanah (soil investigation) mempunyai peranan yang penting pada suatu lokasi pekerjaan. Tanah merupakan pendukung dari suatu
bangunan. Dalam perencanaan pondasi konstruksi dalam hal ini diperlukan
adanya penyelidikan tanah untuk mengetahui parameter-parameter tanah yang
akan digunakan dalam perhitungan daya dukung tanah pondasi. Daya dukung
tanah sangat berpengaruh pada bentuk dan dimensi pondasi agar diperoleh
perencanaan pondasi yang optimal.
harus kuat dan aman untuk mendukung beban dari konstruksi atas (upper structure) serta berat sendiri pondasi.
Untuk dapat memenuhi hal terssebut diatas, dilaksanakan penelitian tanah
(soil investigation) di lapangan dan laboratorium untuk memperoleh parameter-parameter tanah berupa perlawanan ujung/konus (cone resistance) dan hambatan lekat (skin friction) yang di peroleh dari hasil pengujian sondir, jenis dan sifat tanah dari pengujian pengeboran tanah pondasi serta dari hasil pengujian
Laboratorium yang digunakan dalam perhitungan daya dukung pondasi dan cara
perbaikan tanah.
2.2.1. Sondering Test/Cone Penetration Test (CPT)
Pengujian CPT atau sondir adalah pengujian dengan menggunakan alat
sondir type Dutch Cone Penetration yang mempunyai konus seluas 10 cm2, sudut lancip kerucut 60o untuk mengukur perlawanan ujung, dan dilengkapi mantel
(sleave) yang berdiameter sama dengan konus dan luas selimut 100 cm2, untuk mengukur lekatan (friction) dari lapisan tanah. Alat ini digunakan dengan cara
ditekan ke dalam tanah terus menerus dengan kecepatan maksimum 1 cm/detik,
sementara itu besarnya perlawanan tanah terhadap kerucut penetrasi (qc) juga
terus diukur.
Dilihat dari kapasitasnya, alat sondir dapat dibedakan menjadi dua jenis,
yaitu sondir ringan (2 ton) dan sondir berat (10 ton). Sondir ringan digunakan
untuk mengukur tekanan konus sampai 150 kg/cm², atau kedalam maksimal 30 m,
dipakai untuk penyelidikan tanah yang terdiri dari lapisan lempung, lanau dan
kedalaman maksimal 50 m, dipakai untuk penyelidikan tanah di daerah yang
terdiri dari lempung padat, lanau padat dan pasir kasar.
Keuntungan utama dari penggunaan alat ini adalah tidak perlu diadakan
pemboran tanah untuk penyelidikan. Tetapi tidak seperti pada pengujian SPT,
dengan alat sondir sampel tanah tidak dapat diperoleh untuk penyelidikan
langsung ataupun untuk uji laboratorium. Tujuan dari pengujian sondir ini adalah
untuk mengetahui perlawanan penetrasi konus dan hambatan lekat tanah yang
merupakan indikator dari kekuatan tanahnya dan juga dapat menentukan
dalamnya berbagai lapisan tanah yang berbeda.
Dari alat penetrometer yang lazim dipakai, sebagian besar mempunyai
selubung geser (bikonus) yang dapat bergerak mengikuti kerucut penetrasi
tersebut. Jadi pembacaan harga perlawanan ujung konus dan harga hambatan
geser dari tanah dapat dibaca secara terpisah. Ada 2 tipe ujung konus pada sondir
mekanis yaitu pada (Gambar 2. 1) :
1. Konus biasa, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan biasanya
digunakan pada tanah yang berbutir kasar, dimana besar perlawanan
lekatnya kecil;
2. Bikonus, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan hambatan
lekatnya dan biasanya digunakan pada tanah yang berbutir halus.
Hasil penyelidikan dengan alat sondir ini pada umumnya digambarkan
dalam bentuk grafik yang menyatakan hubungan antara kedalaman setiap lapisan
tanah dengan besarnya nilai sondir yaitu perlawanan penetrasi konus atau
perlawanan tanah terhadap ujung konus yang dinyatakan dalam gaya per satuan
yang dinyatakan dalam gaya per satuan panjang. Dari hasil sondir diperoleh nilai
jumlah perlawanan (JP) dan nilai perlawanan konus (PK), sehingga hambatan
lekat (HL) dapat dihitung sebagai berikut :
1. Hambatan Lekat (HL)
B A x PK JP
HL ( ) ...(2.1)
2. Jumlah Hambatan Lekat (JHL)
n
i JHL
JHL
0 ... (2.2)
dimana :
JP = Jumlah perlawanan, perlawanan ujung konus + selimut (kg/cm²)
PK = Perlawanan penetrasi konus, qc (kg/cm²)
A = Interval pembacaan (setiap kedalaman 20 cm)
B = Faktor alat = luas konus/luas torak = 10 cm
I = Kedalaman lapisan tanah yang ditinjau (m)
(a). Konus (b). Bikonus
Data sondir tersebut digunakan untuk mengidentifikasikan dari profil
tanah terhadap kedalaman. Hasil akhir dari pengujian sondir ini dibuat dengan
menggambarkan variasi tahanan ujung (qc) dengan gesekan selimut (fs) terhadap
kedalamannya. Bila hasil sondir diperlukan untuk mendapatkan daya dukung
tiang, maka diperlukan harga kumulatif gesekan (jumlah hambatan lekat), yaitu
dengan menjumlahkan harga gesekan selimut terhadap kedalaman, sehingga pada
kedalaman yang ditinjau dapat diperoleh gesekan total yang dapat digunakan
untuk menghitung gesekan pada kulit tiang.
Besaran gesekan kumulatif (total friction) diadaptasikan dengan sebutan jumlah hambatan lekat (JHL). Bila hasil sondir digunakan untuk klasifikasi tanah,
maka cara pelaporan hasil sondir yang diperlukan adalah menggambarkan tahanan
ujung (qc), gesekan selimut (fs) dan ratio gesekan (fR) terhadap kedalaman tanah.
2.2.2. Standard Penetration Test (SPT)
Standard Penetration Test (SPT) sering digunakan untuk mendapatkan daya dukung tanah secara langsung di lokasi. Metode SPT merupakan percobaan
dinamis yang dilakukan dalam suatu lubang bor dengan memasukkan tabung
sampel yang berdiameter dalam 35 mm sedalam 305 mm dengan menggunakan
massa pendorong (palu) seberat 63, 5 kg yang jatuh bebas dari ketinggian 760
mm. Banyaknya pukulan palu tersebut untuk memasukkan tabung sampel sedalam
Kepadatan relatif SPT lapisan pasir.
N : 0 – 4 Sangat lepas.
N : 4 – 10 Lepas.
N : 10 – 30 Sedang.
N : 30 – 50 Padat.
N : > 50 Sangat padat.
Kepadatan relatif SPT lapisan lempung.
N : 0 – 2 Sangat lunak.
N : 2 – 4 Lunak.
N : 4 – 8 Sedang.
N : 8 – 15 Keras/ Kaku.
N : 15 - 30 Sangat keras.
N : > 30 Padat.
Tujuan dari percobaan SPT ini adalah untuk menentukan kepadatan relatif
lapisan tanah dari pengambilan contoh tanah dengan tabung sehingga diketahui
jenis tanah dan ketebalan tiap-tiap lapisan kedalaman tanah dan untuk
memperoleh data yang kualitatif pada perlawanan penetrasi tanah serta
menetapkan kepadatan dari tanah yang tidak berkohesi yang biasa sulit dia mbil
sampelnya. Percobaan SPT ini dilakukan dengan cara sebagai berikut :
1. Siapkan peralatan SPT yang dipergunakan seperti : mesin bor, batang bor,
split spoon sampler, hammer, dan lain – lain;
2. Letakkan dengan baik penyanggah tempat bergantungnya beban
3. Lakukan pengeboran sampai kedalaman testing, lubang dibersihkan dari
kotoran hasil pengeboran dari tabung segera dipasangkan pada bagian
dasar lubang bor;
4. Berikan tanda pada batang peluncur setiap 15 cm, dengan total 45 cm;
5. Dengan pertolongan mesin bor, tumbuklah batang bor ini dengan pukulan
palu seberat 63,5 kg dan ketinggian jatuh 76 cm hingga kedalaman
tersebut, dicatat jumlah pukulan untuk memasukkan penetrasi setiap 15 cm
(N value);
Contoh : N1 = 10 pukulan/15 cm
N2 = 5 pukulan/15 cm
N3 = 8 pukulan/15 cm
Maka total jumlah pukulan adalah jumlah N2 dengan N3 adalah 5 + 8 = 13
pukulan = nilai N. N1 tidak diperhitungkan karena dianggap 15 cm
pukulan pertama merupakan sisa kotoran pengeboran yang tertinggal pada
dasar lubang bor, sehingga perlu dibersihkan untuk memperkecil efisiensi
gangguan;
6. Hasil pengambilan contoh tanah dari tabung tersebut dibawa ke
permukaan dan dibuka. Gambarkan contoh jenis - jenis tanah yang
meliputi komposisi, struktur, konsistensi, warna dan kemudian masukkan
ke dalam botol tanpa dipadatkan atau kedalaman plastik, lalu ke core box; 7. Gambarkan grafik hasil percobaan SPT;
2.3. Pondasi Tiang
Pondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan gaya
ort hogonal ke sumbu tiang dengan jalan menyerap lenturan. Pondasi tiang dibuat
menjadi satu kesatuan yang monolit dengan menyatukan pangkal tiang bor yang
terdapat dibawah konstruksi, dengan tumpuan pondasi (Nakazawa, 2000).
Pondasi tiang digunakan untuk mendukung bangunan bila lapisan tanah
kuat terletak sangat dalam. Pondasi jenis ini dapat juga digunakan untuk
mendukung bangunan yang menahan gaya angkat keatas, terutama pada
bangunan-bangunan tingkat yang tinggi yang dipengaruhi oleh gaya-gaya
penggulingan akibat angin. Tiang-tiang juga digunakan untuk mendukung
bangunan dermaga (Hardiyatmo, 2003).
2.4. Klasifikasi Pondasi Tiang
Berdasarkan metode instalasinya, pondasi tiang pada umumnya dapat
diklasifikasikan atas :
1). Tiang Pancang
Pondasi tiang pancang merupakan sebuah tiang yang di pancang
kedalam tanah sampai kedalaman yang cukup untuk menimbulkan tahanan
gesek pada selimutnya atau tahanan ujungnya. Pemancangan tiang dapat
dilakukan dengan memukul kepala tiang dengan palu atau getaran atau
2). Tiang Bor
Sebuah tiang bor dikonstruksikan dengan cara menggali sebuah lubang
bor yang kemudian diisi dengan material beton dengan memberikan
penulangan terlebih dahulu.
2.5. Penggolongan Pondasi Tiang
Pondasi tiang dapat dibagi menjadi 3 kategori sebagai berikut:
1. Tiang Perpindahan Besar (large displacement pile).
Tiang perpindahan besar (large displacement pile), yaitu tiang pejal atau berlubang dengan ujung tertutup yang diBorke dalam tanah sehingga
terjadi perpindahan volume tanah yang relatif besar. Termasuk dalam tiang
perpindahan besar adalah tiang kayu, tiang beton pejal, tiang beton
prategang (pejal atau berlubang), tiang baja bulat (tertutup pada ujungnya).
2. Tiang Perpindahan Kecil (small displacement pile)
Tiang perpindahan kecil (small displacement pile), adalah sama seperti tiang kategori pertama hanya volume tanah yang dipindahkan saat
pemancangan relatif kecil, contohnya: tiang beton berlubang dengan ujung
terbuka, tiang beton prategang berlubang dengan ujung terbuka, tiang baja
H, tiang baja bulat ujung terbuka, tiang ulir.
3. Tiang Tanpa Perpindahan (non displacement pile)
Tiang tanpa perpindahan (non displacement pile), terdiri dari tiang yang dipasang di dalam tanah dengan cara menggali atau mengebor tanah.
Termasuk dalam tiang tanpa perpindahan adalah bore pile, yaitu tiang
tanah (pipa baja diletakkan di dalam lubang dan dicor beton (Hardiyatmo,
Gambar 2.2 Jenis-jenis Pondasi tiang berdasarkan teknik pemasangannya
(Nakazawa, 2000).
2.6. Pondasi Tiang Bor
Pondasi tiang bor (bored pile) adalah pondasi tiang yang pemasangannya dilakukan dengan mengebor tanah pada awal pengerjaannya. Tiang bor dipasang
ke dalam tanah dengan cara mengebor tanah terlebih dahulu, baru kemudian diisi
tulangan dan dicor beton. Tiang ini biasanya dipakai pada tanah yang stabil dan
kaku, sehingga memungkinkan untuk membentuk lubang yang stabil dengan alat
bor. Jika tanah mengandung air, pipa besi dibutuhkan untuk menahan dinding
keras atau batuan lunak, dasar tiang dapat dibesarkan untuk menambah tahanan
dukung ujung tiang.
Ada beberapa jenis pondasi tiang bor:
1. Tiang bor lurus untuk tanah keras
2. Tiang bor yang ujung nya diperbesar berbentuk bel
3. Tiang bor yang ujungnya diperbesar berbentuk trapesium
4. Tiang bor lurus untuk tanah yang berbatu-batuan ( Braja M. Das).
Gambar 2.3 Jenis Pondasi Tiang bor
Fungsi pondasi tiang bor pada umumnya dipengaruhi oleh besar atau bobot
dan fungsi bangunan yang hendak didukung dan jenis tanah sebagai pendukung
konstruksi seperti :
1. Transfer beban dari konstruksi bangunan atas (upper structure) ke dalam tanah melalui selimut tiang dan perlawanan ujung tiang.
2. Menahan daya desak ke atas (up live) maupun guling yang terjadi akibat kombinasi beban struktur yang terjadi.
4. Mengontrol penurunan yang terjadi pada bangunan terutama pada
bangunan yang berada pada tanah yang mempunyai penurunan yang
besar.
. Pondasi tiang bor mempunyai karakteristik khusus karena cara
pelaksanaannya yang dapat mengakibatkan perbedaan perilakunya di bawah
pembebanan dibandingkan pondasi tiang pancang.
Hal-hal yang mengakibatkan perbedaan tersebut diantaranya adalah :
1. Tiang bor dilaksanakan dengan menggali lubang bor dan mengisinya
dengan meterial beton, sedangkan pondasi tiang bor dimasukkan ke tanah
dengan mendesak tanah disekitarnya (displacement pile).
2. Beton dicor dalam keadaan basah dan mengalami masa curing di bawah permukaan tanah.
3. Kadang-kadang digunakan casing untuk menjaga stabilitas dinding lubang bor dan dapat pulacasing tersebut tidak tercabut karena kesulitan di lapangan.
4. Kadang-kadang digunakan slurry untuk menjaga stabilitas lubang bor yang dapat membentuk lapisan lumpur pada dinding galian serta
mempengaruhi mekanisme gesekan tiang dengan tanah.
5. Cara penggalian lubang bor disesuaikan dengan kondisi tanah.
Keuntungan menggunakan tiang bor, antara lain:
6. Tidak ada resiko kenaikan muka air tanah.
7. Kedalaman tiang dapat divariasikan.
9. Tiang dapat dipasang sampai kedalaman yang dalam, dengan diameter
besar, dan dapat dilakukan pembesaran ujung bawahnya jika tanah dasar
berupa lempung atau batu lunak.
10. Penulangannya tidak dipengaruhi oleh tegangan pada waktu
pengangkutan dan pemancangan.
Kerugian:
5. Pengeboran dapat mengakibatkan gangguan kepadatan, bila tanah berupa
pasir atau mengakibatkan yang berkerikil.
6. Pengecoran beton sulit bila dipengaruhi air tanah karena mutu beton tidak
dapat dikontrol dengan baik.
7. Air yang mengalir ke dalam lubang bor dapat mengakibatkan gangguan
tanah, sehingga mengurangi kapasitas dukung tanah terhadap tiang.
8. Pembesaran ujung bawah tiang dapat dilakukan bila tanah berupa pasir
(Hardiyatmo, 2002).
2.7. Metode Pengeboran
Pada saat ini ada tiga metode dasar pengeboran (variable-variable tempat proyek
mungkin juga memerlukan perpaduan beberapa Metode), yaitu:
1. Dry Method
Pada metode ini urutan pelaksanaan pekerjaan adalah sebagai berikut:
Pertama-tama dibuat lubang dengan cara mengebor tanah dengan alat bor
sedalam yang diinginkan.
Dasar dari lubang diisi beton secukupnya untuk dudukan besi penulangan.
Pengecoran dapat dilakukan dengan cara jatuh bebas dan ketinggian yang
Penulangan besi diturunkan ke dalam lubang.
Seluruh lubang diisi dengan beton , sampai dengan elevasi yang
ditetapkan.
Cara ini dilakukan pada kondisi tanah yang cohesive, dan memiliki muka air tanah (MAT) di bawah dasar lubang atau tanah memliki permeabiliti yang rendah,
sehingga air tanah tidak menyulitkan pelaksanaan. Oleh karena itu disebut dengan
metode kering.
Gambar 2.4 Tiang bor dengan Dry Metod 2. Casing Method
Metode ini digunakan, bila kondisi tanah mudah terjadi deformasi ke arah
lubang galian, sehingga dapat menutup sebagian dari lubang. Cara ini juga
digunakan bila menginginkan untuk menahan aliran air tanah ke dalam lubang,
tetapi ujung casing harus mencapai tanah yang kedap (impermeable).
Untuk memelihara kondisi lubang, maka ketika memasukkan casing
disertai dengan pengisian lumpur (slurry) ke dalam lubang bor. Setelah casing duduk pada tempatnya, maka slurry dipompa ke luar dari lubang bor. Tergantung
dari diameter dalam casing, kurang –lebih antara 25 sampai 50 mm. Ada dua
alternatif tentang casing yaitu: casing ditinggal dan casing dicabut kembali selama
proses pengecoran beton.
Bila dipilih alternatif casing ditinggal, maka diperlukan pekerjaan grouting
yang dimasukkan dengan tekanan untuk dapat mengganti slurry yang ada di antara
casing bagian luar dengan tanah.
Bila dipilih alternatif casing dimabil lagi (dicabut), maka pada saat
menarik casing ke luar, harus dilakukan dengan hati-hati, dimana saat penarikan
harus dilakukan harus keadaan beton masih cair, dan beton betul-betul dapat
mendesak slurry ke luar.
Gambar 2.5 Tiang Bor dengan Casing Method
3. Slurry Method
Metode ini dapat diaplikasikan pada semua situasi penggunaan casing.
Slurry di sini juga difungsikan untuk menahan air tanah yang dapat masuk ke
dalam lubang. Perlu dicatat dalam metode ini, bahwa kecukupan slurry yang
ditandai dengan elevasi slurry (harus ditambah bila kurang), atau dengan
runtuhnya tanah ke dalam lubang bor. Urutan pelaksanaan metode ini dapat dilihat
pada gambar 2.3
Material bentonite umum digunakan dengan cara dicampur dengan air
sehingga merupakan cairan lumpur (slurry bentonite). Diperlukan percobaan pencampuran bentonite untuk memperoleh jumlah persentase yan optimum.
Biasanya antara 4 sampai dengan 6 persen dari berat sudah mencukupi. Bentonite
dan air harus dicampur dengan benar agar tidak terlalu kental.
Secara umum denganmetode slurry ini dharapkan agar slurry tidak terlalu
lama dalam lubang., karena akan dapat membentuk dinding yang tipis yang sulit
untuk dihilangkan/diganti dengan beton selama pengecoran beton.
Selama proses pengecoran, pipa tremi harus terbenam dalam beton,
sehingga harus diperhatikan antara kecepatan beton dengan kecepatan menarik
pipa tremi.
Slurry Disposal
Pada saat pengecoran beton ke dalam lubang bor, maka beton akan
mendesak ke luar bentonite slurry. Sehingga bentonite slurry akan meluap ke luar
lubang. Oleh karena itu, agar bentonite slurry tidak terbuang percuma dan tidak
mengotori lapangan kerja, maka buangan bentonite slurry ini harus dapat
disalurkan yang dapat menerima luapan bentonite slurry tersebut dan
mengalirkannya ke tempat penampunagan. Sebagai penampung sementara
Gambar 2.6 Tiang Bor dengan Slurry Method
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam metode ini adalah:
a) Jangan membiarkan adonan terlalu lama dalam sumuran sehingga
terbentuk lapisan penyaring yang terlalu tebal pada dinding sumuran
karena lapisan yang tebal sukar untuk digeserkan oleh beton selama
pengisian sumuran;
b) Memompa adonan keluar dan partikel-partikel yang lebih besar dalam
suspensi dipisahkan dengan memakai adonan „conditioned‟ yang
dikembalikan lagi kedalam sumuran sebelum beton;
c) Hati-hati sewaktu menggali lempung melalui adonan, sehingga penarikan
kepingan yang besar tidak menyebabkan tekanan atau pengisapan pori
negatif yang bisa meruntuhkan sebagian dari sumuran.
Setelah sumuran selesai digali, tulangan kerangka dimasukkan ke dalam
sumuran dan corong pipa-cor (treme) dipasang (urutan ini perlu diperhatikan sehingga corong pipa-cor tidak perlu ditarik sewaktu akan memasang kerangka
sehingga corong pipa-cor selalu terendam dalam beton sehingga hanya ada sedikit
daerah permukaan yang terbuka dan yang terkontaminasi oleh adonan (Asiyanto,
2009).
2.8. Metode Pelaksanaan Tiang Bor
Aspek teknologi sangat berperan dalam suatu proyek konstruksi.
Umumnya, aplikasi teknologi ini banyak diterapkan dalam metode pelaksanaan
pekerjaan konstruksi. Penggunaan metode yang tepat, praktis, cepat dan aman,
sangat membantu dalam penyelesaian pekerjaan pada suatu proyek konstruksi.
Sehingga target waktu, biaya dan mutu sebagaimana ditetapkan dapat tercapai.
Prosedur pelaksanaan pekerjaan tiang bor
1. Pekerjaan Persiapan :
Persiapan lahan untuk merakit dan mendirikan mesin bor pada titik yang
akan di bor.
Persiapan titik-titik yang akan di bor
Pengadaan material
Gambar 2.7 Persiapan titik yang akan di bor
3. Pengeboran
Pengeboran dengan sistem slurry method: tanah dikikis dengan
menggunakan mata bor crossbit yang mempunyai kecepatan 375 rpm dan
tekanan ± 200 kg. Pengikisan tanah dibantu dengan tiupan air lewat lubang
stang bor yang dihasilkan pompa sentrifugal 3‟‟. Hal ini menyebabkan
tanah yang terkikis terdorong keluar dari lubang bor.
Pengeboran dengan sisten dry method : tanah di bor dengan menggunakan
mata bor spiral dan diangkat setiap interval kedalaman 0,5 meter. Hal ini
dilakukan berulang-ulang sampai kedalaman yang ditentukan
Setelah mencapai kedalaman rencana, pengeboran dihentikan, sementara
mata bor dibiarkan berputar tetapi beban penekanan dihentikan dan air
sirkulasi tetap berlangsung sampai cutting atau serpihan tanah betul-betul
Selama pembersihan ini berlangsung, baja tulangan dan pipa tremi sudah
dipersiapkan di dekat lubang bor.
Setelah cukup bersih, stang bor diangkat dari lubang bor. Dengan
bersihnya lubang bor diharapkan hasil pengecoran akan baik hasilnya.
Gambar 2.8 Pekerjaan pengeboran tanah
3. Pemasangan kerangka baja tulangan dan pipa tremi
Kerangka baja tulangan yang telah dirakit diangkat dengan bantuan diesel
winch dalam posisi tegak lurus terhadap lubang bor dan diturunkan dengan
hati-hati agar tidak terjadi banyak singgungan dengan lubang bor.
Baja tulangan yang telah dimasukan dalam lubang bor ditahan dengan
potongan tulangan melintang lubang bor. Apabila kebutuhan baja tulangan
lebih dari 12 meter bisa dilakukan penyambungan dengan diikat kawat
beton dengan panjang overlap 30 - 40 D atau dengan cara las.
Setelah rangka baja tulangan terpasang, pipa tremi disambung dan
Apabila pada waktu pemasangan baja tulangan terjadi singgungan dan
terjadi keruntuhan di dalam lubang bor, maka diperlukan pembersihan
ulang dengan memasang head kombinasi diameter 6″ ke diameter 2″.
Dengan memompakan air kedalam stang bor dan pipa tremi, maka
runtuhan-runtuhan dan tanah yang menempel pada besi tulangan dapat
dibersihkan kembali.
Pada saat pembersihan dilakukan, pengadukan beton bisa mulai dilakukan
.
Gambar 2.9. Pemasangan kerangka besi (tulangan)
4. Pekerjaan pengecoran;
Setelah pembersihan lubang bagian akhir selesai, head kombinasi dibuka
dan diganti corong cor yang disambung dengan pipa tremi.
Pengecoran awal :
Pengecoran adalah bagian akhir dari pekerjaan bored pile dimana langkah
pengecoran awal adalah bagian terpenting dari pekerjaan ini. Prosedur pengecoran
1. Untuk memisahkan adukan beton dari lumpur bor pada pengecoran awal,
digunakan kantong plastik yang telah diisi adukan beton dan diikat dengan
kawat beton yang digantung di bagian dalam lubang tremi.
2. Setelah tenaga cor siap, beton ditampung di dalam corong cor dan ditahan
oleh bola-bola beton pada kantong plastik. Setelah cukup penuh, bola
kantong plastik dilepas sehingga terdorong beton yang ada di dalam
lubang tremi. Selanjutnya penuangan beton dilakukan dengan cepat
sehingga cukup untuk mendorong air lumpur bor yang ada di dalam
lubang tremi. Slump adukan beton untuk bored pile tidak boleh terlalu
rendah (minimal 16 cm) sehingga mudah mengalir dan mendorong lumpur
yang ada di dalam lubang bor.
3. Pengecoran selanjutnya dilakukan secara kontinyu dan tidak terputus lebih
dari 10 menit. Dengan sistem tremi ini pengecoran dimulai dari dasar
lubang dengan mendorong air / lumpur dari bawah keluar lubang.
4. Setelah pipa tremi penuh dan ujung pipa tremie tertanam beton biasanya
beton tidak dapat mengalir karena ada tekanan dari bawah. Untuk
memperlancar adukan beton didalam pipa tremi, dilakukan hentakan
hentakan pada pipa tremi. Pipa tremi harus selalu terbenam dalam adukan
beton dan pengisian di dalam corong harus dijaga terus menerus agar
corong tidak kosong.
5. Pipa tremi dilepas setiap 2 meter dan dilakukan setelah pipa tremi naik ke
permukaan lubang lebih dari 2 meter.
6. Pengecoran dihentikan setelah adukan beton yang naik ke permukaan telah
(karena perhitungan adanya galian tanah), maka tinggi pengecoran
minimal harus 0,5 meter di atas level rencana bagian atas bored pile
(sampai beton pada rencana bagian atas tidak tercampur Lumpur lagi).
7. Pembersihan dan pemasangan kembali.
Setelah pekerjaan pengecoran selesai, semua peralatan dibersihkan dari
sisa beton dan lumpur dan disiapkan kembali untuk dipakai pada titik bor
berikutnya.
Gambar 2.10 Proses pengecoran
Dengan kesimpulan dari metode pelaksanaan tiang bor dapat dilihat dari
gambar berikut:
2.9Kapasitas Daya dukung
2.9.1. Kapasitas daya dukung tiang dari data sondir
Diantara perbedaaan tes dilapangan, sondir atau Cone Penetration Test
(CPT) seringkali sangat dipertimbangkan berperanan dari geoteknik. CPT atau
sondir ini tes yang sangat cepat, sederhana, ekonomis dan tes tersebut dapat
dipercaya dilapangan dengan pengukuran terus-menerus dari permukaan
tanah-tanah dasar. CPT atau sondir ini dapat juga mengklasifikasi lapisan tanah-tanah dan
dapat memperkirakan kekuatan dan karakteristik dari tanah. Didalam perencanaan
pondasi tiang bor (pile), data tanah sangat diperlukan dalam merencanakan kapasitas daya dukung (bearing capacity) dan tiang bor sebelum pembangunan dimulai, guna menentukan kapasitas daya dukung ultimit dari tiang bor. Kapasitas
daya dukung ultimit ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :
Qu = Qb + Qs = qbAb + f.As ...………(2.3)
Dimana :
Qu = Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang .
Qb = Kapasitas tahanan di ujung tiang.
Qs = Kapasitas tahanan kulit.
qb = Kapasitas daya dukung di ujung tiang persatuan luas.
Ab = Luas di ujung tiang.
f = Satuan tahanan kulit persatuan luas.
As = Luas kulit tiang .
Untuk menghitung daya dukung tiang berdasarkan data hasil pengujian
Daya dukung ultimit pondasi tiang dinyatakan dengan rumus :
Qult = (qc x Ap) + (JHL x K11) ...……….(2.4)
Dimana :
Qult = Kapasitas daya dukung tiang bor tunggal.
qc = Tahanan ujung sondir.
Ap = Luas penampang tiang.
JHL = Jumlah hambatan lekat.
K11 = Keliling tiang.
Daya dukung ijin pondasi dinyatakan dengan rumus :
Qijin=
Qijin = Kapasitas daya dukung ijin pondasi.
qc = Tahanan ujung sondir.
Ap = Luas penampang tiang.
JHL = Jumlah hambatan lekat.
K11 = Keliling tiang.
2.9.2. Kapasitas daya dukung tiang dari data SPT
Harga N yang diperoleh dari SPT tersebut diperlukan untuk
memperhitungkan daya dukung tanah. Daya dukung tanah tergantung pada kuat
geser tanah. Hipotesis pertama mengenai kuat geser tanah diuraikan oleh
Coulomb yang dinyatakan dengan:
dimana :
τ = Kekuatan geser tanah (kg/cm²)
c = Kohesi tanah (kg/cm²)
σ = Tegangan normal yang terjadi pada tanah (kg/cm²)
= Sudut geser tanah (º)
Table II.1 Hal-hal yang perlu dipertimbangkan untuk penentuan harga N
(Sosrodarsono, 1983)
Klasifikasi Hal-hal yang perlu diperhatikan dan
dipertimbangkan
Hal yang perlu dipertimbangkan
secara menyeluruh dari hasil-hasil
survei sebelumnya
Unsur tanah, variasi daya dukung vertikal
(kedalaman permukaan dan susunannya),
adanya lapisan lunak (ketebalan konsolidasi
atau penurunan), kondisi drainase dan
lain-lain
Hal-hal yang perlu diperhatikan
Untuk mendapatkan sudut geser tanah dari tanah tidak kohesif (pasiran)
biasanya dapat dipergunakan rumus Dunham (1962) sebagai berikut :
1. Tanah berpasir berbentuk bulat dengan gradasi seragam, atau butiran pasir
bersegi segi dengan gradasi tidak seragam, mempunyai sudut geser sebesar :
15
12N ... (2.7)
15
12N ... (2.8)
2. Butiran pasir bersegi dengan gradasi seragam, maka sudut gesernya adalah :
27 3 .
0 N ... (2.9)
Angka penetrasi sangat berguna sebagai pedoman dalam eksplorasi tanah
dan untuk memperkirakan kondisi lapisan tanah. Hubungan antara angka penetrasi
standart dengan sudut geser tanah dan kepadatan relatif untuk tanah berpasir,
secara perkiraan dapat dilihat pada tabel II.2 berikut :
Tabel II.2 Hubungan antara angka penetrasi standard dengan sudut geser dalam
dan kepadatan relatif pada tanah pasir (Das, 1985)
Angka Penetrasi Standart, N Kepadatan Relatif
Hubungan antara harga N dengan berat isi yang sebenarnya hampir tidak
mempunyai arti karena hanya mempunyai partikel kasar (tabel II.3). Harga berat
isi yang dimaksud sangat tergantung pada kadar air.
Table II.3 Hubungan antara N dengan Berat Isi Tanah (Sosrodarsono, 1983)
Tanah tidak
kohesif
Harga N <10 10 - 30 30 - 50 >50
Berat isi
γ kN/m3 12 – 16 14 - 18 16 - 20 18 – 23
Tanah
kohesif
Harga N <4 4 – 15 16 - 25 >25
Berat isi
γ kN/m3 14 – 18 16 - 18 16 - 18 >20
Pada tanah tidak kohesif daya dukung sebanding dengan berat isi tanah,
hal ini berarti bahwa tinggi muka air tanah banyak mempengaruhi daya dukung
pasir. Tanah dibawah air mempunyai berat isi efektif yang kira-kira setengah berat
isi tanah diatas muka air..
1. Daya dukung ujung pondasi bore pile (end bearing), (Reese & Wright,1977). Qp = Ap . qp ... (2.10)
dimana :
Ap = Luas penampang bore pile (m²)
qp = Tahanan ujung per satuan luas (ton/m).
Untuk tanah kohesif :
Qp = Ap . qp
qp = 9 cu ... (2.11)
cu = (N-SPT x 2/3 x 10) ...(2.112)
Untuk tanah non kohesif :
Reese & Wright (1977) mengusulkan korelasi antara qp dan NSPT seperti terlihat
pada Gambar 2.12 berikut ini
Gambar 2.12 Daya dukung ujung batas bore pile pada tanah pasiran
(Reese & Wright, 1977)
untuk N 60 maka qp = 7 N (t/m²) < 400 (t/m²)... (2.13)
untuk N > 60 maka qp = 400 (t/m²)………...………... (2.14)
2. Daya dukung selimut bore pile (skin friction), (Reese & Wright, 1977). Qs = f . Li . p ... (2.15)
dimana :
f = Tahanan satuan skin friction ( ton/m²).
Li = Panjang lapisan tanah (m).
Qs = Daya dukung selimut tiang (ton).
Pada tanah kohesif :
f = α . cu... (2.16)
dimana :
α = Faktor adhesi
( menurut Reese dan Wright koefisien α untuk tiang bor = 0,55)
cu = Kohesi tanah (ton/m²).
Pada tanah non kohesif :
Qs = qs . Li . p... (2.17)
Untuk N < 53, qs N 0,32N
34 (ton/ m²)... (2.18)
Untuk 53 < N ≤ 100 maka f diperoleh dari korelasi langsung dengan NSPT
(Reese & Wright).
Gambar 2.13 Daya dukung selimut bore pile pada tanah pasiran
2.9.3. Berdasarkan data Pile Driving Analizer (PDA)
Uji PDA adalah uji beban secara dinamik yang dilakukan untuk
mendapatkan daya dukung aksial tiang daya dukung ujung (end bearing) maupun daya dukung friksi (friction bearing). Berdasarkan pengukuran strain dan gaya. Percepatan dapat diperoleh daya dukung
Jumlah pengujian PDA test biasanya minimal 2atau 2% dari jumlah tiang
yang terpasang. Jenis Pondasi tiang yang dapat diuji dengan PDA tidak terbatas
pada tiang Borsaja. „ PDA‟ juga dapat digunakan untuk tiang yang dicor di tempat
seperti tiang bor tiang franki dan jenis Pondasi tiang lainnya. Tujuan pengujian
tiang dengan Pile Driving Analyzer ( PDA ) adalah untuk mendapatkan data
tentang :
A. Daya Dukung Aksial Tiang
Penentuan daya dukung aksial tiang didasarkan pada karakteristik dari
pantulan gelombang yang diberikan oleh reaksi tanah ( lengketan dan tahanan
ujung) . Korelasi yang baik antara daya dukung tiang yang diberikan dari hasil
PDA dengan cara statis yang konvensional telah diakui yang membawa pada
pengakuan PDA sebagai metode yang sah dalam ASTM D-4945-1996. Meski
demikian harus dicatat korelasi yang ditujukan dalam grafik didasarkan pada hasil
pengujian jika daya dukung batas ( ultimate) dicapai baik dengan PDA Test
maupun dengan pengujian statis yang konvensional.
B. Keutuhan Tiang
Kerusakan pada Pondasi tiang dapat terjadi karena beberapa hal antara lain
pengecilan penampang dan longsornya tanah adalah kerusakan yang paling umum
dijumpai.
C. Efisiensi Palu Bor
Pile Driving Analyzer ( PDA ) mengukur energi pemancangan actual yang
ditranfer selama pengujian. Karena berat palu Bordan tinggi jatuh palu Bordapat
diketahui maka efisiensi enerji yang ditransfer dapat dihitung.
Peralatan untuk pengujian PDA terdiri dari : Pile Driving Analyzer ( PDA ) Dua (
2) strain transducer Dua ( 2) accelerometer dan Kabel Penghubung. Peralatan
dapat dimasukkan dalam kotak perjalanan yang cukup kuat. Setiap set PDA dan
perlengkapannya membutuhkan satu atau dua kotak yaitu berukuran sekitar 600
mm x 500 mm x 400 mm: dengan berat sekitar 30 kg. Pengujian dinamis tiang
didasarkan pada analisis gelombang satu dimensi yang terjadi ketika tiang dipukul
oleh palu. Regangan dan percepatan selama pemancangan diukur menggunakan
strain transducer dan accelerometer. Dua buah strain transducer dan dua buah
accelerometer dipasang pada bagian atas dari tiang yang diuji ( kira-kira 1 5- x
diameter dari kepala tiang) . Pemasangan kedua instrument pada setiap
pengukuran dimaksudkan untuk menjamin hasil rekaman yang baik dan
pengukuran tambahan jika salah satu instrument tidak bekerja dengan baik.
Pengukuran direkam oleh PDA dan dianalisis dengan „ Case Method‟ yang sudah
umum dikenal berdasarkan teori gelombang satu dimensi.
Pemasangan Instrumen Pengujian dinamis dilaksanakan untuk
memperkirakan daya dukung aksial tiang. Karena itu pemasangan instrument
dilakukan sedemikian rupa sehingga pengaruh lentur selama pengujian dapat
transducer harus dipasang pada garis netral dan accelerometer pada lokasi
berlawanan secara diametral Posisi dari palu Borharus tegak lurus terhadap garis
strain transducer.
Persiapan Pengujian PDA TEST Persiapan pengujian terdiri dari :
Penggalian tanah permukaan sekeliling kepala tiang apabila kepala tiang sama
rata permukaan tanah. Pengeboran lubang kecil pada tiang untuk pemasangan
strain transducer dan accelerometer. Pemasangan instrument.
Informasi yang diperlukan dalam PDA Test : Gambar yang menunjukan
lokasi dan identifikasi tiang Tanggal pemancangan Panjang tiang dan luas
penampang tiang dan Panjang tiang tertanam Pedoman Pengujian PDA Test
dilaksanakan berdasarkan prosedur yang tercantum dalam ASTMD-4945-1996.
Dalam melaksanakan pengujian PDA Test maka harus mempersiapkan peralatan
sebagai berikut:
Peralatan pemancangan dengan energi pemancangan yang mencukupi
sesuai dengan besarnya kapasitas aksial tiang yang ingin dicapai.
Accelerometer dan tranducer yang digunakan PDA Test harus sudah
dikalibrasi oleh lembaga yang diakui, hal ini bisa dibuktikan dengan
menunjukkan surat kalibrasi.
Jika tidak menggunakan casing permanen maka bagian atas tiang harus
mencapai 2 kali diameter tiang di atas permukaan tanah. Daerah ini
disebut dengan “test area”. Sebelum peralatan dipasang dan pengujian
dilakukan engineer haru memeriksa “test area”.
Daerah sekitar tiang yang akan diuji harus dibersihkan sehingga memberi
Untuk mendapatkan permukaan tiang bor yang rata, solid maka beton
harus di level dengan atau diatas casing.
Berat hammer minimal 1-2% dari kapasitas tiang, atau jika ditentukan oleh
engineer. Bentuk hammer harus bentuk yang umum dipakai seperti bujur
sangkar, hexagonal, dan lingkaran. Luas impak (impccing surface)berkisar antar 70% sampai 139% dari luas penampang tiang.
Tinggih jatuh hammer antara 1.0-2.0 meter tergantung pada arahan
engineer.
Pada kepala tiang digunakan pile cushion dari plywood dengan ketebalan
2 sampai 6 inchi (50 mm sampai 150 mm).
Alat-alat yang dipersiapkan
Pile Driving Analyzer (PDA).
Dua calibrated strain transducers.
Dua calibrated accelerometer.
Sebelum pengujian dilakukan maka kontraktor harus mempersiapkan
data-data seperti hasil boring tanah, mutu beton, data-data hammer. Engineer harus
melakukan analisis persamaan gelombang untuk menentukan peralatan
pemancangan yang dibutuhkan. Sehingga berat ram yang digunakan tidak
terlalu kecil atau terlalu besar.
Prosedur pelaksanaan:
Pengujian harus dilakukan sesuai dengan prosedur pengujian standard.
Jika tidak diperlukan casing maka bagian atas tiang harus 2 kali diameter
di atas permukaan tanah. Permukaan penampang tiang harus dibuat level
Gambar 2.14 Perataan permukaan tiang bor
Jika menggunakan casing maka sebelum pengujian di buat lubang dengan
ukuran 150 mm x 150 mm secara diametral berlawanan satu dengan yang
lain. Permukaan beton pada bagian lubang tersebut harus rata sehingga
sensor yang akan dipasang dapat dipasang dengan baik. Sensor harus
dipasang ke baja jika persentase impedansi baja cukup tinggi dan jika
casing permanen cukup panjang di bawah sensor.
Jika tidak menggunakan casing maka permukaan pondasi bor harus
diratakan dengan grenda sehingga sensor dapat dipasang dengan baik.
Sensor dipasang pada titik yang ditentukan oleh engineer. Sensor harus
terpasang dengan baik sehingga tidak terjadi slip ketika pengujian
Gambar 2.15 Pemasangan kabel transducers dan accelerometer
Minimal 2(dua) pemukulan dilakukan kepada kepala tiang. Pukulan
pertama dilakukan dengan tinggi minimal sehingga engineer dapat
mengevaluasi peralatan pemancangan. Sistem pemancangan dan tegangan
pada pondasi. Pukulan selanjutnya dilakukan dengan tinggih jatuh yang
lebih besar dan dihentikan ketika tegangan melebihi atau ketika shaft
permanent setelah mencapai 2,5 mm atau 1.0 inchi.
Segera setelah pengujian selesai maka harus segera mengembalikan
kondisi tiang bor ke kondisi awal.
2.10. Kapasitas Kelompok dan Effisiensi Tiang
Pada keadaan sebenarnya jarang sekali didapatkan tiang Boryang berdiri
sendiri (Single Pile), akan tetapi kita sering mendapatkan pondasi tiang Bordalam bentuk kelompok (Pile Group)
Untuk mempersatukan tiang-tiang tersebut dalam satu kelompok tiang
biasanya di atas tiang tersebut diberi poer (footing). Dalam perhitungan poer dianggap/dibuat kaku sempurna, sehingga :
1. Bila beban-beban yang bekerja pada kelompok tiang tersebut menimbulkan
penurunan, maka setelah penurunan bidang poer tetap merupakan bidang
datar.
2. Gaya yang bekerja pada tiang berbanding lurus dengan penurunan tiang-tiang.
2.10.1 Jarak antar tiang dalam kelompok
3 Tiang 4 Tiang 5 Tiang 6 Tiang
7 Tiang 8 Tiang 9 Tiang
10 Tiang 11 Tiang 12 Tiang
Beberapa persamaan effisiensi tiang yang 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
effisiensi tiang tersebut, yang digunakan adalah :Converse-Labare Formula,
sebagia berikut:
Metode Los Angeles Group
s : Jarak pusat ke pusat tiang (lihat gambar)
2.10.2 Kapasitas Kelompok Tiang
Qp= Daya dukung ujung tiang (t)
Qs = Daya dukung selimut tiang (t)
2.10.3 Faktor aman tiang bor
Kapasitas ijin tiang bor, diperoleh dari jumlah tahanan ujung dan tahan
gesek dinding yang dibagi dengan faktor aman tertentu
Untuk dasar tiang yang dibesarkan dengan D<2 m
= ...(2.22)
Untuk dasar tiang tanpa pembesaran dibagian bawah
2.11 Perhitungan pembagian tekanan pada tiang bor kelompok 2.11.1 Kelompok tiang yang menerima beban normal sentris
Beban yang bekerja pada kelompok tiang bor dinamakan bekerja secara
sentris apabila titik rangkap resultan beban-beban yang bekerja berimpit dengan
titik berat kelompok tiang tersebut. Dalam hal ini beban yang diterima oleh
tiap-tiap tiang adalah
Gambar 2.19 Beban normal sentris pada kelompok tiang
N =
n V
...………(2.24)
dimana :
N = Beban yang diterima oleh tiap-tiap tiang bor.
V = Resultant gaya-gaya normal yang bekerja secara sentris.
n = banyaknya tiang bor.
2.11.2Kelompok tiang yang menerima beban normal eksentris
Reaksi total atau beban aksial pada masing-masing tiang adalah jumlah
dari reaksi akibat beban-beban V dan My, yaitu :
Qi =
V = Jumlah beban vertikal yang bekerja pada pusat kelompok tiang.
xi = Absis atau jarak tiang ke pusat berat kelompok tiang ke tiang nomor-i.
My = Momen terhadap sumbu y.
∑x2
= Jumlah kuadrat jarak tiang-tiang ke pusat berat kelompok tiang.
2.11.3 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 .
Untuk menghitung tekanan aksial pada masing-masing tiang adalah
V = Jumlah beban vertikal yang bekerja pada pusat kelompok tiang.
Mx = Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu x.
My = Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu y.
n = Banyaknya tiang bordalam kelompok tiang bor(pile group).
xi,yi = Absis atau jarak tiang ke pusat berat kelompok tiang ke tiang
nomor-i.
∑x2
= Jumlah kuadrat absis-absis tiang bor.
∑y2
= Jumlah kuadrat ordinat-ordinat tiang bor.
2.12. Gaya Lateral Ijin
2.12.1 Penentuan Kriteria Tiang Pendek dan Tiang Panjang
Untuk menghitung besarnya daya dukung akibat gaya lateral, harus ditentukan terlebih
dahulu tiang bor yang direncanakan termasuk tiang panjang atau tiang pendek. Dengan
ketentuan :
Pada tanah lempung teguh yang over consolidated, modulus subgrade tanah (ks)
umumnya diasumsi konstan terhadap kedalaman tanah. Faktor kekakuan R untuk
menentukan tiang pendek atau panjang
.
4 I E
di mana:
Ep = modulus elastisitas tiang (ton/m2)
Ip = momen inersia (m4)
ks = modulus subgrade tanah dalam arah horisontal (ton/m3)
B = diameter atau sisi tiang (m)
Sedangkan pada tanah lempung yang terkonsolidasi normal dan tanah berbutir
kasar (tanah granular), nilai modulus subgrade umumnya meningkat terhadap
kedalaman, sehingga digunakan kriteria lain, yaitu
dimana:
E= modulus tiang
I= momen inersia tiang
nh = konstanta modulus dari reaksi subgrade horizontal (kN/m3)
Tabel II.4 Kriteria tiang pendek atau panjang ditentukan berdasarkan nilai R atau
T
Jenis tiang Modulus Tanah
Kaku (Pendek) L 2 T L 2R
Elastis (panjang) L 4T L 3.5 R
2.12.2 Dengan Metode Broms (Tiang dalam Tanah Granuler)
Untuk tiang dalam tanah granuler (c = 0), Broms (1964) menganggap
sebagai berikut :
1. Tekanan tanah aktif yang bekerja di belakang tiang, diabaikan.
2. Distribusi tekanan tanah pasif di sepanjang tiang bagian depan sama dengan
3 kali tekanan tanah pasif Rankine.
3. Bentuk penampang tiang tidak berpengaruh terhadap tekanan tanah ultimit
atau tahanan lateral ultimit.
4. Tahanan lateral sepenuhnya termobilisasi pada gerakan tiang yang
diperhitungkan.
Tahanan tanah ultimit (pu) sama dengan 3 kali tekanan pasif Rankine adalah didasarkan pada bukti empiris yang diperoleh dari membandingkan hasil
pengamatan dan hitungan beban ultimit yang dilakukan oleh Broms.hasil ini
menunjukkan bahwa pengambilan factor pengali 3 dalam beberapa hal mungkin
terlalu hati-hati, karna nilai banding rata-rata antara hasil hitungan dan beban
ultimit hasil pengujian tiang adalah kira-kira 2/3. Dengan anggapan tersebut,
distribusi tekanan tekanan tanah dapat dinyatakan oleh persamaan:
pu = 3 po Kp ………...……….………... (2.27)
dengan,
po = tekanan overburden efektif
Kp = (1 + sin υ”)/(1 –sin υ‟) = tg2(45°+υ/2)
υ‟ = sudut gesek dalam efektif
Hu= (3/2) γ d Kp f ………...……..…… (2.29)
dan f = 0,82
p u dK
H
.………...……….. (2.30)
sehingga momen maksimum dapat dinyatakan oleh persamaan :
Mmak = Hu (e +2f/3) ..………... ………...…… (2.31)
Jika pada persamaan (2.29), diperoleh Hu yang bila disubstitusikan kedalam persamaan (2.31) menghasilkan Mmak>My, maka tiang akan berkelakuan
seperti tiang panjang. Kemudian besarny Hu dapat dihitung dari persamaan – persamaan (2.30) dan (2.31), yaitu dengan mengambil Mmak =My. persamaan –
persamaan untuk menghitung Hu dalam tinjauan tiang panjang yang diplot dalam grafik hubungan Hu/(Kpγd3) dan My /(Kpγd3) ditunjukan dalam gambar 2.23b. Bila
tanah pasir terendam air, maka berat volume tanah (γ) yang dipakai adalah berat
volume apung (γ‟).
(a)
(b)
Gambar 2.22 Tiang ujung bebas pada tanah granuler
a) Tiang pendek
Pada tiang ujung jepit, asumsi tahanan momen pada kepala tiang paling
sedikit sama dengan My akan dipakai lagi. Model keruntuhan untuk tiang – tiang pendek, sedang dan tiang panjang, secara pendekatan diperlihatkan dalam gambar
2.22 untuk tiang ujung jepit yang kaku, keruntuhan tiang berupa translasi, beban
lateral ultimit dinyatakan oleh:
Hu= (3/2)γdL2Kp………..………...…………...………..(2.32)
(a) tiang ujung pendek
(b) Tiang panjang
Persamaan (2.32) diplot dalam bentuk grafik ditunjukkan dalam gambar
2.23a. gambar tersebut hanya berlaku jika momen negative yang bekerja pada
kepala tiang lebih kecil dari tahanan momen tiang (My). Momen (negatif) yang
terjadi pada kepala tiang, dihitung dengan persamaan:
Mmak = (2/3) HuL = γ d L3 Kp………..……….………… (2.33)
Jika Mmak>My, maka keruntuhan tiang dapat digarapkan akan berbentuk
seperti yang ditunjukan dalam gambar 2.24b. Dengan memperhatikan
keseimbangan horizontal tiang pada gambar 2.14b ini, dapat diperoleh:
F = (3/2) γ dL2
Kp - Hu………..…….……..………. (2.34) Dengan mengambil momen terhadap kepala tiang (pada permukaan tanah)
dan dengan mensubstitusikan F pada persamaan (2.33), maka dapat diperoleh
(untuk Mmak>My) :
My= (1/2) γ dL3 Kp - HuL……….…….. (2.35)
Harga My dalam perhitungan pondasi tiang menahan gaya lateral merupakan momen maksimum yang mampu ditahan tiang (ultimate bending
moment). Dari persamaan (2.31), Hu dapat diperoleh.
Perhatikan, persamaan (2.35) hanya dipakai jika momen maksimum pada
k edalaman f lebih kecil daripada My, jarak f dihitung dari persamaan (2.30).
Dari persamaan (2.36), dapat diplot grafik yang ditunjukan dalam gambar 2.23b.
Beberapa pengujian yang dilakukan Broms (1964) untuk mengecek ketepatan ketepatan persamaan – persamaan yang diusulkan, menunjukan bhwa
untuk tanah granuler (c = 0), nilai banding antara momen lentur hasil pengamatan
pengujian menunjukan angka – angka diantara 0,54 – 1,61, dengan nilai rata – rata
0,93.
(a)
(b)
Gambar 2.24 Tiang ujung jepit dalam tanah granuler
(a) Tiang pendek
Gaya Horizontal pada masing masing tiang
n H
……..…….………...………(2.37)
Defleksi lateral untuk tiang ujung jepit
yo =
Untuk tiang dalam tanah granuler (pasir, kerikil), defleksi tiang akibat beban
lateral, dikaitkan dengan besaran tak berdimensi αL dengan
α =
Tiang ujung bebas dan ujung jepit dianggap sebagai tiang panjang (tidak
kaku), bila αL >4.
Tabel II.5 nilai-nilai nh untuk tanah granular (c=0)
Kerapatan relative (Dr) Tak padat Sedang Padat
Interval nilai A 100-300 300-1000 1000-2000
Nilai A dipakai 200 600 1500
nh pasir kering atau lembab (Terazaghi)
kN/m3
2425 7275 19400
nh pasir kering terendam air kN/m3 Terazaghi
Reese dkk
1386
5300
4850
16300
11779
