ANALISA KAPASITAS DAYA DUKUNG TIANG PANCANG PADA
PROYEK PEMBANGUNAN RUMAH SAKIT UMUM DAERAH
SIJUNJUNG
Redo Diana, Hendri Warman, Indra Farni
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Email: [email protected], [email protected], [email protected]
Abstrak
Pondasi tiang pancang merupakan jenis pondasi dalam yang digunakan bila daya dukung tanah yang diizinkan berada cukup dalam dari permukaan tanah. Pondasi tiang berfungsi untuk memindahkan beban-beban dari konstruksi di atasnya melalui bentuk penekanan dan meneruskan ke lapisan tanah yang lebih dalam atau pada lapisan tanah keras. Pemakaian pondasi tiang pada suatu bangunan dipergunakan apabila tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul berat bangunan atau lapisan tanah keras dari lapisan permukaan tanah. Data yang diperlukan untuk menganalisa daya dukung tiang pancang ini adalah data hasil pengukuran di lapangan berupa data sondir.Penulisan ini bertujuan untuk mendapatkan gambaran yang jelas mengenai suatu perencanaan pondasi untuk bangunan bertingkat. Penganalisaan penulisan meliputi kapasitas daya dukung dan kemampuan pondasi dalam memikul beban struktur, serta besarnya settlement yang terjadi sebagai pengaruh dari besarnya struktur yang bekerja pada pondasi dengan data yang diambilkan dari proyek pembangunan Rumah Sakit Umum Daerah Sijunjung.
Kata Kunci : Pondasi Tiang Pancang, Daya Dukung, Sondir, Settlement
ANALYSIS OF THE CARRYING CAPACITY OF THE PILE
PONDATION CONSTRUCTION PROJECT RUMAH SAKIT UMUM
DAERAH SIJUNJUNG
Redo Diana, Hendri Warman, Indra FarniDepartment of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering and Planning, University of Bung Hatta
Email: [email protected], [email protected], [email protected]
Abstrack
Pile pondation is the type of deep pondation within which is used when the power support the ground that are allowed to be sufficient in from the surface of the ground.Pile pondation serve to move the loads of construction on it through the form of emphasis and continued into the deeper layers of soil or hard soil layer.The use of the pile pondation on a building used in the land base under the building does not have a power support (bearing capacity) which is enough to bear the weight of the building or the hard layers of soil from the surface layer of soil.The Data needed to analyze power support pile pondation is the measurement of the results of the data in the field of data sondir.Writing aims to get a clear picture of a foundation for the building of multilevel planning.The analysis of writing covering a capacity of support and ability to carry the burden structure, also the magnitude of settlement that occur as the influence of the magnitude of any structure which is working on the foundation with the data were drawn from the project of Rumah Sakit Umum Daerah Sijunjung
.
PENDAHULUAN
Seiring dengan perkembangan zaman,
pemenuhan pelayanan kesehatan menjadi
suatu kebutuhan mutlak pada saat ini,
salah satunya dengan tersedianya rumah
sakit yang memadai. Karena kebutuhan
akan rumah sakit di daerah Sijunjung
sangat banyak dan jauh dari rumah sakit
yang ada, dan disetiap kabupaten
seharusnya ada Rumah Sakit Umum untuk
memenuhi pelayanan kesehatan pada
masyarakatnya, oleh karena itulah
didirikan Rumah Sakit Daerah Sijunjung.
Rumah sakit sama halnya seperti
bangunan pada umumnya harus mampu
memenuhi keamanan dan kenyamanan
pada saat bangunan tersebut digunakan.
Fungsi bangunan akan maksimal apabila
bangunan tersebut ditunjang oleh struktur
yang memadai, baik struktur atas maupun
strukur bawah. Dalam hal ini pondasi
menjadi faktor penting bagi suatu
bangunan dimana pondasi merupakan
penahan seluruh beban struktur atasnya.
Pondasi tiang pancang merupakan jenis
pondasi dalam yang digunakan bila daya
dukung tanah yang diizinkan berada cukup
dalam dari permukaan tanah. Pondasi
tiang berfungsi untuk memindahkan
beban-beban dari konstruksi di atasnya
melalui bentuk penekanan dan
meneruskan ke lapisan tanah yang lebih
dalam atau pada lapisan tanah keras.
Pemakaian pondasi tiang pada suatu
bangunan dipergunakan apabila tanah
dasar di bawah bangunan tersebut tidak
mempunyai daya dukung (bearing
capacity) yang cukup untuk memikul berat
bangunan atau lapisan tanah keras dari
lapisan permukaan tanah.
RUANG LINGKUP PENULISAN
Pembatasan masalah ini dimaksudkan
untuk memberikan suatu batasan yang
jelas untuk menghindari adanya
penyimpangan terhadap masalah yang
akan dibahas. Adapun dalam penulisan
Tugas Akhir ini permasalahan yang
ditinjau hanya dibatasi pada :
a. Perhitungan kapasitas daya dukung
pondasi tiang pancang dengan metode
statis dari data penyelidikan tanah
berdasarkan data tanah sondir dan
Laboratorium.
b. Perhitungan pondasi tiang pancang
yaitu mencakup perhitungan kapasitas
daya dukung tiang tunggal dan tiang
kelompok, perhitungan penurunan
(settlement) yang akan terjadi, serta
perhitungan penulangan pondasi
c. Tugas Akhir ini tidak menghitung
daya dukung tiang berdasarkan data
pengujian langsung dilapangan
(kalendering).
d. Tugas Akhir ini tidak menghitung
pembebanan struktur atas, karena
beban struktur atas sudah diperoleh
dari data proyek.
Data yang digunakan untuk perhitungan
ini diambil dari proyek Pembangunan
Rumah Sakit Umum Daerah Sijunjung
METODOLOGI PENULISAN
Untuk memperoleh hasil perhitungan yang
dapat dipertanggungjawabkan, maka
penulis melakukan hal-hal sebagai berikut
:
a. Tinjauan pustaka atau studi
literatur yaitu mempelajari
buku-buku diktat yang berkaitan dengan
tugas akhir ini.
b. Pengumpulan data-data yang
diperlukan dari proyek tersebut,
yaitu meliputi:
Data tanah yang terdiri dari data hasil test laboratorium berupa
Sampel Bor Inti dan test
lapangan berupa pengukuran
sondir.
Data tiang yaitu panjang tiang dan dimensi tiang (Gambar
Pelaksanaan).
c. Konsultasi dengan dosen-dosen
pembimbing.
HASIL
Analisa kapasitas daya dukung pondasi
tiang pancang pada Proyek Pembangunan
Rumah Sakit Umum Daerah Sijunjung ini
yaitu untuk mengetahui kapasitas daya
dukung tiang pancang terhadap beban
yang dipikulnya,terutama oleh beban
aksial atau beban vertikal, serta
menghitung penulangan tiang dan
penurunan yang terjadi.
Daya Dukung Tiang Akibat Beban Aksial
Untuk menganalisa daya dukung tiang
pancang tunggal akibat beban vertikal
digunakan beberapa metode diantaranya
metode Mayerhoof, Terzaghi, dan
Tomlinson untuk perhitungan daya
dukung ujung dan metode alpha dari
Thomlinson untuk perhitungan daya
dukung selimut tiang. Dari hasil
perhitungan dapat dilihat perbandingan
daya dukung berdasarkan data tanah dari
lapangan yaitu berdasarkan data tanah dari
Laboratorium dan data hambatan lekat
o Perhitungan berdasarkan data
laboratorium
Kapasitas daya dukung tiang tunggal
merupakan penjumlahan antara kapasitas
daya dukung ujung tiang dan kapasitas
daya dukung selimut tiang.
Berdasarkan hasil perhitungan daya
dukung ujung tiang dengan metode
Mayerhoff, Terzaghi dan Tomlinson
didapat sebagai berikut:
Metode Mayerhoff, Qp = 281,896 ton
Metode Terzaghi, Qp = 257,440 ton
Metode Tomlinson, Qp = 271,578 ton
Untuk perencanaan agar perhitungan
lebih akurat, harga Qp yang dipakai adalah
nilai yang terkecil, berdasarkan hasil
perhitungan dengan ketiga metode diatas,
nilai Qp yang terkecil adalah hasil
perhitungan dengan metode Terzaghi
yakni 257,440 ton. Sedangkan kapasitas
daya dukung selimut tiang berdasarkan
hasil perhitungan dengan metode α dari
Tomlinson didapat nilai Qs sebesar 47,928
ton. Sehingga didapatkan nilai daya
dukung ultimate untuk tiang tunggal
berdasarkan data laboratorium sebesar,
Qult = 305,368 ton, dan nilai daya dukung
izin tiang tunggal sebesar, Qall = 101,789
ton.
o Perhitungan berdasarkan data
Hambatan Lekat Tanah ( JHL )
Hasil perhitungan kapasitas daya
dukung ujung tiang berdasarkan data JHL
didapat nilai daya dukung ultimate untuk
tiang tunggal sebesar 558,841 ton, dan
nilai daya dukung izin tiang tunggal
sebesar, Qall = 113,181 ton.
Dengan demikian, dapat dilihat
perbandingan daya dukung tiang tunggal
berdasarkan data laboratorium dan data
JHL. Dalam hal ini nilai daya dukung
yang dipakai untuk perencanaan agar
perhitungan lebih akurat dan aman (safety)
adalah nilai yang terkecil, yakni hasil
perhitungan berdasarkan data
Laboratorium, yaitu sebesar 101,789 ton.
Syarat yang diperbolehkan untuk
perencanaan pondasi tiang tunggal adalah
jika nilai daya dukung izin (Qall) > (Pu) maksimum. Nilai beban Pu maksimum
yang direncanakan adalah sebesar 300 ton.
Berdasarkan hasil perhitungan nilai daya
dukung izin Qall yang didapatkan lebih
kecil dari Pu maksimum yaitu 101,789
ton.
Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang
Kelompok
Untuk menentukan daya dukung
kelompok tiang tidak cukup hanya dengan
sendiri dikalikan banyaknya tiang dalam
kelompok tiang melainkan adanya satu
faktor pengali lainnya yaitu effisiensi tiang
group. Effisiensi tiang group ini
merupakan suatu perbandingan antara
kapasitas kelompok tiang terhadap jumlah
kapasitas masing-masing tiang pancang.
Jumlah Tiang yang Digunakan
Rumus untuk menentukan jumlah tiang
yang dibutuhkan adalah :
n = a a
a
Total beban (P maks) = 300 ton
Qall = 101,789 ton
Maka jumlah tiang yang dibutuhkan
adalah :
n =
= 2,947 ≈ 4 ah tia g
Gambar : Susunan 4 buah tiang
Efisiensi Tiang Kelompok
Daya dukung tiang kelompok, tidak akan
sama dengan daya dukung tiang secara
individu dikalikan jumlah tiang kelompok,
melainkan akan lebih kecil. Reduksi ini
disebabkan karena adanya overlapping
penyebaran tegangan di sekeliling tiang.
Salah satu rumus yang banyak dipakai
untuk menentukan efisiensi (faktor
reduksi) adalah rumus Converse Lebarre
(Bowles).
Daya dukung tiang kelompok :
Qug = Qall x n x Eg
Dimana :
Qug= Daya dukung tiang kelompok
Qall= Daya dukung ijin tiang tunggal
n = Jumlah tiang didalam satu
kelompok
Eg = Efisiensi kelompok tiang
Efisiensi kelompok pondasi tiang
mn n m m n Eg
90
1 1
Dimana :
Sehingga kapasitas daya dukung
tiang kelompok adalah :
Qug = Qall . n . Eg
= 101,789 x 4 x 0,795
= 323,689 ton > Pmaks = 300 ton
Dengan demikian, pondasi tiang
tunggal tidak aman digunakan, karena itu
maka dipakai tiang kelompok.
Apabila daya dukung yang diijinkan
satu tiang sudah diketahui, maka daya
dukung kelompok tiang dapat ditentukan
dengan mengalikannya terhadap effisiensi
kelompok tiang dan banyaknya
tiang.Berdasarkan hasil perhitungan,
dengan nilai Qall sebesar 101,789 ton,
didapatkan jumlah tiang sebanyak 4 tiang.
Dengan nilai efisiensi kelompok tiang
sebesar 0,795, maka didapatkan nilai daya
dukung tiang kelompok sebesar Qug =
pondasi tiang kelompok dapat dinyatakan
aman terhadap beban aksial.
Penurunan Pondasi (Setlement)
Penurunan kelompok tiang sama
dengan penurunan elastisitas tiang
ditambah penurunan arah vertikal tiang.
Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan
nilai penurunan elastis tiang sebesar e =
18,19 mm, dan penurunan arah vertikal
tiang sebesar δ = 11,10 mm, sehingga
didapat total penurunan pondasi sebesar
∆H = 29,29 mm.
Penurunan maksimum pondasi yang
diizinkan adalah 10 % dari diameter tiang.
Diameter tiang yang direncanakan adalah
300 mm, maka penurunan maksimum
Dengan demikian, nilai total penurunan
sebesar 29,29 mm dinyatakan aman dan
memenuhi izin.
Penulangan Tiang
Penulangan tiang dihitung berdasarkan
kondisi dalam pengangkatan, yaitu dengan
satu titik pengangkatan dan dua titik
pengangkatan. Dari hasil perhitungan
dengan kedua kondisi tersebut didapatkan
nilai momen maksimum dan gaya geser
maksimum sebagai berikut :
Berdasarkan satu titik pengangkatan :
Mu = 11,2948 kNm dan Vu = 5,7264 kN
Berdasarkan dua titik pengangkatan :
Mu = 5,2143 kNm dan Vu = 10,1736 kN
Untuk perhitungan penulangan tiang,
nilai momen dan gaya geser yang diambil
adalah nilai yang paling besar yaitu Mu =
11,2948 kNm dan Vu = 10,1736 kN.
Setelah dilakukan perhitungan
didapatkan tulangan utama sebanyak
6D10, dan tulangan sengkang Ø 8 – 120
mm.
Daya Dukung Tiang Akibat Beban Lateral
Untuk menghitung daya dukung tiang
akibat beban horizontal perlu diketahui
kondisi kepala tiang dan kriteria jenis
perilaku tiang. Dari data yang diketahui,
tinggi muka tanah ke kepala tiang = ec = 1
m, karena ec lebih besar dari 0,6 m maka
termasuk kondisi kepala tiang terjepit. Dan
dari hasil perhitungan dengan nilai faktor
kekakuan R = 1,51 m dan diketahui
kedalaman tiang L = 12 m didapat nilai L
3,5 R, maka termasuk tiang panjang. Untuk menentukan besar gaya lateral
ultimit, digunakan rumus dan grafik dari
metoda Broms untuk jenis tanah kohesif.
Dari hasil perhitungan dengan rumus
didapatkan besar daya dukung lateral
ultimit untuk tiang tunggal sebesar Hu =
186,61 kN, sedangkan dengan grafik
didapatkan Hu = 71,90 kN. Maka diambil
nilai yang paling kecil yaitu Hu = 71,90
kN.
Besar daya dukung lateral izin
kelompok tiang dapat dihitung dengan
mengalikan nilai daya dukung tiang
tunggal dengan jumlah tiang dan faktor
reduksi. Dengan jarak antar tiang sebesar
3D maka diambil faktor reduksi 0,4.
Sehingga didapatkan daya dukung lateral
izin kelompok tiang sebesar Hu = 115,04
kN. Nilai tersebut lebih kecil dari beban
horizontal yang direncanakan yaitu H = 95
kN. Dengan demikian pondasi tersebut
dapat dinyatakan aman terhadap beban
lateral.
Analisa Penulangan Tiang Akibat Beban
Horizontal
Penulangan pondasi tiang pancang
kebutuhan pada waktu pengangkatan,
tetapi untuk memastikan bahwa tulangan
tersebut benar-benar kuat dan aman, perlu
juga dilakukan pengecekan ulang terhadap
penulangan tiang tersebut dengan
mempertimbangkan pengaruh beban
horizontal.
Berdasarkan hasil perhitungan daya
dukung tiang terhadap beban horizontal
didapatkan nilai daya dukung ultimit tiang
sebesar 115,04 kN. Dengan nilai daya
dukung tersebut dihitung momen
maksimum yang terjadi untuk menentukan
penulangan tiang. Dari hasil perhitungan
didapatkan momen maksimum sebesar Mu
= 193,515 kNm. Gaya geser maksimum
diambil Hu = 115,04 kN. Setelah
dilakukan perhitungan didapatkan
tulangan utama sebanyak 6D10, dan
tulangan sengkang Ø 8 – 120 mm.
Pondasi tiang pancang hendaknya
direncanakan sedemikian rupa sehingga
gaya luar yang bekerja pada kepala tiang
tidak melebihi gaya dukung tiang yang
diizinkan. Adapun yang dimaksud dengan
gaya dukung tiang yang diizinkan adalah
meliputi aspek gaya dukung tanah yang
diizinkan, tegangan pada bahan tiang dan
perpindahan kepala tiang yang diizinkan.
Ukuran dan kedalaman pondasi yang
ditentukan dari daya dukung diizinkan
dipertimbangkan terhadap penurunan
toleransi. Bila ternyata hasil hitungan daya
dukung ultimate yang dibagi faktor aman
mengakibatkan penurunan yang
berlebihan, dimensi pondasi harus diubah
sampai besar penurunan memenuhi
syarat.
Keamanan pondasi tiang pancang
pada Proyek Pembangunan Rumah Sakit
Umum Daerah Sijunjung ini telah
dianalisa oleh penulis. Dengan diketahui
kedalaman tiang pancang 12 m, dan
dimensi tiang 300 mm, didapatkan gaya
yang bekerja pada kepala tiang tidak
melebihi daya dukung tiang yang
diizinkan, serta tidak mengalami
penurunan yang melebihi izin dengan
demikian pondasi ini dinyatakan aman
terhadap pengaruh beban vertikal dan
horizontal.
Penulangan pondasi tiang pancang
ini penulis menghitung dengan
mempertimbangkan akibat beban vertikal
dengan cara 1 titik pengangkatan maupun
dengan 2 titik pengankatan, serta pengaruh
beban horizontal sehingga pondasi
tersebut menjadi lebih aman.
KESIMPULAN
Berdasarkan analisa hasil perhitungan
daya dukung pondasi tiang pancang pada
Daerah Sijunjung ini dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut :
1. Kapasitas daya dukung pondasi tiang
pancang dengan diameter tiang 300
mm dan kedalaman tiang 12 m
didapatkan kapasitas daya dukung
tiang tunggal sebesar 101,789 ton, dan
kapasitas daya dukung tiang
kelompok dengan jumlah tiga tiang
sebesar 305,368 ton > Pu = 300 ton.
2. Penurunan (settlement) total yang
terjadi masih dibawah penurunan
ma ima ya g diizi a yait ∆H
total = 2,929 cm < ∆H izi = cm.
3. Kapasitas daya dukung pondasi tiang
pancang terhadap beban lateral adalah
sebesar 11,504 kN > Hu = 9,5 kN.
4. Hasil perhitungan penulangan tiang
didapatkan jumlah dan diameter
tulangan tiang sebanyak 6D10 dan
tulangan sengkang Ø8–120 mm.
5. Pondasi tiang pancang pada
Pembangunan Rumah Sakit Umum
Daerah Sijunjung ini dapat dinyatakan
aman dan mampu memikul
pembebanan yang direncanakan.
DAFTAR PUSTAKA
Bowlesh, J. E., 1991,” Analisa dan Desain Pondasi”, Edisi keempat Jilid 1,
Erlangga, Jakarta.
Hardiyatmo, H. C., 1996, “Teknik Pondasi 1”, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Sardjono, H.S, 1988,” Pondasi tiang pancang, jilid 1 dan II”, penerbit Sinar Jaya Wijaya, Surabaya
Sosrodarsono, Suyono dan Nakazawa, Kazuto, 1980, “Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi”, Pradya Paramita, Jakarta.
Das, Braja M.,1994,”Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis”),Erlangga,Jakarta.
Vis, W.C dan Kusuma, Gideon, 1993,
