BAB II STUDI PUSTAKA
2.2 Jenis dan Kriteria Pemakaian Tiang Pancang Klasifikasi pondasi dibagi 2 (dua) yaitu: Klasifikasi pondasi dibagi 2 (dua) yaitu:
2.4.2 Standard Penetration Test (SPT)
2 u Q ... (2.8) - Untuk dasar tiang tanpa pembesaran dibagian bawah
Qa =
2
u
Q
... (2.9)
2.4.2 Standard Penetration Test (SPT)
Pengujian lapangan dengan memasukkan suatu alat yang dinamakan split
spoon ke dalam tanah, bertujuan mengetahui kekuatan tanah pada setiap lapisan
tanah. Diperoleh kepadatan relatif (relative density), sudut geser tanah (φ) berdasarkan nilai jumlah pukulan (N), dapat dilihat pada tabel di bawah ini:
Tabel 2.3 Hubungan Dr, φ dan N dari pasir (Peck, Meyerhof) Nilai N Kepadatan Relatif (Dr)
Sudut Geser Dalam Menurut Peck Menurut
Meyerhoff 0 – 4 0,0 – 0,2 Sangat lepas < 28,5 < 30
4 – 10 0,2 – 0,4 Lepas 28,5 – 30 30 – 35
10 – 30 0,4 – 0,6 Sedang 30 – 36 35 – 40
Boycke Marbun : Analisa Penurunan Elastis Pondasi Tiang Pancang Proyek Pembangunan Rusunawa Medan Area, 2009.
USU Repository © 2009
> 50 0,8 – 1,0 Sangat padat > 41 > 45 (Mekanika Tanah & Teknik Pondasi, Sosrodarsono, 1983)
Tabel 2.4 Hubungan Dr, φ dan N dari pasir (Terzaghi)
Relative Density (Dr) N
Very Soft / Sangat Lunak <2
Soft / Lunak 2 – 4
Medium / Kenyal 4 – 8
Stiff / Sangat Kenyal 8 – 15
Hard / Keras 15 – 30
Padat > 30
(Mekanika Tanah & Teknik Pondasi, Sosrodarsono, 1983)
SPT pada tanah kohesif berbutir halus atau tanah dengan permeabilitas rendah,
mempengaruhi perlawanan penetrasi, memberikan harga SPT yang lebih rendah dibandingkan dengan tanah dengan permeabilitas tinggi untuk kepadatan sama. Mungkin terjadi bila jumlah tumbukan N>15, maka koreksi Terzaghi & Peck (1948) menghasilkan harga N, merupakan jumlah tumbukan N yang terjadi: 10 2 1 50 + + =N σ No ... (2.10) Dimana adalah tegangan efektif berlebih, tidak lebih dari 2,825 kg/cm2.
Melalui SPT, angka N dari suatu stratigrafi (sistem pelapisan tanah di lokasi) dapat diketahui (N SPT > 50: tanah pasir & N SPT > 30: tanah lempung), dan dari angka itu didapat karakteristik suatu lapisan tanah seperti pada tabel 2.5.
Tabel 2.5 Hal-hal yang perlu dipertimbangkan untuk penentuan harga N. Klasifikasi Hal-hal yang perlu diperhatikan dan
Boycke Marbun : Analisa Penurunan Elastis Pondasi Tiang Pancang Proyek Pembangunan Rusunawa Medan Area, 2009.
USU Repository © 2009
Hal yang perlu dipertimbangkan secara
menyeluruh dari hasil-hasil sebelumnya
Unsur tanah, variasi daya dukung vertikal (kedalaman permukaan dan susunannya), adanya lapisan lunak (ketebalan lapisan yang mengalami konsolidasi atau penurunan), kondisi drainase dan lain-lain
Hal-hal yang perlu diperhatikan langsung
Tanah pasir (Tidak kohesif)
Berat isi, sudut geser dalam, ketahanan terhadap penurunan dan daya dukung tanah
Tanah lempung (Kohesif)
Keteguhan, kohesi, daya dukung dan ketahanan terhadap hancur
(Mekanika Tanah & Teknik Pondasi, Sosrodarsono, 1983)
Walau hasil penyelidikan sondir telah diperoleh, masih diperlukan pengetahuan tentang tanah lebih teliti, penyelidikan tanah dilengkapi dengan pengambilan contoh tanah (untuk menentukan sifat fisis dan mekanis lapisan tanah melalui uji laboratorium). Pengambilan contoh tanah ada dua macam, yaitu: tidak terganggu (undisturbed sample), contoh tanah asli dan tanah terganggu (disturbed sample). Boring untuk mengetahui kedalaman muka air tanah (ground
water level) di lapangan dan memperoleh stratigrafi.
N dari SPT untuk menghitung daya dukung tanah, dimana tergantung pada
kuat geser tanah. Rumus kuat geser tanah diuraikan oleh Coulomb, yaitu: φ
σ
τ =c+ tan ... (2.11) Dimana:
= Kekuatan geser tanah (kg/cm2)
Boycke Marbun : Analisa Penurunan Elastis Pondasi Tiang Pancang Proyek Pembangunan Rusunawa Medan Area, 2009.
USU Repository © 2009
= Tegangan normal yang terjadi pada tanah (kg/cm2) φ = Sudut geser tanah (º).
Harga sudut geser dari tanah tidak kohesif (pasiran); dipakai rumus
Dunham (1962):
- Tanah berpasir berbentuk bulat dengan gradasi seragam, atau butiran pasir bersegi-segi dengan gradasi tidak seragam, mempunyai sudut geser sebesar:
15 12 + = N φ ... (2.12) 50 12 + = N φ ... (2.13) - Butiran pasir bersegi dengan gradasi seragam, maka sudur gesernya adalah:
27 3 . 0 + = N φ ... (2.14) Angka penetrasi sebagai pedoman dalam eksplorasi tanah dan untuk memperkirakan kondisi lapisan tanah. Hubungan penetrasi standar dengan sudut geser tanah dan kepadatan relatif untuk tanah berpasir, dilihat pada Tabel 2.6.
Tabel 2.6 Hubungan antara angka pentrasi standar dengan sudut geser dalam dan kepadatan relatif pada tanah pasir
Angka penetrasi standar, N Kepadatan Relatif , Dr (%) Sudut geser dalam φ (º) 0 – 5 0 – 5 26 – 30 5 -10 5 – 30 28 – 35 10 – 30 30 – 60 35 – 42 30 – 50 60 – 65 38 – 46
Boycke Marbun : Analisa Penurunan Elastis Pondasi Tiang Pancang Proyek Pembangunan Rusunawa Medan Area, 2009.
USU Repository © 2009
Hubungan harga N dengan berat isi riil hampir tidak mempunyai arti karena hanya mempunyai partikel kasar (tabel 2.6). Harga berat isi yang dimaksud sangat tergantung pada kadar air.
Tabel 2.7 Hubungan antara N dengan berat isi tanah Tanah tidak kohesif Harga N < 10 10 – 30 30 – 50 > 50 Berat isi KN/m3 12 – 16 14 – 18 16 – 20 18 – 23 Tanah kohesif Harga N < 4 4 – 15 16 – 25 > 25 Berat isi KN/m3 14- 18 16 - 18 16 – 18 > 20 (Mekanika Tanah & Teknik Pondasi, Sosrodarsono, 1983)
Tanah non kohesif, daya dukung sebanding dengan berat isi; tinggi muka air tanah mempengaruhi daya dukung tanah pasir. Tanah di bawah muka air tanah memiliki berat isi efektif yang ± ½ berat isi tanah di atas muka air tanah. Tanah dengan daya dukung baik, dinilai dari ketentuan berikut: Lapisan kohesif memiliki nilai
SPT, N > 35; Lapisan kohesif memiliki harga kuat tekan (qL) 3–4 kg/cm2 atau harga SPT, N > 15. Jumlah pukulan untuk 15 cm pertama yang dinilai, N1 tidak dihitung, karena tanah dianggap sudah terganggu. Nilai N2 dan N3 diambil dari jumlah pukulan pada lapisan berikutnya, nilai N’ = N2 + N3 dan jika nilai N’ > 15 maka: N =15+12
(
N'−15)
... (2.15)Kapasitas daya dukung pondasi tiang pada tanah pasir dan silt didasarkan pada data SPT, ditentukan dengan perumusan berikut :
1. Daya dukung ujung tiang (end bearing), (Reese & Wright, 1977).
Qp = Ap . qp ... (2.16) dimana:
Boycke Marbun : Analisa Penurunan Elastis Pondasi Tiang Pancang Proyek Pembangunan Rusunawa Medan Area, 2009.
USU Repository © 2009
qp = Tahanan ujung per satuan luas, ton/m2.
Qp = Daya dukung ujung tiang, ton.
Untuk tanah kohesif: qp = 9 cu ... (2.17) Untuk tanah tidak kohesif: korelasi antara qp dan NSPT seperti Gambar 2.15.
Gambar 2.15 Daya dukung ujung batas tiang bor pada tanah pasiran (Reese & Wright, 1977)
dimana: untuk N < 60 maka qp = 7 N (t/m2) < 400 (t/m2) untuk N > 60 maka qp = 400 (t/m2)
N = Nilai rata-rata SPT
2. Daya dukung selimut tiang (skin friction), (Reese & Wright, 1977).
Qs = f . Li . p ... (2.18)
dimana: f = Tahanan satuan skin friction, ton/m2.
Li = Panjang lapisan tanah, m. p = Keliling tiang, m.
Qs = Daya dukung selimut tiang, ton. Pada tanah kohesif:
f = . cu ... (2.19) dimana: = Faktor adhesi.
Boycke Marbun : Analisa Penurunan Elastis Pondasi Tiang Pancang Proyek Pembangunan Rusunawa Medan Area, 2009.
USU Repository © 2009
cu = Kohesi tanah, ton/m2.
Pada tanah non kohesif: N < 53 maka f = 0,32 N (ton/m2) 53 < N < 100 maka f : dari korelasi langsung dengan NSPT (Reese & Wright).
Gambar 2.16 Tahanan geser selimut tiang bor pada tanah pasiran (Reese & Wright, 1977)
Nilai f juga dapat dihitung dengan formula:
f = K0. v’ . tan ... (2.20) dimana: K0 = 1 – sin .
v’ = Tegangan vertikal efektif tanah, ton/m2. 2.5 Pengujian Tiang
Umumnya uji beban tiang dilaksanakan untuk tujuan sebagai berikut: 1. Untuk menentukan grafik hubungan beban dan penurunan, terutama
pada pembebanan di sekitar beban rencana yang diharapkan.
2. Sebagai percobaan guna menyakinkan bahwa keruntuhan pondasi tidak akan terjadi sebelum beban yang ditentukan tercapai. Nilainya bebarapa kali dari beban kerja yang dipilih dalam perancangan. Nilai pengali tersebut, kemudian dipakai sebagai faktor aman.
Boycke Marbun : Analisa Penurunan Elastis Pondasi Tiang Pancang Proyek Pembangunan Rusunawa Medan Area, 2009.
USU Repository © 2009
3. Untuk menentukan kapasitas utimit yang sebenarnya, yaitu untuk mengecek data hasil hitungan kapasitas tiang yang diperoleh dari rumus-rumus statis dan dinamis. (H. C. Hardiyatmo, 2002)