PONDASI TIANG PANCANG (PILE FOUNDATION)
PONDASI TIANG PANCANG (PILE FOUNDATION)
Pondasi tiang
pancang (pile foundation) adalah bagian dari struktur yang digunakan untuk
menerima dan mentransfer (menyalurkan) beban dari struktur atas ke tanah
penunjang yang terletak pada kedalaman tertentu. 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, dibor atau di dongkrak ke dalam tanah dan dihubungkan
dengan pile cap (poer). Tergantung juga pada tipe tanah, material dan
karakteristik penyebaran beban tiang pancnag diklasifikasikan berbeda-beda.
Pondasi tiang
sudah digunakan sebagai penerima beban dan sistem transfer beban
bertahun-tahun. Pada awal peradaban, dari komunikasi, pertahanan, dan hal-hal
yang strategik dari desa dan kota yang terletak dekat sungai dan danau. Oleh
sebab itu perlu memperkuat tanah penunjang dengan beberapa tiang. Tiang yang
terbuat dari kayu (timber pile) dipasang dengan dipukul ke dalam tanah dengan
tanah atau lubang yang digali dan diisi dengan pasir dan batu.
Pada tahun 1740,
Christoffoer Polhem menemukan peralatan pile driving yang mana menyerupai
mekanisme Pile driving saat ini. Tiang baja (steel pile) sudah digunakan selama
1800 dan tiang beton (concrete pile) sejak 1900. Revolusi industri membawa
perubahan yang penting pada sistem pile driving melalui penemuan mesin uap dan
mesin diesel. Lebih lagi baru-baru ini, meningkatnya permintaan akan rumah dan
konstruksi memaksa para pengembang memanfaatkan tanah-tanah yang mempunyai
karakteristik yang kurang bagus. Hal ini membuat pengembangan dan peningkatan
sistem pile driving. Saat ini banyak teknik-teknik instalansi tiang pancang
bermunculan.
Seperti tipe pondasi yang lainnya,
tujuan dari pondasi tiang adalah:
1.
Untuk menyalurkan beban
pondasi ke tanah keras
2.
Untuk menahan beban
vertikal, lateral, dan beban uplift.
Struktur yang
menggunakan pondasi tiang pancang apabila tanah dasar tidak mempunyai kapasitas
daya pikul yang memadai. Kalau hasil pemeriksaan tanah menunjukkan bahwa tanah
dangkal tidak stabil dan kurang keras apabila besarnya hasil estimasi penurunan
tidak dapat diterima pondasi tiang pancang dapat menjadi bahan pertimbangan.
Lebih jauh lagi, estimasi biaya dapat menjadi indicator bahwa pondasi tiang
pancang biayanya lebih murah daripada jenis pondasi yang lain dibandingkan
dengan biaya perbaikan tanah.
Dalam kasus
konstruksi berat, sepertinya bahwa kapasitas daya pikul dari tanah dangkal
tidak akan memuaskan, dan konstruksi seharusnya di bangun di atas pondasi
tiang. Tiang pancang juga digunakan untuk kondisi tanah yang normal untuk
menahan beban horizontal. Tiang pancang merupakan metode yang tepat untuk
pekerjaan diatas air, seperti jertty atau dermaga.
Penggunaan
pondasi tiang pancang sebagai pondasi bangunan apabila tanah yang berada
dibawah dasar bangunan tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul berat bangunan beban
yang bekerja padanya (Sardjono HS, 1988). Atau apabila tanah yang mempunyai daya
dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan seluruh beban yang bekerja
berada pada lapisan yang sangat dalam dari permukaan tanah kedalaman > 8 m
(Bowles, 1991). Fungsi dan kegunaan dari pondasi tiang pancang adalah untuk
memindahkan atau mentransfer beban-beban dari konstruksi di atasnya (super
struktur) ke lapisan tanah keras yang letaknya sangat dalam.
Dalam
pelaksanaan pemancangan pada umumnya dipancangkan tegak lurus dalam tanah,
tetapi ada juga dipancangkan miring (battle
pile) untuk dapat menahan gaya-gaya horizontal yang bekerja. Hal seperti
ini sering terjadi pada dermaga dimana terdapat tekanan kesamping dari kapal
dan perahu. Sudut kemiringan yang dapat dicapai oleh tiang tergantung dari alat
yang dipergunakan serta disesuaikan pula dengan perencanaannya.
Pondasi tiang
digolongkan berdasarkan kualitas bahan material dan cara pelaksanaan. Menurut
kualitas bahan material yang digunakan, tiang pancang dibedakan menjadi empat
yaitu tiang pancang kayu, tiang pancang beton, tiang pancang baja, dan tiang
pancang composite (kayu – beton dan baja – beton).
Tiang pancang umumnya digunakan:
- Untuk mengangkat beban-beban konstruksi diatas tanah kedalam atau melalui sebuah stratum/lapisan tanah. Didalam hal ini beban vertikal dan beban lateral boleh jadi terlibat.
- Untuk menentang gaya desakan keatas, gaya guling, seperti untuk telapak ruangan bawah tanah dibawah bidang batas air jenuh atau untuk menopang kaki-kaki menara terhadap guling.
- Memampatkan endapan-endapan tak berkohesi yang bebas lepas melalui kombinasi perpindahan isi tiang pancang dan getaran dorongan. Tiang pancang ini dapat ditarik keluar kemudian.
- Mengontrol lendutan/penurunan bila kaki-kaki yang tersebar atau telapak berada pada tanah tepi atau didasari oleh sebuah lapisan yang kemampatannya tinggi.
- Membuat tanah dibawah pondasi mesin menjadi kaku untuk mengontrol amplitudo getaran dan frekuensi alamiah dari sistem tersebut.
- Sebagai faktor keamanan tambahan dibawah tumpuan jembatan dan atau pir, khususnya jika erosi merupakan persoalan yang potensial.
- Dalam konstruksi lepas pantai untuk meneruskan beban-beban diatas permukaan air melalui air dan kedalam tanah yang mendasari air tersebut. Hal seperti ini adalah mengenai tiang pancang yang ditanamkan sebagian dan yang terpengaruh oleh baik beban vertikal (dan tekuk) maupun beban lateral (Bowles, 1991).
Pondasi
tiang pancang dibuat ditempat lain (pabrik,
dilokasi) dan baru dipancang sesuai dengan umur beton setelah 28
hari. Karena tegangan tarik beton adalah kecil, sedangkan berat sendiri beton
adalah besar, maka tiang pancang beton ini haruslah diberi tulangan yang cukup
kuat untuk menahan momen lentur yang akan timbul pada waktu pengangkatan
dan pemancangan.
Kriteria dan jenis pemakaian tiang pancang
Dalam
perencanaan pondasi suatu konstruksi dapat digunakan beberapa macam tipe
pondasi. Pemilihan tipe pondasi yang digunakan berdasarkan atas beberapa hal,
yaitu:
·
Fungsi bangunan atas
yang akan dipikul oleh pondasi tersebut;
·
Besarnya beban dan
beratnya bangunan atas;
·
Kondisi tanah tempat
bangunan didirikan;
·
Biaya pondasi
dibandingkan dengan bangunan atas.
Kriteria
pemakaian tiang pancang dipergunakan untuk suatu pondasi bangunan sangat
tergantung pada kondisi:
·
Tanah dasar di bawah
bangunan tidak mempunyai daya dukung (misalnya pembangunan lepas pantai)
·
Tanah dasar di bawah
bangunan tidak mampu memikul bangunan yang ada diatasnya atau tanah keras yang
mampu memikul beban tersebut jauh dari permukaan tanah
·
Pembangunan diatas
tanah yang tidak rata
·
Memenuhi kebutuhan
untuk menahan gaya desak keatas (uplift)
A. Penggolongan Pondasi Tiang Pancang
Pondasi tiang
pancang dapat digolongkan berdasarkan pemakaian bahan, cara tiang meneruskan
beban dan cara pemasangannya, berikut ini akan dijelaskan satu persatu.
1.
Pondasi
tiang pancang menurut pemakaian bahan dan karakteristik strukturnya
Tiang
pancang dapat dibagi kedalam beberapa kategori (Bowles, 1991) antara lain:
a.
Tiang
Pancang Kayu
Tiang pancang dengan bahan material
kayu dapat digunakan sebagai tiang pancang pada suatu dermaga. Tiang pancang
kayu dibuat dari batang pohon yang cabang-cabangnya telah dipotong dengan
hati-hati, biasanya diberi bahan pengawet dan didorong dengan ujungnya yang
kecil sebagai bagian yang runcing. Kadang-kadang ujungnya yang besar didorong
untuk maksud-maksud khusus, seperti dalam tanah yang sangat lembek dimana tanah
tersebut akan bergerak kembali melawan poros. Kadang kala ujungnya runcing
dilengkapi dengan sebuah sepatu pemancangan yang terbuat dari logam bila tiang
pancang harus menembus tanah keras atau tanah kerikil.
Pemakaian tiang pancang kayu ini
adalah cara tertua dalam penggunaan tiang pancang sebagai pondasi. Tiang kayu
akan tahan lama dan tidak mudah busuk apabila tiang katu tersebut dalam keadaan
selalu terendam penuh di bawah muka air tanah. Tiang pancang dari kayu akan
lebih cepat rusak atau busuk apabila dalam keadaan kering dan basah yang selalu
berganti-ganti. Sedangkan pengawetan serta pemakaian obat-obatan pengawet untuk
kayu hanya akan menunda atau memperlambat kerusakan daripada kayu, akan tetapi
tetap tidak akan dapat melindungi untuk seterusnya. Pada pemakaian tiang
pancang kayu ini biasanya tidak diijinkan untuk menahan muatan lebih besar dari
25 sampai 30 ton untuk setiap tiang.
Tiang pancang kayu ini sangat cocok
untuk daerah rawa dan daerah-daerah dimana sangat banyak terdapat hutan kayu
seperti daerah Kalimantan, sehingga mudah memperoleh balok/tiang kayu yang
panjang dan lurus dengan diameter yang cukup besar untuk digunakan sebagai
tiang pancang.
Persyaratan dari tiang pancang
tongkat kayu tersebut adalah : bahan kayu yang dipergunakan harus cukup tua,
berkualitas baik dan tidak cacat, contohnya kayu berlian. Semula tiang pancang
kayu harus diperiksa terlebih dahulu sebelum dipancang untuk memastikan bahwa
tiang pancang kayu tersebut memenuhi ketentuan dari bahan dan toleransi yang
diijinkan. Semua kayu lunak yang digunakan untuk tiang pancang memerlukan
pengawetan, yang harus dilaksanakan sesuai dengan AASHTO M133 – 86 dengan
menggunakan instalasi peresapan bertekanan.
Bilamana instalasi semacam ini tidak
tersedia, pengawetan dengan tangki terbuka secara panas dan dingin, harus
digunakan. Beberapa kayu keras dapat digunakan tanpa pengawetan, tetapi pada
umumnya, kebutuhan untuk mengawetkan kayu keras tergantung pada jenis kayu dan
beratnya kondisi pelayanan.
Kepala Tiang Pancang
Sebelum pemancangan, tindakan
pencegahan kerusakan pada kepala tiang pancang harus diambil. Pencegahan ini
dapat dilakukan dengan pemangkasan kepala tiang pancang sampai penampang
melintang menjadi bulat dan tegak lurus terhadap panjangnya dan memasang cincin
baja atau besi yang kuat atau dengan metode lainnya yang lebih efektif. Setelah
pemancangan, kepala tiang pancang harus dipotong tegak lurus terhadap
panjangnya sampai nagian kayu yang keras dan diberi bahan pengawet sebelum pur
(pile cap) dipasang.
Bilama tiang pancang kayu lunak
membentuk pondasi struktur permanen dan akan dipotong sampai di bawah permukaan
tanah, maka perhatian khusus harus diberikan untuk memastikan bahwa tiang
pancang tersebut telah dipotong pada atau di bawah permukaan air tanah yang
terendah yang diperkirakan. Bilamana digunakan pur (pile cap) dari beton,
kepala tiang pancang harus tertanam dalam pur dengan kedalaman yang cukup
sehingga dapat memindahkan gaya. Tebal beton di sekeliling tiang pancnag paling
sedikit 15 cm dan harus diberi baja tulangan untuk mencegah terjadinya
keretakan.
Sepatu Tiang Pancang
Tiang pancang harus dilengkapi
dengan sepatu yang cocok untuk melindungi ujung tiang selama pemancangan,
kecuali bilamana seluruh pemancangan dilakukan pada tanah yang lunak.
Sepatu harus benar-benar konsentris (pusat sepatu
sama dengan pusat tiang pancang) dan dipasang dengan kuat
pada ujung tiang. Bidang kontak antara sepatu dan kayu harus cukup untuk
menghindari tekanan yang berlebihan selama pemancangan.
Pemancangan
Pemancangan berat yang mungkin
merusak kepala tiang pancang, memecah ujung dan menyebabkan retak tiang pancang
harus dihindari dengan membatasi tinggi jatuh palu dan jumlah penumbukan pada
tiang pancang. Umumnya, berat palu harus sama dengan beratnya tiang
untuk memudahkan pemancangan. Perhatian khusus
harus diberikan selama pemancangan untuk memastikan bahwa kepala tiang
pancang harus selalu berada sesumbu dengan palu dan tegak lurus terhadap
panjang tiang pancang dan bahwa tiang pancang dalam posisi yang relatif pada
tempatnya.
Penyambungan
Bilamana diperlukan untuk
menggunakan tiang pancang yang terdiri dari dua batang atau lebih, permukaan
ujung tiang pancang harus dipotong sampai tegak lurus terhadap panjangnya untuk
menjamin bidang kontak seluas seluruh penampang tiang pancang. Pada tiang
pancang yang digergaji, sambungannya harus diperkuat dengan kayu atau pelat
penyambung baja, atau profil baja seperti profil kanal atau profil siku yang
dilas menjadi satu membentuk kotak yang dirancang untuk memberikan kekuatan
yang diperlukan. Tiang pancang bulat harus diperkuat dengan pipa
penyambung. Sambungan di dekat titik-titik yang mempunyai lendutan maksimum
harus dihindarkan.
Keuntungan pemakaian tiang pancang kayu
·
Tiang pancang dari kayu relatif
lebih ringan sehingga mudah dalam pengangkutan.
·
Kekuatan tarik besar sehingga pada
waktu pengangkatan untuk pemancangan tidak menimbulkan kesulitan seperti
misalnya pada tiang pancang beton precast.
·
Mudah untuk pemotongannya apabila
tiang kayu ini sudah tidak dapat masuk lagi ke dalam tanah.
·
Tiang pancang kayu ini lebih baik
untuk friction pile dari pada untuk end bearing pile sebab tegangan
tekanannya relatif kecil.
·
Karena tiang kayu ini relatif
flexible terhadap arah horizontal dibandingkan dengan tiang-tiang pancang
selain dari kayu, maka apabila tiang ini menerima beban horizontal yang tidak
tetap, tiang pancang kayu ini akan melentur dan segera kembali ke posisi
setelah beban horizontal tersebut hilang. Hal seperti ini sering terjadi pada
dermaga dimana terdapat tekanan kesamping dari kapal dan perahu.
Kerugian pemakaian tiang pancang kayu:
·
Karena tiang pancang ini harus
selalu terletak di bawah muka air tanah yang terendah agar dapat tahan lama,
maka kalau air tanah yang terendah itu letaknya sangat dalam, hal ini akan
menambah biaya untuk penggalian.
·
Tiang pancang yang di buat dari kayu
mempunyai umur yang relatif kecil di bandingkan dengan tiang pancang yang di
buat dari baja atau beton terutama pada daerah yang muka air tanahnya sering
naik dan turun.
·
Pada waktu pemancangan pada tanah
yang berbatu (gravel) ujung tiang
pancang kayu dapat berbentuk berupa sapu atau dapat pula ujung tiang tersebut
hancur. Apabila tiang kayu tersebut kurang lurus, maka pada waktu dipancangkan
akan menyebabkan penyimpangan terhadap arah yang telah ditentukan.
·
Tiang pancang kayu tidak tahan
terhadap benda-benda yang agresif dan jamur yang menyebabkan kebusukan.
b. Tiang
Pancang Beton
1. Precast Reinforced
Concrete Pile
Precast renforced concrete pile
adalah tiang pancang dari beton bertulang yang dicetak dan dicor dalam acuan
beton (bekisting), kemudian setelah cukup kuat lalu diangkat dan dipancangkan.
Karena tegangan tarik beton adalah kecil dan praktis dianggap sama dengan nol,
sedangkan berat sendiri dari pada beton adalah besar, maka tiang pancang beton
ini haruslah dieri penulangan-penulangan yang cukup kuat untuk menahan momen
lentur yang akan timbul pada waktu pengangkatan dan pemancangan. Karena berat
sendiri adalah besar, biasanya pancang beton ini dicetak dan dicor di tempat
pekerjaan, jadi tidak membawa kesulitan untuk transport.
Tiang
pancang ini dapat memikul beban yang besar (>50 ton untuk setiap tiang), hal
ini tergantung dari dimensinya. Dalam perencanaan tiang pancang beton precast
ini panjang dari pada tiang harus dihitung dengan teliti, sebab kalau ternyata
panjang dari pada tiang ini kurang terpaksa harus dilakukan penyambungan, hal
ini adalah sulit dan banyak memakan waktu.
Reinforced
Concrete Pile penampangnya dapat berupa lingkaran, segi empat, segi delapan
dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar
1. Tiang pancang beton precast concrete pile (Bowles, 1991)
Keuntungan pemakaian
Precast Concrete Reinforced Pile:
·
Precast Concrete Reinforced Pile
ini mempunyai tegangan tekan yang besar, hal ini tergantung dari mutu beton
yang di gunakan.
·
Tiang pancang ini dapat di hitung
baik sebagai end bearing pile maupun friction pile.
·
Karena tiang pancang beton ini
tidak berpengaruh oleh tinggi muka air tanah seperti tiang pancang kayu, maka
disini tidak memerlukan galian tanah yang banyak untuk poernya.
·
Tiang pancang beton dapat tahan
lama sekali, serta tahan terhadap pengaruh air maupun bahan-bahan yang
corrosive asal beton dekkingnya cukup tebal untuk melindungi tulangannya.
Kerugian pemakaian Precast
Concrete Reinforced Pile
·
Karena berat sendirinya maka transportnya akan mahal, oleh
karena itu Precast reinforced concrete pile ini di buat di lokasi
pekerjaan.
·
Tiang pancang ini di pancangkan setelah cukup keras, hal ini
berarti memerlukan waktu yang lama untuk menunggu sampai tiang beton ini dapat
dipergunakan.
·
Bila memerlukan pemotongan maka dalam pelaksanaannya akan
lebih sulit dan memerlukan waktu yang lama.
·
Bila panjang tiang pancang kurang, karena panjang dari tiang
pancang ini tergantung dari pada alat pancang ( pile driving ) yang tersedia
maka untuk melakukan panyambungan adalah sukar dan memerlukan alat penyambung
khusus.
2. Precast Prestressed Concrete Pile
Precast
Prestressed Concrete Pile adalah tiang pancang dari beton prategang yang menggunakan
baja penguat dan kabel kawat sebagai gaya prategangnya.
Gambar
2.3 Tiang pancang Precast Prestressed Concrete Pile ( Bowles, 1991 )
Keuntungan
pemakaian Precast prestressed concrete pile:
·
Kapasitas beban pondasi yang
dipikulnya tinggi.
·
Tiang pancang tahan terhadap
karat.
·
Kemungkinan terjadinya pemancangan
keras dapat terjadi.
Kerugian pemakaian
Precast prestressed concrete pile:
·
Pondasi tiang pancang sukar untuk
ditangani.
·
Biaya permulaan dari pembuatannya
tinggi.
·
Pergeseran cukup banyak sehingga
prategang sukar untuk disambung.
3. Cast in Place Pile
Pondasi tiang pancang tipe ini adalah pondasi yang di cetak
di tempat dengan jalan dibuatkan lubang terlebih dahulu dalam tanah dengan cara
mengebor tanah seperti pada pengeboran tanah pada waktu penyelidikan tanah.
Pada Cast in Place ini dapat dilaksanakan dua cara:
1.
Dengan pipa baja yang dipancangkan
ke dalam tanah, kemudian diisi dengan beton dan ditumbuk sambil pipa tersebut
ditarik keatas.
2.
Dengan pipa baja yang di
pancangkan ke dalam tanah, kemudian diisi dengan beton, sedangkan pipa tersebut
tetap tinggal di dalam tanah.
Keuntungan
pemakaian Cast in Place
·
Pembuatan tiang tidak menghambat
pekerjan.
·
Tiang ini tidak perlu diangkat,
jadi tidak ada resiko rusak dalam transport.
·
Panjang tiang dapat disesuaikan
dengan keadaan dilapangan.
Kerugian
pemakaian Cast in Place
·
Pada saat penggalian lubang,
membuat keadaan sekelilingnya menjadi kotor akibat tanah yang diangkut dari
hasil pengeboran tanah tersebut.
·
Pelaksanaannya memerlukan
peralatan yang khusus.
·
Beton yang dikerjakan secara Cast
in Place tidak dapat dikontrol.
c. Tiang
Pancang Baja.
Pada umumnya, tiang pancang baja
struktur harus berupa profil baja gilas biasa, tetapi tiang pancang pipa dan
kotak dapat digunakan. Bilamana tiang pancang pipa atau kotak digunakan, dan
akan diisi dengan beton, mutu beton tersebut minimum harus K250.
Kebanyakan tiang pancang baja ini berbentuk profil H. Karena
terbuat dari baja maka kekuatan dari tiang ini sendiri sangat besar sehingga
dalam pengangkutan dan pemancangan tidak menimbulkan bahaya patah seperti halnya
pada tiang beton precast. Jadi pemakaian tiang pancang baja ini akan sangat
bermanfaat apabila kita memerlukan tiang pancang yang panjang dengan tahanan
ujung yang besar.
Tingkat
karat pada tiang pancang baja sangat berbeda-beda terhadap texture tanah,
panjang tiang yang berada dalam tanah dan keadaan kelembaban tanah.
a.
Pada tanah yang memiliki texture
tanah yang kasar/kesap, maka karat yang terjadi karena adanya sirkulasi air
dalam tanah tersebut hampir mendekati keadaan karat yang terjadi pada udara terbuka.
b.
Pada tanah liat (clay) yang mana kurang mengandung oxygen
maka akan menghasilkan tingkat karat yang mendekati keadaan karat yang terjadi
karena terendam air.
c.
Pada lapisan pasir yang dalam letaknya dan terletak dibawah
lapisan tanah yang padat akan sedikit sekali mengandung oxygen maka lapisan
pasir tersebut juga akan akan menghasilkan karat yang kecil sekali pada tiang
pancang baja.
Pada
umumnya tiang pancang baja akan berkarat di bagian atas yang dekat dengan
permukaan tanah. Hal ini disebabkan karena Aerated-Condition (keadaan
udara pada pori-pori tanah) pada lapisan tanah tersebut dan adanya bahan-bahan
organis dari air tanah. Hal ini dapat ditanggulangi dengan memoles tiang baja
tersebut dengan (coaltar) atau dengan sarung beton sekurang-kurangnya 20” (± 60
cm) dari muka air tanah terendah.
Karat /korosi yang terjadi karena udara (atmosphere
corrosion) pada bagian tiang yang terletak di atas tanah dapat dicegah dengan
pengecatan seperti pada konstruksi baja biasa.
Perlindungan Terhadap Korosi
Bilamana korosi pada tiang pancang
baja mungkin dapat terjadi, maka panjang atau ruas-ruasnya yang mungkin terkena
korosi harus dilindungi dengan pengecatan menggunakan lapisan pelindung yang
telah disetujui dan/atau digunakan logam yang lebih tebal bilamana daya korosi
dapat diperkirakan dengan akurat dan beralasan. Umumnya seluruh panjang tiang
baja yang terekspos, dan setiap panjang yang terpasang dalam tanah yang
terganggu di atas muka air terendah, harus dilindungi dari korosi.
Kepala Tiang Pancang
Sebelum pemancangan, kepala tiang
pancang harus dipotong tegak lurus terhadap panjangnya dan topi pemancang
(driving cap) harus dipasang untuk mempertahankan sumbu tiang pancang segaris
dengan sumbu palu. Sebelum pemancangan, pelat topi, batang baja atau pantek
harus ditambatkan pad pur, atau tiang pancang dengan panjang yang cukup harus
ditanamkan ke dalam pur (pile cap).
Perpanjangan Tiang Pancang
Perpanjangan tiang pancang baja
harus dilakukan dengan pengelasan. Pengelasan harus dikerjakan sedemikian rupa
hingga kekuatan penampang baja semula dapat ditingkatkan. Sambungan harus
dirancang dan dilaksanakan dengan cara sedemikian hingga dapat menjaga
alinyemen dan posisi yang benar pada ruas-ruas tiang pancang. Bilamana tiang
pancang pipa atau kotak akan diisi dengan beton setelah pemancangan, sambungan
yang dilas harus kedap air.
Sepatu Tiang Pancang
Pada umumnya sepatu tiang pancang
tidak diperlukan pada profil H atau profil baja gilas lainnya. Namun bilamana
tiang pancang akan dipancang di tanah keras, maka ujungnya dapat diperkuat dengan
menggunakan pelat baja tuang atau dengan mengelaskan pelat atau siku baja untuk
menambah ketebalan baja. Tiang pancang pipa atau kotak dapat juga dipancang
tanpa sepatu, tetapi bilamana ujung dasarnya tertutup diperlukan, maka penutup
ini dapat dikerjakan dengan cara mengelaskan pelat datar, atau sepatu yang
telah dibentuk dari besi tuang, baja tuang atau baja fabrikasi.
Keuntungan pemakaian Tiang
Pancang Baja:
·
Tiang pancang ini mudah dalam dalam hal penyambungannya.
·
Tiang pancang ini memiliki kapasitas daya dukung yang tinggi.
·
Dalam hal pengangkatan dan pemancangan tidak menimbulkan
bahaya patah.
Kerugian pemakaian Tiang
Pancang Baja:
·
Tiang pancang ini mudah mengalami korosi.
·
Bagian H pile dapat rusak atau di bengkokan oleh rintangan
besar.
d. Tiang Pancang Komposit.
Tiang
pancang komposit adalah tiang pancang yang terdiri dari dua bahan yang berbeda
yang bekerja bersama-sama sehingga merupakan satu tiang. Kadang-kadang pondasi
tiang dibentuk dengan menghubungkan bagian atas dan bagian bawah tiang dengan
bahan yang berbeda, misalnya dengan bahan beton di atas muka air tanah dan
bahan kayu tanpa perlakuan apapun disebelah bawahnya. Biaya dan kesulitan yang
timbul dalam pembuatan sambungan menyebabkan cara ini diabaikan.
1. Water Proofed Steel and Wood Pile
Tiang
ini terdiri dari tiang pancang kayu untuk bagian yang di bawah permukaan air
tanah sedangkan bagian atas adalah beton. Kita telah mengetahui bahwa kayu akan
tahan lama/awet bila terendam air, karena itu bahan kayu disini diletakan di
bagian bawah yang mana selalu terletak dibawah air tanah.
Kelemahan tiang ini adalah
pada tempat sambungan apabila tiang pancang ini menerima gaya horizontal yang
permanen. Adapun cara pelaksanaanya secara singkat sebagai berikut:
a. Casing dan core (inti)
dipancang bersama-sama dalam tanah hingga mencapai kedalaman yang telah
ditentukan untuk meletakan tiang pancang kayu tersebut dan ini harus terletak
dibawah muka air tanah yang terendah.
b. Kemudian core ditarik keatas
dan tiang pancang kayu dimasukan dalam casing dan terus dipancang sampai
mencapai lapisan tanah keras.
c. Secara mencapai lapisan tanah
keras pemancangan dihentikan dan core ditarik keluar dari casing. Kemudian
beton dicor kedalam casing sampai penuh terus dipadatkan dengan menumbukkan
core ke dalam casing.
2. Composite Dropped in – Shell and Wood Pile
Tipe
tiang ini hampir sama dengan tipe diatas hanya bedanya di sini memakai shell
yang terbuat dari bahan logam tipis permukaannya di beri alur spiral. Secara
singkat pelaksanaanya sebagai berikut:
a. Casing dan core dipancang
bersama-sama sampai mencapai kedalaman yang telah ditentukan di bawah muka air
tanah.
b. Setelah mencapai kedalaman
yang dimaksud core ditarik keluar dari casing dan tiang pancang kayu dimasukkan
dalam casing terus dipancang sampai mencapai lapisan tanah keras. Pada
pemancangan tiang pancang kayu ini harus diperhatikan benar-benar agar kepala
tiang tidak rusak atau pecah.
c. Setelah mencapai lapisan tanah
keras core ditarik keluar lagi dari casing.
d. Kemudian shell berbentuk pipa
yang diberi alur spiral dimasukkan dalam casing. Pada ujung bagian bawah shell
dipasang tulangan berbentuk sangkar yang mana tulangan ini dibentuk sedemikian
rupa sehingga dapat masuk pada ujung atas tiang pancang kayu tersebut.
e. Beton kemudian dicor kedalam
shell. Setelah shell cukup penuh dan padat casing ditarik keluar sambil shell
yang telah terisi beton tadi ditahan terisi beton tadi ditahan dengan cara
meletakkan core diujung atas shell.
3. Composit Ungased – Concrete and Wood Pile.
Dasar pemilihan
tiang composit tipe ini adalah:
Ø Lapisan tanah keras
dalam sekali letaknya sehingga tidak memungkinkan untuk menggunakan cast in
place concrete pile, sedangkan kalau menggunakan precast concrete pile terlalu
panjang, akibatnya akan susah dalam transport dan mahal.
Ø Muka air tanah
terendah sangat dalam sehingga bila menggunakan tiang pancang kayu akan
memerlukan galian yang cukup dalam agar tiang pancang kayu tersebut selalu
berada dibawah permukaan air tanah terendah.
Adapun prinsip pelaksanaan tiang
composite ini adalah sebagai berikut:
a. Casing baja dan core dipancang
bersama-sama dalam tanah sehingga sampai pda kedalaman tertentu (di bawah m.a.t)
b. Core ditarik keluar dari
casing dan tiang pancang kayu dimasukkan casing terus dipancang sampai
kelapisan tanah keras.
c. Setelah sampai pada lapisa
tanah keras core dikeluarkan lagi dari casing dan beton sebagian dicor dalam
casing. Kemudian core dimasukkan lagi dalam casing.
d. Beton ditumbuk dengan core
sambil casing ditarik ke atas sampai jarak tertentu sehingga terjadi bentuk
beton yang menggelembung seperti bola diatas tiang pancang kayu tersebut.
e. Core ditarik lagi keluar dari
casing dan casing diisi dengan beton lagi sampai padat setinggi beberapa
sentimeter diatas permukaan tanah. Kemudian beton ditekan dengan core kembali
sedangkan casing ditarik keatas sampai keluar dari tanah.
f. Tiang pancang composit telah
selesai.
Tiang pancang
composit seperti ini sering dibuat oleh The Mac Arthur Concrete Pile Corp.
4. Composite Dropped – Shell and Pipe Pile
Dasar
pemilihan tipe tiang seperti ini adalah:
Ø
Lapisan tanah keras letaknya terlalu
dalam bila digunakan cast in place concrete.
Ø
Muka air tanah terendah terlalu
dalam kalai digunakan tiang composit yang bagian bawahnya terbuat dari kayu.
Cara
pelaksanaan tiang tipe ini adalah sebagai berikut:
a.
Casing dan core dipasang
bersama-sama sehingga casing seluruhnya masuk dalam tanah. Kemudian core
ditarik.
b.
Tiang pipa baja dengan dilengkapi
sepatu pada ujung bawah dimasukkan dalam casing terus dipancang dengan
pertolongan core sampai ke tanah keras.
c.
Setelah sampai pada tanah keras
kemudian core ditarik keatas kembali.
d.
Kemudian sheel yang beralur pada
dindingnya dimasukkan dalam casing hingga bertumpu pada penumpu yang terletak
diujung atas tiang pipa baja. Bila diperlukan pembesian maka besi tulngan
dimasukkan dalam shell dan kemudian beton dicor sampai padat.
e.
Shell yang telah terisi dengan beton
ditahan dengan core sedangkan casing ditarik keluar dari tanah. Lubang
disekeliling shell diisi dengan tanah atau pasir. Variasi lain pada tipe tiang
ini dapat pula dipakai tiang pemancang baja H sebagai ganti dari tiang pipa.
5. Franki Composite Pile
Prinsip
tiang hampir sama dengan tiang franki biasa hanya bedanya disini pada bagian
atas dipergunakan tiang beton precast biasa atau tiang profil H dari baja.
Adapun cara pelaksanaan tiang composit ini adalah
sebagai berikut:
a.
Pipa dengan sumbat beton dicor
terlebih dahulu pada ujung bawah pipa baja dipancang dalam tanah dengan
drop hammer sampai pada tanah keras. Cara pemasangan ini sama seperti
pada tiang franki biasa.
b.
Setelah pemancangan
sampai pada kedalaman yang telah direncanakan, pipa diisi lagi dengan beton dan
terus ditumbuk dengan drop hammer sambil pipa ditarik lagi ke atas sedikit
sehingga terjadi bentuk beton seperti bola.
c.
Setelah tiang beton
precast atau tiang baja H masuk dalam pipa sampai bertumpu pada bola beton pipa
ditarik keluar dari tanah.
d.
Rongga
disekitar tiang beton precast atau tiang baja H diisi dengan kerikil atau pasir.
2.
Pondasi tiang pancang menurut
pemasangannya
Pondasi
tiang pancang menurut cara pemasangannya dibagi dua bagian besar, yaitu:
a. Tiang
pancang pracetak
Tiang pancang pracetak adalah tiang pancang yang dicetak
dan dicor didalam acuan beton (bekisting), kemudian setelah cukup kuat lalu
diangkat dan dipancangkan. Tiang pancang pracetak ini menurut cara
pemasangannya terdiri dari :
1. Cara penumbukan
Dimana tiang pancang tersebut dipancangkan kedalam tanah
dengan cara penumbukan oleh alat penumbuk (hammer).
2. Cara penggetaran
Dimana tiang pancang tersebut dipancangkan kedalam tanah
dengan cara penggetaran oleh alat penggetar (vibrator).
3. Cara penanaman
Dimana permukaan tanah dilubangi
terlebih dahulu sampai kedalaman tertentu, lalu tiang pancang dimasukkan,
kemudian lubang tadi ditimbun lagi dengan tanah.
Cara penanaman ini ada
beberapa metode yang digunakan :
a. Cara pengeboran sebelumnya,
yaitu dengan cara mengebor tanah sebelumnya lalu tiang dimasukkan kedalamnya
dan ditimbun kembali.
b. Cara pengeboran inti, yaitu
tiang ditanamkan dengan mengeluarkan tanah dari bagian dalam tiang.
c. Cara pemasangan dengan
tekanan, yaitu tiang dipancangkan kedalam tanah dengan memberikan tekanan pada
tiang.
d. Cara pemancaran, yaitu tanah
pondasi diganggu dengan semburan air yang keluar dari ujung serta keliling
tiang, sehingga tidak dapat dipancangkan kedalam tanah.
b. Tiang yang dicor ditempat (cast
in place pile)
Tiang yang dicor ditempat (cast in place pile) ini
menurut teknik penggaliannya terdiri dari beberapa macam cara yaitu :
1. Cara penetrasi alas
Cara penetrasi alas yaitu
pipa baja yang dipancangkan kedalam tanah kemudian pipa baja tersebut dicor
dengan beton.
2. Cara penggalian
Cara ini dapat dibagi lagi
urut peralatan pendukung yang digunakan antara lain :
a. Penggalian dengan
tenaga manusia
Penggalian lubang pondasi tiang pancang dengan tenaga
manusia adalah penggalian lubang
pondsi yang masih sangat sederhana dan merupakan cara konvensional. Hal ini dapat dilihat dengan cara
pembuatan pondasi dalam, yang pada umumnya hanya mampu dilakukan pada kedalaman tertentu.
b. Penggalian dengan
tenaga mesin
Penggalian lubang pondasi tiang
pancang dengan tenaga mesin adalah penggalian lubang
pondasi dengan bantuan tenaga mesin, yang memiliki kemampuan lebih baik dan lebih canggih.
B. Alat Pancang
Tiang
Dalam pemasangan
tiang kedalam tanah, tiang dipancang dengan alat pemukul yang dapat berupa
pemukul (hammer) mesin uap, pemukul getar atau pemukul yang hanya
dijatuhkan. Skema dari berbagai macam alat pemukul diperlihatkan dalam Gambar
2.4a sampai dengan 2.4d. Pada gambar terebut diperlihatkan pula alat-alat
perlengkapan pada kepala tiang dalam pemancangan. Penutup (pile cap)
biasanya diletakkan menutup kepala tiang yang kadang-kadang dibentuk dalam
geometri tertutup.
1. Pemukul
Jatuh (drop hammer)
Pemukul jatuh terdiri dari blok
pemberat yang dijatuhkan dari atas. Pemberat ditarik dengan tinggi jatuh
tertentu kemudian dilepas dan menumbuk tiang. Pemakaian alat tipe ini membuat
pelaksanaan pemancangan berjalan lambat, sehingga alat ini hanya dipakai pada
volume pekerjaan pemancangan yang kecil.
2. Pemukul
Aksi Tiang (single-acting hammer)
Pemukul aksi tunggal
berbentuk memanjang dengan ram yang bergerak naik oleh udara atau uap yang
terkompresi, sedangkan gerakan turun ram disebabkan oleh beratnya sendiri.
Energi pemukul aksi tunggal adalah sama dengan berat ram dikalikan tinggi jatuh
(Gambar 2.4a).
(a) (b)
(c) (d)
Gambar
2.4 Skema pemukul tiang : (a) Pemukul aksi tunggal (single acting hammer), (b)
Pemukul aksi double (double acting hammer), (c) Pemukul diesel (diesel hammer),
(d) Pemukul getar (vibratory hammer) ( Hardiyatmo,H.c., 2002 )
3. Pemukul Aksi Double
(double-acting hammer)
Pemukul aksi double menggunakan uap atau udara untuk
mengangkat ram dan untuk mempercepat gerakan ke bawahnya (Gambar 2.4b).
Kecepatan pukulan dan energi output biasanya lebih tinggi daripada pemukul aksi
tunggal.
4. Pemukul Diesel (diesel hammer)
Pemukul
diesel terdiri dari silinder, ram, balok anvil dan sistem injeksi bahan bakar.
Pemukul tipe ini umumnya kecil, ringan dan digerakkan dengan menggunakan bahan
bakar minyak. Energi pemancangan total yang dihasilkan adalah jumlah benturan
dari ram ditambah energi hasil dari ledakan (Gambar 2.4c).
5. Pemukul Getar (vibratory
hammer)
Pemukul getar merupakan unit alat
pancang yang bergetar pada frekuensi tinggi (Gambar 2.4d).
C. Metode Pelaksanaan Pondasi Tiang Pancang
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.
Langkah - langkah dari
pekerjaan untuk dimensi kubus/ ukuran dan tiang pancang:
1. Menghitung daya dukung yang didasarkan pada karakteristik
tanah dasar yang diperoleh dari penyelidikan tanah. Dari sini, kemudian
dihitung kemungkinan nilai daya dukung yang diizinkan pada berbagai kedalaman,
dengan memperhatikan faktor aman terhadap keruntuhan daya dukung yang sesuai,
dan penurunan yang terjadi harus tidak berlebihan.
2. Menentukan kedalaman, tipe, dan dimensi
pondasinya. Hal ini dilakukan dengan jalan memilih kedalaman minimum yang
memenuhi syarat keamanan terhadap daya dukung tanah yang telah dihitung.
Kedalaman minimum harus diperhatikan terhadap erosi permukaan tanah, pengaruh
perubahan iklim, dan perubahan kadar air. Bila tanah yang lebih besar daya
dukungnya berada dekat dengan kedalaman minimum yang dibutuhkan
tersebut,dipertimbangkan untuk meletakkan dasar pondasi yang sedikit lebih
dalam yang daya dukung tanahnya lebih besar. Karena dengan peletakan dasar
pondasi yang sedikit lebih dalam akan mengurangi dimensi pondasi, dengan
demikian dapat menghemat biaya pembuatan pelat betonnya.
3. Ukuran dan kedalaman pondasi yang ditentukan dari
daya dukung diizinkan dipertimbangkan terhadap penurunan toleransi. Bila
ternyata hasil hitungan daya dukung
ultimit
yang dibagi faktor aman mengakibatkan penurunan yang berlebihan, dimensi
pondasi diubah sampai besar penurunan memenuhi syarat.
Tahapan
pekerjaan pondasi tiang pancang adalah sebagai berikut :
A. Pekerjaan Persiapan
1. Membubuhi tanda, tiap tiang pancang harus dibubuhi tanda serta tanggal
saat tiang tersebut dicor. Titik-titik angkat yang tercantum pada gambar harus
dibubuhi tanda dengan jelas pada tiang pancang. Untuk mempermudah perekaan,
maka tiang pancang diberi tanda setiap 1 meter.
2. Pengangkatan/pemindahan, tiang pancang harus dipindahkan/diangkat
dengan hati-hati sekali guna menghindari retak maupun kerusakan lain yang tidak
diinginkan.
3. Rencanakan final set tiang, untuk menentukan pada kedalaman mana
pemancangan tiang dapat dihentikan, berdasarkan data tanah dan data jumlah
pukulan terakhir (final set).
4. Rencanakan urutan pemancangan, dengan pertimbangan kemudahan manuver
alat. Lokasi stock material agar diletakkan dekat dengan lokasi pemancangan.
5. Tentukan titik pancang dengan theodolith dan tandai dengan patok.
6. Pemancangan dapat dihentikan
sementara untuk peyambungan batang berikutnya bila level kepala tiang telah
mencapai level muka tanah sedangkan level tanah keras yang diharapkan belum
tercapai.
Proses penyambungan tiang :
a. Tiang diangkat dan kepala
tiang dipasang pada helmet seperti yang dilakukan pada batang pertama.
b. Ujung bawah tiang didudukkan
diatas kepala tiang yang pertama sedemikian sehingga sisi-sisi pelat sambung
kedua tiang telah berhimpit dan menempel menjadi satu.
c. Penyambungan sambungan las
dilapisi dengan anti karat
d. Tempat
sambungan las dilapisi dengan anti karat.
7. Selesai penyambungan, pemancangan
dapat dilanjutkan seperti yang dilakukan pada batang pertama. Penyambungan
dapat diulangi sampai mencapai kedalaman tanah keras yang ditentukan.
8. Pemancangan tiang dapat
dihentikan bila ujung bawah tiang telah mencapai lapisan tanah keras/final set
yang ditentukan.
9. Pemotongan
tiang pancang pada cut off level yang telah ditentukan.
B. Proses Pengangkatan
1. Pengangkatan
tiang untuk disusun ( dengan dua tumpuan )
Metode pengangkatan dengan dua tumpuan ini biasanya pada
saat penyusunan tiang beton, baik itu dari pabrik ke trailer ataupun dari
trailer ke penyusunan lapangan.
Persyaratan umum dari metode ini adalah jarak titik angkat
dari kepala tiang adalah 1/5 L. Untuk mendapatkan jarak harus diperhatikan
momen maksimum pada bentangan, haruslah sama dengan momen minimum pada titik
angkat tiang sehingga dihasilkan momen yang sama.
Pada prinsipnya pengangkatan dengan dua tumpuan untuk tiang
beton adalah dalam tanda pengangkatan dimana tiang beton pada titik angkat
berupa kawat yang terdapat pada tiang beton yang telah ditentukan dan untuk
lebih jelas dapat dilihat oleh gambar.
2. Pengangkatan dengan
satu tumpuan
Metode
pengangkatan ini biasanya digunakan pada saat tiang sudah siap akan dipancang
oleh mesin pemancangan sesuai dengan titik pemancangan yang telah ditentukan di
lapangan.
Adapun
persyaratan utama dari metode pengangkatan satu tumpuan ini adalah jarak antara
kepala tiang dengan titik angker berjarak L/3. Untuk mendapatkan jarak ini,
haruslah diperhatikan bahwa momen maksimum pada tempat pengikatan tiang
sehingga dihasilkan nilai momen yang sama.
C. Proses Pemancangan
1. Alat pancang ditempatkan sedemikian
rupa sehingga as hammer jatuh pada patok titik pancang yang telah ditentukan.
2. Tiang diangkat pada titik angkat yang
telah disediakan pada setiap lubang.
3. Tiang didirikan disamping driving
lead dan kepala tiang dipasang pada helmet yang telah dilapisi kayu sebagai
pelindung dan pegangan kepala tiang.
4. Ujung bawah tiang didudukkan secara
cermat diatas patok pancang yang telah ditentukan.
5. Penyetelan vertikal tiang dilakukan
dengan mengatur panjang backstay sambil diperiksa dengan waterpass
sehingga diperoleh posisi yang betul-betul vertikal. Sebelum pemancangan
dimulai, bagian bawah tiang diklem dengan center gate pada dasar driving
lead agar posisi tiang tidak bergeser selama pemancangan, terutama untuk
tiang batang pertama.
6. Pemancangan dimulai dengan
mengangkat dan menjatuhkan hammer secara kontiniu ke atas helmet yang terpasang
diatas kepala tiang.
D. Quality Control
1. Kondisi fisik tiang
a. Seluruh permukaan tiang tidak rusak atau retak
b. Umur beton telah memenuhi syarat
c. Kepala tiang tidak boleh mengalami keretakan selama
pemancangan
2. Toleransi
Vertikalisasi
tiang diperiksa secara periodik selama proses pemancangan berlangsung.
Penyimpangan arah vertikal dibatasi tidak lebih dari 1:75 dan penyimpangan arah
horizontal dibatasi tidak leboh dari 75 mm.
3. Penetrasi
Tiang
sebelum dipancang harus diberi tanda pada setiap setengah meter di sepanjang
tiang untuk mendeteksi penetrasi per setengah meter. Dicatat jumlah pukulan
untuk penetrasi setiap setengah meter.
4. Final set
Pamancangan baru dapat dihentikan apabila telah dicapai final
set sesuai perhitungan.
D. Tiang Dukung Ujung dan Tiang
Gesek
Ditinjau dari cara mendukung beban, tiang dapat dibagi
menjadi 2 (dua) macam (Hardiyatmo, 2002), yaitu :
1. Tiang dukung
ujung (end bearing pile) adalah tiang yang kapasitas dukungnya
ditentukan oleh tahanan ujung tiang. Umumnya tiang dukung ujung berada dalam
zone tanah yang lunak yang berada diatas tanah keras. Tiang-tiang dipancang
sampai mencapai batuan dasar atau lapisan keras lain yang dapat mendukung beban
yang diperkirakan tidak mengakibatkan penurunan berlebihan. Kapasitas tiang
sepenuhnya ditentukan dari tahanan dukung lapisan keras yang berada dibawah
ujung tiang (Gambar 2.6a).
2. Tiang gesek (friction pile) adalah tiang
yang kapasitas dukungnya lebih ditentukan oleh perlawanan gesek antara dinding
tiang dan tanah disekitarnya (Gambar 2.9b). Tahanan gesek dan pengaruh
konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan pada hitungan kapasitas
tiang.
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 dan dapat
memperkirakan kekuatan dan karakteristik dari tanah. Didalam perencanaan
pondasi tiang pancang (pile), data tanah sangat diperlukan dalam
merencanakan kapasitas daya dukung (bearing capacity) dari tiang pancang
sebelum pembangunan dimulai, guna menentukan kapasitas daya dukung ultimit dari
tiang pancang. Kapasitas daya dukung ultimit ditentukan dengan persamaan
sebagai berikut :
Qu
= Qb + Qs = qbAb + f.As ...........................................................
(2.1)
dimana :
Qu = Kapasitas daya dukung
aksial ultimit tiang pancang.
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 pancang.
Dalam
menentukan kapasitas daya dukung aksial ultimit (Qu)
dipakai Metode Aoki dan De Alencar.
Aoki dan Alencar
mengusulkan untuk memperkirakan kapasitas dukung ultimit dari data Sondir.
Kapasitas dukung ujung persatuan luas (qb) diperoleh sebagai berikut :
dimana :
qca (base) = Perlawanan konus rata-rata
1,5D diatas ujung tiang, 1,5D dibawah ujung tiang dan Fb adalah faktor empirik tergantung pada
tipe tanah.Tahanan
kulit persatuan luas (f) diprediksi
sebagai berikut :
dimana :
qc (side) = Perlawanan
konus rata-rata pada masing lapisan sepanjang tiang.
Fs = Faktor empirik
tahanan kulit yang tergantung pada tipe tanah.
Fb = Faktor empirik
tahanan ujung tiang yang tergantung pada tipe tanah.
Faktor
Fb
dan
Fs
diberikan
pada Tabel 2.1 dan nilai-nilai faktor empirik αs diberikan pada Tabel 2.2
Tabel 2.1 Faktor
empirik Fb dan Fs (Titi & Farsakh, 1999 )
|
Tipe Tiang Pancang
|
Fb
|
Fs
|
|
Tiang Bor
|
3,5
|
7,0
|
|
Baja
|
1,75
|
3,5
|
|
Beton Pratekan
|
1,75
|
3,5
|
Tabel 2.2
Nilai faktor empirik untuk tipe tanah yang berbeda ( Titi dan Farsakh, 1999)
|
Tipe Tanah
|
αs (%)
|
Tipe Tanah
|
αs (%)
|
Tipe Tanah
|
αs (%)
|
|
Pasir
|
1,4
|
Pasir berlanau
|
2,2
|
Lempung berpasir
|
2,4
|
|
Pasir kelanauan
|
2,0
|
Pasir berlanau dengan lempung
|
2,8
|
Lempung berpasir dengan lanau
|
2,8
|
|
Pasir kelanauan dengan lempung
|
2,4
|
Lanau
|
3,0
|
Lempung berlanau dengan pasir
|
3,0
|
|
Pasir berlempung dengan lanau
|
2,8
|
Lanau berlempung dengan pasir
|
3,0
|
Lempung berlanau
|
4,0
|
|
Pasir berlempung
|
3,0
|
Lanau berlempung
|
3,4
|
Lempung
|
6,0
|
Pada
umumnya nilai αs untuk pasir = 1,4 persen, nilai αs untuk lanau = 3,0 persen
dan nilai αs untuk lempung = 1,4 persen.
Untuk menghitung daya dukung tiang pancang berdasarkan data
hasil pengujian sondir dapat dilakukan dengan menggunakan metode Meyerhoff.
Daya
dukung ultimate pondasi tiang dinyatakan dengan rumus :
Qult = (qc x Ap)+(JHL x K11)
........................................................ (2.4)
dimana
:
Qult
= Kapasitas daya dukung tiang pancang tunggal.
qc =
Tahanan ujung sondir.
Ap = Luas penampang tiang.
JHL = Jumlah hambatan
lekat.
K11 = Keliling tiang.
Daya
dukung ijin pondasi dinyatakan dengan rumus
dimana :
Qijin = Kapasitas daya
dukung ijin pondasi.
qc = Tahanan ujung
sondir.
Ap = Luas penampang
tiang.
JHL = Jumlah hambatan
lekat.
K11 = Keliling
tiang.
F. Faktor Aman
Untuk memperoleh kapasitas ijin tiang, maka diperlukan
untuk membagi kapasitas ultimit dengan faktor aman tertentu. Faktor aman ini
perlu diberikan dengan maksud :
a. Untuk memberikan keamanan terhadap
ketidakpastian metode hitungan yang digunakan.
b. Untuk memberikan keamanan terhadap variasi kuat
geser dan kompresibilitas tanah.
c. Untuk meyakinkan bahwa bahan tiang cukup aman
dalam mendukung beban yang bekerja.
d. Untuk meyakinkan bahwa penurunan total yang
terjadi pada tiang tunggal atau kelompok masih tetap dalam batas-batas
toleransi.
e. Untuk meyakinkan bahwa penurunan
tidak seragam diantara tiang-tiang masih dalam batas toleransi.
Sehubungan dengan alasan butir (d), dari hasil
banyak pengujian-pengujian beban tiang, baik tiang pancang maupun tiang bor
yang berdiameter kecil sampai sedang (600 mm), penurunan akibat beban bekerja (working
load) yang terjadi lebih kecil dari 10 mm untuk faktor aman yang tidak
kurang dari 2,5 (Tomlinson, 1977).
Besarnya
beban bekerja (working load) atau kapasitas tiang ijin (Qa) dengan
memperhatikan keamanan terhadap keruntuhan adalah nilai kapasitas ultimit (Qu)
dibagi dengan faktor aman (SF) yang sesuai. Variasi besarnya faktor aman yang
telah banyak digunakan untuk perancangan pondasi tiang pancang, sebagai berikut
:
Tabel 2.3 Harga Effisiensi Hammer dan koef.
Restitusi Tabel 2.3 Harga Effisiensi Hammer dan koef. Restitusi
|
Tipe Hammer
|
Efficiency, E
|
|
Single and double acting hammer
|
0.7 - 0.8
|
|
Diesel Hammer
|
0.8 - 0.9
|
|
drop Hammer
|
0.7 - 0.9
|
|
Pile Material
|
Coefficient of
restitution, n
|
|
Cast iron hammer and concrette pile ( whitout cap )
|
0.4 - 0.5
|
|
Wood cushion on steel pile
|
0.3 - 0.4
|
|
Wooden pile
|
0.25 - 0.3
|
Pemakaian
pondasi tiang pancang beton mempunyai keuntungan dan kerugian antara lain
adalah sebagai berikut:
Keuntungannya
yaitu:
1. Karena
tiang dibuat di pabrik dan pemeriksaan kualitas ketat, hasilnya lebih dapat
diandalkan. Lebih-lebih karena pemeriksaan dapat dilakukan setiap saat.
2.
Prosedur pelaksanaan
tidak dipengaruhi oleh air tanah.
3. Daya
dukung dapat diperkirakan berdasarkan rumus tiang pancang sehingga mempermudah
pengawasan pekerjaan konstruksi.
4.
Cara penumbukan sangat
cocok untuk mempertahankan daya dukung vertikal.
Kerugiannya
yaitu:
1. Karena
dalam pelaksanaannya menimbulkan getaran dan kegaduhan maka pada daerah yang
berpenduduk padat di kota dan desa, akan menimbulkan masalah disekitarnya.
2.
Pemancangan sulit, bila
diameter tiang terlalu besar.
3. Bila
panjang tiang pancang kurang, maka untuk melakukan penyambungannya sulit dan
memerlukan alat penyambung khusus.
4. Bila
memerlukan pemotongan maka dalam pelaksanaannya akan lebih sulit dan memerlukan
waktu yang lama.
Metode
pelaksanaan:
1.
Penentuan lokasi titik
dimana tiang akan dipancang.
2.
Pengangkatan tiang.
3.
Pemeriksaan kelurusan
tiang.
4.
Pemukulan tiang dengan
palu (hammer) atau dengan cara
hidrolik.
Perbandingan
Jenis Pondasi Dalam (Deep Foundation) Berdasarkan Metode Konstruksinya
Pengeboran (Drilled)
Kelebihan:
1.
Tidak menimbulkan getaran dan
kegaduhan yang dapat mengganggu lingkungan sekitar.
2.
Cocok untuk pondasi yang berdiameter
besar.
3.
Pondasi dapat dicetak sesuai
kebutuhan.
Kekurangan:
1.
Pekerjaan agak rumit karena pondasi
dicetak di lapangan.
2.
Lebih banyak memerlukan alat bantu
seperti mesin bor, casing, cleaning bucket dan alat bantu
pengeboran sehingga mengeluarkan biaya yang lebih besar.
3.
Rentan terhadap pengaruh tanah dan
lumpur di dalam lubang.
4.
Waktu pengerjaan lebih lama.
Pemancangan
Kelebihan:
1.
Pemeriksaan kualitas pondasi sangat
ketat sesuai standar pabrik.
2.
Pemancangan lebih cepat, mudah dan
praktis.
3.
Pelaksanaan tidak dipengaruhi oleh
air tanah.
4.
Daya dukung dapat diperkirakan
berdasarkan rumus tiang.
5.
Sangat cocok untuk mempertahankan
daya dukung vertikal.
Kekurangan:
1.
Pelaksanaannya menimbulkan getaran
dan kegaduhan.
2.
Pemancangan sulit, bila diameter
tiang terlalu besar.
3.
Kesalahan metode pemancangan dapat
menimbulkan kerusakan pada pondasi.
4.
Bila panjang tiang pancang kurang,
maka untuk melakukan penyambungan sulit dan memerlukan alat penyambung khusus.
5.
Bila memerlukan pemotongan maka
dalam pelaksanaannya akan lebih sulit dan memerlukan waktu yang lama.
Tekan (Pressed)
Kelebihan:
1.
Tidak menimbulkan getaran dan
kegaduhan yang dapat mengganggu lingkungan sekitar.
2.
Tidak menimbulkan kerusakan pada
pondasi akibat benturan.
3.
Pelaksanaan tidak dipengaruhi oleh
air tanah.
4.
Daya dukung dapat diperkirakan
berdasarkan rumus tiang.
5.
Sangat cocok untuk mempertahankan
daya dukung vertikal.
6.
Pemeriksaan kualitas pondasi sangat
ketat sesuai standar pabrik.
7.
Pemancangan lebih cepat, mudah dan
praktis.
Kekurangan:
1.
Bila panjang tiang kurang, maka
untuk melakukan penyambungannya sulit dan memerlukan alat penyambung khusus.
2.
Bila memerlukan pemotongan maka
dalam pelaksanaannya akan lebih sulit dan memerlukan waktu yang lama.
3.
Tidak cocok untuk pondasi dengan
diameter yang agak besar.
4.
Memerlukan mesin hydraulic press untuk menekan pondasi.
Perhitungan efisiensi kelompok tiang pancang dihitung
sesuai dengan jenis, dimensi, jarak, jumlah, dan susunan kelompok tiang pancang
yang digunakan. Alasan penggunaan pondasi tiang pancang ini adalah:
1.
Pengerjaannya relatif
cepat dan pelaksanaannya juga relatif lebih mudah.
2.
Biaya yang dikeluarkan
lebih murah dari pada tipe pondasi dalam yang lain (bored pile).
3.
Kualitas tiang pancang
terjamin. Tiang pancang yang digunakan merupakan hasil pabrikasi, sehingga
kualitas bahan yang digunakan dapat dikontrol sesuai dengan kebutuhan serta
kualitasnya seragam karena dibuat massal. (Kontrol kualitas/kondisi fisik tiang
pancang dapat dilakukan sebelum tiang pancang digunakan).
4.
Dapat langsung
diketahui daya dukung tiang pancangnya, pemancangan yang menggunakan drop
hammer dihentikan bila telah mencapai tanah keras/final set yang ditentukan (kalendering). Sedangkan bila menggunakan
Hydrolic Static Pile Driver (HSPD),terdapat
dial pembebanan yang menunjukkan tekanan hidrolik terdiri dari empat silinder
untuk menekan tiang pancang ke dalam tanah sampai ditemui kedalaman tanah
keras.
No comments:
Post a Comment