ANALISA DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG (MINI PILE) PADA PROYEK PEMBANGUNAN RSIA STELLA MARISS JALAN SAMANHUDI - MEDAN
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas Dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil
oleh: IRMA RAMADANI SIMBOLON 060424009
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSION UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Irma Ramadani Simbolon : Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang (Mini Pile) Pada Proyek Pembangunan Rsia Stella Mariss Jalan Samanhudi – Medan, 2009. USU Repository © 2009
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puja dan puji syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahnya kepada penulis, sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat serta salam kepada pemilik pribadi mulia Rasulullah Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabatnya, yang membawa kita dari zaman jahiliyah kepada zaman yang penuh dengan ilmu pengetahuan. Penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul “Analisa Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Proyek Pembangunan RSIA STELLA MARISS” ini disusun guna melengkapi syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan Program Strata satu (S-1) di Universitas Sumatera Utara. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh bantuan dan saran dari berbagai pihak, maka dalam kesempatan ini penulis ingin sampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT, selaku dosen pembimbing utama yang telah membimbing penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini; 2. Bapak Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara; 3. Bapak Ir. Faizal Ezeddin, MSc, selaku Koordinator Program Pendidikan Ekstension; 4. Seluruh Dosen dan pegawai Universitas Sumatera Utara khususnya Jurusan Teknik Sipil yang telah mendidik dan membina penulis sejak awal hingga akhir perkuliahan;
5. Pimpinan dan seluruh Staff PT. NUSA PRIMA, sebagai Pelaksana proyek yang telah memberi bimbingan kepada penulis; 6. Terimakasih yang teristimewa, penulis ucapkan kepada kedua orangtua tercinta, yang telah mengasuh, mendidik, dan membesarkan serta selalu memberikan dukungan baik moral, material, maupun do’a yang tak hentihentinya mereka mohonkan kepada Allah SWT sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Begitu juga kepada keluarga yang telah memberikan seni kehidupan dan dukungan yang tiada henti-hentinya kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini; 7. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada rekan-rekan mahasiswa dan temanteman yang
memberikan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan
Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini kemungkinan belum sempurna, untuk itu penulis dengan tulus dan terbuka menerima kritikan dan saran yang bersifat membangun demi penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, sekali lagi penulis sampaikan terimakasih kepada pihak yang telah banyak membantu dan semoga atas bimbingan serta bantuan moral dan material yang penulis terima mendapat imbalan dari Allah SWT.
Medan, Maret 2009 Penulis,
IRMA RAMADANI SIMBOLON 060424009
ABSTRAK
Pondasi berfungsi sebagai penopang bangunan dan meneruskan beban bangunan di atasnya ke lapisan tanah yang cukup kuat daya dukungnya. Untuk itu, pondasi bangunan harus diperhitungkan agar dapat menjamin kestabilan bangunan terhadap berat sendiri, beban – beban yang bekerja, gaya – gaya luar seperti tekanan angin, gempa bumi dan lain – lain dan tidak boleh terjadi penurunan melebihi batas yang diijinkan. Tujuan dari studi ini untuk menghitung dan menganalisa daya dukung tiang pancang dengan data sondir, Standard Penetration Test (SPT), dan membandingkan hasil perhitungan tersebut dengan hasil pemancangan dari beberapa metode penyelidikan, dan menghitung efisiensi kelompok tiang (mini pile) dengan beberapa metode. Metodologi pengumpulan data adalah dengan melakukan studi pengamatan di lapangan, mengadakan konsultasi dengan pihak Kontraktor pelaksana dan melakukan studi literature. Pada waktu perencanaan pondasi juga akan diuraikan perhitungan daya dukung tiang berdasarkan data sondir dengan menggunakan metode langsung, untuk SPT menggunkan metode Mayerhoff dan perhitungan daya dukung tiang berdasarkan bacaan manometer pada alat hydraulick jack saat pemancangan. Hasil perhitungan daya dukung ultimate tiang (mini pile) pada kedalaman yang sama untuk data sondir diperoleh 76,580 ton, data SPT 64,889 ton, dan data Daily Piling Record (bacaan manometer) 45,000 ton, Data yang sebaiknya digunakan adalah data bacaan manometer karena akan menghasilkan daya dukung yang lebih akurat. Perbedaan daya dukung tersebut dapat disebabkan oleh kedalaman tanah yang ditinjau, perbedaan jenis tanah yang pada jarak terdekat sekalipun, cara pelaksanaan pengujian yang bergantung pada ketelitian operator dan perbedaan parameter yang digunakan dalam perhitungan.
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR .................................................................................
i
ABSTRAK...................................................................................................
iii
DAFTAR ISI ...............................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
vii
DAFTAR TABEL .......................................................................................
vii
DAFTAR NOTASI......................................................................................
ix
BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang ....................................................................
1
1.2 Tujuan dan Manfaat ............................................................
3
1.2.1 Tujuan .....................................................................
3
1.2.2 Manfaat ...................................................................
4
1.3 Pembatasan Masalah ...........................................................
4
1.4 Metode Pengumpulan Data .................................................
5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Pondasi..............................................................
6
2.2 Penyelidikan Tanah(Soil Investigation) ..............................
7
2.2.1 Sondering Test/Cone Penetration Test(CPT) .............
9
2.2.2 Standard Penetration Test (SPT) .............................
14
2.3 Pondasi Tiang .....................................................................
16
2.3.1 Defenisi pondasi tiang ................................................
16
2.3.2 Penggolongan pondasi tiang .......................................
17
2.3.3 Perencanaan pondasi tiang ..........................................
31
2.4 Pemancangan Tiang Pancang ..............................................
33
2.4.1 Peralatan pemancangan (driving equipment) ..............
34
2.4.2 Hal-hal yang menyangkut masalah pemancangan .......
34
2.4.3 Mini – pile System ......................................................
35
Kapasitas Daya Dukung Tiang ............................................
40
2.5.1 Berdasarkan hasil Cone Penetrasion Test (CPT) ........
40
2.5.2 Berdasarkan hasil Standard Penetration Test (SPT) ...
43
2.5.3 Berdasarkan bacaan manometer..................................
48
2.5.4 Tiang pancang kelompok (Pile Group) ......................
49
2.5
2.5.5 Jarak antar tiang dalam kelompok ..............................
50
2.5.6 Kapasitas kelompok dan efisiensi tiang pancang (mini pile) .................................................................
52
2.6
Kontrol Tekuk pada Tiang ..................................................
57
2.7
Faktor Keamanan ................................................................
58
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Data Umum Proyek ............................................................
61
3.2 Data Teknis Proyek .............................................................
61
3.3 Metode Pengumpulan Data .................................................
62
3.4 Kondisi Umum Lokasi Studi ...............................................
64
BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Pendahuluan .......................................................................
66
4.2 Pengumpulan Data dari Lapangan .......................................
66
4.2.1 Perhitungan Kapasitas Daya Dukung Tiang dari hasil uji sondir .....................................................
66
4.2.2 Perhitungan Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang dari Hasil SPT ............................................................
70
4.2.3 Perhitungan Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang pada saat pemancangan berdasarkan bacaan manometer .....................................................
73
4.2.4 Efisiensi kelompok tiang (mini pile) ..........................
75
4.2.4.1 Metode Converse – Labarre
4.3
Formula (AASHO) ........................................
75
4.2.4.2 Metode Los Angeles Group ............................
76
4.2.4.3 Metode Sayed Bakeer (1992) ..........................
76
4.2.4.4 Metode Seiler - Kenny ....................................
77
4.2.5 Kontrol tekuk tiang ....................................................
78
Diskusi ...............................................................................
80
4.3.1 Kelebihan dan kelemahan Metode – metode Pengujian ...............................................
80
4.3.2 Hasil Perhitungan Daya Dukung Tiang ...............................
82
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan.........................................................................
84
5.2 Saran ..................................................................................
85
DAFTAR PUSTAKA.................................................................
87
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Daftar
Gambar
Halaman 2.1
Dimensi Alat Sondir Mekanis ...............................................................12
2.2
Cara Penetrasi Sondir Mekanis ............................................................12
2.3
Cara Pelaporan Hasil Uji Sondir ...........................................................13
2.4
Tiang Pancang Kayu .............................................................................18
2.5
Tiang Pancang precast Reinforced Concrete Pile ..................................20
2.6
Tiang Pancang Cast In Place ................................................................22
2.7
Tiang Pancang Baja ..............................................................................24
2.8
Water proofed steel pipe and wood pile ................................................25
2.9
Composite dropped in – shell and wood pile .........................................26
2.10
Composite ungased – concrete and wood pile .......................................28
2.11
Composite dropped – shell and pipe pile ..............................................29
2.12
Franki composite pile ...........................................................................30
2.13
Pondasi Tiang Pancang Dengan Tahanan Ujung (End Bearing Pile) ...............................................................................30
2.14
Pondasi Tiang Pancang Dengan Tahanan Gesekan (Friction Pile) ......................................................................................31
2.15
Pondasi Tiang Pancang Dengan Tahanan Lekatan (Adhesive Pile) .....................................................................................31
2.16
Beban –Beban yang Bekerja pada Kepala Tiang ...................................32
2.17
Beban –Beban yang Bekerja pada Tubuh Tiang ....................................33
2.18
Detail Ujung V-Pile ..............................................................................39
2.19
Detail Sambungan Ujung Plat ...............................................................40
2.20
Pola – pola kelompok tiang pancang khusus .........................................49
2.21
Detail Pile Cap ......................................................................................50
2.22
Pengaruh tiang akibat pemancangan......................................................51
2.23
Tipe keruntuhan dalam kelompok tiang ................................................53
3.1
Denah Lokasi proyek ............................................................................62
3.2
Tahapan Pelaksanaan Penelitian............................................................63
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
Judul
2.1
Hubungan Dr, φ dan N dari Pasir ........................................................16
2.2
Faktor ω Heijen, DeRuiter dan Beringen .............................................41
2.3
Hal-hal yang perlu di pertimbangkan untuk penentuan harga N.............44
2.4
Hubungan antara angka penetrasi standard dengan sudut geser
dalam dan kepadatan relatif pada tanah pasir ...................................................46 2.5
Hubungan antara N dengan Berat Isi Tanah ..........................................46
2.6
Nilai parameter untuk effisiensi tipe tanah ............................................56
2.6
Faktor Aman Yang Disarankan (Reese & O’Neill,1989) .......................59
4.1.
Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir S. 1............69
4.2.
Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir S. 2............69
4.3.
Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir S. 3............70
4.4.
Perhitungan Tahanan Ujung Tiang Berdasarkan Data SPT BM.1 ..........72
4.5
Pehitungan Daya Dukung Tiang pada saat pemancangan berdasarkan data (Daily Piling Record) pada Pile Cap 1 (C3) ...................................73
4.6
Pehitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Bacaan Manometer ........74
4.7
Pehitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Bacaan Manometer ........75
4.8
Daftar Faktor Tekuk ( ω ) untuk Mutu Bj. 37 (PPBBI)...........................79
DAFTAR NOTASI
JP
= Jumlah perlawanan (kg/cm2)
PK = Perlawanan konus (kg/cm2) A
= Tahapan pembacaan (setiap kedalaman 20 cm )
B
= Faktor alat (10)
i
= kedalaman (m)
Qult = Kapasitas daya dukung tiang pancang tunggal qc
= Tahanan ujung sondir.
Ap
=
Luas penampang tiang.
Jhl
=
Jumlah hambatan lekat
K11 = Keliling tiang Qijin =
Kapasitas daya dukung tiang pancang tunggal
qc
=
Tahanan ujung sondir.
Ap
=
Luas penampang tiang.
Jhl
= Jumlah hambatan lekat
K11 =
Keliling tiang
τ
= Kekuatan geser tanah (kg/cm2)
c
= Kohesi tanah (kg/cm2)
σ
= Tegangan normal yang terjadi pada tanah (kg/cm2 )
φ
= Sudut geser tanah (°)
N1
= harga rata-rata dari dasar ke 10D ke atas
N2
= harga rata-rata dari dasar ke 4D ke bawah
Qp
= Tahanan ujung ultimate (kN)
Ap
= luas penampang tiang pancang (m2)
Li
= panjang lapisan tanah (m)
p
= keliling tiang (m)
α
= koefisien adhesi antara tanah dan tiang
cu
= kohesi undrained (kN/ m2)
p
= keliling tiang (m)
Li
= panjang lapisan tanah (m)
Pu
= Kapasitas daya dukung ultimate tiang
η
= Effisiensi alat pancang
E
= Energi alat pancang yang digunakan
S
= Banyaknya penetrasi per pukulan
A
= Luas penampang tiang pancang
Pu
= Daya dukung ultimate tiang pancang
Pijin = Daya dukung ijin tiang pancang a
= Konstanta
b
= Konstanta
eh
= Effisiensi baru
Eb
= Energi alat pancang
s
= Banyaknya penetrasi pukulan diambil dari kalendering dilapangan
SF
= Faktor keamanan ( 3 ) untuk metode ini.
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Pondasi merupakan pekerjaan yang utama dalam suatu pekerjaan teknik
sipil. Semua konstruksi yang merupakan bagian bangunan atas tanah (super structure) yang direkayasa untuk bertumpu pada tanah harus didukung oleh suatu pondasi. Pondasi merupakan bagian bangunan bawah tanah (substructure) yang berfungsi untuk meneruskan beban – beban yang bekerja pada bagian bangunan atas dan beratnya sendiri ke lapisan tanah pendukung (bearing layers). Pondasi terdiri dari beberapa bentuk, tetapi secara umum pondasi terdiri dari 2 (dua) jenis yaitu, pondasi dalam dan pondasi dangkal. Pemilihan jenis pondasi tergantung kepada jenis konstruksi yang akan dibangun dan juga pada jenis tanah. Untuk konstruksi beban ringan dengan kondisi tanah cukup baik, biasanya digunakan pondasi dangkal, dan untuk konstruksi beban berat biasanya digunakan pondasi dalam. Untuk memilih pondasi yang memadai, perlu juga diperhatikan apakah pondasi itu cocok untuk berbagai keadaan di lapangan dan memungkinkan untuk diselesaikan secara ekonomis sesuai dengan jadwal kerjanya. Secara umum, permasalahan pondasi dalam lebih rumit daripada pondasi dangkal. Untuk itu, penulis mencoba mengkonsentrasikan Tugas Akhir ini pada perencanaan pondasi dalam yaitu tiang pancang. Tiang pancang adalah bagian bagian konstruksi yang dibuat dari kayu, beton dan baja dan digunakan untuk menyalurkan beban-beban dari konstruksi diatasnya melewati lapisan tanah
dengan daya dukung rendah ke lapisan tanah keras yang mempunyai kapasitas daya dukung lebih tinggi yang relatif cukup dalam dibanding pondasi dangkal. Daya dukung tiang pancang diperoleh dari daya dukung ujung (end bearing capacity) yang diperoleh dari tekanan ujung tiang dan daya dukung geser atau selimut (friction bearing capacity) yang diperoleh dari daya dukung gesek atau gaya adhesi antara tiang pancang dan tanah di sekelilingnya. Secara umum tiang pancang dapat diklasifikasikan dari segi bahan yang terdiri dari tiang pancang bertulang, tiang pancang pratekan, tiang pancang kayu dan tiang pancang baja. Dari segi bentang penampang terdiri dari tiang pancang bujur sangkar, segitiga, segi enam, bulat padat, pipa, huruf H, huruf I dan bentuk spesifik. Dari segi teknik pemancangan dapat dilakukan dengan palu jatuh (drop hammer), diesel hammer dan hydraulic hammer. Tiang pancang akan berinteraksi dengan tanah untuk menghasilkan daya dukung yang mampu memikul beban konstruksi diatasnya serta memberikan keamanan pada konstruksi tersebut. Untuk menghasilkan daya dukung yang akurat, maka harus diketahui sifat dan karakteristik tanah. Untuk itu perlu dilakukan penyelidikan geoteknik terhadap tanah. Ada 2 (dua) jenis penyelidikan geoteknik,
yaitu
penyelidikan
lapangan
dan
penyelidikan
laboratorium.
Penyelidikan lapangan meliputi penyondiran dan pengeboran. Penyondiran bertujuan untuk mengetahui perlawanan konus dan hambatan lekat tanah yang merupakan indikasi dari kekuatan tanah pada kedalaman tertentu serta dapat digunakan untuk menghitung daya dukung lapisan tanah. Standard Penetration Test (SPT) bertujuan untuk mendapatkan gambaran lapisan tanah berdasarkan jenis dan warna tanah melalui pengamatan secara visual
dan untuk pengambilan contoh tanah terganggu dan tidak terganggu untuk penyelidikan di laboratorium mengenai sifat - sifat fisik dan karakteristik tanah yang semuanya dapat digunakan untuk memperoleh daya dukung tanah. Banyak permasalahan yang terjadi pada proses pemancangan mulai dari awal pemancangan sampai akhir pemancangan misalnya pergerakan tanah pondasi, kerusakan tiang dan ukuran penahan kerusakan tersebut, penghentian pemancangan tiang dan pemilihan peralatan. Sebagai contoh, pada saat alat pancang mengangkat tiang pancang, sering terjadi patah dan retak di tengah akibat kurang baiknya tulangan yang ada pada tiang pancang. Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis juga akan membahas masalah penulangan ini. Untuk perhitungan daya dukung pada tiang pancang, dapat dilakukan dengan beberapa metode dan mungkin akan ditemukan perbedaan ataupun persamaan. Hal ini sangat penting dilakukan karena setelah dilakukan pengujian hasil yang diperoleh belum memberikan suatu nilai khusus yang tetap khususnya pada tanah kohesif yang meningkat.
1.2
Tujuan dan Manfaat
1.2.1 Tujuan Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah : 1. Menganalisa
dan
menghitung
daya
dukung
mini
pile
dengan
menggunakan data sondir, data Standard Penetration Test (SPT) dan membandingkan pemancangan.
hasil
dari
perhitungan
tersebut
dengan
hasil
1.2.2 Manfaat Tugas Akhir ini diharapkan bermanfaat untuk : 1. Pihak – pihak atau mahasiswa yang akan membahas hal yang sama; 2. Pihak – pihak yang membutuhkan informasi dan mempelajari hal yang dibahas dalam laporan Tugas Akhir.
1.3
Pembatasan Masalah Pada pelaksanaan proyek pembangunan RSIA Stella Mariss di Jl.
Samanhudi - Medan, terdapat banyak permasalahan yang dapat ditinjau dan dibahas, maka didalam laporan ini sangatlah perlu kiranya diadakan suatu pembatasan masalah. Yang bertujuan menghindari kekaburan serta penyimpangan dari masalah yang dikemukakan sehingga semua sesuatunya yang dipaparkan tidak menyimpang dari tujuan semula. Walaupun demikian, hal ini tidaklah berarti akan memperkecil arti dari pokok-pokok masalah yang dibahas disini, melainkan hanya karena keterbatasan belaka. Namun dalam penulisan laporan ini permasalahan yang ditinjau hanya dibatasi pada : 1. Hanya ditinjau untuk tiang pancang (mini pile) tegak lurus; 2. Perhitungan daya dukung hanya ditinjau pada arah vertikal; 3. Pembuktian perbandingan daya dukung berdasarkan data penyelidikan tanah dengan data alat pancang (Hydraulic Jack) pada saat pemancangan.
1.4
Metode Pengumpulan Data Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis melakukan pengumpulan
data dengan cara : 1. Melakukan studi pengamatan langsung di lapangan, dimana penulis dapat memperoleh data dan gambaran mengenai Proyek Pembangunan Rumah Sakit Ibu dan Anak Stella Mariss; 2. Mengadakan konsultasi dengan pihak konsultan Proyek Pembangunan Rumah Sakit Ibu dan Anak Stella Mariss untuk memperoleh data - data teknis seperti data sondir, data Standard Penetration Test (SPT), data mini pile, gambar dan foto - foto dokumentasi; 3. Melakukan studi literatur berdasarkan buku - buku yang berkaitan dengan masalah - masalah yang dibahas dalam Tugas Akhir ini.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Pengertian Pondasi Setiap bangunan sipil seperti gedung, jembatan, jalan raya, terowongan,
menara, dam/tanggul dan sebagainya harus mempunyai pondasi yang dapat mendukungnya.
Istilah
pondasi
digunakan
dalam
teknik
sipil
untuk
mendefenisikan suatu konstruksi bangunan yang berfungsi sebagai penopang bangunan dan meneruskan beban bangunan di atasnya (upper structure) ke lapisan tanah yang cukup kuat daya dukungnya. Untuk itu, pondasi bangunan harus diperhitungkan agar dapat menjamin kestabilan bangunan terhadap berat sendiri, beban – beban yang bekerja, gaya – gaya luar seperti tekanan angina, gempa bumi dan lain – lain. Di samping itu, tidak boleh terjadi penurunan melebihi batas yang diijinkan. Berdasarkan Struktur Beton Bertulang, pondasi berfungsi untuk : 1. Mendistribusikan dan memindahkan beban – beban yang bekerja pada struktur bangunan di atasnya ke lapisan tanah dasar yang mendukung struktur tersebut; 2. Mengatasi penurunan yang berlebihan dan penurunan tidak sama pada struktur; 3. Memberi kestabilan pada struktur dalam memikul beban horizontal akibat angin, gempa dan lain – lain. Pondasi bangunan biasanya dibedakan atas dua bagian yaitu pondasi dangkal (shallow foundation) dan pondasi dalam (deep foundation), tergantung dari letak tanah kerasnya dan perbandingan kedalaman dengan lebar pondasi.
Pondasi dangkal kedalamannya kurang atau sama dengan lebar pondasi (D ≤ B) dan dapat digunakan jika lapisan tanah kerasnya terlekat dekat dengan permukaan tanah. Sedangkan pondasi dalam digunakan jika lapisan tanah keras berada jauh dari permukaan tanah. Seperti telah dijelaskan di atas, bahwasanya pondasi dibedakan atas dua bagian yaitu pondasi dangkal dan pondasi dalam. Pondasi dangkal dapat dibedakan atas beberapa jenis, yaitu pondasi telapak, pondasi cakar ayam, pondasi sarang laba – laba, pondasi gasing, pondasi grid dan pondasi hypaar (pondasi berbentuk parabola – hyperbola). Sedangkan pondasi dalam terdiri dari pondasi sumuran, pondasi tiang dan pondasi kaison. Pada laporan Tugas Akhir ini, Penulis memfokuskan pembahasan terhadap pondasi tiang.
2.2
Penyelidikan Tanah (Soil Investigation) Pada perencanaan pondasi terlebih dahulu perlu diketahui susunan
lapisan tanah yang sebenarnya pada suatu tempat dan juga hasil pengujian laboratorium dari sampel tanah yang diambil dari berbagai kedalaman lapisan tanah dan mungkin kalau ada perlu juga diketahui hasil pengamatan lapangan yang dilakukan sewaktu pembangunan gedung - gedung atau bangunan bangunan lain yang didirikan dalam kondisi tanah yang serupa. Penyelidikan tanah (soil investigation) adalah suatu kegiatan yang dilakukan untuk mengetahui sifat - sifat dan karakteristik tanah untuk keperluan rekayasa (engeneering). Adapun tujuan dari penyelidikan tanah ini pada umumnya mencakup maksud - maksud sebagai berikut : 1. Untuk menentukan kondisi alamiah dan lapisan - lapisan tanah di lokasi yang ditinjau;
2. Untuk mendapatkan sampel tanah asli (undisturbed) dan tidak asli (disturbed) untuk mengidentifikasi tanah tersebut secara visual dan untuk keperluan pengujian laboratorium; 3. Untuk menentukan kedalaman tanah keras; 4. Untuk melakukan uji lapangan (in - situ field test) seperti uji rembesan, uji geser vane dan uji penetrasi baku; 5. Untuk mengamati kondisi pengaliran air tanah kedalam dari lokasi tanah tersebut; 6. Untuk mempelajari kemungkinan timbulnya masalah khusus perilaku bangunan yang sudah ada di sekitar lokasi tersebut. Program penyelidikan tanah pada suatu bangunan secara umum dapat dibagi menjadi empat kategori utama, yaitu : 1. Memisahkan informasi yang telah ada dari bangunan yang akan didirikan Informasi ini meliputi tipe bangunan dan penggunaannya di masa depan, ketentuan peraturan bangunan lokal dan informasi tentang kolom bangunan berikut dinding - dinding pendukung beban. 2. Mengumpulkan informasi yang telah ada untuk kondisi tanah dasar setempat Program penyelidikan tanah akan menghasilkan penghematan yang besar bila para geolog yang mengepalai proyek tersebut lebih dahulu melakukan penelitian yang cermat terhadap informasi yang telah ada tentang kondisi tanah di tempat tersebut karena informasi - informasi tersebut dapat memberikan gambaran yang lebih dalam tentang jenis - jenis dan masalah - masalah tanah yang mungkin akan dijumpai pada saat pengeboran tanah yang sebenarnya.
3. Peninjauan lapangan ke tempat lokasi proyek yang direncanakan Geolog yang bersangkutan sebaiknya melakukan inspeksi visual terhadap lokasi dan daerah sekitarnya, karena dalam banyak kasus informasi yang diperoleh dari peninjauan lapangan seperti itu akan sangat berguna pada perencanaan selanjutnya. 4. Peninjauan lapangan terperinci Pada tahap ini termasuk pelaksanaan beberapa uji pengeboran di lokasi dan pengumpulan sampel tanah asli dan tidak asli dari berbagai kedalaman untuk diinspeksi langsung atau diuji di laboratorium. Ada beberapa metode untuk melaksanakan pengeboran di lapangan. Salah satu yang paling sederhana adalah dengan menggunakan auger. Ada juga pengeboran dengan sistem putar (rotary drilling). Kemudian ada juga pengeboran sistem cuci (washing boring) dan pengeboran sistem tumbuk (percussion drilling). Untuk pengambilan sampel tanah dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu dengan menggunakan alat split spoon standard, dengan tabung berdinding tipis dan pengambilan sampel tanah dengan alat piston. 2.2.1 Sondering Test/Cone Penetration Test (CPT) Pengujian CPT atau sondir adalah pengujian dengan menggunakan alat sondir yang ujungnya berbentuk kerucut dengan sudut 600 dan dengan luasan ujung 1, 54 in2 (10 cm2). Alat ini digunakan dengan cara ditekan ke dalam tanah terus menerus dengan kecepatan tetap 20 mm/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 pasir halus. Sondir berat dapat mengukur tekanan konus 500 kg/cm2 atau 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, (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 luas. Hambatan lekat adalah perlawanan geser tanah terhadap selubung bikonus 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) HL = (JP − PK ) ×
A ..................................................................................(2. 1) B
2. Jumlah hambatan lekat ( JHL ) i
JHL = ∑ HL ............................................................................................(2. 2) n −0
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 Gambar 2. 1. Dimensi Alat Sondir Mekanis
Gambar 2. 2. Cara Penetrasi Sondir Mekanis
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.
Gambar 2. 3. Cara Pelaporan Hasil Uji Sondir Sumber: Ir. Sardjono, H. S. Pondasi Tiang Pancang, Jilid I
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 305 mm dinyatakan sebagai nilai N. Tujuan dari percobaan Standard Penetration test (SPT) ini adalah untuk menentukan kepadatan relatif lapisan tanah dari pengambilan contoh tanah dengan tabung sehinggan 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 diambil sampelnya. Percobaan Standard Penetration test (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 (tripod), tempat bergantungnya beban penumbuk; 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; Catatan : Pengujian dihentikan bila nilai SPT≥ 50 untuk 4x interval pengambilan dimana interval pengambilan SPT = 2m. Uji SPT ini dapat dilakukan untuk hampir semua jenis tanah. Berdasarkan pengalaman yang cukup lama, berbagai korelasi empiris dengan parameter tanah telah didapatkan. Harga N dari pasir yang diperoleh dari pengujian Standard Penetration test (SPT) dan hubungan antara kepadatan relatif dengan sudut geser dalam dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
Tabel 2. 1. Hubungan Dγ, φ dan N dari Pasir (Peck, Meyerhof) Nilai N
Kepadatan Relatif e −e D γ = max e max − e min
Sudut Geser Dalam Menurut Peck
Menurut Meyerhof
0–4 Sangat lepas 0, 0 – 0, 2 < 28, 5 < 30 4 – 10 Lepas 0, 2 – 0, 4 28, 5 – 30 30 – 35 10 – 30 Sedang 0, 4 – 0, 6 30 – 36 35 – 40 30 – 50 Padat 0, 6 – 0, 8 36 – 41 40 – 45 > 50 Sangat padat 0, 8 – 1, 0 > 41 > 45 Sumber : Ir. Suyono Sudarsono, 1983 “Mekanika Tanah & Teknik Pondasi”
2.3
Pondasi Tiang
2.3.1 Defenisi Pondasi Tiang Pondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan gaya vertikal ke sumbu tiang dengan cara menyerap lenturan. Pondasi tiang dibuat menjadi satu kesatuan yang monolit dengan menyatukan pangkal tiang yang terdapat di bawah konstruksi dengan tumpuan pondasi. Pondasi tiang digunakan untuk suatu bangunan yang tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul berat bangunan dan beban yang diterimanya atau apabila tanah pendukung yang mempunyai daya dukung yang cukup letaknya sangat dalam. Pondasi tiang ini berfungsi untuk menyalurkan beban – beban yang diterimanya dari konstruksi di atasnya kelapisan tanah yang lebih dalam. Teknik pemasangan pondasi tiang dapat dilakukan dengan pemancangan tiang – tiang baja/beton pracetak atau dengan membuat tiang – tiang beton bertulang yang langsung dicor di tempat (cast in place), yang sebelumnya telah dibuatkan lubang terlebih dahulu.
Pada umumnya pondasi tiang ditempatkan tegak lurus (vertikal) di dalam tanah, tetapi apabila diperlukan dapat dibuat miring agar dapat menahan gaya – gaya horizontal. Sudut kemiringan yang dicapai tergantung dari alat yang digunakan serta disesuaikan pula dengan perencanaan.
2.3.2 Penggolongan Pondasi Tiang Pada perencanaan pondasi, pemilihan jenis pondasi tiang pancang untuk berbagai jenis keadaan tergantung pada banyak variabel. Faktor - faktor yang perlu dipertimbangkan di dalam pemilihan tiang pancang antara lain type dari tanah dasar yang meliputi jenis tanah dasar dan ciri - ciri topografinya, alasan teknis pada waktu pelaksanaan pemancangan dan jenis bangunan yang akan dibangun. Pondasi tiang dapat digolongkan berdasarkan material yang digunakan dan berdasarkan cara penyaluran beban yang diterima tiang ke dalam tanah. A. Berdasarkan material yang digunakan Berdasarkan material yang digunakan, pondasi tiang terbagi atas 4 jenis, yaitu tiang pancang kayu, tiang pancang beton, tiang pancang baja dan tiang pancang komposit. 1. Tiang pancang kayu Pemakaian tiang pancang kayu adalah cara tertua dalam penggunaan tiang pancang sebagai pondasi. Tiang pancang kayu dibuat dari batang pohon dan biasanya diberi bahan pengawet. Pada pemakaian tiang pancang kayu tidak diizinkan untuk menahan beban lebih tinggi dari 25 sampai 30 ton untuk setiap tiang. Tiang kayu akan tahan lama apabila tiang kayu tersebut dalam keadaan selalu terendam penuh di bawah muka air tanah dan akan lebih cepat busuk jika dalam keadaan kering dan basah yang selalu berganti - ganti. Tiang pancang kayu
tidak tahan terhadap benda - benda agresif dan jamur yang bisa menyebabkan pembusukan. a. Keuntungan pemakaian tiang pancang kayu : 1) Tiang pancang kayu relatif ringan sehingga mudah dalam pengangkutan; 2) Kekuatan tariknya besar sehingga pada waktu diangkat untuk pemancangan tidak menimbulkan kesulitan seperti pada tiang pancang beton precast; 3) Muda untuk pemotongannya apabila tiang kayu sudah tidak dapat masuk lagi ke dalam tanah; 4) Tiang pancang kayu lebih sesuai untuk friction pile dari pada end bearing pile karena tekanannya relatif kecil. b. Kerugian pemakaian tiang pancang kayu : 1) Karena tiang pancang kayu harus selalu terletak di bawah muka air tanah yang terendah agar dapat tahan lama, maka jika letak air tanah terendah tersebut sangat dalam, hal ini akan menambah biaya untuk penggalian; 2) Tiang pancang kayu mempunyai umur relatif kecil dibandingkan dengan tiang pancang baja atau beton, terutama pada daerah yang tinggi air tanahnya seing naik turun; 3) Pada waktu pemancangan pada tanah yang berbatu ujung tiang pancang kayu ini bias rusak atau remuk.
Gambar 2. 4. Tiang Pancang Kayu
2. Tiang pancang beton Tiang pancang beton terbuat dari bahan beton bertulang yang terdiri dari beberapa jenis, yaitu: a. Precast reinforced concrete pile Precast reinforced concrete pile adalah tiang pancang dari beton bertulang yang dicetak dan dicor dalam acuan beton (bekisting), kemudian setelah cukup kuat atau keras lalu diangkat dan dipancangkan. Tiang pancang beton ini dapat memikul beban lebih besar dari 50 ton untuk setiap tiang, tetapi tergantung pada dimensinya. Penampang precast reinforced concrete pile dapat berupa lingkaran, segi empat dan segi delapan. Keuntungan pemakaian precast reinforced concrete pile yaitu : 1) Precast reinforced concrete pile mempunyai tegangan tekan yang besar tergantung pada mutu beton yang digunakan; 2) Dapat diperhitungkan baik sebagai end bearing pile ataupun friction pile; 3) Tahan lama dan tahan terhadap pengaruh air ataupun bahan – bahan korosif asal beton dekingnya cukup tebal untuk melindungi tulangannya; 4) Karena tidak berpengaruh oleh muka air tanah maka tidak memerlukan galian tanah yang banyak untuk poernya. Kerugian pemakaian precast reinforced concrete pile : 1) Karena berat sendirinya besar maka biaya pengangkutannya akan mahal, oleh karena itu precast reinforced concrete pile dibuat di tempat pekerjaan; 2) Tiang pancang beton ini baru dipancang apabila sudah cukup keras hal ini berarti memerlukan waktu yang lama untuk menuggu sampai tiang pancang beton ini bisa digunakan;
3) Bila memerlukan pemotongan, maka pelaksanaannya akan lebih sulit dan membutuhkan waktu yang lebih lama juga; 4) Bila panjang tiang kurang dan karena panjang tiang tergantung pada alat pancang (pile driving) yang tersedia, maka akan sukar untuk melakukan penyambungan dan memerlukan alat penyambung khusus; 5) Apabila dipancang di sungai atau di laut tiang akan bekerja sebagai kolom terhadap beban vertikal dan dalam hal ini akan ada tekuk sedangkan terhadap beban horizontal akan bekerja sebagai cantilever.
Gambar 2. 5. Tiang Pancang Precast Reinforced Concrete Pile b. Precast Prestressed Concrete Pile Precast prestressed concrete pile adalah tiang pancang dari beton prategang yang menggunakan baja dan kabel kawat sebagai gaya prategangnya. Keuntungan pemakaian precast prestressed concrete pile adalah : 1) Kapasitas beban pondasi yang dipikulnya tinggi; 2) Tiang pancang tahan terhadap karat; 3) Kemungkinan terjadinya pemancangan keras dapat terjadi. Kerugian pemakaian precast prestressed concrete pile adalah : 1) Sukar ditangani;
2) Biaya pembuatannya mahal; 3) Pergeseran cukup banyak sehingga prategangnya sukar disambung. c. Cast in place Tiang pancang cast in place ini adalah pondasi yang dicetak di tempat pekerjaan dengan terlebih dahulu membuatkan lubang dalam tanah dengan cara mengebor. Pelaksanaan cast in place ini dapat dilakukan dengan dua cara : 1) Dengan pipa baja yang dipancangkan ke dalam tanah, kemudian diisi dengan beton dan ditumbuk sambil pipa baja tersebut ditarik ke atas; 2) Dengan pipa baja yang dipancangkan ke dalam tanah kemudian diisi dengan beton, sedangkan pipa baja tersebut tetap tinggal dalam tanah. Keuntungan pemakaian cast in place : 1) Pembuatan tiang tidak menghambat pekerjaan; 2) Tiang tidak perlu diangkat, jadi tidak ada resiko kerusakan dalam pengangkutan; 3) Panjang tiang dapat disesuaikan dengan keadaan dilapangan. Kerugian pemakaian cast in place : 1) Kebanyakan dilindungi oleh hak patent; 2) Pelaksanaannya memerlukan peralatan khusus; 3) Beton dari tiang yang dikerjakan secara cast in place tidak dapat dikontrol. Tiang franki adalah termasuk salah satu jenis dari cast in place. Adapun prinsip kerjanya adalah sebagai berikut : 1) Pipa baja yang pada ujung bawahnya disumbat dengan beton yang dicor di dalam ujung pipa dan telah mengeras;
2) Dengan drop hammer sumbat beton tersebut ditumbuk agar sumbat beton dan pipa masuk ke dalam tanah; 3) Setelah pipa mencapai kedalaman yang direncanakan, pipa terus diisi dengan beton sambil terus ditumbuk dan pipanya ditarik ke atas. Selain tiang franki ada beberapa jenis tiang pancang cast in place, yaitu solid – point pipe piles, steel pipe piles, Raymond concrete pile, simplex concrete pile, based driven cased pile, dropped in shell concrete pile, dropped in shell concrete pile with compressed base section dan button dropped in shell concrete pile.
Gambar 2. 6. Tiang Pancang Cast In Place 3. Tiang pancang baja Jenis tiang pancang baja ini biasanya berbentuk profil H. karena terbuat dari baja maka kekuatan dari tiang ini adalah sangat besar sehingga dalam transport dan pemancangan tidak menimbulkan bahaya patah seperti pada tiang pancang beton precast. Jadi pemakaian tiang pancang ini sangat bermanfaat jika dibutuhkan tiang pancang yang panjang dengan tahanan ujung yang besar. Tingkat karat pada tiang pancang baja sangat berbeda - beda terhadap texture
(susunan butir) dari komposisi tanah, panjang tiang yang berada dalam tanah dan keadaan kelembaban tanah (moisture content). Pada tanah dengan susunan butir yang kasar, karat yang terjadi hampir mendekati keadaan karat yang terjadi pada udara terbuka karena adanya sirkulasi air dalam tanah. Pada tanah liat (clay) yang kurang mengandung oksigen akan menghasilkan karat yang mendekati keadaan seperti karat yang terjadi karena terendam air. Pada lapisan pasir yang dalam letaknya dan terletak di bawah lapisan tanah yang padat akan sedikit sekali mengandung oksigen, maka lapisan pasir tersebut akan menghasilkan karat yang kecil sekali pada tiang pancang baja. Keuntungan pemakaian tiang pancang baja : a. Tiang pancang ini mudah dalam hal penyambungan; b. Tiang pancang baja mempunyai kapasitas daya dukung yang tinggi; c. Dalam pengangkutan dan pemancangan tidak menimbulkan bahaya patah. Kerugian pemakaian tiang pancang baja : a. Tiang pancang ini mudah mengalami korosi; b. Tiang pancang H dapat mengalami kerusakan besar saat menembus tanah keras dan yang mengandung batuan, sehingga diperlukan penguatan ujung.
Gambar 2. 7. Tiang Pancang Baja
4. Tiang pancang komposit Yang dimaksud dengan composite pile ini adalah tiang pancang yang terdiri dari dua bahan yang berbeda yang bekerja bersama - sama sehingga merupakan satu tiang. Composite pile ini dapat berupa beton dan kayu maupun beton dan baja. Composite pile ini terdiri dari beberapa jenis, yaitu : a. Water proofed steel pipe and wood pile Tiang ini terdiri dari tiang pancang kayu untuk bagian bawah muka air tanah dan bagian atasnya adalah beton. Kelemahan tiang ini adalah tempat sambungan apabila tiang pancang ini menerima gaya horizontal yang permanen. Cara pelaksanaannya adalah sebagai berikut : 1) Casing dan core dipancang bersamaan ke dalam tanah hingga mencapai kedalaman yang telah ditentukan untuk meletakkan tiang pancang kayu tersebut dan harus terletak di bawah muka air tanah yang terendah; 2) Kemudian core di tarik ke atas dan tiang pancang kayu dimasukkan ke dalam casing dan terus dipancang hingga mencapai lapisan tanah keras; 3) Setelah mencapai lapisan tanah keras, pemancangan dihentikan dan core ditarik keluar dari casing. Kemudian beton dicor ke dalam casing sampai penuh terus dipadatkan dengan menumbukkan core ke dalam casing.
Gambar 2. 8. Water proofed steel pipe and wood pile
b. Composite dropped in - shell and wood pile Composite dropped in - shell and wood pile hamper sama dengan water proofed steel pipe and wood pile hanya saja tipe tiang ini memakai shell yang terbuat dari logam tipis yang permukaannya diberi alur spiral. Pelaksanaannya adalah sebagai berikut : 1) Casing dan core dipancang bersamaan samapi mencapai kedalaman yang telah ditentukan di bawah muka air tanah; 2) Kemudian 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 benar – benar diperhatikan agar kepala tiang tidak rusak; 3) Setelah mencapai lapisan tanah keras, core ditarik keluar dari casing; 4) Kemudian shell berbentuk pipa yang diberi alur spiral dimasukkan ke dalam casing. Pada ujung bagian bawah shell dipasang tulangan berbentuk bujur sangkar; 5) Beton kemudian dicor ke dalam shell. Setelah shell cukup penuh dan padat casing ditarik keluar sambil shell yang berisi beton tadi ditahan dengan cara meletakkan core di ujung atas shell.
Gambar 2. 9. Composite dropped in - shell and wood pile c. Composite ungased – concrete and wood pile Dasar pemilihan tiang ini adalah : 1) Lapisan tanah keras dalam sekali letaknya sehingga tidak memungkinkan untuk menggunakan cast in place concrete pile. Sedangkan kalau menggunakan precast concrete pile akan terlalu panjang sehingga akan sulit dalam pengangkutan dan biayanya juga akan lebih besar; 2) Muka air tanah terendah sangat dalam sehingga apabila kita menggunakan tiang pancang kayu akan memerlukan galian yang sangat besar agar tiang pancang tersebut selalu di bawah muka air tanah terendah. Cara pelaksanaan tiang ini adalah sebagai berikut : 1) Casing baja dan core dipancang ke dalam tanah hingga mencapai kedalaman yang telah ditentukan di bawah muka air tanah;
2) Kemudian core ditarik keluar dari casing dan tiang pancang kayu dimasukkan dalam casing terus dipancang sampai mencapai lapisan tanah keras; 3) Setelah sampai pada tanah keras core dikeluarkan lagi dari casing dan beton dicor sebagian ke dalam casing, kemudian core dimasukkan lagi ke dalam casing; 4) Beton ditumbuk dengan core sambil casing ditarik ke atas sampai jarak tertentu sehingga terjadi bentuk beton yang menggelembung seperti bola di atas tiang pancang kayu tersebut; 5) Core ditarik lagi keluar dari casing dan casing diisi dengan beton lagi sampai padat setinggi beberapa cm di atas permukaan tanah. Kemudian beton ditekan dengan core kembali sedangkan casing ditarik ke atas sampai keluar dari tanah.
Gambar 2. 10. Composite ungased – concrete and wood pile d. Composite dropped – shell and pipe pile Dasar pemilihan tiang ini adalah : 1) Lapisan tanah keras terlalu dalam letaknya bila digunakan cast in place concrete pile;
2) Letak muka air tanah terendah sangat dalam apabila kita menggunakan tiang composite yang bawahnya dari tiang pancang kayu. Cara pelaksanaan tiang ini adalah sebagai berikut : 1) Casing dan core dipancang bersamaan sehingga casing hampir seluruhnya masuk ke dalam tanah. Kemudian core ditarik keluar dari casing; 2) Tiang pipa baja dengan dilengkapi sepatu pada ujung bawah dimasukkan dalam casing terus dipancang dengan pertolongan core sampai ke tanah keras; 3) Setelah sampai pada tanah keras kemudian core ditarik ke atas kembali; 4) Kemudian shell yang beralur pada dindingnya dimasukkan dalam casing hingga bertumpu pada penumpu yang terletak di ujung atas tiang pipa baja. Bila diperlukan pembesian maka besi tulangan dapat dimasukkan dalam shell dan kemudian beton dicor sampai padat; 5) Shell yang terisi dengan beton ditahan dengan core sedangkan casing ditarik keluar dari tanah.
Gambar 2. 11. Composite dropped – shell and pipe pile
e. Franki composite pile Prinsip kerjanya hampir sama dengan tiang Franki biasa, hanya saja pada Franki composite pile ini pada bagian atasnya dipergunakan tiang beton precast biasa atau tiang profil H dari baja. Cara pelaksanaan tiang ini adalah : 1) Pipa dengan sumbat beton yang dicor lebih dahulu pada ujung pipa baja dipancang dalam tanah dengan drop hammer sampai pada tanah keras; 2) Setelah pemancangan mencapai 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; 3) Setelah tiang beton precast atau tiang baja H masuk dalam pipa sampai bertumpu pada bola beton pipa ditarik keluar dari tanah; 4) Rongga di sekitar tiang beton precast atau tiang baja H diisi dengan kerikil atau pasir.
Gambar 2. 12. Franki composite pile
B. Berdasarkan cara penyaluran beban yang diterima tiang ke dalam tanah Berdasarkan cara penyaluran bebannya ke tanah, pondasi tiang dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu : 1. Pondasi tiang dengan tahanan ujung (End Bearing Pile) Tiang ini akan meneruskan beban melalui tahanan ujung tiang ke lapisan tanah pendukung.
tanah lunak tiang
tanah keras
Gambar 2. 13. Pondasi Tiang Pancang Dengan Tahanan Ujung (End Bearing Pile) Sumber: Ir. Sardjono, H. S. Pondasi Tiang Pancang, Jilid I 2. Tiang pancang dengan tahanan gesekan (Friction Pile) Jenis tiang pancang ini akan meneruskan beban ke tanah melalui gesekan antara tiang dengan tanah di sekelilingnya. Bila butiran tanah sangat halus tidak menyebabkan tanah di antara tiang - tiang menjadi padat, sedangkan bila butiran tanah kasar maka tanah di antara tiang akan semakin padat.
tiang
tanah berbutir kasar
Gambar 2. 14. Pondasi Tiang Pancang Dengan Tahanan Gesekan (Friction Pile) Sumber: Ir. Sardjono, H. S. Pondasi Tiang Pancang, Jilid I
3. Tiang pancang dengan tahanan lekatan (Adhesive Pile) Bila tiang dipancangkan pada dasar tanah pondasi yang memiliki nilai kohesi tinggi, maka beban yang diterima oleh tiang akan ditahan oleh lekatan antara tanah disekitar dan permukaan tiang.
tiang
tanah berkohesif tinggi
Gambar 2. 15. Pondasi Tiang Pancang Dengan Tahanan Lekatan (Adhesive Pile) Sumber: Ir. Sardjono, H. S. Pondasi Tiang Pancang, Jilid 1 2.3.3 Perencanaan Pondasi Tiang Pada perencanaan pondasi tiang pada umumnya diperkirakan pengaturan tiang – tiangnya terlebih dahulu seperti letak/susunan, diameter dan panjang tiang. Dalam pengaturan tiang – tiang tersebut perlu diperhatikan beberapa hal berikut : 1. Tiang yang berbeda kualitas bahannya atau tiang yang memiliki diameter berbeda tidak boleh dipakai untuk pondasi yang sama; 2. Tiang miring dipakai apabila besarnya gaya horizontal yang bekerja pada kelompok tiang terlalu besar untuk ditampung oleh tiang vertikal; 3. Jarak yang dianjurkan antara tiang dalam satu kelompok adalah antara 0, 60 sampai 2, 0 meter. Pada umumnya gaya – gaya luar yang bekerja pada tiang yaitu pada kepala tiang yang meliputi berat sendiri bangunan di atasnya, beban hidup, tekanan tanah dan tekanan air. Sedangkan beban yang bekerja pada tubuh tiang
yaitu meliputi berat sendiri tiang, gaya geser negatif pada selimut tiang dan gaya mendatar akibat getaran ketika tiang tersebut melentur. Gaya tarik
Gaya mendatar
Pergeseran akibat lentur
Tiang
Gaya pemancangan
Tiang
Gambar 2. 16. Beban – Beban yang Bekerja pada Kepala Tiang Sumber : Ir. Suyono Sudarsono, 1990 “Mekanika Tanah & Teknik Pondasi”
Gambar 2. 17. Beban – Beban yang Bekerja pada Tubuh Tiang Sumber : Ir. Suyono Sudarsono, 1990 “Mekanika Tanah & Teknik Pondasi” Perencanaan suatu pondasi tiang biasanya dilaksanakan sesuai dengan prosedur sebagai berikut : 1. Menentukan kriteria perencanaan, seperti beban – beban yang bekerja pada dasar tumpuan (poer), parameter tanah, situasi dan kondisi bangunan di sekitar lokasi, besar pergeseran yang diijinkan dan tegangan ijin dari bahan – bahan pondasi; 2. Memperkirakan diameter, jenis, panjang, jumlah dan susunan tiang; 3. Menghitung daya dukung vertikal tiang tunggal (single pile);
4. Menghitung faktor efisiensi dalam kelompok tiang dan daya dukung vertikal yang diijinkan untuk sebuah tiang dalam satu kelompok tiang; 5. Menghitung beban vertikal yang bekerja pada setiap tiang dalam kelompok tiang; 6. Memeriksa beban yang bekerja pada setiap tiang apakah masih dalam batasan daya dukung yang diijinkan. Apabila tidak sesuai, maka perkiraan diameter, jumlah atau susunan tiang pada prosedur yang kedua harus dihitung kembali kemudian dilanjutkan dengan prosedur berikutnya; 7. Menghitung daya dukung mendatar setiap tiang dalam kelompok; 8. Menghitung beban horizontal yang bekerja pada setiap tiang dalam kelompok; 9. Menghitung penurunan (bila diperlukan); 10. Merencanakan struktur tiang.
2.4
Pemancangan Tiang Pancang Pemancangan tiang pancang adalah usaha yang dilakukan untuk
menempatkan tiang pancang di dalam tanah sehingga berfungsi sesuai perencanaan. Pada umumnya pelakasanan pemancangan dapat dibagi dalam tiga tahap, tahap pertama adalah pengaturan posisi tiang pancang, yang meliputi kegiatan mengangkat dan mendirikan tiang pada pemandu rangka pancang, membawa tiang pada titik pemancangan, mengatur arah dan kemiringan tiang dan kemudian percobaan pemancangan. Setelah selesai, tahap kedua adalah pemancangan tiang hingga mencapai kedalaman yang direncanakan. Pada tahap ini didalam pencatatan data pemancangan, yaitu jumlah pukulan pada tiap penurunan tiang sebesar 0, 25 m atau 0, 5 m. Hal ini dimaksudkan untuk memperkirakan apakah tiang telah
mencapai tanah keras seperti yang telah direncanakan. Tahap terakhir biasa dikenal dengan setting, yaitu pengukuran penurunan tiang pancang per - pukulan pada akhir pemancangan. Harga penurunan ini kemudian digunakan untuk menentukan kapasitas dukung tiang tersebut. 2.4.1 Peralatan Pemancangan (Driving Equipment) Untuk memancangkan tiang pancang ke dalam tanah digunakan alat pancang. Pada dasarnya alat pancang terdiri dari tiga macam, yaitu : 1. Drop hammer 2. Single - acting hammer 3. Double - acting hammer Bagian - bagian yang paling penting pada alat pancang adalah pemukul (hammer), leader, tali atau kabel dan mesin uap.
2.4.2 Hal - Hal yang Menyangkut Masalah Pemancangan Ada beberapa hal yang sering dijumpai pada saat proses pemancangan. Pada umumnya yang sering terjadi antara lain adalah kerusakan tiang, pergerakan tanah pondasi hingga pada masalah pemilihan peralatan. 1. Pemilihan peralatan Alat utama yang digunakan untuk memancangkan tiang-tiang pracetak adalah penumbuk (hammer) dan mesin derek (tower). Untuk memancangkan tiang pada posisi yang tepat, cepat dan dengan biaya yang rendah, penumbuk dan dereknya harus dipilih dengan teliti agar sesuai dengan keadaan di sekitarnya, jenis dan ukuran tiang, tanah pondasi dan perancahnya. Faktor - faktor yang mempengaruhi
pemilihan
alat
penumbuk
adalah
kemungkinan
pemancangannya dan manfaatnya secara ekonomis. Karena dewasa ini
masalah-masalah lingkungan seperti suara bising atau getaran tidak boleh diabaikan, maka pekerjaan seperti ini perlu digabungkan dengan teknik-teknik pembantu lainnya walaupun sebelumnya telah ditetapkan salah satu cara pemancangan. 2. Pergerakan tanah pondasi Pemancangan tiang akan mengakibatkan tanah pondasi dapat bergerak karena sebagian tanah yang digantikan oleh tiang akan bergeser dan mengakibatkan bangunan - bangunan yang berada di dekatnya akan mengalami pergeseran juga. 3. Kerusakan tiang Pemilihan ukuran dan mutu tiang didasarkan pada kegunaannya dalam perencanaan, tetapi setidaknya tiang tersebut harus dapat dipancangkan sampai ke pondasi. Jika tanah pondasi cukup keras dan tiang tersebut cukup panjang, tiang tersebut harus dipancangkan dengan penumbuk (hammer) dan tiang harus dijaga terhadap kerusakan akibat gaya tumbukan dari hammer.
2.4.3 Mini Pile System A. Pengertian Mini Pile System Mini pile system adalah suatu metode pemancangan pondasi tiang dengan menggunakan mekanisme Indirect Hydraulic Jacking Technology, dimana sistem ini telah mendapatkan hak paten dari United States, United Kingdom dan New Zealand. Sistem ini terdiri dari suatu hydraulic ram yang ditempatkan pararel dengan tiang yang akan dipancang, dimana untuk menekan tiang tersebut ditempatkan sebuah mekanisme berupa plat penekan yang berada pada puncak
tiang dan juga ditempatkan sebuah mekanisme pemegang tiang, kemudian tiang ditekan ke dalam tanah. Dengan sistem ini tiang akan tertekan secara continue ke dalam tanah, tanpa suara, tahap pukulan dan tanpa getaran. Penempatan sistem penekan hydraulic yang senyawa dan menjepit pada dua sisi tiang serta penempatan mal yang segaris dengan plat penekan menyebabkan didapatkannya posisi titik pancang yang cukup akurat. Ukuran diameter piston tersebut adalah 13,00 cm dengan luas 125,023 cm2. Sebagai pembebanan, ditempatkan balok – balok beton atau plat – plat besi pada dua sisi bantalan alat yang pembebanannya disesuaikan dengan muatan yang dibutuhkan tiang. B. Keunggulan dan kekurangan teknologi Mini Pile Keunggulan teknologi Mini pile ini yang ditinjau dari beberapa segi, antara lain adalah : 1. Bebas getaran Bila suatu proyek yang akan dikerjakan berdampingan dengan bangunan, pabrik atau instansi yang sarat akan peralatan instrumentasi yang sedang bekerja, maka teknologi hydraulic jacking system ini akan menyelesaikan masalah wajib bebas getaran terhadap instansi yang ada tersebut. 2. Bebas pengotoran lokasi kerja dan udara serta bebas dari kebisingan Teknologi pemancangannya bersih dari asap dan partikel debu (jika menggunakan drop hammer) serta bebas dari unsur berlumpur (jika menggunakan bore piles). Karena sistem ini juga tidak bising akibat suara pukulan pancang (seperti pada drop hammer), maka untuk lokasi yang membutuhkan ketenangan seperti rumah sakit, sekolah dan bangunan di tengah kota, teknologi ini tidak akan
membuat lingkungan sekitarnya terganggu. hydraulic jacking system ini juga disebut dengan teknologi berwawasan lingkungan (Environment Friendly). 3. Daya dukung aktual per tiang diketahui Seperti kita ketahui bahwa kondisi tanah asli di bawah pondasi yang akan dibangun umumnya terdiri dari lapisan – lapisan yang berbeda ketebalannya, jenis tanah maupun daya dukungnya. Sedangkan jumlah titik soil investigation seperti sondir dan SPT diadakan dalam jumlah yang terbatas. Sehingga pada sistem drop hammer untuk mengetahui daya dukung pertiang masih menggunakan dan mempercayakan cara tidak langsung (indirect means). Sedangkan dengan Mini Pile system, daya dukung setiap tiang dapat diketahui dan dimonitor langsung dari manometer yang dipasang pada peralatan Mini pile sepanjang proses pemancangan berlangsung. 4. Harga yang ekonomis Teknologi hydraulic jacking ini tidak memerlukan pemasangan tulangan pada kepala tiang seperti pada tiang pancang umumnya. Disamping itu, dengan sistem pemancangan yang simpel dan cepat menyebabkan biaya operasional yang lebih hemat. 5. Lokasi kerja yang terbatas Dengan tinggi alat yang relatif rendah, Mini Pile system ini dapat digunakan pada basement, ground floor atau lokasi kerja terbatas yang lainnya. Alat Mini Pile ini komponen – komponennya dapat dipisahkan atau dibongkar pasang sehingga memudahkan untuk pengangkutannya ke lokasi kerja.
6. Loading test secara langsung Karena beban penekan yang berupa balok beton plat besi adalah merupakan perangkat terpadu dari alat Mini pile tersebut dengan berat dua kali beban maksimum yang dapat dipikul per tiang dan berfungsi juga sebagai beban uji, maka prosedur, jadwal dan jumlah titik loading test dapat dengan mudah ditentukan pelaksanaannya sesuai dengan kebutuhan di lapangan. Adapun kekurangan dari teknologi Mini pile, antara lain adalah : 1. Apabila terdapat batu atau lapisan tanah keras yang tipis pada ujung tiang yang ditekan, maka hal tersebut akan mengakibatkan kesalahan pada saat pemancangan; 2. Sulitnya mobilisasi alat pada daerah lunak ataupun pada daerah berlumpur (biasanya pada areal tanah timbunan); 3. Karena hydraulic jacking ini mempunyai berat sekitar 70 ton dan saat permukaan tanah yang tidak sama daya dukungnya, maka hal tersebut akan dapat mengakibatkan posisi alat pancang menjadi miring bahkan tumbang. Kondisi ini akan sangat berbahaya terhadap keselamatan pekerja; 4. Pergerakan alat hydraulic jacking ini sedikit lambat, proses pemindahannya relatif lama untuk pemancangan titik yang berjauhan. C. Spesifikasi Mini Pile 1. Spesifikasi bahan Ready mix concrete
: JIS 5308, PBI
Prestressing wire
: JIS, PBI
Stell end plate
: PBI
2. Tegangan karakteristik bahan Concrete (Grade 50 or K – 500)
: 500 kg/cm2
Prestressing wire
: 16500 kg/cm2
Stell end plate
: 2400 kg/cm2
3. Beban kerja Formula following ACI 543 Working load 25 ton per pile 4. Dimensi Cross section
: Equitorial triangle
Nominal side length
: 228 mm
Standard length of pile element : 6.00 m Crossectional area
: 203 cm2
No. prestressing wire
: 3 Ø 7 mm
Weight per pile element
: 210 kg
7 mm DIA PRESTRESSED WIRE
10 mm THICK PLATE
h=197mm
228 mm
Gambar 2. 18. Detail Ujung Mini pile
Mini pile
WELD FULL LENGHT
2 NOS OF 10 mm THK. PLATE TO BE WELDED Mini Pile
Gambar 2. 19. Detail Sambungan Ujung Plat (Sumber : PT. Perintis Mini Pile, “Teknologi Teori Mini Pile System” )
2.5
Kapasitas Daya Dukung Tiang Tanah harus mampu menopang beban dari setiap konstruksi yang
direncanakan yang ditempatkan di atas tanah tersebut. Untuk menghitung daya dukung yang diijinkan untuk suatu tiang dapat dihitung berdasarkan data – data penyelidikan tanah (soil investigation), cara kalender atau dengan tes pembebanan (loading test) pada tiang. 2.5.1 Berdasarkan Hasil Cone Penetration Test (CPT) Uji sondir atau Cone Penetration test (CPT) pada dasarnya adalah untuk memperoleh tahanan ujung qc dan tahanan selimut tiang c. Untuk tanah non – kohesif, Vesic (1967) menyarankan tahanan ujung tiang per satuan luas (fb) kurang lebih sama dengan tahanan konus (qc). Tahanan ujung ultimit tiang dinyatakan dengan persamaan : Qb = Ab x qc .................................................................................................(2. 3) dimana : Qb = Tahanan ujung ultimit tiang (kg) Ab = Luas penampang ujung tiang (cm2) qc
= Tahanan konus pada ujung tiang (kg/cm2)
Meyerhoff juga menyarankan penggunaan persamaan 2. 3 tersebut, yaitu dengan qc rata – rata dihitung dari 8d di atas dasar tiang sampai 4d di bawah dasar tiang. Bila belum ada data hubungan antara tahanan konus dengan tahanan tanah yang meyakinkan, Tomlinson menyarankan penggunaan faktor ω untuk tahanan ujung sebesar 0, 5. Qb = ω x Ab x qc ...........................................................................................(2. 4) Untuk tahanan ujung tiang berdasarkan hasil uji sondir ini, Heijnen (1974), DeRuiter dan Beringen (1979) menyarankan nilai faktor ω seperti pada tabel 2. 2 berikut ini. Tabel 2. 2. Faktor ω Heijnen, DeRuiter dan Beringen Kondisi Tanah Faktor ω Pasir terkonsolidasi normal 1 Pasir banyak mengandung kerikil kasar 0, 67 Kerikil halus 0, 5 Sumber : Hary Christady Hardiyatmo, Teknik Pondasi 2 Vesic menyarankan bahwa tahanan gesek per satuan luas (fs) pada dinding tiang beton adalah 2 kali tahanan gesek dinding mata sondir (qf), atau : fs = 2 x qf (kg/cm) ........................................................................................(2. 5) Tahanan gesek satuan antara dinding tiang dan tanah, secara empiris dapat pula diperoleh dari nilai tahanan konus yang diberikan oleh meyerhoff sebagai berikut : fs =
qc (kg/cm2) ......................................................................................... (2. 6) 200
Tahanan gesek dirumuskan sebagai berikut : Qs = As x fs (kg/cm2) ....................................................................................(2. 7) dimana : Qs = Tahanan gesek ultimit dinding tiang (kg) As = Luas penampang selimut tiang (cm2)
fs
= Tahanan gesek dinding tiang (kg/cm2) Untuk tanah kohesif, umumnya tahanan konus (qc) dihubungkan dengan
nilai kohesi (cu), yaitu: cu x Nc = qc (kg/cm2) .................................................................................... (2. 8) Nilai Nc berkisar antara 10 sampai 30, tergantung pada sensivitas, kompresibilitas dan adhesi antara tanah dan mata sondir. Dalam hitungan biasanya Nc diambil antara 15 sampai 18, (Bagemann, 1965). Pada penulisan Tugas Akhir ini penulis hanya akan memfokuskan pada penggunaan metode langsung saja karena banyaknya data sondir. Metode langsung ini dikemukakan oleh beberapa ahli diantaranya Meyerhoff, Tomlinson dan Bagemann. Pada metode langsung ini, kapasitas daya dukung ultimit (Qult) yaitu beban maksimum yang dapat dipikul pondasi tanpa mengalami keruntuhan, dirumuskan sebagai berikut : Q ult = q c × A p + JHL × K ............................................................................. (2. 9)
Keterangan : Qult = Kapasitas daya dukung maksimal/akhir (kg) qc
= Tahanan konus pada ujung tiang (kg/cm2)
Ap
= Luas penampang ujung tiang (cm2)
JHL = Tahanan geser total sepanjang tiang (kg/m) K
= Keliling tiang (cm)
Qijin yaitu beban maksimum yang dapat dibebankan terhadap pondasi sehingga persyaratan keamanan terhadap daya dukung dan penurunan dapat terpenuhi. Qijin dirumuskan sebagai berikut:
Q ijin =
qc × Ap 3
+
JHL × K ......................................................................... (2. 10) 5
Keterangan : Qijin = Kapasitas daya dukung ijin tiang (kg) 3
= Faktor keamanan (diambil 3, 0)
5
= Faktor keamanan (diambil 5, 0)
Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik : Tult = JHL × K ............................................................................................ (2. 11) Daya dukung tiang tarik ijin : Q ijin =
Tult .................................................................................................. (2. 12) 3
Daya dukung tiang (Ptiang) yaitu kemampuan tiang mendukung beban yang didasarkan pada kekuatan bahan tiang. Daya dukung tiang ini dirumuskan sebagai berikut : Ptiang = σ beton × A tiang .................................................................................... (2. 13)
2.5.2 Berdasarkan Hasil Standard Penetration Test (SPT) Standard Penetration Test (SPT) adalah sejenis percobaan dinamis dengan memasukkan suatu alat yang dinamakan split spoon ke dalam tanah. Dengan percobaan ini akan diperoleh kepadatan relatif (relative density), sudut geser tanah (φ) berdasarkan nilai jumlah pukulan (N). Hubungan kepadatan relatif, sudut geser tanah dan nilai N dari pasir dapat dilihat pada tabel 2. 1. SPT yang dilakukan pada tanah tidak kohesif tapi berbutir halus atau lanau, yang permeabilitasnya rendah, mempengaruhi perlawanan penetrasi yakni memberikan harga SPT yang lebih rendah dibandingkan dengan tanah yang
permeabilitasnya tinggi untuk kepadatan yang sama. Hal ini mungkin terjadi bila jumlah tumbukan N > 15, maka sebagai koreksi Terzaghi dan Peck (1948) memberikan harga ekivalen N0 yang merupakan hasil jumlah tumbukan N yang telah dikoreksi akibat pengaruh permeabilitas yang dinyatakan dengan N0 = 15 + ½ (N – 15). Gibs dan Holtz (1957) juga memberikan harga ekivalen N0 yang merupakan hasil jumlah tumbukan
N yang telah terkoreksi akibat pengaruh
tekanan berlebih yang terjadi untuk jenis tanah dinyatakan dengan : No = N
50 ...................................................................................... (2. 14) 1 + 2σ + 10
dimana σ adalah tegangan efektif berlebih, yang tidak lebih dari 2, 82 kg/cm2. Dari pelaksanaan pengujian dengan metode SPT, maka angka N dari suatu lapisan dapat diketahui dan dari angka tersebut dapat ditentukan karakteristik suatu lapisan tanah seperti pada tabel 2. 3 berikut. Tabel 2. 3. Hal - hal yang Perlu Dipertimbangkan untuk Penentuan Harga N Hal – hal yang perlu diperhatikan dan dipertimbangkan Unsur tanah, variasi daya dukung vertikal Hal yang perlu (kedalaman permukaan dan susunannya), adanya dipertimbangkan secara lapisan lunak (ketebalan lapisan yang mengalami menyeluruh dari hasil – konsolidasi atau penurunan), kondisi drainase dan hasil survey sebelumnya lain - lain Berat isi, sudut geser dalam, Tahan pasir ketahanan terhadap penurunan (tidak kohesif) dan daya dukung tanah Hal – hal yang perlu diperhatikan langsung Keteguhan, kohesi, daya Tanah lempung dukung dan ketahanan (kohesif) terhadap hancur Sumber : Sosrodarsono Suyono Ir, 1983 “Mekanika Tanah & Teknik Pondasi” Klasifikasi
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 : τ = c + σ tan φ ...................................................................................... (2. 15)
Dimana : τ
= Kekuatan geser tanah (kg/cm2)
c
= Kohesi tanah (kg/cm2)
σ = Tegangan normal yang terjadi pada tanah (kg/cm2) φ
= Sudut geser tanah (°) Untuk mendapatkan harga 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 :
φ = 12 N + 15 ........................................................................................ (2. 16) φ = 12 N + 50 ....................................................................................... (2. 17) 2. Butiran pasir bersegi dengan gradasi seragam,maka sudut gesernya adalah : φ = 0,3 N + 27 ........................................................................................ (2. 18) Angka penetrasi sangat berguna sebagai pedoman dalam eksplorasi tanah dan untuk memperkirakan kondisi lapisan tanah. Hubungan antara angka penetrasi standard dengan sudut geser tanah dan kepadatan relatif untuk tanah berpasir, secara perkiraan dapat dilihat pada tabel 2. 4 berikut .
Tabel 2. 4. Hubungan antara Angka Penetrasi Standard dengan Sudut Geser Dalam dan Kepadatan Relatif pada Tanah Pasir Angka penetrasi standard, N
Kepadatan relatif Dr (%)
Sudut geser dalam φ (°)
0-5
0-5
26-30
5-10
5-30
28-35
10-30
30-60
35-42
30-50
60-65
38-46
Sumber : Braja M. Das – Noor Endah, Mekanika Tanah, 1985
Hubungan antara harga N dengan berat isi yang sebenarnya hampir tidak mempunyai arti karena hanya mempunyai partikel kasar (tabel 2. 5). Harga berat isi yang dimaksud sangat tergantung pada kadar air. Tabel 2. 5. Hubungan antara N dengan Berat Isi Tanah Harga N < 10 10 – 30 30 – 50 > 50 3 Berat isi γ kN/m 12 – 16 14 – 18 16 – 20 18 – 23 Harga N <4 4 – 15 16 – 25 > 25 Tanah kohesif 3 Berat isi γ kN/m 14 – 18 16 – 18 16 – 18 > 20 Sumber : Sosrodarsono Suyono Ir, 1983 “Mekanika Tanah & Teknik Pondasi” Tanah tidak kohesif
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 muka air mempunyai berat isi efektif yang kira - kira setengah berat isi tanah di atas muka air. Tanah dapat dikatakan mempunyai daya dukung yang baik, dapat dinilai dari ketentuan berikut ini : 1. Lapisan kohesif mempunyai nilai SPT, N > 35 2. Lapisan kohesif mempunyai harga kuat tekan (qu) 3 - 4 kg/cm2 atau harga SPT, N > 15
Hasil percobaan pada SPT ini hanya merupakan perkiraan kasar, jadi bukan merupakan nilai yang teliti. Dalam pelaksanaan umumnya hasil sondir lebih dapat dipercaya dari pada percobaan SPT. Perlu menjadi catatan bagi kita bahwa jumlah pukulan untuk 15 cm pertama yang dinilai N1 tidak dihitung karena permukaan tanah dianggap sudah terganggu. 1. Daya dukung pondasi tiang pada tanah non kohesif Q p = 40 × N − SPT ×
L × A p < 400. N − SPT . Ap .................................. (2. 19) D
2. Tahanan geser selimut tiang pada tanah non kohesif Q s = 2 × N − SPT × p × Li ....................................................................... (2. 20) Dimana : Li = Panjang lapisan tanah (m) p
= Keliling tiang (m)
3. Daya dukung pondasi tiang pada tanah kohesif Q p = 9 × c u × A p ..................................................................................... (2. 21) Dimana : Ap = Luas penampang tiang (m2) cu = Kohesi undrained (kN/m2) 2 c u = N − SPT × × 10 ............................................................................ (2. 22) 3
4. Tahanan geser selimut tiang pada tanah kohesif Q s = α × c u × p × Li ................................................................................ (2. 23) Dimana : α
= Koefisien adhesi antara tanah dan tiang
cu = Kohesi undrained (kN/m2)
p
= Keliling tiang (m)
Li = Panjang lapisan tanah (m)
2.5.3 Berdasarkan Bacaan Manometer Kapasitas daya dukung Mini Pile dapat diketahui berdasarkan bacaan manometer yang tersedia pada alat pancang. Kapasitas daya dukung tiang dapat dihitung dengan rumus :
Q = P × A ................................................................................................... (2. 24) Keterangan : Q = Daya dukung tiang pada saat pemancangan (Ton) P = Bacaan manometer (kg/cm2) A = Total luas efektif penampang piston (cm2) Pada setiap mesin mempunyai dua buah piston. Untuk mesin kapasitas 50 Ton : Diameter piston hydraulic jack
= 5, 000 inc = 13, 000 cm
Luas penampang piston
= πr2 = 3, 14 x 6, 310 = 125,023 cm2
Total luas efektif penampang piston = 2 x 125,023 = 250,000 cm2 Untuk mesin kapasitas 70 Ton : Diameter piston hydraulic jack
= 6, 299 inc
Luas penampang piston
= πr2
= 16, 000 cm
= 3, 14 x 8,00 = 201, 088 cm2
Total luas efektif penampang piston = 2 x 201, 088 = 402, 176 cm2 2.5.4 Tiang Pancang Kelompok (Pile Group) Pada keadaan sebenarnya jarang sekali didapatkan tiang pancang yang berdiri sendiri (Single Pile), akan tetapi kita sering mendapatkan pondasi tiang pancang dalam bentuk kelompok (Pile Group) seperti dalam Gambar 2.7. Untuk mempersatukan tiang-tiang pancang 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.
(a)
(a)
(b) Gambar 2.20 Pola-pola kelompok tiang pancang khusus : (a) Untuk kaki tunggal, (b) Untuk dinding pondasi Sumber : Bowles, 1991 2.5.5 Jarak antar tiang dalam kelompok Dasar pengaturan jarak antar tiang mini pile pada dasarnya sama dengan tiang pancang jenis lannya. Berdasarkan pada perhitungan. Daya dukung tanah oleh Dirjen Bina Marga Departemen P.U.T.L. diisyaratkan :
S ≥ 2,5 D S ≥ 3,0 D
Dimana : S = Jarak masng – masing antar tiang D = Diameter Tiang Biasanya jarak antara 2 tiang dalam kelompok diisyaratkan minimum 0,60 m dan maximum 2,00 m. Ketentuan ini berdasarkan pada pertimbanganpertimbangan sebagai berikut : 1. Bila S < 2,5 D a. Kemungkinan tanah di sekitar kelompok tiang akan naik terlalu berlebihan karena terdesak oleh tiang-tiang yang dipancang terlalu berdekatan. b. Terangkatnya tiang-tiang di sekitarnya yang telah dipancang lebih dahulu. 2. Bila S > 3 D Apabila S > 3 D maka tidak ekonomis, karena akan memperbesar ukuran/dimensi dari poer (footing). Pada perencanaan pondasi tiang pancang biasanya setelah jumlah tiang pancang dan jarak antara tiang-tiang pancang yang diperlukan kita tentukan, maka kita dapat menentukan luas poer yang diperlukan untuk tiap-tiap kolom portal. Bila ternyata luas poer total yang diperlukan lebih kecil dari pada setengah luas bangunan, maka kita gunakan pondasi setempat dengan poer di atas kelompok tiang pancang. Dan bila luas poer total diperlukan lebih besar daripada setengah luas bangunan, maka biasanya kita pilih pondasi penuh (raft fondation) di atas tiangtiang pancang.
Gambar 2.22 Pengaruh tiang akibat pemancangan Sumber : Sardjono Hs, 1988 2..5.6 Kapasitas Kelompok dan Efisiensi Tiang Pancang (mini pile) Jika kelompok tiang dipancang dalam tanah lempung lunak, pasir tidak padat, atau timbunan, dengan dasar tiang yang bertumpu pada lapisan kaku, maka kelompok tiang tersebut tidak mempunyai resiko akan mengalami keruntuhan geser umum, asalkan diberikan faktor aman yang cukup terhadap bahaya keruntuhan tiang tunggalnya. Akan tetapi, penurunan kelompok tiang masih tetap harus dipancang secara keseluruhan ke dalam tanah lempung lunak. Pada kelompok tiang yang dasarnya bertumpu pada lapisan lempung lunak, faktor aman terhadap keruntuhan blok harus diperhitungkan, terutama untuk jarak tiang-tiang yang dekat. Pada tiang yang dipasang pada jarak yang besar, tanah diantara tiang-tiang bergerak sama sekali ketika tiang bergerak kebawah oleh akibat beban yang bekerja (Gambar 2.12a). Tetapi, jika jarak tiangtiang terlalu dekat, saat tiang turun oleh akibat beban, tanah diantara tiang-tiang juga ikut bergerak turun. Pada kondisi ini, kelompok tiang dapat dianggap sebagai satu tiang besar dengan lebar yang sama dengan lebar kelompok tiang. Saat tanah yang mendukung beban kelompok tiang ini mengalami keruntuhan, maka model keruntuhannya disebut keruntuhan blok (Gambar 2.12b). Jadi, pada keruntuhan
blok, tanah yang terletak diantara tiang bergerak kebawah bersama-sama dengan tiangnya. Mekanisme keruntuhan yang demikian dapat terjadi pada tipe-tipe tiang pancang (mini pile) maupun tiang bor.
(a)
(b)
Gambar 2.23 Tipe keruntuhan dalam kelompok tiang : (a) Tiang tunggal, (b) Kelompok tiang Sumber : Hardiyatmo, 2002
Umumnya model keruntuhan blok terjadi bila rasio jarak tiang dibagi diameter (S/D) sekitar kurang dari 2 (dua). Whiteker (1957) memperlihatkan bahwa keruntuhan blok terjadi pada jarak 1,5d untuk kelompok tiang yang berjumlah 3x3, dan lebih kecil dari 2,25d untuk tiang yang berjumlah 9x9. Kapasitas ultimit kelompok tiang dengan memperlihatkan faktor efisiensi tiang dinyatakan dengan rumus sebagai berikut : Qg = Eg . n . Qa ........................................................................... (2.25) dimana :
Qg = Beban
maksimum
kelompok
tiang
yang
mengakibatkan
keruntuhan. Eg = Efisiensi kelompok tiang. n
= Jumlah tiang dalam kelompok.
Qa = Beban maksimum tiang tunggal. Beberapa persamaan efisiensi tiang telah 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. Berikut adalah Metode – metode untuk perhitungan efisiensi tiang tersebut adalah : 2.5.6.1 Metode Converse - Labore Formula (AASHO) Disini disyaratkan : S≤
1.57.D.m.n ........................................................................... (2.26) m+n−2
Eg = 1 –
θ (n'−1).m + (m − 1).n' 90
m.n'
................................................ (2.27)
dimana : Eg = Efisiensi kelompok tiang. m
= Jumlah baris tiang.
n'
= Jumlah tiang dalam satu baris.
θ
= Arc tg d/s, dalam derajat.
s
= Jarak pusat ke pusat tiang (lihat Gambar 2.21)
d / b = Diameter / Lebar tiang.
2.5.6.2 Metode Los Angeles Group Eg = 1 –
D [ m (n’-1) + n (m-1) + 2 (m-1) (n’-1)].................. (2.28) s.m.n'
dimana : Eg = Efisiensi kelompok tiang. m
= Jumlah baris tiang.
n'
= Jumlah tiang dalam satu baris.
θ
= Arc tg d/s, dalam derajat.
s
= Jarak pusat ke pusat tiang (lihat Gambar 2.21)
d / b = Diameter / Lebar tiang. 2.5.6.2 Metode Sayed Bakeer (1992) Perhitungan Effisiensi tiang pancang (mini pile) dihitung dengan menngunakan metode Sayed Bakeer (1922) (Sumber : “Journal of Geotechnical Engineering”, ASCE ) dengan menggunakan rumus sebagai berikut : Eg = 1 – [ 1 - ηs’. K) . ρ ........................................................... (2.29)
ηs’ = 2 x ρ =
(n'−1).s + d + [(m − 1).s + d ] ........................................ (2.30) π .m.n'.d
Qs ................................................................................... (2.31) Qa
dimana : Eg = Efisiensi kelompok tiang. m
= Jumlah baris tiang.
n'
= Jumlah tiang dalam satu baris.
θ
= Arc tg d/s, dalam derajat.
s
= Jarak pusat ke pusat tiang (lihat Gambar 2.21)
d / b = Diameter / Lebar tiang. Qs = Daya dukung gesek tiang Qa = Daya dukung satu tiang pancang
ηs’ = Efisiensi geometris (faktor ukuran, jarak tiang) K
= Faktor interaksi group (faktor tanah)
ρ
= Faktor friksi
Formula ini menunjukan hubungan antara group efisensi (Eg) dengan parameter
ηs’ (efisiensi geometris), ρ (faktor friksi), K (faktor tanah), seperti yang terlihat pada tabel di bawah ini : Tabel 2.6. Nilai – nilai Parameter untuk Efisiensi sesuai tipe tanah Tipe Tanah
ρ
s/d
K
Dense Sand
0.1 - 0.2
2 4 6
3-7 2-4 1-2
Medium - Dense Sand
0.2 – 0.3
2 4 6
2-4 1-3 1
Soft Clay
0.8 – 0.9
2 4 6
1.1 - 1.7 0.7 - 0.9 0.5 - 0.6
0.6 – 0.7
2 4 6
1.5 - 1.7 0.75 - 0.8 0.5
Medium - Soft Clay
Sumber : “Journal of Geotechnical Engineering”, ASCE 1992
2.5.6.3 Metode SEILER - KEENY
{ 1 – 7(11s2.−s 1)
Eg =
m + n'−2 m + n'−1
}+ 7(11s2.−s 1) .............................. (2.32)
dimana : Eg = Efisiensi kelompok tiang.
2.6
m
= Jumlah baris tiang.
n'
= Jumlah tiang dalam satu baris.
s
= Jarak pusat ke pusat tiang (lihat Gambar 2.21)
Kontrol Tekuk pada Tiang Pada penulisan Tugas Akhir ini, kontrol tekuk diperhitungkan dengan
menggunakan ketetapan – ketetapan dan rumus – rumus pada PPBBI (Peraturan Perencanaan Baja Indonesia). Perencanaan kolom, batang atau tiang yang menahan tekan harus bisa menjamin stabilitas batang tersebut (aman dari bahaya tekuk), dimana kuat tekan suatu batang/kolom seperti halnya tiang pancang juga sangat dipengaruhi oleh kelangsingannya. Tekuk dapat dihitung dengan menggunakan rumus : ω
P − ≤ σ ..................................................................................................... (2. 33) A
P = Gaya tekan pada kolom/tiang A = Luas penampang kolom/tiang _
σ = Tegangan dasar ω = Faktor tekuk (tergantung pada kelangsingan (λ)
λ=
lk i min
...................................................................................................... (2. 34)
λ
= Angka kelangsingan
lk
= Panjang tekuk ( panjang batang/tiang yang mengalami perlengkungan )
imin = jari – jari inersia batang/tiang
i min =
I ................................................................................................... (2. 35) A
I = Momen Inersia lk = K x L ................................................................................................ (2. 36) K = Faktor panjang tekuk L = Panjang batang/tiang. Panjang tekuk diasumsikan sebagai berikut : N
N
N
N
L
K=1
K = 0,7
K = 0,5
K=2
Gambar 2. 21. Asumsi Panjang Tekuk (Sumber : Ir. Sunggono kh , Buku Teknik Sipil) 2.7 Faktor Keamanan Untuk memperoleh kapasitas ujung tiang, maka diperlukan suatu angka pembagi kapasitas ultimate yang disebut dengan faktor aman (keamanan) tertentu. Faktor keamanan ini perlu diberikan dengan maksud : 1. Untuk memberikan keamanan terhadap ketidakpastian metode hitungan yang digunakan; 2. Untuk memberikan keamanan terhadap variasi kuat geser dan kompresibilitas tanah; 3. Untuk meyakinkan bahwa bahan tiang cukup aman dalam mendukung beban yang bekerja;
4. Untuk meyakinkan bahwa penurunan total yang terjadi pada tiang tunggal atau kelompok tiang masih dalam batas – batas toleransi; 5. Untuk meyakinkan bahwa penurunan tidak seragam diantara tiang-tiang masih dalam batas-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 kerja (working load) yang terjadi lebih kecil dari 10 mm untuk faktor aman yang tidak kurang dari 2, 5. Reese dan O’Neill (1989) menyarankan pemilihan faktor aman (F) untuk perancangan pondasi tiang (Tabel 2.7), yang dipertimbangkan faktor - faktor sebagai berikut : 1. Tipe dan kepentingan dari struktur; 2. Variabilitas tanah (tanah tidak uniform); 3. Ketelitian penyelidikan tanah ; 4. Tipe dan jumlah uji tanah yang dilakukan; 5. Ketersediaan tanah ditempat (uji beban tiang); 6. Pengawasan/kontrol kualitas di lapangan; 7. Kemungkinan beban desain aktual yang terjadi selama beban layanan struktur. Tabel 2. 7. Faktor Aman Yang Disarankan (Reese & O’Neill, 1989) Klasifikasi struktur Monumental Permanen Sementara
Faktor keamanan ( F ) Kontrol baik 2,3 2 1.4
Kontrol normal 3 2,5 2
Kontrol jelek 3,5 2,8 2,3
Kontrol sangat jelek 4 3,4 2,8
Sumber : Hary Christady Hardiyatmo, Teknik Pondasi 2
Besarnya beban bekerja (working load) atau kapasitas tiang izin dengan memperhatikan keamanan terhadap keruntuhan adalah nilai kapasitas ultimate (Qu) dibagi dengan faktor aman (F) yang sesuai. Variasi besarnya faktor aman yang telah banyak digunakan untuk perancangan pondasi tiang, tergantung pada jenis tiang dan tanah berdasarkan data laboratorium sebagai berikut: 1. Tiang pancang
Qa =
Qu ................................................................................................ (2. 37) 2, 5
Beberapa peneliti menyarankan faktor keamanan yang tidak sama untuk tahanan gesek dinding dan tahanan ujung. Kapasitas izin dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut :
Qa =
Qb Qs ....................................................................................... (2. 38) + 3 1, 5
Penggunaan faktor keamanan 1, 5 untuk tahanan gesek dinding (Qs) yang harganya lebih kecil dari faktor keamanan tahanan ujung yang besarnya 3, karena nilai puncak tahanan gesek dinding dicapai bila tiang mengalami penurunan 2 sampai 7 mm, sedang tahanan ujung (Qb) membutuhkan penurunan yang lebih besar agar tahanan ujungnya bekerja secara penuh. Jadi maksud penggunaan faktor keamanan tersebut adalah untuk meyakinkan keamanan tiang terhadap keruntuhan dengan mempertimbangkan penurunan tiang pada beban kerja yang diterapkan. 2. Tiang bor Kapasitas ijin tiang bor, diperoleh dari jumlah tahanan ujung dan tahanan gesek dinding yang dibagi faktor keamanan tertentu. a. Untuk dasar tiang yang dibesarkan dengan diameter d< 2 m
Qa =
Qu ............................................................................................ (2. 39) 2, 5
b. Untuk tiang tanpa pembesaran di bagian bawah Qa =
Qu ............................................................................................ (2. 40) 2
Untuk tiang dengan diameter lebih dari 2 m, kapasitas tiang izin perlu dievaluasi dengan pertimbangan terhadap penurunan tiang.
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Data Umum Proyek 1. Nama Proyek
: Rumah Sakit Ibu dan Anak Stella Mariss
2. Pemilik Proyek
: Dr. Binarwan Halim / Dr.Kendy
3. Lokasi Proyek
: Jln. Samanhudi - Medan
4. Sumber Dana
: Swasta
5. Kontraktor Utama
: PT. Nusa Prima
6. Konsultan Struktur
: PT. Nusa Prima
7. Ready Mix Concrete
: PT. Sukses Beton
8. Pile Supplier
: PT. Perintis Pondasi Teknotama
9. Alat Berat
: Hydraulic Jack
10. Gambar lokasi peroyek : Dapat dilihat pada Gambar 3. 1 hal. 55
3.2
Data Teknis Proyek Data teknis diperoleh dari lapangan menurut perhitungan dari pihak
konsultan, dengan data sebagai berikut: 1. Tipe pile
: mini pile 228 mm
2. Panjang tiang
: 6.00 m
3. Mutu Beton Tiang Pancang : K – 500 4. Mutu Baja
: ST – 37
5. Kapasitas mesin
: 50 ton dan 70 ton
Jl. Mutatuli Jl. Samanhudi
U Jl. Juanda
Lokasi Proyek Rumah Sakit Stella Mariss
Gambar 3. 1. Denah Lokasi Proyek
3.3
Metode Pengumpulan Data Untuk mencapai maksud dan tujuan studi ini, dilakukan beberapa
tahapan yang dianggap perlu dan secara garis besar diuraikan sebagai berikut : Tahapan pertama adalah melakukan review dan studi kepustakaan terhadap text book dan jurnal-jurnal yang terkait dengan pondasi tiang, permasalahan pada pondasi tiang serta disain dan pelaksanaan pemancangan tiang. Tahapan kedua adalah peninjauan langsung ke lokasi proyek dan menentukan lokasi pengambilan data yang dianggap perlu. Tahapan ketiga adalah pengumpulan data – data dari pihak kontraktor yaitu PT. Nusa Prima
Data yang diperoleh adalah : 1. Data hasil sondir pada tiga titik yang ditinjau; 2. Data hasil SPT pada satu titik; 3. Daya dukung berdasarkan bacaan manometer pada alat hydraulic jack. Tahap keempat adalah mengadakan analisis data dengan menggunakan data data diatas berdasarkan formula yang ada. Tahapan kelima adalah mengadakan analisis terhadap hasil perhitungan yang dilakukan dan membuat kesimpulan. Skema pelaksanaan studi ini dapat dilihat pada Gambar 3. 2 berikut Review dan studi kepustakaan serta pembahasan teori - teori yang berkaitan dengan pemancangan
Peninjauan langsung ke lokasi pengambilan data ( lokasi proyek )
Pengumpulan data - data dari lokasi meliputi data sondir dan data SPT
Analisis data berdasarkan formula - formula yang ada
Analisis hasil perhitungan dan kesimpulan Gambar 3. 2. Tahapan Pelaksanaan Penelitian
3.4
Kondisi Umum Lokasi Studi Lokasi studi adalah jalan Samanhudi - Medan. Data yang diperoleh dari
lokasi ini adalah sebagai berikut : 1. Data sondir sebanyak 3 titik; 2. Data SPT 1 titik; Denah lokasi titik sondir dan SPT dapat dilihat pada Gambar 3. 3 hal. 66; 3. Perhitungan berdasarkan mesin hydraulic jack kapasitas 50 ton dan 70 ton.
Gambar 3.3 Gambar Lokasi Sondir dan SPT
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Pendahuluan Pada bab ini, penulis akan mengaplikasikan metode perhitungan daya
dukung yang telah disampaikan pada bab 2. Daya dukung tiang akan dihitung dengan menggunakan data hasil sondir yaitu tahanan ujung (qc) dan gesekan selimut tiang (fs) dan juga dengan data Standard Penetration Test (SPT) yaitu jumlah pukulan palu (N – Value) serta perhitungan daya dukung pada saat pemancangan dengan menggunakan alat hydraulic jack.
4.2
Pengumpulan Data dari Lapangan Data - data yang diperoleh dari pembangunan Rumah Sakit Stella Mariss
ini adalah hasil penyelidikan tanah yaitu hasil uji sondir dan Standard Penetration Test ( SPT ) dan perhitungan daya dukung tiang pada saat pemancangan dengan alat hydraulic jack. 4.2.1 Perhitungan kapasitas daya dukung tiang dari hasil uji sondir Perhitungan kapasitas daya dukung tiang mini pile dengan metode langsung di lapangan pada titik S. 1, S. 2, dan S. 3. a. Data sondir S. 1 1. Kedalaman ( d ) = 9,00 m 2. Hasil sondir dapat dilihat pada lampiran
Data yang diperoleh dari titik 1 pada kedalaman 1 meter adalah : Perlawanan penetrasi konus ( PPK ), qc = 48 kg/cm2 Jumlah hambatan lekat ( JHL )
= 36 kg/cm
Ukuran mini pile
= 228 mm
Luas penampang tiang ( Ap )
= Luas segitiga =
Alas
1 × alas × tinggi 2
= 22, 8 cm
Diameter tiang mini pile =
1 × π × D2 = 22, 8 cm x 22, 8 cm 4
D2 =
D =
22,8 x 22,8 x 4
π 22,8 x 22,8 x 4
π
= 25, 7 cm ≈ 26 cm Tinggi = 22,8 2 − 22,8 2
2
= 19, 7 cm Ap
=
1 × 22,8 × 19,7 2
= 224, 580 cm2 Keliling mini pile( K )= 3 x sisi = 3 x 22, 8 = 68, 4 cm Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang desak : Daya dukung tiang ultimate
Q ult = (q c × A p ) + (JHL × K )
Qult = ( 48 x 224, 580 ) + ( 36 x 68, 4 ) = 13242, 240 kg = 13, 242 Ton Daya dukung tiang ijin
Q ijin = Q ijin =
qc × Ap 3
+
JHL × K 5
48 × 224,580 36 × 68, 4 + 3 5
= 4085. 760 kg = 4, 086 Ton Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik : Tult = JHL × K Tult = 36 x 68, 4 = 2462, 4 kg = 2, 4624 Ton Daya dukung tiang tarik ijin Q ijin =
Tult 3
Q ijin =
2,4624 3
= 0, 821 Ton Daya dukung terhadap kekuatan bahan Ptiang = σ beton × A tiang
= 500 x 224, 580
= 112290 kg = 112, 290 Ton Tabel 4. 1. Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir S. 1 Kedalaman PPK (qc) (m) (kg/cm2)
Ap (cm2)
JHL (kg/cm)
K (cm)
Qult (ton)
Qijin (ton)
0.00
0.00
224.580
0.00
68.400
0.000
0.000
1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00
48.00 68.00 91.00 64.00 46.00 32.00 48.00 204.00 226.00
224.580 224.580 224.580 224.580 224.580 224.580 224.580 224.580 224.580
36.00 66.00 102.00 130.00 206.00 242.00 276.00 314.00 348.00
68.400 68.400 68.400 68.400 68.400 68.400 68.400 68.400 68.400
13.242 19.786 27.414 23.265 24.421 23.739 29.658 67.292 74.558
4.086 5.993 8.208 6.569 6.262 5.706 7.369 19.567 21.679
b. Data sondir S. 2 1. Kedalaman ( d ) = 12, 80 m 2. Hasil sondir dapat dilihat pada lampiran Tabel 4. 2. Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir S. 2 Kedalaman PPK (qc) 2
Ap 2
JHL
K
Qult
Qijin
(m)
(kg/cm )
(cm )
(kg/cm)
(cm)
(ton)
(ton)
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 12.80
0.00 60.00 43.00 40.00 31.00 17.00 25.00 94.00 60.00 94.00 128.00 192.00 150.00 249.00
224.580 224.580 224.580 224.580 224.580 224.580 224.580 224.580 224.580 224.580 224.580 224.580 224.580 224.580
0.00 42.00 72.00 96.00 120.00 154.00 182.00 212.00 266.00 296.00 352.00 396.00 432.00 462.00
68.400 68.400 68.400 68.400 68.400 68.400 68.400 68.400 68.400 68.400 68.400 68.400 68.400 68.400
0.000 16.348 14.582 15.550 15.170 14.351 20.115 35.611 31.669 41.357 52.823 70.206 63.236 87.521
0.000 5.066 4.204 4.308 3.962 4.784 4.361 9.937 8.130 11.086 14.397 19.790 17.139 24.960
c. Data sondir S. 3 1. Kedalaman ( d ) = 11.00 m 2. Hasil sondir dapat dilihat pada lampiran Tabel 4. 3. Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir S. 3 Kedalaman (m)
PPK (qc) (kg/cm2)
JHL (kg/cm)
0.00
Ap (cm2) 224.580
Qult (ton)
Qijin (ton)
0.00
K (cm) 68.400
0.00
0.000
0.000
1.00
23.00
224.580
20.00
68.400
6.533
1.955
2.00
39.00
224.580
48.00
68.400
12.042
3.756
3.00
42.00
224.580
76.00
68.400
14.631
4.184
4.00
25.00
224.580
102.00
68.400
12.591
3.267
5.00
33.00
224.580
128.00
68.400
16.166
4.221
6.00
26.00
224.580
152.00
68.400
16.236
4.026
7.00
42.00
224.580
190.00
68.400
22.428
5.743
8.00
58.00
224.580
228.00
68.400
28.621
7.461
9.00
48.00
224.580
262.00
68.400
28.701
7.177
10.00
118.00
224.580
314.00
68.400
47.978
13.129
11.00
235.00
224.580
348.00
68.400
76.580
22.353
4.2.2 Perhitungan kapasitas daya dukung tiang dari hasil Standard Penetration Test ( SPT ) Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang per lapisan dari data SPT memakai metode Meyerhoff dan data diambil pada BM-1 5. Perhitungan pada titik 1 (BM-1) Daya dukung ujung tiang pancang pada tanah non kohesif adalah : Qp = 40.N − SPT .
L . Ap < 400.N − SPT . Ap D
= 40 x 16 x 1/0.26 x 0.022458 = 55. 281 kN
Untuk tahanan geser selimut tiang pada tanah non kohesif adalah : Qs = 2. N-SPT . p . Li = 2 . 16 . 0.684 . 1 = 21. 888 kN Daya dukung ujung pondasi tiang pancang pada tanah kohesif adalah : Qp = 9 . cu . Ap = 9 . 26. 667 . 0.022458 = 5. 389 kN Untuk tahanan geser selimut tiang pada tanah kohesif adalah : Qs = α . cu . p . Li = 1 . 26,667 . 0. 684 . 1 = 18. 240 kN Cu = N-SPT . 2/3 . 10 = 4 . 2/3 . 10 = 26. 667 kN/m2
Tabel 4. 4. Perhitungan Tahanan Ujung Tiang Berdasarkan Data SPT BM. 1 Depth
Soil
Cu
Skin Friction
End
( kN )
Bearing
α
N (m)
Layer
(kN/m2)
0.00
1
0.00
0.000
1.00
1
0.00
2.00
1
3.00
Qult
Qijin
Local
Cumm
( kN )
(ton )
(ton )
1.00
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
1.00
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
4.00
26.667
1.00
18.240
18.240
5.389
2.363
0.788
1
16.00
-
-
21.888
40.128
55.281
9.541
3.180
4.00
2
26.00
-
-
35.568
75.696
179.664
25.536
8.512
5.00
2
24.00
-
-
32.832
108.528
215.596
32.412
10.804
6.00
3
22.00
146.667
0.40
40.128
148.656
29.645
17.8301
5.943
7.00
3
23.00
153.333
0.35
36.708
185.364
30.992
21.636
7.212
8.00
3
29.00
193.333
0.30
39.672
225.036
39.077
26.411
8.804
9.00
4
25.00
-
-
34.200
259.236
224.58
48.382
16.127
10.00
4
20.00
-
-
27.360
286.596
179.664
46.663
15.542
11.00
5
35.00
-
-
47.880
334.476
314.412
64.889
21.629
12.00
6
54.00
-
-
73.872
408.348
485.093
89.344
29.781
13.00
6
25.00
-
-
34.200
442.548
224.580
66.713
22.238
14.00
7
28.00
186.667
0.30
38.304
480.852
37.729
51.858
17.286
15.00
7
30.00
200.000
0.30
41.040
521.892
40.424
56.232
18.743
16.00
7
35.00
233.333
0.25
39.899
561.791
47.162
60.895
20.298
17.00
7
40.00
266.667
0.20
36.480
598.271
53.899
65.217
21.739
18.00
8
25.00
-
-
34.200
632.471
224.580
85.705
28.568
19.00
8
50.00
-
-
68.400
700.871
449.160
115.003
38.334
20.00
8
61.00
-
-
82.080
782.951
538.992
132.194
44.065
4.2.3 Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pada saat pemancangan berdasarkan bacaan manometer Kapasitas daya dukung tiang mini pile dapat diketahui berdasarkan bacaan manometer yang tersedia pada alat pancang. Kapasitas daya dukung tiang dapat dihitung dengan rumus Q = P × A Keterangan : Q = Daya dukung tiang pada saat pemancangan ( Ton ) P = Bacaan manometer ( kg/cm2 ) A = Total luas efektif penampang piston ( cm2 ) Luas piston ( A ) untuk mesin kap. 50 ton = 250, 000 cm2 Luas piston ( A ) untuk mesin kap. 70 ton = 402, 176 cm2 Working load ( Pijin ) = 25 ton Pult = 200% x Pijin = 200% x 25 = 50 ton Tabel 4. 5. Perhitungan daya dukung tiang pada saat pemancangan berdasarkan data (Daily Piling Record) pada Pile Cap 1 (C3) Pile Cap dan Nomor Titik (m) 01/C3 02/C3 03/C3 04/C4 05/C5 06/C6 07/C7 08/C8 09/C9
Kedalaman (m) 12.00 12.00 11.00 11.00 10.50 12.00 11.00 11.00 11.00
Bacaan Manometer (kg/ cm2) 170 180 180 170 180 180 180 170 170
Daya Dukung (ton) 42.50 45.00 45.00 42.50 45.00 45.00 45.00 42.50 42.50
A. Daya dukung berdasarkan spesifikasi peralatan bacaan manometer dengan mesin kapasitas 50 ton Q = P x A = P x 250.000 = 250,00P kg = 0, 250P ton Tabel 4. 6. Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Spesifikasi Peralatan Bacaan Manometer No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. Pada
Bacaan Manometer Daya Dukung, Mesin Kap. 50 ton ( kg/cm2 ) ( ton ) 20 5. 00 30 7.50 40 10.00 50 12.50 60 15.00 70 17.50 80 20.00 90 22.50 100 25.00 110 27.50 120 30.00 130 32.50 140 35.00 150 37.50 160 40.00 170 42.50 180 45.00 190 47.50 200 50.00 mesin kapasitas 50 ton, daya dukung 50 ton diperoleh pada bacaan
manometer 200 kg/cm2. B. Daya dukung berdasarkan bacaan manometer dengan mesin kapasitas 70 ton Q = P x A = 402, 176P kg = 0, 40217P ton
Tabel 4. 7. Perhitungan Daya Dukung Tiang Berdasarkan Bacaan Manometer No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. Pada
Bacaan Manometer Daya Dukung, Mesin Kap. 70 ton 2 ( kg/cm ) ( ton ) 20 8.04352 30 12.06528 40 16.08704 50 20.1088 60 24.13056 70 28.15232 80 32.17408 90 36.19584 100 40.2176 110 44.23936 120 48.26112 130 52.28288 140 56.30464 150 60.3264 160 64.34816 170 68.36992 180 72.39168 190 76.41344 mesin kapasitas 70 ton, daya dukung 50 ton diperoleh pada bacaan
manometer 130 kg/cm2.
4.2.4 Effisiensi Kelompok Tiang (mini pile) 4.2.4.1 Metode Converse - Labarre Formula (AASHO) Memeriksa jarak antara tiang (as – as) Disini diisyaratkan : S ≤
1.57.D.m.n m+n−2
S = 2.64D = 0.60 m
θ = Arc tg d/s = Arc tg (22,8/60) = 20, 807º n’ = 3 ; m = 3 S≤
1.57.0.228.3.3 = 0.805 3+3− 2
0, 60 < 0, 805 m ................................Aman
Eg = 1 –
θ (n'−1).m + (m − 1).n' 90
= 1 – 0.23118
m.n' (3 − 1).3 + (3 − 1).3 3.3
= 0, 692 Dari persamaan (2.26), Kapasitas kelompok ijin tiang (Qg) : Qg = Eg . n . Qa = 0, 692 . (3.3) . 22, 353 = 139, 214 ton Daya dukung tiap tiang dalam kapasitas kelompok tiang (Qtiang) : Q = Eg . Qa = 0, 692 . 22, 353 = 15, 468 ton 4.2.4.2 Metode Los Angeles Group Eg = 1 –
D [ m (n’-1) + n (m-1) + √2 (m-1) (n’-1)] s.m.n'
Eg = 1 –
22.8 [ 3 (3-1) + 3 (3-1) + √ 2 (3-1) (3-1)] 60.3.3
Eg = 0, 764 Dari persamaan (2.26), Kapasitas kelompok ijin tiang (Qg) : Qg = Eg . n . Qa = 0, 764 . (3.3) . 22, 353 = 153, 699 ton Daya dukung tiap tiang dalam kapasitas kelompok tiang (Qtiang) : Q = Eg . Qa = 17, 078 ton
4.2.4.3 Metode Sayed Bakeer (1992)
ρ =
Qs Qa
ρ =
47,880 = 2. 214 21,629
Untuk nilai ρ = 2.214 termasuk dalam tipe tanah Soft Clay (lihat tabel 2.6) Berdasarkan data, nilai s/d = 2.5, maka nilai K didapat dari hasil interpolasi : 4−2 (0.7 − 0.9) − (1.1 − 1.7) = 2.5 − 2 x − (1.1 − 1.7) 4 (x – (1.1 – 1.7)) = ( -0.4 – ( -0.8)) 4x=4–6 X
= 1 – 1.5
Diambil nilai K = 1.5, maka :
ηs ’ = 2 x
(3 − 1).60 + 22.8 + [(3 − 1).60 + 22.8] π .3.3.22.8
= 2 x 0, 443 = 0, 886 Eg = 1 – [ 1 - ηs’. K) . ρ Eg = 1 – [ 1 – 0, 866. 1,5) . 2, 214 Eg = 1, 225 Didapat : Qg = Eg. m . n’ . Qa Qg = 1, 225. 3 . 3 . 22, 353 Qg = 246, 442 ton
Daya dukung tiap tiang dalam kapasitas kelompok tiang (Qtiang) : Q = Eg . Qa = 27, 382 ton 4.2.4.4 Metode SEILER - KEENY
{1 – 7(11s2.−s 1)
Eg =
m + n'−2 m + n'−1
}+ m0+,3n
{1 – 0, 026198 . 0, 8} + 0, 05
Eg =
Eg = 1, 029 Dari persamaan (2.26), Kapasitas kelompok ijin tiang (Qg) : Qg = Eg . n . Qa = 1, 029 . (3.3) . 22, 353 = 207, 011 ton Daya dukung tiap tiang dalam kapasitas kelompok tiang (Qtiang) : Q = Eg . Qa = 23, 001 ton
4.2.5 Kontrol tekuk tiang ω
P − ≤σ A
P = 25000 kg A = 224.580 cm2 L = 600 cm _
σ
= 2400 kg/cm 2
Asumsi panjang tekuk : N
lk = K x L = 2 x 600 = 1200 cm
K=2
1 bh 3 36 1 = × 22,8 × (19,7) 3 36 = 4842, 070 cm 4
I=
h = 19, 5 cm
b=
22 ,5
cm
2/3 h
X
X h/3
b = 22, 5 cm
i min =
=
I A
4842.070 cm 4 224.580 cm 2
= 21,561 cm
λ=
=
lk i min
1200 cm 21, 561 cm
= 55, 656 Dari tabel faktor tekuk diperoleh ω sebesar 1, 291
Tabel 4. 8. Daftar Faktor Tekuk ( ω ) untuk Mutu Bj. 37 (PPBBI)
ω
P − ≤σ A
25000 kg ≤ 2400 kg cm 2 2 224.580 cm 25000 kg 1, 291 × = 143.713 kg cm 2 2 224.580 cm 1, 291 ×
Tegangan tekuk (σtk) yang terjadi = 143, 713 kg/cm2 adalah lebih kecil dari _
tegangan dasar bahan yaitu
σ = 2400 kg/cm
2
. Hal ini berarti pondasi yang
digunakan aman terhadap dari bahaya tekuk.
4.3
Diskusi
4.3.1 Kelebihan dan Kelemahan dari Metode - Metode Pengujian Setelah membahas mengenai pengujian sondir, SPT dan bacaan manometer pada saat pemancangan, maka dapat diketahui kelebihan dan kekurangan dari masing – masing metode tersebut. A. Sondir ( Cone Penetration Test ) 2. Kelebihan uji sondir
a. Pengujian dapat dilakukan dengan cepat dan ekonomis; b. Gangguan dari tanah di sekelilingnya lebih kecil; c. Sangat baik untuk pengujian pada tanah lunak yang sulit pengambilan sampelnya; d. Baik juga untuk pengujian tanah lempung; e. Lapisan tanah keras dapat lebih cepat ditentukan. 3. Kelemahan uji sondir a. Contoh
tanah
tidak
dapat
diambil,
sehingga
perlu
dilakukan
berdampingan dengan pengeboran dan SPT. Dengan demikian segala keraguan dari pengujian yang satu dapat diatasi dengan pengujian yang lain; b. Tidak cocok digunakan pada pengujian tanah berbutir kasar terutama lapisan tanah yang mengandung kerikil atau batu – batuan; c. Jenis tanah tidak dapt diketahui secara langsung. B. SPT ( Standard penetration Test ) 1. Kelebihan uji SPT a. Dapat dilakukan dengan cepat; b. Alat dan cara operasinya lebih sederhana; c. Biaya relatif murah; d. Sampel tanah terganggu dapat diperoleh untuk identifikasi jenis tanah; e. Uji SPT ini dapat dilakukan untuk semua jenis tanah. 2. Kelemahan uji SPT yaitu interprestasi hasil SPT bersifat empiris. C. Bacaan manometer pada saat pemancangan 1. Kelebihan uji bacaan manometer
a. Bebas getaran; b. Bebas pengotoran lokasi kerja dan udara serta bebas dari kebisingan; c. Daya dukung aktual per tiang diketahui; d. Harga ekonomis; e. Lokasi kerja yang terbatas; f. Loading test secara langsung. 2. Kelemahan uji bacaan manometer a. Apabila terdapat batu atau lapisan tanah keras yang tipis pada ujung tiang yang ditekan, maka hal tersebut akan mengakibatkan kesalahan pada saat pemancangan; b. Sulitnya mobilisasi alat pada daerah lunak ataupun pada daerah berlumpur (biasanya pada areal tanah timbunan); c. Karena alat tersebut mempunyai berat sekitar 70 ton dan saat permukaan tanah yang tidak sama daya dukungnya, maka hal tersebut akan dapat mengakibatkan posisi alat pancang menjadi miring bahkan tumbang. Kondisi ini akan sangat berbahaya terhadap keselamatan pekerja; d. Pergerakan alat tersebut sedikit lambat, proses pemindahannya relatif lama untuk pemancangan titik yang berjauhan.
4.3.2 Hasil Perhitungan Daya Dukung Dari hasil perhitungan dapat dilihat perbandingan daya dukung berdasarkan data sondir, SPT dan bacaan manometer pada saat pemancangan. Perbedaan daya dukung tersebut bisa disebabkan karena jenis dan kedalaman tanah yang berbeda bahkan pada jarak terdekat sekalipun dan juga karena
pelaksanaan pengujian yang
bergantung pada ketelitian operator yang
melaksanakannya. Pada proyek Rumah Sakit Stella Mariss ini, panjang mini pile yang digunakan 6.0 m. Pada pemasangannya dilapangan, mini pile yang panjangnya 6,0 m ini akan disambung sesuai dengan kedalaman sondir. Hasil perhitungan daya dukung tersebut adalah sebagai berikut : A. Berdasarkan Data Sondir : 1. Sondir S. 1 pada kedalaman 9, 00 m dengan nilai PPK = 226, 00 kg/cm2 dan JHL = 348, 00 kg/cm, Qult = 74.558 ton; 2. Sondir S. 2 pada kedalaman 12, 80 m dengan nilai PPK = 249, 00 kg/cm2 dan JHL = 462, 00 kg/cm, Qult = 87, 521 ton; 3. Sondir S. 3 pada kedalaman 11, 00 m dengan nilai PPK = 235, 00 kg/cm2 dan JHL = 348, 00 kg/cm, Qult = 76, 580 ton; B. Berdasarkan data SPT : 1. SPT BM. 1 pada kedalaman 20 m dengan nilai N = 61 pukulan , Qult = 132, 194 ton; C. Daya Dukung Tiang pada saat pemancangan berdasarkan data (Daily Piling Record) pada Pile Cap 1(C3) 1. Pada pemancangan Pile Cap 1 (C3) dengan 9 titik, diperoleh Qult rata2 = 43.889 ton; 2. Kapasitas kelompok ijin tiang (Qgroup) = 158, 000 ton; D. Daya dukung ijin pada saat pemancangan berdasarkan bacaan manometer Working load = 25 ton, Q = 200% x 25 = 50 ton 1. Mesin kapasitas 50 ton dengan luas piston = 250, 00 cm2, Q = 50 ton pada
bacaan manometer = 200 kg/cm2 2. Mesin kapasitas 70 ton dengan luas piston = 420, 176 cm2, Q = 50 ton pada bacaan manometer = 130 kg/cm2. E Daya Dukung kapasitas ijin kelompok / group berdasarkan faktor efisiensi dengan berbagai metode pada Pile Cap 1 (C3) 1. Metode Converse Labbare diperoleh kapasitas kelompok ijin tiang (Qgroup) = 139, 214 ton; 2. Metode Los Angeles Group diperoleh kapasitas kelompok ijin tiang (Qgroup) = 153, 699 ton; 3. Metode Sayed Bakeer diperoleh kapasitas kelompok ijin tiang (Qgroup) = 246, 442 ton; 4. Metode Seiler Keeny diperoleh kapasitas kelompok ijin tiang (Qgroup) = 207, 011 ton.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan Hasil perhitungan daya dukung ultimate tiang pancang (mini pile)
berdasarkan data sondir, SPT dan bacaan manometer pada saat pemancangan , dan Efisiensi tiang (mini pile) adalah sebagai berikut : 1. Berdasarkan data sondir Titik
Kedalaman
PPK
JHL
Qult
Qijin
Sondir
(m)
(kg/cm2)
(kg/cm)
( ton )
( ton )
S. 1 S. 2 S. 3
9.00 11.00 11.00
226 192 235
348 396 348
74.558 70.206 76.580
21.679 19.790 22.353
2. Berdasarkan data SPT Titik SPT BM. 1
Kedalaman (m) 11.00
N (pukulan) 35.00
Qult ( ton ) 64.889
Qijin ( ton ) 21.629
3. Daya Dukung Tiang (mini pile) pada saat pemancangan berdasarkan data (Daily Piling Record) pada Pile Cap 1 (C3) Pile Cap dan Nomor Titik (m) 01/C3 02/C3 03/C3 04/C4 05/C5 06/C6 07/C7 08/C8 09/C9
Bacaan Kedalaman Manometer (m) (kg/ cm2) 12.00 12.00 11.00 11.00 10.50 12.00 11.00 11.00 11.00
170 180 180 170 180 180 180 170 170
Qult (ton) 42.50 45.00 45.00 42.50 45.00 45.00 45.00 42.50 42.50
4. Perbandingan Daya dukung kapasitas ijin kelompok / group berdasarkan faktor efisiensi dengan Daya dukung kapasitas ijin kelompok / group pada saat pemancangan berdasarkan data (Daily Piling Record) pada Pile Cap 1 (C3) Faktor Efisiensi
Titik PC
Metode Converse Labarre (ton)
C. 3
139, 214
Metode Seiler - Keeny (ton)
207, 011
Metode Los
Metode
Angeles
Sayed
Group
Bakeer
(ton)
(ton)
153, 699
246, 442
Data Daily Piling Record (ton) 158, 000
5. Dari data sondir, SPT dan bacaan manometer, yang sebaiknya digunakan adalah data manometer karena akan menghasilkan data daya dukung yang lebih akurat. 6. Perbedaan daya dukung tersebut dapat disebabkan karena: 1. Jenis dan sifat tanah yang berbeda pada jarak yang terdekat sekalipun pada lokasi penelitian bisa menyebabkan perbedaan kepadatan tanah sehingga mempengaruhi daya dukung tiang; 2. Pelaksanaan pengujian tanah yang bergantung pada ketelitian dan keahlian operator yang melaksanakannya.
5.2
Saran 1. Untuk memaksimalkan perhitungan daya dukung harus memperhatikan parameter – parameter yang digunakan di laboratorium dan di lapangan;
2. Lebih teliti dalam melaksanakan pengujian baik dalam penggunaan peralatan ataupun pembacaan hasil yang tertera pada sebagian alat uji hingga pada pengolahan data; 3. Oleh hal tersebut diatas, penyelidikan di lapangan dengan sondir dan SPT untuk perencanaan daya dukung pondasi tiang masih kurang akurat, sehingga masih perlu digunakan alat uji yang lain seperti : Uji pembebanan tiang, uji laboratorium, dan uji yang lainnya.
DAFTAR PUSTAKA
Braja M. Das, 1994, Mekanika Tanah (Prinsip – Prinsip Rekayasa Geotekniks) Jilid II, Erlangga, Jakarta. Hary Christady Hardiyatmo, 1996, Teknik Pondasi I, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Hary Christady Hardiyatmo. 2002, Teknik Pondasi II, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Joseph E. Bowles, 1983, Analisa Dan Desain Pondasi Jilid I Edisi Ketiga, Erlangga, Jakarta. Joseph E. Bowles, 1984, Sifat – Sifat Fisis Dan Geoteknis Tanah, Erlangga, Jakarta. Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia ( PPBBI ). Petunjuk Praktikum Mekanika Tanah. Sardjono HS. Ir, 1988, Pondasi Tiang Pancang Jilid I, Sinar Jaya Wijaya, Surabaya. Suyono Sosrodarsono, Ir. Kazuto Nakazawa, 1988, Mekanika Tanah & Teknik Pondasi, Pradnya Paramita, Jakarta. Specification of Prestressed Concrete V – Pile, PT. Perintis Pondasi Teknotama. Titik Harsianti, Endah Tri Priyatni, Ary Nugraha, 2008, Bahasa dan Sastra Indonesia untuk 3 SMA/MA, Bumi Aksara, Jakarta. Zainal N. ING. HTL dan Ir. Sri Respati N, 1995. Pondasi, Pusat Pengembangan Pendidikan Politeknik, Bandung.
