Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang pada Proyek Pembangunan Jembatan Sei Babalan-Langkat.

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG PADA PROYEK PEMBANGUNAN JEMBATAN

SEI BABALAN – LANGKAT

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh

Ujian Sarjana Teknik Sipil

Oleh

EMMA DHANI RAHAYU 040404070

BIDANG STUDI GEOTEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

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 Rasulullah Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabatnya.

Penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul “Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang pada Proyek Pembangunan Jembatan Sei Babalan-Langkat” 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 Dr. Ir. St. Roesyanto, MSCE, selaku dosen pembimbing utama yang telah membimbing penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini;

2. Bapak Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara;

3. Bapak Ir.Terunajaya, MSc, selaku sekretaris Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara;

4. Bapak Ir.Rudi Iskandar, MT, Bapak Dr. Ir. M. Sofyan A.S, Bapak Ir.Anwar Harahap, selaku dosen pembanding yang telah memberikan masukan dalam penulisan Tugas Akhir ini;

5. Seluruh Dosen dan pegawai Universitas Sumatera Utara khususnya Departemen Teknik Sipil yang telah mendidik dan membina penulis sejak awal hingga akhir perkuliahan;

6. Terimakasih yang teristimewa, penulis ucapkan kepada kedua orangtua tercinta, Hermanto dan Parida Hanum Harahap, yang telah mengasuh, mendidik, dan membesarkan serta selalu memberikan dukungan baik moral, material, maupun do’a yang tak henti-hentinya 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 teman-teman 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, 2010 Penulis,

040404070 Emma Dhani R

ABSTRAK

Pondasi tiang atau disebut juga pondasi dalam dipergunakan untuk konstruksi beban berat (high rise building). Sebelum melaksanakan suatu pembangunan konstruksi yang pertama-tama dilaksanakan dan dikerjakan dilapangan adalah pekerjaan pondasi (struktur bawah). Pondasi merupakan suatu pekerjaan yang sangat penting dalam suatu pekerjaan teknik sipil, karena pondasi inilah yang memikul dan menahan suatu beban yang bekerja diatasnya yaitu beban konstruksi atas.

Tujuan dari studi ini untuk menghitung dan membandingkan daya dukung tiang pancang dari hasil sondir, Standar Penetrasi Test (SPT), dan kalendering. Serta menghitung penurunan yang terjadi pada tiang pancang.

Metode perhitungan daya dukung untuk data sondir menggunakan metode Aoki

dan De Alencar, untuk data SPT menggunakan metode Mayerhoff.

Hasil perhitungan daya dukung pondasi terdapat perbedaan nilai. Berdasarkan hasil perhitungan daya dukung tiang tunggal, untuk sondir tiang pertama 165,703 ton dan tiang kedua 241,847 ton. Untuk SPT tiang pertama 235,495 ton dan tiang kedua 270,397 ton, untuk kalendering tiang pertama 283,058 ton dan tiang kedua 220,327 ton.

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... i

ABSTRAK ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR NOTASI... vii

BAB I. PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang ... 1

1.2.Tujuan ... 4

1.3.Manfaat ... 4

1.4.Pembatasan Masalah ... 4

1.5.Metode Pengumpulan Data ... 5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1.Umum ... 6

2.2.Tanah ... 8

2.3.Macam-macam Pondasi ... 10

2.4.Penggolongan Pondasi Tiang Pancang ... 12

2.5.Alat Pancang ... 21

2.6.Tiang Dukung Ujung dan Tiang Gesek ... 24

2.7.Uji Penetrasi Standar ... 25

2.8.Uji Sondir ... 31

2.10.Tiang Pancang Kelompok ... 37

2.11.KapasitasKelompok dan Efisiensi Tiang Pancang ... 43

2.12.Penurunan Tiang ... 46

2.13.Penurunan di izinkan ... 54

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1.Data Umum ... 56

3.2.Penjelasan Proyek... 56

3.3.Penjelasan Struktur ... 56

3.4.Data Teknis Tiang Pancang ... 57

3.5.Metode Pengumpulan Data ... 57

3.6.Cara Analisis ... 58

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.Pendahuluan ... 60

4.2.Hasil dan Pembahasan ... 60

4.3.Menghitung penurunan tiang tunggal (single pile), penurunan kelompok tiang (pile group), dan penurunan izin ... 79

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.Kesimpulan ... 84

5.2.Saran ... 85 DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 Faktor F ... 1

2.2 Hubungan Dr, Ф dan N dari pasir ... 26

2.3 SPT hammer efficiencies ... 28

2.4 Borehole, Sampler and Rod correction factors……….. 28

2.5 Faktor empirik Fbdan Fs………. 33

2.6 Nilai faktor empirik untuk tipe tanah yang berbeda... 33

2.7 Effisiensi jenis alat pancang ... 35

2.8 Karakteristik alat pancang diesel hammer………...36

2.9 Perkiraan angka poisson (μ )………...52

4.1 Perhitungan daya dukung ultimate dan ijin tiang pancang (S-I)……...67

4.2 Perhitungan daya dukung ultimate dan ijin tiang pancang (S-2)……..69

4.3 Perhitungan daya dukung tiang pancang pada titik 1 (BH-1)………..70

4.4 Perhitungan beban tiang maksimum ………..………..78

DAFTAR NOTASI

Qu Q

= Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang b

Q

= Kapasitas tahanan di ujung tiang s

q

=

Kapasitas tahanan kulit b

A

=

Kapasitas daya dukung di ujung tiang persatuan luas b

f

=

Satuan tahanan kulit persatuan luas

=

Luas di ujung tiang

As q

=

Luas kulit tiang pancang c

F

=

Perlawanan konus s

F

=

Faktor empirik yang tergantung pada tanah b

N

=

Harga SPT lapangan

=

Faktor empirik yang tergantung pada tanah

B

=

Lebar/diameter pondasi Lb

A

=

Panjang penanaman pondasi p

S

=

Luas penampang pile izin

Ep

=

Modulus elastis tiang

=

penurunan di izinkan

Eg = Efisiensi kelompok tiang Sg

S

= Penurunan kelompok tiang izin = Penurunan diijinkan

ABSTRAK

Pondasi tiang atau disebut juga pondasi dalam dipergunakan untuk konstruksi beban berat (high rise building). Sebelum melaksanakan suatu pembangunan konstruksi yang pertama-tama dilaksanakan dan dikerjakan dilapangan adalah pekerjaan pondasi (struktur bawah). Pondasi merupakan suatu pekerjaan yang sangat penting dalam suatu pekerjaan teknik sipil, karena pondasi inilah yang memikul dan menahan suatu beban yang bekerja diatasnya yaitu beban konstruksi atas.

Tujuan dari studi ini untuk menghitung dan membandingkan daya dukung tiang pancang dari hasil sondir, Standar Penetrasi Test (SPT), dan kalendering. Serta menghitung penurunan yang terjadi pada tiang pancang.

Metode perhitungan daya dukung untuk data sondir menggunakan metode Aoki

dan De Alencar, untuk data SPT menggunakan metode Mayerhoff.

Hasil perhitungan daya dukung pondasi terdapat perbedaan nilai. Berdasarkan hasil perhitungan daya dukung tiang tunggal, untuk sondir tiang pertama 165,703 ton dan tiang kedua 241,847 ton. Untuk SPT tiang pertama 235,495 ton dan tiang kedua 270,397 ton, untuk kalendering tiang pertama 283,058 ton dan tiang kedua 220,327 ton.

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Sebelum melaksanakan pembangunan suatu konstruksi, pertama sekali yang dilaksanakan dan dikerjakan dilapangan adalah pekerjaan pondasi ( struktur bawah ). Pondasi merupakan salah satu pekerjaan yang sangat penting dalam suatu pekerjaan Teknik Sipil, karena pondasi inilah yang memikul dan menahan suatu beban yang bekerja diatasnya yaitu beban konstruksi atas.

Pembangunan jembatan tidak lepas dari pembangunan pondasi. Pembangunan suatu pondasi sangat besar fungsinya pada suatu konstruksi. Pondasi ini akan menyalurkan tegangan-tegangan yang terjadi pada beban struktur atas kedalam lapisan tanah yang keras yang dapat memikul beban konstruksi tersebut.

Sejalan dengan hal diatas, pembuatan konstruksi jembatan tidak terlepas dari pondasi. Pemilihan pondasi harus sesuai dengan kondisi tanah dan pondasi juga harus mampu memikul beban bangunan yang ada di atasnya. Dalam hal ini dipakai pondasi tiang pancang karena pondasi ini mampu meneruskan atau mentransfer beban-beban dari konstruksi di atasnya ke lapisan tanah yang lebih dalam (lapisan tanah keras). Perencanaan pondasi tiang pancang adalah menganalisa daya dukung dan efisiensi tiang dengan memperhatikan jenis lapisan tanah sebelum mendapatkan lapisan tanah keras pada daerah pemasangan.

Pondasi sebagai struktur bawah secara umum dapat dibagi dalam 2 ( dua ) jenis, yaitu pondasi dalam dan pondasi dangkal. Pemilihan jenis pondasi tergantung pada jenis struktur, apakah termasuk jenis konsrtuksi beban ringan atau beban berat dan juga tergantung pada jenis tanahnya. Untuk konstruksi beban

ringan dan kondisi tanah cukup baik, biasanya dipakai pondasi dangkal, tetapi untuk konstruksi beban berat biasanya jenis pondasi dalam adalah pilihan yang tepat.

Dalam perencanaan fundasi gedung atau bangunan lain ada dua hal utama yang harus diperhatikan, yaitu :

a. Daya dukung tanah, yaitu apakah tanah yang bersangkutan cukup kuat untuk menahan beban fundasi tanpa terjadi keruntuhan akibat menggeser ( shear failure ). Tentu saja hal ini tergantung pada kekuatan geser tanah. b. Penurunan yang akan terjadi, hal ini tergantung pada macam tanah.

Untuk hal ini 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 yang digunakan untuk menyalurkan beban-beban dari konstruksi diatasnya melewati lapisan tanah dengan daya dukung rendah kelapisan tanah keras yang mempunyai kapasitas daya dukung tinggi, dan relative 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 disekelilingnya.

Secara umum tiang pancang dapat diklasifiksikan antara lain :

Dari segi bahan ada tiang pancang bertulang, tiang pancang pratekan, tiang pancang baja dan tiang pancang kayu. Dari segi bentang penampang, tiang pancang bujur sangkar, segitiga, segienam, bulat padat, pipa, huruf H, huruf I ,

dan bentuk spesifik. Dari segi teknik pemancangan, dapat dilakukan dengan palu jatuh ( drop hammer ), diesel hammer, dan hydroulic hammer.

Tiang pancang berinteraksi dengan tanah untuk menghasilkan daya dukung yang mampu memikul dan memberikan keamanan pada stuktur atas. Untuk menghasilkan daya dukung yang akurat maka diperlukan suatu penyelidikan tanah yan akurat juga. Ada dua metode yang biasa digunakan dalam penentuan kapasitas daya dukung tiang pancang yaitu dengan menggunakan metode statis dan dinamis.

Penyelidikan tanah dengan menggunakan metode statis adalah penyelidikan sondir dan Standart Penetrasi Test ( SPT ). Penyelidikan sondir bertujuan untuk mengetahui perlawanan penetrasi konus dan hambatan lekat tanah yang merupakan indikasi dari kekuatan daya dukung lapisan tanah dengan menggunakan rumus empiris.

Penyelidikan Standart Penetrai Test ( SPT ) bertujuan untuk mendapatkan gambaran lapisan tanah berdasarkan jenis dan warna tanah melalui pengamatan secara visual, sifat-sifat tanah, karakteristik tanah. Data Standart Penetrasi Test ( SPT ) dapat digunakan untuk menghitung daya dukung.

Perencanaan pondasi tiang pancang mencakup rangkaian kegiatan yang dilasanakan dengan berbagai tahapan yang meliputi studi kelayakan dan perencanaan teknis. Semua itu dilakukan supaya menjamin hasil akhir suatu konstruksi yang kuat , aman serta ekonomis.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah :

a. Menghitung dan membandingkan daya dukung tiang pancang dari hasil sondir,Standart Penetrasi Test, dan kalendering.

b. Menghitung penurunan yang terjadi pada tiang pancang.

1.3 Manfaat

Penulisan Tugas akhir ini diharapkan bermanfaat bagi : a. Pihak-pihak lain yang membutuhkannya.

b. Sebagai bahan referensi bagi siapa saja yang membacanya, khususnya bagi mahasiswa yang menghadapi masalah yang sama.

1.4 Pembatasan Masalah

Dalam Penulisan Tugas Akhir ini batasan-batasan yang digunakan adalah : a. Hanya ditinjau untuk tiang pancang tegak lurus.

b. Hanya ditinjau pada jenis tiang pancang beton pracetak. c. Tidak meninjau akibat gaya horizontal.

d. Data-data yang diperoleh dari hasil penyelidikan dilapangan yaitu : - Data hasil sondir

- Data hasil SPT

- Data hasil kalendering

e. Lokasi penyelidikan sebagai studi kasus yaitu : pada Pembangunan Jembatan Sei Babalan , Langkat.

1.5 Metode Pengumpulan Data

Dalam penulisan Tugas Akhir ini dilakukan beberapa cara untuk dapat mengumpulkan data yang mendukung agar Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Beberapa cara yang dilakukan antara lain :

a. Pengambilan Data

Pengambilan data yang diperlukan dalam perencanaan diperoleh dari PT. INDAH KARYA ( PERSERO ) selaku konsultan enjinering dan manajemen, berupa data hasil sondir, hasil SPT, hasil kalendering. b. Melakukan studi literatur

Membaca buku-buku yang berhubungan dengan masalah yang ditinjau untuk penulisan Tugas Akhir ini.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Umum

Pondasi ialah bagian dari suatu sistem rekayasa yang meneruskan beban yang ditopang oleh pondasi dan beratnya sendiri kepada dan kedalam tanah dan batuan yang terletak dibawahnya.

Dalam perencanaan pondasi untuk suatu konstruksi dapat digunakan beberapa macam type pondasi.

Pemilihan type pondasi ini didasarkan atas:

• Fungsi bangunan atas (super structure) yang akan dipikul oleh pondasi tersebut.

• Besarnya beban dan beratnya bangunan atas.

• Keadaan tanah dimana bangunan tersebut akan didirikan. • Biaya pondasi dibandingkan dengan bangunan atas.

Pemakaian tiang pancang dipergunakan untuk pondasi suatu bangunan apabila tanah dasar dibawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity), yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya, atau apabila tanah keras yang mana mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya letaknya sangat dalam.

Pondasi tiang pancang ini berfungsi untuk memindahkan atau mentransferkan beban-beban dari konstruksi diatasnya (super structure) ke lapisan tanah yang lebih dalam. (Sarjono, 1984)

Berikut ini diuraikan jenis-jenis pondasi yang sesuai dengan keadaan tanah pondasi yang bersangkutan.

a. Bila tanah pendukung pondasi terletak pada permukaan tanah atau 2-3 meter dibawah permukaan tanah;

Dalam hal ini pondasi telapak (spread foundation).

b. Bila tanah pondasi terletak pada kedalaman sekitar 10 meter dibawah permukaan tanah;

Dalam hal ini dipakai pondasi tiang atau pondasi tiang apung (floating pile foundation) untuk memperbaiki tanah pondasi. Jika memakai tiang maka tiang baja atau tiang beton yang dicor ditempat (cast inplace) kurang ekonomis, karena tiang tersebut kurang panjang.

c. Bila tanah pendukung pondasi terletak pada sekitar 20 m di bawah permukaan tanah;

Apabila tidak boleh terjadi penurunan biasanya digunakan pondasi tiang pancang (pile driven foundation) tetapi bila terdapat batu besar atau (cobble stones) pada lapisan antara pemakaian kaison lebih menguntungkan.

d. Bila tanah pendukung pondasi terletak pada kedalaman sekitar 30 meter dibawah permukaan tanah;

Biasanya dipakai kaison terbuka tiang baja atau tiang yang dicor ditempat. e. Bila tanah pendukung terletak pada kedalaman lebih dari 40 meter

dibawah permukaan tanah;

Dalam hal ini yang paling baik adalah tiang baja dan tiang beton yang dicor ditempat.( Sarjono, 1991).

Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan didalam pemilihan tiang pancang antara lain :

a. Tipe dari tanah dasar yang meliputi jenis tanah dasar dan cirri-ciri topografinya.

b. Jenis bangunan yang akan dibuat.

c. Alasan teknis pada waktu pelaksanaan pemancangan.

Tiga indikator yang dipertimbangkan didalam pemilihan tipe tiang yang dianggap penting,

yaitu :

a. Intensitas pembebanan (gross loading intensity)

b. Kemungkinan jumlah titik pembebanan (probable number of loading points).

2.2. Tanah

Tanah didefenisikan sebagai material yang terdiri dari agregrat ( butiran) mineral-mineral padat yang yang tidak tersementasi ( terikat secara

kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk ( yang berpartikel padat ) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi

ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel padat tersebut.

Tanah berguna sebagai bahan bangunan pada berbagai macam pekerjaan teknik sipil, disamping itu tanah berfungsi juga sebaga pendukung pondasi dari bangunan.

2.2.1 Deskripsi Tanah

Tanah dapat dideskripsikan berdasrkan sifat-sifatnya, BS 5930 [ref 1.3] memberikan petunjuk rincian deskripsi tanah.Berdaarkan standar tersebut, tipe-tipe dasar tanah adalah

- Berangkal (boulders) - Kerakal (cobbles) - Kerikil (gravel) - Pasir (sand) - Lanau (silt) - Lempung(clay)

Tanah terdiri dari 3 komponen, yaitu udara, air dan bahan padat. Udara dianggap tidak mempunyai pengaruh teknis, sedangkan air sangat mempengaruhi sifat-sifat teknis tanah. Ruang diantara butiran-butiran, sebagian atau seluruhya dapat terisi oleh air atau udara. Bila rongga tersebut terisi air seluruhnya, tanah dikatakan dalam kondisi jenuh. Bila rongga terisi oleh udara dan air, tanah pada kondisi jenuh sebagian (partially saturated). Tanah kering adalah tanah yang tidak mengandung air sama sekali atau kadar airnya nol (Hardiyatmo, 1996).

2.3. Macam-macam Pondasi

Pondasi adalah bagian terendah bangunan yang meneruskan beban bangunan ketanah atau batuan yang berada dibawahnya. Klasifikasi pondasi dibagi 2 (dua) yaitu:

1. Pondasi dangkal

Pondasi dangkal adalah pondasi yang mendukung beban secara langsung seperti :

a. Pondasi telapak yaitu pondasi yang berdiri sendiri dalam mendukung kolom.

b. Pondasi memanjang yaitu pondasi yang digunakan untuk mendukung sederetan kolom yang berjarak dekat sehingga bila dipakai pondasi telapak ssinya akan terhimpit satu sama lainnya. c. Pondasi rakit (raft foundation) yaitu pondasi yang digunakan

untuk mendukung bangunan yang terletak pada tanah lunak atau digunakan bila susunan kolom-kolom jaraknya sedemikian dekat disemua arahnya, sehingga bila dipakai pondsi telapak, sisi-sisinya berhimpit satu sama lainnya

2. Pondasi dalam

Pondasi dalam adalah pondasi yang meneruskan beban bangunan ke tanah keras atau batu yang terletak jauh dari permukaan, seperti:

a. Pondasi sumuran (pier foundation) yaitu pondasi yang merupakan peralihan antara pondasi dangkal dan pondsi tiang (Gambar 2.1d),

digunakan bila tanah dasar yang kuat terletak pada kedalaman yang relatif dalam, dimana pondasi sumuran nilai kedalaman (Df) dibagi lebarnya (B) lebih besar 4 sedangkan pondasi dangkal Df/B ≤ 1.

b. Pondasi tiang (pile foundation), digunakan bila tanah pondasi pada kedalaman yang normal tidak mampu mendukung bebannya dan tanah kerasnya terletak pada kedalaman yang sangat dalam (Gambar 2.1e). Pondasi tiang umumnya berdiameter lebih kecil dan lebih panjang dibanding dengan pondasi sumuran (Bowles, 1991).

(a) (b)

(d) (e)

Gambar 2.1 Macam-macam tipe pondasi : (a) Pondasi memanjang, (b) Pondasi telapak, (c) Pondasi rakit, (d) Pondasi sumuran, (e) Pondasi tiang

Sumber : Hardiyatmo, 1996

2.4. Penggolongan Pondasi Tiang Pacang

2.4.1. Menurut bahan yang digunakan tiang pancang dibagi empat, yakni :

1. Tiang pancang kayu 2. Tiang pancang beton

a. precast Reinforced concrete pile penampangnya dapat berupa:

- Lingkaran - Segi empat - Segi delapan

c. Cast in Place: - Franki - Raymond - Simplex 3. Tiang Pancang Baja:

- H pile - Pipe File

4. Tiang Pancang Komposite: a. Kayu-Beton b. Baja-Beton

1. Tiang Pancang Kayu

Pemakaian tiang pancang kayu ini adalah cara tertua dalam penggunaan tiang pancang sebagai pondasi. Tiang kayu akan tahan lama dan tidak mudah busuk apabila tiang kayu tersebut dalam keadaan selalu terendam penuh bdibawah mula air tanah. Tiang pancang dari kayu akan lebih cepat rusak atau busuk apabila dalam keadaan kering dan basah yang selalu berganti, sedangkan pengawetan serta pemakaian obat-obatan pengawet untuk kayu akan hanya menunda atau memperlambat kerusakan daripada kayu, akan tetapi tidak akan dapat melindungi untuk seterusnya.

Oleh karena itu, pemakaian pondasi untuk bangunan-bangunan permanen (tetap) yang didukung oleh tiang pancang kayu, maka puncak daripada tiang pancang tersebut harus selalu lebih rendah daripada ketinggian muka air tanah terendah. Pada pemakain tiang pancang dari kayu biasanya tidak diizinkan untuk menahan muatan lebih tinggi dari 25 sampai 30 ton untuk setiap tiang.

Tiang pancang ni sangat cocok untuk daerah rawa dan daerah-daerah dimana sangat banyak terdapat hutan kayu seperti didaerah Kalimantan, sehingga mudah memperoleh balok/tiang kayu yang panjang dan lurus dengan diameter yang cukup besar untuk digunakan sebagai tiang pancang.

2. Tiang Pancang Beton

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 (keras) lalu diangkat dan dipancangkan seperti pada tiang pancang kayu.

Tiang pancang ini dapat memikul beban yang besar (lebih besar 50 ton untuk setiap tiang), hal ini tergantung dari dimensinya.

•

Bentuk-bentukpenampang

•

Segi empat

•

Segi delapan Lingkaran

b. Precast prestressed concrete pile

Tiang pncang Precast prestressed concrete pile adalah tiang pancang beton yang dalam pelaksanaan pencetakannya sama seperti pembuatan beton prestess, yaitu dengan menerik besi tulanganny ketika dicor dan dilepas setelah beton mengeras. Untuk tiang pancang jenis ini biasanya dibuat oleh pabrik yang khusus membuat tiang pancang, utuk ukuran dan panjangnya dapat dipesan langsung sesuai dengan yang diperlukan.

c. Cast in place

Tipe ini dicor setempat dengan jalan dibuatkan lubang terlebih dahulu dalam tanah dengan cara mengebor tanah seperti pada pengeboran tanah pada waktu penyelidikan tanah.

Pada cast in place ini dapat dilaksanakan dengan dua cara:

1. Dengan pipa baja yang dipancangkan kedalam tanah , kemudian diisi dengan beton dan ditumbuk sambil pipa baja tersebut ditarik keatas.

2. Dengan pipa baja yang dipancangkan kedala tanah, kemudian diisi dengan beton, sedangkan pipa baja tersebut tetap tinggakl didalam tanah.

Tiang franki adalah termasuk salah satu tipe dari tiang beton yang dicor setempat (cast in place pile)

Franki-pile

Tiang Raymond ini termasuk salah satu tipe dari tiang beton yang dicor setempat, tiang Raymond makin keujung bawah diameternya makin kecil (biasanya setiap 2,5 fit diameter berkurang 1 inch).

Karena itu untuk panjang tiang yang relative pendek akan menghasilkan tahanan yang lebih besar dibandingkan dengan tiang yang prismatis (dimeterny constant sepanjang tiang). Tiang Raymond ni terdiri dari pipa shell yang tipis terbuat dari baja dengan diberi alur berspiral sepanjang pipa.

Tipe tiang ini dapat dipancang melalui tanah yang lembek (kurang compact), maupun kedalaman tanah yang keras. Setelah pipa ditarik bidang keliling (kulit) beton langsung menekan tanah disekitarnya karena itu tanah harus cukup kuat dan compact untuk mendapatkan beton yang cukup padat. Kalau tanah tidak cukup kuat dan compact maka dalam pipa dimasukkan shell pipa yang tipis dengn diameter yang lebih kecil daripada diameter pipa luar, kemudian beton dicor dan pipa sebelah luar ditarik keatas.

Simplex Concrete Pile

3. Tiang Pancang Baja (Steel Pile)

Kebanyakan penampang tiang pancang baja ini berbentuk propel H, karena terbuat dari baja maka kekuatan dari tiang ini sendiri adalah sangat besar sehingga dalam transport dan pemancangan tidak menimbulkan bahaya patah seperti halnya pada tiang pancang beton precast.

Jadi, pemakaian tiang pancang baja ini akan sangat berfaedah apabila kita memerlukan tiang pancang yang panjang dengan tahanan ujung yang besar. Kelemahan tiang pancang baja ini adalah korosi.

Tingkat 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 contact).

Karatan pada bagian tiang yang berada di dalam tanah

a. Pada tanah yang mempunyai texture yang kasar/kesap, maka karat yang terjadi karena adanya sirkulasi air dalam tanah tersebut hampir mendekati keadaan karat yang terjadi pada udara terbuka (atmosper).

b. Pada tanah liat (clay) yang mana kurang mengandung oxygen maka akan menghasilkan tingkat karat yang mendekati keadaan seperti karat yang terjadi karena terendam air.

c. Pada lapisan pasir yang dalam letaknya dan terletak dibawah lapisan tanah yang padat akan sedikit sekali mengandung oxygen maka lapisan pasir tersebut juga akan menghasilkan karat yang kecil sekali pada tiang pancang baja.

Pada umumnya tiang pancang baja akan berkarat dibagian atas yang dekat dengan permukaan tanah. Hal ini disebabkan karena Aerated-condition (keadaan udara pada pori-pori tanah) pada lapisan tanah tersebut dan adanya bahan-bahan organis dari air tanah. Hal ini dapat ditanggulangi dengan memoles tiang pancang tersebut dengan ter (coaltar) atau dengan sarung beton sekurang-kurangnya 20” ( 60 cm) dibawah MAT.

Karat/korosi yang terjadi karena udara, pada bagian tiang yang terletak diatas tanah dapat dicegah dengan pengecatan seperti pada konstruksi baja biasa.

Menurut penyelidikan para ahli tanah-tanh yang dapat menyebabkan karat antara lain ialah:

Tanah-tanah yang korosive

- Tanah-tanah rawa

- Tanah-tanah yang mengandung alkali

Bahan-bahan yang terdapat didalam tanah yang dapat menyebabkan karat antara lain adalah

- Timbunan arang (coal-storage) - Asam (acid)

- Bahan-bahan buangan dari industry dan tambang

Karat dapat pula disebabkan oleh, Anacroabatic Bacteria dan Acroabatic Bacteria.

4. Composite Pile

Yang dimaksud 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.

Tiang ini terdiri dari tiang pancang kayu untuk bagian yang dibawah muka air tanah sedangkan bagian atas adalah beton. Kelemahan tiang ialah pada tempat sambungan apabila tiang pancang ini menerima gaya horizontal (Sardjono,1984) Water Proofed Steel Pipe and Wood Pile

2.4.2 Pondasi tiang pancang menurut pemasangannya

Pondasi tiang pancang menurut cara pemasangannya dibagi dua bagian besar, yaitu :

A. Tiang pancang pracetak

Tiang pancang pracetak adalah tiang pancang yang dicetak dan dicor didalam acuan beton (bekisting), kemudian setelah cukup kuat lalu diangkat dan dipancangkan. Tiang pancang pracetak ini menurut cara pemasangannya terdiri dari :

1. Cara penumbukan

Dimana tiang pancang tersebut dipancangkan kedalam tanah dengan cara penumbukan oleh alat penumbuk (hammer).

2. Cara penggetaran

Dimana tiang pancang tersebut dipancangkan kedalam tanah dengan cara penggetaran oleh alat penggetar (vibrator).

3. Cara penanaman

Dimana permukaan tanah dilubangi terlebih dahulu sampai kedalaman tertentu, lalu tiang pancang dimasukkan, kemudian lubang tadi ditimbun lagi dengan tanah. Cara penanaman ini ada beberapa metode yang digunakan :

a. Cara pengeboran sebelumnya, yaitu dengan cara mengebor tanah sebelumnya lalu tiang dimasukkan kedalamnya dan ditimbun kembali. b. Cara pengeboran inti, yaitu tiang ditanamkan dengan mengeluarkan

tanah dari bagian dalam tiang.

c. Cara pemasangan dengan tekanan, yaitu tiang dipancangkan kedalam tanah dengan memberikan tekanan pada tiang.

d. Cara pemancaran, yaitu tanah pondasi diganggu dengan semburan air yang keluar dari ujung serta keliling tiang, sehingga tidak dapat dipancangkan kedalam tanah.

B. Tiang yang dicor ditempat (cast in place pile)

Tiang yang dicor ditempat (cast in place pile) ini menurut teknik penggaliannya terdiri dari beberapa macam cara yaitu :

1. Cara penetrasi alas

Cara penetrasi alas yaitu pipa baja yang dipancangkan kedalam tanah kemudian pipa baja tersebut dicor dengan beton.

2. Cara penggalian

Cara ini dapat dibagi lagi urut peralatan pendukung yang digunakan antara lain :

a. Penggalian dengan tenaga manusia

Penggalian lubang pondasi tiang pancang dengan tenaga manusia adalah penggalian lubang pondsi yang masih sangat sederhana dan merupakan cara konvensional. Hal ini dapat dilihat dengan cara pembuatan pondasi dalam, yang pada umumnya hanya mampu dilakukan pada kedalaman tertentu.

b. Penggalian dengan tenaga mesin

Penggalian lubang pondasi tiang pancang dengan tenaga mesin adalah penggalian lubang pondasi dengan bantuan tenaga mesin, yang memiliki kemampuan lebih baik dan lebih canggih.

2.5. Alat Pancang (Driving Equipment)

Untuk memancangkan tiang pancang kedalam tanah dipakai alat pancang ( Pile Driving Equipment).

Bagian-bagian yang penting dalam alat pancang. a. Pemuku l (hammer)

Bagian ini biasanya terbuat dari baja massif/pejal yang berfungsi sebagai palu untuk memukul tiang pancang agar asuk kedalam tanah.

b. Leader

Bagian ini merupakan jalan (truck) untuk bergeraknya pemukul (hammer) keatas dan kebawah.

Macam-macam leader:

1. Fixed leader (leader tetap) 2. Hanging leader (Leader gantung)

3. Swinging leader (Leader yang dapat berputar dalam bidang vertical) c. Tali/kabel

Pada Drop-hammer kabel ini berguna untuk menarik pemukul (hammer) keatas sampai pada tnggi jatuh tertentu.

d. Mesin uap

Untuk menggerakkan pemukul (hammer) pada single atau double acting steam hammer (Sardjono, 1984).

Pada dasarnya alat-alat pancang itu ada tiga macam, yaitu: Macam-macam alat pancang

1. Drop hammer

2. Single-acting hammer 3. Double-acting hammer

1. Drop Hammer

Prinsip kerjanya:

Penumbuk (hammer) ditarik keatas dengan kabel dan kerekan sampai mencapai tinggi jatuh tertentu, kemudian penumbuk (hammer) jatuh bebas menimpa kepada kepala tiang pancang. Alat pancang ini bekerjanya sangat lambat jika dibandingkan dengan alat-alat yang lain dan jarang dipergunakan dalam pembangunan konstruksi berat dan modern.

2. Single Acting Hammer

Prinsip kerjanya:

Pemukul (hammer) diangkat keatas dengan tenaga uap sampai mencapai tinggi jatuh tertentu, kemudian penumbuk (hammer) jatuh bebas menimpa kepala tang pancang. Jadi disini tenaga uap hanya dipergunakan untuk mengangkat hammer saja.

3. Double Acting Hammer Prinsip kerjanya:

Penumbuk (hammer) diangkat keatas dengan tenaga uap sampai mencapai tinggi jatuh tertentu, Kemudian penumbuk (hammer) tersebut ditekan kebawah dengan tenaga uap pula. Jadi disini hammer jatuh dengan

kecepatan yang lebih besar daripada Single-Acting Hammer maupun Drop Hammer.

 Pada pekerjaan pemancangan tiang pancang beton precast yang berat kedalam lapisan tanah yang padat seperti pada stiff clay, compact gravel dan sebagainya maka akan sesuai bila kita pilih alat pancang yang mempunyai berat penumbuk (hammer) yang besar, tinggi jatuh yang pendek, kecepatan hammer yang rendah pada saat hammer menimpa tiang pancang.

Pemilihan type alat pancang dan berat penumbuk (hammer)

Dengan keadaan alat pancang seperti diatas akan diperoleh lebih banyak energi yang disalurkan pada penurunan tiang pancang dan mengurangi kerusakan-kerusakan pada kepala tiang pancang akibat pemancangan. Tipe alat pancang yang sesuai dengan pekerjaan ini adalah tipe Single-acting hammer.

 Bila pada pemancangan tiang pancang yang ringan atau tiang pipa pada tanah padat akan sesuai bila dipergunakan Double-acting hammer.

Pada pemancangan tiang-tiang pancang dan baja yang berbentuk pipa tipis sering terjadi pipa tersebut rusak sebelummencapai pada kedalaman yang direncanakan, hal ini dapat dihindari dengan menggunakan hammer yang lebih ringan, memperpanjang waktu penumbukan dan memperlebar jarak tiang (spacing).

Hubungan antara berat penumbuk (hammer) dengan berat tiang pancang:

B = 0,5P + 600 kg Dimana:

B = berat palu penumbuk (hammer), kg P = berat tiang pancang

2.6. Tiang Dukung Ujung dan Tiang Gesek

Ditinjau dari cara mendukung beban, tiang dapat dibagi menjadi 2 (dua) macam (Hardiyatmo, 2002), yaitu :

1. Tiang dukung ujung (end bearing pile) adalah tiang yang kapasitas dukungnya ditentukan oleh tahanan ujung tiang. Umumnya tiang dukung ujung berada dalam zone tanah yang lunak yang berada diatas tanah keras. Tiang-tiang dipancang sampai mencapai batuan dasar atau lapisan keras lain yang dapat mendukung beban yang diperkirakan tidak mengakibatkan penurunan berlebihan. Kapasitas tiang sepenuhnya ditentukan dari tahanan dukung lapisan keras yang berada dibawah ujung tiang.

2. Tiang gesek (friction pile) adalah tiang yang kapasitas dukungnya lebih ditentukan oleh perlawanan gesek antara dinding tiang dan tanah disekitarnya. Tahanan gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan pada hitungan kapasitas tiang.

“ Tiang dukung ujung” “ Tiang gesek” “ Tiang ditinjau dari cara mendukung bebannya “

Sumber : Hardiyatmo, 2002 2.7. Uji Penetrasi Standar ( SPT )

Standard Penetration Test (SPT) adalah sejenis percobaan dinamis dengan memasukkan suatu alat yang dinamakan split spoon kedalam tanah. Dengan percobaan ini akan diperoleh kepadatan relatif (relative density), sudut geser tanah

(Ф) berdasarkan nilai jumlah pukulan (N). Pengujian SPT ini terdiri dari :

1. Pemancangan alat pengambil contoh bahan silinder belah standar kedalam tanah di dasar lubang bor.

2. Perhitungan banyaknya pukulan untuk memasukkan tabung sejarak 305 mm ( 12 inci ) yang terakhir untuk mendapatkan bilangan N. 3. Dengan menggunakan massa pendorong ( atau palu ) sebesar 63,5

kg yang jatuh bebas dari ketinggian 760 mm ( 30 inci )

Buku catatan ( log ) pemboran menunjukkan penolakan dan pengujian dihentikan bila :

1. Diperlukan 50 kali pukulan untuk setiap pertambahan 150 mm 2. Telah dicapai 100 kali pukulan

3. 10 pukulan berturut tidak menunjukkan kemajuan.

Persamaan Meyerhof dengan menaikkan daya dukung ijin sebesar kira-kira 50 persen sehingga :

qa Kd

F N

1

= B<F4

qa Kd

B F B F

N 3 2

2 

 

  +

= B>F

Dimana q

4

a

K

= tekanan dukung yang di izinkan untuk So = 25 mm

d = ≤1,33

B D

1+ 0,33 ( seperti yang dianjurkan oleh Mayerhof , 1965 )

Faktor F adalah sebagai berikut : Tabel 2.1 faktor F

N55

N’70 SI,

m

Fips SI Fips

F1 0,05 2,5 0,04 2,0

F2 0,08 4 0,06 3,2

F3 0,3 1 - -

Perkiraan kapasitas daya dukung pondasi tiang pancang pada tanah kohesif dan tanah non kohesif didasarkan pada data uji lapangan SPT, ditentukan dengan perumusan sebagai berikut :

1. Daya dukung pondasi tiang pada tanah non kohesif

Qp

D Lb

= 40 x N-SPT x x Ap ≤ 400 x N-SPT x Ap

N-SPT =

... ( 2.1 )

(

Mayerhoff

)

N

N

2 ) 2 1

( +

Dimana: Qp = A

Tahanan ujung ultimate ( KN )

p = Luas penampang tiang pancang ( m2 N

) 1

N

= Harga rata-rata dari dasar ke 10D ke atas 2

2. ... Tahanan geser selimut tiang pada tanah non kohesif

= Harga rata-rata dari dasar ke 4D ke bawah

Qs = Dimana:

2 x N-SPT x p x Li ... ( 2.2 )

Li = Panjang Lapisan tanah ( m ) P = Keliling Tiang ( m )

3. ... Daya dukung pondasi tiang pada tanah kohesif

Qp = 9 x cu x Ap ... Dimana:

Ap = Luas penampang tiang ( m2 c

) u = Kohesi Undrained ( KN/m2

c

)

u = N-SPT x 10 3 2

x

4. ... Tahanan geser selimut tiang pada tanah kohesif

Qs = α x cu Dimana:

x p x Li ... ( 2.4 )

α = Koefisien Adhesi antara tanah dan tiang

cu = Kohesi Undrained ( KN/m2 Li = Panjang Lapisan tanah ( m )

)

P = Keliling Tiang ( m )

2.8. Uji Sondir

Penyondiran adalah proses pemasukan suatu lobang tusuk kedalam tanah dan dengan bantuan manometer yang terdapat pada alat sondir tersebut. Adapun tujuan dari pemeriksaan ini yaitu untuk mengetahui hambatan lekat tanah dan perlawana penetrsi konus yang merupakan indikasi dari kekuatan tanahnya., dan juga dapat menentukan dalamnya berbagai lapisan yang berbeda. Perlawanan penetrasi konus adalh perlaanan tanah terhadap ujung konus yang dinyatakan dalam gaya persatuan luas.

Sedangkan hambatan lekat adalah perlawanan geser tanah terhadap selubung konus dalam gaya persatuan panjang.

Didalam perencanaan pondasi tiang pancang (pile), data tanah sangat diperlukan dalam merencanakan kapasitas daya dukung (bearing capacity) dar tiang pancang sebelum pembangunan dimulai, guna menentukan kapasitas daya dukung ultimit dari tiang pancang. Kapasitas daya dukung ultimit ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :

Qu = Qb + Qs = qbAb + f.As dimana :

... ( 2.5 )

Qu Q

= Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang.

b

Q

= Kapasitas tahanan di ujung tiang.

s

q

= Kapasitas tahanan kulit.

b

A

= Kapasitas daya dukung di ujung tiang persatuan luas.

b = Luas di ujung tiang.

f = Satuan tahanan kulit persatuan luas. As

Dalam menentukan kapasitas daya dukung aksial ultimit (Q = Luas kulit tiang pancang.

u

Aoki dan Alencar mengusulkan untuk memperkirakan kapasitas dukung ultimit dari data Sondir. Kapasitas dukung ujung persatuan luas (q

) dipakai Metode Aoki dan De Alencar.

b) diperoleh sebagai berikut :

qb

b ca

F base

q ( )

= ... ( 2.6 )

dimana :

qca (base) = Perlawanan konus rata-rata 1,5D diatas ujung tiang, 1,5D dibawah ujung tiang dan Fb

Tahanan kulit persatuan luas (f) diprediksi sebagai berikut :

adalah faktor empirik tergantung pada tipe tanah.

F = qc

s s

F

α

(side) ... ( 2.7 )

dimana : qc

F

(side) = Perlawanan konus rata-rata pada masinglapisan sepanjang tiang.

s

F

= Faktor empirik yang tergantung pada tipe tanah.

b = Faktor empirik yang tergantung pada tipe tanah.

Faktor Fbdan Fs diberikan pada Tabel 2.2 dan nilai-nilai faktor empirik αs

Tabel 2.2 Faktor empirik F diberikan pada Tabel 2.3

bdan Fs

Tipe Tiang Pancang Fb Fs

Tiang Bor 3,5 7,0

Baja 1,75 3,5

Beton Pratekan 1,75 3,5

Tabel 2.3 Nilai faktor empirik untuk tipe tanah yang berbeda

Tipe Tanah αs (%)

Tipe Tanah αs (%)

Tipe Tanah αs (%)

Pasir 1,4 Pasir berlanau 2,2 Lempung

berpasir 2,4

Pasir kelanauan 2,0 Pasir berlanau

dengan lempung 2,8

Lempung berpasir dengan lanau

2,8

Pasir kelanauan dengan

lempung

2,4 Lanau 3,0

Lempung berlanau dengan pasir

3,0

Pasir berlempung dengan lanau

2,8

Lanau berlempung dengan pasir

3,0 Lempung

berlanau 4,0 Pasir

berlempung 3,0

Lanau

berlempung 3,4 Lempung 6,0

Sumber : Titi & Farsakh, 1999

Pada umumnya nilai αs untuk pasir = 1,4 persen, nilai αs untuk lanau = 3,0 persen dan nilai αs untuk lempung = 1,4 persen.

Untuk menghitung daya dukung tiang pancang berdasarkan data hasil pengujian sondir dapat dilakukan dengan menggunakan metode Meyerhoff.

Daya dukung ultimate pondasi tiang dinyatakan dengan rumus : Qult = (qc x Ap)+(JHL x K11

dimana :

) ... ( 2.8 )

Qult = Kapasitas daya dukung tiang pancang tunggal. qc = Tahanan ujung sondir.

JHL = Jumlah hambatan lekat. K11

Daya dukung ijin pondasi dinyatakan dengan rumus : = Keliling tiang.

Qijin 5 3 11 JHLxK xA

q_{c c}

+

= ... ( 2.9 )

dimana : Qijin q

= Kapasitas daya dukung ijin pondasi. c

A

= Tahanan ujung sondir.

p

JHL = Jumlah hambatan lekat. = Luas penampang tiang.

K11

2.9. Uji Kalendering

= Keliling tiang.

Untuk perencanaan daya dukung tiang pancang dari hasil kalendering ada dua metode yaitu metode Danish Formula dan metode Gates.

Formula Danish banyak digunakan untuk menentukan apakah suatu tiang pancang tunggal telah mencapai daya dukung yang cukup pada kedalaman tertentu, walaupun pada prakteknya kedalaman dan daya dukung tiang telah ditentukan sebelumnya. Kapasitas daya dukung tiang berdasarkan metode Danish

Formula adalah :

Pu 5 . 0 2     + Ep x A x L x E x S E x ηη

= ... ( 2.10 )

dimana : Pu

η = Effisiensi alat pancang.

E = Energi alat pancang yang digunakan.

S = Banyaknya penetrasi pukulan diambil dari kalendering dilapangan. A = Luas penampang tiang pancang.

Ep = Modulus elastis tiang. Tabel 2.4 Effisiensi jenis alat pancang

Jenis Alat Pancang Effisiensi

Pemukul jatuh (drop hammer) 0.75 - 1.00 Pemukul aksi tunggal (single acting hammer) 0.75 - 0.85 Pemukul aksi double (double acting hammer) 0.85 Pemuku l diesel (diesel hammer) 0.85 - 1.00

Sumber : Teknik Pondasi 2, Hardiyatmo, Hary Christady, 2003

Tabel 2.5 Karakteristik alat pancang diesel hammer

Type

Tenaga Hammer Jlh.

Pukulan Permenit

Berat Balok Besi Panjang

kN-m Kip-ft Kg-cm kN Kips Kg

K 150 379.9 280 3872940 45 - 60 147.2 33.11 15014.4 K 60 143.2 105.6 1460640 42 - 60 58.7 13.2 5987.4 K 45 123.5 91.1 1259700 39 - 60 44 9.9 4480 K 35 96 70.8 979200 39 - 60 34.3 7.7 3498.6 K 25 68.8 50.7 701760 39 - 60 24.5 5.5 2499

Sumber : Buku Katalog KOBE Diesel Hammer

Cara pengambilan grafik data kalendering hasil pemancangan tiang adalah:

1. Kertas grafik ditempelkan pada dinding tiang pemancang sebelum tiang tertanam keseluruhan dan proses pemancangan belum selesai. 2. Kemudian alat tulis diletakkan diatas sokongan kayu dengan tujuan

agar alat tulis tidak bergerak pada saat penggambaran grafik penurunan tiang kekertas grafik ketika berlangsung pemancangan tiang.

3. Pengambilan data ini diambil pada saat kira-kira penurunan tiang pancang mulai stabil

4. Hasil kalendering pemancangan tiang yang diambil pada 10 pukulan terakhir, kemudian dirata-ratakan sehingga diperoleh penetrasi titik perpukulan (s).

Metode Gates juga sering dipergunakan dalam perhitungan daya dukung tiang karena formula ini sederhana dan dapat dipergunakan dilapangan dengan cepat. Metode ini digunakan dengan rumus :

Pu = a eh.Eb(blogs ... ( 2.11 )

Pijin

SF Pu

= ... ( 2.12 )

dimana : Pu P

= Kapasitas daya dukung ultimate tiang. ijin

a = Konstanta.

= Daya dukung ijin tiang pancang.

b = Konstanta. eh = Effisien baru. Eb = Energi alat pancang

s = Banyaknya penetrasi pukulan diambil dari kalendering dilapangan. SF = Faktor keamanan (3-6) untuk metode ini.

2.10. Tiang Pancang Kelompok (Pile Group)

Pada keadaan sebenarnya jarang sekali kita dapati tiang pancang yang berdiri sendiri (Single Pile), akan tetapi kita sering mendapatkan pondasi tiang pancang dalam bentuk kelompok (Pile Group).

Di atas pile group biasanya diletakkan suatu konstruksi poer (footing) yang mempersatukan kelompok tiang tersebut. Dalam perhitungan poer dianggap/dibuat kaku sempurna, sehingga :

- Bila beban-beban yang bekerja pada kelompok tiang tersebut menimbulkan penurunan, maka setelah penurunan bidang poer tetap merupakan bidang datar.

- Gaya yang bekerja pada tiang berbanding lurus dengan penurunan tiang-tiang.

(a)

(b)

Gambar 2.2 Pola-pola kelompok tiang pancang khusus : (a) Untuk kaki tunggal, (b) Untuk dinding pondasi

Sumber : Bowles, 1991 2.10.1. Jarak antar tiang dalam kelompok

Berdasarkan pada perhitungan. Daya dukung tanah oleh Dirjen Bina Marga Departemen P.U.T.L. diisyaratkan :

S ≥ 2,5 D S ≥ 3 D

S = Jarak masing-masing. D = Diameter tiang.

Biasanya jarak antara 2 tiang dalam kelompok diisyaratkan minimum 0,60 m dan maximum 2,00 m. Ketentuan ini berdasarkan pada pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :

1. Bila S < 2,5 D

Pada pemancangan tiang no. 3 (Gambar 2.3) akan menyebabkan :

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 tiang-tiang pancang.

Gambar 2.3 Pengaruh tiang akibat pemancangan

Sumber : Sardjono Hs, 1988

2.10.2. Perhitungan pembagian tekanan pada tiang pancang kelompok 2.10.2.1 .Kelompok tiang pancang yang menerima beban normal sentris

Beban yang bekerja pada kelompok tiang pancang dinamakan bekerja secara sentris apabila titik rangkap resultan beban-beban yang bekerja berimpit dengan titik berat kelompok tiang pancang tersebut. Dalam hal ini beban yang diterima oleh tiap-tiap tiang pancang adalah :

Gambar 2.4 Beban mormal sentris pada kelompok tiang pancang

N =

n V

... ( 2.13 )

dimana :

N = Beban yang diterima oleh tiap-tiap tiang pancang. V = Resultant gaya-gaya normal yang bekerja secara sentris. n = banyaknya tiang pancang.

2.10.2.2. Kelompok tiang pancang yang menerima beban normal eksentris

Gambar 2.5 Beban mormal eksentris pada kelompok tiang pancang

Sumber : Sardjono Hs, 1988

Reaksi total atau beban aksial pada masing-masing tiang adalah jumlah dari reaksi akibat beban-beban V dan My, yaitu :

Qi = .₂

x x M n

V y i

Σ

± ... ( 2.14 ) dimana :

Qi = Beban aksial pada tiang ke-i.

V = Jumlah beban vertikal yang bekerja pada pusat kelompok tiang. xi = Absis atau jarak tiang ke pusat berat kelompok tiang ke tiang

My = Momen terhadap sumbu y.

∑x2

= Jumlah kuadrat jarak tiang-tiang ke pusat berat kelompok tiang.

2.10.2.3. Kelompok tiang yang menerima beban normal sentris dan momen yang bekerja pada dua arah

Kelompok tiang yang bekerja dua arah (x dan y), dipengaruhi oleh beban vertikal dan momen (x dan y) yang akan mempengaruhi terhadap kapasitas daya dukung tiang pancang.

Gambar 2.6 Beban sentris dan momen kelompok tiang arah x dan y

Sumber : Sardjono Hs, 1988

Untuk menghitung tekanan aksial pada masing-masing tiang adalah sebagai berikut :

Qi = .₂ .₂

y y M x

x M n

V y i _{x i}

Σ ± Σ

± ... ( 2.15 ) dimana :

Qi = Beban aksial pada tiang ke-i.

My = Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu y. n = Banyaknya tiang pancang dalam kelompok tiang pancang (pile

group). xi,yi

∑x

= Absis atau jarak tiang ke pusat berat kelompok tiang ke tiang nomor-i.

2

∑y

= Jumlah kuadrat absis-absis tiang pancang. 2

= Jumlah kuadrat ordinat-ordinat tiang pancang.

2.11. Kapasitas Kelompok dan Efisiensi Tiang Pancang

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 2.7a). Tetapi, jika jarak tiang-tiang terlalu dekat, saat tiang-tiang turun oleh akibat beban, tanah diantara tiang-tiang-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 2.7b). 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 maupun tiang bor.

(a) (b)

Gambar 2.7 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 :

dimana :

Qg = Beban maksimum kelompok tiang yang mengakibatkan keruntuhan.

Eg = Efisiensi kelompok tiang. n = Jumlah tiang dalam kelompok. Qa = Beban maksimum tiang tungga l.

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. Salah satu dari persamaan-persamaan efisiensi tiang tersebut, yang disarankan oleh Converse-Labarre

Formula, sebagai berikut :

Eg = 1 – θ

' . . 90

' ). 1 ( ). 1 ' (

n m

n m m

n− + −

... ( 2.17 )

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 2.8) d = Diameter tiang.

Gambar 2.8 Definisi jarak s dalam hitungan efisiensi tiang

Sumber : Hardiyatmo, 2002

2.12. Penurunan Tiang

Dalam bidang teknik sipil ada dua hal yang perlu diketahui mengenai penurunan, yaitu :

a. Besarnya penurunan yang akan terjadi. b. Kecepatan penurunan.

Istilah penurunan (settlement) digunakan untuk menunjukkan gerakan titik tertentu pada bangunan terhadap titik referensi yang tetap. Umumnya, penurunan yang tidak seragam lebih membahayakan bangunan dari pada penurunan totalnya. Contoh-contoh bentuk penurunan dapat dilihat pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9 Contoh kerusakan bangunan akibat penurunan

a. Pada gambar (a), dapat diperhatikan jika tepi bangunan turun lebih besar dari bagian tengahnya, bangunan diperkirakan akan retak-retak pada bagian tengahnya.

b. Pada gambar (b), jika bagian tengah bangunan turun lebih besar, bagian atas bangunan dalam kondisi tertekan dan bagian bawah tertarik. Bila deformasi yang terjadi sangat besar, tegangan tarik yang berkembang dibawah bangunan dapat mengakibatkan retakan-retakan. c. Pada gambar (c), penurunan satu tepi/sisi dapat berakibat keretakan

pada bagian c.

d. Pada gambar (d), penurunan terjadi berangsur-angsur dari salah satu tepi bangunan, yang berakibat miringnya bangunan tanpa terjadi keretakan pada bagian bangunan.

Selain dari kegagalan kuat dukung (bearing capacity failure) tanah, pada setiap proses penggalian selalu dihubungkan dengan perubahan keadaan tegangan didalam tanah. Perubahan tegangan pasti akan disertai dengan perubahan bentuk, pada umumnya hal ini yang menyebabkan penurunan pada pondasi (Hardiyatmo, 1996).

2.12.1. Perkiraan penurunan tiang tunggal

Menurut Poulus dan Davis (1980) penurunan jangka panjang untuk pondasi tiang tunggal tidak perlu ditinjau karena penurunan tiang akibat konsolidasi dari tanah relatif kecil. Hal ini disebabkan karena pondasi tiang direncanakan terhadap kuat dukung ujung dan kuat dukung friksinya atau penjumlahan dari keduanya (Hardiyatmo, 2002).

Perkiraan penurunan tiang tunggal dapat dihitung berdasarkan : a. Untuk tiang dukung ujung

S =

D Es

I Q

. .

... ( 2.18 )

dimana : I = Io . Rk . Rb . R dengan :

μ

S = Penurunan untuk tiang tunggal. Q = Beban yang bekerja

Io

R

= Faktor pengaruh penurunan untuk tiang yang tidak mudah mampat (Gambar 2.10).

k R

= Faktor koreksi kemudah mampatan tiang (Gambar 2.11).

h = Faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada tanah keras (Gambar 2.12).

R_μ R

= Faktor koreksi angka Poisson μ (Gambar 2.13). b

h = Kedalaman total lapisan tanah dari ujung tiang ke muka tanah. = Faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung (Gambar 2.14).

D = Diameter tiang.

Gambar 2.11 Koreksi kompresi, Rk (Poulos dan Davis)

Gambar 2.13 Koreksi angka Poisson, Rμ Sumber : Hardiyatmo, 2002

Gambar 2.14 Koreksi kekakuan lapisan pendukung, Rb

Pada Gambar 3.10,3.11, dan 3.12, K adalah suatu ukuran kompresibilitas relatif dari tiang dan tanah yang dinyatakan oleh persamaan :

(Poulos dan Davis)

K =

s A p E

R E .

... ( 2.19 )

dimana : RA ₂

. 4

1 _d

A_p

π =

dengan :

K = Faktor kekakuan tiang. Ep

E

= Modulus elastisitas dari bahan tiang. s

E

= Modulus elastisitas tanah disekitar tiang. b

Perkiraan angka Poisson (μ) dapat dilihat pada Tabel 2.8 Terzaghi menyarankan nilai μ = 0,3 untuk tanah pasir, μ = 0,4 sampai 0,43 untuk tanah lempung. Umumnya, banyak digunakan μ = 0,3 sampai 0,35 untuk tanah pasir dan

μ = 0,4 sampai 0,5 untuk tanah lempung.

Tabel 2.6 Perkiraan angka poisson (μ )

Macam Tanah μ

Lempung jenuh Lempung tak jenuh Lempung berpasir Lanau

Pasir padat Pasir kasar Pasir halus

0,4 – 0,5 0,1 – 0,3 0,2 – 0,3 0,3 – 0,35 0,2 – 0,4 0,15 0,25

Berbagai metode tersedia untuk menentukan nilai modulus elastisitas tanah (Es), antara lain dengan percobaan langsung ditempat yaitu dengan menggunakan data hasil pengujian krucut statis (sondir). Karena nilai laboratorium dari Es

E

tidak sangat baik dan mahal untuk mendapatkan (Bowles, 1977). Bowles memberikan persamaan yang dihasilkan dari pengumpulan data pengujian kerucut statis (sondir), sevagai berikut :

s = 3qc E

(untuk pasir) ... ( 2.20a ) s = 2 sampai 8qc

Dari analisa yang dilakukan secara mendetail oleh meyerhof, untuk nilai modulus elastisitas tanah dibawah ujung tiang (E

(untuk lempung) ... ( 2.20b )

b) kira-kira 5-10 kali harga modulus elastisitas tanah di sepanjang tiang (Es

Rumus untuk penurunan tiang elastis adalah : ).

S =

Ep A

L Q

Q s

. )

( +ξ

... ( 2.21 )

Q = Beban yang bekerja Qs

ξ = Koefisien dari skin friction = Tahanan gesek

Ep = Modulus elastisitas

2.12.2. Pekiraan penurunan kelompok tiang (pile

group)

Pada hitungan pondasi tiang, kapasitas izin tiang sering lebih didasarkan pada persyaratan penurunan. Penurunan tiang terutama bergantung pada nilai banding tahanan ujung dengan beban tiang. Jika beban yang didukung pertiang lebih kecil atau sama dengan tahanan ujung tiang, penurunan yang terjadi mungkin sangat kecil.

Rumus penurunan kelompok tiang adalah :

Sg

c g q

I B q

. 2

. .

= = ... ( 2.22 )

dimana :

q =

g

gB

L Q

I = faktor pengaruh = 1 -

g

B L

8 ≥ 0,5

Lg dan Bg q

= lebar poor tiang kelompok. C = kapasitas tahanan ujung tiang.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Data Umum

Data umum dari proyek pembangunan Jembatan Sei Babalan Langkat adalah sebagai berikut:

1. Nama Proyek : Proyek Pembangunan Jembatan Sei Babalan Langkat

2. Lokasi Proyek: Terletak pada Km 85+900 Medan pada ruas jalan Medan - Banda Aceh, Kecamatan Sei Lepan Langkat, kurang lebih 5 Km dari Kota Pangkalan Brandan ke arah Banda Aceh.

3. Jenis Pondasi : Tiang Pancang diameter 45 cm 4. Konsultan : PT. INDAH KARYA

3.2. Penjelasan Proyek.

Jembatan memiliki bentang total 60.0m, memiliki 2 lajur (2 arah) dengan lebar masing masing 3.50 m dengan 2 x 0.25 m marginal strip, dan 2 x 1.0 m trotoar tanpa median. Jembatan difungsikan sebagai perlintasan di atas sungai.

3.3. Penjelasan Struktur. • Bangunan Bawah.

Tiang pancang pracetak-pratekan silendris dengan diameter 45cm, digunakan sebagai jenis pondasi dalam perencanaan struktur. Kedalaman tanah lunak pada pilar yang ditemukan cukup dangkal yaitu sekitar < 10m dijadikan alasan penggunaan tiang pancang ini. Selain itu, tiang pancang jenis ini juga cukup baik bila ditinjau dari lokasi di mana struktur yang

akan dibangun dekat dengan daerah laut. Metoda pemancangan yang mungkin dilakukan untuk pondasi pilar, mengingat kedalaman air yang cukup tinggi di tengah bentang adalah penggunaan ponton.

• Bangunan Atas

Jembatan terdiri dari 3 bentang, yaitu dengan konfigurasi 23.45m – 14.0m – 23.45m. Jenis bangunan atas yang digunakan untuk menopang pelat lantai adalah balok beton pracetak-pratekan dengan metode segmental. Penggunaan beton pracetak-pratekan fabrikasi adalah dengan alasan agar mutu dari struktur bangunan atas terutama balok dapat dijamin.

3.4. Data Teknis Tiang Pancang

Adapun data-data dari tiang pancang tersebut, yaitu : 1. Panjang Tiang Pancang : 20 m

2. Diameter Tiang Pancang : Ø 450 mm 3. Mutu Beton Tiang Pancang : K-250 4. Mutu Baja : U 39

3.5 Metode Pengumpulan Data

Penulis memperoleh data dari pihak konsultan yaitu PT. Indah Karya berupa data :

- hasil sondir - hasil SPT

3.6 Cara Analisis

Dalam perhitungan perencanaan pondasi tiang pancang ini penulis melakukan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang antara lain : a. Dari data sondir dengan metode Aoki dan De Alencar b. Dari data SPT dengan metode Meyerhoff

c. Dari data kalendering dengan metode Danish Formula

2. Menghitung penurunan tiang tunggal (single pile), dan penurunan kelompok tiang (pile group).

Bagan alir penelitian MULAI

PERSIAPAN

PENGUMPULAN DATA

ANALISA DATA

a. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang.

b. Menghitung Penurunan.

ANALISIS HASIL PERHITUNGAN

KESIMPULAN

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pendahuluan

Pada bab ini akan di apliksikan metode perhitungan daya dukung pondasi tiang pancang. Perhitungan daya dukung dari metode yang dilakukan dengan memakai data hasil uji lapangan .

Adapun data yang diperoleh pada proyek ini antara lain : 1. Data hasil penyelidikan Sondir,

2. Data hasil SPT, 3. Data kalendering,

4.2. Hasil dan Pembahasan

4.2.1. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang

4.2.1.1. Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang dari data sondir

Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang dengan metode Aoki dan De Alencar dilapangan pada titik 1 ( S1 ) dan titik 2 ( S2 )

A. Pada titk 1 ( S1 ) diperoleh data sondir yaitu :

Data tiang pancang :

Diameter tiang (D) = 45 cm Keliling tiang pancang (O) = π x 45 cm

Luas tiang pancang (Ab

4 1

) = x π x D

=

2

4 1

x π x 45

= 1589,625 cm 2

a. Perhitungan kapasitas dukung ujung tiang (Q 2

b)

Kedalaman Perlawanan konus

(meter) (kg/cm2

13,20 47

)

13,40 162

13,60 200

13,80 200

14,00 200

Gambar 4.1 Perkiraan nilai qca Nilai q

(base)

ca

q

diambil rata-rata seperti dalam gambar 4.1

ca 5 200 200 200 162

47+ + + +

= = 161,8 kg/cm

Dari persamaan (2.6), kapasitas dukung ujung persatuan luas (q 2 b q ) : b b ca F base

q ( )

= (Nilai Fb

q

dari Tabel 2.3, beton precast = 1,75)

b 75 , 1 8 , 161

= = 92,45 kg/cm

Kapasitas dukung ujung tiang (Q 2

b

Q

) :

b = qb x A Q

b

= 92,45 x 1591,071

T ian g P an can g

= 147094,514 kg = 147,094 ton

b. Perhitungan kapasitas dukung kulit (Qs)

Gambar 4.2 Nilai qc

Dari persamaan (2.7), kapasitas dukung kulit persatuan luas (f) : (side) pada titik sondir 1 (S-4)

f = qc

s s

F

α

(side) (Nilai αs dan Fs

f = 21,602 .

dari Tabel 2.2 dan Tabel 2.3)

5 , 3

014 , 0

= 0,086 kg/cm

Kapasitas dukung kulit (Q

2

s

Q

) :

s = f . A

= 0,086. 159,1071 . 1360 s

= 18609,166 kg = 18,609 ton

0,00 Meter

- 13,60

13,

60

M

et

er

Dari persamaan (2.5), Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang (Qu

Q

) :

u = Qb + Q

= 147,094 + 18,609 s

= 165,703 ton kapasitas ijin tiang (Qa

Q

) :

a

SF Qu

=

= 5 , 2

703 , 165

= 66,2812 ton

B. Pada titik 2 (S-2) diperoleh data sondir, yaitu :

Data tiang pancang :

Diameter tiang (D) = 45 cm Keliling tiang pancang (O) = π x 45 cm

= 141,428 cm

Luas tiang pancang (Ab 4 1

) = x π x D

=

2

4 1

x π x 45 = 1591,071 cm

2

a. Perhitungan kapasitas dukung ujung tiang (Qb)

Kedalaman Perlawanan konus

(meter) (kg/cm2

17,00 144

)

17,20 145

17,40 211

17,60 211

17,80 211

Gambar 4.3 Perkiraan nilai qca Nilai q

(base)

ca

q

diambil rata-rata seperti dalam gambar 4.3

ca 5 211 211 211 145

144+ + + +

= = 184,4 kg/cm2

Dari persamaan (2.6), kapasitas dukung ujung persatuan luas (qb

q ) : b b ca F base

q ( )

= (Nilai Fb

q

dari Tabel 2.2, beton precast = 1,75)

b 75 , 1 4 , 184

= = 105,37 kg/cm

Kapasitas dukung ujung tiang (Q 2

b

Q

) :

b = qb x A Q

b

b

= 167653,424 kg = 167,653 ton = 105,37 x 1591,071

T ian g P an can g

b. Perhitungan kapasitas dukung kulit (Qs)

Gambar 4.4 Nilai qc (side) pada titik sondir 2 (S-2)

Dari persamaan (2.7), kapasitas dukung kulit persatuan luas (f) :

f = qc

s s

F

α

(side) (Nilai αs dan Fs

f = 67,103 .

dari Tabel 2.2 dan Tabel 2.3)

5 , 3

014 , 0

= 0,268 kg/cm

Kapasitas dukung kulit (Q

2

s

Q

) :

s = f . A

= 0,268 . 159,1071. 1740 s

= 74194,822 kg = 74,194 ton

0,00 Meter

- 17,40

17,

4

0

M

et

er

Dari persamaan (2.5), Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang (Qu

Q

) :

u = Qb + Q

= 167,653 + 74,194 s

= 241,847 ton kapasitas ijin tiang (Qa

Q ) : a SF Qu = = 5 , 2 847 , 241

= 96,74 ton

Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang dengan metode Meyerhoff pada titik 1 (S-4) dan titik 2 (S-7)

A. Perhitungan pada titik 1 (S-1) :

Dari persamaan (2.8), kapasitas daya dukung tiang pancang tunggal (Qult): Qult = (qc . Ap) + (JHL . K11

= (7,00 . 1589,625) + (9,00 . 141,428) )

= 12,400 ton

Dari persamaan (2.9), kapasitas daya dukung ijin pondasi (Qijin

Q ): ijin 5 3 11 JHLxK xA

qc c +

= = 5 428 , 141 00 , 9 3 625 , 1589 00 ,

7 x x

+ = 3,963 ton

Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik : Tult = JHL . K

= 9,00 . 141,428 11

= 1272,852 kg = 1,272 ton Daya dukung ijin tarik :

Qijin

3 ult

T

=

=

3 272 , 1

= 0,424284 ton = 424,284 kg

Daya dukung terhadap kekuatan bahan : Ptiang = σbeton . A

= 250 kg/cm tiang

2

. 1589,625 = 397,406 ton

Tabel 4.1 Perhitungan daya dukung ultimate dan ijin tiang pancang (S-4)

Kedalaman PPK Ap JHL K11

Qult Qijin

(Meter) (qc) (cm2) Kg/cm2 cm

Kg/cm2 ton ton

0 0,00 1589,625 0,00 141,428 0,000 0,000

1 7,00 1589,625 9,00 141,428 12,400 3,963

2 21,00 1589,625 24,00 141,428 36,776 11,806

3 59,00 1589,625 62,00 141,428 102,556 33,016

4 30,00 1589,625 32,00 141,428 52,214 16,801

5 12,00 1589,625 14,00 141,428 21,055 6,754

6 25,00 1589,625 27,00 141,428 43,559 14,010

7 14,00 1589,625 16,00 141,428 24,517 7,870

8 12,00 1589,625 14,00 141,428 21,055 6,754

9 15,00 1589,625 17,00 141,428 26,248 8,428

10 8,00 1589,625 10,00 141,428 14,131 4,521

11 15,00 1589,625 17,00 141,428 26,248 8,428

12 9,00 1589,625 11,00 141,428 15,862 5,080

13 39,00 1589,625 42,00 141,428 67,935 21,853

B. Perhitungan pada titik 2 (S-2) :

Dari persamaan (2.8), kapasitas daya dukung tiang pancang tunggal (Qult): Qult = (qc . Ap) + (JHL . K11

= (17,00 . 1589,625) + (19,00. 141,428) )

= 29,710 ton

Dari persamaan (2.9), kapasitas daya dukung ijin pondasi (Qijin

Q ): ijin 5 3 11 JHLxK xA

q_{c c}

+ = = 5 428 , 141 00 , 19 3 625 , 1589 00 ,

17 x x

+ = 9,545 ton

Daya dukung terhadap kekuatan tanah untuk tiang tarik : Tult = JHL . K

= 9,00 . 141,428 11

= 1272,852 kg = 1,272ton Daya dukung ijin tarik :

Qijin 3 ult T = = 3 272 , 1

= 0,424284 ton = 424,284 kg

Daya dukung terhadap kekuatan bahan : Ptiang = σbeton . A

= 250 kg/cm tiang

2

Tabel 4.2 Perhitungan daya dukung ultimate dan ijin tiang pancang (S-2)

Kedalaman PPK Ap JHL K11

Qult Qijin

(Meter) (qc) (cm2) Kg/cm2 cm

Kg/cm2 ton ton

0 0,00 1589,625 0,00 141,428 0,000 0,000

1 17,00 1589,625 19,00 141,428 29,710 9,545

2 10,00 1589,625 12,00 141,428 17,593 5,638

3 17,00 1589,625 19,00 141,428 29,710 9,545

4 21,00 1589,625 23,00 141,428 36,634 11,777

5 29,00 1589,625 31,00 141,428 50,483 16,243

6 31,00 1589,625 33,00 141,428 53,945 17,359

7 46,00 1589,625 49,00 141,428 80,052 25,760

8 71,00 1589,625 74,00 141,428 123,329 39,714

9 85,00 1589,625 89,00 141,428 147,705 47,556

10 98,00 1589,625 102,00 141,428 170,208 54,812

11 117,00 1589,625 121,00 141,428 203,098 65,417

12 93,00 1589,625 97,00 141,428 161,553 52,022

13 74,00 1589,625 78,00 141,428 128,663 41,417

14 80,00 1589,625 84,00 141,428 139,05 44,765

15 100,00 1589,625 104,00 141,428 173,671 55,929

16 124,00 1589,625 129,00 141,428 215,357 69,353

17 144,00 1589,625 149,00 141,428 249,978 80,516

17,4 211,00 1589,625 218,00 141,428 366,242 117,969

Perhitungan kapasitas daya dukung tiang pancang per lapisan dari data SPT memakai metode Meyerhoff dan data diambil pada (BH-1) dan (BH-2)

A. Perhitungan pada titik 1 (BH-1) :

Daya dukung ujung pondasi tiang pancang pada tanah kohesif adalah : Qp= 9 . Cu. A

= 9. 26,667 .0,1589 p

=38,136 KN

Untuk tahanan geser selimut tiang adalah : Qs = α . Cu . p . Li

= 0.98 . 26,667 . 1,41428 = 18,408 KN

Tabel 4.3 Perhitungan daya dukung tiang pancang pada titik 1 (BH-1)

Depth Soil

N Cu α

Skin Friction End

Q

ult

Q

ijin

(kN) Bearing

(m) Layer (kN/m2) Local Cumm (kN) (KN) (KN)

0.00

1

0 0.000 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

0.50 4 26.667 0.98 18.408 18.408 38.136 56.544 18.848

1.00 9 60.000 0.50 21.214 39.622 85.806 125.428 41.809

1.50 11 73.333 0.50 25.928 65.551 104.874 170.425 56.808

2.00 13 86.667 0.50 30.643 96.193 123.942 220.135 73.378

2.50 18 120.000 0.50 42.428 138.622 171.612 310.234 103.411

3.00 16 106.667 0.50 37.714 176.336 152.544 328.880 109.627

3.50 12 80.000 0.50 28.286 204.622 114.408 319.030 106.343

4.00 10 66.667 0.40 19.082 223.703 95.340 319.043 106.348

4.50 9 60.000 0.50 21.214 244.917 85.806 330.723 110.241

5.00

2

9 60.000 0.50 21.214 266.132 85.806 351.938 117.313

5.50 9 60.000 0.50 21.214 287.346 85.806 373.152 124.384

6.00 8 53.333 0.60 22.449 309.795 76.272 386.067 128.689

6.50 7 46.667 0.69 22.786 332.580 66.738 399.318 133.106

7.00 7 46.667 0.69 22.786 355.366 66.738 422.104 140.701

7.50 7 46.667 0.69 22.786 378.152 66.738 444.890 148.297

8.00 7 46.667 0.69 22.786 400.937 66.738 467.675 155.892

8.50

3

6 40.000 0.79 22.224 423.162 57.204 480.366 160.122

9.00 6 40.000 0.79 22.224 445.386 57.204 502.590 167.530

9.50 6 40.000 0.79 22.224 467.610 57.204 524.814 174.938

10.00 5 33.333 0.88 20.765 488.376 47.670 536.046 178.682

10.50 5 33.333 0.88 20.765 509.141 47.670 556.811 185.604

11.00 7 46.667 0.69 22.786 531.926 66.738 598.664 199.555

11.50 8 53.333 0.60 22.449 554.375 76.272 630.647 210.216

12.00

4

9 - - 12.729 567.104 63.579 630.682 210.227

12.50 10 - - 14.143 581.247 70.643 651.890 217.297

13.00 20 - - 28.286 609.532 141.286 750.818 250.273

13.50 30 - - 42.428 651.961 211.929 863.889 287.963

14.00 39 - - 55.157 707.118 275.507 982.625 327.542

14.50 49 - - 69.300 776.417 346.150 1122.568 374.189

15.00 50 - - 70.714 847.131 353.215 1200.346 400.115

15.50

5

52 346.667 0.50 122.571 969.702 495.768 1465.470 488.490

16.00 54 360.000 0.50 127.285 1096.987 514.836 1611.823 537.274

16.50 55 366.667 0.50 129.642 1226.630 524.370 1751.000 583.667

17.00 57 380.000 0.50 134.357 1360.986 543.438 1904.424 634.808

17.50 59 393.333 0.50 139.071 1500.057 562.506 2062.563 687.521

18.00 60 400.000 0.50 141.428 1641.485 572.040 2213.525 737.842

B. Perhitungan pada titik 1 (BH-2) :

Daya dukung ujung pondasi tiang pancang pada tanah kohesif adalah : Qp= 9 . Cu. A

= 9. 6,667 .0,1589 p

=9,538 KN

Untuk tahanan geser selimut tiang adalah : Qs = α . Cu . p . Li

= 1,26 . 6,667. 1,41428 = 5,949 kN

Tabel 4.4 Perhitungan daya dukung tiang pancang pada titik 2 (BH-2)

Depth Soil

N Cu α

Skin Friction End

Q

ult

Q

ijin

(kN) Bearing

(m) Layer (kN/m2) Local Cumm (kN) (KN) (KN)

0.00

1

0 0.000 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

0.50 0 0.000 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

1.00 1 6.667 1.26 5.949 5.949 9.538 15.487 5.162

1.50 2 13.333 1.17 11.000 16.949 19.076 36.024 12.008

2.00 4 26.667 0.98 18.408 35.357 38.151 73.508 24.503

2.50 5 33.333 0.88 20.765 56.122 47.689 103.811 34.604

3.00 5 33.333 0.88 20.765 76.887 47.689 124.576 41.525

3.50 4 26.667 0.98 18.408 95.296 38.151 133.447 44.482

4.00 4 26.667 0.98 18.408 113.704 38.151 151.855 50.618

4.50 4 26.667 0.98 18.408 132.112 38.151 170.263 56.754

5.00

2

5 33.333 0.88 20.765 152.877 47.689 200.566 66.855

5.50 5 33.333 0.88 20.765 173.642 47.689 221.331 73.777

6.00 6 40.000 0.79 22.224 195.867 57.227 253.093 84.364

6.50 8 53.333 0.60 22.449 218.315 76.302 294.617 98.206

7.00 10 66.667 0.40 19.082 237.397 95.378 332.775 110.925

7.50 11 73.333 0.50 25.928 263.325 104.915 368.241 122.747

8.00 15 100.000 0.50 35.357 298.682 143.066 441.749 147.250

8.50 3

18 - - 25.457 324.140 127.157 451.297 150.432

9.00 18 - - 25.457 349.597 127.157 476.754 158.918

9.50 18 - - 25.457 375.054 127.157 502.211 167.404

10.50 18 - - 25.457 425.968 127.157 553.125 184.375

11.00 18 - - 25.457 451.425 127.157 578.582 192.861

11.50 18 - - 25.457 476.882 127.157 604.039 201.346

12.00

4

17 - - 24.043 500.925 120.093 621.017 207.006

12.50 16 - - 22.628 523.553 113.029 636.582 212.194

13.00 12 - - 16.971 540.524 84.772 625.296 208.432

13.50 10 - - 14.143 554.667 70.643 625.310 208.437

14.00 9 - - 12.729 567.396 63.579 630.974 210.325

14.50 8 - - 11.314 578.710 56.514 635.224 211.741

15.00 8 - - 11.314 590.024 56.514 646.538 215.513

15.50

5

9 60.000 0.50 21.214 611.238 85.840 697.078 232.359

16.00 10 66.667 0.40 19.082 630.320 95.378 725.697 241.899

16.50 11 73.333 0.50 25.928 656.248 104.915 761.164 253.721

17.00 12 80.000 0.50 28.286 684.534 114.453 798.987 266.329

17.50 12 80.000 0.50 28.286 712.820 114.453 827.273 275.758

18.00 17 113.333 0.50 40.071 752.891 162.142 915.033 305.011

18.50 18 120.000 0.50 42.428 795.319 171.680 966.999 322.333

19.00

6

22 146.667 0.50 51.857 847.176 209.831 1057.007 352.336

19.50 30 200.000 0.50 70.714 917.890 286.133 1204.023 401.341

20.00 40 266.667 0.50 94.285 1012.176 381.510 1393.686 464.562

20.50 48 320.000 0.50 113.142 1125.318 457.812 1583.130 527.710

21.00 49 326.667 0.50 115.500 1240.817 467.350 1708.167 569.389

21.50 50 333.333 0.50 117.857 1358.674 476.888 1835.562 611.854

22.00 51 340.000 0.50 120.214 1478.888 486.425 1965.313 655.104

22.50 53 353.333 0.50 124.928 1603.816 505.501 2109.317 703.106

23.00 54 360.000 0.50 127.285 1731.101 515.039 2246.140 748.713

23.50 57 380.000 0.50 134.357 1865.458 543.652 2409.110 803.037

24.00 58 386.667 0.50 136.714 2002.172 553.190 2555.361 851.787

4.2.1.2Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang dari data kalendering

Perhitungan kapasitas daya dukung dari pengambilan kalendering di lapangan dengan Danish Formula dilakukan pada titik pier 2, yaitu untuk pile 3 dan pile 11.

A. Perhitungan pada Pier 2 (PILE 3) :

Data :

Diameter tiang (D) = 45 cm

Luas tiang pancang (Ab

4 1

) = x π x D

=

2

4 1

x π x 45

= 1589,625 cm 2

Effisiensi alat pancang = 85 % (diambil dari Tabel 2.4) 2

Energi alat pancang = 701760 kg/cm (diambil dari Tabel 2.5) Banyaknya penetrasi pukulanan diambil dari data kalendering pemancangan di lapangan pada 10 (sepuluh) pukulan terakhir = 0,9 cm Panjang tiang pancang (L) = 20 m = 2000 cm

Modulus Elastisitas tiang = 4700 . fc ' = 4700 . 30

= 25742,96 Mpa = 257429,60 kg/cm a. Perhitungan kapasitas daya dukung ultimate tiang pancang

2

Pu 5 . 0 2     + Ep x A x L x E x S E x ηη = = 5 . 0 60 , 257429 625 , 1589 2 2000 701760 85 , 0 9 , 0 701760 85 , 0     + x x x x x

= 283057,2628 kg = 283,058 ton

b. Perhitungan kapasitas daya dukung ijin tiang pancang

Pa =

SF Pu = 3 058 , 283

= 94,353 ton

B. Perhitungan pada Pier 2 (Pile 11) :

Data :

Diameter tiang (D) = 45 cm

Luas tiang pancang (Ab

4 1

) = x π x D

=

2

4 1

x π x 45

= 1589,625 cm 2

Effisiensi alat pancang = 85 % (diambil dari Tabel 2.4) 2

Menentukan modulus elastisitas dari bahan tiang : Ep = 4700 . fc'

= 4700 . 30 = 25742,96 Mpa

RA ₂

. 4 1 _d A_p π = = 2 45 . 4 1 625 , 1589 π = 1,00

Menentukan faktor kekakuan tiang : K =

s A p E R E . = 4806 , 6 00 , 1 . 96 , 25742 = 3972,31 Untuk d db = 45 45

= 1, diameter ujung dan atas sama

Untuk d L = 45 1360 = 30,22

Dari masing-masing grafik didapat : Io

d L

= 0,061 (untuk = 30,22, d db

= 1) Gambar 2.10

Rk

d L

= 1,080 (untuk = 30,22, K = 3972,31) Gambar 2.11 R_μ = 0,915 (untuk μs = 0,3 , K = 3972,31) Gambar 2.13

Rb

d L

= 0,510 (untuk = 30,22, Es Eb

= 10) Gambar 2.14 a. untuk tiang dukung ujung

I = Io . Rk . Rb . R

= 0,061 . 1,080 . 0,510 . 0,915

μ

= 0,0307 S =

D Es I Q . . = cm cm kg kg 45 . / 806 , 64 0307 , 0 . 379115 2

= 3,99 cm = 39,9 mm b. untuk penurunan tiang elastis

S =

Ep A L Q Q s . ) ( +ξ

= 60 , 257429 . 625 , 1589 1360 . )) 504 . 67 , 0 ( 379115 ( +

= 1,7186 cm = 17,186 mm

Hasil perhitungan perkiraan penurunan tiang tunggal dapat dilihat pada Tabel berikut :

Tabel 4.6 Perkiraan penurunan tiang tunggal

No. Bentuk penurunan Penurunan tiang (S)

1 2

Untuk tiang dukung ujung Untuk penurunan tiang elastis

39,9 mm 17,19 mm

B. Penurunan kelompok tiang (Sg

S

)

g

c g

q I B q

. 2

. . = dimana : q =

g gB

L Q

=

950 . 280

379115

= 1,425 kg/cm I = 1 -

2

g B L

8 ≥ 0,5

= 1 - 950 . 8

2000 ≥ 0,5 = 1 – 0,263 ≥ 0,5 = 0,736 > 0,5 maka :

Sg

200 . 2

736 , 0 . 950 . 425 , 1 =

= 400

36 , 996

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil perhitungan maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Hasil perhitungan kapasitas daya dukung ultimate tiang pancang dari data sondir, SPT, dan kalendering pada kedalaman 18,5 m yaitu :

No. Titik

Data Sondir Data SPT Data

Kalendering Metode

Aoki dan De Alencar

Metode Meyerhoff

Metode Meyerhoff

Metode Danish Formula

(ton) (ton) (ton) (ton)

1 1 165,703 339,852 235,495 283,058 2 2 241,847 366,242 270,397 220,327

2. Berdasarkan hasil perhitungan total tiang tunggal yang telah dilakukan, untuk penurunan total tiang tunggal yang terjadi yaitu sebesar 57,09 mm.

5.2. Saran

Dari hasil perhitungan dan kesimpulan diatas penulis memberi saran sebagai berikut :

1. Lebih teliti dalam melaksanakan pengujian baik dalam penggunaan peralatan ataupun pembacaan hasil yang tertera pada sebagian alat uji hingga pada pengolahan data.

2. Dalam menganalisa daya dukung pondasi lebih baik memakai hasil data kalendering karena lebih aktual.

DAFTAR PUSTAKA

Bowlesh, J. E. (1991). Analisa dan Desain Pondasi. Edisi keempat Jilid 1, Erlangga, Jakarta.

Das, M. B. (1993). Mekanika Tanah. jilid 2,Erlangga, Jakarta.

Hardiyatmo,H.C. (1996). Teknik Pondasi 1. PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Hardiyatmo,H.C. (2002). Teknik Pondasi 2. Edisi Kedua, Beta Offset, Yogyakarta.

Hidayat,Wahyu. (2008). Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang pada

Proyek Pembangunan Islamic Center Kabupaten Kampar-Riau. Medan,

USU.

HS, Sardjono. (1984). Pondasi Tiang Pancang. jilid 1, Sinar Wijaya, Surabaya. Titi, H. H. and Farsakh. M. A. Y. (1999). Evaluation of Bearing Capacity of Piles

from Cone Penetration Test, Lousiana Transportation Research Center.

Hardiyatmo,H.C. (1994). Mekanika Tanah 2. PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.