Tiang Pancang TINJAUAN PUSTAKA

28 mobilisasi peralatan, dampak yang ditimbulkan terhadap lingkungan sekitar getaran, kebisingan, kebersihan dan kondisi lain yang dapat mempengaruhi kegiatan pekerjaan tersebut. Gambar 2.11. Pondasi Tiang Bor Bored Pile Sumber : Atadroe, 2011

2.4. Tiang Pancang

Pondasi tiang pancang pile foundation adalah bagian dari struktur yang digunakan untuk menerima dan mentransfer menyalurkan beban dari struktur atas ke tanah penunjang yang terletak pada kedalaman tertentu dimana tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung bearing capacity yang cukup untuk memikul beban berat bangunan dan beban yang diterimanya atau apabila tanah pendukung yang mempunyai daya dukung yang cukup letaknya sangat dalam. Pondasi tiang dibuat menjadi suatu kesatuan yang monolit dengan menyatukan pangkal tiang yang terdapat di bawah konstruksi dengan tumpuan pondasi. 2.4.1. Definisi Tiang Pancang Tiang pancang bentuknya panjang dan langsing yang menyalurkan beban ke tanah yang lebih dalam. Pondasi tiang sudah digunakan sebagai penerima beban dan sistem transfer beban selama bertahun-tahun. Oleh sebab itu perlu memperkuat tanah penunjang dengan beberapa tiang. Universitas Sumatera Utara 29 Pada tahun 1740, Christoffoer Polhem menemukan peralatan pile driving yang menyerupai mekanisme pile driving saat ini. Tiang baja Steel pile sudah digunakan selama 1800 dan Tiang beton concrete pile sejak 1900. Revolusi industri membawa perubahan yang penting pada sistem pile driving melalui penemuan mesin uap dan mesin diesel. Dengan meningkatnya permintaan akan rumah dan konstruksi, memaksa para pengembang memanfaatkan tanah-tanah yang mempunyai karakteristik yang kurang bagus. Hal ini membuat pengembangan dan peningkatan sistem Pile driving. Saat ini banyak teknik-teknik instalasi tiang pancang bermunculan. Struktur yang menggunakan pondasi tiang pancang apabila tanah dasar tidak mempunyai kapasitas daya pikul yang memadai. Jika hasil pemeriksaan tanah menunjukkan bahwa tanah dangkal tidak stabil dan kurang keras atau apabila besarnya hasil estimasi penurunan tidak dapat diterima, pondasi tiang pancang dapat menjadi bahan pertimbangan. Tiang pancang juga digunakan untuk kondisi tanah yang normal untuk menahan beban horizontal. Tiang pancang merupakan metode yang tepat untuk pekerjaan di atas air, seperti jetty atau dermaga. Dalam mendesain pondasi tiang pancang mutlak diperlukan informasi mengenai : 1. Data tanah dimana bangunan akan didirikan. 2. Daya dukung tiang pancang sendiri baik single atau group pile. 3. Analisa negative skin friction karena mengakibatkan beban tambahan. Universitas Sumatera Utara 30 Gaya geser negatif negative skin friction adalah suatu gaya yang bekerja pada sisi tiang pancang dan bekerja ke arah bawah sehingga memberikan penambahan beban secara vertikal selain beban luar yang bekerja. Negative skin friction berbeda dengan positif skin friction, karena positif skin friction justru membantu memberikan gaya dukung pada tiang dalam melawan beban luarvertikal yang bekerja dengan cara memberikan perlawanan geser disisi-sisi tiang, dengan arah kerja yang berlawanan dari arah gaya luar yang bekerja ataupun gaya dari negative skin friction. Negatif skin friction terjadi ketika lapisan tanah yang diperkirakan mengalami penurunan cukup besar akibat proses konsolidasi, dimana akibat proses konsolidasi ini tiang mengalami gaya geser dorong ke arah bawah yang bekerja pada sisi-sisi tiang karena terbebani. Keadaan ini disebut sebagai keadaan tiang mengalami gaya geser negatif negative skin friction. Jika jumlah gaya-gaya sebagai akibat dari beban luar dan gaya geser negatif ini melebihi gaya dukung tanah yang diizinkan, akan terjadi penurunan tiang yang disertai dengan penurunan tanah disekitarnya. Keadaan ini bisa terjadi karena tanahnya yang lembek, pemancangan pondasi pada daerah timbunan baru, atau akibat penurunan air tanah pada tanah yang lembek, dimana kondisi tersebut memungkinkan terjadinya penurunan atau konsolidasi tanah yang cukup besar. Pondasi tiang pancang hendaknya direncanakan sedemikian rupa sehingga gaya luar yang bekerja pada kepala tiang tidak melebihi gaya dukung tiang yang diizinkan. Adapun yang dimaksud dengan gaya dukung tiang yang diizinkan adalah meliputi aspek gaya dukung tanah yang diizinkan, Universitas Sumatera Utara 31 tegangan pada bahan tiang perpindahan kepala tiang yang diizinkan, dan gaya-gaya lain seperti perbedaan tekanan tanah aktif dan pasif. 2.4.2. Tujuan Penggunaan Pondasi Tiang Pancang Pondasi tiang digunakan untuk beberapa tujuan, antara lain :  Untuk meneruskan beban bangunan yang terletak di atas air atau tanah lunak ke tanah pendukung yang kuat.  Untuk meneruskan beban ke tanah yang relatif lunak sampai kedalaman tertentu sehingga pondasi bangunan mampu memberikan dukungan yang cukup untuk mendukung beban tersebut oleh gesekan dinding tiang dengan tanah disekitarnya.  Untuk mengangker bangunan yang dipengaruhi oleh gaya angkat ke atas akibat tekanan hidrostatis atau momen penggulingan.  Untuk menahan gaya horizontal dan gaya yang arahnya miring.  Untuk memadatkan tanah pasir, sehingga kapasitas dukung tanah tersebut bertambah.  Untuk mendukung pondasi bangunan yang permukaan tanahnya mudah tergerus air. 2.4.3. Jenis-Jenis Tiang Pancang Pondasi tiang pancang dapat digolongkan berdasarkan pemakaian bahan, cara penyaluran beban, cara pemasangannya, dan berdasarkan perpindahan tiang, berikut ini akan dijelaskan satu persatu. 1. Pondasi tiang pancang menurut pemakaian bahan Tiang pancang dapat dibagi ke dalam beberapa kategori Bowles, 1991, antara lain : Universitas Sumatera Utara 32 A. Tiang Pancang Kayu Tiang pancang tertua dalam penggunaan tiang pancang sebagai pondasi dengan bahan material kayu dapat digunakan pada suatu dermaga. Tiang pancang kayu dibuat dari batang pohon yang cabang-cabangnya telah dipotong dengan hati-hati, biasanya diberi bahan pengawet dan didorong dengan ujungnya yang kecil sebagai bagian yang runcing. Kadang-kadang ujungnya yang besar didorong untuk maksud-maksud khusus, seperti dalam tanah yang sangat lembek dimana tanah tersebut akan bergerak kembali melawan poros. Kadang ujungnya runcing dilengkapi dengan sebuah sepatu pemancangan yang terbuat dari logam bila tiang pancang harus menembus tanah keras atau tanah kerikil. Tiang kayu akan tahan lama dan tidak mudah busuk jika tiang dalam keadaan selalu terendam penuh di bawah muka air tanah. Tiang pancang kayu akan lebih cepat rusak atau busuk jika dalam keadaan kering dan basah yang selalu berganti. Sedangkan pengawetan dan pemakaian obat-obatan pengawet untuk kayu hanya akan menunda atau memperlambat kerusakan kayu, tetapi tidak dapat melindungi untuk seterusnya. Pemakaian tiang pancang kayu biasanya tidak diijinkan untuk menahan muatan lebih besar dari 25 sampai 30 ton untuk setiap tiang. Tiang ini sangat cocok untuk daerah rawa dan daerah-daerah yang sangat banyak terdapat hutan kayu seperti daerah Kalimantan, sehingga mudah memperoleh baloktiang kayu yang panjang dan lurus dengan diameter yang cukup besar untuk digunakan sebagai tiang pancang. Universitas Sumatera Utara 33 Persyaratan dari tiang ini adalah bahan yang dipergunakan harus cukup tua, berkualitas baik dan tidak cacat, contohnya kayu berlian. Tiang pancang harus diperiksa dahulu sebelum dipancang untuk memastikan bahwa tiang pancang tersebut memenuhi ketentuan dari bahan dan toleransi yang diijinkan. Semua kayu lunak yang digunakan untuk tiang pancang memerlukan pengawetan yang harus dilaksanakan sesuai dengan AASHTO M133–86 dengan menggunakan instalasi peresapan bertekanan. Bila instalasi tidak tersedia, pengawetan dengan tangki terbuka secara panas dan dingin harus digunakan. Beberapa kayu keras dapat digunakan tanpa pengawetan. Pada umumnya kebutuhan mengawetkan kayu keras tergantung jenis kayu dan beratnya kondisi pelayanan. Kepala Tiang Pancang Sebelum pemancangan, tindakan pencegahan kerusakan pada kepala tiang pancang harus diambil yaitu dengan pemangkasan kepala tiang pancang sampai penampang melintang menjadi bulat dan tegak lurus terhadap panjangnya dan diberi bahan pengawet sebelum pur pile cap dipasang serta memasang cincin baja besi yang kuat. Bila tiang pancang kayu lunak membentuk pondasi struktur permanen dan akan dipotong sampai di bawah permukaan tanah, maka perhatian khusus harus diberikan untuk memastikan bahwa tiang pancang tersebut telah dipotong di bawah permukaan air tanah yang terendah yang diperkirakan. Jika digunakan pur pile cap dari beton, kepala tiang pancang harus tertanam dalam pur dengan kedalaman yang cukup sehingga dapat memindahkan gaya. Tebal beton di sekeliling tiang Universitas Sumatera Utara 34 pancang paling sedikit 15 cm dan harus diberi baja tulangan untuk mencegah terjadinya keretakan. Sepatu Tiang Pancang Harus dilengkapi dengan sepatu yang cocok untuk melindungi ujung tiang selama pemancangan, kecuali jika seluruh pemancangan dilakukan pada tanah yang lunak. Sepatu harus benar-benar konsentris pusat sepatu sama dengan pusat tiang pancang dan dipasang dengan kuat pada ujung tiang. Bidang kontak antara sepatu dan kayu harus cukup untuk menghindari tekanan yang berlebihan selama pemancangan. Pemancangan Pemancangan berat mungkin merusak kepala tiang pancang, memecah ujung dan menyebabkan retak tiang pancang dan harus dihindari dengan membatasi tinggi jatuh palu dan jumlah penumbukan pada tiang pancang. Umumnya, berat palu harus sama dengan beratnya tiang untuk memudahkan pemancangan. Perhatian khusus harus diberikan selama pemancangan untuk memastikan bahwa kepala tiang pancang harus selalu berada sesumbu dengan palu, tegak lurus terhadap panjang tiang pancang. Penyambungan Bila diperlukan untuk menggunakan tiang pancang yang terdiri dari dua batang atau lebih, permukaan ujung tiang pancang harus dipotong sampai tegak lurus terhadap panjangnya untuk menjamin bidang kontak seluas seluruh penampang tiang pancang. Pada tiang pancang yang digergaji, sambungannya harus diperkuat dengan kayu atau pelat penyambung baja, atau profil baja seperti profil kanal atau profil siku yang Universitas Sumatera Utara 35 dilas menjadi satu membentuk kotak yang dirancang untuk memberikan kekuatan yang diperlukan. Tiang pancang bulat harus diperkuat dengan pipa penyambung. Sambungan di dekat titik-titik yang mempunyai lendutan maksimum harus dihindarkan. Keuntungan pemakaian tiang pancang kayu, yaitu : a. Relatif lebih ringan sehingga mudah dalam pengangkutan. b. Kekuatan tarik besar sehingga pada waktu pengangkatan untuk pemancangan tidak menimbulkan kesulitan seperti misalnya pada tiang pancang beton precast. c. Mudah untuk pemotongannya apabila tiang kayu ini sudah tidak dapat masuk lagi ke dalam tanah. d. Tiang pancang kayu ini lebih baik untuk friction pile dari pada untuk end bearing pile sebab tegangan tekanannya relatif kecil. e. Karena tiang kayu ini relatif flexible terhadap arah horizontal dibandingkan dengan tiang-tiang pancang selain dari kayu, maka apabila tiang ini menerima beban horizontal yang tidak tetap, tiang pancang kayu ini akan melentur dan segera kembali ke posisi setelah beban horizontal tersebut hilang. Hal seperti ini sering terjadi pada dermaga dimana terdapat tekanan ke samping dari kapal dan perahu. Kerugian pemakaian tiang pancang kayu, yaitu : a. Karena tiang pancang harus selalu terletak di bawah muka air tanah yang terendah agar dapat tahan lama, jika air tanah yang terendah itu letaknya sangat dalam, hal ini akan menambah biaya untuk penggalian. Universitas Sumatera Utara 36 b. Tiang pancang yang dibuat dari kayu mempunyai umur yang relatif kecil dibandingkan tiang pancang yang di buat dari baja atau beton terutama pada daerah yang muka air tanahnya sering naik dan turun. c. Pada waktu pemancangan pada tanah yang berbatu gravel ujung tiang pancang kayu dapat berbentuk berupa sapu atau dapat pula ujung tiang tersebut hancur. Apabila tiang kayu tersebut kurang lurus, maka pada waktu dipancangkan akan menyebabkan penyimpangan terhadap arah yang telah ditentukan. d. Tiang pancang kayu tidak tahan terhadap benda-benda yang agresif dan jamur yang menyebabkan kebusukan. B. Tiang Pancang Beton Keuntungannya yaitu : a. Karena tiang dibuat di pabrik dan pemeriksaan kualitas ketat dapat dilakukan setiap saat, hasilnya lebih dapat diandalkan. b. Prosedur pelaksanaan tidak dipengaruhi oleh air tanah. c. Daya dukung dapat diperkirakan berdasarkan rumus tiang pancang sehingga mempermudah pengawasan pekerjaan konstruksi. d. Cara penumbukan sangat cocok untuk mempertahankan daya dukung vertikal. Kerugiannya yaitu : a. Karena dalam pelaksanaannya menimbulkan getaran dan kegaduhan maka pada daerah yang berpenduduk padat di kota dan desa, akan menimbulkan masalah disekitarnya. b. Pemancangan sulit, bila diameter tiang terlalu besar. Universitas Sumatera Utara 37 c. Bila panjang tiang pancang kurang, maka untuk melakukan penyambungannya sulit dan memerlukan alat penyambung khusus. d. Bila memerlukan pemotongan maka dalam pelaksanaannya akan lebih sulit dan memerlukan waktu yang lama. Tiang pancang beton terdiri dari 3 macam, yaitu : 1. Precast Reinforced Concrete Pile Yaitu tiang pancang dari beton bertulang yang dicetak dan dicor dalam acuan beton bekisting, kemudian setelah cukup kuat lalu diangkat dan dipancangkan. Karena tegangan tarik beton adalah kecil dan praktis dianggap sama dengan nol, sedangkan berat sendiri beton adalah besar, maka tiang pancang beton ini haruslah diberi penulangan-penulangan yang cukup kuat untuk menahan momen lentur yang akan timbul pada waktu pengangkatan dan pemancangan dan dicetak serta dicor di tempat pekerjaan, jadi tidak membawa kesulitan untuk transport. Tiang pancang ini dapat memikul beban yang besar 50 ton untuk setiap tiang, hal ini tergantung dari dimensinya. Dalam perencanaan tiang pancang beton precast ini panjang tiang harus dihitung dengan teliti, sebab kalau ternyata panjang tiang ini kurang terpaksa harus dilakukan penyambungan, hal ini adalah sulit dan banyak memakan waktu. Reinforced Concrete Pile penampangnya dapat berupa lingkaran, segi empat, segi delapan dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Universitas Sumatera Utara 38 Gambar 2.12. Tiang Pancang Beton Precast Concrete Pile Sumber : Bowles, 1991 Keuntungan pemakaian precast concrete reinforced pile, yaitu : a. Precast concrete reinforced pile ini mempunyai tegangan tekan yang besar, hal ini tergantung dari mutu beton yang digunakan. b. Dapat di hitung baik sebagai end bearing pile maupun friction pile. c. Karena tiang pancang beton ini tidak berpengaruh oleh tinggi muka air tanah seperti tiang pancang kayu, maka disini tidak memerlukan galian tanah yang banyak untuk poernya. d. Tiang pancang beton dapat tahan lama sekali, serta tahan terhadap pengaruh air maupun bahan-bahan yang corrosive asal beton dekkingnya cukup tebal untuk melindungi tulangannya. Kerugian pemakaian precast concrete reinforced pile, yaitu : a. Karena berat sendirinya maka transportnya akan mahal, oleh karena itu precast concrete reinforced pile ini dibuat di lokasi pekerjaan. Universitas Sumatera Utara 39 b. Memerlukan waktu yang lama untuk menunggu sampai tiang beton ini dapat dipergunakan karena dipancang setelah cukup keras. c. Bila memerlukan pemotongan maka dalam pelaksanaannya akan lebih sulit dan memerlukan waktu yang lama. d. Bila panjang tiang pancang kurang, karena panjang dari tiang pancang ini tergantung dari pada alat pancang pile driving yang tersedia maka untuk melakukan panyambungan adalah sukar dan memerlukan alat penyambung khusus. 2. Precast Prestressed Concrete Pile Yaitu tiang pancang dari beton prategang yang menggunakan baja penguat dan kabel kawat sebagai gaya prategangnya. Gambar 2.13. Tiang Pancang Precast Prestressed Concrete Pile Sumber : Bowles, 1991 Keuntungan pemakaian precast prestressed concrete pile, yaitu : a. Kapasitas beban pondasi yang dipikulnya tinggi. b. Tiang pancang tahan terhadap karat. c. Kemungkinan terjadinya pemancangan keras dapat terjadi. Kerugian pemakaian precast prestressed concrete pile, yaitu : a. Pondasi tiang pancang sukar untuk ditangani. Universitas Sumatera Utara 40 b. Biaya permulaan dari pembuatannya tinggi. c. Pergeseran cukup banyak sehingga prategang sukar untuk disambung. 3. Cast in Place Pile Yaitu pondasi yang dicetak di tempat dengan jalan dibuatkan lubang terlebih dahulu dalam tanah dengan cara mengebor tanah seperti pada pengeboran tanah pada waktu penyelidikan tanah. Pada cast in place ini dapat dilaksanakan dua cara, yaitu : 1. Dengan pipa baja yang dipancangkan ke dalam tanah, kemudian diisi dengan beton dan ditumbuk sambil pipa tersebut ditarik ke atas. 2. Dengan pipa baja yang dipancangkan ke dalam tanah, kemudian diisi dengan beton, sedangkan pipa tersebut tetap tinggal di dalam tanah. Keuntungan pemakaian cast in place, yaitu : a. Pembuatan tiang tidak menghambat pekerjan. b. Tidak ada resiko rusak dalam transport karena tiang tidak diangkat. c. Panjang tiang dapat disesuaikan dengan keadaan dilapangan. Kerugian pemakaian cast in place, yaitu : a. Pada saat penggalian lubang, membuat keadaan sekelilingnya menjadi kotor akibat tanah yang diangkut dari hasil pengeboran tanah tersebut. b. Pelaksanaannya memerlukan peralatan yang khusus. c. Beton yang dikerjakan secara cast in place tidak dapat dikontrol. Universitas Sumatera Utara 41 C. Tiang Pancang Baja Umumnya tiang pancang baja struktur harus berupa profil baja gilas biasa, tetapi tiang pancang pipa dan kotak dapat digunakan dan akan diisi dengan beton, mutu beton tersebut minimum harus K250. Kebanyakan tiang pancang baja berbentuk profil H. Karena terbuat dari baja maka kekuatannya sangat besar sehingga pengangkutan dan pemancangan tidak menimbulkan bahaya patah seperti halnya pada tiang beton precast. Jadi pemakaian tiang ini akan sangat bermanfaat jika kita memerlukan tiang pancang panjang dengan tahanan ujung yang besar. Tingkat karat pada tiang pancang baja sangat berbeda-beda terhadap teksture tanah, panjang tiang yang berada dalam tanah dan keadaan kelembaban tanah, diantaranya : a. Pada tanah yang memiliki teksture tanah yang kasarkesap, maka karat yang terjadi karena adanya sirkulasi air dalam tanah tersebut hampir mendekati keadaan karat yang terjadi pada udara terbuka. b. Pada tanah liat clay yang mana kurang mengandung oxygen maka akan menghasilkan tingkat karat yang mendekati keadaan karat yang terjadi karena terendam air. c. Pada lapisan pasir yang dalam letaknya dan terletak di bawah lapisan tanah yang padat akan sedikit sekali mengandung oxygen maka lapisan pasir tersebut juga akan akan menghasilkan karat yang kecil sekali pada tiang pancang baja. Umumnya tiang pancang baja akan berkarat di bagian atas yang dekat dengan permukaan tanah, disebabkan karena Aerated-Condition Universitas Sumatera Utara 42 keadaan udara pada pori-pori tanah pada lapisan tanah tersebut dan adanya bahan-bahan organis dari air tanah. Hal ini dapat ditanggulangi, memoles tiang baja tersebut dengan coaltar atau dengan sarung beton sekurang-kurangnya 20” ± 60 cm dari muka air tanah terendah. Karatkorosi yang terjadi karena udara atmosphere corrosion pada bagian tiang yang terletak di atas tanah dapat dicegah dengan pengecatan seperti pada konstruksi baja biasa. Perlindungan Terhadap Korosi Jika korosi pada tiang pancang baja mungkin dapat terjadi, maka panjang atau ruas-ruasnya yang mungkin terkena korosi harus dilindungi dengan pengecatan menggunakan lapisan pelindung yang telah disetujui danatau digunakan logam yang lebih tebal jika daya korosi dapat diperkirakan dengan akurat dan beralasan. Umumnya seluruh panjang tiang baja yang terekspos, dan setiap panjang yang terpasang dalam tanah yang terganggu di atas muka air terendah, harus dilindungi dari korosi. Kepala Tiang Pancang Sebelum pemancangan, kepala tiang pancang harus dipotong tegak lurus terhadap panjangnya dan topi pemancang driving cap harus dipasang untuk mempertahankan sumbu tiang pancang segaris dengan sumbu palu. Sebelum pemancangan, pelat topi, batang baja atau pantek harus ditambatkan pada pur, atau tiang pancang dengan panjang yang cukup harus ditanamkan ke dalam pur pile cap. Universitas Sumatera Utara 43 Perpanjangan Tiang Pancang Perpanjangan tiang pancang baja harus dilakukan dengan pengelasan. Pengelasan harus dikerjakan sedemikian rupa hingga kekuatan penampang baja semula dapat ditingkatkan. Sambungan harus dirancang dan dilaksanakan dengan cara sedemikian hingga dapat menjaga alinyemen dan posisi yang benar pada ruas-ruas tiang pancang. Jika tiang pancang pipa atau kotak akan diisi dengan beton setelah pemancangan, sambungan yang dilas harus kedap air. Sepatu Tiang Pancang Pada umumnya sepatu tiang pancang tidak diperlukan pada profil H atau profil baja gilas lainnya. Namun jika tiang pancang akan dipancang di tanah keras, maka ujungnya dapat diperkuat dengan menggunakan pelat baja tuang atau dengan mengelaskan pelat atau siku baja untuk menambah ketebalan baja. Tiang pancang pipa atau kotak dapat juga dipancang tanpa sepatu, tetapi jika ujung dasarnya tertutup diperlukan, maka penutup ini dapat dikerjakan dengan cara mengelaskan pelat datar, atau sepatu yang telah dibentuk dari besi tuang, baja tuang atau baja fabrikasi. Keuntungan pemakaian tiang pancang baja, yaitu : a. Tiang pancang ini mudah dalam dalam hal penyambungannya. b. Tiang pancang ini memiliki kapasitas daya dukung yang tinggi. c. Saat pengangkatan dan pemancangan tidak menimbulkan bahaya patah. Kerugian pemakaian tiang pancang baja, yaitu : a. Tiang pancang ini mudah mengalami korosi. b. Bagian H pile dapat rusak atau dibengkokan oleh rintangan besar. Universitas Sumatera Utara 44 D. Tiang Pancang Komposit Yaitu tiang pancang yang terdiri dari dua bahan yang berbeda yang bekerja sama sehingga merupakan satu tiang. Kadang-kadang pondasi tiang dibentuk dengan menghubungkan bagian atas dan bawah tiang dengan bahan yang berbeda, misalnya dengan bahan beton di atas muka air tanah dan bahan kayu tanpa perlakuan apapun disebelah bawahnya. cara ini diabaikan karena biaya dan kesulitan yang timbul dalam sambungan. Tiang pancang komposit ini terdiri dari : 1. Water Proofed Steel and Wood Pile Tiang ini terdiri dari tiang pancang kayu untuk bagian yang di bawah permukaan air tanah sedangkan bagian atas adalah beton. Kita telah mengetahui bahwa kayu akan tahan lamaawet bila terendam air, karena itu bahan kayu disini diletakan di bagian bawah yang mana selalu terletak di bawah air tanah. Kelemahan tiang ini adalah pada tempat sambungan apabila tiang pancang ini menerima gaya horizontal yang permanen. Adapun cara pelaksanaanya secara singkat sebagai berikut: a. Casing dan core inti dipancang bersama-sama dalam tanah hingga mencapai kedalaman yang telah ditentukan untuk meletakan tiang pancang kayu tersebut dan ini harus terletak di bawah muka air tanah yang terendah. b. Kemudian core ditarik ke atas dan tiang pancang kayu dimasukan dalam casing dan terus dipancang sampai mencapai lapisan tanah keras. Universitas Sumatera Utara 45 c. Secara mencapai lapisan tanah keras pemancangan dihentikan dan core ditarik ke luar dari casing. Beton dicor ke dalam casing sampai penuh terus dipadatkan dengan menumbukkan core ke dalam casing. 2. Composite Dropped in – Shell and Wood Pile Tipe tiang ini hampir sama dengan tipe di atas hanya bedanya tiang ini memakai shell yang terbuat dari bahan logam tipis permukaannya di beri alur spiral. Secara singkat pelaksanaanya sebagai berikut : a. Casing dan core dipancang bersama-sama sampai mencapai kedalaman yang telah ditentukan di bawah muka air tanah. b. Setelah mencapai kedalaman yang dimaksud core ditarik ke luar dari casing dan tiang pancang kayu dimasukkan dalam casing terus dipancang sampai mencapai lapisan tanah keras. Pada pemancangan tiang pancang kayu ini harus diperhatikan benar-benar agar kepala tiang tidak rusak atau pecah. c. Setelah mencapai lapisan tanah keras core ditarik ke luar lagi dari casing. d. Kemudian shell berbentuk pipa yang diberi alur spiral dimasukkan dalam casing. Pada ujung bagian bawah shell dipasang tulangan berbentuk sangkar yang mana tulangan ini dibentuk sedemikian rupa sehingga dapat masuk pada ujung atas tiang pancang kayu tersebut. e. Beton kemudian dicor ke dalam shell. Setelah shell cukup penuh dan padat casing ditarik ke luar sambil shell yang telah terisi beton tadi ditahan terisi beton tadi ditahan dengan cara meletakkan core di ujung atas shell. Universitas Sumatera Utara 46 3. Composite Ungased – Concrete and Wood Pile Dasar pemilihan tiang composiet tipe ini adalah :  Lapisan tanah keras dalam sekali letaknya sehingga tidak memungkinkan untuk menggunakan Cast in Place concrete pile, sedangkan kalau menggunakan precast concrete pile terlalu panjang, akibatnya akan susah dalam transport dan mahal.  Muka air tanah terendah sangat dalam sehingga bila menggunakan tiang pancang kayu akan memerlukan galian yang cukup dalam agar tiang pancang kayu tersebut selalu berada di bawah permukaan air tanah terendah. Prinsip pelaksanaan tiang composite ini adalah sebagai berikut : a. Casing baja dan core dipancang bersama-sama dalam tanah sehingga sampai pada kedalaman tertentu di bawah muka air tanah. b. Core ditarik ke luar dari casing dan tiang pancang kayu dimasukkan casing terus dipancang sampai kelapisan tanah keras. c. Setelah sampai pada lapisa tanah keras core dike luarkan lagi dari casing dan beton sebagian dicor dalam casing. Kemudian core dimasukkan lagi dalam casing. d. Beton ditumbuk dengan core sambil casing ditarik ke atas sampai jarak tertentu sehingga terjadi bentuk beton yang menggelembung seperti bola di atas tiang pancang kayu tersebut. e. Core ditarik lagi ke luar dari casing dan casing diisi dengan beton lagi sampai padat setinggi beberapa sentimeter di atas permukaan tanah. Universitas Sumatera Utara 47 Kemudian beton ditekan dengan core kembali sedangkan casing ditarik ke atas sampai ke luar dari tanah. f. Tiang pancang composit telah selesai. Tiang pancang composit seperti ini sering dibuat oleh The Mac Arthur Concrete Pile Corp. 4. Composite Dropped – Shell and Pipe Pile Dasar pemilihan tipe tiang seperti ini adalah :  Lapisan tanah keras letaknya terlalu dalam bila digunakan Cast in Place concrete.  Muka air tanah terendah terlalu dalam kalau digunakan tiang composit yang bagian bawahnya terbuat dari kayu. Cara pelaksanaan tiang tipe ini adalah sebagai berikut : a. Casing dan core dipasang bersama-sama sehingga casing seluruhnya masuk dalam tanah. Kemudian core ditarik. b. Tiang pipa baja dengan dilengkapi sepatu pada ujung bawah dimasukkan dalam casing terus dipancang dengan pertolongan core sampai ke tanah keras. c. Setelah sampai pada tanah keras kemudian core ditarik ke atas kembali. d. 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 tulngan dimasukkan dalam shell dan kemudian beton dicor sampai padat. e. Shell yang telah terisi dengan beton ditahan dengan core sedangkan casing ditarik ke luar dari tanah. Lubang disekeliling shell diisi dengan Universitas Sumatera Utara 48 tanah atau pasir. Variasi lain pada tipe tiang ini dapat pula dipakai tiang pemancang baja H sebagai ganti dari tiang pipa. 5. Franki Composite Pile Prinsip tiang hampir sama dengan tiang franki biasa hanya bedanya pada bagian atas dipergunakan tiang beton precast biasa atau tiang profil H dari baja. Adapun cara pelaksanaan tiang composit ini adalah sebagai berikut : a. Pipa dengan sumbat beton dicor terlebih dahulu pada ujung bawah pipa baja dipancang dalam tanah dengan drop hammer sampai pada tanah keras. Cara pemasangan ini sama seperti pada tiang franki biasa. b. Setelah pemancangan sampai pada kedalaman yang telah direncanakan, pipa diisi lagi dengan beton dan terus ditumbuk dengan drop hammer sambil pipa ditarik lagi ke atas sedikit sehingga terjadi bentuk beton seperti bola. c. Setelah tiang beton precast atau tiang baja H masuk dalam pipa sampai bertumpu pada bola beton pipa ditarik ke luar dari tanah. d. Rongga disekitar tiang beton precast atau tiang baja H diisi dengan kerikil atau pasir. 2. Pondasi Berdasarkan Cara Penyaluran A. Tumpuan Ujung End Bearing Pile Penyaluran beban dimana sebagian besar daya dukungnya adalah akibat dari perlawanan tanah keras pada ujung tiang. Tiang yang Universitas Sumatera Utara 49 dimasukkan sampai lapisan tanah keras, secara teoritis dianggap bahwa seluruh beban tiang dipindahkan kelapisan keras melalui ujung tiang. Dari hasil sondir dapat dipakai kira- kira harga perlawanan konus S ≥ 150 kgcm 2 untuk lapisan non kohesif, dan S ≥ 70 kgcm 2 untuk kohesif. Menurut Hardiyatmo, 2002, 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 di atas 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 di bawah ujung tiang Gambar 2.14. Gambar 2.14. Tumpuan Ujung End Bearing Pile Sumber : Hardiyatmo, 2002 B. Tumpuan GeserSisi Friction Pile Penyaluran beban dimana sebagian besar daya dukungnya adalah akibat dari gesekan antara tanah dengan sisi-sisi tiang pancang, atau dengan kata lain kemampuan tiang pancang dalam menahan beban hanya mengandalkan gaya geseran antara tiang dengan tanah disekelilingnya. Hal ini bisa terjadi karena pada dasarnya kenyataan di lapangan mengenai Universitas Sumatera Utara 50 data kondisi tanah tidak bisa diprediksi, sehingga sering kita jumpai suatu keadaan dimana lapisan yang memenuhi syarat sebagai lapisan pendukung yang baik ditemui pada kedalaman yang dalam, sehingga akan menyebabkan biaya yang sangat mahal. Pada kenyataan seperti ini praktis daya dukung yang didapat adalah dari gesekan antara sisi tiang dengan tanah disekelilingnya namun bukan berarti perlawanan di ujungnya kita anggap melempem atau tidak ada, tapi pada kenyataannya tumpuan di ujung ini juga memiliki andil dalam memberikan daya dukung walaupun kecil. Perbedaan dari kedua jenis tiang pancang ini, semata-mata hanya dari segi kemudahan, karena pada umumnya tiang pancang berfungsi sebagai kombinasi antara friction pile tumpuan sisi dan end bearing pile tumpuan ujung. Kecuali tiang pancang yang menembus tanah yang sangat lembek sampai lapisan tanah dasar yang padat. Menurut Hardiyatmo, 2002, Tiang gesek friction pile adalah tiang yang kapasitas dukungnya lebih ditentukan oleh perlawanan gesek antara dinding tiang dan tanah disekitarnya Gambar 2.15. Tahanan gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah di bawahnya diperhitungkan pada hitungan kapasitas tiang. Gambar 2.15. Tumpuan GeserSisi Friction Pile Sumber : Hardiyatmo, 2002 Universitas Sumatera Utara 51 3. Pondasi Tiang Pancang menurut Pemasangannya Menurut cara pemasangannya dibagi dua bagian besar, yaitu : A. Tiang pancang pracetak Yaitu tiang pancang yang dicetak dan dicor di dalam acuan beton bekisting, kemudian setelah cukup kuat lalu diangkat dan dipancangkan. Menurut cara pemasangannya terdiri dari : 1. Cara penumbukan Dimana tiang pancang tersebut dipancangkan ke dalam tanah dengan cara penumbukan oleh alat penumbuk hammer. 2. Cara penggetaran Dimana tiang pancang tersebut dipancangkan ke dalam 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, yaitu : 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 ke dalam tanah dengan memberikan tekanan pada tiang. Universitas Sumatera Utara 52 d. Cara pemancaran, yaitu tanah pondasi diganggu dengan semburan air yang ke luar dari ujung serta keliling tiang, sehingga tidak dapat dipancangkan ke dalam tanah. B. Tiang yang dicor di tempat Cast in Place Pile Tiang yang dicor di tempat 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 ke dalam tanah kemudian pipa baja tersebut dicor dengan beton. 2. Cara penggalian Cara ini dapat dibagi lagi dari peralatan pendukung yang digunakan, antara lain : a. Penggalian dengan tenaga manusia, yaitu penggalian lubang pondasi tiang pancang dengan tenaga manusia adalah penggaliam 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, yaitu penggalian lubang pondasi tiang pancang dengan tenaga mesin adalah penggalian lubang pondasi dengan bantuan tenaga mesin, yang memiliki kemampuan lebih baik dan lebih canggih. 4. Pondasi Tiang Berdasarkan Perpindahannya. Pondasi ini dapat dibagi menjadi 3 kategori, sebagai berikut : Universitas Sumatera Utara 53 A. Tiang Perpindahan besar Large Displacement Pile Yaitu tiang pejal atau berlubang dengan ujung tertutup dipancang ke dalam tanah sehingga terjadi perpindahan volume tanah yang relative besar seperti tiang kayu, tiang beton pejal, tiang beton prategang pejal atau berlubang, tiang baja bulat tertutup pada ujungnya. B. Tiang perpindahan Kecil Small Displacement Pile Yaitu sama seperti tiang kategori pertama hanya volume tanah yang dipindahkan saat pemancangan relative kecil, contohnya tiang beton berlubang dengan ujung terbuka, tiang beton prategang berlubang dengan ujung terbuka, tiang baja H, tiang baja bulat ujung terbuka, dan tiang ulir. C. Tiang Tanpa Perpindahan Non Displacement Pile Terdiri dari tiang yang dipasang di dalam tanah dengan cara menggali atau mengebor tanah seperti bored pile, yaitu tiang beton yang pengecorannya langsung di dalam lubang hasil pengeboran tanah pipa baja diletakkan di dalam lubang dan dicor beton Hardiyatmo, 2002. 2.4.4. Jenis-Jenis Alat Pancang Dalam pemasangan tiang ke dalam tanah, tiang dipancang dengan alat pemukul yang dapat berupa pemukul hammer mesin uap, pemukul getar atau pemukul yang hanya dijatuhkan. Skema dari berbagai macam alat pemukul diperlihatkan dalam Gambar 2.16a sampai dengan 2.16d. Pada gambar tersebut diperlihatkan pula alat-alat perlengkapan pada kepala tiang dalam pemancangan. Menurut Bowles, jenis-jenis alat pancang adalah : Universitas Sumatera Utara 54 1. Pemukul Jatuh Drop hammer Pemukul jatuh terdiri dari blok pemberat yang dijatuhkan dari atas. Pemberat ditarik dengan tinggi jatuh tertentu kemudian dilepas dan menumbuk tiang. Pelaksanaan pemancangan berjalan lambat, sehingga alat ini hanya dipakai pada volume pekerjaan pemancangan yang kecil. 2. Pemukul Aksi Tunggal Single-acting Hammer Berbentuk memanjang dengan ram yang bergerak naik oleh udara atau uap yang terkompresi, sedangkan gerakan turun ram disebabkan oleh beratnya sendiri. Energi pemukul aksi tunggal adalah sama dengan berat ram dikalikan tinggi jatuh Gambar 2.16a. 3. Pemukul Aksi Double Double-acting Hammer Menggunakan uap atau udara untuk mengangkat ram dan untuk mempercepat gerakan ke bawahnya Gambar 2.16b. Kecepatan pukulan dan energi output biasanya lebih tinggi daripada pemukul aksi tunggal. 4. Pemukul Diesel Diesel Hammer Terdiri dari silinder, ram, balok anvil dan sistem injeksi bahan bakar. Pemukul tipe ini umumnya kecil, ringan dan digerakkan dengan menggunakan bahan bakar minyak. Energi pemancangan total yang dihasilkan adalah jumlah benturan dari ram ditambah energi hasil dari ledakan Gambar 2.16c. 5. Pemukul Getar Vibratory Hammer Pemukul getar merupakan unit alat pancang yang bergetar pada frekuensi tinggi Gambar 2.16d. Universitas Sumatera Utara 55 a Pemukul aksi tunggal. Pada alas pukulan, katup masukan terbuka dengan tekanan uap menaikkan balok besi panjang. Pada puncak angkatan uap ditutup dan masuk menjadi pembuang yang membiarkan balok besi jatuh. b Pemukul aksi rangkap. Balok besi panjang dalam kedudukan bawah menekan S2, yang membuka klep masuk dan menutup klep buang di B dan menutup klep masuk dan membuka klep buang di A; palu kemudian naik oleh tekanan uap di B. Balok besi panjang dalam kedudukan atas menekan S1, yang menutup klep masuk B dan membuka klep buang; klep A buang menutup; uap masuk dan mempercepat balok besi panjang ke bawah. Universitas Sumatera Utara 56 c pemukul diesel. Kran mula-mula mengangkat balok besi. Balok besi dilepas dan jatuh; pada titik yang dipilih bahan bakar diinjeksikan. Balok besi beradu dengan landasan, yang menyalakan bahan bakar. Ledakan yang dihasilkan mendorong tiang pancang dan mengangkat balok besi untuk siklus berikutnya. d pemukul getar. Sumber tenaga luar motor listrik atau pompa hidraulik yag digerakkan listrik memutar pemberat eksentrik dalam arah relatif yang diperlihatkan. Komponen gaya horisontal saling meniadakankomponen-komponen gaya vertikal saling memperkuat. Gambar 2.16. Skema Pemukul Tiang Pancang: a Pemukul aksi tunggal single acting hammer, b Pemukul aksi rangkap double acting hammer, c Pemukul diesel diesel hammer, d Pemukul getar vibratory hammer Sumber : Joseph E. Bowles Universitas Sumatera Utara 57 2.4.5. Metode Pemancangan Tiang Menurut Bowles, tiang pancang tersebut dipancang ke dalam tanah dengan sejumlah metode, yaitu : 1. Pemancangan dengan pemukulan berurutan secara tetap pada puncak tiang pancang dengan menggunakan sebuah martil tiang pancang. Cara ini menimbulkan suara yang berisik dari getaran setempat yang mungkin tidak diperbolehkan oleh peraturan setempat atau badan-badan yang memelihara lingkungan dan sudah tentu dapat merusak hak milik yang dekat dengan tempat tersebut. 2. Pemancangan yang menggunakan alat penggetar yang ditempatkan diikatkan di puncak tiang pancang. Cara ini relatif lebih sedikit mengeluarkan suara berisik dan getaran pancangan yang tidak berlebihan. Metode ini dipakai dalam endapan yang kohesinya kecil. 3. Dengan mendongkrak tiang pancang. Cara ini dipakai untuk bagian- bagian kaku yang pendek. 4. Dengan membor sebuah lubang serta dengan memancang sebuah tiang pancang kedalamnya, atau yang lebih rumit lagi mengisi rongga dengan beton sehingga menghasilkan sebuah tiang pancang setelah dikeraskan. 2.4.6. Alasan Menggunakan Pondasi Tiang Pancang Alasan penggunaan pondasi tiang pancang ini adalah : 1. Biaya yang dikeluarkan lebih murah dari pada tipe pondasi dalam yang lain bored pile. 2. Pengerjaannya relatif cepat dan pelaksanaannya juga lebih mudah. 3. Di Indonesia, peralatan yang digunakan tidak sulit untuk didapatkan. Universitas Sumatera Utara 58 4. Para pekerja di Indonesia sudah cukup terampil untuk melaksanakan bangunan yang mempergunakan pondasi tiang pancang. 5. Kualitas tiang pancang terjamin. Tiang pancang yang digunakan merupakan hasil pabrikasi, sehingga kualitas bahan yang digunakan dapat dikontrol sesuai dengan kebutuhan serta kualitasnya seragam karena dibuat massal. Kontrol kualitaskondisi fisik tiang pancang dapat dilakukan sebelum tiang pancang digunakan. 6. Dari segi kontrol kuaitas, karena pile dibuat di pabrik dengan pemeriksaan kualitas sangat ketat, hasilnya lebih dapat diandalkan. Pile ini mempunyai tegangan tekan yang besar dan mempunyai daya tahan terhadap pengaruh air maupun bahan-bahan yang korosif. 7. Dapat langsung diketahui daya dukung tiang pancangnya, pemancangan yang menggunakan drop hammer dihentikan bila telah mencapai tanah kerasfinal set yang ditentukan kalendering. Sedangkan bila menggunakan Hydrolic Static Pile Driver HSPD, terdapat dial pembebanan yang menunjukkan tekanan hidrolik terdiri dari empat silinder untuk menekan tiang pancang ke dalam tanah sampai ditemui kedalaman tanah keras. 2.4.7. Kelebihan dan Kekurangan Pondasi Tiang Pancang Kelebihan : a. Pemeriksaan kualitas pondasi sangat ketat sesuai standar pabrik. b. Pemancangan lebih cepat, mudah dan praktis. c. Pelaksanaan tidak dipengaruhi oleh air tanah. d. Daya dukung dapat diperkirakan berdasarkan rumus tiang. Universitas Sumatera Utara 59 e. Sangat cocok untuk mempertahankan daya dukung vertikal. Kekurangan : a. Pelaksanaannya menimbulkan getaran dan kegaduhan. b. Pemancangan sulit, bila diameter tiang terlalu besar. c. Kesalahan metode pemancangan dapat menimbulkan kerusakan pada pondasi. d. Bila panjang tiang pancang kurang, maka untuk melakukan penyambungan sulit dan memerlukan alat penyambung khusus. e. Bila memerlukan pemotongan maka dalam pelaksanaannya akan lebih sulit dan memerlukan waktu yang lama.

2.5. Penyelidikan dan Pemeriksaan Tanah di Lapangan Soil Investigation