Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG TUNGGAL PADA PROYEK PEMBAGUNAN RUSUNAWA

UNIVERSITAS MEDAN AREA PANCING - MEDAN

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas Dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh

Ujian Sarjana Teknik Sipil

oleh:

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSION UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2009

AHMAD DAUZI POHAN 060 424 020

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

LEMBAR PENGESAHAN

ANALISIS DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG TUNGGAL PADA PROYEK PEMBAGUNAN RUSUNAWA

UNIVERSITAS MEDAN AREA PANCING - MEDAN

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk MenempuhUjian Sarjana Teknik Sipil

Dikerjakan oleh :

AHMAD DAUZI POHAN 060 424 020

Pembimbing :

Dr. Ir. Roesyanto, MSCE, NIP. 131 419 761

Penguji I Penguji II Penguji III

Prof. Dr. Ing.- Johanes Tarigan Ir. Syahrir Arbeyn S. Ir. Rudi Iskandar, MT

NIP. 130 905 362 NIP. 130 936 322 NIP. 131 945 813

Mengesahkan

Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Prof. Dr. Ing.- Johanes Tarigan NIP. 130 905 362

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSION UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2009

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puja dan puji syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahnya kepada penulis, sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat serta salam kepada pemilik pribadi mulia Rasulullah Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabatnya, yang membawa kita dari zaman jahiliyah kepada zaman yang penuh dengan ilmu pengetahuan.

Penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul “Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembangunan Rusunawa Universitas Medan Area” 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. Roesyanto, MSCE, selaku dosen pembimbing utama yang telah membimbing penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini;

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

3. Bapak Ir. Faizal Ezeddin, MSc, selaku Koordinator Program Pendidikan Ekstension;

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

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

5. Pimpinan dan seluruh Staff PT PAESA PASINDO ENGINEERING, sebagai Pengawasan Manajemen Konstruksi sekaligus sebagai pelaksana yang telah memberi bimbingan kepada penulis;

6. Terimakasih yang teristimewa, penulis ucapkan kepada kedua orangtua tercinta, yang telah mengasuh, mendidik, dan membesarkan serta selalu memberikan dukungan baik moral, material, maupun do’a yang tak henti-hentinya mereka mohonkan kepada Allah SWT sehingga penulis dapat 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 maret 2009 Penulis,

AHMAD DAUZI POHAN 060 424 020

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

ABSTRAK

Pondasi tiang pancang merupakan salah satu jenis dari pondasi dalam yang umum digunakan, yang berfungsi untuk menyalurkan beban struktur kelapisan tanah keras yang mempunyai kapasitas daya dukung tinggi yang letaknya cukup dalam di dalam tanah. Untuk menghitung kapasitas tiang, terdapat banyak rumus yang dapat digunakan. Hasil masing–masing rumus tersebut menghasilkan nilai kapasitas yang berbeda–beda.

Tujuan dari Tugas Akhir ini untuk menghitung daya dukung tiang pancang dari hasil sondir, standar penetrasi test (SPT), dan kalendering, membandingkan hasil daya dukung tiang pancang dari beberapa metode penyelidikan, dan menghitung penurunan yang terjadi pada tiang pancang tunggal.

Hasil perhitungan daya dukung pondasi terdapat perbedaan nilai, baik dilihat dari penggunaan metode perhitungan Aoki dan DeAlencar, Mayerhoff, Hilley Formula ataupun Danis Formula. Dari hasil perhitungan daya dukung tiang pancang, lebih aman memakai perhitungan dari hasil data kalendering karena lebih aktual. Berdasarkan hasil perhitungan tiang tunggal yang telah dilakukan, untuk penurunan total tiang tunggal yang terjadi 16,98 mm dan penurunan ijin 25 mm maka penurunan total tiang tunggal memenuhi syarat-syarat yang diijinkan.

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... i

ABSTRAK ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR NOTASI... x

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

1.2.Tujuan ... 3

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.Defenisi Tanah ... 8

2.3.Macam-macam Pondasi ... 9

2.4.Penggolongan Pondasi Tiang Pancang ... 11

2.5.Alat Pancang Tiang ... 17

2.6.Metode Pelaksanaan Pondasi Tiang Pancang ... 19

2.7.Tiang Dukung Ujung dan Tiang Gesek ... 23

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

2.9.Faktor Aman ... 27

2.10.Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dari Hasil SPT... 28

2.11.Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dari Hasil Kalendering... 33

2.12.Tiang Pancang Kelompok (Pile Group) ... 38

2.13.Kapasitas Kelompok dan Efisiensi Tiang Pancang ... 44

2.14.Penurunan Tiang ... 47

2.15.Penurunan Diizinkan ... 55

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1.Data Umum 3.2.Srutuktur Bangunan Rusunawa UMA ... 59

3.3.Data Teknis Tiang Pancang ... 62

3.4.Metode Pengumpulan Data ... 63

3.5.Cara Analisis ... 63

3.6.Lokasi Titik Sondir, Bor dan Kalendering ... 64

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.Gambaran Umum Lokasi Penelitian ... 67

4.2.Gambaran Umum Gedung Utama (Bangunan Rusunawa) ... 67

4.3.Hasil dan Pembahasan ... 68

4.3.1.3 Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang dari data sondir ... 68

4.3.1.3 Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang dari data SPT ... 77 4.3.1.3 Menghitung kapasitas daya dukung tiang pancang

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Dari data kalendering ... 79 4.3.2 Menghitung penurunan tiang tunggal ... 87 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.Kesimpulan ... 91 5.2.Saran ... 92 DAFTAR PUSTAKA

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 Faktor empirik Fbdan Fs ... 25

2.2 Nilai faktor empirik untuk tipe tanah ... 26

2.3 Hubungan Dr, dan N dari pasir ... 29

2.4 SPT hammer efficiencies ... 30

2.5 Borehole, Sampler and Rod correction factors ... 31

2.6 Effisiensi jenis alat pancang ... 33

2.7 Karakteristik alat pancang diesel hammer ... 34

2.8 Nilai-nilai k1 ... 34

2.9 Nilai efisiensi eh ... 34

2.10 Koefisien restitusi n ... 35

2.11 Perkiraan angka poisson ( ) ... 53

4.1 Perhitungan daya dukung ultimate dan ijin tiang pancang (S-1) ... 75

4.2 Perhitungan daya dukung ultimate dan ijin tiang pancang (S-2) ... 77

4.3 Perhitungan koreksi nilai SPT (BH-1) ... 78

4.4 Perkiraan penurunan tiang tunggal... 90

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Macam-macam tipe pondasi ... 11

2.2 Tiang pancang beton precast concrete pile ... 13

2.3 Tiang pancang Precast Prestressed Concrete Pile ... 13

2.4 Skema pemuku l tiang ... 18

2.5 Urutan pemancangan ... 22

2.6 Tiang ditinjau dari cara mendukung bebannya ... 23

2.7 Pola-pola kelompok tiang pancang khusus ... 39

2.8 Pengaruh tiang akibat pemancangan ... 41

2.9 Beban normal sentris pada kelompok tiang pancang ... 42

2.10 Beban normal eksentris pada kelompok tiang pancang ... 42

2.11 Beban sentris dan momen kelompok tiang arah x dan y ... 43

2.12 Tipe keruntuhan dalam kelompok tiang ... 45

2.13 Definisi jarak s dalam hitungan efisiensi tiang ... 47

2.14 Contoh kerusakan bangunan akibat penurunan ... 48

2.15 Faktor penurunan Io ... 50

2.16 Koreksi kompresi, Rk ... 51

2.17 Koreksi kedalaman, Rh ... 51

2.18 Koreksi angka Poisson, R ... 52

2.19 Koreksi kekakuan lapisan pendukung, Rb ... 52

3.1 Denah Lokasi Pembangunan Asrama ... 57

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

3.3 Gambar 3D Rusunawa UMA ... 58

3.4 Gambar 3D Rusunawa UMA ... 58

3.5 Gambar Srtuktur Bangunan Rusunawa... .. 61

3.6 Gambar Pondasi Tiang Pancang Tipe 37 ... 61

3.7 Gambar Denah lokasi pemancangan tiang pancang... 62

3.8 Bagan alir penelitian ... 64

3.9 Lokasi titik sondir dan bor ... 65

3.10 Lokasi titk Kalendering ... 66

4.1 Perkiraan nilai qca (base) ... 68

4.2 Nilai qc (side) pada titik sondir 1 (S-1) ... 69

4.3 Perkiraan nilai qca (base) ... 71

4.4 Nilai qc (side) pada titik sondir 2 (S-2) ... 72

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

DAFTAR NOTASI

Qu = Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang

Qb = Kapasitas tahanan di ujung tiang

Qs

=

Kapasitas tahanan kulit

qb

=

Kapasitas daya dukung di ujung tiang persatuan luas

Ab

=

Luas di ujung tiang

f

=

Satuan tahanan kulit persatuan luas As

=

Luas kulit tiang pancang

qc

=

Perlawanan konus

Fs

=

Faktor empirik tahanan kulit yang tergantung pada tipe tiang

Fb

=

Faktor empirik tahanan ujung tiang yang tergantung pada tipe tiang

N60 = Nilai koreksi SPT terhadap cara pengujian Em

=

Hammer eficiency

CB

=

Koreksi diameter bor CS

=

Koreksi sampler CR

=

Koreksi panjang tali N

=

Harga SPT lapangan

N’60 = Nilai SPT terkoreksi cara pengujian dan regangan overburden

'_v

₌

Tegangan overburden efektif

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

B

=

Lebar/diameter pondasi Lb

=

Panjang penanaman pondasi Ap

=

Luas penampang pile

qe

=

Satuan kapasitas ujung tiang Ppu = Kapasitas daya dukung ujung tiang fs

=

Tahanan satuan skin friction As

=

Luas selimut tiang

Pus

=

Kapasitas daya dukung gesekan

=

Effisiensi alat pancang

E

=

Energi alat pancang yang digunakan

S

=

Banyaknya penetrasi pukulan diambil dari kalendering dilapangan Ep

=

Modulus elastis tiang

Eg = Efisiensi kelompok tiang Sg = Penurunan kelompok tiang

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Medan merupakan Ibukota Propinsi yang sedang berkembang dengan pesat, baik pembangunan sarana fisik maupun non fisik. Selain melaksanakan renovasi bangunan yang sudah ada, juga dilaksanakan pembangunan kembali karena untuk memenuhi kebutuhan masyarakat yang terus berkembang. Diantara pembangunan dibidang sarana fisik tersebut antara lain Pembangunan Rusunawa Uni versitas Medan Area Sumatera Utara yang merupakan tempat tinggal atau hunian bagi para mahasiswa Universitas Medan Area.

Bentuk dan struktur tanah merupakan suatu peranan yang penting dalam suatu pekerjaan konstruksi yang harus dicermati karena kondisi ketidaktentuan dari tanah berbeda-beda. 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. Pondasi ini akan menyalurkan tegangan-tegangan yang terjadi pada beban struktur atas kedalam lapisan tanah yang keras yang dapat memikul beban konstruksi tersebut.

Pondasi sebagai struktur bawah secara umum dapat dibagi dalam 2 (dua) jenis, yaitu pondasi dalam dan pondasi dangkal. Pemilihan jenis pondasi tergantung kepada jenis struktur atas apakah termasuk konstruksi beban ringan

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

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.

Secara umum permasalahan pondasi dalam lebih rumit dari pondasi dangkal. Untuk hal ini penulis mencoba mengkonsentrasikan Tugas Akhir ini pada perencanaan pondasi dalam, yaitu tiang pancang. Pondasi tiang pancang adalah batang yang relative panjang dan langsing yang digunakan untuk menyalurkan beban pondasi melewati lapisan tanah dengan daya dukung rendah kelapisan tanah keras yang mempunyai kapasitas daya dukung tinggi yang 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 diklasifikasikan 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, segi enam, bulat padat, pipa, huruf H, huruf I, dan bentuk spesifik. Dari segi teknik pemancangan, dapat dilakukan dengan palu jatuh (drop

hammer), diesel hammer, dan hidrolic hammer.

Tiang pancang berinteraksi dengan tanah untuk menghasilkan daya dukung yang mampu memikul dan memberikan keamanan pada struktur atas. Untuk menghasilkan daya dukung yang akurat maka diperlukan suatu

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

penyelidikan tanah yang akurat juga. Ada dua metode yang biasa digunakan dalam penentuan kapasitas daya dukung tiang pancang yaitu dengan menggunakan metode statis dan metode 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 penetrasi 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 dilaksanakan 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, standar penetrasi test, dan kalendering.

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009 1.3. Manfaat

Penulisan Tugas Akhir ini diharapkan bermanfaat bagi :

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

b. Untuk pihak-pihak lain yang membutuhkannya.

1.4. Pembatasan Masalah

Pada pelaksanaan proyek pembangunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing, terdapat banyak permasalahan yang dapat ditinjau dan dibahas, maka di dalam laporan ini sangatlah perlu kiranya diadakan suatu pembatasan masalah. Yang bertujuan menghindari kekaburan serta penyimpangan dari masalah yang dikemukakan sehingga semua sesuatunya yang dipaparkan tidak menyimpang dari tujuan semula. Walaupun demikian, hal ini tidaklah berarti akan memperkecil arti dari pokok-pokok masalah yang dibahas disini, melainkan hanya karena keterbatasan belaka. Namun dalam penulisan laporan ini permasalahan yang ditinjau hanya dibatasi pada :

a. Hanya ditinjau untuk tiang pancang tegak lurus.

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

e. Data sondir yang dipakai hanya pada data manometer bacaan 1 (pertama).

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

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. Metode observasi

Untuk memperoleh data yang berhubungan dengan data teknis pondasi tiang pancang diperoleh dari hasil survey langsung ke lokasi proyek Pembangunan Rusunawa Universitas Medan Area, Pancing – Sumatera Utara.

b. Pengambilan data

Pengambilan data yang diperlukan dalam perencanaan diperoleh dari PT. PAESA PASINDO ENGINEERING selaku kontrktor manajemen konstruksi berupa data hasil sondir, hasil SPT, hasil kalendring, dan gambar struktur.

c. Melakukan studi keperpustakaan.

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

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Umum

Tiang pancang adalah bagian-bagian konstruksi yang dibuat dari kayu, beton, dan atau baja, yang digunakan untuk meneruskan (mentransmisikan) beban-beban permukaan ke tingkat-tingkat permukaan yang lebih rendah di dalam massa tanah (Bowles, 1991).

Penggunaan pondasi tiang pancang sebagai pondasi bangunan apabila tanah yang berada dibawah dasar bangunan tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul berat bangunan dan beban yang bekerja padanya (Sardjono HS, 1988). Atau apabila tanah yang mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan seluruh beban yang bekerja berada pada lapisan yang sangat dalam dari permukaan tanah kedalaman > 8 m (Bowles, 1991).

Fungsi dan kegunaan dari pondasi tiang pancang adalah untuk memindahkan atau mentransfer beban-beban dari konstruksi di atasnya (super struktur) ke lapisan tanah keras yang letaknya sangat dalam.

Dalam pelaksanaan pemancangan pada umumnya dipancangkan tegak lurus dalam tanah, tetapi ada juga dipancangkan miring (battle pile) untuk dapat menahan gaya-gaya horizontal yang bekerja. Sudut kemiringan yang dapat dicapai oleh tiang tergantung dari alat yang dipergunakan serta disesuaikan pula dengan perencanaannya.

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Tiang Pancang umumnya digunakan :

1. Untuk mengangkat beban-beban konstruksi diatas tanah kedalam atau melalui sebuah stratum/lapisan tanah. Didalam hal ini beban vertikal dan beban lateral boleh jadi terlibat.

2. Untuk menentang gaya desakan keatas, gaya guling, seperti untuk telapak ruangan bawah tanah dibawah bidang batas air jenuh atau untuk menopang kaki-kaki menara terhadap guling.

3. Memampatkan endapan-endapan tak berkohesi yang bebas lepas melalui kombinasi perpindahan isi tiang pancang dan getaran dorongan. Tiang pancang ini dapat ditarik keluar kemudian.

4. Mengontrol lendutan/penurunan bila kaki-kaki yang tersebar atau telapak berada pada tanah tepi atau didasari oleh sebuah lapisan yang kemampatannya tinggi.

5. Membuat tanah dibawah pondasi mesin menjadi kaku untuk

mengontrol amplitudo getaran dan frekuensi alamiah dari sistem tersebut.

6. Sebagai faktor keamanan tambahan dibawah tumpuan jembatan dan atau pir, khususnya jika erosi merupakan persoalan yang potensial. 7. Dalam konstruksi lepas pantai untuk meneruskan beban-beban diatas

permukaan air melaui air dan kedalam tanah yang mendasari air tersebut. Hal seperti ini adalah mengenai tiang pancang yang ditanamkan sebagian dan yang terpengaruh oleh baik beban vertikal (dan tekuk) maupun beban lateral (Bowles, 1991).

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009 2.2. Defenisi Tanah

Tanah, pada kondisi alam, terdiri dari campuran butiran-butiran mineral dengan atau tanpa kandungan bahan organik. Butiran-butiran tersebut dapat dengan mudah dipisahkan satu sama lain dengan kocokan air. Material ini berasal dari pelapukan batuan, baik secara fisik maupun kimia. Sifat-sifat teknis tanah, kecuali oleh sifat batuan induk yang merupakan material asal, juga dipengaruhi oleh unsur-unsur luar yang menjadi penyebab terjadinya pelapukan batuan tersebut.

Istilah-istilah seperti kerikil, pasir, lanau dan lempung digunakan dalam teknik sipil untuk membedakan jenis-jenis tanah. Pada kondisi alam, tanah dapat terdiri dari dua atau lebih campuran jenis-jenis tanah dan kadang-kadang terdapat pula kandungan bahan organik. Material campurannya kemudian dipakai sebagai nama tambahan dibelakang material unsur utamanya. Sebagai contoh, lempung berlanau adalah tanah lempung yang mengandung lanau dengan material utamanya adalah lempung dan sebagainya.

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 seluruhnya dapat terisi oleh air atau udara. Bila rongga tersebut terisi air seluruhnya, tanah dikatakan dalam kondisi jenuh. Bila rongga terisi 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).

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

2.3. Macam-macam Pondasi

Pondasi adalah bagian terendah bangunan yang meneruskan beban bangunan ke tanah 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 (Gambar 2.1b).

b. Pondasi memanjang yaitu pondasi yang digunakan untuk mendukung sederetan kolom yang berjarak dekat sehingga bila dipakai pondasi telapak sisinya akan terhimpit satu sama lainnya (Gambar 2.1a).

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 (Gambar 2.1c).

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

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

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)

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

(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 Pancang

Pondasi tiang pancang dapat digolongkan berdasarkan pemakaian bahan, cara tiang meneruskan beban dan cara pemasangannya, berikut ini akan dijelaskan satu persatu

2.12.1.Pondasi tiang pancang menurut pemakaian bahan dan karakteristik strukturnya

Tiang pancang dapat dibagi kedalam beberapa kategori (Bowles, 1991), antara lain :

A. Tiang pancang kayu

Tiang pancang kayu dibuat dari kayu yang biasanya diberi pengawet dan dipancangkan dengan ujungnya yang kecil sebagai bagian yang runcing. Tapi biasanya apabila ujungnya yang besar atau pangkal dari pohon di pancangkan untuk tujuan maksud tertentu, seperti dalam tanah yang sangat lembek dimana tanah tersebut akan kembali memberikan perlawanan dan dengan ujungnya yang tebal terletak pada lapisan yang keras untuk daya dukung yang lebih besar.

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Tiang pancang kayu akan tahan lama dan tidak mudah busuk apabila tiang pancang kayu tersebut dalam keadaan selalu terendam penuh dibawah muka air tanah dan tiang pancang kayu akan lebih cepat rusak apabila dalam keadaan kering dan basah selalu berganti-ganti, sedangkan pengawetan dengan pemakaian obat pengawet pada kayu hanya akan menunda dan memperlambat kerusakan dari kayu, dan tidak dapat melindungi kayu dalam jangka waktu yang lama.

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

B. Tiang pancang beton

Tiang pancang jenis ini terbuat dari beton seperti biasanya. Tiang pancang ini dapat dibagi dalam 3 macam berdasarkan cara pembuatannya (Bowles, 1991), yaitu:

a. Precast Reinforced Concrete Pile

Precast Reinforced Concrete Pile adalah tiang pancang beton bertulang

yang dicetak dan dicor dalam acuan beton (bekisting) yang setelah cukup keras kemudian diangkat dan dipancangkan. Karena tegangan tarik beton kecil dan praktis dianggap sama dengan nol, sedangkan berat sendiri beton besar, maka tiang pancang ini harus diberikan penulangan yang cukup kuat untuk menahan momen lentur yang akan timbul pada waktu pengangkatan dan pemancangan.

Tiang pancang ini dapat memikul beban yang lebih besar dari 50 ton untuk setiap tiang, hal ini tergantung pada jenis beton dan dimensinya. Precast

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Reinforced Concrete Pile penampangnya dapat berupa lingkaran, segi empat, segi

delapan dapat dilihat pada (Gambar 2.2).

Gambar 2.2 Tiang pancang beton precast concrete pile

Sumber : Bowles, 1991

b. Precast Prestressed Concrete Pile

Tiang pancang Precast Prestressed Concrete Pile adalah tiang pancang beton yang dalam pelaksanaan pencetakannya sama seperti pembuatan beton prestess, yaitu dengan menarik besi tulangannya ketika dicor dan dilepaskan setelah beton mengeras seperti dalam (Gambar 2.3). Untuk tiang pancang jenis ini biasanya dibuat oleh pabrik yang khusus membuat tiang pancang, untuk ukuran dan panjangnya dapat dipesan langsung sesuai dengan yang diperlukan.

Gambar 2.3 Tiang pancang Precast Prestressed Concrete Pile

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

c. Cast in Place

Cast in Place merupakan tiang pancang yang dicor ditempat dengan cara

membuat lubang ditanah terlebih dahulu dengan cara melakukan pengeboran. Pada Cast in Place ini dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu :

1. Dengan pipa baja yang dipancangkan ke dalam tanah, kemudian diisi dengan beton dan ditumbuk sambil pipa baja tersebut ditarik keatas. 2. Dengan pipa baja yang dipancang ke dalam tanah, kemudian diisi

dengan beton sedangkan pipa baja tersebut tetap tinggal di dalam tanah.

C. Tiang pancang baja

Jenis-jenis tiang pancang baja ini biasanya berbentuk H yang digiling atau merupakan tiang pancang pipa. Balok yang mempunyai flens lebar (wide-flange

beam) atau balok I dapat juga digunakan, tapi balok H khususnya dibuat

sebanding untuk menahan tegangan pemancangan yang keras yang mungkin dialami oleh tiang-tiang tersebut. Dalam tiang pancang H, flens dan badan mempunyai tebal yang sama, bentuk WF yang standar dan bentuk H biasanya mempunyai badan yang tipis dari flens. Tiang pancang pipa adalah tiang pancang yang terpatri maupun yang tidak mempunyai sambungan lipat yang dapat dirancang, baik dengan ujung terbuka maupun dengan ujung tertutup. Tiang pancang pipa sering kali diisi dengan beton setelah pemancangan, walaupun dalam beberapa hal pengisian tidak perlu.

Pipa yang pada ujungnya terbuka dan tiang pancang H melibatkan perpindahan volume yang relatif kecil selama pemancangan. Mengenai tiang pancang pipa, jika dijumpai batu-batu kecil, maka batu tersebut dapat dipecahkan

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

dengan mata bor pemotong (choping bit), atau dengan peledakan dan dikeluarkan melalui pipa. Jika dijumpai batu-batu besar, maka kemungkinan untuk mengakhiri tiang pancang pada batu-batu tersebut harus diselidiki.

D. Tiang pancang komposit

Tiang pancang komposit adalah tiang pancang yang terbuat dari dua macam bahan berbeda yang bekerja secara bersama-sama, sehingga merupakan satu kesatuan tiang.

2.12.2.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).

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

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 :

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

a. Penggalian dengan tenaga manusia

Penggalian lubang pondasi tiang pancang dengan tenaga manusia adalah penggalian lubang pondasi 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 Tiang

Dalam pemasangan tiang kedalam tanah, tiang dipancang dengan alat pemukul yang dapat berupa pemukul (hammer) mesin uap, pemukul getar atau pemukul yang hanya dijatuhkan. Skema dari berbagai macam alat pemukul diperlihatkan dalam Gambar 2.4a sampai dengan 2.4d. Pada gambar terebut diperlihatkan pula alat-alat perlengkapan pada kepala tiang dalam pemancangan. Penutup (pile cap) biasanya diletakkan menutup kepala tiang yang kadang-kadang dibentuk dalam geometri tertutup.

A. Pemukul Jatuh (drop hammer)

Pemukul jatuh terdiri dari blok pemberat yang dijatuhkan dari atas. Pemberat ditarik dengan tinggi jatuh tertentu kemudian dilepas dan menumbuk tiang. Pemakaian alat tipe ini membuat pelaksanaan pemancangan berjalan

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

lambat, sehingga alat ini hanya dipakai pada volume pekerjaan pemancangan yang kecil.

B. Pemukul Aksi Tiang (single-acting hammer)

Pemukul aksi tunggal berbentung memanjang dengan ram yang bergerak naik oleh udara atau uap yang terkompresi, sedangkan gerakan turun ram disebabkan oleh beratnya sendiri. Energi pemukul aksi tunggal adalah sama dengan berat ram dikalikan tinggi jatuh (Gambar 2.4a).

(a) (b)

(c) (d)

Gambar 2.4 Skema pemukul tiang : (a) Pemukul aksi tunggal (single acting hammer), (b) Pemukul aksi double (double acting hammer), (c) Pemukul diesel

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Sumber : Hardiyatmo, 2002 C. Pemukul Aksi Double (double-acting hammer)

Pemukul aksi double menggunakan uap atau udara untuk mengangkat ram dan untuk mempercepat gerakan ke bawahnya (Gambar 2.4b). Kecepatan pukulan dan energi output biasanya lebih tinggi daripada pemukul aksi tunggal.

D. Pemukul Diesel (diesel hammer)

Pemukul diesel terdiri dari silinder, ram, balok anvil dan sistem injeksi bahan bakar. Pemukul tipe ini umumnya kecil, ringan dan digerakkan dengan menggunakan bahan bakar minyak. Energi pemancangan total yang dihasilkan adalah jumlah benturan dari ram ditambah energi hasil dari ledakan (Gambar 2.4c).

E. Pemukul Getar (vibratory hammer)

Pemukul getar merupakan unit alat pancang yang bergetar pada frekuensi tinggi (Gambar 2.4d).

2.6. Metode Pelaksanaan Pondasi Tiang Pancang

Aspek teknologi sangat berperan dalam suatu proyek konstruksi. Umumnya, aplikasi teknologi ini banyak diterapkan dalam metode pelaksanaan pekerjaan konstruksi. Penggunaan metode yang tepat, praktis, cepat dan aman, sangat membantu dalam penyelesaian pekerjaan pada suatu proyek konstruksi. Sehingga target waktu, biaya dan mutu sebagaimana ditetapkan dapat tercapai.

Tahapan pekerjaan pondasi tiang pancang adalah sebagai berikut :

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

1. Membubuhi tanda, tiap tiang pancang harus dibubuhi tanda serta tanggal saat tiang tersebut dicor. Titik-titik angkat yang tercantum pada gambar harus dibubuhi tanda dengan jelas pada tiang pancang. Untuk mempermudah perekaan, maka tiang pancang diberi tanda setiap 1 meter.

2. Pengangkatan/pemindahan, tiang pancang harus dipindahkan/diangkat dengan hati-hati sekali guna menghindari retak maupun kerusakan lain yang tidak diinginkan.

3. Rencanakan final set tiang, untuk menentukan pada kedalaman mana pemancangan tiang dapat dihentikan, berdasarkan data tanah dan data jumlah pukulan terakhir (final set).

4. Rencanakan urutan pemancangan, dengan pertimbangan kemudahan manuver alat. Lokasi stock material agar diletakkan dekat dengan lokasi pemancangan. 5. Tentukan titik pancang dengan theodolith dan tandai dengan patok.

6. Pemancangan dapat dihentikan sementara untuk peyambungan batang berikutnya bila level kepala tiang telah mencapai level muka tanah sedangkan level tanah keras yang diharapkan belum tercapai.

Proses penyambungan tiang :

a. Tiang diangkat dan kepala tiang dipasang pada helmet seperti yang dilakukan pada batang pertama.

b. Ujung bawah tiang didudukkan diatas kepala tiang yang pertama sedemikian sehingga sisi-sisi pelat sambung kedua tiang telah berhimpit dan menempel menjadi satu.

c. Penyambungan sambungan las dilapisi dengan anti karat d. Tempat sambungan las dilapisi dengan anti karat.

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

7. Selesai penyambungan, pemancangan dapat dilanjutkan seperti yang dilakukan pada batang pertama. Penyambungan dapat diulangi sampai mencapai kedalaman tanah keras yang ditentukan.

8. Pemancangan tiang dapat dihentikan bila ujung bawah tiang telah mencapai lapisan tanah keras/final set yang ditentukan.

9. Pemotongan tiang pancang pada cut off level yang telah ditentukan.

B. Proses Pemancangan

1. Alat pancang ditempatkan sedemikian rupa sehingga as hammer jatuh pada patok titik pancang yang telah ditentukan.

2. Tiang diangkat pada titik angkat yang telah disediakan pada setiap lubang. 3. Tiang didirikan disamping driving lead dan kepala tiang dipasang pada helmet

yang telah dilapisi kayu sebagai pelindung dan pegangan kepala tiang.

4. Ujung bawah tiang didudukkan secara cermat diatas patok pancang yang telah ditentukan.

5. Penyetelan vertikal tiang dilakukan dengan mengatur panjang backstay sambil diperiksa dengan waterpass sehingga diperoleh posisi yang betul-betul vertikal. Sebelum pemancangan dimulai, bagian bawah tiang diklem dengan

center gate pada dasar driving lead agar posisi tiang tidak bergeser selama

pemancangan, terutama untuk tiang batang pertama.

6. Pemancangan dimulai dengan mengangkat dan menjatuhkan hammer secara kontinyu ke atas helmet yang terpasang diatas kepala tiang.

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009 C. Quality Control

1. Kondisi fisik tiang

a. Seluruh permukaan tiang tidak rusak atau retak b. Umur beton telah memenuhi syarat

c. Kepala tiang tidak boleh mengalami keretakan selama pemancangan 2. Toleransi

Vertikalisasi tiang diperiksa secara periodik selama proses pemancangan berlangsung. Penyimpangan arah vertikal dibatasi tidak lebih dari 1:75 dan penyimpangan arah horizontal dibatasi tidak lebih dari 75 mm.

3. Penetrasi

Tiang sebelum dipancang harus diberi tanda pada setiap setengah meter di sepanjang tiang untuk mendeteksi penetrasi per setengah meter. Dicatat jumlah pukulan untuk penetrasi setiap setengah meter.

4. Final set

Pamancangan baru dapat dihentikan apabila telah dicapai final set sesuai perhitungan.

(a) (b) (c)

Gambar 2.5 Urutan pemancangan : (a) Pemancangan tiang, (b) Penyambungan tiang, (c) Kalendering/final set

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

2.7. Tiang Dukung Ujung dan Tiang Gesek

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

1. Tiang dukung ujung (end bearing pile) adalah tiang yang kapasitas dukungnya ditentukan oleh tahanan ujung tiang. Umumnya tiang dukung ujung berada dalam zone tanah yang lunak yang berada diatas tanah keras. Tiang-tiang dipancang sampai mencapai batuan dasar atau lapisan keras lain yang dapat mendukung beban yang diperkirakan tidak mengakibatkan penurunan berlebihan. Kapasitas tiang sepenuhnya ditentukan dari tahanan dukung lapisan keras yang berada dibawah ujung tiang (Gambar 2.6a).

2. Tiang gesek (friction pile) adalah tiang yang kapasitas dukungnya lebih ditentukan oleh perlawanan gesek antara dinding tiang dan tanah disekitarnya (Gambar 2.6b). Tahanan gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan pada hitungan kapasitas tiang.

(a) (b)

Gambar 2.6 Tiang ditinjau dari cara mendukung bebannya

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

2.8. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dari Hasil Sondir

Diantara perbedaaan tes dilapangan, sondir atau cone penetration test (CPT) seringkali sangat dipertimbangkan berperanan dari geoteknik. CPT atau sondir ini tes yang sangat cepat, sederhana, ekonomis dan tes tersebut dapat dipercaya dilapangan dengan pengukuran terus-menerus dari permukaan tanah-tanah dasar. CPT atau sondir ini dapat juga mengklasifikasi lapisan tanah-tanah dan dapat memperkirakan kekuatan dan karakteristik dari tanah. Didalam perencanaan pondasi tiang pancang (pile), data tanah sangat diperlukan dalam merencanakan kapasitas daya dukung (bearing capacity) dari tiang pancang sebelum pembangunan dimulai, guna menentukan kapasitas daya dukung ultimit dari tiang pancang. Kapasitas daya dukung ultimit ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :

Qu = Qb + Qs = qbAb + f.As ... (2.1)

dimana :

Qu = Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang.

Qb = Kapasitas tahanan di ujung tiang.

Qs = Kapasitas tahanan kulit.

qb = Kapasitas daya dukung di ujung tiang persatuan luas.

Ab = Luas di ujung tiang.

f = Satuan tahanan kulit persatuan luas. As = Luas kulit tiang pancang.

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Dalam menentukan kapasitas daya dukung aksial ultimit (Qu) dipakai

Metode Aoki dan De Alencar.

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

sebagai berikut :

qb =

b ca

F base

q ( )

... (2.2)

dimana :

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

dibawah ujung tiang dan Fb adalah faktor empirik tahanan

ujung tiang tergantung pada tipe tiang Tahanan kulit persatuan luas (f) diprediksi sebagai berikut :

f = qc (side)

s s

F

α _{... (2.3)}

dimana :

qc (side) = Perlawanan konus rata-rata pada masinglapisan sepanjang

tiang.

Fs = Faktor empirik tahanan kulit yang tergantung pada tipe tiang

Fb = Faktor empirik tahanan ujung tiang yang tergantung pada tipe tiang

Faktor Fbdan Fs diberikan pada Tabel 2.1 dan nilai-nilai faktor empirik s

diberikan pada Tabel 2.2.

Tabel 2.1 Faktor empirik Fbdan Fs untuk jenis atau tipe tiang pancang

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Tiang Bor 3,5 7,0

Baja 1,75 3,5

Beton Pratekan 1,75 3,5

Sumber : Titi & Farsakh, 1999

Tabel 2.2 Nilai faktor empirik untuk tipe tanah

Tipe Tanah s (%)

Tipe Tanah s (%) Tipe Tanah s (%)

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 s untuk pasir = 1,4 persen, nilai s untuk lanau = 3,0 persen dan nilai s untuk lempung = 1,4 persen.

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

Daya dukung ultimate pondasi tiang dinyatakan dengan rumus :

Qult = (qc x Ap)+(JHL x K11) ... (2.4)

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

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

Ap = Luas penampang tiang.

JHL = Jumlah hambatan lekat. K11 = Keliling tiang.

Daya dukung ijin pondasi dinyatakan dengan rumus :

Qijin =

5 3

11 JHLxK xA

qc c +

... (2.5)

dimana :

Qijin = Kapasitas daya dukung ijin pondasi.

qc = Tahanan ujung sondir.

Ap = Luas penampang tiang.

JHL = Jumlah hambatan lekat. K11 = Keliling tiang.

2.9. Faktor Aman

Untuk memperoleh kapasitas ijin tiang, maka diperlukan untuk membagi kapasitas ultimit dengan faktor aman tertentu. Faktor aman ini perlu diberikan dengan maksud :

a. Untuk memberikan keamanan terhadap ketidakpastian metode hitungan yang digunakan.

b. Untuk memberikan keamanan terhadap variasi kuat geser dan kompresibilitas tanah.

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

c. Untuk meyakinkan bahwa bahan tiang cukup aman dalam mendukung beban yang bekerja.

d. Untuk meyakinkan bahwa penurunan total yang terjadi pada tiang tunggal atau kelompok masih tetap dalam batas-batas toleransi.

e. Untuk meyakinkan bahwa penurunan tidak seragam diantara tiang-tiang masih dalam batas toleransi.

Sehubungan dengan alasan butir (d), dari hasil banyak pengujian-pengujian beban tiang, baik tiang pancang maupun tiang bor yang berdiameter kecil sampai sedang (600 mm), penurunan akibat beban bekerja (working load) yang terjadi lebih kecil dari 10 mm untuk faktor aman yang tidak kurang dari 2,5 (Tomlinson, 1977).

Besarnya beban bekerja (working load) atau kapasitas tiang ijin (Qa)

dengan memperhatikan keamanan terhadap keruntuhan adalah nilai kapasitas ultimit (Qu) dibagi dengan faktor aman (SF) yang sesuai. Variasi besarnya faktor

aman yang telah banyak digunakan untuk perancangan pondasi tiang pancang, sebagai berikut :

Qa =

5 , 2

u

Q

... (2.6)

2.10. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dari Hasil 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

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

( ) berdasarkan nilai jumlah pukulan (N). Hubungan kepadatan relatif, sudut geser tanah dan nilai N dari pasir dapat dilihat pada tabel dibawah ini:

Tabel 2.3 Hubungan Dr, dan N dari pasir

Nilai N Kepadatan Relative (Dr)

Sudut Geser Dalam Menurut

Peck

Menurut Meyerhof

0-4 0,0-0,2 Sangat lepas < 28,5 < 30

4-10 0,2-0,4 Lepas 28,5-30 30-35

10-30 0,4-0,6 Sedang 30-36 35-40

30-50 0,6-0,8 Padat 36-41 40-45

> 50 0,8-1,0 Sangat Padat < 41 > 45

Sumber : Mekanika Tanah & Teknik Pondasi, Sosrodarsono Suyono Ir, 1983

Hasil uji SPT yang diperoleh dari lapangan perlu dilakukan koreksi. Pada data uji SPT terdapat dua jenis koreksi, yaitu koreksi efisiensi alat (cara pengujian) dan koreksi tegangan overburden efektif (kedalaman).

1. Skempton, 1986, mengembangkan koreksi nilai SPT sebagai berikut :

N60 =

60 , 0

. .

.C_B C_S C_R Em

... (2.7)

dimana :

N60 = Nilai koreksi SPT terhadap cara pengujian.

Em = Hammer eficiency (Tabel 2.4). CB = Koreksi diameter bor (Tabel 2.5).

CS = Koreksi sampler (Tabel 2.5).

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

N = Harga SPT lapangan.

2. Koreksi tegangan overburden efektif (kedalaman) sebagai berikut :

N’60 = CN . N60 ... (2.8)

Pasir halus normal konsolidasi :

CN =

r v

σ

σ

' 1 2 + ... (2.9)

Pasir kasar normal konsolidasi :

CN =

r v σ σ' 2 3 + ... (2.10)

Pasir over konsolidasi :

CN =

r v σ σ' 7 , 0 7 , 1 + ... (2.11) dimana :

N’60 = Nilai SPT terkoreksi cara pengujian dan regangan overburden. '

v = Tegangan overburden efektif. r = Reference stress = 100 kPa.

N60 = Nilai koreksi SPT terhadap cara pengujian.

Tabel 2.4 SPT hammer efficiencies

Country Hammer Type Hammer Release Mechanism

Hammer Effeciency, Em

Argentina Donut Cathead 0.45

Brazil Pin weight Hand dropped 0.72

China Automatic

Donut Donut Trip Hand dropped Cathead 0.60 0.55 0.50

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Colombia Donut Cathead 0.50

Japan Donut

Donut

Tombi trigger Cathead 2 turns + Special release

0.78-0.85 0.65-0.67

UK Automatic Trip 0.73

USA Safety

Donut

2 turns on cathead 2 turns on cathead

0.55-0.60 0.45

Venezuela Donut Cathead 0.43

Sumber : Clayton, 1990

Tabel 2.5 Borehole, Sampler and Rod correction factors

Factor Equipment Variables Value

Borehole diameter factor,

CB 2.5-4.5 in (65-115 mm)

6 in (150 mm) 8 in (200 mm)

1.00 1.05 1.15 Sampling methode factor,

CS Standard sampler

Sampler without liner (not recommended)

1.00 1.20 Rod lenght factor,

CR 10-13 ft (3-4 m)

13-20 ft (4-6 m) 20-30 ft (6-10 m) > 30 ft (> 10 m)

0.75 0.85 0.95 1.00

Sumber : Skempton, 1986

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

1. Kekuatan ujung tiang (end bearing), (Meyerhof, 1976). Untuk tanah pasir dan kerikil :

Qp = 40 . N-SPT . L D . Ap < 400 . N-SPT . Ap ... (2.12) Untuk tahanan geser selimut tiang adalah:

Qs = 2 N-SPT . p. L

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Qp = 9 . Cu . Ap ... (2.13) Untuk tahanan geser selimut tiang adalah:

Qs = . cu . p . Li

Cu = N-SPT . 2/3 . 10

Dimana : = Koefisien adhesi antara tanah dan tiang Cu = Kohesi Undrained

p = keliling tiang

Li = panjang lapisan tanah

2. Kekuatan Lekatan (skin friction), (Meyerhof, 1976).

Untuk pondasi tiang tipe large displacement (driven pile) :

fs =

50 r

σ _N

60 ... (2.15)

Untuk pondasi tiang tipe small displacement (bored pile) :

fs =

100 r

σ _N

60 ... (2.16)

dan :

Psu = As . fs ... (2.17)

dimana :

fs = Tahanan satuan skin friction, kN/m2.

N60 = Nilai SPT N60.

As = Luas selimut tiang.

Pus = Kapasitas daya dukung gesekan (skin friction), kN.

Untuk tahanan geser selimut tiang pancang pada tanah non-kohesif : Qs = 2 . N-SPT . p . Li ... (2.18) dimana :

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Li = Panjang lapisan tanah, m. p = Keliling tiang, m.

2.11. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Dari Hasil Kalendering

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

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 ... (2.19)

dimana :

Pu = Kapasitas daya dukung ultimate tiang.

= Effisiensi alat pancang.

E = Energi alat pancang yang digunakan.

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

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Tabel 2.6 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 2.7 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

Tabel 2.8 Nilai-nilai k 1 (Chellis, 1961)

Bahan Tiang

Nilai k1 (mm), untuk tegangan akibat pukulan pemancangan di kepala tiang

3.5 MPa 7MPa 10.5MPa 14MPa

Tiang baja atau pipa langsung pada

kepala tiang 0 0 0 0

Tiang langsung pada kepala tiang 1.3 2.5 3.8 5

Tiang beton pracetak dengan 75 – 110

mm bantalan didalam cap 3 6 9 12.5

Baja tertutup cap yang berisi bantalan

kayu untukl tiang baja H atau tiang pipa 1 2 3 4

Piringan fiber 5 mm diantara dua pelat

baja 10 mm 0.5 1 1.5 2

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Type Efisiensi (eh)

Pemukul Jatuh (Drop Hammer) 0.75 – 1.0

Pemuku l Aksi Tungga l (Single Acting Hammer) 0.75 – 0.85

Pemuku l Aksi Dobel (Double Acting Hammer) 0.85

Pemuku l Diesel (Diesel Hammer) 0.85 – 1.0

Tabel 2.10 Koefisien restitusi n (Bowles, 1977)

Material n

Broomed wood 0

Tiang kayu padat pada tiang 0.25

Bantalan kayu padat pada tiang 0.32

Bantalan kayu padat pada alas tiang 0.40

Landasan baja pada baja (steel on steel anvil) pada tiang baja atau beton

0.50

Pemukul besi cor pada tiang beton tanpa penutup (cap) 0.40

Metode Hilley Formula juga 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

Hilley Formula adalah :

Qu = ) ( 2 1 3 2

1 k k

k s

h W e_{h r}

+ +

+ r p

p r W W W n W + + 2 ...2.20

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Cumming (1940) menunjukkan bahwa persamaan telah mengikutsertakan efek-efek kehilangan yang diasosiasikan dengan k1, bentuk dari persamaan 2.18

umumnya lebih diterima dan dipakai.

Suku k2 dapat diambil sebagai pemampatan elastis dari tiang

AE

Q_u 2

dengan energi regangan yang bersangkutan sebesar

AE

Q_u

2

2

Nilai k1 dapat dilihat dari tabel 2.2.18 Nilai efesiensi pemukul (eh)

bergantung pada kondisi pemukul dan blok penutup (capblok) dan kondisi tanah (khususnya pada pemukul uap). Jika belum ada data yang tepat, nilai-nilai (eh)

dalam tabel 2.19 dapat dipakai sebagai acuan. Nilai-nilai restitusi n ditunjuk dalam tabel 2.30, dimana nilai-nilai aktualnyabergantung pada tipe dan kondisi bahan capblok dan bantalan kepala tiang.

Nilai k3 dapat diambil (Bowles, 1982)

K3 = 0 untuk tanah keras (batu, pasir sangat padat dan kerikil)

= 2.5 mm – 5 mm pada tanah yang lainnya. Dimana :

Qu = Kapasitas ultimate tiang

eh = efesiensi palu (hammer eficiency)

Eh = energi pemukul dari pabrik per aturan waktu

h = tinggi jatuh ram

k1 = komperesi impuls menyebabkan kompresi/perubahan momentum

k2 = konpresi elastik tiang

k3 = kompresi elastik tanah

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

n = koefisien restitusi s = penetrasi per pukulan

Wp = berat tiang, termasuk pilecap, driving shoe, dan capblok

Wr = berat ram (termasuk berat casing untuk pemukul aksi dobel)

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 :

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Pu = a eh.Eb(blogs ... (2.20)

Pijin = SF Pu

... (2.21)

dimana :

Pu = Kapasitas daya dukung ultimate tiang.

Pijin = Daya dukung ijin tiang pancang.

a = Konstanta. 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.

2.12. Tiang Pancang Kelompok (Pile Group)

Pada keadaan sebenarnya jarang sekali didapatkan tiang pancang yang berdiri sendiri (Single Pile), akan tetapi kita sering mendapatkan pondasi tiang pancang dalam bentuk kelompok (Pile Group) seperti dalam Gambar 2.7.

Untuk mempersatukan tiang-tiang pancang tersebut dalam satu kelompok tiang biasanya di atas tiang tersebut diberi poer (footing). Dalam perhitungan poer dianggap/dibuat kaku sempurna, sehingga :

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

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

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

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

(b)

Gambar 2.7 Pola-pola kelompok tiang pancang khusus : (a) Untuk kaki tunggal, (b) Untuk dinding pondasi

Sumber : Bowles, 1991

2.12.1.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

dimana :

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 :

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Pada pemancangan tiang no. 3 (Gambar 2.8) 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 2.8 Pengaruh tiang akibat pemancangan

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

2.12.2.Perhitungan pembagian tekanan pada tiang pancang kelompok 2.12.2.1. 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 2.9 Beban mormal sentris pada kelompok tiang pancang

Sumber : Sardjono Hs, 1988

N =

n V

... (2.22)

dimana :

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

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Gambar 2.10 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

± ... (2.23) 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

nomor-i.

My = Momen terhadap sumbu y.

∑x2

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

2.12.2.3. 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.

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Gambar 2.11 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

± ... (2.24) dimana :

Qi = Beban aksial pada tiang ke-i.

V = Jumlah beban vertikal yang bekerja pada pusat kelompok tiang. Mx = Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu x. My = Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu y. n = Banyaknya tiang pancang dalam kelompok tiang pancang (pile

group).

xi,yi = Absis atau jarak tiang ke pusat berat kelompok tiang ke tiang

nomor-i.

∑x2

= Jumlah kuadrat absis-absis tiang pancang.

∑y2

= Jumlah kuadrat ordinat-ordinat tiang pancang.

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Jika kelompok tiang dipancang dalam tanah lempung lunak, pasir tidak padat, atau timbunan, dengan dasar tiang yang bertumpu pada lapisan kaku, maka kelompok tiang tersebut tidak mempunyai resiko akan mengalami keruntuhan geser umum, asalkan diberikan faktor aman yang cukup terhadap bahaya keruntuhan tiang tunggalnya. Akan tetapi, penurunan kelompok tiang masih tetap harus dipancang secara keseluruhan ke dalam tanah lempung lunak.

Pada kelompok tiang yang dasarnya bertumpu pada lapisan lempung lunak, faktor aman terhadap keruntuhan blok harus diperhitungkan, terutama untuk jarak tiang-tiang yang dekat. Pada tiang yang dipasang pada jarak yang besar, tanah diantara tiang-tiang bergerak sama sekali ketika tiang bergerak kebawah oleh akibat beban yang bekerja (Gambar 2.12a). Tetapi, jika jarak 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 2.12b). Jadi, pada keruntuhan blok, tanah yang terletak diantara tiang bergerak kebawah bersama-sama dengan tiangnya. Mekanisme keruntuhan yang demikian dapat terjadi pada tipe-tipe tiang pancang maupun tiang bor.

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

(a) (b)

Gambar 2.12 Tipe keruntuhan dalam kelompok tiang : (a) Tiang tunggal, (b) Kelompok tiang

Sumber : Hardiyatmo, 2002

Umumnya model keruntuhan blok terjadi bila rasio jarak tiang dibagi diameter (S/D) sekitar kurang dari 2 (dua). Whiteker (1957) memperlihatkan bahwa keruntuhan blok terjadi pada jarak 1,5d untuk kelompok tiang yang berjumlah 3x3, dan lebih kecil dari 2,25d untuk tiang yang berjumlah 9x9.

Kapasitas ultimit kelompok tiang dengan memperlihatkan faktor efisiensi tiang dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :

Qg = Eg . n . Qa ... (2.25) dimana :

Qg = Beban maksimum kelompok tiang yang mengakibatkan keruntuhan.

Eg = Efisiensi kelompok tiang. n = Jumlah tiang dalam kelompok. Qa = Beban maksimum tiang 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-Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

persamaan efisiensi tiang tersebut, yang disarankan oleh Converse-Labarre

Formula, sebagai berikut :

Eg = 1 –

' . . 90

' ). 1 ( ). 1 ' (

n m

n m m

n− + −

... (2.26)

dimana :

Eg = Efisiensi kelompok tiang. m = Jumlah baris tiang.

n' = Jumlah tiang dalam satu baris. = Arc tg d/s, dalam derajat.

s = Jarak pusat ke pusat tiang (lihat Gambar 2.13) d = Diameter tiang.

Gambar 2.13 Definisi jarak s dalam hitungan efisiensi tiang

Sumber : Hardiyatmo, 2002

2.14. Penurunan Tiang

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

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

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 2.14.

Gambar 2.14 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.

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

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).

2.14.1.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 apung atau tiang friksi

S =

D Es

I Q

. .

... (2.27)

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

b. Untuk tiang dukung ujung

S =

D Es

I Q

. .

... (2.28)

dimana : I = Io . Rk . Rb . R

dengan :

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

Io = Faktor pengaruh penurunan untuk tiang yang tidak mudah mampat

(Gambar 2.15).

Rk = Faktor koreksi kemudah mampatan tiang (Gambar 2.16).

Rh = Faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada tanah

keras (Gambar 2.17).

R = Faktor koreksi angka Poisson (Gambar 2.18).

Rb = Faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung (Gambar 2.19).

h = Kedalaman total lapisan tanah dari ujung tiang ke muka tanah. D = Diameter tiang.

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Gambar 2.15 Faktor penurunan Io (Poulos dan Davis)

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Gambar 2.17 Koreksi kedalaman, Rh (Poulos dan Davis)

Gambar 2.18 Koreksi angka Poisson, R (Poulus dan Davis)

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Gambar 2.19 Koreksi kekakuan lapisan pendukung, Rb (Poulos dan Davis)

Pada Gambar 3.15,3.16, dan 3.17, K adalah suatu ukuran kompresibilitas relatif dari tiang dan tanah yang dinyatakan oleh persamaan :

K = s

A p

E R E .

... (2.29)

dimana : RA = ₂

. 4

1 _d

Ap

π

dengan :

K = Faktor kekakuan tiang.

Ep = Modulus elastisitas dari bahan tiang.

Es = Modulus elastisitas tanah disekitar tiang.

Eb = Modulus elastisitas tanah didasar tiang.

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

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Dari masing-masing grafik didapat :

Io = 0,03 (untuk d L

= 83,2,

d db

= 1) Gambar 2.15

Rk = 1,42 (untuk d L

= 83,2, K = 3221,09) Gambar 2.16

R = 0,92 (untuk s = 0,3 , K = 3221,09) Gambar 2.18

Rh = 0,230 (untuk

d L

= 83,2,

L h

= 1) Gambar 2.17

Rb = 0,820 (untuk d L

= 83,2,

Es Eb

= 10) Gambar 2.19

a. untuk tiang apung atau tiang tiang friksi I = Io . Rk . Rh . R

= 0,03 . 0,42 . 0,230 . 0,92 = 0,0089

S =

D Es I Q . . = cm cm kg kg 25 . / 55 , 131 0089 , 0 . 85700 2

= 0,232 cm = 2,32 mm

b. untuk tiang dukung ujung I = Io . Rk . Rb . R

= 0,03 . 1,42 . 0,820 . 0,92 = 0,032

S =

D Es I Q . .

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

= cm cm kg kg 25 . / 55 , 131 032 , 0 . 85700 2

= 0,834 cm = 8,34 mm

c. untuk penurunan tiang elastis

S =

Ep A L Q Q _s . ) ( +ξ

= 19 , 332340 . 625 2080 . )) 952 . 67 , 0 ( 85700 ( + = 8 , 207712618 207210816

= 0,8645 cm = 8,64 mm

Hasil perhitungan perkiraan penurunan tiang tunggal dapat dilihat pada Tabel 4.4

Tabel 4.4 Perkiraan penurunan tiang tunggal

No. Bentuk penurunan Penurunan tiang (S)

1 2

Untuk tiang dukung ujung Untuk penurunan tiang elastis

8,34 mm 8,64 mm

Perkiraan penurunan total 16,98 mm

B. Penurunan yang diijinkan (Sijin)

Dari persamaan (2.33), Penurunan yang diijinkan (Sizin) :

Sizin = 10 % . D

= 10 % . 25 = 2,5 cm = 25 mm

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

Penurunan total tiang tunggal < Penurunan ijin 16,98 mm > 25 mm

Maka, perkiraan total tiang tunggal memenuhi syarat aman.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1Kesimpulan

Berdasarkan hasil perhitungan pada Gedung Utama (Bangunan Gedung Rusunawa UMA), maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Hasil perhitungan kapasitas daya dukung Ultimit tiang pancang dari data sondir, SPT, dan kalendering pada kedalaman 23 m dapat dilihat pada Tabel 5.1.

Tabel 5.1 Hasil perhitungan daya dukung tiang pancang

No. Titik

Data Sondir Data Kalendering Data SPT

Metode Aoki dan De Alencar

Metode Meyerhoff

Metode Hilley Formula

Metode Danis Formula

Metode Meyerhoff

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

1 1 154,279 220,200 247,172 219,519 163.500

2 2 131,714 221,725 182,297 185,402 -

2. Dari hasil perhitungan daya dukung tiang pancang, lebih aman memakai perhitungan dari hasil data kalendering karena lebih aktual.

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

3. Berdasarkan hasil perhitungan tiang tunggal yang telah dilakukan, untuk penurunan total tiang tunggal yang terjadi 16,98 mm dan penurunan ijin 25 mm maka penurunan total tiang tunggal memenuhi syarat-syarat yang diijinkan.

5.2Saran

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

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

2. Untuk mempercepat perhitungan dan mendapatkan hasil yang akurat hendaknya menggunakan bantuan Microsoft Excel.

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.

USU Repository © 2009

DAFTAR PUSTAKA

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

Hardiyatmo, Hary Christady, 1996, Teknik Pondasi 1, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Hardiyatmo, Hary Christady, 2002, Teknik Pondasi 2, Edisi Kedua, Beta Offset, Yogyakarta.

Hidayat Wahyu, 2008, Tugas Akhir, Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang pada Proyek Pembangunan Islamic Center Kabupaten Kampar-Riau, Departement Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara. Medan. Sardjono, H.S, 1988, Pondasi tiang pancang, jilid 1, penerbit Sinar Jaya Wijaya,

Surabaya.

Sardjono, H.S, 1988, Pondasi tiang pancang, jilid 2, penerbit Sinar Jaya Wijaya, Surabaya.

Titi, H.H and Farsakh, M.A.Y., 1999, Evaluation of Bearing Capacity of Piles

from Cone Penetration Test Data, Lousiana Transfortation Research

Ahmad Dauzi Pohan : Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang Tunggal Pada Proyek Pembagunan Rusunawa Universitas Medan Area Pancing – Medan, 2009.