Tiang dukung ujung (end bearing pile)

I. Tiang dukung ujung (end bearing pile)

2 . Tiang gesek (friction pile).

68 TEKNIK FONDASI 11

Tiang dukung ujung adalah tiang yang kapasitas dukungnya diten­ tukan oleh tahanan ujung tiang. Umumnya tiang dukung ujung berada dalam zone tanah yang lunak yang berada di atas tanah keras. Tiang-tiang dipan­ cang 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 2.8a). Tiang gesek adalah tiang yang kapasitas dukungnya Iebih ditentukan

oleh perlawanan gesek antara dinding tiang dan tanah di sekitamya (Gambar 2.8b). Tahanan gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah di bawahnya diperhitungkan pada hitungan kapasitas tiang.

Ttang

Tiang

Tanah lunak semakm

/ dalam semaktn keras

(a) Tiang dukung ujung. Gambar 2.8 Tiang ditinjau dari cara mendukung bebannya.

2.3 Kelakuan Tiang selama Pembebanan Kurva beban penurunan untuk tiang tunggal yang terletak di dalam

tanah uniform, yang dibebani sampai mencapai keruntuhan diperlihatkan dalam Gambar 2.9a. Sedang Gambar 2.9b memperlihatkan transfer beban

dari dinding tiang ke tanah pada tiap tahap pembebanan yang ditunjukkan pada Gambar 2.9a.

Pada awal pembebanan, penurunan kecil. Penurunan ini diakibatkan oleh perubahan bentuk secara elastis bahan tiang dan tanah di sekitamya. Jika beban diambil, kepala tiang bergerak kembali hampir ke kedudukan semula. Jika alat pengukur regangan dipasang di sepanjang tiang, maka akan terlihat bahwa pada kedudukan tersebut sebagian besar beban tiang akan didukung oleh gesekan tiang pada bagian atas (Gambar 2.9b, kurva 1). Jika beban

dipasang lagi hingga mencapai titik 8 (Gambar 2.9a), tahanan gesek dinding menjadi maksimum dan sebagian beban tiang akan didukung oleh tahanan ujung bawah tiang (Gambar 2.9b, kurva Il). Ketika beban mencapai titik C (Gambar 2.9a), dimana penurunan bertambah cepat dengan hanya sedikit

II. FONDASI TIANG II. FONDASI TIANG

Proporsi relatif dari beban yang dilimpahkan ke dinding tiang dan ke ujung tiang bergantung pada kuat geser dan elastisitas tanah. Umumnya, gerakan vertikal yang dibutuhkan agar tahanan ujung tiang termobilisasi

seluruhnya lebih besar daripada gerakan yang dibutuhkan untuk termobili­ sasinya tahanan gesek dinding tiang secara penuh.

Beban

Kurva 11 (titik B)

Kurva Ill (titik C)

Beban didukung Penurunan

oleh UJung tiang (a)

Kedalaman t1ang

(b)

Gambar

2.9 (a) Kurva beban-penurunan. tiang dibebani hingga mencapai kerun­ tuhan. (b) Transfer beban dari dinding tiang ke ujung bawah tiang.

2.4 Pengaruh Pekerjaan Pemasangan Tiang Cara pemasangan tiang sangat berpengaruh pada kelakuan tiang dalam

mendukung beban. Kecuali itu, pekerjaan pemancangan dapat mengganggu stabilitas bangunan di sekitamya jika getaran tanah yang terjadi berlebihan. Umumnya, tinjauan gangguan akibat pemancangan tiang ditujukan terutama pada perubahan sifat-sifat tanah. Dengan mengetahui kondisi tanah setelah pemancangan, dapat diperkirakan cara yang cocok untuk mengevaluasi data laboratorium atau data hasil pengujian lapangan yang akan dipergunakan pada perancangan tiang.

70 TEKNIK FONDASI I I

2.4. 1 Pengaruh Pemancangan Tiang (a) Tiang Pancang dalam Tanah Granuler

Di dalam tanah granuler (pasir}, tiang yang dipancang dengan cara dipukul atau ditekan ke dalam tanah dapat mengakibatkan perubahan susunan dan pecahnya sebagian butiran tanah. Pada kondisi ini, tanah mengalami pemadatan atau kenaikan berat volume dan di permukaan tanah akan terlihat tonjolan tanah. Ketika tiang dipancang dalam tanah non kohesif yang tak padat, depresi tanah terjadi pada tanah yang didesak oleh tiang tersebut. Bila tanah padat, pemadatan yang terjadi akibat pemancangan relatif kecil dan tahanan terhadap penetrasi tiang sangat tinggi, sehingga tenaga pemancangan yang dibutuhkan juga besar.

Penelitian oleh Robinsky dan Morrison ( 1 964) menunjukkan bahwa gerakan tanah yang terjadi akibat pekerjaan pemancangan tiang pada tanah pasir yang tak padat (kerapatan relatif D, =

1 7%), dapat berkisar pada jarak antara 3 sampai 4 kali diameter tiang, dihitung dari sisi tiang, dan 2,5 sampai 3,5 kali diameter di bawah dasar tiang. Dalam tanah pasir yang berkepadatan sedang, pengaruhnya lebih besar, yaitu sekitar 4,5 sampai 5,5 kali diameter

tiang dihitung dari sisinya, dan 3 sampai 4,5 kali diameter di bawah dasar tiang. Proses pergeseran butiran pasir dan pemadatan di bawah dasar tiang

akibat pemancangan, diikuti oleh gerakan pasir di sekitar dinding tiangnya. Gerakan ini cenderung mengurangi kepadatan pasir tepat di sisi tiang,

sehingga mengurangi sebagian keuntungan dari akibat pemadatan oleh pengaruh pemancangan.

Meyerhof ( 1 959). mengamati bahwa pemadatan yang terjadi akibat pemancangan, lebih besar di bawah dasar tiang daripada bagian atasnya. Penentuan diameter pengaruh ini, penting untuk memperkirakan kenaikan

besarnya sudut gesek da/am (<P) tanah. Untuk tanah pasir yang tidak padat, berdasarkan hasil pengujian model yang dilakukan oleh Kishida ( 1 967), diperoleh kesimpulan bahwa jari-jari pengaruh pemadatan tanah pasir akibat

pemancangan berkisar 3,5d mengelilingi tiang. Di dalam zone yang berben­ tuk lingkaran dengan jari-jari 3,5d ini, sudut gesek dalam (q>) berkurang secara linier (Gambar 2.1 0). Kishida menyarankan hubungan q>1 'dan q>2'sebagai berikut :

qYz'= 'A (q>1 '+ 40°) dengan q>1 ' adalah sudut gesek dalam tanah sebelum pemancangan , dan <Pz' adalah sudut gesek dalam tanah yang telah dipengaruhi oleh pemadatan tanah akibat pemancangan. Dapat dilihat, bahwa hila tanah pasir mempunyai q>1 ' =

40°, maka tidak ada perubahan sudut gesek dalam tanah akibat pemancangan. 11. FONDASI TIANG

Gambar 2.10 Pengaruh pemancangan tiang pada sudut gesek dalam <p tanah pasir (Kishida, 1 967).

Di dalam kelompok tiang, oleh akibat pemancangan, tanah di sekitar dan diantara masing-masing tiang menjadi sangat padat. Jika jarak tiang dekat, kapasitas kelompok tiang dapat menjadi lebih besar daripada jumlah

kapasitas tiang tunggal. Namun, j ika pasir dalam kondisi padat, tanah akan cenderung berkurang kepadatannya akibat pemancangan. Dalam kondisi ini, kapasitas tiang dapat berkurang akibat pemancangan. Telah diamati bahwa tiang yang dipancang lebih akhir akan mempunyai kapasitas dukung lebih

tinggi daripada tiang yang dipancang lebih dulu. (b) Tiang Pancang dalam Tanah Kohesif

Pengaruh pemancangan dalam tanah kohesif (lempung dan lanau) sa­ ngat berbeda dengan apa yang terjadi pada tanah pasir. Pemancangan tiang di dalam tanah kohesif, biasanya akan mengakibatkan kenaikan permukaan tanah di sekitar tiang, yang diikuti oleh konsolidasi tanah. Deformasi akibat pemancangan dapat mempengaruhi struktur di dekatnya dan dapat mengaki­ batkan tiang yang dipancang lebih dahulu terangkat ke atas akibat peman­ cangan tiang sesudahnya. Dalam kondisi ini, pemancangan ulang dibutuhkan dan mungkin dapat dipertimbangkan untuk menggantinya dengan jenis tiang

bor. Bila tiang dipancang dalam tanah lempung kaku, cembungan tanah juga

akan terjadi, namun tanah yang terdorong ke atas akan berupa bungkahan­ bungkahan atau berupa bahan yang retak-retak. Pada kondisi ini, selama

pemancangan, tiang yang dipancang lebih awal dapat terangkat ke atas. Kon­ solidasi kembali (rekonsolidasi), berjalan sangat Iambat dan kuat geser asli

tanah mungkin tidak pemah kembali seperti semula selama umur struktur.

72 TEKNIK FONDASI I I

Dari pengamatan-pengamatan pemancangan tiang pada tanah kohesif, dapat disimpulkan bahwa akibat pemancangan, susunan tanah menjadi terganggu dan terjadi penurunan kuat geser. Kenaikan kembali kuat gesemya

terjadi dengan berjalannya waktu. Tomlinson ( 1 967) melaporkan bahwa paling sedikit 75% dari kapasitas ultimit tiang dapat tercapai dalam waktu 30 hari setelah pemancangan. Penyelidikan yang dilakukan oleh Orrje dan Brom( 1 967) pada tiang yang dipancang di dalam tanah lempung sensitif menunjukkan bahwa kuat geser tak terdrainase (undrained strength) akan hampir pulih seperti kondisi semula, jika waktunya telah berjalan kira-kira 9

bulan setelah pemancangan, kecuali jika tiang dipancang pada jarak kurang dari 4 kali diametemya, dimana pada kondisi ini kenaikan kuat geser dengan berjalannya waktu sangat kecil. Kecepatan pembentukan kembali kuat geser Jempung atau adhesinya tergantung dari kecepatan konso1idasi pada zone tertentu di sekitar tiang. Hal-hal tersebut dapat dipakai sebagai pedoman dalam mengestimasi waktu yang dibutuhkan untuk bekerjanya kapasitas tiang secara penuh, khususnya untuk tiang-tiang yang kapasitasnya sangat dipenga­ ruhi oleh tahanan gesek dinding tiang yang terletak dalam tanah lempung

lunak atau lanau lunak yang sensitif. Pengamatan tekanan air pori selama pemancangan menunjukkan bahwa

di permukaan dinding tiang, tekanan air pori menjadi sama atau bahkan dapat lebih besar dari pada tekanan overburden efektif. Tetapi, perkembangan

tekanan air pori berkurang dengan cepat bila jarak suatu titik dalam tanah dari tiang bertambah. Di sekitar tiang, tekanan air pori berkembang sangat

tinggi, sehingga bisa mencapai I ,5 sampai 2 kali tekanan vertikal efektif awalnya (Gambar

2. 1 1 ). Data yang diberikan oleh Airhart, dkk. ( 1 969) menunjukkan bahwa di dekat dasar tiang tekanan air pori dapat mencapai 3

sampai 4 kali tekanan vertikal efektifnya. Pada lempung normal, pengurangan tekanan air pori oleh penambahan jarak radial (r), terjadi di luar

zone 4 kali jari-jari tiang (a) atau rla >4. Sedang pada lempung sensitif, r> 8a. Di luar zone 30 kali diameter tiang, kenaikan tekanan air pori akibat pemancangan dianggap nol. Akibat dari kenaikan tekanan air pori di sekitar tiang saat pemancangan sehubungan dengan gaya gesek dinding negatif telah

diamati o1eh Fellenius dan Brom ( 1 969). Gay a gesek terhadap dinding tiang yang arahnya ke bawah (negatit) ini terjadi pada saat tanah lempung di sekitar tiang mengalami konsolidasi kembali (rekonsolidasi), yaitu pada saat tekanan air pori berkurang secara berangsur-angsur untuk mencapai kedudukan tekanan air yang seimbang dengan kedudukan muka air tanah.

11. FONDASI TIANG 73

Kurva rata-rata untuk

lempung la ut sensilif

Gambar 2.1 1 Pengaruh pemancangan pada tekanan air pori (Poulos dan Davis. 1 980).

2.4.2 Pengaruh Pemasangan Tiang Bor (a) Tiang Bor dalam Tanah Granuler

Pada waktu pengeboran, biasanya dibutuhkan tabung Iuar (casing) sebagai pelindung terhadap longsoran dinding galian dan larutan tertentu kadang-kadang juga digunakan dengan maksud yang sama untuk melindungi

dinding galian tersebut. Gangguan kepadatan tanah, terjadi saat tabung pelindung di tarik ke atas saat pengecoran. Karena itu, dalam hitungan

kapasitas tiang bor di dalam tanah pasir, Tom !in son ( 1 975) menyarankan untuk menggunakan sudut gesek dalam (<p) ultimit dari contoh terganggu, kecuali j ika tiang diletakkan pada kerikil padat dimana dinding lubang yang bergelombang tidak terjadi. Jika pemadatan yang seksama dapat diberikan

pada beton yang berada di dasar tiang, maka-gangguan kepadatan tanah dapat dielim inasi sehingga sudut gesek da/am (<p) pada kondisi padat dapat digunakan. Akan tetapi, pemadatan tersebut mungkin sulit dikerjakan karena terhalang oleh tulangan beton.

(b) Tiang Bor dalam Tanah Kohesif

Penelitian pengaruh pekerjaan pemasangan tiang bor pada adhesi antara dinding tiang dan tanah di sekitamya, menunjukkan bahwa nilai adhesi lebih kecil dari pada nilai kohesi tak terdrainase (undrained cohesion) tanah