FONDASI TIANG 145 FONDASI TIANG 145

11. FONDASI TIANG 145 11. FONDASI TIANG 145

Terlihat bahwa faktor efisiensi selalu lebih kecil dari Sedang hasil

2.34. Hasil ini mempunyai kesamaan kecenderungan dengan uji model untuk pelat penutup tiang (pile cap) yang tidak menyentuh tanah. Tetapi untuk pelat penutup tiang y.ang menyentuh tanah, efisiensi bertambah besar. Hal ini disebabkan pacta kondisi penutup tiang menyentuh tanah keruntuhan tiang menuju ke keruntuhan blok, jadi meningkatkan kapasitasnya. Namun penurunan yang dibutuhkan untuk terjadinya keruntuhan blok lebih besar.

7 d= diMlolorliong tunggol B = - � liang 0 =

kede'-n8n kekxnpok tieng s • jer1lk tiang-t�ang

Eg

Eg I.S

Kecenderungan umum uniUk Dls =

Kecenderu 15 umum

1.11 11.7 0.7 o.s

(b) Gambar

2.34 Efisiensi kelompok tiang pada tanah kohesif dari uji tiang skala penuh pada beban vertikal (a) Pelat penutup tiang tidak menyentuh tanah (b) Pelat penutup tiang menyentuh tanah (O'Neill. 1 983 ).

Efisiensi kelompok tiang dalam tanah kohesif sangat dipengaruhi oleh kelebihan tekanan air pori (excess pore pressure) yang timbul akibat peman­ cangan, walaupun kelebihan tekanan air pori yang besar hanya terjadi di dekat tiang. Untuk tiang tunggal, kelebihan tekanan air pori hilang hanya beberapa hari setelah selesai pemancangan, sedang untuk kelompok tiang dapat sampai bertahun tahun (Gambar 2.35).

Deformasi aksial yang dibutuhkan untuk pengerahan tahanan gesek di sekeliling kelompok tiang sangat kecil dibandingkan dengan deformasi yang dibutuhkan untuk pengerahan tahanan dasar kelompok tiang (yaitu sekitar 5 -

I 0% atau lebih dari lebar kelompok tiang). Deformasi ini sangat besar dan tak mungkin digunakan dalam perancangan kapasitas dukung tanah di bawah kelompok tiang. Karena itu, Brom ( 1 976) menyarankan bahwa dalam hitungan kapasitas kelompok tiang apung (jloating pile), t'fihanan dasar dari

1 46 TEKNIK FONDASI 1 1 1 46 TEKNIK FONDASI 1 1

+X Tiang tunggal ., 9- tiang ..... ......

...... :ZS. Iiang '' " e :n-liang , .... l l�tiang e '' e 2»- tiang

8 IJ.tiang

-Ill', ' ' '

Tiang tunggal �\

kelebihan tekanan air pori .... ' ,

tekanan pori hldrostatis

X '--.

.., Waktu setelah pemancangan (harl)

Gambar 2.35 Pengukuran tekanan kelebihan tekanan air pori di sekitar kelompok tiang (O'Neill. 1983).

Untuk tiang gesek yang berada dalam tanah lempung, Kerisel ( 1 967) mengusulkan faktor efisiensi kapasitas kelompok tiang, seperti yang disa­

jikan dalam Tabel 2. 1 1 Canadian National Building Code menyai'ailkan faktor efisiensi Ex =

0,7 untuk tiang yang berjarak 2,5d sarr.pai 4d. Dalam kasus-kasus tertentu, kapasitas tiang lebih dipengaruhi oleh

pertimbangan penurunan konsolidasi (consolidation settlement) dan penurunan segera (immediate settlement) dari kelompok tiangnya. Dalam hal

ini, pengaruh efisiensi kelompok tiang hanya sebagai petunjuk awal untuk mengetahui jumlah tiang yang dibutuhkan pada beban penuh dari struktur.

Tabel 2" If Faktor efisiensi untuk kelompok tiang dalam tanah lempung (d = diameter tiang) (Kerisel, 1967)

"'

Jarak pusat ke pusat tiang Faktor efisiensi

I Od

I 8d 0,95 6d 0,90 5d 0,85 4d 0,75 3d 0,65

2,5d 0,55 11. FONDASI TIANG

2.8.2 Kapasitas Kelompok dan Eftsiensi Tiang dalam Tanah Granuler

Pemancangan tiang ke dalam tanah granuler (pasir, kerikil) menyebab­ kan tanah di sekitar tiang pada radius paling sedikit 3 kali diameter tiang memadat. Jika tiang-tiang dipancang berkelompok, tanah yang berada di area

kelompok tiang, akan mempunyai kepadatan tinggi. Bila kelompok tiang ini dibebani, tiang-tiang dan tanah yang terletak di antaranya akan bergerak bersama-sama sebagai satu kesatuan. Jadi, dalam hal ini, kelompok tiang berkel�kuan seperti fondasi rakit dengan luas dasar yang sama dengan luas kelompok tiang.

Pengamatan pada tiang yang dipancang dalam tanah pasir homogen menunjukkan bahwa kapasitas kelompok tiang lebih besar daripada jumlah kapasitas masing-masing tiang di dalam kelompoknya (Vesic, 1 967). Jika

jarak tiang dekat, pada waktu pemancangan tiang di dekatnya. tegangan efektif lateral akan bertambah. Akibatnya, tahanan gesek dinding tiang juga bertambah. Kecuali itu, pemancangan tiang yang berdekatan cenderung untuk menambah kerapatan relatif pasir yang dengan demikian akan menambah sudut gesek dalam tanah (<p). Pengujian model telah menunjukkan bahwa efisiensi kelompok tiang dalam tanah pasir lebih besar dari I.

Hasil pengujian model pada kelompok tiang yang berjumlah 4 dan 9 yang dilakukan oleh Vesic ( 1 969), dengan mengukur tahanan ujung dan tahanan gesek dinding secara terpisah menunjukkan bahwa efisien kelompok

tiang yang jaraknya berdekatan, lebih besar dari l, dan kenaikan efisiensi ini, lebih disebabkan oleh tahanan gesek dinding daripada tahanan ujungnya. Terungkap pula dalam pengujian model tersebut bahwa efisiensi total kelompok tiang bertambah pada nilai maksimum bila jarak tiang 3 kali diametemya, dan kemudian turun bila jaraknya bertambah. Dari data terseb!Jt Vesic menyimpulkan bahwa efisiensi total (tahanan ujung dan tahanan gesek dinding) cenderung lebih besar dari I , kecuali jika tiang dipancang pada pasir sangat padat atau jarak tiang relatif jauh. Efisiensi maksimum dapat mencapai 2, bila jarak tiang 2 sampai � kali diameter tiang.

O'Neill ( 1 983) mengumpulkan beberapa data hasil pengujian kelompok tiang, hasilnya ditunjukkan dalam Gambar 2.36. Dari diagram tersebut O'Neill menyimpulkan :

( I ) Dalam tanah granuler longgar, efisiensi (Ex) selalu lebih besar I dan mencapai maksimum pada sld =

2. Efisiensi bertambah hila jumlah tiang bertambah.

(2) Dalam tanah granuler padat bila 2 < sld <4 (interval jarak tiang normal), Ex umumnya lebih besar I , sejauh tiang tidak dipancang dengan cara

penyemprotan air atau tanah dibor lebih dahulu (predrilling). 1 48

TEKNIK FONDASI II

Kelompok tiang dslam tanah grsnuler (4 tiang)

R<lllaq; data 1"'11!l.llian

� wtuk

posir l<qgar (D,.<50%) 2,0

untuk bebon desak

, , ,�-!(_� '

Eg

(a) 1,0 R<lllaq! data �jian 0,5

untuk bebon tarik

Kelompok tiang da/am tanah granuler (9 - 16 tiang)

2.5 ' ' '

'-, Rmang

----�· / bebondesat do pongujian wruk

'',..... KecendenJnt,sl UJ1.uk

lauar (D1<500/o)

(b) ··-·-JCec....,_,111111llt

...... (50%<0,<90%) PoJir-.IBIIIpli E,

1.0 ------------

-------·----

Gambar 2.36 Efisicnsi kelompok tiang dari uji model kelompok tiang (O'Neill. 1983).

Hasil-hasil uj i beban skala penuh untuk tiang dalam tanah granuler diperlihatkan dalam Gambar 2.37. Terlihat bahwa efisiensi lebih besar dari

I , kecuali untuk tiang bor dan tiang dipancang dengan semprotan air. Perhatian perlu diberikan jika tiang dipancang ke dalam tanah pasir dan

kerikil, di mana laJ>fsan tanah ini terletak di atas tanah lempung yang mudah mampat. Tegangan kelompok tiang yang bekerja pada tanah lempung yang

berada di bawahnya dapat menghasilkan tegangan yang tinggi, hingga mengakibatkan penurunan konsolidasi yang berlebihan. Kapasitas kelompok

tiang pada kondisi demikian lebih dipengaruhi oleh kuat geser dan sifat mudah mampat tanah lempung di bawahnya daripada oleh efisiensi kelom­

pok tiang dalam tanah pasir dan kerikil. Harus diperhatikan pula bahwa kapasitas kelompok tiang yang diperoleh dari nilai efisiensi seharusnya

11. FONDASI TIANG 1 49 11. FONDASI TIANG 1 49

kapasitasnya akan dipertimbangkan pula terhadap penurunan kelompok tiang. Asalkan kapasitas tiang tunggal telah diberikan faktor aman yang cukup memadai terhadap keruntuhan akibat beban tekan, maka diharapkan tidak

akan ada resiko akan terjadi keruntuhan blok kelompok tiang, bila tiang-tiang terletak dalam tanah non kohesif (pasir dan kerikil) yang relatif padat.

Nang _,.,., r- boruu __,

Gambar 2.37 Efisiensi tiang dari uji beban skala penuh untuk tiang dalam tanah granuler (O'Neill, 1983). (a) Pelat penutup tiang tidak menyentuh tanah. (b) Pelat penutup tiang menyentuh tanah.

2.8.3 Petunjuk Hitungan Perancangan Kelompok Tiang Dalam hitungan untuk perancangan kelompok tiang, Coduto ( 1 994)

memberikan petunjuk sebagai berikut: ( I ) Cobalah tentukan apakah keruntuhan blok akan lebih menentukan dalam

hitungan. Jika keliling dari kelompok tiang-tiang I� daripada j umlah keliling tiang tunggal, maka keruntuhan blok mungkin tidak terjadi. Uji model menunjukkan bahwa keruntuhan blok hanya terjadi

jika jarak tiang sangat dekat, yaitu s/d kurang dari 2, sehingga kondisi keruntuhan ini jarang terjadi. Akan tetapi jika jarak tiang tersebut betul­ betul ada, maka efisiensi Ex = (keliling kelompok tiang)/Gumlah keliling tiang tunggal) harus diperhitungkan.

ISO TEKNIK FONDASI 11

(2) Kapasitas·kelompok tiang dalam tanah kohesif akan tereduksi sementara jika terjadi kenaikan kelebihan air pori. Efisiensi kelompok tiang (E;;), kira-kira 0,4 - 0,8 tapi akan bertambah dengan berjalannya waktu. Jika sld >

2 (seperti umumnya dalam praktek), Eg kadang-kadang mencapai I . Kecepatan kenaikan Eg tersebut bergantung pada kecepatan mengham­ bumyalberkurangnya kelebihan tekanan air. Kelompok tiang yang

jumlahnya kecil mungkin Eg =

I tercapai dalam I sampai 2 bulan. Waktu ini mungkin lebih besar daripada kecepatan pembebanannya. Untuk kelompok tiang yang lebih besar, waktu untuk mencapai Er. =

I mungkin lebih dari I tahun.

(3) Kelompok tiang dalam tanah granuler akan mencapai kapasitas maksi­ mumnya hampir segera setelah pemancangan, karena kelebihan tekanan air pori selalu nol. Efisiensi kelompok tiang paling sedikit I (jika sld > 2), dan sering lebih besar I , terutama jika jarak tiang kecil dan tiang dipancang mengakibatkan perpindahan tanah yang besar (large displace­ ment pile). Untuk maksud praktis, faktor efisiensi jangan Jebih dari I ,25 (Coduto,

1 983). (4) Jika pemancangan dilakukan dengan pengeboran tanah lebih dulu (pre­

dri//ing), yaitu jika tanah granuler sangat padat, maka tanah granuler menjadi longgar sehingga efisiensi kelompok tiang kurang dari I . Karena itu, hindari atau kurangi pengeboran dengan semprotan atau pengeboran lebih dulu.

Vesic ( 1 969) menyarankan bahwa dalam perancangan tiang, nilai efi­ siensi kelompok tiang (Ex) dalam tanah granuler sebaiknya tidak lebih dari I .

Contoh soal 2. 12:

Kelompok tiang 5 x 5 dipancang dalam tanah lempung lunak homogen

dengan c" =

1 5 m, diameter 0,30 m dan jarak pusat ke pusat tiang 0,75 m. Ukuran panjang dan

23 kN/m2 dan y =

1 9 kN/mJ. Kedalaman tiang D =

lebar Iuasan kelompok tiang L = B = 3,3 m.

(a) Hitung kapasitas ijin kelompok tiang (F = 3). {b) Hitung kapasitas ijin yang didasarkan pada tiang tunggal (F = 2,5). (c) Berapa beban kerja kelompok tiang maksimum.

Penyelesaian: Perlu dicek terhadap kemungkinan keruntuhan blok kelompok tiang:

sld = 0,75/0,3 = 2,5, jadi s = 2,5d < 3d Jadi, terdapat kemungkinan akan terjadi keruntuhan blok.

11. FONDASI TIANG 151

(a) Kapasitas ijin kelompok tiang

QK = 2D(B + L) c, + 1 ,3 Ch N,BL = 2 X 1 5 X (3,3 + 3,3)

X 23 + 1 ,3 X 23 X 9 X 3,3 X 3,3

= 7484,5 kN

Kapasitas ijin kelompok tiang = 7484,5/3 = 2494,83 kN (I ) a.m.w ti8ng 0,30 m

4 x 0,7Sm

Gambar C2.6.

(b) Kapasitas ijin didasarkan pada tiang tunggal

c,

= 23 kN/m2, dari Gambar 2.20, a" = 0,98 Q, = a" c, A, = 0,98 x 23 x rt x 0,3 x 1 5 = 3 1 8,7 kN Qh = Ah c, N, = \14

0,32 X 1t X X 23 X 9 = 1 4,63 kN Di sini terlihat bahwa tahanan ujung sangat kecil, karena itu sering

tahanan ujung tiang pada lempung lunak diabaikan. Dengan mengabaikan tahanan ujungnya,

Qu = Q, = 3 1 8,7 kN Dengan

F = 2,5, kapasitas tiang tunggal: Q" = Q,/2,5 = 3 1 8,7/2,5 = 127,5 kN Efisiensi:

(n'- J)m + (m - l)n' EK = - e

I 90mn'

e = arc tg dls = arc tg (0,3 I 0,75) = 2 1 ,8°

IS2 TEKNIK FONDASI II IS2 TEKNIK FONDASI II

g E = 1 - (2 1 8) ' (5 - 1)5 + (5 - !)5 = 0 612

'Kapasitas kelompok tiang ijin

90 x 5 x 5

= Eg n Qa

kN

= 0,6 1 2 X 25 X 1 27,5 = 1 950,8 (2)

(c) Beban kerja (I) (2), yang dapat didukung kelompok tiang adalah 1 950,8 nilai terkecil dari dan yaitu kN.

(working load)

2.9 Gesek dinding negatif Q