Klasifikasi Pondasi Tiang Peralatan Pemancangan Driving Equipment Hidrolik Sistem

16

2.3 Pondasi Tiang

Pondasi adalah struktur bagian bawah bangunan yang berhubungan langsung dengan tanah atau bagian bangunan yang terletak di bawah permukaan tanah yang mempunyai fungsi memikul beban bangunan di atasnya. Pondasi harus diperhitungkan untuk dapat menjamin kestabilan bangunan terhadap beratnya sendiri, beban-beban bangunan beban isi bangunan, gaya-gaya luar seperti tekanan angin, gempa bumi dan lain-lain. Pondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan gaya orthogonal kesumbu tiang dengan jalan menyerap lenturan. Pondasi tiang dibuat menjadi satu kesatuan yang monolit dengan menyatukan pangkal tiang pancang yang terdapat dibawah konstruksi, dengan tumpuan pondasi. Sosrodarsono dan Nakazawa, 2000. Pondasi tiang digunakan untuk mendukung bangunan bila lapisan tanah kuat terletak sangat dalam. Pondasi jenis ini dapat juga digunakan untuk mendukung bangunan yang menahan gaya angkat keatas, terutama pada bangunan-bangunan tingkat yang tinggi yang dipengaruhi oleh gaya-gaya penggulingan akibat angin. Tiang-tiang juga digunakan untuk mendukung bangunan dermaga. Hardiyatmo, 2003.

2.4 Klasifikasi Pondasi Tiang

Terdapat 2 klasifikasi pondasi, yaitu : a. Pondasi dangkal Adalah pondasi yang memindahkan beban langsung ke lapisan permukaan tanah. Pada prinsipnya pondasi dangkal hanya mengandalkan tahanan ujungnya Universitas Sumatera Utara 17 saja, karena tahanan gesek dindingnya tahanan selimut kecil. Yang termasuk jenis pondasi dangkal adalah pondasi telapak spread footing, pondasi memanjang continous footing dan pondasi rakit mat foundation. a b c d e Gambar 2.2 Macam-macam tipe pondasi : a Pondasi memanjang, b Pondasi telapak, c Pondasi rakit, d Pondasi sumuran, e Pondasi tiang Hardiyatmo, 1996 Beban Beban Beban Pondasi Tikar Universitas Sumatera Utara 18 1. Pondasi dalam deep foundation Perbandingan kedalaman dengan lebar pondasi lebih dari empat DB ≥ 4, meneruskan beban ke tanah keras atau batu, terletak jauh dari permukaan; contoh: tiang pancang, V pile, bore pile: 1. Pondasi sumuran pier foundation; peralihan pondasi dangkal dan pondasi tiang Gambar 2.2d, dipakai bila lapisan tanah kuat letaknya relatif jauh. 2. Pondasi tiang pile foundation; digunakan bila lapisan tanah di kedalaman normal tidak mampu mendukung bebannya dan lapisan tanah kerasnya sangat dalam Gambar 2.2e, terbuat dari kayu, beton dan baja. Diameter lebih kecil dan lebih panjang dibanding pondasi sumuran Bowles, 1991. Pondasi yang akan digunakan didasarkan pada: fungsi konstruksi atas, beban berat konstruksi atas termasuk berat sendiri , pembandingan kondisi tanah.

2.5 Penggolongan Pondasi Tiang Pancang

Pada perencanaan pondasi, pemilihan jenis pondasi tiang pancang untuk berbagai jenis keadaan tergantung pada banyak variabel. Faktor - faktor yang perlu dipertimbangkan di dalam pemilihan tiang pancang antara lain tipe dari tanah dasar yang meliputi jenis tanah dasar dan ciri - ciri topografinya, alasan teknis pada waktu pelaksanaan pemancangan dan jenis bangunan yang akan dibangun. Pondasi tiang dapat digolongkan berdasarkan material yang digunakan dan berdasarkan cara penyaluran beban yang diterima tiang ke dalam tanah.

2.5.1 Pondasi tiang pancang menurut pemakaian bahan dan karakteristik strukturnya

Tiang pancang dapat dibagi kedalam beberapa kategori antara lain : Universitas Sumatera Utara 19

A. Tiang pancang kayu

Jenis pondasi tiang yang paling primitif adalah tiang kayu. Pondasi jenis ini mudah diperoleh, dapat dipotong sesuai dengan panjang yang diinginkan, dan pada kondisi lingkungan tertentu dapat bertahan lama, akan tetapi tiang kayu dapat mengalami pembusukan atau rusak akibat dimakan serangga. Tiang kayu diperoleh dari pohon yang berdiameter 150 - 400 mm dan panjang 6 - 15 m. beban maksimum yang dapat dipikul oleh tiang kayu tunggal adalah sekitar 270 – 300 kN. Pondasi tiang kayu sangat cocok digunakan sebagai tiang gesekan. Tiang ini umumnya mengalami kerusakan ringan saat dipancang, sehingga tidak direkomendasikan untuk digunakan sebagai tiang tahanan ujung pada tanah pasir padat atau tanah berbatu. Untuk mengatasi kerusakan pada pemancangan pondasi tiang kayu dapat ditempuh cara sebagai berikut :  Menggunakan palu ringan  Pada ujungnya diberi gelang baja, cincin besi dan sepatu dari besi  Sebelum pemancangan dilakukan pemboran pre-drilling Gambar 2.3 Tiang pancang kayu Sardjono, 1991 Universitas Sumatera Utara 20

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 Reinforced Concrete Pile penampangnya dapat berupa lingkaran, segi empat, segi delapan dapat dilihat pada Gambar 2.4. Universitas Sumatera Utara 21 Gambar 2.4 Tiang pancang beton segitiga precast concrete pile 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 2.5. 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 2.5 Tiang pancang Precast Prestressed Concrete Pile Bowles, 1991 Universitas Sumatera Utara 22 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. Gambar 2.6 Tiang pancang Cast in place pile Sardjono, 1991

C. Tiang pancang baja.

Pondasi tiang baja umumnya berbentuk pipa atau profil H dan umumnya tiang jenis ini ringan, kuat, mampu menahan beban yang berat dan penyambungan Universitas Sumatera Utara 23 tiang dapat dilakukan dengan sangat mudah. Tiang baja pipa dapat dipancang dengan bagian ujung tertutup maupun terbuka. Berdasarkan pengalaman, bentuk ujung terbuka lebih menguntungkan dari segi kedalaman penetrasi dan dapat dikombinasi dengan pemboran bila diperlukan. Selain itu, tanah yang berada pada bagian dalam pipa dapat dikeluarkan dengan mudah dan dapat diisi kembali dengan beton jika diinginkan. Untuk penetrasi ke dalam tanah berbatu disarankan menggunakan tiang baja profil H., karena jenis ini tidak banyak mendesak volume tanah dan tidak menyebabkan penyembulan. Tiang pipa memiliki inersia lebih tinggi daripada tiang H, sehingga dapat digunakan untuk memikul beban lateral yang besar. Tipe lain dari tiang baja yang digunakan untuk memikul beban ringan adalah screw pile yang pemasangannya dilakukan dengan cara memutar tiang tersebut ke dalam tanah tanpa adanya penggalian. Tiang ini dapat digunakan untuk semua jenis tanah dan paling sering digunakan untuk menahan tarik tension piles . Kelemahan dari tiang baja adalah memiliki sifat korosi terhadap asam maupun air. Tingkat karat pada tiang pancang baja sangat berbeda-beda terhadap tekstur tanah, panjang tiang yang berada dalam tanah dan keadaan kelembapan tanah. a. Pada tanah yang memiliki tekstur tanah yang kasarkesap, maka karat yang terjadi karena adanya sirkulasi air dalam tanah tersebut hampir mendekati keadaan karat yang terjadi pada udara terbuka. b. Pada tanah liat clay yang mana kurang mengandung oksigen maka akan menghasilkan tingkat karat yang mendekati keadaan karat yang terjadi karena terendam air. Universitas Sumatera Utara 24 c. Pada lapisan pasir yang dalam letaknya dan terletak dibawah lapisan tanah yang padat akan sedikit sekali mengandung oksigen maka lapisan pasir tersebut juga akan akan menghasilkan karat yang kecil sekali pada tiang pancang baja. Pada umumnya tiang pancang baja akan berkarat di bagian atas yang dekat dengan permukaan tanah. Hal ini disebabkan karena Aerated-Condition keadaan udara pada pori-pori tanah pada lapisan tanah tersebut dan adanya bahan-bahan organis dari air tanah. Hal ini dapat ditanggulangi dengan memoles tiang baja tersebut dengan ter coaltar atau dengan sarung beton sekurang-kurangnya 20” ± 60 cm dari muka air tanah terendah. Karatkorosi yang terjadi karena udara atmosphere corrosion pada bagian tiang yang terletak di atas tanah dapat dicegah dengan pengecatan seperti pada konstruksi baja biasa. Gambar 2.7 Tiang pancang baja Sardjono, 1991 Universitas Sumatera Utara 25

D. Tiang pancang komposit.

Tiang pancang komposit adalah tiang pancang yang terdiri dari dua bahan yang berbeda yang bekerja bersama-sama sehingga merupakan satu tiang. Kadang-kadang pondasi tiang dibentuk dengan menghubungkan bagian atas dan bagian bawah tiang dengan bahan yang berbeda, misalnya dengan bahan beton di atas muka air tanah dan bahan kayu tanpa perlakuan apapun disebelah bawahnya. Biaya dan kesulitan yang timbul dalam pembuatan sambungan menyebabkan cara ini diabaikan. Universitas Sumatera Utara 26

2.5.2 Pondasi tiang pancang menurut pemasangannya

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

A. Tiang pancang pracetak

Bentuk penampang tiang ini dapat berbagai rupa namun umumnya berbentuk lingkaran, persegi empat, segi tiga dan oktagonal. Pembuatan tiang beton pracetak adalah dengan cara dicetak di lokasi tertentu, kemudian diangkut ke lokasi pembangunan. Tiang beton pracetak dapat dibuat berlubang maupun tidak. Tiang beton pracetak dibuat berlubang dengan tujuan untuk menghemat berat tiang itu sendiri. Ukuran yang biasa dipakai untuk tiang yang tidak berlubang adalah berkisar antara 20 sampai 60 cm, sedangkan untuk tiang yang bagian tengahnya berlubang diameternya dapat mencapai 140 cm. Panjang tiang beton pracetak yang tidak berlubang biasanya berkisar antara 20 sampai 40 m, sedangkan untuk tiang beton pracetak yang bagian tengahnya berlubang panjang tiang dapat mencapai 60 m. Pondasi tiang beton pracetak dirancang agar mampu menahan gaya dan momen lentur yang timbul pada saat pengangkatan dan tegangan-tegangan saat pemancangan disamping beban yang harus dipikul. Tipe tiang ini dapat bersifat sebagai tiang gesekan maupun tiang tahanan ujung. Keuntungan tiang beton pracetak adalah sebagai berikut :  Bahan tiang dapat diperiksa sebelum dipasang  Prosedur pemasangan tidak dipengaruhi oleh air tanah  Tiang dapat dipancang sampai kedalaman yang dalam  Pemancangan tiang dapat menambah kepadatan tanah granuler Universitas Sumatera Utara 27 Adapun kerugian dari tiang beton pracetak, yaitu :  Penggembungan tanah akibat pemancangan dapat menimbulkan masalah  Tiang kadang-kadang rusak akibat pemancangan  Bila diameter tiang terlalu besar akan sulit dilakukan pemancangan  Pemancangan tiang dapat mempengaruhi bangunan di sekitarnya  Penulangan dipengaruhi oleh tegangan yang terjadi pada waktu pengangkutan dan pemancangan tiang

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 menurut peralatan pendukung yang digunakan antara lain : 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. Universitas Sumatera Utara 28 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.

2.6 Peralatan Pemancangan Driving Equipment

Untuk memancangkan tiang pancang ke dalam tanah digunakan alat pancang. Pada dasarnya alat pancang terdiri dari tiga macam, yaitu : 1. Drop hammer 2. Single - acting hammer 3. Double - acting hammer Bagian - bagian yang paling penting pada alat pancang adalah pemukul hammer, leader, tali atau kabel dan mesin uap.

2.7 Hidrolik Sistem

Hidrolik Sistem adalah suatu metode pemancangan pondasi tiang dengan menggunakan mekanisme hydraulic jacking foundation system, dimana sistem ini telah mendapatkan hak paten dari United States, United Kingdom, China dan New Zealand. Sistem ini terdiri dari suatu hydraulic ram yang ditempatkan pararel dengan tiang yang akan dipancang, dimana untuk menekan tiang tersebut ditempatkan sebuah mekanisme berupa plat penekan yang berada pada puncak tiang dan juga ditempatkan sebuah mekanisme pemegang grip tiang, kemudian Universitas Sumatera Utara 29 tiang ditekan ke dalam tanah. Dengan sistem ini tiang akan tertekan secara kontiniu ke dalam tanah, tanpa suara, tanpa pukulan dan tanpa getaran. Penempatan sistem penekan hydraulic yang senyawa dan menjepit pada dua sisi tiang menyebabkan didapatkannya posisi titik pancang yang cukup presisi dan akurat. Ukuran diameter piston mesin hydraulic jack tergantung dengan besar kapasitas daya dukung mesin tersebut. Sebagai pembebanan, ditempatkan balok – balok beton atau plat – plat besi pada dua sisi bantalan alat yang pembebanannya disesuaikan dengan muatan yang dibutuhkan tiang. Keunggulan teknologi hidrolik sistem ini yang ditinjau dari beberapa segi, antara lain adalah : 1. Bebas getaran Bila suatu proyek yang akan dikerjakan berdampingan dengan bangunan, pabrik atau instansi yang sarat akan peralatan instrumentasi yang sedang bekerja, maka teknologi hydraulic jacking system ini akan menyelesaikan masalah wajib bebas getaran terhadap instalasi yang ada tersebut. 2. Bebas pengotoran lokasi kerja dan udara serta bebas dari kebisingan Teknologi pemancangannya bersih dari asap dan partikel debu jika menggunakan drop hammer serta bebas dari unsur berlumpur jika menggunakan bore piles. Karena sistem ini juga tidak bising akibat suara pukulan pancang seperti pada drop hammer, maka untuk lokasi yang membutuhkan ketenangan seperti rumah sakit, sekolah dan bangunan di tengah kota, teknologi ini tidak akan membuat lingkungan sekitarnya terganggu. hydraulic jacking system ini juga disebut dengan teknologi berwawasan lingkungan environment friendly. Universitas Sumatera Utara 30 3. Daya dukung aktual pertiang diketahui Seperti kita ketahui bahwa kondisi tanah asli di bawah pondasi yang akan dibangun umumnya terdiri dari lapisan – lapisan yang berbeda ketebalannya, jenis tanah maupun daya dukungnya. Dengan hydraulic jacking system, daya dukung setiap tiang dapat diketahui dan dimonitor langsung dari manometer yang dipasang pada peralatan hydraulic jacking system sepanjang proses pemancangan berlangsung. 4. Harga yang ekonomis Teknologi hydraulic jacking ini tidak memerlukan pemasangan tulangan ekstra penahan impack pada kepala tiang seperti pada tiang pancang umumnya. Disamping itu, dengan sistem pemancangan yang simpel dan cepat menyebabkan biaya operasional yang lebih hemat. 5. Lokasi kerja yang terbatas Dengan tinggi alat yang relatif rendah, hydraulic jacking system ini dapat digunakan pada basement, ground floor atau lokasi kerja yang terbatas, Alat hydraulic jacking system ini dapat dipisahkan menjadi beberapa komponen sehingga memudahkan untuk dapat dibawa masuk atau keluar lokasi kerja. Kekurangan dari teknologi, hydraulic jacking system antara lain adalah : 1. Apabila terdapat batu atau lapisan tanah keras yang tipis pada ujung tiang yang ditekan, maka hal tersebut akan mengakibatkan kesalahan pada saat pemancangan. 2. Sulitnya mobilisasi alat pada daerah lunak ataupun pada daerah berlumpur biasanya pada areal tanah timbunan. Universitas Sumatera Utara 31 3. Karena hydraulic jacking ini mempunyai berat sekitar 120 ton dan saat permukaan tanah yang tidak sama daya dukungnya, maka hal tersebut akan dapat mengakibatkan posisi alat pancang menjadi miring bahkan tumbang. Kondisi ini akan sangat berbahaya terhadap keselamatan pekerja. 4. Pergerakan alat hydraulic jacking ini sedikit lambat, proses pemindahannya relatif lama untuk pemancangan titik yang berjauhan. Metode kerja pondasi tiang pancang sistem tekan hydraulic static pile driver Tiang pacang harus dirancang, dicor dan dirawat untuk memperoleh kekuatan yang diperlukan sehingga tahan terhadap pengangkutan, penanganan, dan tekanan akibat pemancangan tanpa kerusakan. Tiang pancang segi empat harus mempunyai sudut-sudut yang ditumpulkan. Pipa pancang berongga hollow piles harus digunakan bilamana panjang tiang yang diperlukan melebihi dari biasanya. Baja tulangan harus disediakan untuk menahan tegangan yang terjadi akibat pengangkatan, penyusunan dan pengangkutan tiang pancang maupun tegangan yang terjadi akibat pemncangan dan beban-beban yang didukung. Selimut beton tidak boleh kurang dari 40 mm dan bilamana tiang pancang terekspos terhadap air laut atau korosi lainnya, selimut beton tidak boleh kurang dari 75 mm. Universitas Sumatera Utara 32 Gambar 2.8 Langkah Pelaksanaan Pondasi Tiang Pelaksanaannya akan dijelaskan di bawah ini: 1. Mobilisasi Tiang Pancang Tiang pancang yang telah diproduksi di pabrik akan di antar ke lokasi proyek, setelah sampai di proyek perlu kita perhatikan kondisi tiang dan pastikan kondisi tiang bagus dan tidak ada keretakan pada tiang, hal lain yang perlu diperhatikan adalah tata cara pengangkatan tiang pancang dari kenderaan pengangkut ke tempat penyimpanan tiang, tiang diangkat menggunakan crane dengan posisi tiang seperti gambar dibawah ini : Mengatur lalu lintas dan jalan akses untuk mobilisasi alat pemancang Mengatur posisi tiang Pemancangan tiang Penyambungan tiang Kepala tiang Produksi tiang Membawa tiang pancang ke lokasi Universitas Sumatera Utara 33 Gambar 2.9 Posisi tiang pada saat di angkat 2. Persiapan Lokasi Pemancangan Mempersiapkan lokasi dimana alat pemancang akan diletakan, tanah haruslah dapat menopang berat alat. Bilamana elevasi akhir kepala tiang pancang berada di bawah permukaan tanah asli, maka galian harus dilaksanakan terlebih dahulu sebelum pemancangan. 3. Persiapan Alat Pemancang Pelaksana harus menyediakan alat untuk memancang tiang yang sesuai dengan jenis tanah dan jenis tiang pancang sehingga tiang pancang tersebut dapat menembus masuk pada kedalaman yang telah ditentukan atau mencapai daya dukung yang telah ditentukan,tanpa kerusakan. Bila diperlukan, pelaksana dapat melakukan penyelidikan tanah terlebih dahulu. Alat pancang yang digunakan dapat dari jenis drop hammer, diesel atau hidrolik. Universitas Sumatera Utara 34 Gambar 2.10 Alat pemancang hidrolik 4. Penyimpanan tiang pancang Tiang pancang disimpan di sekitar lokasi yang akan dilakukan pemancangan. Tiang pancang disusun seperti piramida, dan dialasi dengan kayu 510. Penyimpanan dikelompokan sesuai dengan type, diameter, dimensi yang sama. Gambar 2.11 Penyimpanan tiang pancang 5. Pemancangan Kepala tiang pancang harus dilindungi dengan bantalan topi atau mandrel.Tiang pancang diikatkan pada sling yang terdapat pada alat, lalu Universitas Sumatera Utara 35 ditarik sehingga tiang pancang masuk pada bagian alat. Setelah kemiringan telah sesuai, kemudian dilakukan pemancangan. Gambar 2.12 Proses pemancangan 6. Penyambungan Bila kedalaman pemancangan lebih dalam dari pada panjang tiang pancang satu batang, maka perlu dilakukan penyambungan dengan tiang pancang kedua, yaitu dengan pengelasan. Gambar 2.13 Penyambungan tiang pancang 2.8 Kapasitas Daya Dukung 2.8.1 Kapasitas daya dukung tiang dari data sondir