15 Tabel 2.1. Hubungan D
� , φ dan N dari pasir Peck, Meyerhoff
Nilai N Kepadatan Relatif
�� = �
���
− � �
���
− �
���
Sudut Geser Dalam Menurut Peck
Menurut Meyerhof 0-4
Sangat Lepas
0,0-0,2 28,5
30 4-10
Lepas 0,2-0,4
28,5-30 30-35
10-30 Sedang
0,4-0,6 30-36
35-40 30-50
Padat 0,6-0,8
36-41 40-45
50 Sangat Padat
0,8-1,0 41
45 Sumber : Mekanika Tanah Teknik Pondasi, Sosrodarsono Suyono Ir, 1983
2.3. Pondasi Tiang
2.3.1 Defenisi pondasi tiang
Pondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu vertikal ke sumbu tiang dengan cara menyerap lenturan. Pondasi tiang dibuat menjadi satu kesatuan yang monolit dengan menyatukan pangkal
tiang yang terdapat di bawah konstruksi dengan tumpuan pondasi.Pondasi tiang digunakan untuk suatu bangunan yang tanah dasar dibawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung bearing
capacity yang cukup untuk memikul berat bangunan dan beban yang diterimanya atau apabila tanah pendukung yang mempunyai daya dukung yang cukup letaknya sangat dalam.
Pondasi tiang ini berfungsi untuk menyalurkan beban – beban yang diterimanya dari konstruksi di atasnya kelapisan tanah yang lebih dalam.Teknik pemasangan pondasi tiang dapat dilakukan dengan
pemancangan tiang – tiang bajabeton pracetak atau dengan membuat tiang – tiang beton bertulang yang langsung dicor di tempat cast in place, yang sebelumnya telah dibuatkan
lubang terlebih dahulu .Pada umumnya pondasi tiang ditempatkan tegak lurus vertikal di dalam tanah,
tetapi apabila diperlukan dapat dibuat miring agar dapat menahan gaya –gaya horizontal. Sudut kemiringan yang dicapai tergantung dari alat yang digunakan serta disesuaikan pula dengan
perencanaan
16
2.3.2.Penggolongan pondasi tiang
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 type 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.
A. Berdasarkan material yang digunakan
Berdasarkan material yang digunakan, pondasi tiang terbagi atas 4 jenis,yaitu tiang pancang kayu, tiang pancang beton, tiang pancang baja dan tiang pancang komposit
1.Tiang pancang kayu Pemakaian tiang pancang kayu adalah cara tertua dalam penggunaan tiang
pancang kayu sebagai pondasi. Tiang pancang kayu dibuat dari batang pohon dan biasanya diberi bahan pengawet. Pada pemakaian tiang pancang kayu tidak diizinkan untuk menahan
beban lebih tinggi dari 25 sampai 30 ton untuk setiap tiang. Tiang kayu akan tahan lama apabila tiang kayu tersebut dalam keadan selalu terendam penuh di bawah muka air tanah dan
akan lebih cepat busuk jika dalam keadaan kering dan basah yang selalu berganti - ganti. Tiang pancang kayu tidak tahan terhadap benda - benda agresif dan jamur yang bisa menyebabkan pembusukan.
a.Keuntungan pemakaian tiang pancang kayu : 1 Tiang pancang kayu relatif ringan sehingga mudah dalam pengangkutan;
2 Kekuatan tariknya besar sehingga pada waktu diangkat untuk pemancangan tidak menimbulkan kesulitan seperti pada tiang pancang beton precast;
3 Mudah untuk pemotongannya apabila tiang kayu sudah tidak dapat masuk lagi ke dalam tanah;
17 4 Tiang pancang kayu lebih sesuai untuk friction pile dari pada end bearing pile karena
tekanannya relatif kecil. b.Kerugian pemakaian tiang pancang kayu :
1 Karena tiang pancang kayu harus selalu terletak di bawah muka air tanah yang terendah agar dapat tahan lama, maka jika letak air tanah terendah tersebut sangat dalam, hal ini
akan menambah biaya untuk penggalian; 2 Tiang pancang kayu mempunyai umur relatif kecil dibandingkan dengan tiang
pancang baja atau beton, terutama pada daerah yang tinggi air tanahnya sering naik turun.
3 Pada waktu pemancangan pada tanah yang berbatu ujung tiang pancang kayu ini
bisa rusak atau remuk.
Tiang pancang beton terbuat dari bahan beton bertulang yang terdiri dari beberapa :
Gambar 2. 6. Tiang Pancang Kayu
2.Jenis-Jenis Tiang Pancang Beton a.Precast reinforced concrete pile
Precast reinforced concrete pile adalah tiang pancang dari beton bertulang yang dicetak dan dicor dalam acuan beton bekisting, kemudian setelah cukup kuat atau keras lalu
diangkat dan dipancangkan. Tiang pancang beton ini dapat memikul beban lebih besar dari
18 50 ton untuk setiap tiang, tetapi tergantung pada dimensinya. Penampang precast reinforced
concrete pile dapat berupa lingkaran, segi empat dan segi delapan. Keuntungan pemakaian precast reinforced concrete pile yaitu :
1 Precast reinforced concrete pile mempunyai tegangan tekan yang besar tergantung pada mutu beton yang digunakan;
2 Dapat diperhitungkan baik sebagai end bearing pile ataupun friction pile 3 Tahan lama dan tahan terhadap pengaruh air ataupun bahan – bahan korosif asal beton dekingnya cukup
tebal untuk melindungi tulangannya; 4 Karena tidak berpengaruh oleh muka air tanah maka tidak memerlukan galian tanah yang
banyak untuk poernya Kerugian pemakaian precast reinforced concrete pile :
1 Karena berat sendirinya besar maka biaya pengangkutannya akan mahal, oleh karena itu precast reinforced concrete pile dibuat di tempat pekerjaan;
2 Tiang pancang beton ini baru dipancang apabila sudah cukup keras hal ini berarti memerlukan waktu yang lama untuk menuggu sampai tiang pancang beton ini bisa digunakan;
3 Bila memerlukan pemotongan, maka pelaksanaannya akan lebih sulit dan membutuhkan waktu yang lebih lama juga;
4 Bila panjang tiang kurang dan karena panjang tiang tergantung pada alat pancang pile driving yang tersedia, maka akan sukar untuk penyambungan dan memerlukan alat penyambung
khusus; 5 Apabila dipancang di sungai atau di laut tiang akan bekerja sebagai kolom terhadap beban
vertical dan dalam hal ini akan ada tekuk sedangkan terhadap beban horizontal akan bekerja sebagai cantilever.
19 Gambar 2. 7. Tiang Pancang Precast Reinforced Concrete Pile
b.Precast Prestressed Concrete Pile Precast prestressed concrete pile adalah tiang pancang dari beton prategang yang
menggunakan baja dan kabel kawat sebagai gaya prategangnya. Keuntungan pemakaian precast prestressed concrete pile adalah
:
1 Kapasitas beban pondasi yang dipikulnya tinggi; 2 Tiang pancang tahan terhadap karat;
3 Kemungkinan terjadinya pemancangan keras dapat terjadi. Kerugian pemakaian precast prestressed concrete pile adalah :
1 Sukar ditangani; 2 Biaya pembuatannya mahal;
3 Pergeseran cukup banyak sehingga prategangnya sukar disambung. c. Cast in place
Tiang pancang cast in place ini adalah pondasi yang dicetak di tempat pekerjaan dengan terlebih dahulu membuatkan lubang dalam tanah dengan cara mengebor. Pelaksanaan
cast in place ini dapat dilakukan dengan dua cara : 1 Dengan pipa baja yang dipancangkan ke dalam tanah, kemudian diisi dengan beton dan
ditumbuk sambil pipa baja tersebut ditarik ke atas;
20 2 Dengan pipa baja yang dipancangkan ke dalam tanah kemudian diisi dengan beton,
sedangkan pipa baja tersebut tetap tinggal dalam tanah. Keuntungan pemakaian cast in place :
1 Pembuatan tiang tidak menghambat pekerjaan; 2 Tiang tidak perlu diangkat, jadi tidak ada resiko kerusakan dalam pengangkutan;
3 Panjang tiang dapat disesuaikan dengan keadaan dilapangan. Kerugian pemakaian cast in place :
1 Kebanyakan dilindungi oleh hak patent; 2 Pelaksanaannya memerlukan peralatan khusus;
3 Beton dari tiang yang dikerjakan secara cast in place tidak dapat dikontrol. Tiang franki adalah termasuk salah satu jenis dari cast in place. Adapun prinsip kerjanya
adalah sebagai berikut : 1 Pipa baja yang pada ujung bawahnya disumbat dengan beton yang dicor di dalam
ujung pipa dan telah mengeras; 2 Dengan drop hammer sumbat beton tersebut ditumbuk agar sumbat beton dan pipa
masuk ke dalam tanah; 3 Setelah pipa mencapai kedalaman yang direncanakan, pipa terus diisi dengan beton
sambil terus ditumbuk dan pipanya ditarik ke atas .
Selain tiang franki ada beberapa jenis tiang pancang cast in place, yaitu solid – point pipe piles, steel pipe piles, Raymond concrete pile, simplex concrete pile, based driven cased
pile, dropped in shell concrete pile, dropped in shell concrete pile with compressed base section dan button dropped in shell concrete pile.
21
Gambar.2.8 Tiang Pancang Cast In Place 3.
Tiang pancang baja Jenis tiang pancang baja ini biasanya berbentuk profil H. karena terbuat dari baja
maka kekuatan dari tiang ini adalah sangat besar sehingga dalam transport dan pemancangan tidak menimbulkan bahaya patah seperti pada tiang pancang beton precast. Jadi pemakaian
tiang pancang ini sangat bermanfaat jika dibutuhkan tiang pancang yang panjang dengan tahanan ujung yang besar. Tingkat karat pada tiang pancang baja sangat berbeda - beda
terhadap texture susunan butir dari komposisi tanah, panjang tiang yang berada dalam tanah dan keadaan kelembaban tanah moisture content.
Pada tanah dengan susunan butir yang kasar, karat yang terjadi hampir mendekati keadaan karat yang terjadi pada udara terbuka karena adanya sirkulasi air dalam tanah. Pada
tanah liat clay yang kurang mengandung oksigen akan menghasilkan karat yang mendekati keadaan seperti karat yang terjadi karena terendam air. Pada lapisan pasir yang dalam
letaknya dan terletak di bawah lapisan tanah yang padat akan sedikit sekali mengandung oksigen, maka lapisan pasir tersebut akan menghasilkan karat yang kecil sekali pada tiang
pancang baja.
22 Keuntungan pemakaian tiang pancang baja :
a. Tiang pancang ini mudah dalam hal penyambungan; b. Tiang pancang baja mempunyai kapasitas daya dukung yang tinggi;
c. Dalam pengangkutan dan pemancangan tidak menimbulkan bahaya patah. Kerugian pemakaian tiang pancang baja :
a. Tiang pancang ini mudah mengalami korosi; b. Tiang pancang H dapat mengalami kerusakan besar saat menembus tanah keras
dan yang mengandung batuan, sehingga diperlukan penguatan ujung
.
Gambar 2. 9. Tiang Pancang Baja 4. Tiang pancang komposit
Yang dimaksud dengan composite pile ini adalah tiang pancang yang terdiri dari dua bahan yang berbeda yang bekerja bersama - sama sehingga merupakan satu tiang. Composite
pile ini dapat berupa beton dan kayu maupun beton dan baja. Composite pile ini terdiri dari beberapa jenis, yaitu :
23 a. Water proofed steel pipe and wood pile
Tiang ini terdiri dari tiang pancang kayu untuk bagian bawah muka air tanah dan bagian atasnya adalah beton. Kelemahan tiang ini adalah tempat sambungan apabila
tiang pancang ini menerima gaya horizontal yang permanen. Cara pelaksanaannya adalah sebagai berikut :
1 Casing dan core dipancang bersamaan ke dalam tanah hingga mencapai kedalaman yang telah ditentukan untuk meletakkan tiang pancang kayu tersebut dan harus
terletak di bawah muka air tanah yang terendah; 2 Kemudian core di tarik ke atas dan tiang pancang kayu dimasukkan ke dalam casing
dan terus dipancang hingga mencapai lapisan tanah keras; 3 Setelah mencapai lapisan tanah keras, pemancangan dihentikan dan core ditarik
keluar dari casing. Kemudian beton dicor ke dalam casing sampai penuh terus dipadatkan dengan menumbukkan core ke dalam casing.
Gambar 2. 10. Water proofed steel pipe and wood pile
24 b. Composite dropped in - shell and wood pile
Composite dropped in - shell and wood pile hampir sama dengan water proofed steel pipe and wood pile hanya saja tipe tiang ini memakai shell yang terbuat dari logam tipis
yang permukaannya diberi alur spiral. Pelaksanaannya adalah sebagai berikut : 1 Casing dan core dipancang bersamaan sampai mencapai kedalaman yang telah
ditentukan di bawah muka air tanah; 2 Kemudian core ditarik keluar dari casing dan tiang pancang kayu dimasukkan dalam
casing terus dipancang sampai mencapai lapisan tanah keras. Pada pemancangan tiang pancang kayu ini harus benar – benar diperhatikan agar kepala tiang tidak rusak;
3 Setelah mencapai lapisan tanah keras, core ditarik keluar dari casing; 4 Kemudian shell berbentuk pipa yang diberi alur spiral dimasukkan ke dalam casing.
Pada ujung bagian bawah shell dipasang tulangan berbentuk bujur sangkar; 5 Beton kemudian dicor ke dalam shell. Setelah shell cukup penuh dan padat casing
ditarik keluar sambil shell yang berisi beton tadi ditahan dengan cara meletakkan core di ujung atas shell.
Gambar 2. 11. Composite dropped in - shell and wood pile
25 c. Composite ungased – concrete and wood pile
Dasar pemilihan tiang ini adalah : 1 Lapisan tanah keras dalam sekali letaknya sehingga tidak memungkinkan untuk
menggunakan cast in place concrete pile. Sedangkan kalau menggunakan precast concrete pile akan terlalu panjang sehingga akan sulit dalam pengangkutan dan
biayanya juga akan lebih besar; 2 Muka air tanah terendah sangat dalam sehingga apabila kita menggunakan tiang
pancang kayu akan memerlukan galian yang sangat besar agar tiang pancang tersebut selalu di bawah muka air tanah terendah.
Cara pelaksanaan tiang ini adalah sebagai berikut : 1 Casing baja dan core dipancang ke dalam tanah hingga mencapai kedalaman yang
telah ditentukan di bawah muka air tanah; 2 Kemudian core ditarik keluar dari casing dan tiang pancang kayu dimasukkan dalam
casing terus dipancang sampai mencapai lapisan tanah keras; 3 Setelah sampai pada tanah keras core dikeluarkan lagi dari casing dan beton dicor
sebagian ke dalam casing, kemudian core dimasukkan lagi ke dalam casing; 4 Beton ditumbuk dengan core sambil casing ditarik ke atas sampai jarak tertentu
sehingga terjadi bentuk beton yang menggelembung seperti bola di atas tiang pancang kayu tersebut;
5 Core ditarik lagi keluar dari casing dan casing diisi dengan beton lagi sampai padat setinggi beberapa cm di atas permukaan tanah. Kemudian beton ditekan dengan
core kembali sedangkan casing ditarik ke atas sampai keluar dari tanah.
26 Gambar 2. 12. Composite ungased – concrete and wood pile
d .Composite dropped – shell and pipe pile Dasar pemilihan tiang ini adalah :
1 Lapisan tanah keras terlalu dalam letaknya bila digunakan cast in place concrete pile; 2 Letak muka air tanah terendah sangat dalam apabila kita menggunakan tiang composite
yang bawahnya dari tiang pancang kayu. Cara pelaksanaan tiang ini adalah sebagai berikut :
3 Casing dan core dipancang bersamaan sehingga casing hampir seluruhnya masuk ke dalam tanah. Kemudian core ditarik keluar dari casing;
4 Tiang pipa baja dengan dilengkapi sepatu pada ujung bawah dimasukkan dalam casing terus dipancang dengan pertolongan core sampai ke tanah;
5 Setelah sampai pada tanah keras kemudian core ditarik ke atas kembali; 6 Kemudian shell yang beralur pada dindingnya dimasukkan dalam casing hingga
bertumpu pada penumpu yang terletak di ujung atas tiang pipa baja. Bila diperlukan pembesian maka besi tulangan dapat dimasukkan dalam shell dan kemudian beton
dicor sampai padat;
27 7 Shell yang terisi dengan beton ditahan dengan core sedangkan casing ditarik keluar
dari tanah.
Gambar 2. 13. Composite dropped – shell and pipe pile e. Franki composite pile
Prinsip kerjanya hampir sama dengan tiang Franki biasa, hanya saja pada Franki composite pile ini pada bagian atasnya dipergunakan tiang beton precast biasa atau tiang
profil H dari baja. Cara pelaksanaan tiang ini adalah :
8 Pipa dengan sumbat beton yang dicor lebih dahulu pada ujung pipa baja dipancang dalam tanah dengan drop hammer sampai pada tanah keras;
9 Setelah pemancangan mencapai kedalaman yang telah direncanakan pipa diisi lagi dengan beton dan terus ditumbuk dengan drop hammer sambil pipa ditarik lagi ke atas
sedikit sehingga terjadi bentuk beton seperti bola; 10 Setelah tiang beton precast atau tiang baja H masuk dalam pipa sampai bertumpu
pada bola beton pipa ditarik keluar dari tanah; 11 Rongga di sekitar tiang beton precast atau tiang baja H diisi dengan kerikil atau pasir.
28 Gambar 2. 14. Franki composite pile
B. Berdasarkan cara penyaluran beban yang diterima tiang ke dalam tanah Berdasarkan cara penyaluran bebannya ke tanah, pondasi tiang dibedakan menjadi
tiga jenis, yaitu : 1. Pondasi tiang dengan tahanan ujung End Bearing Pile
Tiang ini akan meneruskan beban melalui tahanan ujung tiang ke lapisan tanah pendukung.
Gambar 2.15. Pondasi Tiang Dengan Tahanan Ujung Sardjono, H.S.,1988
29 2. Tiang pancang dengan tahanan gesekan Friction Pile
Jenis tiang pancang ini akan meneruskan beban ke tanah melalui gesekan antara tiang dengan tanah di sekelilingnya. Bila butiran tanah sangat halus tidak menyebabkan tanah di
antara tiang - tiang menjadi padat, sedangkan bila butiran tanah kasar maka tanah di antara tiang akan semakin padat.
Gambar 2.16. Pondasi Tiang Dengan Tahanan Gesekan Sardjono, H.S.,1988
3. Tiang pancang dengan tahanan lekatan Adhesive Pile Bila tiang dipancangkan pada dasar tanah pondasi yang memiliki nilai kohesi tinggi,
maka beban yang diterima oleh tiang akan ditahan oleh lekatan antara tanah disekitar dan permukaan tiang.
Gambar 2.17. Pondasi Tiang Dengan Tahanan Lekatan
30
2.3.3 Perencanaan pondasi tiang
Pada perencanaan pondasi tiang pada umumnya diperkirakan pengaturan tiang – tiangnya terlebih dahulu seperti letaksusunan, diameter dan panjang tiang. Dalam pengaturan
tiang – tiang tersebut perlu diperhatikan beberapa hal berikut : 1. Tiang yang berbeda kualitas bahannya atau tiang yang memiliki diameter berbeda tidak
boleh dipakai untuk pondasi yang sama; 2. Tiang miring dipakai apabila besarnya gaya horizontal yang bekerja pada kelompok tiang
terlalu besar untuk ditampung oleh tiang vertikal; 3. Jarak yang dianjurkan antara tiang dalam satu kelompok adalah antara 0, 60 sampai 2, 0
meter. Pada umumnya gaya – gaya luar yang bekerja pada tiang yaitu pada kepala tiang yang
meliputi berat sendiri bangunan di atasnya, beban hidup, tekanan tanah dan tekanan air. Sedangkan beban yang bekerja pada tubuh tiang yaitu meliputi berat sendiri tiang, gaya geser
negatif pada selimut tiang dan gaya mendatar akibat getaran ketika tiang tersebut melentur.
Gambar 2. 18. Beban yang Bekerja pada Kepala Tiang
31
Gambar 2. 19. Beban yang Bekerja pada Tubuh Tiang
Perencanaan suatu pondasi tiang biasanya dilaksanakan sesuai dengan prosedur sebagai berikut :
1.Menentukan kriteria perencanaan, seperti beban – beban yang bekerja pada dasar tumpuan poer, parameter tanah, situasi dan kondisi bangunan di sekitar lokasi, besar
pergeseran yang diijinkan dan tegangan ijin dari bahan – bahan pondasi; 2. Memperkirakan diameter, jenis, panjang, jumlah dan susunan tiang;
3. Menghitung daya dukung vertikal tiang tunggal single pile; 4. Menghitung faktor efisiensi dalam kelompok tiang dan daya dukung vertikal yang
diijinkan untuk sebuah tiang dalam satu kelompok tiang; 5. Menghitung beban vertikal yang bekerja pada setiap tiang dalam kelompok tiang;
6. Memeriksa beban yang bekerja pada setiap tiang apakah masih dalam batasan daya dukung yang diijinkan. Apabila tidak sesuai, maka perkiraan diameter, jumlah atau
susunan tiang pada prosedur yang kedua harus dihitung kembali kemudian dilanjutkan dengan prosedur berikutnya;
7. Menghitung daya dukung mendatar setiap tiang dalam kelompok; 8. Menghitung beban horizontal yang bekerja pada setiap tiang dalam kelompok;
9. Menghitung penurunan bila diperlukan; 10. Merencanakan struktur tiang.
32
2.4 Pemasangan Tiang dengan Sistem Penekanan Hidrolis 2.4.1 Pengertian hidrolik sistem
