Pondasi Dalam Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang dari Hasil Sondir

 Tidak diijinkan adanya penurunan settlement tiang yang dapat merusak struktur tower di area switchyard pada jangka waktu yang lama.  Keadaan tanah yang berada pada pinggir pantai yang umumnya sedikit kurang stabil, sehingga diperlukan faktor keamanan yang besar pada saat perencanaan.

2.4. 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 yang relatif dalam, dimana pondasi sumuran DfB 4 sedangkan pondasi dangkal DfB ≤ 1, kedalaman Df dan lebar B. 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 Gambar 2.1 Macam-macam tipe pondasi dalam : a Pondasi sumuran, b Pondasi tiang Hardiyatmo, 1996 a b Universitas Sumatera Utara

2.5. Pondasi Tiang Pancang

Pondasi tiang pancang berdasarkan pemakaian bahan beton dan cara pemasangannya, berikut ini akan dijelaskan satu persatu.

2.5.1. Pondasi tiang pancang beton

Tiang pancang jenis ini terbuat dari beton. 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 2.2. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.2 Tiang pancang beton precast concrete pile 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 Bowles, 1991 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 : Universitas Sumatera Utara 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.

2.5.2. 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. 3. Cara penanaman, dimana permukaan tanah dilubangi terlebih dahulu sampai kedalaman tertentu, lalu tiang pancang dimasukkan, kemudian lubang tadi ditimbun lagi dengan 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, yaitu pipa baja yang dipancangkan kedalam tanah kemudian pipa baja tersebut dicor dengan beton. Universitas Sumatera Utara 2. Cara penggalian, cara ini dapat dibagi lagi urut 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. 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. 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.

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

B. Pemukul Aksi Tunggal 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 Gambar 2.4 Skema pemukul tiang : a Pemukul aksi tunggal single acting hammer, b Pemukul aksi double double acting hammer.

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 Gambar2.4c. Universitas Sumatera Utara c d Gambar 2.4 c Pemukul diesel diesel hammer, d Pemukul getar vibratory hammer Hardiyatmo, 2002

E. Pemukul Getar vibratory hammer

Pemukul getar merupakan unit alat pancang yang bergetar pada frekuensi tinggi dan dapat dilihat pada Gambar 2.4d.

2.7. Metode Pelaksanaan Pondasi Tiang Pancang

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 :

A. Pekerjaan Persiapan

1. Membubuhi tanda, tiap tiang pancang harus dibubuhi tanda serta tanggal saat tiang tersebut dipancang. Untuk mempermudah perekaan, maka tiang pancang diberi tanda setiap 1 meter. 2. Pengangkatan tiang pancang harus diangkat dengan hati-hati guna menghindari retak maupun kerusakan lain yang tidak diinginkan. Universitas Sumatera Utara 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 7. Selesai penyambungan, pemancangan dapat dilanjutkan seperti yang dilakukan pada batang pertama.

B. Proses Pemancangan

1. Alat pancang ditempatkan sedemikian rupa sehingga as hammer jatuh pada patok titik pancang yang telah ditentukan. 2. Tiang di angkat dan didirikan disamping driving lead dan kepala tiang dipasang pada helmet yang telah dilapisi kayu sebagai pelindung dan pegangan kepala tiang. 3. Ujung bawah tiang didudukkan tepat diatas patok pancang yang ditentukan. Universitas Sumatera Utara 4. 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. 5. Pemancangan dimulai dengan mengangkat dan menjatuhkan hammer secara kontinyu ke atas helmet yang terpasang diatas kepala tiang.

C. Metode pengangkatan tiang pancang

1. Pengangkatan tiang untuk disusun dengan dua tumpuan Metode pengangkatan dengan dua tumpuan ini biasanya dilaksanakan pada saat penyusunan tiang pancang. Persyaratan umum dari metode ini adalah jarak titik angkat dari kepala tiang adalah 15 L. Untuk mendapatkan jarak harus diperhatikan momen maksimum pada bentangan, haruslah sama dengan momen minimum pada titik angkat tiang sehingga dihasilkan momen yang sama. Pada prinsipnya pengangkatan dengan dua tumpuan untuk tiang beton adalah dalam tanda pengangkatan dimana tiang beton pada titik angkat berupa kawat yang terdapat pada tiang beton yang telah ditentukan dan untuk lebih jelas dapat dilihat oleh gambar berikut. Universitas Sumatera Utara D i a g r a m M o m e n D i a g r a m L i n t a n g + + + - - K e p a l a t i a n g p e r m u k a a n t a n a h u j u n g t i a n g K a b e l b a j a p e n g a n k a t 1 3 L 2 3 L Gamb ar 2.5 Pengangkatan Tiang Dengan Dua tumpuan 2. Pengangkatan dengan satu tumpuan Metode pengangkatan ini biasanya digunakan pada saat tiang sudah siap akan dipancang oleh mesin pemancangan sesuai dengan titik pemancangan yang telah ditentukan di lapangan. Gambar 2.6 Pengangkatan Tiang Dengan Satu Tumpuan Universitas Sumatera Utara Adapun persyaratan utama dari metode pengangkatan satu tumpuan ini adalah jarak antara kepala tiang dengan titik angker berjarak L3. Untuk mendapatkan jarak ini, haruslah diperhatikan bahwa momen maksimum pada tempat pengikatan tiang sehingga dihasilkan nilai momen yang sama.

D. 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. 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. 3. Final set Pamancangan baru dapat dihentikan apabila telah dicapai final set sesuai perhitungan. a b c Gambar 2.7 Urutan pemancangan : a Pemancangan tiang, b Penyambungan tiang, c Calenderingfinal set Universitas Sumatera Utara

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 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. Untuk menghitung daya dukung tiang pancang berdasarkan data hasil pengujian sondir dapat dilakukan dengan menggunakan metode Aoki dan De Alencar dengan persamaan sebagai berikut : Q u = Q b + Q s = q b A b + f.A s .............................................................. 2. 1 dimana : Q u = Kapasitas daya dukung aksial ultimit tiang pancang. Q b = Kapasitas tahanan di ujung tiang. Q s = Kapasitas tahanan kulit. q b = Kapasitas daya dukung di ujung tiang persatuan luas. A b = Luas di ujung tiang. f = Satuan tahanan kulit persatuan luas. A s = Luas kulit tiang pancang. Universitas Sumatera Utara Dalam menentukan kapasitas daya dukung aksial ultimit Q u dipakai Metode Aoki dan De Alencar. Aoki dan Alencar mengusulkan untuk memperkirakan kapasitas dukung ultimit dari data Sondir. Kapasitas dukung ujung persatuan luas q b diperoleh sebagai berikut : q b = b ca F base q ................................................................................. 2. 2 dimana : q ca base = Perlawanan konus rata-rata 1,5D diatas ujung tiang, 1,5D dibawah ujung tiang dan F b adalah faktor empirik tergantung pada tipe tanah. Tahanan kulit persatuan luas f diprediksi sebagai berikut : F = q c side s s F  ............................................................................... 2. 3 dimana : q c side = Perlawanan konus rata-rata pada lapisan sepanjang tiang. F s = Faktor empirik yang tergantung pada tipe tanah. F b = Faktor empirik yang tergantung pada tipe tanah. Faktor F b dan F s diberikan pada Tabel 2.1 dan nilai-nilai faktor empirik α s diberikan pada Tabel 2.1. Tabel 2.1 Faktor empirik F b dan F s Titi Farsakh, 1999 Tipe Tiang Pancang F b F s Tiang Bor 3,5 7,0 Baja 1,75 3,5 Beton Pratekan 1,75 3,5 Universitas Sumatera Utara Tabel 2.2 Nilai faktor empirik untuk tipe tanah yang berbeda Titi Farsak1999 Tipe Tanah α s Tipe Tanah α s Tipe Tanah α 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 Pada umumnya nilai α s untuk pasir = 1,4 persen, nilai α s untuk lanau = 3,0 persen dan nilai α s untuk lempung = 1,4 persen Untuk menghitung daya dukung tiang pancang berdasarkan data hasil pengujian sondir dapat dilakukan dengan menggunakan metode Mayerhof. Daya dukung ultimate pondasi tiang dinyatakan dengan rumus : Qult = q c x A p +JHL x K 11 .......................................................... 2. 4 dimana : Qult = Kapasitas daya dukung tiang pancang tunggal. q c = Tahanan ujung sondir. A p = Luas penampang tiang. JHL = Jumlah hambatan lekat. K 11 = Keliling tiang. Universitas Sumatera Utara Daya dukung ijin pondasi dinyatakan dengan rumus : Q ijin = 5 3 11 JHLxK xA q c c  ................................................................. 2. 5 dimana : Q ijin = Kapasitas daya dukung ijin pondasi. q c = Tahanan ujung sondir. A p = Luas penampang tiang. JHL = Jumlah hambatan lekat. K 11 = Keliling tiang.

2.9. Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang dari Hasil SPT