Nora Christina Siboro : Perbandingan Perhitungan Kapasitas Tiang Dengan Rumus Dinamis, 2009. USU Repository © 2009
mekanis ringan seperti pengadukan dalam air. Walaupun demikian, kenyataan tidak ada perbedaan yang mencolok antara batuan dan tanah. Batuan yang paling
kuat dan keraspun dapat dilemahkan melalui proses pelapukan oleh cuaca, dan beberapa tanah yang mengalami pengerasan dapat mempunyai kekuatan setara
dengan batuan yang mengalami pelapukan. Secara umum, telah diketahui bahwa tanah dapat diklasifikasikan ke dalam
beberapa golongan berdasarkan sifat-sifat teknik tertentu yang mirip. Oleh karena itu, mengklasifikasikan dengan tepat material bawah permukaan tanah merupakan
langkah penting untuk setiap pekerjaan pondasi. Istilah-istilah utama yang dipakai sarjana teknik sipil untuk tanah adalah kerikil, pasir, lanau, dan lempung. Pada
kondisi alam, tanah dapat terdiri dari dua atau lebih campuran jenis-jenis tanah dan kadang-kadang terdapat pula kandungan bahan organik. Material
campurannya kemudian dipakai sebagai nama tambahan dibelakang material unsur utamanya. Sebagai contoh, lempung berlanau adalah tanah lempung yang
mengandung lanau dengan material utamanya adalah lempung dan sebagainya. Tanah terdiri dari 3 komponen, yaitu udara, air dan bahan padat. Udara
dianggap tidak mempunyai pengaruh teknis, sedangkan air sangat mempengaruhi sifat-sifat teknis tanah. Ruang diantara butiran-butiran, sebagian atau seluruhnya
dapat terisi oleh air atau udara. Bila rongga tersebut terisi air seluruhnya, tanah dikatakan dalam kondisi jenuh. Bila rongga terisi udara dan air, tanah pada
kondisi jenuh sebagian partially saturated. Tanah kering adalah tanah yang tidak mengandung air sama sekali atau kadar airnya nol Hardiyatmo, 1996.
2.3 Pondasi
Nora Christina Siboro : Perbandingan Perhitungan Kapasitas Tiang Dengan Rumus Dinamis, 2009. USU Repository © 2009
Berdasarkan kondisi tanah pondasi, beberapa pondasi dapat digunakan. Jika tanah di dekat permukaan mampu mendukung beban strukturnya secara
langsung, maka pondasi dangkal seperti pondasi telapak, pondasi memanjang, pondasi rakit raft foundation dapat digunakan. Pondasi telapak adalah bagian
terbawah dari dinding atau pelebaran alas kolom dengan tujuan untuk meneruskan beban pada tanah dasar pada suatu tekanan yang sesuai dengan sifat-sifat tanah
yang bersangkutan. Pondasi rakitraft foundation adalah pondasi yang terdiri dari pelat tunggal yang meluas, yang mendukung beban struktur secara keseluruhan.
Jika tanah di permukaan tidak mampu mendukung beban struktur di atasnya atau beban perlu dipindahkan ke material yang lebih kuat di tanah yang
paling dalam, pondasi dalam seperti pondasi tiang pile foundation atau pondasi sumuran pier foundation dapat digunakan. Pondasi tiang dapat mendukung
beban struktur yang sangat besar karena kedalamannya sedemikian rupa dengan penampang melintang yang kecil dibanding tingginya dan biasanya dipancang
dengan hammer atau vibrator. Pondasi sumuran lebih pendek dari pondasi tiang dan umumnya berpenampang melintang yang diameternya lebih besar.
2.4 Pondasi Tiang Pancang
Pondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan gaya-gaya horizontal ke sumbu tiang dengan menyerap lenturan. Pondasi tiang
dibuat menjadi satu kesatuan yang monolit dengan menyatukan pangkal tiang pancang yang terdapat dibawah konstruksi dengan tumpuan pondasi
Sasrodarsono,2005.
Nora Christina Siboro : Perbandingan Perhitungan Kapasitas Tiang Dengan Rumus Dinamis, 2009. USU Repository © 2009
Tiang pancang adalah bagian–bagian konstruksi yang dibuat dari kayu, beton, dan baja, yang digunakan untuk meneruskan mentransmisikan beban-
beban permukaan ke tingkat-tingkat permukaan yang lebih rendah di dalam massa tanah Bowles, 1991. Fungsi dari tiang pancang adalah untuk
memindahkan atau mentransfer beban-beban dari konstruksi di atasnya ke lapisan tanah keras yang letaknya sangat dalam.
Dalam pelaksanaan pemancangan pada umumnya dipancang tegak lurus dalam tanah, tetapi ada juga yang dipancang miring battle pile untuk dapat
menahan gaya-gaya horizontal yang bekerja. Sudut kemiringan yang dapat dicapai oleh tiang tergantung dari alat yang dipergunakan serta disesuaikan pula dengan
perencanaannya. Tiang pancang umumnya digunakan :
1. Untuk mengangkat beban-beban konstruksi di atas tanah ke dalam atau
melalui sebuah stratumlapisan tanah. Didalam hal ini beban vertikal dan beban lateral boleh terlibat.
2. Untuk menentang gaya desakan ke atas, gaya guling, seperti untuk telapak
ruang bawah tanah di bawah bidang batas air jenuh atau untuk menopang kaki-kaki menara terhadap guling.
3. Memampatkan endapan-endapan tak berkohesi yang bebas lepas melalui
kombinasi pembebanan isi tiang pancang dan getaran dorong. Tiang pancang ini dapat ditarik kemudian.
4. Mengontrol lendutanpenurunan bila kaki-kaki yang tersebar atau telapak
berada pada tanah tepi atau didasari oleh sebuah lapisan yang kemampatannya tinggi.
Nora Christina Siboro : Perbandingan Perhitungan Kapasitas Tiang Dengan Rumus Dinamis, 2009. USU Repository © 2009
5. Membuat tanah di bawah pondasi mesin menjadi kaku untuk mengontrol
amplitudo getaran dan frekuensi alamiah dari sistem tersebut. 6.
Sebagai faktor keamanan tambahan di bawah tumpuan jembatan pir, khususnya jika erosi merupakan persoalan.
7. Dalam konstruksi lepas pantai untuk meneruskan beban-beban di atas
permukaan air melalui air dan kedalam tanah yang mendasari air tersebut. Hal seperti ini adalah mengenai tiang pancang yang ditanamkan
sebagain dan yang terpengaruh oleh baik beban vertikal maupun beban lateral Bowles, 1991.
Menurut Hardiyatmo 2002, Pondasi tiang digunakan untuk beberapa maksud, antara lain:
1. Untuk meneruskan beban bangunan yang terletak di atas air atau tanah
lunak, ke tanah pendukung yang kuat. 2.
Untuk meneruskan beban ke tanah yang relatif lunak sampai kedalaman tertentu sehingga bangunan mampu memberikan dukungan yang cukup
untuk mendukung beban tersebut oleh gesekan dinding tiang dengan tanah disekitarnya.
3. Untuk mengangker bangunan yang dipengaruhi oleh gaya angkat ke atas
akibat tekanan hidrostatis atau momen penggulingan. 4.
Untuk menahan gaya-gaya horizontal dan gaya yang arahnya miring. 5.
Untuk memadatkan tanah pasir, sehingga kapasitas dukung tanah tersebut bertambah.
6. Untuk mendukung pondasi bangunan yang permukaan tanahnya mudah
tergerus air.
Nora Christina Siboro : Perbandingan Perhitungan Kapasitas Tiang Dengan Rumus Dinamis, 2009. USU Repository © 2009
Pondasi tiang dapat dibagi menjadi 3 kategori sebagai berikut: 1.
Tiang Perpindahan Besar large displacement pile. Tiang perpindahan besar large displacement pile, yaitu tiang pejal
atau berlubang dengan ujung tertutup yang dipancang ke dalam tanah sehingga terjadi perpindahan volume tanah yang relatif besar.
Termasuk dalam tiang perpindahan besar adalah tiang kayu, tiang beton pejal, tiang beton prategang pejal atau berlubang, tiang baja
bulat tertutup pada ujungnya. 2.
Tiang Perpindahan Kecil small displacement pile Tiang perpindahan kecil small displacement pile, adalah sama
seperti tiang kategori pertama hanya volume tanah yang dipindahkan saat pemancangan relatif kecil, contohnya: tiang beton berlubang
dengan ujung terbuka, tiang beton prategang berlubang dengan ujung terbuka, tiang baja H, tiang baja bulat ujung terbuka, tiang ulir.
3. Tiang Tanpa Perpindahan non displacement pile
Tiang tanpa perpindahan non displacement pile, terdiri dari tiang yang dipasang di dalam tanah dengan cara menggali atau mengebor
tanah. Termasuk dalam tiang tanpa perpindahan adalah tiang bor, yaitu tiang beton yang pengecorannya langsung di dalam lubang hasil
pengeboran tanah pipa baja diletakkan di dalam lubang dan dicor beton Hardiyatmo, 2002.
2.4.1 Tiang Pancang Kayu
Tiang pancang kayu dibuat dari kayu yang biasanya diberi pengawet dan dipancangkan dengan ujungnya yang kecil sebagian bagian yang runcing. Tapi
Nora Christina Siboro : Perbandingan Perhitungan Kapasitas Tiang Dengan Rumus Dinamis, 2009. USU Repository © 2009
biasanya apabila ujungnya yang besar atau pangkal dari pohon dipancangkan untuk tujuan tertentu, seperti dalam tanah yang sangat lembek dimana tanah
tersebut akan kembali memberi perlawanan dan dengan ujungnya yang tebal terletak pada lapisan yang keras untuk daya dukung yang lebih besar. Dalam
beberapa situasi pondasi tiang kayu cukup handal dan dianggap cukup murah. Pondasi tiang kayu tidak dapat menahan gaya tekan karena kerusakan
akibat pemancangan yang keras sewaktu dipancang di tanah. Kerusakan ujung tiang dapat ditanggulangi dengan pemakaian sepatu besi, untuk beberapa jenis
hammer yang ada, bahaya patahnya tiang dapat dikurangi dengan membasi tekanan pada tiang dan jumlah pukulan hammer. Pondasi tiang kayu tidak dapat
dipancang pada tanah keras tanpa mengalami kerusakan, Beban maksimum yang dapat dipikul oleh tiang kayu tunggal dapat mencapai 270 - 30 kN.
Walaupun pondasi tiang kayu dapat menahan gaya tekanan pada tanah terendam, tiang tersebut dapat ambruk akibat lapuk pada zona diatas tanah
terendam. Di beberapa tempat tiang-tiang dapat mengalami kerusakan atau kehancuran akibat dimakan serangga seperti rayap. Umur pemakaian pondasi
tiang kayu di atas muka dapat ditingkatkan dengan perawatan, misalnya menggunakan creosote bertekanan creosote under pressure. Umur efektif
perawatan belum dapat ditetapkan dengan pasti namun telah diketahui lebih dari 40 tahun.
Pondasi tiang kayu pada tanah payau dan tepi laut dapat rusak karena gangguan organisme laut seperti teredo dan limnoria. Proses perusakan terjadi
selama bertahun-tahun, tapi pada keadaan ekstrem proses ini dapat terjadi hanya dalam jangka waktu beberapa bulan saja. Perawatan kimiawi kurang
Nora Christina Siboro : Perbandingan Perhitungan Kapasitas Tiang Dengan Rumus Dinamis, 2009. USU Repository © 2009
menunjukkan hasil yang baik. Oleh karena itu tiang kayu sebaiknya tidak dipakai pada tempat-tempat yang berhubungan dengan air garam.
2.4.2 Pancang Beton Pracetak
Tiang beton pracetak umumnya berbentuk prisma atau bulat Gambar 2.1. dan ada juga berbentuk bujur sangkar pejal atau berongga dan segi delapan
pejal atau berongga Gambar 2.2. Tiang-tiang dicetak di lokasi tertentu, kemudian diangkut ke lokasi pembangunan. Ukuran diameter yang biasanya
digunakan untuk tiang yang tidak berlubang diantara 20-60 cm. Untuk tiang yang berlubang diameternya dapat mencapai 140 cm. Panjang tiang beton pracetak
biasanya berkisar 20-40 m. Untuk tiang berlubang bisa sampai 60 m. Beban maksimum untuk tiang ukuran kecil berkisar 300-800 kN.
Gambar 2.1 Tiang Beton Pracetak
Sumber : Hardiyatmo, 2002
Gambar 2.2 Bentuk dan Diameter Tiang Pracetak
Sumber : Bowles, 1991
Tiang ini menurut cara pemasangannya terdiri dari : 1.
Cara Penumbukan
Nora Christina Siboro : Perbandingan Perhitungan Kapasitas Tiang Dengan Rumus Dinamis, 2009. USU Repository © 2009
Dimana tiang dipancangkan ke dalam tanah dengan cara penumbukan oleh alat pemuku l hammer.
2. Cara Penggetaran
Dimana tiang tersebut dipancang kedalam tanah dengan cara penggetaran dengan 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. Cara penanaman ini ada beberapa metode yang digunakan :
a. Cara pengeboran sebelumnya, yaitu dengan cara mengebor tanah
sebelumnya, lalu tiang dimasukkan ke dalamnya dan ditimbun lagi. b.
Cara pengeboran inti, yaitu tiang ditanamkan dengan mengeluarkan tanah dari dalam bagian tiang.
c. Cara pemasangan dengan tekanan, yaitu tiang dipancangkan ke dalam
tanah dengan memberikan tekanan pada tiang. d.
Cara pemancaran, yaitu tanah pondasi diganggu dengan semburan air yang keluar dari ujung serta keliling tiang, sehingga tidak dapat
dipancangkan kedalam tanah.
Keuntungan pemakaian tiang pancang pracetak adalah sebagai berikut : 1.
Bahan tiang dapat diperiksa sebelum pemancangan. 2.
Prosedur pelaksanaan tidak dipengaruhi oleh air tanah. 3.
Tiang dapat dipancang sampai kedalamam yang dalam. 4.
Pemancangan tiang dapat menambah kepadatan tanah granuler.
Nora Christina Siboro : Perbandingan Perhitungan Kapasitas Tiang Dengan Rumus Dinamis, 2009. USU Repository © 2009
Kerugian : 1.
Penggembungan permukaan tanah dan gangguan tanah akibat pemancangan dapat menimbulkan masalah.
2. Tiang kadang-kadang rusak akibat pemancangan.
3. Pemancangan sulit, bila diameter tiang terlalu besar.
4. Pemancangan menimbulkan gangguan suara, getaran, dan deformasi tanah
yang dapat menimbulkan kerusakan bangunan di sekitarnya. 5.
Penulangan dipengaruhi oleh tegangan yang terjadi pada waktu pengangkutan dan pemancangan tiang.
2.4.3 Tiang Beton Cetak di Tempat Cast In Place Pile
Tiang beton cetak di tempat terdiri dari 2 tipe, yaitu : 1.
Tiang yang berselubung pipa. 2.
Tiang yang tidak berselubung pipa. Pada Tiang yang berselubung pipa, pipa baja dipancang terlebih dahulu ke
dalam tanah. Kemudian, ke dalam lubang dimasukkan adukan beton. Pada akhirnya nanti, pipa besi akan tetap tinggal di dalam tanah. Termasu tiang jenis ini
adalah tiang Standart Raimond Gambar 2.3
Gambar 2.3Tiang Standart Raimond
Sumber : Hardiyatmo, 2002
Nora Christina Siboro : Perbandingan Perhitungan Kapasitas Tiang Dengan Rumus Dinamis, 2009. USU Repository © 2009
Pada tiang yang tidak berselubung pipa, pipa baja yang berlubang dipancang lebih dahulu ke dalam tanah. Kemudian ke dalam lubangnya adukan
beton dan pipa ditarik keluar ketika atau sesudah pengecoran. Termasuk jenis tiang ini adalah tiang Franki Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Tiang Franki
Sumber : Hardiyatmo, 2002
Tiang yang dicor di tempat Cast In Place Pile ini menurut teknik penggaliannya terdiri dari beberapa macam cara, yaitu :
2. Cara Penetrasi Alas
Cara penetrasi alas yaitu pipa baja yang dipancangkan kedalam tanah kemudian pipa baja tersebut dicor dengan beton.
3. Cara Penggalian
Cara ini dapat dibagi lagi menurut peralatan pendukung yang digunakan antara lain :
- Penggalian dengan tenaga manusia
Penggalian lubang 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.
- Penggalian dengan tenaga mesin
Nora Christina Siboro : Perbandingan Perhitungan Kapasitas Tiang Dengan Rumus Dinamis, 2009. USU Repository © 2009
Penggalian dengan bantuan tenaga mesin yang memiliki kemampuan
lebih baik dan lebih canggih. 2.4.4 Tiang Pancang Baja
Jenis-jenis tiang pancang baja ini biasanya berbentuk H yang digiling atau merupakan tiang pancang pipa, empat persegi panjang, segi enam, dan lain-
lainnya Gambar 2.5. Pipa-pipa baja yang diisi beton setelah dipancang dan tiang baja profil H merupakan tiang yang umum digunakan, terutama bila kondisi
lapangan memerlukan pemancangan berat. Pemancangan pondasi tiang baja profil H kedalam tanah lebih cepat
dibanding tipe lain. Oleh karena itu tiang–tiang baja sering digunakan untuk mencapai tanah keras pada kedalaman besar. Jika pemancangannya berat
khususnya jika bebannya besar karena ada batuan yang keras, sayap–sayap profil kemungkinan akan rusak dan tiang dapat membengkok Kendala–kendala ini dapat
dikurangi bila gejalanya dapat diketahui selama pemancangan. Balok yang mempunyai flens lebar wide-flange beam atau balok-I dapat juga digunakan, tapi
bentuk H khususnya dibuat sebanding untuk menahan tegangan pancangan yang keras yang mungkin dialami oleh tiang pancang tersebut.
Gambar 2.5 Tiang Pancang Baja
Sumber : Hardiyatmo, 2002
Nora Christina Siboro : Perbandingan Perhitungan Kapasitas Tiang Dengan Rumus Dinamis, 2009. USU Repository © 2009
Keuntungan dari tiang pancang baja ini adalah : Mudah disambung, kapasitas tinggi, pergeseran kecil, sanggup menembus rintangan-rintangan.
Sedangkan kerugiannya adalah mudah berkarat. Tiang pancang baja ini paling cocok untuk dukungan ujung pada bantuan dan mereduksi kapasitas yang
diperbolehkan untuk tempat berkarat.
2.4.5 Tiang Pancang Komposit
Tiang 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 diatas
muka air tanah dan bahan kayu tanpa perlakuan apapun disebelah bawahnya. Panjang maksimum untuk tiang komposit 55 m dan panjang optimum 18 –
36 m. Jangkauan beban optimum untuk tiang komposit 250- 725 kN. Kerugian-kerugian dalam penggunaan tiang komposit adalah sukar untuk
mendapatkan sambungan baik di antara dua bahan, sedangkan keuntungannya adalah panjang yang cukup besar dapat disediakan dengan biaya yang komperatif
rendah.
2.5 Tiang Dukung Ujung dan Tiang Gesek
Ditinjau dari cara mendukung beban, Pondasi tiang diklasifikasikan menjadi tiang dukung ujung end bearing pile dan tiang dukung gesek friction
pile. Sebuah tiang pancang dengan dukungan ujung mendapat seluruh daya dukungnya dari tanah di ujung tiang, dan hanya sebagian kecil berasal dari tanah
Nora Christina Siboro : Perbandingan Perhitungan Kapasitas Tiang Dengan Rumus Dinamis, 2009. USU Repository © 2009
di atasnya. Umumnya tiang dukung ujung berada dalam zone tanah yang lunak yang berada diatas tanah keras. Tiang-tiang dipancang 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 dibawah ujung tiang gambar 2.6a. Sedangkan tiang dengan dukung gesek daya dukungnya berasal
dari tanah disekitar tiang, yaitu berasal dari gesekan antara tanah dan tiang. Sebagian kecil beban didukung oleh tanah di sekitar ujung dari tiang gambar
2.6b.
a b
Gambar 2.6 Tiang ditinjau dari cara mendukung beban : a tiang dukung ujung end
bearing pile; b tiang dukung gesek friction pile. Sumber : Hardiyatmo,2002
2.6 Faktor Aman