Analisis Daya Dukung Dan Penurunan Tiang Tekan Hidrolis Prestressed Concrete Square Pile 45x45 Cm2 Pada Proyek Podomoro City Deli Medan

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Pondasi Tiang Tekan Hidrolis
Pemilihan jenis pondasi bangunan umumnya didasarkan pada beberapa faktor,
antara lain: besarnya beban dan berat bangunan di atasnya, fungsi bangunan di atas
pondasi (upper structure), keadaan tanah Keterangan bangunan dibangun, dan
anggaran biaya yang tersedia untuk pekerjaan pondasi bangunan. Pondasi Tiang
Tekan Hidrolis termasuk jenis pondasi dalam yang dapat dibuat dari beton, kayu, dan
baja. Umumnya pondasi Tiang Tekan Hidrolis yang digunakan terbuat dari beton
dengan bentuk penampang dan dimensi tertentu. Beban dari bangunan akan
didistribusikan ke permukaan tanah dan kemudian ke dalam massa tanah. Distribusi
beban tersebut termasuk distribusi ke permukaan Tiang Tekan Hidrolis (skin friction)
dan distribusi beban langsung ke lapisan tanah keras pada ujung Tiang Tekan
Hidrolis (End Bearing). Distribusi beban ke permukaan Tiang Tekan Hidrolis timbul
dari gesekan antara Tiang Tekan Hidrolis dengan massa tanah, sedangkan
pembebanan secara langsung timbul dari tahanan ujung tiang. Dengan demikian,
besar daya dukung Tiang Tekan Hidrolis diperoleh dari tahanan samping (skin
friction) dan tahanan ujung (End Bearing), dengan catatan ujung Tiang Tekan
Hidrolis sudah mencapai lapisan tanah keras sesuai dengan yang direncanakan.

10

11

Pemakaian Tiang Tekan Hidrolis umumnya digunakan untuk kebutuhan
sebagai berikut:
1. Meneruskan beban bangunan di atas permukaan tanah ke lapisan massa
tanah di bawahnya.
2. Menahan gaya tarikan atau gaya guling dari bangunan di atasnya, seperti
basement bawah.
3. Menopang tanah yang berada di bawah muka air tanah jenuh dan menahan
gaya guling pada menara-menara tinggi.
4. Menahan gaya lateral tanah pada galian basement.
5. Dapat menjadi pondasi Tiang Tekan Hidrolis kelompok sehingga dapat
mengontrol penurunan bangunan dipikul menjadi relatif merata.
6. Meningkatkan kekakuan tanah di bawah pondasi sehingga dapat meredam
amplitudo getaran dari suatu bangunan yang dipikul.
7. Sebagai faktor keamanan tambahan di bawah abutmen jembatan maupun
pir/tiang, khususnya jika erosi merupakan persoalan yang krusial.
8. Sebagai penopang bangunan lepas pantai yang dapat mendistribusikan beban

dari bangunan melewati air lalu ke tanah dasar di bawahnya.
Pemakaian Tiang Tekan Hidrolis sudah semakin luas. Umumnya, Tiang Tekan
Hidrolis ditekan Hidrolis secara vertikal untuk menahan beban vertikal, tetapi untuk
menahan beban lateral dapat juga ditekan Hidrolis secara horizontal, misalnya ground
anchor.

12

2.2. Karakteristik Tanah
Untuk mengetahui karakteristik tanah, para ahli mengadakan penyelidikan
tanah di laboratorium dan lapangan. Secara umum, tanah dapat digolongkan menjadi
beberapa jenis, yaitu:
a. Tanah Kohesif dan Tanah Non Kohesif
Tanah kohesif adalah tanah yang karakteristik butirannya selalu melekat satu sama
lain baik saat basah maupun kering sehingga dibutuhkan suatu gaya untuk
memisahkannya dalam keadaan kering. Sedangkan tanah non kohesif adalah tanah
yang karakteristik butirannya selalu terpisah satu sama lain pada saat kering dan
melekat pada saat basah akibat gaya tarik antar permukaan air. Contoh tanah kohesif
yang sering dibahas karakteristiknya adalah tanah lempung (clay) sedangkan contoh
tanah non kohesif misalnya pasir (sand).

b. Tanah berdasarkan teksturnya (Menurut Departemen Pertanian Amerika,
USDA)
1. Pasir: butiran dengan diameter 2,0 mm sampai dengan 0,05 mm.
2. Lanau: butiran dengan diameter 0,05 mm sampai dengan 0,002 mm.
3. Lempung: butiran dengan diameter lebih kecil dari 0,002 mm.
c. Tanah berdasarkan sistem Unified (Casagrande 1982 dan ASTM)
1. Tanah berbutir kasar (coarse grained soil), yaitu tanah dimana kurang dari 50%
berat total contoh tanah lolos ayakan No. 200, misalnya kerikil (G) dan Pasir
(S).

13

2. Tanah berbutir halus (fine grained soil), yaitu tanah dimana lebih dari 50%
berat total contoh tanah lolos ayakan No. 200, misalnya tanah lanau (M) dan
lempung (C).
2.3. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation)
Sebelum merencanakan desain suatu pondasi, sangat perlu dilakukan
penyelidikan tanah (soil investigation). Tujuan dari penyelidikan tanah adalah untuk
mengetahui karakteristik tanah dan lapisan tanah yang akan menopang bangunan di
atasnya. Jika kondisi tanah yang akan menopang bangunan kurang memiliki sifatsifat yang diperlukan dalam memikul beban kerja (working load), maka pondasi

Tiang Tekan Hidrolis merupakan pilihan yang tepat.
Di dalam penyelidikan karakteristik tanah, perlu ditentukan parameterparameter tanah yang mempengaruhi desain pondasi, seperti daya dukung tanah
(bearing capaCity), penurunan (besar dan laju penurunan), tekanan tanah efektif dan
tekanan air pori serta kuantitas disipasi air tanah. Klasifikasi tanah juga dapat
diperoleh dari penyelidikan tanah tersebut.
2.3.1. Standard Penetration Test (SPT)
Standard Penetration Test adalah suatu jenis percobaan dinamis, dengan
memasukkan suatu alat yang dinamakan split spoon ke dalam tanah. Dengan
percobaan ini akan diperoleh:
1. Kepadatan relatif (Relative Density) (Dr).
2. Sudut geser tanah (ø).

14

3. Nilai “N” dari lapisan tanah yang diteliti.
Relative density adalah perbandingan antara berat tanah basah dengan
berat tanah seluruhnya. Umumnya relative density dipakai untuk tanah tingkat
kerapatan dari tanah berbutir (granular soil).
Sudut geser tanah adalah suatu sudut yang menentukan besar kekuatan
geser tanah, sedangkan nilai “N” adalah jumlah pukulan yang diberikan untuk

memasukkan split spoon sedalam 3 × 15 cm, Keterangan “N” yang diperlukan
ini dapat dihubungkan dengan sifat-sifat lain dari tanah atau lapisan tanah
tersebut.
Hubungan ketiga nilai di atas dapat dilihat pada Tabel 2.1 dan Tabel 2.2.
Tabel 2. 1. Hubungan antara Dr, ø, dan N dari pasir (Sosrodarsono, 1988)
NILAI N
0–4
4 – 10
10 – 30
30 – 50
>50

KERAPATAN RELATIF
0 – 0,15
0,15 – 0,50
0,50 – 0,70
0,70 – 0,85
0,85 – 1

Sangat Lepas

Lepas
Menengah
Padat
Sangat Padat

SUDUT GESER DALAM TANAH
PECK
< 28,50
28,50 – 30
30 – 36
36 – 41
> 41

MEYERHOFF
< 30
30 – 35
35 – 40
40 – 45
> 45

SPT yang dilakukan pada tanah non kohesif tapi berbutir halus (misalnya
lanau), yang permeabilitasnya rendah, mempengaruhi perlawanan penetrasi
yakni memberikan harga SPT yang lebih rendah dibandingkan dengan tanah
yang permeabilitasnya tinggi untuk kepadatan yang sama. (Shamsher Prakash,
1989).

15

Tabel 2. 2. Hubungan antara Dr dan N pada tanah lempung
(Sosrodarsono,1988)
RELATIVE DENSITY (Dr)

NILAI N

Very Soft/ Sangat Lunak
Soft / Lunak
Medium / Kenyal
Siff / Sangat Kenyal
Hard / Keras
Padat

2
2-4
4-8
8 - 15
15 - 30
> 30

Hal ini mungkin terjadi bila jumlah tumbukan N >15, maka sebagai
koreksi Terzaghi dan Peck (1948) memberikan harga ekivalen N0 yang
merupakan hasil jumlah tumbukan N yang telah dikorelasi akibat pengaruh
permeabilitas yang dinyatakan dengan:

0

= 15 +

1
2

− 15

(2.1)

Gibs dan Holz (1957) juga memberikan harga ekivalen N0 yang
merupakan hasil jumlah tumbukan N yang telah terkoreksi akibat tekanan
berlebih yang terjadi untuk jenis tanah yang dinyatakan dengan:

0

Keterangan

=

50
1 + 2� + 10

(2.2)

adalah tegangan efektif ekses, yang tidak lebih dari 2,82

kg/cm2. Dari pelaksanaan pengujian dengan metode SPT, maka angka N dari
suatu lapisan dapat diketahui dan dari angka tersebut dapat ditentukan
karakteristik suatu lapisan tanah seperti pada Tabel 2.3.

16

Tabel 2. 3. Hal-Hal yang perlu dipertimbangkan untuk penentuan harga N
(Sosrodarsono,1988)
KLASIFIKASI
Hal yang perlu
dipertimbangkan secara
menyeluruh dari hasil
survei sebelumnya

Hal yang perlu
diperhatikan dari nilai N

Harga N

HAL-HAL YANG DIPERHATIKAN DAN
DIPERTIMBANGKAN
Unsur tanah, variasi daya dukung vertikal (kedalaman
permukaan dan susunannya), adanya lapisan lunak (ketebalan
lapisan yang mengalami konsolidasi atau penurunan), kondisi
drainase, dan lain-lain.
Berat isi efektif, sudut geser
dalam,
ketahanan
terhadap
Tanah pasir (non kohesif)
penurunan, daya dukung tanah,
dan angka elastisitas
Keteguhan, kohesi, daya dukung
dan
ketahanan
Tanah lempung (kohesif) maksimum,
terhadap hancuran

yang diperoleh dari SPT tersebut

diperlukan untuk

memperhitungkan daya dukung tanah. Daya dukung tanah tergantung pada kuat
geser tanah. Hipotesa pertama mengenai kuat geser tanah diuraikan oleh Mohr
Coulomb.
Untuk mendapatkan nilai sudut geser tanah dari tanah yang tidak kohesif
(misalnya pasir) umumnya dapat menggunakan Rumus Dunham (1962) sebagai
berikut:
1. Tanah pasir berbentuk bulat dengan gradasi seragam, atau butiran pasir
bersegi-segi dengan gradasi tidak seragam, mempunyai sudut geser
dalam sebesar:
�=

12 + 15

(2.3)

17

�=

12 + 50

�=

12 + 25

(2.4)

2. Butiran pasir bersegi-segi dengan gradasi merata.
(2.5)

3. Atau dengan menggunakan rumus Peck.
� = 0.3 + 25

(2.6)

Angka penetrasi sangat berguna sebagai pedoman dalam eksplorasi tanah
dan untuk memperkirakan kondisi lapisan tanah.
Ditinjau dari defenisinya, angka penetrasi standard (N-SPT) adalah
merupakan suatu nilai yang menunjukkan jumlah pukulan per kaki kedalaman
pada alat SPT. Pada tanah lempung, nilai N-SPT kurang begitu akurat karena
sifat tanah lempung yang memiliki butiran yang halus dan kohesi yang besar,
sedangkan pada tanah pasir, nilai N-SPT lebih dapat diterima. Nilai N-SPT
dapat berubah-ubah pada satu titik lokasi pengujian yang sama. Hal ini
dipengaruhi oleh ketelitian dalam pelaksanaan pengujian. Oleh sebab itu,
pengujian N-SPT hanya sebagai awal pengujian dan diperlukan pengujian
lainnya agar mendapatkan hasil parameter tanah yang lebih akurat sehingga
SPT masih belum begitu standard.
Hubungan antara angka penetrasi standard dengan sudut geser dalam
tanah dan kepadatan relatif untuk tanah berpasir, secara perkiraan dapat dilihat
pada Tabel 2.4.

18

Tabel 2. 4. Hubungan antara angka penetrasi standard dengan sudut geser
dalam dan kepadatan relatif pada tanah pasir (Das, 1995)
ANGKA PENETRASI
STANDARD (N)
0–5
5 – 10
10 – 30
30 – 50

KEPADATAN RELATIF
(%)
0–5
5 – 30
30 – 60
60 – 65

SUDUT GESER
DALAM (˚)
26 – 30
28 – 35
35 – 42
38 – 46

Hubungan antara harga N dengan berat isi tanah yang sebenarnya hampir
tidak mempunyai pengaruh karena hanya mempunyai partikel kasar (Tabel 2.5).
Harga berat isi yang dimaksud tergantung pada kadar air.
Tabel 2. 5. Hubungan antara N dengan Berat Isi Tanah (Sosrodarsono,1977)
Tanah
Non
Kohesif
Tanah
Kohesif

Harga N
Berat Isi Tanah
γ (kN/m3)

< 10

10 - 30

30 - 50

> 50

12 - 16

14 - 18

16 - 20

18 - 23

Harga N

25

Berat Isi Tanah
γ (kN/m3)

14 - 18

16 - 18

16 - 18

> 20

Pada tanah yang tidak kohesif, daya dukung sebanding dengan berat isi
tanah, hal ini berarti bahwa tinggi muka air tanah sangat mempengaruhi daya
dukung tanah pasir.
Tanah dapat dikatakan mempunyai daya dukung yang baik, dengan
melihat nilai-nilai sebagai berikut:
1. Lapisan kohesif mempunyai nilai SPT, N > 35.
2. Lapisan kohesif mempunyai nilai kuat tekan (qu) 3 – 4 kg/cm2 atau
harga SPT, N > 15.

19

Hasil percobaan pada SPT ini hanya merupakan perkiraan kasar saja, jadi
bukan merupakan nilai yang teliti. Apabila jumlah pukulan untuk hasil
percobaan pada SPT sebanyak 15, maka:
N = 15 + ½ (ζ’ – 15)

(2.7)

Secara umum hasil percobaan Sondir lebih akurat daripada hasil
percobaan SPT (Sosrodarsono,1988).
2.3.2. Sondering Test (Tes Sondir)
Tes Sondir (Sondering Test) disebut juga tes Sondir atau Cone
Penetration Test. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui perlawanan
penetrasi konus dan hambatan lekat tanah yang merupakan indikasi dari daya
dukung tanah. Tes Sondir juga dapat mengetahui kedalaman atau tebal dari
lapisan-lapisan tanah yang berbeda.
Perlawanan penetrasi konus adalah perlawanan tanah terhadap ujung
konus yang dinyatakan dalam gaya per satuan luas. Hambatan lekat adalah
perlawanan geser tanah terhadap selubung bikonus yang dinyatakan dalam gaya
per satuan panjang.
Hasil Sondir dinyatakan dalam sebuah grafik yang menyatakan hubungan
antara kedalaman setiap lapisan tanah dengan besarnya nilai Sondir yaitu
perlawanan penetrasi konus. Alat Sondir yang biasa digunakan ada 2 jenis,
yaitu Sondir ringan dan Sondir berat.

20

Pada pekerjaan Sondir ringan (2 – 2,5 ton), pembacaan manometer
dihentikan pada keadaan pembacaan tiga kali berturut-turur melebihi 150
kg/cm2 atau kedalaman melebihi 30 meter. Pada pekerjaan Sondir berat (10
ton), pembacaan manometer diberhentikan pada keadaan pembacaan tiga kali
berturut-turut 500 kg/cm2 atau kedalaman maksimum 50 meter.
Dari hasil percobaan diperoleh nilai jumlah perlawanan (JP) dan nilai
perlawanan konus (PK), sehingga hambatan lekat dapat dihitung sebagai
berikut:
1. Hambatan Lekat (HL).
=
2. Jumlah Hambatan Lekat (JHL).

−

=

(2.8)

(2.9)
=0

3. Jumlah Hambatan Setempat (JHS).
=

10

Keterangan:
JP

= Jumlah perlawanan (kg/cm2).

PK

= Perlawanan konus (kg/cm2).

A

= Tahap pembacaan (setiap kedalaman 20 meter).

B

= Faktor alat (=10).

(2.10)

21

I

= Kedalaman (meter).

Tes Sondir merupakan percobaan dengan cara memasukkan suatu batang
penetrasi ke dalam tanah dan dengan bantuan manometer yang terdapat pada
alat penetrasi tersebut dapat diketahui kekuatan suatu lapisan tanah pada
kedalaman tertentu (Panduan Praktikum Mekanika Tanah Teknik Sipil USU).
Dari pengetesan ini dapat diperoleh keterangan mengenai:
1. Jenis lapisan tanah.
2. Ketebalan tiap lapisan tanah.
3. Posisi muka air tanah.
4. Daya dukung lapisan tanah, berupa perlawanan penetrasi konus dan
hambatan lekat tanah.
Untuk menghitung daya dukung Ultimate dan daya dukung izin Tiang
Tekan Hidrolis berdasarkan data Sondir, dapat dilakukan dengan rumus-rumus
sebagai berikut:
=

+

=

3

+

Keterangan:
Qult

= Daya dukung Ultimate (ton).

qc

= Tahanan ujung Sondir (qc1 + qc2).

(2.11)

5

(2.12)

22

qc1

= Rata-rata perlawanan penetrasi konus di atas titik 8D.

qc2

= Rata-rata perlawanan penetrasi konus di bawah titik 4D.

Ap

= Luas penampang tiang = ¼ π D2 (m2).

D

= Diameter Tiang Tekan Hidrolis (m).

K

= Keliling Tiang Tekan Hidrolis = π D (m).

JHL

= Jumlah hambatan lekat.

3

= Faktor keamanan untuk tahanan ujung tiang.

5

= Faktor keamanan untuk tahanan selimut tiang.

2.3.3. Boring Test
Walaupun hasil pengujian tanah dari tes Sondir sudah diketahui, biasanya
masih diperlukan pengujian yang lebih teliti. Oleh sebab itu, penyelidikan tanah
perlu dilengkapi dengan pengambilan contoh tanah dari lapisan bawah.
Parameter tanah yang berhubungan dengan mekanika tanah pondasi harus
dicari dengan pengujian-pengujian yang sesuai dengan letak sebenarnya tanah
tersebut. Untuk itu dilakukan pengeboran sesuai kedalaman pondasi agar
dilakukan berbagai pengujian.
Metode pengeboran beserta pengambilan contoh tanah atau pengujian
tanah asli dapat memberikan hasil yang lebih teliti mengenai karakteristik fisik

23

dan mekanis tanah pondasi dibandingkan metode pengujian lain. Namun
pengujian ini hanya memberikan informasi secara vertikal pada titik
pengeboran. Untuk memperkirakan luas dan penyebaran karakteristik dalam
arah horizontal, diperlukan suatu survei yang lain, seperti penyelidikan
geofisika/geolistrik.
Penggunaan jenis alat pengeboran disesuaikan dengan tujuan pengeboran,
fungsi dan jenis tanah yang akan dibor. Alat-alat bor yang biasa digunakan
yaitu:
1. Bor tangan.
2. Alat bor rotasi tangan.
3. Bor rotasi hidrolik.
Contoh tanah yang diambil terbagi atas dua jenis yaitu contoh tanah yang
tidak terganggu (undisturbed sample) dan contoh tanah yang terganggu
(disturbed sample).
Contoh tanah yang tidak terganggu adalah contoh tanah yang masih
menunjukkan sifat-sifat asli tanah yang ada padanya. Ciri-ciri tanah ini yaitu
tidak mengalami perubahan dalam struktur, kadar air atau susunan kimianya.
Sampel tanah asli ini dipergunakan untuk pengujian engineering properties,
antara lain:
1. Permeabilitas.
2. Konsolidasi.

24

3. Direct shear triaxial.
Contoh tanah terganggu diambil tanpa adanya usaha-usaha untuk
melindungi struktur tanah asli tersebut. Sampel tanah ini digunakan untuk
percobaan properties index, yaitu:
1. Atterberg limit.
2. Berat jenis.
3. Analisa saringan.
2.4. Tiang Tekan Hidrolis
Pondasi Tiang Tekan Hidrolis merupakan salah satu jenis pondasi dalam. Istilah
Tiang Tekan Hidrolis merujuk pada pondasi tiang pancang yang dipancang dengan
cara ditekan secara perlahan-lahan dengan suatu alat Hidrolis yang disebut Jacking
Pile. Metode pemancangan Tiang Tekan Hidrolis lebih populer disebut Hydraulic
Static Pile Driver (HSPD). Pemakaian Tiang Tekan Hidrolis memiliki keterbatasan
dalam kuat tekan yang diberikan terhadap tiangnya. Oleh sebab itu, dibutuhkan suatu
alat Jacking Pile yang besar/berat agar dapat memberikan gaya tekan sesuai dengan
yang direncanakan. Namun, Tiang Tekan Hidrolis memiliki keunggulan yang tidak
dimiliki oleh tiang pancang dengan Jack Hammer pada umumnya, yaitu tidak
menimbulkan suara yang bising dan getaran pada tanah sekeliling yang dapat
merusak bangunan di sekitar lokasi pondasi. Sama seperti tiang pancang pada
umumnya, Tiang Tekan Hidrolis dapat dikelompokkan berdasarkan beberapa kriteria
sebagai berikut:

25

2.4.1. Menurut MekanismeTransfer Beban
Menurut mekanisme transfer beban, Tiang Tekan Hidrolis terdiri dari:
1. Point Bearing Pile (End Bearing Pile).
Yaitu Tiang Tekan Hidrolis dengan tahanan ujung. Sesuai dengan
namanya, tiang ini meneruskan beban melalui ujung Tiang Tekan
Hidrolis ke lapisan tanah keras.
2. Friction Pile.
Yaitu Tiang Tekan Hidrolis dengan gesekan permukaan tiang dengan
tanah di sekelilingnya. Sesuai dengan namanya, tiang ini mentransfer
beban melalui gesekan atau lekatan antara tanah dengan permukaan
memanjang Tiang Tekan Hidrolis. Jenis tiang ini biasanya dipakai jika
lapisan tanah keras terlalu dalam, dan cocok untuk tanah lempung atau
dominan lempung.
3. Compaction Pile.
Yaitu Tiang Tekan Hidrolis dengan pemadatan tanah di sekeliling
Tiang Tekan Hidrolis. Pada saat pemancangan, Tiang Tekan Hidrolis
ini akan memadatkan tanah di sekelilingnya. Tiang Tekan Hidrolis
jenis ini umumnya digunakan pada tanah granular dan secara
berkelompok.
2.4.2. Menurut Jenis Bahan Atau Material
Menurut jenis bahan atau kualitas materialnya, Tiang Tekan Hidrolis
terdiri dari:

26

1. Tiang Tekan Hidrolis baja (steel pile).
2. Tiang Tekan Hidrolis beton (concrete pile).
3. Tiang Tekan Hidrolis kayu (timber pile).
4. Tiang Tekan Hidrolis komposit (composite pile).
Tiang Tekan Hidrolis yang paling umum dipakai adalah Tiang Tekan
Hidrolis beton (concrete pile).
Dalam tesis ini yang diteliti adalah Tiang Tekan Hidrolis beton pracetak
(precast) berbentuk segi empat dengan dimensi 45 cm x 45 cm yang diproduksi
oleh Wika Beton. Data spesifikasi teknis Tiang Tekan Hidrolis yang diteliti
terdapat pada Bab III. Metodologi Penelitian.
2.5. Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis Dengan Data SPT
Kapasitas daya dukung ulmimate Tiang Tekan Hidrolis dapat dihitung secara
empiris dari nilai N hasil uji SPT. Untuk Tiang Tekan Hidrolis yang terletak di
dalam tanah pasir jenuh, Meyerhoff (1956) mengajukan Persamaan sebagai berikut:

= 4.

.

+

1
50

(2.13)

1
100

(2.14)

Untuk Tiang Tekan Hidrolis baja profil:

= 4.

.

+

Keterangan:
Qu

= Kapasitas Ultimate Tiang Tekan Hidrolis (ton).

27

Nb

= Nilai N dari uji SPT pada tanah di sekitar dasar Tiang Tekan
Hidrolis.

As

= Luas selimut Tiang Tekan Hidrolis (ft2) dengan 1ft = 30,48 cm.

Ab

= Luas penampang Tiang Tekan Hidrolis (ft2).

Nilai maksimum

/50 dari suku ke-2 pada Persamaan (2.13) dan (2.14), yaitu

suku Persamaan yang menyatakan tahan gesek dinding Tiang Tekan Hidrolis,
disarankan sebesar 1.0 ton/ft2 (1.08 kg/m2 = 107 kN/m2) untuk Persamaan (2.13).
Kedua Persamaan di atas telah digunakan dengan aman untuk perancangan Tiang
Tekan Hidrolis pada lempung kaku (Bromham dan Styles, 1971).
Pada penelitian selanjutnya, Meyerhoff (1976) mengusulkan Persamaan untuk
menghitung tahanan ujung tiang:

=

Dengan

38

380

(2.15)

adalah nilai N rata-rata yang dihitung dari 8D di atas dasar Tiang

Tekan Hidrolis sampai 4D di bawah dasar Tiang Tekan Hidrolis, sedangkan Lb/D
adalah rasio kedalaman yang nilainya kurang dari L/D bila tanahnya berlapis-lapis
(Meyerhoff, 1976) (D = Diameter Tiang Tekan Hidrolis).
Berdasarkan Metode Meyerhoff (1976), cara untuk menghitung daya dukung
ujung dan selimut pondasi Tiang Tekan Hidrolis adalah sebagai berikut:
A. Tanah Non Kohesif
Daya dukung ujung Tiang Tekan Hidrolis (Qp) dihitung sebesar:

28

−

= 40

−

< 400

=

1

+
2

−

2

(2.16)

(2.17)

Keterangan:
Qp

= Tahanan ujung tiang (kN).

Ap

= Luas penampang tiang (m2).

Lb

= Panjang penetrasi tiang (m).

N1

= Harga N rata-rata dari dasar ke 10D ke atas.

N2

= Harga N rata-rata dari dasar ke 4D ke bawah.

Sedangkan besar tahanan selimut Tiang Tekan Hidrolis (Qs) dihitung
sebesar:
=2
Keterangan:

−

p

= Keliling tiang (m).

Li

= Panjang atau tebal lapisan tanah (m).

B. Tanah kohesif
Daya dukung ujung Tiang Tekan Hidrolis (Qp) dihitung sebesar:

(2.18)

29

=9

=

2
3

(2.19)

−

10

(2.20)

Sedangkan besar tahanan selimut Tiang Tekan Hidrolis (Qs) dihitung
sebesar:
=�

Keterangan:

(2.21)

α = Faktor adhesi antara tanah dan tiang (kN/m2).
cu = Kohesi undrained (kN/m2).

Nilai Faktor Adhesi dapat diperoleh dari Grafik pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Faktor Adhesi untuk Tiang Pancang dalam Tanah Lempung
(Mc Clellend, 1974)

Untuk mendapatkan nilai Nq* dapat menggunakan Grafik pada Gambar 2.2.

30

Gambar 2.2. Hubungan antara Sudut Geser Dalam Tanah dengan Nq*

2.6. Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis Dengan Data Pembebanan (Loading
Test)
Pengujian pembebanan dimaksudkan untuk mengetahui hubungan antara beban
dengan penurunan pondasi akibat pembebanan (beban rencana, beban Testing, dan
penurunan tetap setelah beban dipindahkan). Besar daya dukung Tiang Tekan
Hidrolis berdasarkan hasil uji pembebanan dapat diketahui langsung pada saat
pengujian beban.
Loading Test biasa disebut juga dengan uji pembebanan statik aksial (Static
axial Loading Test). Cara yang paling dapat diandalkan untuk menguji daya dukung
pondasi tiang adalah dengan uji pembebanan statik.

31

Tujuan dilakukan pengujian pembebanan vertikal tekan (compressive Loading
Test) terhadap pondasi tiang adalah sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui hubungan antara beban dengan penurunan pondasi akibat
beban rencana.
2. Untuk menguji tanah di bawah pondasi agar mampu memikul beban rencana
dan membuktikan bahwa dalam pelaksanaan pemancangan tidak terjadi
kegagalan.
3. Untuk menentukan daya dukung yang sebenarnya sebagai kontrol terhadap
hasil perhitungan berdasarkan formula statis maupun dinamis.
4. Untuk mengetahui tingkat elastisitas tanah, mutu beton dan mutu besi beton
(Wesley,1997).
Uji pembebanan biasanya diperlukan untuk kondisi-kondisi sebagai berikut:
1. Perhitungan

analitis

tidak

memungkinkan

untuk

dilakukan

karena

keterbatasan informasi mengenai detail dan geometri struktur.
2. Besar beban rencana yang tergolong sangat besar khususnya pada bangunan
bertingkat tinggi.
3. Kinerja struktur yang sudah menurun karena adanya penurunan kualitas
bahan, akibat serangan zat kimia, ataupun karena adanya kerusakan fisik
yang dialami bagian-bagian struktur, akibat kebakaran, gempa, pembebanan
yang berlebihan, dan lain-lain.
4. Struktur direncanakan dengan metode-metode yang tidak lazim, sehingga
menimbulkan kekhawatiran mengenai tingkat keamanan struktur.

32

5. Perubahan fungsi struktur, sehingga menimbulkan pembebanan tambahan
yang belum diperhitungkan dalam perencanaan.
6. Kekhawatiran atas rendahnya mutu pelaksanaan ataupun resiko dalam
kesalahan perhitungan dalam perencanaan yang tidak terdeteksi.
Para praktisi dan peneliti sudah menggunakan banyak metode pengujian beban
tiang seperti dimuat dalam berbagai literatur dan jurnal. Dari sekian banyak metode
pengujian beban tiang, ada 4 (empat) jenis metode pengujian yang diidentifikasi
sebagai metode pengujian beban dasar, yaitu:
1. Slow Maintaned Load Test Method (SM Test).
2. Quick Maintaned Load Test Method (QM Test).
3. Constant Rate of Penetration Test Method (CRP Test).
4. Swedish Cyclic Test Method (SC Test).
2.6.1. Slow Maintaned Load Test Method (SM Test)
Metode pengujian ini disarankan oleh ASTM D1143-81 (1989), yang
terdiri dari langkah-langkah sebagai berikut:
1. Bebani Tiang Tekan Hidrolis dengan delapan tahap penambahan
pembebanan, yaitu 25%, 50%, 75%, 100%, 125%, 150%, 175%, dan
200% hingga 200% dari beban rencana.
2. Pertahankan

setiap

penambahan

pembebanan

hingga

rata-rata

penurunan berkurang sebesar 0,01 in/h (0,25 mm/h) tapi tidak lebih
dari 2h (h = jam).
3. Pertahankan beban 200% selama 24 jam.

33

4. Setelah waktu holding tercapai, ganti beban dengan pengurangan 25%
dengan waktu 1 jam di antara jeda pengurangan beban.
5. Setelah beban bekerja dan diganti, seperti di atas, bebani kembali
Tiang Tekan Hidrolis dengan tes pembebanan dengan penambahan
50% beban rencana, berikan waktu 20 menit diantara penambahan
beban.
6. Kemudian tambah penambahan beban sebesar 10% dari beban rencana
sampai runtuh, dan berikan juga waktu 20 menit diantara penambahan
beban.
Metode pengujian ini umumnya dipertimbangkan sebagai metode
pengujian standard ASTM dan secara umum digunakan pada pengujian
lapangan untuk memasang Tiang Tekan Hidrolis dan spesifikasi tertulis.
Kelemahan utama dari pengujian ini adalah dalam hal waktu yang terpakai,
misalnya suatu jenis periode pengujian memakan waktu 40 sampai 70 jam atau
lebih.
2.6.2. Quick Maintaned Load Test Method (QM Test)
Metode pengujian ini direkomendasikan oleh New York State Department
of Transportation, The Federal Highway Administration, dan ASTM 1143-81
(Opsional), yang terdiri dari langkah-langkah sebagai berikut:
1. Bebani Tiang Tekan Hidrolis dalam 20 tahap penambahan beban
sampai 300% dari beban rencana atau setiap penambahan beban
sebesar 15% dari beban rencana.

34

2. Pertahankan setiap pembebanan dengan periode 5 menit dengan
pembacaan setiap 2,5 menit.
3. Tambah

penambahan

pembebanan

hingga

jacking

berlanjut

dibutuhkan untuk menjaga beban uji atau beban uji tercapai.
4. Setelah interval 5 menit, ganti seluruh beban dari Tiang Tekan Hidrolis
ke dalam 4 tahap pengurangan beban yang sama dengan waktu antara
selama 5 menit.
Metode pengujian ini berlangsung cepat dan ekonomis. Waktu tipikal
untuk pengujian ini selama 3 sampai 5 jam. Metode pengujian ini mewakili
lebih banyak kondisi Undrained. Metode ini tidak dapat digunakan untuk
memperkirakan penurunan karena termasuk metode cepat.
2.6.3. Constant Rate of Penetration Test Method (CRP Test)
Metode ini direkomendasikan oleh Swedish Pile Commission, New York
State Department of Transportation, dan ASTM D1143-81 (Opsional).
Langkah-langkah utama CRP Test adalah sebagai berikut:
1. Kepala Tiang Tekan Hidrolis diperkuat untuk menerima penurunan
0,05 in/menit (1,25 mm/menit).
2. Gaya yang dibutuhkan untuk mencapai penetrasi rata-rata dicatat.
3. Pengujian dilakukan sampai total penetrasi 2 sampai 3 inchi (50
sampai 75 mm).

35

Keuntungan utama dari metode ini adalah bahwa waktu 2 sampai 3 jam
sangat singkat dan ekonomis. Metode ini cocok untuk friction piles tetapi tidak
cocok untuk end-bearing piles karena persyaratan gaya yang besar untuk
menghasilkan penetrasi melewati lapisan tanah keras.
2.6.4. Swedish Cyclic Test Method (SC Test)
Metode ini disarankan oleh Swedish Pile Commission dan terdiri dari
langkah-langkah sebagai berikut:
1. Bebani Tiang Tekan Hidrolis hingga satu-tiga dari beban rencana.
2. Hilangkan beban (unloading) hingga satu-enam dari beban rencana.
Ulangi siklus loading dan unloading 20 kali.
3. Tingkatkan beban sampai 50% lebih tinggi dari item (a) dan kemudian
ulangi seperti item (b).
4. Lanjutkan sampai keruntuhan terjadi.
Metode ini adalah waktu terpakai, dan perubahan siklus perilaku Tiang
Tekan Hidrolis sehingga Tiang Tekan Hidrolis berbeda dibandingkan Tiang
Tekan Hidrolis aslinya. Hal itu hanya disarankan untuk proyek-proyek khusus
Keterangan pembebanan siklik menjadi hal yang utama.
Seperti terlihat pada Gambar 2.3, SM Test dan SC Test merupakan tes
paling lambat dan CRP Test adalah tes yang paling cepat. Gambar 2.4
membandingkan perilaku beban – penurunan untuk keempat jenis tes tersebut
di atas. Gambar tersebut menunjukkan bahwa bentuk kurva beban – penurunan

36

dengan metode CRP Test dengan baik terdefenisikan dan sesuai dengan kurva
beban terhadap penurunan pada QM Test sebelum keruntuhan tercapai. Metode
SM Test umumnya digunakan di Amerika Utara karena sederhana, banyak
engineer yang familiar dengan metode ini, interpretasinya berdasarkan atas
penurunan kotor dan penurunan bersih dapat dibuat dengan mudah, dan
memberikan estimasi yang kasar untuk penurunan Tiang Tekan Hidrolis yang
diharapkan di bawah beban kerja. Interpretasi beban runtuh dari kurva beban –
penurunan diperoleh dari tes pembebanan akan didiskusikan pada subbab 2.9.
Untuk lebih jelasnya, perbandingan waktu yang dibutuhkan pada 4
metode pengujian Loading Test dapat dilihat pada Gambar 2.3. Skala satuan
waktu yang digunakan adalah jam, sedangkan beban (load) dalam satuan ton.

Gambar 2.3. Perbandingan Waktu Yang Dibutuhkan Pada 4 Metode Pengujian
(Fellenius, 1975)

37

Perilaku penurunan (movement) yang terjadi terhadap beban (load)
yang diberikan pada 4 metode Loading Test dapat dilihat pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Perbandingan Perilaku Beban – Penurunan pada 4 Metode
Pengujian (Fellenius, 1975)

Dalam penelitian tesis ini, pelaksanaan Loading Test menggunakan
Metode Slow Maintaned Load Test Method dengan alat Jacking Pile System
kapasitas 300 ton, yang dilaksanakan dengan menggunakan beban berat sendiri
alat jacking pile ditambah counterweight dengan berat total 420 ton. Test ini
menggunakan 1 unit main beam dengan dimemsi 2 buah (750x300x11x18x50),
1 buah hydraulic jack kapasitas 500 ton dan 6 (enam) buah dial gauge untuk
mengukur penurunan (settlement) dan pergeseran.

38

Pembebanan berjalan setelah dilakukan pemompaan terhadap hydraulic
jack kapasitas 500 ton. Hydraulic Jack menekan main beam, beban diteruskan
ke berat sendiri unit jacking pile, sehingga aksi dari tekanan hydraulic jack
menimbulkan reaksi berupa gaya tekan ke bawah. Gaya tekan ke bawah ini
mengakibatkan penurunan tiang (settlement). Penurunan tiang yang terjadi
akibat reaksi tersebut diukur melalui 4 (empat) buah dial gauge pada balok
reference beam yang dipasang dengan kokoh.
Peralatan yang digunakan dalam pengujian pembebanan (Loading Test) ini
antara lain:
1. HYDRAULIC JACK.
a. Type

:

CLR 500.

b. Kapasitas

:

500 ton.

c. Diameter Ram

:

13,307 inch.

d. Merk

:

Enerpac.

e. Jumlah

:

1 (satu) unit.

a. Kapasitas

:

10.000 psi.

b. Model

:

P-464.

c. Merk

:

Enerpac.

d. Jumlah

:

1 (satu) unit.

a. Type

:

3058 E.

b. Kapasitas

:

0,01 mm – 50 mm.

2. POMPA HYDRAULIC.

3. DIAL GAUGE

39

c. Ketelitian

:

0,01 mm.

d. Merk

:

Mitutoyo.

e. Jumlah

:

6 (enam) unit.

a. Kapasitas / Div

:

10.000 / 200 psi.

b. Type / No. Seri

:

014079332/CL.1,0/Type 2.

c. Merk

:

WIKA.

d. Jumlah

:

1 (satu) unit.

4. PRESSURE GAUGE.

Susunan peralatan pada pelaksanaan pengujian pembebanan (Loading
Test) dapat dilihat pada Gambar 2.5 dan Gambar 2.6.

Gambar 2.5. Gambar Static Axial Compression Test Kapasitas 300 ton (200%)

40

Gambar 2.6. Denah Static Axial Compression Test Kapasitas 300 ton (200%)

2.6.5. Prosedur Pengujian
Prosedur pengujian pembebanan aksial compression kapasitas 300 ton
dilaksanakan sesuai dengan ASTM D1143-81, “Standard Test Method for Piles
Under Static Axial Compressive δoads”, Section 5.2, “Cyclic δoading
Procedures”.
Prosedur pengujiannya adalah sebagai berikut:
1. Bebani tiang sampai 200% dari beban rencana dengan pertambahan
yang sama yaitu: 0%, 25%, 50%, 75%, 125%, 150%, 175%, 200%.
2. Pertahankan penambahan pembebanan hingga kecepatan penurunan
tidak lebih dari 0,01 in/hari atau 0,25 in/jam, tapi tidak lebih dari 2
(dua) jam.
3. Pertahankan beban 200% hingga 24 jam.

41

4. Sesudah pembebanan pada massa tersebut beban dikurangkan 25%
dengan selang 1 jam untuk tiap pengurangan.
5. Sesudah beban dipasang dan dikurangi seperti di atas, bebani kembali
tiang pada pengujian dengan kenaikan 50% dari beban rencana yang
diizinkan, 20 menit tiap penambahan beban.
6. Tambahkan beban tiap 10% dari beban rencana sampai keruntuhan
dengan selang penambahan 20 menit.
Percobaan pembebanan lain dapat menggunakan 2 (tipe) sebagai berikut:
a. Percobaan yang dibagi atas 4 (empat) cycle dengan pembebanan setiap
cycle adalah sebagai berikut:
I.

0% - 25% - 50% - 25% - 0%

II.

0% - 50% - 75% - 100% - 75% - 50% - 0%

III.

0% - 50% - 125% - 150% - 125% - 50% - 0%

IV.

0% - 50% - 100% - 150% - 175% - 200% - 150% - 100% - 50%
- 0%

b. Percobaan dengan 1 (satu) cycle Keterangan pembebanan diberikan
sebagai berikut:
I.

0% - 100% - 133% - 166% - 200% - 166% - 133% - 100% - 0%

42

2.6.6. Prosedur Pengukuran Penurunan Tiang Tekan Hidrolis
Lokasi yang diamati pada pengukuran penurunan Tiang Tekan Hidrolis
ialah pada kepala Tiang Tekan Hidrolisnya. Pembacaan dapat dilakukan pada
lempeng pengujian dengan cara sebagai berikut:
1. Lakukan pembacaan terhadap waktu, beban penurunan dan catat
semua sebelum dan sesudah dilakukannya penambahan atau
pengurangan beban.
2. Selama pembacaan pastikan tiang tidak runtuh, lakukan pembacaan
tambahan dan catat hasil pembacaan pada interval tidak lebih dari 10
menit selama setengah jam atau 20 menit sesudah tiap penambahan
beban.
3. Sesudah beban puncak dibebankan, pastikan bahwa tiang tidak runtuh.
Lakukan pembacaan pada interval tidak lebih dari 20 menit pada 2 jam
pertama, tidak lebih dari 1 jam pada 10 jam berikutnya dan tidak lebih
dari 2 jam untuk 12 jam berikutnya.
4. Jika terjadi keruntuhan tiang, segera lakukan pembacaan sebelum
beban pertama dikurangi. Selama pengurangan beban, lakukan
pembacaan dan catat dengan interval tidak lebih dari 20 menit.
5. Lakukan pembacaan akhir 12 jam sesudah beban dipindahkan.
6. Besar beban (dalam ton) dan lama pembebanan serta waktu
pembacaan penurunan dimuat dalam Tabel jadwal Loading Test.

43

Beban runtuh Ultimate suatu tiang didefenisikan sebagai beban saat tiang
tersebut amblas atau penurunan terjadi dengan cepatnya di bawah tekanan
beban. Defenisi keruntuhan lain menganggap batas penurunan dapat berubahubah, misalnya saat tiang dianggap sudah runtuh ketika bergerak 10% dari
diameter ujung atau penurunan kotor 1,50 inchi (38 mm) dan penurunan bersih
0,75 inchi (19 mm) terjadi di bawah 2 kali beban rencana.

2.7. Perencanaan Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis Menurut Hasil SPT
Dari data SPT (N-Value) daya dukung Tiang Tekan Hidrolis dapat
direncanakan dan dihitung. Tesis ini menggunakan metode Meyerhoff (1976) untuk
menghitung daya dukung Tiang Tekan Hidrolis. Metode ini banyak digunakan untuk
merencanakan daya dukung Tiang Tekan Hidrolis dan menentukan daya dukung
tiang izinnya dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

=

3

+

Keterangan:
P

= Daya dukung tiang izin (ton).

m

= Koefisien perlawanan ujung.

n

= Koefisien perlawanan geser tiang.

Ac

= Luas penampang tiang (cm2).

N1

= Nilai N-SPT pada ujung tiang.

5

(2.22)

44

N2

= Nilai N-SPT dari ujung tiang hingga 4 kali diameter di atas ujung
tiang.

Na

= Nilai N-SPT pada elevasi dasar tiang.
Na = ½ (N1 + N2) ≤ 40

(2.23)

3 dan 5 = Faktor keamanan tergantung pada jenis pondasi.
As

= Luas tiang pada interval kedalaman.

Untuk menentukan nilai koefisien perlawanan ujung tiang (m) dan koefisien
perlawanan gesek tiang (n) dapat dilihat pada Tabel 2.6.
Tabel 2. 6. Harga m dan n untuk Persamaan Meyerhoff
NO.
JENIS TANAH
1 Meyerhoff (1976)
Pasiran
Lempungan
2 Okahara (1992)
Pasiran

JENIS TIANG

m

Pondasi dalam

40 0.2
0.5
0.2

≤ 10 t/m2

40 0.5

≤ 20 t/m2

0.1

≤ 5 t/m2

1

≤ 15 t/m2

-

-

Tiang tekan hidrolis cor di tempat
“inner digging ”

Tiang tekan hidrolis cor di tempat
“inner digging ”
3

Kohesif
Takahashi (1992)
Pasiran

12

n

BATASAN

0.5 ≤ 0.1 t/m2
Tiang tekan hidrolis

30 0.2

2.8. Perencanaan Daya Dukung Tiang Tekan Hidrolis Menurut Hasil Sondir
Data hasil pengujian Sondir juga dapat digunakan untuk menghitung daya
dukung Tiang Tekan Hidrolis. Perencanaan pondasi Tiang Tekan Hidrolis dengan

45

menggunakan hasil Sondir ini dilakukan dengan metode langsung dengan rumus yang
diperkenalkan Meyerhoff (1976) sebagai berikut:
=

+

=

3

+

(2.24)

5

(2.25)

Keterangan:
Qu

= Kapasitas daya dukung Tiang Tekan Hidrolis tunggal.

qp

= Tahanan ujung Sondir.

qc

= Tahanan ujung Sondir terkoreksi.

qp

= qc menurut Meyerhoff dapat diambil untuk keperluan praktis.

JHL

= Jumlah hambatan lekat.

KH

= Keliling Tiang Tekan Hidrolis.

Ap

= Luas penampang tiang.

3 dan 5

= Faktor keamanan.

2.9. Interpretasi Hasil Uji Pembebanan (Loading Test)
Umumnya data uji pembebanan diplotkan dengan beban sebagai absis dan
penurunan sebagai ordinat. Data yang berupa titik ini kemudian digunakan untuk
membuat perkiraan beban runtuh sehingga kapasitas yang diizinkan dapat dihitung.

46

Beban runtuh Ultimate suatu Tiang Tekan Hidrolis didefenisikan sebagai beban
saat tiang tersebut amblas atau penurunan terjadi dengan cepatnya di bawah tekanan
beban. Defenisi keruntuhan lain menganggap batas penurunan kotor 1,50 inchi (38
mm) dan penurunan bersih 0,75 inchi (19 mm) terjadi di bawah 2 kali beban rencana.
Banyak ahli teknik mendefenisikan beban runtuh adalah titik potong dari garis
singgung awal kurva (penurunan vs beban) dengan garis singgung atau perluasan
bagian akhir dari kurva. Ada beberapa metode interpretasi data Loading Test yang
dibahas dalam tesis ini antara lain:
1. Metode Davisson (1972).
2. Metode Chin (1970, 1971).
3. Metode Mazurkiewicz (1972).

2.9.1. Metode Davisson (1972)
Langkah-langkah untuk mendapatkan daya dukung ultimate dengan
metode Davisson terdiri dari langkah-langkah sebagai berikut:
1. Gambar kurva beban vs penurunan seperti ditunjukkan pada Gambar
2.7.
2. Dapatkan penurunan elastis, ∆ = (Qva)L/AE dari Tiang Tekan Hidrolis,
Keterangan Qva adalah beban kerja, L adalah panjang Tiang Tekan
Hidrolis, A adalah luas penampang Tiang Tekan Hidrolis, dan E
adalah modulus elastisitas bahan Tiang Tekan Hidrolis.

47

3. Gambar garis OA menurut Persamaan penurunan elastis (∆) seperti
yang didefenisikan pada point b. Gambar sebuah garis BC sejajar
dengan garis OA pada suatu jarak x Keterangan x = 0,15 + D/120 in,
(D = diameter Tiang Tekan Hidrolis dalam satuan inchi).
4. Daya dukung ultimate adalah perpotongan antara garis BC dengan
kurva Beban-Penurunan seperti tertulis di point c.
Metode ini sejatinya direkomendasikan untuk driven piles, dan lebih
cocok digunakan untuk metode QM Test. Keuntungan utama dari metode ini
adalah batas garis BC dapat digambarkan sebelum pengujian dilakukan.
Adapun hal itu dapat digunakan seperti kriteria penerimaan untuk proof-Tested
contract pile. Untuk lebih jelasnya, prosedur metode Davisson dapat diihat
pada Gambar 2.7.

Gambar 2. 7. Grafik Persamaan Pada Metode Davisson

48

2.9.2. Metode Chin (1970, 1971)
Metode Chin ditunjukkan pada Gambar 2.8 dengan langkah-langkah
sebagai berikut:
1. Gambar grafik ∆/Qva vs ∆, Keterangan ∆ adalah penurunan dan Qva
adalah beban kerja.
2. Daya dukung Ultimate (Qv)ult kemudian sama dengan 1/C1. Gambar
2.8 menjelaskan semua hal ini. Hubungan ini diberikan dalam gambar
ini mengasumsikan bahwa kurva beban terhadap penurunan mendekati
kurva hiperbolik.
Interpretasi daya dukung Ultimate dalam metode ini diaplikasikan dalam
QM dan SM Test, menyediakan peningkatan waktu yang konstan yang dipakai
selama pengujian. Pemilihan garis lurus dari titik-titik seharusnya dapat
dipahami bahwa titik-titik data tidak muncul ke bawah pada garis lurus hingga
pengujian pembebanan melewati nilai batas Davisson. Metode ini tidak
menyediakan nilai keruntuhan yang sesuai kenyataan untuk pengujianpengujian yang mengikuti metode standard ASTM karena pengujian itu tidak
mempunyai peningkatan beban waktu yang konstan.
Untuk lebih jelasnya, prosedur metode Chin secara grafis dapat dilihat
pada Gambar 2.8.

49

Gambar 2. 8. Grafik Persamaan Pada Metode Chin

2.9.3. Metode Mazurkiewicz (1972)
Sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2.9, adapun langkah-langkah
perhitungan daya dukung Tiang Tekan Hidrolis dengan metode ini adalah
sebagai berikut:
1. Plot kurva beban terhadap penurunan.
2. Pilih suatu tahap penurunan kepala Tiang Tekan Hidrolis dan gambar
garis vertikal yang memotong kurva. Kemudian gambar garis
horizontal dari titik perpotongan tersebut pada kurva hingga memotong
sumbu beban.
3. Dari perpotongan setiap beban, gambar garis yang membentuk sudut
45˚ hingga memotong garis beban berikutnya.

50

4. Perpotongan-perpotongan ini akan membentuk suatu garis lurus. Titik
yang diperoleh oleh perpotongan dari perpanjangan garis ini pada
sumbu beban (vertikal) adalah beban runtuh.
Metode ini mengasumsikan bahwa kurva beban terhadap penurunan
mendekati kurva parabolik. Nilai beban runtuh diperoleh dengan metode ini
seharusnya bagaimanapun memenuhi 80% kriteria. Lebih jauh lagi, semua
perpotongan garis-garis ini tidak selalu membentuk garis lurus. Bagaimanapun,
beberapa penegasan mungkin diperlukan dalam menggambar garis lurus.
Gambar 2.9. menunjukkan contoh prosedur bagaimana interpretasi hasil
Loading Test dengan metode Mazurkiewicz digunakan.

Gambar 2.9. Grafik Persamaan Pada Metode Mazurkiewicz

51

2.10. Daya Dukung Aksial Tiang Tekan Hidrolis Berdasarkan Kekuatan Bahan
Selain berdasarkan hasil pengujian tanah (Soil Investigation) yang telah dibahas
sebelumnya, kapasitas daya dukung aksial tiang juga perlu diuji berdasarkan kekuatan
dari bahan tiang yang dipergunakan. Adapun kapasitas daya dukung berdasarkan
kekuatan bahan tiang dapat diperoleh dari Persamaan berikut ini:
= � .

(2.26)

Keterangan:
Ptiang
b

Atiang

= Daya dukung tiang yang diizinkan (kN).
= Kuat tekan beton yang diizinkan (kN/m2).
= Luas Penampang Tiang Tekan Hidrolis (m2).

2.11. Penurunan Tiang Tekan Hidrolis
Penurunan pada pondasi Tiang Tekan Hidrolis dapat dikaji dari 2 komponen,
yaitu: penurunan elastis dan penurunan konsolidasi. Penurunan elastis tergantung dari
sifat elastis tanah dan Tiang Tekan Hidrolis itu sendiri. Dalam perhitungan, perlu
dibedakan antara penurunan tiang tunggal dengan penurunan tiang kelompok.
Penurunan pada tiang kelompok bergantung dari penurunan tiang tunggal. Penurunan
total pondasi Tiang Tekan Hidrolis merupakan penjumlahan dari penurunan elastis
tiang dengan penurunan konsolidasi tiang.

52

2.11.1. Penurunan Elastis Tiang Tekan Hidrolis Tunggal
Penurunan Tiang Tekan Hidrolis akibat beban vertikal Qw dapat
dihitung dengan rumus:
S = S1 + S2 + S3

(2.27)

Keterangan:
S

= Penurunan tiang total.

S1

= Penurunan batang tiang.

S2

= Penurunan tiang akibat beban titik.

S3

= Penurunan tiang akibat beban yang tersalur sepanjang batang.

Berikut adalah langkah-langkah dalam menentukan ketiga faktor
penurunan di atas yaitu:
a. Menentukan S1
Jika diasumsikan bahan tiang adalah elastis, maka deformasi batang
tiang dapat dihitung dengan rumus berikut:

1

=

+ �

(2.28)

Keterangan:
Qwp

= Beban yang dipikul ujung tiang di bawah kondisi beban
kerja.

53

Qws

= Beban yang dipikul selimut tiang di bawah kondisi beban
kerja.

Ap

= Luas penampang tiang.

L

= Panjang tiang.

Ep

= Modulus Young bahan tiang.

Besarnya

bergantung pada sifat distribusi tahanan selimut

sepanjang batang tiang. Jika distribusi f adalah seragam atau parabola,
seperti ditunjukkan pada Gambar 2.10, pada (a) dan (b) besar

adalah

0.5. Namun untuk distribusi f dalam bentuk segitiga, Gambar 2.10 (c)
nilai sekitar 0.67 (Vesic, 1977).
Bentuk distribusi tahanan selimut sepanjang tiang tekan hidrolis
ditampilkan pada Gambar 2.10. Tampak bahwa ada 3 jenis distribusi
tahanan selimut tiang tekan hidrolis.

Gambar 2.10. Jenis Distribusi Tahanan Selimut Tiang Tekan Hidrolis
Tunggal

54

b. Menentukan S2
Penurunan Tiang Tekan Hidrolis akibat beban pada ujung tiang
dapat dinyatakan dalam bentuk yang sama dengan penurunan pada
pondasi dangkal. Rumusnya adalah sebagai berikut:

2

=

1−�

2

=

(2.29)

(2.30)

Keterangan:
D

= Lebar atau diameter Tiang Tekan Hidrolis.

qwp = Beban titik per satuan luas ujung tiang.
Es
s

= Modulus Young tanah.
= Angka Poisson tanah.

Iwp = Faktor pengaruh.
Untuk tujuan praktis, Iwp dapat ditentukan sama dengan αr
sebagaimana digunakan pada penurunan elastis pondasi dangkal. Jika
tidak ada hasil laboratorium, maka nilai Modulus Young dan angka
Poisson dapat diperoleh dari korelasi sebagaimana terlihat pada Tabel
2.7. Nilai kedua parameter tersebut tergantung pada jenis tanah dan
konsistensi tanah.

55

Tabel 2. 7. Parameter Elastis Tanah (Meyerhoff, 1956)

Vesic (1977) juga mengajukan suatu metode semi empiris untuk
menentukan besarnya penurunan S2. Metode itu dapat dinyatakan
dengan rumus berikut:

2

Keterangan:

=

.
.

qp

= Tahanan ujung batas tiang.

Cp

= Koefisien empiris.

(2.31)

Nilai Cp pada berbagai jenis tanah ditampilkan pada Tabel 2.8.
Tabel 2. 8. Nilai Tipikal Cp (dari Design of Pile Foundation by A.S.
Vesic, 1977)

56

c. Menentukan S3
Penurunan tiang yang diakibatkan oleh pembebanan pada selimut
tiang dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

3

1−�

=

2

(2.32)

Keterangan:
p

= Keliling tiang.

L

= Panjang tiang yang tertanam.

Iws = Faktor pengaruh.
Perlu dicatat bahwa suku Qws / pL pada Persamaan di atas adalah
nilai rata-rata f di sepanjang batang tiang. Faktor pengaruh Iws dapat
dinyatakan dengan sebuah hubungan empiris yang sederhana sebagai
(Vesic, 1977).

= 2 + 0.35

(2.33)

Vesic (1977) juga mengajukan sebuah hubungan empiris sederhana
untuk menentukan S3 sebagai berikut:

3

Keterangan:

=

(2.34)

57

Cs = Sebuah konstanta empiris.

= 0.93 + 0.16

(2.35)

Nilai Cp dapat diperoleh dari Tabel 2.8.

2.11.2. Penurunan Elastis Kelompok Tiang
Beberapa penyelidikan tentang penurunan tiang kelompok yang telah
dipublikasikan dalam literatur memiliki hasil yang sangat beragam. Hubungan
yang paling sederhana untuk penurunan tiang kelompok diberikan oleh Vesic
(1969) sebagai berikut:

( )

=

(2.36)

Keterangan:
Sg(e)

= Penurunan elastik tiang kelompok.

Bg

= Lebar tiang kelompok.

D

= Diameter satu tiang dalam kelompok.

s

= Penurunan elastik tiang tunggal.

Untuk tiang kelompok di dalam pasir atau kerikil, Meyerhoff (1976)
menggagas hubungan empiris berikut untuk penurunan elastik.

58

=

2

0.92

(2.37)

=

=1−

(2.38)

0.5

8

(2.39)

Keterangan:
Lg dan Bg

= Panjang dan lebar tiang kelompok.

Ncorr

= N-SPT koreksi rata-rata dalam daerah penurunan
(≈ sedalam Bg di bawah Ujung tiang).

I

= Faktor pengaruh.

L

= Panjang tiang yang tertanam.

Dengan

cara

yang

sama,

penurunan

tiang

kelompok

dapat

dihubungkan juga dengan CPT sebagai berikut:

( )

=

2

(2.40)

Keterangan:
qc

= Nilai CPT rata-rata pada daerah penurunan.

Dalam Persamaan (2.40) semua simbol harus dalam satuan yang sesuai
atau seragam.

59

2.11.3. Efisiensi Kelompok Tiang
Efisiensi kelompok tiang sesungguhnya dapat dihitung berdasarkan
jenis tanah, cara pembebanan, dan geometri dari kelompok tiang. Yang dibahas
dalam tesis ini adalah efisiensi geometris, yaitu hanya dihitung berdasarkan
jumlah dan jarak antar tiang dalam satu kelompok. Di dalam banyak
pelaksanaan pondasi, Tiang Tekan Hidrolis digunakan dalam bentuk kelompok
tiang untuk meneruskan beban dari bangunan ke tanah. Gambar 2.11
merupakan gambaran grup tiang tekan hidrolis sebanyak n1 × n2 tiang. Lebar
grup tiang ke arah sumbu Y disimbolkan Bg, sedangkan lebar grup tiang ke arah
sumbu X disimbolkan Lg. Jarak antar tiang disimbolkan d. Secara umum,
defenisi dari efisiensi dalam kelompok tiang pancang atau tiang tekan hidrolis
merupakan suatu kondisi dimana daya dukung kelompok tiang lebih kecil dari
daya dukung tiang tunggal dikalikan dengan jumlah titik tiangnya.

Gambar 2.11. Grup Tiang Tekan Hidrolis (Das, 2011)

60

Jumlah Tiang Tekan Hidrolis dalam grup = n1 × n2
Keterangan:

Lg ≥ Bg
Lg = (n1 – 1)d + 2(D/2)

(2.41)

Bg = (n2 – 1)d + 2(D/2)

(2.42)

Efisiensi dari load-bearing capaCity dari kelompok Tiang Tekan
Hidrolis dapat dirumuskan:

=

( )

(2.43)

Keterangan:
η

= Efisiensi kelompok tiang.

Qg(x)

= Ultimate load-bearing capaCity dari Tiang Tekan Hidrolis
grup.

Q(x)

= Ultimate load-bearing capaCity dari Tiang Tekan Hidrolis
tunggal tanpa pengaruh grup.

Banyak praktisi struktur menggunakan analisis yang disederhanakan
untuk memperoleh efisiensi dari grup Tiang Tekan Hidrolis friction, khususnya
di tanah pasir. Berdasarkan jarak antar tiang di dalam grup, Tiang Tekan
Hidrolis dapat berperilaku dengan 2 (dua) cara, yaitu:
1. Sebagai suatu blok dengan dimensi Lg × Bg × L.
2. Sebagai Tiang Tekan Hidrolis tunggal.

61

Sebagai suatu blok, daya dukung dari Tiang Tekan Hidrolis friction
adalah:
≈

( )

(2.44)

Keterangan:
pg

= Keliling penampang dari blok pondasi = 2(n1 + n2 – 2)d +
4D.

fav

= Ketahanan gesekan satuan rata-rata.

Dengan cara yang sama, pada Tiang Tekan Hidrolis yang berperilaku
sebagai individu (tunggal).
=

(2.45)

Keterangan:
p

= Keliling penampang masing-masing Tiang Tekan Hidrolis.

( )

=

2

=

1

+

2

1 2

=

2

1

+

2

−2

−2

+4

−2

+4

+4

1 2

( )

=

2

1

+

2

(2.46)

1 2

Rumus tersebut berlaku untuk friction piles di tanah pasir tanpa End
Bearing CapaCity.

62

Jika jarak pusat tiang ke pusat tiang, d cukup besar, maka η > 1. Dalam
hal ini, tiang berperilaku sebagai Tiang Tekan Hidrolis tunggal. Secara praktis,
jika η < 1. Selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 2.9.

( )

=

Dan jika η ≥ 1, maka :

(2.47)

( )

=

Tabel 2. 9. Persamaan Efisiensi Grup dari Tiang Tekan Hidrolis Gesekan
(Friction Piles) (Das, 1998)

Feld (1943) mengajukan suatu metode yang mana kapasitas beban dari
Tiang Tekan Hidrolis tunggal (gesekan) pada suatu grup di tanah pasir dapat
dihitung. Menurut metode ini, daya dukung Ultimate dari suatu tiang dikurangi
seperenambelas (1/16) dari masing-masing diagonal atau barisan tiang.
Berdasarkan