Universitas Sumatera Utara

Transkripsi

1 19

2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Umum Pondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan gaya orthogonal 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 (K. Nakazawa, 1983). Pondasi tiang digunakan untuk mendukung bangunan bila lapisan tanah kuat terletak sangat dalam. Pondasi jenis ini dapat juga digunakan untuk mendukung bangunan yang menahan gaya angkat ke atas, terutama pada bangunan-bangunan tingkat yang dipengaruhi oleh gaya-gaya penggulingan akibat beban angin. Tiang-tiang juga digunakan untuk mendukung bangunan dermaga. Pada bangunan ini, tiang tiang dipengaruhi oleh gaya-gaya benturan kapal dan gelombang air (Hardiyatmo, 2002). Fungsi dan kegunaan dari pondasi tiang adalah untuk memindahkan atau mentransfer beban-beban dari konstruksi di atasnya (super struktur) ke lapisan tanah keras yang letaknya sangat dalam. Kebanyakan pondasi tiang dipancangkan ke dalam tanah, akan tetapi ada beberapa type yang dicor setempat dengan cara dibuat lubang terlebih dahulu dengan mengebor tanah, pondasi ini dikategorikan sebagai pondasi bore pile. 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; 20

3 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 (Hardiyatmo, 2002) Defenisi Tanah Tanah, pada kondisi alam, terdiri dari campuran butiran-butiran mineral dengan atau tanpa kandungan bahan organik. Butiran-butiran tersebut dapat dengan mudah dipisahkan satu sama lain dengan kocokan air. Material ini berasal dari pelapukan batuan, baik secara fisik maupun kimia. Sifat-sifat teknis tanah, kecuali oleh sifat batuan induk yang merupakan material asal, juga dipengaruhi oleh unsur-unsur luar yang menjadi penyebab terjadinya pelapukan batuan tersebut. Istilah-istilah seperti kerikil, pasir, lanau dan lempung digunakan dalam teknik sipil untuk membedakan jenis-jenis tanah. 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 21

4 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) Macam-macam Pondasi Pondasi adalah bagian terendah bangunan yang meneruskan beban bangunan ketanah atau batuan yang berada dibawahnya. Klasifikasi pondasi dibagi 2 (dua) yaitu: 1. Pondasi dangkal Pondasi dangkal adalah pondasi yang mendukung beban secara langsung seperti : 1. Pondasi telapak yaitu pondasi yang berdiri sendiri dalam mendukung kolom (Gambar 2.1b). 2. Pondasi memanjang yaitu pondasi yang digunakan untuk mendukung sederetan kolom yang berjarak dekat sehingga bila dipakai pondasi telapak ssinya akan terhimpit satu sama lainnya (Gambar 2.1a). 3. Pondasi rakit (raft foundation) yaitu pondasi yang digunakan untuk mendukung bangunan yang terletak pada tanah lunak atau 22

5 digunakan bila susunan kolom-kolom jaraknya sedemikian dekat disemua arahnya, sehingga bila dipakai pondsi telapak, sisisisinya berhimpit satu sama lainnya (Gambar 2.1c). 2. Pondasi dalam Pondasi dalam adalah pondasi yang meneruskan beban bangunan ke tanah keras atau batu yang terletak jauh dari permukaan, seperti: 1. 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 nilai kedalaman (Df) dibagi lebarnya (B) lebih besar 4 sedangkan pondasi dangkal Df/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). 23

6 (a) (b) (c) (d) (e) Gambar 2.1 Macam-macam tipe pondasi : (a) Pondasi memanjang, (b) Pondasi telapak, (c) Pondasi rakit, (d) Pondasi sumuran, (e) Pondasi tiang (Hardiyatmo, 1996) 24

7 2.4. Penggolongan Pondasi Tiang 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 bore pile, yaitu tiang beton yang pengecorannya langsung di dalam lubang hasil pengeboran tanah (pipa baja diletakkan di dalam lubang dan dicor beton) (Hardiyatmo, 2002). 25

8 Pondasi tiang dapat digolongkan berdasarkan kualitas material dan cara pembuatannya dan cara pemasangannya, seperti diperlihatkan pada tabel 2.1 dan tabel 2.2. Tabel 2.1 Macam-macam tipe pondasi berdasarkan kualitas material dan cara pembuatan (K. Nakazawa, 1983) 26

9 Pondasi tiang berdasarkan teknik pemasangannya dapat dilihat pada tabel 2.2 berikut ini: Tabel 2.2 Macam-macam tipe pondasi berdasarkan teknik pemasangannya ( K. Nakazawa, 1983) 2.5. Pondasi Bore Pile Bore pile dipasang ke dalam tanah dengan cara mengebor tanah terlebih dahulu, baru kemudian diisi tulangan dan dicor beton. Tiang ini biasanya, dipakai pada tanah yang stabil dan kaku, sehingga memungkinkan untuk membentuk lubang yang stabil dengan alat bor. Jika tanah mengandung air, pipa besi dibutuhkan untuk menahan dinding lubang dan pipa ini ditarik ke atas pada waktu pengecoran beton. Pada tanah yang keras atau batuan lunak, dasar tiang dapat dibesarkan untuk menambah tahanan dukung ujung tiang (Gambar 2.2). 27

10 Ada berbagai jenis pondasi bore pile yaitu: 1. Bore pile lurus untuk tanah keras; 2. Bore pile yang ujungnya diperbesar berbentuk bel; 3. Bore pile yang ujungnya diperbesar berbentuk trapesium; 4. Bore pile lurus untuk tanah berbatu-batuan. 5. Gambar 2.2 Jenis-jenis Bore pile (Braja M. Das, 1941) Ada beberapa alasan digunakannya pondasi bore pile dalam konstruksi : 1. Bore pile tunggal dapat digunakan pada tiang kelompok atau pile cap. 2. Kedalaman tiang dapat divariasikan. 3. Bore pile dapat didirikan sebelum penyelesaian tahapan selanjutnya. 4. Ketika proses pemancangan dilakukan, getaran tanah akan mengakibatkan kerusakan pada bangunan yang ada di dekatnya, tetapi dengan penggunaaan pondasi bore pile hal ini dapat dicegah. 5. Pada pondasi tiang pancang, proses pemancangan pada tanah lempung akan membuat tanah bergelombang dan menyebabkan tiang pancang 28

11 sebelumnya bergerak ke samping. Hal ini tidak terjadi pada konstruksi pondasi bore pile. 6. Selama pelaksanaan pondasi bore pile tidak ada suara yang ditimbulkan oleh alat pancang seperti yang terjadi pada pelaksanaan pondasi tiang pancang. 7. Karena dasar dari pondasi bore pile dapat diperbesar, hal ini memberikan ketahanan yang besar untuk gaya keatas. 8. Permukaan diatas dimana dasar bore pile didirikan dapat diperiksa secara langsung. 9. Pondasi bore pile mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap beban lateral. Beberapa kelemahan dari pondasi bore pile : 1. Keadaan cuaca yang buruk dapat mempersulit pengeboran dan pembetonan. 2. Pengeboran dapat mengakibatkan gangguan kepadatan, bila tanah berupa pasir atau tanah berkerikil. 3. Pengecoran beton sulit bila dipengaruhi air tanah karena mutu beton tidak dapat dikontrol dengan baik. 4. Pembesaran ujung bawah tiang tidak dapat dilakukan bila tanah berupa pasir. 5. Air yang mengalir ke dalam lubang bor dapat mengakibatkan gangguan tanah, sehingga mengurangi kapasitas dukung tanah terhadap tiang. 29

12 6. Akan terjadi tanah runtuh (ground loss) jika tindakan pencegahan tidak dilakukan. 7. Karena diameter tiang cukup besar dan memerlukan banyak beton, untuk pekerjaan kecil mengakibatkan biayanya sangat melonjak. 8. Walaupun peneterasi sampai ke tanah pendukung pondasi dianggap telah terpenuhi, kadang-kadang terjadi bahwa tiang pendukung kurang sempurna karena adanya lumpur yang tertimbun di dasar. Ditinjau dari segi pelaksanaannya pondasi bore pile dapat dibedakan menjadi 3 macam type: 1. Sistem Augering Pada sistem ini selain augernya sendiri, untuk kondisi lapangan pada tanah yang mudah longsor diperlukan casing atau bentonite slurry sebagai panahan longsor. Penggunaan bentonite slurry untuk kondisi lapisan tanah yang permeabilitynya besar tidak disarankan, karena akan membuat bentonite slurry yang banyak dengan terjadinya perembesan melalui lapangan permeable tersebut. 2. Sistem Grabbing Pada penggunaan sistem ini diperlukan casing (continuous semirotary motion casing) sebagai penahan kelongsoran. Casing tersebut dimasukkan ke dalam tanah dengan cara ditekan sambil diputar. Sistem ini sebenarnya cocok untuk semua kondisi tanah, tetapi yang paling sesuai adalah kondisi tanah yang sulit ditembus. 3. Sistem Wash Boring 30

13 Pada sistem ini diperlukan casing sebagai penahan kelongsoran dan juga pompa air untuk sirkulasi airnya yang dipakai untuk pengeboran. Sistem ini cocok untuk kondisi tanah pasir lepas. Untuk jenis bore pile ini perlu diberikan tambahan tulangan praktis untuk penahan gaya lateral yang terjadi. Penulangan minimum 2% dari luas penampang tiang. Pada saat ini ada tiga metode dasar pengeboran (variable-variable tempat proyek mungkin juga memerlukan perpaduan beberapa metode), yaitu: 1. Metode Kering Rangkaian pembuatannya seperti pada (Gambar 2.3). Pertama sumuran digali (dan dasarnya dibentuk lonceng jika perlu). Kemudian sumuran diisi sebagian dengan beton dan kerangka tulangan dipasang dan setelah itu sumuran telah selesai dikerjakan. Harap diingat bahwa kerangka tulangan tidak boleh dimasukkan sampai mencapai dasar sumuran karena diperlukan pelindung beton minimum, tetapi kerangka tulangan boleh diperpanjang sampai akhir mendekati kedalaman penuh dari pada hanya mencapai kira kira setengahnya saja. Metode ini membutuhkan tanah tempat proyek yang tak berlekuk (kohesif) dan permukaan air di bawah dasar sumuran atau jika permeabilitasnya cukup rendah, sumuran bisa digali (mungkin juga dipompa) dan dibeton sebelum sumuran terisi air cukup banyak sehingga bisa mempengaruhi kekuatan beton. 31

14 Gambar 2.3 Metode kering konstruksi pilar yang dibor 2. Metode Acuan Metode ini diuraikan seperti pada (Gambar 2.4). Pada metode ini, acuan dipakai pada tempat-tempat proyek yang mungkin terjadi lekukan atau deformasi lateral yang belebihan terhadap rongga sumur (sharf cavity). Metode ini juga dipakai sebagai sambungan-perapat (seal) lubang terhadap masuknya air tanah tetapi hal ini membutuhkan lapisan tanah yang tak bisa ditembus (kedap) air di bawah daerah lekukan tempat acuan bisa dipasang (disok). Perlu kita ingat bahwa sebelum casing dimasukkan, suatu adonan spesi encer (slurry) digunakan untuk mempertahamkan lubang. Setelah acuan dipasang, adonan dikeluarkan dan sumur diperdalam hingga pada kedalaman yang diperlukan dalam keadaan kering. 32

15 Bergantung pada kebutuhan site dan proyek, sumuran di bawah acuan akan dikurangi paling tidak sampai ID acuan kadang-kadang 25 sampai 50 mm kurangnya untuk jarak ruang bor tanah (auger) yang lebih baik. Acuan bisa saja ditinggalkan dalam sumuran atau bisa juga dikeluarkan jika dibiarkan ditempat, maka ruangan melingkar antara OD acuan dan tanah (yang diisi dengan adonan atau lumpur hasil pengeboran) diganti dengan adukan encer (grout) maka adonan akan dipindahkan keatas puncak sehingga rongga tersebut diisi dengan adukan encer. Gambar 2.4 Metode acuan konstruksi pilar yang dibor 3. Metode Adonan Metode ini bisa diterapkan pada semua keadaan yang membutuhkan acuan. Hal ini diperlukan jika tidak mungkin mendapatkan penahan air (water seal) yang sesuai dengan acuan untuk menjaga agar air tidak masuk ke dalam 33

16 rongga sumuran (shaft cavity). Langkah-langkah metode ini diuraikan dalam (Gambar 2.5). Gambar 2.5 Metode adonan konstruksi pilar yang dibor Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam metode ini adalah: a. Jangan membiarkan adonan terlalu lama dalam sumuran sehingga terbentuk lapisan penyaring yang terlalu tebal pada dinding sumuran karena lapisan yang tebal sukar untuk digeserkan oleh beton selama pengisian sumuran; b. Memompa adonan keluar dan partikel-partikel yang lebih besar dalam suspensi dipisahkan dengan memakai adonan conditioned yang dikembalikan lagi kedalam sumuran sebelum beton; 34

17 c. Hati-hati sewaktu menggali lempung melalui adonan, sehingga penarikan kepingan yang besar tidak menyebabkan tekanan atau pengisapan pori negatif yang bisa meruntuhkan sebagian dari sumuran. Setelah sumuran selesai digali, tulangan kerangka dimasukkan ke dalam sumuran dan corong pipa-cor (treme) dipasang (urutan ini perlu diperhatikan sehingga corong pipa-cor tidak perlu ditarik sewaktu akan memasang kerangka (cage) dan lalu dipasang kembali yang pasti akan mengakibatkan terputusnya pembentukan lapisan adonan dalam sumuran). Beton dipompa dengan hati-hati sehingga corong pipa-cor selalu terendam dalam beton sehingga hanya ada sedikit daerah permukaan yang terbuka dan yang terkontaminasi oleh adonan Pengaruh Pemasangan Bore Pile 1. Bore pile dalam tanah granuler Pada waktu pengeboran, biasanya dibutuhkan tabung luar (casing) sebagai pelindung terhadap longsoran dinding galian dan larutan tertentu kadang-kadang juga digunakan dengan maksud yang sama untuk melindungi dinding galian tersebut. Gangguan kepadatan tanah, terjadi saat tabung pelindung ditarik keatas saat pengecoran. Karena itu, dalam hitungan bore pile di dalam tanah pasir, Tomlinson (1975) menyarankan untuk menggunakan sudut gesek dalam (φ) ultimit dari contoh terganggu, kecuali jika tiang diletakkan pada kerikil padat dimana dinding lubang yang bergelombang tidak terjadi. Jika pemadatan yang seksama diberikan pada beton yang berada di dasar tiang, maka gangguan kepadatan tanah dapat dieliminasi sehingga sudut geser dalam (φ) pada kondisi padat dapat digunakan. Akan tetapi, pemadatan tersebut mungkin sulit dikerjakan karena terhalang oleh tulangan beton. 35

18 2. Bore pile dalam tanah kohesif Penelitian pengaruh pekerjaan pemasangan bore pile pada adhesi antara dinding tiang dan tanah sekitarnya, menunjukkan bahwa nilai adhesi lebih kecil dari pada nilai kohesi tak terdrainase (undrained cohesion) tanah sebelum pemasangan tiang. Hal ini, adalah akibat dari pelunakan lempung disekitar dinding lubang. Pelunakan tersebut adalah pengaruh dari bertambahnya kadar air lempung oleh pengaruh-pengaruh air pada pengecoran beton, pengaliran air tanah ke zone yang bertekanan yang lebih rendah disekitar lubang bor, dan air yang dipakai untuk pelaksanaan pembuatan lubang bor. Pelunakan pada tanah lempung dapat dikurangi jika pengeboran dan pengecoran dilaksanakan dalam waktu 1 atau 2 jam (Palmer dan Holland 1966). Pelaksanaan pengeboran juga mempengaruhi kondisi dasar lubang yang di buat. Hal ini, mengakibatkan pelunakan dan gangguan tanah lempung di dasar lubang, yang berakibat menambah besarnya penurunan. Pengaruh gangguan ini sangat besar terutama bila diameter ujung tiang diperbesar, dimana tahanan ujungnya sebagian ditumpu oleh ujung tiang. Karena itu, penting untuk membersihkan dasar lubang. Gangguan yang lain dapat pula terjadi akibat pemasangan tiang yang tidak baik, seperti: pengeboran yang melengkung, pemisahan campuran beton saat pengecoran dan pelengkungan tulangan beton saat pemasangan. Hal-hal tersebut, perlu diperhatikan saat pemasangan Pemakaian tiang yang dibor Pilar pilar yang di bor bisa dipakai pada hampir semua kasus yang memerlukan pondasi pondasi tiang pancang. Jika proyek memerlukan pemakaian pondsi dalam, seseorang perlu mengadakan analisis perbandingan 36

19 untuk menentukan mana yang lebih ekonomis antara tiang tiang pancang atau pilar pilar yang di bor. Tiang yang dibor mempunyai kelebihan-kelebihan sebagai berikut : 1. Kedalaman tiang dapat bervariasi; 2. Tidak ada resiko kenaikan muka air tanah; 3. Memerlukan lebih sedikit tiang yang dibor yang berdiameter besar; 4. Tanah dapat diperiksa dan dicocokan dengan data laboraturium; 5. Eliminasi sungkup tiang (pile caps) seperti pantek-pantek penyambung (dowels) bisa dipasang dalam beton basah pada tempat yang diperlukan dalam rencana meskipun pusat pilar agak tidak ditempatkan segaris (misaligned) sebagai sambungan kolom; 6. Meniadakan cukup banyak getaran (vibrasi) dan suara gaduh yang biasanya merupakan akibat dari pendorongan tiang pancang; 7. Bisa menembus tanah berangkal yang dapat mengakibatkan tiang-tiang pancang yang didorong bengkok. Berangkal yang berukuran kurangdari sepertiga diameter sumuran bisa lansung dipindahkan. Berangkal lainnyabisa dihancurkan dengan alat khusus atau acuan sementara bisa dipasang sebagai jalan masuk untuk penggaliandengan tangan dan penghancuran bebatuan yang lebih besar; 8. Lebih mudah memperluas bagian puncak sumurantiang sehingga memungkinkan momen-momen lentur yang lebih besar; 9. Sumuran yang berdiameter lebih besar memungkinkan pemeriksaaan lansung kapasitas dukung dan tanah yang lebih besar; 37

20 10. Penulangan tidak diperngaruhi oleh tegangan pada waktu pengangkutan dan pemancangan; Beberapa kelemahan tiang yang dibor, antara lain: 1. Keadaan cuaca yang buruk dapat mempersulit pengeboran dan pembetonan; 2. Pengeboran dapat mengakibatkan gangguan kepadatan, bila tanah berupa pasir atau tanah kerikil Metode Pelaksanaan Pondasi Bore Pile dengan metode kerja Kelly bar Aspek teknologi sangat berperan dalam suatu proyek konstruksi. Umumnya, aplikasi teknologi ini banyak diterapkan dalam metode pelaksanaan pekerjaan konstruksi. 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 bore pile adalah sebagai berikut : A. Persiapan Lokasi dan Setting Out 1. Dilaksanakan pengukuran pada area yang akan menjadi lokasi pekerjaan pembuatan tiang bor. Koordinat - koordinat tiang bor yang direncanakan mengacu pada BM (Bench Mark) yang ada dilokasi pekerjaan. 2. Dilaksanakan stripping, cut and fill pada lokasi pembuatan tiang bor, agar kinerja peralatan yang digunakan effisien dan stabil. 3. Dipersiapkan akses yang akan dilalui truk truk mixer dari batching plant ke lokasi pembuatan tiang bor, agar terjadi kendala yang signifikan pada saaat pengecoran tiang bor. 38

21 B. Daftar Peralatan Utama Untuk Pekerjaan Pembuatan Tiang Bor 1. Hydraulic/Mechanical bored pile ring 2. Service Crane 3. Vibro Hammer 4. Peralatan Las 5. Peralatan Potong (oksigen dan LPG ) 6. Temporary Casing 7. Perlengkapan Bor (soil auger, bucket, rock auger, core barrel, chisel) 8. Accessoris (sorong tremie, pipa tremie, plat landasan, dll) C. Proses Pelaksanaan Pekerjaan 1. Mesin bor yang digunakan dilengkapi dengan kelly bar dan soil auger. Mesin ini mempunyai kemampuan maksimum membuat tian bor sampai dengan kedalaman 40 meter. 2. Setelah mempersiapkan posisi/ titik yang akan di bor, mesin bergerak menuju titik, kemudian meletakan soil auger tetap dititik tersebut dan setting Kelly bar pada posisi vertikal 3. Pengeboran dapat dimulai pada pengeboran awal, maka segera dipasang preliminary casing panjang 3 6 meter pada lubang bagian atas. Pemasangan casing ini membantu juga dalam proses pengeboran pondasi tiang bor, karena dianggap sebagai leading sehingga prosses pengeboran pada kedalaman selanjutnya dapat tegak / lurus. 4. Setelah pegeboran menemukan air tanah, soil auger akan kesulitan mendapatkan tanah, maka perlu diganti dengan bore bucket yang mempunyai kemampuan menagkap/mengumpulkan tanah pengeboran, core barrel 39

22 diperlukan, jika dalam proses pengeboran menemukan lapisan tanah keras/batu. 5. Prosses pengeboran dilanjutkan sampai dengan kedalaman yang direncanakan dan dikomfirmasikan kepada pengawas. 6. Setelah kedalaman tiang bor rencana sudah tercapai, maka dilaksnakan pembersihan lubang dengan cleaning bucket. Lubang sudah dianggap bersih jika bahan yang terangkat dalam cleaning bucket berupa ait. Praktis dasar lubang dinyatakan bersih/bebas dari endapan dan siap untuk melaksanakan pengecoran. D. Instalasi Besi Keranjang Tiang Bor (Reinforcement Cage) 1. Keranjang besi tiang bor di pabrikasi di area yang tidak jauh dari lokasi pengecoran dan dibuat per section sesuai dengan tinggi angkat maksimum service crane. Sehingga akan memudahkan proses handling keranjang besi ke dalam lubang bor. 2. Besi keranjang tiang bor yang sudah siap diangkat dan dimasukan ke dalam lubang bor dengan menggunakan service crane. Joint per section didambung dengan cara pengelasan. 3. Keranjang besi tinag bor terpsaang sesuai dengan cut off level yang telah direncanakan. E. Proses Pengecoran Lubang Bor 1. Lubang yang sudah siap cor (kondisi besi keranjang tiang bor sudah terinstalisasi dalam lubang), kemudian dilaksanakan install pipa trimie, dimana panjang pipa trimie sesuai dengan kedalaman pipa. 40

23 2. Pesanlah beton siap pakai (concrete ready mix) yang mempunyai nilai slump 18±2 cm, agar beton dapat mengalir dengan mudah melalui pipa tremie yang berdiameter 8 = 20 cm. Setelah truk truck mixer beton tiba dilokasi proyek, pengecoran dapat segera di mulai. Beton lansung dituang dari truck mixer menuju lubang tremie melalui corong tremie yang sudah disediakan. 3. Selama pengecoran berlansung dan terutama pada saat pemotongan pipa tremie, agar ujung dari pipa tremie yang bawah selalu dijaga terendam dibawah lapisan beton yang paling awal dituang kedalam lubang. 4. Penuangan beton dilajutkan sampai dengan ±1.00 meter di atas cut off level. Maksudnya agar beton yang paling awal (yang terccampur dengan endapan lumpur) dapat terbuang. Selain itu untuk meyakinkan bahwa beton baik (tidak terkontaminasi) tercampur sampai dengan cut off level yang telah ditentukan. 5. Setelah proses pengecoran selesai, casing dicabut secara perlahan lahan. Hal ini untuk menjaga agar tidak terjadi kelongsoran (gap) antara besi keranjang bagian luar dan pinggir lubang, juga segresi dari beton sepanjang permukaan beton (shaff). 6. Apabila diperlukan, sebelum proses pencabutan casing selesai, lakukan pengisian casing sementara tersebut dengan beton secukupnya. Beton baru dalam casing diharapkan dapat mengalir kedalam ruang ruang kosong pada permukaan beton yang terjadi akibat pencabutan casing. 41

24 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) Gambar 2.6 Metode Pelaksanaan Pondasi Bore pile : ( Metode Pekerjaan Pondasi Bore pile oleh PT WASKITA KARYA) 42

25 2.9. Tiang Dukung Ujung dan Tiang Gesek Ditinjau dari cara mendukung beban, tiang dapat dibagi menjadi 2 (dua) macam (Hardiyatmo, 2002), yaitu : 1. Tiang dukung ujung (end bearing pile) adalah tiang yang kapasitas dukungnya ditentukan oleh tahanan ujung tiang. 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 2.7a). 2. Tiang gesek (friction pile) adalah tiang yang kapasitas dukungnya lebih ditentukan oleh perlawanan gesek antara dinding tiang dan tanah disekitarnya (Gambar 2.7b). Tahanan gesek dan pengaruh konsolidasi lapisan tanah dibawahnya diperhitungkan pada hitungan kapasitas tiang. (a) (b) Gambar 2.7 Tiang ditinjau dari cara mendukung bebannya ( Hardiyatmo, 2002) 43

26 2.10. Kapasitas Daya Dukung Bore Pile 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 tanahtanah dasar. CPT atau sondir ini dapat juga mengklasifikasi lapisan tanah dan dapat memperkirakan kekuatan dan karakteristik dari tanah. Didalam perencanaan pondasi tiang, data tanah sangat diperlukan dalam merencanakan kapasitas daya dukung (bearing capacity) dari bore pile sebelum pembangunan dimulai, guna menentukan kapasitas daya dukung ultimit dari pondasi tiang. Untuk menghitung daya dukung tiang pancang berdasarkan data hasil pengujian sondir dapat dilakukan dengan menggunakan metode Meyerhoff. Daya dukung ultimate pondasi tiang dinyatakan dengan rumus : Qult = (q c x A p )+(JHL x K 11 )... (2.0) dimana : Qult q c = Kapasitas daya dukung tiang pancang tunggal. = Tahanan ujung sondir. A p JHL K 11 = Luas penampang tiang. = Jumlah hambatan lekat. = Keliling tiang. Daya dukung ijin pondasi dinyatakan dengan rumus : Q ijin = q c xa 3 c JHLxK (2.1) 5 dimana : 44

27 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. Untuk menghitung daya dukung bore pile berdasarkan data hasil pengujian sondir dapat dilakukan dengan menggunakan metode Aoki dan De Alencar. Daya dukung ultimate pondasi bore pile dinyatakan dengan rumus : Qult = (q b x A p )... (2.2) dimana : Qult = Kapasitas daya dukung bore pile. q b = Tahanan ujung sondir. A p = Luas penampang tiang. Aoki dan Alencar mengusulkan untuk memperkirakan kapasitas dukung ultimit dari data Sondir. Kapasitas dukung ujung persatuan luas (q b ) diperoleh sebagai berikut : q b = q ca ( base) F b... (2.3) 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. 45

28 F b = Faktor empirik yang tergantung pada tipe tanah. Faktor F b diberikan pada Tabel 2.1 Tabel 2.3 Faktor empirik F b Tipe Tiang Pancang F b Bore pile 3,5 Baja 1,75 Beton Pratekan 1,75 ( Titi & Farsakh, 1999) Pada perhitungan kapasitas pondasi bore pile dengan sondir tidak diperhitungkan daya dukung selimut bore pile. Hal ini dikarenakan perlawanan geser tanah yang terjadi pada pondasi bore pile dianggap sangat kecil sehingga dianggap tidak ada Faktor Aman a. Untuk memperoleh kapasitas ijin tiang, maka diperlukan untuk membagi kapasitas ultimit dengan faktor aman tertentu. - Untuk dasar tiang yang dibesarkan dengan d < 2 m Q a = Q u... (2.4) 2,5 - Untuk dasar tiang tanpa pembesaran dibagian bawah Q a = Q u... (2.5) Kapasitas Daya Dukung Bore Pile Dari Hasil SPT Standard Penetration Test (SPT) adalah sejenis percobaan dinamis dengan memasukkan suatu alat yang dinamakan split spoon kedalam tanah. Dengan 46

29 percobaan ini akan diperoleh kepadatan relatif (relative density), sudut geser tanah (Ф) berdasarkan nilai jumlah pukulan (N). Perkiraan kapasitas daya dukung pondasi bore pile pada tanah pasir dan silt didasarkan pada data uji lapangan SPT, ditentukan dengan perumusan sebagai berikut : 1. Daya dukung ujung pondasi bore pile (end bearing), (Reese & Wright, 1977). Q p = A p. q p... (2.6) dimana : A p = Luas penampang bore pile, m 2. q p = Tahanan ujung per satuan luas, ton/m 2. Q p = Daya dukung ujung tiang, ton. Untuk tanah kohesif : q p = 9 c u... (2.7) Untuk tanah non kohesif : Reese & Wright (1977) mengusulkan korelasi antara q p dan N SPT seperti terlihat pada Gambar 2.8 berikut ini. 47

30 Gambar 2.8 Daya dukung ujung batas bore pile pada tanah pasiran (Reese & Wright, 1977) dimana : untuk N < 60 maka q p = 7 N (t/m 2 ) < 400 (t/m 2 ) untuk N > 60 maka q p = 400 (t/m 2 ) dimana : N = Nilai rata-rata SPT 2. Daya dukung selimut bore pile (skin friction), (Reese & Wright, 1977). Qs = f. Li. p... (2.8) dimana : f = Tahanan satuan skin friction, ton/m 2. Li = Panjang lapisan tanah, m. p = Keliling tiang, m. Qs = Daya dukung selimut tiang, ton. Pada tanah kohesif : 48

31 f = α. c u... (2.9) dimana : α = Faktor adhesi. - Berdasarkan penelitian Reese & Wright (1977) α = 0,55. - Metode Kulhaway (1984), berdasarkan Grafik Undrained Shearing Resistance vs. Adhesion Factor. c u = Kohesi tanah, ton/m 2. Pada tanah non kohesif : Untuk N < 53 maka f = 0,32 N (ton/m 2 ) Untuk 53 < N < 100 maka f diperoleh dari korelasi langsung dengan N SPT (Reese & Wright). Gambar 2.9 Tahanan geser selimut bore pile pada tanah pasiran (Reese & Wright, 1977) Nilai f juga dapat dihitung dengan formula : f = K 0. σ v. tan φ... (2.10) dimana : 49

32 K 0 = 1 sin φ. σ v = Tegangan vertikal efektif tanah, ton/m 2. Terdapat perbedaan perhitungan daya dukung ujung tiang pondasi bore pile antara Reese & Wright dan Skempton. Dimana Reese & Wright menggunakan rumus 7 N sedangkan Skempton menggunakan rumus 12 N. Pada proses pengerjaan bore pile, keseimbangan tekanan tanah akan lenyap ketika lubang digali dan selanjutnya sejumlah tanah akan berpindah tempat. Sebagai hasilnya, keadaan dari tanah asli yang dipakai sebagai pedoman pada waktu merencanakan tiang akan sedikit berbeda setelah pekerjaaan pemasangan tiang selesai dilakukan. Oleh karena itu, daya dukung tiang yang diperkirakan juga akan berbeda dengan tanah sebenarnya. Karena itu Reese menggunakan rumus 7 N pada perhitungan daya dukung ujung tiang agar didapat hasil yang lebih sesuai di lapangan. Perbedaan perhitungan daya dukung ujung tiang dan selimut antara tiang bore pile dan tiang pancang. Dimana bore pile menggunakan nilai rumusan 7 N sedangkan tiang pancang 400 N. Pada proses pengerjaan bore pile, keseimbangan tekanan tanah akan lenyap ketika terjadi penggalian dan sejumlah tanah akan berpindah tempat. Sehingga nilai daya dukung ujung dan selimut akan memiliki nilai yang kecil. Sedangkan proses pekerjaan tiang pancang dimana tiang dipaksa masuk ketanah dengan menggunakan hammer, sehingga memiliki nilai daya ujung dan selimut yang besar karena kondisi tanah tidak terganggu dan adanya perlawanan tanah dan tiang. 50

33 2.13. Kapasitas Daya Dukung Bore Pile Dari Data Parameter Kuat Geser Tanah Berdasarkan hasil pemeriksaan tanah melalui beberapa percobaan akan didapatkan nilai berat isi tanah (γ), nilai kohesif tanah (c) serta nilai sudut geser tanah (φ). Perkiraan kapasitas daya dukung pondasi bore pile pada tanah pasir dan silt didasarkan pada data parameter kuat geser tanah, ditentukan dengan perumusan sebagai berikut : 1. Daya dukung ujung pondasi bore pile (end bearing). Untuk tanah kohesif : Q p = A p. c u. N * c... (2.11) dimana : Q p = Tahanan ujung per satuan luas, ton. A p = Luas penampang bore pile, m 2. c u = Undrained cohesion, ton/m 2. N * c = Faktor daya dukung tanah, untuk pondasi bore pile nilai N * c = 9 (Whitaker and Cooke, 1966). Untuk mencari nilai c u (Undrained cohesion), dapat digunakan persamaan di bawah ini : α * = 0,21 + 0,25 dimana : p c a u < 1... (2.12) α * = faktor adhesi = 0,4 p a = Tekanan atmosfir = 1,058 ton/ft 2 = 101,3 kn/m 2 51

34 Untuk tanah non kohesif : Q p = A p. q' (N q * - 1)... (2.13) dimana : Q p = Tahanan ujung per satuan luas, ton. A p = Luas penampang bore pile, m 2. q' = Tekanan vertikal efektif, ton/m 2. N q * = Faktor daya dukung tanah. Vesic (1967) mengusulkan korelasi antara φ dan N q * seperti terlihat pada Gambar 2.10 berikut ini : Gambar 2.10 Faktor N * q (Vesic, 1967) 2. Daya dukung selimut bore pile (skin friction). Qs = f i. Li. p... (2.14) dimana : fi = Tahanan satuan skin friction, ton/m 2. 52

35 Li = Panjang lapisan tanah, m. p = Keliling tiang, m. Qs = Daya dukung selimut tiang, ton. Pada tanah kohesif : f = α * i. c u... (2.15) dimana : α i * = Faktor adhesi, 0,55 (Reese & Wright, 1977). c u = Undrained cohesion, ton/m 2. Pada tanah non-kohesif : f = K 0. σ v. tan δ... (2.16) dimana : K 0 = Koefisien tekanan tanah K 0 = 1 sin φ σ v = Tegangan vertikal efektif tanah, ton/m 2. σ v = γ. L L = 15D D = Diameter δ = 0,8. φ Pondasi Tiang Kelompok (Pile Group) Pada keadaan sebenarnya jarang sekali didapatkan pondasi tiang yang berdiri sendiri (Single Pile), akan tetapi kita sering mendapatkan pondasi tiang dalam bentuk kelompok (Pile Group). 53

36 Untuk mempersatukan tiang-tiang tersebut dalam satu kelompok tiang biasanya di atas tiang tersebut diberi poer (footing). Dalam perhitungan poer dianggap/dibuat kaku sempurna, sehingga : 1. Bila beban-beban yang bekerja pada kelompok tiang tersebut menimbulkan penurunan, maka setelah penurunan bidang poer tetap merupakan bidang datar. 2. Gaya yang bekerja pada tiang berbanding lurus dengan penurunan tiang-tiang Jarak antar tiang dalam kelompok Berdasarkan pada perhitungan. Daya dukung tanah oleh Dirjen Bina Marga Departemen P.U.T.L. diisyaratkan : S 2,5 D S 3 D dimana : S D = Jarak masing-masing. = Diameter tiang. Biasanya jarak antara 2 tiang dalam kelompok diisyaratkan minimum 0,60 m dan maximum 2,00 m. Ketentuan ini berdasarkan pada pertimbanganpertimbangan sebagai berikut : 1. Bila S < 2,5 D 54

37 Apabila jarak antara sumbu tiang < 2,5 D, maka pengaruh kelompok tiang akan cukup besar pada tiang geser, sehingga gaya dukung setiap tiang di dalam kelompok akan lebih kecil dari gaya dukung tiang secara individu. Ini berarti bahwa efisiensi menurun, sehingga kemampuan tiang tidak dapat dimanfaatkan semaksimal mungkin. 2. Bila S > 3 D Apabila S > 3 D maka tidak ekonomis, karena akan memperbesar ukuran/dimensi dari poer (footing) Kapasitas Kelompok dan Efisiensi Pondasi Tiang Pada kelompok tiang yang dasarnya bertumpu pada lapisan lempung lunak, faktor aman terhadap keruntuhan blok harus diperhitungkan, terutama untuk jarak tiang-tiang yang dekat. Pada tiang yang dipasang pada jarak yang besar, tanah diantara tiang-tiang bergerak sama sekali ketika tiang bergerak kebawah oleh akibat beban yang bekerja (Gambar 2.10a). Tetapi, jika jarak tiangtiang terlalu dekat, saat tiang turun oleh akibat beban, tanah diantara tiang-tiang juga ikut bergerak turun. Pada kondisi ini, kelompok tiang dapat dianggap sebagai satu tiang besar dengan lebar yang sama dengan lebar kelompok tiang. Saat tanah yang mendukung beban kelompok tiang ini mengalami keruntuhan, maka model keruntuhannya disebut keruntuhan blok (Gambar 2.10b). Jadi, pada keruntuhan blok, tanah yang terletak diantara tiang bergerak kebawah bersama-sama dengan tiangnya. Mekanisme keruntuhan yang demikian dapat terjadi pada tipe-tipe tiang pancang maupun bore pile. 55

38 (a) (b) Gambar 2.11 Tipe keruntuhan dalam kelompok tiang : (a) Tiang tunggal, (b) Kelompok tiang ( Hardiyatmo, 2002) Umumnya model keruntuhan blok terjadi bila rasio jarak tiang dibagi diameter (S/D) sekitar kurang dari 2 (dua). Whiteker (1957) memperlihatkan bahwa keruntuhan blok terjadi pada jarak 1,5d untuk kelompok tiang yang berjumlah 3x3, dan lebih kecil dari 2,25d untuk tiang yang berjumlah 9x9. Kapasitas ultimit kelompok tiang dengan memperlihatkan faktor efisiensi tiang dinyatakan dengan rumus sebagai berikut : Qg = Eg. n. Qa... (2.17) dimana : Qg = Beban maksimum kelompok tiang yang mengakibatkan keruntuhan. Eg = Efisiensi kelompok tiang. n = Jumlah tiang dalam kelompok. Qa = Beban maksimum tiang tunggal. 56

39 Beberapa persamaan efisiensi tiang telah diusulkan untuk menghitung kapasitas kelompok tiang, namun semuanya hanya bersifat pendekatan. Persamaan-persamaan yang diusulkan didasarkan pada susunan tiang, dengan mengabaikan panjang tiang, variasi bentuk tiang yang meruncing, variasi sifat tanah dengan kedalaman dan pengaruh muka air tanah. Salah satu dari persamaanpersamaan efisiensi tiang tersebut, yang disarankan oleh Converse-Labarre Formula, sebagai berikut : Eg = 1 θ dimana : ( n' 1). m ( m 1). n' 90. m. n'... (2.18) Eg = Efisiensi kelompok tiang. m n' θ = Jumlah baris tiang. = Jumlah tiang dalam satu baris. = Arc tg d/s, dalam derajat. s = Jarak pusat ke pusat tiang (lihat Gambar 2.13) d = Diameter tiang. Gambar 2.12 Definisi jarak s dalam hitungan efisiensi tiang ( Hardiyatmo, 2002) 57

40 2.16. Penurunan Tiang Dalam bidang teknik sipil ada dua hal yang perlu diketahui mengenai penurunan, yaitu : a. Besarnya penurunan yang akan terjadi. b. Kecepatan penurunan. Istilah penurunan (settlement) digunakan untuk menunjukkan gerakan titik tertentu pada bangunan terhadap titik referensi yang tetap. Umumnya, penurunan yang tidak seragam lebih membahayakan bangunan dari pada penurunan totalnya. Contoh-contoh bentuk penurunan dapat dilihat pada Gambar Gambar 2.13 Contoh kerusakan bangunan akibat penurunan a. Pada gambar (a), dapat diperhatikan jika tepi bangunan turun lebih besar dari bagian tengahnya, bangunan diperkirakan akan retak-retak pada bagian tengahnya. b. Pada gambar (b), jika bagian tengah bangunan turun lebih besar, bagian atas bangunan dalam kondisi tertekan dan bagian bawah tertarik. Bila deformasi yang terjadi sangat besar, tegangan tarik yang berkembang dibawah bangunan dapat mengakibatkan retakan-retakan. 58

41 c. Pada gambar (c), penurunan satu tepi/sisi dapat berakibat keretakan pada bagian c. d. Pada gambar (d), penurunan terjadi berangsur-angsur dari salah satu tepi bangunan, yang berakibat miringnya bangunan tanpa terjadi keretakan pada bagian bangunan. Selain dari kegagalan kuat dukung (bearing capacity failure) tanah, pada setiap proses penggalian selalu dihubungkan dengan perubahan keadaan tegangan didalam tanah. Perubahan tegangan pasti akan disertai dengan perubahan bentuk, pada umumnya hal ini yang menyebabkan penurunan pada pondasi (Hardiyatmo, 1996) Perkiraan penurunan tiang tunggal Menurut Poulus dan Davis (1980) penurunan jangka panjang untuk pondasi tiang tunggal tidak perlu ditinjau karena penurunan tiang akibat konsolidasi dari tanah relatif kecil. Hal ini disebabkan karena pondasi tiang direncanakan terhadap kuat dukung ujung dan kuat dukung friksinya atau penjumlahan dari keduanya (Hardiyatmo, 2002). Perkiraan penurunan tiang tunggal dapat dihitung berdasarkan : a. Untuk tiang apung atau tiang friksi S = Q. I Es. D... (2.19) dimana : I = I o. R k. R h. R μ b. Untuk tiang dukung ujung S = Q. I Es. D... (2.20) 59

42 dimana : I = I o. R k. R b. R μ dengan : S Q I o = Penurunan untuk tiang tunggal. = Beban yang bekerja = Faktor pengaruh penurunan untuk tiang yang tidak mudah mampat (Gambar 2.14). R k = Faktor koreksi kemudah mampatan tiang (Gambar 2.15). R h = Faktor koreksi untuk ketebalan lapisan yang terletak pada tanah keras (Gambar 2.16). R μ = Faktor koreksi angka Poisson μ (Gambar 2.17). R b = Faktor koreksi untuk kekakuan lapisan pendukung (Gambar 2.18). h D = Kedalaman total lapisan tanah dari ujung tiang ke muka tanah. = Diameter tiang. 60

43 Gambar 2.14 Faktor penurunan I o (Poulos dan Davis) Gambar 2.15 Koreksi kompresi, R k (Poulos dan Davis) 61

44 Gambar 2.16 Koreksi kedalaman, R h (Poulos dan Davis) Gambar 2.17 Koreksi angka Poisson, R μ (Poulus dan Davis) ( Hardiyatmo, 2002) 62

45 Gambar 2.18 Koreksi kekakuan lapisan pendukung, R b (Poulos dan Davis) Pada Gambar 2.14, 2.15, dan 2.16, K adalah suatu ukuran kompresibilitas relatif dari tiang dan tanah yang dinyatakan oleh persamaan : K = E.R p E s A... (2.21) dimana : R A = A p 1. d

46 dengan : K E p E s E b = Faktor kekakuan tiang. = Modulus elastisitas dari bahan tiang. = Modulus elastisitas tanah disekitar tiang. = Modulus elastisitas tanah didasar tiang. Perkiraan angka Poisson (μ) dapat dilihat pada Tabel berikut ini. Tabel 2.4 Perkiraan angka poisson (μ ) Macam Tanah Lempung jenuh Lempung tak jenuh Lempung berpasir Lanau Pasir padat Pasir kasar Pasir halus ( Hardiyatmo, 1996) μ 0,4 0,5 0,1 0,3 0,2 0,3 0,3 0,35 0,2 0,4 0,15 0,25 Berbagai metode tersedia untuk menentukan nilai modulus elastisitas tanah (E s ), antara lain dengan percobaan langsung ditempat yaitu dengan menggunakan data hasil pengujian krucut statis (sondir). Karena nilai laboratorium dari E s tidak sangat baik dan mahal untuk mendapatkan (Bowles, 1977). Bowles memberikan persamaan yang dihasilkan dari pengumpulan data pengujian kerucut statis (sondir), sevagai berikut : E s = 3q c E s = 2 sampai 8q c (untuk pasir)... (2.22a) (untuk lempung)... (2.22b) q c (side) = Perlawanan konus rata-rata pada masing lapisan sepanjang tiang. 64

47 Dari analisa yang dilakukan secara mendetail oleh meyerhof, untuk nilai modulus elastisitas tanah dibawah ujung tiang (E b ) kira-kira 5-10 kali harga modulus elastisitas tanah di sepanjang tiang (E s ). Rumus untuk penurunan tiang elastis adalah : S = ( Q Qs ) L... (2.23) A. Ep dimana : Q Q s ξ = Beban yang bekerja = Tahanan gesek = Koefisien dari skin friction Ep = Modulus elastisitas Pekiraan penurunan kelompok tiang (pile group) Pada hitungan pondasi tiang, kapasitas izin tiang sering lebih didasarkan pada persyaratan penurunan. Penurunan tiang terutama bergantung pada nilai banding tahanan ujung dengan beban tiang. Jika beban yang didukung pertiang lebih kecil atau sama dengan tahanan ujung tiang, penurunan yang terjadi mungkin sangat kecil. Rumus penurunan kelompok tiang adalah : S g = = q. B. I g 2. q c... (2.24) dimana : q = Q L g B g I = faktor pengaruh = 1 - L 8 B g 0,5 65

48 L g dan B g = lebar poor tiang kelompok. q C = kapasitas tahanan ujung tiang Penurunan Diizinkan Penurunan yang diizinkan dari suatu bangunan bergantung pada beberapa faktor. Faktor-faktor tersebut meliputi jenis, tinggi, kekakuan, dan fungsi bangunan, serta besar dan kecepatan penurunan serta distribusinya. Jika penurunan berjalan lambat, semakin besar kemungkinan struktur untuk menyesuaikan diri terhadap penurunan yang terjadi tanpa adanya kerusakan strukturnya oleh pengaruh rangkak (creep). Oleh karena itu, dengan alasan tersebut, kriteria penurunan pondasi pada tanah pasir dan pada tanah lempung berbeda. Karena penurunan maksimum dapat diprediksi dengan ketetapan yang memadai, umumnya dapat diadakan hubungan antara penurunan diizinkan dengan penurunan maksimum. Dimana syarat perbandingan penurunan yang aman yaitu : S total S izin S izin = 10 %. D... (2.25) dimana : D = Diameter tiang Penurunan uji beban tiang Pada umumnya uji beban tiang dilaksanakan untuk maksud-maksud sebagai berikut : 66

49 1. Untuk menentukan grafik hubungan beban dan penurunan, terutama pada pembebanan di sekitar beban rencana yang diharapkan. 2. Sebagai percobaan guna menyakinkan bahwa keruntuhan pondasi tidak akan terjadi sebelum beban yang ditentukan tercapai. Beban ini nilainya bebarapa kali dari beban kerja yang dipilih dalam perancangan. Nilai pengali tersebut, kenudian dipakai sebagai faktor aman. 3. Untuk menentukan kapasitas utimit yang sebenarnya, yaitu untuk mengecek data hasil hitungan kapasitas tiang yang diperoleh dari rumus-rumus statis dan dinamis. (H. C. Hardiyatmo, 2002) Letak titik pengujian Tiang yang sebaiknya terletak pada lokasi di dekat titik tiang pancang saat penyelidikan tanah dilakukan, dimana karakteristiknya telah diketahui dan pada lokasi yang mewakili kondisi tanah paling jelek di lokasi rencana bangunan. (Hardiyatmo, 2002) Sistem pembebanan Terdapat beberap macam sistem pembebanan yang dapat digunakan dalam pelaksannan pengujian tiang, antara lain : 1. suatu landasan (platform) yang dibebani dengan beban yang berat dibangun diatas tiang uji (gambar 2.10).cara ini mengandung resiko ketidakseimbangan beban yang dapat menimbulkan kecelakaan yang serius. 67

50 Gambar 2.19 Susunan sistem pembebanan dengan reaksi dongkrak hidrolik ditahan oleh penahan yang terletak diatas tiang (Hardiyatmo, 2002) 2. Gelagar reaksi yang dibebani dengan beban berat, dibangun melintasi tiang yang diuji. Sebuah dongkrak hidrolik (hydrolic jack) yang berfungsi untuk memberikan gaya ke bawah dan pengukur besar beban (load gauge atau proving ring) diletakkan diantara kepala tiang dan gelagar reaksi. Untuk memperkecil pengaruh pendukung gelagar reaksi terhadap penurunan tiang, pendukung gelagar disarankan berjarak lebih besar 1,25 m dari ujung tiang (gambar 2.11). Gambar 2.19 Sistem pembebanan dengan reaksi dongkrak hidrolik ditahan oleh penahan diatas tiang (Hardiyatmo, 2002). 3. gelagar reaksi diikat pada tiang-tiang angker yang dibangun di kedua sisi tiang. Dongkrak hidrolik dan alat pengukur besar gaya diletakkan 68

51 diantara gelagar reaksi dan kepala tiang (gambar 2.12). Tiang angker harus berjarak paling sedikit 3 kali diameter tiang yang diuji, diukur dari masing-masing sumbunya dan harus lebih besar dari 2 m. Jika tiang uji berupa tiang yang membesar ujungnya, jarak sumbu angker ke sumbu tiang harus 2 kali diameter atau 4 kali diameter badan tiang, dipilih mana yang lebih besar dari keduanya. Gambar 2.20 Sistem pembebanan dengan reaksi dongkrak hidrolik ditahan oleh tiang angker (Hardiyatmo, 2002) Pada cara (2) dan (3), disarankan untuk menggunakan proving ring atau alat pengukur beban yang lain. Jika tidak, beban dapat diukur langsung tekanan cair di dalam dongkrak, dimana tekanannya harus telah dikalibrasi terlebih dahulu dengan mesin yang biasa digunakan untuk penujian (testing machine). 69

52 2.20. Pengukuran penurunan Penurunan kepala tiang dapat diukur dari penurunannya terhadap sebuah sebuah titik referensi yang tetap atau dari arloji pengukur yang dihubungkan dengan tiang. Arloji pengukur dipasang pada sebuah gelagar yang didukung oleh dua angker (fondasi) yang kokoh, yang tidak dipengaruhi oleh penurunan tiang (Gambar 2.13) Gambar 2.21 Arloji pengukur (Hardiyatmo, 2002) Macam-macam pengujian Pengujian tiang yang sering dilakukan adalah pengujian dengan beban desak, walaupun pengujian beban tarik dan beban lateral juga kadang-kadang dilaksanakan Terdapat 4 macam metode pengujian, yaitu : 1. Slow Maintained Test Load Method) (SM Test) Metode ini sebagaimana direkomendasikan oleh ASTM D (1989), terdiri dari bebarapa langkah sebagai berikut : 70

53 a. Beban tiang dalam delapan tahapan yang sama (yaitu 25 %, 50%, 75%, 100%, 125%, 150%, 175%, dan 200%) hingga 200% beban rencana. b. Setiap penambahan beban harus mempertahakan laju penurunan harus lebih kecil 0,01 in/jam (0,25 mm/jam). c. Mempertahankan 200% beban selama 24 jam d. Setelah waktu yang dibutuhkan didapat, lepaskan beban dengan pengurangan sebesar 25% dengan jarak waktu 1 jam diantara waktu pengurangan e. Setelah beban diberikan dan dilepas keatas, bebani tiang kembali untuk pengujian beban dengan penambahan 50% dari beban desain, menyediakan waktu 20 menit untuk penambahan beban, f. Kemudian tambahkan beban dengan penambahan 10% beban desain hingga Metode ini dianggap sebagai metode uji standart ASTM dan umumnya digunakan untuk penelitian dilapangan sebelum dilakukan pekerjaan selanjutnya. 2. Quick Maintained Load Test Method (QM Test) Metode ini seperti tang direkomendasikan oleh departemen perhubungan Amerika serikat, pengelola jalan raya dan ASTM (opsional), terdiri dari bebarapa langkah berikut : a. Bebani tiang dalam penambahan 20 kali hingga 300% dari beban desain (masing-masing tambahan adalah 15% dari beban desain). 71

54 b. pertahankan setiap beban selama 5 menit dengan bacaan diambil setiap 2,5 menit c. Tambahkan peningkatan beban hingga jacking kontinue dibutuhkan untuk mempertahankan beban uji atau uji telah dicapai. d. Setelah interval 5 menit, lepaskan atau hilangkan beban penuh dari tiang dalam empat pengurangan dengan jarak diantara pengurangan 5 menit Metode ini lebih cepat dan ekonomis. Waktu uji dengan metode ini adalah 3-5 jam. Metode ini lebih mendekati suatu kondisi. Metode ini tidak dapat digunakn untuk estimasi penurunan karena metode cepat. 3. Constant rate of Penetration Test Method (CRP Test) Metode ini disarankan oleh komisi pile Swedia, Departemen perhubungan Amerika Serikat, dan ASTND (opsional). Juga terdiri dari beberapa langkah utama : a. Kepala tiang didorong untuk settle pada 0,05 in/memit (1,25 mm/menit). b. Gaya yang dibutuhkan untuk mrncapai penetrasi akan dicatat. c. Uji dilakukan dengan total penetrasi 2-3 in (50-75 mm). Keuntungan utama dari metode ini adalah lebih cepat (2-3) jam dan ekonomis. 4. Swedish Cyclic Test Method (SC Test) Metode ini dianjurkan oleh komisi pile swedia terdiri beberapa langkah berikut : a. Bebani tiang hingga sepertiga beban desain. 72

55 b. Lepaskan beban hingga seperenam beban desain. Ulangi pembebanan dan pelepasan beban dalam siklus 20 kali. c. Peningkatan beban dengan sebesar 50% dengan langkah (a) dan pengulangan seperti langakah (b). d. Lanjutkan hingga kegagalan tercapai. Metode ini adalah membutuhkan waktu dan siklus perubahan perilaku tiang sehingga tiang berbeda dengan yang aslinya. Ini hanya direkomendasikan atas proyek khusus dimana beban siklus dianggap sangat penting Kapasitas Daya Dukung Bored Pile Dari Hasil Loading Test Dengan Metode Davisson Jika kurva beban penurunan telah diperoleh dari uji beban tiang, maka dapat diestimasi beban ultimit yang menyebabkan runtuhnya tiang. Bila tiang pada lempung lunak penentuan beban ultimit relatif mudah karena kurvanya akan berbentuk seperti kurva A (Gambar 2.14), di mana beban yang menyebabkan keruntuhan tiang adalah pada beban yang konstan namun penurunan yang terjadi berlebihan. Akan tetapi, bila tiang pada pasir, tanah-tanah campuran atau lempung kaku, untuk menentukan titik keruntuhan tiang pada kurva beban penurunan menjadi sulit kurva B (Gambar 2.14). (H. C. Hardiyatmo, 2002) 73

56 Gambar 2.22 Kurva beban penurunan untuk tanah tertentu (Hardiyatmo, 2002). Davisson (1973), mengusulkan cara yang telah banyak dipakai pada saat ini. Cara mendefenisikan kapasitas ultimit tiang pada penurunan tiang sebesar (Gambar 2.15) : Gambar 2.22 Metode Davisson (Hardiyatmo, 2002) 74