BAB II STUDI PUSTAKA 2.1 Pengertian Pemetaan Pemetaan adalah proses pengukuran, perhitungan dan penggambaran permukaan bumi (terminologi geodesi) dengan menggunakan cara dan atau metode tertentu sehingga didapatkan hasil berupa softcopy maupun hardcopy peta yang berbentuk vektor maupun raster. Pemetaan merupakan suatu kegiatan mengolah data-data nonspasial atau semi-spasial menjadi sebuah data keruangan (peta), sehingga penangkapan informasi tertentu dari sebuah objek wilayah dapat lebih mudah dipahami karena sifatnya yang lebih efektif dan efisien. 2.2 Tanah Sebagai Bahan Pondasi Tanah selalu mempunyai peranan penting pada suatu lokasi pekerjaan konstruksi. Tanah adalah pondasi pendukung suatu bangunan, atau bahan konstruksi dari bangunan itu sendiri seperti tanggul atau bendungan, atau kadang-kadang sebagai sumber penyebab gaya luar pada bangunan, seperti tembok/dinding penahan tanah. jadi tanah selalu berperan pada setiap pekerjaan teknik sipil. Mengingat hampir semua bangunan itu dibuat di atas atau di bawah permukaan tanah, maka harus dibuatkan pondasi yang dapat memikul beban bangunan itu atau gaya yang bekerja melalui bangunan itu. Umpamanya, jika tanah di kedalaman dangkal sudah cukup keras dan mampu memikul beban struktur atas, maka pondasi bisa diletakkan pada kedalaman tersebut. Namun bila keberadaan II - 1
tanah keras berada pada kedalaman tertentu yang cukup jauh maka diperlukan suatu alat konstruksi seperti tiang pancang untuk meneruskan gaya atau beban struktur atas tersebut ke lapisan tanah keras yang mampi memikul beban tersebut sepenuhnya. 2.2.1 Klasifikasi Tanah Suatu klasifikasi tanah adalah perlu untuk memberikan gambaran sepintas mengenai sifat-sifat tanah dalam menghadapi perencanaan dan pelaksanaan. Jadi, untuk maksud pemanfaatan contoh-contoh perencanaan dan pelaksanaan di masa yang lampau atau ketelitian penggunaan syarat-syarat perencanaan yang digunakan dalam peraturan perencanaan (spesifikasi perencanaan), ternyata diperlukan suatu klasifikasi tanah yang dikelompokkan menurut suatu kriteia yang sama. Untuk menentukan dan melakukan klasifikasikan terhadap tanah, diperlukan suatu pengamatan di lapangan dan suatu percobaan lapangan yang sederhana. Tetapi jika hanya mengandalkan pengamatan lapangan, maka kesalahan-kesalahan yang disebabkan oleh perbedaan pengamatan perorangan akan menjadi sangat besar. Untuk memperoleh hasil klasifikasi yang objektif. Beberapa metode klasifikasi tanah : 1. Klasifikasi tanah berdasarkan ukuran butir 2. Klasifikasi tanah berdasarkan Sistem AASHTO 3. Klasifikasi tanah berdasarkan Sistem UNIFIED II - 2
2.2.2 Penyelidikan Tanah untuk Keperluan Pondasi Penyelidikan kondisi tanah merupakan prasyarat dalam perencanaan pondasi tiang. Dalam perencanaan pondasi tiang penyelidikan ini memiliki peran yang penting, dimana penggunaan data data tersebut berfungsi untuk memahami kondisi geologi tanah, sifat tanah, dan kekuatan tanah setempat. Jenis penyelidikan disesuaikan dengan jenis proyek, kepentingan proyek, kondisi tanah asli, dan uji lapangan. Hal ini menjadi sangat penting apabila kondisi tanah pekerjaan proyek bangunan berada pada tanah yang sangat sensitif terhadap gangguan. Adapun tujuan penyelidikan tanah, antara lain: a. Menentukan sifat-sifat tanah yang terkait dengan perancangan struktur yang akan dibangun. b. Menentukan kapasitas daya dukung tanah menurut tipe pondasi yang dipilih. c. Menentukan tipe dan kedalaman pondasi. d. Untuk mengetahui posisi muka air tanah. e. Untuk memprediksi besarnya penurunan. Jenis penyelidikan tanah yang pada umumnya dilakukan dalam merencanakan sistem pondasi adalah : 1. Boring Investigation (pengeboran menggunakan tenaga manusia atau mesin) 2. Sondir/CPT (Cone Penetration Test) 3. SPT (Standart Penetration Test) 4. Vane Shear 5. Sampling; Undisturbed dan Disturbed Sample II - 3
6. Uji Laboratorium : untuk menentukan index properties dan engineering properties. Terdapat beberapa cara penyelidikan yang berguna untuk mengetahui kondisi lapisan tanah dan sifat-sifat teknisnya. Beberapa cara tersebut antara lain: 1. Lubang-uji (test pit). Cara ini berguna untuk mengetahui kondisi lapisan tanah dengan teliti. Lagi pula, bila perlu dapat mengambil contoh tanah tak terganggu (undisturbed sample) pada lapisan-lapisan yang dikehendaki. Gambar 2.1 Penyelidikan Tanah Dengan Cara Lubang Uji 2. Bor tangan (hand auger) Alat bor seperti pada Gambar 2.2 hanya dapat digunakan bila tanah mempunyai kohesi yang cukup, sehingga lubang bor dapat tetap stabil di II - 4
sepanjang lubangnya. Alat ini tidak dapat digunakan pada pasir yang terendam air. Penetrasi mata bor terbatas pada kekuatan tangan yang memutarnya, oleh karena itu tanah harus tidak mengandung batu atau lapisan tanah keras lainnya.bor tangan dapat menembus sampai 10m, tapi umumnya kedalaman bor maksimum 6 sampai 8 meter. Gambar 2.2 Bor Tangan 3. Bor cuci (wash boring) Pada cara ini, pengeboran tanah dilakukan dilakukan dengan cara penyemprotan air sambil memutar-mutar pipa selubung (casing) untuk memudahkan penetrasi ujung mata bor Gambar 2.3. Tanah yang diambil merupakan contoh terganggu (disturbed) yang terangkut keluar bersama aliran air. Tanah yang keluar dari lubang bor diidentifikasi secara kasar. Pengambilan contoh tanah dilakukan secara kering dengan cara mengganti ujung mata bor dengan tabung contoh. Cara ini tidak mengganggu tanah dibawah mata bor. Oleh karena itu contoh tanah yang diambil memungkinkan dalam kondisi tak terganggu (undisturbed sample). Metode bor cuci tidak dapat digunakan jika tanah mengandung batu-batu II - 5
besar. Gambar 2.3 Penyelidikan Tanah Dengan cara Bor Cuci 4. Bor putar (rotary drill) Penyelidikan tanah dengan menggunakan bor putar atau bor mesin Gambar 2.4 dapat dilakukan pada semua jenis tanah. Alat bor putar yang digerakan dengan mesin dapat menembus lapisan tanah keras atau bat sampai kedalaman lebih dari 40 meter. alat ini dapat digunakan pada lapisan tanah keras, batu,tanah lempung dan bahkan tanah pasir. Gambar 2.4 Penyelidikan Dengan Cara Pencucian Tanah II - 6
Uji penetrasi standar dilakukan karena sulitnya memperoleh contoh tanah tak terganggu pada tanah granuler. Pada pengujian ini, sifat-sifat tanah ditentukan dari pengukuran kerapatan relatif secara langsung di lapangan. Pengujian untuk mengetahui nilai kerapaatan relatif yang sering digunakan adalah Uji Penetrasi Standar atau disebut Uji SPT (Standar Penetration Test). Uji SPT dilakukan dengan cara sebagai berikut: Sewaktu melakukan pengeboran inti, jika kedalaman pengeboran telah mencapai lapisan tanah yang akan diuji, mata bor dilepas dan diganti dengan alat yang disebut tabung belah standar (Standar Split barrel sampler) (Gambar 2.5). Setelah tabung ini dipasang, bersama-sama dengan pipa bor, alat diturunkan sampai ujungnya menumpu lapisan tanah dasar, dan kemudian dipukul dari atas. Pukulan diberikan oleh alat pemukul yang beratnya 63,5 kg (140 pon), yang ditarik naik turun denagn tinggi jatuh 76,2 cm (30 ) (Gambar 2.5c). Nilai SPT diperoleh dengan cara sebagai berikut: Tahapan pertama, tabung belah standar dipukul sedalam 15 cm (6 ). Kemudian dilanjutkan pemukulan tahap kedua sedalam 30,48 (12 ). Jumlah pukulan tahap kedua ini, yaitu jumlah pukulan yang dibutuhkan untuk penetrasi tabung belah standar sedalam 30,48 cm, didevinisikan sebagai nilai-n. Pengujian yang lebih baik dilakukan dengan menghitung pukulan pada tiap-tiap penembusan sedalam 7,62 cm (3 inci) atau setiap 15 cm (6 inci). Dengan cara ini, kedalaman sembarang II - 7
jenis tanah didasar lubang bor dapat ditaksir, dan elevasi dimana gangguan terjadi dalam usaha menembus lapisan yang keras seperti batu, dapat dicatat. Pada kasus-kasus umum, uji SPT dilakukan setiap penetrasi bor 1,5 2 m atau paling sedikit pada tiap-tiap pergantian jenis lapisan tanah disepanjang kedalaman lubang bornya. Untuk fondasi dangkal interval pengujian dapat lebih rapat lagi. Untuk tanah berbatu, palmer dan stuart (1957) memodifikasi tabung belah standar yang terbuka menjadi tertutup dan meruncing 30º pada ujungnya (Gambar 2.5b). pengamatan telah menunjukan bahwa pada umumnya nilai N yang diperoleh oleh kedua tipe alat ini mendekati sama, untuk jenis tanah dan kerapatan relatif tanah yang sama.. Gambar 2.5 Tabung Belah Standar dan Uji SPT (a) (b) (c) Tabung standar Tabung SPT untuk tanah berbatu Uji SPT secara manual II - 8
Laporan hasil pengeboran dan uji SPT tanah (Gambar 2.6) harus dibuat jelas dan tepat pengawas lapangan yang menangani pekerjaan selain harus selalu mencatat hal-hal kecil yang berkaitan dengan pelaksanaan pekerjaan, seperti : pergantian alat dan tipenya, kedalaman pada waktu penggantian alat, metode penahanan lubang bor agar stabil atau penahan tebing lubang uji. Semua hasil-hasil pengujian lapangan dicatat dalam laporan hasil pengeboran (atau disebut boring log), yang berisi antara lain: 1. Kedalaman lapisan tanah. 2. Elevasi permukaan tiik bor, lapisan tanah dan muka air tanah. 3. Simbol jenis tanah secara grafis. 4. Deskripsi tanah. 5. Posisi dan kedalaman pengambilan contoh. Disebutkan kondisi contoh terganggu atau tak terganggu. 6. Nama proyek, lokasi, tanggal, dan nama penanggung jawab pekerjaan pengeboran. Dalam penggambaran profil lapisan tanah, lapisan tanah disajikan dalam bentuk simbol-simbol yang digambar secara vertikal. Gambar 2.7 menyajikan contoh simbol-simbol tersebut. Kebanyakan tanah terdiri dari beberapa campuran dari jenis tanah-tanah tertentu, seperti lempung berlapis, lanau berlapis, lanau berpasir, kerikil berlanau, dan sebagainya. Dalam kondisi ini, symbol-simbol dapat dikombinasokan, dengan kandungan tanah yang dominan digambar lebih banyak atau lebih tebal. II - 9
Gambar 2.7 Contoh Laporan Uji Bor dan SPT (sumber : Laporan Penyelidikan Tanah Gedung Kedutaan Australia di Kuningan Jakarta 2010) II - 10
Gambar 2.7 Contoh Penggambaran Simbol-Simbol Jenis Tanah 2.3 Pondasi Pondasi adalah suatu bagian dari bangunan yang berhubungan langsung dengan tanah, dan mempunyai fungsi mendistribusikan beban bangunan ke tanah atau suatu konstruksi pada bagian dasar struktur (Sub Structure) yang berfungsi meneruskan beban dari bagian atas struktur (Upper Structure) ke lapisan tanah yang berada pada bagian bawahnya tanpa mengakibatkan keruntuhan. 2.3.1 Hal-hal Yang Perlu Dipertimbangkan Dalam Memilih Pondasi Untuk memilih pondasi yang memadai, perlu diperhatikan apakah pondasi itu cocok untuk berbagai keadaan di lapangna dan apakah pondasi itu memungkinkan untuk diselesaikan secara ekonomis sesuai dengan jadwal kerjanya. Bila keadaan tersebut ikut dipertimbangkan dalam menentukan macam-macam pondasi, hal-hal berikut ini perlu dipertimbangkan : II - 11
1. Keadaan tanah pondasi 2. Batasan-batasan akibat konstruksi di atasnya 3. Batasan-batasan dari sekelilingnya 4. Waktu dan biaya pekerjaan 2.3.2 Jenis Pondasi Yang Sesuai Dengan Keadaan Tanah Dari hal-hal mengenai pertimbangan-pertimbangan dalam menentukan macam pondasi, jelas bahwa keadaan tanah pondasi merupakan keadaan yang paling penting dalam perinciannya. Berikut diuraikan jenis-jenis pondasi yang sesuai dengan keadaan tanah pondasi yang bersangkutan. a. Bila tanah pendukung pondasi terletak pada permukaan tanah atau 2-3 meter di bawah permukaan tanah. Dalam hal ini bisa digunakan pondasi telapak (spread foundation) b. Bila tanah pendukung pondasi terletak pada kedalaman sekitar 10 meter di bawah permukaan tanah. Dalam hal ini, bisa digunakan pondasi tiang atau pondasi tiang apung (floating pile foundation) untuk memperbaiki tanah pondasi. Penggunaan tiang baja atau tiang beton cor di tempat dirasa kurang ekonomis sebab ukuran tiang kurang panjang. c. Bila tanah pendukung pondasi terletak pada kedalaman sekitar 20 meter di bawah permukaan tanah. Dalam hal ini perlu dipertimbangkan dari segi penurunan, jika tidak diizinkan adanya penurunan, biasanya digunakan jenis tiang pancang (pile driven foundation). Namun jika terdapat batu besar (cobble stones) pada lapisan antara, pemakaian kaison lebih menguntungkan II - 12
d. Bila tanah pendukung pondasi terletak pada kedalaman sekitar 30 meter dii bawah permukaan tanah. dalam hal ini biasanya digunakan jenis pondasi kaison terbuka, tiang baja atau tiang yang dicor di tempat. Apabila tekanan atmosfir yang bekerja kurang dari 3 kg/cm 3 digunakan jenis kaison tekanan. e. Bila tanah pendukung pondasi terletak pada kedalaman lebih dari 40 meter di bawah permukaan tanah. dalam hal ini yang palng baik adalah dengan menggunakan tiang baja dan tiang beton yang dicor di tempat. 2.3.3 Pondasi Tiang Pondasi dalam seringkali diidentikan sebagai pondasi tiang yaitu struktur pondasi yang mampu menahan gaya orthogonal ke sumbu tiang dengan menyerap lenturan. Pondasi tiang dibuat menjadi satu kesatuan yang monolit dengan menyatukan pangkal tiang yang terdapat di bawah konstruksi, dengan tumpuan pondasi ( Ir. Suyono Sosrodarsono, Kazuto Nakazawa, 2000 ). Pondasi tiang yang merupakan pondasi dalam didefinisikan sebagai konstruksi pondasi dimana kedalamannya relatif lebih besar dibandingkan dengan lebarnya (D < 4-5 B) dan berfungsi untuk mentransfer beban melalui material pondasi kelapisan tanah pendukung dibawahnya. Sehingga dapat dikatakan bahwa kegunaan dari pondasi tiang ini adalah untuk mendukung bangunan bila lapisan tanah kuatnya terletak sangat dalam. Sedangkan fungsinya untuk menahan gaya angkat tanah keatas akibat beban-beban dari bangunan tinggi. Pondasi tiang digunakan untuk beberapa maksud dan tujuan, antara lain : II - 13
a. Untuk meneruskan beban bangunan yang terletak di atas air atau tanah lunak, ke tanah pendukung yang kuat. b. Untuk meneruskan beban ke tanah yang relatif lunak sampai kedalaman tertentu sehingga pondasi bangunan memberi dukungan yang cukup untuk mendukung beban tersebut oleh gesekan sisi tiang dengan tanah sekitarnya. c. Untuk mengangker bangunan yang dipengaruhi oleh gaya angkat ke atas akibat tekanan hidrostatis atau momen penggulingan. d. Untuk menahan gaya-gaya horizontal dan gaya yang arahnya miring. e. Untuk memadatkan tanah pasir, sehingga kapasitas dukung tanah tersebut bertambah. f. Untuk mendukung pondasi bangunan yang permukaan tanahnya mudah tergerus air. 2.3.4 Penggolongan Pondasi Tiang Pondasi tiang digolongkan berdasarkan kualitas materialnya, cara pelaksanaan, pemakaian bahan-bahan dan sebagainya. Penggolongan berdasarkan kualitas material dan cara pembuatan, diperlihatkan dalam tabel berikut II - 14
Tabel 2.1 Jenis Jenis tiang (sumber : Buku Mekanika Tanah & Teknik Pondasi, Dr. Ir Suyono Sosrodarsono, Kazuto Nakazawa, 2000) 2.4 Pondasi Tiang Pancang Dari berbagai macam jenis pondasi yang dapat digunakan salah satunya adalah pondasi tiang pancang yang akan dibahas pada tugas akhir ini. Pemakaian tiang pancang digunakan sebagai pondasi suatu bangunan apabila tanah dasar di bawah bangunan tidak mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya, atau apabila keberadaan tanah keras yang mampu memikul beban struktur atas letaknya sangat dalam. Pondasi tiang pancang ini berfungsi memindahkan atau mentransfer beban-beban dari konstruksi diatasnya kelapisan tanah yang lebih dalam. Kebanyakan tiang pancang dipancangkan tegak lurus ke dalam tanah, tetapi apabila diperlukan untuk II - 15
dapat menahan gaya horizontal maka tiang pancang akan dipancangkan miring (batter pile) 2.4.1 Keuntungan Dan Kerugian Penggunaan Pondasi Tiang Pancang Dalam pelaksanaannya, penggunaan tiang pancang pasti akan ditemukan keuntungan dan kerugian. Hal tersebut yang akan dijadikan pertimbangan dalam pemilihan jenis pondasi. Berikut dijabarkan keuntungan dan kerugian pondasi tiang pancang ditinjau dari segi teknik pemansangan tiang. a. Keuntungan penggunaan pondasi tiang pancang 1. Karena tiang pancang dibuat di pabrik dan pemeriksaan kualitas yang ketat, hasilnya lebih dapat diandalkan. Lebiih-lebiih karena pemeriksaan dapat dilakukan setiap saat. 2. Kecepatan pemancangan besar. Terutama untuk tiang baja, bahkan walaupun lapisan antara cukup keras, masih dapat ditembus, sehingga pemancangan ke tanah pendukung masih dapat dilakukan. 3. Persediaan yang cukup banyak di pabrik, seingga mudah memperoleh tiang ini, kecuali jika diperlukan tiang dengan ukuran khusus. Di samping itu, bahkan untuk pekerjaan pemancangan yang kecil biayanya relatif tetap rendah. 4. Daya dukung dapat diperkirakan berdasarkan rumus tiang pancang, sehingga mempermudah pengawasan pekerjaan konstruksi. b. Kerugian penggunaan pondasi tiang pancang II - 16
1. Karena dalam pelaksanaannya menimbulkan getaran dan kegaduhan, maka pada daerah yang berpenduduk padat di kota dan desa, akan menimbulkan masalah disekitarnya. 2. Untuk tiang yang panjang, diperlukan persiapan penyambungan. Bila pekerjaan penyambungan tidak baik maka akibatnya akan sangat merugikan. 3. Bila pekerjaan tidak dilaksanakan dengan baik, tiang akan cepat hancur. 4. Bila pemancangan tidak dihentikan pada kedalamana yang telah ditentukan, maka diperlukan perbaiikan khusus. 5. Karena tempat penyimpanan tiang di lapangan dalam banyak hal mutlak diperlukan, maka perlu disedakan tempat yang cukup memadai. 6. Untuk tiang-tiang beton, tiang-tiang dengan diameter besar, akan berat dan sulit dalam pengangkutan atau pemasangannya. Lebih lanjut, diperlukan mesin pemancangan dengan kapasitas yang cukup besar. 7. Untuk tiang pancang pipa baja, diperlukan tiang yang tahan terhadap korosi. 2.4.2 Jenis-Jenis Tiang Pancang A. Menurut cara pemindahan beban tiang pancang dibagi menjadi 2 yakni : 1. Point Bearing Pile / End Bearing Pile Tiang pancang dengan tahanan ujung. Tiang ini meneruskan beban melalui tahanan ujung ke lapisan tanah keras. 2. Friction Pile II - 17
a. Friction Pile pada tanah dengan butir kasar dan sangat mudah dilalui air. Tiang ini meneruskan beban ke tanah melalui gesekan kulit (skin friction). Pada proses pemancangan tiang-tiang ini dalam satu kelompok tiang dimana satu sama lain saling berdekatan akan menyebabkan berkurangnya pori-pori tanah dan memadatkan tanah diantara tiang-tiang tersebut dan tanah di sekeliling tiang tersebut. Karena itu tiang-tiang seperti ini disebut compaction pile b. Friction pile pada tanah dengan butir halus dan sukar dilalui air. Tiang ini meneruskan beban ke tanah melalui gesekan kulit (skin friction). Akan tetapi pada pada proses pemancangan tiang-tiang dalam satu kelompok tiang tidak menyebabkan tanah menjadi compact. Karena itu tiang-tiang seperti ini disebut floating pile foundation. B. Menurut bahan yang digunakan, tiang pancang digunakan menjadi 4, yaitu : 1. Tiang pancang kayu Tiang pancang kayu dibuat dari batang pohon yang cabang-cabangnya telah dipotong dengan hati-hati, biasanya diberi bahan pengawet dan didorong dengan ujungnya yang kecil sebagai bagian yang runcing. Kadang-kadang ujungnya yang besar didorong untuk maksud khusus, seperti dalam tanah yang sangat lembek dimana tanah tersebut akan bergerak kembali melawan poros. Kadang kala ujungnya runcing dilengkapi dengan sebuah sepatu pemancangan yang terbuat dari II - 18
logam bila tiang pancang harus menembus tanah keras atau tanah kerikil. Pemakaian tiang pancang kayu ini adalah cara tertua dalam penggunaan tiang pancang sebagai pondasi. Tiang kayu akan tahan lama dan tidak mudah busuk apabila tiang kayu tersebut dalam keadaan selalu terendam penuh di bawah muka air tanah. Tiang pancang dari kayu akan lebih cepat rusak atau busuk apabila dalam keadaan kering dan basah yang selalu berganti-ganti. 2. Tiang pancang beton a. Precast reinforced concrete pile, dimana penampangnya bisa berupa lingkaran, segi empat atau segi delapan. Precast Renforced Concrete Pile adalah tiang pancang dari beton bertulang yang dicetak dan dicor dalam acuan beton (bekisting), kemudian setelah cukup kuat lalu diangkat dan di pancangkan. Karena tegangan tarik beton adalah kecil dan praktis dianggap sama dengan nol, sedangkan berat sendiri dari pada beton adalah besar, maka tiang pancang beton ini haruslah diberi penulangan-penulangan yang cukup kuat untuk menahan momen lentur yang akan timbul pada waktu pengangkatan dan pemancangan. b. Precast prestressed concrete pile, adalah tiang pancang dari beton prategang yang menggunakan baja penguat dan kabel kawat sebagai gaya prategangnya.cast in place. Pondasi tiang pancang tipe ini adalah pondasi yang di cetak di tempat dengan jalan dibuatkan lubang terlebih dahulu dalam tanah dengan cara II - 19
mengebor tanah seperti pada pengeboran tanah pada waktu penyelidikan tanah. seperti tiang Taymond, Tiang Franki, Tiang Simplex dsb. Gambar 2.8 Bentuk Penampang Reinforced Concrete Pile 3. Tiang pancang baja Jenis tiang pancang baja ini biasanya berbentuk profil H. Karena terbuat dari baja maka kekuatan dari tiang ini sangat besar, sehingga dalam transport dan pemancangan tidak menimbulkan bahaya patah seperti pada tiang pancang beton precast. Jadi pemakaian tiang pancang ini sangat bermanfaat jika dibutuhkan tiang pancang yang panjang dengan tahanan ujung yang besar. Tingkat karat pada tiang pancang baja berbeda-beda terhadap texture (susunan butir) dari komposisi tanah, panjang tiang yang berada dalam tanah dan keadaan kelembaban tanah (moisture content). II - 20
Pada tanah dengan susunan butir yang kasar, karat yang telah hampir mendekati keadaan karat yang terjadi pada udara terbuka karena adanya sirkulasi air dalam tanah. Pada tanah liat (clay) yang kurang mengandung oksigen akan menghasilkan karat yang mendekati keadaan karat yang terjadi karena terendam air. Pada lapisan pasir yang letaknya di bawah lapisan padar akan sedikit sekali mengandung oksigen, sehingga pada lapisan tersebut akan menghasilkan karat yang kecil sekali pada tiang pancang baja. Gambar 2.9 Bentuk Penampang Tiang Pancang Baja 4. Tiang pancang komposit Yang dimaksud dengan tiang komposit adalah tiang pancang yang terdiri dari dua bahan yang berbeda yang bekerja bersama-sama sehingga menrupakan satu tiang II - 21
Gambar 2.10 Bentuk Penampang Tiang pancang Komposit 2.4.3 Hal Hal Yang Perlu Diperhatikan Menyangkut Masalah Pemancangan Dalam pelaksanaan pekerjaan pemasangan tiang, perubahan sifat kerapatan tanah pada tanah asli tidak bisa dihindari. Pada pemancangan, sejumlah tanah yang volumenya sama dengan volume tiang, akan terdesak ketika tiang ditekan ke dalam tanah. sebagai hasilnya, keadaan dari tanah asli yang dipakai sebagai pedoman pada waktu merencanakan tiang akan sedikit berbeda dengan setelah pekerjaan pemancangan tiang selesai dilakukan. Pada tiang pancang, didapat daya dukung yang melebihi semula. Berikut dijelaskan hal-hal yang menyangkut masalah pemancangan: 1. Pergerakan tanah pondasi Karena pemancangan tiang, tanah pondasi dapat bergerak, karena sebagian tanah yang digantikan oleh tiang akan bergeser, dan sebagai hasilnya kadang-kadang terjadi bahwa bangunan yang berda di dekatnya akan II - 22
bergerak dalam arah mendatar, maupun arah vertikal, tergantung pada kesempatan yang dimilikinya. 2. Kerusakan tiang dan ukuran kerusakan tanah tersebut.pemilihan ukuran dan mutu tiang didasarkan pada kegunaanya dalam perencanaan, tapi setidak-tidaknya tiang tersebut harus dapat dipancangkan sampai ke tanah pondasi. Jika tanah pondasi cukup keras dan tiang pancang cukup panjang maka diperlukan penumbuk (hammer) yang cukup kuat, dan tiang harus dijaga terhadap kerusakan akibat gaya tumbuk hammer tersebut. Dalam hal ini kepala tiang ataupun ujung tiang dapat dibentuk sedemikian rupa, sehingga mampu memperbesar ketahanan tiang tersebut. Namun perlu diperhatikan bahwa daya dukung tiang dapat berkurang diakibatkan peruncingan ujung tiang, walaupun pemancangan menjadi lebih mudah, bergantung pada perubahan bentuk ujung tiang tersebut. Gambar 2.11 Contoh Bentuk Ujung Tiang Baja II - 23
Gambar 2.12 Contoh Bentuk Ujung Tiang Beton Prategang 3. Penghentian pemancangan tiang Dalam pemancangan pada saat mana pemancangan dapat dihentikan, menurut prinsip 2-3 kali panjang diameter tiang diukur dari batas lapisan tanah pendukung. Untuk tiang beton prategang akan sulit sekali memancangka tiang sampai sedalam lebih dari 2 meter pada lapisan tanah berlempung yang mempunyai harga N yang lebih besar dari 10 15, atau pada lapisan tanah berpasir yang mempunyai harga N lebih besar dari 30. 4. Pemilihan Peralatan Alat utama yang digunakan untuk memancang tiang-tiang pracetak adaalh penumbuk (hammer) dan mesin derek (tower). Untuk memancangkan tiang pada posisi yang tepat, cepat dan dengan biaya yang rendah, penumbuk dan dereknya harus dipilih dengan teliti agar sesuai dengan keadaan sekitarnya, jenis dan ukuran tiang, tanah pondasi dan perancahnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan penumbuk adalah kemungkinan pemancangannya dan manfaat ekonomis. Karena dewasa ini II - 24
masalah-masalah seperti bising ataun getaran tidak boleh diabaikan, maka pekerjaan seperti ini perlu digabungkan dengan teknik-teknik pembantu lainya, walaupun sebelumnya telah ditetapkan salah satu cara pemancangan tertentu. Jenis pondasi tiang dalam pengerjaannya dapat menimbulkan gangguan lingkungan. Diantaranya menimbulkan kebisingan serta getaran besar yang dapat merusak struktur lain yang ada disekitar lokasi proyek. Pemilihan jenis alat pancang yang digunakan dalam proyek adalah Hydrolic Static Pile Driver (HSPD) dan drop hammer. Untuk proyek yang lokasinya dekat dengan pemukiman penduduk maka metode pemancangan yang digunakan adalah HSPD, dimana alat-alat tersebut tidak menimbulkan kebisingan dan getaran besar karena prosesnya adalah menekan tiang pancang dengan tenaga hidraulik. Sedangkan untuk proyek yang jauh dari pemukiman penduduk, cukup dengan menggunakan drop hammer. 2.5 Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal Daya dukung tiang merupakan jumlah dari kapasitas titik akhir atau perlawanan ujung dengan perlawanan selimut tiang. Besarnya beban yang mampu dipikul oleh tiang bergantung besar pada dua hal utama yaitu kapasitas tanah pendukung pondasi dan kekuatan material yang digunakan sebagai tiang. Dua faktor tersebut mementunkan berapa besarnya beban yang boleh bekerja pada tiang.. II - 25
2.5.1 Daya Dukung Aksial Tiang Pancang Tunggal Pengaruh Tanah Pondasi Tanah mempunyai sifat untuk meningkatkan kepadatan dan kekuatan gesernya apabila mendapat tekanan. Apabila beban yang bekerja pada tanah pondasi telah melampaui daya dukung batasnya, tegangan geser yang ditimbulkan dalam tanah melampaui ketahanan geser tanah pondasi maka akan berakibat keruntuhan geser pondasi tersebut. Dalam keadaan batas di mana keruntuhan geser akan terjadi, maka akan terbentuk daerah keseimbangan plastis di sekitar tanah pondasi yang bersentuhan dengan pondasi. Suatu daerah keseimbangan plastis tertentu diperkirakan terbentuk dengan pola yang sama, tidak hanya bila podasi ditempatkan pada permukaan tetapi juga pada pondasi yang dibuat pada galian dalam atau pada bagian ujung tiang-tiang pancang yang dipancang ke dalam tanah. Tapi perlu diingat bahwa kelakuan pondasi tiang pancang berbeda dengan kelakuan pondasi yang dibangun di sekitar permukaan tanah, yaitu bahwa daerah plastis di atas bagian bawah pondasi berubah akibat penetrasi. Untuk tiang pancang, gesekan sekeliling permukaan tiang pancang mengambil bagian dalam menahan beban yang bekerja pada puncak tiang pancang. Walaupun gesekan sekitar tiang pancang memegang peranan penting dalam mendukung pondasi, pengertian daya dukung boleh juga diartikan daya dukung tiang pancang dengan pengertian suatu tiang pancang yang memikul, dalam subbab ini uraian dibatasi di mana daya dukung tanah pondasi adalah mampu mendukung beban pondasi. II - 26
2.5.1.1 Daya Dukung Ujung Tiang Penentuan daya dukung pondasi tiang dengan menggunakan data SPT antara lain diberikan oleh Meyerhof dan Schmertmann. Meyerhof mengajukan metode untuk memperkirakan besarnya nilai tahanan ujung dan selimut berdasarkan data hasil uji SPT. Metode ini menggunakan besarnya nilai N-SPT sebagai parameter. Qp = Ap. qd (2.1) dimana Ap = Luas penampang ujung tiang (m 2 ) D qd = Diameter Tiang (m) = tahanan rata-rata ujung tiang, berlaku nilai 40. (ton/m 2 ) untuk Sand dan 20. (ton/m 2 ) untuk Silt / Clay = = Harga N di ujung tiang = harga rata-rata N pada jarak 4D dari ujung tiang 2.5.1.2 Daya dukung selimut tiang Tahanan geser selimut tiang pada tanah dapat dinyatakan dengan persamaan : dimana Q S = P. f i. L i (2.2) P = Keliling penampang selimut tiang (m) II - 27
fi = Tahanan geser selimut tiang (ton/m2), nilai fi sebesar N/5 atau maksimum 10 ton/m2 untuk Sand dan sebesar N atau maksimum 12 ton/m2 untuk Silt / Clay L i N = Panjang segmen tiang yang ditinjau (m) = Nilai N rata-rata sepanjang tiang yang ditinjau 2.5.1.3 Daya dukung ultimit tiang Secara umum daya dukung ultimit pondasi tiang terhadap beban aksial dapat dihitung dengan persamaan sederhana yang merupakan penjumlahan tahanan keliling dengan tahanan ujung, yang disampaikan pada persamaan berikut : Qu = Qp + Qs (2.3) dengan, Qu Qp Qs = Daya dukung ultimit tiang terhadap beban aksial = Daya dukung ultimit tahanan ujung tiang (end bearing) = Daya dukung ultimit geser selimut tiang (skin friction) 2.5.1.4 Daya dukung ijin tiang Daya dukung ijin tiang merupakan nilai akhir kapasitas tiang setelah dibagi dengan suatu faktor keamanan (safety factor). (2.4) dengan, Qall = daya dukung ijin II - 28
Qp Qs SF1 SF2 = Daya dukung ultimit tahanan ujung tiang (end bearing) = Daya dukung ultimit geser selimut tiang (skin friction) = 3 (faktor keamanan nilai daya dukung ujung) = 5 (faktor keamanan nilai daya dukung selimut) 2.5.2 Daya Dukung Tiang Pancang Tunggal Pengaruh Kekuatan Struktur Bahan Pemilihan ukuran dan mutu tiang didasarkan pada kegunaanya dalam perencanaan, sebab hal ini erat kaitannya dengan kemampuan bahan pondasi untuk menerima beban. Kemampuan tanah pendukung pondasi memikul beban struktur besar tidaklah cukup tanpa diimbangi kapasitas struktur bahan pondasi yang baik. Hal ini tetap akan menjadi masalah ketika kekkuatan material pondasinya sendiri kecil, seperti yang diilustrasikan pada gambar 2.13 Gambar 2.13 kekuatan material tiangnya tidak cukup untuk memikul beban Besarnya daya dukung tiang berdasarkan kekuatan materialnya bisa dihitung dengan menggunakan formula berikut: Pa = b x Ap (2.5) dengan, Pa = Daya dukung tekan ijin tiang b = Tekanan tekan ijin bahan tiang Ap = Luas penampang tiang II - 29