A. Pondasi dalam 1. Pengertian Pondasi Dalam Pondasi dalam merupakan struktur bawah suatu konstruksi yang berfungsi untuk meneruskan beban konstruksi ke lapisan tanah keras yang berada jauh dari permukaan tanah. Suatu pondasi dapat dikategorikan sebagai pondasi dalam apabila perbandingan antara kedalaman dengan lebar pondasi lebih dari sepuluh (Df/B >10). Material pondasi dalam bisa dari kayu, baja, beton bertulang, dan beton pratekan. Pondasi dalam dapat dibedakan menjadi: a. Pondasi Tiang Pancang (pile), bahan yang digunakan pada pondasi ini diantaranya bahan kayu (balok kayu), beton (berbentuk persegi, segi tiga, maupun silinder), dan berbentuk sheet pile. Untuk memasukkan tiang pancang ke dalam bumi menggunakan alat berat, metode yang digunakan mendesakkan pile ke dalam tanah bisa hammer pile, getar, dan ditekan. b. Pondasi bored pile, bahan yang digunakan untuk tipe pondasi ini adalah beton bertulang yang di cor di tempat (in situ). Pelaksanaan pondasi tipe ini membutuhkan peralatan bor baik secara manual (diameter lubang bor max 30 Cm) maupun menggunakan mesin bor untuk membuat lubang dengan kedalaman rencana. c. Pondasi caisson, tipe pondasi ini berbentuk sumuran dengan diameter yang relatif lebih besar. Ada banyak alasan seorang ahli geoteknik merekomendasikan penggunaan pondasi dalam ke pondasi dangkal, tetapi beberapa alasan umum adalah beban desain yang sangat besar, tanah yang buruk pada kedalaman dangkal, atau kendala situs (seperti garis properti). Ada istilah yang berbeda digunakan untuk menggambarkan berbagai jenis pondasi yang mendalam, termasuk tumpukan (yang analog dengan tiang), tiang jembatan (yang analog dengan kolom), poros dibor, dan caisson. Tumpukan umumnya didorong ke dalam tanah di situ; pondasi mendalam lainnya biasanya diletakkan di tempat dengan menggunakan penggalian dan pengeboran. 2. Jenis-jenis Pondasi Dalam a. Pondasi sumuran Pondasi sumuran adalah suatu bentuk peralihan antara pondasi dangkal dan pondasi tiang. Pondasi ini digunakan apabila tanah dasar terletak pada
kedalaman yang relatif dalam. Jenis pondasi dalam yang dicor ditempat dengan menggunakan komponen beton dan batu belah sebagai pengisinya. Pada umumnya pondasi sumuran ini terbuat dari beton bertulang atau beton pracetak, yang umum digunakan pada pekerjaan jembatan di Indonesia adalah dari silinder beton bertulang dengan diameter 250 cm, 300 cm, 350 cm, dan 400 cm. Gambar 6. Pondasi Sumuran b. Pondasi Bored Pile Pondasi Bored Pile adalah bentuk Pondasi Dalam yang dibangun di dalam permukaan tanah dengan ke-dalaman tertentu. Pondasi di tempatkan sampai ke dalaman yang dibutuhkan dengan cara membuat lobang yang dibor dengan alat khusus. Setelah mencapai kedalaman yang disyaratkan, kemudian dilaku-kan pemasangan kesing/begisting yang terbuat dari plat besi, kemudian dimasukkan rangka besi pondasi yang telah dirakit sebelumnya, lalu dilakukan pengecoran terhadap lobang yang sudah dibor tersebut. Pekerjaan pondasi ini tentunya dibantu dengan alat khusus, untuk mengangkat kesing dan rangka besi. Setelah dilakukan pengecoran kesing tersebut dikeluarkan kembali. Jenis pondasi bore pile dipilih untuk mendukung beban bangunan dengan mengandalkan daya dukung pondasi pada tanah keras dan hambatan lekat yang terjadi pada permukaan tiang yang tidak rata akibat dari pengecoran di tempat (in situ).
Gambar 7. Bore Pile (strous pile) c. Pondasi Tiang Pancang Penggunaan pondasi tiang pancang sebagai pondasi bangunan apabila tanah yang berada dibawah dasar bangunan tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul berat bangunan dan beban yang bekerja padanya Atau apabila tanah yanmempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan seluruh beban yang bekerja berada pada lapisan yang sangat dalam dari permukaan tanah kedalaman lebih dari 8 meter. 1) Jenis-Jenis Pondasi Tiang Pancang Pondasi tiang pancang dapat digolongkan berdasarkan materialnya dan cara pelaksanaan. Penggolongan berdasarkan kualitas materialnya dan cara pembuatannya diperlihatkan dalam Tabel 1. sedangkan penggolongan tiang berdasarkan cara pemasangannya diperlihatkan dalam Tabel 2. Tabel 1. Jenis pondasi tiang pancang berdasarkan materialnya
Tabel 2. Jenis tiang pancang berdasarkan cara pemasangan Tiang pancang yang sering digunakan untuk struktur konstruksi bangunan gedung adalah jenih tiang pancang pracetak. Tiang pancang ini dicetak dan dicor di industry beton pracetak, kemudian setelah cukup kuat lalu diangkat ke lokasi dan dipancangkan. Tiang pancang pracetak ini menurut cara pemasangannya terdiri dari : (1). Penumbukan: Pemancangan tiang ke dalam tanah dilakukan dengan cara penumbukan menggunakan alat penumbuk (hammer) secara mekanis. (2). Penggetaran: tiang pancang ditekan masuk ke dalam tanah sambil digetarkan menggunakan alat penggetar (vibrator). (3). Penanaman: memasukkan tiang kedalam tanah dengan cara melubangi permukaan tanah terlebih dahulu sampai kedalaman tertentu, lalu tiang
pancang dimasukkan, kemudian lubang tadi ditimbun tanah serta dipadatkan lagi. Beberapa bahan yang digunakan dalam pembuatan tiang pancang sesuai dengan kebutuhan. Beberapa contoh tiang pancang berdasarkan bahan yang digunakan yaitu: (a). Tiang pancang kayu Tiang pancang dengan bahan material kayu dapat digunakan sebagai tiang pancang pada suatu dermaga. Tiang pancang kayu biasanya diberi bahan pengawet dan didorong dengan ujungnya yang kecil sebagai bagian yang runcing. Kadang-kadang ujungnya yang besar didorong untuk maksud-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 logam bila tiang pancang harus menembus tanah keras atau tanah kerikil. Pada pemakaian tiang pancang kayu ini biasanya tidak diijinkan untuk menahan muatan lebih besar dari 25 sampai 30 ton untuk setiap tiang. Gambar 1. Tiang pancang kayu Hal-hal yang harus diperhatikan dalam penggunaan material kayu sebagai tiang pancang yaitu : (1) Kepala Tiang Pancang Sebelum pemancangan, tindakan pencegahan kerusakan pada kepala tiang pancang harus diambil. Pencegahan ini dapat dilakukan dengan
pemangkasan kepala tiang pancang sampai penampang melintang menjadi bulat dan tegak lurus terhadap panjangnya dan memasang cincin baja atau besi yang kuat atau dengan metode lainnya yang lebih efektif. Setelah pemancangan, kepala tiang pancang harus dipotong tegak lurus terhadap panjangnya sampai nagian kayu yang keras dan diberi bahan pengawet sebelum poer (pile cap) dipasang. Bilama tiang pancang kayu lunak membentuk pondasi struktur permanen dan akan dipotong sampai di bawah permukaan tanah, maka perhatian khusus harus diberikan untuk memastikan bahwa tiang pancang tersebut telah dipotong pada atau di bawah permukaan air tanah yang terendah yang diperkirakan. Bilamana digunakan pur (pile cap) dari beton, kepala tiang pancang harus tertanam dalam pur dengan kedalaman yang cukup sehingga dapat memindahkan gaya. Tebal beton di sekeliling tiang pancnag paling sedikit 15 cm dan harus diberi baja tulangan untuk mencegah terjadinya keretakan. (2) Sepatu Tiang Pancang Tiang pancang harus dilengkapi dengan sepatu yang cocok untuk melindungi ujung tiang selama pemancangan, kecuali bilamana seluruh pemancangan dilakukan pada tanah yang lunak. Sepatu harus benar-benar konsentris (pusat sepatu sama dengan pusat tiang pancang) dan dipasang dengan kuat pada ujung tiang. Bidang kontak antara sepatu dan kayu harus cukup untuk menghindari tekanan yang berlebihan selama pemancangan. (3) Pemancangan Pemancangan berat yang mungkin merusak kepala tiang pancang, memecah ujung dan menyebabkan retak tiang pancang harus dihindari dengan membatasi tinggi jatuh palu dan jumlah penumbukan pada tiang pancang. Umumnya, berat palu harus sama dengan beratnya tiang untuk memudahkan pemancangan. Perhatian khusus harus diberikan selama pemancangan untuk memastikan bahwa kepala tiang pancang harus selalu berada sesumbu dengan palu dan tegak lurus terhadap panjang tiang pancang dan bahwa tiang pancang dalam posisi yang relatif pada tempatnya. (4) Penyambungan Bilamana diperlukan untuk menggunakan tiang pancang yang terdiri dari dua batang atau lebih, permukaan ujung tiang pancang harus dipotong sampai tegak lurus terhadap panjangnya untuk menjamin bidang kontak seluas
seluruh penampang tiang pancang. Pada tiang pancang yang digergaji, sambungannya harus diperkuat dengan kayu atau pelat penyambung baja, atau profil baja seperti profil kanal atau profil siku yang dilas menjadi satu membentuk kotak yang dirancang untuk memberikan kekuatan yang diperlukan. Tiang pancang bulat harus diperkuat dengan pipa penyambung. Sambungan di dekat titik-titik yang mempunyai lendutan maksimum harus dihindarkan
Keuntungan pemakaian tiang pancang kayu: Tiang pancang dari kayu relatif lebih ringan sehingga mudah dalam pengangkutan. Kekuatan tarik besar sehingga pada waktu pengangkatan untuk pemancangan tidak menimbulkan kesulitan seperti misalnya pada tiang pancang beton precast. Mudah untuk pemotongannya apabila tiang kayu ini sudah tidak dapat masuk lagi ke dalam tanah. Tiang pancang kayu ini lebih baik untuk friction pile dari pada untuk end bearing pile sebab tegangan tekanannya relatif kecil. Karena tiang kayu ini relatif flexible terhadap arah horizontal dibandingkan dengan tiang-tiang pancang selain dari kayu, maka apabila tiang ini menerima beban horizontal yang tidak tetap, tiang pancang kayu ini akan melentur dan segera kembali ke posisi setelah beban horizontal tersebut hilang. Kerugian pemakaian tiang pancang kayu: Tiang pancang kayu harus selalu terletak di bawah muka air tanah yang terendah agar dapat tahan lama, maka kalau air tanah yang terendah itu letaknya sangat dalam, hal ini akan menambah biaya untuk penggalian. Tiang pancang yang di buat dari kayu mempunyai umur yang relatif pendek dibandingkan dengan tiang pancang yang di buat dari baja atau beton terutama pada daerah yang muka air tanahnya sering naik dan turun. Pada waktu pemancangan pada tanah yang berbatu (gravel) ujung tiang pancang kayu dapat berbentuk berupa sapu atau dapat pula ujung tiang tersebut hancur. Apabila tiang kayu tersebut kurang lurus, maka pada waktu dipancangkan akan menyebabkan penyimpangan terhadap arah yang telah ditentukan. Tiang pancang kayu tidak tahan terhadap benda-benda yang agresif dan jamur yang menyebabkan kebusukan. (b). Tiang pancang beton (1) Precast Reinforced Concrete Pile
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 dipancangkan. 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 dieri penulangan-penulangan yang cukup kuat untuk menahan momen lentur yang akan timbul pada waktu pengangkatan dan pemancangan. Karena berat sendiri adalah besar, biasanya pancang beton ini dicetak dan dicor di tempat pekerjaan, jadi tidak membawa kesulitan untuk transport. Tiang pancang ini dapat memikul beban yang besar (>50 ton untuk setiap tiang), hal ini tergantung dari dimensinya. Dalam perencanaan tiang pancang beton precast ini panjang dari pada tiang harus dihitung dengan teliti, sebab kalau ternyata panjang dari pada tiang ini kurang terpaksa harus dilakukan penyambungan, hal ini adalah sulit dan banyak memakan waktu. Reinforced Concrete Pile penampangnya dapat berupa lingkaran, segi empat, segi delapan dapat dilihat pada Gambar 2. di bawah ini. Gambar 2. Penulangan Tiang Pancang Precast Reinforced Concrete Pile
Gambar 3. Tiang Pancang Precast Reinforced Concrete Pile Keuntungan pemakaian Precast Concrete Reinforced Pile: Precast Concrete Reinforced Pile ini mempunyai tegangan tekan yang besar, hal ini tergantung dari mutu beton yang di gunakan. Tiang pancang ini dapat di hitung baik sebagai end bearing pile maupun friction pile. Karena tiang pancang beton ini tidak berpengaruh oleh tinggi muka air tanah seperti tiang pancang kayu, maka disini tidak memerlukan galian tanah yang banyak untuk poernya. Tiang pancang beton dapat tahan lama sekali, serta tahan terhadap pengaruh air maupun bahan-bahan yang corrosive asal beton dekkingnya cukup tebal untuk melindungi tulangannya. Kerugian pemakaian Precast Concrete Reinforced Pile: Karena berat sendirinya maka transportnya akan mahal, oleh karena itu Precast reinforced concrete pile ini di buat di lokasi pekerjaan. Tiang pancang ini di pancangkan setelah cukup keras, hal ini berarti memerlukan waktu yang lama untuk menunggu sampai tiang beton ini dapat dipergunakan. Bila memerlukan pemotongan maka dalam pelaksanaannya akan lebih sulit dan memerlukan waktu yang lama. Bila panjang tiang pancang kurang, karena panjang dari tiang pancang ini tergantung dari pada alat pancang ( pile driving ) yang tersedia maka untuk
melakukan panyambungan adalah sukar dan memerlukan alat penyambung khusus. (2) Precast Prestressed Concrete Pile Precast Prestressed Concrete Pile adalah tiang pancang dari beton prategang yang menggunakan baja penguat dan kabel kawat sebagai gaya prategangnya. Gambar 4. Tiang pancang Precast Prestressed Concrete Pile Keuntungan pemakaian Precast prestressed concrete pile: Kapasitas beban pondasi yang dipikulnya tinggi. Tiang pancang tahan terhadap karat. Kemungkinan terjadinya pemancangan keras dapat terjadi. Kerugian pemakaian Precast prestressed concrete pile: Pondasi tiang pancang sukar untuk ditangani. Biaya permulaan dari pembuatannya tinggi. Pergeseran cukup banyak sehingga prategang sukar untuk disambung. (3) Cast in Place Pile Pondasi jenis tiang pancang ini merupakan pondasi dalam yang dibuat dari bahan beton bertulang yang metode pelaksanaannya di cetak di tempat dengan jalan dibuatkan lubang terlebih dahulu dalam tanah dengan cara mengebor tanah seperti pada pengeboran tanah pada waktu penyelidikan tanah. Pada Cast in Place ini dapat dilaksanakan dua cara: Dengan pipa baja yang dipancangkan ke dalam tanah, kemudian diisi dengan beton dan ditumbuk sambil pipa tersebut ditarik keatas.
Dengan pipa baja yang di pancangkan ke dalam tanah, kemudian diisi dengan beton, sedangkan pipa tersebut tetap tinggal di dalam tanah. Gambar 5.Tiang pancang cast in place Keuntungan pemakaian Cast in Place: Pembuatan tiang tidak menghambat pekerjan. Tiang ini tidak perlu diangkat, jadi tidak ada resiko rusak dalam transport. Panjang tiang dapat disesuaikan dengan keadaan dilapangan. Kerugian pemakaian Cast in Place: Pada saat penggalian lubang, membuat keadaan sekelilingnya menjadi kotor akibat tanah yang diangkut dari hasil pengeboran tanah tersebut. Pelaksanaannya memerlukan peralatan yang khusus. Beton yang dikerjakan secara Cast in Place tidak dapat dikontrol. (c). Tiang pancang baja Tiang pancang dari bahan baja biasanya menggunakan profil berbentuk H, bahan baja memiliki kekuatan yang sangat besar sehingga dalam pengangkutan dan pemancangan tidak menimbulkan bahaya patah seperti halnya pada tiang beton precast. Jadi pemakaian tiang pancang baja ini akan sangat bermanfaat apabila kita memerlukan tiang pancang yang panjang dengan tahanan ujung yang besar. Tingkat karat pada tiang pancang baja sangat berbeda-beda terhadap texture tanah, panjang tiang yang berada dalam tanah dan keadaan kelembaban tanah. Karat /korosi yang terjadi karena udara (atmosphere corrosion) pada bagian tiang
yang terletak di atas tanah dapat dicegah dengan pengecatan seperti pada konstruksi baja biasa. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam penggunaan material baja sebagai tiang pancang yaitu : (1) Perlindungan Terhadap Korosi Bilamana korosi pada tiang pancang baja mungkin dapat terjadi, maka panjang atau ruas-ruasnya yang mungkin terkena korosi harus dilindungi dengan pengecatan menggunakan lapisan pelindung yang telah disetujui dan/atau digunakan logam yang lebih tebal bilamana daya korosi dapat diperkirakan dengan akurat dan beralasan. Umumnya seluruh panjang tiang baja yang terekspos, dan setiap panjang yang terpasang dalam tanah yang terganggu di atas muka air terendah, harus dilindungi dari korosi. (2) Kepala Tiang Pancang Sebelum pemancangan, kepala tiang pancang harus dipotong tegak lurus terhadap panjangnya dan topi pemancang (driving cap) harus dipasang untuk mempertahankan sumbu tiang pancang segaris dengan sumbu palu. Sebelum pemancangan, pelat topi, batang baja atau pantek harus ditambatkan pad pur, atau tiang pancang dengan panjang yang cukup harus ditanamkan ke dalam pur (pile cap). (3) Perpanjangan Tiang Pancang Perpanjangan tiang pancang baja harus dilakukan dengan pengelasan. Pengelasan harus dikerjakan sedemikian rupa hingga kekuatan penampang baja semula dapat ditingkatkan. Sambungan harus dirancang dan dilaksanakan dengan cara sedemikian hingga dapat menjaga alinyemen dan posisi yang benar pada ruas-ruas tiang pancang. Bilamana tiang pancang pipa atau kotak akan diisi dengan beton setelah pemancangan, sambungan yang dilas harus kedap air. (4) Sepatu Tiang Pancang Pada umumnya sepatu tiang pancang tidak diperlukan pada profil H atau profil baja gilas lainnya. Namun bilamana tiang pancang akan dipancang di tanah keras, maka ujungnya dapat diperkuat dengan menggunakan pelat baja tuang atau dengan mengelaskan pelat atau siku baja untuk menambah ketebalan baja. Tiang pancang pipa atau kotak dapat juga dipancang tanpa sepatu, tetapi bilamana ujung dasarnya tertutup diperlukan, maka penutup ini dapat dikerjakan dengan cara
mengelaskan pelat datar, atau sepatu yang telah dibentuk dari besi tuang, baja tuang atau baja fabrikasi. Keuntungan pemakaian Tiang Pancang Baja: pancang ini mudah dalam dalam hal penyambungannya. Tiang pancang ini memiliki kapasitas daya dukung yang tinggi. Dalam hal pengangkatan dan pemancangan tidak menimbulkan bahaya patah. Kerugian pemakaian Tiang Pancang Baja: Tiang pancang ini mudah mengalami korosi. Bagian H pile dapat rusak atau di bengkokan oleh rintangan besar.