PENYELIDIKAN TANAH UNTUK PONDASI NAMA KELOMPOK : VERONICA ALA’ (1434031) RICKY H.T (1434040) GERARD EFRAN R. (1434046) SIGRIT T. (1434041) SELFI PAKAMBAN (1434901)

MATERI PRESENTASE Penyelidikan Tanah Pondasi Tiang Pancang Tujuan Penyelidikan Tanah Pengertian Tiang Pancang Penggolongan Tiang Pancang Pondasi Bore Pile Perencangan Tiang Pancang PerhitunganTiang Pancang Contoh Soal

Tujuan penyelidikan tanah: untuk menentukan kondisi alamiah darilapisan-lapisan tanah di lokasi yang ditinjau untuk melakukan uji lapangan menentukan kapasitas daya dukung tanah mengetahui kealaman muka air tanah memprediksi besar kecilnya penurunan yang akan terjadi menentukan kedalaman lapisan tanah keras

Salah satu alat yang digunakan untuk pengujian tanah yaitu Sondir Salah satu alat yang digunakan untuk pengujian tanah yaitu Sondir. Sondir merupakan pengujian untuk mengetahui karakteristik tanah yang dilakukan di lapangan atau lokasi yang akan dilakukan pembangunan konstruksi.

Penggunaan Sondir Pemasangan pondasi sondir Pengaturan posisi sondir Pengambilan sampel tanah

PONDASI BORE PILE Pondasi Bore Pile adalah jenis pondasi dalam yang berbentuk tabung, yaitu berfungsi meneruskan beban struktur bangunan diatasnya dari permukaan tanah sampai lapisan tanah keras di bawahnya. Pondasi bore pile memiliki fungsi yang sama dengan pondasi tiang pancang atau pondasi dalam lainya. Perbedaan di antara keduanya adalah pada cara pelaksanaan pengerjaanya.

Ada beragam jenis alat dan cara untuk pelaksanaan pembuatan pondasi bore pile, diantaranya: Alat Bore Pile mini crane . Dengan menggunakan alat / mesin bore mini crane bisa dilakukan pengeboran dengan diameter 30cm sampai 60cm dengan pilihan kedalaman 6meter sampai 24meter bahkan lebih. Yaitu dengan cara menggunakan wash borring / bor basah. Wash borring membutuhkan air yang cukup banyak untuk mempermudah pelaksanaan pekerjaan bore pile.

Keunggulan Bore Pile Mini Crane: 1. Praktis Saat mobilisasinya. 2. Mudah Dalam pengoperasianya. 3. Tidak Menimbulkan getaran terhadap lingkungan sekitar. 4. Memenuhi syarat teknik dan spesifikasi bangunan.

Kemampuan mesin Bore Pile Mini Crane : Dapat Melakukan pengeboran dari diameter 30 cm sampai dengan 60 cm. Kedalaman Dapat mencapai 24 meter atau sampai kedalaman tanah keras di daerah tersebut sesuai data soundir. Dapat dioperasikan dengan dua cara, sistem wash borring maupun sistem dry drilling.

Kecepatan pelaksanaan pekerjaan tergantung pada beberapa faktor sebagai berikut: Kondisi lapisan tanah setempat. Lokasi kerja ( bobokan pondasi lama,dan bekas instalasi lainya pada bangunan lama, dll) Kelancaran droping material Kesiapan pembuangan limbah hasil pengeboran.

PENGECORAN BORE PILE Untuk memisahkan adukan beton dari lumpur limbah pengboran di awal pengecoran, maka di gunakan kantong plastik yang diisi adukan beton dan diikat dengan kawat beton kemudian digantung di bagian dalam lubang tremi satu meter kebawah dari corong pipa tremi. Setelah persiapan pengecoran selesai, beton slump 18+-2cm ditampung di dalam corong tremi dan ditahan oleh bola plastik yang berisi adukan beton setelah cukup penuh bola kantong plastik dilepas sehingga beton mendorong lumpur yang ada di dalam lubang tremi. Pengecoran dilakukan secara terus-menerus untuk menghidari kemacetan pada pipa tremi. Dengan sistem tremi ini pengecoran dimulai dari dasar lubang dengan mendorong air / lumpur dari bawah menuju keluar lubang.

PENGECORAN BORE PILE Setelah pipa tremi penuh dan ujung pipa tremie tertanam beton sehingga beton tidak dapat mengalir karena ada tekanan dari bawah. Untuk memperlancar adukan beton didalam pipa tremi,  maka harus dilakukan hentakan-hentakan pada pipa tremi. Pipa tremi harus selalu tertanam di dalam adukan beton dan pengisian di dalam corong harus dijaga terus menerus agar corong tidak kosong. Pipa tremi dilepas setiap 3 meter akan tetapi ujung pipa di dalam harus dalam keadaan tertanam di dalam beton. Pengecoran dihentikan setelah adukan beton yang naik ke permukaan telah bersih dari lumpur. Setelah pekerjaan pengecoran selesai, semua peralatan pengecoran dibersihkan dari sisa beton dan lumpur dan disiapkan kembali untuk dipakai pada titik bor selanjutnya.

Proses pengeboran lokasi Bore Pile Pemasangan tulangan Bore Pile Persiapan pengecoran Bore Pile pengecoran Bore Pile

PONDASI TIANG PANCANG ( PILE CAP FOUNDATION ) Tiang pancang saat ini banyak digunakan di Indonesia sebagai pondasi bangunan, seperti jembatan, gedung bertingkat, pabrik atau gedung-gedung industri, menara, dermaga, bangunan mesin-mesin berat,  dll. Dimana semuanya merupakan konstruksi-konstruksi yang memiliki dan menerima beban yang relatif berat. Penggunaan tiang pancang untuk konstruksi biasanya bertitik tolak pada beberapa hal mendasar seperti anggapan adanya beban yang besar sehingga pondasi langsung jelas tidak dapat digunakan, kemudian jenis tanah pada lokasi yang bersangkutan relatif lunak (lembek) sehingga pondasi langsung tidak ekonomis lagi untuk dipergunakan. 

Pemahaman Tiang pancang dari beberapa para ahli Bowles,1991 Tiang pancang adalah bagian-bagian konstruksi yang dibuat dari kayu, beton,dan atau baja, yang digunakan untuk meneruskan (mentransmisikan) beban-beban permukaan ke tingkat-tingkat permukaan yang lebih rendah di dalam massa tanah. 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 beban yang bekerja padanya (Sardjono HS, 1988). Atau apabila tanah yang mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan seluruh beban yang bekerja berada pada lapisan yang sangat dalam dari permukaan tanah kedalaman > 8 m (Bowles, 1991). Fungsi dan kegunaan dari pondasi tiang pancang adalah untuk memindahkan atau mentransfer beban-beban dari konstruksi di atasnya (super struktur) ke lapisan tanah keras yang letaknya sangat dalam.

Pemahaman Tiang pancang dari beberapa para ahli Sosrodarsono dan Nakazawa,2000 Pondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan gaya orthogonal ke sumbu tiang dengan jalan menyerap lenturan. Pondasi tiang dibuat menjadi satu kesatuan yang monolit dengan menyatukan pangkal tiang pancang yang terdapat di bawah konstruksi, dengan tumpuan pondasi.

Pemahaman Tiang pancang dari beberapa para ahli Hardiyatmo,2003 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 keatas, terutama pada bangunan-bangunan tingkat tinggi yang dipengaruhi oleh gaya-gaya penggulingan akibat angin. Tiang-tiang juga digunakan untuk mendukung bangunan dermaga.

Penggolongan Pondasi Tiang Pancang Berdasarkan pemakaian bahan dan karakteristik strukturnya Berdasarkan cara penyaluran beban

Berdasarkan pemakaian bahan dan karakteristik strukturnya Tiang Pancang Kayu Tiang pancang dengan bahan material kayu dapat digunakan sebagai tiang pancang pada suatu dermaga. 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-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. 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 katu 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. Sedangkan pengawetan serta pemakaian obat-obatan pengawet untuk kayu hanya akan menunda atau memperlambat kerusakan daripada kayu, akan tetapi tetap tidak akan dapat melindungi untuk seterusnya. Pada pemakaian tiang pancang kayu ini biasanya tidak diijinkan untuk menahan muatan lebih besar dari 25 sampai 30 ton untuk setiap tiang. Tiang pancang kayu ini sangat cocok untuk daerah rawa dan daerah-daerah dimana sangat banyak terdapat hutan kayu seperti daerah Kalimantan, sehingga mudah memperoleh balok/tiang kayu yang panjang dan lurus dengan diameter yang cukup besar untuk digunakan sebagai tiang pancang.

Persyaratan dari tiang pancang tongkat kayu tersebut adalah : bahan kayu yang dipergunakan harus cukup tua, berkualitas baik dan tidak cacat, contohnya kayu berlian. Semula tiang pancang kayu harus diperiksa terlebih dahulu sebelum dipancang untuk memastikan bahwa tiang pancang kayu tersebut memenuhi ketentuan dari bahan dan toleransi yang diijinkan. Semua kayu lunak yang digunakan untuk tiang pancang memerlukan pengawetan, yang harus dilaksanakan sesuai dengan AASHTO M133 – 86 dengan menggunakan instalasi peresapan bertekanan. Bilamana instalasi semacam ini tidak tersedia, pengawetan dengan tangki terbuka secara panas dan dingin, harus digunakan. Beberapa kayu keras dapat digunakan tanpa pengawetan, tetapi pada umumnya, kebutuhan untuk mengawetkan kayu keras tergantung pada jenis kayu dan beratnya kondisi pelayanan.

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 pilesebab 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. Hal seperti ini sering terjadi pada dermaga dimana terdapat tekanan kesamping dari kapal dan perahu.

Kerugian pemakaian tiang pancang kayu: Karena tiang pancang ini 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 kecil di bandingkan 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.

Berdasarkan pemakaian bahan dan karakteristik strukturnya 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 diberi 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 di bawah ini. Gambar 1. Tiang pancang beton precast concrete pile (Bowles, 1991)

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.

Tiang Pancang Baja. Pada umumnya, tiang pancang baja struktur harus berupa profil baja gilas biasa, tetapi tiang pancang pipa dan kotak dapat digunakan. Bilamana tiang pancang pipa atau kotak digunakan, dan akan diisi dengan beton, mutu beton tersebut minimum harus K250. Kebanyakan tiang pancang baja ini berbentuk profil H. Karena terbuat dari baja maka kekuatan dari tiang ini sendiri 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 teksture tanah, panjang tiang yang berada dalam tanah dan keadaan kelembaban tanah. Pada tanah yang memiliki texture tanah yang kasar/kesap, maka karat yang terjadi karena adanya sirkulasi air dalam tanah tersebut hampir mendekati keadaan karat yang terjadi pada udara terbuka. Pada tanah liat (clay) yang mana kurang mengandung oxygen maka akan menghasilkan tingkat karat yang mendekati keadaan karat yang terjadi karena terendam air. Pada lapisan pasir yang dalam letaknya dan terletak dibawah lapisan tanah yang padat akan sedikit sekali mengandung oxygen maka lapisan pasir tersebut juga akan akan menghasilkan karat yang kecil sekali pada tiang pancang baja.

Pada umumnya tiang pancang baja akan berkarat di bagian atas yang dekat dengan permukaan tanah. Hal ini disebabkan karena Aerated-Condition (keadaan udara pada pori-pori tanah) pada lapisan tanah tersebut dan adanya bahan-bahan organis dari air tanah. Hal ini dapat ditanggulangi dengan memoles tiang baja tersebut dengan (coaltar) atau dengan sarung beton sekurang-kurangnya 20” (± 60 cm) dari muka air tanah terendah. 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.

.Tumpuan Geser/Sisi (Friction Pile) Berdasarkan cara penyaluran beban, pondasi tiang pancang dapat dibedakan atas: (Hardiyatmo, 2002) Tumpuan Ujung (End Bearing Pile)  .Tumpuan Geser/Sisi (Friction Pile)

a. Tumpuan Ujung (End Bearing Pile) : Penyaluran beban dimana sebagian besar daya dukungnya adalah akibat dari perlawanan tanah keras pada ujung tiang. Tiang yang dimasukan sampai lapisan tanah keras, secara teoritis dianggap bahwa seluruh beban tiang dipindahkan kelapisan keras melalui ujung tiang. Anggapan tanah keras yang dimaksudkan disini sebetulnya relatif dan tergantung dari beberapa faktor, antara lain seperti besar beban yang harus dipikul oleh tiang. Sehingga bisa saja ada anggapan asalkan  pada posisi dimana daya dukung tanahnya sudah mumpuni untuk mengimbangi besarnya beban yang dipikul tiang, maka disitu diasumsikan letak tanah keras berada. Anggapan ini tidak salah tapi juga tidak betul, namun supaya tidak terjadi perbedaan yang tajam dalam perspektif anggapan, maka untuk dianggap sebagai lapisan tanah pendukung yang baik, dapat digunakan ketentuan sebagai berikut : Lapisan non kohesif (pasir, kerikil) mempunyai harga standard penetration test (SPT), N > 35. Lapisan kohesif mempunyai harga kuat tekan bebas (Unconfined compression strength) qu antara 3 s/d 4 kg/cm2 atau N > 15 s/d 20. Dari hasil sondir dapat dipakai kira- kira harga perlawanan konis S ≥ 150 kg/cm2 untuk lapisan non kohesif, dan S ≥ 70 kg/cm2 untuk lapisan kohesif.

b. Tumpuan Geser/Sisi (Friction Pile) Penyaluran beban dimana sebagian besar daya dukungnya adalah akibat dari gesekan antara tanah dengan sisi- sisi tiang pancang, atau dengan kata lain kemampuan tiang pancang dalam menahan beban hanya mengandalkan gaya geseran antara tiang dengan tanah disekelilingnya. Hal ini bisa terjadi karena pada dasarnya kenyataan dilapangan mengenai data kondisi tanah tidak bisa diprediksi, sehingga sering kita menjumpai suatu keadaan dimana lapisan yang memenuhi syarat sebagai lapisan pendukung yang baik ditemui pada kedalaman yang dalam, sehingga untuk mendapatkan tumpuan ujungnya kita perlu merogoh kocek lebih dalam dikarenakan biayanya sangat mahal. Pada kenyataan seperti ini praktis daya dukung yang didapat adalah dari gesekan antara sisi tiang dengan tanah disekelilingnya namun bukan berarti perlawanan diujungnya kita anggap melempem atau tidak ada, tapi pada kenyataannya tumpuan diujung ini juga memiliki andil dalam memberikan sumbangan daya dukung walaupun itu kecil. Perbedaan dari kedua jenis tiang pancang ini, semata-mata hanya dari segi kemudahan, karena pada umumnya tiang pancang berfungsi sebagai kombinasi antara friction pile (tumpuan sisi) dan end bearing pile (tumpuan ujung). Kecuali tiang pancang yang menembus tanah yang sangat lembek sampai lapisan tanah dasar yang padat.

Beberapa point dalam perencanaan pondasi tiang pancang adalah sebagai berikut : Perhitungan kuat dukung pondasi, Perhitungan jumlah tiang pondasi, Perhitungan tebal dan dimensi pile cap, Kontrol gaya geser dua arah (geser pons), Kontrol gaya lateral (metode brooms), Penulangan pile cap, Gambar detail.

1. Perhitungan Kuat Dukung Pondasi Perhitungan kuat dukung pondasi sedikitnya ditinjau dengan 3 perhitungan yaitu : Kuat dukung pondasi berdasarkan kuat bahan (didapatkan dari spesifikasi pabrikan pondasi tiang pancang) Kuat dukung pondasi berdasarkan data SPT (dari nilai N-SPT dan kuat dukung masing- masing jenis tanah (soil properties) di setiap jenis lapisan). Kuat dukung pondasi berdasarkan nilai sondir (qc) Dari ketiga kuat dukung tersebut diambil nilai kuat dukung terkecil.

2. Perhitungan Jumlah Tiang Pondasi Perhitungan jumlah tiang pondasi dapat diperoleh dengan membagi reaksi beban maksumum yang terjadi dengan kuat dukung 1 tiang. 2.  Perhitungan Jumlah Tiang Pondasi

3. Perhitungan Tebal dan Dimensi Pile Cap Pada pengerjaan pondasi tiang pancang, yang menjadi perhatian sebelum ekseskusi pengerjaannya dilakukan adalah menentujan tebal dan dimensi pondasi yang akan dibuat. Hal ini dihitung berdasarkan data keadaan tanah di lapangan dikorelasikan dengan kedalam rumus-rumus terkait lainnya dengan daya dukung tanahnya maupun data lainnya yang mendukung pengerjaan tersebut. Jika semuanya telah diperhitungkan maka mengenai tebal dan dimensi pondasi yang akan digunakan boleh diperkirakan akan menahan beban bangunan di atasnya sebesar berapa dimensi maupun tebal pondasinya.

4. Kontrol Gaya Geser Dua Arah (geser pons) Perhitungan geser pons bertujuan untuk mengetahui apakah tebal pile cap cukup kuat untuk menahan beban terpusat yang terjadi. Bidang kritis untuk perhitungan geser pons dapat dianggap tegak lurus bidang pelat yang terletak pada jarak 0,5d dari keliling beban reaksi terpusat tersebut, dimana d adalah tinggi efektif pelat. Tegangan geser pons pada pile cap yang terjadi di sekitar beban terpusat (bidang kritis) ditunjukkan pada Gambar berikut :

Kontrol Gaya Geser Dua Arah (geser pons) Gambar. Gaya Geser Pons Dua Arah pada Pile Cap

5. Kontrol Gaya Lateral (Metode Brooms) Analisis ini dimaksudkan untuk mengetahui gaya lateral yang mampu ditahan oleh tiang pancang. Gaya lateral yang bekerja pada tiang pancang merupakan gaya geser yang bekerja pada dasar kolom yang ditentukan berdasarkan kuat momen maksimum (Mpr) pada kedua ujung kolom.

Keuntungan Pondasi Tiang Pancang : Biaya pembuatannya kemungkinan besar (dengan melihat letak lokasi dan lainnya), lebih murah bila dikonversikan dengan kekuatan yang dapat dihasilkan. Pelaksanaannya lebih mudah. Di Indonesia, peralatan yang digunakan tidak sulit untuk didapatkan. Para pekerja di Indonesia sudah cukup terampil untuk melaksanakan bangunan yang mempergunakan pondasi tiang pancang. Waktu pelaksanaannya relatif lebih cepat.

Secara umum pemakaian pondasi tiang pancang dipergunakan apabila tanah dasar dibawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul berat bangunan dan beban diatasnya, dan juga bila letak tanah keras yang memiliki daya dukung yang cukup untuk memikul berat dari beban bangunan diatasnya terletak pada posisi yang sangat dalam. Dari alasan itulah maka dalam mendesain Pondasi tiang pancang mutlak diperlukan informasi mengenai : Data tanah dimana bangunan akan didirikan.  Daya dukung dari tiang pancang itu sendiri (baik single pile ataupun group pile). Analisa negative skin friction (karena mengakibatkan beban tambahan).

Gaya geser negatif (negative skin friction) adalah suatu gaya yang bekerja pada sisi tiang pancang dimana gaya tersebut justru bekerja kearah bawah sehingga malah memberikan penambahan beban secara vertikal selain beban luar yang bekerja.Negative skin friction berbeda denganPositif skin friction, karena positif skin friction justru membantu memberikan gaya dukung pada tiang dalam melawan beban luar/vertikal yang bekerja dengan cara memberikan perlawanan geser disisi-sisi tiang, dengan arah kerja yang berlawanan dari arah gaya luar yang bekerja ataupun gaya dari negative skin friction tersebut.

Negatif skin friction terjadi ketika lapisan tanah yang diperkirakan mengalami penurunan yang cukup besar akibat proses konsolidasi, dimana akibat proses konsolidasi ini, tiang mengalami gaya geser dorong kearah bawah yang bekerja pada sisi sisi tiang (karena terbebani). keadaan ini disebut sebagai keadaan dimana tiang mengalami gaya geser negatif (negative skin friction). Nah....jika jumlah gaya gaya sebagai akibat dari beban luar dan gaya geser negatif ini melebihi gaya dukung tanah yang diizinkan, maka akan terjadilah penurunan tiang yang disertai dengan penurunan tanah disekitarnya.

Keadaan ini bisa terjadi karena tanahnya yang lembek, pemancangan pondasi pada daerah timbunan baru, atau akibat penurunan air tanah pada tanah yang lembek, dimana kondisi tersebut memungkinkan terjadinya penurunan atau konsolidasi tanah yang cukup besar. Pondasi tiang pancang hendaknya direncanakan sedemikian rupa sehingga gaya luar yang bekerja pada kepala tiang tidak melebihi gaya dukung tiang yang diizinkan. Adapun yang dimaksud dengan gaya dukung tiang yang diizinkan adalah meliputi aspek gaya dukung tanah yang diizinkan, tegangan pada bahan tiang perpindahan kepala tiang yang diizinkan, dan gaya- gaya lain (seperti perbedaan tekanan tanah aktif dan pasif). 

PERHITUNGAN PONDASI TIANG PANCANG 1. DAYA DUKUNG TIANG VERTIKAL Berdasarkan Data Sondir Berdasarkan Data N-SPT Berdasarkan Data Soil Properties

1. DAYA DUKUNG TIANG VERTIKAL Berdasarkan Data Sondir Jika perhitungan tiang pancang didasarkan terhadap tahanan ujung (q) dan tahanan selimut (c), persamaan daya dukung yang diijinkan adalah sebagai berikut : dimana : qsafe = Daya dukung tiang pancang ( Kn) Atiang = Luas penampang tiang pancang (m²) P = Nilai conus resistance (kN/m²) O = Keliling tiang pancang (m) L = Panjang tiang tiap harga cleef rata-rata (m) C = total friction (kN/m²)

Apabila tiang pancang yang dihitung berdasarkan pada rahanan ujung dan memindahkan beban yang diterima ke lapisan tanah keras dibawahnya maka rumus yang digunakan untuk menentukan daya dukung tanah terhadap tiang menjadi : Kemampuan terhadap kekuatan bahan : Dimana : Ptiang = kekuatan yang diijinkan pada tiang (kg) σtiang = tegangan tekan ijin bahan tiang (kg/cm²) Atiang = luas penampang tiang (cm²)

Jika pemancangan tiang sampai tanah keras sulit dilaksanakan karena letaknya sangat dalam, dapat digunakan tiang pancang yang daya dukungnya berdasarkan peletakan antara tiang dengan tanah (cleef). Persamaannya menjadi :

1. DAYA DUKUNG TIANG VERTIKAL Berdasarkan Data N-SPT Standart Penetration Test (SPT) Menghasilkan suatu nilai N (banyaknya pukulan) pada kedalaman tertentu. Daya dukung tiang pada tanah pondasi umumnya diperoleh dari jumlah daya dukung terpusat dan tahanan geser pada dinding. Besarnya daya dukung yang diijikan Ra, diperoleh dari pasangan berikut : Dimana : n = faktor keamanan Ru = daya dukung batas pada tanah pondasi (ton) Rp = daya dukung terousat tiang (ton) Rp = gaya geser dinding tiang (ton)

Dimana : qd = daya dukung terousat tiang (ton) A = luas ujung tiang (m²) U = panjang keliling tiang (m) Ii = tebal lapisan tiang dengan memperhitungkan geseran dinding tiang fi = besarnya gaya geser maksimum dari lapisan tanah dengan memperhitungkan geseran dinding tiang (ton/m²)

Perkiraan satuan (unit) daya dukung terpusat qd diperoleh dari hubungan antara L/D dan qd/N.L adalah panjang ekivalen penetrasi pada lapisan pendukung. D adalah diameter tiang, N adalah harga rata-rata N pada ujung tiang, yang didasrkan pada persamaan tiang berikut ini : Dimana : N = harga rata-rata untuk perencanaan tanah pondasi pada ujung tiang N1 = harga N pada ujung tiang N2 = harga rata-rata N pada jarak 4D dari ujung tiang

Grafik Perhitungan dari Intensitas Daya Dukung Ultimate tanah pondasi pada Ujung Tiang

1. DAYA DUKUNG TIANG VERTIKAL Berdasarkan Data Soil Properties Berdasarkan soil Properties dapat pula dihitung daya dukung tiang dengan rumus sebagai berikut : Dimana : qu = beban ultimate W = berat sendiri tiang ds = diameter tiang le = panjang efektif dinding tiang α = faktor kekuatan geser tanah pada dinding pile = 0,30- 0,50 C = kekuatan geser tanah didasar tiang db = diameter dasar tiang Cb = kekuatan tanah pada dasar tiang Nc = bearing capacity factor D = kedakaman/panjang tiang

Disamping itu perlu pula diperhitungkan adanya kondisi beban eksentris (momen) yang akan menyebabkan timbulnya momen luar disamping adanya beban terpusat vertikal. Dimana ; Xmax = absis maksimum dari tiang ke pusat berat kelompok tiang Ymax = ordinat maksimum tiang pancang ke pusat berat kelompok tiang Mx = momen yang bekerja pada kelompok tiang yang tegak lurus sumbu Y My = momen yang bekerja pada kelompok tiang yang tegak lurus sumbu X n = banyaknya tiang pancang (pile group) ny = banyak tiang dalam satu baris dalam arah sumbu Y nx = banyak tiang dalam satu baris dalam arah sumbu X ∑X² = jumlah kuadrat absis jarak tiang-tiang kepusat kelompok tiang ∑Y² = jumlah kuadrat ordinat jarak tiang-tiang kepusat berat kelompok tiang

PERHITUNGAN PONDASI TIANG PANCANG 2. DAYA DUKUNG TIANG HORISONTAL Beban horisontal yang mungkin bekerja pada tiang adalah beban sementara, terutama diakibatkan oleh beban gempa. Reaksi tiang terhadap beban horisontal ditentukan sekali oleh panjang tiang. Untuk tiang pendek (D/B < 20 ) kegagalan disebabkan oleh runtuhnya tanah disekeliling tiang, sedangkan pada tiang panjang (D/B > 20) kegagalan disebabkan oleh kerusakan struktural tiang.

Menurut Brom, daya dukung tiang pancang terhadap horisontal : Dimana : Hsp = daya dukung horisontal yang diijinkan (kN) Hu = daya dukung batas horisontal (kN) SF = faktor keamanan (digunakan 2)

γ = berat jenis tanah (kN/m²) Kp = koefisien tanah pasif Nilai Hu untuk tanah non kohesif tiang pancang didapat dari gambar dibawah ini. Gambar Grafik Beban Horisontal yang Diijinkan Dimana : γ = berat jenis tanah (kN/m²) Kp = koefisien tanah pasif B = diameter tiang (m) Myield = momen leleh (kNm)

Sedangkan menurut Standard Jepang (Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi, Ir. Suyono S.) daya dukung yang diijinkan dirumuskan sebagai berikut : Dimana : Ha = daya dukung horisontal yang diijinkan (kg) k = koefisien reaksi lapisan tanah (kg/cm²) δa = besarnya pergeseran normal (cm)

EI = kekakuan lentur tiang (kg/cm) y = besarnya pergeseran yang dicari (cm) Eo = modulus deformasi tanah (28 N)

CONTOH PERHITUNGAN Diketahui data – data sebagai berikut : Beban Normal maksimum N = 814.07 ton ; M = 90.671 ton Kuat tekan beton rencana fc’ = 35MPa ; fy = 400MPa Data Sondir pada kedalaman 12m (qc=250kg/cm2 dan JHL=1200 kg/cm) Dimensi tiang pancang yang akan dipasang 40×40 cm Hitung daya dukung dan desain jumlah tiang dalam satu grup pile cap –nya dengan memenuhi aspek perhitungan yang ada !

Daya dukung ijin satu tiang pancang berdasarkan data Sondir (CPT/Cone Penetration Test) P = (qc*Ap)/3 + (JHL*Ka)/5 = (250*40*40)/3 + (1200*40*4)/5 = 133,333+38,400 = 171733.33 kg = 171,7 Ton Daya dukung satu tiang pancang berdasarkan Sondir/CPT adalah 171.7ton Pembahasan :

Pembahasan : Daya dukung satu tiang pancang berdasarkan data SPT/Standart Penetration Test P = (Qu + Qsi)/3 Data SPT : Kedalaman (m) Jenis tanah N : 0.0 s/d 2.0      (lempung)        4 2.0 s/d 4.0      (lempung)      10 4.0 s/d 6.0      (lempung)      13 6.0 s/d 8.0      (lempung)     36 8.8 (8D)          (lempung)      40 —–> (8*0.4)=3.2 m ; —-> 12m-3.2m = 8.8 m 10                    (lempung)     44 10.0 s/d 12.0    (pasir)          50  —–> kedalaman tiang pancang rencana 12m 13.2 (3D)        (pasir)            52 —–> (3*0.4)= 1.2 ; ——-> 12m+1.2m = 13.2 m

Pembahasan : Qu = (40*Nb*Ap) ; ——-> Nb = (N1 + N2)/2 Nb1 = (40+50)/2 ; —–> Nb1= 45 Nb2 = (50+52)/2 ; —–> Nb2= 51 Nb  = (45+51)/2 ; —–> Nb = 48 Qu = (40*48*Ap) ; ——> Ap = 0.4*0.4 ; —–> Ap=0.16 = (40*48*0.16) = 307.2ton

Pembahasan : Daya dukung Gesek/Friction tiang pancang berdasarkan data SPT Qsi = qs*Asi pada lapisan tanah hingga kedalam1- 10 m adalah jenis tanah lempung, dan lapisan tanah pada kedalaman 10-12 m adalah pasir . qs —> untuk pasir 0.2N qs —> untuk lempung 0.5N

Pembahasan : kedalaman 0-10 (jenis tanah lempung) qs1 = 0.5N*Asi ; (ket ; 0.5N adalah karena jenis tanah lempung) Asi = keliling penampang tiang pancang*tebal Asi = (0.4*4)*10; –> Asi = 16 m2 qs1 = 0.5*48*16 ; –> qs1=384ton kedalaman 12 m —> jenis tanah pasir qs2 = 0.2N*Asi ;  (ket 0.2N karena jenis tanah adalah pasir) Asi = 0.4*4*2 = 3.2 m2 qs2 = ( 0.2 )* ( 48 )*( 3.2 ) = 30.72I ton Qsi = qs1+qs2 ;     Qsi = 384 ton + 30.72 ton Qsi = 414.72ton

Pembahasan : Daya dukung satu tiang pancang berdasarkan SPT Pu = (Qu +Qsi)/3 ; Pu = (307.2+414.72)/3 Pu = 240.64ton Kesimpulan Nilai terkecil daya dukung satu tiang pancang dari metode CPT dan SPT yang akan dipergunakan pada perencanaan selanjutnya. Daya dukung satu tiang pancang berdasarkan CPT = 171.7ton berdasarkan SPT = 240.67ton Maka nilai daya dukung satu tiang pancang yang akan dipergunakan selanjutnya adalah berdasarkan CPT.

Pembahasan : Menghitung jumlah tiang pancang yang akan dipergunakan dalam satu kolom-pile cap / poer Beton . Beban Normal Maksimum N=814.07 ton,  Momen M = 90.671 ton-meter. Daya dukung ijin satu tiang pancang P = 171 ton maka jumlah tiang pancang yang dibutuhkan : n= 814.07/171 = 5 buah. Karena adanya efisiensi tiang pancang dalam satu grup tiang pancang yang akan mengurangi daya dukung satu tiang pancang, maka dipasang tiang pancang pada kolom tersebut 9 buah. Dimensi satu tiang pancang 40 / 40 cm.

Cek daya dukung tiang pancang akibat efisiensi. Pu = N+Tx+Ty          —–> Tx = M*ex/(x1²+x2²+. . . +xn²) —–> Ty = M*ey/(y1²+y2²+. . . +yn²) Dimensi tiang pancang 40/40cm Tx = 90.671*1.2/(3*1.2²+3*0²+3*1.2²)  —–> Tx = 108.81tm/8.64 Tx = 12.594 ton Ty = 90.671*1.2/(3*1.2²+3*0+3*1.2²) ——> Ty = 108.81/8.64 Ty = 12.594 ton Pu = 814.07+12.594+12.594  Pu = 839.258 ≤9*171=1539ton (aman) Kesimpulan : Untuk beban aksial/normal pada kolom di atas menggunakan 9 tiang pancang pada satu grup pilecap

TIANG PANCANG Proses pemancangan dilakukan Pengangkatan Tiang Pancang dengan Crane Peletakan Tiang Pancang pada posisi pondasi Proses pemancangan dilakukan