DASAR TEORI Pondasi merupakan bagian paling bawah dari suatu konstruksi yang mempunyai fungsi untuk meneruskan beban konstruksi ke dalam lapisan tanah yang berada di bawah pondasi. Suatu perencanaan pondasi dikatakan benar apabila beban yang diteruskan oleh pondasi ke dalam tanahtidak melampaui kekuatan tanah yang bersangkutan. Apabila kekuatan tanah dilampaui maka akan terjadi penurunan dan keruntuhan tanah yang berlebihan. Kedua hal ini yang dapat menyebabkan terjadinya kerusakan konstruksi yang berada diatasnya. Banyak faktor yang mempengaruhi penentuan bentuk dan jenis pondasi, tergantung dari segi mana kita meninjaunya.Dari segi ekonomis dapat diambil dengan contoh besarnya biaya yang tersedia dan waktu pelaksanaan. Dari segi teknis yang sangat menentukan dalam pemilihan bentuk dan jenis pondasiantara lain : a. Keadaan perlapisan tanah. b. Letak atau kedalaman lapisan tanah kuat c. Beban terbesar struktur yang harus dipikul pondasi.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
DASAR TEORI
Pondasi merupakan bagian paling bawah dari suatu konstruksi yang mempunyai
fungsi untuk meneruskan beban konstruksi ke dalam lapisan tanah yang berada di bawah
pondasi. Suatu perencanaan pondasi dikatakan benar apabila beban yang diteruskan oleh
pondasi ke dalam tanahtidak melampaui kekuatan tanah yang bersangkutan. Apabila
kekuatan tanah dilampaui maka akan terjadi penurunan dan keruntuhan tanah yang
berlebihan. Kedua hal ini yang dapat menyebabkan terjadinya kerusakan konstruksi yang
berada diatasnya.
Banyak faktor yang mempengaruhi penentuan bentuk dan jenis pondasi, tergantung
dari segi mana kita meninjaunya.Dari segi ekonomis dapat diambil dengan contoh besarnya
biaya yang tersedia dan waktu pelaksanaan.
Dari segi teknis yang sangat menentukan dalam pemilihan bentuk dan jenis
pondasiantara lain :
a. Keadaan perlapisan tanah.
b. Letak atau kedalaman lapisan tanah kuat
c. Beban terbesar struktur yang harus dipikul pondasi.
Dari uraian tersebut di atas maka perlu di pertimbangkan faktor-faktor yang
mempengaruhi pemilihan bentuk dan jenis pondasi. Apabila di tinjau dari segi kedalaman
pondasi (D) dan lebar pondasi (B) maka ada beberapa hal yang harus diperhatikan, bila
terletak pada D < 1, menggunakan pondasi dangkal. Pondasi dangkal terdiri dari :
Pondasi setempat, pondasi menerus dan pondasi plat.
Bila terletak pada D > 4, menggunakan pondasi dalam, maka sebaiknya dipilih pondasi
tiang pancang.Untuk itu perlu dilakukan test tanah guna mengetahui daya dukung, dan jenis
tanah, dan lainnya
PONDASI TIANG PANCANG (PILE FOUNDATION)
Pondasi tiang pancang (pile foundation) adalah bagian dari struktur yang digunakan
untuk menerima dan mentransfer (menyalurkan) beban dari struktur atas ke tanah penunjang
yang terletak pada kedalaman tertentu. Tiang pancang bentuknya panjang dan langsing yang
menyalurkan beban ke tanah yang lebih dalam. Bahan utama dari tiang adalah kayu, baja
(steel), dan beton. Tiang pancang yang terbuat dari bahan ini adalah dipukul, dibor atau di
dongkrak ke dalam tanah dan dihubungkan dengan pile cap (poer). Tergantung juga pada tipe
tanah, material dan karakteristik penyebaran beban tiang pancnag diklasifikasikan berbeda-
beda.
Pondasi tiang sudah digunakan sebagai penerima beban dan sistem transfer beban bertahun-
tahun. Pada awal peradaban, dari komunikasi, pertahanan, dan hal-hal yang strategik dari
desa dan kota yang terletak dekat sungai dan danau. Oleh sebab itu perlu memperkuat tanah
penunjang dengan beberapa tiang. Tiang yang terbuat dari kayu (timber pile) dipasang
dengan dipukul ke dalam tanah dengan tanah atau lubang yang digali dan diisi dengan pasir
dan batu.
Pada tahun 1740, Christoffoer Polhem menemukan peralatan pile driving yang mana
menyerupai mekanisme Pile driving saat ini. Tiang baja (steel pile) sudah digunakan selama
1800 dan tiang beton (concrete pile) sejak 1900. Revolusi industri membawa perubahan yang
penting pada sistem pile driving melalui penemuan mesin uap dan mesin diesel. Lebih lagi
baru-baru ini, meningkatnya permintaan akan rumah dan konstruksi memaksa para
pengembang memanfaatkan tanah-tanah yang mempunyai karakteristik yang kurang bagus.
Hal ini membuat pengembangan dan peningkatan sistem pile driving. Saat ini banyak teknik-
teknik instalansi tiang pancang bermunculan.
Seperti tipe pondasi yang lainnya, tujuan dari pondasi tiang adalah:
1. Untuk menyalurkan beban pondasi ke tanah keras
2. Untuk menahan beban vertikal, lateral, dan beban uplift.
Struktur yang menggunakan pondasi tiang pancang apabila tanah dasar tidak
mempunyai kapasitas daya pikul yang memadai. Kalau hasil pemeriksaan tanah
menunjukkan bahwa tanah dangkal tidak stabil dan kurang keras apabila besarnya hasil
estimasi penurunan tidak dapat diterima pondasi tiang pancang dapat menjadi bahan
pertimbangan. Lebih jauh lagi, estimasi biaya dapat menjadi indicator bahwa pondasi tiang
pancang biayanya lebih murah daripada jenis pondasi yang lain dibandingkan dengan biaya
perbaikan tanah.
Dalam kasus konstruksi berat, sepertinya bahwa kapasitas daya pikul dari tanah dangkal tidak
akan memuaskan, dan konstruksi seharusnya di bangun di atas pondasi tiang. Tiang pancang
juga digunakan untuk kondisi tanah yang normal untuk menahan beban horizontal. Tiang
pancang merupakan metode yang tepat untuk pekerjaan diatas air, seperti jertty atau dermaga.
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.
Dalam pelaksanaan pemancangan pada umumnya dipancangkan tegak lurus dalam
tanah, tetapi ada juga dipancangkan miring (battle pile) untuk dapat menahan gaya-gaya
horizontal yang bekerja. Hal seperti ini sering terjadi pada dermaga dimana terdapat tekanan
kesamping dari kapal dan perahu. Sudut kemiringan yang dapat dicapai oleh tiang tergantung
dari alat yang dipergunakan serta disesuaikan pula dengan perencanaannya.
Pondasi tiang digolongkan berdasarkan kualitas bahan material dan cara pelaksanaan.
Menurut kualitas bahan material yang digunakan, tiang pancang dibedakan menjadi empat
yaitu tiang pancang kayu, tiang pancang beton, tiang pancang baja, dan tiang pancang
composite (kayu – beton dan baja – beton).
Tiang pancang umumnya digunakan:
1. Untuk mengangkat beban-beban konstruksi diatas tanah kedalam atau melalui
sebuah stratum/lapisan tanah. Didalam hal ini beban vertikal dan beban lateral
boleh jadi terlibat.
2. Untuk menentang gaya desakan keatas, gaya guling, seperti untuk telapak ruangan
bawah tanah dibawah bidang batas air jenuh atau untuk menopang kaki-kaki
menara terhadap guling.
3. Memampatkan endapan-endapan tak berkohesi yang bebas lepas melalui kombinasi
perpindahan isi tiang pancang dan getaran dorongan. Tiang pancang ini dapat
ditarik keluar kemudian.
4. Mengontrol lendutan/penurunan bila kaki-kaki yang tersebar atau telapak berada
pada tanah tepi atau didasari oleh sebuah lapisan yang kemampatannya tinggi.
5. Membuat tanah dibawah pondasi mesin menjadi kaku untuk mengontrol amplitudo
getaran dan frekuensi alamiah dari sistem tersebut.
6. Sebagai faktor keamanan tambahan dibawah tumpuan jembatan dan atau pir,
khususnya jika erosi merupakan persoalan yang potensial.
7. Dalam konstruksi lepas pantai untuk meneruskan beban-beban diatas permukaan air
melalui air dan kedalam tanah yang mendasari air tersebut. Hal seperti ini adalah
mengenai tiang pancang yang ditanamkan sebagian dan yang terpengaruh oleh baik
beban vertikal (dan tekuk) maupun beban lateral (Bowles, 1991).
Pondasi tiang pancang dibuat ditempat lain (pabrik, dilokasi) dan baru dipancang
sesuai dengan umur beton setelah 28 hari. Karena tegangan tarik beton adalah kecil,
sedangkan berat sendiri beton adalah besar, maka tiang pancang beton ini haruslah diberi
tulangan yang cukup kuat untuk menahan momen lentur yang akan timbul pada waktu
pengangkatan dan pemancangan.
Kriteria dan jenis pemakaian tiang pancang
Dalam perencanaan pondasi suatu konstruksi dapat digunakan beberapa
macam tipe pondasi. Pemilihan tipe pondasi yang digunakan berdasarkan atas
beberapa hal, yaitu:
a. Fungsi bangunan atas yang akan dipikul oleh pondasi tersebut;
b. Besarnya beban dan beratnya bangunan atas;
c. Kondisi tanah tempat bangunan didirikan;
d. Biaya pondasi dibandingkan dengan bangunan atas.
Kriteria pemakaian tiang pancang dipergunakan untuk suatu pondasi bangunan
sangat tergantung pada kondisi:
a. Tanah dasar di bawah bangunan tidak mempunyai daya dukung (misalnya
pembangunan lepas pantai)
b. Tanah dasar di bawah bangunan tidak mampu memikul bangunan yang ada diatasnya
atau tanah keras yang mampu memikul beban tersebut jauh dari permukaan tanah
c. Pembangunan diatas tanah yang tidak rata
d. Memenuhi kebutuhan untuk menahan gaya desak keatas (uplift)
A. Penggolongan Pondasi Tiang Pancang
Pondasi tiang pancang dapat digolongkan berdasarkan pemakaian bahan, cara tiang
meneruskan beban dan cara pemasangannya, berikut ini akan dijelaskan satu persatu.
Pondasi tiang pancang menurut pemakaian bahan dan karakteristik strukturnya.
Tiang pancang dapat dibagi kedalam beberapa kategori (Bowles, 1991) antara lain:
1. 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.
a. 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 pur (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.
b. 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.
c. 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.
d. 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.
a. Keuntungan pemakaian tiang pancang kayu
1. Tiang pancang dari kayu relatif lebih ringan sehingga mudah dalam
pengangkutan.
2. Kekuatan tarik besar sehingga pada waktu pengangkatan untuk pemancangan
tidak menimbulkan kesulitan seperti misalnya pada tiang pancang beton
precast.
3. Mudah untuk pemotongannya apabila tiang kayu ini sudah tidak dapat masuk
lagi ke dalam tanah.
4. Tiang pancang kayu ini lebih baik untuk friction pile dari pada untuk end
bearing pile sebab tegangan tekanannya relatif kecil.
5. 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.
b. Kerugian pemakaian tiang pancang kayu:
1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. Tiang pancang kayu tidak tahan terhadap benda-benda yang agresif dan jamur
yang menyebabkan kebusukan.
2. Tiang Pancang Beton
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.
a. Keuntungan pemakaian Precast Concrete Reinforced Pile:
1. Precast Concrete Reinforced Pile ini mempunyai tegangan tekan yang besar,
hal ini tergantung dari mutu beton yang di gunakan.
2. Tiang pancang ini dapat di hitung baik sebagai end bearing pile maupun
friction pile.
3. 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.
4. 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.
b. Kerugian pemakaian Precast Concrete Reinforced Pile
1. Karena berat sendirinya maka transportnya akan mahal, oleh karena itu
Precast reinforced concrete pile ini di buat di lokasi pekerjaan.
2. Tiang pancang ini di pancangkan setelah cukup keras, hal ini berarti
memerlukan waktu yang lama untuk menunggu sampai tiang beton ini dapat
dipergunakan.
3. Bila memerlukan pemotongan maka dalam pelaksanaannya akan lebih sulit
dan memerlukan waktu yang lama.
4. 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.