per. pond tiang pancang JEMBATAN

UNTUK PERENCANAAN LEBIH LANJUT
KE: BAB 4,5 DAN PENUTUP
EMAIL: martindsp@gmail.com
HUBUNGI:081513274460

BAB I
PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang
Bersamaan dengan peningkatan kegiatan ekonomi, maka meningkat pula mobilitas manusia, barang dan jasa. Semua ini akan membutuhkan tingkat pelayanan transportasi yang luar biasa berupa kebutuhan akan prasarana dan sarana transportasi yang memadai baik didaerah perkotaan itu maupun di wilayah sekitarnya. Penataan sistem transportasi yang baik terus dilakukan baik dengan pembangunan jalan baru maupun dengan pelebaran jalan yang ada. Untuk menunjang pelebaran jalan yang melintasi sungai, saluran, jurang, kanal, jalan kereta api atau jalan lain maka diperlukan pula penyediaan pelebaran jembatan sehingga dapat dihindari terjadinya bottle neck (penyempitan jalan) disekitar jembatan tersebut.
Disamping itu jembatan harus mempunyai tingkat keamanan dan kenyamanan yang tinggi bagi pemakainya sehingga dapat menghindari kejadian-kejadian yang tidak diinginkan. Untuk membangun jembatan yang aman diantaranya jembatan tersebut harus mempunyai pondasi yang kuat. Pondasi jembatan tersebut terdiri dari beberapa tipe, salah satu diantaranya adalah pondasi tiang pancang yang akan digunakan untuk perencanaan Jembatan Jalan Akses Marunda Wilayah Kotamadya Jakarta Utara
Kebanyakan pada umumnya tiang pancang dipancangkan kedalam tanah, akan tetapi ada beberapa tipe yang di cor setempat dengan cara dibuatkan lubang terlebih dahulu dengan mengebor tanah, sebagaimana kalau mengebor untuk penyelidikan tanah.
Selanjutnya tiang pancang sebagai pondasi dapat dianggap sebagai tanah yang diperkuat oleh tulangan sehingga dapat meningkatkan daya dukungnya dan merubah kelakuan perubahan bentuknya, hampir sama dengan beton yang diperkuat oleh baja pada struktur beton bertulang dan beton pratekan.
Berdasarkan hal tersebut diatas, maka pada perencanaan pondasi tiang pancang Jembatan Jalan Akses Marunda ini tipe pondasi yang akan digunakan adalah pondasi tiang pancang dengan menggunakan bahan beton pratekan.

I. 2. Maksud dan Tujuan
Maksud dari perencanaan pondasi tiang pancang yang dilakukan pada Jembatan Marunda ini adalah untuk mendapatkan dimensi dan jumlah tiang pancang yang akan digunakan pada pelaksanaan pembangunan jembatan tersebut. Sedangkan tujuan dari perencanaan ini adalah sebagai langkah dalam menganalisa struktur pondasi dan penelitian lebih detail serta sebagai bahan masukan kepada konsultan perencana tentang gambaran awal dari perencanaan pondasi yang dihasilkan.

1.3. Batasan Masalah
Batasan masalah yang akan dibahas pada perencanaan pondasi tiang pancang Jembatan jalan akses Marunda ini meliputi :
1. Mengumpulkan data teknis Jembatan Jalan akses Marunda.
Data teknis jembatan Jalan akses Marunda ini meliputi :
a) Data sondir, boring dan SPT yang diterbitkan oleh Unit Penelitian dan Pengukuran DPU DKI Jakarta.
2. Untuk perhitungan beban diambil dari perhitungan konsultan lihat lampiran
3. Menentukan pondasi dasar, dimensi dan daya dukung tiang pancang.
4. Menghitung perencanaan pondasi tiang pancang berdasarkan parameter tanah dengan menggunakan metode Statis Meyerhoff, sedangkan berdasarkan pengujian di lapangan (sondir) menggunakan metode Schmertmann & Nottingham dan N-SPT
5. Menentukan jumlah dan jarak dari tiang pancang.
6. Menghitung abutment/poer di dua titik A1 (ujung) dan P1 (tengah).

1.4. SISTEMATIKA PENULISAN
Karya tulis ini terdiri atas lima bab :
Bab. I : Pendahuluan
Bab ini membahas mengenai latar belakang perencanaan, maksud dan tujuan perencanaan , Batasan Masalah dan Sistimatika penulisan.
Bab.II : Dasar-Dasar Teori
Bab ini berisi landasan teori, penjelasan mengenai formula-formula yang akan digunakan dalam perencanaan pondasi tiang pancang, pemilihan jenis pondasi tiang pancang.
Bab.III : Gambaran Umum Lokasi Jembatan
Berisi tentang gambaran umum lokasi yamg meliputi : denah, prosedur perencanaan pondasi tiang pancang dan data pembebanan.

Bab.IV : Perhitungan Pondasi Tiang Pancang
Dalam bab ini dikemukakan pembahasan tentang perhitungan pondasi tiang pancang dengan menggunakan metode statis Meyerhoff, Schmertmann & Nottingham dan N-SPT serta hasil akhir perhitungan adalah berupa jumlah pondasi yang digunakan dan penurunan yang akan terjadi.
Bab. V : Kesimpulan Dan Saran.
Bab ini mengumpulkan isi pokok penulisan baik mengenai pokok masalah, penyebab maupun alternatif pemecahannya. Berdasarkan kesimpulan tersebut penulis akan memberikan saran-saran yang diharapkan berguna bagi pelaksanaan pembangunannya.

BAB II
DASAR-DASAR TEORI

2.1. UMUM
Dalam setiap bangunan, diperlukan pondasi sebagai dasar bangunan yang kuat dan kokoh. Hal ini disebabkan pondasi sebagai dasar bangunan harus mampu memikul seluruh beban bangunan dan beban lainnya yang turut diperhitungkan, serta meneruskannya kedalam tanah sampai kelapisan atau kedalaman tertentu.
Dalam perencanaan pondasi untuk suatu konstruksi dapat digunakan beberapa macam tipe pondasi.
Pemilihan tipe pondasi ini didasarkan atas :
- Fungsi bangunan atas (super structure) yang akan dipikul oleh pondasi tersebut.
- Besarnya beban yang diteruskan oleh pondasi ke dalam tanah tidak melampaui daya dukung tanah agar pondasi tetap stabil.
- Keadaan tanah dimana bangunan tersebut akan didirikan terutama daerah bawah pondasi.
- Studi yang lebih terperinci dan perencanaan awal tentang pondasi yang paling sesuai. Hal ini untuk memperkirakan penurunan.
- Biaya dari masing-masing pondasi dan memilih bentuk yang dapat diterima sesuai keadaan pelaksanaan dan biaya.

2.2. JENIS-JENIS PONDASI :
Jenis-jenis pondasi terdiri dari :
1. Pondasi Dangkal (Shallow Foundation)

M.T
atau
L
L


B

Gambar 2.1 Pondasi Dangkal

Pondasi dangkal apabila perbandingan kedalaman (L) dengan lebar pondasi (B) lebih kecil atau sama dengan 1, diaplikasikan tanah keras pada kedalaman 1 – 2 m. Yang termasuk pondasi dangkal :
a. Spread Foundation ( pondasi telapak )
b. Strip Foundation (pondasi menerus)
c. Combined Foundation (kombinasi pondasi telapak dan pondasi menerus).
d. Mat Foundation (pondasi rakit).

2. Pondasi Dalam (Deep Foundation)

Gambar 2.2 Pondasi Dalam
Pondasi dalam apabila perbandingan kedalaman (L) dengan lebar pondasi (B) lebih besar dari 1.
Yang termasuk pondasi dalam yaitu :
a. Pondasi Sumuran (Pier) dan Caison
Diaplikasikan pada tanah permukaan yang lembek dan tanah keras terletak pada kedalaman > 2 – 10 m. Pondasi ini dapat menahan beban diatas 100 ton.
b. Pondasi Tiang
Pondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan gaya ortogonal ke sumbu tiang dengan memikul gaya vertikal, horizontal dan momen. Pondasi tiang dibuat menjadi satu kesatuan dengan menyatukan pangkal tiang pancang yang terdapat dbawah konstruksi dengan tumpuan pondasi/abutment. Pondasi tiang digunakan apabila bangunan yang akan didirikan diatas tanah yang mempunyai daya dukung berada dibawah/sangat dalam.
Tiang (Pile) adalah bagian dari suatu bagian konstruksi pondasi yang berbentuk batang langsing yang dipancang hingga tertanam dalam tanah dan berfungsi untuk menyalurkan beban dari struktur atas melewati tanah lunak dan air kedalam pendukung tanah yang keras yang terletak cukup dalam. Penyaluran beban oleh tiang pancang ini dapat dilakukan melalui lekatan antara sisi tiang dengan tanah tempat tiang dipancang (tahanan samping), dukungan tiang oleh ujung tiang (end bearing).
Beberapa kondisi yang memerlukan pondasi tiang yaitu :
1) Apabila tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity), yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya, atau apabila tanah keras yang mana mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya letaknya sangat dalam.
2) Ketika menerima gaya-gaya horizontal, pondasi tiang dapat melawan tekuk sementara menerima gaya-gaya vertikal yang datang dari struktur atasnya.
3) Pondasi untuk struktur-struktur seperti menara transmisi, konstruksi lepas pantai, dan basement yang berada dibawah muka air tanah. Pondasi untuk jenis struktur ini untuk menahan gaya angkat.
4) Abutment dan pier jembatan sering dibangun diatas pondasi tiang untuk menghindari kemungkinan kehilangan daya dukung dari sebuah pondasi dangkal yang bisa jadi disebabkan oleh erosi pada permukaan tanah.
Pondasi Tiang dibagi dalam kategori :
A) Tiang Baja
Tiang baja umumnya digunakan baik sebagai tiang pipa maupun sebagai baja penampang H. tiang pipa dapat diserongkan ke dalam tanah dengan ujung terbuka atau tertutup. Tiang baja apabila diperlukan disambungan dengan las atau paku keling. Kadang-kadang kondisi pemancangan agak sulit karena harus dipancang melalui kerikil padat, lapisan keras, dan batuan lunak untuk ini juga tiang dapat dilengkapi dengan titik pancang atau sepatu.
Tiang baja juga bisa mengalami korosi. Sebagai contoh, tanah-tanah rawa, gambut dan tanah organik lain bisa menyebabkan korosi. Tanah-tanah yang mempunyai PH lebih besar dari 7 tidak terlalu korosif. Untuk mempertimbangkan akibat korosi, saat tambahan ketebalan baja lebih dan luas penampang rencana umumnya direkomendasikan. Dalam keadaan tertentu penggunaan lapisan epoxy yang biasa dipakai di pabrik bisa juga mencegah korosi. Lapisan ini tidak bagitu mudah rusak akibat pemancangan tiang pelapisan dengan beton pada tiang baja juga dapat mencegah korosi.
Beban rencana yang diijinkan untuk tiang baja dapat dihitung dengan rumus :
Qall = As . all

Dimana : As = luas penampang baja
all = tegangan ijin baja

Gambar 2.3 Baja Tiang-H
(Sumber : Simatupang, Pintor Tua. Modul Kuliah Rekayasa Pondasi II).

B) Tiang Beton
Tiang beton dapat dibagi kedalam dua kategori dasar :
a. Tiang Pracetak (Precast Piles)
Tiang pracetak dapat dibuat dengan menggunakan beton bertulang biasa, yang penampangnya bisa jadi bujur sangkar atau segi delapan (octagonal).
Penulangan diperlukan untuk memungkinkan tiang mampu melawan momen lentur ketika pengangkatan, beban vertikal, dan momen lentur yang diakibatkan oleh beban lateral. Tiang dicetak dengan panjang yang diinginkan dan dirawat hingga sebelum diangkut ke tempat pemancangan.
Tiang pracetak bisa juga terbuat dari kabel prategang baja berkuatan tinggi (beton prategang).
Penulangan diperlukan untuk memungkinkan tiang mampu melawan momen lentur ketika pengangkatan, beban vertikal, dan momen lentur yang diakibatkan oleh beban lateral. Tiang pracetak bisa juga terbuat dari kabel prategang baja berkuatan tinggi (beton prategang).

b. Tiang Bor Dicor di Tempat (Cast-In-Situ-Piles)
Cor di tempat dengan terlebih dahulu menggali lubang di tanah dan kemudian mengisinya dengan beton. Berbagai jenis tiang beton cor ditempat digunakan dalam konstruksi pada waktu akhir-akhir ini, dan kebanyakan diantaranya telah dipatenkan oleh pabrik pembuatannya, tiang-tiang semacam ini dapat dibagi kedalam dua kategori besar : dengan casing dan tanpa casing. Kedua jenis ini bisa memiliki pedestal pada ujung bawahnya. Tiang dengan casing terbuat dari sebuah casing baja yang disorongkan kedalam tanah dengan bantuan sebuah mandrel yang ditempatkan di dalam casing. Apabila tiang telah mencapai kedalaman yang diinginkan, mandrel ditarik dan casing kemudian diisi dengan beton. Pedestal adalah beton yang dilebihkan pada ujung bawah tiang yang menggelembung, ini bisa dilihat dengan menjatuhkan palu pada beton yang masih segar.
Tiang tanpa casing dibuat dengan pertama-tama mendorongkan casing kedalam tanah hingga kedalaman yang diinginkan dan kemudian mengisinya dengan beton segar. Casing kemudian ditarik perlahan-lahan secara bertahap.

C) Pondasi Tiang Kayu
Tiang kayu adalah batang pohon yang cabang-cabangnya telah dipangkas dengan hati-hati. Panjang maksimum kebanyakan tiang kayu adalah 10-20 m. agar kualitas tiang kayu yang dipakai dapat bagus, maka kayunya harus lurus, keras, dan tanpa adanya kerusakan. Klasifikasi tiang kayu dalam 3 kategori :
1). Tiang kelas A  Tiang-tiang dalam kelas ini mampu menerima beban-beban yang berat. Diameter minimum batang sekurang-kurangnya 356 mm.
2). Tiang kelas B  Tiang-tiang dalam kelas ini mampu menerima beban-beban sedang. Diameter minimum batang adalah 305-330 mm.
3). Tiang kelas C  Tiang ini digunakan untuk konstruksi sementara. Tiang ini dapat digunakan untuk konstruksi permanent apabila keseluruhan tiang tenggelam di bawah muka air tanah. Diameter minimum batang sekurang-kurangnya 305 mm.
Tiang kayu dapat tetap tidak mengalami kerusakan dalam waktu tak terbatas apabila sekeliling kayu adalah tanah yang jenuh air. Namun di lingkungan pantai, tiang kayu dapat diserang berbagai organisme yang akan menimbulkan kerusakan yang berat setelah beberapa bulan. Bagian tiang yang berada di atas muka air bisa juga diserang oleh serangga. Umur tiang bisa ditingkatkan dengan melumuri tiang dengan minyak sebelum dipakai.
Daya dukung ijin tiang kayu dapat dihitung dengan rumus :
Qall = Ap . fw
Dimana : Ap = luas penampang tiang rata-rata
fw = tegangan ijin kayu

D) Pondasi Tiang Komposit
Yang dimaksud tiang komposit adalah tiang bagian atas dan bawah memiliki beban yang berbeda. Sebagai contoh, tiang komposit dapat terbuat dari baja dan beton atau kayu dan beton. Tiang baja dan beton terdiri dari bagian bawah terbuat dari baja dan bagian atas terbuat dari beton yang di cor di tempat. Tiang seperti ini digunakan apabila panjang tiang yang dibutuhkan melampaui daya dukung tiang beton cor di tempat sederhana. Tiang kayu dan beton biasanya terdiri dari bagian bawah terbuat dari kayu yang secara permanen berada di bawah muka air dan bagian atasnya beton. Dalam setiap kasus, bagaimanapun tidaklah mudah membuat sambungan yang benar-benar baik antara dua bahan yang tidak sama, sehingga tiang komposit sangat jarang digunakan.
Dari beberapa macam tipe pondasi yang dapat dipergunakan salah satu diantaranya adalah pondasi tiang pancang yang mana yang akan dibahas dalam bab ini.

2.3. SPESIFIKASI PEMBEBANAN
Spesifikasi Pembebanan yang digunakan untuk menghitung pembebanan yang dipikul oleh tiang pancang mengacu kepada :
BRIDGE MANAGEMENT SYSTEM (BMS) 1992, DEPARTEMEN PEKERJAAN UMUM 1987.
Jenis pembebanan tersebut adalah beban mati dan beban hidup
2.3.1. Beban Mati
Beban mati adalah semua muatan yang berasal dari berat sendiri jembatan atau bagian jembatan yang ditinjau, termasuk segala unsur tambahan tetap yang dianggap merupakan satu kesatuan tetap dengannya.

2.3.2. Beban Hidup
Beban hidup adalah semua beban yang berasal dari berat kendaraan-kendaraan yang bergerak/lalu-lintas dan atau berat orang-orang yang berjalan kaki yang dianggap bekerja pada jembatan. Beban hidup terdiri dari : Beban T dan D, Jalur lalu-lintas dan lantai kendaraan, Koefisien Kejut, Beban Angin (Wind Load), Gaya Akibat Perbedaan Suhu, Gaya Akibat Gempa Bumi, Gaya akibat tekanan tanah.

2.4. KRITERIA PERENCANAAN
Kriteria perencanaan yang akan dituangkan pada bab ini adalah yang menyangkut pada maksud dan tujuan dari karya tulis ini sendiri, yaitu untuk menentukan dimensi dan jumlah tiang pancang serta penentuan jarak antara tiang pancang.
Berdasarkan hal tersebut diatas, maka kriteria perencanaan ini meliputi :
2.4.1. Tanah Dasar Sebagai Pondasi
Tanah mempunyai fungsi yang penting dalam suatu lokasi pekerjaan konstruksi. Tanah adalah pondasi pendukung suatu bangunan. Penyelidikan lapangan selalu diperlukan untuk mendapatkan data tanah di lapangan. Hasil penyelidikan akan didapat parameter tanah yang digunakan dalam perhitungan perencanaan struktur bawah jembatan. Tujuan penyelidikan untuk mendapatkan desain pondasi yang optimal sesuai dengan beban dan sifat-sifat tanah yang menempati pada area tersebut.
Pelaksanaan penyelidikan tanah meliputi penyelidikan lapangan dengan menggunakan alat sondir (Cone Penetrometer Test). Sondir adalah suatu alat berbentuk silinder dengan ujungnya berupa suatu konus. Dalam metoda ini didapat hasil penyelidikan berupa grafik yang terdiri dua parameter yang diukur yang nilai perlawanan konus (qc) dan hambatan pelekat (fs) dan penyelidikan boring :
Hasil penyelidikan ini dapat disebutkan diantaranya :
1. Menentukan profil tanah
2. Merupakan pelengkap bagi informasi dari pengeboran tanah.
3. Mengevaluasi karakteristik.
4. Menentukan daya dukung pondasi

5. .Menentukan penurunan pondasi

2.4.2 Pondasi Tiang
Pondasi tiang pancang digunakan untuk pondasi yang tanah permukaannya tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk menahan beban dan tanah kerasnya yang memiliki daya dukung letaknya sangat dalam (> 10 m).
Berdasarkan kualitas material dan cara pembuatan
Pondasi tiang pancang dapat dibedakan berdasarkan kualitas material yang digunakan. Penggolongan tiang dapat dilihat pada tabel dibawah ini
Tabel 2.1 Pondasi Tiang berdasarkan kualitas material

Kualitas Bahan Nama Tiang Cara Pembuatan Bentuk
Baja Tiang Pipa Baja Disambung secara elektris, diarah datar, mengelilingi Bulat
Tiang dengan Flens Diasah dalam keadaan panas Penampang H
Beton Pracetak Beton Bertulang Diaduk dengan gaya sentrifugal Bulat
Segitiga
Pracetak Diaduk dengan penggetar Dan lain-lain
Beton Prategang Pracetak Sistem penarikan awal Bulat
Dicor ditempat Tiang alas Raymond Sistem pemancangan Bulat
Menggoyangkan Semua Tabung Pelindung
Membor tanah
Pondasi dalam Sistem pemboran Bulat
Kayu Tiang Kayu Panjang terbatas Bulat
Segi empat

2.4.2.1. Pemilihan Jenis Pondasi Tiang
Pemilihan jenis tiang untuk suatu pekerjaan tergantung dari daya dukung yang cukup yang diberikan untuk pondasi yang direncanakan. Pemilihan tipe tiang untuk berbagai jenis keadaan tergantung pada banyak faktor.
Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan pondasi tiang :
1. Tipe dari tanah dasar yang meliputi jenis tanah dasar dan ciri-ciri topografinya.
2. Jenis bangunan yang akan dibuat
3. Kondisi lingkungan disekitar pekerjaan (adjacent structures)
4. Alasan teknis pada waktu pelaksanaan.
2.4.2.2. Perbedaan Tiang Pancang dengan Tiang Bor
A. Tiang Pancang yaitu :
1. Tiang dibuat di pabrik dan pemeriksaan kualitas ketat, hasilnya lebih dapat diandalkan 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 lapisan pendukung dapat dilakukan.
3. Persediaan yang cukup banyak di pabrik, sehingga mudah memperoleh tiang ini, kecuali jika diperlukan tiang dengan ukuran khusus. Disamping itu, bahkan untuk pekerjaan pemancangan yang kecil, biayanya tetap rendah.
4. Karena dalam pelaksanaannya menimbulkan getaran dan kegaduhan, maka pada daerah yang berpenduduk padat di kota dan desa, akan menimbulkan masalah di sekitarnya.
5. Untuk tiang yang panjang, diperlukan persiapan penyambungan. Bila pekerjaan penyambungan tidak baik, akibatnya sangat merugikan.
6. Pengaruh pada bangunan disekitarnya akibat dari pemancangan cukup besar.
7. Karena tempat penampungan di lapangan dalam banyak hal mutlak diperlukan, maka harus disediakan tempat yang cukup luas.
8. Untuk tiang-tiang beton, tiang-tiang dengan diameter yang besar akan berat dan sulit dalam pengangkutan atau pemasangannya. Lebih lanjut, diperlukan juga mesin pemancang yang besar.
9. Untuk tiang-tiang pipa baja, diperlukan tiang yang tahan korosi.
B. Tiang Bor yaitu :
1. Tiang dibuat dengan menggali lubang di tanah terlebih dahulu kemudian mengisinya dengan beton, beton dari tubuh tiang diletakkan di bawah air dan kualitasnya setelah selesai lebih rendah dari tiang-tiang pracetak. Di samping itu, pemeriksaan kualitas hanya dapat dilakukan secara tidak langsung.
2. Tidak memerlukan pemancangan melainkan pemboran dalam arah berlawanan dengan putaran jarum jam, tanah galian dapat diamati secara langsung dan sifat-sifat tanah pada lapisan antara atau pada tanah pendukung pondasi dapat langsung diketahui.
3. Karena diameter tiang cukup besar dan memerlukan banyak beton, untuk pekerjaan yang kecil mengakibatkan biayanya sangat melonjak.
4. Karena getaran dan keriuhan pada saat melaksanakan pekerjaan sangat kecil, cocok untuk pekerjaan pada daerah yang padat penduduknya.
5. Karena tanpa sambungan, dapat dibuat tiang yang lurus dengan diameter besar, juga untuk tiang yang lebih panjang. Lebih jauh, panjang tiang dapat ditetapkan dengan mudah.
6. Pengaruh jelek terhadap bangunan didekatnya cukup kecil
7. Karena pada cara pemasangan tiang yang diputar berlawanan arah putaran jarum jam dipakai air, maka lapangan akan menjadi kotor, lagi pula untuk setiap cara perlu dipikirkan bagaimana menangani tanah yang telah digali
8. Diameter biasanya lebih besar dari pada tiang pracetak, dan daya dukung setiap tiang juga lebih besar, sehingga tumpuan dapat dibuat lebih kecil
9. Walaupun penetrasi sampai ke tanah pendukung pondasi dianggap telah terpenuhi, kadang-kadang terjadi bahwa tiang pendukung kurang sempurna karena adanya lumpur yang bertimbun didasar.
10. Ketika beton dituangkan, dikuatirkan adukan beton akan bercampur dengan runtuhan tanah, oleh karena itu beton harus segera dituangkan dengan seksama setelah penggalian dilakukan.
2.4.3. Dasar-dasar Perencanaan Pondasi Tiang Pancang
Pada tiang, umumnya gaya longitudinal (gaya tekan pemancangan maupun gaya tariknya), dan gaya orthogonal terhadap batang (gaya horizontal pada tiang tegak) dan momen lentur yang bekerja pada ujung tiang, seperti gaya luar yang bekerja pada keliling tiang selain dari kepala tiang seperti yang diperlihatkan dalam Gambar pondasi tiang harus direncanakan sedemikian rupa sehingga daya dukung tanah pondasi, tegangan pada tiang dan pergeseran kepala tiang akan lebih kecil dari batas-batas yang diijinkan. Gaya luar yang bekerja pada kepala tiang seperti yang terlihat pada Gambar 2.4 (a) adalah berat sendiri bangunan di atasnya, beban hidup, tekanan tanah, dan tekanan air dan gaya luar yang bekerja langsung pada tubuh tiang seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.4 (b) adalah berat sendiri tiang dan gaya gesekan negatif pada tubuh tiang dalam arah vertikal, dan gaya mendatar akibat getaran ketika tiang tersebut melentur dalam arah mendatar.

`
Gaya Gaya Gaya Pergeseran
Pemancangan Tarik Mendatar akibat lentur

Gambar 2.4 (a) Beban yang bekerja Gambar 2.4 (b) Gaya yang bekerja
Pada kepala tiang pada tubuh tiang

Sebaliknya, bagi beban yang disalurkan dari tiang pondasi ke tanah pondasi, sama sekali tidak menimbulkan masalah, bila beban untuk kedua arah, yaitu vertikal dan horizontal akan diperhitungkan. Dalam hal ini umumnya perencanaan dibuat berdasarkan anggapan bahwa beban-beban tersebut semuanya didukung oleh tiang.
Pada waktu melakukan perencanaan, umumnya diperkirakan pengaturan tiangnya terlebih dahulu. Dalam hal ini, jarak minimum untuk tiang biasanya diambil 2,5 kali dari diameter tiang. Waktu menentukan susunan tiang ini dibuat seperti yang telah disebutkan diatas, agar mampu menahan beban tetap selama mungkin, hal ini juga berguna untuk mencegah berbagai kesulitan, misalnya perbedaan penurunan (differential settlement) yang tidak terduga.
Sebagai tambahan, hal-hal ini seyogyanya diperhatikan benar-benar ; Tiang-tiang yang berbeda kualitas bahannya atau tiang yang memiliki diameter berbeda, tidak boleh dipakai untuk pondasi yang sama ; tiang diagonal dipakai pada tanah pondasi, jika diperkirakan akan terjadi penurunan (settlement) akibat pemampatan (consolidation); tiang yang dipakai untuk kepala jembatan (abutment) pada lapisan tanah lembek menderita beban eksentris tak bergerak, sehingga harus direncanakan dengan teliti. Hal-hal yang seperti itulah yang harus diperhitungkan dalam perencanaan.

2. 5. Daya Dukung tiang
Ditinjau dari cara mendukung beban, tiang dapat dibagi menjadi 2 macam yaitu :
1. Tiang dukung ujung (end bearing pile).
Tiang dukung ujung adalah tiang yang kapasitas dukungnya ditentukan oleh tahanan ujung tiang. Umumnya tiang dukung ujung berada dalam zone tanah yang lunak yang berada di atas tanah keras. Tiang-tiang dipancang sampai mencapai batuan dasar atau lapisan keras lain yang dapat mendukung beban yang diperkirakan tidak mengakibatkan penurunan berlebihan. Kapasitas tiang sepenuhnya ditentukan dari tahanan dukung lapisan keras yang berada di bawah ujung tiang. (Gambar. 2.4 (a)
2. Tiang gesek (friction pile).
Tiang gesek adalah tiang yang kapasitas dukungnya lebih ditentukan oleh perlawanan gesek antara dinding tiang dan tanah disekitarnya (Gambar 2.4 (b).
Pada dasarnya kapasitas daya dukung tiang dapat dihitung dengan persamaan dasar yang dikemukakan oleh Tomlinson (1977) berikut :
Qu = Qp + Qs – Wp
Di mana :
Qu = Tahanan ultimit tiang
Qp = Tahanan ujung tiang (end bearing)
Qs = Tahanan selimut tiang (skin friction)
Wp = Berat tiang

Biasanya harga Wp (weight of the pile) ini diabaikan karena sangat kecil pengaruhnya terhadap daya dukung ultimit tiang. Namun dalam beberapa kondisi seperti tiang pancang pada konstruksi lepas pantai, harga Wp diperhitungkan karena panjang tiang yang cukup besar. Sehingga dapat ditulis :
Qu = Qp + Qs
Berdasarkan sumber data yang digunakan pada dasarnya terdapat dua cara untuk memperkirakan daya dukung aksial tiang. Cara pertama adalah dengan menggunakan parameter-parameter kuat geser tanah, yaitu yang didapat dari hasil pengujian di laboraturium yaitu nilai kohesi (c) dan sudut geser dalam φ. Cara kedua yaitu dengan menggunakan data uji lapangan, antara lain dengan menggunakan uji SPT (Standard Penetrasi Test) dan Sondir (Cone Penetration Test atau CPT). Di dalam aplikasinya, ketepatan perkiraan daya dukung menggunakan cara-cara diatas sangat tergantung kepada keakuratan data yang diperoleh dari hasil penyelidikan tanah serta parameter-parameter empiris yang digunakan. Dibawah ini diuraikan beberapa teori tersebut.

Gambar 2.5 Tiang ditinjau dari cara mendukung bebannya
(Sumber : Hardiyatmo, Hary Christady. Teknik Fondasi II).

2.5.1. Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan Data Parameter Tanah
2.5.1.1. Daya Dukung Ujung Tiang (Qp)
A. Metode Statis Meyerhoff
1. Tanah Pasir
Daya dukung titik tiang pada pasir umumnya meningkat dengan nisbah antara kedalaman penanaman tiang dan lebar tiang (Lb/D) dan mencapai nilai maksimum pada nisbah Lb/D = (Lb/D)cr. Perlu diingat bahwa untuk tanah homogen Lb akan sama dengan panjang tiang L (gambar 2.4a dan 2.4 b). Namun pada gambar 2.5, dimana tiang telah masuk ke dalam lapisan pendukung tiang, Lb < L. Di luar nisbah kritis (Lb/D)c, nilai qp tetap konstan (yaitu qp = q1). Fakta ini diperlihatkan pada gambar 2.6 untuk kasus tanah homogen, yaitu L = Lb, variasi (Lb/D)cr dengan sudut gesek tanah diberikan pada gambar 2.7 berdasarkan pada variasi (Lb/D)cr.

Gambar 2.7. Variasi tanahan titik satuan pada pasir homogen
(Sumber : Simatupang, Pintor Tua, Modul Kuliah Rekayasa Pondasi II).

Gambar 2.8. Soil Friction Angle
(Sumber : Simatupang, Pintor Tua, Modul Kuliah Rekayasa Pondasi II).

Meyerhoff memperkenalkan formula daya dukung ujung tiang sebagai berikut :
Qp = Ap . qp = Ap . q’ . N*q
Dimana :
Qp = Daya dukung ujung tiang
Ap = Luas penampang ujung tiang
qp (kN/m2) = 40N . L/D ≤ 400N = daya dukung batas di ujung tiang/satuan luas.
Dimana :
N = sekitar di atas 10 D dan di bawah 4 D dari titik pile.
q’ = Tegangan vertikal efektif
N*q = Faktor daya dukung ujung untuk tanah pasir yang besarnya tergantung pada nilai (Gambar 2.7)
Bagaimanapun, qp tidak boleh melebihi batasan nilai Ap . q1, sehingga:
Qp = Ap . q’ . N*q ≤ Ap . q1
q1 (kN/ m2 ) = 50 . N*q . tan 
Qp = Ap . 50 . N*q . tan 
2. Tanah Lempung
Formula yang digunakan adalah :
Qp = Ap . qp = Ap (Cu . N*c + q’ . N*q)
Untuk tiang pada lempung jenuh dengan kondisi taksalur ( berlaku :
Qp = N*c . Cu . Ap = 9Cu . Ap
Dimana :
Qp = Daya dukung ujung tiang
Ap = Luas penampang ujung tiang
qp = Daya dukung batas di ujung tiang per satuan luas
Cu = Kuat geser undrained
N*c = Faktor daya dukung untuk tanah lempung (lihat gambar 2.8)

2.5.1.2. Daya Dukung Selimut Tiang (Qs)
A. Metode Meyerhoff
1. Tanah Pasir
Tahanan gesek atau tahanan kulit tiang dapat ditulis sebagai :
Qs = ∑ p . ΔL . f
Dimana :
p = keliling penampang tiang
ΔL = panjang tiang
f = tahanan gesek pada setiap kedalaman z
Tahanan gesek satuan untuk kedalaman tertentu tiang dapat dinyatakan sebagai :
f = K . σ’ v . tan 
Dimana :
K = koefisien tekanan tanah
σ’ v = tegangan vertikal efektif
 = sudut gesek antara tanah – tiang
Nilai rata-rata K dapat digunakan pada persamaan :
Tabel 2.2 Nilai Rata-Rata Koefisien Tanah

Nilai  dari berbagai investigasi diperoleh dalam jangkauan 0,5 Ø samapai 0,8 Ø. Untuk memilih  ini perlu keputusan yang benar-benar baik.

B. Metode 
1. Tanah Lempung
Metode ini diajukan oleh Vijayvergia dan Focht (1972). Metode ini mengasumsikan bahwa perpindahan tanah yang disebabkan oleh pemasukan tiang kedalam tanah menghasilkan suatu tekanan lateral pasif pada suatu kedalaman tertentu, dan satuan rata-rata dapat dinyatakan sebagai :
fav =  (σ’ v + 2 . Cu)
Dimana :
σ’ v = nilai tengah tegangan vertikal efektif untuk seluruh panjang tiang
Cu = nilai tengah kuat geser taksalur (konsep Ø = 0)

Gambar 2.9 Variasi  dengan panjang tiang (M.C. Clelland,1974)

Nilai  akan berubah dengan kedalaman penetrasi tiang, maka tahanan gesek total dapat dihitung sebagai :
Qs = p . L . fav
Perlu kehati-hatian dalam menentukan nilai-nilai σ’v dan Cu untuk tanah berlapis, nilai tengah Cu adalah (Cu(1) L1+ Cu(2) L2 + …) / L. Nilai tengah tegangan efektif :

Dimana :
A1, A2, A3, …. = luas diagram tegangan vertikal efektif

C. Metode 
1. Tanah Lempung
Menurut metode , tahanan kulit satuan pada tanah kelempungan dapat digambarkan dengan persamaan berikut :
F =  . Cu
Dimana :
 = faktor adhesion empiris.
Untuk nilai  ditunjukkan pada gambar 2.4a & 2.4b Lempung terkonsolidasi normal dengan Cu ≤ sekitar 50 kN/m2 nilai  = 1, maka :
Qs = ∑ f . p . ΔL = ∑  . Cu . p . ΔL

Gambar 2.10 Variasi  dengan kohesi taksalur

D. Metode 
Kalau tiang disorongkan ke dalam lempung jenuh, tekanan air pori disekitar tiang akan meningkat. Kelebihan tekanan air pori (excess pore water pressure) ini pada lempung terkonsolidasi normal bisa jadi sebesar 4-6 kali Cu. Namun, di dalam satu bulanan tekanan ini perlahan-lahan berkurang. Maka tahanan gesek satuan untuk tiang dapat ditentukan dengan mengacu pada parameter tegangan efektif lempung dalam keadaan remolded (yaitu c = 0). Maka :
f =  . ’v
Dimana :
’v = tegangan vertikal efektif untuk kedalaman tertentu
 = K tan R
R = sudut gesek salur lempung remolded
K = koefisien tekanan tanah
Nilai K diambil sebagai koefisien tekanan tanah diam atau
K = 1 – sin R
(untuk lempung terkonsolidasi normal)
K = (1 – sin R )  OCR
(untuk lempung overkonsolidasi)
Dimana : OCR = nisbah overkonsolidasi
Dengan mengkombinasikan persamaan diperoleh :
f = (1 – sin R ) tan R . ’v
(untuk lempung terkonsolidasi normal)
f = (1 – sin R ) tan R .  OCR . ’v
(untuk lempung overkonsolidasi)
Apabila nilai f dapat ditentukan maka tahanan kulit total dapat dihitung :
Qs = ∑ f . p . ΔL

2.5.2. Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan Data Uji Lapangan
2.5.2.1. Daya Dukung Ujung Tiang (Qp)
A. Metode Nottingham & Schmertmann, Menggunakan Data Sondir
Karena cara statik membutuhkan parameter tanah yang umumnya tidak tersedia secara kontinyu sepanjang tiang, maka terdapat resiko karena menggunakan parameter untuk mewakili suatu lapis tanah yang memiliki kuat geser dengan suatu rentang. Kecenderungan baru adalah menggunakan data uji lapangan yang lebih bersifat kontinyu, yaitu data sondir.
Penggunaan data sondir untuk perhitungan daya dukung pondasi tiang telah mengalami beberapa perkembangan cukup baik karena sondir sendiri adalah merupakan model dari pondasi tiang itu sendiri. Komponen-komponen daya dukung pondasi tiang meliputi parameter yang diukur dengan uji sondir yaitu perlawanan ujung dan gesekan selimut. Perbedaan utama antara alat uji sondir dan pondasi tiang terletak pada ukurannya, bentuk ujung dan kekasaran permukaan.
Nottingham–Schmertmann (1975), mengajukan perhitungan daya dukung ujung pondasi tiang menurut cara Begemann. Yaitu diambil dari nilai rata-rata perlawanan ujung sondir 8D di atas ujung tiang dan 0.7D – 4D di bawah ujung tiang, D adalah diameter tiang. Daya dukung ujung tiang dapat dihitung dengan menggunakan formula sebagai berikut :
Qp = qc1 + qc2 . Ap
2

Di mana :
Qp = Daya dukung ujung tiang
Ap = Luas penampang tiang
qc1 = Nilai qc rata-rata 0.7D–4D di bawah ujung tiang (jalur a-b-c). Hitung qc kearah bawah (jalur a-b) dan ke atas (jalur b-c). Gunakan nilai qc sebenarnya pada jalur a-b dan nilai qc minimum pada jalu b-c.
qc2 = Nilai rata-rata 8D di atas ujung tiang (jalur c-d). Gunakan jalur minimum yang sudah dibuat pada jalur b-c. Penentuan harga qc1 dan qc2 dapat dilihat pada Gambar 2.11.

Gambar 2.11 Data sondir untuk menghitung daya dukung tiang (Sumber : Simatupang, Pintor Tua. Modul Kuliah Rekayasa Pondasi II).

Bila zona lembek di bawah tiang masih terjadi pada kedalaman 4D – 10D, maka perlu dilakukan reduksi terhadap nilai rata-rata tersebut. Pada umumnya nilai perlawanan ujung diambil tidak lebih dari 150 Kg/cm2 untuk pasir dan tidak melebihi 100 kg/ cm2 untuk tanah pasir kelanuaan. Jika sondir mekanis digunakan pada tanah lempung, tahanan ujung harus dikalikan dengan angka 0,6 karena nilai qc dapat bertambah akibat gesekan pada selimut dan jika desain didasarkan pada batas leleh, maka daya dukung harus dikalikan dengan 0,73.

B. Metode Standard Penetration Test (SPT)
Metode pengujian dengan SPT termasuk cara yang cukup ekonomis untuk memperoleh informasi mengenai kondisi di bawah permukaan tanah yang diperkirakan 85% dari desain pondasi untuk gedung bertingkat menggunakan cara ini. Karena banyaknya data SPT korelasi empiris telah banyak memperoleh kemajuan.
Jenis-jenis hammer yang digunakan biasanya bermacam-macam namun demikian semua mempuyai berat yang sama yaitu 63.5 kg. Masalah dengan perbedaan jenis hammer adalah bahwa energi yang ditransfer berbeda-beda.
Mengingat jenis hammer memberikan energi yang berbeda, maka koreksi terhadap jenis hammer ini juga harus dilakukan. Besarnya koreksi diberikan.
 = Es/En
Di mana :
Es = Energi aktual yang ditransfer ke batang
En = Energi teoritis sesuai dengan tinggi jatuh atau kecepatan impak dari palu.
Masalahnya sekarang adalah bahwa En yang harus dijadikan standar harus ditentukan. Mengenai hal ini terdapat 3 buah pandangan yaitu :  = 50% – 55% (Robertson & Campanella. 1983),  = 60% (Seet et al. 1983), dan  = 70% – 80% (Riggs. 1986). Untuk memakai di Indonesia dianjurkan menggunakan  = 60%.
Dapat ditulis secara lebih rinci perbedaan yang menyebabkan nilai SPT adalah:
a. Peralatan dibuat oleh pabrik yang berbeda namun demikian rotasi auger dengan safety hammer merupakan kombinasi yang lebih ekonomis.
b. Konfigurasi hammer.
c. Panjang batang penghubung untuk panjang batang lebih dari 10 meter dan nilai SPT 30 pengaruh panjang batang ini cukup besar. Panjang batang penghubung yang panjang lebih berat dan memperkecil energi yang diterima batang dan sample.
d. Tegangan vertikal effektif.
e. Variasi tinggi jatuh.
f. Bila digunakan cat head, jumlah lilitan mempengaruhi energi.
g. Cara pemboran dan metode stabilitas dinding lubang bor berpengaruh terhadap nilai NSPT.
h. Lubang yang tidak sempurna pembersihannya dapat mengakibatkan terperangkapnya lumpur ke dalam sample dan dapat menyebabkan kenaikan NSPT.
i. Dipakai atau tidaknya linier pada sample.
j. Ukuran lubang bor.
Untuk menghitung daya dukung tiang pancang berdasarkan data N-SPT dapat digunakan persamaan :
Qp = 40 . Nb . Ap (harga Nb< 40)

2.5.2.2. Daya Dukung Selimut Tiang (Qs)
A. Metode Nottingham & Schmertmann
Tahanan kulit (skin friction) dihasilkan dari nilai slip relative yang kecil di antara tiang pancang dan tanah. Slip merupakan jumlah perbedaan (accumulated difference) dalam regangan poros dari beban aksial dan regangan tanah, yang disebabkan oleh beban yang dipindahkan ke tanah tersebut melalui tahanan kulit. Kontribusi tahanan kulit pada umumnya dihitung sebagai suatu nilai rata-rata pada satu atau dua pertambahan kedalaman. Korelasi yang lebih baik bisa didapatkan jika penjumlahan dibuat untuk setiap lapisan yang ditembus serta dengan menggunakan perkiraan yang terbaik dari parameter-parameter tanah yang dapat dipakai untuk lapisan tersebut. Untuk mendapatkan daya dukung selimut tiang dapat digunakan formula sebagai berikut :
8D L
Qs = Ks,c [ ∑ (Z/8D) . ƒs . As + ∑ ƒs . As ]
z=0 z=8D

Di mana :
Qs = Daya dukung selimut tiang
K = Faktor koreksi ƒs, Ks untuk tanah pasir dan Kc untuk tanah lempung
Z = Kedalaman dimana ƒs diambil
D = Diameter tiang
ƒs = Gesekan selimut sondir
As = Luas selimut tiang setiap interval kedalaman ƒs
L = Panjang total bagian tiang yang terbenam

B. Metode N-SPT
Qs = 0,2 . N . As (harga Nd1 maka D = d1.
4. Hubungan beban titik batas untuk beban titik batas kotor, yaitu termasuk berat tiang. Sehingga beban titik batas bersih (net ultimate point load) dapat dihitungkan.

2. 7. Tiang Kelompok dan Efisiensi
Pada umumnya tiang digunakan dalam bentuk kelompok untuk meneruskan beban struktural ke tanah. Kepala tiang umumnya dibuat menyentuh permukaan tanah atau bisa juga terletak di atas permukaan tanah sebagaimana kasus konstruksi lepas pantai.
Tiang-tiang dalam sebuah kelompok harus cukup memiliki jarak sedemikian hingga daya dukung kelompok tidak kurang dari jumlah daya dukung masing-masing tiang tunggal. Dalam praktek jarak dari pusat tiang yang satu ke pusat tiang lainnya (d) minimum 2,5 D, namun dalam situasi biasanya jarak ini sekitar 3-3,5 D

Gambar 2.12 Tiang kelompok
(Sumber : Simatupang, Pintor Tua. Modul Kuliah Rekayasa Pondasi II).

Efisiensi daya dukung tiang kelompok dapat didefinisikan sebagai :

Dimana :
  efisiensi kelompok
Qg(u) = daya dukung batas tiang kelompok
Qg = daya dukung batas tiang tunggal tanpa pengaruh kelompok
Keuntungan dari digunakannya kelompok tiang adalah :
1. Tiang tunggal tidak mempuyai kapasitas yang cukup untuk menahan beban kolom.
2. Pemancangan tiang atau instalasi tiang bor dapat meleset (sampai dengan 15cm) dari posisinya. Eksentrisitas yang ditimbulkan terhadap pusat beban dari kolom dapat menimbulkan momen-momen tambahan. Bila kolom dipikul oleh beberapa pondasi, maka pengaruh eksentrisitas ini dapat berkurang banyak.
3. Kegagalan dari sebuah tiang dapat diminimalisir akibatnya oleh adanya tiang yang lain.
4. Pemadatan kearah lateral pada saat pemancangan memperbesar tekanan tanah lateral yang bekerja di sekeliling tiang sehingga meningkatkan kapasitas tahanan geseknya. Hal ini terutama pada tanah berpasir.

2.7.1. Jarak antar Tiang dalam Kelompok

Gambar 2.13 Jarak Antar Tiang
Berdasarkan pertimbangan efektifitas, maka jarak antar tiang yaitu :
S = (2,5 – 3,5) . D
Dimana :
S = Jarak antara sumbu tiang dalam kelompok (m)
D = Lebar / diameter tiang (m)
Ketentuan tersebut di atas berdasarkan pertimbangan berikut :
Bila S 3,5 . D tidak ekonomis karena akan memperbesar ukuran atau dimensi dari poer (footing).

2.7.2. Perhitungan Pembagian Tekanan
Beban normal sentris
Beban normal sentris terjadi bila resultan beban yang bekerja pada kelompok tiang berhimpit dengan titik berat kelompok tiang.
Gambar pondasi tiang pancang yang menahan momen dua arah.

Gambar 2.15 Momen dua arah

M = M1 +  M2
M1 = PA . d1 + PB . d2 + PC. d3 + PD . d4 +PE . d5 + PF . d6 + PG . d7
M1 = PA . dA + P1 . d1
Dimana :
M = jumlah momen
P = Beban
d = Jarak dari as abutment ke as tiang pancang

2.7.3. Daya Dukung Tiang Kelompok
Penentuan daya dukung vertikal sebuah tiang dalam kelompok perlu dihitung faktor efisiensi dari tiang tersebut di dalam kelompok tiang, karena daya dukung faktor vertikal sebuah tiang yang berdiri sendiri adalah tidak sama besarnya dengan tiang yang berada dalam suatu kelompok. Daya dukung sebuah tiang dalam kelompok adalah sama dengan daya dukung tiang tersebut bila berdiri sendiri dikalikan dengan faktor efisiensi.
Qag = E . Qsp
Dimana :
Qag = Daya dukung yang diijinkan untuk sebuah tiang dalam kelompok
Qsp = Daya dukung yang diijinkan untuk sebuah tiang tunggal
E = Faktor efisiensi

2.7.3.1. Daya Dukung Tiang di dalam Lapisan Pasir
Perhitungan faktor effisiensi tersebut terdapat beberapa metode yaitu :
1. Rumus Converse-Labarre
E = 1 –  {(n-1) . m + (m-1) . n}
90 m . n

Dimana :
 = Arctan (B/S) (derajat)
B = Lebar atau diameter tiang (m)
S = Jarak antar tiang (dari pusat ke pusat) (m)
m = Jumlah baris tiang
n = Jumlah tiang perbaris
2. Metode Feld

Gambar 2.16 Effisiensi tiang menurut Feld

Metode ini mereduksi daya dukung setiap tiang pada kelompok tiang dengan 1/n untuk setiap tiang yang berdekatan dan tidak memperhitungkan jarak tiang, akan tetapi untuk jarak antar tiang S ≥ 3 maka tiang yang bersebelahan itu diasumsikan tidak berpengaruh terhadap tiang-tiang yang ditinjau.
Tiang A : dipengaruhi 8 tiang yang berada di sekelilingnya.
Effisiensi tiang A = 1 – 8/16 = 8/16 tiang
Tiang B : dipengaruhi 5 tiang yang berada di sekelilingnya.
Effisiensi tiang A = 1 – 5/16 = 11/16 tiang
Tiang C : dipengaruhi 3 tiang yang berada di sekelilingnya.
Effisiensi tiang A = 1 – 3/16 = 13/16 tiang
Effisiensi dari kelompok tiang (pile group).
4 buah tiang A = 4 x Aff. A = 4 x 8/16 = 32/16 tiang
4 buah tiang B = 8 x Aff. B = 8 x 11/16 = 88/16 tiang
4 buah tiang C = 4 x Aff. C = 4 x 13/16 = 52/16 tiang
Total Eff = 172/16 = 10.75 tiang
Jadi Eff satu tiang (E) = 10.75/16 = 0.672 tiang

Untuk tanah-tanah kohesif, selain menggunakan faktor effisiensi, dapat juga menggunakan rumus daya dukung tiang kelompok menurut Ditjen Bina Marga, Departemen PU, yang terlebih dahulu dihitung daya dukung kelompok tiang secara keseluruhan, kemudian dibagi dengan banyaknya tiang akan didapat daya dukung sebuah tiang dalam kelompok.
Qag = Qpg / n
Qpg = Cu . Nc , Abg + Cu . Asg

Dimana :
Qpg = Daya dukung yang diijinkan pada kelompok tiang (kN/m2)
Qag = Daya dukung yang diijinkan untuk satu tiang pada kelompok tiang
n = Banyaknya tiang dalam kelompok
Qa = Kohesi undrained rata-rata sepanjang tiang (KN/m2)
Cu = Kohesi undrained pada ujung tiang (KN/m2)
Nc = Faktor daya dukung menurut Skempton
Abg = Luas penampang kelompok tiang (m2) = Bg . Lg
Asg = Luas selimut kelompok tiang (m2) = 2(Bg + Lg) . D

2.7.3.2. Daya Dukung Tiang di dalam Lapisan Lempung
Daya dukung batas tiang kelompok di dalam tanah lempung dapat diperkirakan dengan cara berikut :
Menentukan Qu = m . n (Qp + Qs)
1. Qp = Ap(9Cu(p))
Dimana :
Cu(p) = kohesi taksular lempung pada ujung tiang
Qs =  α . p . Cu . ∆L
Maka diperoleh :
Qu = m . n (9 . Ap . Cu(p) +  α . p . Cu . ∆L)
2. Menentukan daya dukung dengan mengasumsikan bahwa tiang dalam kelompok bekerja sebagai sebuah blok dengan ukuran Lg x Bg x L tahanan kulit blok menjadi :
Pg . Cu . ∆L = 2(Ig + Bg) . Cu . ∆L
Daya dukung titik dihitung sebagai :
Ap . qp = Ap . Cu(p) . N’c = (Lg . Bg) Cu(p) . N’c
Nilai faktor daya dukung N’c dapat diperoleh dari gambar tabel N’c yang merupakan faktor daya dukung untuk pondasi rakit. Sehingga beban dapat dihitung sebagai berikut :
Qu = Lg . Bg . Cu(p) . N’c + 2(Lg + Bg) Cu . ∆L
3. Bandingkan kedua nilai dari persamaan di atas nilai terendah dari keduanya akan menjadi Qg(u)

Gambar 2.17 Variasi Nc’ Lg/Bg dan L/Bg dengan N*c
(sumber : Das, Braja M. Principles of Foundation Engineering).

2.7.4. Daya Dukung Lateral
Beban lateral dan momen dapat bekerja pada pondasi tiang akibat gaya gempa, gaya angin pada struktur atas, beban statik seperti misalnya tekanan aktif pada abutment jembatan atau pada soldier pile. Untuk analisis, kondisi kepala tiang dibedakan sebagai kondisi kepala tiang terjepit (fixed head) dan kepala tiang bebas (free head).
Beban lateral yang diijinkan pada pondasi tiang diperoleh berdasarkan salah satu dari dua kriteria :
1. Beban lateral ijin ditentukan dengan membagi beban ultimit dengan suatu faktor keamanan.
2. Beban lateral ditentukan berdasarkan defleksi maksimum yang diijinkan.

2.7.4.1. Metode Analisis
Ada beberapa metode yang telah dikembangkan untuk menganalisa tiang yang dibebani secara lateral diantaranya adalah metode Broms Brinch–Hansen dan Reese–Matlock. Pada penulisan kali ini akan dibahas penggunaan metode Broms.
Broms mengajukan metode untuk menghitung gaya lateral pada tiang dengan menggunakan teori tekanan tanah yang disederhanakan dengan menganggap bahwa sepanjang kedalaman tiang, tanah mencapai nilai ultimit.
Broms membedakan perilaku tiang pendek dengan tiang panjang serta membedakan posisi kepala tiang bebas dan terjepit.
Untuk kasus tiang panjang dengan kepala terjepit, gaya lateral ultimit dan momen maksimum dapat dihitung dengan menggunakan kurva-kurva dibawah ini dan menggunakan persamaan berikut :
Hu = 2Mu
( e + 0,67 xo)

xo = 0,82 ( Hu )0.5
γ’ . D . Kp

M maks = Hu ( e + 0,67 xo)

Kp = tan2 ( 45 +  )
2

Sedangkan untuk tanah lempung digunakan persamaan :

Hu = 2 . Mu
( 1,5B + 0,5 xo)

xo = Hu
9 . Cu . D

untuk perhitungan kapasitas lateral ultimit dari tiang dengan kondisi kepala tiang terjepit, gambar di bawah ini dapat digunakan untuk tanah kohesif.

Gambar 2.18 Kapasitas Lateral Ultimit untuk Tiang Panjang pada Tanah Kohesif (Sumber : Broms, 1964).
2.8. Penurunan
Dalam kelompok tiang (pile group) ujung tiang dihubungkan satu dengan lainnya dengan poer (footing) yang kaku, sehingga merupakan satu kelompok yang kokoh. Dengan poer ini diharapkan bila kelompok tiang dibebani secara merata akan terjadi penurunan yang merata pula.
Menurut L.D.Wesley (“mekanika tanah”), penurunan kelompok tiang adalah selalu lebih besar dari pada penurunan tiang pancang tunggal terhadap beban yang sama.
Menurut A.R.Jumikis (Foundtuion Engineering) :
1. Dengan beban yang sama, penurunan kelompok tiang akan lebih besar bila jumlah tiang bertambah.
2. Dengan memperbesar jarak antar tiang dalam kelompok tiang pancang maka penurunan kelompok tiang akan berkurang. Dengan jarak antar tiang sama dengan 6 x diameter tiang, maka penurunan kelompok tiang akan mendekati penurunan tiang tunggal.

2.8.1. Penurunan Elastik Tiang
Penurunan tiang di bawah beban kerja vertikal (Qw) disebabkan oleh tiga faktor sebagai berikut :
S = S1 + S2 + S3
Dimana :
S = Penurunan tiang total
S1 = Penurunan batang tiang
S2 = Penurunan tiang akibat beban titik
S3 = Penurunan tiang akibat beban tersalur sepanjang batang
Berikut ini adalah prosedur untuk menentukan ketiga faktor penurunan tiang di atas.
1. Menentukan S1
Jika diasumsikan bahwa bahan tiang adalah elastis, maka deformasi batang tiang dapat dievaluasi dengan menggunakan prinsip-prinsip mekanika bahan :
S1 = (Qwp + ξQws) . L
Ap . Ep
Dimana :
Qwp = Beban yang dipikul ujung tiang di bawah kondisi beban kerja
Qws = Beban yang dipikul kulit tiang di bawah kondisi beban kerja
Ap = Luas penampang tiang
L = Panjang tiang
Ep = Modulus Young bahan tiang
Besarnya ξ bergantung pada sifat distribusi tahanan kulit sepanjang batang tiang. Jika distribusi ƒ adalah seragam atau parabola, seperti diperlihatkan pada gambar empat persegi dan setengah lingkaran, nilai ξ adalah 0,5. Namun untuk distribusi ƒ dalam bentuk segitiga, nilai ξ adalah 0,67.

Gambar 2.19 Jenis Distribusi Tahanan Kulit Sepanjang Tiang
(Sumber : Das, Braja M. Principles of Foundation Engineering).

2. Menentukan S2
Penurunan tiang yang ditimbulkan oleh beban pada ujung tiang dapat dinyatakan dalam bentuk yang sama seperti yang diberikan dalam pondasi dangkal :
S2 = qwp . D (1 – μs2) Iwp
Es

qwp = Qwp / Ap
Dimana :
D = Lebar atau diameter tiang
ES = Modulus Young tanah
qwp = Beban titik per satuan luas ujung tiang
μs = Nisbah poison tanah
Iwp = Faktor pengaruh
Untuk tujuan praktis Iwp dapat ditentukan sama dengan α sebagaimana digunakan pada penurunan elastis pondasi dangkal. Dalam keadaan tidak adanya hasil eksperimen, nilai modulus Young dan nisbah poison dapat diperoleh dari tabel berikut:

Tabel 2.3 Parameter Elastik Tanah (sumber : Simatupang, Pintor Tua, Modul Kuliah Rekayasa Pondasi II).

Vesic (1977) juga mengajukan suatu metode semiempiris untuk menentukan besarnya penurunan S2. Metode ini dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :
S2 = Qwp . Cp
D . qp
Dimana :
qp = Tahanan ujung batas tiang
Cp = Koefisien empiris
Nilai Cp untuk berbagai jenis tanah diberikan pada tabel berikut :

Tabel 2.4 Nilai tipikal Koefisien Empiris (Cp) (sumber: Vesic, 1977. Design of Pile Foundation).

3. Menentukan S3
Penurunan tiang yang ditimbulkan oleh pembebanan pada kulit tiang dapat diberikan dengan persamaan berikut :
S3 = (Qws/p . l) . (1 – μs2) Iws
Dimana :
P = Keliling tiang
L = Panjang tiang yang terbenam
Iws = Faktor pengaruh
Perlu dicatat bahwa suku Qws/p.l pada persamaan di atas adalah nilai rata-rata ƒ di sepanjang batang tiang. Faktor pengaruh Iws dapat dinyatakan dengan sebuah hubungan empiris yang sederhana sebagai berikut :
Iws = 2 + 0.35 √(L/D)
Vesic (1977) juga mengajukan sebuah hubungan empiris sederhana untuk menentukan S3 sebagai berikut :
S3 = (Qws . Cs)/ L . qp
Di mana :
Cs = Sebuah konstanta empiris = [0.93 + 0.16√(L/D)] . Cp

2.8.2. Penurunan Konsolidasi Tiang Kelompok
Penurunan konsolidasi tiang kelompok di tanah lempung dapat dihitung dengan menggunakan metode distribusi tegangan 2:1 Prosedur perhitungan menggunakan langkah berikut :
1. Misalkan panjang tiang yang tertanam adalah L. tiang kelompok menderita beban total Qg. Jika kepala tiang berada di bawah permukaan tanah asli, Qg adalah sama dengan beban total dari banguan atas (superstructure) yang diterima tiang dikurangi dengan berat efektif tanah di atas tiang kelompok yang dibuang oleh penggalian.
Asumsikanlah bahwa beban Qg akan disalurkan ke tanah mulai dari kedalaman 2L/3 dari puncak tiang, seperti ditunjukkan dalam gambar Puncak tiang adalah pada kedalaman z = 0. Beban Qg tersebar sepanjang garis 2 vertikal : 1 horizontal dari kedalaman ini. Garis aa’ dan bb’ adalah garis 2:1.
2. Hitunglah peningkatan tegangan yang timbul di tengah-tengah setiap lapisan tanah dengan beban Qg.
∆pi = Qg
(Bg + zi) (Lg + zi)

Dimana :
∆pi = Peningkatan tegangan di tengah lapisan i
Bg, Lg = Panjang dan lebar tiang kelompok
Zi = Jarak dari z = 0 ke tengah lapisan i
Sebagai contoh dalam dalam gambar di atas untuk lapisan no. 2, zi = L1/2. sama juga halnya dengan lapisan no.3, zi = L1 + L2/2, dan untuk lapisan no.4 zi L1 + L2 + L3/2. Namun tidak akan ada peningkatan tegangan pada lapisan no.1, karena berada di atas bidang horizontal (z = 0) dimana distribusi tegangan pada tanah dimulai.
3. Menghitung penurunan untuk masing-masing lapisan akibat adanya peningkatan tegangan pada lapisan itu. Besarnya penurunan dapat dihitung menggunakan persamaan konsolidasi satu dimensi untuk lempung terkonsolidasi normal dan terkonsolidasi lebih.
Untuk lempung terkonsolidasi normal :
∆si = Cc(i)Hi log Po(i) + ∆Pi
1 + ℮o(i) Po(i)

Untuk lempung terkonsolidasi lebih dengan :
Po(i) + ∆Pi < Pc(i)

∆si = Cs(i)Hi log Po(i) + ∆Pi
1 + ℮o(i) Po(i)

Untuk lempung terkonsolidasi lebih dengan :
Po(i) < Pc(i) 1.10
Gaya Lateral Ultimit

Pada perencanaan struktur untuk menentukan besarnya fator keamanan didasarkan pada asumsi bahwa beban yang akan bekerja pada struktur yang akan direncanakan melebihi dari sebenarnya, atau bias disebut dengan beban berfaktor. Sedangkan desain kekuatan bahan diasumsikan bahwa struktur yang direncanakan memiliki kekuatan yang lebih kecil dari yang sebenarnya, atau biasa disebut dengan faktor pengurangan/reduksi kekuatan bahan.
Menurut Tomlinson (1977), pada perencanaan pondasi tiang pancang nilai faktor keamanan diberikan dengan alasan-alasan sebagai berikut :
1. Variasi alami dari kekuatan dan kepadatan tanah.
2. Ketidak pastian metode yang digunakan dalam perhitungan.
3. Untuk memastikan bahwa tegangan yang bekerja pada bahan pembuat pondasi tiang berada dalam batas aman.
4. Untuk memastikan penurunan total dari tiang tunggal maupun kelompok berada dalam batas toleransi.
Untuk menentukan faktor keamanan dapat digunakan klasifikasi struktur menurut Pugsley (1966) sebagai berikut :
1. Bangunan monumental, umumnya memiliki umur rencana 100 tahun.
2. Bangunan permanan, umumnya memiliki umur rencana 50 tahun.
3. Bangunan sementara, umur rencana kurang dari 25 tahun bahkan mungkin hanya beberapa saat selama konstruksi.
Semakin besar umur rencana suatu bangunan maka akan digunakan faktor keamanan yang lebih besar, dan sebaliknya. Karena faktor keamanan erat kaitannya dengan keselamatan manusia.
Faktor-faktor lain kemudian ditentukan berdasarkan tingkat pengendaliannya pada saat konstruksi :
1. Pengendalian baik, kondisi tanah cukup homogen dan konstruksi didasarkan pada program penyelidikan tanah dengan tingkat professional.
2. Pengendalian normal, situasi sama dengan kondisi di atas hanya saja keadaan tanah bervariasi dan tidak tersedia data pengujian tiang.
3. Pengendalian kurang, tidak ada uji pembebanan, kondisi tanah sulit dan bervariasi, tetapi pengujian tanah dilakukan dengan baik. Pengawasan kurang.
4. Pengendalian buruk, kondisi tanah amat buruk dan sukar ditentukan penyelidikan tanah tidak memadai.

Tabel 2.6 Faktor Keamanan untuk Pondasi Tiang (Sumber : Donald P. Codute)

BAB III
GAMBARAN UMUM LOKASI JEMBATAN

3.1. LOKASI DAN DENAH JEMBATAN
Lokasi Jembatan Jalan akses Marunda ini berada di lokasi Kali Cakung Drain Wilayah Kotamadya Jakarta Utara. Pada jalan tersebut sudah ada jembatan lama tetapi jembatan tersebut sudah rusak sehingga perlu dibangunnya jembatan yang baru untuk mengganti jembatan yang sudah rusak agar tidak membahayakan para pengguna jembatan Adapun lokasi jembatan Jalan akses Marunda ini dapat dilihat pada gambar

Gambar 3.1. Lokasi Jembatan Jalan akses Marunda

Jembatan Jalan Akses Marunda didesign dengan lebar jembatan 15,00 meter dengan panjang jembatan = 130,80 meter, lebar lalu lintas = 11 meter, lebar trotoir = 2 x 2,00 meter, type jembatan I girder.
3.2. Kondisi Tanah
- Berdasarkan laporan hasil penyelidikan tanah (data hasil laporan terlampir) yang dikeluarkan oleh Unit Penyelidikan dan Pengukuran Tanah DPU DKI Jakarta.

3.2.1. Data-data tanah dari lokasi
Penyelidikan tanah yang dilakukan :
1. Cone Penetration test (CPT)
Dilakukan sebanyak 4 (empat) titik, memakai yang berkapasitas 10 tonf dan dilengkapi dengan “Adhession Jacket Cone” serta dilaksanakan sampai mencapai lapisan tanah keras dengan nilai tekanan konus qc > 400 kg/cm2 atau dengan kedalaman maksimum 40 m (mana yang lebih dulu).
2. Boring sebanyak 2 (dua) hole depth Boring kedalaman boring mencapai 20 m dari muka tanah setempat.
Dari uji pengeboran tersebut diperoleh :
a. Contoh tanah
Pengambilan contoh tanah (soil sampling) diambil dari hole depth boring dengan memakai alat Thin Wall Tube Sampler dalam keadaan undisturbed sample.
b. Muka air tanah
Muka air tanah (M.A.T) terdeteksi didalam hole hasil boring setelah selesai pengeboran.
Selanjutnya sample tersebut dibawa ke laboratorium untuk menentukan :
a. Pemeriksaan sifat-sifat pengenalan (index properties) terdiri dari :
- Specifik grafity soil solid (Gs) unit weight of massa (γm) dan natural water content (WN).
- Pembagian ukuran butir (grain size distribution) sieve analys
- Batas-batas konsistensi (atterberg)  Liquid limit (LL) Plastic limit (PL) Plasticity index (PI)
b. Pemeriksaan sifat-sifat teknis (engineering properties) terdiri dari : kekuatan geser (shearing strength)  unconfined compression strength undisturbed (qu) parameter C dan Q dengan percobaan direct shear test , konsolidasi (Cc dan e).

3.3. KONDISI LINGKUNGAN SEKITAR JEMBATAN
3.3.1. Topografi

Gambar 3.2 Topografi

3.4 PROSEDUR PERENCANAAN PONDASI TIANG PANCANG
Dalam Tugas Akhir ini langkah-langkah yang akan dilakukan dalam perencanaan pondasi tiang pancang tahap-tahap tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Prosedur Perencanaan Pondasi Tiang Pancang

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s


Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: