Pondasi Dalam
Pondasi
Dalam adalah jenis pondasi dalam Teknik Pondasi yang dibedakan dengan pondasi
dangkal dari segi kedalaman masuknya ke dalam tanah. Ada sejumlah alasan
mengapa para ahli geoteknik menyarankan pondasi dalam alih-alih pondasi
dangkal, tapi beberapa sebab umum digunakannya pondasi dalam ialah karena
besarnya beban rancang, tanah yang jelek pada kedalaman yang dangkal, atau
beberapa alasan terkait dengan situasi (lokasi didirikannya bangunan), semisal
batasan kepemilikan.
Istilah-istilah
yang sering digunakan untuk mendeskripsikan berbagai jenis pondasi dalam
anatara lain: Tiang pancang(pile), turap (sheet pile), dan kaison (caisson).
Pemberian namanya bisa jadi beragam tergantung disiplin keteknikan dan
perusahaan pembuatannya, dan juga dikenal dalam bahasa pasaran. Pondasi dalam
dapat dibuat dari kayu, baja, beton bertulang dan beton prategang. Pondasi
dalam dapat dipasang baik dengan menancapkannya/memancangnya ke bumi maupun
membor dengan besaran tertentu lalu mengisinya dengan beton, masif maupun
bertulang.
· Pondasi yang Dipancang
Piles
/ tiang-tiang pancang buatan pabrik dipancang ke dalam tanah dengan mesin
pemancang. Pile yang digunakan bisa dari kayu, beton maupun baja. Tiang kayu dibuat
dari batang pohon yang tinggi. Tiang beton tersedia dalam profil persegi,
oktagonal dan lingkaran, biasanya diperkuat dengan tulangan maupun dengan
sistem pratekan. Tiang baja dapat berupa pipa baja atau profil balok baja
semisal H atau C. Sejarah mencatat, dulunya tiang pancang kayu disambung bila
panjang tiang belum mencapai kedalaman yang dibutuhkan. Sekarang yang sering
disambung adalah tiang baja (tiang beton juga dapat namun lebih susah).
Memancang tiang, bila dibandingkan dengan mengebor, memiliki keunggulan yaitu
tanah yang tergeser akibat pemancangan tiang memadatkan tanah di sekitarnya,
sehingga tahanan gesek tanah terhadap tiang semakin besar dan meningkatkan
kapasitas dukung tiang..
· Sistem Pondasi Tiang
Pondasi
yang bergantung pada tiang pancang seringkali memiliki kelompok tiang (beberapa
tiang yang dipancang dengan jarak antar tiang yang beraturan), yang
dipersatukan dengan pur / pile cap yang berupa blok beton besar yang mengikat
seluruh kepala tiang dalam satu kelompok, sehingga kelompok tiang tersebut
dapat menyokong beban yang lebih besar daripada yang dapat ditahan oleh satu
tiang saja.
·
Pondasi Dalam
PONDASI TIANG
PANCANG
Pondasi ini
dipakai jika tanah yang mampu memikul beban terletak jauh dibawah muka tanah.
Pondasi tiang pancang disebut juga pondasi dalam.
Bahan pondasi
tiang pancang :
Bahan yang
dipakai untuk pondasi tiang pancang adalah :
Ø
Kayu
Didaerah yang
mempunyai sumber alam berupa hutan maka banyak pondasi memakai kayu.
Keuntungan memakai pondasi kayu adalah :
-
Ringan
- Harga
murah
- Cocok
untuk beban yang ringan
Kerugian :
-
Ukuran terbatas, (Panjang dan luas penampang)
- Mudah
lapuk kalau tidak terendam air
-
Kekuatan lemah
- Sulit
didapat
Ø Baja
Tiang pancang dari baja banyak dipakai untuk
pondasi. Keuntungannya :
- Kuat
menahan beban
-
Ukuran tidak terbatas (Panjang, luas penampang)
-
Bentuk tiang bermacam-macam.
Kekurangan :
- Harga
mahal
- Berat
- Titik
penyambungan harus diperhatikan
Ø Beton
Tiang pancang dari baja banyak dipakai untuk
pondasi. Keuntungannya :
- Kuat
menahan beban
-
Ukuran tidak terbatas (Panjang, luas penampang)
-
Bentuk tiang bermacam-macam.
Kekurangan :
- Harga
mahal
- Berat
- Titik
penyambungan harus dipoerhatikan
CARA PELAKSANAAN
Untuk melaksanakan pekerjaan tiang pancang dapat
dilakukan dengan :
ü Pemancangan
Pelaksanaan dengan alat a,b,c,d menimbulkan getaran
yang cukup besar disekitar lokasi. Karena tiang yang dipukul akan memobilisir
tanah yang cukup besar (Large Displacement Pile). Jika tiang yang akan
dipancang berada disekirar bangunan maka perlu diperhitungan pengaruh getaran
agar tidak merusak bangunan disekitarnya.
Alat e relative menghasilkan getararan pemancangan
yang kecil, karena tanah yang dimobilisir relative kecil sehingga tidak terlalu
berpengaruh pada kerusakan bangunan lain.
Ø Bor Pile
Penggunaan bor pile relative menimbulkan getaran
karena tidak ada tanah yang dimobilisir. Karena itu sangat cocok untuk pembangunan
diperkotaan yang padat bangunan.
BENTUK TIANG
Tiang yang dipakai umumnya terdiri dari berbagai
bentuk seperti :
ü Bulat.
Bentuk ini sangat cocok untuk tiang yang dipancang
sampai tanah keras karena efektif memikul beban. Selain itu tiang ini mampu memikul
gaya lateral yang besar disebabkan momen inersia yang besar.
ü Bujur
Sangkar.
Bentuk ini sangat cocok untuk tiang yang dipancang
sampai tanah keras karena efektif memikul beban
ü Bentuk
H
Tiang bentuk ini mempunyai luas selumut yang besar,
oleh karena itu cocok untuk tiang yang mengandalkan friksi (geser).
ü Bentuk
H
Tiang bentuk ini mempunyai luas selumut yang besar,
oleh karena itu cocok untuk tiang yang mengandalkan friksi (geser).
MOBILISIR TANAH
Tiang dipancang akan mendesak tanah untuk
berpindah, Makin besar tanah yang dipindahkah maka akan mempengruhi besar gaya
geser tanah dan akan berpengaruh terhadap besar daya dukung geser (friksi).
Dilihat dari besar mobilisir tanah tiang dapat dibeddakan menjadi :
·
Tiang perpindahan tanah besar (Large Displacement Pile).
Saat pemancangan tanah yang didesak sangat besar
akibatnya tanahan gesek jadi besar. Tiang pancang termasuk kelompok ini adalah
tiang dengan ujung tertutup.
·
Tiang perpindahan tanah kecil (Small Displacement Pile).
Saat pemancangan tanah yang didesak relative kecil
akibatnya tanahan gesek jadi besar. Tiang pancang termasuk kelompok ini adalah
tiang dengan ujung terbuka.
·
Tiang perpindahan tidak ada tanah (Non
Displacement Pile).
Saat pemancangan tanah yang tidak ada tanah yang
didesak akibatnya tanahan tidak ada yang dipindahkan. Tiang pancang termasuk
kelompok ini adalah tiang bor (Bor Pile).
DATA YANG DIPERLUKAN UNTUK
MENDESIGN TIANG PANCANG
a. DATA
GEOTEKNIK
Pengujian geoteknik sangat diperlukan untuk
memperhitungkan besar daya dukung tiang pancang. Banyak macam pengujian
geoteknik untuk mendesign tiang pancang untuk itu perlu dipilih pengujian yang
cocok untuk agar biaya ekonimis dan data yang diperlukan mencukupi.
Pengujian geoteknik yang dilakukan antara lain :
Pengujian Lapangan.
Pengujian lapangan yang sering digunakan adalah :
- Uji
Sondir
Dari pengujian ini didapat tanahan ujung (qc) dan
Tahanan friksi (fs). Dari data ini dapat diperkirakan jenis tanah dandapat
memperhitungkan daya dukung tiang pancang.
-
Pengujian SPT
Dari pengujian ini didapat nilai NSPT. Dari data
ini dapat diperkirakan jenis tanah dandapat memperhitungkan daya dukung tiang
pancang.
-
Pengujian Vane Shear
Dari pengujian ini didapat nilai kuat geser tanah.
Untuk tanah lempung jenuh akan didapat nilai undarined shear strength (cu).
Dari data ini dapat diperkirakan jenis tanah dandapat memperhitungkan daya
dukung tiang pancang.
-
Pengujian Lain-lain
PENGUJIAN LABORATORIUM.
Pengujian laboratorium yang dilakukan untuk
mendesign pondasi adalah :
Uji sifat fisik.
Pengujian ini berupa :
- Uji
Berat volume g
- Uji
Kadar air, w
- Uji
Specifik Gravity Gs
- Uji
analisa saringan
- Uji
Hidrometer
- Uji
atterberg limit
Uji Kuat geser tanah
Uji kuat geser tanah untuk menentukan kuat geser
tanah (kohesi) dan Susut geser dalam tanah. Pengujian ini berupa UU, CU, dan
CD. Pengujian yang dipilih disesuaikan dengan kondisi lapangan. Pengujian ini
berupa :
- Uji
Geser langsung (UU, CU, CD)
- Uji
Kuat tekan bebas
- Uji
triaxial (UU, CU, CD).
Uji Pemampatan tanah.
Pengujian ini dimaksudkan untuk dapat memperkirakan
besar penurunan pondasi. Pengujian ini berupa uji Konsolidasi tanah.
Data Bahan Pondasi
Data ini perlu diketahui agar bahan pondasi kuat
memikul beban. Data yang perlu diketahui adalah :
Tegangan izin lentur (sltizin)
Tegangan izin geser (tizin)
Tegangan izin tekan ((stkizin)
Atau Data yang didapat dari Specifikasi Tiang yang
akan dipakai)
Persamaan Mayerhof
Dimana :
STABILITAS TIANG PANCANG.
Tiang pancang dikatakan stabil jika :
Mampu memikul beban Jika daya dukung pondasi lebih
besar dari beban dipikul, maka pondasi dikatakan aman, (Qizin ³ Q)
Untuk mengetahui kemampuan memikul beban maka perlu
dilakukan perhitungan Daya dukung pondasi.
Penurunan Kecil
Beda penurunan kecil
Beda penurunan = Δd = d2 – d1
Kemiringan = i = Δd/L
Bahan pondasi kuat
Bahan tidak hancur, patah setelah menerima beban.
DAYA DUKUNG TIANG PANCANG
Besar daya dukung tiang pancang adalah akibat
tahanan ujung dan tahanan geser.
Tiang yang dipancang ada 2 katagori :
1. Jika tiang dipancang tidak sampai tanah keras
disebur Tiang Friksi. Besar daya dukung adalah Qu = Qs
2. Jika tiang dipancang sampai tanah keras. Besar
daya dukung adalah Qu = Qp
Besar Daya Dukung Pondasi dihitung berdasarkan :
1. Pada
tahap perencanaan Daya Dukung Pondasi dihitung berdasarkan :
Data Lapangan seperti dari data Sondir, data NSPT,
data Vane Shear
Data Laboratorium, berdasarkan parameter kuat geser
tanah c dan f
2. Pada
tahap Pelaksanaan Pekerjaan Daya Dukung Pondasi didiperiksa berdasarkan :
Data pemancangan (data kalendering)
Data Laboratorium uji beban.
DAYA DUKUNG BERDASARKAN DATA LAPANGAN
Berdasarkan Data Sondir.
Besar daya dukung berdasarkan daya sondir adalah
sebagai berikut :
qu = beban yang mampu dipikul tiang pancang
qc =tahan qonus data sondir
Ftot = total hambatan lekat
K =keliling penampang tiang
pancang
SF1 = 3
SF2 = 5 (untuk pasir)
SF2 > 5 untuk lempung
Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang dengan metod
Nottingham dan schememrtmann
Untuk pasir :
Besar tahanan geser adalah :
Untuk pasir tanpa friksi maka :
Dimana :
qc = tahanan konus rata-rata
cf = diambil dari table dibawah ini
Untuk tanah kohesif :
Dimana :
As = Luas selimut tiang
a’
= diambil dari grafik dibawah ini.
Hitung nilai qt dimana :
q1 dan q2 dihitung berdasarkan grafik diatas.
Kapasitas Daya Dukung Ujung Rt =
At = luas penampang tiang pancang
Hitung kapasitas Daya Dukung Ultimit :
Beban yang diizinkan bekerjapada tiang pancang :
BERDASARKAN DATA LABORATORIUM
Besar daya dukung berdasarkan data laboratorium
adalah Qu = Qs +Qp
I. PASIR
Tahanan ujung Qp.
Daya dukung pondasi bulat :
Jika tanah berupa pasir,
Tahanan ujung Qp =
dan mengingat lebar tiang relative kecil maka B = D
≈ 0 maka :
Sehingga tahanan ujung Qp =
Dimana q = g x H
Nc* dan Nq* = Faktor daya dukung tergantung nilai
sudut geser dalam f
Berdasarkan Meyerhofs
Berdasarkan Meyerhof besar tahanan ujung akan
konstan pada (Lb/D)cr seperti gambar dibawah ini.
Besar tahanan ujung untuk tiang dipancang di pasir
adalah :
Dimana qt =
Pa = Tekanan atmospir = 100 kN/m2 = 10 ton/m2.
Berdasarkan uji SPT :
N60 = Nilai NSPT rata-rata 10D diatas ujung tiang
sampai 4D dibawah ujung tiang.
Berdasarkan metoda JANBU
Besar tahan ujung menurut JANBU adalah :
Besar nilai Nc* dan Nq* diambil dari grafik dibawah
ini.
Nilai h’ = bervariasi 60o untuk lempung lunak dan
105o untuk pasir padat.
UNTUK LEMPUNG
Tanah lempung diambil kondisi kritis yakni pada
kondisi jenuh dimana c = cu dan f = 0
Untuk 0o maka Nc = 9,maka tahanan ujung Qp =
TAHANAN GESER
Besar tahan geser = Qf dimana Qf adalah :
Dimana :
P = Keliling penampang tiang
ΔL = Panjang tiang
f = tahanan geser pada selimut tiang
Untuk pasir :
Tanahan geser pasir adalah :
Dimana :
K = koefesien tekanan tanah
sv’ = tekanan efektif akibat berat tanah = g’H
d = sudut geser tanah dengan tiang pancang.
Koefesien tekanan tanah K diambil sesuai dengan
besar tanah yang dimobilisir saat pemancangan seperti dibawah ini.
Untuk Bor pile dan Jetter Pile
Untuk Low Displacement driven piles
Untuk High Displacement driven piles
Tekanan efektif tanah sv’ akan bertambah dari 0
sampai 15 atau 20 kali diameter tiang.
Seperti terlihat pada gambar dibawah ini.
Biasanya L’ = 15 D
a. Besar
tahanan geser menurut Meyerhof adalah sebagai berikut :
High Displacement driven piles
Low Displacement driven piles
Dimana
adalah rata-rata nilai Standart Penetration Test
Besar tahanan geser = Qf adalah :
Untuk LEMPUNG :
METODA l
Metoda ini dipropos oleh Vijayvergia dan Focht
(1972). Asumsi metoda ini tanah yang terdispacemen akibat pemancangan akan
menimbulkan tekanan tahan pasif. Tahanan geser adalah fav :
Dimana :
= rata-rata tekanan vertical sepanjang tiang
pancang
Cu = Rata-rata kuat geser lempung jenuh (f=0o)
Untuk menentukan s’v rata-rata dan Cu rata-rata
adalah seperti gambar dibawah ini.
Kuat geser jenuh rata-rata adalah :
Tekanan vertical efektif s’v rata-rata adalah :