PONDASI DALAM

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 :