Pondasi Tiang Bor
1.
Pondasi
Tiang Bor Secara Umum
Pondasi
tiang bor cenderung menyokong terjadinya tekanan tanah lateral sehingga
kekuatan tanah disepanjang sisi tiang menjadi lebih kecil daripada kekuatan
tanah disepanjang sisi tiang pancang (Driven
Pile). Metode pelaksanaan pondasi tiang bor dapat dilakukan dengan dua cara
yaitu dengan casing yang ditarik kembali dan dengan cara casing yang tetap
tinggal di dalam tanah. Adapun tipe dari tiang bor / Cast in Place yaitu, tipe Bored
Pile, tipe Barete Pile, tipe Franky Pile dan tipe pondasi sumuran.
 | |
Gambar 1 Franky Pile (Tiang Bor)
|
Secara metode pelaksanaan pondasi tiang bor dibagi dalam dua kelompok dasar: [1]
a. Lubang Berselubung,
Suatu lubang digali hingga kedalaman alas pondasi dan tiang bor dibuat di dalam
lubang tersebut. Biasanya dinding penahan diberi penahan atau pelapis untuk
menghindari longsoran.
b. Penggunaan Caisson, sebuah corong atau kotak yang dibenamkan
hingga posisi yang di inginkan, yang kemudian akan merupakan bagian luar
sumuran. Untuk memudahkan pembenaman, maka bagian bawah caisson dilengkapi dengan
pinggiran yang tajam.
2.
Kelebihan
dan Kekurangan dari Pondasi Tiang Bor
Setiap pemilihan jenis pondasi tiang pasti memiliki
kelebihan dan kekurangannya masing – masing sehingga perlu dilakukan analisa
dengan perbandingan jenis pondasi untuk dapat menentukan jenis pondasi yang
tepat, sesuai dan aman digunakan dalam suatu proyek. Berikut ini akan
diterangkan keuntungan dan kerugian dalam pemakaian tiang bor sebagai pondasi
bangunan.
a.
Tidak ada resiko kenaikan muka tanah
b.
Kedalaman tiang dapat divariasikan
c.
Tanah dapat diperiksa dan dicocokan dengan data
laboratorium
d.
Tiang dapat dipasang sampai kedalaman yang dalam,
dengan diameter besar, dan dapat dilakukan pembesaran ujung bawahnya jika tanah
dasar berupa lempung atau batu lunak.
e.
Penulangan tidak dipengaruhi oleh tegangan pada waktu
pengangkutan dan pemancangan.
f.
Metode desain yang semakin andal.Berbagai metode desain
yang rasional telah dikembangkan untuk berbagai macam pembebanan dan kondisi
tanah.
g.
Gangguan
lingkungan yang minimal, suara, getaran dan gerakan tanah sekitarnya dapat
dikatakan minimum.
h.
Kemudahan terhadap perubahan konstruksi
i.
Daya dukung yang amat tinggi memungkinkan perancangan
satu kolom dengan dukungan satu tiang sehingga dapat menghemat kebutuhan untuk
pile cap.
B.
Kerugian dari penggunaan tiang bor antara lain:[3]
a.
Pengeboran dapat mengakibatkan gangguan kepadatan, bila
tanah berupa pasir atau kerikil.
b.
Pengecoran beton sulit bila dipengaruhi air tanah
karena mutu beton tidak dapat dikontrol dengan baik.
c.
Air yang mengalir ke dalam lubang bor dapat
mengakibatkan gangguan tanah, sehingga mengurangi kapasitas dukung tanah
terhadap tiang.
d.
Pembesaran ujung bawah tiang tidak dapat dilakukan jika
tanah berupa pasir.
3.
Pengaruh
Tiang Bor pada Tanah Kohesif
Penelitian pengaruh pekerjaan pemasangan tiang bor
pada adhesi antara dinding – dinding tiang dan tanah di sekitarnya, menunjukkan
bahwa nilai adhesi lebih kecil dari pada nilai kohesi tak terdrainase (undrained cohesion) tanah sebelum
pemasangan tiang. Hal ini adalah akibat dari pelunakan lempung di sekitar dinding
lubang. Pelunakan tersebut adalah pengaruh dari bertambahnya kadar air lempung
oleh pengaruh – pengaruh : air pada pengecoran beton, pengaliran air tanah ke
zone yang bertekanan lebih rendah di sekitar lubang bor dan air yang dipakai
untuk pelaksanaan pembuatan lubang bor. Pelunakan pada tanah lempung dapat
dilaksanakan dalam waktu 1 atau 2 jam.[4]
4.
Kapasitas
Daya Dukung Pondasi Tiang Bor Tunggal
Tanah harus mampu mendukung dan
menopang beban dari setiap konstruksi yang di rencanakan yang ditempatkan
diatas tanah tersebut tanpa suatu kegagalan geser dan penurunan pondasi yang di
hasilkan dapat di tolerir untuk konstruksi tersebut.
Perhitungan kapasitas
tiang dapat dilakukan dengan cara pendekatan statis dan dinamis. Hitungan
kapasitas tiang secara statis dilakukan menurut teori mekanika tanah, yaitu
dengan mempelajari sifat-sifat teknis tanah. Sedangkan hitungan dengan cara
dinamis dilakukan dengan menganalisis kapasitas ultimit dengan data yang diperoleh dari data pemancangan tiang.
Hasil hitungan kapasitas tiang yang didasarkan pada teori Mekanika Tanah,
terkadang masih perlu dicek dengan mengadakan pengujian tiang untuk meyakinkan
hasilnya. [5]
Gambar 2. Mekanisme Daya Dukung Pondasi
Tiang
4.1
Daya Dukung
Pondasi Tiang Bor Tunggal Berdasarkan Hasil Pengujian SPT dengan Metode Meyerhoff
Dalam perencanaan pondasi tiang bor tunggal
berdasarkan data hasil uji tanah SPT, Meyerhoff
mengusulkan formula untuk menentukan Daya Dukung Pondasi Tiang seperti
sebagai berikut :
dengan 
Qp
= qp x Ap dengan qp
= 40 x Nb
Dimana :
qp = Tahanan ujung Tiang
Ap = Luas permukaan ujung tiang = Luas
dasar tiang (m2)
Nb = Nilai N SPT rata – rata di sekitar
8D di atas ujung tiang dan 4D di bawah ujung tiang
D
= Diameter (D) atau Lebar (B)
Qs = ∑ (fs x As) dengan 
Dimana :
fs =
Tahanan selimut tiang
As =
Luas selimut tiang = Keliling tiang * Panjang tiang (m2)
= Nilai N SPT rata – rata sepanjang tiang
D
= Diameter (D) atau Lebar (B)
4.2
Daya Dukung Pondasi Tiang Bor Tunggal Berdasarkan Hasil Pengujian SPT dengan
metode Reese And O’Neil
Dalam perencanaan pondasi tiang bor tunggal
berdasarkan data hasil uji tanah SPT, Reese and O’neal mengusulkan formula
untuk menentukan Daya Dukung Pondasi Tiang Bor seperti sebagai berikut :
dengan 
Qp = qp x Ap dengan qp
= 0,6 NSPT (tsf )untuk NSPT <
75
qp
= 45* NSPT (tsf) untuk NSPT
> 75
Dimana :
qp = Tahanan ujung Tiang
N = Nilai N SPT rata – rata
Ap = Luas
permukaan penampang tiang (m2)
B. Tahanan gesekan sepanjang badan tiang (Friction Pile) = Qs23
Qs = ∑
(fs x As) dengan
fs = α . Su dan Su = 0,0625 . NSPT
Dimana :
fs =
Tahanan selimut tiang
As =
Luas selimut tiang = Keliling tiang * Panjang tiang (m2)
N =
Nilai N SPT rata – rata sepanjang tiang
D = Diameter
(D) atau Lebar (B)
α = Faktor koreksi dari hasil harga Su
Untuk nilai Su (undrained shear strength) dapat dilihat
pada tabel berikut :
Tabel
2.5 Faktor
Adhesi untuk Tiang Bor pada Tanah Mengandung Lempung
Adhesion Factor
|
Undrained Shear Strength = Su (tsf)
|
0,55
|
< 2
|
0,49
|
2,0 – 3,0
|
0,42
|
3,0 – 4,0
|
0,38
|
4,0 – 5,0
|
0,35
|
5,0 – 6,0
|
0,33
|
6,0 – 7,0
|
0,32
|
7,0 – 8,0
|
0,31
|
8,0 – 9,0
|
Treat as Rock
|
> 9,0
|
Sumber:
https://www.utexas.edu/research/ctr/pdf_reports/0_5824_2.pdf.hal.113-114
5.
Kapasitas
Daya Dukung Pondasi Kelompok Tiang Bor
Kapasitas daya dukung kelompok tiang tidak
selalu sama dengan jumlah kapasitas tiang tunggal pada kelompoknya. Stabilitas
kelompok tiang tergantung pada dua hal, yaitu:[9]
a.
Kapasitas daya dukung tanah di sekitar dan di bawah
kelompok tiang pancang dalam menurunkan beban total struktur.
b.
Pengaruh penurunan konsolidasi tanah yang berada di
bawah pondasi kelompok tiang.
6.
Persyaratan
Jarak Antara Tiang Dalam Kelompok Tiang
Pondasi
kelompok tiang bor digunakan apabila daya dukung satu pondasi tiang bor tidak
sanggup untuk menahan beban yang akan terjadi. Pondasi kelompok tiang bor
terdiri dari beberapa buah tiang bor yang kemudian diikat dengan topi tiang (Pile Cap) pada bagian atas tiang – tiang
bor tersebut. Jarak minimum antar tiang bor biasanya bernilai : [10]
2,5 D ≥ S ≥ 3D
Dimana :
S = Jarak antar tiang bor
D = Diameter
tiang bor / Diagonal tiang bor
Adapun
mobilisasi tegangan di sekitar tiang akibat pengaruh jarak antar tiang pada
kelompok tiang adalah : [11]
 |
 |
 |
|||||||||||
|
|
|
|||||||||||
Gambar 2.6 Skematik
mobilisasi tegangan di sekeliling tiang yang digambarkan dalam bentuk Diagram
Keruntuhan Tegangan berupa Gelombang (Bulb)
Sumber : Rekayasa Fundasi II : Fundasi Dangkal dan
Fundasi Dalam (Jakarta,Gunadarma, 1997)
Keterangan
:
A
= Bulb pressure pada satu tiang
B
= Bulb pressure pada kelompok tiang
pada jarak antar tiang s > 2,5 3 D
C
= Bulb pressure pada kelompok tiang
pada jarak antar tiang s < 2,5 3 D
Pada gambar C, mobilisasi tegangan
tidak sepenuhnya, karena ada satu daerah tegangan yang menjadi milik bersama.
Pada gambar A dan B, mobilisasi tegangan yang tidak berpotongan mengartikan
bahwa kapasitas daya dukung total kelompok tiang = kapasitas daya dukung satu
tiang dikalikan dengan jumlah tiang yang ada.
7.
Penentuan
Letak dan Komposisi Tiang dalam Kelompok Tiang
Berdasarkan pada perhitungan daya dukung
tiang oleh Dirjen Bina Marga Departemen P.U.T.L. diisyaratkan :[12]
S ≥ 2,5 D dan S ≥ 3 D
Gambar 2.7 Jarak antar tiang
Sumber : Hary Christady Hardiyatmo, Teknik Pondasi 2, Yogyakarta, Gadjah
Mada University Press, 2003.
hal. 141
Jarak antara 2 tiang dalam kelompok
diisyaratkan minimum 0,60 m dan maximum 2,00 m. Ketentuan ini berdasarkan pada
pertimbangan - pertimbangan sebagai berikut :[13]
1.
Bila S < 2,5 D
Apabila jarak antara sumbu tiang < 2,5 D,
maka pengaruh kelompok tiang akan cukup besar pada tiang geser, sehingga gaya
dukung setiap tiang di dalam kelompok akan lebih kecil dari gaya dukung tiang
secara individu. Ini berarti bahwa efisiensi menurun, sehingga kemampuan tiang
tidak dapat dimanfaatkan semaksimal mungkin.
2.
Bila S > 3 D
Apabila S > 3 D maka tidak
ekonomis, karena akan memperbesar ukuran/dimensi dari poer (footing).
Gambar 2.8 Beberapa contoh
tipe pile cap dan komposisi tiang
yang lazim dipakai
Gambar 2.9 Contoh desain
pondasi dalam dengan 2 tiang
Sumber
: http://www.detallesconstructivos.net/en/category/tags/pile-caps
Dalam kelompok tiang,
baik ujung tiang maupun keliling tiang akan terjadi overlapping daerah yang mengalami tegangan seperti pada gambar 2.10, dimana tegangan yang
terjadi mengakibatkan tegangan yang tinggi.
Gambar 2.10 Perbandingan
zone tertekan pada tiang tunggal dan kelompok tiang
(a) Tegangan di bawah ujung tiang
tunggal; (b) Tegangan di bawah ujung tiang pada kelompok tiang
Sumber : Hary Christady
Hardiyatmo, Teknik Pondasi 2,
Yogyakarta, Gadjah Mada University Press, 2003.
hal. 139
Daya dukung kelompok tiang terutama
untuk geser tidak sama dengan daya dukung tiang secara individual
dikelompoknya, hal ini di karenakan adanya reduksi akibat adanya overlapping penyebaran di sekeliling
tanah diantara tiang – tiang dikelompoknya. Faktor reduksi ini yang disebut
dengan Efisiensi Tiang.
Dengan harga efisiensi kelompok tiang
(η) adalah :
Dimana : η = Efisiensi tiang
θ = Arc tan (d/s) derajat
s = Jarak antar tiang
d = Jumlah tiang dalam deret baris
n = Jumlah tiang dalam deret kolom
9.
Persamaan
Daya Dukung Kelompok Ultimit Kelompok Tiang
Besar daya dukung
kelompok tiang tergantung pada jarak antara tiang dalam kelompoknya. Makin jauh
jarak antar tiang, makin besar gaya yang didukung. Ada suatu “jarak kritis”
yang menjadi persyaratan / pedoman untuk suatu penentuan suatu jarak antar
tiang, yang mempengaruhi besaran dari Daya Dukung Kelompok Tiang, yaitu : [15]
a.
Apabila jarak antar tiang melebihi “jarak kritis”
tersebut, maka keruntuhan yang terjadi merupakan keruntuhan setempat dengan
perhitungan Daya Dukung Kelompok Tiang adalah :
Qug = Qu x m x n
Dimana : Qug = Kapasitas DD batas kelompok tiang
Qu
1 Tiang = Kapasitas DD ultimit satu tiang
n = Jumlah tiang dalam deret
kolom
m = Jumlah tiang dalam deret
baris
η = Efisiensi kelompok tiang
b.
Sedangkan apabila jarak antar tiang lebih kecil dari
“jarak kritis” tersebut, maka keruntuhan tiang yang terjadi merupakan Blok
yaitu tanah diantara tiang – tiang dalam kelompoknya merupakan kesatuan dengan
tiang – tiangnya. Dengan perhitungan Daya Dukung Kelompok Tiang adalah
Kapasitas daya dukung dari kegagalan blok (Block
Failure) :
Qug
= 2 x D ( B + L )
x c + 1,3 C x Nc x B x L
Dimana : Qug = Kapasitas DD batas kelompok tiang
D = Kedalaman tiang di bawah muka
tanah
B = Lebar kelompok tiang
L = Panjang kelompo tiang
1,3
adalah faktor pengali untuk luasan kelompok tiang berbentuk empat persegi
panjang, untuk bentuk kelompok lain seperti bundar, menerus dan lain – lain
dapat disesuaikan dengan persamaan dari Terzaghi. Selain itu keruntuhan blok
dapat terjadi bila Poer dalam keadaan
terbenam atau tepat di atas permukaan tanah.
10.
Pengaruh
Harga Faktor Keamanan Terhadap Daya Dukung Pondasi Tiang Bor
Untuk memperoleh Kapasitas Daya Dukung Izin Tiang Tunggal
(Qa) Atau Kelompok Tiang (Qag), maka diperlukan Faktor Keamanan (FK) tertentu
untuk membagi Kapasitas Daya Dukung Ultimit Tiang Tunggal (Qu) atau Kelompok
Tiang (Qag). Faktor keamanan berfungsi untuk :[16]
a.
Memberikan keamanan terhadap ketidakpastian metode
perhitungan yang digunakan dalam perencanan
b.
Memberikan keamanan terhadap variasi kekuatan geser
tanah dan kompressibilitas tanah
c.
Meyakinkan bahwa bahan tiang akan cukup aman dalam
mendukung beban yang bekerja
d.
Menyakinkan bahwa penurunan total yang terjadi pada
tiang tunggal atau kelompok tiang masih dalam batas – batas toleransi.
e.
Menyakinkan bahwa penurunan tidak seragam diantara
tiang – tiang masih dalam batas toleransi.
Pemilihan
faktor aman, perlu dipertimbangkan hal – hal sebagai berikut :[17]
a.
Tipe dan kepentingan struktur
b.
Variabilitas tanah (ketidakseragaman tanah)
c.
Ketelitian penyelidikan tanah
d.
Tipe dan jumlah uji tanah yang dilakukan
e.
Pengawasan / kontrol kualitas di lapangan
Penggunaan
faktor aman tersebut adalah untuk meyakinkan keamanan tiang terhadap keruntuhan
tiang dengan mempertimbangkan penurunan tiang pada Beban Kerja yang ditetapkan.
Tabel
2.6 Faktor Aman yang disarankan oleh
Reese & o’Neil 1989
Kualifikasi
Struktur
|
Faktor Aman (F)
|
|||
Kontrol
Baik
|
Kontrol Normal
|
Kontrol
Jelek
|
Kontrol Sangat Jelek
|
|
Monumental
|
2.3
|
3.0
|
3.5
|
4.0
|
Permanen
|
2.0
|
2.5
|
2.8
|
3.4
|
Sementara
|
1.4
|
2.0
|
2.3
|
2.8
|
Sumber : Hary Christady
Hardiyatmo, Teknik Pondasi 2, Yogyakarta,
Gadjah Mada University Press, 2003.
hal. 119
11.
Persamaan
Kapasitas Daya Dukung Kelompok Tiang
Besarnya beban kerja (working
load) atau kapasitas izin tiang (Qa) adalah nilai kapasitas Ultimit (Qu)
dibagi dengan Faktor Aman (F) yang sesuai. Adapun persamaan umum dari daya
dukung ultimit adalah Qult = Qp + Qs.
a.
Untuk dasar tiang yang dibesarkan dengan diameter
d<2m [18]
Dimana : Qall = Kapasitas izin
gross (satuan beban)
Qult.izin = Daya dukung ultimit izin gross
A = Luas dasar pondasi
Fk = Faktor keamanan
2,5 =
Nilai faktor kemanan yang disarankan
b.
Untuk tiang tanpa pembesaran di bagian bawahnya 32
Dimana : Qall = Kapasitas izin
gross (satuan beban)
Qult.izin = Daya dukung ultimit izin gross
q = Over burden pressure (tekanan tanah)
A = Luas dasar pondasi
Fk = Faktor keamanan
2 = Nilai faktor keamanan minimal
yang disarankan
[1]
Ralph
B.pek, Walter E.Hanson, Thomas H.Thornburn, Teknik
Pondasi Edisi ke 2, Gadjah Mada University Press.1973.
Hal 366
[2] Hary Cristady Hardiyatmo, Teknik Pondasi 2, Yogyakarta, Gadjah
Mada University Press, 2003, Hal. 67 - 68
[3]
Hary
Cristady Hardiyatmo, Teknik Pondasi 2,
Yogyakarta, Gadjah Mada University Press, 2003, Hal. 67 - 68
[9]
Hary Christiady Hardiyatmo,
Analisis dan Perancangan Fondasi Bagian
II, Hal. 212
[10] Hary Christiady Hardiyatmo, Analisis dan Perancangan Fondasi Bagian II, Hal.
212
[12]
http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/29907/chapterII,2015
[13]
http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/29907/chapterII,2015
[15]
Ir. Sardjono HS, Pondasi Tiang Pancang, Jilid 2, hal 35
[16]
Hary
Christady Hardiyatmo, Teknik Pondasi 2,
Yogyakarta, Gadjah Mada University Press, 2003. hal. 118
[17] Hary Christady
Hardiyatmo, Teknik Pondasi 2, Yogyakarta,
Gadjah Mada University Press, 2003. hal. 118 - 119
[18]
Hary
Christady Hardiyatmo, Teknik Pondasi 2,
Yogyakarta, Gadjah Mada University Press, 2003. hal. 120
Comments
Post a Comment