PONDASI TIANG PANCANG ( PILE CAP FOUNDATION )

Teknik Sipil - Dalam merencanakan pondasi untuk suatu konstruksi dapat digunakan beberapa macam tipe pondasi. Pemilihan tipe pondasi ini didasarkan atas :

1. Fungsi bangunan atas (upper structure) yang akan dipikul oleh pondasi tersebut.

2. Besarnya beban dan berat dari bangunan atas.

3. Kondisi tanah dimana bangunan tersebut akan didirikan.

4. Biaya pondasi dibandingkan dengan bangunan atas.

Seperti yang kita ketahui bahwa tipe pondasi cukup banyak macamnya, dan tergantung dari fungsi serta kegunaannya. Nah.. salah satu di antara tipe pondasi yang dapat digunakan adalah pondasi tiang pancang. Konstruksi pondasi tersebut bisa terbuat dari kayu, baja, atau beton yang berfungsi untuk meneruskan beban- beban dari struktur bangunan atas ke lapisan tanah pendukung (bearing layers) dibawahnya pada kedalaman tertentu

Mengapa harus Pondasi Tiang Pancang ?

Tiang pancang saat ini banyak digunakan di Indonesia sebagai pondasi bangunan, seperti jembatan, gedung bertingkat, pabrik atau gedung-gedung industri, menara, dermaga, bangunan mesin-mesin berat, dll. Dimana semuanya merupakan konstruksi-konstruksi yang memiliki dan menerima beban yang relatif berat. Penggunaan tiang pancang untuk konstruksi biasanya bertitik tolak pada beberapa hal mendasar seperti anggapan adanya beban yang besar sehingga pondasi langsung jelas tidak dapat digunakan, kemudian jenis tanah pada lokasi yang bersangkutan relatif lunak (lembek) sehingga pondasi langsung tidak ekonomis lagi untuk dipergunakan.

Dikarenakan begitu pentingnya peranan dari pondasi tiang pancang tersebut, maka jika pembuatannya dibandingkan dengan pembuatan pondasi lain, pondasi tiang pancang ini mempunyai beberapa keuntungan sebagai berikut :

1. Biaya pembuatannya kemungkinan besar (dengan melihat letak lokasi dan lainnya), lebih murah bila dikonversikan dengan kekuatan yang dapat dihasilkan.
2. Pelaksanaannya lebih mudah.
3. Di Indonesia, peralatan yang digunakan tidak sulit untuk didapatkan.
4. Para pekerja di Indonesia sudah cukup terampil untuk melaksanakan bangunan yang mempergunakan pondasi tiang pancang.
5. Waktu pelaksanaannya relatif lebih cepat.

Secara umum pemakaian pondasi tiang pancang dipergunakan apabila tanah dasar dibawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul berat bangunan dan beban diatasnya, dan juga bila letak tanah keras yang memiliki daya dukung yang cukup untuk memikul berat dari beban bangunan diatasnya terletak pada posisi yang sangat dalam. 

Dari alasan itulah maka dalam mendesain Pondasi tiang pancang mutlak diperlukan informasi mengenai :

1. Data tanah dimana bangunan akan didirikan.
2. Daya dukung dari tiang pancang itu sendiri (baik single pile ataupun group pile).
3. Analisa negative skin friction (karena mengakibatkan beban tambahan).

Gaya geser negatif (negative skin friction) adalah suatu gaya yang bekerja pada sisi tiang pancang dimana gaya tersebut justru bekerja kearah bawah sehingga malah memberikan penambahan beban secara vertikal selain beban luar yang bekerja. Negative skin friction berbeda dengan Positif skin friction, karena positif skin friction justru membantu memberikan gaya dukung pada tiang dalam melawan beban luar/vertikal yang bekerja dengan cara memberikan perlawanan geser disisi-sisi tiang, dengan arah kerja yang berlawanan dari arah gaya luar yang bekerja ataupun gaya dari negative skin friction tersebut.

Negatif skin friction terjadi ketika lapisan tanah yang diperkirakan mengalami penurunan yang cukup besar akibat proses konsolidasi, dimana akibat proses konsolidasi ini, tiang mengalami gaya geser dorong kearah bawah yang bekerja pada sisi sisi tiang (karena terbebani). keadaan ini disebut sebagai keadaan dimana tiang mengalami gaya geser negatif (negative skin friction). Nah....jika jumlah gaya gaya sebagai akibat dari beban luar dan gaya geser negatif ini melebihi gaya dukung tanah yang diizinkan, maka akan terjadilah penurunan tiang yang disertai dengan penurunan tanah disekitarnya.

Keadaan ini bisa terjadi karena tanahnya yang lembek, pemancangan pondasi pada daerah timbunan baru, atau akibat penurunan air tanah pada tanah yang lembek, dimana kondisi tersebut memungkinkan terjadinya penurunan atau konsolidasi tanah yang cukup besar. Pondasi tiang pancang hendaknya direncanakan sedemikian rupa sehingga gaya luar yang bekerja pada kepala tiang tidak melebihi gaya dukung tiang yang diizinkan. Adapun yang dimaksud dengan gaya dukung tiang yang diizinkan adalah meliputi aspek gaya dukung tanah yang diizinkan, tegangan pada bahan tiang perpindahan kepala tiang yang diizinkan, dan gaya- gaya lain (seperti perbedaan tekanan tanah aktif dan pasif).

Perhitungan serta pengevaluasian tersebut tidak saja dilaksanakan terhadap tiang secara individu (single pile) tetapi juga harus dilaksanakan terhadap tiang-tiang dalam kelompok (group pile). Umumnya pondasi tiang pancang dapat ditinjau dari :

1. Jenis / bahan yang digunakan, meliputi : kayu, baja, beton, atau komposit (perpaduan dari beberapa bahan).
2. Cara Penyaluran Beban.

Read more »

KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN PONDASI YANG DI BUAT OLEH PABRIK DENGAN YANG DI COR DI TEMPAT

Teknik Sipil - Pondasi tiang pancang pabrikan.
Keuntungan:

• Karena tiang dibuat di pabrik dan pemeriksaan kwalitas sangat ketat, hasilnya lebih dapat diandalkan.
• Pelaksanaan pemancangan relative cepat, terutama untuk tiang baja. Walaupun lapisan antara cukup keras, lapisan tersebut masih dapat ditembus sehingga pemancangan ke lapisan tanah keras masih dapat dilakukan.
• Persediaannya culup banyak di pabrik sehingga mudah diperoleh, kecuali jika diperlukan tiang dengan ukuran khusus.
• Untuk pekerjaan pemancangan yang kecil, biayanya tetap rendah.
• Daya dukungnya dapat diperkirakan berdasar rumus tiang pancang sehingga pekerjaankonstruksinya mudah diawasi.
• Cara pemukulan sangat cocok untuk mempertahankan daya dukung beban vertical.

Kerugian :

• Karena pekerjaan pemasangannya menimbulkan getaran dan kegaduhan maka pada daerah yang berpenduduk padat akan menimbulkan masalah di sekitarnya.
• Untuk tiang yang panjang, diperlukan persiapan penyambungan dengan menggunakan pengelasan (untuk tiang pancang beton yang bagian atas atau bawahnya berkepala baja). Bila pekerjaan penyambungan tidak baik, akibatnya sangat merugikan.
• Bila pekerjaan pemancangan tidak dilaksanakan dengan baik, kepala tiang cepat hancur. Sebaiknya pada saat dipukul dengan palu besi, kepala tiang dilapisi denga kayu.
• Bila pemancangan tidak dapat dihentikan pada kedalaman yang telah ditentukan, diperlukan perbaikan khusus.
• Karena tempat penampungan di lapangan dalam banyak hal mutlak diperlukan maka harus disediakan tempat yang cukup luas.
• Tiang-tiang beton berdiameter besar sangat berat, sehingga sulit diangkut atau dipasang. Karena itu diperlukan mesinpemancang yang besar.
• Untuk tiang-tiang pipa baja, diperlukan tiang yang tahan korosi.

Pondasi Tiang yang Dicor di Tempat
Keuntungan:

• Karena pada saat melaksanakan pekerjaan hanya terjadi getaran dan keriuhan yang sangat kecil maka pondasi ini cocok untuk pekerjaan pada daerah yang padat penduduknya.
• Karena tanpa sambungan, dapat dibuat tiang yang lurus dengan diameter besar dan lebih panjang.
• Diameter tiang ini biasanya lebih besar daripada tiang pracetak atau pabrikan.
• Daya dukung sstiap tiang lebih besar sehingga beton tumpuan (Pile cap) dapat dibuat lebih kecil.
• Selain cara pemboran di dalam arah berlawanan dengan putaran jam, tanah galian dapat diamati secara langsung dan sifat-sifat tanah pada lapisan antara atau pada tanah pendukung pondasi dapat langsung diketahui.
• Pengaruh jelek terhadap bangunan di dekatnya cukup kecil.

Kerugian :

• Dalam banyak hal, beton dari tubuh tiang diletakkan di bawah air dn kualitas tiang yang sudah selesai lebih rendah dari tiang-tiang pracetak atau pabrikan. Disamping itu, pemeriksaan kualitas hanya dapat dilakukan secara tidak langsung.
• Ketika beton dituangkan, dikawatirkan adukan beton akan bercampur dengan reruntuhan tanah. Oleh karena itu, beton harus segera dituangkan dengan seksama setelah penggalian tanah dilakukan.
• Walaupun penetrasi sampai ke tanah pendukung pondasi dianggap telah terpenuhi, terkadang tiang pendukung kurang sempurna karena ada lumpur yang tertimbun di dasar.
• Karena diameter tiang cukup besar dan memerlukan banyak beton, maka untuk pekerjaan yang kecil dapat mengakibatkan biaya tinggi.
• Karena pada cara pemasangan tiang yang diputar berlawanan arah jarum jam menggunakan air maka lapangan akan menjadi kotor. Untuk setiap cara perlu dipikirkan cara menangani tanah yang telah dibor atau digali.

Read more »

CONTOH PERHITUNGAN PENULANGAN PONDASI TELAPAK

Teknik Sipil - Contoh hasil analisa dari ETABS didapat :

Pu = 37897,756 kg = 378977,56 N
Mu = 0,043 Kgm
σt = 0,2 Mpa
γ = 18 Kn/m3 ·
Menentukan ukuran pondasi
A (luas) pondasi = 3031820,48 mm2
Pondasi telapak = B x L = B2 = 1741,2124 ≈ 1800 mm
Beban :

1. Pu = 378,97756 Kn 
2. Berat pondasi = ((0,2252 x 2,25) + (1,82x0,3))x 24 = 26,062 Kn 
3. Berat tanah = (1,82-0,2252) x 2,25 x 1,8 = 129,7 Kn 

Pu + Berat pondasi + Berat tanah
378,97756 Kn + 26,062 Kn + 129,7 Kn
= 534,740 Kn

Tekanan tanah (σt) = N/A = 0,165 Mpa ≤ σt = 0,2 Mpa


AKSI SATU ARAH  (one way slab)

d = tebal pondasi -80 = 300-80 = 220mm
S = 567,5 mm
Vu = qu x (bw x S) = 119483,203 N
Vc = 330000 N
ØVc = 0,75 x 330000 =247500 N > 119483,203 N ……….(OK) 

AKSI DUA ARAH (two way slab)
 

β=1
αs = 40
bo = (2 x (C1 + d)) + (2x(C2 + d)) = (2 x (225+220)) + (2 x (225+220)) = 1680 mm
Vu = qu x ( B x L)-(C + D)2 = 355814.896 N
Vc = 924000 N ØVc = 0,75 x 924000 = 693000 N
  

e = 0,01 mm
e max = 300 mm
e = 0,01 ≤ e max = 300 mm


 

Mu = 47217796,74 Nmm
d = 300-80 = 220 mm
 Jd = 0,9 x 220 = 198mm
As perlu = 993,641 mm2
Asmin = ρmin x b x d = 0,0018 x 1800 x 220 = 712,8 mm2
Maka dipakai tulangan 6D13 = 796 mm2

Read more »

PENGUJIAN STRUKTUR BETON DENGAN METODE HAMMER TEST DAN METODE UJI PEMBEBANAN (LOAD TEST) DALAM MEKANIKA TANAH

Teknik Sipil - Dalam pelaksanaan suatu konstruksi bangunan sering terdapat kegagalankegagalan akibat kerusakan-kerusakan yang terjadi pada struktur atau bahagianbahagian struktur pada waktu tahap pelaksanaannya maupun setelah selesai dikerjakan. Kejadian ini antara lain disebabkan oleh adanya faktor-faktor yang sebelumnya tidak diperhitungkan misalnya kesalahan dalam perencanaan dan pelaksanaan serta adanya pelampauan beban akibat perubahan fungsi dari bangunan dalam mekanika tanah.

Dalam perencanaan suatu struktur bangunan biasanya didahului dengan membuat beberapa asumsi-asumsi misalnya besaran gaya-gaya yang bekerja dan mutu bahan yang akan digunakan yang pada akhimya syclus perencanaan harus diuji kebenarannya. Pembuktian asumsi-asumsi yang dibuat mebutuhkan pengujian-pengujian dan percobaan-percobaan yang dapat berupa Quality Control dan Quality Assurance. Walaupun telah didahului oleh Quality Control dan quality Assurance yang terencana sering terjadi bahwa hasil akhir mutu bahan yang dilaksanakan masih tetap berada dibawah kwalitas yang diinginkan. Hal ini dapat terjadi karena kesalahan dalam pelaksanaan/perencanaan, penurunan kinerja struktur yang sudah berdiri (struktur eksisting) dan apa yang disebut dengan pengaruh skala (scale etfecs) dalam mekanika tanah.

Kwalitas produk dalam skala besar, misalnya untuk beton yang akan digunakan dalam pembuatan suatu bangunan yang diproduksi secara besar besaran dicoba diramalkan berdasarkan kwalitas bahwa tes yang diacu dalam skala kecil dilaboratorium (test kubus) sewaktu melaksanakan perencanaan campuran teton (mixed design) dalam mekanika tanah.

Penyimpangan kwalitas akhir misalnya pada struktur yang menggunakan beton sebagai materialnya dapat menyebabkan terjadinya retakan-retakan pada sebahagian atau keseluruhan dari struktur bangunan. Jika penyimpangan kwalitas akhir ini dijumpai pada pelaksanaan suatu bangunan ada dua alternatif yang dapat diambil dalam penanggulangannya dalam mekanika tanah .

Pertama mengganti sebahagian atau keseluruhan struktur yang tidak memenuhi persyaratan dan yang kedua mengadakan penelitian secara menyeluruh tentang kekuatan dan kekakuan konstruksi untuk kemudian memberi rekomendasi terhadap penggunaan tats ruang perkuatan konstruksi tersebut. Untuk mendapatkan informasi tentang kekhawatiran mengenai tingkat keamanan struktur dari suatu komponen bangunan ataupun bangunan secara keseluruhan akibat adanya faktor-faktor yang tidak diperhitungkan sebelumnya diperlukan pengujian-pengujian.Ada beberapa bentuk metode pengujian yang dapat digunakandiantaranya pengujian-pengujian setempat yang bersifat tidak merusak seperti pengujian ultrasonik dan hammer serta bersifat setengah merusak ataupun merusak secara keseluruhan komponen-komponen bangunan yang diuji berupa pengujian pembebanan (Load Test). Dasar-dasar dan tahapan-tahapan yang dilakukan dalam pengujian struktur eksisting yang umum ditarapkan dapat dikemukakan secara ringkas pada uraian berikut ini dalam mekanika tanah.

1.      Methode Hammer Test ( dalam mekanika tanah )

1. Pengujian jenis ini dilakukan pada pengujian-pengujian setempat dan bersifat tidak merusak struktur. Dapat digunakan dengan mudah (praktis), pengukuran dapat dilakukan dengan cepat dengan memperoleh data yang cukup banyak dan biaya murah.
2. Beton yang diuji haruslah dari jenis dan kondisi yang sama karena hasil pengujian dipengaruhi oleh kerataan permukaan, kelembaman beton, sifat dan jenis agregat kasar, drajad kombinasi dan umur beton.
3. Tingkat keandalan rendah, sulit mengkalibrasi hasil pengujian dan sifatnya hanya memberikan informasi mengenai karakteristik teton pada permukaan

2.      Metode Uji Pembebanan ( dalam mekanika tanah )

1. Pengujian dilakukan apabila perhitungan analitis tidak mungkin dilakukan karena keterbatasan informasi, kinerja struktur sudah menurun, tingkat keamanan yang rendah dan perubahan fungsi struktur.
2. Pengujian dapat berupa pengujian ditempat dan bagian-bagian struktur yang penggunaannya tergantung pada situasi, kondisi dan tujuan dilakukannya pengujian yang bersifat setengah merusak maupun merusak secara keseluruhan komponen-komponen struktur.
3. Jika terjadi kerusakan yang fatal setelah dilakukan pengujian, struktur tidak boleh digunakan sama sekali, kalaupun masih digunakan dengan pembatasan beban-beban yang bekerja atau fungsi struktur dikurangi. 

Read more »