perbandingan perhitungan kapasitas tiang

Nora Christina Siboro : Perbandingan Perhitungan Kapasitas Tiang Dengan Rumus Dinamis, 2009. USU Repository © 2009

PERBANDINGAN PERHITUNGAN KAPASITAS TIANG

DENGAN RUMUS DINAMIS

(Studi Literature)

TUGAS AKHIR

Oleh:

060 424 015

NORA CHRISTINA SIBORO

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSION

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009


LEMBAR PENGESAHAN

PERBANDINGAN KAPASITAS TIANG DENGAN RUMUS DINAMIS (STUDI LITERATURE)

Diajukan Untuk melengkapi Tugas-Tugas dan Memenuhi Syarat dalam

menempuh Colloqium Doctum / Sarjana Teknik Sipil

Dikerjakan Oleh :

NIM : 060 424 015 NORA CHRISTINA SIBORO

Pembimbing :

NIP. Dr.Ir.St. Roesyanto, MSCE

Penguji I Penguji II Penguji III Prof.Dr.Ing,- Johannes Tarigan Ir. Terunajaya, M.Sc NIP. 130 905 362 NIP. 131 419 760 NIP. 131 945 813

Ir. Rudi Iskandar, MT

Mengesahkan, Ketua Departemen Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Prof.Dr.Ing,- Johannes Tarigan NIP. 130 905 362

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSION

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2009


ABSTRAK

Pondasi tiang pancang merupakan salah satu jenis dari pondasi dalam yang

umum digunakan, yang berfungsi untuk menyalurkan beban struktur ke lapisan tanah keras yang mempunyai kapasitas daya dukung tinggi yang letaknya cukup dalam. Untuk menghitung kapasitas tiang, terdapat banyak rumus yang dapat digunakan. Hasil masing-masing rumus tersebut menghasilkan nilai kapasitas yang berbeda-beda. Tujuan dari tugas akhir ini untuk menghitung dan membandingkan kapasitas tiang dengan menggunakan rumus dinamis, seperti : rumus Hilley, ENR, Danish, Eytelwein, Gates, Janbu, Navy-Mc.Kay, PCUBC, dan Michigan. Data perhitungan dari data kalendering pada tiang beton pracetak 40 cm dan tiang baja OD 54 inch, yang diambil dari studi literatur dari berbagai referensi buku dan sumber lainnya.

Hasil perhitungan kapasitas tiang dengan menggunakan rumus dinamis pada kedua tiang tersebut dengan berat (Wp) yang diasumsikan sama, terdapat perbedaan nilai, terlebih faktor aman yang berbeda-beda. Dimana rumus Janbu memberikan kapasitas ultimate (Qu) yang paling besar diantara rumus lainnya, diikuti rumus Danish, Gates, Janbu, Hilley, Navy, Michigan, PCUBC, ENR, dan Eytelwein.Untuk kapasitas ijin (Qall) yang terbesar adalah pada rumus Danish, diikuti Gates, PCUBC, Hilley, Navy, Michigan, Janbu, ENR, dan Eytelwein.

Dengan perbandingan tersebut disimpulkan bahwa rumus ENR, Eytelwein, Gates, Navy, dan Michigan, hanya mempertimbangkan berat tiang dan tidak mempertimbangkan faktor-faktor kompresi elastik (blok penutup/capblock dan pile cap, tiang, dan tanah), luasan tiang (As), panjang tiang (L), dan elastisitas tiang. Dan rumus yang dapat dipercaya untuk kapasitas tiang adalah rumus Hilley.


KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis sampaikan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang

telah milimpahkan berkat dan rahmat-Nya, memberikan pengetahuan,

pengalaman, kekuatan, dan kesempatan pada penulis sehingga dapat

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Penyusunan tugas akhir ini dengan judul “Perbandingan Perhitungan

Kapasitas Tiang dengan Rumus Dinamis (Studi Literature)”, ini disusun guna

melengkapi syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan Program Strata satu

(S-1) di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.

Penulis menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini belum sempurna

karena keterbatasan pengetahuan dan pengalaman penulis sehingga dalam

penulisan ini penulis banyak mendapat bimbingan, bantuan, dan dorongan dari

berbagai pihak yang akhirnya Tugas Akhir ini dapat diselesaikan. Maka dalam

kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terimakasih yang setulusnya kepada:

1. Bapak Dr. Ir. St. Roesyanto, MSCE, selaku dosen pembimbing utama yang

telah membimbing penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini;

2. Bapak Prof.Dr.Ing.- Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik

Sipil Universitas Sumatera Utara;

3. Bapak Ir. Faizal Ezeddin, MS, selaku Koordinator Program Pendidikan

Ekstension Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara;


4. Seluruh Dosen dan pegawai Universitas Sumatera Utara khususnya

Departemen Teknik Sipil yang telah mendidik dan membina penulis sejak

awal hingga akhir perkuliahan;

5. Terimakasih yang teristimewa, penulis ucapkan kepada kedua orangtua

tercinta, yang telah mengasuh, mendidik, dan membesarkan serta selalu

memberikan dukungan baik moral, material, maupun doa yang tak henti-

hentinya mereka mohonkan kepada-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan Tugas Akhir ini. Begitu juga kepada keluarga yang telah

memberikan seni kehidupan dan dukungan yang tiada henti-hentinya kepada

penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini;

6. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada rekan-rekan mahasiswa ekstension

2006 dan teman-teman yang memberikan dukungan kepada penulis untuk

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Akhir kata dengan kerendahan hati penulis membuka diri atas segala saran

dan kritik yang bersifat konstruktif demi penyempurnaan tulisan ini. Dan harapan

penulis kiranya Tugas Akhir ini akan memberikan arti dan manfaat dalam

pengembangan ilmu secara umum, maupun pengembangan profesi para pembaca

serta penulis di kemudian hari. Terimakasih.

Medan, Maret 2009

Penulis,

060 425 015

Nora Christina Siboro


DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK

KATA PENGANTAR ....................................................................................... i

DAFTAR ISI ................................................................................................... iii

DAFTAR TABEL ............................................................................................ v

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... vi

DAFTAR NOTASI .......................................................................................... vii

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ............................................................................ 1

1.2. Identifikasi Masalah .................................................................... 3

1.3.Tujuan Penulisan .......................................................................... 4

1.4. Manfaat Penulisan ....................................................................... 4

1.5. Pembatasan Masalah .................................................................... 4

1.6. Metodologi .................................................................................... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Umum ............................................................................................ 6

2.2.Tanah ............................................................................................. 6

2.3. Pondasi .......................................................................................... 8

2.4. Pondasi Tiang Pancang ................................................................ 8

2.4.1 Tiang Pancang Kayu ........................................................... 11

2.4.2 Pancang Beton Pracetak ..................................................... 13

2.4.3 Tiang Beton Cetak di Tempat (Cast In Place)..................... 15

2.4.4 Tiang Pancang Baja ............................................................ 17

2.4.5 Tiang Pancang Komposit .................................................... 18

2.5. Tiang Dukung Ujung dan Tiang Gesek .................................... 18

2.6.Faktor Aman ................................................................................ 19

2.7. Analisis kapasitas Tiang dengan Rumus Dinamis ..................... 20

2.7.1 Pemancangan Tiang Beton ................................................. 20


2.7.2 Alat Pancang ....................................................................... 21

2.8. Rumus Dinamis ........................................................................... 29

BAB III APLIKASI PENGGUNAAN RUMUS DINAMIS DALAM

TIANG PANCANG

3.1. Perbedaan antara Beban Statis dan Dinamis ............................ 39

3.2.Perhitungan .................................................................................. 40

3.2.1 Tiang Pancang Pracetak (Precast Concrete Pile) ............... 41

3.2.2 Tiang Pancang Baja OD 54 inch ......................................... 50

BAB IV PEMBAHASAN

4.1. Umum .......................................................................................... 61

4.2. Hasil dan Pembahasan ............................................................... 62

4.2.1 Perhitungan Kapasitas Ultimate ........................................ 62

4.2.2 Hubungan antara Kapasitas Ultimate (Qu)

dengan Penetrasi (s) ........................................................... 63

4.2.3 Hubungan antara Kapasitas Ultimate (Qu)

dengan 1/set (pukulan/cm) .................................................. 64

4.2.4 Pengaruh Faktor Aman (Safety Factor) terhadap

Kapasitas Tiang Ultimate (Qu) ........................................... 65

4.3. Hal-hal yang Perlu Diperhatikan untuk Perencanaan ............... 69

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.Kesimpulan ................................................................................... 70

5.2.Saran ............................................................................................. 71

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 72

LAMPIRAN


DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Jenis dan Karakteristik Bermacam-macam Pemukul (Hammer) .......... 29

Tabel 2.2 Nilai-nilai K1 (Chellis,1961) ............................................................... 33

Tabel 2.3 Nilai Efisiensi eh (Bowles, 1977) ....................................................... 34

Tabel 2.4 Koefisien Restitusi n (1977) .............................................................. 34

Tabel 3.1 Perhitungan Kapasitas Tiang (Qu) pada Tiang Beton Pracetak ............ 60

Tabel 3.2 Perhitungan Kapasitas Tiang (Qu) pada Baja OD 54 inch .................. 61

Tabel 4.1 Faktor Aman (safety factor) ................................................................ 65

Tabel 4.2 Perhitungan Kapasitas Ijin (Qall) Tiang pada Tiang Beton Pracetak ..... 66

Tabel 4.3 Perhitungan Kapasitas Ijin (Qall) Tiang pada Baja OD 54 Inch ........... 67

Tabel 4.4 Perhitungan Penetrasi (s) dengan Menggunakan Kapasitas Ijin Tiang . 68

Tabel 5.1 Kapasitas Ijin Tiang............................................................................ 70


DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Tiang Beton Pracetak ................................................................... 13

Gambar 2.2 Bentuk dan Diameter Tiang Pracetak Contoh Tiang Pancang

Cast in Place ................................................................................ 13

Gambar 2.3 Tiang Standart Raymond .............................................................. 15

Gambar 2.4Tiang Franki ................................................................................... 16

Gambar 2.5 Tiang Pancang Baja ...................................................................... 17

Gambar 2.6 Tiang Ditinjau dari Cara Mendukug Beban ................................... 19

Gambar 2.7 Skema Pemukul Tiang ................................................................... 23

Gambar 2.8 Diesel Hammer ............................................................................ 24

Gambar 2.9 Sketsa Diagram Hammer ............................................................... 25

Gambar 2.10 Drop Hammer ............................................................................ 27

Gambar 2.11Notasi yang Digunakan dalam Rumus Dinamis Tiang Pancang .... 33

Gambar 3.1 Pembebanan Statis dan Pembebanan Dinamis ............................. 40

Gambar 4.1 Grafik Hubungan antara Qu (kN) dengan set (cm/ pukulan) ........... 63

Gambar 4.2 GrafikHubungan antara Qu (kN) dengan 1/set (pukulan/cm) ........ 64


DAFTAR NOTASI

A = Luas penampang tiang (L2)

eh = efisiensi palu (hammer eficiency)

Eh = Energi pemukul dari pabrik per atuan waktu (FL)

g = percepatan gravitasi (LT-2)

h = tinggi jatuh ram (L)

I = jumlah impuls menyebabkan kompresi/perubahan momentum (FT)

k1 = kompresi elastic capblock dan pile cap]

k2 = kompresi elastik tiang, yaitu AELxQu (L)

k3 = kompresi elastic tanah (L)

L = panjang tiang (L)

m = massa (berat / gravitasi) (FT2L-1)

Mr = ram momentum = Mr.v (FT)

n = koefisien restitusi

nI = jumlah impuls yang menyebabkan restitusi (FT)

Qu = kapasitas ultimate tiang (F)

s = penetrasi per pukulan (L)

vce = kecepatan tiang dan ram pada akhir periode kompresi (LT-1)

vi = kecepatan ram pada saat benturan (LT-1)

vp = kecepatan tiang pada akhir periode restitusi (LT-1)

vr = kecepatan ram pada akhir periode restitusi (LT-1)

Wp = berat tiang,termasuk pilecap, driving shoe, dan cap block (F)

Wr = berat ram (termasuk berat casing untukpemukul aksi dobel) (F)


BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Bentuk dan struktur tanah merupakan suatu peranan yang penting dalam

suatu pekerjaan konstruksi yang harus dicermati karena kondisi ketidaktentuan

dari tanah berbeda-beda. Sebelum melaksanakan suatu pembangunan konstruksi

yang pertama-tama dilaksanakan dan dikerjakan di lapangan adalah pekerjaan

pondasi (struktur bawah).

Pondasi merupakan suatu pekerjaan yang sangat penting dalam suatu

pekerjaan teknik sipil, karena pondasi inilah yang memikul dan menahan suatu

beban yang bekerja diatasnya yaitu beban konstruksi atas. Pondasi ini akan

menyalurkan tegangan-tegangan yang terjadi pada beban struktur atas kedalam

lapisan tanah yang keras yang dapat memikul beban konstruksi tersebut.

Pondasi tiang pancang adalah batang yang relatif panjang dan langsing

yang digunakan untuk menyalurkan beban pondasi melewati lapisan tanah dengan

daya dukung rendah ke lapisan tanah keras yang mempunyai kapasitas daya

dukung tinggi yang relatif cukup dalam dibanding pondasi dangkal. Secara umum

tiang pancang dapat diklasifikasikan antara lain: dari segi bahan ada tiang pancang

bertulang, tiang pancang pratekan, tiang pancang baja, dan tiang pancang kayu.

Dari segi bentang penampang, tiang pancang bujur sangkar, segitiga, segi enam,

bulat padat, pipa, huruf H, huruf I, dan bentuk spesifik. Dari segi teknik

pemancangan, dapat dilakukan dengan palu jatuh (drop hammer), diesel hammer,

hidrolic hammer, dan vibrator hammer.


Daya dukung tiang pancang diperoleh dari daya dukung ujung (end

bearing capacity) yang diperoleh dari tekanan ujung tiang dan daya dukung geser

atau selimut (friction bearing capacity) yang diperoleh dari daya dukung gesek

atau gaya adhesi antara tiang pancang dan tanah disekelilingnya ; hampir tidak

dipengaruhi oleh perubahan-perubahan kecil sepanjang tiang yang tertanam atau

oleh sulit tidaknya pemancangan oleh hammer.

Jika pondasi tiang daya dukung ujung tidak dapat menerima kontak yang

baik atau jika penetrasi tidak mencukupi agar sampai tanah keras, tiang tidak

dapat menghasilkan daya dukung yang cukup baik. Kelebihan beberapa inci pada

saat penetrasi dapat menaikkan kapasitas tiang, tetapi apakah penetrasi dapat

tercapai tergantung pada efektivitas prosedur pemancangan tiang. Karena

kemampuan saat pemancangan tiang dalam menghasilkan daya dukung yang

cukup besar adalah hal yang penting atau para ahli keteknikan tidak dapat

mengabaikan dampak dinamik pemancangan tiang. Semakin besar perlawanan

tiang saat pemancangan, maka semakin besar pula daya dukung pondasi tersebut

dalam memikul beban (Ralph B.Peck.1996) kenyataan ini merupakan awal,

dimana banyak para ahli menyimpulkan bahwa terdapat kemungkinan

menghitung kapasitas tiang dari energi yang diteruskan oleh hammer dan

penetrasi tiang saat pemukulan.

Oleh sebab itu penulis mencoba mengkonsentrasikan Tugas Akhir ini,

yaitu membandingkan asumsi-asumsi/rumus-rumus tiang pancang dinamis

berdasarkan dari metode/formula yang telah ditemukan oleh para ahli keteknikan.

Penulis mencoba menbandingkan antara tiang pancang beton pracetak dengan

tiang pipa baja.Yang akhirnya dari perbandingan tersebut kita dapat menentukan


kapasitas tiang yang sebenarnya dan dapat dipercaya sehingga menjadi

rekomendasi bagi perencana terlebih dalam pemilhan rumus yang tepat dan benar.

1.2 Identifikasi Masalah

Dalam setiap perencanaan suatu konstruksi khususnya pondasi tiang

pancang haruslah terlebih dahulu mengetahui kapasitas daya dukung pondasi

tersebut setelah data-data yang mendukung telah diketahui agar struktur tersebut

dapat dikatakan aman.

Rumus tiang telah digunakan untuk menghitung kapasitas tiang selama

beberapa dekade karena dinilai cukup baik. Rumus tersebut didapat berdasarkan

dari pengalaman para ahli keteknikan di lapangan. Sangat disayangkan, beberapa

kesalahan yang terjadi di lapangan justru bertambah dimana rumus yang komplek

mengindikasikan bahwa pertambahan berat tiang karena hammer dapat

mengurangi kapasitas, dalam kenyataannya efek yang sebaliknya yang sering

terjadi. Maka kesalahan tersebut dapat ditinjau kembali dengan analisis aktual dan

pada pemancangan tiang dinamik dimana tiang dianggap sebagai suatu batang

panjang yang elastis yang menderita perpindahan gelombang tekanan akibat

hammer.

Perkiraan kapasitas tiang pancang tersebut didasarkan pada tahanan

pemancangan lapangan (kapasitas dinamik) dan energi hammer tiang pancang

yang dijabarkan oleh para ahli keteknikan dalam suatu metode yaitu rumus

dinamik.


1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan adalah untuk menghitung dan membandingkan

perhitungan kapasitas tiang dengan menggunakan rumus dinamis, yaitu : rumus

Hilley, rumus Engineering News Record (ENR), rumus Danish, rumus Eytelwein,

rumus Gates, rumus Janbu, rumus Navy-Mc. Kay, Rumus PCUBC ,dan Rumus

Michigan. Data Perhitungan diambil dari data kalendering tiang pancang pracetak

pada proyek pembangunan Islamic Center Kabupaten Kampar Riau (Tugas Akhir

Wahyu Hidayat) dan tiang baja OD 54 inch.

1.4 Manfaat Penulisan

Penulisan Tugas Akhir ini diharapkan bermanfaat bagi :

a. Mahasiswa yang menghadapi masalah yang sama yaitu sebagai bahan

referensi.

b. Perencana, sebagai referensi dalam menghitung kapasitas tiang dengan

menggunakan rumus dinamis pada saat pemancangan.

c. Pihak-pihak lain yang membutuhkannya.

1.5 Pembatasan Masalah

Untuk menyelesaikan tulisan ini, penulis membatasi masalah dengan

asumsi-asumsi sebagai berikut :

a. Tiang yang ditinjau adalah tiang yang dipancang tegak lurus.

b. Hanya ditinjau untuk tiang tunggal.

c. Tidak memperhitungkan perubahan struktur akibat pemancangan dan

getaran, suara bising , dan lain sebagainya.


d. Tidak memperhitungkan kelakuan tanah yang terletak di bawah

kelompok Tiang dalam mendukung beban struktur.

1.6 Metodologi

Dalam pengumpulan data dilakukan dengan cara studi kepustakaan, yaitu

dengan cara mempelajari literature-literature dimana buku-buku menjadi acuan

utama.


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Pondasi adalah bagian dari struktur yang berfungsi meneruskan beban

akibat berat struktur secara langsung ke tanah yang terletak di bawahnya

(Hardiyatmo, 1996). Perancangan yang baik diperlukan agar beban pondasi tidak

mengakibatkan timbulnya tekanan yang berlebihan pada tanah di bawahnya

karena tekanan yang berlebihan dapat mengakibatkan penurunan yang besar

bahkan dapat mengakibatkan keruntuhan.

Untuk berbagai keadaan lapangan perlu diperhatikan apakah pondasi

tersebut cocok atau apakah pondasi tersebut dapat diselesaikan secara ekonomis

sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan. Maka ada hal-hal yang perlu

dipertimbangkan yaitu keadaan tanah pondasi, batasan-batasan akibat konstruksi

atasnya, batasan-batasan dari sekelilingnya, waktu dan biaya pekerjaan

(Sasrodarsono dkk, 2005).

2.2 Tanah

Perilaku setiap pondasi sangat tergantung pada karakteristik deposit tanah

atau batuan dibawahnya. Istilah batuan dan tanah menunjukkan perbedaan yang

sangat jelas antara dua macam material pondasi. Batuan dianggap sebagai suatu

agregat alam dari butiran mineral yang dilekatkan oleh gaya kohesif yang kuat

dan permanen. Sedangkan tanah dianggap sebagai suatu agregat alam dari butiran

mineral, dengan atau tanpa konstituen organik, yang dapat dipisahkan dengan cara


mekanis ringan seperti pengadukan dalam air. Walaupun demikian, kenyataan

tidak ada perbedaan yang mencolok antara batuan dan tanah. Batuan yang paling

kuat dan keraspun dapat dilemahkan melalui proses pelapukan oleh cuaca, dan

beberapa tanah yang mengalami pengerasan dapat mempunyai kekuatan setara

dengan batuan yang mengalami pelapukan.

Secara umum, telah diketahui bahwa tanah dapat diklasifikasikan ke dalam

beberapa golongan berdasarkan sifat-sifat teknik tertentu yang mirip. Oleh karena

itu, mengklasifikasikan dengan tepat material bawah permukaan tanah merupakan

langkah penting untuk setiap pekerjaan pondasi. Istilah-istilah utama yang dipakai

sarjana teknik sipil untuk tanah adalah kerikil, pasir, lanau, dan lempung. Pada

kondisi alam, tanah dapat terdiri dari dua atau lebih campuran jenis-jenis tanah

dan kadang-kadang terdapat pula kandungan bahan organik. Material

campurannya kemudian dipakai sebagai nama tambahan dibelakang material

unsur utamanya. Sebagai contoh, lempung berlanau adalah tanah lempung yang

mengandung lanau dengan material utamanya adalah lempung dan sebagainya.

Tanah terdiri dari 3 komponen, yaitu udara, air dan bahan padat. Udara

dianggap tidak mempunyai pengaruh teknis, sedangkan air sangat mempengaruhi

sifat-sifat teknis tanah. Ruang diantara butiran-butiran, sebagian atau seluruhnya

dapat terisi oleh air atau udara. Bila rongga tersebut terisi air seluruhnya, tanah

dikatakan dalam kondisi jenuh. Bila rongga terisi udara dan air, tanah pada

kondisi jenuh sebagian (partially saturated). Tanah kering adalah tanah yang

tidak mengandung air sama sekali atau kadar airnya nol (Hardiyatmo, 1996).

2.3 Pondasi


Berdasarkan kondisi tanah pondasi, beberapa pondasi dapat digunakan.

Jika tanah di dekat permukaan mampu mendukung beban strukturnya secara

langsung, maka pondasi dangkal seperti pondasi telapak, pondasi memanjang,

pondasi rakit (raft foundation) dapat digunakan. Pondasi telapak adalah bagian

terbawah dari dinding atau pelebaran alas kolom dengan tujuan untuk meneruskan

beban pada tanah dasar pada suatu tekanan yang sesuai dengan sifat-sifat tanah

yang bersangkutan. Pondasi rakit(raft foundation) adalah pondasi yang terdiri dari

pelat tunggal yang meluas, yang mendukung beban struktur secara keseluruhan.

Jika tanah di permukaan tidak mampu mendukung beban struktur di

atasnya atau beban perlu dipindahkan ke material yang lebih kuat di tanah yang

paling dalam, pondasi dalam seperti pondasi tiang (pile foundation) atau pondasi

sumuran (pier foundation) dapat digunakan. Pondasi tiang dapat mendukung

beban struktur yang sangat besar karena kedalamannya sedemikian rupa dengan

penampang melintang yang kecil dibanding tingginya dan biasanya dipancang

dengan hammer atau vibrator. Pondasi sumuran lebih pendek dari pondasi tiang

dan umumnya berpenampang melintang yang diameternya lebih besar.

2.4 Pondasi Tiang Pancang

Pondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan

gaya-gaya horizontal ke sumbu tiang dengan menyerap lenturan. Pondasi tiang

dibuat menjadi satu kesatuan yang monolit dengan menyatukan pangkal tiang

pancang yang terdapat dibawah konstruksi dengan tumpuan pondasi

(Sasrodarsono,2005).


Tiang pancang adalah bagian–bagian konstruksi yang dibuat dari kayu,

beton, dan baja, yang digunakan untuk meneruskan (mentransmisikan) beban-

beban permukaan ke tingkat-tingkat permukaan yang lebih rendah di dalam

massa tanah (Bowles, 1991). Fungsi dari tiang pancang adalah untuk

memindahkan atau mentransfer beban-beban dari konstruksi di atasnya ke lapisan

tanah keras yang letaknya sangat dalam.

Dalam pelaksanaan pemancangan pada umumnya dipancang tegak lurus

dalam tanah, tetapi ada juga yang dipancang miring (battle pile) untuk dapat

menahan gaya-gaya horizontal yang bekerja. Sudut kemiringan yang dapat dicapai

oleh tiang tergantung dari alat yang dipergunakan serta disesuaikan pula dengan

perencanaannya.

Tiang pancang umumnya digunakan :

1. Untuk mengangkat beban-beban konstruksi di atas tanah ke dalam atau

melalui sebuah stratum/lapisan tanah. Didalam hal ini beban vertikal dan

beban lateral boleh terlibat.

2. Untuk menentang gaya desakan ke atas, gaya guling, seperti untuk telapak

ruang bawah tanah di bawah bidang batas air jenuh atau untuk menopang

kaki-kaki menara terhadap guling.

3. Memampatkan endapan-endapan tak berkohesi yang bebas lepas melalui

kombinasi pembebanan isi tiang pancang dan getaran dorong. Tiang

pancang ini dapat ditarik kemudian.

4. Mengontrol lendutan/penurunan bila kaki-kaki yang tersebar atau telapak

berada pada tanah tepi atau didasari oleh sebuah lapisan yang

kemampatannya tinggi.


5. Membuat tanah di bawah pondasi mesin menjadi kaku untuk mengontrol

amplitudo getaran dan frekuensi alamiah dari sistem tersebut.

6. Sebagai faktor keamanan tambahan di bawah tumpuan jembatan pir,

khususnya jika erosi merupakan persoalan.

7. Dalam konstruksi lepas pantai untuk meneruskan beban-beban di atas

permukaan air melalui air dan kedalam tanah yang mendasari air

tersebut. Hal seperti ini adalah mengenai tiang pancang yang ditanamkan

sebagain dan yang terpengaruh oleh baik beban vertikal maupun beban

lateral (Bowles, 1991).

Menurut Hardiyatmo (2002), Pondasi tiang digunakan untuk beberapa

maksud, antara lain:

1. Untuk meneruskan beban bangunan yang terletak di atas air atau tanah

lunak, ke tanah pendukung yang kuat.

2. Untuk meneruskan beban ke tanah yang relatif lunak sampai kedalaman

tertentu sehingga bangunan mampu memberikan dukungan yang cukup

untuk mendukung beban tersebut oleh gesekan dinding tiang dengan tanah

disekitarnya.

3. Untuk mengangker bangunan yang dipengaruhi oleh gaya angkat ke atas

akibat tekanan hidrostatis atau momen penggulingan.

4. Untuk menahan gaya-gaya horizontal dan gaya yang arahnya miring.

5. Untuk memadatkan tanah pasir, sehingga kapasitas dukung tanah tersebut

bertambah.

6. Untuk mendukung pondasi bangunan yang permukaan tanahnya mudah

tergerus air.


Pondasi tiang dapat dibagi menjadi 3 kategori sebagai berikut:

1. Tiang Perpindahan Besar (large displacement pile).

Tiang perpindahan besar (large displacement pile), yaitu tiang pejal

atau berlubang dengan ujung tertutup yang dipancang ke dalam tanah

sehingga terjadi perpindahan volume tanah yang relatif besar.

Termasuk dalam tiang perpindahan besar adalah tiang kayu, tiang

beton pejal, tiang beton prategang (pejal atau berlubang), tiang baja

bulat (tertutup pada ujungnya).

2. Tiang Perpindahan Kecil (small displacement pile)

Tiang perpindahan kecil (small displacement pile), adalah sama

seperti tiang kategori pertama hanya volume tanah yang dipindahkan

saat pemancangan relatif kecil, contohnya: tiang beton berlubang

dengan ujung terbuka, tiang beton prategang berlubang dengan ujung

terbuka, tiang baja H, tiang baja bulat ujung terbuka, tiang ulir.

3. Tiang Tanpa Perpindahan (non displacement pile)

Tiang tanpa perpindahan (non displacement pile), terdiri dari tiang

yang dipasang di dalam tanah dengan cara menggali atau mengebor

tanah. Termasuk dalam tiang tanpa perpindahan adalah tiang bor,

yaitu tiang beton yang pengecorannya langsung di dalam lubang hasil

pengeboran tanah (pipa baja diletakkan di dalam lubang dan dicor

beton) (Hardiyatmo, 2002).

2.4.1 Tiang Pancang Kayu

Tiang pancang kayu dibuat dari kayu yang biasanya diberi pengawet dan

dipancangkan dengan ujungnya yang kecil sebagian bagian yang runcing. Tapi


biasanya apabila ujungnya yang besar atau pangkal dari pohon dipancangkan

untuk tujuan tertentu, seperti dalam tanah yang sangat lembek dimana tanah

tersebut akan kembali memberi perlawanan dan dengan ujungnya yang tebal

terletak pada lapisan yang keras untuk daya dukung yang lebih besar. Dalam

beberapa situasi pondasi tiang kayu cukup handal dan dianggap cukup murah.

Pondasi tiang kayu tidak dapat menahan gaya tekan karena kerusakan

akibat pemancangan yang keras sewaktu dipancang di tanah. Kerusakan ujung

tiang dapat ditanggulangi dengan pemakaian sepatu besi, untuk beberapa jenis

hammer yang ada, bahaya patahnya tiang dapat dikurangi dengan membasi

tekanan pada tiang dan jumlah pukulan hammer. Pondasi tiang kayu tidak dapat

dipancang pada tanah keras tanpa mengalami kerusakan, Beban maksimum yang

dapat dipikul oleh tiang kayu tunggal dapat mencapai 270 - 30 kN.

Walaupun pondasi tiang kayu dapat menahan gaya tekanan pada tanah

terendam, tiang tersebut dapat ambruk akibat lapuk pada zona diatas tanah

terendam. Di beberapa tempat tiang-tiang dapat mengalami kerusakan atau

kehancuran akibat dimakan serangga seperti rayap. Umur pemakaian pondasi

tiang kayu di atas muka dapat ditingkatkan dengan perawatan, misalnya

menggunakan creosote bertekanan (creosote under pressure). Umur efektif

perawatan belum dapat ditetapkan dengan pasti namun telah diketahui lebih dari

40 tahun.

Pondasi tiang kayu pada tanah payau dan tepi laut dapat rusak karena

gangguan organisme laut seperti teredo dan limnoria. Proses perusakan terjadi

selama bertahun-tahun, tapi pada keadaan ekstrem proses ini dapat terjadi hanya

dalam jangka waktu beberapa bulan saja. Perawatan kimiawi kurang


menunjukkan hasil yang baik. Oleh karena itu tiang kayu sebaiknya tidak dipakai

pada tempat-tempat yang berhubungan dengan air garam.

2.4.2 Pancang Beton Pracetak

Tiang beton pracetak umumnya berbentuk prisma atau bulat ( Gambar

2.1). dan ada juga berbentuk bujur sangkar pejal atau berongga dan segi delapan

pejal atau berongga (Gambar 2.2). Tiang-tiang dicetak di lokasi tertentu,

kemudian diangkut ke lokasi pembangunan. Ukuran diameter yang biasanya

digunakan untuk tiang yang tidak berlubang diantara 20-60 cm. Untuk tiang yang

berlubang diameternya dapat mencapai 140 cm. Panjang tiang beton pracetak

biasanya berkisar 20-40 m. Untuk tiang berlubang bisa sampai 60 m. Beban

maksimum untuk tiang ukuran kecil berkisar 300-800 kN.

Gambar 2.1 Tiang Beton Pracetak Sumber : Hardiyatmo, 2002

Gambar 2.2 Bentuk dan Diameter Tiang Pracetak Sumber : Bowles, 1991

Tiang ini menurut cara pemasangannya terdiri dari :

1. Cara Penumbukan


Dimana tiang dipancangkan ke dalam tanah dengan cara penumbukan oleh

alat pemukul (hammer).

2. Cara Penggetaran

Dimana tiang tersebut dipancang kedalam tanah dengan cara penggetaran

dengan alat penggetar (vibrator).

3. Cara Penanaman

Dimana permukaan tanah dilubangi terlebih dahulu sampai kedalaman

tertentu, lalu tiang pancang dimasukkan, kemudian lubang tadi ditimbun

lagi dengan tanah.

Cara penanaman ini ada beberapa metode yang digunakan :

a. Cara pengeboran sebelumnya, yaitu dengan cara mengebor tanah

sebelumnya, lalu tiang dimasukkan ke dalamnya dan ditimbun lagi.

b. Cara pengeboran inti, yaitu tiang ditanamkan dengan mengeluarkan

tanah dari dalam bagian tiang.

c. Cara pemasangan dengan tekanan, yaitu tiang dipancangkan ke dalam

tanah dengan memberikan tekanan pada tiang.

d. Cara pemancaran, yaitu tanah pondasi diganggu dengan semburan air

yang keluar dari ujung serta keliling tiang, sehingga tidak dapat

dipancangkan kedalam tanah.

Keuntungan pemakaian tiang pancang pracetak adalah sebagai berikut :

1. Bahan tiang dapat diperiksa sebelum pemancangan.

2. Prosedur pelaksanaan tidak dipengaruhi oleh air tanah.

3. Tiang dapat dipancang sampai kedalamam yang dalam.

4. Pemancangan tiang dapat menambah kepadatan tanah granuler.


Kerugian :

1. Penggembungan permukaan tanah dan gangguan tanah akibat

pemancangan dapat menimbulkan masalah.

2. Tiang kadang-kadang rusak akibat pemancangan.

3. Pemancangan sulit, bila diameter tiang terlalu besar.

4. Pemancangan menimbulkan gangguan suara, getaran, dan deformasi tanah

yang dapat menimbulkan kerusakan bangunan di sekitarnya.

5. Penulangan dipengaruhi oleh tegangan yang terjadi pada waktu

pengangkutan dan pemancangan tiang.

2.4.3 Tiang Beton Cetak di Tempat (Cast In Place Pile)

Tiang beton cetak di tempat terdiri dari 2 tipe, yaitu :

1. Tiang yang berselubung pipa.

2. Tiang yang tidak berselubung pipa.

Pada Tiang yang berselubung pipa, pipa baja dipancang terlebih dahulu ke

dalam tanah. Kemudian, ke dalam lubang dimasukkan adukan beton. Pada

akhirnya nanti, pipa besi akan tetap tinggal di dalam tanah. Termasu tiang jenis ini

adalah tiang Standart Raimond (Gambar 2.3)

Gambar 2.3Tiang Standart Raimond Sumber : Hardiyatmo, 2002


Pada tiang yang tidak berselubung pipa, pipa baja yang berlubang

dipancang lebih dahulu ke dalam tanah. Kemudian ke dalam lubangnya adukan

beton dan pipa ditarik keluar ketika atau sesudah pengecoran. Termasuk jenis

tiang ini adalah tiang Franki (Gambar 2.4).

Gambar 2.4 Tiang Franki

Sumber : Hardiyatmo, 2002

Tiang yang dicor di tempat (Cast In Place Pile) ini menurut teknik

penggaliannya terdiri dari beberapa macam cara, yaitu :

2. Cara Penetrasi Alas

Cara penetrasi alas yaitu pipa baja yang dipancangkan kedalam tanah

kemudian pipa baja tersebut dicor dengan beton.

3. Cara Penggalian

Cara ini dapat dibagi lagi menurut peralatan pendukung yang digunakan

antara lain :

- Penggalian dengan tenaga manusia

Penggalian lubang masih sangat sederhana dan merupakan cara

konvensional. Hal ini dapat dilihat dengan cara pembuatan pondasi

dalam, yang pada umumnya hanya mampu dilakukan pada kedalaman

tertentu.

- Penggalian dengan tenaga mesin


Penggalian dengan bantuan tenaga mesin yang memiliki kemampuan

lebih baik dan lebih canggih.

2.4.4 Tiang Pancang Baja

Jenis-jenis tiang pancang baja ini biasanya berbentuk H yang digiling atau

merupakan tiang pancang pipa, empat persegi panjang, segi enam, dan lain-

lainnya (Gambar 2.5). Pipa-pipa baja yang diisi beton setelah dipancang dan tiang

baja profil H merupakan tiang yang umum digunakan, terutama bila kondisi

lapangan memerlukan pemancangan berat.

Pemancangan pondasi tiang baja profil H kedalam tanah lebih cepat

dibanding tipe lain. Oleh karena itu tiang–tiang baja sering digunakan untuk

mencapai tanah keras pada kedalaman besar. Jika pemancangannya berat

khususnya jika bebannya besar karena ada batuan yang keras, sayap–sayap profil

kemungkinan akan rusak dan tiang dapat membengkok Kendala–kendala ini dapat

dikurangi bila gejalanya dapat diketahui selama pemancangan. Balok yang

mempunyai flens lebar (wide-flange beam) atau balok-I dapat juga digunakan, tapi

bentuk H khususnya dibuat sebanding untuk menahan tegangan pancangan yang

keras yang mungkin dialami oleh tiang pancang tersebut.

Gambar 2.5 Tiang Pancang Baja Sumber : Hardiyatmo, 2002


Keuntungan dari tiang pancang baja ini adalah : Mudah disambung,

kapasitas tinggi, pergeseran kecil, sanggup menembus rintangan-rintangan.

Sedangkan kerugiannya adalah mudah berkarat. Tiang pancang baja ini paling

cocok untuk dukungan ujung pada bantuan dan mereduksi kapasitas yang

diperbolehkan untuk tempat berkarat.

2.4.5 Tiang Pancang Komposit

Tiang komposit adalah tiang pancang yang terdiri dari dua bahan yang

berbeda yang bekerja bersama-sama sehingga merupakan satu tiang. Kadang-

kadang pondasi tiang dibentuk dengan menghubungkan bagian atas dan bagian

bawah tiang dengan bahan yang berbeda, misalnya dengan bahan beton diatas

muka air tanah dan bahan kayu tanpa perlakuan apapun disebelah bawahnya.

Panjang maksimum untuk tiang komposit 55 m dan panjang optimum 18 –

36 m. Jangkauan beban optimum untuk tiang komposit 250- 725 kN.

Kerugian-kerugian dalam penggunaan tiang komposit adalah sukar untuk

mendapatkan sambungan baik di antara dua bahan, sedangkan keuntungannya

adalah panjang yang cukup besar dapat disediakan dengan biaya yang komperatif

rendah.

2.5 Tiang Dukung Ujung dan Tiang Gesek

Ditinjau dari cara mendukung beban, Pondasi tiang diklasifikasikan

menjadi tiang dukung ujung (end bearing pile) dan tiang dukung gesek (friction

pile). Sebuah tiang pancang dengan dukungan ujung mendapat seluruh daya

dukungnya dari tanah di ujung tiang, dan hanya sebagian kecil berasal dari tanah


di atasnya. Umumnya tiang dukung ujung berada dalam zone tanah yang lunak

yang berada diatas 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 dibawah ujung tiang

(gambar 2.6a). Sedangkan tiang dengan dukung gesek daya dukungnya berasal

dari tanah disekitar tiang, yaitu berasal dari gesekan antara tanah dan tiang.

Sebagian kecil beban didukung oleh tanah di sekitar ujung dari tiang (gambar

2.6b).

(a) (b)

Gambar 2.6 Tiang ditinjau dari cara mendukung beban : (a) tiang dukung ujung (end bearing pile); (b) tiang dukung gesek (friction pile).

Sumber : Hardiyatmo,2002

2.6 Faktor Aman

Untuk memperoleh kapasitas tiang, maka diperlukan untuk membagi

kapasitas tiang ultimit tiang dengan faktor aman (safety factor). Faktor aman ini

perlu diberikan dengan maksud :

- Untuk memberikan keamanan terhadap ketidakpastian metode hitungan

yang digunakan.

- Untuk memberikan keamanan terhadap variasi kuat geser dan

kompresibilitas tanah.


- Untuk menyakinkan bahwa bahan tiang cukup aman dalam mendukung

beban yang bekerja.

- Untuk menyakinkan bahwa penurunan total yang terjadi pada tiang

tunggal atau kelompok tiang masih dalam batas-batas toleransi.

- Untuk menyakinkan bahwa penurunan tidak seragam di antara tiang-tiang

masih dalam batas-batas toleransi.

Sehubungan dengan alasan butiran (d) dari hasil-hasil pengujian beban

tiang, baik tiang pancang maupun tiang bor yang diameter kecil sampai sedang

(600mm), penurunan akibat beban kerja (working load) yang terjadi lebih kecil

dari 10 mm untuk faktor amannya tidak kurang dari 2,5 (Tomlinson, 1977).

2.7 Analisis Kapasitas Tiang Dengan Rumus Dinamis

2.7.1 Pemancangan Tiang Pancang

Tiang pancang dapat dipancang dengan setiap jenis palu, asalkan tiang

pancang tersebut dapat menembus masuk pada ke dalaman yang telah ditentukan

atau mencapai daya dukung yang telah ditentukan, tanpa kerusakan. Bilamana

elevasi akhir kepala tiang pancang berada di bawah permukaan tanah asli, maka

galian harus dilaksanakan terlebih dahulu sebelum pemancangan. Perhatian

khusus harus diberikan agar dasar pondasi tidak terganggu oleh penggalian di luar

batas-batas. Kepala tiang pancang baja harus dilindungi dengan bantalan topi atau

mandrel dan kepala tiang kayu harus dilindungi dengan cincin besi tempa atau

besi non-magnetik sebagaimana yang disyaratkan. Palu, topi baja, bantalan topi,

katrol dan tiang pancang harus mempunyai sumbu yang sama dan harus terletak


dengan tepat satu di atas lainnya. Tiang pancang termasuk tiang pancang miring

harus dipancang secara sentris dan diarahkan serta dijaga dalam posisi yang tepat.

Tiang pancang harus dipancang sampai penetrasi maksimum atau

penetrasi tertentu atau ditentukan dengan pengujian pembebanan sampai

mencapai kedalaman penetrasi akibat beban pengujian tidak kurang dari dua kali

beban yang dirancang, yang diberikan menerus untuk sekurang-kurangnya 60

mm. Dalam hal tersebut, posisi akhir kepala tiang pancang tidak boleh lebih tinggi

dari yang sudah ditentukan.

2.7.2 Alat Pancang

Alat pancang yang digunakan dapat dari jenis gravitasi, uap atau diesel.

Untuk tiang pancang beton, umumnya digunakan jenis uap atau diesel. Berat palu

pada jenis gravitasi sebaiknya tidak kurang dari jumlah berat tiang beserta topi

pancangnya, tetapi sama sekali tidak boleh kurang dari setengah jumlah berat

tiang beserta topi pancangnya, dan minimum 2 ton untuk tiang pancang beton.

Untuk tiang pancang baja, berat palu harus dua kali berat tiang beserta

topi pancangnya. Alat pancang dengan jenis gravitasi, uap atau diesel yang

disetujui, harus mampu memasukkan tiang pancang tidak kurang dari 3 mm untuk

setiap pukulan pada 15 cm dari akhir pemancangan dengan daya dukung yang

diinginkan. Energi total alat pancang tidak boleh kurang dari 970 kgm per

pukulan. Alat pancang uap, angin atau diesel yang dipakai memancang tiang

pancang beton harus mempunyai energi per pukulan, untuk setiap gerakan penuh

dari pistonnya tidak kurang dari 635 kgm untuk setiap meter kubik beton tiang

pancang tersebut.


Penumbukan dengan gerakan tunggal (single acting) atau palu yang

dijatuhkan harus dibatasi sampai 1,2 meter dan lebih baik 1 meter. Penumbukan

dengan tinggi jatuh yang lebih kecil harus digunakan bilamana terdapat kerusakan

pada tiang pancang. Contoh-contoh berikut ini adalah kondisi yang dimaksud :

a. Bilamana terdapat lapisan tanah keras dekat permukaan tanah yang harus

ditembus pada saat awal pemancangan untuk tiang pancang yang panjang.

b. Bilamana terdapat lapisan tanah lunak yang dalam sedemikian hingga

penetrasi yang dalam terjadi pada setiap penumbukan.

c. Bilamana tiang pancang diperkirakan sekonyong-konyongnya akan

mendapat penolakan akibat batu atau tanah yang benar-benar tak dapat

ditembus lainnya.

d. Bilamana serangkaian penumbukan tiang pancang untuk 10 kali pukulan

terakhir telah mencapai hasil yang memenuhi ketentuan, penumbukan

ulangan harus dilaksanakan dengan hati-hati, dan pemancangan yang terus

menerus setelah tiang pancang hampir berhenti penetrasi harus dicegah,

terutama jika digunakan palu berukuran sedang.

Untuk memancang tiang pada posisi yang tepat, cepat, dan dengan biaya

yang rendah, pemukul dan crane-nya haruslah dipilih dengan teliti agar sesuai

dengan keadaan disekitarnya, jenis dan ukuran tiang, tanah, dan perancahnya.

Tiang pancang dipancang dengan alat pemukul yang dapat berupa pemukul

(hammer) mesin uap, pemukul getar, atau pemukul jatuh.


(a) (b)

(c) (d)

Gambar 2.7. Skema pemukul tiang : (a) Pemukul aksi tunggal (single acting hammer), (b) Pemukul aksi double (double acting hammer), (c) Pemukul diesel (diesel hammer), (d) Pemukul getar (vibratory hammer).

Sumber : Hardiyatmo, 2002

a. Pemukul Aksi Tunggal (Single Acting Hammer)

Pemukul aksi tunggal berbentuk memanjang dengan ram yang bergerak naik oleh

udara atau uap yang terkompresi, sedangkan turunnya ram disebabkan oleh

beratnya sendiri. Energi pemukul aksi tunggal adalah sama dengan berat ram yang

dikalikan tinggi jatuhnya (Gambar 2.7.a).

b. Pemukul Aksi Ganda (Double Acting Hammer)

Pemukul aksi double menggunakan uap atau udara untuk mengangkat ram dan

untuk mempercepat gerakkan ke bawah. Kecepatan pukulan dan energi output

biasanya lebih tinggi daripada pemukul aksi tunggal (Gambar 2.7.b).

c. Pemukul Diesel (Diesel Hammer)

Pemukul Diesel terdiri atas silinder, ram, blok anvil, dan sistem injeksi bahan

bakar (Gambar 2.7.c dan Gambar 2.8).


Gambar 2.8 Diesel Hammer Sumber : Ir. Susy Fatena Rostiyanti, 2002

Alat pemancangan tiang tipe ini berbentuk lebih sederhana dibandingkan

dengan hammer lainnya. Dalam pengoperasiannya, energi alat didapat dari berat

ram yang menekan udara di dalam silinder. Pemukul Diesel dibedakan menjadi 2

tipe (Gambar 2.9) yaitu Open Ended dan Closed Ended.

- Open Ended

Pada hammer Open Ended, pemukul dijatuhkan dengan tenaga gravitasi

dan energi yang diteruskan ke landasan dengan pukulan langsung. Bahan

bakar dimasukkan ke ruang yang disebut ruang pembakaran yang ada

diantara pemukul dan landasan. Desakan dari pemukul yang terjadi akan

menyalakan bahan bakar dan mampu mengangkat lagi pemukulnya. Untuk

jangka waktu tertentu tekanan dari gas yang terbakar tersebut juga bekerja

pada landasan dan akan menaikkan besar tenaga pancangnya (Gambar

2.9b).

- Closed Ended

Pada hammer Closed Ended, rumah-rumahan lebih luas dari silindernya

dengan tujuan membentuk ruang pantul dimana udara ditekan oleh

pemukul yang bergerak naik. Udara yang tertekan tersebut bertindak


sebagai pegas yang membatasi naiknya pemukul dan selanjutnya

memperpendek pukulan. Hal ini akan dapat mengembalikan energi yang

ada ke penumbuk pada saat pukulan ke bawah (Gambar 2.9c).

Gambar 2.9 Skema Diagram Hammer (a) hammer tipe single acting dengan tenaga uap. (b) Hammer dengan tenaga diesel tipe open ended. (c) Hammer dengan tenaga diesel tipe closed

ended. Sumber : Ralph B.Peck

d. Pemukul Getar (Vibratory Hammer)

Alat ini sangat baik dimanfaatkan pada tanah lembab. Jika material di

lokasi berupa pasir kering maka pekerjaan menjadi lebih sulit karena material

tersebut tidak terpengaruh dengan adanya getaran yang dihasilkan oleh alat. Alat

ini memiliki beberapa batang horizontal dengan beban eksentris.

Pondasi tiang dapat dipancang dengan menggunakan pembangkit tenaga

berupa beban statis dan sepanjang beban yang berputar eksentrik, dengan jumlah

pukulan dapat dihitung, yang diatur dengan sedemikian rupa sehingga komponen

horizontal gaya sentrifugal dapat dihilangkan sedangkan komponen vertikal

bertambah (Gambar 2.7d).

Hammer dengan vibrator terdiri dari beberapa jenis yang berbeda pada tipe

penggerak dan frekuensi getaran. Hammer frekuensi getar rendah dapat

dioperasikan dengan frekuensi konstan antara 10-30 Hz. Jika besar frekuensi

dapat dibuat sama dengan frekuensi alami sistem, tipe ini dikenal Resonant


Driver. Frekuensi dari tipe ini dapat dihitung biasanya 50-150 Hz. Jika sistem

berada pada resonansi, tiang pancang menunjukkan displacement ke atas dan ke

bawah yang bertenaga, dan dibatasi oleh redaman tanah yang mengelilinginya

Sebagian besar gerakan ke bawah disebabkan oleh berat tiang pancang dan alat

pancangnya.

Penetrasi dapat berlangsung cepat jika tahanan tidak berlebihan dan

menghalangi berat dan tenaga pemancangan. Karena gaya tarik ke atas crane

dapat melebihi gaya tarik ke bawah, maka tanpa adanya perlawanan ujung tiang

pemancangan vibrator akan sangat efektif.

e. Pemukul Jatuh (Drop Hammer)

Pemukul jatuh (Drop hammer) merupakan palu berat yang diletakkan pada

ketinggian tertentu di atas tiang (Gambar 2.10). Pemukul jatuh terdiri dari blok

pemberat yang dijatuhkan dari atas palu tersebut kemudian dilepaskan dan jatuh

mengenai bagian atas tiang. Untuk mengindari tiang menjadi rusak akibat

tumbukan ini, pada kepala tiang dipasang semacam topi atau cap sebagai penahan

energi taua shock absorbe, biasanya cap dibuat dari kayu. Palu dijatuhkan

sepanjang alurnya. Pada bagian atas palu terdapat kabel yang berfungsi untuk

menahan supaya palu tidak jatuh lebih jauh.

Gambar 2.10 Drop Hammer Sumber : Ir. Susy Fatena Rostiyanti, 2002.


Ukuran umum palu berkisar antara 250-1500kg. Tinggi jatuh palu berkisar

antara 1.5 sampai 7 meter yang tergantung dari jenis bahan dasar pondasi. Jika

diperlukan energi yang besar untuk memancang tiang pondasi maka sebaiknya

menggunakan palu yang berat dengan tinggi jatuh yang kecil daripada palu yang

lebih ringan dengan tinggi jatuh yang besar.

Pemakaian alat tipe ini membuat pelaksanaan pemancangan berjalan

lambat, sehingga hanya cocok untuk pekerjaan pemancangan skala kecil. Jenis ini

masih digunakan tetap kebanyakan sekarang hammer digerakkan dengan mesin

uap dan tenaga diesel.

Dalam pekerjaan pemancangan tiang terdapat nama alat-alat, yaitu :

- Anvil, adalah bagianterletak pada dasar pemukul yang menerima benturan

dari ram dan mentransfernya ke kepala tiang.

- Helmet atau drive cap (penutup pancang), adalah bahan yang dibuat dari

baja cor yang diletakkan di atas tiang untuk mencegah tiang dari kerusakan

saat pemancangan dan juga menjaga As tiang sama dengan As pemukul.

- Cushion (bantalan), adalah terbuat dari kayu keras atau bahan lain yang

ditempatkan diantara penutup tiang (pilecap) dan puncak tiang untuk

melindungi kepala tiang dari kerusakan dari tegangan yang berlebihan dan

mempunyai pengaruh khusus pada gelombang tegangan yang timbul pada

tiag selama pemancangan. Pemilihan bantalan yang sesuai mempengaruhi

karakteristik pemancangan tiang, seberapa dalam tiang dapat dipancang,

daya dukungnya, dan lain-lain.

- Ram, adalah bagian pemukul yang bergerak ke atas dan ke bawah yang

terdiri dari piston dan kepala penggerak (driving head).


- Leader, adalah rangka baja dengan dua bagian paralel untuk mengatur

tiang agar pada saat tiang dipancang arahnya benar.

Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan penumbuk adalah

kemungkinan pemancangannya dan manfaatnya secara ekonomis. Hal ini perlu

diperhatikan dalam memilih jenis penumbuk berdasarkan sifat-sifat dari berbagai

hammer yang diperlihatkan dalam Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Jenis dan Karakteristik Bermacam-macam Pemukul (Hammer) Pemukul yang

dijatuhkan (drop hammer)

Pemukul bertenaga uap (udara)

Pemukul bertenaga Diesel (diesel hammer)

Pemukul Getar (Vibrator hammer)

K E U N T U N G A N

- Peralatan sederhana.

- Tinggi jatuh dapat diperiksa dengan mudah.

- Kesulitan kecil dan biaya operasi rendah.

- Kemampuan baik.

- Miring ataupun di dalam air.

- Kepala tiang tidak begitu cepat rusak.

- Beberapa mesin dapat dipakai untuk menarik.

- Mudah dipindahkan.

- Menghasilkan daya pukul yang besar.

- Kemampuan baik.

- Biaya bahan bakar rendah.

- Mampu dalam arah dan kedudukan yang tepat.

- Suara pemukulan hampir tak terdengar.

- Kepala tiang tidak begitu cepat rusak.

Mampu memancang dan menarik.

K E R U G I A N

- Kepala tiang mudah rusak.

- Panjang pemancangan terbatas.

- Sering menjadi eksentris pemancangan lambat.

- Banyak bahayanya pada pemancangan tidak langsung.

- Diperlukan Kompresor berukuran besar.

- Pipa karet merupakan rintangan.

- Tinggi jatuh tak dapat dikendalikan.

- Pemukulan menimbulkan suara gaduh, dan kompresor menimbulkan bunga api, asap, dan suara berisik.

- Karena bebannya berat, alat menjadi besar.

- Pada lapisan lunak pengerjaan menjadi lambat.

Pemukulan memjadi suara gaduh dan terjadi percikan-percikan minyak pelumas.

- Memerlukan tenaga listrik yang besar.

- Kurang mampu mengubah sifat-sifat tanah.

Sumber : Sosrodarsono, 2005


2.8 Rumus Dinamis

Dalam penjabaran rumus pancang, terlebih dahulu perlu ditunjukkan

notasi-notasi dan satuan yang akan dipakai :

A = Luas penampang tiang (L2)

eh = efisiensi palu (hammer eficiency)

Eh = Energi pemukul dari pabrik per atuan waktu (FL)

g = percepatan gravitasi (LT-2)

h = tinggi jatuh ram (L)

I = jumlah impuls menyebabkan kompresi/perubahan momentum (FT)

k1 = kompresi elastic capblock dan pile cap (L)

k2 = kompresi elastik tiang, yaitu AELxQu (L)

k3 = kompresi elastic tanah (L)

L = panjang tiang (L)

m = massa (berat / gravitasi) (FT2L-1)

Mr = ram momentum = Mr.v (FT)

n = koefisien restitusi

nI = jumlah impuls yang menyebabkan restitusi (FT)

Qu = kapasitas ultimate tiang (F)

s = penetrasi per pukulan (L)

vce = kecepatan tiang dan ram pada akhir periode kompresi (LT-1)

vi = kecepatan ram pada saat benturan (LT-1)

vp = kecepatan tiang pada akhir periode restitusi (LT-1)

vr = kecepatan ram pada akhir periode restitusi (LT-1)

Wp = berat tiang,termasuk pilecap, driving shoe, dan cap block (F)


Qu

s

sebelum tumbukan

sesudah tumbukan

Posisi tiang saat pemukulmenumbuk penutup tiang

y = s + kompresi elastik bahan

Vp

vi

h

Wp

Wr = berat ram (termasuk berat casing untukpemukul aksi dobel) (F)

Rumus pancang dapat diperoleh dengan cara sebagai berikut ini (Gambar 2.11).

Saat pemukul membentur kepala tiang, momentum dari balok besi panjang

(ram) awal :

( )gxW

Mr r iv= ……………………………. (2.1)

Pada akhir periode pemampatan momentum (kompresi) dari balok besi panjang :

( )I

gxW

Mr r −= iv …………………………….. (2.2)

Dengan kecepatan :

( )

−=

r

irce W

gIg

vxWv …………………………… (2.3a)

Gambar 2.11 Notasi yang digunakan dalam rumus dinamis tiang pancang Sumber : Hardiyatmo, 2002

Segera setelah tumbukan, momentum tiang (Mp) = I, maka kecepatan tiang :

( ) IWgv

pce = …………………………… (2.3b)


Bila dianggap tiang dan ram belum terpisah pada periode akhir kompresi,

kecepatan sesaat tiang dan ram sama. Oleh sebab itu dari persamaan (2.3a) dan

(2.3b):

( )( )pr

ri WWg

xWvI

+= pW

…………………………… (2.3c)

Pada akhir periode restitusi, momentum tiang :

pp v

gW

nII =+ …………………………… (2.3d)

Subsitusikan persamaan (2.3c) ke persamaan (2.3d) diperoleh :

ipr

rrp v

WWWnWv

++

= …………………………… (2.3e)

Pada akhir periode restitusi, momentum ram :

gvxWnII

gvxW rrip =−− …………………………… (2.3f)

Subsitusikan persamaan (2.3c) ke persamaan (2.3f) diperoleh :

ipr

prr v

WWWnW

v+

−= …………………………… (2.3g)

Energi total yang tersedia dalam tiang dan ram pada akhir periode restitusi adalah:

(1/2 mv2)ram + (1/2 mv2)pile

Subsitusikan persamaan (2.3e) dan persamaan (2.3g) dengan beberapa persamaan

dapat diperoleh :

pr

prrhp

pr

r

WWWnW

hWevg

Wv

gW

+

+⇒+

222

22 …………………… (2.3h)

Jika sistem 100% efisien, Qu dikalikan dengan perpindahan tiang (s) :

Qu s = ehWrh


Perpindahan puncak tiang sesaat adalah s + k1 + k2+ k3 , dimana hanya (s) yang

permanen. Energi input aktual pada tiang :

ehWrh = Qu (s + k1 + k2+ k3) = Qu (s + C)

penggantian suku pertama energi ekivalen dengan ekivalen dari persamaan (2.3h),

diperoleh :

pr

prrh

WWWnW

CshWe

Qu+

+

+=

2

…………………………… (2.3i)

Cumming (1940) menunjukkan bahwa persamaan (2.3h) telah

mengikutsertakan efek-efek kehilangan yang diasosiasikan dengan k1, bentuk dari

persamaan (2.3i) umumnya lebih diterima dan dipakai.

Suku k2 dapat diambil sebagai pemampatan elastis dari tiang AE

LxQu .dengan

energi regang yang bersangkutan sebesar AE

LxQu

2

2

.

Nilai-nilai k1 dapat dilihat dari Tabel 2.2. Nilai efisiensi pemukul (eh)

bergantung pada kondisi pemukul dan blok penutup (capblock) dan kondisi tanah

(khususnya untuk pemukul uap). Jika belum ada data yangtepat, nilai-nilai eh

dalam Tabel 2.3 dapat dipakai sebagai acuan. Nilai-nilai restitusi n ditunjuk

dalam Tabel 2.4, dimana nilai-nilai aktualnya bergantung pada tipe dan kondisi

bahan capblock dan bantalan kepala tiang.

Nilai k3 dapat diambil (Bowles, 1982)

K3 = 0 untuk tanah keras (batu, pasir sangat padat dan kerikil)

= 2,5 mm – 5 mm pada tanah yang lainnya


Tabel 2.2 Nilai-nilai k1 (Chellis,1961)

Bahan Tiang Nilai k1 (mm) ,untuk tegangan akibat pukulan pemancangan di kepala tiang 3.5 MPa 7 MPa 10.5 MPa 14 MPa

Tiang baja atau pipa langsung pada kepala tiang 0 0 0 0

Tiang langsung pada kepala tiang 1.3 2.5 3.8 5 Tiang beton pracetak dengan 75-110 mm bantalan di dalam cap 3 6 9 12.5

Baja tertutup cap yang berisi bantalan kayu untuk tiang baja H atau tiang pipa

1 2 3 4

Piringan fiber 5 mm diantara dua pelat baja 10 mm 0.5 1 1.5 2

Sumber : Bowles,1993

Tabel 2.3 Nilai Efisiensi eh(Bowles, 1977) Type Efisiensi (eh)

Pemukul Jatuh (Drop Hammer)

Pemukul Aksi Tunggal (Single Acting Hammer)

Pemukul Aksi Dobel (Double Acting Hammer)

Pemukul Diesel (Diesel Hammer)

0.75 – 1.0

0.75 – 0.85

0.85

0.85 – 1.0 Sumber : Bowles,1993

Tabel 2.4 Koefiensi restitusi n ( ASCE, 1941)

Material n Broomed wood 0 Tiang kayu padat pada tiang baja 0.25 Bantalan kayu padat pada tiang 0.32 Bantalan kayu padat pada alas tiang 0.40 Landasan baja pada baja (steel on steel anvil) pada tiang baja atau beton 0.50

Pemukul besi cor pada tiang beton tanpa penutup (cap) 0.40 Sumber : Bowles,1993

Dengan menuliskan persamaan (2.3i) serta mengeluarkan faktor ½ dari

semua suku k untuk energi regang. Maka rumus yang digunakan untuk persamaan

Hilley (1930), yaitu :


pr

prrh

WWWnW

kkkshWe

Qu+

+

+++=

2

321 )(21

……………………………

(2.4)

Untuk pemukul aksi ganda (double acting hammer) atau pemukul uap

diferensial, maka Chellis (1941,1961) menganjurkan bentuk persamaan Hilley :

pr

prhh

WWWnW

kkksEe

Qu+

+

+++=

2

321 )(21

……………………………

(2.5)

(Wr x h = Eh)

Menurut Chellis, banyak energi per satuan waktu yang ditetapkan pabrik

sebesar Eh berdasarkan pada suatu suku berat ekivalen W dan tinggi jatuh ram (h)

sebagai berikut :

Eh = Wh = (Wr + berat kosen kotak) h

Pemeriksaan hati-hati dari persamaan (i) serta pemisahan suku-suku akan

menghasilkan :

Energi yang masuk = kerja + kehilangan tumbukan + kehilangan sungkup tanah

321

2 )1(kQkQkQ

WWnW

WesQhWe uuurp

phhurh +++

+

−+= …………

(2.6)

Nilai-nilai k1 dapat dihitung berdasarkan tabel nilai efisiensi eh

dan untuk k2 :

ExALxQuk =2 ……………………………

(2.7)

K3 = 0 untuk tanah keras


= 2,5 mm – 5 mm pada tanah yang lainnya.

Selain rumus Hilley, terdapat rumus-rumus dinamis lain, sebagai berikut :

a. Rumus Engineering News Record (ENR)

Energi yang masuk = energi digunakan + energi hilang

Energi yang digunakan sama dengan tahanan tiang waktu pemancangan (driving

resistance) dikalikan dengan perpindahan tiang. Jika energi yang masuk (energy

input) telah diketahui, dapat diestimasikan besarnya energi yang hilang yang

berdasarkan pada pengalaman. Dengan mengamati gerakan tiang waktu dipancang

dapat ditentukan tahanan tiang waktu pemancangan. Energi yang dihasilkan oleh

pemukul ditransformasikan sebagai gaya (Qu) yang menghasilkan penetrasi tiang

sebesar s dan energi yang hilang sewaktu pemancangan (∆E):

E = Qu s + ∆E ……………………………

(2.8)

Jika ∆E = Qu C dan E = Wr h, dengan C = konstanta empiris untuk energi hilang

sewaktu pemancangan, Wr = berat pemukul, h = tinggi jatuh pemukul. Maka

persamaan yang terjadi :

Wr h = Qu s + Qu C

= Qu (s + C) ……………………………

(2.9)

Dari persamaan ini diperoleh :

CshW

Q ru += ……………………………

(2.10)


Nilai C pada umumnya diambil 0,1” (0,254 cm) untuk pemukul dengan mesin

tenaga uap dan 1’ (2,54 cm) untuk pemukul yang dijatuhkan (drop hammer).

Persamaan di atas merupakan formula pemancangan tiang yang disarankan oleh

Sander (1851). Pada formula tersebut faktor aman (FS) diambil kira-kira 6. setelah

bertahun-tahun, rumus Rumus Engineering News Record (ENR) disempurnakan

menjadi :

pr

prrhu WW

WnWCshWeQ

+

+

+=

)( 2

……………………………

(2.11)

b. Rumus Danish (Olson and Flate, 1967); (FS) adalah 3 – 6.

1CsEe

Q hhu += ……………………………

(2.12)

EALEeC hh

21 =

c. Rumus Eytelwein (Chellis, 1941); FS adalah 6.

+

=

r

p

hhu

WWs

EeQ

1.0 ……………………………

(2.13)

d. Rumus Gates (Gates, 1957)

( )sbEeaQ hhu log−= ……………………………

(2.14)

eh = 0,75 untuk blok pancang


= 0,85 untuk semua palu yang lain

satuan S a b

SI mm 104,5 2,4

Inch 27 1,0

Faktor keamanan (FS) adalah 3

e. Rumus Janbu (Mansur and Hunter, 1970) ; FS adalah 3 - 6

skEe

Qu

hhu = ……………………………

(2.15)

Dengan :

+=

ddu C

Ck λ1

215.075.0sEALEe

WW

C hh

r

pd =+= λ

f. Rumus Navy-Mc.Kay ; FS adalah 6.

( )13.01 CsEe

Q hhu += ……………………………

(2.16)

r

p

WW

C =1

g. Rumus Kode Bangunan Uniform Pantai Pasific (International Conference

of Building Officials,1982) Faktor keamanan adalah 4

2

1

CsCEeQ hh

u += ……………………………

(2.17)


AELxQC

WWWnW

C u

pr

pr =+

+= 2

2

1 ;)(

n = 0.25 untuk tiang pancang baja

= 0.1 untuk semua tiang pancang lain

h. Rumus Michigan State Highway of Commision (1965)

pr

prhhu WW

WnWCsEeQ

+

+

+=

)(25.1 2

……………………………

(2.18)

Nilai C adalah 0.1” atau 0.254 cm

Faktor keamanan (FS) adalah 6.


BAB III

APLIKASI PENGGUNAAN RUMUS DINAMIS DALAM TIANG

PANCANG

3.1 Perbedaan antara Beban Statis dan Dinamis

Keseimbangan gaya-gaya didasarkan atas kondisi statis, dimana gaya-

gaya tersebut tetap intensitasnya, tetap tempatnya, dan tetap arah/ gaya kerjanya.

Gaya-gaya tersebut disebut beban statis. Kondisi sepeti ini berbeda dengan beban

dinamis, dengan pokok-pokok perbedaan sebagai berikut :

a. Beban dimanis adalah beban yang berubah-ubah menurut waktu.

b. Beban dinamis hanya bekerja pada rentang waktu tertentu.

c. Beban dimanis dapat menyebabkan timbulnya gaya inersia pada pusat

massa yang arahnya berlawanan dengan arah gerakan.

d. Beban dinamis lebih kompleks dibanding dengan beban statis, baik dari

bentuk fungsi bebannya maupun akibat yang ditimbulkan.

e. Karena beban dinamis berubah-ubah intensitasnya menurut waktu, maka

pengaruhnya terhadap struktur berubah-ubah menurut waktu.

f. Karena beban dinamis menimbulkan respon yang berubah-ubah menurut

waktu, maka struktur yang bersangkutan akan ikut bergerak. Dalam hal

ini beban akan melakukan resistensi terhadap gerakan dan umumnya

dikatakan bahan yang bersangkutan mempunyai kemampuan untuk

meredam getaran. Dengan demikian pada pembebanan dinamis, akan


terdapat peristiwa redaman yang hal ini tidak ada pada pembebanan

statis (Widodo, 2000).

Inertial Forces

Gambar 3.1 Pembeban Statis dan Pembebanan Dinamis Sumber : Widodo, 2000

Untuk proses pemancangan saat kondisi tanah pasir yang tidak padat dan

jenuh air, pemancangan tersebut mengakibatkan penurunan kapasitas tiang

dibanding dengan kondisi pembebanan statis (pembebanan akibat beban struktur).

Sedangkan pada kondisi tanah plastis (Lempung, lanau), tahanan gesek tiang

sangat kecil dibanding dengan tahanan gesek sesudah waktu yang lama. Namun

tahanan tiang terhadap pukulan dinamis jauh lebih besar daripada tahanan beban

statis yang diterapkan pada periode yang waktu yang lama. Oleh sebab itu

berbagai cara dilakukan untuk menentukan hubungan antara tahanan dinamis

tiang selama pemancangan dengan kapasitas tiang terhadap pembebanan statis.

Hubungan tersebut disebut rumus tiang pancang, dimana rumus tersebut harus

tidak bergantung waktu. Jika pemakaian rumusnya tepat.

3.2 Perhitungan

Sebuah tiang pancang dengan panjang tiang 10 m akan dipancang dengan

K25 (Diesel hammer) yang diproduksi oleh Kobe Diesel Hammers. Penetrasi

P P(t)


pukulan diambil dari data Kalendering pemancangan di lapangan pada 10 pukulan

terakhir adalah 2.4 centimeter dan data-data :

- Effisiensi alat pancang (eh) = 85 % (diambil dari Tabel 2.3)

- Alat pancang K25 dari Kobe Diesel Hammers (tabel Hammer) :

1. Energi alat pancang (Eh) = 68.73 kN.m

2. Berat ram (Wr) = 24.50 kN

3.2.1 Tiang Pancang Pracetak (Precast Concrete Pile)

Tiang pancang beton pracetak (precast concrete pile)diameter 40 cm

dengan mutu beton K-500 (fc’ = 41.5 MPa), data sebagai berikut :

- Diameter tiang (D) = 40 cm = 0.40m

- Luas tiang pancang (As) = 222 1256.0)40.0(..41..4

1 mD == ππ

- Modulus Elastisitas tiang (Ep) = 5.414700'4700 =fc

= 30277.63201= 30277632.01 kN/m2

- Berat tiang pancang (W) = Bj.beton x As x L

= 24 kN/m3 x 0.1256 m2 x 10m

= 30.144kN.

- Topi + cap = 7.607 kN.

- Berat Tiang Pancang (Wp) = 30.144 kN + 7.607 kN = 37.751 kN.

Maka perhitungan untuk tiang pancang beton pracetak adalah :

a. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Metode Hilley

pr

prrh

WWWnW

kkkshWe

Qu+

+

+++=

2

321 )(21


MPaxx

AsWk r 1951.0

1001256100050.24

1 === dari Tabel 2.2 diperoleh :

k1 = 3mm = 0.003m

u

uu

u

Qxk

Qx

xQk

AELxQ

k

62

2

2

106296.2

58.380287010

01.302776321256.010

−=

==

=

k3 = 2.5mm = 0.0025m

h mWE

r

h 8053.250.2473.68

===

n = 0.5

uu

uu

uu

QQ

QQ

xQ

xxQ

6

6

2

6

10.3148.102675.0849383.31

545175981.000125.010.3148.10015.0024.0

42037.58

751.3750.24751.37)5.0(50.24

)0025.010.6296.2003.0(21024.0

8053.250.2485.0

−

−

−

+=

+++=

++

+++=

849383.3110.3148.102675.0 26 =+ −uu QQ

kNQ

QQx

u

uu

0825.1128

0849383.3102675.0103148.1 26

=

=−+−

Dengan nilai Qu = 1128.0825 kN maka nilai k2 dapat diperoleh :


mmmk

k

xxk

967.2002967.0

58.380287011280825

01.302776321256.0100825.1128

2

2

2

==

=

=

Dari k2 = 0.002967m dapat menghasilkan :

kNQ

xxxQ

u

u

0707.1128

751.3750.24751.37)5.0(50.24

)0025.0002967.0003.0(21024.0

8053.250.2485.0 2

=

++

+++=

Untuk perhitungan selanjutnya ditabelkan.

Kapasitas ijin tiang (Qall) pada final set :

kNQ

kNQ

SFQ

Q

all

all

uall

0178.282

40707.1128

=

=

=

b. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Metode ENR

pr

prrhu WW

WnWCshWeQ

+

+

+=

)( 2

C = 1inch = 2.54 cm = 0.0254m

n = 0.5

h mWE

r

h 8053.250.2473.68

===


maka : .7258.644

751.3750.24)751.37)5.0(50.24(

0254.0024.08053.250.2485.0 2

kNQ

xxxQ

u

u

=

++

+=



.4543.107

67258.644

kNQ

kNQ

SFQ

Q

all

all

uall

=

=

=

c. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Rumus Danish

EALEeC

CsEe

Q hhhhu 21

1

=+

=

mxx

xxC 00876.001.302776321256.02

1073.6885.01 ==

Maka :

00876.0024.073.6885.0

+=

xQu

kNQu 2876.1783=


Kapasitas ijin tiang (Qall) pada final set:


kNQ

kNQ

SFQ

Q

all

all

uall

4292.594

32876.1783

=

=

=

d. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Rumus Gates

( )sbEeaQ hhu log−=

b = 2.4

a = 104.5

( )024.0log4.273.6885.05.104 −= xQu

Qu = 1601.4026 kN.



kNQ

kNQ

SFQ

Q

all

all

uall

8009.533

34026.1601

=

=

=

e. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Rumus Janbu

skEe

Qu

hhu =

+=

ddu C

Ck λ1


r

pd W

WC 15.075.0 +=

9811.0

50.24751.3715.075.0

=

+=

d

d

C

C

2sEALEe hh=λ

26671.0

4535.2190205.584

)024.0(01.302776321256.01073.6885.0

2

=

=

=

λ

λ

λxx

xx

Dengan Cd = 0.9811, λ = 0.26671 dari hasil perhitungan, maka :

24781.19811.026671.019811.0 =

+=uk

Jadi,

kNx

xQu 7678.19850024.024781.173.6885.0

==



kNQ

kNQ

SFQ

Q

all

all

uall

1279.325

67678.1950

=

=

=


f. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Rumus Navy-Mc.Kay

( )13.01 CsEe

Q hhu +=

Maka :

( )5409.13.0(1024.073.6885.0x

xQu +=

Qu = 1664.6781 kN

Selanjutnya perhitungan ditabelkan.


SFQ

Q uall =

kNQ

kNQ

all

all

4464.277

66781.1664

=

=

g. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Rumus Kode Bangunan Uniform

Pantai Pasific (International Conference of Building Officials,1982)

r

p

WW

C =1

5409.1

50.24751.37

1

1

1

=

=

=

C

C

WW

Cr

p


2

1

CsCEeQ hh

u += n = 0.1

pr

pr

WWWnW

C+

+=

)( 2

1

39963.0

751.3750.24751.37)1.0(50.24

1

2

1

=

++

=

C

xC

Menentukan nilai C2 :

01.302776321256.010

2

2

xxQ

C

AELxQ

C

u

u

=

=

uQxC 62 106296.2 −=

Dari perhitungan diperoleh C1 = 0.39963, dan C2 = 2.6296x10-6Qu dapat

( )

0153797.23024.0106296.2

153797.23106296.2024.0

106296.2024.039963.073.6885.0

26

26

6

=−+

=+

+=

−

−

−

uu

uu

uu

QQx

QxQ

QxxxQ

Qu = 879.9104 kN. Dengan Qu = 879.9104kN, harga C2 dapat menghasilkan :


mmC

mC

C

xxC

AELxQ

C u

314.2

002314.0

58.3802870104.8799

01.302776321256.0109104.879

2

2

2

2

2

=

=

=

=

=

Ini menghasilkan

002314.0024.039633.073.6885.0

+=

xxQu

kNQu 0627.880=

Karena nilai Qu-nya mendekati maka tidak perlu menghitung ulang C2.



kNQ

kNQ

SFQ

Q

all

all

uall

0157.220

40627.880

=

=

=

h. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Rumus Michigan State Highway of

Commision (1965).

n = 0.5


.0685.1500

751.3750.24751.37)5.0(50.24(

00254.0024.073.6885.025.1 2

kNQ

xxxQ

u

u

=

++

+=



kNQ

kNQ

SFQ

Q

all

all

uall

0114.250

60685.1500

=

=

=

i. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Rumus Eytelwein

+

=

r

p

hhu

WWs

EeQ

1.0

( )

kNQ

kNkNm

mkNxQ

u

u

0466.328

50.24751.371.0024.0

.73.6885.0

=

+=



kNQ

kNQ

SFQ

Q

all

all

uall

6774.54

60466.328

=

=

=


3.2.2 Tiang Pancang Pipa Baja OD 54 Inch.

Bila tiang pancang pracetak (precast concrete pile) diganti dengan tiang

pancang pipa baja OD 54 inch dengan asumsi berat tiang (Wp) yang hampir sama

yaitu 37.751 kN, data-data tiang baja:

E = 2.1 x 105 Mpa = 2.1 x 108 kN/m2

Asbaja = 63.4 inc2 = 0.0409 m2 (Tabel A-2)

Wp = (215 x 0.1488164) + 7.607

= ± 37.751 kN.

Dapat dihitung kapasitas tiang dengan rumus dinamis sebagai berikut:

a. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Metode Hilley

pr

prrh

WWWnW

kkkshWe

Qu+

+

+++=

2

321 )(21

MPaxx

AsWk r 599.0

100409100050.24

1 === dari Tabel 2.2 diperoleh :

k1 = 1mm = 0.001m

u

u

u

Qxk

xxxQ

k

AELxQ

k

62

82

2

1016428.1

)101.2(0409.010

−=

=

=

k3 = 2.5mm = 0.0025m

h mWE

r

h 8053.250.2473.68

===


n = 0.5

uu

uu

uu

QQ

QQ

xQ

xxQ

7

7

2

6

8214.502575.0849383.31

545175981.000125.010.8214.50005.0024.0

42037.58

751.3750.24751.37)5.0(50.24

)0025.010.16428.1001.0(21024.0

8053.250.2485.0

−

−

−

+=

+++=

++

+++=

849383.3110.8214.502575.0 27 =+ −uu QQ

kNQ

QQx

u

uu

092205.1204

0849383.3102575.0108214.5 27

=

=−+−

Dengan nilai Qu = 1204.092205 kN maka nilai k2 dapat diperoleh :

mxk

xxxk

42

82

104019.1

)101.2(0409.010092205.1204

−=

=

Dari k2 = 1.4019x10-4m dapat menghasilkan :

kNQ

xx

xxQ

u

u

5115.1233

751.3750.24751.37)5.0(50.24

)0025.0)104019.1(001.021024.0

8053.250.2485.0 2

4

=

++

+++=

−




kNQ

kNQ

SFQ

Q

all

all

uall

3779.308

45115.1233

=

=

=

b. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Metode ENR

pr

prrhu WW

WnWCshWeQ

+

+

+=

)( 2

C = 1inch = 2.54 cm = 0.0254m

n = 0.5

h mWE

r

h 8053.250.2473.68

===

maka : .7258.644

751.3750.24)751.37)5.0(50.24(

0254.0024.08053.250.2485.0 2

kNQ

xxxQ

u

u

=

++

+=



.4543.107

67258.644

kNQ

kNQ

SFQ

Q

all

all

uall

=

=

=

c. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Rumus Danish


EALEeC

CsEe

Q hhhhu 21

1

=+

=

mxxx

xxC 005831716.0)101.2(0409.02

1073.6885.081 ==

Maka :

005831716.0024.073.6885.0

+=

xQu

kNQu 3352.1958=



kNQ

kNQ

SFQ

Q

all

all

uall

7784.652

33352.1958

=

=

=

d. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Rumus Gates

( )sbEeaQ hhu log−=

b = 2.4

a = 104.5

( )024.0log4.273.6885.05.104 −= xQu

Qu = 1601.4026 kN.




kNQ

kNQ

SFQ

Q

all

all

uall

8009.533

34026.1601

=

=

=

e. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Rumus Janbu

skEe

Qu

hhu =

+=

ddu C

Ck λ1

r

pd W

WC 15.075.0 +=

9811.0

50.24751.3715.075.0

=

+=

d

d

C

C

2sEALEe hh=λ

1181.0

)024.0()101.2(0409.01073.6885.0

28

=

=

λ

λxxxxx

Dengan Cd = 0.9811, λ = 0.1181 dari hasil perhitungan, maka :

09921505.19811.01181.019811.0 =

+=uk

Jadi,


kNx

xQu 4780.2214024.009921505.1

73.6885.0==



kNQ

kNQ

SFQ

Q

all

all

uall

0797.369

64780.2214

=

=

=

f. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Rumus Navy-Mc.Kay

( )13.01 CsEe

Q hhu +=

Maka :

( )5409.13.0(1024.073.6885.0x

xQu +=

Qu = 1664.6781 kN

Selanjutnya perhitungan ditabelkan.


r

p

WW

C =1

5409.1

50.24751.37

1

1

1

=

=

=

C

C

WW

Cr

p


kNQ

kNQ

SFQQ

all

all

uall

4464.277

66781.1664

=

=

=

g. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Rumus Kode Bangunan Uniform

Pantai Pasific (International Conference of Building Officials,1982)

2

1

CsCEeQ hh

u += n = 0.5 (tiang baja)

pr

pr

WWWnW

C+

+=

)( 2

1

5451759811.0

751.3750.24751.37)5.0(50.24

1

2

1

=

++

=

C

xC

Menentukan nilai C2 :

)101.2(0409.010

82

2

xxxQ

C

AELxQ

C

u

u

=

=

uQxC 62 1016428.1 −=

Dengan diperoleh C1 = 0.5451759811, dan C2 = 1.16428x10-6Qu maka :


( )

08494534.31024.01016428.1

8494534.311016428.1024.0

1016428.1024.05451759811.073.6885.0

26

26

6

=−+

=+

+=

−

−

−

uu

uu

uu

QQx

QxQ

QxxxQ

Qu = 1251.124624kN. Dengan Qu = 1251.124624 kN, harga C2 dapat menghasilkan :

)101.2(0409.010124624.1251

82

2

xxxC

AELxQC u

=

=

mxC 32 10456659243.1 −=

Ini menghasilkan

)10456659243.1(024.05451759811.073.6885.0

3−+=

xxxQu

kNQu 1246.1251= Karena nilai Qu-nya mendekati maka tidak perlu menghitung ulang C2.

Untuk perhitungan selanjutnya ditabelkan. Kapasitas ijin tiang (Qall) pada final set:

kNQ

kNQ

SFQ

Q

all

all

uall

7811.312

41246.1251

=

=

=


h. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Rumus Michigan State Highway of

Commision (1965).

n = 0.5

.0685.1500

751.3750.24751.37)5.0(50.24(

00254.0024.073.6885.025.1 2

kNQ

xxxQ

u

u

=

++

+=



kNQ

kNQ

all

all

0114.2506

0685.1500

=

=

j. Perhitungan Kapasitas Tiang dengan Rumus Eytelwein

+

=

r

p

hhu

WWs

EeQ

1.0

( )

kNQ

kNkNm

mkNxQ

u

u

0466.328

50.24751.371.0024.0

.73.6885.0

=

+=



kNQ

kNQ

SFQ

Q

all

all

uall

6774.54

60466.328

=

=

=


BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Umum

Semua rumus pemancangan tiang pancang dinamis (kecuali rumus Gates)

diturunkan dari persamaan :

pr

prhh

WWWnW

kkksEe

Qu+

+

+++=

2

321 )(21

Dimana asumsi-asumsi dari setiap rumus dari pengarang, seperti:

Eytelwein, Janbu, Olsen, dan lain sebagainya berdasarkan pengalaman pribadi dan

sangat subjektif dan tujuannya adalah penyederhanaan persamaan untuk kegunaan

praktis. Selain itu, kondisi tanah setempat, alat ,dan variabel lainnya sangat

mempengaruhi penyederhanaan rumus dinamis. Dalam arti lain rumus dinamis

tidak mempunyai hubungan yang baik bila digunakan orang lain dalam kawasan

geografis yang berbeda.

Karena variabilitas dari kondisi tanah dan hammer (efisiensi hammer,

berat hammer, dan peralatan pemancangan, dan lain sebagainya) sangat

berpengaruh terhadap kapasitas tiang pada pemancangan, maka banyak para ahli

teknik menyimpulkan bahwa terdapat kemungkinan menghitung kapasitas tiang

dari energi yang diteruskan oleh hammer dan penetrasi tiang saat pemukulan.

Oleh sebab itu rumus dinamis telah banyak digunakan untuk memperhitungkan

kapasitas tiang pancang tersebut.


Dengan rumus-rumus tersebut dapat diambil suatu keputusan bagi

perencana untuk memilih rumus yang konservatif sampai yang ekstrim

berdasarkan pengalaman di lapangan.

4.2 Hasil dan Pembahasan

4.2.1 Perhitungan Kapasitas Ultimate

Dari hasil perhitungan kapasitas tiang dengan rumus dinamis berdasarkan

data-data alat pemancangan dan data-data tiang diperoleh hasil yang begitu

kompleks dimana hasil perhitungan antar rumus menunjukkan hasil yang sanat

jauh berbeda.

Untuk bahan perbandingan dipakai 2 (dua) buah tiang tunggal yaitu tiang

beton pracetak diameter 40 cm dan tiang baja OD 54 inch dengan berat tiang (Wp)

diperkirakan sama yaitu 37,751 kN. Maka perbandingan itu begitu jelas terlihat

dan sebagian rumus juga memiliki kesamaan dalam menurunkan rumus, misalnya

rumus ENR, rumus Gates, rumus Navy- Mc.Kay, dan rumus Michigan, dimana

rumus tersebut hanya mempertimbangkan berat tiang dn tidak mempertimbangkan

faktor-faktor kompresi elastik dari tiang seperti luasan tiang (As), panjang tiang

(L), dan elastisitas tiang.

Dari tabel perhitungan kapasitas ultimate (Tabel 3.1) untuk tiang beton

pracetak diameter 40cm pada final set terlihat bahwa rumus Janbu memberikan

nilai kapasitas ultimate tiang lebih tinggi (Qu = 1950.7678 kN) dan kapasitas

ultimate terendah adalah Qu = 328.0466 kN dari rumus Eytelwein. Sama halnya

pada tiang baja OD 54 inch (Tabel 3.2), kapasitas ultimate tiang tertinggi yaitu Qu


05000

1000015000200002500030000350004000045000

0,00 0,40 0,80 1,20 1,60 2,00 2,40

Set (cm/pukulan)

Kap

asit

as U

ltim

ate

(kN

)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0,00 0,40 0,80 1,20 1,60 2,00 2,40

Set (cm/pukulan)

Kapa

sita

s Ul

timat

e (k

N)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0,00 0,40 0,80 1,20 1,60 2,00 2,40

Set (cm/Pukulan)

Kap

asita

s U

ltim

ate

(kN

)

Hilley (kN) ENR (kN) Danish (kN)Eytelwein (kN) Gates (kN) Janbu (kN)Navy-Mc.Kay (kN) PUBCS (kN) Michigan (kN)

= 2214.4780 kN (rumus Janbu) dan Kapasitas ultimate terendah (Qu = 328.0466

kN) pada rumus Eytelwein.

4.2.2 Hubungan Antara Kapasitas Ultimate (Qu) dengan Penetrasi (s).

Dengan mengasumsikan nilai-nilai untuk s dan memecahkannya untuk Qu

sebuah kombinasi palu dan tiang pancang yang diberikan maka dihasilkan sebuah

kurva pada Gambar 4.1. kurva ini memperlihatkan set terhadap kapasitas ultimate

dalam sistem khusus yang digunakan, sehingga para perencana dapat mengitung

pukulan untuk penetrasi 1 inch (2,54 cm).

Gambar 4.1 Grafik hubungan antara Qu (kN) dengan Set (Cm/Pukulan).

(a) Qu (kN) Vs Set (cm/pukulan) pada Tiang Beton Pracetak Dia. 40 cm

05000

1000015000200002500030000350004000045000

0,00 0,40 0,80 1,20 1,60 2,00 2,40

Set (cm/Pukulan)

Kapa

sitas

Ulti

mat

e (kN

)

(b) Qu (kN) Vs Set (cm/pukulan) pada Tiang Baja OD 54 Inch


0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

0 2 4 6 8 10 12

1/set (pukulan/cm)

Kap

asita

s U

ltim

ate

(kN

)

0500

10001500200025003000350040004500

0 2 4 6 8 10 12

1/set (pukulan/cm)

Kap

asita

s U

ltim

ate

(kN

)

Hilley (kN) ENR (kN) Danish (kN)

Eytelw ein (kN) Gates (kN) Janbu (kN)

Navy-Mc.Kay (kN) PCUBS (kN) Michigan (kN)

0

10002000

30004000

5000

0 2 4 6 8 10 12

1/set (pukulan/cm)

Kap

asit

as U

ltim

ate

(kN

)

Hilley (kN) ENR (kN) Danish (kN)Eytelwein (kN) Gates (kN) Janbu (kN)Navy-Mc.Kay (kN) PUBCS (kN) Michigan (kN)

Pada grafik diatas (Gambar 4.1a) diperlihatkan kapasitas tiang dengan

rumus Navy pada saat (0,1cm/pukulan ; 39952.27535kN) adalah nilai kapasitas

yang maksimum dan pada saat final set (2,4 cm/pukulan) kapasitas tiang adalah

1664.67kN. sama halnya pada tiang baja OD 54 inch (Gambar4.1b) menghasilkan

nilai yang sama dengan rumus Navy. Ini menunjukkan bahwa semakin besar

penetrasi pada saat pemancangan maka semakin kecil kapasitas ultimate tiang.

4.2.3 Hubungan antara Kapasitas Ultimate (Qu) dengan 1/set (pukulan/cm)

Gambar 4.2 Grafik hubungan antara Qu (kN) dengan 1/Set (Pukulan/cm)

(a) Qu (kN) Vs 1/Set (pukulan/cm) pada Tiang Beton Pracetak Dia. 40 cm

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

0 2 4 6 8 10 12

1/set (pukulan/cm)

Kap

asit

as U

ltim

ate

(kN

)

(b) Qu (kN) Vs 1/Set (pukulan/cm) pada Tiang Baja OD 54 Inch


Pada grafik diatas (Gambar 4.2a) menunjukkan bahwa rumus Janbu pada

(1.2 pukulan/cm; 2177.3951kN) adalah kurva yang tertinggi dan pada 0.8

pukulan/cm mengalami penurunan yang dratis. Sedangkan pada rumus Michigan,

kurva menunjukkan suatu garis linear dibanding dengan rumus yang lainnya.

Untuk tiang baja OD 54 inch (Gambar 4.2b) menunjukkan bahwa rumus Janbu

pada (0.8 pukulan/cm; 3572.8450kN) kurvanya yang tertinggi dan pada 0.7

pukulan/cm mengalami penurunan yang dratis, dan pada rumus Michigan kurva

menunjukkan suatu garis linear. Pada Qu = 500 kN, semua hasil rumus kapasitas

tiang saling mendekati pada kedua tiang tersebut.

4.2.4 Pengaruh Faktor Aman (Safety Factor) terhadap Kapasitas Tiang

Ultimate (Qu).

Besarnya beban kerja (working laod) atau kapasitas tiang ijin (Qall) dapat

memperhatikan keamanan terhadap keruntuhan adalah nilai kapasitas tiang

ultimate (Qu) dibagi dengan faktor aman (FS) yang sesuai. Pada masing-masing

rumus dinamis juga menggunakan Faktor keamanan yang berbeda-beda seperti

Tabel 4.1 di bawah ini.

Tabel 4.1 Faktor Aman (Safety Factor) Rumus Dinamis Faktor

aman (FS) Hilley 4 Engineering News Record (ENR) 6 Danish 3-6 Eytelwein 6 Gates 3 Janbu 3-6 Navy-Mc.Kay 6 PCUBS 4 Michigan 6


Oleh sebab itu, hasil perhitungan kapasitas ultimate yang dihasilkan harus

dikalikan dengan faktor aman dari masing-masing rumus yang telah ditentukan.

Hasil perhitungan kapasitas ijin tiang untuk final set pada tiang beton

pracetak diameter 40 cm, Tabel 4.2 menunjukkan bahwa kapasitas ijin tiang

(Qall) yang tertinggi adalah 594.4292 kN (rumus Danish) dan terendah adalah

54.6744 kN (rumus Eytelwein). Sedangkan Pada tiang baja OD 54 inch (Tabel

4.3), kapasitas tiang ijin tertinggi, yaitu 652.7784 kN (rumus Danish) dan 54.6744

kN (rumus Eytelwein).

Setelah didapat kapasitas ijin tiang dari kedua tiang pancang, dihitung

kembali penetrasi s dengan menggunakan Qall sebagai kapasitas tiang pada final

set (2,4 cm).

Tabel 4.4 Perhitungan Penetrasi dengan menggunakan kapasitas ijin tiang Kapasitas Ijin Tiang

(kN) Penetrasi (s)

(cm)

Rumus Dinamis

Fs

Tiang Beton

Pracetak dia.40cm

Tiang Baja OD 45inch

Tiang Beton

Pracetak dia.40cm

Tiang Baja

OD 54 inch

Hilley 4 282.0178 308.3779 11.29 10.15

ENR 6 107.4543 107.4543 27.09 27.09

Danish 3 592.4292 652.7784 8.95 7.99

Gates 3 533,8009 533.8009 89.00 89.00

Janbu 6 325.1279 369.0797 15.61 14.21

Navy 6 277.4464 277.4464 14.339 14.339

PCUBC 4 220.0157 312.7812 10.29 10.03

Michigan 6 250.0114 250.0114 15.67 15.67

Eytelwein 6 54.6744 54.6744 91.43 91.43


Dari Tabel 4.4 menunjukkan bahwa nilai penetrasi untuk kedua tiang

pancang dengan Qall sebagai kapasitas tiang, diperoleh hasil penetrasi yang sangat

jauh lebih besar dari penetrasi untuk Qult, yaitu nilai penetrasi 8.95cm pada

kapasitas tiang 592.4292kN (rumus Danish) untuk tiang beton dan untu, tiang baja

diperoleh nilai penetrasi 7.99cm pada kapasitas tiang ijin 652.7784kN. Sedangkan

pada rumus Eytelwein, diperoleh nilai penetrasi jauh lebih tinggi dibanding rumus

yang lain, yaitu 91,43cm pada kapasitas tiang ijin 54.6744kN. Ini disebabkan

adanya perbedaan nilai faktor aman dari setiap rumus.

4.3 Hal-hal yang Perlu Diperhatikan untuk Perencanaan

Dalam perhitungan kapasitas tiang dengan rumus dinamis, kita perlu

menggunakan satuan-satuan konsisten agar menghasilkan hasil yang paling baik

dengan arti lain rumus dinamis sebagai alat untuk meramalkan kapasitas tiang

pancang dengan penafsiran yang hati-hati.

Dan yang sangat perlu sekali diperhatikan bagi perencana pada saat

penumbukan tiang pancang untuk 10 kali pukulan terakhir telah mencapai hasil yang

memenuhi ketentuan, penumbukan ulangan harus dilaksanakan dengan hati-hati, dan

pemancangan yang terus menerus setelah tiang pancang hampir berhenti penetrasi

harus dicegah, terutama jika digunakan palu berukuran sedang. Penetrasi yang

diijinkan maksimum 60 mm.


BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Rumus kapasitas tiang pancang dinamis dasar disebut juga rumus tiang

pancang yang rasional yang berdasarkan penurunan teori impuls dan

momentum.

2. Hasil perhitungan untuk final set pada setiap rumus dinamis diperoleh

kapasitas ijin tiang (Qall) :

Tabel. 5.1 Kapasitas Ijin Tiang (Qall) Kapasitas ijin Tiang (Qall)

(kN)

Rumus Dinamis

Fs

Qu Tiang Beton

Pracetak dia.40cm

Tiang Baja OD 54 inch

Hilley 4 1128.0707 1233.5115

282.0178 308.37786

ENR 6 644.7258 664.7258

107.4543 107.4543

Danish 3 1783.2876 1958.3352

594.4292 652.78

Gates 3 1601.4026 1601.4026

533,8009 533.8009

Janbu 6 1950.7678 2214.4780

325.1279 369.0797

Navy 6 1664,6781 1664.6781

277.4464 277.4464

PCUBC 4 880.0627 1251.1246

220.0157 312.7812

Michigan 6 1500.0685 1500.0685

250.0114 250.0114

Eytelwein 6

328.0466 328.0466

54.6744 54.6744

3. Untuk nilai Qu = 500 kN pada 1/set, semua rumus dinamis saling

mendekati.


4. Pada perbandingan tersebut diperoleh bahwa rumus ENR, rumus

Eytelwein, rumus Gates, rumus Navy-Mc.Kay, dan rumus Michigan,

hanya mempertimbangkan berat tiang dan tidak mempertimbangkan

faktor-faktor kompresi elastik dari tiang seperti luasan tiang (As), panjang

tiang (L), dan elastisitas tiang.

5. Dari beberapa hasil perhitungan kapasitas tiang dengan menggunakan

rumus-rumus dinamis, rumus Hilley adalah yang paling dapat dipercaya

karena rumus ini memperhitungkan luasan (As), panjang tiang (L) dan

kompresi elastisitas (blok penutup/capblock dan pile cap, tiang, tanah)

serta tinggi jatuh tiang.

6. Dalam perhitungan kapasitas dengan rumus dinamis, data-data tanah tidak

dipakai sehingga tidak dapat dihitung dengan rumus statis.

5.2 Saran

Perlu diperhatikan bahwa rumus dinamis tiang hanya berlaku untuk tiang

tunggal, dan tidak memperhitungkan hal-hal sebagai berikut :

a. Kelakuan tanah yang terletak di bawah kelompok tiang dalam

mendukung beban struktur,

b. Reduksi tahanan gesek dinding tiang sebagai akibat pengaruh

kelompok tiang,

c. Perubahan struktur tanah akibat pemancangan.


DAFTAR PUSTAKA

Bowles, J. E, 1991, Analisa dan Desain Pondasi, Edisi Keempat Jilid 1, Erlangga,

Jakarta.

Bowles, J. E, 1993, Analisa dan Desain Pondasi, Edisi Keempat Jilid 2, Erlangga,

Jakarta.

Das. B.M, 1984, Principles of Foundation Engineering, Fourth Edition, Library

of Congress Cataloging in Publication Data, Washington D.C.

Departemen PU, Divisi 7 Struktur Tiang Pancang, Hhtp: Www.Google.q search.

Divisi 7 strukutr tiang pancang.

Hardiyatmo, Hary Christady, 1996, Teknik Pondasi 1, PT. Gramedia Pustaka

Utama, Jakarta.

Hardiyatmo, Hary Christady, 2002, Teknik Pondasi 2, Edisi Kedua, Beta Offset,

Yokyakarta.

Ralph Peck B, dkk, 1996, Teknik Fondasi, Gadjah Mada University Press,

Yokyakarta.

Sosrodarsono Suyono, Ir, 2005, Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi, PT.

Pradnya Paramita, Jakarta.

Susy Rostiyanti Fatena.Ir, 2002, Alat Berat untuk Proyek Konstruksi, PT. Rineka

Cipta, Jakarta.

Wahyu Hidayat, 2008, Tugas Akhir, Analisis Daya Dukung Pondasi Tiang

Pancang pada Proyek Pembangunan Islamic Center Kabupaten

Kampar – Riau, Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera

Utara. Medan.

Widodo, MSCE,Ph.D, Ir, 2000, Respon Dinamik Struktur Elastik, UII Press,

Jogjakarta.

http://www.google.q/�


Tabel A-2 Bagian- bagian Tiang pancang baja OD Dalam (cm)

Ketebalan dinding

Berat per lin ft.lb

Beton Yd3/ft

Luas, inci2

in cm beton Baja 18 (45.72) 20 (50.80) 24 (60.96) 30 (76.20) 36 (91.44) 42 (107) 48 (122) 54 (137)

0.219 0.250 0.312 0.375 0.250 0.312 0.375 0.500 0.250 0.312 0.375 0.500 0.375 0.500 0.375 0.500 0.375 0.500 0.375 0.500 0.375 0.500

0.556 0.635 0.792 0.953 0.635 0.792 0.953 1.27 0.635 0.792 0.953 1.27 0.953 1.27 0.953 1.27 0.953 1.27 0.953 1.27 0.953 1.27

41.5 47.4 59.0 70.6 52.7 65.7 78.6 104.1 63.4 79.1 94.6 125.5 118.7 157.5 142.7 189.6 166.7 221.6 190.7 253.7 215 285

0.0623 0.0619 0.0610 0.0601 0.0768 0.0758 0.0749 0.0729 0.1116 0.1104 0.1093 0.1067 0.1728 0.1700 0.2510 0.2474 0.3436 0.3395 0.4509 0.4462 0.573 0.567

242.2 240.5 237.1 233.7 298.6 294.9 291.0 283.5 433.7 429.2 424.5 415.5 672.0 660.5 975.8 962.1 133.0 132.0 175.3 173.5 222.8 220.6

12.23 13.94 17.34 20.76 15.51 19.30 23.12 30.63 18.7 23.2 27.8 36.9 34.9 46.3 42.0 55.8 49.0 65.2 56.1 74.6 63.4 84.0

Sumber : Bowles, 1993

perbandingan perhitungan kapasitas tiang

Documents