P o n d a s i II

BAB I

PENDAHULUAN

A. PENGERTIAN

Pondasi adalah salah satu komponen dari suatu struktur

konstruksi yang berfungsi untuk mendukung beban-beban yang

timbul pada struktur, yang kemudian meneruskan kelapisan

tanah. Jenis dan bentuk pondasi dewasa ini telah dikenal

beberapa macam, sebagaimana halnya dengan criteria dan

persyaratan dalam menggunakan/memilih jenis pondasi.

Dalam memilih jenis pondasi yang memadai, maka perlu

pertimbangan berbagai keadaan yang pada dasarnya cocok

dalam pondasi tersebut. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan

adalah :

1. Keadaan tanah pondasi.

2. Batasan-batasan akibat konstruksi diatasnya

3. Batasan-batasan dari sekelilingnya

4. Waktu dan biaya pekerjaan

Salah satu bentuk pondasi adalah pondasi tiang pancang.

Pondasi semacam ini berfungsi untuk memindahkan beban dari

konstruksi diatasnya kelapisan tanah yang lebih dalam, sehingga

pondasi tiang pancang cukup baik digunakan pada tanah keras

dan memiliki daya dukung yang letaknya jauh kedalam.

KAHAR/105 81 762 08 1

P o n d a s i II

Pada umumnya tiang pancang dipancangkan tegak lurus

kedalam tanah, tetapi jika untuk menahan gaya-gaya horizontal,

maka tiang pancang dipancangkan dengan kemiringan tertentu.

B. JENIS-JENIS PONDASI TIANG PANCANG

Berdasarkan material yang digunakan tiang pancang dapat

dibagi dalam beberapa jenis yakni sebagai berikut :

1. Tiang Pancang dari Kayu

2. Tiang Pancang dari Beton Bertulang

3. Tiang Pancang dari Baja

4. Tiang Pancang Komposit (kombinasi antara dua material yang

berbeda seperti kayu-beton dan baja-beton)

Menurut cara pemindahan beban tiang pancang dibagi

dalam dua jenis yakni :

1. Point Bearing File (Tiang Pancang dengan Tahanan Ujung)

2. Friction File (tiang pancang dengan dukungan melalui gesekan

dengan material sekelilingnya).

KAHAR/105 81 762 08 2

P o n d a s i II

C. PERENCANAAN UKURAN ABUTMENT & SUSUNAN PONDASI

TIANG

a. Perencanaan Ukuran Abutment

Perencanaan abutment didasarkan pada criteria yang

diisyaratkan secara kasar pada buku “Teknik Sipil” (Ir.

SUNGGONO).

Konstruksi abutment merupakan tembok cantilever,

maka ukuran-ukuran yang ditafasirkan secara kasar tersebut

dapat dilihat pada gambar berikut (Gbr 1)

b. Perhitungan Gaya Horizontal (Tekanan Tanah)

Pa1 = γt . ho . h . Ka . L

Pa2 = ½ . γt. . h2 . Ka . L

Pp = ½ . γt. . h22 . Kp . L

KAHAR/105 81 762 08 3

P o n d a s i II

Dimana : Pa1 = Pa2 = tekanan tanah aktif

Pp = tekanan tanah pasif

t = berat jenis tanah (t/m3)

h = tinggi tanah pada tanah yang dianggap

aktif

h2 = tinggi tanah pada tanah yang dianggap

aktif

L = panjang dinding

hO = dimana : q = beban permukaan (t/m2)

Ka = ; Kp =

Ka dan Kp dengan rumus yang ada diatas diambil dari buku

Teknik Pondasi II (Tiang Pancang) penjabaran dari teori

Coulumb yaitu :

Ka = tan2 (45o – θ/2)

Kp = tan2 (45 + θ/2)

c. Perhitungan Gaya Vertikal

Dalam perhitungan gaya vertikal yang diperhitungkan

yakni berat konstruksi dengan simbol G dan beban yang

bekerja pada konstruksi dalam arah vertical dengan simbol W.

Dalam tugas ini dipergunakan rumus-rumus umum yakni :

G = luasan γb . L (berat konstruksi)

W = q . b . L (untuk beban permukaan)

KAHAR/105 81 762 08 4

P o n d a s i II

W = luasan γt . L (untuk beban tanah yang dipikul konstruksi)

Dimana :

γb = berat jenis konstruksi (t/m3)

γt = berat jenis tanah (t/m3)

q = beban permukaan (t/m2)

L = panjang dinding (m)

b = lebar beban permukaan (m)

d. Perhitungan Keamanan Abutment

Titik jatuh resultan gaya-gaya yang bekerja pada

abutment

Dimana :

Mv = jumlah momen vertikal akibat beban konstruksi

MH = jumlah momen horizontal akibat tekanan tanah

v = jumlah gaya-gaya vertical akibat beban konstruksi

Keamanan terhadap guling

dimana : n nilai konstanta = 1,25 s/d 3,00

keamanan terhadap geser

Dimana :

= = sudut geser dalam

KAHAR/105 81 762 08 5

P o n d a s i II

Ca = 0

H = umlah gaya-gaya horizontal akibat tekanan tanah

keamanan terhadap pecahnya abutment

e ≤ e dimana : e = 1/6. lebar (B)

e = 0,5. B -

e. Perencanaan Susunan Pondasi Tiang Pancang

Berdasarkan kriteria yang disyaratkan dalam tabel 6.4

diagram pemeriksaan pondasi tiang (Mekanika Tanah Dan

Teknik Pondasi), maka perencanaan dimensi, kedalaman

lapisan pendukung, kondisi tanah permukaan dan lain-lain

maka dapatlah direncanakan.

f. Perhitungan daya dukung tiang

Perhitungan daya dukung tiang Berdasarkan nilai kritis

yang diperoleh dari perhitungan daya dukung Terzaqhi dan

perhitungan daya dukung Berdasarkan kekuatan bahan.

Dalam perhitungan Terzaqhi digunakan rumus

QT =

Dimana :

Qt = daya dukung tiang

Qult = daya dukung ultimate

A = luas penampang tiang

KAHAR/105 81 762 08 6

P o n d a s i II

FS = faktor keamanan, diambil = 3

Untuk tiang berpenampang bujur sangkar

qult = 1,3 . C . Nc . + . z. Nq + 0,4 . . B . N

dimana : C = Kohesi tanah

z = Kedalaman tiang

B = Lebar tiang

= Berat volume tanah

Dengan yang didapat dari penyelidikan tanah dalam tabel

Terzaqhi didapat nilai Nc, Nq dan N.

Dalam perhitungan berdasarkan perhitungan bahan

= b . A ………………………………… (PTP. 1 hal. 42)

Dimana : = daya dukung tiang

b = Tegangan isin bahan

A = Luas penampang tiang

Perhitungan daya dukung tiang berdasarkan gesekan

antara tanah dengan tiang (Friction File) didasarkan atas

rumus :

Q = (O . L . C) / Fs

Dimana : Q = daya dukung tiang

O = keliling tiang

L = panjang tiang

C = harga clef rata-rata

KAHAR/105 81 762 08 7

P o n d a s i II

Fs = Safety factor diambil 3

Sehingga besarnya daya dukung tiang total masing-masing

tiang adalah:

Qtotal = (Qt . p) + Q …………………………………(ton)

g. Menghitung Jumlah Tiang dan Merencanakan Susunan

Pondasi Tiang

Jarang terjadi bahwa suatu bangunan hanya cukup

menggunakan sebuah tiang tunggal. Biasanya tiang dipasang

dalam kelompok seperti misalnya dalam hal-hal tiang

penyangga suatu bangunan. Bangunan berdiri pada suatu plat

beton bertulang yang disebut kap tiang, yang disangga pada

bagian ujung atas dari tiang-tiang yang menyebarkan beban

ke tiang-tiang tersebut. (gbr 2c)

Kapasitas daya muat beban batas dari sekelompok tiang

tidak selalu dapat ditetapkan sebagai jumlah dari kapasitas

daya muat individu dari setiap tiang, dengan suatu fenomena

yang disebut Aksi Kelompok.

Apabila suatu tiang didirikan sangat berdekatan dengan

yang lain gelombang-gelombang tekanan vertikal yang

bersangkutan dapat Overlap (gbr 2b). Dalam hal sekelompok

tiang ini tidak hanya tanah yang dibawahnya saja yang

ditegangkan sampai suatu kedalaman yang cukup lebih besar

KAHAR/105 81 762 08 8

P o n d a s i II

daripada sebuah tiang tunggal (gbr 2a) tetapi tanah bagian

luar dari parameter kelompok itu saja yang ditegangkan.

Karena super posisi dari tegangan vertikal pada tempat

dalam tanah ini, diharapkan bahwa daya dukung dari

sekelompok tiang dapat kurang dari jumlah kapasitas tiang

tunggal.

Jika ada beban horizontal dan jika beban vertikal konsisten

dengan pusat dari kelompok tiang itu, maka beban pada

masing-masing tiang hanya diambil sama dengan beba

seluruhnya dibagi dengan jumlah tiang-tiang.

Dimana : Qp = beban vertikal pertiang

Qv = beban vertikal seluruhnya

n = jumla tiang-tiang

Pengukuran jarak tiang diisyaratkan 2,5 . d (diameter tiang) bila

tiang pancang bulat dan 2,5 . d dan bila tiang bujursangkar yang

KAHAR/105 81 762 08 9

P o n d a s i II

diukur dari jarak As tiang ke As tiang, sehingga banyaknya tiang

yang diperlukan dapat dihitung sesuai dengan jarak memanjang dan

lebar.

Penggunaan Tiang Pancang Miring

Apabila besarnya gaya horizontal yang bekerja pada

sekelompok tiang-tiang vertikal menjadi terlalu besar untuk

ditampung, penyelesaian yang umum ialah memberikan

beberapa tiang miring bersama-sama dengan vertikal.

Untuk memudahkan analisanya biasanya dianggap bahwa

tiang-tiang vertikal menahan beban vertikal dan tiang-tiang

yang miring menahan beban-beban horizontal yang tentu

saja sangat konservatif.

KAHAR/105 81 762 08 10

P o n d a s i II

Tiang-tiang tidak umum dimasukkan ke tanah dengan

kemiringan lebih dari 4 vertikal untuk satu horizontal,

karena hal ini membutuhkan peralatan khusus dan

akibatnya meningkatkan pembiayaan.

Terzaghi (1942) mempunyai gagasan bahwa suatu

metode grafis yang diutarakan oleh lohmeyer (1930) dan

dikenal sebagai metode Culman’s. Dapat digunakan dalam

analisa suatu kelompok tiang campuran.

Seringkali kelompok-kelompok tiang dirancang untuk

menahan gaya-gaya horizontal yang dapat bekerja dalam

satu arah, misalnya tiang-tiang yang menyangga tembok-

tembok dermaga, dibuat dari satu set vertikal satu dan dua

set tiang-tiang miring dengan arah yang berlawanan (gbr

4a). Jika masing-masing set dari tiang-tiang itu diganti

dengan suatu tiang bayangan dan ditempatkan pada garis

tengah dari set itu, terciptalah suatu model sederhana yang

terdiri dari tiga tiang bayangan (gbr 4b).

KAHAR/105 81 762 08 11

P o n d a s i II

D. LANGKAH KERJA

a. Perhitungan Momen

Dalam menghitung momen terlebih dahulu kita tentukan

suatu titik sebagai pusat untuk meninjau panjang lengan gaya

yang pada akhirnya akan menjadi acuan dalam menenetukan

titik berat.

Momen-momen yang diperhitungkan dianalisa berdasarkan:

- Eksentrisitas beban akibat gaya vertikal

- Eksentrisitas beban akibat gaya horizontal

Dalam tugas ini pondasi tiang pancang memikul gaya yang

vertikal/horizontal dan momen satu arah yakni hanya My,

sedang Mx = 0 karena tidak diperhitungkan.

My = Mv - MH

Dimana : My= momen y yang bekerja pada tiang

KAHAR/105 81 762 08 12

P o n d a s i II

Mv = jumlah momen gaya vertikal terhadap pusat

berat tiang

MH = jumlah momen gaya horizontal terhadap

dasar poer

b. Rumus perhitungan gaya vertikal dan horizontal pada tiang

Dalam rumus “Pondasi Tiang Pancang”, untuk mengetahui p

Max yang bekerja pada tiang menggunakan rumus yakni:

p max =

dimana : p max = gaya max yang bekerja pada

tiang

v = jumlah gaya vertikal

n = jumlah tiang yang digunakan

My = momen Y yang bekerja pada tiang

Mx = momen X yang bekerja pada tiang

Y max= jarak max ke sumbu X – X

X max = jarak max ke sumbu Y – Y

Y2 = jumlah jari-jari (jarak) tiang ke sumbu X – X

X2 = jumlah jari-jari (jarak) tiang ke sumbu Y – Y

Pengontrolan ini dianggap kritis, dimana beban-beban yang

bekerja adalah kombinasi gaya vertikal dengan besarnya

KAHAR/105 81 762 08 13

P o n d a s i II

momen yang bekerja yang senantiasa harus mampu didukung

oleh kelompok tiang yang telah direncanakan.

c. Perhitungan pergeseran kepala tiang

Perhitungan pergeseran kepala tiang dihitung dengan cara

perpindahan (displacement) sebagaimana yang diatur dalam

buku “Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi” hal 110.

Perpindahan titik pusat dapat ditentukan dengan perhitungan

melalui tiga persamaan tiga dimensi secara berturut-turut,

yaitu:

AXX . X + AXY . Y + AX . = H0

AYX . X + AYY . Y + AY . = V0

AX . X + AY . Y + A . = M0

dianggap bahwa alas tumpuan adalah mendatar dan setiap

koefisien diperkirakan berdasarkan persamaan berikut :

AXX = { K1 . Cos2i } + { Kv . Sin2i }

AXY =AYX = {(Kv – K1) Sini . Cosi}

AX =AX = {(Kv – K1) Xi . Sini . Cosi – (K2 .

Cosi)}

AYY = {(Kv . Cos2i) + (K1 . Sin2i)}

AY =AY = {(Kv . Cos2i + K1 Sin2i) Xi + (K2 . Sin2i)}

A = {(Kv . Cos2i + K1 Sin2i) Xi2 + (K2 + K3) Xi Sin2i

+ K4}

KAHAR/105 81 762 08 14

P o n d a s i II

sesuai tabel 6.9 Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi Hal. 112,

kekuatan kepala tiang untuk perencanaan tiang dasar

tumpuan (h = 0) maka didapatkan :

K1 = 4 I . 3

K2 = K3 = 2 I . 3

K4 = 2 I . 3

dimana : K = nilai karakteristik tiang

= koefisien daya dukung tangkap reaksi

permukaan

= modulus elastis

I = momen inersia

i = sudut kemiringan tiang

B = D = lebar atau diameter tiang

Kv = konstanta pegas dalam arah axial untuk

tiang

dan H0 = beban mendatar yang bekerja di atas

tumpuan

V0 = beban vertikal yang bekerja di atas tumpuan

M0 = momen luar terhadap titik pusat tumpuan

Y = perpindahan vertikal terhadap titik pusat

X = perpindahan horizontal terhadap titik pusat

= sudut rotasi tumpuan

KAHAR/105 81 762 08 15

P o n d a s i II

Xi = koordinat X untuk kepala tiang i ke sumbu Y

– Y

Dari pengolahan persamaan-persamaan yang ada di atas,

dengan memakai perhitungan Matriks Simetris, maka

pergeseran kepala tiang dapat dihitung dengan rumus :

xi = x Cos i - (y + xi) Sin i

yi = x Sin i - (y + xi) Cos i

d. Perhitungan Efesiensi Kelompok Tiang

Karena adanya overlap tekanan pada kelompok tiang, maka

dalam menghitung daya dukung total dari seluruh tiang harus

dikaitkan suatu faktor yang merupakan efesiensinya.

Perhitungan efesiensi kelompok tiang yang dimaksud dapat

dihitung berdasarkan beberapa rumus yang ada, yakni :

Metode Uniform Building Code dari AASHO

“The Design of Foundation for Building” by Sidney M. Johnson,

Thomas and C. Karanoeh (hal. 296).

Eff . N = 1 - G

Dimana : Eff. N = Efesiensi satu tiang dalam file group

G = Arc tan ( d/s ).

Disiyaratkan bahwa

S =

KAHAR/105 81 762 08 16

P o n d a s i II

Dimana : S = jarak antara tiang

d = B = diameter atau lebar tiang

m = banyaknya baris tiang

n = banyaknya tiang perbaris

Metode Los Angales Grouf – Action Formula

“ foundation Engineering “ by Ab. JUKIMIS – hal 645

Eff . N = 1 -

Dimana : n = banyaknya tiang perbaris

m = banyaknya baris

B = lebar tiang

s = jarak tiang dari As ke As

dari ketiga efesiensi ini bisa dirata-ratakan, sehingga besarnya

daya dukung file group adalah :

Q tiang = EFF. N . n . Q total

Atau

n =

dimana :

Q tiang = daya dukung penting

Q total = beban total yang bekerja pada file group

Eff. N = efesiensi kelompok tiang

n = jumlah tiang yang digunakan

KAHAR/105 81 762 08 17

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 18

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 19

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 20

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 21

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 22

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 23

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 24

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 25

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 26

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 27

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 28

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 29

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 30

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 31

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 32

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 33

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 34

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 35

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 36

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 37

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 38

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 39

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 40

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 41

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 42

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 43

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 44

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 45

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 46

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 47

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 48

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 49

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 50

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 51

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 52

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 53

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 54

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 55

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 56

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 57

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 58

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 59

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 60

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 61

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 62

P o n d a s i II

KAHAR/105 81 762 08 63