PONDASI TIANG PANCANG

1. Definisi Tiang Pancang

Pondasi tiang pancang (pile foundation) adalah bagian dari struktur yang

digunakan untuk menerima dan mentransfer (menyalurkan) beban dari struktur atas ke

tanah penunjang yang terletak pada kedalaman tertentu. Tiang pancang bentuknya

panjang dan langsing yang menyalurkan beban ke tanah yang lebih dalam. Bahan utama

dari tiang adalah kayu, baja (steel), dan beton. Tiang pancang yang terbuat dari bahan ini

adalah dipukul, di bor atau di dongkrak ke dalam tanah dan dihubungkan dengan Pile cap

(poer). Tergantung juga pada tipe tanah, material dan karakteistik penyebaran beban

tiang pancang di klasifikasikan berbeda-beda.

Pondasi tiang sudah digunakan sebagai penerima beban dan sistem

transfer beban bertahun-tahun. Pada awal peradaban, dari komunikasi,

pertahananan, dan hal-hal yang strategik dari desa dan kota yang terletak dekat

sungai dan danau. Oleh sebab itu perlu memperkuat tanah penunjang dengan

beberapa tiang. Tiang yang terbuat dari kayu (timber pile) dipasang dengan

dipukul ke dalam tanah dengan tangan atau lubang yang digali dan diisi dengan

pasir dan batu. Pada tahun 1740, Christoffoer Polhem menemukan peralatan pile

driving yang mana menyerupai mekanisme Pile driving saat ini. Tiang baja (Steel

pile) sudah digunakan selama 1800 dan Tiang beton (concrete pile) sejak 1900.

Revolusi industri membawa perubahan yang penting pada sistem pile

driving melealui penemuan mesin uap dan mesin diesel Lebih lagi baru-baru ini,

meningkatnya permintaan akan rumah dan konstruksi memaksa para pengembang

memanfaatkan tanah-tanah yang mempunyai karakteristik yang kurang bagus. Hal

ini membuat pengembangan dan peningkatan sistem Pile driving. Saat ini banyak

teknik-teknik instalasi tiang pancang bermunculan.

1.1 Kegunaan Pondasi Tiang Pancang

Secara terperinci, kegunaan dari pondasi tiang pancang ini meliputi beberapa hal,

yaitu diantaranya adalah :

1. Untuk membawa beban-beban konstruksi di atas permukaan tanah ke dalam

tanah melalui lapisan tanah. Dalam hal ini, trasfer gaya yang terjadi tidak hanya

menyangkut beban gaya vertikasl saja, namun juga meliputi gaya lateral.

2. Untuk menahan gaya desakan ke atas yang sering kali menyebabkan terjadinya

kegagalan guling, seperti untuk telapak ruangan bawah tanah di bawah bidang

batas air jenuh. Pondasi telapak dapat juga dipakai untuk menopang kaki-kaki

menara terhadap kegagalan guling, dimana gaya momen yang dihasilkan dari

beban horisontal (dalam hal ini beban angin) dapat ditahan oleh gaya friksi tanah

terhadap permukaan pondasi tiang pancang.

3. Dapat memampatkan endapan tak berkohesi yang bebas lepas di dalam tanah

dengan melalui kombinasi perpindahan isi tiang pancang dan getaran dorongan

saat pemancangan. Dalam pelaksanaannya, pondasi tiang pancang tersebut dapat

ditarik keluar kemudian.

4. Mengontrol 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 sebuah mesin menjadi kaku untuk

mengontrol amplitudo getaran dan frekwensi alamiah dari sistem mesin tersebut

bila dijalankan. Dalam hal ini, transfer beban dinamis akibat getaran (vibrasi)

sebuah mesin dapat dilaksanakan dengan baik tanpa harus mengubah struktur

tanah, dimana tanah menjadi kaku dan teredam dari vibrasi mesin.

6. Sebagai faktor keamanan tambahan di bawah tumpuan jembatan dan tiang

khususnya, jika erosi merupakan persoalan yang potensial. Dengan adanya

pondasi tiang pancang, kegagalan gelincir yang dapat disebabkan oleh erosi dan

beban horisontal akan dapat diatasi.

7. Dalam konstruksi yang didirikan pada lepas pantai, pondasi tiang pancang

digunakan untuk meneruskan beben-beban yang terjadi di atas permukaan air

pada struktur ke dalam air dan ke dalam dasar tanah yang mendasari air tersebut.

Hal ini berlaku pada pondasi tiang pancang yang ditanamkan sebagian ke dalam

tanah pada dasar air dan yang terpengaruh oleh beban vertikal dan tekuk serta

beban lateral. Dengan demikian, dengan dipakainya pondasi tiang pancang pada

suatu struktur pada lepas pantai, selain memanfaatkan daya dukung tanah seperti

pondasi pada umumnya, juga memanfaatkan daya dukung air untuk menjaga

kestabilan struktur.

Struktur yang menggunakan pondasi tiang pancang apabila tanah dasar

tidak mempunyai kapasitas daya pikul yang memadai. Kalau hasil pemeriksaan

tanah menunjukkan bahwa tanah dangkal tidak stabil & kurang keras atau apabila

besarnya hasil estimasi penurunan tidak dapat diterima pondasi tiang pancang

dapat menjadi bahan pertimbangan. Lebih jauh lagi, estimasi biaya dapat menjadi

indicator bahwa pondasi tiang pancang biayanya lebih murah daripada jenis

pondasi yang lain dibandingkan dengan biaya perbaikan tanah.

2. Type Tiang Pancang Merurut Keuntungan Dan Kerugiannya

Pondasi  tiang  digolongkan  berdasarkan  kualitas  bahan  material  dan 

cara pelaksanaan.  Menurut  kualitas  bahan  material  yang  digunakan,  tiang 

pancang dibedakan menjadi empat yaitu tiang pancang kayu, tiang pancang beton,

tiang pancang baja dan tiang pancang composite (kayu – beton dan baja – beton).

a. Tiang Pancang Beton

Tiang pancang beton berdasarkan cara pembuatannya dibedakan menjadi

dua macam yaitu :

-          Cast in place (tiang beton cor ditempat atau fondasi tiang bor) dan

-          Precast pile (tiang beton dibuat ditempat lain atau dibuat dipabrik).

Pondasi  tiang  pancang  dibuat  ditempat  lain (pabrik,  dilokasi)  dan 

baru dipancang sesuai dengan umur beton setelah 28 hari. Karena tegangan tarik

beton adalah kecil, sedangkan berat sendiri beton adalah besar, maka tiang

pancang beton ini haruslah diberi tulangan yang cukup kuat untuk menahan

momen lentur yang akan timbul  pada  waktu  pengangkatan  dan  pemancangan. 

Pemakaian  fondasi  tiang pancang beton mempunyai keuntungan dan kerugian

antara adalah sebagai berikut ini :

Keuntungan:

1. Karena tiang dibuat di pabrik dan pemeriksaan kualitas ketat, hasilnya lebih

dapat diandalkan. Lebih – lebih karena pemeriksaan dapat dapat dilakukan

setiaps aat.

2. Prosedur pelaksanaan tidak dipengaruhi oleh air tanah

3. Daya dukung dapat diperkirakan berdasarkan rumus tiang pancang sehingga

mempermudah pengawasan pekerjaan konstruksi.

4. Cara penumbukan sangat cocok untuk mempertahankan daya dukung

vertikal.

Kerugian :

1. Karena dalam pelaksanaannya menimbulkan getaran dan kegaduhan maka

pada daerah yang berpenduduk padat di kota dan desa, akan menimbulkan

masalah disekitarnya.

2. Pemancangan sulit, bila dimeter tiang terlalu besar

3.   Bila panjang tiang pancang kurang, maka untuk melakukan

penyambungannya sulit dan memerlukan alat penyambung khusus.

4.  Bila memerlukan pemotongan maka dalam pelaksanaannya akan lebih

sulit dan memerlukan waktu yang lama.

Metode  pelaksanaan :

1.   Penentuan lokasi titik dimana tiang akan dipancang.

2.   Pengangkatan tiang.

3.   Pemeriksaan kelurusan tiang.

4.   Pemukulan tiang dengan palu (hummer) atau dengan cara hidrolik

b. Tiang Pancang Kayu

Tiang pancang dengan bahan material kayu dapat digunakan sebagai tiang

pancang pada suatu dermaga. Persyaratan dari tiang pancang tongkat kayu

tersebut adalah bahan kayu yang dipergunakan harus cukup tua, berkualitas baik

dan tidak cacat, contohnya kayu belian. Semula tiang pancang kayu harus

diperiksa terlebih dahulu sebelum dipancang untuk memastikan bahwa tiang

pancang kayu tersebut memenuhi ketentuan dari bahan dan toleransi yang

diijinkan.

Semua kayu lunak yang digunakan untuk tiang pancang memerlukan

pengawetan, yang harus dilaksanakan sesuai dengan AASHTO M133 – 86 dengan

menggunakan instalasi peresapan bertekanan. Bilamana instalasi semacam ini

tidak tersedia, pengawetan dengan tangki terbuka secara panas dan dingin, harus

digunakan. Beberapa kayu keras dapat digunakan tanpa pengawetan, tetapi pada

umumnya, kebutuhan untuk mengawetkan kayu keras tergantung pada jenis kayu

dan beratnya kondisi pelayanan. Kepala Tiang Pancang Sebelum pemancangan,

tindakan pencegahan kerusakan pada kepala tiang pancang harus diambil.

Pencegahan ini dapat dilakukan dengan pemangkasan kepala tiang pancang

sampai penampang melintang menjadi bulat dan tegak lurus terhadap panjangnya

dan memasang cincin baja atau besi yang kuat atau dengan metode lainnya yang

lebih efektif. Setelah  pemancangan,  kepala  tiang  pancang  harus  dipotong 

tegak  lurus  terhadap panjangnya sampai bagian kayu yang keras dan diberi

bahan pengawet sebelum pur (pile cap) dipasang. Bilamana tiang pancang kayu

lunak membentuk pondasi struktur permanen dan akan dipotong sampai di bawah

permukaan tanah, maka perhatian khusus harus diberikan untuk memastikan

bahwa tiang pancang tersebut telah dipotong pada atau di bawah permukaan air

tanah yang terendah yang diperkirakan. Bilamana digunakan pur  (pile cap) dari

beton, kepala tiang pancang harus tertanam dalam pur dengan ke dalaman yang

cukup sehingga dapat memindahkan gaya. Tebal beton di sekeliling tiang pancang

paling sedikit 15 cm dan harus diberi baja tulangan untuk mencegah terjadinya

keretakan.

Sepatu Tiang Pancang Tiang pancang harus dilengkapi dengan sepatu

yang cocok untuk melindungi ujung tiang selama pemancangan, kecuali bilamana

seluruh pemancangan dilakukan pada tanah yang lunak.  Sepatu  harus  benar

benar  konsentris (pusat  sepatu  sama  dengan  pusat  tiang pancang) dan dipasang

dengan kuat pada ujung tiang. Bidang kontak antara sepatu dan kayu harus cukup

untuk menghindari tekanan yang berlebihan selama pemancangan. Pemancangan

Pemancangan berat yang mungkin merusak kepala tiang pancang, memecah ujung

dan menyebabkan retak tiang pancang harus dihindari dengan membatasi tinggi

jatuh palu dan jumlah penumbukan pada tiang pancang. Umumnya, berat palu

harus sama dengan beratnya  tiang  untuk  memudahkan  pemancangan. 

Perhatian  khusus  harus  diberikan selama pemancangan untuk memastikan

bahwa kepala tiang pancang harus selalu berada sesumbu dengan palu dan tegak

lurus terhadap panjang tiang pancang dan bahwa tiang pancang dalam posisi yang

relatif pada tempatnya.

Penyambungan Bilamana diperlukan untuk menggunakan tiang pancang yang

terdiri dari dua batang atau lebih, permukaan ujung tiang pancang harus dipotong

sampai tegak lurus terhadap panjangnya untuk menjamin bidang kontak seluas

seluruh penampang tiang pancang. Pada tiang pancang yang digergaji,

sambungannya harus diperkuat dengan kayu atau pelat penyambung baja, atau

profil baja seperti profil kanal atau profil siku yang dilas menjadi satu membentuk

kotak yang dirancang untuk memberikan kekuatan yang diperlukan. Tiang

pancang   bulat harus diperkuat dengan pipa penyambung. Sambungan di dekat

titik-titik yang mempunyai lendutan maksimum harus dihindarkan

c. Tiang Pancang Baja Struktur

Pada umumnya, tiang pancang baja struktur harus berupa profil baja gilas

biasa, tetapi tiang pancang pipa dan kotak dapat digunakan. Bilamana tiang

pancang pipa atau kotak digunakan, dan akan diisi dengan beton, mutu beton

tersebut minimum harus K250. Perlindungan Terhadap Korosi Bilamana korosi

pada tiang pancang baja mungkin dapat terjadi, maka panjang atau ruasruasnya

yang mungkin terkena korosi harus dilindungi dengan pengecatan menggunakan

lapisan  pelindung  yang  telah  disetujui  dan/atau  digunakan  logam  yang  lebih 

tebal bilamana daya korosi dapat diperkirakan dengan akurat dan beralasan.

Umumnya seluruh panjang tiang baja yang terekspos, dan setiap panjang yang

terpasang dalam tanah yang terganggu di atas muka air terendah, harus dilindungi

dari korosi. Kepala Tiang Pancang Sebelum  pemancangan,  kepala  tiang 

pancang  harus  dipotong  tegak  lurus  terhadap panjangnya dan topi pemancang

(driving cap) harus dipasang untuk mempertahankan sumbu tiang pancang segaris

dengan sumbu palu. Setelah pemancangan, pelat topi, batang baja atau pantek

harus ditambatkan pada pur, atau tiang pancang dengan panjang yang cukup harus

ditanamkan ke dalam pur (pile cap).

Perpanjangan Tiang Pancang Perpanjangan tiang pancang   baja h rus

dilakukan dengan pengelasan. Pengelasan harus dikerjakan sedemikian rupa h

ngga kekuatan penampang baja semula dapat ditingkatkan. Sambungan harus dir

ncang dan dilaksanakan dengan cara sedemikian hingga dapat menjaga linyemen

dan posisi yang benar pada ruas-ruas tiang pancang. Bilamana tiang pa cang pipa

atau kotak akan diisi dengan beton setelah pemancangan, sambunga yang dilas

harus kedap air. Sepatu Tiang Pancan Pada umumnya sepatu tiang pancang tidak

diperlukan pada profil H atau profil baja gilas lainnya. Namun bilamana tiang

pancang akan dipancang di tanah keras, maka ujungnya dapat diperkuat dengan

menggunakan pelat baja tuang atau dengan mengelaskan pelat atau siku baja

untuk menambah ketebalan baja. Tiang pancang pipa atau kotak dapat juga

dipancang tanpa sepatu, tetapi bilamana ujung dasar tertutup diperlukan, maka

penutup ini  dapat  dikerjakan  dengan  cara  mengelaskan  pelat  datar,  atau 

sepatu  yang  telah dibentuk dari besi tuang, baja tuang atau baja fabrikasi.

3. keuntungan dan kerugian pondasi tiang pancang

3.1 Kelebihan:

1. Pemeriksaan kualitas pondasi sangat ketat sesuai standar pabrik.

2. Pemancangan lebih cepat, mudah dan praktis.

3. Pelaksanaan tidak dipengaruhi oleh air tanah.

4. Daya dukung dapat diperkirakan berdasarkan rumus tiang.

5. . Sangat cocok untuk mempertahankan daya dukung vertikal.

3.2 Kekurangan:

1. Pelaksanaannya menimbulkan getaran dan kegaduhan.

2. Pemancangan sulit, bila dimeter tiang terlalu besar.

3. Kesalahan metode pemancangan dapat menimbulkan kerusakan pada

pondasi.

4. Bila panjang tiang pancang kurang, maka untuk melakukan

penyambungannya sulit dan memerlukan alat penyambung khusus.

5. Bila memerlukan pemotongan maka dalam pelaksanaannya akan lebih

sulit dan memerlukan waktu yang lama.

6. Pemancangan lebih cepat, mudah dan praktis.