bab ii kajian pustaka

 D3 JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Pondasi Dalam
Pondasi dalam adalah pondasi yang dipakai pada bangunan di atas tanah yang
lembek. Pondasi ini umumnya dipakai pada bangunan dengan bentangan yang
cukup
lebar, salah satunya jembatan. Pondasi dalam dilakukan hingga kedalaman
mencapai tanah keras, oleh karena itu bisa mencapai kedalaman yang lebih dari
pondasi dangkal. Yang termasuk pondasi dalam yaitu :
2.1.1 Pondasi Sumuran (Pier) dan Caison
Pondasi sumuran (Pier) sering juga disebut pondasi Bored Pile (seperti
Gambar 2.1). Diaplikasikan pada tanah permukaan yang lembek dan tanah keras
terletak pada kedalaman > 2 – 10 m. Pondasi ini dapat menahan beban diatas 100
ton.
Gambar 2.1 Layout Pondasi Bored Pile
Sumber Dokumen Proyek
Rizki Yusa Rizal, Sary Lestari, Perbandingan Perencanaan Pondasi ..... II-1
D3 JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2.1.2 Pondasi Tiang
Pondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan gaya
ortogonal ke sumbu tiang dengan memikul gaya vertikal, horizontal dan momen.
Pondasi
tiang dibuat menjadi satu kesatuan dengan menyatukan pangkal tiang
pancang yang terdapat dbawah konstruksi dengan tumpuan pondasi/abutment.
Pondasi tiang digunakan apabila bangunan yang akan didirikan diatas tanah yang
mempunyai daya dukung berada dibawah/sangat dalam.
2.2 Pondasi Tiang Pancang
Pondasi tiang pancang digunakan untuk pondasi yang tanah permukaannya
tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk menahan
beban dan tanah kerasnya yang memiliki daya dukung letaknya sangat dalam (>
10 m). Tiang (Pile) adalah bagian dari suatu bagian konstruksi pondasi yang
berbentuk batang langsing yang dipancang hingga tertanam dalam tanah dan
berfungsi untuk menyalurkan beban dari struktur atas melewati tanah lunak dan
air kedalam pendukung tanah yang keras yang terletak cukup dalam. Penyaluran
beban oleh tiang pancang ini dapat dilakukan melalui lekatan antara sisi tiang
dengan tanah tempat tiang dipancang (tahanan samping), dukungan tiang oleh
ujung tiang (end bearing). Gambar pondasi tiang pancang dapat dilihat pada
Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Pondasi Tiang Pancang
Sumber Dokumen Proyek
Beberapa kondisi yang memerlukan pondasi tiang yaitu :
a. Apabila tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya
dukung (bearing capacity), yang cukup untuk memikul berat bangunan dan
Rizki Yusa Rizal, Sary Lestari, Perbandingan Perencanaan Pondasi ..... II-2
D3 JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
bebannya, atau apabila tanah keras yang mana mempunyai daya dukung yang
cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya letaknya sangat dalam.
b.
Ketika menerima gaya-gaya horizontal, pondasi tiang dapat melawan tekuk
sementara menerima gaya-gaya vertikal yang datang dari struktur atasnya.
c. Pondasi untuk struktur-struktur seperti menara transmisi, konstruksi lepas
pantai, dan basement yang berada dibawah muka air tanah. Pondasi untuk
jenis struktur ini untuk menahan gaya angkat.
d. Abutment dan pier jembatan sering dibangun diatas pondasi tiang untuk
menghindari kemungkinan kehilangan daya dukung dari sebuah pondasi
dangkal yang bisa jadi disebabkan oleh erosi pada permukaan tanah.
Pondasi Tiang dibagi dalam kategori :
a. Tiang Baja
Tiang baja umumnya digunakan baik sebagai tiang pipa maupun sebagai baja
penampang H. tiang pipa dapat diserongkan ke dalam tanah dengan ujung terbuka
atau tertutup. Tiang baja apabila diperlukan disambungan dengan las atau paku
keling. Kadang-kadang kondisi pemancangan agak sulit karena harus dipancang
melalui kerikil padat, lapisan keras, dan batuan lunak untuk ini juga tiang dapat
dilengkapi dengan titik pancang atau sepatu.
Tiang baja juga bisa mengalami korosi. Sebagai contoh, tanah-tanah rawa,
gambut dan tanah organik lain bisa menyebabkan korosi. Tanah-tanah yang
mempunyai PH lebih besar dari 7 tidak terlalu korosif. Untuk mempertimbangkan
akibat korosi, saat tambahan ketebalan baja lebih dan luas penampang rencana
umumnya direkomendasikan. Dalam keadaan tertentu penggunaan lapisan epoxy
yang biasa dipakai di pabrik bisa juga mencegah korosi. Lapisan ini tidak bagitu
mudah rusak akibat pemancangan tiang pelapisan dengan beton pada tiang baja
juga dapat mencegah korosi.
Beban rencana yang diijinkan untuk tiang baja dapat dihitung dengan rumus :
Qall = As . all
. . . . . . (2.1)
Dimana :
As = luas penampang baja
Rizki Yusa Rizal, Sary Lestari, Perbandingan Perencanaan Pondasi ..... II-3
D3 JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
all = tegangan ijin baja
b. Tiang Beton
Tiang beton dapat dibagi kedalam dua kategori dasar :
- Tiang Pracetak (Precast Piles)
Tiang pracetak dapat dibuat dengan menggunakan beton bertulang biasa,
yang penampangnya bisa jadi bujur sangkar atau segi delapan (octagonal).
Penulangan diperlukan untuk memungkinkan tiang mampu melawan momen
lentur ketika pengangkatan, beban vertikal, dan momen lentur yang diakibatkan
oleh beban lateral. Tiang dicetak dengan panjang yang diinginkan dan dirawat
hingga sebelum diangkut ke tempat pemancangan.
Tiang pracetak bisa juga terbuat dari kabel prategang baja berkuatan tinggi
(beton prategang). Penulangan diperlukan untuk memungkinkan tiang mampu
melawan momen lentur ketika pengangkatan, beban vertikal, dan momen lentur
yang diakibatkan oleh beban lateral. Tiang pracetak bisa juga terbuat dari kabel
prategang baja berkuatan tinggi (beton prategang).
-
Tiang Bor Dicor di Tempat (Cast-In-Situ-Piles)
Cor di tempat dengan terlebih dahulu menggali lubang di tanah dan kemudian
mengisinya dengan beton. Berbagai jenis tiang beton cor ditempat digunakan
dalam konstruksi pada waktu akhir-akhir ini, dan kebanyakan diantaranya telah
dipatenkan oleh pabrik pembuatannya, tiang-tiang semacam ini dapat dibagi
kedalam dua kategori besar : dengan casing dan tanpa casing. Kedua jenis ini bisa
memiliki pedestal pada ujung bawahnya. Tiang dengan casing terbuat dari sebuah
casing baja yang disorongkan kedalam tanah dengan bantuan sebuah mandrel
yang ditempatkan di dalam casing. Apabila tiang telah mencapai kedalaman yang
diinginkan, mandrel ditarik dan casing kemudian diisi dengan beton. Pedestal
adalah beton yang dilebihkan pada ujung bawah tiang yang menggelembung, ini
bisa dilihat dengan menjatuhkan palu pada beton yang masih segar.
Tiang tanpa casing dibuat dengan pertama-tama mendorongkan casing
kedalam tanah hingga kedalaman yang diinginkan dan kemudian mengisinya
dengan beton segar. Casing kemudian ditarik perlahan-lahan secara bertahap.
Rizki Yusa Rizal, Sary Lestari, Perbandingan Perencanaan Pondasi ..... II-4
D3 JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Pemilihan jenis tiang untuk suatu pekerjaan tergantung dari daya dukung
yang cukup yang diberikan untuk pondasi yang direncanakan. Pemilihan tipe
tiang
untuk
berbagai
jenis
keadaan
tergantung
pada
banyak
faktor.
Faktor-faktor
yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan pondasi tiang :
1. Tipe dari tanah dasar yang meliputi jenis tanah dasar dan ciri-ciri topografinya.
2. Jenis bangunan yang akan dibuat
3. Kondisi lingkungan disekitar pekerjaan
4. Alasan teknis pada waktu pelaksanaan.
2.3 Pondasi Bored Pile
Pondasi Bored pile ini mempunyai daya dukung beban tidak hanya pada
ujung penampang Bored pile, tetapi juga pada semua sisi2 luarnya (gaya gesek).
Dikarenakan seluruh tiang menyatu dengan tanah, sehingga didapat kekuatan daya
dukung menyeluruh.
Proses pengerjaannya adalah sebagai berikut:
1. Titik pondasi di bor terlebih dahulu, menggunakan mesin Bored pile,
sampai kedalaman tanah keras. Diameter lubang, sesuai perhitungan bobot
beban bangunan.
2. Besi beton yang sudah dirangkai, dimasukkan kedalam lubang bor.
3. Pemasangan Pipa tremi (penyalur semen beton).
4. Pengecoran / Penuangan semen beton kedalam lubang bor melalui pipa
tremi, mulai dari dasar lubang menuju keatas. Bersamaan dengan
penuangan beton cor, pipa tremi ikut juga dicabut perlahan mengikuti
volume beton, sampai lubang bor penuh terisi padat.
Bored pile adalah alternatif lain apabila dalam pelaksanaan lokasinya sangat
sulit atau beresiko apabila menggunakan tiang pancang (spun pile). Seperti
masalah mobilisasi peralatan, dampak yang ditimbulkan terhadap lingkungan
sekitar (getaran, kebisingan, kebersihan) dan kondisi lain yang dapat
mempengaruhi kegiatan pekerjaan tersebut.
Rizki Yusa Rizal, Sary Lestari, Perbandingan Perencanaan Pondasi ..... II-5
D3 JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2.4 Daya Dukung Pada Tiang Pancang
Perencanaan tiang pancang diperlukan tahanan pada ujungnya dan akibat
gaya gesek negatif (friction pile). Tiang pancang yang dihitung berdasarkan pada
tahanan
ujung (end bearing) ini dipancang sampai pada lapisan tanah keras,
yang mampu memikul beban yang diterima oleh tiang pancang tersebut.
Lapisan tanah keras ini dapat merupakan lempung keras sampai pada batu-
batuan tetap yang sangat keras.
1. Bila lapisan tanah keras tersebut terdiri dari batuan keras maka penentuan
daya dukung tiang tidak akan menjadi soal. Dalam hal ini daya dukung tiang
akan tergantung pada kekuatan bahan tiang itu sendiri.
2. Bila lapisan tanah keras tersebut akan terdiri dari lapisan pasir maka daya
dukung tiang tersebut akan sangat bergantung pada sifat-sifat lapisan pasir
tersebut terutama mengenai kepadatan lapisan pasir ini.
Tanah mempunyai sifat untuk menngkatkan kepadatan dan kekuatan
gesernya apabila mendapat tekanan. Apabila beban yang bekerja pada tanah
pondasi telah melampaui daya dukung batasnya tegangan gesernya ditimbulkan
di dalam tanah pondasi melampaui ketahanan geser tanah pondasi maka akan
berakibat keruntuhan geser dari tanah pondasi. Untuk tiang pancang, gesekan
sekeliling permukaan tiang pancang mengambil bagian dalam menahan beban
yang bekerja pada puncak tiang pancang. Untuk tahanan tiang sendiri dapat
diartikan satu tiang yang memikul bebannya masing-masing sesuai dengan
wilayah batasnya.
Adanya daya dukung untuk tiang pancang itu juga harus kita perhitungkan.
Yang mempengaruhi kemampuan tiang pancang menahan tahanan yang
diberikan beban yaitu dilihat dari bahan dan diameter tiangnya.
Ketika tiang pancang diberikan beban adanya kemampuan tiang pancang
yang menahan kekuatan tanah atau biasa disebut tegangan friksi. Untuk
kemampuan tiang menahan kekuatan tanah itu melihat dari dimensi tiang
pancang dan kondisi tanahnya. Dimensi tiang pancang diperlukan untuk melihat
penurunan akibat pemberian beban yang menekan tanah. Untuk kondisi
Rizki Yusa Rizal, Sary Lestari, Perbandingan Perencanaan Pondasi ..... II-6
D3 JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
tanahnya kekuatan geser dari tanah sangat mempengaruhi dan nilai k sebagai
nilai perbandingan gaya pelekatan dengan kekuatan geser tanah.
Perhitungan daya dukung tiang pancang dibagi menjadi 2 yaitu daya dukung
individu dan daya dukung kelompok. Perbedaan daya dukung ini terjadi
tiang
dikarenakan untuk membuat jembatan diperlukan tiang berkelompok yang dapat
menghemat pada proses pelaksanaan dilapangan.
Dalam perhitungan pier jembatan dianggap/dibuat kaku sempurna sehingga :
-
Bila beban-beban yang bekerja pada kelompok tiang tersebut menimbulkan
penurunan maka setelah penurunan bidang pier tetap akan merupakan
bidang datar.
-
Gaya-gaya yang bekerja pada tiang berbanding lurus dengan penurunan
tiang-tiang tersebut.
Dalam menentukan daya dukung kelompok tiang tidak cukup hanya dengan
meninjau daya dukung satu tiang yang berdiri sendiri dikalikan dengan
banyaknya tiang dalam kelompok tiang tersebut, sebab daya dukung kelompok
tiang (pile group) belum tentu sama dengan daya dukung satu tiang (single pile)
dikalikan jumlahtiang pancang. Sama halnya dengan tiang pancang sendiri
perhitungan daya dukunganya menggunakan point bearing piles dan friction
piles.
2.5 Daya Dukung Bored Pile
Sama halnya dengan pondasi tiang pancang, hal yang perlu diperhatikan
dalam daya dukungnya yaitu daya dukung ujung dan daya dukung geser. Dimana
daya dukung ujung ada gaya beban yang dipikul oleh dasar Bored Pile yang ada
pada tanah keras. Tanah di sekitarnya mengalami gaya friksi kecil. Dengan kata
lain hampir semua beban diterima oleh dasar Bored Pile berdasarkan luas
permukaan dasar Bored Pile. Oleh karena itu dalam perhitungan gaya geser ini
yang berpengaruh yaitu jenis tanah dan dimensi penampang dasar Bored Pile itu
sendiri. Adapun beban pada sisi-sisi Bored Pile yang menghasilkan gaya disekitar
seluruh lapisan tiang dengan tanah. Jika kondisi seperti ini maka gaya ujung tiang
nilainya lebih kecil.
Rizki Yusa Rizal, Sary Lestari, Perbandingan Perencanaan Pondasi ..... II-7
D3 JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Untuk Bored Pile dikarenakan menggunakan cast in-situ maka harus
diperhitungkan bagaimana keadaan dalam bersih dan terhindar dari tanah tanah
yang menempel.
2.6 Perbedaan Pondasi Tiang Pancang dan Bored Pile
A. Tiang Pancang yaitu :
1. Tiang dibuat di pabrik dan pemeriksaan kualitas ketat, hasilnya lebih
dapat diandalkan karena pemeriksaan dapat dilakukan setiap saat.
2. Kecepatan pemancangan, besar. Terutama untuk tiang baja, bahkan
walaupun lapisan antara cukup keras, masih dapat ditembus, sehingga
pemancangan ke lapisan pendukung dapat dilakukan.
3. Persediaan yang cukup banyak di pabrik, sehingga mudah memperoleh
tiang ini, kecuali jika diperlukan tiang dengan ukuran khusus. Disamping
itu, bahkan untuk pekerjaan pemancangan yang kecil, biayanya tetap
rendah.
4. Karena dalam pelaksanaannya menimbulkan getaran dan kegaduhan,
maka pada daerah yang berpenduduk padat di kota dan desa, akan
menimbulkan masalah di sekitarnya.
5. Untuk tiang yang panjang, diperlukan persiapan penyambungan. Bila
pekerjaan penyambungan tidak baik, akibatnya sangat merugikan.
6. Pengaruh pada bangunan disekitarnya akibat dari pemancangan cukup
besar.
7. Karena tempat penampungan di lapangan dalam banyak hal mutlak
diperlukan, maka harus disediakan tempat yang cukup luas.
8. Untuk tiang-tiang beton, tiang-tiang dengan diameter yang besar akan
berat dan sulit dalam pengangkutan atau pemasangannya. Lebih lanjut,
diperlukan juga mesin pemancang yang besar.
9. Untuk tiang-tiang pipa baja, diperlukan tiang yang tahan korosi.
Rizki Yusa Rizal, Sary Lestari, Perbandingan Perencanaan Pondasi ..... II-8
D3 JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
B. Bored Pile yaitu :
1. Tiang dibuat dengan menggali lubang di tanah terlebih dahulu kemudian
mengisinya dengan beton, beton dari tubuh tiang diletakkan di bawah air
dan kualitasnya setelah selesai lebih rendah dari tiang-tiang pracetak. Di
samping itu, pemeriksaan kualitas hanya dapat dilakukan secara tidak
langsung.
2. Tidak memerlukan pemancangan melainkan pemboran dalam arah
berlawanan dengan putaran jarum jam, tanah galian dapat diamati secara
langsung dan sifat-sifat tanah pada lapisan antara atau pada tanah
pendukung pondasi dapat langsung diketahui.
3. Karena diameter tiang cukup besar dan memerlukan banyak beton, untuk
pekerjaan yang kecil mengakibatkan biayanya sangat melonjak.
4. Karena getaran dan keriuhan pada saat melaksanakan pekerjaan sangat
kecil, cocok untuk pekerjaan pada daerah yang padat penduduknya.
5. Karena tanpa sambungan, dapat dibuat tiang yang lurus dengan diameter
besar, juga untuk tiang yang lebih panjang. Lebih jauh, panjang tiang
dapat ditetapkan dengan mudah.
6. Pengaruh jelek terhadap bangunan didekatnya cukup kecil.
7. Karena pada cara pemasangan tiang yang diputar berlawanan arah
putaran jarum jam dipakai air, maka lapangan akan menjadi kotor, lagi
pula untuk setiap cara perlu dipikirkan bagaimana menangani tanah yang
telah digali.
8. Diameter biasanya lebih besar dari pada tiang pracetak, dan daya dukung
setiap tiang juga lebih besar, sehingga tumpuan dapat dibuat lebih kecil
9. Walaupun penetrasi sampai ke tanah pendukung pondasi dianggap telah
terpenuhi, kadang-kadang terjadi bahwa tiang pendukung kurang
sempurna karena adanya lumpur yang bertimbun didasar.
10.Ketika beton dituangkan, dikuatirkan adukan beton akan bercampur
dengan runtuhan tanah, oleh karena itu beton harus segera dituangkan
dengan seksama setelah penggalian dilakukan.
Rizki Yusa Rizal, Sary Lestari, Perbandingan Perencanaan Pondasi ..... II-9