1

PONDASI TIANG PANCANG

Pondasi ini dipakai jika tanah yang mampu memikul beban terletak jauh dibawah

muka tanah. Pondasi tinga pancang disebut juga pondasi dalam. Dikatakan pondasi

dalam jika

Disebut Pondasi dangkal jika Df ≥≥≥≥B

Bahan pondasi tiang pancang :

Bahan yang dipakai untuk pondasi tiang pancang adalah :

a. Kayu

Didaerah yang mempunyai sumber alam berupa hutan maka banyak pondasi

memakai kayu.

Keuntungan memakai pondasi kayu adalah :

- Ringan

- Harga murah

- Cocok untuk beban yang ringan

Kerugian :

- Ukuran terbatas, (Panjang dan luas penampang)

- Mudah lapuk kalau tidak terendam air

- Kekuatan lemah

- Sulit didapat

b. Baja

Tiang pancang dari baja banyak dipakai untuk pondasi. Keuntungannya :

- Kuat menahan beban

- Ukuran tidak terbatas (Panjang, luas penampang)

- Bentuk tiang bermacam-macam.

Kekurangan :

- Harga mahal

- Berat

B

Df

Muka Tanah

2

- Titik penyambungan harus dipoerhatikan

c. Beton

Tiang pancang dari baja banyak dipakai untuk pondasi. Keuntungannya :

- Kuat menahan beban

- Ukuran tidak terbatas (Panjang, luas penampang)

- Bentuk tiang bermacam-macam.

Kekurangan :

- Harga mahal

- Berat

- Titik penyambungan harus dipoerhatikan

CARA PELAKSANAAN

Untuk melaksanakan pekerjaan tiang pancang dapat dilakukan dengan :

a. Pemancangan

3

Pelaksanaan dengan alat a,b,c,d menimbulkan getaran yang cukup besar

disekitar lokasi. Karena tiang yang dipukul akan memobilisir tanah yang cukup

besar (Large Displacement Pile). Jika tiang yang akan dipancang berada

disekirar bangunan maka perlu diperhitungan pengaruh getaran agar tidak

merusak bangunan disekitarnya.

Alat e relative menghasilkan getararan pemancangan yang kecil, karena tanah

yang dimobilisir relative kecil sehingga tidak terlalu berpengaruh pada kerusakan

bangunan lain.

b. Bor Pile

Penggunaan bor pile relative menimbulkan getaran karena tidak ada tanah yang

dimobilisir. Karena itu sangat cocok untuk pembangunan diperkotaan yang padat

bangunan.

4

BENTUK TIANG

Tiang yang dipakai umumnya terdiri dari berbagai bentuk seperti :

a. Bulat.

Bentuk ini sangat cocok untuk tiang yang dipancang sampai tanah keras karena

efektif memikul beban. Selain itu tiang ini mampu memikul gaya lateral yang

besar disebabkan momen inersia yang besar.

b. Bujur Sangkar.

Bentuk ini sangat cocok untuk tiang yang dipancang sampai tanah keras karena

efektif memikul beban

c. Bentuk H

Tiang bentuk ini mempunyai luas selumut yang besar, oleh karena itu cocok

untuk tiang yang mengandalkan friksi (geser).

d. Bentuk ∆

Tiang bentuk ini mempunyai luas selumut yang besar, oleh karena itu cocok

untuk tiang yang mengandalkan friksi (geser).

MOBILISIR TANAH

Tiang dipancang akan mendesak tanah untuk berpindah, Makin besar tanah yang

dipindahkah maka akan mempengruhi besar gaya geser tanah dan akan

berpengaruh terhadap besar daya dukung geser (friksi). Dilihat dari besar mobilisir

tanah tiang dapat dibeddakan menjadi :

a. Tiang perpindahan tanah besar (Large Displacement Pile).

Saat pemancangan tanah yang didesak sangat besar akibatnya tanahan gesek

jadi besar. Tiang pancang termasuk kelompok ini adalah tiang dengan ujung

tertutup.

5

b. Tiang perpindahan tanah kecil (Small Displacement Pile).

Saat pemancangan tanah yang didesak relative kecil akibatnya tanahan gesek

jadi besar. Tiang pancang termasuk kelompok ini adalah tiang dengan ujung

terbuka.

c. Tiang perpindahan tidak ada tanah (Non Displacement Pile).

Saat pemancangan tanah yang tidak ada tanah yang didesak akibatnya tanahan

tidak ada yang dipindahkan. Tiang pancang termasuk kelompok ini adalah tiang

bor (Bor Pile).

6

DATA YANG DIPERLUKAN UNTUK MENDESIGN TIANG PANCANG

a. DATA GEOTEKNIK

Pengujian geoteknik sangat diperlukan untuk memperhitungkan besar daya

dukung tiang pancang. Banyak macam pengujian geoteknik untuk mendesign

tiang pancang untuk itu perlu dipilih pengujian yang cocok untuk agar biaya

ekonimis dan data yang diperlukan mencukupi.

Pengujian geoteknik yang dilakukan antara lain :

1. Pengujian Lapangan.

Pengujian lapangan yang sering digunakan adalah :

- Uji Sondir

Dari pengujian ini didapat tanahan ujung (qc) dan Tahanan friksi (fs). Dari

data ini dapat diperkirakan jenis tanah dandapat memperhitungkan daya

dukung tiang pancang.

- Pengujian SPT

Dari pengujian ini didapat nilai NSPT. Dari data ini dapat diperkirakan jenis

tanah dandapat memperhitungkan daya dukung tiang pancang.

- Pengujian Vane Shear

Dari pengujian ini didapat nilai kuat geser tanah. Untuk tanah lempung

jenuh akan didapat nilai undarined shear strength (cu). Dari data ini dapat

diperkirakan jenis tanah dandapat memperhitungkan daya dukung tiang

pancang.

- Pengujian Lain-lain

2. PENGUJIAN LABORATORIUM.

Pengujian laboratorium yang dilakukan untuk mendesign pondasi adalah :

a. Uji sifat fisik.

Pengujian ini berupa :

- Uji Berat volume γ

- Uji Kadar air, w

- Uji Specifik Gravity Gs

- Uji analisa saringan

- Uji Hidrometer

- Uji atterberg limit

b. Uji Kuat geser tanah

Uji kuat geser tanah untuk menentukan kuat geser tanah (kohesi) dan

Susut geser dalam tanah. Pengujian ini berupa UU, CU, dan CD.

Pengujian yang dipilih disesuaikan dengan kondisi lapangan. Pengujian ini

berupa :

- Uji Geser langsung (UU, CU, CD)

7

- Uji Kuat tekan bebas

- Uji triaxial (UU, CU, CD).

c. Uji Pemampatan tanah.

Pengujian ini dimaksudkan untuk dapat memperkirakan besar penurunan

pondasi. Pengujian ini berupa uji Konsolidasi tanah.

3. Data Bahan Pondasi

Data ini perlu diketahui agar bahan pondasi kuat memikul beban. Data yang

perlu diketahui adalah :

a. Tegangan izin lentur (σltizin)

b. Tegangan izin geser (τizin)

c. Tegangan izin tekan ((σtkizin)

d. Atau Data yang didapat dari Specifikasi Tiang yang akan dipakai)

STABILITAS TIANG PANCANG.

Tiang pancang dikatakan stabil jika :

a. Mampu memikul beban Jika daya dukung pondasi lebih besar dari beban dipikul,

maka pondasi dikatakan aman, (Qizin ≥≥≥≥ Q)

Untuk mengetahui kemampuan memikul beban maka perlu dilakukan perhitungan

Daya dukung pondasi.

psizin QQQ +=

Q

Qp

Qs

8

b. Penurunan Kecil

c. Beda penurunan kecil

Beda penurunan = ∆δ = δ2 - δ1

Kemiringan = i = ∆δ/L

d. Bahan pondasi kuat

Bahan tidak hancur, patah setelah menerima beban.

DAYA DUKUNG TIANG PANCANG

Besar daya dukung tiang pancang adalah akibat tahanan ujung dan tahanan geser.

Psu QQQ +=

Q

δδδδ1 δδδδ2

i

L

Q

δδδδ = Penurunan

9

Tiang yang dipancang ada 2 katagori :

1. Jika tiang dipancang tidak sampai tanah keras disebur Tiang Friksi. Besar daya

dukung adalah Qu = Qs

2. Jika tiang dipancang sampai tanah keras. Besar daya dukung adalah Qu = Qp

Q

Qp

Qs≈ 0

Q

Qp

Qs

Q

Qp≈ 0

Qs

Tanah Keras

10

Besar Daya Dukung Pondasi dihitung perdasarkan :

1. Pada tahap perencanaan Daya Dukung Pondasi dihitung berdasarkan :

a. Data Lapangan seperti dari data Sondir, data NSPT, data Vane Shear

b. Data Laboratorium, berdasarkan parameter kuat geser tanah c dan φ

2. Pada tahap Pelaksanaan Pekerjaan Daya Dukung Pondasi didiperiksa

berdasarkan :

a. Data pemancangan (data kalendering)

b. Data Laboratorium uji beban.

DAYA DUKUNG BERDASARKAN DATA LAPANGAN

1. Berdasarkan Data Sondir.

Besar daya dukung berdasarkan daya sondir adalah sebagai berikut :

a. Persamaan Mayerhof

21 SF

F

SF

AqQ totc

u

Κ+=

Dimana :

qu = beban yang mampu dipikul tiang pancang

qc =tahan qonus data sondir

Ftot = total hambatan lekat

K =keliling penampang tiang pancang

SF1 = 3

SF2 = 5 (untuk pasir)

SF2 > 5 untuk lempung

b. Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang dengan metod Nottingham dan

schememrtmann

11

Untuk pasir :

Besar tahanan geser adalah :

Untuk pasir tanpa friksi maka :

Dimana :

qc = tahanan konus rata-rata

cf = diambil dari table dibawah ini

Untuk tanah kohesif :

Dimana :

As = Luas selimut tiang

α’ = diambil dari grafik dibawah ini.

12

Hitung nilai qt dimana :

q1 dan q2 dihitung berdasarkan grafik diatas.

Kapasitas Daya Dukung Ujung Rt =

At = luas penampang tiang pancang

Hitung kapasitas Daya Dukung Ultimit :

Beban yang diizinkan bekerjapada tiang pancang :

13

BERDASARKAN DATA LABORATORIUM

Besar daya dukung berdasarkan data laboratorium adalah Qu = Qs +Qp

I. PASIR

Tahanan ujung Qp.

pup AqQ ×=

Daya dukung pondasi bulat :

dsqdqsqcdcscu FFNBFFqNFFNcq γγγγ2

1' ++=

***'

γγNBqNNcq

qcu ++=

14

Jika tanah berupa pasir,

Tahanan ujung Qp =

dan mengingat lebar tiang relative kecil maka B = D ≈ 0 maka :

Sehingga tahanan ujung Qp =

pp ANqQq××= *

Dimana q = γ x H

Nc* dan Nq* = Faktor daya dukung tergantung nilai sudut geser dalam φ

Berdasarkan Meyerhofs

Berdasarkan Meyerhof besar tahanan ujung akan konstan pada (Lb/D)cr seperti

gambar dibawah ini.

*

qqNq u =

**

γγNBqNq

qu +=

pp ANBqNQq

×+= )(**

γγ

15

Besar tahanan ujung untuk tiang dipancang di pasir adalah :

tppp qAANqQq

≤××= *

Dimana qt =

'*tan5,0 φqat NPq =

Pa = Tekanan atmospir = 100 kN/m2 = 10 ton/m2.

Berdasarkan uji SPT :

6060 44,0 NPD

LNPq aat ≤=

N60 = Nilai NSPT rata-rata 10D diatas ujung tiang sampai 4D dibawah ujung tiang.

Berdasarkan metoda JANBU

Besar tahan ujung menurut JANBU adalah :

pcp ANqcNQq

××+= )(**

Besar nilai Nc* dan Nq* diambil dari grafik dibawah ini.

16

Nilai η’ = bervariasi 60o untuk lempung lunak dan 105o untuk pasir padat.

Berdasarkan metoda VESIC

Metoda ini untuk mengestimasi kapasitas tahan ujung berdasarkan teori ekspansi

tanah.

pacp ANcNQq

××+= )(*,* σ

σ’o= tekanan efektif rata-rata tanah diujung tiang.

,,

3

21q

koo

+=σ

φsin1−=Ko

N*c, N*q = Faktor daya dukung

Ko

NN

q

a21

3*

*

+=

( ) φcot1** −= qc NN

( )rra IfN =*

Irr = indek pengurangan kekakuan tanah

∆+=

r

rrr

I

II

1

( )( ) φφµ tan'tan'12 qc

Gs

qc

EsI

s

r+

=++

=

Es = modulus elastisitas tanah

17

µs = poisson’s ratio

Gs = shear modulus elastisitas tanah

∆ = rata-rata regangan volume.

Untuk kondisi tidak ada perubahan volume (Pasir padat dan lempung jenuh) ∆=0

Ir = Irr

Nilai Ir dapat diambil dari table dibawwah ini.

Type Tanah Ir

Pasir 70 – 150

Lanau – Lempung (Drained) 50 – 100

Lempung(Undrained) 100 - 200

Besar nilai N*c dan Nilai N*q diambil dari table dibawah ini.

18

UNTUK LEMPUNG

Tanah lempung diambil kondisi kritis yakni pada kondisi jenuh dimana c = cu dan

φ = 0o.

Untuk 0o maka Nc = 9,maka tahanan ujung Qp =

pp ACuQ ××=9

19

BERDASARKAN NSPT

Tahanan ujung berdasarkan nilai NSPT adalah :

Jenis Tanah Persamaan

Pasir 36,0

60)(7,19 Npq ap ××=

Pasir, Cast in Place ap pq ×=3

Bore pile, sand 601,0 Npq ap ××=

Bored pile, Gravely

Sand

6017,0 Npq ap ××=

Driven pile, All Soil 603,0 Npq ap ××=

TAHANAN GESER

Besar tahan geser = Qf dimana Qf adalah :

∑ ×∆×= fLpQf

Dimana :

P = Keliling penampang tiang

∆L = Panjang tiang

f = tahanan geser pada selimut tiang

Untuk pasir :

Tanahan geser pasir adalah :

δσ tan'

vKf =

Dimana :

K = koefesien tekanan tanah

σv’ = tekanan efektif akibat berat tanah = γ’H

δ = sudut geser tanah dengan tiang pancang.

Koefesien tekanan tanah K diambil sesuai dengan besar tanah yang dimobilisir saat

pemancangan seperti dibawah ini.

1. Untuk Bor pile dan Jetter Pile

φsin1−== KoK

2. Untuk Low Displacement driven piles

20

BatasAtasKoK

BatasBawahKoK

→×=

→=

4,1

3. Untuk High Displacement driven piles

BatasAtasKoK

BatasBawahKoK

→×=

→=

8,1

Tekanan efektif tanah σv’ akan bertambah dari 0 sampai 15 atau 20 kali diameter

tiang. Seperti terlihat pada gambar dibawah ini.

Biasanya L’ = 15 D

a. Besar tahanan geser menurut Meyerhof adalah sebagai berikut :

1. High Displacement driven piles

( )2/2 mkNNf av

−

=

2. Low Displacement driven piles

( )2/ mkNNfav

−

=

Dimana −

N adalah rata-rata nilai Standart Penetration Test

Besar tahanan geser = Qf adalah :

∑ ×∆×= fLpQf

Untuk LEMPUNG :

1. METODA λ

Metoda ini dipropos oleh Vijayvergia dan Focht (1972). Asumsi metoda ini tanah

yang terdispacemen akibat pemancangan akan menimbulkan tekanan tahan

pasif. Tahanan geser adalah fav :

21

+=

−

Cuf vav 2σλ

Dimana :

v

−

σ = rata-rata tekanan vertical sepanjang tiang pancang

Cu = Rata-rata kuat geser lempung jenuh (φ=0o)

Untuk menentukan σ’v rata-rata dan Cu rata-rata adalah seperti gambar dibawah ini.

Kuat geser jenuh rata-rata adalah :

321

332211

LLL

LCLCLC

L

CC uuu

i

uiu

++

×+×+×==

∑∑−

Tekanan vertical efektif σ’v rata-rata adalah :