DIV TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Perhitungan daya dukung friksi pondasi tiang pancang dan pondasi
Latar Belakang
sumuran hingga saat ini masih sering menimbulkan perdebatan. Satu pihak menganggap bahwa friksi tiang pancang lebih besar dibanding pondasi sumuran,
dilain pihak tidak sedikit yang berpendapat sebaliknya. Anggapan pertama didasarkan atas klasifikasi tiang pancang sebagai large displacement pile sehingga
efek pantul perpindahan tanah akan memberi jepitan pada selimut tiang pancang yang besar, dan pondasi sumuran sebagai non displacement pile tidak mempunyai efek jepitan sebagai respons perpindahan tanah. Sementara pada pengujian beban dengan PDA sering dijumpai bahwa friksi pondasi sumuran melebihi friksi tiang pancang meski dimensi serta kondisi tanah dimana ke dua jenis pondasi tiang ini ditanamkan adalah sama. Untuk itu banyak yang beranggapan bahwa friksi pondasi sumuran bisa juga lebih besar dibanding dengan friksi tiang pancang. Paling tidak untuk satu kondisi tanah tertentu. Berdasarkan alasan di atas kami tertarik untuk melakukan eksperimen untuk membandingkan besarnya friksi antara tiang pancang dengan pondasi sumuran pada beberapa kondisi tanah. Dimensi kedua jenis tiang dibuat sama, demikian juga kondisi tanah dimana kedua jenis pondasi tiang ditanamkan. Melalui eksperimentasi ini diharapkan akan didapat keyakinan akan perbedaan atau bahkan kesamaan besarnya friksi pondasi tiang pancang dengan pondasi sumuran pada beberapa kondisi (jenis) tanah. Selain itu juga diharapkan bisa dipelajarinya fenomena yang melatar-belakangi perbedaan atau kesamaan tersebut. Untuk membuktikan perbedaan daya dukung friksi antara tiang pancang dengan pondasi sumuran telah dilakukan penelitian oleh Wandi dan Firman (2012) dengan judul “Perbandingan Daya Dukung Friksi Pondasi Tiang Pancang dan Sumuran”. Penelitian dilakukan dengan membuat model tiang pancang dan pondasi sumuran pada tiga kondisi tanah yang berbeda yaitu lanau, lanau Mulya Ilham Rizqi,Studi Perbandingan Daya…..1
DIV TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
kepasiran, dan pasir. Hasil penelitian didapatkan kesimpulan bahwa nilai daya dukung friksi pada pondasi sumuran relatif lebih besar dibandingkan pondasi
tiang pancang. Dari hasil penelitian Wandi dan Firman memilki keraguan. Berikut dijelaskan keraguan penelitian Wandi dan Firman (2012) dengan judul
“Perbandingan Daya Dukung Friksi Pondasi Tiang Pancang dan Sumuran” : 1. Hasil dari pengerjaan pengecoran beton pondasi sumuran tidak sesuai
dengan perencanaan, terdapat pinggul dan gerigi pada dinding pondasi
sumuran yang mengakibatkan perubahan dimensi pondasi sumuran.
Perubahan dimensi pada kepala tiang dan gerigi pada
Gambar 1.1 Hasil pengecoran pondasi sumuran
2. Terjadinya keruntuhan tanah pada saat proses pengujian tarik sehingga hasil dari pengujian kurang optimal. Tiang pondasi
Gambar 1.2 Tipe keruntuhan yang terjadi saat pengujian tarik
3. Arah vertikal tiang pancang maupun tiang sumuran kurang sempurna dikarenakan pada saat pengujian dilakukan secara manual sehingga kemungkinan ketidaksesuaian sangat besar. 4. Kadar air tanah pada media pengujian kurang diperhatikan, apakah tiga kondisi tanah lanau, lanau kepasiran, dan pasir dalam keadaan jenuh. Hal ini dapat mempengaruhi tahanan friksi pada pondasi tiang pancang maupun pondasi sumuran pada saat pengujian. Mulya Ilham Rizqi,Studi Perbandingan Daya…..2
DIV TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Dari hasil penelitian tersebut, penulis tertarik untuk menyempurnakan hasil penelitian Wandi dan Firman. Penyempurnaan berupa perbaikan pada tahap
pelaksanaan dan pengkondisian media pengujian pondasi tiang pancang dan pondasi sumuran. Penelitian hanya dilakukan pada tanah lempung yang memiliki
konsistensi yang berbeda, yaitu lunak (soft), menengah (medium),dan kaku (stiff) 1.2.
Rumusan Masalah Berdasarkan uraian dan latar belakang masalah di atas dapat diidentifikasi
beberapa permasalah antara lain:
1. Pada konsistensi tanah apa didapatkan nilai daya dukung friksi pondasi sumuran yang lebih besar, sama, atau lebih kecil dari nilai daya
dukung friksi pondasi tiang pancang. 2. Parameter yang mempengaruhi daya dukung friksi sumuran dan pondasi tiang pancang. 1.3.
Tujuan Untuk menjawab permasalahan di atas, dirumuskan tujuan dari penelitian
sebagai berikut: 1. Mengetahui kondisi tanah yang dapat menghasilkan nilai daya dukung friksi pondasi sumuran yang lebih besar, sama, atau lebih kecil dari nilai daya dukung friksi pondasi tiang pancang. 2. Memahami fenomena apa saja yang bisa menyebabkan persamaan dan perbedaan tersebut. 1.4.
Ruang Lingkup Untuk memperjelas permasalahan dan memudahkan dalam menganalisa
dalam penyusunan studi kasus ini, maka perlu dibuat suatu batasan masalah, diantaranya: 1. Penelitian ini hanya membahas atau mengamati tahanan friksi tiang pancang dan sumuran pada tanah lempung. 2. Nilai friksi yang diambil pada jenis tanah lempung pada saat kondisi jenuh dengan memvariasikan konsistensi kondisi tanah soft (lunak), medium (menengah), dan stiff ( kaku).
Mulya Ilham Rizqi,Studi Perbandingan Daya…..3
DIV TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
3. Tanah yang digunakan saat pengujian dalam penelitian adalah tanah
yang dikondisikan jenuh.
1.5.
Dengan melihat teori gesekan Mohr-Coulomb terlihat bahwa variabel
Hipotesa
penentu besarnya friksi (tegangan gesek) tidak saja hanya µ dan σ, tetapi juga c. Bahkan pada tanah lempung (kelempungan) yang jenuh sering kita jumpai bahwa
kekuatan geser hanya ditentukan oleh c, karena nilai sering sama dengan nol. Hal ini bisa terjadi akibat hadirnya air di antara permukaan butiran sehingga air
berfungsi sebagai lubrikan. Dengan demikian apabila terjadi gesekan antar butiran akibat beban luar, maka koefisien gesek antar butiran tidak bisa termobilisasi, dan penahan gesekan hanya kohesi (c). Dari uraian di atas dengan mudah bisa disimpulkan bahwa perbedaan besarnya daya dukung friksi pada pondasi tiang pancang dan pondasi sumuran adalah disebabkan oleh 3 (tiga) variabel, yakni c, tan , dan , yang berbeda. Yang menjadi masalah adalah mana yang lebih besar. Meskipun demikian berdasarkan pemahaman akan perbedaan perilaku jenis tanah (lempung, lempung kepasiran atau pasir kelempungan, serta pasir), juga melihat perbedaan proses pelaksanaan penanaman pondasi tiang pancang dan pondasi sumuran. Pada pondasi sumuran, proses pengecoran dilakukan langsung di lapangan. Hal ini mengakibatkan adanya adhesi (reaksi antara tanah dan tiang) sehingga menimbulkan efek gerigi-gerigi pada dinding-dinding tiang. Efek gerigi ini menyebabkan gesekan akan lebih kuat. Berikut ini asumsi nilai faktor adhesi pada pondasi sumuran pada konsistensi tanah soft (lunak), medium (menengah), dan stiff ( kaku).
Mulya Ilham Rizqi,Studi Perbandingan Daya…..4
DIV TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Tabel 1.1 Hipotesa Daya Dukung Friksi pada Konsistensi Soft
Tiang Pancang
Sumuran
C
<
>
Tan ϕ
₌
₌
Σ
>
<
Tabel 1.2 Hipotesa Daya Dukung Friksi pada Konsistensi Medium
Variabel
Variabel C Tan ϕ
Σ
Tiang Pancang < < >
Sumuran > > <
Tabel 1.3 Hipotesa Daya Dukung Friksi pada Konsistensi Stiff
Variabel
Tiang Pancang
Sumuran
C
₌
₌
Tan ϕ
<
>
Σ
>
<
Berdasarkan 3 jenis tanah di atas bisa dijelaskan bahwa pada tanah lempung dan tanah kelempungan besarnya kohesi (c) akan memberi efek lengketan antara permukaan pondasi tiang dengan tanah. Mengingat permukaan tiang pancang yang lebih licin dibanding pondasi sumuran maka diyakini bahwa pengaruh kohesi pada gesekan tiang pancang adalah lebih kecil dibanding pada pondasi sumuran. Besarnya koefisien gesek dalam geoteknik ditentukan oleh besarkecilnya sudut gesek antar butiran tanah (). Mengingat pada tanah lempung nilai adalah sangat kecil, maka pengaruh sudut terhadap friksi tiang pancang dan pondasi sumuran diyakini sama-sama tidak besar. Tetapi pada tanah pasir atau kepasiran dimana peran sudut adalah cukup besar terhadap gesekan, maka diyakini bahwa friksi pada tiang pancang adalah lebih kecil dibanding pada pondasi sumuran, mengingat permukaan tiang pancang jauh lebih licin dibanding permukaan pondasi sumuran.
Mulya Ilham Rizqi,Studi Perbandingan Daya…..5
DIV TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Pada pondasi tiang yang ditanam vertikal arah vektor adalah
horisontal, sehingga sering disebut sebagai tegangan tanah arah lateral.
Secara teori besarnya tegangan tanah arah lateral ini adalah sama dengan
tegangan vertikal (overburden pressure) dikalikan dengan koefisien
tekanan tanah lateral. Pada kasus pondasi tiang koefisien tanah lateral ini
disebut sebagai koefisien tekanan tanah lateral pada kondisi diam (K0).
Tekanan tanah arah lateral ini memberi efek jepit pada permukaan selimut tiang, sehingga apabila terjadi deformasi arah vertikal pada tiang maka
tekanan ini akan memberi efek tahanan gesek bersama dengan koefisien
gesek antara selimut tiang dengan tanah. Proses pemancangan pondasi tiang akan membuat tegangan arah lateral ini menjadi bertambah, karena ketika dipukul tiang pancang akan memaksa tanah untuk bergeser/berpindah ke samping yang akhirnya tanah yang bergerak ke samping akan memberi efek jepit pantul yang sangat besar pada selimut tiang pancang. Pada pelaksanaan pondasi sumuran fenomena perpindahan tanah ke samping ini tidak terjadi, karena saat pengeboran tanah akan diangkat oleh mesin bor ke luar lubang dan selanjutnya tanah ini akan diganti dengan beton. Dengan demikian efek jepit pantul tidak terjadi di sini dan tegangan lateral yang menjepit selimut tiang murni disebabkan oleh overburden pressure dikalikan dengan K0. Dari alasan di atas diyakini bahwa tegangan normal pada pondasi tiang pancang adalah lebih besar dibanding pada pondasi sumuran.
Mulya Ilham Rizqi,Studi Perbandingan Daya…..6
