bab iv micropiles sebagai sistem pondasi bangunan · micropiles sebagai sistem pondasi bangunan...

35
BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya sebagai pondasi bangunan dimana micropiles memiliki daya dukung yang cukup tinggi dibandingkan dengan tiang bor konvensional. Hal ini disebabkan karena pelaksanaan yang cepat / pendek dan juga periemahan akibat kerusakan tanah di sekitar lubang yang dibor relatif kecil serta adannya sistim injeksi grouting. Dewasa ini pemakaian micropiles sebagai pondasi bangunan telah banyak

Upload: others

Post on 09-Nov-2020

10 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

BAB IV

MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN

Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik

sipil diantaranya sebagai pondasi bangunan dimana micropiles memiliki daya

dukung yang cukup tinggi dibandingkan dengan tiang bor konvensional. Hal ini

disebabkan karena pelaksanaan yang cepat / pendek dan juga periemahan akibat

kerusakan tanah di sekitar lubang yang dibor relatif kecil serta adannya sistim injeksi

grouting.

Dewasa ini pemakaian micropiles sebagai pondasi bangunan telah banyak

Page 2: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 76

diterapkan dalam pekerjaan teknik sipil. Ada beberapa proyek tertentu yang

khusus menggunakan micropiles sebagai pondasi tetapi ada juga proyek yang

mengkombinasikan micropiles dengan jenis pondasi lainnya contohnya micropiles

dikombinasikan dengan pondasi caison.

4.1 PERTIMBANGAN PEMILIHAN MICROPILES SEBAGAI SISTEM

PONDASI BANGUNAN

4.1.1 Segi Lapangan

Micropiles merupakan sistem yang lebih fleksibel dimana tiang-tiang micro

ini:

a. Dapat ditempatkan/dibuat bila dijumpai tiang-tiang yang sebelumnya merupakan

halangan / rintangan. Metode pengeboran untuk pelaksanaan pembuatan tiang

micro ini dilakukan sedemikian rupa supaya dapat dikerjakan dalam rintangan /

halangan seperti adanya kayu, baja, beton yang mana halangan-halangan tersebut

secara khusus menjadi problem di dalam pembuatan tiang pada umumnya.

b. Dapat dilaksanakan di lokasi dimana tidak mengijinkan lebih dari 2 mesin

pengebor konvensional untuk bekerja bersama-sama karena kondisi lahan yang

sempit dan terbatas. Dapat dilaksanakan pada lokasi yang berdekatan dengan

bangunan atau jalur konstruksi yang penting. Gangguan getaran masih dalam

intensitas yang diijinkan terhadap kestabilan konstruksi tersebut. Bila metode

pemancangan ( displacement method ) dipakai untuk membuat lubang pada

kondisi tanah yang membutuhkan pukulan yang besar untuk memungkinkan

menembus lapisan tanah tersebut, terjadi getaran-getaran tinggi yang dalam

Page 3: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 11

batas-batas umum tidak diijinkan. Dalam hal ini, metode pengeboran untuk

pembuatan lubang dapat mengatasi gangguan getaran. Micropiles merupakan

sistem yang lebih fleksibel di dalam mengatasi masalah-masalah tersebut. Ukuran

daripada mesin-mesin yang dipakai mengijinkan lebih dari unit-unit tersebut

dijalankan bersama-sama dan untuk bekerja dalam kondisi rintangan apapun

cukup mampu bekerja penuh.

c. Pondasi tiang sistem micropiles merupakan sistem pondasi yang dapat

dilaksanakan dalam macam tanah liat ( clay soils ) dan tanah berbutir kasar

(coarse granular soils). Pada tanah berbutir kasar dengan formasi ukuran partikel

dari pasir sampai kerikil ( untuk kerikil coarse : lolos ayakan ukuran 80 mm

sampai 20 mm dan untuk kerikil fine : lolos ayakan ukuran 20 sampai 4.75 mm )

menimbulkan masalah dimana tanah-tanah tersebut ada kemungkinan bergerak

bila dipukul dengan metode konvensional atau dibor dengan mesin pengebor

konvensional. Dengan pelaksanaan micropiles memungkinkan tanah tersebut

sedikit bergerak dan kekuatan tanah dapat dipertahankan seperti sebelumnya.

4.1.2 Segi Waktu

Micropiles di dalam pelaksanaan memiliki kecepatan dalam penyelesaiannya

dibandingkan dengan pondasi tiang pada umumnya terlebih dalam situasi dan

kondisi yang dijelaskan dalam sub bab 4.1.1 di atas. Ekonomis waktu pada

pekerjaan micropiles ditinjau dalam menghadapi masalah seperti : adanya lahan

yang terbatas yang tidak mengijinkan mesin-mesin pengebor konvensional untuk

bekerja bersama-sama, kecepatan menyelesaikan sebuah tiang micro relatif lebih

Page 4: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 78

besar dibandingkan dengan penyelesaian sebuah tiang bor konvensional. Kecepatan

penyelesaian tiang micro disebabkan oleh : adanya sirkulasi pengeboran yang

sedemikian cepat dan grouting dengan cara injeksi lebih cepat daripada penuangan /

pengecoran beton biasa dengan pipa tremie pada penyelesaian tiang bor

konvensional. Bila dalam masa konstruksi diinginkan penyelesaian yang dipercepat (

masa konstruksi yang diperpendek ), kecepatan penyelesaian tiang micro ini lebih

cepat karena ukuran mesin-mesin yang dipakai mampu bekerja penuh dalam kondisi

yang sangat sulit.

4.1.3 Segi Biaya

Micropiles memburuhkan biaya pelaksanaan yang tinggi. Namun biaya

pelaksanaan yang tinggi pada micropiles masih merupakan altematif yang ekonomis

untuk kondisi-kondisi yang khusus / tertentu. Misalnya : micropiles untuk perbaikan

pada pondasi telapak /pondasi pelat pada bangunan-bangunan industri yang ringan

atau bangunan-bangunan domestik pada tanah lunak. Pondasi-pondasi lajur /

telapak konvensional yang telah dikenal dalam kondisi tanah lunak akan mengalami

penurunan yang besar namun dengan adanya micropiles di bawah pondasi tersebut,

ada kemungkinan penurunan tetap terjadi oleh sebab kondisi tanahnya namun tidak

sampai mengalami kerusakan struktur yang berarti ( misal timbul retak-retak pada

struktur atas namun dalam batas-batas yang dapat diterima). Jadi micropiles yang

ditempatkan di bawah pondasi memberikan keuntungan yaitu : perbaikan pada

struktur atas yang mengalami sedikit kerusakan sudah tentu tidak memburuhkan

biaya yang besar. Biaya perbaikan pada struktur atas yang relatif lebih murah dapat

Page 5: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 79

mengimbangi biaya pelaksanaan micropiles. Micropiles dapat pula digunakan

sebagai pondasi asal dimana bangunan /struktur belum dilaksanakan. Dalam hal ini

micropiles dapat direncanakan dan dilaksanakan sedemikian rupa sehingga nantinya

struktur / bangunan di atasnya dapat dibuat dengan bentang-bentang yang pendek

sehingga balok-balok yang berhubungan dapat lebih ringan dan tentunya secara

keseluruhan biaya struktur dijadikan lebih ekonomis dibandingkan dengan pondasi

tiang biasa.

Jadi pertimbangan memilih micropiles sebagai sistem pondasi yang

terpenting sebenarnya dihadapkan pada masalah-masalah yang dijumpai dimana

masalah-masalah tersebut menjadi kendala/halangan yang jarang dijumpai dalam

aplikasi di lapangan. Halangan tersebut menjadi bertambah sulit dilaksanakan bila

dengan metode pelaksanaan untuk pondasi tiang umumnya dan membutuhkan

alternatif lain yang lebih menguntungkan bila digunakan.

4.2 BEBERAPA PERUMUSAN DAYA DUKUNG UNTUK MICROPILES

Ada beberapa perumusan yang dapat dipakai untuk menghitung daya

dukung micropiles. Micropiles termasuk dalam kelompok grouted piles yang

pelaksanaannya pertama kali diperkenalkan dengan mengebor untuk membuat

lubang. Perhitungan daya dukung micropiles adalah sebagai berikut:

a. Lizzi,F mengusulkan perumusan sebagai berikut:

Qu = 7i.D0.L.KI (4 .1)

dimana : Dn: diameter nominal (diameter lubang yang dibor) ( m )

L : panjang tiang ( m )

Page 6: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 80

K ^ . ^ : nilai gesekan rata-rata antara tiang dan tanah (kg / cm2 )

(tabe!4.1)

I : koefisien yang tergantung diameter tiang (tabel 4.2 )

Tabel 4.1 Nilai K untuk berbagai jenis tanah (Lizzi, F., 1980)

SOIL

Soft soil Loose soil Soil of average compactness Veiy stuff soil, gravel, sand

K (kg / cm 2 )

0,5 1,0 1,5 2,0

Tabel 4.2 Nilai I (LizzLF.,1980)

PILE DIAMETER (cm)

10 15 20 25

I

1,00 0,90 0.85 0,80

Lizzi mengusulkan persamaan diatas untuk memperkirakan daya dukung

micropiles yang disebut olehnya sebagai pali radice untuk bermacam-macam

tanah.

b. Mascardi ( 1983 ) memperkirakan ( Qu ) daya dukung geoteknis dengan

perumusan untuk tiang pancang ( bila lubang Micropiles dibuat dengan

pemancangan).

Mascardi menyatakan bahwa : De' > Dn; Ks > K0

dimana : D„ : diameter nominal (m)

De': diameter efektif (sesungguhnya sesudah digrouting) ( m )

K(: koefisien tekanan lateral pada tiang (tekanan pasif tanah / Kp)

K0: koefisien tekanan lateral tanah pada 'at rest'

Page 7: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangtman 81

Mascardi mengusulkan juga kekuatan micropiles dikontrol terhadap beban tekuk

sebagai berikut:

Qk = 2VE..E.I,, (4 .2 )

dimana : Qk : buckling capacity terendah ( kN ), nilai sesungguhnya tergantung

dari A (setengah panjang gelombang)

A = * .(E.^/E,)1'4

bila : L > 2.A pertambahan nilai Qk tidak berarti

L< A nilai Qk besar,pengaruh tekuk tidak diperhatikan

A : 1/2 panjang gelombang

Umumnya A antara 2.0 - 4.5 m

E s : horisontal subgrade reaction modulus (MPa)

E : modulus elastisitas tiang beton (MPa)

^ : momen inersia tiang (cm")

Q. = o J - A (4 .3)

dimana : Q c : ultimate load for simple compression of pile (kg )

a y^: kuat tekan beton ultimate (kg / cm2)

A = Ac + n2.Art

Ac: luas netto penampang beton (cm2)

Art : luas netto tulangan baja (cm2)

n2 : perbandingan modulus elastisitas baja dan beton (E s t /E)

Mascardi mengusulkan persamaan diatas untuk memperkirakan daya

dukung micropiles yang merupakan nilai terendah dari Qu (pile-soil bond

Page 8: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 82

capacity ), Qk ( buckling capacity ), Qc( ultimate load for simple compression of

piles ). Nilai terendah diambil untuk memberikan jaminan keamanan struktur

micropiles yang dibuat.

c. Pabrik pembuatan tiang Soletanche Piling Co. mengusulkan persamaan untuk

menghitung daya dukung micropiles. Persamaan yang diusulkan untuk

memperkirakan daya dukung micropiles (IM piles) yang adalah nilai terendah

dari Qu (pile-soil bond capacity), Qk(buckling capacity), Qt (ultimate load for

steel)

Tabel 4.3 Hubungan antara a dan V. ( Soletanche Piling Co)

SOIL

gravel

sandy gravel

gravelly sand

coarse eand

medium eand

fine eand

silty eand

silt

clay

lime etone

rock

COEFFICIENT oC

IHS

1,8

1,6 - 1,8

1,5 - 1,6

1,4 - 1,5

1,4 - 1,5

1,4 - 1.5'

1,4 - 1,5

1,4 - 1,6

1,8 - 2,0

1,8

1,2

IGU

1,3 - 1,4

1,2 - 1,4

1,2 - 1,3

1,1 - 1,2

1,1 - 1,2

1,1 - 1,2

1,1 - 1,2

1,1 - 1,2

1.2

1,1 - 1,2

1,1

VOLUME INJEKSI (V.)

IHS / IGU

(1,5)V

(1,5)V

(l,5)v

(1,5)V

d,5)v d,5)v

d,-5-2)v / (1,5)V

(2)V / (1,5)V

(2,5-3)v / d,5-2)v

(1,5-2)V

(1,1-1,5)V

IRS : Manchette tube system (P i^P 1)

IGU : Withdrawn casing system (0,5 P W P ^ P . )

V. : injection volume minimum

V : ±<\(oU)2- D2).1 m3

p. : injection pressure

p. : limit pressure

Page 9: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 83

Gambar 4.1 Nilai skin friction (f,) untuk micropiles ( Soletanche Piling Co.)

Persamaan yang diberikan sebagai berikut:

Qu = Q. + Qb

Q, = n.( 04 .DJ.f,. Lfaed ( 4.4a )

Q„ = 7i/4 ( o ^ D J ^ . P , (4.4b)

dimana : Qu : pile-soil bond capacity ( kN )

Q, : tahanan gesekan sehibung tiang ( kN)

Qb : tahanan ujung tiang (kN)

04 : faktor pembesar diameter (tabel 4.3 )

Dn : diameter nominal (lubang bor) ( m )

f, : unit skin friction (kN / m2 )didapat dari gambar 4.1

L f ix«d : bond length (panjang yang terjepit dengan mortar beton) (m)

Page 10: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan

K : point bearing capacity factor (untuk pasir diambil nilai 1.2 )

P, : limit pressure (MPa)

P, = NSPT/ 20; dimana NSPT = 15 + 0.5.(N-15)

NSPT: Corrected SPT

Persamaan untuk Qk diberikan sebagai berikut :

Qk - YN/(ED.LD. (4.5)

dimana : EI = Eg.Ig + Ef.I,

Eg : modulus elastisitas bahan grout (MPa)

Ert : modulus elastisitas baja (MPa)

Ig: momen incrsia penampang grout ( cm4 )

I t : momen inersia penampang tulangan (cm 4 )

Dn : diameter nominal (lubang bor) ( m )

k = n, .L^,/ D. (kg/cm3) (4.6)

i\ : coefficient of modulus variation (kg/cm3) (tabel 4.4)

Tabel 4.4 Menunjukkan nilai % untuk pasir (after Terzaghi)

r^ (kg/cm5

Dry or humid sand

Submerge sand

Consistency

Loose

0,10-0,53

0,05-6,20

Medium

0,33-1,20

0,20-0,80

Dense

1,20-2,50

0,80-1,50

note: for a slenderness L/D - 10 (frequent for microplle

the smallest value for k - 0,5 kg/cnr

k - n^.L/D L - depth of micropile

D - diameter of micropile

Page 11: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 8 5

Untuk tiang langsing (a slendemess of pile) dimana I7Dn minimum bemilai 10.

Untuk micropiles umumnya L/Dn =10 maka nilai k diambil 0.5 kg/cm3.

Persamaan 4.6 dipakai untuk menghitung nilai k ; L = kedalaman micropiles; Dn

= diameter micropiles.

Tabel 4.5 Nilai k,, untuk tanah Hat (after Terzaghi)

Consistency

Compressive p Strength (kg/cm )

kH (kg/cm5)

Soft

0,20-0,30

0,10-0,25

Medium

0,50-1,0

0,25-0,5

Firm

1.0-2,0

0,5-1.0

Very firm

2,0-4,0

1,0-2,0

Hard

^

> 2

note: for n diameter D - 0,20 n (frequent for micropile)

the smallest value far k - 0,5 kg/cm k„ x 1 meter

k - — D (meter)

Untuk diameter (D) = 0.20 m (umumnya dipakai pada micropiles), nilai terkecil

untuk k diambil 0.5 kg/cm3. Nilai k untuk keadaan ini diberikan persamaan

sebagai berikut:

k = (1^. 1 meter)/Dn (meter)

dimana:

Nilai k,, diambil menurut tabel 4.5

L&« : fi"ee length (panjang bebas) ( m )

1 : coeficient of soil modulus variation

Y : faktor yang tergantung dari A (1/2 kali panjang gelombang)

A = L ^ / 2.(K.Dn/EI)1M ; dapat dicari dari gambar 4.2

Page 12: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 86

&-

4 3

t

<

. \

I A

\

—<

/ /

V

K T\

: ,-4

3"~^

V _,*.

^.-"r-

2 :

, 1 - '

.

- - ^ _ „ _

• •

-

0 1 2 3 A S O 7 0

Roduci,-) h a l f l u n g t h i : ^ .

9 fO 1J 1?

4^-Gambar 4.2 Tekuk yang terjadi pada tiang dalam tanah dengan kekakuan yang

tetap (after Mandel)

Tabel 4.6 Kurva untuk limit condition yang berbeda ( after Mandel)

Curve

NO

i.ioit Conditior Approx. formula

for A close to 0

Approx, formula

for A laryt-

Curvc 1 Pile uhose ooln

ends cannot ino

ve lat ara1ly 9 •v i\<

s*. . [ a rc c o s ( c o s 2 A )

r*7 f[—TT^—: C u r v e 2 Pi l e u i l t i b o t h

enris f u l l y

r t i t r a i net) * • £ • • £ "f-,JSrf^ 2X1

Curve 3 Pile uilh free

l ines 1 \ 2 <f-T-X <f

blnXVSl "vi - 7 *

Curve 4 P i l e u i l h ona

i:r\c r e s t r a i nee

one end f r a o

' f i X ' , I 16,V 7T? * <P T e ^

Keterangan tabel 4.6

q> = Y

Page 13: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 87

Persamaan kekuatan ultimate baja diberikan dalam persamaan berikut:

Q* = V i ; <4-7>

dimana : Q„ : ultimate load for steel

(beban ultimate yang mampu ditahan baja) (kN )

Art : luas netto tulangan yang dipakai ( cm2)

fy : tegangan leleh baja (tabel 4.7 ) (MPa )

Tabel 4.7 Kapasitas tulangan IM Pile ( Soletanche Co )

D E F W m O N DC LV SMATURE CARACTERISTIQUES GEOMETTUQtJES CAPACITE NOM1NAJLE"

TYPE D'AflMATURl 5

pnonu

TUBES

•Aitncs CT IAISCEAU DC BAIUtES

D i m e n s i o n * • n m m

IPC 100 « Si « 4

•/i i c / w

jS 70/E!

•fi 97/114

•fj I 0 y i 2 7

'/. 157/171

7":?T / , o : 7 / 40 T / . :c DY / 33 DY / a t DY

C/J: ,T 4 f. 3 i DY

Limit* D i a m « u « • l a t t lqu* m i n i m u m o *a d u l o r o g « « n Ip iaua 1 " «a m m

14 150

n n »

n n

i Jjj i l l MO mm • uivant l« nombr* d« buri«* du

-Q la i«c«au

40 150 10 150

Sect ion d 'ad«r S o • n a n 1

10

13

23

23

34

50

] 1 11 5

e 10

41 40

lo«m>. d * t'oci«r 2 3 a »<i.So l a a n 1 • B cm*

171/16 . K

43 " ' 42

1(9 " I I ] n

394 " ™ 100

5(4 * ' M « 120

1 J ! ( " ° ' 7 * ' 176

• u i v a n l ! • 71 n o n b i * d« 3 . barra* • ! U *« d i a m « u * . , d u l a i s c M u . .

139 129 129 312

1/2 o * a . S o • a 1

13

23 31

45 (3

55 75

66 90

98 132

( l ( 36 21 33 40

17 160

* O n e cupacile v« .Ivtlullr d«« t appliculion ilu D.T.U, 13.2. Tandoiton* I'loiondc* (ju,n 1971).

d. G.S. Littlejohn mengusulkan persamaan untuk menghitung daya dukung anchor

pile. Berikut perumusan tanah non kohesif:

Q. = K, . p ; ^ . A,, tg <|> (4.8a)

Q0 = N< , .p0, .Ab (4.8b)

Page 14: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 88

KO

Gambar 4.3 Grafik hubungan antara 4> dan Nq( Berezantzev, 1961 )

Tanah kohesif:

Q» = Q. + Qb

Q, = «! • «»,*«*. A (4.9a)

Qb = c l l.N..Ab (4.9b)

dimana : Qu: pile soil bond capacity ( kN )

Q,: tahanan gesekan selubung tiang ( kN )

Q,: tahanan ujung tiang ( kN )

K,: koefisien tekanan horisontal tanah pada tiang

(contact pressure/ efective overburden pressure)

: nilainya berkisar 1.0 - 2.0

Page 15: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 89

Porati-rato efective overburden rata-rata (kN/ m2)

P.'

A.

A„

Cu

N ,

Nc

a,

*

: Nilai efektif overburden pada ujung tiang (kN / m2)

: luas selubung tiang efektif (m2)

: luas ujung tiang efektif (m2)

: undrained shear strength ( MN / m2)

: bearing capacity factor

: bearing capacity factor = 9

: faktor adhesi tergatung dari nilai cu (0.6 -0.75)

: sudut geser dalam tanah ( ° )

e. M.Bustamante dan D.Gouvenot (1983) mengusulkan persamaan untuk

menghitung daya dukung ultimate pile-soil bond capacity (Qu) sebagai berikut:

QU = Q, + Qb

Q. = f . A ,

dimana : Q t : tahanan selubung tiang ( k N )

f,: unit skin friction (kN / m 2) (tabel 4.8)

A,: luas selubung tiang setelah digrouting ( m2)

Q b : diperkirakan seperti pada perumusan tiang pancang (kN)

Dari tabel 4.8 dan gambar 4.4 di bawah ini ,Bustamante mencoba

memperkirakan daya dukung tiang yang digrouting dan ini dapat dipakai baik

pada tiang berdiameter kecil ( micropiles ) dan tiang berdiameter besar ( large

diameter piles ). Nilai P, dalam gambar 4.4 untuk menghitung bearing capacity

yang terjadi sesudah grouting (Bustamante,Gouvenot,1983).

Page 16: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 90

Tabel 4.8 Nilai f, untuk tiang yang digrouting / grouted pile (Bustamante,M.,

Gouvenot,D.,1983)

Nature of

Soil

Loose Sand Soft Clay Soft Chalk

Sand and gravel moderately compact Moderately compact to stiff

Weathered chalk Compact marl....

Very dense sand and gravel Very dense marl Weathered rock

Soil Density

(MPa )

P,

0,3 to 0,7 0,3 to 0,7 0,3 to 0,7

l to2

l to3 l to3

1 to 3,5

>2,5 >4,5 >5,0

q,

<i,o <i,o <5,0

5,0 to 12,0

2,0 to 5,0 >6

> 15,0

Unit Skin Friction

Graphs To Be

Taken Into Account

A A A

CtoD

BtoD CtoD EtoF

> D > F > F

ra

^ 0 ?

c o

ict

7- 01 . v%

0

qs

/ -r

^ w \^~~-^

y^\ U- ""

D

C B

A

0. 2 06

I" I 1 2

qs | | | 1 I I - ^ ^

0.5 IP IS 2P 25 30 limit pressure p^ (MPa)

1.0 2.0 3.0 4fl 5.0 6.0 limil pressure p, (MPal

Gambar 4.4 Nilai-nilai unit skin friction (ff) terhadap tekanan batas (P,),

Bustamante, M., Gouvenot, D.,1983 )

Page 17: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 91

f. M. Stocker (1983) memberikan persamaan untuk menghitung daya dukung

ultimate tiang sebagai berikut:

QU = QS + Qb

Qs = f.A

Qb = f„A

dimana : Qu : daya dukung tiang pada penurunan tertentu ( kN )

Q f : perlawanan selubung tiang ( kN)

ft: unit skin friction ( kN / m2) (gambar 4.5 )

A,: luas selubung permukaan tiang (m2)

- As dihitung sebagai diameter nominal

(diameter lubang bor /Dn)

untuk tiang yang berdiameter besar

- As dihitung sebagai diameter efektif

(diameter lubang sesudah digrouting/De')

untuk tiang micropiles.

Umumnya diambil: Dc'= 1.2-1.4 kali Dn

Q b : perlawanan ujung (kN )

fb: base pressure (kN / m2) (gambar 4.5 )

A,,: luas penampang melintang ujung tiang (m2)

Stocker mengusulkan perumusan tersebut untuk menentukan besar daya

dukung tiang berdiameter besar dengan atau tanpa grouting, micropiles serta

anchor piles.

Page 18: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 92

~ E

Z 300 JSC

.—, o 200

t _

" - 100

c J C l O r,

» [mm ]

settlement = 20mm

-

• • : « " o ^

-* # # x

1000-

1500

5 7 0 -

900

Bored - Piles

°Y

1* " A

"

-

5 7 0 -

900

Post - g rou ted

Bored Piles

• ^ 300

z

§ 200

u_ 100 c

I mm I

settlement = 20 mm

• •

X "

1300-

1600

6 0 0 -

1000

Bored Pi les

+

ao

1300 7 0 0 -

900

Post - grouted

Bored Piles

Skin Friction of cast-in-situ Bored Piles with Skin Friction of cast- in-si tu Bored Piles with arJ without Post-grouting at a Settlement of 20 mo in a n d without Post-grouting at a Settlement of 20 mm in Kon-COhciiva Soils Cohesive Soils

±tm

I • 5

It... 1 ' . < -

, l # t t ( « « t n t • 10 M M

-

-

m

C .': i l i

w . . ^

* . y

• * < • * » « i

t « t H « * « o t « 70 mm

. %

*

, j ,

»•-« »•<•!

V

J ,

*—4 »4f ) l

t c t t t t t n c n t • 1 0 M M

&

* * • . « ' . i . i

Y

-

*Wt - f M M

t< t t l tm«nt i W * *

T.* l i n e P-Wt

;":;rr::

s*tM#menr • 30 mm

• •

«•>«« P.Mt

*

t«Ml«*«n t • 30 • *

•""

••>•< M o

Base Pressure of Bored Piles with and without Post-grouting in Non-Cohesive Soil at Settlements of 10, 20 and 30 am (Soil Type: 1 - sand, medium density, 2 -sand, high density, 3 • gravel, medium to high density) j ,n jm

Base Pressure of Bored Piles with and without Post-grouting in Cohesive Soils, at Settlements of 10, 2(

e z i «o c 5

| w «-S TO

fc/i

E

• >-!

k #

ICCO -

•»• Sc-»^ Fit

1 s e t t l e m e n t • 10

D

'l

S70 •

W

»

Y«f.Y

f A

5 ) 0 -

m p . . . . , . „ , . «

I mm

« *« «»« K *

" »

1 0 0 -

300

S t a l l • Di

EM

J " E

"

KHJ-

700

mt'n

• {•

• % ' : ' " i

:.: * $ ••

uo-rn

•A

•4: -•• * r ;

to -113

...

$00

E • » U K z

c no

i TO c

* WO

0

• •

1 mm 1

se

a

*— h «oe-MZO

W 0 -

1000

Bar*<f Pil«f

t l e m e n t «

t

1100 TO-

H O

Po*t - Bro u-»rj

Bor ,3 P . l . i

10 mm

_

„ • •

1 0 0 -

JO0

1 0 0 -

TO S m o l - 0 i o m « ' » r

M M

<; j .

.7 * K -

I K

^ , ^ *

• "

•s •»

- f r •

» 0 >

wo

Past -grouting

Skin F r i c t i o n of c a s t - i n - s i t u Bored P i l e s (a t a set t lement of 10 mm) and Anchors in Non-Cohesive So i l s

•*-i.,,- Skin F r i c t i o n of c a s t - i n - s i t u Bored P i l e * a se t t l ement of 10 mm) and Anchors In Cohesive S

: (a t i l l

Gambar 4.5 Nilai-nilai unit skin friction ( f,) dan base pressure ( fb) pada bored

piles, small diameter bored injection piles ( micropiles ) dan anchor

piles dengan dan tanpa post grouting pada tanah kohesif dan non

kohesif ( Stocker,M.,1983 )

Page 19: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 93

4.3 PENGETESAN MICROPILES DI LAPANGAN

Saat ini cara yang terbaik untuk mendapatkan daya dukung suatu micropiles

adalah dengan melakukan tes beban langsung di lapangan. Hal ini mudah dilakukan

oleh sebab beban yang dibutuhkan biasanya kecil saja. Tes-tes tegangan tank

(tes-tes tarikan) dilakukan dengan bentuk dan cara yang serupa dengan tes-tes yang

dilakukan untuk angkur-angkur tanah (ground anchors) sehingga hasil tes-tes ini

dapat digunakan untuk menentukan tahanan gesekan yang sesungguhnya terjadi

pada micropiles yang dibuat di lapangan. Saat ini sudah banyak

kontraktor-kontraktor yang secara khusus telah mengerjakan dan menangani

pelaksanaan micropiles. Mereka ini telah mengembangkan prosedur-prosedur untuk

pengetesan sistem micropiles yang dibuat.

4.4 FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI DAYA DUKUNG

MICROPILES

Berbicara mengenai daya dukung Micropiles seperti sudah dijelaskan dalam

sub bab sebelumnya merupakan daya dukung yang berkaitan dengan kekuatan

tanah (geotechnical capacity ) maupun kekuatan tiangnya ( structural capacity ).

Bertolak dari daya dukung geoteknis micropiles yang merupakan daya dukung yang

sangat bergantung pada sistem interaksi antara tanah dan tiang. Sistem interaksi ini

pada micropiles dipengaruhi oleh sifat-sifat tanah, kepadatan tanah, kekuatan

tanah dan derajat kejenuhan tanah (degree of saturation ) . Pada sistem micropiles

untuk mendapatkan daya dukung terutama daya dukung geoteknisnya, sifat-sifat

tanah, kepadatan, kekuatan serta derajat kejenuhan tanah harus disesuaikan dan

Page 20: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangtman 94

dipertimbangkan dalam perencanaan micropiles. Hal ini untuk mendapatkan macam

/tipe, pengaturan (arrangement) dan metode pelaksanaan yang tepat. Hubungan

antara sifat-sifat fisik tanah dan perencanaan micropiles yang dibuat di lapangan

sangat erat dan saling mempengaruhi. Guilloux (1984) dalam papernya menganalisa

interaksi gesekan antara tanah dan tiang-tiang ( micropiles maupun soil nails ).

Guilloux mencoba serangkaian tes-tes pada tanah dengan bermacam-macam model

tiang-tiang. Tujuan dari percobaannya adalah untuk menentukan

hubungan-hubungan antara nilai-nilai gesekan lateral (lateral friction ) yang diukur

dengan parameter-parameter geoteknis tanah. Hasil percobaan ditampilkan dalam

presentasinya yang menunjukkan bahwa cara yang paling mungkin untuk

memperkirakan daya dukung dengan tepat dan akurat yaitu dengan tes-tes yang

serupa yang dilakukan di lapangan dengan yang digunakan untuk

perkuatan-perkuatan tanah. Tes-tes yang dibutuhkan ini sangat penting oleh sebab

sebagian besar parameter-parameter tanah sangat mempengaruhi nilai-nilai gesekan

lateral yang diukur. Hubungan antara type dan metode pelaksanaan micropiles

dengan daya dukungnya dipelajari oleh Lizzi (1980). Lizzi mencoba mempelajari

implikasi antara type dan metode pelaksanaan sebuah micropiles dengan

kemampuan dukung yang dimilikinya. Diagram beban dan penurunan dibuat untuk

micropiles yang dilaksanakan secara cast in-place ( oleh Lizzi disebut sebagai root

pile ) dan micropiles yang dibuat dengan memasukkan ke dalam tanah pipa berat

atau balok-balok struktural ( oleh Lizzi disebut sebagai metallic micropiles ).

Micropiles tersebut dibuat dan dites pada lokasi yang sama. Hasil percobaan

Page 21: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 95

menunjukkan bahwa:

1. Pada metallic micropiles, penurunan yang diukur adalah 7 kali lebih besar

daripada penurunan yang diukur pada cast in-place micropiles. Walaupun

metallic micropiles mampu memikul beban-beban yang lebih besar daripada cast

in-place micropiles, penurunan yang diukur ( di bawah beban ) relatif besar

terjadi pada tiang ini sehingga menjadi pertimbangan penting.

2. Pada metallic micropiles memiliki daya dukung struktur (internal capacity ) yang

tinggi namun tahanan gesekan ( unit skin friction ) pada tiang ini relatif kecil

mengakibatkan penurunan yang lebih besar seperti disebut diatas.

jnt

(mrr

D

isp

lace

mi

0.05

10

•20

30

40

50

0.10

Load (MPa)

0.15 0.20 0.25 0.30

^0.125 0.16 ^ H Q , 1 4 |

•JN.t^vt

v- \ Virgin soil -A. \ \ Vertical piles A - \ \

;lined es

^0.31 \0 .34

i Fil

Pile group

A, Fil

Reticulated structure

Gambar 4.6 Hasil tes-tes lapangan pada model group konvensional dan model

reticulated (Plumelle,1984)

Hubungan antara pengaturan micropiles dengan daya dukungnya diselidiki

oleh Plumelle (1984). Plumelle menyelidiki bahwa ada implikasi pengaturan /

arrangement dari micropiles terhadap daya dukungnya. Melalui serangkaian tes-tes

Page 22: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 96

lapangan, Plumelle menunjukkan bahwa pengaturan sejumlah tiang-tiang micro

yang satna dalam suatu sistem model "reticulated" dapat dikembangkan untuk

mendapatkan daya dukung yang lebih tinggi daripada daya dukung pada pengaturan

kelompok tiang-tiang secara konvensional / conventional pile arrangement yang

sudah dikenal (gambar 4.6 ).

Metode pelaksanaan micropiles memperbaiki sifat-sifat yang tidak

menguntungkan pada tanah akibat metode pelaksanaan pondasi tiang pada

umumnya walaupun sifat-sifat tanah tidak dapat diperbaiki total namun paling tidak

dipertahankan supaya tidak mengalami perubahan besar. Efek / akibat dari

pelaksanaan pondasi tiang bor pada umumnya yang dipakai sebagai dasar dalam

pelaksanaan micropiles:

- Pada tanah liat

Tanah menjadi lunak oleh sebab menurunnya tegangan lateral tanah dan air pori

bergerak ke lubang. Waktu beton dituang ke dalam lubang, air dalam beton dapat

merembes ke dalam tanah liat hingga kadar air di sekeliling lubang naik

menyebabkan tanah menjadi lebih lunak. Pemakaian drilling mud ( dengan slurry

method ) menyebabkan air pori tidak berpindah akibat menurunnya tegangan

lateral tanah namun drilling mud ini tidak sepenuhnya dapat disingkirkan dari

dinding lubang saat pengecoran sehingga bidang kontak antara beton dengan

tanah terbentuk soft slurry yang mengurangi side resistancenya. Pada micropiles

pengurangan tahanan ini diperkecil dengan metode penyemprotan dengan tekanan

tinggi untuk membersihkan campuran air dan tanah yang dipakai selama

Page 23: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 97

pengeboran. Jadi pada tanah liat, efek pemboran dan pengecoran pada pondasi

tiang bor konvensional hanya berpengaruh pada side resistancenya dan secara

praktis base / end resistance tidak dipengaruhi.

- Pada tanah pasir( non kohesif)

Efek pemboran dan pengecoran tidak saja mempengaruhi side resistancenya

namun juga base resistance karena itu pemboran dapat membuat lapisan tanah

pasir menjadi lepas (loose).

Uraian tersebut di atas secara teoritis, tidak dapat menjelaskan secara lebih

rinci dan akurat akibat pelaksanaan di lapangan terhadap daya dukung pondasi tiang

bor konvensional yang dipakai sebagai dasar pada pelaksanaan micropiles. Tes-tes

pembebanan sangat diperlukan untuk mengevaluasi besar daya dukung terhadap

pondasi tiang yang dibuat dan saat ini metode tes pembebanan merupakan metode

yang paling teliti dalam menentukan daya dukung pondasi.

4.5 PENGARUH GROUTING METHOD TERHADAP DAYA DUKUNG

MICROPILES

Metode pelaksanaan micropiles yang menggunakan metode grouting sebagai

cara pengecoran untuk membuat tiang, memiliki pengaruh tertentu pada daya

dukungnya. Sudah diuraikan dalam sub bab 4.5 di atas bahwa ada implikasi antara

tipe dan metode pelaksanaan micropiles dengan daya dukungnya dan salah satu

metode pelaksanaan yaitu metode grouting tentunya akan memberikan pengaruh

juga. Dalam sub bab ini uraian didasarkan pada pondasi bored pile yang

menggunakan grouting sebagai salah satu metode pengecorannya sehingga tentunya

Page 24: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 98

dijadikan sebagai pendekatan yang sangat mungkin terjadi juga pada micropiles.

4.5.1 Pengaruh Skin dan Base Grouting terhadap Peningkatan Daya Dukung

Micropiles

Metode grouting temyata dapat meningkatkan kapasitas dukung micropiles

oleh karena selama operasi pengeboran, tanah-tanah disekitar dinding lubang bor

dan dasar lubang mengalami gangguan dan longgar ( loose ). Hal ini disebabkan

oleh gerakan naik dan turun peralatan mesin bor. Proses pelunakan tanah pada

permukaan lubang dimana dapat pula terjadi pengikisan dan kelongsoran.

Pengendapan akibat tertimbunnya tanah pada dasar lubang mungkin saja terjadi.

Namun akibat proses di atas tidak dapat diatasi secara baik dengan metode apapun

juga terutama untuk mencegah pengikisan dan pengendapan secara sempuma

sehingga tanah dalam keadaan yang " disturbed". Dengan grouting diharapkan

dapat memadatkan kembali dan memperlekat kontak pada permukaan tiang dengan

tanah. Skin grouting pada Micropiles sangat dominan di dalam memadatkan tanah

dan memberikan suatu lekatan yang kuat antara tanah dan tiang. Terkadang base

grouting digunakan untuk memperluas dan memadatkan dasar tiang. Berikut

keuntungan dengan metode grouting :

a. Kapasitas tiang dibatasi pada tegangan beton yang diijinkan dan bukan pada

lapisan-lapisan tanah

b. Meningkatkan kapasitas tiang sehingga penggunaan tiang yang lebih sedikit

diperbolehkan. Tentunya dalam perencanaan lebih ekonomis

c. Setiap tiang dapat dites dan dibuat suatu perkiraan berdasar pada skin friction

Page 25: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 99

yang aman

d. Penurunan dapat dikurangi pada beban kerja atau dapat ditingkatkan daya

dukungnya pada penurunan yang terjadi

4.5.2 Kasus Sejarah untuk Menjelaskan Efektivitas Grouting pada Daya

Dukung Tiang

Beberapa kasus dapat disebutkan antara lain :

1. R & D tests di Schrobenhausen ( Jerman )

<0.0

so.o

•o.o -

100.0-

120.0-

Normal bored pile Grouted bote pile

. . . . . . .

Pile test Schrobenhausen: Load settlement graph of two bored pile* dia 570 mm, Lenght 6.0 m, in sflty sand medium dense

Gambar 4.7 Hasil tes bored piles di Shrobenhausen, Jerman (Dhir, V.K., 1993 )

Page 26: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 100

Dua tiang bor pendek dibuat dalam tanah medium dense silty sand, satu tiang

dibuat dengan metode pelaksanaan umumnya sedang yang lain dengan metode

grouting skin dan base. Hasil tes ditunjukkan dalam gambar 4.7 untuk

normal bored pile dan grouted base pile.

Gambar 4.7 dapat diamati bahwa pada beban 1000 kN, penurunan pada

normal pile adalah 14 mm dan pada grouted pile adalah 3 mm. Metode grouting

dapat memperbaiki hampir 5 kali. Pada penurunan 7.5 mm, nilai beban pada

normal pile adalah 750 kN dan pada grouted pile adalah 1900 kN. Perbaikan

dengan metode grouting mencapai 2.5 kali.

2. Pile tests di Vienna ( Austria ) tioo IMP ran jvo XXD . VM/riV1

base pressure

to

20

60

^

I

1 1 1 n

2

\

ol g

9<

\

oufec

oulec

\

a>

A0 « * » ISO J00 ISO XO " W * i , . , .

~skin I nc f i on

1

g

\ \

—A 3

1 PIt.K TKKT

VIKNNA / AUSTRIA

D1AM. 400 MH

I. I = 21 • not. qroutod

I. 7 - \ A m qroutcd

TKST LOAD 850 TO

Gambar 4.8 Hasil tes bored piles di Vienna di Austria ( Dhir.V.K., 1993 )

Page 27: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 101

Pada lokasi ini tiang dibuat dua buah, masing-masing untuk grouted pile

dibuat dengan panjang 14 m dan untuk normal pile dibuat dengan panjang 50%

lebih panjang dari grouted pile (21 m).

Tiang-tiang tersebut dibuat dalam kondisi tanah berbutir yang dominan. Hasil tes

ditunjukkan dalam gambar 4.8 dimana grouted pile memiliki unit skin friction

dan nilai end bearing yang lebih baik.

Dari gambar 4.8 dapat diamati untuk suatu penurunan yang diijinkan 10

mm, nilai-nilai diperoleh sebagai berikut (lihat tabel 4.9):

Tabel 4.9 Unit skin friction dan end bearing yang diamati pada penurunan 10 mm

Unit skin friction

(kN/mm 2 )

Unit end bearing

(kN/mm 2 )

Grouted Pile

190

1,850

Normal Pile

90

900

Improvement Factors

2.11

2.06

3. Pile tests di Singapore

a. Singapore Broadcasting Corporation

Pada lokasi Singapore Broadcasting Corporation, tiang-tiang dibuat pada

tanah - tanah kohesif yang dominan dan insinyur konsultannya menginginkan

untuk tes pada tiang yang sama sebelum dan sesudah grouting ( terutama

dengan base grouting). Skin grouting tidak dilaksanakan. Hasil tes ditunjukkan

dalam gambar 4.9, terlihat perbaikan dalam tahanan ujung (end bearing).

Page 28: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 102

Gambar 4.9 Hasil tes bored piles di SBC Singapore ( Dhir, V.K., 1993 )

b. Bugis junction

Page 29: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 103

s

\

v.

\

\

"-

N

\

•s .

v

\

V

\

* * S s

^

\

a

»s

V

V

^

\

"

V ,

\

LOAD IN

woo

"s

*>;

N

v >

sj

s

rv^

^

r>

,

lot

^

ME

l\

s. N

two

\ \ \

\

1

;

!

\ ^

X

MOO

\ \

N

KM

p«too K Cnouiluc

r i lENAME i O\TENDER\41BUG15\A.4-PL0'n.DVG

*—v&-1A*WIU.

LH4D_^JEIILEHraLB-flI pprt IHIHAHY Tr^T PH r - B I K ^ luWTfnu nnn

inn *S*I"t CLAT

2 l \

VCTT HARB CLAT I-

Peningkatan daya dukung pada grouted pile lebih sesuai pada tanah

- tanah berbutir dengan ditunjukkan pada nilai - nilai range yang

lebih tinggi sementara pada tanah kohesif nilai - nilai tersebut

pada range yang lebih rendah.

Gambar 4.10 Hasil tes bored piles di Bugis junction C 100, Singapura (

Dhir,V.K., 1993)

Page 30: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 104

Pada lokasi Bugjs junction, tiang-tiang dites terlebih dahulu pada suatu tiang

pendahuluan dalam 3 tahap. Tahap pertama adalah sebelum dilakukan

penggroutingan. Tahap kedua dilakukan setelah hanya base grouting dan tahap

ketiga setelah dilakukan skin grouting sepanjang 5 m dari dasar tiang ( gambar

4.10 ). Dalam gambar 4.10 juga ditunjukkan hasil tes pada perbaikan setelah

masing-masing tahap grouting.

Peningkatan daya dukung pada grouted pile lebih sesuai pada tanah-tanah

berbutir dengan ditunjukkan pada nilai-nilai range yang lebih tinggi sementara pada

tanah kohesif nilai-nilai tersebut pada range yang lebih rendah.

4.5.3 Pengaruh Post Grouting Method terhadap Peningkatan Daya Dukung

Micropiles

Post grouting adalah metode grouting yang dapat memperbaiki daya dukung

tiang. Post grouting dikenal sebagai metode grouting yang kedua ( secondary

grouting ) setelah grouting pertama ( primary grouting ) selesai dilakukan. Post

grouting dapat menghasilkan peningkatan permanen pada tahanan gesekan dan

tahanan ujung. Hal ini oleh sebab adanya penguncian ( interlocking ) yang kuat

daripada material beton pada selubung tiang dengan tanah di sekitamya juga adanya

suatu pemadatan tanah segera di sekitar selubung dan dasar tiang. Uraian sub bab

berikut menunjukkan penggunaan post grouting pada base dan skin bored piles

diameter besar yang tentunya dapat memberikan pengaruh yang sama pada tiang

micropiles oleh sebab diantara metode grouting micropiles ada yang menggunakan

sistem post grouting. Nilai-nilai hasil tes dari skin friction dan base resistance pada

Page 31: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 105

post grouted piles dibandingkan dengan nilai-nilai hasil tes pada bored piles

diameter besar tanpa post grouting, grouted piles diameter kecil tanpa post

grouting dan tiang-tiang sebagai anchors.

a. Pengaruh post grouting pada peningkatan daya dukung

Pengaruh post grouting pada dasar dan selubung tiang telah dilakukan

banyak tes-tes beban. Contoh tes beban pada tiang dengan dan tanpa post

grouting ditunjukkan dalam gambar 4.11. Tes beban tiang dilakukan pada tanah

pasir kepadatan medium sampai dense. Tes beban tiang dilakukan pada bored

pile diameter 570 mm tanpa post grouting dan bored pile diameter 570 mm

dengan post grouting base dan skin.

Load IkN]

500 BOO 1SO0 2000 2S00 S00O ISM

Gambar 4.11 Grafik beban - penurunan bored pile diameter 570 mm dengan dan

tanpa post grouting dalam tanah pasir pada kepadatan relatif

medium sampai dense ( Stocker, M., 1983 )

Page 32: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 106

Gambar 4.11 diamati bahwa penurunan sebesar 20 mm pada bored pile tanpa

post grouting beban kerja 1250 kN dan pada bored pile dengan post grouting

beban kerja 2600 kN. Ada peningkatan dalam beban dukung kurang lebih 2 kali

dengan post grouting. Pada beban kerja 1500 kN penurunan pada bored pile

dengan post grouting 5 mm dan penurunan pada bored pile tanpa post grouting

40 mm. Ada perbaikan daya dukung dengan post grouting sebesar 8 kali daya

dukung tanpa post grouting,

b. Pengaruh post grouting pada selubung tiang

Selama pengeboran, tanah mengalami pelonggaran (loosened ) apalagi bila

dalam pengeboran diperlunak dengan tekanan udara dan air. Sebagian kecil

pengaruh loosening mungkin diatasi dengan tekanan beton berkontak yang

dituang biasa tanpa grouting.

Gambar 4.12 Penetration of cement grout into layers of coarse gravel ( Stocker,

M.,1983 )

Page 33: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 107

Gambar 4.13 Surface of the pile shaft after post grouting in sand ( Stocker, M ,

1983)

Namun dengan post grouting yang dilaksanakan di bawah tekanan akan

menyebabkan pemadatan tanah segera di sekitar selubung tiang dan keadaan ini

menimbulkan penguncian secara intensif antara beton dan tanah. Jadi terjadi

semacam bracing pada selubung tiang. Post grouting hanya menimbulkan

perluasan diameter tiang yang tidak berarti dan pada lapisan-lapisan gravel yang

berbutir kasar, bahan grout semen mungkin menembus jauh ke dalam tanah di

sekitarnya ( gambar 4.12 ). Gambar 4.13 menunjukkan bentuk permukaan tiang

setelah dilakukan post grouting dan pengaruh pembesaran diameter tidak berarti.

c. Pengaruh post grouting pada ujung (base ) tiang

Pengeboran juga menyebabkan pengaruh pelonggaran ( loosened ) pada

dasar tiang. Sebagian loosening ini dapat dikurangi dengan tekanan beton.

Tahanan ujung ( bearing resistance ) tidak ditingkatkan dengan segera setelah

Page 34: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 108

tiang di post grouting namun setelah penurunan beberapa milimeter baru tahanan

ujung diaktifkan untuk meningkat. Hal ini menunjukkan bahwa

gangguan-gangguan yang terjadi di dalam tanah pada dasar tiang tidak dapat

sepenuhnya diatasi dengan baik. Gambar 4.14 menunjukkan bentuk tiang yang

dilakukan post grouting pada basenya.

Gambar 4.14 Excavated pile base after post grouting with white cement,

( Stocker, M , 1983 )

d. Hasil tes beban tiang

Dalam sub bab 4.2 terdapat gambar 4.5 untuk menghitung nilai unit skin friction

( f s ) pada tiang-tiang berdiameter besar, Micropiles dan anchor piles dengan dan

tanpa grouting.Hasil tes beban dalam gambar 4.5 merupakan tes beban yang

telah dilakukan baik pada tanah kohesif dan tanah non kohesif. Hasil tes beban

tersebut diperhatikan hanya bahwa tanah diketahui dalam kondisi yang jelas serta

tahanan base dan skin friction diukur secara tepat.

Page 35: BAB IV MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN · MICROPILES SEBAGAI SISTEM PONDASI BANGUNAN Banyak kegunaan dari micropiles yang bisa kita jumpai dalam bidang teknik sipil diantaranya

Micropiles Sebagai Sistem Pondasi Bangunan 109

Dalam gambar 4.5 dapat diamati bahwa :

1. Skin friction tanah kohesif pada bored piles dan anchor piles diperbaiki dan

ditingkatkan dengan post grouting dan hal ini difunjukkan dengan hasil-hasil tes

bored piles dan anchor piles

2. Tahanan ujung ( end bearing ) tanah non kohesif pada bored piles diameter 570

mm sampai 1500 mm menunjukkan peningkatan yang sangat berarti ( dominan )

dengan post grouting. Walaupun kenyataan teori menunjukkan bahwa ada

implikasi yang jelas antara diameter tiang dengan tahanan ujung namun implikasi

ini tidak dapat ditemukan dalam hasil tes dan sedikit hasil-hasil tes yang sesuai

dan mendukung teori tersebut

3. Tahanan ujung tanah kohesif pada bored piles diameter 620 mm sampai 1800

mm untuk settlement dalam range 10 mm sampai 30 mm juga menunjukkan

adanya peningkatan yang cukup besar dengan post grouting namun besar

peningkatan tahanan ujung pada tanah kohesif agaknya lebih kecil daripada

peningkatan tahanan ujung pada tanah non kohesi

4. Skin friction tanah non kohesif juga diamati pada bored piles diameter 620 mm

sampai 1500 mm pada settlement range 10 mm sampai 20 mm dan anchor piles

menunjukkan peningkatan tahanan tersebut dengan post grouting