EFISIENSI KELOMPOK TIANG
1.
Kapasitas Dukung Kelompok Tiang
Fondasi tiang pancang yang umumnya dipasang secara berkelompok. Yang dimaksud
berkelompok adalah sekumpulan tiang yang dipasang secara relatif berdekatan dan biasanya diikat menjadi satu
dibagian atasnya dengan menggunakan pile cap. Untuk menghitung nilai kapasitas
dukung kelompok tiang, ada bebarapa hal yang harus diperhatikan terlebih
dahulu, yaitu jumlah tiang dalam satu kelompok, jarak tiang, susunan tiang dan
efisiensi kelompok tiang. Kelompok tiang dapat dilihat pada Gambar berikut ini
.
Gambar Kelompok tiang
a. Jumlah Tiang (n)
Untuk menentukan jumlah tiang yang akan dipasang didasarkan beban yang
bekerja pada fondasi dan kapasitas dukung ijin tiang, maka rumus yang dipakai
adalah sebagai berikut ini.
n =P/Qa
Dengan :
P = Beban yang berkerja
Qa = Kapasitas dukung ijin tiang tunggal
b. Jarak Tiang (S)
Jarak antar tiang pancang didalam kelompok tiang sangat mempengruhi
perhitungan kapasitas dukung dari kelompok
tiang tersebut. Untuk bekerja sebagai kelompok tiang, jarak antar tiang
yang dipakai adalah menurut peraturan – peraturan bangunan pada daerah masing–masing.
Menurut K. Basah Suryolelono (1994), pada prinsipnya jarak tiang (S) makin
rapat, ukuran pile cap makin kecil dan secara tidak langsung biaya lebih murah.
Tetapi bila fondasi memikul beban momen maka jarak tiang perlu diperbesar yang
berarti menambah atau memperbesar tahanan momen.
Jarak tiang biasanya dipakai bila:
1.
ujung tiang tidak mencapai tanah keras
maka jarak tiang minimum ≥ 2 kali diameter tiang atau 2 kali diagonal tampang
tiang.
2.
ujung tiang mencapai tanah keras, maka
jarak tiang minimum ≥ diameter tiang
ditambah 30 cm atau panjang diagonal tiang ditambah 30 cm.
c. Susunan Tiang
Susunan tiang sangat berpengaruh terhadap luas denah pile cap, yang
secara tidak langsung tergantung dari jarak tiang. Bila jarak tiang kurang
teratur atau terlalu lebar, maka luas denah
pile cap akan bertambah besar dan berakibat volume beton menjadi
bertambah besar sehingga biaya konstruksi membengkak (K. Basah Suryolelono,
1994).
Gambar dibawah ini adalah contoh susunan tiang (Hary Christady
Harditatmo, 2003)
Gambar Contoh susunan tiang
(Sumber : Teknik Fondasi 2, Hary
Christady Hardiyatmo)
d. Efisiensi Kelompok Tiang
Menurut Coduto (1983), efisiensi tiang
bergantung pada beberapa faktor, yaitu :
1.
Jumlah, panjang, diameter, susunan dan
jarak tiang.
2.
Model transfer beban (tahanan gesek
terhadap tahanan dukung ujung).
3.
Prosedur pelaksanaan pemasangan tiang.
4.
Urutan pemasangan tiang
5.
Macam tanah.
6.
Waktu setelah pemasangan.
7.
Interaksi antara pelat penutup tiang
(pile cap) dengan tanah.
8.
Arah dari beban yang bekerja.
Persamaan untuk menghitung efisiensi
kelompok tiang adalah sebagai berikut :
1.
Conversi – Labarre
Dengan :
Eg = Efisiensi kelompok tiang
θ = arc tg d/s, dalam derajat
m
= Jumlah baris tiang
n
= Jumlah tiang dalam satu baris
d
= Diameter tiang
s
= Jarak pusat ke pusat
tiang 36
Gambar Baris kelompok tiang
2.
Los Angeles Group – Action Formula
Dengan :
m = Jumlah baris tiang (gambar
3.12)
n = Jumlah tiang dalam satu baris
d = Diameter tiang
s = Jarak pusat ke pusat tiang
e. Kapasitas Dukung Kelompok Tiang Pada
Tanah Pasir
Pada fondasi tiang pancang, tahanan gesek
maupun tahanan ujung dengan s ≥ 3d, maka kapasitas dukung kelompok tiang
diambil sama besarnya dengan jumlah kapasitas dukung tiang tunggal (Eg = 1).
Dengan memakai rumus berikut : 
Sedangkan pada fondasi tiang pancang,
tahanan gesek dengan s < 3d maka faktor efisiensi ikut menentukan.
Dengan :
Qg = Beban maksimum kelompok tiang
n = Jumlah tiang dalam kelompok
Qa = Kapasitas dukung ijin tiang
Eg = Efisiensi kelompok tiang
f. Kapasitas Dukung Kelompok Tiang Pada
Tanah Lempung
Kapasitas dukung kelompok tiang pada tanah lempung dihitung dengan
menggunakan rumus berikut, (Sumber : Braja M Das).
1. Jumlah total kapasitas kelompok tiang
∑Qu = m . n . (Qp + Qs)
= m . n . (9 . Ap . Cu + ∑p . ∆L . α . Cu)
2. Kapasitas berdasarkan blok (Lg, Bg,
LD)
∑Qu = Lg . Bg . Nc’ . Cu + ∑2 . (Lg + Bg) . Cu . ∆L
Dengan :
Lg = Panjang blok (Gambar 3.12)
Bg = Lebar blok (Gambar 3.12)
LD = Tinggi blok (Gambar 3.12)
∆L = Panjang segment tiang 38
Dari kedua rumus tersebut, niali terkecil yang dipakai. Kelompok tiang
dalam tanah lempung yang bekerja sebagai blok dapat dilihat pada gambar 3.12
berikut :
(Sumber : Teknik Fondasi 2, Hary
Christady Hardiyatmo)
1.
Penurunan Fondasi Kelompok
Tiang
1. Tanah Pasir
Beberapa metode dari penelitian dapat digunakan untuk menghitung penurunan
fondasi kelompok tiang antara lain, yaitu :
a. Metode Vesic ( 1977)
S = Penurunan fondasi tiang
tunggal
Sg = Penurunan fondasi kelompok tiang
Bg = Lebar kelompok tiang
d = Diameter tiang tungal
b. Metode Meyerhoff (1976)
1. Berdasarkan N – SPT
Dengan :
q = Tekanan pada dasar fondasi
Bg = Lebar kelompok tiang
N
= Harga rata – rata N – SPT pada kedalaman ± Bg dibawah ujung fondasi
tiang
2. Berdasarkan CPT
Dengan :
Bg = Lebar kelompok tiang 44
qc = Nilai konus pada rata – rata kedalaman Bg
2. Tanah Lempung
Penurunan fondasi yang terletak pada tanah lempung dapat dibagi menjadi tiga
komponen, yaitu : penurunan segera
(immediate settlement), penurunan konsolidasi primer dan penurunan
konsolidasi sekunder. Penurunan total adalah jumlah dari ketiga komponen
tersebut dan dinyatakan dalam rumus berikut :
S = Si + Sc + Ss
Dengan :
S = Penurunan total
Si = Penurunan segera
Sc = Penurunan konsolidasi primer
Ss = Penurunan konsolidasi sekunder
a. PenurunaN segera
Penuruna segera adalah penurunan yang dihasilkan oleh distorsi massa
tanah yang tertekan dan terjadi pada volume konstan. Menurur Janbu, Bjerrum dan Kjaemsli (1956) dirumuskan
sebagai berikut :
Dengan :
Si = Penurunan segera
q = Tekanan netto fondasi
(P/A)
B = Lebar tiang pancang
kelompok
E = Modulus elastis
µi =
Faktor koreksi untuk lapisan tanah dengan tebal terbatas H
µo = Faktor koreksi untuk
kedalaman fondasi Df
Gambar Grafik faktor koreksi
(Janbu, Bjerrum dan Kjaemsli (1956)
b. Penurunan Konsolidasi Primer
Penurunan konsolidasi primer adalah
penurunan yang terjadi sebagai hasil dari pengurangan volume tanah akibat aliran air meninggalkan zona tertekan
yang diikuti oleh pengurangan kelebihan tekanan air pori. Rumus yang dipakai
untuk menghitung penurunan konsolidasi primer yaitu sebagai berikut :
Dengan :
∆e = Perubahan angka pori
eo = Angka pori awal
e1 = Angka pori saat berakhirnya konsolidasi
H = Tebal lapisan tanah yang
ditinjau.
c.
Penurunan Konsolidasi Sekunder
Penurunan konsolidasi sekunder adalah
penurunan yang tergantung dari waktu, namun berlangsung pada waktu
setelah konsolidasi primer selesai yang tegangan efektif akibat bebannya telah
konstan. Besar penurunannya merupakan fungsi waktu (t) dan kemiringan kurva
indeks pemampatan sekunder (Cα). Rumus kemiringan Cα adalah sebagai berikut :
Dengan :
Ss = Penurunan konsolidasi
sekunder
H = Tebal benda uji awal atau
tebal lapisan lempung
ep = Angka pori saat akhir
konsolidasi primer
t2 = t1 + ∆t
t1 = Saat waktu setelah
konsolidasi primer berhenti
1.
Pembebanan Pada Fondasi
Kelompok Tiang Pancang
3.1 Beban Vertikal Sentris
Beban ini merupakan beban (V) per satuan panjang yang bekerja melalui
pusat berat kelompok tiang (O), sehingga beban (V) akan diteruskan ke tanah
dasar fondasi melalui pile cap dan tiang
– tiang tersebut secara terbagi rata. Bila jumlah tiang yang mendukung fondasi
tersebut (n) maka setiap tiang akan menerima beban sebesar :
Gambar Beban vertikal sentris
Gambar Beban vertikal dan momen
Gaya luar yang bekerja pada kepala tiang
(kolom) didistribusikan pada pile
cap dan kelompok tiang fondasi
berdasarkan rumus elastisitas dengan menganggap bahwa pile cap kaku sempurna
(pelat fondasi cukup tebal), sehingga pengaruh gaya yang bekerja tidak menyebabkan
pile cap melengkung atau deformasi. Maka rumus yang dipakai adalah sebagai
berikut :
Mx, My = Momen masing – masing
di sumbu X dan Y
x, y = Jarak dari sumbu x
dan y ke tiang
∑x2, ∑y2 = Momen inercia dari kelompok tiang
V = Jumlah beban
vertikal
n = Jumlah tiang
kelompok
P
= Reaksi tiang atau beban axial tiang 
