## KEHANDALAN  DAYA DUKUNGAKSIAL  TIANG PANCANG BETON SEGI EMPAT BERDASARKAN  HASIL SPT DAN PDA

## Yusti Yudiawati
Dosen Politeknik Negeri Banjarmasin Senior Engineer PT.Kalimantan  Concrete Engineering dan PT.Kalimantan Soil Engineering

## Abstrak
Besarnya   biaya   pondasi     sangat   ditentukan   pada   keputusan   saat   pemilihan   dimensi   tiang   pancang. Penentuan  dimensi  tiang  selain  didasarkan  oleh  evaluasi  daya  dukung  tiang  berdasarkan  uji  tanah  perlu  sekali dievaluasi  terhadap  hasil-hasil  uji tiang  di  lapangan  untuk  memastikan  kehandalan  daya  dukung  pondasi  tiang  yang dipilih. Selama ini para perencana  lebih memilih  menggunakan  tiang bulat dibandingkan  tiang persegi dengan alasan dianggap  lebih  murah  dan  lebih  handal  daya  dukungnya.  Kenyataan  di  lapangan  membuktikan  tiang  segiempat menghasilkan  daya  dukung  tiang  ultimit  yang  jauh  lebih  besar  daripada  tiang  bulat  sehingga  dengan  dimensi  yang lebih  kecil  akan  dihasilkan  daya  dukung ultimit  yang setara dengan  dimensi  tiang bulat  yang  jauh  lebih  besar.  Hasil uji  PDA  pada  tiang  400x400  di  Banjarmasin  mencapai  >400  ton  atau  2,7  kali  lebih  besar  daripada  perkiraan  daya dukung  berdasarkan  SPT  sebesar  159,98  ton.  Untuk  daerah  Banjarbaru  hasil  PDA  test  mencapai  >300  ton  atau  1,5 kali lebih besar dari perhitungan SPT sebesar 222.50 ton. Hasil uji PDA tiang 400x400 jika dibanding tiang diameter 400  memberikan  hasil  3,2  kali  lebih  besar  daya  dukung  ultimitnya.  Daya  dukung end  bearing hasil  PDA  tes  tiang diameter  400 setara  dengan  tiang  250x250. Hal  ini  tentunya  akan  sangat  mengefisienkan  jumlah  titik pancang  serta besarnya biaya pondasi.
Kata kunci: daya dukung ultimit, tiang end bearing , penampang segi empat, penampang bulat, SPT, PDA

## Pendahuluan
Salah    satu    kegunaan    pondasi    tiang pancang  adalah  untuk  mentransfer  beban  dari struktur  atas  ke  lapisan  tanah  yang  cukup  kuat untuk   mendukungnya.    Besarnya   kemampuan tiang  untuk  menerima  beban  disebut  dengan kapasitas    dukung    tiang    yang    tergantung    dari jenis  dan  kekuatan  pada  masing-masing  lapisan tanah  serta  besarnya  dimensi  tiang.  Penentuan dimensi  tiang  umumnya  dilakukan  setelah diketahui  besar  beban  yang  akan  diterima  tiang kemudian  dihitung  kapasitas  dukung  beberapa alternatif  dimensi  tiang  untuk  mengetahui besarnya  daya  dukung  masing-masing      tiang. Setelah  didapatkan  alternatif  beberapa  dimensi tiang  dilanjutkan  dengan  perhitungan  biaya pondasi  untuk  memilih  desain  mana  yang memenuhi  persyaratan  teknis  dan  biaya  yang paling ekonomis.
Penentuan dimensi tiang selain didasarkan oleh  evaluasi  daya  dukung  tiang  berdasarkan  uji tanah  perlu  sekali  dievaluasi  terhadap  hasil-hasil uji  tiang  di  lapangan  untuk  memastikan kehandalan   daya   dukung   pondasi   tiang   yang
dipilih.  Analisa  data  berdasarkan  pengalaman pengujian   lapangan   ini   dapat   menjadi   dasar dalam  memilih  dimensi  pondasi  tiang  yang  lebih ekonomis.
Selama  ini  para  perencana  lebih  senang memilih  menggunakan  tiang  bulat  dibandingkan tiang   persegi   dengan   alasan   dianggap   lebih murah  dan  lebih  handal  daya  dukungnya. Kenyataan  di  lapangan  membuktikan  tiang segiempat    menghasilkan    daya   dukung   tiang ultimit   yang  jauh  lebih  besar     daripada   tiang bulat  sehingga  dengan  dimensi  yang  lebih  kecil akan  dihasilkan  daya  dukung  ultimit  yang  setara dengan    dimensi    tiang    bulat    yang    jauh    lebih besar. Hal ini tentunya akan sangat mengefisienkan  jumlah  titik  pancang  serta besarnya  biaya pondasi.

## Tinjauan Pustaka
Tomlinson    (1957)    menyatakan    daya dukung    ultimit    pondasi    tiang    adalah    tahanan ujung  tiang  ditambah  jumlah  tahanan  geser dinding  tiang.Kapasitas   ujung  tiang  tergantung
pada  luas  penampang  ujung  tiang  dan  kapasitas geser selimut tiang tergantung luas selimut tiang.
Q u = Q b + Q s ……………………   (1)
Dimana: Q u = kapasitas ultimit tiang (ton) Q b = kapasitas ujung tiang (ton) Q s = kapasitas geser selimut tiang (ton)
Salah   satu   metoda   untuk   menentukan daya  dukung  tiang  berdasarkan  data  SPT  dapat menggunakan  rumusan    Meyerhoff  (1956)  atau
Schmertmann (1967). Meyerhoff (1956)
menganjurkan    formula   daya   dukung   ultimit tiang pancang sebagai berikut:
Q ult = 40 . N b . A p + 0,2 . N . A s ………….    (2)
Dimana: Q u = daya dukung ultimit pondasi tiang (ton) N b = nilai N SPT pada elevasi dasar tiang A p = luas penampang dasar tiang (m 2 ) A s = luas selimut tiang (m 2 ) N  = nilai N SPT rata-rata sepanjang tiang
Pile  Driving  Analyzer (PDA)  adalah  suatu sistem    yang    terdiri    dari    suatu    perangkat elektronik    komputer    dan   dilengkapi    dengan sensor accelerometer dan strain  transducer (Gambar    1).    Pengujian    PDA    merupakan pengujian  dinamis  dengan  memasang  2  sensor pengukur  regangan  dan  2  sensor  pengukur percepatan  di  dekat  kepala  tiang  selama  proses pengujian.  Sensor-sensor    tersebut  dihubungkan dengan  komputer Pile  Driving  Analyzer model PAX melalui peralatan wireless .

## Gambar 1. Alat uji PDA
PDA  didasarkan  pada  analisis  data  hasil rekaman  getaran  gelombang  yang  terjadi  pada waktu  tiang  dipukul  dengan  palu  pancang. Regangan  dan  percepatan  gelombang  akibat impact alat    pancang    diukur    dengan menggunakan strain transducer dan accelerometer .   Hasil  pengukuran  regangan  dan percepatan    diperlukan    untuk   memperkirakan daya    dukung    tiang    melalui    perhitungan CAPWAP dengan menggunakan teori perambatangelombang  satu  dimensi.CAPWAP adalah   program   aplikasi   pencocokan    sinyal dengan mengembangkan pemodelan tanah berdasarkan    metode    Smith    (1960)    dan pemodelan pondasi tiang menerus ( continuous ).
Prosedur    pengujian    dilakukan    sesuai ASTM  D  4945-96.  Tiang  yang  diuji  sudah keadaan     terpancang,     pengujian     dilakukan dengan restrike atau redrive . Restrike dihentikan setelah  diperoleh  kualitas  rekaman  yang  cukup baik    dan    energi    pukulan    relatif    yang    cukup tinggi.  Analisis  lanjutan  dengan  menggunakan CAPWAP.
Gambar 2. Pile Driving Analyzer
Tabel 1. Keluaran PDA
No. Tiang Pile No. CAPWAP Daya Dukung Total Bearing Capa city (ton) Day Dukung Friksi Friction Capa city (ton) Daya Dukung Ujung End-bearing Capa city (ton) Penurunan Settlement (mm) P61A AS4A 62.1 46.3 15.9 28.4
Gambar 3. Hasil CAPWAP
Keluaran    hasil    dari    pengujian    tiang ( output )  PDA adalahJumlah  pukulan  (BN); Daya dukung  tiang  (RSU);  Gaya  tekan  maksimum (FMX);  Energi  maksimum  yang  ditransfer (EMX);    Nilai    keruntuhan    (BTA);    Jumlah pukulan    permenit    (BPM);    Panjang    tiang tertanam    (LP);    Panjang    tiang    di    bawah instrument  (LE).Contoh  hasil  PDA  dapat  dilihat pada  Tabel  1.  Analisis  menggunakan  CAPWAP akan  menghasilkan  Daya  dukung  (Ru);  Gaya ujung  (Rb);  Gaya  gesek  (Rs);  Displacement (DMX) seperti terlihat pada Gambar 3.

## Metode Penelitian
Metode  penelitian  yang  digunakan  dengan studi  literatur  dan analisa  terhadap  data  uji  tanah dan  data  PDA  test.  Analisa  yang  dilakukan terhadap   beberapa   dimensi   tiang   penampang bulat  dan  segi  empat  pada  beberapa  lokasi  di Banjarmasin   yang   melakukan   pengujian   SPT dan PDA test pada pelaksanaan  pondasinya.

## Hasil dan Pembahasan
Perbandingan    luas    tiang    penampang persegi  dengan  penampang   bulat  dan  keliling tiang  seperti  ditunjukkan  pada  Tabel  2.Hasil evaluasi  dimensi  tiang  seperti  analisa   diameter 500       mm       dengan       segiempat       400x400 menunjukkan  pada  tiang  penampang  bulat  luas penampang   lebih   besar   daripada   tiang   segi empat  tetapi  luas  selimut  tiang  segiempat  lebih besar   daripada    tiang   bulat.    Pada   kapasitas dukung  tiang,  luas  penampang  ujung  akan  tetap besarnya  seberapapun  besar  panjang  tiang tertanam.
Tabel 2. Luas penampang dan selimut tiang (cm 2 ) Penampang Tiang Dimensi Luas (cm 2 )
penampang (cm 2 ) selimut tiang pe r m Bulat dia 500 mm 1962.50 15700.00 Segi empat 400 x 400 1600.00 16000.00 Bulat dia 450 mm 1589.63 14130.00 Segi empat 350 x 350 1225.00 14000.00 Bulat dia 400 mm 1256.00 12560.00 Segi empat 300 x 300 900.00 12000.00 Bulat dia 350 mm 961.63 10990.00 Segi empat 250 x 250 625.00 10000.00 Bulat dia 300 mm 706.50 9420.00 Segi empat 200 x 200 400.00 8000.00 Bulat dia 250 mm 490.63 7850.00
Sebaliknya   pada   daya   dukung   selimut tiang   semakin    besar    tiang   tertanam    maka semakin    besar    pula  luas   selimut   tiang.   Pada tiang  yang  memiliki  panjang  tertanam  cukup besar,  pemilihan  tiang  segiempat  akan  jauh lebih menguntungkan  karena  akan  meningkatkan  daya dukung  selimut  tiang  yang umumnya  lebih  besar daripada daya dukung ujung tiang.

## Analisa  Kapasitas  Dukung  Tiang  Pancang  Di Banjarmasin Dan Sekitarnya
Dari analisa perhitungan  SPT  di salah satu lokasi  di  Banjarmasin    dihasilkan    kapasitas dukung  tiang seperti ditunjukkan  pada Gambar  4 berikut.
Gambar 4. Daya Dukung Tiang Ultimit (Sumber: PT.Kalimantan  Soil Engineering, 2015)
Jika disajikan dalam grafik seperti ditunjukkan  pada Gambar 5 dan Gambar 6.
Gambar 5. Daya Dukung Tiang Penampang Bulat
Hasil   perhitungan   daya   dukung   aksial tiang end-bearing menggunakan  data  SPT  pada salah  satu  lokasi  di  Banjarmasin   menunjukkan pada  tiang  segiempat  misal  400x400  memiliki daya  dukung  ultimit  tiang  hampir  sama  dengan dimensi   tiang   penampang   bulat   dia.450   mm. Hasil perhitungan daya dukung ternyata menyesuaikan  dengan  luas  penampang  ekivalen tiang seperti ditunjukkan  pada Gambar 4.

## Gambar 6. Daya Dukung Tiang Penampang Segiempat
Tiang  dimensi   350x350   setara   tiang  diameter 400    mm.    Misal    tiang    400x400    luas penampangnya    hampir    sama    atau    ekivalen dengan    tiang    diameter    450    mm.    Hasil perhitungan  ini  perlu  divalidasi  dengan  hasil  uji aksial  dengan  PDA  test  yang  dilaksanakan  pada tiang  sebenarnya  di  lapangan.  Seperti  hasil  PDA test yang ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 7. Hasil PDA Test Tiang End Bearing di Banjarmasin (Sumber:PT.Kalimantan  Concrete Engineering,2015)
Hasil  PDA  Test  menunjukkan  pada  tiang segiempat    kapasitas    dukung    tiang    jauh   lebih besar  daripada  tiang  penampang  bulat.  Tiang segiempat     400x400     memiliki     daya    dukung ultimit  4  sampai  6  kali  lipat  daripada  tiang diameter  400  dan  1.6  kali  lebih  besar  daripada tiang  diameter  500.  Tiang  segiempat  400x400 memiliki    daya    dukung    3,7   kali    dari    tiang 250x250.  Tiang  penampang  bulat  diameter  400 memiliki   daya   dukung   hampir   sama   dengan tiang 250x250  dan 300x300.  Hal ini berarti  daya dukung  aktual  tiang  bulat  diameter  400  setara dengan  tiang  segiempat  250x250  dan  300x300. Sedangkan  tiang  diameter  500  memiliki  daya dukung   aksial   setara   dengan   2,2   kali   tiang 250x250.    Tiang   segiempat    300x300   karena masih  sangat  sedikit  sekali  didapatkan  data PDA test masih belum terlihat daya dukung  tiang end- bearing dari beberapa lokasi di Banjarmasin.
Gambar  8 merupakan  hasil uji pada lokasi yang    sama    dengan    membandingkan    daya dukung    tiang    hasil    PDA    dengan    hasil perhitungan SPT.

## Gambar 8 . Perbandingan hasil SPT dengan PDA
Pada  tiang  400x400  perhitungan  uji  SPT Proyek  AQN  di  Banjarmasin  dengan  kedalaman tiang  tertanam  33  m  menghasilkan  daya  dukung ultimit  sebesar  159,98  ton. Ternyata  di lokasi  ini hasil  pengujian  PDA  test  mencapai  447,3  dan 429,3   ton   atau   2,7   kali   lebih   besar   daripada perkiraan  daya dukung berdasarkan  SPT metoda Meyerhoff     (1956).     Sedangkan     Pada    tiang 400x400  perhitungan  uji  SPT  Proyek  CJF  di Banjarbaru  dengan  kedalaman  tiang  tertanam  24 m  menghasilkan   daya   dukung   ultimit   sebesar 222.50 ton. Ternyata di lokasi ini hasil pengujian PDA  test  mencapai  320  ton  atau  1,5  kali  lebih
besar      daripada perkiraan      daya dukung berdasarkan  SPT.
Perhitungan  biaya    pengadaan  material franko  Banjarmasin  dengan  membandingkan harga  tiang  penampang  segiempat    dengan  tiang penampang bulat seperti ditunjukkan Tabel 3.
Tabel  3.  Analisa  Biaya  Pondasi  Tiang  Penampang Bulat Dan Segiempat
Type  Tiang Harga Tiang pe r M Daya Dukung hasil PDA (ton) Pe rbandingan Daya Dukung Harga Tiang pe r M Ø 400 Rp    300,000.00 71 1 x  tiang 250x250 Rp      170,000.00 Ø 500 Rp    400,000.00 160 0,44 x tiang 400x400 Rp      176,000.00 □ 250×250 Rp    170,000.00 73 1 x  tiang Ø 400 Rp      300,000.00 □ 400×400 Rp    400,000.00 360 5 x  tiang Ø 400 Rp   1,500,000.00 □ 400×400 Rp    400,000.00 360 2,25 x  tiang Ø 500 Rp      900,000.00 Harga Tiang franko Banjarmasin
Sumber : PT.Kalimantan Concrete  Engineering (2016)

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  analisa  terhadap  beberapa data  PDA  test  maupun  data  uji  tanah  di Banjarmasin menunjukkan bahwa tiang penampang  segiempat  memiliki  daya  dukung aksial    yang    lebih    besar    daripada    tiang penampang  bulat.  Hasil  uji  SPT  menunjukkan nilai   tahanan    selimut   lebih   kecil    daripada tahanan   ujung.   Kenyataannya   pada   hasil   uji PDA  nilai  tahanan  selimut  lebih  besar  daripada tahanan  ujung.  Pada  dimensi  tiang  yang  sama, hasil  uji  PDA  test  memberikan   daya  dukung yang  jauh  lebih  besar  dibanding  perkiraan  hasil SPT.  Pemilihan  tiang  penampang  segiempat dibanding  tiang  bulat akan  menghasilkan  jumlah titik  pancang  yang  jauh  lebih  sedikit  dan  biaya pondasi  pasti  akan  jauh  lebih  murah.  Hal  ini akan  memberikan  efisiensi  biaya  yang  sangat besar pada anggaran biaya pekerjaan pondasi.

## DAFTAR PUSTAKA
ASTM  D  4945-96.  Standard  Test  Method  for  High- Strain  Dynamic  Testing  of  Piles.  ASTM  Int.West Conshohocken, PA, (www.astm.org), USA;2000.
Meyerhof,   G.   G.   (1956).   Penetration   Tests     and
Bearing  Capacity  of  Cohesionless     Soil.ASCEJ Soil Mech Found Div 82:866– 1-19.
Meyerhof,  G.  G.  (1976).  Bearing  Capacity      and Settlement  of  Pile  Foundations.  J   Geotech    Eng Div 102:195–228.
Meyerhof,  G.  G.  (1983).  Scale  Effects  of    Ultimate Pile Capacity. J Geotech Eng  109:797–806.
G.E,  Likins  and  F,  Rausche  (2004).  ‘‘Correlation  of CAPWAP  with  Static  Load  Tests’’.  Proceedings of  the  Seventh  International  Conference  on  the Application    of   Stresswave    Theory   to   Piles: Petaling Jaya, Selangor, Malaysia.
PT.Kalimantan      Concrete      Engineering      (2016). Laporan    PDA  Test  Proyek  Cheil  Jedang  Feed Mill Banjarmasin.
PT.Kalimantan      Concrete      Engineering      (2015). Laporan  PDA Test Proyek GAB Banjarmasin.
PT.Kalimantan      Concrete      Engineering      (2015). Laporan  PDA Test Proyek PTTU Banjarmasin.
PT.Kalimantan      Concrete      Engineering      (2015). Laporan  Pda Test Proyek RSUD Banjarmasin.
Smith  (1960),  Pile  Driving  Analysis  by  The  Wave Equation.    Journal    of    Soil    Mechanicss    and Foundation  Engineering,  ASCE  1960;98(9):917- 37
Schmertmann,    J.H.    (1967),              “Static    Cone Penetrometer for Soil Exploration”,Civil
Engineering, 37 (6): 71-73
Tomlinson,  M.J.  (1957),      “The  Adhesion  of  Piles Driven  in  Clay  Soils”, Proc.  4th  Int.  Conf.  Soil , ISSN No: 2319-3484,   Volume 2, Issue 3.
Zacheus,    I.;    Pengujian    Dinamis    Daya    Dukung Fondasi  Tiang  dengan  Pile      Driving  Analyzer (PDA).  Makalah  Seminar  Nasional  dan  Short Course  Perkembangan Perencanaan Struktur Bangunan  Bertingkat  Banyak  di  Indonesia.  Ujung Pandang, 4-6 Maret 1991.