## KAJIAN DAYA DUKUNG PONDASI TIANG PANCANG PADA STORAGE TANK

## Aidil Abrar
Program Studi Teknik Sipil  Sekolah Tinggi Teknologi Dumai Jl. Utama Karya Bukit Batrem II Email: aidil.abrarce@gmail.com

## ABSTRAK
Proyek  pembangunan  pondasi storage  tank ini  menggunakan  pondasi  tiang pancang  yang  berbentuk  bulat  dengan  diameter  40  cm  dan  panjang  12 m.Kajian  analisis    ini  untuk  menghitung  daya  dukung  tiang  pancang  dari hasil  sondir,  standar  penetrasi  test  (SPT)  dan  membandingkan  hasil  daya dukung  tiang  pancang  dengan  teori  klasik  (  Mayerhof  dan  Vesic  )  serta mengetahui penurunan yang terjadi. Hasil perhitungan daya dukung pondasi terdapat perbedaan nilai, namun yang paling mendekati adalah daya dukung ijin  pondasi  tiang  tunggal  dengan  menggunakan  data  sondir  dan  metode vesic  yaitu  168.3  ton/3tiang  dan  160.96  ton/3tiang.  Untuk  perkiraan penurunan  yang  terjadi  berdasarkan  penurunan  tiang  tunggal  adalah  9.4 mm dan tiang kelompok sebesar 9 mm dengan menggunakan data sondir dan 35.5  mm  dengan  menggunakan  data  SPT,  dari  hasil  penurunan  tersebut, maka penurunan total tiang tunggal dan grup memenuhi syarat-syarat yang di ijinkan yaitu ≤ 40 mm.
Kata kunci: Storage tank , tiang pancang, penurunan

## ABSTRACT
The construction project of this storage tank uses a round pile foundation with a 40 cm diameter and  12 m length. The analysis is to calculate the carrying capacity of the pile of sondir, calculate standard of penetration test (SPT) and compare the carrying capacity of the pile with the theory classic (Mayerhof and Vesic) and know the decline that occurred. Result of calculation of foundation bearing  capacity  there  are  difference  of  value,  but  the  most  approximant  is carrying capacity of single pole foundation by using data of sondir and vesic method that is 168.3 ton / 3tiang and 160.96 ton / 3tiang. For estimates of the decline that occurred on the basis of a single pole decline is 9.4 mm and the group pole of 9 mm using sondir data and 35.5 mm using SPT data, from the result of the decline, then the total decline of single pole and group meets the permissible conditions ie ≤ 40 mm .
Keywords: Storage tank , pile, decline .

## Pendahuluan
Pada  saat  ini  perkembangan  negara  Indonesia  mengalami kemajuan yang  pesat,  contohnya  dibidang  perindustrian.  Negara  dengan  hasil perkebunan  yang  melimpah ruah, salah satunya  adalah  perkebunan  kelapa sawit  yang  dalam  dasawarsa terakhir  ini pengembangan  dan  perluasan perkebunan  kelapa  sawit  sangat pesat  dilakukan  di  beberapa daerah  di Indonesia antara lain: Sumatra, Aceh, Kalimantan, Sulawesi bahkan sampai Papua.
Kelapa  sawit  tersebut  menghasilkan  minyak  kelapa  sawit  yang langsung diolah di daerah penghasil.  Minyak sawit sering di konsumsi oleh masyarakat  untuk  minyak  goreng,  selain  itu,  minyak  kelapa  sawit  dapat diolah  lebih  lanjut  menjadi  asam  lemak  dan  gliserol  sebagai  bahan  dasar (bahan  baku)  bagi  industri oleochemical. Penggunaan  terbesar  daripada asam  lemak  adalah  dengan  mengubahnya  menjadi  alkohol  asam  lemak, amida,  garam  asam  lemak  dan  juga  plastik  termasuk  nilon  (hampir mencapai  40%  dari  total  penggunaannya).  Penggunaan  terbesar  berikutnya sebesar  30%  untuk  dijadikan  sabun,  deterjen,  dan  kosmetik.  Asam  lemak juga digunakan sebagai bahan dasar pembuatan resin dan cat sekitar 15%, sisanya digunakan sebagai pembantu dalam industri pembuatan ban, tekstil, kulit  kertas,  pelumas,  lilin.  Penggunaan  terbesar  dari  gliserol  adalah industri farmasi dan kosmetika serta makanan (Richtler dan Knault, 1984).
Pada  pembangunan Oleochemical  Plant PT.  WINA  OLEO  ini,  ada beberapa  bangunan  yang  didirikan  sebagai  pendukung  pengolahan  bahan baku  industri  tersebut,  antara  lain  didirikan  nya building,  clarifier , timbangan, storage tank dengan berbagai jenis dan kapasitas yang berbeda- beda dan lain-lain. Dalam pelaksanaan tugas akhir ini, penulis hanya akan membahas  mengenai  pondasi  tangki  timbun (storage  tank)  stainless  stell kapasitas 4100 m³.
Setelah memperhatikan alasan-alasan tertentu seperti karakteristik tanah,  beban  struktur  atas,  lingkungan  sekitar  proyek  maka  pada pembangunan Oleochemical  Plant ini  khususnya  tangki stainless  stell kapasitas 4100m³ menggunakan pondasi tiang pancang. Pembuatan pondasi tiang  pancang  di  lakukan  di  pabrik,  kemudian  di  bawa  kelokasi  proyek. Pondasi  tiang  pancang  terdiri  dari  beberapa  tiang  dalam  satu  kelompok (grup)  tiang  yang  di  satukan  dengan  menggunakan pile  cap. Pile  cap  ini berfungsi  untuk  mendistribusikan  beban  keseluruh  tiang.  Untuk penyelidikan  geoteknik  yang  dilakukan  adalah  penyelidikan  lapangan (In situ  test) yang  terdiri  dari  sondir (Cone  Penetrasi  Test/CPT) dan Standart Penetrasi Test (SPT). Pengujian sondir dilakukan sebanyak 20 titik , dengan menggunakan sondir kapasitas 2.5 ton dan kecepatan pemutaran 1cm/detik
dengan  kedalaman  27.80  m  dan  SPT  sebanyak  5  titik  pengujian  dengan kedalaman 45 meter.
Tujuan  dari  kajian  ini  adalah  menganalisa  dan  membandingkan kapasitas  daya  dukung  pondasi  spun  pile  group  pada  tangki stainless  stell kapasitas  4.100m³  dari  data  lapangan  (Sondir  dan  Standard  Penetrasi  Test dengan teori klasik ,Meyerhof dan Vesic ) dan Menghitung penurunan yang terjadi pada tiang pancang spun pile .

## Metode Penelitian
Metode  Analisis  yang  dipakai  untuk  menentukan  tujuan  kajian  dari penururnan tiang grup ini.

## Kapasitas Daya Dukung Tiang
Dalam  menentukan  kapasitas  dukung  tiang  diperlukan  klasifikasi tiang dalam mendukung beban yang bekerja. Menurut Terzaghi, klasifikasi tiang didasarkan pada pondasi tiang yaitu :
1. Tiang  gesek (friction  pile) , bila  tiang  pancang  pada  tanah  berbutir. Akibat pemancangan  tiang,  tanah  disekitar  tiang  menjadi  padat.  Porositas  dan kompresibilitas tanah akibat getaran pada waktu tiang dipancang menjadi berkurang  dan  angka  gesekan  antara  butir  –  butir  tanah  dan  permukaan tiang pada arah lateral menjadi bertambah.
2. Tiang  lekat (cohesion  pile) ,  bila  tiang  dipancang  pada  tanah  lunak (permeabilitas rendah) atau tanah mempunyai kohesi yang tinggi.
3. Tiang mendukung dibagian ujung tiang (point / end bearing pile) , bila tiang dipancang  dengan  ujung  tiang  mencapai  tanah  keras  sehingga  seluruh beban  yang  dipikul  oleh  tiang  diteruskan  ke  tanah  keras  melalui  ujung tiang.
4. Tiang tekan, bila tiang telah menumpu pada tanah keras dan mendapatkan tekanan vertikal dari beban mati maupun beban hidup.
5. Tiang  tarik,  bila  tiang  pancang  pada  tanah  berbutir  mendapat  gaya  yang bekerja  dari  lendutan  momen  yang  mengakibatkan  tiang  mengalami  gaya tarik.
6. Pada  kenyataannya  di  lapangan,  tanah  sangat  heterogen  dan  pada umumnya merupakan kombinasi dari kelima hal tersebut di atas. Berbagai metode  dalam  usaha  menentukan  kapasitas  dukung  tiang  ini,  tapi umumnya  dibedakan  dalam  dua  kategori  yaitu  untuk  tiang  tunggal  dan kelompok tiang.
Untuk kelancaran Kajian analisi maka diperlukan beberapa data yang digunakan  sebagai  sarana  untuk  mencapai  maksud  dan  tujuan  penelitian. Data yang diperlukan antara lain :
 gambar detail bangunan storage tank stainless steel kapasitas 4100 m³ seperti gambar  struktur  bangunan storage  tank  stainless  stell kapasitas  4100  m³ antara lainmeliputi : Profil baja yang di pakai untuk rafter dan girder pada
roof tangki, ukuran plate shell stainless steel, plate stainless steel untuk roof dan bottom plate ,detail pondasi dan  bitumen.
 hasil uji penyelidikan tanah ( data sondir dan data standard penetrasi test ) Pada  pembangunan storage  tank ini,  penyelidikan  tanah  yang  dilakukan adalah  penyelidikan  lapangan  yang  terdiri  dari Standart  Penetration  Test (SPT)  dan  sondir.  Dari  hasil  penyelidikan  tanah  tersebut  dapat  di  baca dimana kedalaman tanah kerasnya, jenis tanah pada lapisan dan kedalaman nya  yang  akan  digunakan  untuk  mendesain  pondasi.  Pada  pengujian Standar Penetration Test dilakukan sebanyak 5 titik pengujian dan dari data sondir dilakukan sebanyak 20 titik pengujian.
 Dimensi  atau  ukuran  tiang  pancang  yang  dipakai  adalah  diameter  40  cm yang  berbentuk  bulat (  spun  pile  ) dengan  mutu  beton  K-500  .  Sedangkan panjang pondasi tiang pancang tersebut sekitar 35 meter yang di dasar kan pada  kedalaman  tanah  keras  dari  penyelidikan  tanah  SPT.Tiang  pancang dibenamkan kedalam tanah sebanyak 3 tiang dengan panjang 1 tiang adalah 12 meter.
(a) (b)                                      (c) Gambar 2 . Storage tank (a) Tampak Tangki, (b) Pondasi Tanki, (c) Atap/Roof
Tanki

## Analisis Pondasi Tiang Pancang
Dalam  menganalisis  pondasi  tiang  pancang,  beban  yang  bekerja pada kolom harus diketahui terlebih dahulu. Setelah kapasitas daya dukung kelompok  tiang  didapat,  maka  perlu  dihitung  juga  efisiensi  kelompok  tiang tersebut.

## Analisis Penurunan Pondasi Tiang Pancang
Besarnya  penurunan  tergantung  pada  karakteristik  tanah  dan penyebaran tekanan pondasi ketanah dibawahnya.Penurunan pondasi tiang dihitung berdasarkan tiang tunggal dan tiang kelompok.
Gambar 3. Pondasi Tiang pancang
Gambar 4. Contoh hasil pengujian SPT tanah

## Hasil dan Pembahasan
1. Analisa Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Lapangan
Pengujian  lapangan  yang  representatif  untuk  digunakan  sebagai data masukkan untuk analisis daya dukung pondasi tiang adalah pengujian data  sondir  (qc)  dan  pengujian  tumbukan  standard  (Nspt).  Metoda  yang dikembangkan  untuk  kedua  jenis  pengujian  lapangan  tersebut  sangat
tergantung  pada  peneliti  yang  mengusulkan.Metode  analisis  berdasarkan data  pengujian  sondir  umumnya  dikembangkan  dengan  memperhatikan factor  keamanan  yang  cukup.  Sedangkan  data  pengujian  standard, digunakan sebagai nilai koreksi ataupun tidak yang kemudian dimasukkan dalam persamaan empiris ( tidak langsung ).(Hakam. A ). a. Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data Sondir Qa   = (1) dimana : Qa = Daya dukung ijin tiang ( kg ) Qc = Cone Resistant ( kg/cm² ) Fs = Friction Skin (kg/cm²) Ab = Luas dasar tiang ( cm² ) As = Luas selimut tiang (cm²) 3 dan 2  = Faktor keamanan b. Daya Dukung Tiang Berdasarkan Data SPT
Qb  = 4 Nb * Ap (2) dan Qs = 1/50 * Nr * As (3) dimana, Ap = luas penampang Nb= Nilai N-SPT pada elevasi dasar tiang
Nr = Nilai Nspt rata-rata As = luas selimut tiang Untuk daya dukung ijin menggunakan data Nspt adalah sebagai berikut :
Qa = 4)
dimana,
3  = Faktor keamanan

## 2. Analisa Daya Dukung Tiang Berdasarkan Teori Klasik
Kapasitas  daya  dukung  dari  teori-teori  klasik  memang  sangat menarik  untuk  dibahas  mendalam.  Walaupun  teori  ini  dibuat  berpuluh tahun  yang  lalu,  dengan  berdasarkan  pada  percobaan  sederhana  dan menggunakan  parameter  taanh  yang  ala  kadarnya  (  hanya  menggunakan parameter  tanah  γ,  c  dan  θ  )  namun  telah  banyak  diterapkan  dalam pekerjaan praktis yang tidak mengecewakan hasilnya.
Toeri  -  teori  klassik  yang  sering  di  gunakan  adalah  metode Mayerhof, metode  Vesic, metode  Janbu dan metode  Terzaghi.Namun  dalam penelitian  ini metode klassik  yang  digunakan adalah  metode  Mayerhof  dan metode  Vesic  karena  kedua  metode  ini  hasil  daya  dukung  nya  mendekati dengan data lapangan.

## 3. Resume Hasil Perhitungan Daya Dukung Ijin Tiang
Tabel 1. Daya dukung ijin tiang pancang tunggal No Metode dan perhitungan Daya dukung ijin tiang pancang ( ton ) 1 Berdasarkan data sondir maksimum 56.1 * 3 = 168.3 2 Berdasarkan data SPT maksimum 48.27 * 3 = 144.81 3 Berdasarkan material tiang pancang 114.88 * 3 = 434.64 4 Metode mayerhof 192.92 5 Metode Vesic 160.96 6 Berdasarkan daya dukung sisi metode klasik 190.84 Sumber : perhitungan
Pada  tabel  1 dapat  kita  lihat  bahwa  daya  dukung  tiang berdasarkan data lapangan dan menggunakan metode klasik memiliki hasil perhitungan  yang  berbeda-beda.  Untuk  daya  dukung  tiang    tunggal berdasarkan data lapangan menggunakan safety factor 2.5 sedangkan untuk daya dukung tunggal berdasarkan  metode klasikmenggunakan safety factor 3.  Namun  perbedaan  yang  paling  mendekati  antara  daya  dukung  tiang berdasarkan data lapangan dengan metode klasik adalah berdasarkan data sondir dengan metode vesic.
Tabel 2 .Perhitungan daya dukung ijin tiang grup No Metode dan Perhitunga Daya dukung ijin tiang pancang ( ton ) 1 Berdasarkan data sondir 7546.57 2 Berdasarkan data SPT 6493.28 3 Berdasarkan material tiang pancang 19489.26 4 Metode mayerhof 8650.53 5 Metode Vesic 7201.3 6 Berdasarkan daya dukung sisi metode klasik 8557.27 Sumber : perhitungan
Pada daya dukung tiang grup safety factor yang digunakan adalah 3 dengan nilai effisiensi grup tiang nya adalah 76 %. Nilai effisiensi grup tiang ini  menunjukkan  perbandingan  antara  kapasitas  daya  dukung  grup  tiang dengan penjumlahan seluruh kapasitas daya dukung tiang-tiang tunggal.

## 4. Analisa Perkiraan Penurunan Tiang
Penurunan  yang  di  izinkan  dari  suatu  bangunan  bergantung  pada beberapa faktor.Faktor-faktor tersebut meliputi jenis, tinggi, kekakuan, dan fungsi bangunan, serta besardan kecepatan penurunan serta distribusinya.Karena  penurunan  maksimum  dapat  diprediksi  dengan ketetapan  yang  memadai,  umumnya  dapat  diadakan  hubungan  antara penurunan  yang  diizinkan  dengan  penurunan  maksimum.  Dimana  syarat perbandingan penurunan yang aman yaitu :
Stotal   Sizin Sizin   = 10 % diameter tiang = 10 % * 40 cm
= 4 cm Tabel 3. Perkiraan penurunan tiang tunggal No Bentuk penurunan Penurunan Tiang ( S ) 1 Untuk tiang apung atau friksi 5.4  mm 2 Untuk tiang dukung ujung 4 mm 3 Total Penurunan 9.4 mm

## Sumber : Perhitungan
Pada  tabel  3 Untuk  penurunan  tiang  tunggal,  diperhitungkan dengan  dua  cara,  yaitu  dengan  cara  penurunan  tiang  dukung  apung/friksi dan penurunan tiang dukung ujung.  Untuk penurunan tiang dukung friksi didapat kan hasil 5.4 mm < 40 mm, berarti penurunan tidak melebihi batas yang  diizinkan  (aman),  untuk  penurunan  tiang  dukung  ujung  didapatkan hasil 4 mm < 40 mm, berarti penurunan tidak melebihi batas yang di izinkan (aman).
Untuk  perhitungan  penurunan  tiang  kelompok  dilakukan  dengan metode  mayerhof.  Berdasarkan  metode  mayerhof,  penurunan  dihitung dengan menggunakan data lapangan yaitu dengan data sondir dan data SPT. Untuk  data  sondir  di  dapatkan  hasil  penurunan  sebesar  9  mm  <  40  mm, berarti penurunan dalam batas yang di izinkan ( aman ), berdasarkan data SPT di dapat hasil penurunan tiang grup sebesar 35.5 mm < 40 mm, berarti penurunan dalam batas yang di izinkan (aman).

## Simpulan
Dari  analisis  yang  telah  dilakukan,  dapat  diambil  kesimpulan sebagai berikut ini :
a. Berdasarkan  analisa  pembebanan,  pondasi storage  tank kapasitas  4100 m³  dalam  keadaan  aman,  karena  beban  luar  yang  bekerja  lebih  kecil dibandingkan  dengan  kapasitas  daya  dukung  ijin  tiang  kelompok  dan dari perbandingan kapasitas daya dukung ijin tiang,  hasil  teori klasik ( metode  Vesic  )  lebih  mendekati  dengan  hasil  pengujian  di  lapangan  ( data sondir ).
b. Pondasi storage  tank  stainless  steel kapasitas  4100  m³  aman  terhadap penurunan, karena berdasarkan hasil perhitungan perkiraan penurunan tiang tunggal dan kelompok  tidak melebihi batas-batas penurunan yang di ijinkan.

## DaftarPustaka
Bowles,  J,  E.,1991,  A nalisa  dan  Desain  Pondasi ,  Edisi  keempat  jilid  1, Erlangga, Jakarta. Bowles,J,  E.,    1993, Analisa  dan  Desain  Pondas ,  Edisi  keempat  jilid  2, Erlangga, Jakarta.
Hakam,  A,  Darjanto.,  2008, Rekayasa  Pondasi ,  Bahan  Kuliah  Fakultas Teknik Sipil.
API  620  –Design  and Construction  of  Large, Welded,  Low  Pressure Storage Tanks.
Hardiyatmo,  H,  C.,  1996, Teknik  Pondasi  1 ,  PT  Gramedia  Pustaka  Utama, Jakarta.
Hardiyatmo,  H,  C.,  2002, Teknik  Pondasi  2 ,  Edisi  kedua,  Beta  Offset, Yogyakarta.
Poulos,H.G. & Davis, E.H.1974, Pile foundation analysis and design , series in geotechnical engineering