## ANALISIS DAYA DUKUNG TIANG PANCANG MENGGUNAKAN DATA INSITU TEST , PARAMETER LABORATORIUM TERHADAP LOADING TEST KANTLEDGE
oleh :
Lilik Gani Ahmad Staf Ahli Komisi KPPU Email: lgahmad09@gmail.com

## Maman Surahman
Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Jakarta Email: maman.surahman2009@gmail.com
ABSTRAK: Perbandingan perhitungan daya dukung tiang pancang dari hasil data insitu test (Sondir/CPT dan  SPT),  hasil  parameter  laboratorium,  dan  hasil  formula  dinamis  dibandingkan  dengan  hasil pembebanan statis ( static loading test kantledge ). Metodologi pengumpulan data dilakukan dengan cara pengambilan data dari pihak proyek dan melakukan studi pustaka. Pada perhitungan daya dukung tiang pancang  dilakukan  beberapa  metode,  yaitu:  untuk  data  sondir  dengan  metode  bagemann,  metode deRuiter dan beringen, untuk data SPT dengan metode Meyerhof (1956) dan metode L. Decourt (1982), untuk data hasil laboratorium dengan metode α, metode λ, dan metode U.S Army Corp, Untuk data formula dinamis  dengan  rumus  Hiley  (1930),  rumus  ENR,  dan  rumus  Janbu  (1953),  Mansur  dan  Hunter (1970).   Beberapa  metode  perhitungan  daya  dukung  pondasi  tersebut  terdapat  perbedaan  nilai,  baik dilihat dari penggunaan metode perhitungan, faktor aman ( safety factor ) yang digunakan maupun lokasi titik yang di tinjau. Perhitungan daya dukung aksial berdasarkan hasil uji lapangan, hasil laboratorium, hasil formula dinamis sebaiknya dianggap sebagai perkiraan kasar, bukan sebagai daya dukung ultimit tiang yang sebenarnya. Apabila diragukan keamanannya, maka analisis berdasarkan hasil uji diatas dapat dicek kebenarannya  dengan  melakukan  uji pembebanan  pada  tiang,  baik  uji  pembebanan static( static loading test ). Berdasarkan data sondir dengan metode Bagemann dari titik pancang 1 s/d 4 diperoleh hasil rata-rata Qult = 360,43 ton dan metode deRuiter and Beringen dari titik pancang 1 s/d 4 diperoleh hasil rata-rata Qult = 536,99 ton. Untuk data SPT dengan metode Meyerhof (1956) dari titik pancang 1 s/d 4 diperoleh hasil rata-rata Qult = 407,09 ton, metode L.Decourt (1982) diperoleh hasil rata-rata Qult = 536,99 ton.
Kata Kunci: Tiang Pancang, Sondir, SPT, Uji Laboratorium, perbandingan

## Latar Belakang
Salah  satu  jenis  pondasi  tiang  adalah pondasi  tiang  pancang,  dimana  kekuatan daya  dukungnya  ditentukan  berdasarkan tahanan ujung (end bearing) dan pelekatan tiang  dengan  tanah  (friction),        dengan demikian  pondasi  jenis  ini  sangat  sesuai digunakan pada    tanah lunak dimana tanah keras letaknya jauh berada dari per-mukaan tanah. Untuk mengetahui daya dukung dari pondasi tiang, biasanya dilakukan pengujian beban  tiang  statis  aksial  (loading  test). Dengan pengujian ini akan dapat diperkirakan besarnya beban maksimum (P
ultimate) dari masing-masing tiang tunggal sehingga  dapat  direncanakan  daya  dukung pondasi tersebut mendekati kenyataan yang sebenarnya.  Dalam  setiap  pelaksanaan penyelidikan  tanah  (soil  investigation) diperlukan beberapa data teknis, antara lain dengan melakukan investigasi tanah dengan boring,  pengujian  di  la-boratorium,  uji  SPT (Standart Penetration Test), sondir (Sondir, Cone Penetration Test, CPT).
Latar  belakang  penelitian  ini  adalah membandingkan daya dukung tiang pancang  berdasarkan  hasil  penyelidikan lapan-gan  dari  sondir,  hasil  penyelidikan lapangan  dari  SPT,  hasil  penyelidikan
laboratorium,  dan  formula  dinamis  dengan loading  test  kantledge.  Parameter  geser tanah  dalam  menghitung  daya  dukung pondasi  tiang  beton  pracetak  dari  hasil ketiga  jenis  alat  uji  tersebut,  hasil  dari perhitungan  tersebut  akan  dibandingkan, sehingga akan  diperoleh perbedaannya dan juga  diharapkan  akan  diperoleh  daya dukung  pondasi  tiang  yang  paling  aman serta  menguntungkan  dari  masing-masing penyelidikan.

## Maksud dan Tujuan
1. membandingkan  daya  dukung  aksial tiang pancang berdasarkan hasil sondir, SPT (insitu test), parameter laboratorium,  dan  rumus  dinamis, dibandingkan dengan hasil pembebanan statik (Kantledge system) terhadap  daya  dukung  aksial  tiang pancang yang direncanakan.
2. mendapat  suatu  hasil  perbandingan daya  dukung  ultimit  pondasi  tiang pancang  yang  mendekati  hasil  uji pembebanan di lapangan (daya dukung ultimit).

## Tiang Pancang
Tiang  pancang  adalah  bagian  dari  suatu konstruksi pondasi yang terbuat dari kayu, beton dan baja yang berbentuk langsing dan dipancang  hingga  tertanam  dalam  tanah pada  kedalaman  tertentu  berfungsi  untuk menyalurkan  dan  menstransmisikan  beban dari  struktur  atas  melewati  tanah  lunak kelapisan  tanah  keras.  Hal  ini  merupakan distribusi  vertikal  dari  beban  sepanjang poros tiang pancang atau pemakaian beban secara langsung terhadap lapisan yang lebih rendah melalui ujung tiang pancang.
Tabel  1. Nilai-nilai tipikal beban ijin tiang beton pracetak
Diameter tiang (cm) Beban tiang maksimum (kN) 30 300 - 700 35 350 - 850 40 450 - 1200 45 500 - 1400 50 700 - 1750 60 800 – 2500
Sumber : Hary Christady Hardiyatmo, 2010, hal 81.
Penyelidikan lapangan ( insitu test)
Penyelidikan lapangan atau uji yang secara umum digunakan yaitu :
1. Dutch  Cone  Penetrometer  Test  (DCPT atau sondir)
2. Standar Penetrasi Test (SPT)
Penyelidikan dengan Dutch Cone Penetrometer Test (DCPT atau Sondir). Penyondiran adalah suatu proses memasukan  alat  sondir  secara  tegak  lurus ke dalam tanah untuk mengetahui besarnya perlawanan penetrasi tanah pada kedalaman lapisan tanah yang ditembus alat sondir tersebut.
Uji  sondir  banyak  digunakan  di  Indonesia, pengujian  ini  sangat  berguna  untuk memperoleh  nilai  variasi  kepadatan  tanah pasir  yang  tidak  padat.  Pada  tanah  pasir yang  padat  serta  tanah  ber  krikil  dan berbatu,  penggunaan  alat  sondir  menjadi tidak  efektif,  karena  mengalami  kesulitan dalam menembus tanah. Nilai-nilai tahanan krucut statis  atau tahanan  konus  ( qc )  yang diperoleh dari pengujian, dapat
dikorelasikan  secara  langsung  dengan
kapasitas  dukung  tanah  dan  penurunan pondasi dangkal dan pondasi tiang.
Gambar 1. Skema alat sondir dan cara kerja alat (Bowles, 1997)
Gambar  2. Klasifikasi  tanah  pada  hasil  uji kerucut statis (sondir)
Pada  gambar  tersebut  fr  adalah  rasio gesekan  ( friction  ratio )  yang  merupakan perbandingan antara gesekan selimut total, fs  (gaya  gesek  yang  bekerja  pada  selimut konus  dibagi  dengan  luas  selimutnya  atau disebut  gesek  satuan)  dengan  tahanan konus qc atau rasio gesekan dinyatakan oleh persamaan:
fr – fs . qc x 100%
Kapasitas  daya  dukung  tiang  dapat diperoleh dari data uji kerucut statis (CPT) atau sondir. Tahanan ujung yang
termobilisasi  pada  tiang  harus  setara dengan  tahanan  ujung  saat  uji  penetrasi.
Tetapi,  pengaruh  skala  dan  perbedaan kecepatan pembebanan menyebabkan perbedaan  signifikan  pada  nilai  tahanan ujung  tiang.  Fleming  et  al.  (2009) menyarankan  untuk  tiang  pancang  yang ujungnya  tertutup  maka  tahanan  ujung satuan  tiang  sama  dengan  tahanan  konus (qc),  namun  untuk  tiang  pancang  yang ujungnya  terbuka  atau  tiang  bor,  tahanan ujung satuan tiang diambil 70%  nya.
Tahanan gesek tiang umumnya bergantung pada  bahan  tiang  dan  jenis  tanahnya. Beberapa  peneliti  menyarankan  tahanan gesek  satuan  tiang  diambil  sama  dengan tahanan gesek lokal sisi konus (qf).
Kapasitas dukung ultimit neto (Qu), dihitung dengan persamaan umum :
Qu  =  Qb  +  Qs – Wp  =  Ab  fb  +  As  fs – Wp...............................(2.2)
Dengan,
Ab  = luas ujung bawah tiang As  = luas selimut tiang fb   = tahanan ujung satuan tiang fs   = tahanan gesek satuan tiang Wp = berat tiang

## Penyelidikan  lapangan  dengan  Standar Penetration Test (SPT)
Standart  Penetration  Test  (SPT)  adalah sejenis percobaan dinamis dengan memasukan suatu alat yang dinamakan split spoon kedalam tanah. Dengan percobaan ini akan  diperoleh  kerapatan  relatif  ( relative density ), sudut geser tanah (Ҩ) berdasarkan nilai jumlah pukulan (N).
Dalam perhitungan daya dukung aksial tiang pancang  ini,  metode  yang  akan  digunakan antara lain dengan metode Meyerhof (1956) dan Metode L. Decourt (1982).

## Metode Meyerhof (1956)
Korelasi daya dukung tiang dengan hasil uji SPT  yang  diusulkan  oleh  Meyerhof berdasarkan  penyelidikan  yang  dilakukan pada pondasi tiang pancang yang tertanam pada tanah lempung berpasir halus.
Q u = m . N p . A p + n . Ñ . A s
Meyerhof menganjurkan nilai m = 40 untuk koefisien perlawanan ujung tiang dan nilai n =  0,2  untuk  koefisien  perlawanan  gesek tiang  pada  tanah  lempung  kepasiran sedangkan n = 0,5 pada tanah kelanauan. Sehingga daya dukung ujung menjadi :
Q p = 40 . N p . A p Ñ p = (N1+N2)/2
Dan daya dukung selimut tiang menjadi :
Q s = 0,2 . Ñ . A s
Dimana, m = koefisien perlawanan ujung tiang N 1 =  nilai  N SPT pada  ujung  tiang  yaitu nilai N SPT rata-rata 1D dibawah dasar tiang N 2 =  nilai  rata-rata  N SPT sepanjang  4D diatas dasar tiang.
A p = luas penampang pada dasar tiang n = koefisien perlawanan gesek tiang
Ñ = nilai rata-rata N SPT sepanjang tiang A s = luas selimut tiang

## Metode L. Decourt (1982)
Menurut  L.  Decourt  (1982)  daya  dukung ultimit tiang pancang dinyatakan dengan Q u = Q p + Q s .
Sehingga daya dukung ujung menjadi : Q p = Ñ p . K . A p Dimana, Ñ p =  rata-rata  ketiga  nilai  N SPT pada ujung tiang
K =  koefisien  tanah  untuk  metode  L. Decourt (pada tabel 3) A p = luas penampang dasar tiang
Tabel 3. koefisien tanah menurut L. Decourt Jenis tanah Nilai K (ton /m 2 ) Lempung 12 Lanau berlempung 20 Lanau berpasir 25 Pasir dan kerikil 40
Untuk  mencari  daya  dukung  selimut  tiang perlu  mempertimbangkan  rata-rata  nilai N SPT sepanjang tiang yang tertanam. Namun nilai N yang diambil untuk memperkirakan besarnya  daya  dukung  ujung  tiang  tidak boleh  dipakai  untuk  memperkirakan besarnya daya dukung selimut tiang.
Besarnya  daya  dukung  selimut  tiang  dapat dinyatakan dengan :
Q s = ( Ñ / 3 + 1) . A s
Dimana, Ñ = nilai rata-rata N SPT sepanjang tiang A s = luas selimut tiang sepanjang tiang tertanam
Para insinyur belanda sering menggunakan qc  pada  batas  300  kg/cm 2 dan  qc  utama maksimum  150  kg/cm 2 untuk  tanah berpasir dan 100 kg/cm 2 untuk tanah pasir yang sangat berlumpur.
(sumber:
Cone Penetration Test,
Performance and Design pasal 4.1 hal 24)
Daya  Dukung  Aksial  Tiang  Pancang Berdasarkan Rumus Dinamis
Hitungan  kapasitas  dukung  ultimit  tiang secara dinamis didasarkan pada rumus tiang
pancang dinamik. Rumus ini hanya berlaku untuk tiang tunggal dan tidak memperhatikan hal-hal sebagai berikut : (a) Kelakuan tanah yang terletak di bawah dasar kelompok tiang dalam mendukung beban struktur.
(b) Reduksi  tahanan  gesek  sisi  tiang akibat pengaruh kelompok tiang.
(c) Perubahan  struktur  tanah  akibat pemancangan.
Karena  itu,  data  hasil  pengujian  hanya digunakan  sebagai  salah  satu  informasi perancangan  tiang,  yang selanjutnya  masih harus  dipertimbangkan  terhadap  kondisi- kondisi  yang  lain  supaya  hasilnya  lebih meyakinkan.
Pada  tanah-tanah  yang  plastis,  seperti lempung  lunak  atau lanau  halus,  hubungan antara  tahanan  tiang  sementara  (sewaktu proses  pemancangan)  dan  tahanan  tiang permanen  akibat  beban  yang  diterapkan tidak  menentu.  Pada  tanah-tanah  ini, tahanan  gesek  tiang  selama  proses pemancangan sangat lebih kecil
dibandingkan  dengan  tahanan  sesudah waktu  yang  lama.  Namun,  tahanan  tiang terhadap pukulan dinamik jauh lebih besar daripada  tahanan  beban  statis  yang diterapkan pada periode waktu lama. Hal ini dapat  mengakibatkan  kesalahan  dalam menggunakan  rumus  pancang  tiang  pada tanah-tanah yang bersifat plastis.
Berbagai  cara  telah  dikerjakan  untuk menentukan  hubungan  antara  tahanan dinamik tiang selama pemancangan dengan kapasitas  dukung  tiang  terhadap  beban statis (contoh beban akibat beban struktur). Hubungan keduanya disebut rumus pancang tiang (pile driving formula) .
Ditinjau  dari  segi  bentuk  dan  konstruksi perkuatan  meja  beban,  maka  ada  dua  cara untuk  melakukan  percobaan  pembebanan yaitu :
1. Sistem Kantledge
Sistem  pembebanan  yang  menggunakan blok-blok beban sebagai beban kontra yang diletakan diatas meja beban berupa flatform yang  dibuat  dari  profil-profil  baja  yang ditopang oleh blok-blok beton yang disusun vertikal  sampai  ketinggian  tertentu,  dan manumpu  pada  pile  cap.  Penurunan ( settlement )  diukur  dengan  menggunakan dial gauge yang dipasang pada pile cap dan dihubungkan  dengan  profil  baja  kanal sebagai reference beam .

## 2. Sistem Tiang Angker
Sistem  pembebanan  dengan  menggunakan meja  beban  yang  diperkuat  tiang-tiang angker yang ditanam kedalam tanah. Tiang- tiang  angker  dipasang  sekeliling  tiang percobaan  minimal  4  minggu  sebelum percobaan. Meja beban dibuat dari susunan profil  baja  yang  cukup  kaku  sehingga lendutan maksimal tidak melebihi 0,25 mm.

## 3. Hasil Uji Pembebanan Statis
Dari uji pembebanan statis didapat besarnya penurunan (settlement) pada tiang uji, yang dimaksud  dengan  penurunan  disini  adalah penurunan  rata-rata  kepala  tiang  setelah dikoreksi  dengan  penurunan  meja  beban. Tetapi penurunan meja beban ini diabaikan karena  meja  beban  dianggap  sangat  kaku sehingga lendutan meja beban sangat kecil. Hasil-hasil  pengujian  dituangkan  dalam bentuk grafik sebagai berikut :
Gambar 3. Hasil uji beban tertahan (Whitaker, 1970) Konsolidasi Dan Penurunan
( Consolidated And Settlement )
Bilamana  suatu  lapisan  tanah  mengalami tambahan  beban  diatasnya,  maka  air  pori akan  mengalir  dari  lapisan  tersebut  dan isinya  ( volume )  akan  menjadi  lebih  kecil, yaitu  akan  terjadi  konsolidasi.  Pada umumnya konsolidasi ini akan berlangsung dalam  satu  jurusan  saja,  yaitu  jurusan vertikal, karena lapisan yang kena tambahan beban  itu  tidak  dapat  bergerak  dalam jurusan  horizontal  (ditahan  oleh  tanah dikelilingnya)
Pada  waktu  konsolidasi  berlangsung, gedung  atau  bangunan  diatas  lapisan tersebut  akan  menurun  ( settle ).  Dalam bidang  teknik  sipil  ada  dua  hal  yang  perlu diketahui mengenai penurunan, yaitu :
a. Besarnya penurunan yang akan terjadi
b. Kecepatan penurunan
Istilah  penurunan  ( settlement )  digunakan untuk  menunjukan  gerakan  titik  tertentu pada bangunan terhadap titik referensi yang tetap.  Umumnya,  penurunan  yang  tidak seragam  lebih  membahayakan  bangunan dari pada penurunanan totalnya.

## Perhitungan tegangan
Untuk dapat menghitung besarnya penurunan kita harus mengetahui tegangan semula (P o ) pada lapisan yang bersangkutan dan tegangan sesudah pembangunan selesai (P).  Cara  menghitung  kedua  tegangan  ini adalah sebagai berikut :
a. P o (tegangan efektif semula)
Tegangan  ini  adalah  akibat  berat  tanah sendiri,  dan  dapat  dihitung  langsung,  asal kita  mengetahui  berat  isi  tanah  dan dalamnya muka air tanah.
b. P (tegangan efektif setelah pembangunan selesai)
Tegangan P= P o +     P

## Hasil Uji Penetrasi Sondir (CPT)
Ujung  tiang  pancang  ditentukan  pada kedalaman  dimana  terdapat  lapisan  tanah dengan  nilai  konus  paling  besar  atau mencapai  tanah  keras.  Area  sondir  yang mendekati titik loading test Kantledge dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1 . Titik sondir yang ditinjau TITIK PANCANG  TITIK SONDIR  DALAM (m) qc (kg/cm 2 ) Qf / Tf (kg/cm 2 ) (P1) SONDIR (S7) 17,2 250 1382 (P2) SONDIR (S8) 16,0 250 1156
(P3) SONDIR (S5) 15,6 250 1232 (P4) SONDIR (S2) 16,4 250 1132

## Uji Penetrasi Standart (SPT)
Berdasarkan grafik hasil uji penetrasi standart (SPT) pada lubang bor DB1, DB2, dan DB3. Lihat pada tabel 2.
Tabel 2 . Titik Deep boring dan SPT yang ditinjau PANCANG MUKA AIR TANAH (MAT) TITIK Deep boring (SPT) TITIK LOADING TEST KEDALAMAN PANCANG RENCANA (m) P1 -3.90 m Deep boring (DB3)  As H-7 no. 366 18 P2 -3.90 m Deep boring (DB3) As C’ -10 no. 456 18 P3 -4.15 m Deep boring (DB2)  As A-3 no. 136 18 P4 -3.90 m Deep boring (DB1)  As H-4 no. 196 18
Terzaghi  dan  Peck  mengusulkan  jika  nilai NSPT  lebih  besar  dari15,  maka  nilai  N SPT tersebut  harus  dikoreksi  terlebih  dahulu menjadi N ’ , dengan
N ’ = 15 + ½ (N - 15)
Dimana, N ’= nilai N SPT yang telah dikoreksi N = nilai N SPT yang didapat dari hasil pengujian di lapangan.
Gambar 4. Perbandingan Hasil Pancang Terhadap Hasil Sondir
Gambar 5. Perbandingan Pancang Terhadap Hasil SPT
Gambar 6. Perbandingan Hasil Tiang Pancang Terhadap hasil Laboratorium

## Kesimpulan
Dari  pembahasan  mengenai  analisis  daya dukung  aksial  tiang  pancang  berdasarkan hasil  uji  lapangan  (sondir,  SPT),  hasil  uji laboratorium,  hasil  rumus  dinamis  serta didukung  dari  hasil  uji  pembebanan  statis ( static  loading  test )  dapat  diambil  beberapa kesimpulan antara lain :
1. Berdasarkan  uji  pembebanan  statis ( static loading test ) yang dilakukan pada tiang  pancang,  maka  dapat  disimpulkan bahwa  pondasi  tiang  pancang  dianggap mampu  untuk  memikul  suatu  beban ultimit  sebesar  300  ton  (200%  x  beban rencana)  dengan  tingkat  penurunan maksimum 20,41 mm.
2. Hasil perhitungan daya dukung berdasarkan  data  hasil  uji  lapangan (sondir dan SPT) memberikan hasil ≥ 150 ton dari beban struktur yang direncanakan,  oleh  karena  itu  pondasi tiang  pancang  dianggap  mampu  untuk memikul suatu beban aksial sebesar 150 ton  pada  kedalaman  17-18  m  dari permukaan tanah.
3. Hasil perhitungan daya dukung
berdasarkan  data  hasil  uji  laboratorium memberikan  hasil  ≤  150  ton  dari  beban struktur yang direncanakan, oleh karena itu  pondasi  tiang  pancang  dianggap belum  mampu  untuk  memikul  beban yang direncakan tersebut.

## Daftar Pustaka
Gading  Selaras,  P.T,  2011,  Owner  proyek Gading Green Hill, Jakarta
Hardiyatmo,  H.C,  1996,  Teknik  Pondasi  1, Yogyakarta : Gramedia Pustaka
Hardiyatmo,  H.C,  2010,  Analisis  dan Perancangan  Pondasi  bagian  II,  Yogyakarta  : Gajah Mada University Press
Hardiyatmo,  H.C,  2011,  Analisis  dan Perancangan  Pondasi  bagian  I,  Edisi  ke-2,
Yogyakarta : Gajah Mada University Press Hammer Sakti, P.T, 2012, Laporan
Pembebanan  (Axial  Loading  test),    Proyek Green Hill Apartement, Jakarta
H.S,  Sardjono,1991,  Pondasi  Tiang  Pancang Jilid I, Surabaya : Sinar Wijaya
Ketira  Engieering  Consultans,  P.T,  2011, Laporan  Hasil  Penyelidikan  Tanah,  Proyek Gading Green Hill, Jakarta
Rahardjo,  P.P  ,  1997,  Manual  Pondasi  Tiang, Bandung : GEC UNPAR
Sanglerat, Guy, olivari G, dan Cambau B, 1989, Soal-soal Praktis dalam Mekanika Tanah dan Teknik pondasi, Jakarta : Erlangga.
Schmertmann, John H, Cone Penetration Test, Performance  Design,  U.S  Department  of Transportation.
Tomlinson,  MJ,  1977,  Piled  Design  and Contruction  Practices,  London  :  A  viewpoint Publication.