FONDASI

FONDASI

1. Pengertian Fondasi

Fondasi adalah bagian dari suatu sistem struktur yang berfungsi meneruskan beban yang ditumpu olehnya (termasuk beban sendiri) ke lapisan tanah atau batuan di bawahnya. Fondasi merupakan komponen struktur yang mempunyai bidang kontak (interfacing) terhadap tanah (Juniarti, 2004).

2. Kriteria pemilihan Jenis fondasi

Tipe fondasi yang paling cocok untuk suatu bangunan tergantung pada fungsi bangunan, beban yang dipikul, kondisi tanah serta biaya fondasi. Pertimbangan lain dapat digunakan, tetapi ketiga pertimbangan tersebut merupakan pertimbangan dasar. Berdasarkan kedalaman tanah pendukungnya, Bowles (1992) dalam Suryolelono (1994), menggolongkan jenis fondasi menjadi dua bagian, antara lain sebagai berikut ini.

1. Fondasi dangkal

Jenis fondasi ini umumnya mempunyai perbandingan antara kedalaman tanah dasar (D) dengan lebar fondasi (B) atau D/B ≤ 4, misalnya : fondasi telapak.

2. Fondasi dalam

Jenis fondasi ini mempunyai perbandingan antara kedalaman tanah dasar (D) dengan lebar fondasi (B) atau D/B ≥ 4, misalnya, fondasi tiang pancang, tiang bor dan kaison yang dibor.

2.1 Fondasi Tiang

Fondasi tiang digunakan untuk mendukung bangunan, bila tanah dengan kuat dukung tinggi terletak pada kedalaman yang cukup besar. Fondasi jenis ini dapat juga digunakan untuk mendukung bangunan yang menerima beban horizontal ataupun tarik cukup besar. Untuk mengimbangi pengaruh beban tersebut dapat diatasi dengan konstruksi fondasi tiang, seperti pada konstruksi dermaga, pemecah gelombang, tanggul pelabuhan, fondasi tangki minyak dan sebagainya (Suryolelono, 1994).

Fondasi tiang yang digunakan untuk beberapa maksud (Hardiyatmo, 2003), antara lain untuk :

1. meneruskan beban bangunan yang terletak di atas air atau tanah lunak, ke tanah pendukung yang kuat,

2. meneruskan beban ke tanah yang relatif lunak sampai kedalaman tertentu, sehingga fondasi bangunan mampu memberikan dukungan yang cukup untuk mendukung beban tersebut oleh gesekan dinding tiang dengan tanah di sekitarnya,

3. mengangker bangunan yang dipengaruhi oleh gaya angkat ke atas akibat tekanan hidrostatis atau momen guling,

4. menahan gaya horisontal dan gaya yang arahnya miring,

5. memadatkan tanah pasir, sehingga kapasitas ultimit tanah tersebut bertambah,

6. mendukung fondasi bangunan, apabila tanah di sekitar fondasi mudah tergerus air.

Berdasarkan pemakaian jenis fondasi tiang mengakibatkan berbagai jenis tiang digunakan sesuai dengan beban yang bekerja, bahan tiang maupun cara pelaksanaan pemancangannya.

Fondasi tiang dapat dibagi menjadi 3 kategori (Hardiyatmo, 2003) sebagai berikut :

1. tiang perpindahan besar (large displacement pile), yaitu tiang pejal atau berlubang dengan ujung tertutup yang dipancang ke dalam tanah, sehingga terjadi perpindahan volume tanah yang relatif besar. Termasuk dalam tiang perpindahan besar adalah tiang kayu, tiang beton pejal, tiang beton prategang (pejal atau berlubang), tiang baja bulat (tertutup pada ujungnya),

2. tiang perpindahan kecil (small displacement pile), yaitu sama seperti tiang perpindahan besar hanya volume tanah yang dipindahkan saat pemancangan relatif kecil, seperti tiang baja H, tiang baja bulat ujung terbuka, tiang ulir,

3. tiang tanpa perpindahan (non displacement pile) terdiri dari tiang yang dipasang di dalam tanah dengan cara menggali atau mengebor tanah. Tiang tanpa perpindahan adalah tiang bor, yaitu tiang beton dengan metode pen-cor-an beton langsung di dalam lubang hasil bor tanah.

2.2 Cara Meneruskan Beban

Tipe tiang berdasarkan cara tiang meneruskan beban, dapat dibedakan terhadap cara tiang meneruskan beban yang diterimanya ke tanah dasar fondasi. Hal ini tergantung juga pada jenis tanah dasar fondasi yang akan menerima beban yang bekerja (Suryolelono,1994).

1) Bilamana ujung tiang mencapai tanah keras atau tanah baik dengan kuat dukung tinggi, maka beban yang diterima tiang akan diteruskan ke tanah dasar fondasi melalui ujung tiang. Jenis ini disebut END / POINT BEARING PILE.

2) Bila tiang dipancang pada tanah dengan nilai kuat gesek tinggi (jenis tanah pasir), maka beban yang diterima oleh tiang akan ditahan berdasarkan gesekan antara tiang dan tanah sekeliling tiang. Jenis tiang ini disebut FRICTION PILE.

3) Bilamana tiang dipancang pada tanah dasar fondasi yang mempunyai nilai kohesi tinggi, maka beban yang diterima oleh tiang akan ditahan oleh pelekatan antara butiran tanah di sekitar tiang dan permukaan tiang. Jenis ini disebut ADHESIVE PILE.

Di lapangan, tipe tiang merupakan kombinasi dari ke tiga hal tersebut. Keadaan ini disebabkan jenis tanah merupakan campuran atau kombinasi tanah berbutir kasar, tanah berbutir halus dan kadang-kadang merupakan tanah yang kompak, sehingga cara tiang meneruskan beban ke tanah dasar fondasi, merupakan kombinasinya.

2.3 Cara Pemancangan Tiang

Dalam pemancangan tiang ke dalam tanah, tiang dipancang dengan alat pemukul yang dapat berupa palu (hammer) atau getaran. Metode pukulan pada prinsipnya adalah tiang didirikan di atas tanah dan ujung tiang lain (kepala tiang) dipukul agar tiang dapat masuk ke dalam tanah.

Ada beberapa jenis palu pancang yang digunakan untuk pemancangan (Suryolelono, 1994).

1. Palu jatuh bebas (drop hammer)

Drop hammer adalah alat pancang yang paling sederhana, berupa palu yang dijatuhkan dari atas. Palu ditempatkan diatas kepala tiang, ditarik dengan tinggi jatuh tertentu kemudian dilepas dan menumbuk kepala tiang.

2. Steam hammer

Alat ini sama saja dengan drop hammer, hanya saja untuk mengangkat palu (hammer) digunakan tenaga uap atau udara yang dihasilkan oleh mesin pancang.

Dua tipe alat ini, yaitu :

a. Palu gerak tunggal (single-acting hammer)

Palu gerak tunggal berbentuk piston yang bergerak naik oleh udara atau uap yang terkompresi, sedangkan gerakan turun piston secara jatuh bebas.

b. Palu gerak ganda (double-action hammer)

Palu gerak ganda menggunakan uap atau udara untuk mengangkat piston dan untuk mempercepat gerakan ke bawah. Kecepatan pukulan dan energi output biasanya lebih tinggi dari pada palu gerak tunggal.

3. Palu diesel (diesel hammer)

Palu tipe ini digerakan dengan menggunakan bahan bakar diesel. Energi pemancangan total yang dihasilkan adalah jumlah benturan dari piston ditambah energi hasil ledakan.

4. Palu getar

Palu getar merupakan unit alat pancang yang bergetar pada frekuensi tinggi.

3. Penyelidikan Tanah

Perencanaan suatu bangunan dimulai dengan penyelidikan tanah di lokasi proyek. Data mengenai penyelidikan tanah merupakan salah satu dasar yang menentukan dalam perencanaan jenis, kedalaman, dan kapasitas dukung fondasi. Hasil penyelidikan tanah diharapkan dapat memberikan informasi yang diperlukan sehubungan dengan pekerjaan yang akan dilaksanakan. Penyelidikan tanah mencakup penyelidikan di lapangan dan uji di laboratorium. Untuk fondasi tiang, data konsolidasi maupun kuat geser tanah tidak diperlukan, karena mengingat fungsi fondasi tiang yaitu menyalurkan beban yang bekerja ke tanah dasar fondasi yang memiliki kuat dukung tinggi.

4. Standard Penetration Test (SPT)

Metode SPT menggunakan jenis alat sederhana, berupa tabung standar dengan diameter 5 cm dan panjang 56 cm. Pertama-tama dibuat lubang bor, bila tanah mudah runtuhdapat digunakan silinder penahan (casing) dengan diameter lebih besar dari 5 cm. Setelah mencapai kedalaman yang diinginkan, tabung standar dibenamkan ± 15 cm. Selanjutnya tabung silinder standar dipancang sedalam 30 cm dengan palu seberat 64 kg, yang dijatuhkan dari ketinggian 76,2 cm. Dihitung banyaknya pukulan yang diperlukan untuk memancang masuk tabung silinder sedalam 30 cm. Jumlah pukulan dihitung sebagai nilai N.

5. Metode Dinamis

Metode dinamis telah banyak digunakan untuk memperkirakan kapasitas dukung tiang pancang. Dalam pemancangan tiang ke dalam tanah, sering dijumpai tiang mudah masuk ke dalam tanah, tetapi ada pula yang mengalami kesulitan untuk masuk ke dalam tanah. Kondisi semacam ini sangat dipengaruhi oleh jenis tanah setempat yang mempunyai karakteristik berbeda-beda. Makin padat kondisi tanah, maka makin sulit tiang masuk ke dalam tanah sehingga jumlah pukulan makin banyak. Prinsip di dalam pemancangan tiang adalah energi yang diberikan akan menjadi energi yang digunakan oleh tiang untuk masuk ke dalam tanah ditambah dengan energi yang hilang sewaktu tiang dipancang.

6. Bahan Tiang

Sesuai dengan beban yang bekerja pada tiang (ringan atau berat), maka jenis tiang dapat dibedakan terhadap bahan yang digunakan untuk membuat tiang. Untuk beban berat, maka bahan yang digunakan untuk pembuatan tiang disyaratkan mempunyai kuat desak atau tarik maupun lentur yang tinggi, hal ini dimiliki oleh jenis bahan seperti tiang dari baja maupun dari beton. Ada beberapa jenis bahan untuk tiang (Suryolelono, 1994), antara lain sebagai berikut ini.

a. Tiang Kayu

Jenis tiang ini biasanya digunakan untuk pekerjaan sementara, karena umurnya terbatas, mudah lapuk. Bila tiang ini dipancang di daerah muka air tanah tinggi atau tiang selalu terendam air, maka tiang akan berfungsi sebagai tiang permanen. Tiang kayu akan cepat rusak, bila terletak di bagian peralihan atau kondisi selalu berubah-ubah (terendam dan kering). Kuat dukung tiang kayu umumnya tidak terlalu besar. Sesuai dengan klasifikasi jenis kayu yang digunakan dan berkisar 0,15-0,25 kN.

b. Tiang Baja

Umumnya digunakan dengan bentuk tampang tiang merupakan profil H, WF, atau pipa dapat berlubang maupun tertutup ujung-ujungnya. Jenis tiang ini mempunyai banyak keuntungan, antara lain (Suryolelono, 1994) :

1) lebih mudah dipancang, disebabkan tiang mempunyai luas tampang yang kecil disbanding jenis tiang lain, karena tiang lebih mudah masuk ke dalam tanah akibat berat sendiri.

2) mudah disambung, bilamana diperlukan panjang tiang yang cukup besar untuk mencapai kedalaman tiang yang diinginkan,

3) untuk menembus jenis-jenis tanah keras ujung tiang diperkuat dengan memberi sepatu agar tidak mudah rusak.

Masalah utama yang dihadapi untuk jenis tiang baja adalah korosi. Masalah ini dijumpai di daerah-daerah yang bersifat asam (daerah rawa-rawa atau tanah organik), basa (daerah tepi pantai atau terjadi instrusi air asin pada air tanah setempat).

c. Tiang Beton

Jenis tiang ini mulai dikembangkan setelah teknologi beton bertulang atau bahan mengalami perkembangan pesat, mulai jenis tiang dengan konstruksi beton bertulang yang dibuat secara konvensional sampai dengan kostruksi beton bertulang pre stress / post tension. Dalam pelaksanaan konstruksi beton bertulang pre stress, penarikan kabel strand dilakukan terlebih dahulu untuk memberikan tegangan awal, setelah itu baru dilakukan pengecoran. Pada konstruksi beton bertulang

post tension, dilakukan pengecoran terlebih daulu, setelah itu baru dilakukan penarikan kabel strand.

Dua metode dalam pembuatan tiang beton yaitu precast pile (tiang dibuat ditempat lain) dan cast in situ / cast in place (tiang dibuat di tempat) (Suryolelono,1994).

1) Precast pile

Jenis tiang beton tipe ini dibuat di tempat lain atau dibuat di pabrik

(prefabricated pile), hanya saja panjang tiang terbatas, karena disesuaikan dengan alat transport yang ada seperti trailer. Untuk kedalaman yang cukup besar, maka diperlukan penyambungan.

2) Cast in situ / cast in place

Pada prinsipnya dalam pelaksanaan tiang cast in situ adalah dibuat lubang dalam tanah setelah selesai, baru dilakukan pengecoran. Ada beberapa jenis tiang yang dibuat dengan metode ini, antara lain sebagai berikut dibawah ini.

a. Tiang beton tanpa kulit baja,

1. Jenis tanah dasar fondasi tidak mudah runtuh

Mulu-mula dibuat lubang ke dalam tanah, dan tanah dikeluarkan dari dalam lubang tersebut. Setelah itu tulangan dimasukkan dan selanjutnya dilakukan pen-cor-an. Jenis tiang ini dikenal dengan tiang Strausz.

2. Jenis tanah dasar fondasi mudah runtuh

Pada metode ini digunakan pipa baja ynag terbuka ujungnya dan dipancang ke dalam tanah. Tanah dalam pipa dikeluarkan dan selanjutnya tulangan dimasukkan, baru di cor dengan beton. Bersamaan dengan pelaksanaan pen-cor-an beton, pipa baja dicabut. Jenis tiang ini biasa dikenal dengan tiang Franki.

b. Tiang beton dengan kulit baja

Jenis tiang ini tidak bergantung pada jenis tanah dasar fondasi. Berbagai metode pelaksanaan jenis tiang ini antara lain :

• pipa baja dengan ujung terbuka dipancang ke dalam tanah. Tanah dari dalam pipa dikeluarkan dengan alat bor, dikeruk atau semprotan air dan udara, baru setelah itu dilakukan pencor-an. Pipa baja yang digunakan dapat berupa pipa dengan bentuk silinder sederhana atau terdiri dari beberapa silinder yang konsentris,

• pipa baja dengan ujung tertutup dipancang ke dalam tanah. Bentuk tutup dapat berupa kerucut yang menjadi satu dengan pipa baja atau blok beton yang bekerja sebagai tutup pipa baja di bagian ujungnya. Setelah mencapai kedalaman yang diinginkan baru dilakukan pen-cor-an.

c. Tiang ulir

Jenis tiang ini sebenarnya sebagai tiang baja, hanya saja di bagian ujung diberi ulir untuk memudahkan di dalam pelaksanaan pemancangan.