Tantangan Memprediksi Perilaku Fondasi Tiang Bor Dengan Lebih Tepat

8/13/2019 Tantangan Memprediksi Perilaku Fondasi Tiang Bor Dengan Lebih Tepat

1/19

Tantangan Memprediksi Perilaku Fondasi Tiang Bor dengan Lebih Tepat : Studi

Kasus Instrumentasi dan Interpretasinya pada Uji Beban Tiang Bor di akarta

!bstrakPerilaku tiang bor, ternyata sangat dipengaruhi oleh cara pelaksanaan sehingga praktis tidak dapat

dipakai satu rumus daya dukung empiris ataupun rasional yang bisa digunakan untuk semua jenis tiang

bor. Dari puluhan data instrumentasi uji beban tiang bor di Jakarta dimana penulis ikut terlibat, penulismencoba mengkaji ulang cara instrumentasi dan interpretasi hasil uji beban tersebut. Memang tujuan

instrumentasi uji beban yang dilakukan terutama hanyalah untuk mengetahui apakah besarnya beban

rencana tiang bor dapat ditingkatkan, maka instrumentasi juga tidak dilakukan seperti lajimnya

instrumentasi untuk tujuan penelitian. Namun karena jumlahnya cukup banyak dan hasilnya cukup

konsisten, ternyata banyak hal yang dapat kita ketahui dari hasil uji beban instrumentasi tersebut.

Dengan interpretasi yang lebih tepat dan dikombinasikan dengan hasil penelitian para peneliti luar

negeri, kita dapat memprediksi perilaku fondasi tiang bor dengan lebih tepat.

"# Pendahuluan

Menurut pendapat penulis, sampai sekarang kemampuan para ahli geoteknik dalam

memprediksi daya dukung fondasi tiang masih kurang. Hal ini antara lain dapat dilihat pada hasil

simposium prediksi daya dukung tiang yang diadakan oleh ASCE dan Northwestern Univeristy

pada tahun !"!, dimana praktis tidak ada satupun para ahli yang dapat memprediksi daya

dukung friksi dan daya dukung u#ung tiang dengan keakuratan $ %& dari hasil u#i 'e'an statis

()inno, !"!*. Selain itu, dalam ke'anyakan 'uku+'uku a#ar (textbook* tentang rekayasa fondasi

tiang modern masih tetap mengan#urkan pengam'ilan faktor keamanan - dari hasil analisis

perkiraan daya dukung tiang. ni tentunya 'erarti 'ahwa para ahli masih 'elum 'egitu yakin

dengan pendekatan rumus+rumus perhitungan daya dukung fondasi tiang.

Alasan utama kiranya adalah kondisi tanah dalam alam sangat 'ervariasi dan perilakunya

sangat kompleks, selain itu semua /ara pelaksanaan tiang praktis mengu'ah dan mengganggu

kondisi susunan tanah aslinya. 0leh karena itu, kiranya tidak salah #ika ada ahli geoteknik yangmenyatakan 'ahwa kema#uan utama dalam pengetahuan fondasi tiang 'elakangan ini, adalah

kesadaran 'ahwa pengaruh pelaksanaan fondasi harus diperhitungan dalam rekayasa geoteknik.

Memang teori+teori perkiraan perhitungan daya dukung fondasi tiang pada umumnya

sudah dikorelasikan dengan hasil pengu#ian di la'oratorium, namun kondisi di la'oratorium

sering+sering sangat 'er'eda dengan kondisi tanah dalam keadaan aslinya. 1alam praktek, /ara

pelaksanaan pada kondisi lapangan tertentu sangat mempengaruhi karakteristik tanah, sehingga

se/ara keseluruhan kondisinya dapat 'er'eda sama sekali dengan kondisi di la'oratorium. Hal ini

sering tidak disadari oleh para akademisi yang tidak 'anyak mendapat kesempatan pengalaman

praktek lapangan. 0leh karena itu, mereka masih menggunakan rumus+rumus lama yang terdapat

dalam pustaka.

Selain rumus daya dukung fondasi tiang yang 'erasal dari analisis teoritis 'erdasarkan

pendekatan mekanika tanah klasik, 'anyak #uga rumus yang sudah disesuaikan dengan kondisi

lokal atau yang le'ih dikenal dengan rumus empiris. Namun, salah satu /ara yang paling dapat

diandalkan dalam memprediksi perilaku daya dukung tiang adalah dengan melakukan u#i 'e'an

statis yang dikom'inasikan dengan penggunaan instrumentasi.

$# Pelaksanaan Tiang Bor di akarta

2erforma fondasi tiang 'or yang diren/anakan sangat dipengaruhi oleh metode

pelaksanaan konstruksi yang digunakan. Seperti yang telah dikatakan dimuka, rumus+rumusempiris modern perhitungan daya dukung tiang 'or yang ada umumnya telah memasukkan

pengaruh dari pelaksanaan tiang 'or. Namun hal itu 'iasanya hanya 'erlaku untuk kondisi tanah


2/19

dan /ara pelaksanaan ditempat yang diteliti3diadakan per/o'aan. 0leh karena itu, untuk

men/apai tingkat kiner#a dari desain sistem fondasi tiang 'or dengan 'enar, peren/ana harus

mengawasi dan mem'uat spesifikasi pelaksanaan fondasi tiang 'or yang sesuai.

2rinsipnya, tiang 'or di'uat dengan /ara menge'or lu'ang hingga kedalaman yang

diren/anakan, kemudian tulangan 'a#a dimasukkan kedalam lu'ang lalu dilakukan penge/oran

'eton dari dasar lu'ang hingga permukaan tanah. Setiap tahapan pelaksanaan terse'ut harus'enar+'enar dikontrol dengan sangat serius sehingga dapat diperoleh tingkat performa yang

diinginkan. 2emilihan metode pelaksanaan tiang 'or sangat dipengaruhi oleh kondisi lapisan

tanah setempat dan #uga kondisi lokasi proyek.

1ekade ini, gedung+gedung yang di'angun di 4akarta umumnya men/apai -% tingkat

le'ih karena ter'atasnya lahan dan mahalnya tanah. Sistem fondasi yang sering digunakan adalah

fondasi tiang 'or karena penggunaan tiang pan/ang sangat mengganggu gedung+gedung

disekitarnya sehingga umumnya tidak di'eri i#in. 2ada penggunaan tiang 'or, kedalaman dan

diameter tiang 'or dapat divariasi dengan mudah serta dapat memikul 'e'an yang relatif 'esar.

Muka air tanah di daerah 4akarta /ukup tinggi dan kondisi lapisan tanahnya /ukup 'ervariasi dari

satu wilayah dengan wilayah lain dan semua hal ini harus diperhitungkan dalam memilih metodekonstruksi tiang 'or yang sesuai.

2enge'oran tanah pada lu'ang akan menye'a'kan ter#adinya pelepasan tegangan (stress

relief* disekeliling lu'ang 'or yang mengaki'atkan ke/enderungan tanah untuk 'erdeformasi

kedalam lu'ang 'or dan ter#adi pengaliran air kedalam lu'ang. Aki'atnya guguran+guguran

tanah sepan#ang dinding lu'ang akan ter#adi selama penge'oran 'erlangsung. ntensitas guguran+

guguran tanah yang ter#adi sangat tergantung pada #enis dan kekuatan tanah, /ara pelaksanaan,

mesin yang digunakan dan ke/akapan dari operator penge'oran (kontraktor tiang 'or*.

Apa'ila kondisi tanah /ukup kuat (/emented* dan tidak terdapat lapisan pasir lepas

sehingga tidak ter#adi guguran+guguran, tanah maka umumnya pelaksanaan tiang 'or tidak

menemui 'anyak kendala. 5etapi se'aliknya #ika tanah dalam kondisi lepas, ikatan antar partikel

tidak kuat serta 'anyak ter#adi longsoran, maka perlu dilakukan sta'ilisasi lu'ang 'or. Sta'ilisasi

lu'ang 'or yang sering dilakukan adalah dengan penggunaan slurry bentonite. 2enggunaan

slurry bentoniteini /ukup menguntungkan dalam menahan guguran+guguran tanah. 2rinsip dasar

slurry bentoniteadalah menghasilkan tekanan hidrostatis yang le'ih 'esar daripada tekanan air

disepan#ang lu'ang 'or dan mem'entuk sema/am filter cake pada formasi tanah sehingga

menahan guguran+guguran tanah. 5etapi harus diperhatikan 'ahwa karakteristik dari slurry

bentonite harus dikontrol dan dilakukan pengu#ian la'oratorium terus menerus pada setiap

tahapan pelaksanaan tiang 'or.

2em'ersihan lu'ang 'or merupakan hal yang sangat penting dalam pelaksanaan

penge'oran lu'ang, terle'ih+le'ih #ika lu'ang penuh dengan air. Ada 'anyak /ara+/ara yang

dapat dilakukan, tetapi untuk hal dimana lu'ang penuh air, pemakaian cleaning bucketkhusus

mungkin yang paling sering dilakukan di 4akarta. 6ang penting #uga agar lu'ang tidak terlalu

lama di'iarkan. Se'aiknya pemasangan tulangan serta penge/oran 'eton dilakukan segera

setelah lu'ang di'ersihkan dan 'elum ter#adi lagi 'anyak longsoran, sehingga dasar lu'ang

relatif 'ersih.

4ika lu'ang itu penuh air, maka penge/oran 'eton harus menggunakan 'antuan tremie.

Hal penting yang pertama perlu diperhatikan adalah workability dari 'eton. 7iasanya diperlukan

'eton dengan slump 8 9 : " /m. orkability'eton ini diperlukan agar 'eton dapat mendesakkotoran tanah yang 'erada didasar lu'ang keatas serta dapat mendesak kesamping lu'ang.

;olume penge/oran 'eton di 4akarta umumnya le'ih 'esar sekitar 9 +% & dari volume teoritis,


3/19

karena itu diameter lu'ang 'or 'iasanya le'ih 'esar dari diameter desain aki'at gugurnya

se'agian tanah dari dinding lu'ang. Selain daripada itu, #ika 'eton disupply dari luar site, maka

'eton perlu ditam'ah cement aid (retarder* agar 'eton tidak mulai mengeras se'elum

penge/oran selesai seluruhnya.

Untuk men#amin kualitas tiang 'or, maka selama pelaksanaan diperlukan suatu sistem

kontrol mutu yang harus dilakukan dengan 'enar. 2ara inspektor lapangan harus memilikikeahlian dan pengetahuan yang /ukup mengenai sistem pelaksanaan tiang 'or dan mereka harus

dilengkapi dengan form+form piling recordyang akan diisi selama pelaksanaan 'erlangsung.

Piling recordini merupakan salah satu teknik kontrol terhadap kualitas pelaksanaan tiang 'or

yang meliputi tahap pemeriksaan aligment, penge'oran lu'ang, pem'ersihan lu'ang,

pengam'ilan sampel tanah, pengukuran kedalaman lu'ang, pemasangan tulangan, penge/oran

'eton, dan se'againya.

%# Uji Beban Statis Fondasi Tiang dan Interpretasinya

%#" proses Uji Beban Statis

1i 4akarta, umumnya u#i 'e'an statis fondasi tiang dilakukan untuk mem'uktikan 'ahwa

daya dukung fondasi tiang yang telah dilaksanakan sesuai dengan perkiraan analisis daya dukungdengan faktor keamanan yang /ukup. U#i 'e'an sema/am ini dinamakan u#i 'e'an pem'uktian

(proof test*. Sesuai ketentuan 52=7 1= 4akarta, faktor keamanan yang ditentukan adalah menampilkan penggunaan metode ekstrapolasi garis kegagalan untuk

menentukan daya dukung tiang 'or dengan /ara 1avisson dan Maurkiewi/s.

9


6/19

(a* ('*

&ambar (#nterpretasi pada kurva 'e'an penurunan yang di ekstrapolasi

(a* 1avisson ('* Maurkiewi/s

Ada 'e'erapa ahli yang menentang penggunaan metode ekstrapolasi garis kegagalan.

Alasan utamanya adalah karena garis ekstrapolasi sangat 'ersifat su'#ektif dan tidak

menghasilkan nilai yang sama #ika dilakukan oleh orang yang 'er'eda. 5etapi menurut pendapat

penulis, pendekatan dengan /ara ekstrapolasi garis kegagalan ini terpaksa dilakukan apa'ilakurva 'e'an+penurunan 'elum menun#ukkan dengan #elas efek plunging. Alasan utamanya

adalah karena #ika tidak dilakukan ekstrapolasi, maka daya dukung yang didapatkan men#adi

terlalu konservatif karena ge#ala kegagalan tiang tidak atau 'elum terlihat.

1ari /ontoh kasus diatas, terlihat 'ahwa dengan metode 1avisson dan Maurkiewi/s

didapatkan kapasitas tiang 'or sekitar >% ton setelah direduksi.

1ari /ontoh kasus kurva 'e'an+penurunan diatas terlihat 'ahwa metode Chin menghasilkan nilai

yang sangat 'esar.

y = 0.00023x + 0.0044

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0.014

0 5 10 15 20 25

Settlement (mm)

/P

Qult = 1/Qult = 0.00023

Qult = 4300 ton

Reduction factor = 20% - 30%

Qult = 3010 - 3440 ton

&ambar )#nterpretasi hasil u#i 'e'an statis dengan metode Chin

=emudian tim'ul pertanyaan metode mana yang harus diper/ayai? 2ertanyaan ini sukar

ditentukan dengan tepat, karena pada /ontoh kasus ini, memang pada pem'e'anan akhir tiang

'elum memperlihatkan ge#ala kegagalan. 4ika u#i 'e'an ini merupakan u#i 'e'an pem'uktian(proof test* dan dilakukan pada tiang terpakai yang sudah terpasang, maka kita tidak perlu

mem'ahas 'erapa tahanan 'atas tiang terse'ut karena kita sudah tahu 'ahwa tiang terse'ut aman.

B


7/19

4ika /ontoh kasus terse'ut merupakan u#i 'e'an pendahuluan (preliminary test*, maka kita harus

men/o'a melakukan judgement tentang 'atas tahanan tiang dengan 'aik. 4ika sudah diu#i

dengan -%%& 'e'an ren/ana tetapi kurva 'e'an+penurunan tiang masing 'elum menun#ukkan

ge#ala kegagalan, maka ada dua kemungkinan.

6ang pertama adalah perkiraan 'e'an ren/ana memang terlalu konservatif dan ini tentu

pula perlu dikoreksi dengan memper'esar 'e'an ren/ana agar ren/ana fondasi tetap efisien.Namun se'elum mengam'il keputusan diatas, ada 'aiknya kita menin#au kemungkinan kedua

yaitu pelaksanaan u#i 'e'an kurang 'enar. =ita dapat mulai dengan memeriksa ulang semua alat+

alat ukur, terutama manometer yang dipakai. Selan#utnya diperiksa dan dievaluasi ulang apakah

proses pengu#ian telah sesuai spesifikasi yang 'iasanya menga/u pada AS5M.

(# Interpretasi Instrumentasi Uji Beban dan Permasalahannya

(#" Pengantar

U#i 'e'an statis konvensional yang tidak dilengkapi dengan instrumentasi mem'erikan

data yang sangat ter'atas. 5u#uan utama dari u#i 'e'an statis pada tiang 'or yang diinstrumentasi

adalah untuk mendapatkan informasi kuantitatif mengenai perilaku tiang+tanah (soil!pile

beha"ior* aki'at pem'e'anan. Ada 'egitu 'anyak informasi yang sangat 'erguna yang 'isadidapatkan dari pemasangan instrumen. 4enis instrumen yang sering digunakan adalah strain

gages dan tell!tales. Selain kurva 'e'an+penurunan, peren/ana 'isa mendapatkan informasi

mengenai distri'usi 'e'an sepan#ang tiang 'or dan perilaku transfer 'e'an tiap lapisan tanah

(gam'ar B*. 5etapi, yang men#adi permasalahan utama adalah 'agaimana melakukan interpretasi

yang 'enar 'erdasarkan data+data yang tepat. 5anpa program yang #elas mengenai metode

pengu#ian dan interpretasi yang tepat, u#i 'e'an statis dengan instrumentasi hanya sia+sia dan

mem'uang waktu, tenaga serta uang.

Se'elum melakukan pengu#ian 'e'an pada tiang 'or yang diinstrumentasi, terle'ih

dahulu harus diren/anakan dengan matang program instrumentasi yang akan dilakukan. =un/i

ke'erhasilan dalam melakukan instrumentasi adalah ren/ana yang matang yang meliputi

penyelidikan tanah pada titik pengu#ian, prosedur u#i 'e'an, detail pemasangan instrumen,

#umlah instrumen tiap level, pengukuran yang tepat dan pengawasan pelaksanaan yang 'enar.

Semua hal itu harus diren/anakan se/ara terintegrasi se#ak permulaan proyek. 1engan informasi+

informasi perilaku tiang+tanah yang diperoleh, diharapkan peren/ana dapat meren/anakan

fondasi tiang 'or dengan le'ih efisien dan ekonomis serta aman.

&ambar *#nformasi kuantitatif yang diperoleh dari

u#i 'e'an statis yang diinstrumentasi

D


8/19

(#$ Instrumentasi Tiang Bor

2eralatan instrumen yang sering digunakan adalahstrain gagesdan tell!tales. 2rinsipnya,

straingages hanya mengukur reganganyang ter#adi pada tiang 'or 'ukan 'esarnya 'e'an yang

'eker#a pada lapisan terse'ut. 1engan mengetahui regangan yang ter#adi pada tiang 'or, kita

dapat menghitung 'esarnya 'e'an yang 'eker#a pada suatu penampang dengan persamaan yang

/ukup sederhana yaitu F

EA2 = (*

Sekilas, persamaan (* diatas terlihat sangat sederhana dan dapat dengan mudah

dipe/ahkan. 5etapi yang men#adi persoalan utama dalam melakukan peme/ahan persamaan (*

diatas adalah terletak pada pemilihan parameter+parameter regangan (G*, modulus elastisitas

'eton (E* dan luas penampang (A*. egangan yang ter#adi pada tiang 'or dapat diukur dengan

mudah melalui pem'a/aanstrain gagesyang terpasang.

dealnya, setiap level harus dipasang > 'uah strain gages. Alasannya adalah untuk

mendapatkan data yang konsisten yang mewakili keseluruhan penampang pada level yang

ditin#au dari data rata+rata strain gages terse'ut. Sering kali pem'a/aan regangan strain gages

pada satu level tidak konsisten. 4ika hanya dari > 'a/aan yang sangat 'er'eda, 'a/aan terse'utdapat dia'aikan, maka diam'il nilai rata+rata 'a/aan ketigastrain gages sa#a. Selain itu, apa'ila

ter#adi kerusakan pada salah satu strain gages, masih ada data /adangan lain yang 'isa

didapatkan. Masalahnya #ika, peren/ana kadang+kadang memasang strain gageskurang dari >

'uah dengan alasan penghematan 'iaya. 2adahal, nilai rata+rata yang diam'il dari pem'a/aan 9m*, nilai .NB%harus direduksi se'esar

No.-+9B.

-. Kra/t4 L#M#4 Fo3ht4 #!#4 !merasinghe4 S#F# 6"-,"7.riction )apacity

of Piles Dri"en *nto )lay. ASCE 4ournal of eote/hni/al Engineering, ;ol. %D, No.

5 , Novem'er, pp. 9.

>. Limasalle4 S#P# 6"--*7. Masalah 'ji eban #tatis 3ertikal ondasi &iang.

2rosiding Seminar )oundation 2ro'lemP!B.

9. Limasalle4 S#P# 6"---7.Perkiraan Daya Dukung (ksial ondasi &iang or

di Jakarta. 2rosiding Seminar Nasional eoteknik, 4urusan Sipil Universitas a#ah

Mada, 6ogyakarta.

B. Limasalle4 S#P# 9artono# 6$..+7. 'ji eban #tatis, 4disi ke!0. )akultas

5eknik 4urusan Sipil, Universitas =risten =rida Oa/ana. 4akarta.

"
http://www.fellenius.net/http://www.fellenius.net/http://www.fellenius.net/


19/19

Documents

Tantangan Memprediksi Perilaku Fondasi Tiang Bor Dengan Lebih Tepat