GEOTEKNIK HIDROLOGI

GEOTEKNIK HIDROLOGI

1 comments

GEOTEKNIK HIDROLOGI

Pengumpulan data geoteknik dan hidrogeologi dilakukan dalam persiapan penambangan, umumnya mulai pada tahap pre-feasibility study. Data-data geoteknik dan hidrogeologi digunakan sebagai laporan di dalam tahap studi kelayakan, sekaligus sebagai dasar perancangan tambang.

A. SIFAT-SIFAT DATA TEKNIS BATUAN

Geoteknik atau dikenal sebagai engineering geology merupakan bagian dari rekayasa sipil yang didasarkan pada pengetahuan yang terkumpul selama sejarah penambangan. Seorang ahli sipil yang merancang terowongan, jalan raya, bendungan atau yang lainnya memerlukan suatu estimasi bagaimana tanah dan batuan akan merespon tegangan, sehingga dalam hal ini penyelidikan geoteknik merupakan bagian dari uji lokasi dan merupakan dasar untuk pemilihan lokasi. Bagian dari ilmu geoteknik yang berhubungan dengan respon material alami terhadap gejala deformasi disebut dengan geomekanika.

Dalam urutan kegiatan pertambangan, eksplorasi merupakan proses evaluasi teknis untuk mendapatkan model badan bijih. Model cadangan suatu badan bijih yang diinterpretasikan dari hasil eksplorasi langsung maupun tak langsung, sebelum ditentukan cara penambangannya apakah dengan open pit atau underground mining harus dianalisis secara geoteknik. Salah satu faktor yang mempengaruhi keputusan tersebut adalah ketidakselarasan struktur geologi. Pola-pola dari patahan, rekahan, dan bidang perlapisan mendominasi perilaku batuan dalam tambang terbuka karena terdapat gaya penahan yang kecil untuk mencegah terjadinya luncuran dan karena terdapat semacam gaya tekan ke atas dari permukaan air yang terdapat dalam rekahan.

Dalam tambang bawah tanah pengaruh ketidakselarasan kurang dominan namun tetap harus diperhatikan. Permukaan patahan pada kedalaman tertentu merupakan tempat yang memiliki kohesi yang rendah dan berakumulasinya tegangan. Permukaan rekahan dan belahan merupakan bidang lemah dengan resistansi yang rendah untuk menahan tegangan, dan memiliki kecenderungan terbuka saat terganggu oleh aktivitas peledakan (blasting).

Instrumentasi yang modern dalam mekanika batuan memberikan cara pengukuran yang lebih baik terhadap pengaruh kombinasi kekuatan batuan dan cacat struktur. Keuntungan khusus dari studi mekanika batuan modern adalah lokasi dan material dapat diuji lebih lanjut. Daerah kerja tambang dapat dirancang secara detail. Detail-line mapping dilakukan untuk menggambarkan proyeksi rekahan dan kontak yang orientasinya menyebar sepanjang singkapan atau suatu muka tambang. Gambar adalah lembar data tipikal yang digunakan dalam metoda ini, menunjukkan jenis informasi yang dikumpulkan. Posisi rekahan yang dihasilkan dalam detail-line mapping diplot pada stereonet untuk dievaluasi. Pendekatan lainnya untuk studi struktur detail dalam pertambangan adalah fracture-set mapping yang dalam hal ini semua rekahan diukur dan dideskripsikan dalam beberapa area tambang kemudian dikelompokkan berdasarkan karakteristik tertentu. Kelompok tersebut dideskripsikan dan posisi individualnya diplot pada Schmidt net (equal-area net).

Persentase terbesar tentang informasi struktur yang digunakan dalam perencanaan tambang berasal dari inti bor. Spasi rekahan, posisi relatif terhadap lubang bor, dan jenis pengisian rekahan harus dideskripsikan secermat mungkin. Dalam pengamatan inti bor untuk informasi struktur dikenal istilah RQD (rock-quality designation) yaitu persen inti bor yang diperoleh dan hanya dihitung untuk inti bor yang memiliki panjang 10 cm atau lebih. Klasifikasi kualitas berdasarkan RQD.

Tabel Klasifikasi kualitas batuan berdasarkan RQD (Peters, 1978)

RQD (%)	Kualitas
0 - 25	Sangat buruk
25 - 50	Buruk
50 - 75	Sedang
75 - 90	Baik
90 - 100	Baik Sekali

Sebagai contoh :

Jika total kemajuan pemboran 130 cm, total inti bor yang diperoleh 104 cm, maka perolehan inti bor (core recovery) adalah 104/130 = 80%. Jumlah panjang inti bor dengan panjang 10 cm atau lebih adalah 71,5 cm, sehingga besarnya RQD = 71,5/130 = 55% artinya kualitas batuan yang bersangkutan adalah sedang.

Penyelidikan dengan seismik kadang-kadang digunakan untuk pengukuran secara tidak langsung terhadap “rock soundness”. Salah satu aplikasi khusus metoda seismik adalah untuk menentukan rippability yaitu suatu ukuran dimana batuan dan tanah dapat dipindahkan oleh bulldozer-ripper dan scraper tanpa peledakan.

Tabel Informasi geologi yang diperlukan untuk merekam cacat struktur dalam batuan (Peters, 1978)

INFORMASI GEOTEKNIK

1. Peta lokasi atau rencana tambang.

2. Kedalaman di bawah datum referensi.

3. Kemiringan (dip).

4. Frekuensi atau spasi antar bidang ketidakselarasan yang berdekatan.

5. Kemenerusan atau perluasan bidang ketidakselarasan.

6. Lebar atau bukaan bidang ketidakselarasan.

7. Gouge atau pengisian antar muka bidang ketidakselarasan.

8. Kekasaran permukaan dari muka bidang ketidakselarasan.

9. Waviness atau lekukan permukaan bidang ketidakselarasan.

10. Deskripsi dan sifat-sifat batuan utuh diantara bidang ketidakselarasan.

Berikut ini merupakan beberapa istilah dan pengertiannya berkaitan dengan pengujian geomekanika :

1. Tegangan (stress) adalah gaya yang bekerja tiap satuan luas permukaan. Simbolnya adalah s (baca: sigma) untuk tegangan normal dan t (baca: tau) untuk tegangan geser.

2. Regangan (strain) adalah respon yang diberikan oleh suatu material akibat dikenai tegangan. Simbolnya adalah e (baca: epsilon) yang menunjukkan deformasi (pemendekan atau pemanjangan) per satuan panjang mula-mula.

3. Kuat geser (shear strength) adalah besarnya tegangan atau beban pada saat material hancur dalam geserannya.

4. Modulus Young (E) adalah ukuran kekakuan yang merupakan suatu konstanta untuk setiap padatan yang klastik. Sering disebut modulus elastisitas yang merupakan perbandingan antara tegangan terhadap regangan (E=s/e).

5. Rasio Poisson (ν, baca: nu) berkaitan dengan besarnya regangan normal transversal terhadap regangan normal longitudinal di bawah tegangan uniaksial. Nilainya berkisar sekitar –0,2 dan persamaannya adalah :

		Eεy				Eεz
ν	=	-----	atau	ν	=	----
		σx				σx

Terdapat beberapa jenis kekuatan batuan, yaitu :

1. Kuat kompresif tak tertekan (uniaksial) yang diuji dengan suatu silinder atau prisma terhadap titik pecahnya. Gambar menunjukkan jenis uji dan rekahan tipikal yang berkembang di atas bidang pecahnya.

2. Kuat tarik (tensile strength) ditentukan dengan uji Brazilian dimana suatu piringan ditekan sepanjang diameter atau dengan uji langsung yang meliputi tarikan sebenarnya atau bengkokan dari prisma batuan.

3. Kuat geser (shear strength) yang diuji secara langsung dalam suatu “shear box” atau diukur sebagai komponen pecahan kompresi.

B. SIFAT-SIFAT DATA TEKNIS TANAH DAN AIR

Tanah merupakan hasil pelapukan dari batuan. Jika suatu batuan berasal dari material yang tak terkonsolidasi, seharusnya mengikuti aturan mekanika tanah, dimana klasifikasi material ditunjukkan pada Gambar.

Gambar Klasifikasi tanah berdasarkan ukuran butir (Peters, 1978)

Pola perilaku tanah dan batuan dipengaruhi oleh kehadiran air dan udara; terutama air. Klasifikasi teknis yang umum untuk tanah berbutir halus melibatkan grafik plastisitas dimana batas likuid diplot berlawanan terhadap indeks plastisitas. Garis A pada grafik merupakan suatu batas empiris dengan lempung inorganik di atas dan dengan lanau dan lempung organik di bawah. 

Sebagai tambahan peralatan pengujian kompresi triaksial, laboratorium pengujian tanah melibatkan konsolidometer untuk mengukur konsolidasi di bawah pembebanan, dan direct shear box. Uji kompresi tak tertekan dilakukan pada tanah kohesif. Untuk uji insitu di lapangan, vane shear test digunakan; dalam hal ini pipa dengan empat-sayap disisipkan ke dalam tanah dan diputar dengan suatu gaya ukur untuk menentukan kuat pergeseran.

Gambar Grafik plastisitas tanah menunjukkan

karakteristik beberapa jenis tanah (Peters, 1978)

Data hidrologi sangat diperlukan untuk pengontrolan aktivitas penambangan di suatu daerah. Aliran air permukaan dapat diperkirakan dan lokasi sumber mata air dapat diplot selama pemetaan geologi. Pengukuran dapat dibuat selama program pemboran eksplorasi. Contoh kualitas air dapat diambil dan uji pemompaan sederhana dapat dilakukan sementara data geologi dikumpulkan. Masalah air memiliki dampak sosial maupun politik. Penyaliran suatu tambang dapat menyebabkan sumur seseorang atau suatu sumber aliran menjadi kering. Gambar menunjukkan beberapa hal yang berkaitan dengan air tanah. Pada semua jenis batuan terdapat variasi lokal mengenai level air, misalnya disebabkan oleh isolasi dari blok-blok tanah oleh barrier patahan yang terisi dengan suatu material dan dike impermeabel

Dua parameter pengukuran yang terpenting dalam hidrologi airtanah adalah koefisien permeabilitas dan koefisien penyimpanan, atau “porositas efektif”. Koefisien permeabilitas (k) merupakan suatu elemen dari Hukum Darcy : V = k.i, dimana V adalah kecepatan aliran laminer (kondisi nonturbulen) dan I adalah gradien hidraulik yang merupakan rasio kehilangan dalam tinggi hidraulik (tekanan) oleh resistansi friksional terhadap satuan jarak dalam arah aliran. Koefisien permeabilitas ditentukan secara eksperimen untuk daerah yang spesifik dengan uji pompa dan di laboratorium dengan uji permeameter.

Koefisien penyimpanan dalam suatu akifer ditunjukkan sebagai fraksi desimal, yang menunjukkan volume air yang dapat diharapkan untuk dikuras dari suatu satuan volume tanah. Parameter tersebut berkaitan dengan pori, rekahan, dan lubang bukaan larutan untuk pengisian oleh airtanah. Koefisien penyimpanan umumnya dihitung dari uji pompa dalam sumur observasi yang digunakan untuk memonitor perbedaan kurva penurunan atau permukaan piezometrik di sekitar sumur atau shaft, seperti yang diperlihatkan pada Gambar.

Gambar Uji drawdown dengan pemompaan dalam suatu tambang atau sumur (Peters)

 

sumber :http://artikelbiboer.blogspot.com/2009/11/geotechnic-hydrology.html

Pekerjaan Geoteknik pada Penambangan

Pekerjaan Geoteknik pada Penambangan

0 comments

Pekerjaan Geoteknik pada Penambangan 

 

Geoteknik adalah ilmu yang mempelajari perilaku tanah maupun batuan. Di alam dunia pertambangan peran seorang geotek sangatlah penting. Tidak hanya untuk mendesain atau menganalisis lereng agar aman, akan tetapi geoteknik engineer juga diperlukan untuk mendesain stock pile, barge loading Conveyor/ Jety Manual maupun pelabuhan. Seorang geotek akan melakukan perhitungan seberapa besar beban yang dapat diterima oleh suatu tanah/batuan, sehingga dapat mencegah terjadinya longsor akibat beban yang berlebihan yang ditanggung oleh tanah/batuan tersebut.

Banyak perusahaan tambang kita yang masih mengabaikan peran geoteknik di dalam tambang. Anggapan bahwa penyelidikan geoteknik itu mahal adalah salah. Biaya yang dikeluarkan untuk penyelidikan geoteknik tidaklah semahal biaya yang akan terbuang bila terjadi longsor di tambang, stock pile, barge loading atau bahkan pelabuhan. Sebagai contoh, perusahaan tambang yang baru sekitar satu minggu
memasang hopper seberat 200 ton di lokasi barge loading conveyor, tiba-tiba mengalami longsor. Hopper terlepas dari pondasinya dan menggeser semua bangunan yang sudah terpasang disekitar BLC. Kaki conveyor terangkat, dolpin bergerak dan jatuh ke sungai akibat terjadinya pergerakan tanah disekitarnya. Kerugian struktur yang diderita mencapai lebih dari 1M, belum lagi kerugian yang timbul akibat terhentinya aktifitas disekitar BLC. Banyak juga perusahaan tambang yang membuat lokasi stock pilenya dekat dengan sungai. Akibat beban yang berlebihan dari penumpukan batubara,
lebih besar maka sebagian dari batubara tersebut longsor ke sungai. Dapat dibayangkan berapa kerugian yang diderita oleh perusahaan akibat hilangnya batubara dan pencemaran yang ditimbulkan. Untuk itulah peran geotek cukup penting agar terhindar dari kerugian-kerugian tersebut.
Pekerjaan penting lain yang harus dilakukan seorang engineer geotek adalah memberikan panduan kepada pihak terkait mengenai potensi bahaya geoteknik yang akan terjadi kepada pihak terkait (manajemen perusahaan, institusi, mineplanner, dll).

Peran seorang engineer geotek secara umum dalam pertambangan adalah :
1. Eksplorasi dan Mine Development.
Geoteknik diperlukan untuk memandu kepada arah pembuatan desain pit yang optimal dan aman (single slope degree, overall slope degree, tinggi bench, potensi bahaya longsor yang ada contohnya: longsoran bidang, baji, topling busur, dll) sesuai dengan kriteria faktor keamanannya. Disini ahli geotek tidak hanya melakukan analisis namun juga ikut turun memetakan kondisi geologi (patahan/lipatan/rekahan, dll) dilokasi yang akan dibuka tambang. Selain itu juga geoteknik diperlukan dalam pembangunan infrastruktur tambang seperti stockpile, port, jalan hauling di areal lemah, dll. Disini, peran ahli geotek adalah memberikan analisis mengenai daya dukung tanah yang aman, cut fill volume, serta langkah-langkah yang diperlukan untuk memenuhi faktor keamanan sehingga ketika dilakukan kontruksi dan digunakan tidak terjadi longsoran (failure).

2. Operasional Tambang
Pada kondisi ini ahli geotek berperan dalam pengawasan kondisi pit dan infrastruktur yang ada, sebagai contoh pengawasan pergerakan lereng tambang, zona-zona potensi longsor di areal tambang (pit dan waste dump) akibat proses penambangan, prediksi kapan longsor akan terjadi, apakah berbahaya untuk operasional di pit atau tidak,
langkah apa saja yang harus dilakukan untuk mengantisipasi longsor seperti mengevakuasi alat, melakukan push back untuk menurunkan derajat kemiringan lereng, melakukan penguatan, melakukan pengeboran horizontal untuk mengeluarkan air tanah,dll. Disini peran ahli geotek memandu tim safety dalam pengawasan operasional tambang dan ahli geotek bisa melakukan penyetopan operasional pit jika membahayakan keselamatan manusia dan alat, hal ini juga berlaku pada infrastruktur.
3. Post Mining (Pasca Penambangan)
Setelah kegiatan penambangan selesai, geotek bekerja sama dengan safety juga berperan untuk memastikan bahwa kondisi waste dump dan pit dalam kondisi aman dan tidak terjadi longsor dalam jangka waktu lama, karena setelah tambang selesai lahan tersebut akan dikembalikan kepada pemerintah dan masyarakat dan menyangkut masalah
citra perusahaan, bagi perusahaan yang berstatus green company hal ini merupakan kewajiban yang harus dilakukan. 

 Sumber : http://matonimous.blogspot.com/2010/03/pekerjaan-geoteknik-pada-penambangan.html

GEO-STUDIO 2007

GEO-STUDIO 2007

0 comments

GEO-SLOPE Office adalah sebuah paket aplikasi untuk pemodelan geoteknik dan geo-lingkungan. Software ini melingkupi SLOPE/ W, SEEP / W, SIGMA / W, QUAKE/ W, TEMP / W, dan CTRAN / W. Yang sifatnya terintegrasi sehingga memungkinkan untuk menggunakan hasil dari satu produk ke dalam produk yang lain. Ini unik dan fitur yang kuat sangat memperluas jenis masalah yang dapat dianalisis dan memberikan fleksibilitas untuk memperoleh modul seperti yang dibutuhkan untuk proyek yang berbeda.
SLOPE / W merupakan produk perangkat lunak untuk menghitung faktor keamanan tanah dan kemiringan batuan. Dengan SLOPE / W, kita dapat menganalisis masalah baik secara sederhana maupun kompleks dengan menggunakan salah satu dari delapan metode kesetimbangan batas untuk berbagai permukaan yang miring, kondisi tekanan pori-air, sifat tanah dan beban terkonsentrasi. Kita dapat menggunakan elemen tekanan pori air yang terbatas, tegangan statis, atau tekanan dinamik pada analisis kestabilan lereng. Anda juga dapat melakukan analisis probabilistik.

SEEP / W adalah salah satu software yang digunakan untuk menganalisis rembesan air tanah, masalah kelebihan disipasi tekanan pori-air. Dengan SEEP / W, kita dapat mempertimbangkan analisis mulai dari masalah tingkat kejenuhan yang tetap sampai yang tidak jenuh, tergantung dari masalah itu terjadi.
SIGMA / W adalah salah satu software yang digunakan untuk menganalisis tekanan geoteknik dan masalah-masalah deformasi. Dengan SIGMA / W, kita dapat mempertimbangkan analisis mulai dari masalah deformasi sederhana hingga masalah tekanan-efektif lanjutan secara bertahap dengan menggunakan model konstitutif tanah seperti linier-elastis, anisotropik linier-elastis, nonlinier-elastis (hiperbolik), elastis-plastik atau Cam-clay.
QUAKE / W adalah salah stu software yang digunakan untuk menganalisis gerakan dinamis dari struktur bumi hingga menyebabkan gempa bumi. QUAKE / W sangat cocok sekali untuk menganalisis perilaku dinamis dari bendungan timbunan tanah, tanah dan kemiringan batuan, daerah di sekitar tanah horizontal dengan potensi tekanan pori-air yang berlebih akibat gempa bumi.
TEMP / W adalah salah satu software yang digunakan untuk menganalisis masalah panas bumi. Software ini dapat menganalisis masalah konduksi tingkat panas yang tetap . Kita dapat mengontrol tingkat di mana panas diserap atau dibebaskan selama fase perubahan . Kondisi batas termal dapat ditentukan dari memasukkan data iklim, dan kondisi batas disediakan untuk thermosyphons dan pipa pembekuan.
CTRAN / W adalah salah satu software yang dalam penggunaannya berhubungan dengan SEEP / W untuk pemodelan transportasi kontaminasi. CTRAN / W dapat menganalisa masalah yang sederhana seperti pergerakan partikel dalam gerakan air atau serumit menganalisis proses yang melibatkan difusi, dispersi, adsorpsi, peluruhan radioaktif dan perbedaan massa jenis.
VADOSE / W adalah salah satu software yang berhubungan dengan lingkungan, permukaan tanah, zona vadose dan daerah air tanah lokal. Software ini dapat menganalisa masalah batas fluks seperti:
1. Rancangan dan memonitor performa satu atau lebih lapisan yang menutupi tambang dan fasilitas limbah rumah.
2. Menentukan iklim yang mengontrol distribusi tekanan pori-air pada lereng untuk digunakan dalam analisis stabilitas.
3. Menentukan infiltrasi, evaporasi dan transpirasi dari proyek-proyek pertanian atau irigasi
Seep3D digunakan untuk pemodelan 3D dari air tanah yang jenuh atau tidak jenuh. Dengan menggunakan Seep3D, kita dapat memperluas analisis aliran air tanah regional dengan menyertakan geometri struktur tertentu seperti waduk dan bendungan, hambatan arus cutoff, rembesan saluran air atau sumur, gabungan aliran dari samping dan bawah lereng, dan infiltrasi dan aliran dalam sistem penghalang limbah.

Hammer Test Civil engineering

Hammer Test Civil engineering

0 comments

PENGUJIAN STRUKTUR BETON DENGAN METODE HAMMER TEST DAN 

METODE UJI PEMBEBANAN (LOAD TEST)

BAB-I

PENDAHULUAN

1.1. UMUM

Dalam pelaksanaan suatu konstruksi bangunan sering terdapat kegagalankegagalan akibat kerusakan-kerusakan yang terjadi pada struktur atau bahagianbahagian struktur pada waktu tahap pelaksanaannya maupun setelah selesai dikerjakan. Kejadian ini antara lain disebabkan oleh adanya faktor-faktor yang sebelumnya tidak diperhitungkan misalnya kesalahan dalam perencanaan dan pelaksanaan serta adanya pelampauan beban akibat perubahan fungsi dari bangunan.

Dalam perencanaan suatu struktur bangunan biasanya didahului dengan membuat beberapa asumsi-asumsi misalnya besaran gaya-gaya yang bekerja dan mutu bahan yang akan digunakan yang pada akhimya syclus perencanaan harus diuji kebenarannya. Pembuktian asumsi-asumsi yang dibuat mebutuhkan pengujian-pengujian dan percobaan-percobaan yang dapat berupa Quality Control dan Quality Assurance. Walaupun telah didahului oleh Quality Control dan quality Assurance yang terencana sering terjadi bahwa hasil akhir mutu bahan yang dilaksanakan masih tetap berada dibawah kwalitas yang diinginkan. Hal ini dapat terjadi karena kesalahan dalam pelaksanaan/perencanaan, penurunan kinerja struktur yang sudah berdiri (struktur eksisting) dan apa yang disebut dengan pengaruh skala (scale etfecs) .

Kwalitas produk dalam skala besar, misalnya untuk beton yang akan digunakan dalam pembuatan suatu bangunan yang diproduksi secara besar besaran dicoba diramalkan berdasarkan kwalitas bahwa tes yang diacu dalam skala kecil dilaboratorium (test kubus) sewaktu melaksanakan perencanaan campuran teton (mixed design).

Penyimpangan kwalitas akhir misalnya pada struktur yang menggunakan beton sebagai materialnya dapat menyebabkan terjadinya retakan-retakan pada sebahagian atau keseluruhan dari struktur bangunan. Jika penyimpangan kwalitas akhir ini dijumpai pada pelaksanaan suatu bangunan ada dua alternatif yang dapat diambil dalam penanggulangannya. Pertama  mengganti sebahagian atau keseluruhan struktur yang tidak memenuhi persyaratan dan yang kedua mengadakan penelitian secara menyeluruh tentang kekuatan dan kekakuan konstruksi untuk kemudian memberi rekomendasi terhadap penggunaan tats ruang perkuatan konstruksi tersebut.

Untuk mendapatkan informasi tentang kekhawatiran mengenai tingkat keamanan struktur dari suatu komponen bangunan ataupun bangunan secara keseluruhan akibat adanya faktor-faktor yang tidak diperhitungkan sebelumnya diperlukan pengujian-pengujian. Ada beberapa bentuk metode pengujian yang dapat digunakan diantaranya pengujian-pengujian setempat yang bersifat tidak merusak seperti pengujian ultrasonik dan hammer serta bersifat setengah merusak ataupun merusak secara keseluruhan komponen-komponen bangunan yang diuji berupa pengujian pembebanan (Load Test). Dasar-dasar dan tahapan-tahapan yang dilakukan dalam pengujian struktur eksisting yang umum ditarapkan dapat

dikemukakan secara ringkas pada uraian berikut ini.

1.2. DASAR.DASAR PENGUJIAN STRUKTUR
1. Kesalahan perencanaan/pelaksanaan.

1. Hasil pengamatan lapangan dimana terlihat adanya retak-retak atau lendutan yang berlebihan pada bagian-bagian struktur. 
2. Sifat material yang diuji selama pelaksanaan pembangunan struktur, yang menunjukkan hasil-hasil yang tidak memenuhi syarat baik dari segi kekuatan maupun durabilitas (sifat kekedapan terhadap air yang disyaratkan untuk bangunan seperti kolam renang).
3. Hasil Perhitungan (dengan memakai kekuatan material yang aktual) yang menunjukkan adanya penurunan kapasitas kekuatan struktur atau komponen-komponen struktur 

2. Penurunan kinerja struktur eksisting yang diakibatkan oleh:

1. Adanya pelapukan material pada struktur karena usianya yang sudah tua, atau karena serangan zat-zat kimiawi tertentu yang merusak (seperti jenisjenis senyawa asam). 
2. Adanya kerusakan pada struktur atau bagian-bagian struktur karena bencana kebakaran atau gempa atau karena struktur mengalami pembebanan tambahan akibat adanya ledakan disekitar struktur ataupun beban lainnya yang tidak direncanakan.
3. Rencana pembebanan tambahan pada struktur karena adanya :
1. Perubahan fungsi / penggunaan struktur.
2. Penambahan tingkat (pengembangan struktur).
4. Syarat untuk proses jual beli atau asuransi suatu struktur bangunan. Untuk hal ini biasanya cukup dilakukan penyelidikan secara visual kecuali jika ada tanda–tanda yang mencurigakan pada struktur.

1.3. TAHAPAN DALAM PENGUJIAN STRUKTUR.
1. Tahapan Perencanaan

Tahapan ini mencakup pendefinisian masalah, pemilihan jenis test yang akan dilakukan yang tentunya sesuai dengan masalah yang dihadapi, penentuan banyaknya pengujian yang akan dilakukan, dalam pemilihan lokasi pengujian

pada struktur/komponen struktur yang tentunya diharapkan dapat mewakili kondisi struktur yang sebenamya. Tahapan-tahapan yang umumnya lakukan pada tahap perencanaan ini dapat diuraikan sebagai berikut ini:

a. Penyelidikan visual.

Pengamatan Visual diperlukan sebagai tahapan awal untuk mendefinisikan permasalahan yang ada dilapangan. Dari pengamatan visual ini bisa didapatkan imformasi mengenai tingkat layanan (service ability) dari komponen struktur (seperti lendutan), baik tidaknya pengerjaan pada saat pembangunan struktur/ komponen struktur (misalnya ada bagian keropos dan

"honeycombing" pada beton) material (misal pelapukan beton) maupun tingkat struktural (seperti retak-retak akibat lenturan pada struktur beton).

Untuk tahapan ini diperlukan adanya tenaga ahli yang terlatih yang dapat mendeteksi hal-hal yang tidak normal yang terjadi pada struktur dan dapat membedakan jenis-jenis kerusakan yang terjadi dan penyebabnya. Sebagai contoh tenaga ahli tersebut harus mampu membedakan jenis-jenis retak yang mungkin terjadi pada struktur beton. Sementara itu jenis

pengujian lain yang tersedia seperti pengambilan sample core dari struktur baton yang kemudian dilanjutkan dengan pengujian tekan dapat ssss ililloririasi yang lebih akurat mengenai kuat tekan beton.

Jadi, tingkat keandalan hasil pengujian core tersebut tergolong tinggi. Namun, cara ini membutuhkan biaya yang sangat tinggi yang memerlukan waktu pengerjaan yang lebih lama. Selain itu, cara ini juga menimbulkan kerusakan pada struktur. Jadi bisa dilihat disini bahwa sebagai langkah awal dalam memilih jenis pengujian yang paling sesuai dengan situasi dan kondisi yang ada perlu disusun terlebih dahulu tingkat prioritas dari hal-hal yang akan dijadikan sebagai dasar pemilihan. Namun perlu diperhatikan, bahwa biasanya tingkat akurasi hasil pengukuran merupakan kriteria yang paling penting dalam

pemilihan jenis pengujian.

Biasanya untuk mengatasi kelemahan yang ada dari pengujian-pengujian yang disebabkan pada ilustrasi diatas, dapat dilakukan penggabungan beberapa jenis pengujian. Sebagai contoh, karena dapat memberikan hasil yang akurat, pengujian core dapat digunakan untuk mengkalibrasi hasil pengujian ultrasonik dan hammer. Karena sifatnya yang hanya sebagai

mengkalibrasi, jumlah core yang diperlukan dapat diperkecil, sehingga kerusakan yang timbul pun dapat diminimkan.

Untuk dapat membedakan jenis-jenis retak tersebut beserta penyebabnya, perlu dilakukan penyelidikan yang mendalam mengenai pola retak yang terjadi. Dari penyelidikan tersebut bisa didapat dugaan-dugaan awal mengenai penyebab retak.

b. Pemilihan Jenis Pengujian.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan jenis pengujian struktur terdiri atas :

• - Tingkat kerusakan struktur yang diizinkan terjadi.
• - Waktu penge~aan
• - Tingkat keandalan hasil pengujian
• - Jenis permasalahan yang dihadapi.

Kemungkinan besar jenis pengujian yang tersedia tidak dapat memenuhi semua hal diatas secara optimal, sehingga diperlukan suatu kompromi. Sebagai ilustrasi disampaikan disini bahwa metoda-metoda pengujian beton yang sifatnya tidak merusak (seperti ultrasonik dan hammer test yang dapat digunakan untuk mengetahui kuat tekan beton pad a struktur) biasanya merupakan bentuk pengujian yang sangat sederhana, cepat dan murah.

Namun, tingkat kesulitan dalam mengkalibrasi hasil pengujian untuk proses interpretasi parameter kuat tekan tergolong tinggi. Disamping itu, jika kalibrasi ini tidak dilakukan secara baik dan benar, tingkat keandalan hasil pengujian dengan menggunakan alaI-alaI tersebut akan menjadi rendah.

c. Jumlah dan Lokasi Pengujian.

Penentuan jumlah mengujian yang dibutuhkan ditentukan oleh :

• - Tingkat akurasi yang ditentukan (hubungannya dengan statistik).
• - Tingkat kesulitan pengujian/pengambilan sample
• - Biaya yang dibutuhkan
• - Tingkat kerusakan.

Sebagai contoh, untuk pengujian hammer, untuk mengetahui kuat tekan beton dengan tingkat akurasi yang tinggi, diperlukan pengujian minimal 10 titik didekitar lokasi yang diuji pada struktur atau komponen struktur beton.

Untuk jenis-jenis pengujian yang tidak merusak, karena kecepatan pelaksanaannya, biasanya dapat dilakukan dalam jumlah yang besar yang lokasinya dapat disebaran sehingga mencakupi semua daerah dari komponen struktur yang akan diuji.

2. Tahapan Pelaksanaan.

Pada tahap pelaksanaan pertu diperhatikan tingkat kesulitan dalam mencapai lokasi-lokasi yang telah ditentukan sebagai lokasi pengujian. Jika diperlukan, sistem perancah dapat digunakan, namun sistemnya harus direncanakan dan dipersiapkan dengan baik. Penanganan peralatan pengujian harus dilakukan dengan baik selama pelaksanaan.

Demikian juga dengan keselamatan tenaga pelaksana harus diperhatikan (tenaga pekerja perlu dilengkapi dengan peralatan keselamatan seperti "hard har” tali pengikat dan lain-lain). Perlu juga diperhatikan pada saat pelaksanaan, pengaruh gangguan yang mungkin timbul dari pengujian tersebut terhadap gedung-gedung/strukturstruktur disekitas lokasi struktur yang akan diuji.

3. Tahapan Interpretasi.

Tahap interpretasi dapat dibagi menjadi tiga tahapan yang berbeda :

• a. Peninjauan mengenai kekuatan bahan.
• b. Kalibrasi
• c. Analisa / Perhitungan.
•  

BAB-II 

METODE HAMMER TEST

UMUM

Hammer test yaitu suatu alat pemeriksaan mutu beton tanpa merusak beton. Disamping itu dengan menggunakan metode ini akan diperoleh cukup banyak data dalam waktu yang relatif singkat dengan biaya yang murah. Metode pengujian ini dilakukan dengan memberikan beban intact (tumbukan) pada permukaan beton dengan menggunakan suatu massa yang

diaktifkan dengan menggunakan energi yang besarnya tertentu. Jarak pantulan yang timbul dari massa tersebut pada saat terjadi tumbukan dengan permukaan beton benda uji dapat memberikan indikasi kekerasan juga setelah dikalibrasi,

dapat memberikan pengujian ini adalah jenis "Hammer". Alat ini sangat berguna untuk mengetahui keseragaman material beton pada struktur. Karena kesederhanaannya, pengujian dengan menggunakan alat ini sangat cepat, sehingga dapat mencakup area pengujian yang luas dalam waktu yang singkat.

Alat ini sangat peka terhadap variasi yang ada pada permukaan beton, misalnya keberadaan partikel batu pada bagian-bagian tertentu dekat permukaan. Oleh karena itu, diperlukan pengambilan beberapa kali pengukuran disekitar setiap lokasi pengukuran, yang hasilnya kemudian dirata-ratakan British Standards (BS) mengisyaratkan pengambilan antara 9 sampai 25 kali pengukuran untuk setiap daerah pengujian seluas maksimum 300 mm2.

Secara umum alat ini bisa digunakan untuk:

• - Memeriksa keseragaman kwalitas beton pada struktur.
• - Mendapatkan perkiraan kuat tekan beton.

2. SPESIFIKASI

Spesifikasi mengenai penggunaan alat ini bisa dilihat pada BS4408 pt. 4 atau ASTM G80S-89.

a. Kelebihan dan kekurangan "Hammer test".

Kelebihan :

• - Murah
• - Pengukuran bisa dilakukan dengan cepat
• - Praktis (mudah digunakan).
• - Tidak merusak

Kekurangan :

• Hasil pengujian dipengaruhi oleh kerataan permukaan, kelembaban beton, sifatsifat dan jenis agregat kasar, derajad karbonisasi dan umur beton. Oleh karena itu perlu diingat bahwa beton yang akan diuji haruslah dari jenis dan kondisi yang sama.
• Sulit mengkalibrasi hasil pengujian.
• Tingkat keandalannya rendah.
• Hanya memberikan imformasi mengenai karakteristik beton pada permukaan

b. Kalibrasi.

Seperti yang disebutkan sebelumnya, banyak sekali variabel yang berpengaruh terhadap hasil pengukuran dengan menggunakan peralatan hammer. Oleh karena itu sangat sulit untuk mendapatkan diagram kalibrasi yang bersifat umum yang dapat menghubungkan parameter tegangan beton sebagai fungsi dari pada jumlah skala pemantulan hammer dan dapat diaplikasikan untuk sembarang beton.

Jadi dengan kata lain diagram kalibrasi sebaiknya berbeda untuk setiap jenis campuran beton yang berbeda. Oleh karena itu setiap jenis beton yang berbeda, perlu diturunkan diagram kalibrasi tersebut perlu dilakukan pengujian tekan sample hasil coring untuk setiap jenis beton yang berbeda dari struktur yang sedang ditinjau. Hasil uji coring tersebut kemudian dijadikan sebagai konstanta untuk mengkalibrasikan bacaan yang didapat dari peralatan hammer tersebut.

Perlu diberi catatan disini bahwa penggunaan diagram kalibrasi yang dibuat oleh produsen alat uji hammer sebagainya dihindarkan, karena diagram kalibrasi tersebut diturunkan atas dasar pengujian beton dengan jenis dan ukuran agregat tertentu, bentuk benda uji yang tertentu dan kondisii test yang tertentu.

II. 3. PERSIAPAN DAN TATA CARA PENGUJIAN.

II. 3. 1. Persiapan.

1. Menyusun rencana jadwal pengujian, mempersiapkan peralatan-peralatan serta perlengkapan-perlengkapan yang diperlukan.
2. Mencari data dan informasi termasuk diantaranya data tentang letak detail konstruksi, tata ruang dan mutu bahan konstruksi selama pelaksanaan bangunan berlangsung.
3. Menentukan titik test.
4. Titik test untuk kolom diambil sebanyak 5 (lima) titik, masing-masing titik test terdiri dari 8 (delapan) titik tembak, untuk balok diambil sebanyak 3 (tiga) titik test masing-masing titik terdiri dari 5 (lima) titik tembak sedang pelat lantai diambil sebanyak 5 (lima) titik test masing-masing terdiri dari 5 (lima) titik tembak.

II. 3. 2. Tata Cara Pengujian.

1. Sentuhan ujung plunger yang terdapat pada ujung alat hammer test pada titik-titik yang akan ditembak dengan memegang hammer sedemikian rupa dengan arah tegak lurus atau miring bidang permukaan beton yang akan ditest.
2. Plunger ditekan secara periahan-lahan pada titik tembak dengan tetap menjaga kestabilan arah dari alat hammer. Pada saat ujung plunger akan lenyap masuk kesarangnya akan terjadi tembakan oleh plunger terhadap beton, dan tekan tombol yang terdapat dekat pangkal hammer.
3. Lakukan pengetesan terhadap masing-masing titik tembak yang telah ditetapkan semula dengan cara yang sama.
4. Tarik garis vertikal dari nilai pantul yang dibaca pada grafik 1 yaitu hubungan antara nilai pantul dengan kekuatan tekan beton yang terdapat pada alat hammer sehingga memotong kurva yang sesuai dengan sudut tembak hammer.
5. Besar kekuatan tekan beton yang ditest dapat dibaca pada sumbu vertikal yaitu hasil perpotongan garis horizontal dengan sumbu vertikal. 

Oleh karena itu mutu beton yang dinyatakan dengan kekuatan karakteristik α bk didasarkan atas kekuatan tekan beton yang diperoleh pada saat pengetesan Grafik I: Hubungan antara Nilai Pantul dengan Kekuatan tekan beton

BAB -III

METODE UJI PEMBEBANAN (LOAD TEST)

III.1. UMUM.

Uji pembebanan (load test) adalah merupakan suatu metode pengujian yang bersifat setengah merusak atau merusak secara keseluruhan komponenkomponen bangunan yang diuji. Pengujian yang dimaksud dapat dilakukan dengan beberapa metode salah satu diantaranya adalah metode uji beban (Load Test).

Tujuan load test pada dasarnya adalah untuk membuktikan bahwa tingkat keamanan suatu struktur atau bagian struktur sudah memenuhi persyaratan peraturan bangunan yang ada, yang tujuannya untuk menjamin keselamatan umum. Oleh karena itu biasanya load test hanya dipusatkan pada bagian-bagian struktur yang dicurigai tidak memenuhi persyaratan tingkat keamanan berdasarkan data-data hasil pengujian material dan hasil pengamatan.

III. 2. PEMAKAIAN UJI PEMBEBANAN.

Uji pembebanan biasanya perlu dilakukan untuk kondisi-kondisi seperti berikut ini:

1. Perhitungan analistis tidak memungkinkan untuk dilakukan karena keterbatasan imformasi mengenai detail dan geometri struktur.
2. Kinerja struktur yang sudah menurun karena adanya penurunan kwalitas bahan, akibat serangan zat kimia, ataupun karena adanya kerusakan flsik yang dialami bagian-bagian struktur,akibat kebakaran, gempa, pembebanan yang berlebihan dan lain-lain.
3. Tingkat keamanan struktur yang rendah akibat jeleknya kwalitas pelaksanaan ataupun akibat adanya kesalahan pada perencanaan yang sebelumnya tidak terdeteksi.
4. Struktur direncanakan dengan metode-metode yang non-stardard, sehingga menimbulkan kekhawatiran mengenai tingkat keamanan struktur tersebut.
5. Perubahan fungsi struktur, sehingga menimbulkan pembebanan tambahan yang belum diperhitungkan dalam perencanaan.
6. Diperlukannya pembuktian mengenai kinenja suatu struktur yang baru saja di renovasi.

III. 3. JENIS-JENIS LOAD TEST.

Uji pembebanan dikategorikan dalam dua kelompok, yaitu :

• Pengujian ditempat (in.situ) yang biasanya bersifat non-destructive.
• Pengujian bagian-bagian struktur yang diambil dari struktur utamanya.

Pengujian biasanya dilakukan dilaboratorium dan sifat merusak. Pemilihan jenis uji pembebanan ini tergantung pad a situasi dan kondisi tetapi biasanya cara kedua dipilih jika cara pertama tidak peraktis (tidak mungkin) untuk dilaksanakan. Selain itu pemilihan jenis pengujian bergantung pada tujuan diadakannya load test. Kalau tujuannya hanya ingin mengetahui

tingkat layanan struktur, maka pilihan pertama tentunya yang paling baik. Tetapi ingin mengetahu kekuatan batas dari suatu bagian struktur, yang nantinya akan digunakan sebagai kalibrasi untuk bagian-bagian struktur lainnya yang mempunyai kondisi yang sama, maka cara kedualah yang pilih.

III. 3. 1. Pengujian Pembebanan di tempat (In-Situ Load test).

Tujuan utama dari pembebanan ini adalah untuk memperhatikan apakah prilaku suatu struktur pada saat diberi beban kerja (working load) memenuhi persyaratan banguan yang ada yang pada dasarnya dibuat agar keamanan masyarakat umum terjamin. Prilaku struktur tersebut dinilai berdasarkan pengukuran lendutan yang terjadi. Selain itu penampakan struktur pada saat retak-retak yang terjadi selama pengujian masih dalam batas-batas yang wajar. Beberapa hal yang patut menjadi perhatian dalam pelaksanaan loading test akan diberikan dalam uraian berikut ini.

• Persiapan dan Tata Cara Pengujian. ACI-318’89 mengisyaratkan bahwa uji pembebanan hanya bisa dilakukan jika struktur beton berumur lebih dari 56 hari. Pemilihan bagian struktur yang akan diuji dilakukan dengan mempertimbangkan :
• Permasalahan yang ada
• Tingkat keutamaan bagian struktur yang akan diuji.
•  Kemudahan pelaksanaan.

Bagian struktur yang akan memikul bagian struktur yang akan diuji dan beban ujinya juga harus dipertimbangkan/dilihat apakah kondisinya baik dan kuat Selain itu "scaffolding" juga harus dipersiapkan untuk mengantisipasi beban-beban yang timbul jika terjadi keruntuhan bagian struktur yang diuji.

Beban pengujian harus direncanakan sedemikian rupa sehingga bagian struktur yang dimaksud benar-benar mendapatkan beban yang sesuai dengan yang direncanakan. Hal ini kadang kala sulit direncanakan, terutama untuk pengujian struktur lantai. Hal ini dikarenakan adanya keterkaitan antara bagian struktur yang diuji dengan bagian struktur lain yang ada disekitarnya. Sehingga Timbul apa yang disebut pengaruh pembagian pembebanan ("Load sharing effect"). Pengaruh ini juga bisa ditimbulkan oleh elemen-elemen nonstruktual yang menempel pada lagian struktur yang akan diuji, sebagai

contoh "ceiling board", Elemen non struktural ini dapat berfungsi mendistribusikan beban pada komponen-komponen struktur dibawahnya yang sebenarnya tidak saling berhubungan.

Untuk menghindari terjadinya distribusi beban yang akan diinginkan maka bagian struktur yang akan diuji sebaiknya

diisolasikan dari bagian struktur yang ada disekitarnya. ACI-318- ’ 89 mengisyaratkan bahwa besamya beban yang harus

diaplikasikan selama “load test" (termasuk beban mati yang sudah ada pada struktur) adalah :

Beban total = 0,85 (1,4D + 1,7 L)

Dimana : D = beban mati

L = benda hidup (termasuk faktor reduksinya)

Beban mati harus diaplikasikan 48 jam sebelum "load test" dimulai. Sebelum beban diterapkan, terlebih dahulu dilakukan pembacaan lendutan awal yang nantinya dijadikan sebagai acuan untuk pembacaan lendutan setelah penerapan beban. Pembebanan harus dilakukan secara bertahap dan perlahan-lahan, sehingga tidak menimbulkan beban kejutan pede struktur.

Setelah beban-beban yang direncanakan berada pada struktur yang diuji selama 24 jam, pembacaan lendutan bisa dilakukan.

Setelah pembacaan beban bisa dilepaskan dari struktur. Dua puluh empat jam setelah itu pembacaan lendutan dilakukan kembali. Kriteria umum yang harus dipenuhi dari hasil load test ini adalah struktur tidak boleh memperlihatkan tanda-tanda keruntuhan seperti terbentuknya retak-retak yang berlebihan atau menjadi lendutan yang melebihi persyaratan keamanan yang telah ditetapkan dalam peraturan-peraturan bangunan. Sebagai contoh, ACI mensyaratkan bahwa untuk balok/lantai diatas tumpuan:

L2 δ maks < 20000 h

dimana, δ maks = lendutan maksimum yang terjadi, inch

L = Panjang bentang, inch

h = Tinggi penampang

Persyaratan lendutan diatas bisa dilanggar tapi dengan syarat lendutan yang terjadi setelah beban-beban bekerja yang  dilepaskan haruslah lebih kecil dari 25 % δ maks. Jika struktur gagal dalam "load test", maka : Struktur tidak boleh digunakan sama sekali jika sudah terjadi tanda-tanda kerusakan struktural yang fatal).

Struktur masih bisa digunakan, tapi dengan pembatasan beban-beban yang bekerja sehingga sesuai dengan kekuatan struktur yang sebenarnya. Jadi disini fungsi struktur dikurangi

b. Teknik Pembebanan.

Pembebanan harus dilakukan sedemikian rupa sehingga laju distribusi pembebanan dapat dikontrol (gambar 1). Beban yang bisa digunakan diantaranya air, bata/batako, kantong semen/pasir, pemberat baja dan lainlain. Pemilihan beban yang akan digunakan tergantung dengan distribusi pembebanan yang diinginkan, besarnya total beban yang dibutuhkan, dan

kemudahan pemindahannya.

c. Pengukuran.

Parameter yang biasanya diukur dalam "load test" adalah lendutan, lebar retak. dan regangan. Gambar 2 memperlihatkan aplikasi beberapa jenis alat ukur dalam "load test". Lebar retak yang terjadi biasanya diukur dengan mikroskop tangan yang dilengkapi dengan lampu dan mempunyai lensa yang diberi garis-garis berskala yang ketebalannya berbeda-beda (gambar 3).

Cara pengukuran adalah dengan membandingkan lebar retak yang terjadi, lewat peneropongan dengan mikroskop dengan lebar garis-garis berskala tersebut. Pola retak-retak yang terjadi biasanya ditandai dengan menggambarkan garis-garis yang mengikuti pola retak yang ada dengan menggunakan spidol berwarna (diujung garis-garis tersebut dituliskan imformasi mengenai tingkat pembebanan dan lebar retak yang sudah terjadi).

Gambar 1: Teknik Pembebanan

Gambar 2: Teknik Pengukuran

Gambar 3: Mikroskop untuk Pemeriksaan retak-retak pada beton

III. 3. 2. Uji Merusak

Uji merusak biasanya ditempuh jika pengujian ditempat (in-situ) tidak mungkin dilakukan atau jika tujuan utama pengujian adalah mengetahui kapasitas suatu bagian struktur yang nantinya akan dijadikan sebagai acuan dalam menilai bagian-bagian struktur lainnya yang identik dengan bagian yang diuji. Pengujian jenis ini biasanya memakan waktu dan biaya yang

besar, terutama untuk pemindahan dan penggantian bagian struktur yang akan diuji dilaboratorium. Namun, walaupun begitu hasil yang bisa diharapkan dari pengujian jenis ini tergolong sangat akurat dan informatif. Mengenai teknik pelaksanaan dalam pengukuran untuk pengujian jenis ini sama dengan teknik-teknik yang sudah diuraikan sebelumnya.

BAB - IV

PENUTUP

KESIMPULAN

1. Methode Hammer Test

1. Pengujian jenis ini dilakukan pada pengujian-pengujian setempat dan bersifat tidak merusak struktur. Dapat digunakan dengan mudah (praktis), pengukuran dapat dilakukan dengan cepat dengan memperoleh data yang cukup banyak dan biaya murah.
2. Beton yang diuji haruslah dari jenis dan kondisi yang sama karena hasil pengujian dipengaruhi oleh kerataan permukaan, kelembaman beton, sifat dan jenis agregat kasar, drajad kombinasi dan umur beton.
3. Tingkat keandalan rendah, sulit mengkalibrasi hasil pengujian dan sifatnya hanya memberikan informasi mengenai karakteristik teton pada permukaan

2. Metode Uji Pembebanan.

1. Pengujian dilakukan apabila perhitungan analitis tidak mungkin dilakukan karena keterbatasan informasi, kinerja struktur sudah menurun, tingkat keamanan yang rendah dan perubahan fungsi struktur.
2. Pengujian dapat berupa pengujian ditempat dan bagian-bagian struktur yang penggunaannya tergantung pada situasi, kondisi dan tujuan dilakukannya pengujian yang bersifat setengah merusak maupun merusak secara keseluruhan komponen-komponen struktur.
3. Jika terjadi kerusakan yang fatal setelah dilakukan pengujian, struktur tidak boleh digunakan sama sekali, kalaupun masih digunakan dengan pembatasan beban-beban yang bekerja atau fungsi struktur dikurangi.

Pengenalan Pondasi Tiang Pancang

Pengenalan Pondasi Tiang Pancang

8 comments

Pondasi tiang pancang (pile foundation) adalah bagian dari struktur yang digunakan untuk menerima dan mentransfer (menyalurkan) beban dari struktur atas ke tanah penunjang yang terletak pada kedalaman tertentu.
Tiang pancang bentuknya panjang dan langsing yang menyalurkan beban ke tanah yang lebih dalam. Bahan utama dari tiang adalah kayu, baja (steel), dan beton. Tiang pancang yang terbuat dari bahan ini adalah dipukul, di bor atau di dongkrak ke dalam tanah dan dihubungkan dengan Pile cap (poer). Tergantung juga pada tipe tanah, material dan karakteistik penyebaran beban tiang pancang di klasifikasikan berbeda-beda.
Pondasi tiang sudah digunakan sebagai penerima beban dan sistem transfer beban bertahun-tahun. Pada awal peradaban, dari komunikasi, pertahananan, dan hal-hal yang strategik dari desa dan kota yang terletak dekat sungai dan danau. Oleh sebab itu perlu memperkuat tanah penunjang dengan beberapa tiang.
Tiang yang terbuat dari kayu (timber pile) dipasang dengan dipukul ke dalam tanah dengan tangan atau lubang yang digali dan diisi dengan pasir dan batu.
Pada tahun 1740, Christoffoer Polhem menemukan peralatan pile driving yang mana menyerupai mekanisme Pile driving saat ini. Tiang baja (Steel pile) sudah digunakan selama 1800 dan Tiang beton (concrete pile) sejak 1900. Revolusi industri membawa perubahan yang penting pada sistem pile driving melalui penemuan mesin uap dan mesin diesel.
Lebih lagi baru-baru ini, meningkatnya permintaan akan rumah dan konstruksi memaksa para pengembang memanfaatkan tanah-tanah yang mempunyai karakteristik yang kurang bagus. Hal ini membuat pengembangan dan peningkatan sistem Pile driving. Saat ini banyak teknik-teknik instalasi tiang pancang bermunculan.
Seperti tipe pondasi yang lainnya, tujuan dari pondasi tiang adalah :
- untuk menyalurkan beban pondasi ke tanah keras
- untuk menahan beban vertical, lateral, dan beban uplift
Struktur yang menggunakan pondasi tiang pancang apabila tanah dasar tidak mempunyai kapasitas daya pikul yang memadai. Kalau hasil pemeriksaan tanah menunjukkan bahwa tanah dangkal tidak stabil & kurang keras atau apabila besarnya hasil estimasi penurunan tidak dapat diterima pondasi tiang pancang dapat menjadi bahan pertimbangan. Lebih jauh lagi, estimasi biaya dapat menjadi indicator bahwa pondasi tiang pancang biayanya lebih murah daripada jenis pondasi yang lain dibandingkan dengan biaya perbaikan tanah.

Dalam kasus konstruksi berat, sepertinya bahwa kapasitas daya pikul dari tanah dangkal tidak akan memuaskan,dan konstruski seharusnya di bangun diatas pondasi tiang. Tiang pancang juga digunakan untuk kondisi tanah yang normal untuk menahan beban horizontal. Tiang pancang merupakan metode yang tepat untuk pekerjaan diatas air, seperti jetty atau dermaga.

PONDASI TIANG PANCANG

Pondasi tiang pancang (pile foundation) adalah bagian dari struktur yang digunakan untuk menerima dan mentransfer (menyalurkan) beban dari struktur atas ke tanah penunjang yang terletak pada kedalaman tertentu.

Tiang pancang bentuknya panjang dan langsing yang menyalurkan beban ke tanah yang lebih dalam. Bahan utama dari tiang adalah kayu, baja (steel), dan beton. Tiang pancang yang terbuat dari bahan ini adalah dipukul, di bor atau di dongkrak ke dalam tanah dan dihubungkan dengan Pile cap (poer). Tergantung juga pada tipe tanah, material dan karakteistik penyebaran beban tiang pancang di klasifikasikan berbeda-beda.

Pondasi tiang sudah digunakan sebagai penerima beban dan sistem transfer beban bertahun-tahun. Pada awal peradaban, dari komunikasi, pertahananan, dan hal-hal yang strategik dari desa dan kota yang terletak dekat sungai dan danau. Oleh sebab itu perlu memperkuat tanah penunjang dengan beberapa tiang.

Tiang yang terbuat dari kayu (timber pile) dipasang dengan dipukul ke dalam tanah dengan tangan atau lubang yang digali dan diisi dengan pasir dan batu.

Pada tahun 1740, Christoffoer Polhem menemukan peralatan pile driving yang mana menyerupai mekanisme Pile driving saat ini. Tiang baja (Steel pile) sudah digunakan selama 1800 dan Tiang beton (concrete pile) sejak 1900. Revolusi industri membawa perubahan yang penting pada sistem pile driving melalui penemuan mesin uap dan mesin diesel.

Lebih lagi baru-baru ini, meningkatnya permintaan akan rumah dan konstruksi memaksa para pengembang memanfaatkan tanah-tanah yang mempunyai karakteristik yang kurang bagus. Hal ini membuat pengembangan dan peningkatan sistem Pile driving. Saat ini banyak teknik-teknik instalasi tiang pancang bermunculan. Seperti tipe pondasi yang lainnya, tujuan dari pondasi tiang adalah :

- untuk menyalurkan beban pondasi ke tanah keras

- untuk menahan beban vertical, lateral, dan beban uplift

Struktur yang menggunakan pondasi tiang pancang apabila tanah dasar tidak mempunyai kapasitas daya pikul yang memadai. Kalau hasil pemeriksaan tanah menunjukkan bahwa tanah dangkal tidak stabil & kurang keras atau apabila besarnya hasil estimasi penurunan tidak dapat diterima pondasi tiang pancang dapat menjadi bahan pertimbangan. Lebih jauh lagi, estimasi biaya dapat menjadi indikator bahwa pondasi tiang pancang biayanya lebih murah daripada jenis pondasi yang lain dibandingkan dengan biaya perbaikan tanah.

Dalam kasus konstruksi berat, sepertinya bahwa kapasitas daya pikul dari tanah dangkal tidak akan memuaskan,dan konstruski seharusnya di bangun diatas pondasi tiang. Tiang pancang juga digunakan untuk kondisi tanah yang normal untuk menahan beban horizontal. Tiang pancang merupakan metode yang tepat untuk pekerjaan diatas air, seperti jetty atau dermaga. (Willy).

Pondasi tiang pancang dipergunakan pada tanah-tanah lembek, tanah berawa, dengan kondisi daya dukung tanah (sigma tanah) kecil, kondisi air tanah tinggi dan tanah keras pada posisi sangat dalam. Bahan untuk pondasi tiang pancang adalah : bamboo, kayu besi/kayu ulin, baja, dan beton bertulang.

a. Pondasi Tiang Pancang Kayu

   Pondasi tiang pancang kayu di Indonesia, dipergunakan pada rumah-rumah panggung di daerah Kalimantan, di Sumatera, di Nusa Tenggara, dan pada rumah-rumah nelayan di tepi pantai. Tiang yang terbuat dari kayu (timber pile) dipasang dengan dipukul ke dalam tanah dengan tangan atau lubang yang digali dan diisi dengan pasir dan batu.

Gambar Pondasi Tiang Pancang Kayu

b. Pondasi Tiang Pancang Beton

    Pondasi tiang beton dipergunakan untuk bangunan-bangunan tinggi (high rise building). Pondasi tiang pancang beton, proses pelaksanaannya dilakukan sebagai berikut :

1) Melakukan test “boring” untuk menentukan kedalaman tanah keras dan klasifikasi panjang tiang 

    pancang, sesuai pembebanan yang telah diperhitungkan.

2) Melakukan pengeboran tanah dengan mesin pengeboran tiang pancang.

3) Melakukan pemancangan pondasi dengan mesin pondasi tiang pancang.

Pondasi tiang pancang beton pada prinsipnya terdiri dari : pondasi tiang pancang beton cor di tempat dan tiang pancang beton system fabrikasi.

1) Pondasi tiang pancang beton cor ditempat

    Proses pelaksanaannya pondasi tiang pancang beton cor di tempat sebagai berikut :

    a) Melakukan pemboran tanah sesuai kedalaman yang ditentukan dengan memasukkan besi 

        tulangan beton.

    b) Memompa tanah bekas pengeboran ke atas permukaan tanah.

    c) Mengisi lubang bekas pengeboran dengan adukan beton, dengan sistem dipompakan dan

        desakan/tekanan.

    d) Pengecoran adukan beton setelah selesai sampai di atas permukaan tanah,

    e) Kemudian dipasang stek besi beton sesuai dengan aturan teknis yang telah ditentukan.

Gambar Pondasi Tiang Pancang Beton Cor di Tempat

2) Pondasi tiang pancang beton sistem fabrikasi

   Kemajuan teknologi khususnya pada bidang rancang bangun beton bertulang telah menemukan pondasi tiang pancang sistem fabrikasi. Cetakan-cetakan pondasi dengan beberapa variasi diameter tiang pancang dan panjang tiang pancang dibuat dalam pabrik dengan system “Beton Pra-Tekan” Ukuran tiang pancang produksi pabrik dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Pondasi pemasangan pondasi tiang pancang sistem fabrikasi, sebagai berikut :

a) Dilakukan pengeboran sambil memancangkan tiang pondasi bagian per-bagian. Kedalaman 

    pengeboran sampai dengan batas kedalaman tanah keras yang dapat dilihat secara otomatis dari 

    mesin tiang pancang.

b) Kemudian setiap bagian tertentu dilakukan penyambungan dengan plat baja yang telah dilengkapi 

    dengan “joint” atau ulir penyambungan .

Gambar Pemasangan Pondasi Tiang Pancang Fabrikasi

c.Tiang Pancang Baja (steel)

Gambar Mesin Pancang De WaalpaaI, B.V.

Gambar Mesin Pancang Franki

Hampir di setiap proyek konstruksi pondasi tiang merupakan teknologi pondasi dalam yang telah jamak dipergunakan. Metode pemasangan tiang pondasi lainnya adalah dengan sistim bor. Meski tak sepopuler pondasi tiang pancang, penggunaan tiang bor ini semakin banyak dijumpai. Dalam kedalaman dan diameter dari tiang bor dapat divariasi dengan mudah, pondasi tiang bor dipakai untuk beban ringan maupun beban berat seperti bangunan bertingkat tinggi dan jembatan. Juga dipergunakan pada menara transmisi listrik, fasilitas dok, kestabilan lereng, dinding penahan tanah, pondasi bangunan ringan pada tanah lunak, pondasi bangunan tinggi, dan struktur yang membutuhkan gaya lateral yang cukup besar, dan lain- lain. Setiap alat yang ada hanya sesuai penggunaannya pada kondisi tanah dan teknik pengeboran tertentu saja. 

Salah satunya adalah fight auger. Alat yang sederhana dan ringan ini mempunyai kemampuan membuat lubang bor berdiameter 0,8-3,6 m. Cara kerjanya, rig akan berputar masuk ke tanah sampai terisi penuh oleh tanah, kemudian ditarik kembali ke atas dan diayun supaya tanah yang menempel lepas dari pisaunya. Alat ini efektif pada jenis tanah clan batuan lunak. Tetapi karena di lapangan biasanya mengalami kesulitan pada saat pengeboran, para kontraktor bisanya memilih mesin bor lainnya atau mengganti pisaunya dengan yang lebih baik. Pisau berbenruk spiral melancip akan membantu dalam pengeboran tanah yang keras dan batuan. Selain itu juga terdapat beberapa peralatan lain seperti bucket auger. Berfungsi untuk mengumpulkan basil galian dalam keranjang berbenruk spiral dengan cara mcngambil tanah dari galian ke atas dan dibuang, alat ini biasanya berfungsi baik pada tanah pasir.

Kedua, belling buckets. Alat ini mempunyai keistimewaan dengan ukuran yang lebih besar pada bagian dasarnya. Pembesaran volume biasanya disebut bells atau finder reams. 

Ketiga, core barrels. Alat pemotong berbentuk lingkaran, membuat dan menggali bentuk silinder. Alat ini biasanya digunakan pada tanah keras.

Keempat, multi roller Alat ini hanya digunakan untuk batuan keras. Kelima cleanout bucket yang berfungsi untuk memindahkan hasil galian akhir dari lubang bor dan membuat dasar pengeboran menjadi lebih bersih. Tiang tahanan ujung memburuhkan tipe bucket seperti ini.

Selain itu juga ada yang disebut dengan system pemancangan dengan jacking pile. Sistim pemancangan jacking pile adalah sistim pemancangan dengan metoda tiang bukan dipukul sampai 10 pukulan terakhir < 10 cm tapi ditekan sampai 2x beban rencana(kapasitas alat saat ini 300- 800 ton). 

Kelebihan pemancangan jacking pile yakni : a) Cocok untuk daerah Jakarta yang padat perumahan karena tidak berisik (promosi supplier ditaruh aqua gelas dimesinnya, airnya tidak akan tumpah karena getarannya,jadi kalo orang sekitarnya bilang dia shock / kaca rumahnya pecah gara2x kita pancang,itu tidak mungkin; b) Jumlah tiang bisa berkurang banyak sehingga membuat lebih murah ( di satu proyek 140 tiang dengan hammer bisa jadi 100 tiang dengan jacking pile); c) Di masa depan, jika disetujui oleh P2B, jacking pile bisa untuk menggantikan loading test karena sifatnya berdasarkan tekanan, sehingga menyerupai loading test, sehingga biaya loading test yang ratusan juta bisa dihemat; d) Akurasi pemancangan lebih tepat(kemungkinan miring kecil), sehingga design jarak antar tiang bisa minimal, yang menyebabkan banyaknya besi pilecap dan volume beton pilecap bisa diminimalkan.

Kelemahan pemancangan jacking pile yakni: a) Tidak cocok untuk lokasi yang tanahnya sempit karena jarak bebas alat pancang ke tembok harus 2.5m - 5 m(tergantung alatnya); b).Tidak bisa untuk tanah yang ada lensanya; c) penghematannya bisa dilakukan jika perancangan strukturnya diubah, sehingga harus banyak melibatkan dengan konsultan struktur.

Cara Kerja Jacking Pile

TAHAP 1

Gambar : mengangkat tiang pancang dengan crane

TAHAP 2

Gambar : tiang pancang dimasukkan ke alat pancang

TAHAP 3

Gambar : menjepit tiang dengan penjepit alat pancang dan mulai memancang tiang dengan tekanan hidraulik

TAHAP 4

Gambar 4 : setelah selesai memancang, crane akan mengambil tiang kedua dan sama lagi seperti gambar 1

Kelebihan Dan Kekurangan Pondasi Tiang Pancang

Perkembangan desain pondasi tiang pancang telah maju dengan pesat seiring dengan berkembangnya ilmu dan teknologi rancang bangun dalam dunia teknik sipil. Penggunaan Tiang Pancang dalam berbagai konstruksi sipil turut mengalami perbaikan dan penyempurnaan, jenis pondasi ini masih menjadi pilihan yang utama terutama untuk daerah (site) lapangan yang kurang menguntungkan.

Perilaku dan respon tiang pancang maupun struktur tanah di sekitarnya akan membantu proses desain berjalan dengan baik dengan tingkat akurasi dan validitas hasil desain yang tinggi.

Hambatan utama yang dihadapi dalam melakukan desain pondasi adalah kurang di dapatnya informasi yang memadai mengenai perilaku dan respon pondasi maupun struktur tanah di bawah permukaan tanah. Kesulitan ini selain masih terbatasnya peralatan yang secara langsung dapat memantau perilaku dan respon tiang di kedalaman tanah, juga sifat kenonlinearan tanah mempengaruhi hasil desain yang diperoleh.

Penggunaan Program Komputer untuk menyelesaikan permasalahan desain pondasi tiang pancang banyak dipergunakan dengan berbasis pendekatan metode beda hingga (difference finite method) untuk penyelesaian secara numerik. Diantaranya Program Komputer GROUP yang digunakan untuk penyelesaian desain kelompok pondasi tiang pancang dan analisis perilaku pondasi tiang pancang.

Pondasi tiang pancang termasuk dalam kategori pondasi dalam, dapat mendaya-gunakan kekuatan friksi tanah maupun bearing. Tentu saja ini tergantung dari jenis tanahnya dan panjang pondasi tersebut. Sangat cocok jika kedalaman tanah keras cukup jauh dari permukaan tanah. Tetapi dalam pelaksanaannya memerlukan alat pancang, jika cukup panjang dan beban berat maka tiang pondasinya harus dibuat dari precast PC Pile atau tiang baja, untuk beban ringan mungkin precast RC Pile masih bisa. Pondasi sumuran hanya mengandalkan fenomena bearing saja, sehingga cocok jika tanah keras dekat permukaan tanah. Jika tanah keras terlalu dalam maka pelaksanaannya menjadi masalah tersendiri. Kadang-kadang dihitung sebagai pondasi dangkal.

Tiang pancang unggul terhadap beban vertikal, jika ada beban horizontal maka daya dukungnya relatif kecil. Oleh karena itu jika dalam perencanaan strukturnya menerima gaya horizontal maka diperlukan juga tiang pancang miring. Semakin miring semakin besar daya dukung horizontalnya tetapi pelaksanaannya tidak gampang, jika terlalu miring lalu pakai alat pancang biasa. Bisa-bisa tiangnya patah karena ada eksentrisitas.

Gerakan tanah akibat gempa akan bersama-sama dengan pondasi. Pondasi sumuran, ukurannya lebih masif dibanding tiang pancang, sehingga kemungkinan untuk dapat bergerak bersama-sama dengan tanah lebih banyak. Jadi jika pondasinya tertanam cukup dalam maka fondasinya sendiri relatif tahan terhadap kondisi tersebut.

Kerusakaan akan terjadi jika gerakan tersebut mempunyai pengaruh pada struktur di atasnya yang karena mempunyai massa maka akan mengakibatkan gaya dinamik. Jika gaya dinamik struktur di atas pondasi dan pondasi tidak selaras maka timbul gaya restraint. Ini yang harus diwaspadai.

Karena umumnya sistem jembatan, struktur atas dan struktur bawah tidak menyatu maka dapat terjadi slip (deformasi horizontal yang berbeda satu sama lain). Mekanisme tersebut dapat menyerap enerji gempa. Yang perlu diwaspadai adalah mekanisme slip perlu diberi ruang gerak yang cukup, jangan sampai girder jembatan lepas dari tumpuannya.