Kesesuaian Pondasi Tiang:
Pondasi tiang pancang digunakan dalam kondisi berikut:
(i) Ketika tanah di dekat permukaan tanah atau pada kedalaman yang wajar terlalu lunak atau gembur.
(ii) Ketika beban sangat tinggi sehingga tidak ada cukup luas rencana untuk menampung ukuran pondasi yang diperlukan.
(iii) Ketika beban lateral yang besar bekerja pada pondasi.
(iv) Pondasi tiang pancang digunakan ketika struktur diperkirakan akan membawa beban angkat yang besar pada menara transmisi dan struktur bawah tanah di bawah permukaan air.
(v) Pondasi tiang digunakan ketika pondasi mengalami beban miring, beban eksentrik dan momen.
Klasifikasi Wasir:
Tumpukan diklasifikasikan sebagai berikut:
(a) Klasifikasi berdasarkan bahan dan komposisi:
(i) Tumpukan kayu:
Tumpukan kayu terbuat dari batang pohon dan dibumbui dengan baik, lurus dan bebas dari segala cacat. Di India, tumpukan kayu sebagian besar terbuat dari batang pohon sal. Tumpukan ini tersedia dengan panjang antara 4 hingga 6 m. Tumpukan kayu digunakan di mana lapisan bantalan yang baik tersedia pada kedalaman yang relatif dangkal.
(ii) Tiang beton:
Tiang pancang beton bisa pracetak atau dilemparkan di tempat. Tumpukan pracetak dilemparkan dan disembuhkan di lokasi pengecoran dan kemudian diangkut ke lokasi untuk pemasangan. Tumpukan ini diperkuat secara memadai dengan tegangan penanganan tegakan bersama dengan tegangan kerja. Tiang pancang pracetak biasanya cocok untuk panjang pendek. Tumpukan cast-in-situ dibangun dengan mengebor lubang di tanah dan kemudian mengisi lubang dengan beton setelah menempatkan tulangan.
(iii) Tiang baja:
Tumpukan baja biasanya dari bagian H yang digulung atau bagian pipa tebal. Tumpukan ini digunakan untuk menahan tekanan benturan yang besar dan di mana lebih sedikit distribusi dari pemancangan yang diinginkan. Tumpukan lembaran baja dan tiang-H umumnya digunakan untuk mendukung penggalian terbuka dan untuk memberikan penghalang rembesan.
(iv) Tiang komposit:
Tiang pancang yang terdiri dari dua bahan seperti beton dan kayu atau beton dan baja disebut tiang komposit. Tiang komposit digunakan dalam situasi di mana bagian tiang secara permanen terendam air. Bagian tiang pancang yang akan terendam air dapat dibuat dari kayu yang tidak diolah dan bagian lainnya dari beton.
(b) Klasifikasi berdasarkan metode pemasangan:
(i) Tiang bor:
Bored pile dibangun di lubang pra-bor baik menggunakan casing atau dengan zat penstabil yang bersirkulasi seperti betonies slurry. Lubang bor kemudian diisi dengan beton setelah penempatan tulangan. Keuntungan dari tiang pancang adalah tidak ada kerusakan akibat penanganan dan pemancangan yang biasa terjadi pada tiang pancang.
Tumpukan papan adalah dari jenis berikut:
Tumpukan berdiameter kecil – diameter hingga 600 mm; tiang pancang berdiameter besar-diameter lebih besar dari 600 mm; di bawah tumpukan reamed.
(ii) Tiang pancang:
Tiang pancang dapat terbuat dari beton, baja atau kayu. Tumpukan ini didorong ke dalam tanah oleh tumbukan palu. Pengeboran tidak diperlukan untuk jenis tumpukan ini. Ketika tiang pancang didorong ke dalam tanah granular, hal itu akan memadatkan tanah dan meningkatkan kekuatan tanah. Tetapi ketika tiang pancang didorong dalam tanah liat jenuh, tanah bukannya dipadatkan akan dibentuk ulang dengan penurunan kekuatan.
(iii) Tiang pancang dan tiang cor di tempat:
Ini adalah jenis tumpukan yang digerakkan. Mereka dibangun dengan menggerakkan selubung baja ke tanah. Lubang kemudian diisi dengan beton dengan memasang tulangan dan casing diangkat secara bertahap.
(c) Klasifikasi berdasarkan fungsinya:
Wasir terdiri dari jenis-jenis berikut berdasarkan penggunaannya:
(i) Tiang penyangga ujung:
Tiang pancang yang memindahkan bebannya ke lapisan yang keras dan relatif tidak dapat dimampatkan seperti batu atau pasir padat disebut tiang penyangga ujung. Tumpukan ini memperoleh daya dukungnya dari bantalan ujung di ujung tiang.
(ii) Tiang Gesekan:
Tiang pancang yang tidak bertumpu pada lapisan keras tetapi memperoleh daya dukungnya dari gesekan skim atau adhesi antara permukaan tiang dan tanah di sekitarnya disebut tiang gesek.
(iii) Tumpukan tegangan:
Tension piles juga disebut uplift piles. Tumpukan ini digunakan untuk melabuhkan struktur yang mengalami pengangkatan karena tekanan hidrostatik.
(iv) Tumpukan pemadatan:
Tumpukan ini digunakan untuk memadatkan tanah butiran lepas untuk meningkatkan daya dukungnya. Tumpukan pemadatan tidak membawa beban dan karenanya bisa menjadi material yang lebih lemah. Tumpukan pasir dapat digunakan sebagai tumpukan pemadatan.
(v) Tumpukan jangkar:
Tumpukan ini digunakan untuk menyediakan jangkar terhadap tarikan horizontal dari tumpukan lembaran.
(vi) Tumpukan fender dan lumba-lumba:
Tumpukan fender dan lumba-lumba digunakan untuk melindungi struktur depan air dari benturan benda atau kapal yang mengapung.
Formula Berita Teknik:
Rumus berita teknik diterbitkan oleh AM Wellington, editor berita teknik (New York) pada tahun 1888. Rumus tersebut dikembangkan dengan menyamakan energi yang diterapkan oleh palu (digunakan untuk pemancangan tiang) dengan pekerjaan yang dilakukan oleh tiang dan kehilangan energi adalah diperoleh sebagai
Q a = WH/ F(S + C)
Dimana Q = beban yang diijinkan dalam kg
W = Berat palu dalam kg
H = Tinggi jatuh palu dalam cm
S = Penetrasi per tiupan dalam cm
C = konstanta empiris dalam cm
= 0,25 untuk palu kerja tunggal dan ganda
= 2,5 untuk palu jatuh
F = Faktor keamanan dan diambil sebagai 6.
Rumus di atas untuk berbagai jenis palu dapat ditulis sebagai:
(i) Palu kerja tunggal
Qa = WH /6(S + 0,25)
(ii) Palu kerja ganda
Qa (W + ap) H/6 (S + 0,25)
dimana a = Luas efektif piston dalam cm 2
p = rata-rata tekanan uap efektif dalam kg/cm 2
(iii) Jatuhkan palu
Q a = WH – 6(S + 2.5)
Rumus Hiley:
Rumus Hiley dikatakan rumus lengkap dan ditulis sebagai
dimana Qu = kapasitas beban ultimit tiang pancang
W = berat palu
H = tinggi jatuh
S = penetrasi per tiupan dalam cm
Uji Beban Tiang :
Uji beban pada tiang pancang adalah metode yang paling positif untuk menentukan daya dukung tiang pancang. Uji beban dapat dilakukan pada:
(i) tumpukan kerja atau
(ii) tiang uji.
Tiang pancang adalah tiang yang dicor di tempat atau digerakkan untuk memikul beban dari bangunan atas. Beban uji maksimum pada tiang pancang tidak boleh lebih dari 1 ½ kali beban rencana. Tiang uji adalah tiang yang dipasang khusus untuk pengujian. Beban maksimum yang dapat diterapkan pada tiang tersebut adalah 2 ½ sampai 3 kali beban rencana atau beban yang diterapkan harus memberikan penurunan total sepersepuluh diameter tiang.
Sebuah set up tes beban tumpukan ditunjukkan pada gambar 11.20. Terdiri dari
(i) Rangka reaksi yang dibebani dengan kentledge atau ditopang pada tumpukan jangkar. Jarak penyangga rangka reaksi dari tiang harus minimal 5 kali diameter tiang.
(ii) Dongkrak hidrolik untuk memberikan beban pada kepala tiang
(iii) Satu set dial gauges (3 atau 4 nos.) untuk mengukur penurunan kepala tiang.
Rakitan uji beban tiang vertikal Uji beban tiang terdiri dari dua jenis:
(i) Uji beban terpelihara:
Tumpukan dibebani biasanya dengan Jacking dan beban diterapkan dalam peningkatan yang sesuai (sekitar 20% dari perkiraan beban kerja). Setiap beban tambahan dipertahankan selama dua jam atau sampai tingkat penurunan menjadi 0,2 mm/jam, mana yang lebih awal (sesuai IS 2911-1985); kenaikan beban berikutnya kemudian diterapkan.
Penyelesaian dicatat di bawah setiap kenaikan beban. Untuk uji beban awal, pembebanan dilanjutkan hingga 3 kali beban desain mana yang lebih dulu. Dalam pengujian rutin, beban dilanjutkan hingga 1,5 kali beban rencana. Beban kemudian dilepaskan dalam langkah yang sama ke nol dan catatan penyelesaian dibuat untuk setiap pelepasan beban.
Kurva penyelesaian beban untuk bongkar muat digambar seperti yang ditunjukkan pada gambar 11.21. Beban ultimit dapat dibaca dari kurva jika titik kegagalan yang terdefinisi dengan baik diindikasikan. Ketika tidak ada titik kegagalan yang pasti diperoleh, dapat diambil sebagai beban dimana penurunan sama dengan 10% dari diameter tiang.
Faktor keamanan 2,0 atau 2,5 diterapkan untuk mendapatkan beban yang diijinkan.
(ii) Uji laju penetrasi konstan (ORP):
Tes CRP dikembangkan oleh Whitaker pada tahun 1963. Ini adalah tes durasi pendek di mana tiang pancang dibuat menembus tanah dengan laju konstan. Laju penetrasi yang umum adalah 0,75 mm/menit untuk lempung dan 1,5 mm/menit untuk pasir. Pembacaan tekanan di dongkrak dan penurunan dicatat pada interval yang sesuai tidak lebih dari 3 menit.
Pengujian dilanjutkan sampai beban mulai berkurang setelah mencapai nilai maksimum atau sampai penetrasi sekurang-kurangnya 10% dari diameter tiang, mana yang lebih dahulu.
Kurva penetrasi beban diplot dari hasil pengujian dan kapasitas beban ultimit tiang diambil sama dengan beban:
(i) Pada titik kegagalan jika tersedia titik kegagalan yang terdefinisi dengan baik
(ii) Ketika beban mencapai nilai maksimum dan tetap konstan untuk penetrasi 50 mm atau lebih.
(iii) Ketika penetrasi 10% dari diameter tiang, mana yang lebih dulu? Faktor keamanan 2,0 atau 2,5 diterapkan untuk mendapatkan beban yang diijinkan.
Fitur Konstruksi Pondasi Tiang:
Tiga jenis bahan yang digunakan untuk konstruksi tiang pancang:
(i) Kayu
(ii) Baja
(iii) Beton.
Sebagian besar tiang beton digunakan. Tumpukan kayu dan baja dibuat dari awal, memiliki luas penampang persegi panjang, persegi, lingkaran, dan bentuk H (untuk baja saja). Tiang pancang kayu dan baja dipasang dengan mengangkatnya dalam posisi vertikal dan mendorongnya ke dalam tanah dengan menggunakan palu seperti pada gambar 11.22.
Tiang beton dipasang baik dengan mengebor lubang di tanah atau dengan mengemudi langsung ke tanah. Tergantung pada metode pemasangannya, tiang pancang beton secara luas diklasifikasikan sebagai (i) Tiang bor (ii) Tiang pancang.
(A) Tiang bor:
Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan tiang bor adalah sebagai berikut:
(i) Pengeboran lubang
(ii) Stabilisasi lubang
(iii) Penempatan tulangan
(iv) Beton
(i) Pengeboran lubang:
Untuk tiang bor berdiameter kecil atau sedang, auger tangan digunakan untuk mengebor tanah kohesif lunak hingga kedalaman terbatas hingga 4,5 meter. Jika kedalaman pengeboran melebihi 4,5 meter, auger mekanis digunakan. Untuk tiang pancang berdiameter besar, rig pengeboran yang dipasang derek mekanis digunakan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 11.23.
(ii) Stabilisasi lubang:
Untuk tanah yang tidak berdiri sendiri, bahan penstabil dalam bentuk bubur bentonit disirkulasikan. Bubur bentonit bergerak melalui batang bor ke dasar lubang dan bergerak ke atas membawa tanah yang gembur. Kepadatan bubur 10,5 sampai 12 KN/m 3 cukup untuk stabilitas lubang. Bubur digunakan kembali setelah membiarkan pemotongan tanah mengendap di kolam.
(iii) Penempatan tulangan:
Setelah pengeboran selesai, sangkar penguat diturunkan ke dalam lubang.
(iv) Beton:
Setelah tulangan ditempatkan di dalam lubang, beton yang sudah tercampur dituangkan ke dalam lubang dengan bantuan corong yang ditempatkan di mulut lubang. Pengecoran dilakukan dengan teknik yang disebut pengecoran tremie di mana beton diturunkan melalui pipa untuk secara bertahap menggantikan bubur bentonit seperti yang ditunjukkan pada gambar 11.24. Perawatan dan keterampilan diperlukan untuk operasi konkret.
(B) Tiang beton pracetak yang digerakkan:
Tiang pancang beton pracetak dicor secara horizontal menggunakan penutup baja di halaman pengecoran. (Diameter dan panjang tiang tersebut masing-masing dibatasi hingga 450 mm dan 20 m). Shuttering dilepas setelah beton dipasang dan tumpukan disembuhkan. Tiang pancang diangkat dari lapangan pengecoran dalam posisi horizontal dan dipertahankan vertikal sebelum ditancapkan ke tanah dengan menggunakan peralatan penggerak.
Perlengkapan mengemudi terdiri dari (gambar 11.25):
(i) Kerangka penggerak tiang pancang
(ii) Palu pemancang tiang pancang
(a) Palu jatuh
(b) Palu pneumatik
(c) Palu getar.
(iii) Perlengkapan:
Perlengkapan adalah komponen yang ditempatkan antara kepala tiang dan palu untuk mentransfer gaya penggerak ke tiang dengan aman yaitu, tanpa merusak kepala tiang. Gambar 11.27 menunjukkan berbagai komponen yang ditempatkan di antara kepala tiang dan palu.
(C) Tiang pancang beton cor di tempat yang digerakkan:
Tumpukan cast-in-situ yang digerakkan adalah tiang yang dibuat lubang dengan menggerakkan pipa baja ujung tertutup dan kemudian beton bertulang dilemparkan ke dalamnya.
Tumpukan ini terdiri dari dua jenis:
(i) Tiang pancang
(ii) Tumpukan yang tidak dilapisi
Jika pipa baja yang didorong ke dalam tanah diisi dengan beton maka itu disebut tiang pancang cor-in-situ yang digerakkan dengan casing. Jika pipa baja ditarik dan lubang diisi dengan beton, maka disebut tiang pancang cor in-situ uncased driven.
Dalam kasus tiang pancang, tabung baja tipis bersama dengan mandrel pusat digerakkan bersama menggunakan rig penggerak tiang pancang. Setelah mencapai kedalaman yang dibutuhkan, mandrel dikontrakkan dan ditarik dan beton dilakukan di dalam tabung baja setelah memasang sangkar penguat. Uncased pile dibangun dengan menggerakkan casing dengan conical shoe yang dapat dilepas di dasarnya.
Sangkar penguat ditempatkan di dalam casing dan beton dituangkan. Saat pengecoran berlangsung, casing ditarik secara perlahan dan conical shoe yang dapat dilepas ditinggalkan di dasar tumpukan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 11.29.
