Rumus Tiang Pancang

Telah banyak percobaan-percobaan yang dilakukan untuk menentukan daya dukung daripada tiang pancang dengan mengadakan pencatatan pada waktu pemancangan (calendering). Ada sekelompok teknis yang mempersamakan usaha dari jatuhnya alat tumbuk (hammer) dengan kerja yang dilakukan oleh alat pancang :

jadi,

W*H = R*S + Z

dimana :

W = berat daripada alat pancang

H = Tinggi jatuhnya alat tumbuk

R = Tahanan batas dari tanah yang menahan turunnya tiang pancang

S = Besar penurunan tiang pancang pada setiap diadakan penumbukan

Z = Besarnya kehilangan tenaga yang disebabkan oleh banyak faktor

Menentukan harga daripada Z adalah sangat sulit karena adanya kehilangan tenaga selama pemancangan itu, di antaranya adalah :

• Adanya tekanan/penempatan sementara di tanah
• Adanya tekanan sementara daripada tiang pancang
• Adanya pantulan daripada alat penumbuk tiang pancang
• Adanya deformasi elastis daripada alat tumbuk itu sendiri

Rumus Pancang Belanda (Hollandse Hei – Formula)

Ada kelompok teknisi lain di antaranya adalah Eitelwein (1820), yang mendasarkan pada rumus-rumus teori tumbukan dari Newton dengan mengadakan percobaan penumbukan.

Dari hasil hasil calendering disusun rumus-rumus tumbuk untuk menentukan data dukung daripada tiang pancang.

Oleh karena itu banyaknya faktor-faktor yang mempengaruhi daya penahan ini seperti tersebut di atas, maka banyak pula rumus-rumus yang dipakai, akan tetapi hasilnya berbeda-beda dan tidak sesuai dengan keadaan sebenarnya. Salah satu dari rumus-rumus yang dapat dipakai adalah dinamakan “Hollandse Hei Formula” atau rumus Eitelwein.

Dimana, :

m = Banyaknya pukulan di dalam tocht terakhir (30 pukulan untuk tiang baja, 20 pukulan untuk tiang beton)

B = Beratnya besi penumbuk (kg)

T = Beratnya tiang (kg)

H = Tinggi jatuh rata-rata selama tocht terakhir (cm)

n = Faktor keamanan : dalam tanah pasair = 4, dalam tanah liat = 6

W = Adalah muatan terbesar yang diperkenankan untuk 1 tiang

Z = Turunnya tiang selama tocht terakhir (cm)

Kalau Z sudah ditentukan atau diukur, maka harga W dapat dihitung, sebaliknya kalau W ditentukan, yaitu berat bangunan dengan muatannya di bagi dengan banyaknya tiang, maka Z dapat dihitung pula.

Biasanya tiang pancang ditumbuk sedemikian rupa sehingga turunnya rata-rata selama 3 tocht terakhir lebih kecil daripada Z yang dihitung.

Untuk mempermudah pekerjaan, sering juga dipakai daftar seperti dinyatakan di halaman sebaliknya, yang dikutip dari :

“Warerboukiende” Ir. Honing

Contoh Penggunaan :

Ditentukan :

Suatu tiang pancang panjangnya 10 m

Ditumbuk dengan besi tumbuk seberat 500 kg

Tinggi jatuh 2 m, turun selama tocht terakhir = 80 cm

Ditanyakan :

Daya dukung daripada tiang ?

Jawab :

Dari daftar di atas dapat dilihat

Daya dukung tiang akan berada 0pada 6000 kg dan 8000 kg.

Dengan interpolasi didapat W = 7125 kg

Untuk tiang pancang yang panjangnya antara 10 m dan 14 m boleh diambil antara harga-harga yang diberikan dalam daftar tersebut dengan menginterpolasi secara lurus.

Engineering News Formula

Rumus-rumus yang lebih mudah yang didasarkan pada pengalaman di lapangan dan yang masih sering digunakan di Amerika Serikat disebut “Engineering News Formula”, telah dikembangkan oleh Wellington (1888).

Dimana, :

c = adalah suatu faktor yang harganya

Faktor angka 12 dimasukkan sebab H dinyatakan dalam Feet sedangkan harga S dalam inchi.

Apabila faktor angka keamanan Fs = 6, maka beban yang diizinkan Rs pada tiang untuk Drop Hammer dan angka untuk Single Acting Hammer adalah :

Untuk Double Steen Hammer :

Dimana, :

A = Luas daripada permukaan alat tumbuk

p = Tekanan uap pada piston

Rumus Pancang A. Hilley.

Sebagai perbandingan dengan mudah dapat digunakan rumus dari Hilley yang banyak dipakai di bahasa Inggris.

Dimana, :

H = Tinggi jatuh alat tumbuk (inchi)

k = Suatu coefficient yang harganya selalu 1 yang menunjukkan efisiensi dari pada pukulan hammer

c = c1 + c2 + c3 yang menunjukkan besarnya kehilangan tenaga yang disebabkan oleh karena tekanan/penempatan sementara pada :

1. Kepala dan packing dari alat pancang (c1)
2. Pada tiang pancang (c2)
3. Pada tanah (c3)

Harga : S, c2 dan c3 dapt diukur pada setiap pekerjaan seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas.

Sebuah pensil digerakkan dengan tangan pada sepanjang papan petunjuk dengan kecepatan yang tetap dari kiri ke kanan (lihat gambar (a))

Sementara itu pada waktu bersamaan, tiang akan bergerak ke bawah oleh adanya pukulan hammer dan kemudian bergerak kembali (memantul) ke atas menuju bentuknya semula, pencatatan ditunjukkan oleh gambar (b), yang diperoleh pada selembar kertas yang dilekatkan di tiang

Daftar Pustaka :

Pondasi tiang Pancang ,jilid 1m Ir. Sardjono HS

Pemilihan Type Alat Pancang dan Berat Hammer

Sebelum kita merencanakan pondasi tiang pancang kita harus mengetahui type-type alat pancang, berat penumbuknya (hammernya) maupun kemampuan alat pancang tersebut.

Sebab belum tentu tiap-tiap type alat pancang tersebut sesuai dengan tiang pancang yang akan kita pancangkan, kondisi tanah setempat dan waktu yang kita perlukan untuk menyelesaikan pekerjaan pemancangan tersebut :

MISALNYA :

1) Pada pekerjaan pemancangan tiang pancang beton precast yang berat ke dalam lapisan tanah yang padat seperti pada stiff clay, compact gravel dan sebagainya maka akan sesuai bila kita pilih alat pancang yang mempunyai :

• Berat penumbuk (hammer) yang besar.
• Tinggi jatuh pendek.
• Kecepatan hammer yang rendah pada saat hammer menimpa tiang pancang.

Dengan keadaan alat pancang seperti di atas akan diperoleh lebih banyak energi yang disalurkan pada penurunan tiang pancang dan mengurangi kerusakan-kerusakan pada kepala tiang pancang akibat pemancangan. ype alat pancang yang sesuai dengan pekerjaan ini adalah type Single – Acting Hammer.

2) Bila pada pemancangan tiang pancang yang ringan atau tiang pipa pada tanah padat akan sesuai bila dipergunakan “double – Acting Hammer”. Dengan alat ini maka kecepatan penumbukan tiang pancang akan lebih cepat bila dibandingkan dengan alat pancang lain. Dengan demikian akan mempercepat waktu pemancangan.

Pada pemancangan tiang-tiang pancang dan baja yang berbentuk pipa tipis sering terjadi pipa tersebut rusak sebelum mencapai kedalaman yang direncankan, hal ini dapat dihindari dengan :

• Menggunakan hammer yang lebih ringan
• Memperpanjang waktu penumbukan
• Memperlebar jarak tiang (Spacing)

Waktu yang diperlukan untuk pemancangan adalah merupakan faktor yang penting dalam pekerjaan pemancangan tiang pancang. Misalnya saja waktu pemancangan yang diperlukan untuk pemancangan tiang dengan alat pancang drop – hammer relatif lebih lama jika dibandingkan dengan alat-alat pancang type lain. Jadi jelaslah bahwa pemilihan type alat pancang sangat besar pengaruhnya pada perencanaan dan pelaksanaan pekerjaan pemancangan tiang pancang. PEmilihan berat penumbuk (hammer) tergantung pada berat tiang pancang yang akan dipancang.

Hubungan antara berat penumbuk (hammer) dengan berat tiang pancang :

B = 0,5 P + 600 kg *)

Diaman :

B = Berat palu penumbuk (hammer) (kg)

P = Berat tiang pancang (kg)

Jadi misalnya pada pemancangan tiang pancang beton precast dengan ukuran 35 x 35 panjang 15 m maka penumbuk (hammer) yang diperlukan beratnya setidak-tidaknya :

B = 0,5 x 0,35 x 0,35 x 15 x 2400 + 600 = 2805 kg = 2,8 ton

dikutip :

Pondasi tiang pancang jilid 1 , Ir .Sardjono HS.

Alat Pancang (DRIVING EQUIPMENT)

Untuk memancangkan tiang pancang ke dalam tanah dipakai alat pancang (Pile Driving Equipment)

Bagian-bagian yang penting dalam alat pancang :

1. Pemukul (hammer) : Bagian ini biasanya terbuat dari baja masif/pejal yang berfungsi sebagai palu untuk memukul tiang pancang agar masuk ke dalam tanah.
2. Leader : Bagian ini merupakan jalan (truck) untuk bergeraknya pemukul (hammer) ke atas dan ke bawah.
   

Macam-macam leader :

• Fixed leader (leader tetap)
• Hanging leader (leader gantung)
• Swinging leader (leader yang dapat berputar dalam bidang vertikal)

3.   Tali / kabel : Pada drop – hammer kabel ini berguna untuk menarik pemukul (hammer) ke atas sampai pada tinggi jatuh tertentu.

4.    Mesin uap : Untuk menggerakkan pemukul (hammer) pada single atau double acting steam hammer.

Macam – Macam Alat Pancang

Pada dasarnya alat pancang ada 3 macam ialah :

1. Drop Hammer
2. Single – Acting Hammer
   
3. Double – Acting Hammer

A.     DROP HAMMER

Prinsip Kerjanya :

Penumbuk (hammer) ditarik ke atas dengan kabel dan kerekan sampai mencapai tinggi jatuh tertentu, kemudian penumbuk (hammer) tersebut jatuh bebas menimpa kepala tiang pancang. Alat pancang ini bekerjanya sangat lambat jika dibandingkan dengan alat-alat pancang yang lain dan jarang dipergunakan dalam pembangunan konstruksi berat dan modern.

B.    SINGLE – ACTING HAMMER

Prinsip kerjanya :

Pemukul (Hammer) diangkat ke atas dengan tenaga uap sampai mencapai tinggi jatuh tertentu, kemudian penumbuk (Hammer) tersebut jatuh bebas menimpa kepala tiang pancang. Jadi di sini tenaga uap hanya dipergunakan untuk mengangkat Hammer saja.

C.   DOUBLE – ACTING HAMMER

Prinsip kerjanya :

Penumbuk (hammer) diangkat ke atas dengan tenaga uap samapai mencapai tinggi jatuh tertentu, kemudian penumbuk (hammer) tersebut ditekan ke bawah dengan tenaga uap pula. Jadi disini hammer jatuh dengan kecepatan lebih besar daripada single – acting hammer maupun drop hammer.

Dikutip :

Pondasi tiang pancang jilid 1 : Ir. Sardjono HS