Teknik Pondasi adalah suatu upaya teknis untuk mendapatkan jenis dan dimensi pondasi bangunan yang efisien, sehingga dapat menyangga beban yang bekerja dengan baik. Jenis pondasi yang digunakan dalam suatu perencanaan bangunan tergantung dari jenis tanah dan beban yang bekerja pada lokasi rencana proyek. Pondasi didesain agar memiliki kapasitas dukung dengan penurunan / settlement tertentu, desain utamanya mempertimbangkan penurunan dan daya dukung tanah, dalam beberapa kasus semisal turap, defleksi / lendutan pondasi juga diikutkan dalam perteimbangan. Ketika berbicara penurunan, yang diperhitungkan biasanya penurunan total(keseluruhan bagian pondasi turun bersama-sama) dan penurunan diferensial(sebagian pondasi saja yang turun / miring). Ini dapat menimbulkan masalah bagi struktur yang didukungnya.Daya dukung pondasi merupakan kombinasi dari kekuatan gesekan tanah terhadap pondasi( tergantung pada jenis tanah, massa jenisnya, nilai kohesi adhesinya, kedalamannya, dsb), kekuatan tanah dimana ujung pondasi itu berdiri, dan juga pada bahan pondasi itu sendiri. Dalamnya tanah serta perubahan-perubahan yang terjadi di dalamnya amatlah sulit dipastikan, oleh karena itu beban yang bekerja dibatasi, biasanya sepertiga dari kekuatan desainnya.
Beban yang bekerja pada suatu pondasi dapat diproyeksikan menjadi:
- Beban Horizontal/Beban Geser, contohnya beban akibat gaya tekan tanah, transfer beban akibat gaya angin pada dinding.
- Beban Vertikal/Beban Tekan dan Beban Tarik, contohnya:
- Beban Mati, contoh berat sendiri bangunan
- Beban Hidup, contoh beban penghuni, air hujan dan salju - Gaya Gempa
- Gaya Angkat Air (Lifting Force)
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, 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, 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.
Dalam tugas ini akan dibahas tentang pondasi tiang beton, khususnya pondasi tiang beton cor di tempat ( cast in situ ). Pondasi tiang beton cast in situ pada prinsipnya adalah lubang dibuat dalam tanah dan baru dilakukan pengecoran. Ada tiga tipe pondasi cast in situ, yaitu:
1. Tiang beton tanpa kulit baja
2. Tiang beton dengan kulit baja
3. Tiang ulir
Dalam tugas ini akan membahas tipe tiang beton tanpa kulit baja. Penggunaan tiang beton tanpa kulit baja didasarkan pada dua keadaan tanah di lapangan, yaitu:
a. Jenis tanah dasar fondasi tidak mudah runtuh
Dengan kondisi tanah seperti ini biasanya digunakan pondasi tipe Strausz. Secara umum pelaksanaan pondasi Strausz adalah, mula-mula dibuat lubang ke dalam tanah, kemudian tanah dikeluarkan dari dalam lubang tersebut. Lalu tulangan dimasukkan dan selanjutnya dilakukan pengecoran. Untuk mengurangi volume beton, dimasukkan geotekstil ke dalam lubang bor untuk melapisi bidang kontak antara tiang dan tanah sebelum tiang dicor.
b. Jenis tanah dasar fondasi mudah runtuh
Jika kondisi tanah dasar pondasi seperti ini dapat digunakan pondasi jenis Franki. Secara umum pelaksanaannya adalah, pipa baja yang terbuka ujungnya dan dipancang ke dalam tanah. Kemudian tanah di dalam pipa dikeluarkan lalu tulangan pondasi dimasukkan. Bersamaan dengan pelaksanaan pengecoran beton, pipa baja dicabut. Metode lain jika ukuran tiang kecil, dapat digunakan sepatu dibagian ujung tiang, sehingga tidak diperlukan usaha untuk mengeluarkan tanah dari dalam pipa. Pada waktu pelaksanaan pengecoran, pipa baja dicabut dan bagian sepatu tertinggal di dalam tanah.
Pondasi tiang beton digunakan untuk bangunan tinggi (high rise building) dengan pelaksanaan sebagai berikut :
- Melakukan pemetaan dan test untuk menentukan kedalaman tanah keras dan klasifikasi panjang tiang pancang sesuai pembebanan yang telah diperhitungkan.
- Melakukan pengeboran tanah dengan mesin pengeboran.
- Melakukan perakitan tulangan pondasi yang sudah di desain.
- Melakukan pengecoran di lubang yang sudah terdapat tulangan pondasi.
Pekerjaan pondasi umumnya merupakan pekerjaan awal dari suatu proyek. Oleh karena itu yang penting adalah dilakukan pemetaan terlebih dahulu. Proses ini sebaiknya sebelum alat-alat proyek masuk, karena kalau sesudahnya susah untuk melakukan ‘nembak’ titik lokasi pondasi. Dari pemetaan ini maka dapat diperoleh suatu patokan yang tepat antara koordinat pada gambar kerja dan kondisi lapangan. Pekerjaan pondasi tiang bor memerlukan alat-alat berat pada proyek tersebut. Disebut alat-alat berat memang karena bobotnya alat yang berat, oleh karena itu manajer proyek harus dapat memastikan perkerjaan persiapaan apa yang diperlukan agar alat yang berat tersebut dapat masuk ke areal dengan baik.
Excavator mempersiapkan areal proyek agar alat-alat berat yang lain bisa masuk.
Di suatu lokasi proyek dapat terjadi hal-hal yang diluar perkiraan mengenai kondisi tanah, untuk menghindari amblesnya alat-alat berat tadi maka diperlukan pelat baja. Pelat baja tersebut dimaksudkan agar alat-alat berat tidak ambles jika kekuatan tanahnya diragukan. Jika sampai ambles, untuk mengangkat alat saja biayanya lebih besar dibanding biaya yang diperlukan untuk mengadakan pelat-pelat tersebut.
Paralel dengan pekerjaan persiapan, maka pembuatan penulangan tiang bor telah dapat dilakukan. Ini penting, karena jangan sampai jika sudah dibor ternyata tulangannya belum siap. Jika tertunda lama, tanah pada lubang bor bisa rusak (mungkin karena hujan atau lainnya). Jika hal itu terjadi perlu dilakukan pengerjaan bor lagi. Pemilihan tempat untuk merakit tulangan tidak boleh terlalu jauh, masih terjangkau oleh alat-alat berat tetapi tidak boleh sampai mengganggu manuver alat-alat berat itu sendiri.
Pekerjaan penulangan pondasi tiang bor
Jenis pondasi yang digunakan dalam pembahasan ini adalah pondasi Franki, tipe Franki dipilih karena tanah dasar pondasi mudah runtuh. Franki mempunyai khas dibagian bawahnya membesar. Diameter pondasi bisa mencapai 1 m lebih, kedalaman pondasi adalah sampai tanah keras ( SPT 50 ).
Berikut adalah contoh desain pondasi Franki :
Dalam melakukan pengeboran diperlukan crane atau excavator tersendiri, karena mesin bor-nya terpisah.
Proses pengeboran merupakan proses awal dimulainya pengerjaan pondasi tiang bor, kedalaman dan diameter tiang bor menjadi parameter utama dipilihnya alat-alat bor. Juga terdapatnya batuan atau material dibawah permukaan tanah. Ini perlu diantisipasi sehingga bisa disediakan metode, dan peralatan yang cocok.
Setelah pengeboran selesai dan mencapai suatu kedalaman yang ‘mencukupi’, untuk menghindari tanah di tepi lubang berguguran maka perlu di pasang casing, yaitu pipa yang mempunyai ukuran diameter dalam kurang lebih sama dengan diameter lubang bor.
pada prinsipnya cara pemasangan casing sama: diangkat dan dimasukkan pada lubang bor. Tentu saja kedalaman lubang belum sampai bawah, secukupnya. Kalau menunggu sampai kebawah, maka bisa-bisa tanah berguguran semua. Lubang tertutup lagi. Jadi pemasangan casing penting. Setelah casing terpasang, maka pengeboran dapat dilanjutkan, mata auger diganti dengan Cleaning Bucket yaitu untuk membuang tanah atau lumpur di dasar lubang.
Jika pekerjaan pengeboran dan pembersihan tanah hasil pengeboran dan akhirnya sudah menjadi kondisi tanah keras. Maka untuk sistem pondasi Franky Pile maka bagian bawah pondasi yang bekerja dengan mekanisme bearing dapat dilakukan pembesaran. Untuk itu dipakai mata bor khusus, Belling Tools.
Cleaning Bucket dan Belling Tools
setelah beberapa lama dan diperkirakan sudah mencapai kedalaman rencana maka perlu dipastikan terlebih dahulu apakah kedalaman lubang bor sudah mencukupi, yaitu melalui pemeriksaan manual.
Perlu juga diperhatikan bahwa tanah hasil pemboran perlu juga dichek dengan data hasil penyelidikan terdahulu. Apakah jenis tanah adalah sama seperti yang diperkirakan dalam menentukan kedalaman tiang bor tersebut. Ini perlu karena sampel tanah sebelumnya umumnya diambil dari satu dua tempat yang dianggap mewakili. Tetapi dengan proses pengeboran ini maka secara otomatis dapat dilakukan prediksi kondisi tanah secara tepat, satu persatu pada titik yang dibor.Apabila kedalaman dan juga lubang bor telah siap, maka selanjutnya adalah penempatan tulangan rebar.
Jika pemasangan tulangan telah selesai, maka lubang bor siap untuk di cor
Setelah proses pemasangan tulangan baja maka proses selanjutnya adalah pengecoran beton. Ini merupakan bagian yang paling kritis yang menentukan berfungsi tidaknya suatu pondasi. Meskipun proses pekerjaan sebelumnya sudah benar, tetapi pada tahapan ini gagal maka gagal pula pondasi tersebut secara keseluruhan. Pengecoran disebut gagal jika lubang pondasi tersebut tidak terisi benar dengan beton, misalnya ada yang bercampur dengan galian tanah atau segresi dengan air, tanah longsor sehingga beton mengisi bagian yang tidak tepat. Adanya air pada lobang bor menyebabkan pengecoran memerlukan alat bantu khusus, yaitu pipa tremi. Pipa tersebut mempunyai panjang yang sama atau lebih besar dengan kedalaman lubang yang dibor.
Ujung di bagian bawah agak khusus , tidak berlubang biasa tetapi ada detail khusus sehingga lumpur tidak masuk kedalam tetapi beton di dalam pipa bisa mendorong keluar.
Setelah pipa tremi berhasil dimasukkan ke lubang bor. Perhatikan ujung atas yang ditahan sedemikian sehingga posisinya terkontrol (dipegang) dan tidak jatuh. Corong beton dipasang. Pada kondisi pipa seperti ini maka pengecoran beton siap. Truk readymix siap mendekat
Karena pipa tremi tadi perlu dicabut lagi. Jadi kalau beton yang dituang terlalu banyak maka jelas mencabut pipa yang tertanam menjadi susah. Sedangkan jika terlalu dini mencabut pipa tremi, sedangkan beton pada bagian bawah belum terkonsolidasi dengan baik, maka bisa-bisa terjadi segresi, tercampur dengan tanah. Oleh karena itu dalam proses ini diperlukan pengalaman yang benar-benar handal agar tidak terjadi kesalahan sedikitpun. Jika beton yang di cor sudah semakin ke atas (volumenya semakin banyak) maka pipa tremi harus mulai ditarik ke atas, karena pengecoran beton masih diteruskan maka diperlukan bucket karena beton tidak bisa langsung dituang ke corong pipa tremi tersebut.
Adanya pipa tremi tersebut menyebabkan beton dapat disalurkan ke dasar lubang langsung dan tanpa mengalami pencampuran dengan air atau lumpur. Karena BJ beton lebih besar dari BJ lumpur maka beton makin lama makin kuat untuk mendesak lumpur naik ke atas. Jadi pada tahapan ini tidak perlu takut dengan air atau lumpur. Gambar foto di bawah menunjukkan air / lumpur mulai terdorong ke atas, lubang mulai digantikan dengan beton segar tadi. Proses pengecoran ini memerlukan supply beton yang continous, jika sampai terjadi setting maka pipa treminya bisa tertanam dibawah dan tidak bisa dicabut. Sedangkan kalau dicabut terlalu dini maka tiang beton bisa tidak continue.
