Gesekan Selimut Negatif (Negative Skin Friction)

Salah satu yang harus diperhatikan dalam perencanaan pondasi tiang adalah kemungkinan terjadinya seretan kebawah atau downdrag pada tiang. Seretan ini dikenal sebagai gaya hisap atau gesekan selimut negatif (negative skin friction).  Pada berbagai keadaan, khsusnya pada tanah lempung, diistribusi penurunan tanahberubah terhadap waktukarena adanya perubahan tekanan pori yang mengakibatkan konsolidasi pada tanah. Berkaitan dengan penyebab penurunan tanah, besarnya gesekan selimut negative bertambah dengan besarnya gerakan relatif antara selimut tiang dan tanah. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan penurunan tanah antara lain adalah :

·         Profil tanah dan elevasi muka air tanah

·         Sifat-sifat tanah (sifat kompresibilitas dan konsolidasi tanah)

·         Besarnya beban dan lamanya pembebanan

Briaud dan Tucker (1993), mengajukan beberapa kriteria yang perlu dipertimbangkan dalam gesekan selimut negative. Apabila satu dari kriteria tersebut terpenuhi, maka gesekan selimut negatif perlu dipertimbangkan dalam perencanaan. Adapun kriteria tersebut adalah sebagai berikut :

1.      Total penurunan permukaan tanah diperkirakan lebih dari 100 mm.

2.      Penurunan permukaan tanah setelah pemancangan tiang akan lebih besar dari 10 mm.

3.      Tinggi timbunan yang akan ditempatkan pada permukaan tanah eksisting lebih dari 2 m.

4.      Ketebalan dari lapisan lunak yang kompresibel lebih dari 10 m.

5.      Penurunan muka air tanah lebih dari 4 m.

6.      Tiang dengan panjang lebih dari 25 m.

Bila sebuah tiang berada pada tanah timbunan yang cukup tebal yang masih mengalami pemampatan, atau pada tanah timbunan yang ditempatkan di atas lapisan tanah lempung yang kompresibel dan jenuh air, maka tanah cenderung akan memampat dan bergerak ke bawah. akibat dari beban timbunan, akan terjadi peningkatan tekanan air pori ssehingga tanah tersebut akan mengalami konsolidasi dan penurunan. Jika penurunan tanah disekitar tiang lebih besar dari penurunan tiang, maka akan timbul gesekan antara selimut tiang dengan tanah kearah bawah yang akan menyebabkan tiang tertarik kebawah. gaya geser kebawah ini dikenal sebagai gaya hisap, gesekan selimut negatif (negative skin friction) atau downdrag.

Perilaku ini juga terjadi pada daerah endapan lumpur atau lempung akibat terganggunya tanah pada saat pemancangan tiang. Peningkatan air pori pada pemancangan menimbulkan penurunan tanah yang mengakibatkan gesekan selimut negatif.

Akibat utama yang ditimbulkan oleh gesekan selimut negatif adalah penambahan beban aksial pada tiang dan pengurangan tegangan efektif pada ujung tiang yang disertai pengurangan kapasitas daya dukung ultimit. penambahan beban aksial pada tiang mengakibatkan pertambahan penurunan tiang yang disebabkan oleh pemendekan aksial tiang pancang di bawah titik netral (neutral point). yang dimaksud titik netral adalah elevasi pada tiang dimana tidak terjadi geseran antara selimut tiang dengan tanah atau suatu titik batas dimana terjadi perubahan menjadi gesekan selimut negatif seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 1

Gambar 1. Skema gesekan negatif pada pondasi tiang