BAHAN AJAR PONDASI
Daftar Isi:
BAB 1. Pendahuluan
BAB 2. Penyelidikan Tanah dan Daya Dukung Tanah Tanah
2.1. .1.
Peny Penyel elid idik ikan an T ana anah h di di Lap Lapan anga gan n
2.2. 2.2.
Peny Penyel elid idik ikan an Tanah anah di Labo Labora rato tori rium um
2. 2.
Perhi rhitunga ungan n Da Daya Duk Duku ung Tanah nah
2.!. Pengaruh "uka Air Tanah Tanah terhadap terhada p Daya Dukung Duku ng Tanah Tanah
BAB . Pondasi Dangkal #$hallo% &oundation'
BAB !. Pondasi Dalam #Deep &oundation'
!.1.
(mum
!.2.
Daya dukung pondasi
!.. !..
Penu Penuru runa nan n pon ponda dasi si BAB BAB ). Dind Dinding ing Penah Penahan an Tanah anah
).1. .1.
Tekanan Ta Tanah La Later teral
).2. .2.
*ra+ity ,et ,etaainin ining g -all
BAB . PenutupBAB I. PENDAHULUAN
Pondasi adalah bagian dari struktur bangunan yang berada paling ba%ah yang berfungsi untuk menyalurkan beban bangunan di atasnya ke tanah dasar di ba%ahnya. Pondasi se/ara umum u mum dapat dibedakan men0adi men0a di dua yaitu : 1.
Ponda Pondasi si dangk dangkal al yaitu yaitu 0ika 0ika keda kedala laman man pond pondas asii kurang kurang ata atau u sama sama denga dengan n lebar pondasi #DB'.
2.
Pondasi Pondasi dalam dalam yaitu yaitu 0ika 0ika kedal kedalaman aman pondasi pondasi dari muk mukaa tanah tanah lebih lebih dari dari lima lima kali lebar pondasi #D)B'.
D
*ambar 1.1 Pondasi dangkal Pondasi dangkal biasanya digunakan untuk bangunan yang beratnya relatif tidak besar yang bia biasanya anya diseb sebut ponda ondasi si langsun gsung g (spread yaitu dengan dengan (spread footin footing) g) yaitu memperlebar bagian ba%ah dari kolom atau dinding bangunan sehingga beban bangunan disebarkan (spread) men0adi desakan yang lebih ke/il daripada daya dukung tanah yang dii3inkan. Dirumuskan men0adi:
A
= o
A P
P
4 luas pondasi 4 beban bangunan
4 tegangan
i3in tanah
< r
Pondasi dangkal menurut bentuk konstruksinya dapat dibagi men0adi
empat bagian yaitu:
1. Pondas Pondasii meneru meneruss #/ontin #/ontinou ouss footin footing' g'
2. Pondas Pondasii telapa telapak k #indi #indi+id +idual ual foo footing ting''
. Pondas Pondasii kaki kaki gabunga gabungan n #/ombi #/ombined ned foot footing ing''
!. !.
Pondasi pe pelat #m #mat fo footing5raft fo footing'
*ambar 1.2 Pondasi menerus *ambar 1. Pondasi telapak *ambar 1.! Pondasi kaki gabungan
*ambar 1.) Pondasi pelat
Pondasi dalam adalah pondasi yang biasanya dipasang pada kedalaman lebih dari meter diba%ah permukaan tanah. Pondasi dalam digunakan untuk mentransfer beban bangunan ke lapi lapisa san n tana tanah h yang yang lebi lebih h dala dalam m sehin sehingg ggaa men/ men/ap apai ai lapi lapisa san n tanah tanah yang yang mamp mampu u mendukung beban struktur yang ada di atasnya.
Pondasi dalam 0enisnya antara lain:
1. Pond Pondas asii sum sumur uran an..
2.
Pondasi sumuran merupakan sebuah bentuk peralihan diantara pondasi dangkal dan pondasi tiang. Pondasi sumuran sangat tepat digunakan pada tanah kurang baik dan lapisan tanah kerasnya tidak terlalu dalam diantara kedalaman 6 ) meter. Diameter sumuran biasanya antara 7.87 6 1.77 m dan ada kemungkinan dalam satu bangunan diameternya berbeda6beda ini dikarenakan masing6masing kolom berbeda bebannya.
. Pond Pondas asii tian tiang g pan/ pan/an ang g
Pondasi Pondasi tiang tiang pan/an pan/ang g diguna digunakan kan apabil apabilaa tanah tanah yang yang berada berada diba%a diba%ah h dasar dasar bangunan tidak mempunyai daya dukung #bearing /apa/ity' yang /ukup untuk memiku memikull berat berat bangun bangunan an atau atau tanah tanah yang yang daya daya duk dukung ungnya nya men/uk men/ukupi upi untuk untuk memikul berat bangunan dan seluruh beban yang beker0a berada pada lapisan yang sangat dalam dari permukaan tanah yaitu lebih dari 8 meter. &ungsi dari pondasi tiang pan/ang adalah untuk meneruskan beban6beban dari konstruksi di atasnya #super struktur' ke lapisan tanah keras yang letaknya sangat dalam. Dalam pelaksanaan peman/angan pada umumnya dipan/angkan tegak lurus dalam tanah
tetapi ada 0uga dipan/angkan miring #battle pile' untuk dapat menahan gaya6gaya hori3ontal yang beker0a 9al seperti ini sering digunakan pada konstruksi dermaga yang ter0adi tekanan kesamping dari kapal dan perahu. $udut kemiringan yang dapat di/apai oleh tiang tergantung dari alat yang dipergunakan serta disesuaikan pula dengan peren/anaannya. peren/anaannya.
*ambar 1.) Pondasi tiang pan/ang
!. Pond Pondas asii bore bore pile pile
Pondasi bored pile fungsinya sama dengan pondasi dalam lainya yaitu seperti pondasi tiang pan/ang. Perbedaannya adalah pada /ara penger0aanya yaitu bored pile dimulai dengan melubangi tanah dahulu sampai kedalaman yang dibutuhkan kemudian pemasangan tulangan besi yang dilan0utkan dengan penge/oran beton
*ambar 1. Pondasi bore pile BAB II. PENYELIDIKAN PENYELIDIKA N TANAH DAN DA D AYA DUKUNG TANAH
Tu0uan dari penyelidikan tanah adalah untuk mengetahui letak atau posisi lapis lapisan an tanah tanah yang yang meme memenuh nuhii syarat syarat daya daya duk dukung ung yang yang diper diperluk lukan an sehing sehingga ga bangunan dapat berdiri dengan stabil dan tidak ter0adi penurunan yang terlalu besar. Penyelidikan tanah meliputi penyelidikan lapangan #lokasi pembangunan' dan penyelidikan laboratorium. 2.1 Penyelidikan Tanah di Lapangan Penyelidikan lapangan yang sering dilakukan adalah: 1. Pemb Pembora oran n #drill #drillin ing' g' Pemboran sangat penting dalam penyelidikan tanah karena dengan membor dapat diketahui lapisan 6 lapisan tanah yang berada di ba%ah lokasi tempat berdirinya bangunan. "elalui pemboran ini 0uga diperoleh /ontoh tanah pada setiap lapisan yang y ang selan0utnya akan ak an diu0i di laboratorium. laboratoriu m. 2. Pengamb Pengambilan ilan /ontoh /ontoh tanah tanah #soil #soil sampl sampling' ing'
Peng Pengam ambi bila lan n
/ont /ontoh oh tana tanah h
dila dilaku kuka kan n untu untuk k
sela selan0 n0ut utny nyaa dila dilaku kuka kan n
pengu0ian di laboratorium. Ada dua ma/am /ontoh tanah untuk dilakukan pengu0ian di laboratorium labor atorium a.
onto ontoh h tanah tanah yang yang tidak tidak tergan terganggu ggu #undi #undistu sturb rb sample sample' ' yaitu yaitu /onto /ontoh h tanah yang mempuyai sifat6sifat aslinya sesuai dengan kondisi tanah di tempa tempatt penga pengamb mbila ilan n /ontoh /ontoh tanah. tanah. $ifa $ifatt asli aslinya nya meli meliput putii kon kondi disi si struktur tanah kepadatan tanah kadar air dan kondisi ikatan kimianya. ontoh tanah yang tidak terganggu sangat penting untuk melakukan pengu0ian kekuatan butir tanah yang berhubungan dengan sudut geser tanah dan nilai kohesi antar butiran tanah nilai kompresibilitas dan permeabilitas.
b.
ontoh tanah yang terganggu #disturb sample' sample ' yaitu /ontoh tanah tana h yang diambil tanpa harus mempertahankan sifat6sifat aslinya. ontoh tanah tergang terganggu gu biasany biasanyaa digunaka digunakan n untuk untuk analisi analisiss ukuran ukuran butiran butiran batas6 batas6 batas Atterberg #meliputi batas /air dan indeks plastisitas' klasifikasi tanah serta u0i pemadatan.
. Pengu Pengu0i 0ian an penet penetra rasi si #penet #penetrat ratio ion n test' test' dilaku dilakuka kan n untuk untuk menge mengetah tahui ui daya daya duku dukung ng tana tanah h se/a se/ara ra lang langsu sung ng dila dilapa pang ngan an.. Peng Pengu0 u0ia ian n pene penetr tras asii ini ini dilakukan dengan dua metode yaitu: a.
"eto "etode de pegu pegu0i 0ian an stat statis is "etode pengu0ian statis umumnya dilakukan dengan alat sondir #Dut/h $tati/ Penetrometer' yaitu berupa konus pada u0ung alat sondir yang diteka ditekan n masuk masuk kedal kedalam am lapis lapisan an tanah. tanah. Besar Besar gaya gaya yang yang dipero diperoleh leh diuk diukur ur deng dengan an alat alat peng penguk ukur ur teka tekana nan n #m #man anom omet eter er gaug gauge' e' yang yang menun0ukkan nilai tahanan konus dalam kg5/m2. ;ilai konus yang diperole diperoleh h adalah adalah nilai nilai dari kepadata kepadatan n relatif relatif #relati #relati+e +e density' density' dari lapisan6lapisan tanah yang diukur.
b.
"etode pegu0ian dinamis din amis "etod "etodee pengu0 pengu0ia ian n dinam dinamis is dilak dilakuka ukan n denga dengan n alat alat $PT $PT #$ta #$tanda ndard rd Penetration Test' /ara ker0anya adalah tabung silinder /ontoh standar dipukul masuk ke dalam tanah menggunakan alat penumbuk seberat 1!7 pound #) kg' yang di0atuhkan dari ketinggian 7 in/hi #< /m'
yang dihitung sebagai nilai ; dengan satuan pukulan per kaki #blo%s per foot'. Pengu Pengu0ia 0ian n denga dengan n meto metode de penet penetras rasii stat statis is lebi lebih h sesuai sesuai diguna digunakan kan di Indonesia yang kondisi tanahnya terdiri dari lapisan tanah pasir5lanau atau lempung lunak. 9asil metode penetrasi statis biasanya hasilnya lebih tepat daripada hasil pengu0ian pentrasi pentras i dinamis #$PT'.
*ambar 9asil $ondir dan Pemboran
*ambar 2.1 9asil sondir dan pemboran
2.2 Penyelidikan Tanah di La!"a#!"i$% $elain penyelidikan tanah di lapangan 0uga perlu dilakukan penelitian tanah di laboratorium untuk menghitung menghitung daya dukung tanah yang meliputi u0i fisik tanah dan u0i mekanik. (0i fisik tu0uannya untuk mengetahui sifat6sifat fisik tanah dan u0i mekanik untuk memperoleh nilai sudut geser dan kohesi tanah. (0i fisik tanah terdiri dari: 1. kadar kadar air air #%ate #%aterr /onte /ontent nt' ' 2. berat berat 0enis 0enis #spe/ifi #spe/ifi// gra+i gra+ity' ty'
. . batas6ba batas6batas tas Atter Atterber berg g yang terdiri terdiri dari penelitia penelitian n batas batas /air #li=uid #li=uid limit' limit' batas plastis #plasti/ limit' untuk memperoleh indeks plastisitas #plasti/ity inde>' serta batas susut #shrinkage limit' !. bera beratt +ol +olum umee tan tanah ah ). analisi analisiss ayaka ayakan n #sie+ #sie+ee analy analysis' sis'
(0i mekanik yang terdiri dari: 1. (0i geser geser langsu langsung ng #dire/ #dire/tt shear shear test' test'
(0i *eser langsung merupakan salah satu /ara penyelidikan tanah yang dilakukan di laboratorium dengan maksud untuk mengetahui kekuatan tanah terhadap gaya Dongkerak untuk Arlo0i pengukur untuk tekanan geser
memberikan
horisontal. "elalui u0i geser langsung ini akan didapatkan besarnya nilai kohesi #/' dan sudut gesek dalam tanah # ?' dari /ontoh tanah yang diu0i.
*ambar 2.2 Alat geser langsung
2. Tes triak triaksi sial al #tri #tria>i a>ial al test' test'
Tu0uan tes triaksial sama dengan u0i geser langsung tetapi pada tes triaksial mempunyai mempunyai kelebihan yaitu kondisi pengaliran dapat dikontrol tekanan air pori dapat dihitung dapat dihitung konsolidasi yang ter0adi pada /ontoh tanah.
*ambar 2. $kema alat tes triaksial
Pada tes triaksial ada tiga 0enis pengu0ian pokok:
1. Tak terk terkon onso soli lida dasi si tak tak terd terdra rain inas asee #un/ #un/on onso soli lida date ted d undr undrai aine ned' d' yait yaitu u pengu0ian tanpa adanya drainase air pori. @ontrol drainase diperoleh dari dari pemakaian suatu system tertutup ataupun dari tingkat regangan yang tinggi sehingga kerutuhan yang ter0adi lebih /epat dari yang terdrainase. 2. Terkonsol erkonsolidas idasii tak terdrainas terdrainasee #/onsoli #/onsolidat dated ed undraine undrained' d' yaitu pengu0ia pengu0ian n /onto /ontoh h tanah tanah denga dengan n tegan tegangan gan6te 6tegan ganga gan n yang yang terda terdapat pat kesega kesegala la arah arah denagn drainase diperbolehkan ter0adi. Apabila perubahan +olume telah seles selesai ai yang yang diketa diketahui hui dari dari penguk pengukura uran n +olum +olumee ataup ataupun un penguk pengukura uran n drain drainase ase pori pori lalu lalu salura saluran n kelua keluarr untuk untuk draina drainase se ditut ditutup up dan dan /onto /ontoh h dibebani sampai runtuh. @adang6kadang tekanan pori 0uga diukur. . Terkon erkonsol solida idasi si terdr terdrain ainase ase #/onso #/onsoli lidat dated ed draine drained' d' yaitu yaitu pengu0 pengu0ian ian yang yang hampir sama dengan u0i ( ke/uali bah%a sesudah konsolidasi drainase diperbol diperbolehka ehkan n ter0adi ter0adi selama selama pembeba pembebanan. nan. Tingkat ingkat pembeba pembebanan nan /ukup /ukup lambat sehingga tekanan pori yang besar tidak akan ter0adi.
!. 2. Pe"hi#$ngan Daya D$k$ng Tanah $etelah $etelah dilakuka dilakukan n penyeli penyelidika dikan n dilan0ut dilan0utkan kan dengan dengan perhitun perhitungan gan daya dukung tanah di lokasi tempat bangunan akan dibangun. Daya dukung tanah adalah kemampuan tanah untuk memikul tekanan atau beban maksimum yang dii3inkan untuk untuk beker beker0a 0a pada pada pon pondas dasi. i. (ntu (ntuk k mendap mendapat at tegan tegangan gan yang yang dipak dipakai ai dalam dalam peren/anaan pondasi besarnya beban dibagi dengan faktor keamanan #safety fa/tor'. ;ilai yang diperoleh disebut dengan tegangan tanah yang dii3inkan.
Daya Dukung Batas #= ult' &aktor @eamanan #$&' Tegangan tanah yang dii3inkan dii3i nkan =
#2.1'
all
(ntuk memenuhi syarat keamanan disarankan faktor aman terhadap keruntuhan akibat beban maksimum sama dengan . (ntuk struktur kurang penting faktor aman boleh diambi diambill kurang kurang dari dari . &aktor &aktor aman aman adalah adalah sangat sangat pentin penting g untuk untuk menang menanggul gulang angii ketidaktentuan kondisi tanah dasar. dasar.
Ada beberapa metode untuk menghitung daya dukung tanah metode yang paling sering digunakan adalah metode dari Ter3aghi. Analisis daya dukung didasark didasarkan an kondisi kondisi general general shear shear failure failure yang dikemuka dikemukakan kan Ter3aghi er3aghi #1?!' #1?!' dengan anggapan pondasi berbentuk meman0ang tak terhingga dengan lebar lebar B dan terletak di atas tanah homogen.
i
!) 6 <2
!) 6 #12 !) 6 $'J2 (nit &ri/tion angle 4
!) 6
$oil %eight 4 y ohesion
4 c'
Persamaannya: =
ult
/ ;/ C Df y ; = C 7) y B ;y
#2.2'
dengan :
=ult 4 daya dukung ultimit5 batas
/ 4 kohesi Df 4 kedalaman pondasi B 4 lebar pondasi y 4 berat +olume tanah ;/;=;y 4 faktor daya dukung tanah #Tabel #Tabel 2.1' (ntuk pondasi berbentuk bu0ur sangkar dan lingkaran persamaan daya dukung
batas yang disarankan disarank an oleh Ter3aghi Ter3aghi adalah sebagai seb agai berikut: 1. Pondasi bu0ur bu0ur sangkar sangkar : =uit 4 1 / ;/ C Df y ;= C 7! y B ;y ;y .... #2.' 2. Pondasi Pondasi lingkara lingkaran n : =uit =uit 4 1 1 / ;/ C Df y ;= ;= C 7 B ;y dengan B adalah diameter pondasi #untuk lingkaran'........................................#2.!' Persamaan di atas digunakan dengan anggapan bah%a 0enis keruntuhan tanah di ba%ah pondasi adalah keruntuhan geser umum (general shear failure). $edangkan untuk kond kondisi isi keru kerunt ntuh uhan an gese geserr sete setemp mpat at (local persamaan aan untuk untuk pon pondas dasii (local shear shear failur failure) e) persam meman0ang dinyatakan dengan: =Euit 4 /E ;E / C Df ;E= C 7) B ;Ey..................................................................#2.)'
dengan /E 4 F / dan tan 7E 4
$edangkan $edangkan daya dukung batas dari tanah untuk pondasi dengan bentuk bu0ur sangkar dan lingkaran untuk kondisi keruntuhan geser setempat adalah sebagai berikut: 1. Pondasi bu0ur bu0ur sangkar sangkar : =Euit 4 1 /E ;E/ C Df Df y ;E= C 7! y B ;Ey ;Ey.... .... #2.' #2.' 2. Pondasi lingkaran : =uit 4 1 1 /E ;E/ C Df y ;E= C 7 7 y B ;Ey.... ;Ey.... #2.<' #2.<' (ntuk tanah non kohesif digunakan pedoman: 1. Lo/al Lo/al shear shear failur failuree ter0adi ter0adi bila 7 28G 28G 2. Lo/al Lo/al shear shear failure failure ter0adi ter0adi bila 7 H 28G
(ntuk faktor 6 faktor daya dukung #;/;=;y;E/;E=;Ey' diberikan dalam gambar 2.! dan tabel 2.1.
*ambar 2.! *rafik daya dukung tanah Ter3aghi
Tael &.' Nilai (ak#!" daya d$k$ng #anah Te")aghi Ke"$n#$han Ge*e" U%$% N+ -
/0
0/1
'-
4/2
'
Ke"$n#$han Ge*e" L!kal N,+
'
-
/0
'
-
-/
2/0
'/3
&/0
'/&
5
'/4
-/
'&/4
3/3
&/
4/0
&/0
-/4
'0/0
0/3
1/4
'/0
&
&/'
'&/0
4/0
'3/5
/2
1/&
1-
10/&
&&/
'4/0
'4
5/1
/0
13
&/2
12/
1
&1/0
''/0
4
1
0/5
3'/3
3&/3
&/&
'&/2
'-/'
3-
4/0
5'/1
'--/3
13/4
&-/
3
'0&/1
'01/1
&40/
'/&
1/'
10/0
-/
2-/3
2/
50/'
&-
'/2
35
&5/1
&50/4
05-/'
-
130/2
3'/'
''1/&
''/5
22/5 5'/1
-/&
'5/5
2.! Penga"$h 6$ka Ai" Tanah #e"hadap Daya D$k$ng Tanah Pengaruh muka air tanah terhadap daya dukung tanah: 1. ika muka muka air tanah tanah sangat sangat dalam 0ika dibandingka dibandingkan n lebar pondasi pondasi #3 HB' maka: =uit =uit
4 / ;/ C Df Df b ;= C 7) 7) b B ;r .............................................#2.8' .............................................#2.8'
2. ika muka air tanah tanah terlet terletak ak di di atas: atas: =uit 4 / ;/ C J E #Df 6 d%' d %' C d%K ; = C 7) f B B ;y........................#2.?' . ika muka muka air air tanah tanah berada berada di dasar dasar pondas pondasii #d%47' #d%47' =uit
4 / ;/ C Df E ;= C 7) E B ; y
!. ika muka muka air tanahny tanahnyaa terletak terletak pada pada kedalama kedalaman n 3 dari ba%ah ba%ah dasar pondasi #3 B' maka: =uit
4 / ;/ C Df f b ;= C 7) f r B ;y .................................................#2.17'
dengan: daya nilai
= ult
/
;/ ;= ;f faktor 6 kedalman
dukung ultimit tanah kohesi tanah
Df
B
faktor daya dukung tanah po nd a s i
lebar
p o nd a s i
berat
+olume tanah basah
berat 6 air
+olume tanah efektif ............................................. #2.11' d%
4 kedalaman muka air tanah dari permukaan
r
4 berat +olume tanah rata 6 rata
% m.a.t
3H B
m.a.t a
.t m.a.t
d%
d% B
B
F
B b
/
B d
4 E C #35B'# 6 E' *ambar 2.) Pengaruh muka air tanah pada daya
dukung ontoh soal 1: #2.12'
uatu ba bangunan di diren/anakan de dengan po pondasi me menerus sseeperti
pada g am ambar. 9i 9 itunglah d ay aya d uk ukung
tanah bila angka keamanan #safety faktor' 4 2.) 4 2) 2)G / 4 1.2 1.2 t5m t5m2 Df
4 !7 /m 4
! 7 ii m
B 4 7 /m 4
7 m
7! m
4 1. t5m
@arena 4 2)G 28G maka digunakan rumus Ter3aghi untuk kondisi lo/al shear failure. Dari tabel daya dukung Ter3aghi untuk kondisi lo/al shear failure diperoleh: ;E/
4 1!8
;E=
4 )
;Ey
4 2
=Euit =Euit 4 /E ;E/ ;E/ C Df Df y ;E= ;E= C 7) y B ;E ;E 4 12 >25> 1!8 C 7! > 1 > ) C 7) > 1 > 7 > 2 4 1? t5m2 Daya dukung tanah yang dii0inkan: =Eall 4 #1 #15$&' =Eult 4 #152)' > 1? 4 <8! t5m2 ontoh soal 2:
Pada Pada suatu suatu bangunan bangunan diren/an diren/anakan akan dengan dengan pondasi pondasi menerus menerus terenda terendam m seperti seperti pada gambar. 9itunglah daya dukung tanah bila angka keamanan #safety faktor' 4 2.)
4 2) G
/
4 12 t5m2
Df
4 !7 /m 4 7!
m
B
4 7 /m 4 7
m
4 1 t5m
%
4 1 t5m
@arena 4 2)G 28G maka digunakan rumus Ter3aghi untuk kondisi lo/al shear failure. Dari tabel daya dukung Ter3aghi untuk kondisi lo/al shear failure diperoleh: ;E/
4 1!8
;E=
4 )
;E
4 2
M 4 6 % 1. 1. t5 t5m 4 1 6 1 4 7 t5m
=Eu =Euit
4 /E ;E/ C Df E ;E= C 7) fE B ;E y 4 12 >25> 1!8 C 7! > 7 > ) C 7) > 7 > 7 > 2 4 118! C 1!! C 7)< 4 1< t5m2
Daya dukung tanah yang dii0inkan: =Eall 4 #15$&' =Eult
4 # 1 5 2 ) ' > 1 < 4 ) ) 7 ! t 5 m 2
B A B I I I . P O N D A S I D A N G
K A L
Dari beberapa tipe pondasi dangkal yang dibahas adalah mendesain pondasi telapak karena pondasi telapak ini adalah pondasi dangkal yang paling sering dipakai untuk berbagai tipe tanah. Peran/angan struktur pondasi didasarkan pada beban momen dan beban aksial aksial yang ter0adi ter0adi sehingga sehingga mengakib mengakibatka atkan n ter0adin ter0adinya ya gaya tekan pada dasar pondasi yang disalurkan ke tanah tanah. Dalam analisis ini dianggap bah%a pondasi sangat kaku dan tekanan pondasi didistribusikan se/ara linier pada dasar pondasi. Berikut diberikan persamaan untuk menghitung tekanan sentuh antara dasar pondasi dan tanah: ik ika
res result ultan beb beban be berhimp impit deng dengan an pu pusat sat be berat rat lua luasa san n pon pondasi dasi tek tekaanan nan pad pada dasar pondasi dapat dianggap disebarkan sama keseluruh luasan pondasi
dengan persamaan: $ebaliknya $ebaliknya tanah akan memberikan desakan pada pelat pondasi sebesar nilai = yaitu: = 4 p............................................................ p.................................................................................................. ............................................. .......#.2' #.2' ika resultan beban eksentris #beker0a tidak pada pusat berat' dan terdapat momen yang harus didukung oleh pondasi maka analisisnya adalah sebagai berikut: a. Akibat beban N maka akan beker0a gaya desak ke atas terbagi rata pada dasar pondasi sebesar: 4N = 4 A...................................... A............................................................. .............................................. ....................................... .................#.' .#.' b. *aya perla%anan akibat akiba t momen #"' oleh tanah:
p
t
41 d b> = 2' by...........................................
"t 4 Pt. 62 b>
P = by #.<' .#.' P 44=2=i 9:9 787 b> by 1 b>2 by............. ........ ....... .. ............................................ ......................................................................... ............................. #.8' .#.?' . N " b> by O b>2 by P maksimum 466666 66 66666 66666 666666 66666 66 C ' 2 4 I d b>P =minimum 4 b> by O b>2
b
y f b> 4 1 b> = 2 by i b> 4 } b> 2 by = 2" by............................ #.1G'
Bila diatas pelat pondasi terdapat beban merata akibat beban tanah maka N " C6666 66 6666 6666 6666 66 Q6666 66 6666 6666C = 2 b> by R b> by N" P maksimum 4 66666 66 66666 66666 66666 6666 6666S666666 666 666 66 6 6 6 6Cn= l% i 2 b> by R b> by &
P minimum minimum 4
b> by JL b> by &
.#.11'
..#.12'
F#.1'
persamaan #2.27' men0adi: ;ilai P minimum H 7 agar pada dasar pondasi ter0adi tegangan desak sa0a karena tanah tidak bisa menerima tegangan tarik. ika P P minimum minimum 4 N" b> by i b>2
minimum 4 7 maka: N" by
1 7 47 4 4
b> by O b>2 by (
i 66e 1 b>
b> by
b
N 1 66
b> by O b>2 byN " b> by O b>2 by B 1
Q S
= 2) > 11! > 2
4 ?12) k ;5m2
Q all
Q LL SF
?12) 7!1< k ;5m2 ika digabung antara Qall(p)+Qall(s) maka Qall(total) Qall = ! C 7!1< 4 !<) k ;5m2
&. Be"da*a"kan Te* la!"a#!"i$% Daya d$k$ng $;$ng #iang< s0/
Q
P
Q Q + 4 A p c C + (
'
Diketahui:
14 G
/1
4 <) k ;5m2
c2
4 12) k ;5m2
s 0/
24 21G 4 2)G
/
4 !) k ;5m2
/!
4 1) k ;5m2
1
4 1 k;5m2
y2
4 1)) k;5m
y
4 1<2 k;5m
y!
4 18 k;5m
Q P
= A #/! C C + ! ;U
/!
4
!"
4 y!> D
'
1) k ;5m2
4 18 > 78 4 1!! k ;5m 2 ! ;/
4 ))
Ap
4 1 nD2 !
4 2<
4 72)>n>782 4 7)72 m2
UP
#1) > )) C1!! > 2<' 4 7?2 k ;5m2
4 7 7)72 >
U a&& 4 Q P SF P SF 4 7?2
4 2717
k ;5m2
Daya d$k$ng ge*e"< 7i
4 i>3i
fi
2 4 @ 1>71>tan F 71 2 4 #16sm 7 1'>o1>tan F 71
4 1 >
2
4 ? k ;5m 2
4 #16sm 17G'>?>tan #F #J$%) 4 ?2 k ;5m2
72
4 2V2
4 1)) > 18
f2
2 4 @ 2>72>tan F 72 2 4 #16sm 7 2'>72>tan F 72
G'>2tan #F G' 4 1<!< k
4 #16sin ;5m2 4
7 f
4 2
4 #16sin 7 '>7)>tan
4
#16sin
21G'>172>tan
! "
2 4 @ 7>tan F 7 621G 4 1)1 k ;5m
4 #16sin 7 !'>/!>tan F 7!
4 #16sin 2)G'>>tan F 2% 2%
4 18 2 4 1<2
4 222 k ;5m 2
2
4 k ;5m 4 172 k ;5m 2
7!
4 !V!
4 1)78 4 12 m & 4
f
4 @ !7!>tan F 7!
4 7 C fi 2
a(1' f a
4 7 C ?2 4 2 4 ! k ;5m 2
4 fi C C f 2 f 2 )666666666666F ?2
C1<!< 2
4 1) k ;5m
f 2 C 2
f art*) art*)
f
dibagi tiga karena sudah melebihi LE
1<!< C1)1 112 k ;5m2
a( !' 112 k ;5m2 p nD f a
2) m
Q S
P L f a( 1' C P L2 f a( 2 ) + P L* f a( * ) 2) > > ! C 2) > 18 > 1) C 2) > > 112 C 2) > 2 > 112 <)1??) k ;5m2
U all $ SF
<)1??)
2
2)7) k ;5m
ika digabung digabung antara Qa&&(p)+Qa&&(s) maka maka Qa&&(tota&)
Qa&&
= 2717 C 2)7) !)<<1 k ;5m2
!.) Daya D$k$ng Kel!%p!k Tiang *aya ang beker0a pada kelompok tiang : 1. *aya sentris sentris yaitu gaya yang beker0a berimpit berimpit dengan dengan pusat berat berat kelompok tiang. *aya sentris dengan momen. "omen yang ter0adi akibat gaya tak sentris gaya hori3ontal tak sebidang dengan dasar poer dan akibat desain kolom yang tidak simetris
. 2. Angg Anggap apan an yang yang digu diguna naka kan n
dala dalam m
perhitungan adalah poer dianggap kaku kaku
semp sempur urn na
0ika 0ika
mene menerrima ima
momen momen poer dianggap dianggap miring miring tetapi tetapi tetap datar. Beba Beban n sent sentri riss diba dibagi gi mera merata ta pada pada
2V
Pn 4
n seluruh
tiang
sehingga
dinyatakan dalam persamaan: A A A A
PI PP P P!
p Beban sentris dengan momen :
PI PP P P ! P5n P5n P5n P5n
o
o
o 2
I
!
o
dapat
" 4 7 " 4 P1 T1 C P2 T2 C P T C P! T! PL 4 T2 Pi
TW
4
1
T
P
T1 p
4 t p
4T! P
P!
T1 PM
" 4 P1 > T1 C P
=8 >?2
+ X + X
2
1
2
!
2
2
) A 2 X!
V
M X,
P1
XX
2
$ehingga 0ika di gabung akibat beban sentris dan momen men0adi:
P
I
4 VC x,
n £X
2
ma>
y
N"
C +ma>
n
VX
2
Dengan: Dengan: N 4 0umlah semua beban +ertikal termasuk poer dan tanah diatasnya " 4 0umlah semua momen yang beker0a pada pondasi 2 4 momen inersia kelompok tiang
ontoh ontoh $oal 1:
66666666 7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
"> 4 "l 4 7 k;.m "y 4 "2 4 ?7 k;.m VN 4 187 k; Ditanyakan: Tentukan P maksimum maksi mum dan P 212
minimum X a%aban: umlah tiang #n' 4 12 pile
y PN i —
n
"y
"> C ---------------7— C
yn
2 ny #2yi #2 yi '
yi
#2> i2' 1
>
.
y N "
"y
P maksimum 4 @@ C7777777777777777777777777@ / C7777777777777777777777"777777777777@ y/ n n #2y& C2y/ ' n8#2/ ' y
1 87
7
Y
?7
666666C66666 , 2 C666666266666
!#2.22' #2.1 2.12 C 2.2'4 22) k;
12
" +
"y
P minimum minimum 4 F666666666666666666 66F n 187 12
#2 n?
7 !#2.22'
I
'
666666666 66666666666 6666666F y/
/
n C 2y & ' y
"
2
#2.12 C 2.2'
4 1) 6 <) 6 !) 4 <) k;
Diketahui suatu pondasi tiang pan/ang dengan ketentuan:
L
4 ) m
D
4 7! m
D
L
p
4 nD
4 TZ7! 4 12)< m
"y
4 27 t
4 7 t'. Kapa*i#a* daya d$k$ng ak*ial p!nda*i $n#$k d -/3 %
">
@apasitas daya dukung geser: 4 [ P -AL C [
Us
ac
Pf
a. AL
Lapisan tanah 1:
6 Pad Padaa per permu muka kaan an tana tanah h 7 m fo fo
47
Pengaruh Pengaruh geser diasumsikan diasumsikan berlaku berlaku maksimum maksimum sampai sampai kedalaman kedalaman 1)D yaitu :
LE 4 1)D 4 1)>7! 4 m
Pada kedalaman 8m
/u
4 772 kg5/m2 4 27 t5m2
Dari grafik diperoleh nilai :
4 72<2
4 72<2>27
4 7722C72)
a1
adalah:
5l#8' , f /(01) &
Li
)!!
l=3/C
8
l
78
=3/C
f
l#!)' l#! )' !78 !7 8 t5m t5 m2
f
a+#H!)'
M l#!)'
f
!78 t5m2 f
a.( )
#&I#!)' 6 &o ' 2
#!78 6 7' 2
27! t5m2
6H
f 4 a1cu1Besar nilai f aa pada LE !) m
Us#!)'
AL !) m
Pf a. a.(i-A&
12)< 27! >
1)8) t
Us#!)6 8'
Pf a.(3401 a.(3401 )A&
6H A& ) m4 172)< t
Usi
4 1)8) C172)<
4 2)!2 t
Lapisan tanah 2:
f a. a. #2'
4 ! !78 t5m2
;ilai kapasitas daya dukung geser pada kedalaman 8 6 27 m: Qs2
A& 4
p f a.(i) a.(i) A&
12 m
4 12)<>!78>12 4
1)! t Lapisan tanah :
a+#' 6 Pada kedalaman 27 6 7 m f a+
4 !78 t5m2
QS
a.py A& 4 p f a.py
A& 4
17 m
4 12)<>!78>) 4
)128 t Lapisan tanah !: Pada kedalaman 7 6 !7 m Qs
a.( )A& 4 pf a.
4 12)<>!78>) 4
2)! t
A& 4
)m
4
4 !78 t5m2
f a+ a+ # !'
;ilai kapasitas daya daya dukung geser total Qs 4 Qsi +
Qs
C QS * + Qs
2
0
4 2)!2 C 1)! C )128 C 2)! 4
1!111 t
4 Qall 4 $&
4 1!111
4 )!<7! t
&. De*ain P!nda*i
umlah beban aksial total : N 4 12) t Berat poer #diperkiran' : poer 17 t
N
umlah tiang yang diperlukan :
N Uall 4 12) )!<7! 4 228) tiang ]
tiang
arak antar tiang s 4 #2) 6 ' D 6H ambil s 4 D 4 > 7! 4 12 m $ehingga susunan tiang men0adi:
13-
Dimensi poer: Pan0ang
4 !7 /m
Lebar
4 177 /m
Tebal poer
4 <) /m
Berat poer #N poer ' 4 ! > 1 > 7<) > 2
4 12 t 17 t #perkiaan \@'
!
usi gaya yang beker0a pada kelompok tiang : 4 N C N poer 4 12) C 12 4 1112 t 1112 7 6666666C666666666666 < >
ks
N ">
;
+
#
7 > 2 > 72
4 )27< t H )!<7! t #tidak \@' 27 U
all
N
"> n
M n> #2i ' M ny #2y ' 6
T+ n
1 Uall
ny
l Uall
1 > 2 > 122
1
t
" 6 C62 l 1 n
#2 >
1
'
6
y
^
y l2 '
i '
1112 7
122
1
Uall
C
12
#2y & ' " 2> 2 16 ; C6 #2
n > #2i ' 2
27
6
y
1
Uall
l 2 Uall n
#2
y yl
'
7 > 2 > 72
4 127< t )!<7! t #\@'
@arena Pmaks tidak memenuhi syarat di/oba dengan ! tiang
> 12
> 7
:
arak antar tiang s 4 #2) 6 ' D 6H ambil s = / = > 7! 4 12 m
Dimensi poer: Pan0ang 4 227 /m Lebar 4 227 /m Tebal poer 4 <) /m Berat poer (0
) 4
poer
22 > 22 > 7<) > 2! 4 8<12 t 17 t #perkiaan \@'
Distribusi gaya yang beker0a pada kelompok tiang :
ek terhadap beban tetap:
tot tot
4 C C poer 4 1<12 t 4 12) C 8<12
maks
N
" 6 C^ 2 1 2 ny# y 1 '
1
2
1)12 7 666666666C666666666666666 > ! 2 > 2 > 7
n
n>
7
2
#2
I
'l Uall
27 C6666666666 C66666666666666666 6666666 > 2 > 2 > 7
7
2
)1 t H )!<7! t #\@' Pm
#2 1) 1)T 12N " 6 6672 1 2 n n"y 27 Uall ' 666666666666 Il 7 6 > 66666666666 666666 6666666 > 4 11?!<2t >H 2)!<7! >'7 t #\@' 7
7
7
BAB . . DINDING DINDI NG PENAHAN PEN AHAN TANAH .' U%$% Dinding penahan tanah merupakan komponen struktur yang dibangun untuk menahan massa tanah pada tanah yang berkontur atau tanah yang memiliki ele+asi yang berbeda misalnya untuk 0alan raya dan bangunan pada lereng. Bangunan dinding penahan umumnya terbuat dari bahan kayu pasangan batu beton hingga ba0a sekarang sering 0uga dipakai produk bahan sintetis mirip kain tebal atau sebagai dinding penahan tanah yang sering disebut sebagai geo tetile atau geo s-ntetic .
).2 Kla*i(ika*i Dinding Penahan Berd Be rdas asar arka kan n be bent ntuk uk da dan n pe pena naha hana nan n te terh rhad adap ap ta tana nah h di dind ndin ing g pe pena naha han n da dapa patt klasifikasikan ke dalam beberapa bentuk yaitu: dinding gra+itasi #gra+ity retaining %all' dindin din ding g sem semii gra gra+it +itasi asi din dindin ding g kan kantil tile+e e+err dan din dinding ding pen penaha ahan n tan tanah ah dar darii per perkua kuatan tan geosintetik. Dinding gra+itasi merupakan dinding penahan tanah yang mengandalkan berat bahan sebagai penahan tanah umumnya berupa pasangan batu atau bron0ong batu
(ga3ion).
Dinding Dindi ng kant kantile+e ile+err dibua dibuatt deng dengan an kombi kombinasi nasi pondasi dan dindi dinding ng beto beton n bert bertulang ulang untuk menahan mena han beba beban n tanah tanah.. $eda $edangkan ngkan dindi dinding ng pena penahan han tana tanah h dari geosi geosintetik ntetik meng menganda andalkan lkan kekuatan bahan geosintetik untuk menahan tanah.
). Tekanan La#e"al Tanah (ntuk dapat memperkirakan dan menghitung kestabilan dinding penahan diperlukan menghitung tekanan ke arah samping #lateral'. @arena massa tanah berupa butiran maka saat menerima tegangan normal baik akibat beban yang diterima tanah yaitu berupa berat bangunan di atas tanah dan akan menyebabkan tekanan tanah ke arah tegak lurus atau ke arah samping. Tegangan inilah yang disebut sebagai tegangan tanah lateral
(lateral earth pressure). Pengetahuan
tentang tegangan lateral ini diperlukan untuk pendekatan peran/angan kestabilan. Tekanan tanah lateral dibedakan men0adi tekanan tanah lateral aktif dan tekanan lateral pasif. Tekanan lateral aktif adalah tekanan lateral yang ditimbulkan tanah se/ara aktif pada struktur yang dibuat. dibua t. $eda $edangkan ngkan tekanan lateral lateral pasif merupakan merupakan tekan tekanan an yang timbul pada tanah saat menerima beban struktur yang kita salurkan pada se/ara lateral. Besarnya tekanan tanah sangat dipengaruhi oleh fisik tanah sudut geser dan kemiringan tanah terhadap bentuk struktur dinding penahan.
).! Angka Kea%anan $uatu $uatu dindin dinding g penaha penahan n tanah tanah #retai #retainin ning g %all' %all' dapat dapat dinyat dinyataka akan n aman aman apabil apabilaa memenu memenuhi hi syarat syarat keaman keamanan. an. $yarat $yarat keaman keamanan an terseb tersebut ut adalah adalah aman aman terhad terhadap ap mom momen en pengguling serta aman terhadap gaya penggeser. penggeser. $yarat angka keamanan terhadap momen pengguling
sebesar
2 7
sedangkan syarat angka keamanan terhadap gaya penggeser
adalah 1).
"r "d ........................................... .................................................................. .................................................. ........................... #1 ' dengan: "r adalah 0umlah momen penahan gelin/ir #momen resisting' "d adalah momen penyebab gelin/ir #momen dri+ing' &r $& 4 &d ........................................... .................................................................. .............................................. ....................... #2' dengan: &r adalah gaya penahan geser &d adalah gaya penggeser
).) Tekanan Tanah Ak#i( dan Pa*i( 1. Tekanan Tanah Aktif Tidak Berkohesi $uatu dinding penahan tanah dalam keseimbangan menahan tekanan tanah hori3ontal dapat dihitung berdasarkan koefisien tanah aktif #@a' yang merupakan konstanta yang merubah tekanan +ertikal ke tekanan tanah hori3ontal dengan kedalaman tertentu #9' dan berat +olume #y'. $ehingga besar tekanan tanah aktifnya dapat dituliskan men0adi:
Pa 4 _ @a 92 Dengan : 1 6 sin i 42 5 @a 4 4 tan2 #!)6 ' 1 C sin i 2 4 sudut geser tanah (ntuk tanah miring persamaannya men0adi: Pa 4 _ @a 92 /os P Dengan :
/os P@a 4
66 - 7 #/os P 6
^+5
#/\$p F os os2' y
2
/os2 p) /os P C C
4 sudut geser tanah P 4 sudut kemiringan tanah 2. Tekanan Tanah Aktif Berkohesi @ohesi pada tanah adalah lekatan antara butir6butir penyusun tanah. (ntuk tanah berkohesi misalkan tanah lempung biasanya sudut geser tanah sangat ke/il sampai dengan den gan nol nol.. ;il ;ilai ai koh kohesi esi ini aka akan n men mengur gurang angii tek tekana anan n tan tanah. ah. akt aktif. if. $e $ehin hingga gga persamaan tekanan tekanan tanah aktif untuk untuk tanah berkohesi adalah: adalah:
Pa 4 5 @a y 92 6 2 / @a 9 Dengan: / 4 nilai kohesi tanah
@a 4
(ntuk tanah miring persamaannya men0adi: Pa 4 5 @a 92 /os P 6 2 / @a 9 Dengan :
4 sudut geser tanah P 4 sudut kemiringan tanah . Tekanan Tanah Pasif Tidak Berkohesi Dalam kondisi tertentu suatu dinding penahan tanah dapat terdorong kearah tanah yang yan g dit ditaha ahan n aki akibat bat pen pengar garuh uh tek tekana anan n tan tanah ah akt aktif. if. Arah tek tekana anan n tan tanah ah pas pasif if berla%anan dengan dengan arah tekanan tekanan tanah aktif. Tekanan tanah pasif pasif dirumuskan : Pp 4 5 @p 92 Dengan : @p 4
1 C sin
4 tan22#!)C #!)C66 ' 2
1 6 sin $
(ntuk tanah miring persamaannya men0adi: Pp 4 5 @p 92 /os P Dengan :
4 sudut geser tanah !.
Tekanan Tanah Pasif Berkohesi (ntuk tanah yang berkohesi tekanan tanah pasifnya men0adi: Pp 4 5 @p y 9 2 6 2 / @p 9 Dengan: / 4 nilai kohesi tanah (ntuk tanah miring persamaannya men0adi: Pp 4 5 @p 92 /os P 6 2 / @p 9 Dengan :
4 sudut geser tanah P 4 sudut kemiringan tanah
ontoh $oal:
1)
Diketahui suatu konstruksi dinding penahan tanah #retaining %all' seperti gambar dengan data6data seperti diba%ah. 9itunglah angka keamanan dari dinding penahan tanah #retaining %all'.
Pa
\ 17 /m
yt 4 22 t5m 4 27G / 4 ) t5m2 yb 4 2! t5m a%aban:
\$ P @a 54
4
#\$2 P 5 \$2 ' + \$ P + 8 7 #\$2 P 5 \$2 " ) J
\$1)
6 #\$21) 6 \$ 27' + \$1) + 49 #\$21) 6 \$ 27' 2
' 7
?#7? 6 78'`
+
7? C #7? 6 78'
6JoJ' M 7? JoJ' + 7? C 71
2
y
J
M 7? 7 ? 6 71 7 1 $ + 7? C 71 7) 1282
4 7)7<
/os P + #/os #/os2 P 5 /os2 ' + /os P 5 Jicos5 p 6cos 4 ) J 2
\$1) +
6 - 7 #\$21) 6
2
\$
27' 27'
+
2
\$1) 6 -9 - 9 #\$
1) 6 \$2 27' y
M 7? C N #7? 6 78'` +7? 6 #7? 6 78' y M 7? + .J"J + 7? 6 71 M 7? C 71s + 7? 6 71 1282 7)
4 1?< Pa 4 N @a yt 9 /os P 2
4 7)>7)7<>22>2 >/os 1)G 4 28) t 2
Pp 4 N @p t 9
2
4 7)>1?<>22>7 4 7<8 t 2
-i 4 Ai>y b
4 7 > 1 > 2!
-2 4 A2>yb
4
7) > 7) > 2
- 4 A >y b
4
7 > 2 > 2!
- 4 A >yt
4
7) > 7) > 2
-) 4 A)>yt
4
7) > 2 > 22
- 4 A>yt
4 7) > 1 > 71! > 224 71!< t
-< 4 Ay>yt
4 7 > 7 > 22
!
!
4 11)2 t > 2!
4 12 t 4 1!! t
> 22
4 11 t 4 22 t
4 71?8 t
-total 4 <!< t arak gaya setiap segmen terhadap titik \. $egmen penahan guling: -i i
4 5>17
4 87 /m
4 78 m
-2
2
4 5>)7 C 7 4
<< /m
4 7<< m
-
4 5>7 C 7 4
!) /m
4 7!) m
-!
!
4 _>)7 C 7 4
? /m
4 7? m
-)
)
4 5>)7 C 117 4 1) /m
4 1) m
-
4 _>177
4
< /m
4 7< m
-<
<
4 5>7
4
1) /m
4 71) m
P p 6H
8
4 5>7
$egmen pengguling:
4 27 /m
4 72 m
Pa ?
4
5>27
4 << /m
4 7<< m@eamanan terhadap
momen pengguling #momen terhadap titik \': "omen penahan guling: ' '
" 4 -11 4 11)2 78
tm
1
7
"2 4 -22 4 12 7< 7<< < " 4 - 4
1!! 7!)
4 7? 7?2! 2! tm I I
" 4 -!! 4 11 7? !
o M
M 7 7
7
4 172tm ' '
)
4 -)) 4 22 1)
tm
o t
" tm
I I
" 4 - 4 71!< > 7< <
4 -<< 4
71?8 > 71)
"p 4 Pp 4 7<< 72 8
\ tm \
4 77 tm 4 71)tm !
"r 4 < <? tm "omen pengguling: "a 4 Pa ? 4 28 > 7<<
4 21) tm
"o 4 21) tm Angka keamanan #$&' terhadap guling5o+ertuning: "r <? 4 F66 6 664 66 4 1 6H #\@ karena sudah lebih dari 2' "o 21)
$& 4
Angka keamanan terhadap sliding5geser:
4 -total tan C B C P p
$&
a
<!< tan 27G C ) > 1 C 7<8 28)
2<7< C 8 C 7<8 28)
4 !7 6H #\@ karena sudah lebih dari 1)'
