MAKALAH DAYA DUKUNG TANAH
Disusun Oleh : CATUR PRIBADI ICHSAN ALI FAUZI TRI WAHYU HADI S.
3.12.10.1.07 3.12.10.1.12 3.12.10.1.22
TEKNIK SIPIL TEKNIK KONSTRUKSI SIPIL
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2010
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ................................................................................................ B. Rumusan Masalah ........................................................................................... C. Tujuan ..............................................................................................................
BAB II PEMBAHASAN A. Daya Dukung Tanah Menurut Terzaghi ......................................................... B. Metode Lain dari Daya Dukung Tanah ........................................................... C. Contoh Pada Perkerasan Jalan.........................................................................
BAB III PENUTUP Simpulan .............................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
ABSTRAK Dalam perencanangan untuk mendirikan sebuah bangunan atau konstruksi, sebelumnya harus ditentukan bagimana tanah itu, karakteristik,serta klasifikasi tanah tersebut. Sehingga dapat diketahui bangunan yang cocok yang akan dibangun diatas tanah tersebut. Hal yang harus diperhatikan lainnya adalah tentang daya dukung tanah, dimana daya dukung tersebut menentukan kekuatan dan kuat geser tanah, dengan menguji tanah tersebut. Apakah tanah tersebut mampu untuk menopang bangunan yang akan dibangun di atas tersebut atau tidak. Dalam menentukan daya dukung tanah digunakan beberapa teori, diantaranya teori daya dukung Terzhaghi, teori daya dukung lempung, teori daya dukung pasir, dan beberapa metode percobaan. Dan pada akhirnya dapat diketahui, konstruksi yang cocok untuk dibangun diatasnya sesuai dengan daya dukung tanah yang tersedia di area tersebut.
BAB I PENDAHULUAN A.
Latar Belakang
Dalam pandangan teknik sipil, tanah adalah himpunan mineral, bahan organik, dan endapan – endapan yang relatif lepas (loose), yang terletak diatas batuan dasar (bedrock). Ikatan antara butiran yang relaif lemah dapat disebabkan oleh karbonat, zat organik, atau oksida – oksida yang mengendap diantara partikel – partikel. Ruang diantara partikel – partikel dapat berisi air, udara ataupun keduanya. Proses pelapukan batuan atau proses geologi lainnya yang terjadi didekat permukaan bumi membentuk tanah. Pembentukan tanah dari batuan induknya, dapat berupa proses fisik maupun kimia. Proses pembentukan tanah secara fisik yang mengubah batuan menjadi partikel – partikel yang lebih kecil, terjadi akibat pengaruh erosi, angin, air, es, manusia, atau hancurnya partikel tanah akibat perubahan suhu atau cuaca. Partikel – partikel mungkin berbentuk bulat, maupun bentuk – bentuk diantaranya. Umumnya, pelapukan akibat proses kimia dapat terjadi oleh pengaruh oksigen, karbondioksida, air (terutama yang mengandung asam atau alkali) dan proses – proses kimia yang lain. Jika hasil pelapukan masih ditempat asalnya, maka tanah ini disebut tanah residual (residual soil) dan apabila tanah berpindah tempatnya, disebut tanah tersangkut (transported soil).
Istilah pasir, lempung, lanau atau lumpur digunakan untuk menggamnbarkan ukuran partikel pada batas ukuraan butir yang telah ditentukan. Akan tetapi, istilah yang sama juga digunakan untuk menggambarkan sifat tanah yang khusus. Sebagai contoh, lempung adalah jenis tanah yang bersifat kohesif dan plastis, sedang pasir digambarkan sebagai tanah yang tidak kohesif dan tidak plastis. Daya dukung tanah merupakan pendukung pondasi, di mana suatu pondasi merupakan bagian dari struktur yang menyalurkan beban langsung ke lapisan tanah di bawahnya. Bila tanah di dekat permukaan mampu mendukung beban-beban struktual maka dapat digunakan pondasi tapak (footing) atau pondasi rakit (raft). Pondasi tapak adalah suatu pelat yang relatif yang memberikan dukungan terhadap bagian dari struktur secara terpisah. Sedangkan pondasi raft adalah pelat tunggal yang relatif besar, biasanya diperkaku, yang mendukung keseluruhan struktur. Bila tanah di dekat permukaan tidak mampu mendukung beban-beban struktual, maka dipakai ting
pancang (pile) atau tiang (pier) untuk menyalurkan beban ke tanah yang lebih kuat (batuan) pada kedalaman yang lebih besar. Pondasi harus memenuhi persyaratan dasar: (1) faktor keamanan terhadap keruntuhan geser dari tanah pendukung harus memadai, biasanya sebesar 2,5 sampai 3; (2) penurunan pondasi dapat terjadi dalam batas toleransi dan penurunan sebagian (defferential settlement) tidak boleh menyebabkan kerusakan serius atau mempengaruhi fungsi struktur. Daya dukung tanah izin (q ) didefinisikan sebagai tekanan maksimum yang boleh dikerjakan pada tanah sedemikian rupa sehingga kedua kebutuhan diatas terpenuhi.Nilai-nilai perkiraan daya dukung tanah, yaitu besarnya tekanan yang akan terjadi dengan faktor keamanan terhadap keruntuhan geser yang cukup memadai, tetapi tanpa memperhitungkan adanya penurunan. Kerusakan akibat penurunan tanah dapat di tanggulangi dengan cara menstabilkan tanah, yaitu cara yang dipakai untuk meningkatkan daya dukung tanah terutama untuk tanah dasar. Hampir semua jenis tanah kecuali tanah organis dapat meningkat daya dukungnya bila distabilisasi dengan bahan stabilisasi yang sesuai.
B. RUMUSAN MASALAH Rumusan masalah ini dimaksudkan untuk menyamakan persepsi antara penulis dan pembaca mengenai daya dukung tanah,metode apa yang digunakan,fungsi,dan cara menghitungnya.
C. TUJUAN 1. memahami dan menghitung kekuatan daya dukung tanah untuk perancangan segala fondasi dari hasil pengolahan data penyelidikan tanah; 2. sebagai syarat untuk memenuhi tugas mata kuliah Bahasa Indonesia Politeknik Negeri Semarang; 3. menentukan karakteristik tanah dari kekuatan daya dukung tanah.
BAB II PEMBAHASAN
Dalam perencanaan pembangunan fondasi gedung atau bangunan lain ada dua hal utama yang harus di perhatikan yaitu daya dukung tanah dan penurunan tanah yang akan terjadi karena bila mana tanah yang akan digunakan itu lunak maka banguna n tidak akan bisa stabil atau seimbang . umumnya cara yang di pakai untuk mengetahui kekuatan geser tanah yang akan digunakan tersebut adalah dengan melakukan uji tanah di laboratorium. Banyak teori yang sering digunakan untuk menghitung daya dukung tanah tapi yang paling sering dipakai adalah teori Terzaghi.
A. Teori Daya Dukung Terzaghi Teori ini dimaksudkan untuk fondasi yang tidak terlalu dalam . Teori ini berdasarkan pada anggapan kekuatan geser tanah dinyatakan dengan rumus : s = c + 𝜎 tan ∅ keterangan : s
= titik geser tanah
𝜎
= tegangan normal pada bidang geser
c dan ∅ = konstanta geser tanah tersebut. Teori ini runtuh karena dasar fondasi dianggap tidak licin sehingga gesekan antara dasar fondasi dengan tanah sangat tinggi , karena hal itu kekuatan tanah tidak dihitung karena hanya beratnya saja yang diperhatikan. Teori Terzaghi ini memunculkan rumus daya dukung tanah sebagai berikut : q = cNc + 𝛾 DNq + 1/2 𝛾 BN𝛾 dimana : q = daya dukung keseimbangan B = lebar fondasi D = dalam fondasi 𝛾 = berat sisi tanah c = kohesi ∅ = sudut perlawanan geser . Teori Terzaghi hanya cocok untuk fondasi dangkal karena tidak memperhitungkan kekuatan geser tanah yang terletak diatas dasar fondasi.
Teori lain yang juga baik untuk fondasi dangkal maupun fondasi dalam ditemukan oleh Meyerhof dengan memperhitungkan kekuatan geser sampai pada permukaan tanah , dengan demikian teori Meyerhof berlaku untuk semua jenis fondasi. Teori-teori yang di kemukakan oleh Terzaghi tadi hanya bisa dipakai untuk fondasi memenjang tapi tidak dapat digunakan untuk fondasi bujur sangkar atau fondasi lingkaran. Oleh karena itu Terzaghi mengusulkan rumus-rumus berikut. untuk fondasi lingkaran : q
1,3 cNc + 𝛾 DNq + 0,6 𝛾 RN𝛾
dimana R jari-jari fondasi. untuk fondasi bujur sangkar : q
1,3 cNc + DNq + 0,4 𝛾 BN𝛾 (dimana B lebar fondasi)
dimana B adalah lebar fondasi
Daya Dukung Lempung Rumus-rumus yang dikemukakan di atas tidak cocok untuk jenis tanah lempung karena tidak mengandung nilai tegangan pori air. Jika ada tegangan pori air harus diperhitungkan tapi jika untuk jenis tanah pasir tidak masalah karena memang tegangan air sellalu dianggap tidak ada. Untuk lapisan lempung pembuatan bangunan diatasnya akan selalu menimbulkan tegangan pori, yang mana tidak akan segera menyusut. Biasanya waktu untuk penyusutan pori air jauh lebih lama daripada waktu mendirikan bangunan diatas tanah lmpung tersebut dan hal ini berarti bahwa kekuatan pergeseran tanah lempung tidak akan banyak mengalami perubahan selama pembuatan bangunan. Oleh karena itu, biyasanya kekuatan geser lempung dihitung menggunekan nilai kekuatan geser sebelum mendirikan bangunan yaitu dengan cara menganggap ∅=0 dan kekuatan geser s=c. Untuk nilai NC yang paling sering dipakai untuk kasus ini adalah yang diusulkan oleh Skempton. Nilai ini didapat dari pengalaman di lapangan Rumus fondasi persegi rumus yang di usulkan oleh Skempton adalah : 𝐵
Ncr = ( 1 + 0,2 𝐿 ) Ncs dimana Ncr = nilai untuk fondasi persegi Ncs = nilai untuk fondasi memanjang
L
= panjang fondasi
B
= lebar fondasi.
Daya Dukung Pasir Untuk fondasi pada permukaan tanah q
=
1
/2 𝛾 BN𝛾
Jadi dalam hal ini daya dukung (beban persatuan luas) adalah sebanding dengan lebar fondasi.Daya dukung juga sebanding dengan berat isi tanah. Hal ini berarti bahwa tinggi muka air tanah banyak mempengaruhi daya dukung pasir. Tanah dibawah muka air beratnya kira-kira separuhnya tanah yang diatas muka air. Tegangan Tanah Yang Diperbolehkan Untuk mendapatkan tegangan yang dipakai dalam perencanaan fondasi nilai yang dihitung dengan rumus diatas ini dibagi dengan faktor keamanan dan nilai yang didapat disebut daya dukung yang diperbolehkan , yaitu : Tegangan tanah yang diperbolehkan :
𝑑𝑎𝑦𝑎 𝑑𝑢𝑘𝑢𝑛𝑔 𝑘𝑒𝑠𝑒𝑖𝑚𝑏𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑘𝑒𝑎𝑚𝑎𝑛𝑎𝑛
Faktor keamanan ini biasanya diambil sebesar tiga.
Daya dukung tanah dapat dicari dengan metode berikut. a.
CBR(California Bearing Ratio)
b.
DCP(Dynamic Cone Penetrometer)
c.
SPT (Standard Penetration Test)
B. Metode CBR Metoda ini awalnya diciptakan oleh O.J poter kemudian di kembangkan oleh California State Highway Departement, kemudian dikembangkan dan dimodifikasi oleh Corps insinyur-isinyur tentara Amerika Serikat (U.S Army Corps of Engineers). Metode ini menkombinasikan percobaan pembebanan penetrasi di laboratorium atau di lapangan dengan rencana empiris untuk menentukan tebal lapisan perkerasan. Hal ini digunakan sebagai metode perencanaan perkerasan lentur (flexible pavement) suatu jalan. Tebal suatu bagian perkerasan ditentukan oleh nilai CBR.Dengan rasio dari hasil tersebut yang kita pakai sebagai acuan.
C. DCP(Dynamic Cone Penetrometer) DCP atau Dynamic Cone Penetrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur daya dukung tanah dasar jalan langsung di tempat (in situ). Daya dukung tanah dasar tersebut diperhitungkan berdasarkan pengolahan atas hasil test DCP yang dilakukan dengan cara mengukur berapa dalam (mm) ujung konus masuk ke dalam tanah dasar tersebut setelah mendapat tumbukan palu geser pada landasan batang utamanya. Korelasi antara banyaknya tumbukan dan penetrasi ujung conus dari alat DCP ke dalam tanah akan memberikan gambaran kekuatan tanah dasar pada titik-titik tertentu. Makin dalam konus yang masuk untuk setiap tumbukan artinya makin lunak tanah dasar tersebut. Pengujian dengan menggunakan alat DCP akan menghasilkan data yang setelah diolah akan menghasilkan CBR lapangan tanah dasar pada titik yang ditinjau. CBR lapangan tanah dasar pada pelebaran jalan Jika pada tanah dasar dengan kedalaman sampai dengan 1 meter terdapat beberapa lapisan tanah dengan daya dukung (nilai CBR) yang berbeda, maka nilai CBR lapangan pada titik tersebut diperhitungkan berdasarkan nilai CBR yang mewakili nilai-nilai CBR lapisan-lapisan tanah di maksud.Untuk CBR lapangan tanah dasar pada jalan aspal jika dihadapi kondisi tidak terdapat alat Benkelman Beam untuk mendapatkan data rebound deflection jalan aspal guna keperluan overlay design, maka dapat digunakan alat DCP untuk mengumpulkan data-data lapangan. CBR yang diperoleh dari perhitungan hasil survey dengan alat DCP digunakan sebagai salah satu masukan untuk memperhitungkan kebutuhan overlay yang prinsipnya adalah memanfaatkan nilai sisa perkerasan lama. CBR lapangan tanah dasar di bawah perkerasan jalan yang direkonstruksi atau jalan baru Prinsip sama dengan penentuan CBR lapangan tanah dasar pada pelebaran jalan, hanya pengambilan lokasi titik-titik uji saja yang berbeda.
D. SPT (Standard Penetration Test) Uji penetrasi standar ini dikembangkan pada tahun 1927 dan merupakan sarana yang paling populer dan ekonomis untuk memperoleh informasi jenis dan kekuatan tanah dari suatu lapisan bawah permukaan tanah. Yang diperkirakan antara 80 sampai dengan 90 persen dari rancang pondasi konvensional di Amerika dibuat dengan SPT. Dan telah dibakukan sebagai ASTM D 1586 sejak tahun 1958 dan sampai dengan sekarang telah mengalami revisi-revisi secara berkala untuk memperoleh kesempurnaan. Dari hasil pengalaman pengeboran lebih baik dengan menggunakan common auger dengan diameter 1 7/8” , yang dilakukan untuk setiap 40 cm sampai kedalaman 2 m atau 3 m. Kemudian diadakan pencucian (washing) sampai kedalaman tersebut dengan maksud untuk melebarkan lubang bekas bor untuk persiapan pemasangan mata bor yang lebih besar dan pipa pelindung dinding (cashing). Sedangkan untuk lapisan permukaan tanah yang terdiri dari campuran kerakal, kerikil dan pasir kasar yang bersifat lepas, pada saat pembuatan lubang langsung dipasang pipa pelindung. Untuk membersihkan lubang dipakai three cone bit . Pengambilan sampel tanah asli pada umumnya dilakukan untuk tanah jenis lempung, lanau, pasir kelempungan atau pasir kelanauan dengan menggunakan alat tabung berdinding tipis dengan diameter 75 mm dan panjangnya 78 cm. Setelah pengambilan sampel kemudian dilakukan percobaan penetrasi standar untuk mengetahui kekuatan lapisan tanah pada kedalaman tersebut. Sehingga di dapat kekuatan atau daya dukung tanah tersebut.
BAB III PENUTUP
SIMPULAN
Untuk menentukan daya dukung tanah dapat diperoleh dengan cara menggunakan beberapa teori serta beberapa metode. Diantara teori-teori tersebut diantara, yang pertama adalah teori daya dukung Terzhaghi, dimana digunakan untuk fondasi yang tidak terlalu dalam. Yang kedua adalah daya dukung lempung, dimana untuk menentukan daya dukung tanah serta kuat gesernya, yang tanahnya berupa lempung. Yang ketiga adalah daya dukung pasir, dimana untuk menentukan daya dukung serta kuat gesernya, yang tanahnya berupa pasir. Dan beberapa metode yang digunakan adalah CBR(California Bearing Ratio), DCP(Dynamic Cone Penetrometer), SPT (Standard Penetration Test). Dari masing-masing metode tersebut didapat suatu nilai atau suatu kesimpulan. Sehingga akhirnya dapat ditentukan daya dukung tanah tersebut serta kuat geser tanah.
DAFTAR PUSTAKA http://karpetilmusipil.blogspot.com/2010/01/cbr-california-bearing-ratio.html F.D Wieslly,1977,Mekanika Tanah cetakan keempat,Erlangga,Jakarta www. Ilmusipil.co.id, 26 Oktober 2010.SPT test
