Daya Dukung Tanah
A. Peng Penge ertia rtian n Daya Daya dukung dukung tanah tanah adalah adalah kemamp kemampuan uan tanah tanah untuk untuk menaha menahan n
•
tekanan atau beban bangunan dengan aman tanpa menimbulkan kerunt keruntuha uhan n geser geser dan penur penuruna unan n yang yang berleb berlebiha ihan n ( Najoan Najoan,T. ,T.F. F. 2002 ). •
Daya dukung yang aman terhadap keruntuhan tidak berarti bahwa penurunan pondasi akan berada dalam batas-batas yang diizinkan. Oleh karena itu, analisi penurunan harus dilakukan karena pada umumbya
bangunan
berle erleb bihan ihan..
Kapa apasit sitas
itu
peka
nila nilaii
day daya
dida didasa sark rkan an pada pada kara karakt kter eris isti tik k
terhadap duku ukung
tana tanah h
penurunan dari ari
suat uatu
yang tan tanah
dasa dasarr yang yang dite ditent ntuk ukan an,,
termasuk faktor aman terhadap keruntuhan. Secara umum seperti yang kita ketahui, daya dukung tanah ditentukan dari daya dukung ulti ultima mate te diba dibagi gi fakt faktor or aman aman yang yang sesu sesuai ai dan dan dapa dapatt dila dilaku kuka kan n dengan
cara
pendekatan
empiris
untuk
memudahkan
perhitungannya. •
Daya dukung tanah adalah kemampuan tanah untuk mendukung beban baik dari dari segi segi strukt struktur ur pondas pondasii maupu maupun n bangun bangunan an di atasny atasnya a tanpa tanpa terjadi keruntuhan geser. Daya dukung batas (ultimate (ultimate bearing capacity ) adalah daya dukung terbesar dari tanah. Daya dukung ini merupakan kemampuan tanah untuk mendu enduku kung ng
beba beban n
deng dengan an
asum asumsi si
tanah anah
mulai ulai
menga engala lami mi
keruntuh keruntuhan. an. Setelah Setelah nilai qu didapa didapat, t, maka maka nilai nilai daya daya dukun dukung g ijinnya dapat dicari. Daya dukung ijin adalah beban per satuan luas yang diijinkan untuk dibebankan pada tanah di bawah pondasi, agar kemungkinan terjadinya keruntuhan dapat dihindari. Beban tersebut termasuk beban mati dan beban hidup di atas permukaan
tanah, tanah, berat berat pondas pondasii itu sendir sendirii dan berat berat tanah tanah yang yang terlet terletak ak tepat di atas pondasi. Daya dukung ijin dicari dengan rumus :
B. Pondasi 1.Pengertian Pondasi adalah bagian dari suatu bangunan yang berfungsi meneruskan berat bangunan tersebut ke tanah dimana bangunan itu itu berd berdir irii (Ter (Terza zagh ghi, i, Peck Peck,, 19 1987 87). ). Suat Suatu u pere perenc ncan anan an pond pondas asii dikatakan benar apabila beban yang diteruskan oleh pondasi ke tana tanah h tida tidak k mela melamp mpau auii keku kekuat atan an tana tanah h yang yang bers bersan angk gkut utan an.. Apab pabila ila
keku ekuatan atan
tan tanah
dila dilam mpaui paui,,
maka
pen penuru urunan nan
yang yang
berlebihan atau keruntuhan dari tanah akan terjadi (Das, 1998). Istilah Struktur Atas (Upper (Upper Structure) Structure) umumnya dipakai untuk menjelaskan bagian bagian dari dari sis sistem tem rekaya rekayasa sa yang yang memb memberi erikan kan beban beban kepada kepada Struktur Bawah (SubStructure (SubStructure). ). Pondasi tergolong dalam bangunan struktur bawah yang tidak lain sebagai media penyebaran/penyalur beban. Pondasi memiliki model dan bentuk yang sangat variatif sesuai sesuai dengan dengan kebutu kebutuhan han di lapang lapangan. an. Sampai Sampai saat saat ini bentuk bentuk pondasi
terus
berkembang
dengan
pesat
sesuai
dengan
perkemba perkembangan ngan Ilmu Pengetahu Pengetahuan an dan Teknologi Teknologi/IPT /IPTEK EK (Bowles, (Bowles, 1997).
2. Fungsi Fungsi Pondasi Pondasi •
Menahan/mendukung Menahan/mendukung bangunan diatasnya
•
Meneruskan beban yang ditopang oleh pondasi dan beratnya sendiri ke dalam tanah dan batuan yang terletak dibawahnya. Untuk memilih pondasi yang memadai, perlu memperhatikan apakah pondasi itu cocok untuk berbagai keadaan di lapangan serta dapat diselesaik diselesaikan an secara secara ekonomis ekonomis sesuai jadwal jadwal kerja, kerja, maka perlu pertimbangan: a. Keadaan tanah pondasi b. Batasan akibat kostruksi diatasnya c. Batasan dari sekelilingnya d. Waktu dan biaya pengerjaan
3. Klasif Klasifika ikasi si Pondas Pondasii 3.1Pondasi Dangkal Menurut Terzaghi (1987), definisi dari pondasi dangkal adalah sebagai
berikut : •
Apabi Ap abila la kedala kedalama man n pondas pondasii lebih lebih kecil kecil atau atau sama sama dengan dengan
lebar lebar pondas pondasi, i, maka maka pondas pondasii terseb tersebut ut bis bisa a dikata dikatakan kan sebaga sebagaii pondasi dangkal. •
Anggapan bahwa penyebaran tegangan pada struktur pondasi
ke tanah di bawahnya yang berupa lapisan penyangga (bearing (bearing stratum) stratum) lebih kecil atau sama dengan lebar pondasi.
Pondasi Pondasi dangkal dangkal digunakan digunakan apabila apabila kedalaman kedalaman tanah keras keras tidak begitu begitu
dalam (antara (antara 0,6 sampai sampai 2,0 meter), meter), serta serta kapasitas kapasitas
duku dukun ng tanah anah relat elatif if baik aik
(>2, (>2,0 0kg/ kg/cm2 cm2).
menjadikan pondasi dangkal sebagai pondasi
Fakt Fakto or
inil inilah ah
yang ang
termurah. Pada umumnya
pondasi dangkal berupa pondasi telapak yaitu pondasi
yang
mendukung bangunan secara langsung pada tanah pondasi, bilamana terdapat lapisan tanah yang cukup tebal dan berkualitas baik yang mampu mampu
mendukun mendukung g suatu suatu bangunan bangunan pada permukaan permukaan tanah. tanah. Untuk Untuk
perencanaan dimensi
secara langsung, dapat ditentukan dengan rumus
D/B ≤ 1-4, dimana D adalah kedalaman pondasi diukur dari alas pondasi sampai sampai permukaan permukaan tanah dan B adalah adalah
lebar alas pondasi. pondasi. Sedangkan Sedangkan
luas alas pondasi dihitung dihitung sedemikian rupa sehingga sehingga tekanan yang terjadi pada tanah dasar tidak melampaui kapasitas dukung ijin tanah
σ ≤ σ -.
Luas alas pondasi ditentukan dengan rumus A = P/σ, dengan A adalah luas luas alas alas pond pondas asi, i, P adal adalah ah beba beban n yang yang beke bekerj rja a pada pada kolo kolom m yang yang didukung pondasi
(beban normal) dan σ adalah tekanan yang terjadi
pada pada tana tanah. h. Pere Perenc ncan anaa aan n
dime dimens nsii
pond pondas asii
apabila apabila dibuat dibuat sedemikian sedemikian rupa sehingga sehingga bekerja berada di pusat berat alas pondasi.
dang dangka kall
pali paling ng
hema hematt
resultan resultan gaya-gaya gaya-gaya yang
Salah Salah satu satu pondas pondasii telapa telapak k yang yang sering sering diguna digunakan kan adalah adalah pondasi
pelat/rakit/mat . Pondasi pelat/rakit/mat Pondasi rakit merupakan merupakan pondasi pondasi gabungan gabungan
yang sekurangkurangnya memikul tiga kolom yang tidak terletak dalam satu satu garis garis lurus, lurus, jadi jadi
seluru seluruh h
bersam bersama. a. Jika Jika jumlah jumlah luas luas
bangun bangunan an menggu menggunak nakan an satu satu
seluru seluruh h
bangunan, maka lebih ekonomis
telapa telapak k
melebi melebihi hi
telapa telapak k
seteng setengah ah
luas luas
menggunakan pondasi rakit. Selain itu
pelaksanaannya juga lebih mudah. mudah. Pemakaian pondasi rakit dimaksudkan juga untuk mengatasi mengatasi tanah dasar yang tidak
homogen,
misalnya
ada
lensa-lensa tanah lunak, supaya tidak terjadi perbedaan
penurunan
yang cukup besar.
3.1.1 Daya Dukung Dukung Pondasi Dangkal Dangkal Untuk dapat memahami konsep daya dukung batas suatu tanah anah,,
ter terlebi lebih h
dahu ahulu
kit kita
haru arus
memah emaham amii
konse onsep p
pola ola
keruntuhan geser dalam tanah. Misalnyaada sebuah model pondasi berbentuk persegi yang memanjang dengan lebar B yang diletakkan pada pada perm permuk ukaa aan n lapi lapisa san n tana tanah h pasi pasirr pada padat/ t/ta tana nah h yang yang kaku kaku.. Apabila beban-beban terbagi rata q per satuan luas diletakkan di atas atas model model pondas pondasi, i, maka maka pondas pondasii terseb tersebut ut akan akan turun. turun. Ap Apabi abila la beba beban n terb terbag agii rata rata q ters terseb ebut ut dita ditamb mbah ah,, tent tentu u saja saja penu penuru runa nan n pondasi yang bersangkutan akan bertambah pula. Tetapi bila besar q = qu telah dicapai, maka keruntuhan daya duku dukung ng akan akan terj terjad adi. i. Hal Hal ini ini bera berart rtii pond pondas asii akan akan meng mengal alam amii penurunan yang sangat besar tanpa penambahan beban q lebih lanjut. Tanah di sebelah kanan dan kiri pondasi akan menyembul dan bidang longsor akan mencapai permukaan. Untuk keadaan ini, qu didefinisikan sebagai daya dukung batas tanah. Pola keruntuhan daya dukung seperti ini dinamakan keruntuhan geser menyeluruh (general shear failure). failure). Keruntuhan geser menyeluruh merupakan karakteristik dari pondasi telapak yang sempit dengan kedalaman yang dangkal yang terletak pada tanah yang relatif padat dan relatif kuat yang relatif tidak kompresibel. Untuk tanah yang relatif lemah dan relatif kompresibel, dengan telapak yang relatif lebar dan relatif dalam, jenis keruntuhan yang terjadi adalah keruntuhan geser.
3.2 3.2 Pond Pondas asii Dala Dalam m Pond Pondas asii dala dalam m digu diguna naka kan n jika jika lapi lapisa san n tana tanah h kera keras s atau atau lapisan tanah dengan daya dukung yang memadai berada cukup dalam dari permukaan tanah dan pada lapisan tanah atas atas berupa berupa tanah tanah lunak lunak (humu (humus/ s/ peat peat /organik /organik). ). Kondisi Kondisi ini mengharu mengharuskan skan pondasi pondasi ditanam ditanam sehingga sehingga dapat dapat mencapai mencapai
lapi lapisa san n tana tanah h kera keras s ters terseb ebut ut.. Jeni Jenis s pond pondas asii dala dalam m yang yang umum digunakan adalah pondasi sumuran dan pondasi tiang pancang.
Pondas Pondasii sumura sumuran n (caisson caisson foundation foundation)) pada pada dasarn dasarnya ya meru merupa paka kan n
bent bentuk uk
pera perali liha han n
pondasi tiang. Contoh pondasi
dari ari
pond pondas asii
lang langsu sung ng
ke
sumuran yang umum digunakan
adalah pondasi tiang bor (bored (bored pile) pile).
Pondasi
digunakan apabila beban yang bekerja pada struktur
sumuran pondasi
cukup berat dan letak tanah keras atau lapisan tanah dengan daya duku dukung ng ting tinggi gi tida tidak k terl terlal alu u dala dalam. m. Diam Diamet eter er mini minimu mum m pond pondas asii sumuran
adalah 0,8 m dan harus memenuhi syarat 4 ≤ D/B < 10,
dim dimana ana D adal adalah ah
keda kedala lama man n
pond pondas asii
dan dan
B
adal adalah ah
diam diamet eter er
pondasi sumuran. Pond Pondas asii tian tiang g adal adalah ah su suat atu u stru strukt ktur ur pond pondas asii yang yang mampu mampu menaha menahan n
gaya gaya ortho orthogon gonal al ke sumbu sumbu tiang tiang dengan dengan
menyer menyerap ap lentur lenturan an (Wesl (Wesley, ey, 1980). 1980).
Pondas Pondasii
tian tiang g
merupakan pondasi tiang yang paling umum
pancan pancang g
digunakan.
Pondasi tiang pancang dibuat menjadi satu kesatuan yang monolit dengan menyatukan pangkal tiang menggunakan poer/ pile pile cap. cap.
Rasio Rasio kedalaman kedalaman pemancang pemancangan an dengan dengan lebar poer/ poer pile /pile cap
harus harus meme memenuh nuhii
syara sy aratt D/B D/B > 10, dimana dimana D adalah adalah kedala kedalama man n
pemancang pemancangan an hingga hingga adalah lebar poer/ pile pile cap. cap. Pondasi
mencapai mencapai lapisan lapisan tanah keras keras dan B tiang pancang secara garis
besar dapat dibedakan menjadi 2, yaitu tiang
pancang
tunggal dan tiang pancang kelompok.
Gambar Tiang Pancang Kelompok dan Tunggal Ditinjau dari bahannya, tiang pancang dapat diklasifikasikan sebagai berikut : •
Tiang Pancang Kayu Tiang pancang kayu dibuat dari batang pohon yang cabang-
cabangnya sudah
dipotong kemudian diberi bahan pengawet. Tiang
pancang pancang kayu akan
berumur berumur
dan pengeringan secara •
pendek pendek jika mengalami mengalami pembasah pembasahan an
bergantian.
Tiang Pancang Beton Tiang pancang beton dianggap permanen, tetapi pada tanah-
tanah tanah terten tertentu tu
(biasa (biasanya nya yang yang organ organik) ik) yang yang menga mengandu ndung ng bahanbahan-
bahan yang dapat membentuk asam, asam, dapat dapat merus merusak ak tiang tiang pancan pancang g beton beton terseb tersebut. ut. Selain Selain itu, itu, tiang pancang beton yang digunakan untuk konstruksi di dalam laut dapat mengalami pengikisan (abration (abration)) dari aksi gelombang. a. Tiang Pancang Pancang Beton Beton Prateg Prategang ang (Precast (Precast Pile) Tiang pancang ini dibentuk dengan menggunakan tekanan baja berkekuatan
tinggi (f (f ult ult = 1705 ~ 1860 MPa), dengan mempertegangkan kabel-kabel ke
suatu nilai pada orde 0,5 ~ 0,7 f ult. ult.
b. Tiang Pancan Pancang g yang Dicor Dicor Langsung Langsung di Tempat Tempat (Cast (Cast in Place Place Pile) Tiang pancang yang dicor di tempat, dibentuk dengan membuat sebuah
lubang di dalam tanah dan mengisinya
dengan beton. Lubang tersebut dapat
dicor seperti pada pondasi
sumuran, tetapi lebih sering dibentuk dengan memancangkan sebuah sel (shell (shell)) atau corong (casing (casing)) ke dalam tana tanah. h.
Tian Tiang g
panc pancan ang g
yang yang dico dicorr
menjadi tiga jenis, yaitu
berbentuk sel atau corong, tidak
bersel atau tidakbercorong dan jenis kaki •
di temp tempat at diba dibagi gi
tiang (pedestal).
Tiang Pancang Baja Tiang pancang baja yang umum digunakan biasanya
berbentuk H, balok I
(balok yang mempunyai flens lebar) atau
tiang pancang pipa. Tiang pancang
pipa adalah tiang pancang
yang berpatri maupun yang tidak mempunyai
sambungan lipat,
baik dengan ujung terbuka maupun tertutup, yang diisi
dengan
beton setelah pemancangan. 3.2.1 Daya Dukung Dukung Pondasi Pondasi Dalam •
Tiang Pancang Perhitungan
daya
perenc perencana anaan an harus harus
dukung
dikaitkan
memper memperhat hatika ikan n
lapi lapisa san n tana tanah, h, apak apakah ah tian tiang g ters terseb ebut ut
dengan
kondis kondisii
proses
tiang tiang
tert tertah ahan an
ujungnya ( point point bearing pile) pile) atau tertahan oleh pelekatan
pada pada pada pada
antara
tiang dengan tanah (friction (friction pile). pile).
Tiang yang tertahan pada ujung ( point bearing pile) pile) Peng Penger erti tian anny nya a adal adalah ah tian tiang g jeni jenis s ini ini dima dimasu sukk kkan an samp sampai ai lapi lapisa san n tana tanah h kera keras s
sehi sehing ngga ga
lapi lapisa san n ini. ini. Lapi Lapisa san n tana tanah h kera keras s ini ini
beba beban n bole boleh h
saja, meliputi meliputi lempung lempung keras sampai sampai batuan batuan
bang bangun unan an terd terdir irii
oleh oleh
dari dari baha bahan n apa apa
tetap. tetap.
daya dukung dilakukan dengan melihat jenis tanah apa
dipi dipiku kull
Penentuan Penentuan yang
terdapat dalam lapisan tanah keras tersebut. Jika lapisan tanah keras merupa merupakan kan batu batu keras, keras, maka maka penent penentuan uan daya daya dukung dukung menja menjadi di mudah, mudah,
yaitu dengan dengan menghitun menghitung g kekuatan kekuatan tiang sendiri sendiri
atau dari nilai tegangan
yang diperbolehkan pada bahan tiang.
Jika lapisan tanah kerasnya kerasnya berupa
lempung keras atau pasir, maka
daya daya dukung dukung tiang tiang amat amat tergan tergantun tung g pada pada
sifatsifat-sif sifat at
lapisa lapisan n
tanah tersebut (terutama kepadatannya), cara yang baik
dan
sederhana untuk maksud ini adalah dengan alat sondir. Dengan mengg enggun unak akan an
data ata
kedalaman kedalaman berapa berapa
sond sondir ir,,
kit kita
dapat apat
meng engetah etahu ui
hing hingga ga
tiang harus harus dimasukk dimasukkan an dan daya dukung dukung
pada kedalaman tersebut.
Daya dukung dapat dihitung langsung dari nilai konus tertinggi dari hasil sondir melalui persamaan :
Tiang yang tertahan oleh pelekatan antara tiang dengan tanah (friction ( friction pile) pile) Terkadang ditemukan keadaan tanah dimana lapisan keras sang sangat at dala dalam m
sehi sehing ngga ga
pem pembuat buatan an
tian tiang g
samp sampai ai
lapi lapisa san n
Maka Maka
untuk untuk
menah menahan an
beban beban
terseb tersebut ut sukar sukar dilaks dilaksana anakan kan.. yang yang dite diteri rima ma tian tiang, g, mobi mobili lisa sasi si taha tahana nan n
seba sebagi gian an
ditimbulkan oleh gesekan antara tiang dengan tanah (skin (skin Tiang semacam ini ini disebut friction pile atau juga sering disebut sebagai tiang terapung (floating (floating pile). pile).
besa besarr friction). friction).
Seca Secara ra teor teorit itis is daya daya duku dukung ng tian tiang g (Q) dengan rumus sebagai berikut :
ini ini dapa dapatt dihi dihitu tung ng
