-
Daya DukungRekayasa Pondasi IIr. Agus Ika Putra, Dipl.Eng
Rekayasa Pondasi I
*Macammacam Tipe Fondasi
Fondasi adalah bagian terendah dari bangunan yang meneruskan beban bangunan ke tanah atau batuan yang berada di bawahnya. Terdapat dua klasifikasi fondasi, fondasi dangkal dan pondasi dalam
Fondasi dangkal didefinisikan sebagai fondasi yang mendukung bebannya secara langsung, seperti: pondasi telapak,fondasi memanjang dan fondasi rakit.
Fondasi dalam didefinisikan sebagai fondasi yang meneruskan beban bangunan ke tanah keras atau batu yang terletak relatif jauh dari permukaan, contohnya. Pondasi sumuran dan pondasi tiang.
Rekayasa Pondasi I
*Deskripsi Fondasi (1)Fondasi telapak adalah fondasi yang berdiri sendiri dalam mendukung kolom.
Fondasi memanjang adalah fondasi yang digunakan untuk mendukung dinding memanjang atau digunakan untuk mendukung sederetan kolom yang berjarak dekat, sehingga bila dipakai fondasi telapak sisisisinya akan berimpit satu sama lain.
Rekayasa Pondasi I
*Deskripsi Fondasi (2)Fondasi rakit (raft foundation atau mat foundation), adalah fondasi yang digunakan untuk mendukung bangunan yang terletak pada tanah lunak atau digunakan bila susunan kolomkolom jaraknya sedemikian dekat di semua arahnya, sehingga bila dipakai fondasi telapak, sisisisinya akan berimpit satu sama lain.
Rekayasa Pondasi I
*Deskripsi Fondasi (3)Fondasi sumuran (pier foundation) yang merupakan bentuk peralihan antara fondasi dangkal dan fondasi tiang, digunakan bila tanah dasar yang kuat terletak pada kedalaman yang relatif dalam. Peck, dkk. (1953) membedakan fondasi sumuran dengan fondasi dangkal dari nilai kedalaman (Df) dibagi lebarnya (B). Untuk fondasi sumuran Df/B > 4, sedang untuk fondasi dangkal Df /B < 1
Rekayasa Pondasi I
*Deskripsi Fondasi (4)Fondasi tiang (pile foundation) digunakan bila tanah fondasi pada kedalaman yang normal tidak mampu mendukung bebannya, dan tanah keras terletak pada kedalaman yang sangat dalam. Bila fondasi bangunan terletak pada tanah timbunan yang cukup tinggi, sehingga bila bangunan diletakkan pada timbunan akan dipengaruhi oleh penurunan yang besar. Bedanya dengan fondasi sumuran adalah fondasi tiang umumnya berdiameter lebih kecil dan lebih panjang.
Rekayasa Pondasi I
*Tipetipe Keruntuhan FondasiUntuk mempelajari perilaku tanah pada saat permulaan pembebanan sampai mencapai keruntuhan, dilakukan tinjauan terhadap suatu fondasi kaku pada kedalaman dasar fondasi yang tak lebih dari lebar fondasinya.
Penambahan beban fondasi dilakukan secara berangsurangsur
Fase I. Saat awal penerapan bebannya, tanah di bawah fondasi turun yang diikuti oleh deformasi tanah secara lateral dan vertikal ke bawah Sejauh beban yang diterapkan relatif kecil, penurunan yang terjadi kirakira sebanding dengan besarnya beban yang diterapkanDalam keadaan ini, tanah dalam kondisi keseimbangan elastis. Massa tanah yang terletak di bawah fondasi mengalami kompresi yang mengakibatkan kenaikan kuat geser tanah, yang dengan demikian menambah daya dukungnya.
Rekayasa Pondasi I
*Tipetipe Keruntuhan FondasiFase II. Pada penambahan beban selanjutnya, baji tanah terbentuk tepat di dasar fondasi dan deformasi plastis tanah menjadi semakin dominan. Gerakan tanah pada kedudukan plastis dimulai dari tepi fondasi, dan kemudian dengan bertambahnya beban, zona plastis berkembang. Gerakan tanah ke arah lateral menjadi semakin nyata yang diikuti oleh retakan lokal dan geseran tanah di sekeliling tepi fondasinya. Dalam zona plastis, kuat geser tanah sepenuhnya berkembang untuk menahan bebannya.
Fase III. Fase ini dikarakteristikkan oleh kecepatan deformasi yang semakin bertambah seiring dengan penambahan bebannya. Deformasi tersebut diikuti oleh gerakan tanah ke arah luar yang diikuti oleh menggembungnya tanah permukaan, dan kemudian, tanah pendukung fondasi mengalami keruntuhan dengan bidang runtuh yang berbentuk lengkungan dan garis, yang disebut bidang geser radial dan bidang geser linier.
Rekayasa Pondasi I
*Mekanisme Keruntuhan Fondasi (1)(1) Keruntuhan geser umum (general shearfailure). (2) Keruntuhan geser lokal (local shearfailure).(3) Keruntuhan penetrasi (penetration failure atau punching shear failure).Berdasarkan pengujian model, Vesic (1963) membagi mekanisme keruntuhan fondasi menjadi 3 macam
Rekayasa Pondasi I
*Mekanisme Keruntuhan Fondasi (2)Keruntuhan geser umum. Keruntuhan fondasi terjadi menurut bidang runtuh yang dapat diidentifikasi dengan jelas. Suatu baji tanah terbentuk tepat pada dasar fondasi (zona A) yang menekan tanah ke bawah hingga menyebabkan aliran tanah secara plastis pada zona B. Gerakan ke arah luar di kedua zona tersebut, ditahan oleh tahanan tanah pasif di bagian C. Saat tahanan tanah pasif bagian C terlampaui, terjadi gerakan tanah yang mengakibatkan penggembungan tanah di sekitar fondasi. Bidang longsor yang terbentuk, berupa lengkungan dan garis lurus yang menembus hingga mencapai permukan tanah. Saat keruntuhannya, terjadi gerakan massa tanah ke arah luar dan ke atas Keruntuhan geser umum terjadi dalam waktu yang relatif mendadak, yang diikuti oleh penggulingan fondasinya.
Rekayasa Pondasi I
*Mekanisme Keruntuhan Fondasi (3)Keruntuhan geser lokal. Tipe keruntuhannya hampir sama dengan keruntuhan geser umum, namun bidang runtuh yang terbentuk tidak sampai mencapai permukaan tanah. Jadi, bidang runtuh yang kontinu tak berkembang. Fondasi tenggelam akibat bertambahnya beban pada kedalaman yang relatif dalam, yang menyebabkan tanah di dekatnya mampat. Tetapi, mampatnya tanah tidak sampai mengakibatkan kedudukan kritis keruntuhan tanahnya, sehingga zona plastis tak berkembang seperti pada keruntuhan geser umum. Dalam tipe keruntuhan geser lokal, terdapat sedikit penggembungan tanah di sekitar fondasi, namun tak terjadi penggulingan fondasi
Rekayasa Pondasi I
*Mekanisme Keruntuhan Fondasi (4)Keruntuhan penetrasi. Pada tipe keruntuhan ini, dapat dikatakan keruntuhan geser tanah tidak terjadi. Akibat bebannya, fondasi hanya menembus dan menekan tanah ke samping yang menyebabkan pernampatan tanah di dekat fondasi. Penurunan fondasi bertambah hampir secara linier dengan penambaban bebannya. Pemampatan tanah akibat penetrasi fondasi, berkembang hanya pada zona terbatas tepat di dasar dan di sekitar tepi fondasi. Penurunan yang terjadi tak menghasilkan cukup gerakan arah lateral yang menuju kedudukan kritis keruntuhan tanahnya, sehingga kuat geser ultimit tanah tak dapat berkembang. Fondasi menembus tanah ke bawah dan baji tanah yang terbentuk di bawah dasar fondasi hanya menyebabkan tanah menyisih. Saat keruntuhan, bidang runtuh tak terlihat sama sekali
Rekayasa Pondasi I
*Teori Daya Dukung Analisis daya dukung mempelajari kemampuan tanah dalam mendukung beban fondasi struktur yang terletak di atasnya. Daya dukung menyatakan tahanan geser tanah untuk melawan penurunan akibat pembebanan, yaitu tahanan geser yang dapat dikerahkan oleh tanah di sepanjang bidangbidang gesernya.Perancangan fondasi harus dipertimbangkan terhadap keruntuhan geser dan penurunan yang berlebihan. Untuk ini, perlu dipenuhi dua kriteria, yaitu: kriteria stabilitas dan kriteria penurunan.
Rekayasa Pondasi I
*Persyaratanpersyaratan yang harus dipenuhi dalam perancangan fondasi adalah:
Faktor aman terhadap keruntuhan akibat terlampaunya daya dukung harus dipenuhi. Dalam hitungan daya dukung, umumnya digunakan faktor aman 3.Penurunan fondasi harus masih dalam batasbatas nilai yang ditoleransikan. Khususnya penurunan yang tak seragarn (differential settlement) harus tidak mengakibatkan kerusakan pada struktur.
Rekayasa Pondasi I
*Analisa dan Persamaan Daya DukungAnalisisanalisis daya dukung, dilakukan dengan cara pendekatan untuk memudahkan hitungan. Persamaanpersaman yang dibuat, dikaitkan dengan sifatsifat tanah dan bentuk bidang geser yang terjadi saat keruntuhan. Analisisnya dilakukan dengan menganggap bahwa tanah berkelakuan sebagai bahan bersifat plastis. Konsep ini pertama kali diperkenalkan oleh Prandtl, (1921), yang kemudian dikembangkan oleh Terzaghi (1943), Meyerhof (1955), De Beer dan Vesic (1958). Persamaanpersamaan daya dukung tanah yang diusulkan, umumnya didasarkan pada persamaan MohrCoulomb.
Rekayasa Pondasi I
*Persamaan MohrCoulomb. = c + . tan Dimana = s = tahanan geser tanahc = kohesi tanah = tegangan normal = sudut gesek dalam tanah
Rekayasa Pondasi I
*Analisis Terzaghi (1)Fondasi memanjang tak terhingga.Tanah di dasar fondasi homogen.Berat tanah di atas dasar fondasi dapat digantikan dengan beban terbagi rata sebesar po = Df. dengan Df adalah kedalaman dasar fondasi dan adalah berat volume tanah di atas dasar fondasi.Tahanan geser tanah di atas dasar fondasi diabaikan.Terzaghi (1943) menganalisis daya dukung tanah dengan beberapa anggapan, yaitu:6).
Rekayasa Pondasi I
*Analisis Terzaghi (2)5) Dasar fondasi kasar.6) Bidang keruntuhan terdiri dari lengkung spiral logaritmis dan linier.7) Baji tanah yang terbentuk di dasar fondasi dalam kedudukan elastis dan bergerak bersamasama dengan dasar fondasinya.8) Pertemuan antara sisi baji dan dasar fondasi membentuk sudut sebesar sudut gesek dalam tanah9) Berlaku prinsip superposisi.
Rekayasa Pondasi I
*Daya Dukung UltimitDaya dukung ultimit (ultimit bearing capacity) (qu) didefinisikan sebagai beban maksimum persatuan luas di mana tanah masih dapat mendukung beban tanpa mengalami keruntuhan. Bila dinyatakan dalam persamaan, maka:dimana:qu =daya dukung ultimitPu = beban ultimitA = Luas telapak pondasi
Rekayasa Pondasi I
*Pembebanan Pondasi dan Bentuk Bidang GeserUntuk analisis daya dukung tanah, ditinjau suatu fondasi berbentuk memanjang tak terhingga, dengan lebar B yang terletak di atas tanah yang homogen dan dibebani dengan beban terbagi rata qBeban total fondasi per satuan panjang adalah Pu = q,B. Karena pengaruh beban P, tersebut, tanah yang berada tepat di bawah fondasi akan membentuk sebuah baji yang menekan tanah ke bawah. Gerakan baji memaksa tanah di sekitarnya bergerak, yang menghasilkan zona geser di kiman dan kirinya dengan tiaptiap zona terdiri dari 2 bagian, yaitu bagian geser radial yang berdekatan dengan baji, dan bagian geser linier yang merupakan bagian kelanjutan dari bagian geser radialnya.
Rekayasa Pondasi I
*Bentuk keruntuhan dalam analisa daya dukungDalam mengevaluasi daya dukung tanah, Terzaghi (1943) mengembangkan teori keruntuhan plastis Prandtl (1924). Mekanisme keruntuhan fondasi memanjang yang terletak pada kedalaman Df dan mempunyai dasar yang kasar, dianalisis dengan anggapan bahwa keruntuhan terjadi pada kondisi keruntuhan geser umum Baji tanah ABD pada zona I adalah di dalam zona elastis. Bidangbidang AD dan BD membuat sudut terhadap horizontal. Area pada zona II merupakan zona radial, sedang area zona III merupakan area zona pasif Rankine. Lengkung DE dan DG dianggap sebagai lengkung spiral logaritmis. Selanjutnya EF dan GH merupakan garis lurus. Garisgaris BE, FE, AC dan HG membentuk sudut (45 (/2) terhadap horizontal.
Rekayasa Pondasi I
*(c) Distribusi tekanan tanah pasif pada permukaan BD
**********************
