REKAYASA PONDASI
Tugas ke-2 Rekayasa Pondasi Dosen Pengampu : Ika Puji Astuty.ST.MT
Dikerjakan Oleh : M Jefrizal
100404047
Fander W Simanjuntak
100404053
Luthfi Pratama
100404055
Yahya Anthoni
100404061
Derry W Nasution
100404064
Rizky Torang Surya
100404067
Yudha Pramudika
100404068
Angga
100404153
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 1
2012
REKAYASA PONDASI
2012
PONDASI DANGKAL
A. PONDASI
Sebuah bangunan tidak dapat begitu saja didirikan langsung diatas tanah, untuk itu diperlukan adanya struktur bangunan bawah yang disebut PONDASI, jadi pondasi adalah bangunan sub struktur dibawah tanah yang berfungsi sebagai: 1. Mendukung seluruh berat dari bangunan . 2. Meneruskan beban yang didukung ke tanah dibawahnya. 3. Menstabilkan beban. Untuk membuat pondasi maka diperlukan adanya pekerjaan gakian tanah, hal ini dilakukan karena pada umumnya lapisan tanah dipermukaan setebal +/- 50 cm adalah lapisan tanah humus yang sangat labil dan tidak mempunyai daya dukung yang baik, oleh karena itu pada dasar pondasi tidak boleh diletakkan lapisan tanah humus ini. Untuk menjaga kstabilan pondasi dan memperoleh daya dukung tanah yang besar, dasar pondasi harus diletakkan lebih dari 50 cm didalam permukaan tanah sampai mencapai lapisan yang keras. Lebar galian tanah pondasi dibuat secukupnya asal bisa untuk memasang pondasi, karena tanah yang sudah terusik akan berubah sifat maupun kekuatannya. Prinsip kerja dari pondasi adalah seperti ujung pensil, kalau ujungnya lancip ditekan pada telapak tangan akan terasa sakit, dan lebih mudah masuk kudalam daging, sedang jika ujungnya tumpul akan terjadi sebaliknya. Pada pondasi hal demikian juga berlaku, jika lebar dasar pondasi lebarnya kecil maka daya dukung pondasi nya kecil sehingga bangunan lebih mudah ambles, sebaliknya jika dasar pondasi mempunyai lebar yang besar maka daya dukungnya juga besar sehingga bangunan tidak medah ambles didalamnya. Sehingga makin berat bangunan yang didukung makin besar daya dukng 2
REKAYASA PONDASI
2012
tanah yang diperlukan sehingga lebar dasar pondasi juga makin besar. Beberapa syarat untuk pekerjaan pondasi yang harus diperhatikan. Fungsional : mampu mendukung dan menyalurkan dengan baik beban-beban diatasnya Struktural : tidak ambles dan tidak berubah bentuk. Untuk memenuhi syarat tersebut perlu diperhatikan beberapa hal dalam pekerjaan pondasi: 1. Dasar pondasi harus mempunyai lebar yang cukup dan harus diletakkan pada lapisan tanah yang keras. 2. Harus dihindarkan memasang pondasi sebagian pada tanah keras, sebagian pada tanah lembek. 3. Pondasi harus dipasng menerus di bawah seluruh dinding bangunan dan dibawah kolom-kolom pendukung yang berdiri bebas. 4. Apabila digunakan pondasi setempat, pondasi2 itu harus dirangkai satu dengan balok pengikat (balok sloof). 5. Pondasi harus dibuat dari bahan yang awet berada didalam tanah dan kuat menahan gaya-gaya yang bekerja padanya terutama gaya desak. 6. Apabila lapisan tanah keras tidak sama dalamnya, tapi untuk seluruh panjang pondasi harus diletakkan pada kedalaman yang sama.
Dilihat dari sistim penyaluran ada tiga jenis pondasi:
1. Pondasi setempat ; penyaluran beban dengan sistem titik. 2. Pondasi memanjang : penyaluran beban dengan sistem garis/beban merata. 3. Pondasi bidang : penyaluran beban dengan sistem bidang.
Macam pondasi 1. Pondasi umpak
Umumnya dipakai pada bangunan sederhana yang terbuat dari rangka kayu dengan dinding dari papan. Pondasi umapak dapat dibuat dari bahan-bahan sebagai berikut a. Pasangan bata yang disususn bertingkat. b. Pasangan batu kali. c. Cor beton tidak bertulang. d. Batu alam yang dibentuk menjadi umpak.
3
REKAYASA PONDASI
2012
2. Pondasi menerus.
Pondasi menerus atau juga disebut pondasi langsung banyak dipakai pada bangunan tidak bertingkat, untuk seluruh panjang pondasi jenis ini mempunyai ukuran yang sama dan terletak pada kedalaman yang sama, oleh karena itu untuk membuatnya diperlukan galian tanah kemudian dipasang profil-profil untuk memperoleh bentuk yang diinginkan. Pondasi menerus harus dipasang diseluruh tembok penyekat ruangan dan dibawah kolom-kolom pendukung yang berdiri bebas. Apabila pada tembok penyekat terdapat lobang untuk pintu/jendela dibawahnya tetap diberi pondasi. Untuk mendukung beban yang lebih besar, bahan pondasi yang dapat dipakai dan banyak dipakai adalah pasangan batu kali, batu kali ini akan menjadi satu kesatuan yang erat dan kuat dengan adukan perekat dari campuran 1 kpr : 1 Pc : 2 Psr , atau 1 Pc : 5 Psr. Sebelum pasangan batu kali, bagian bawahnya diberi urug pasir setebal 20 cm dan batu kosongan 1 lapis, setelah pasangan batu kali dipasang kemudian lobang sisa kanan kirinya diurug. 3. Pondasi setempat
Sering dijumpai pada bangunan yang mempunyai kedalaman tanah keras lebih dari 1,5 m, sehingga pondasi menerus sangat mahal dan tidak efisien lagi, untuk kondisi ini dapat dipakai pondasi yang dibuat dibawah kolom2 sehingga pondasi uatamanya adalah yang mendukung kolom-kolom ini. Pada pondasi setempat masih perlu adanya pondasi menerus, tapi fungsinya tidak mendukung beban, melainkan untuk tumpuan mencor balok sloof, ukuran dan bentuk lebih kecil dari pondasi setempat dan kedalamannya tidak perlu sam dengan pondasi setempat.
B. PEMILIHAN PONDASI
Pemilihan pondasi perlu mempertimbangkan 1. Faktor tanah
a. Struktur tanah (macam tanah) b. Kekuatan tanah.(σt) c. kedalaman ( t ) yang dipilih d. letak permukaan air tanah. 2. Faktor beban
a. Jumlah lantai.
4
REKAYASA PONDASI
2012
b. tinggi bangunan. c. besarnya/panjang bentang. Penentuan macam pondasi dan model pondasi terutama didasarkan pada kemudahan pengerjaan dan efisiensi, letak daya dukung tanah merupakan faktor utama umtuk menentukan macam dan model. Dibawah ini adalah tabel model pondasi yang dipilih sesuai dengan kedalaman daya dukung tanah.
C. DAYA DUKUNG PONDASI DANGKAL
Bentuk pondasi yang umum dipakai seperti gambar dibawah ini :
Dari gambar diatas diatas yang termasuk pondasi dangkal adalah pondasi telapak terhampar (a) dan pondasi rakit (b). Sedangkan pondasi tiang pancang (c) dan pondasi tiang bor (d) disebut pondasi dalam.
5
REKAYASA PONDASI
2012
Disebut Pondasi dangkal jika Df ≤B
Keruntuhan ini terjadi jika pondasi berada pada pasir padat dan lempung kaku. 1. Pasir padat jika:
a. 120 < qc SPT 30
,60 b. Dr > Kepadatan relatif 0 2. Lempung Kaku jika:
a. Dari data sondir diperoleh qc > 60 kg/cm2 b. Cu > qu/2=Cu 10 t/m2 c. NSPT > 8
Lokal shear Failure
Keruntuhan ini terjadi jika pondasi berada pada pasir agak padat dan lempung agak kaku. 1. Pasir agak padat jika:
a. 40 < qc < 120 b. 10 < NSPT < 30 c. 0,4 < Dr qc > 60 d. 5< Cu < 10 t/m2 e. 4 < NSPT < 8
6
REKAYASA PONDASI
2012
Punching shear Failure
Keruntuhan ini terjadi jika pondasi berada pada lempung lunak dan pasir gembur. Untuk kasus ini persamaan perhitungan pondasi dangkal tidak berlaku. Menentukan daya dukung pondasi Dangkal
Daya dukung ultimit (ultimit bearing capacity/qult) didefinisikan sebagai beban maksimum per satuan luas dimana tanah masih dapat mendukung beban tanpa mengalami keruntuhan. 1. Rumus Terzaghi
(Bila memakai data pengujian Laboratorium) qult = C.Nc + γb.Nq.Df + 0,5. γb.B.Nγ
dimana : qult = Daya Dukung Ultimit Pondasi C
= Cohesi Tanah
γb = Berat Volume Tanah Df = Kedalaman Dasar Pondasi B = Lebar Pondasi dianggap 1,00 meter Nc, Nq, Nγ = Faktor daya dukung Terzaghi ditentukan oleh besar sudut geser dalam Setelah kita mendapatkan nilai daya dukung Ultimit Tanah (q ult), Langkah selanjutnya menghitung daya dukung ijin Tanah yaitu: q = qult / Sf
7
REKAYASA PONDASI
2012
dimana: q = Daya Dukung ijin Tanah qult
=
Daya Dukung Tanah Ultimit
Sf = Faktor Keamanan biasanya nilainya diambil 3 Tabel Nilai Faktor Daya Dukung Terzaghi Ф
Nc
Nq
Nγ
Nc'
Nq'
Nγ'
0
5,7
1,0
0,0
5,7
1
0
5
7,3
1,6
0,5
6,7
1,4
0,2
10
9,6
2,7
1,2
8
1,9
0,5
15
12,9
4,4
2,5
9,7
2,7
0,9
20
17,7
7,4
5,0
11,8
3,9
1,7
25
25,1
12,7
9,7
14,8
5,6
3,2
30
37,2
22,5
19,7
19
8,3
5,7
34
52,6
36,5
35,0
23,7
11,7
9
35
57,8
41,4
42,4
25,2
12,6
10,1
40
95,7
81,3
100,4
34,9
20,5
18,8
45
172,3
173,3
297,5
51,2
35,1
37,7
48
258,3
287,9
780,1
66,8
50,5
60,4
50
347,6
415,1
1153,2
81,3
65,6
87,1
2. Rumus Meyerhof
Bila memakai data pengujian Sondir qult = qc. B. (1 + D/B). 1/40
dimana : qult = Daya Dukung Ultimit Tanah qC
= Nilai Conus
B = Lebar Pondasi (dianggap 1 meter) D= Kedalaman Dasar Pondasi Setelah kita mendapatkan nilai daya dukung Ultimit Tanah (q ult) selanjutnya menghitung daya dukung ijin tanah yaitu:
8
, Langkah
REKAYASA PONDASI
2012
q = qult / Sf
dimana : q = Daya Dukung ijin tanah qult
=
Daya Dukung Tanah Ultimit
Sf = Faktor Keamanan biasanya nilainya diambil 3 Daya dukung ijin tanah dapat juga dihitung langsung dengan cara : q = qc/40 (untuk besaran B sembarang)
dimana : q = Daya Dukung ijin tanah qc = Nilai Konus D. Penurunan Pondasi Dangkal
Beban yang ada di atas tanah seperti timbunan (pondasi menerus), bangunan gedung, jembatan (pondasi telapak) dan lain lain menyebabkan terjadi penurunan tanah. Penurunan disebabkan oleh :
1. Deformasi partikel tanah 2. Relokasi partikel tanah 3. Keluarnya air dari rongga pori, dan karena hal lain. Umumnya penurunan tanah dikatagorikan menjadi 2 yaitu :
1. Penurunan elastik (Elastic Settlement ). 2. Penurunan Consolidasi Consolidation settlement)
1. Penurunan Elastik
Penurunan elastik pondasi dangkal dapat diestimasi menggunakan teori elastik. Dari Hukum Hooke’s diaplikasikan pada gambar ini.
dimana : Se = Penurunan elastik Es = Modulus elastisitas H = tebal lapisan 9
REKAYASA PONDASI
2012
ms = Voisson’s ratio Δsx, Δsy, Δsz = Penambahan tegaangan akibat beban yang bekerja. Jika tanah fleksibel (Bowles, 1978) besar penurunan dapat ditentukan dengan persamaan:
qo = Beban yang bekerja pada pondasi = P/A ms = Poisson’s ratio tanah Es = Modulus elastisitas rata-rata diukur dari z = 0 sampai z = 4 B B’ = B/2 dipusat pondasi B’ = B untuk ditepi pondasi Is = faltor bentuk If = faktor kedalaman. Is menurut Stainbrenner, 1934 adalah :
F1 dan F2 diperoleh dari tabel dibawah ini dimana Untuk menghitung penurunan di pusat pondasi digunakan a=4 m’ = L/B dan n’=H/(B/2) Untuk menghitung penurunan di pojok pondasi digunakan a=1 m’ = L/B dan n’=H/B
Penurunan elastik untuk pondasi rigid diestimasi dengan persamaan adalah :
If (Fox, 1948) merupakan fungsi dai Df/B, L/b dan ms seperti terlihat pada grafik dibawah ini.
10
REKAYASA PONDASI
Untuk tanah yang tidak homogen Bowles 1987 merekomendasikan nilai Es :
Esi = modulus elastisitas untuk tebal lapisan ΔZ Z = H atau 5 H ambil yang terkecil
11
2012
REKAYASA PONDASI
2012
Contoh Soal :
Pondasi rigid dengan ukuran 1 x 2 m seperti gambar diatas tentukan besar penurunan dipusat pondasi.
= (10000 x 2 + 8000 x 1 + 12000 x 2 ) / 5 = 10400 kN/m2 Untuk penurunan dipusat pondasi: Untuk menghitung penurunan di pusat pondasi digunakan a=4 m’ = L/B = 2 / 1 = 2 dan n’=H/(B/2) = 5 / (1/2) = 10 Dari grafik diperoleh: F1 = 0,641 dan F2 = 0,031
12
REKAYASA PONDASI
2012
TUGAS!
Dik :
Ø = 20o 2
C = 0,05 Kg/cm = 0,5 ton/m = 1,6 ton/m2
2
sat = 2,1 ton/m2 B = 1,5 m Df = 2 m
Tentukan! a. Daya dukung ultimate pondasi dangkal dengan asumsi general shear failure! b. Daya dukung pondasi ijin dengan mengambil Fk = 3.0! c.
Daya dukung ultimate pondasi dangkal dengan asumsi local shear failure dan daya dukung pondasi ijin dengan mengambil Fk = 3.0! d. Jika muka air tanah berada 1m dibawah muka tanah, kerjakan kembali poin a & b! e. Jika muka air tanah berada 3m dibawah muka tanah, kerjakan kembali poin a & b!
Penyelesaian! a. qu = CNc + qNq +
o
BN
↔ Ø = 20 Nc = 17,7; Nq = 7,4; N = 5
= 0,5 x 17,7 + x Df x 7,4 + x 1,6 x 1,5 x 5 qu = 38,53 ton/m b. qijin = c.
=
2
= 12,843 ton/m2
Ø = 20o Nc’= 11,8; Nq’ = 3,9; N’ = 1,7 qu’ = CNc’ + qNq’ +
BN’
qu’ = 0,5 x 11,8 + x Df x 3,9 + x 1,6 x 1,5 x 1,7 qu’ = 21,73 ton/m2 qijin =
= 7,243 ton/m2
d. q = (Df – D) + ’D
↔ ’ = sat – w = 2,1 – 1 = 1,1 ton/m2
q = 1,6 (2 – 1) + 1,1 x 1 q = 2,7 ton/m2 qu = CNc + qNq +
’BN 13
REKAYASA PONDASI qu = 0,5 x 17,7 + 2,7 x 7,4 +
x 1,5 x 1,1 x 5
qu = 32,955 ton/m2 qijin =
= 10,985 ton/m2
e. karena D B Rata2 = ϒ [ ( )]
Rata2 = 1,72 ton/m2
qu = CNc + qNq + ΥRata2BN qu = 0,5 x 17,7 + 3,2 x 7,4 +
x 1,5 x 1,72 x 5 q = x Df
qu = 38,98 ton/m2 qijin =
= 12,993 ton/m2
14
2012
