bab 10-kapasitas dukung tanah

8/19/2019 Bab 10-Kapasitas Dukung Tanah

http://slidepdf.com/reader/full/bab-10-kapasitas-dukung-tanah 1/27



KONSEP

DASAR

Kapasitas Dukung Tanah :Kemampuan tanah dalam menahan beban

yang bekerja padanya

Sumber beban :1. Fondasi transfer beban dari struktur di

atasnya2. Beban langsung (beban bergerak) pergerakan kendaraan pada perkerasan

jalan

PENDAHULUAN



KONSEP DASAR

Pentingnya kita mempelajari kapasitas dukung tanah

…….

Keruntuhan kapasitas dukung tanah

penurunan tanah ketidak stabilan

konstruksi



KONSEP DASAR

Keruntuhan kapasitas dukung tanah yang ditinjau padamateri ini :

Pada fondasi dangkal ( shallow foundation)

tipe fondasi Menerus (continuous footing)



PROSES KERUNTUHAN

TANAH DASAR

I II III

Beban

P e n u r u n

a n

S1 S2 S3

Fase 1 :

Tanah di bawah fondasi turun

terjadi deformasitanah pada arah vertikal dan horisontal ke bawah

Penurunan yang terjadi sebanding dengan besar

beban (selama beban yang bekerja cukup kecil)

Tanah dalam kondisi keseimbangan elastis

Massa tanah di bawah fondasi mengalami kompresi

kenaikan kuat geser tanah kapasitas dukung

bertambah



PROSES KERUNTUHAN

TANAH DASAR

I II III

Beban

P e n u r u n

a n

S1 S2 S3 Fase 2 :

Terbentuk baji tanah pada dasar fondasi

eformasi plastis tanah dimulai dari ujung tepi

fondasi !ona plastis semakin berkembang seiring

dengan pertambahan beban

"erakan tanah arah lateral makin tampak tampak

retakan lokal dan geseran tanah di sekeliling tepi

fondasi

Kuat geser tanah sepenuhnya berkembang untuk

menahan beban pada !ona plastis

!ona plastis



PROSES KERUNTUHAN

TANAH DASAR

I II III

Beban

P e n u r u n

a n

S1 S2 S3

Fase 3 :

eformasi tanah semakin bertambah diikuti

dengan menggelembungnya tanah permukaan

tanah mengalami keruntuhan#

Bidang runtuh berbentuk lengkungan dan garis yang

disebut bidang geser radial dan bidang geser linier

Bidang runtuh

(failure plane)



TIPE KERUNTUHAN KAPASITAS

DUKUNG TANAH

General Shear Failure

PRS!S "!R#$T#%&$

Baji tanah di bawah di dasar fondasi

terbentuk (!ona $)

baji kemudian menekan tanah di

bawahnya sehingga terbentuk !ona

plastis yang semakin lama semakin

berkembang (!ona B)

% !ona ini bergerak ke arah luar dan

ditahan oleh tanah di !ona &

'aat tahanan tanah di !ona &

terlampaui terjadi gerkan tanah yang

mengakibatkan penggembungan tanah

di sisi fondasi#

$B

&



General Shear Failure

K$$KT K*+T*,$+

-# Kondisi keseimbangan plastis

terjadi penuh di atas failure plane

%# Muka tanah di sekitarnya

mengembang naik

.# Keruntuhan (slip) terjadi pada salahsatu sisi sehingga fondasi miring

/# Terjadi pada tanah dengan

kompresibilitas rendah atau kaku

0# Kapasitas dukung tanah ultimit (1ult)

dapat teramati dengan baik

2# Keruntuhan terjadi relatif mendadak

dan diikuti penggulingan fondasi

$B

&



'oal Shear Failure

K$$KT K*+T*,$+

Bidang runtuh yang terbentuk tidak

sampi ke permukaan tanah

Pergerakan fondasi bersifat tenggelam

terjadi pada tanah dengan

kompresibilitas tinggi

Mampatnya tanah tidak sampai

mengakibatkan tercapainya

kedudukan kritis tanah keruntuhan

tanah

3ona plastis tidak berkembang

Kuat dukung ultimit tanah (1ult) susah

diamati

$B

&



Punh Penetration Shear Failure

"&R&"T!R "!R#$T#%&$

Tidak terjadi keruntuhan geser tanah

Penurunan fondasi bertambah secara linier seiring dengan penambahan beban

Pemampatan tanah terjadi terbatas pada area di sekitar dasar fondasi

Penurunan yang terjadi tidak cukup memberikan gerakan ke arah lateral yang

menuju kedudukan kritis tanah kuat geser ultimit tanah tidak tercapai

1ultimit tanah tidak tercapai#

Bidang runtuh tidak nampak sama sekali

PRS!S "!R#$T#%&$

Menyerupai "'4



Beberapa teori kapasitas dukung tanah :

1. Terzaghi (dan contoh soal)2. Skempton(dan contoh soal)

3. Meyerhoff (dan contoh soal)

4.

Brinch Hansen (dan contoh soal)5. Vesic (dan contoh soal)

BAB 2

TEORI KAPASITAS DUKUNG TANAH



TEORI TERZAGHI (1943)

Asumsi yang digunakan :

1. Fondasi berbentuk memanjang tak berhingga (continousfooting)

2. Tanah dasar homogen

3. Berat tanah di atas dasar fondasi diganti dengan beban

terbagi rata Po = Df.γ 4. Tahanan geser di atas dasar fondasi diabaikan

5. Dasar fondasi kasar

6. Bidang keruntuhan berupa lengkung spiral logaritmis danlinier

7. Baji tanah yang terbentuk di dasar fondasi dalamkedudukan elastis dan bergerak bersama – sama dengandasar fondasi

8. Pertemuan antara sisi baji dan dan dasar fondasimembentuk sudut (β)sebesar sudut gesek dalam tanah (ϕ)

9. Berlaku prinsip superposisi

10. Keruntuhan tanah adalah keruntuhan geser umum



TERZAGHI

(1943)

γ γ N B N p N cq qocu ...5,0.. ++=

γ . f o D p =

I

IIII

III III

& B

P*n

P*

ϕP*n

P*

ϕ,

"

4

+

γ #f

B

β

45−ϕ/2

Pu

45−ϕ/2

β = ϕ (analisis Ter!aghi)

Persamaan *mum 5

dengan

+ari mana asal *ersamaan ini ,,,,



TERZAGHI (1943)

β ϕ β sin...2)cos(..2 c BD P W P pu +−=+

β cos.2

B BD =

ϕ ϕ γ tg c B P tg Bq B pu ...2...4

1. 2 +=+

uq B P u .=1

2

3

B

P*

4

+

γ #f

B

β

45−ϕ/2

Pu

45−ϕ/2


6

dengan 5

Pp 5 tekanan pasif total yang bekerja pada bidang B dan

$

6 5 berat baji tanah $B per satuan panjang

7 8#B%

#γ #tg βc 5 kohesi tanah

B 5 sudut antara bidang B dan B$

β7 ϕ cos (β−ϕ) = 1



Pp 7 Ppc 9 Pp1 9 Ppγ

P* Tekanan Tanah Pasi- Total

B

1

2

3

B

P*

4

+

γ #f

β

45−ϕ/2

Pu

45−ϕ/2


P*n

B:%

,

c#,#Kpc

δ 7 φ

Bϕ

akibat kohesi (Ppc)

,:%

B:%

, 7 B:%#tg φ

-

:%#γ #,%

#Kpγ

δ 7 φ

Bϕ

akibat Berat Tanah (Ppγ )

B:%

,

po#,#Kp1

δ 7 φ

Bϕ

akibat beban terbagi rata (Pp1)

,:%

Ppc 5 tahanan tanah pasif dari komponen kohesi tanah (B4)

Pp1 5 tahanan tanah pasif akibat beban

terbagi rata di atas dasar fondasi

(di atas B4)

Ppγ 5 tahanan tanah pasif akibat berat tanah

(B4)



TERZAGHI (1943)

ϕ δ ϕ δ

cos.cos.coscos

p p pn

pn pn

p P P P P P

P ==→==

[ ]

++=

α γ

α

γ

sin.

2

1..

sin

2 p

pqo pc pn

K H K p K c

H P

Tekanan tanah pasif yang bekerja tegak lurus (arah normal) sisi baji tanah (B)

adalah P*n

dengan , 7 ;#B#tg ϕ dan α = 180 − ϕ (sudut antara bidang B dan B4)

Kpc 5 koefisien tekanan tanah pasif akibat kohesi

Kp1 5 koefisien tekanan tanah pasif akibat beban terbagi rata

Kpγ : koefisien tekanan tanah pasif akibat berat tanah di atas dasar fondasi

"esekan antara tanah dan bidang B menyebabkan arah Pp miring sebesar δ

+ilai δ 7 ϕ karena gesekan terjadi antara tanah dan tanah



TERZAGHI (1943)

Persamaan umum Pp menjadi :

[ ] γ ϕ

ϕ γ

ϕ p pqo pc p K

tg B K p K c

B P

++=

2

2

2cos

.8

1..

cos2

ϕ ϕ γ tg c B P tg Bq B pu ...2...4

1. 2 +=+

'ubstitusi Pp ke Persamaan di bawah ini

$kan menghasilkan

−+

+

+= 1

cos...

41

cos.

cos.

2

2

22ϕ

ϕ γ ϕ

ϕ ϕ

γ p pq

o

pc K tg B

K p Btg

K c B Pu



TERZAGHI (1943)

+ilai +c= +1 dan +g dapat dicari dari

-# "rafik ,ubungan ϕ dan +c= +1 dan +γ (Ter!aghi, 1943)

"rafik ,ubungan ϕ dan +c= +1 dan +γ (Ter!aghi, 1943)



LOCAL SHEAR FAILURE

Konversi :

tgφ’ = (2/3) tgφ dan c’ = (2/3) c

Sehingga persamaan umum kapasitas dukung tanah

ultimitnya :

γ γ N B N p N cq qocu ′+′+′′= ...5,0..



ISTILAH BERKAITAN DENGAN KAPASITAS

DUKUNG TANAH

Kapasitas Dukung Ultimit

Kapasitas Dukung Ultimit Netto

Kapasitas Dukung Izin

γ γ N B N p N cq qocu ...5,0.. ++=

f uun Dqq .γ −=

SF qq u

a =

Kapasitas dukung tanah :

Kemampuan tanah dalam mendukung beban (beban yang masih

mampu di dukung tanah tanpa tanah mengalami kegagalan

geser)



Tekanan Overburden Total

tekanan total yang terdiri dari berat material total di atas dasarfondasi (berat tanah dan air sebelum fondasi dibangun)

Tekanan Fondasi Total

tekanan total pada dasar fondasi akibat :a. berat sendiri fondasi

b. berat struktur atas

c. berat tanah urug total (tanah dan air) di atas dasar fondasi

Tekanan Fondasi Netto

tekanan pada dasar fondasi akibatbeban mati danbeban hidup

struktur (tanpa berat kotor tanah urug)

Istilah Berkaitan dengan Kapasitas Dukung

Tanah



PENGARUH BENTUK FONDASI

PADA KAPASITAS DUKUNG ULTIMIT TANAH

1. Fondasi Lajur Memanjang

2. Fondasi Berbentuk Bujur Sangkar

3. Fondasi Berbentuk Lingkaran

γ γ N B N p N cq qocu ...5,0.. ++′=

γ γ N B N p N cq qocu ...4,0...3,1 ++′=

γ

γ N B N p N cqqocu

...3,0...3,1 ++′=



PENGARUH KEDALAMAN MUKA AIR TANAH

PADA KAPASITAS DUKUNG TANAH

B

f

!

-

%

.

/dw

γ γ N B N p N cq qocu ...5,0.. ++=

'uku > 'uku >> 'uku >>>

"asus 1= muka air tanah jauh di dalam tanah (! ?? B)

suku >> dan suku >>>= γ 7 γ dryatauγ = γ b

"asus 2= muka air tanah dekat dasar fondasi (! @ B)

suku >> 5 Po 7 f #γ =Df.γ b suku III : γ = γ rt7 γ A 9 (!:B) (γ b γ A)

"asus 3= muka air tanah tepat di dasar fondasi suku >> 5 Po 7 f #γ b suku >>> 5 γ = γ A

"asus 0= muka air tanah di atas dasar fondasi

suku >> 5 Po 7 γ A(f #Cdw) 9 γ b#dw

suku >>> 5 γ = γ A



Terima Kasih

bab 10-kapasitas dukung tanah

Documents