Pengenalan Rekayasa Pondasi Secara umum bangunan sipil meliputi dua bagian utama yaitu struktur bawah dan struktur atas. Struktur bawah merupakan pondasi yang berinteraksi dengan tanah dan akan memberikan keamanan bagi struktur atas. Struktur bawah sebagai pondasi juga secara umum dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu pondasi dangkal dan pondasi dalam. Untuk konstruksi beban ringan dan kondisi lapisan permukaan yang cukup baik, biasanya jenis pondasi dangkal sudah cukup memadai untuk menopang bangunan. Tetapi untuk konstruksi dengan beban berat (misalnya high-rise building) biasanya jenis pondasi dalam adalah menjadi pilihan, dan secara umum permasalahan perencanaan pondasi dalam lebih rumit dari pondasi dangkal.

Pondasi dalam yang paling umum digunakan adalah pondasi tiang pancang (driven pile). Fungsi utama yang dimiliki pondasi dalam adalah meneruskan beban dari struktur atas ke lapisan tanah dibawahnya. Pondasi tersebut akan dipancang ke tanah sampai pada kedalaman tertentu dimana seluruh tanah telah mampu untuk menerima beban yang ada. Akan tetapi, kondisi tanah yang bervariasi menyebabkan pondasi diharuskan dapat bekerja dengan semestinya. Jika pondasi driven pile pancang pada tanah yang memiliki kondisi kurang baik namun ujung pondasi driven pile tersebut mampu menembus sebagian segmen tanah dengan kapasitas daya dukung tanah yang bagus (lapisan tanah keras), maka pondasi tersebut dinamakan bearing pile. Jika sebaliknya, ujung pondasi driven pile tersebut tidak mencapai segmen tanah dengan kapasitas daya dukung tanah yang bagus, hanya mengandalkan kekuatan pada gesekan antara tanah dan sisi driven pile, maka pondasi driven pile tersebut dinamakan friction pile. Seringkali kapasitas pembebanan akibat gaya aksial pada pondasi driven pile merupakan kombinasi dari keduanya, daya tahan ujung dan gesekan kulit pondasi driven pile dengan tanah.

Fungsi lain dari pondasi driven pile adalah untuk menahan momen akibat gaya lateral seperti beban angin dan gempa. Apabila momen maksimal pada pondasi driven pile tunggal lebih besar dari kapasitasnya, maka perlu adanya solusi perkuatan pondasi dalam konfigurasi group-pile. Di luar hal tersebut, setiap pondasi yang akan dibangun tidak diizinkan mengalami keruntuhan geser dan deformasi yang berlebihan.

Dalam mendesain pondasi untuk struktur seperti bangunan, jembatan, dan waduk, diperlukan faktor-faktor seperti (a) beban yang akan disalurkan struktur atas ke sistem pondasi, (b) standar kode perencanaan setempat, (c) perilaku dan deformasi akibat tegangan yang terjadi pada tanah yang menahan sistem pondasi, dan (d) kondisi geologi dari tanah bersangkutan. Dua faktor yang disebutkan terakhir sangat krusial bagi seorang insinyur yang menangani pondasi bersangkutan karena menyangkut mekanika tanah.

Parameter-parameter tanah yang dibutuhkan seperti distribusi ukuran butir tanah, plastisitas, kemampatan tanah, dan kuat geser dihasilkan dari tes laboratorium. Parameter lainnya harus dicari di lokasi asalnya untuk menghindari rusaknya contoh tanah yang akan dipakai.

Dalam menentukan tipe pondasi, hal-hal yang perlu diperhatikan adalah beban struktur atas, kondisi lapisan tanah bawah, dan toleransi penurunan ketinggian tanah bersangkutan. Secara garis besar, tipe pondasi dibagi menjadi 2 kategori besar, yaitu pondasi dangkal (shallow foundations) dan pondasi dalam (deep foundations). Yang termasuk pondasi dangkal adalah spread footing, wall footing, dan mat foundations.

Sedangkan, yang dapat dikategorikan sebagai pondasi dalam adalah pondasi tiang pancang (driven pile) dan pondasi bor (drilled piers). Pondasi dalam digunakan ketika lapisan atas tanah

tidak memiliki daya dukung (load-bearing capacity) dan ketika penggunaan pondasi dangkal hanya akan menyebabkan kerusakan struktur dan/atau ketidakstabilan.

Pondasi Bangunan Pondasi bangunan adalah kontruksi yang paling terpenting pada suatu bangunan.Karena pondasi berfungsi sebagai”penahan seluruh beban ( hidup dan mati ) yang berada di atasnya dan gaya – gaya dari luar.Pada pondasi tidak boleh terjadi penurunan pondasi setempat ataupun penurunan pondasi merata melebihi dari batas – batas tertentu, yaitu :Jenis bangunan Penurunan maksimum1) Bangunan umum 2.54 Cm2) Bangunan pabrik 3.81 Cm3) Gudang 5.08 Cm4) Pondasi mesin 0.05 CmSumber : Foundation Design – W.C TengJenis – jenis pondasi.Bentuk pondasi ditentukan oleh berat bangunan dan keadaan tanah disekitar bangunan tersebut, sedangkan kedalaman pondasi ditentukan oleh letak tanah padat yang mendukung pondasi.Pondasi pada tanah miring lebih dari 10 %, maka pondasi bangunan tersebut harus dibuat rata atau dibentuk tangga dengan bagian bawah dan atas rata.Jenis pondasi dibagi menjadi 2, yaitu :- Pondasi dangkal- Pondasi dalamPondasi dangkal adalah pondasi yang digunakan pada kedalaman 0.8 – 1 meter.Karena daya dukung tanah telah mencukupi.Jenis – jenis pondasi dangkal :1) Pondasi rollag bataPada awalnya pondasi rollag bata merupakan pondasi yang diaplikasikan untuk menopang berat beban pada bangunan.Namun, pada saat ini pondasi rollag bata telah lama ditinggalkan.Selain mahal, pemasangannya pun membutuhkan waktu yang lama serta tidak memiliki kekuatan yang

bisa diandalkan.Akan tetapi, pondasi ini tetap digunakanuntuk menahan beban ringan, misalnya pada teras.

2) Pondasi batu kaliPondasi batu kali sering kita temuin pada bangunan – bangunan rumah tinggal.Pondasi ini masih digunakan, karena selain kuat, pondasi ini pun masih termasuk murah.Bentuknya yang trapesium dengan ukuran tinggi 60 – 80 Cm, lebar pondasi bawah 60 – 80 Cm dan lebar pondasi atas 25 – 30 Cm.Bahan lain yang murah sebagai alternatif pengganti pondasi batu kali adalah memanfaatkan bongkaran bekas pondasi tiang pancang ( Bore Pile ) atau beton bongkaran jalan.Bekas bongkaran tersebut cukup kuat digunakan untuk pondasi, sebab mutu beton yang digunakan ialah K-250 s/d K-300.Permukaannya yang tajam dan kasar mampu mengikat adukukan semen dan pasir.Bila dibandingkan dengan pondasi rollag bata, tentu bongkaran bekas beton jauh lebih kuat.Ukurannya rata – rata 30 x 30 Cm.

3) Pondasi sumuranPondasi sumuran atau cyclop beton menggunakan beton berdiameter 60 – 80 Cm dengan kedalaman 1 – 2 meter.Di dalamnya dicor beton yang kemudian dicampur dengan batu kali dan sedikit pembesian dibagian atasnya.Pondasi ini kurang populer sebab banyak kekurangannya, di antaranya boros adukan beton dan untuk ukuran sloof haruslah besar.Hal tersebut membuat pondasi ini kurang diminati.

4) Pondasi plat beton lajurPondasi palt beto lajur sangat kuat, sebab seluruluhnya terdiri dari beton bertulang dan harganya lebih murah dibandingkan dengan pondasi batu kali.Ukuran lebar pondasi lajur ini sama dengan lebar bawah dari pondasi batu kali, yaitu 70 Cm.Sebab fungsi pondasi plat beton lajur adalah pengganti pondasi batu kali.

5) Pondasi bor mini / Strauss pilePondasi bor mini atau strauss pile ini digunakan pada kondisi tanah yang jelek, seperti bekas empang atau rawa yang lapisan tanah kerasnya berada jauh dari permukaan tanah.Pondasi ini bisa digunakan untuk rumah tinggal sederhna atau bangunan dua lantai.Kedalamannya 2 – 5 meter.Ukuran diameter pondasi mulai dari 20, 30 dan 40 Cm. Pengerjaannya dengan mesin bor atau secara manual.Di atas pondasi bor mini ada blok beton ( pile cap ).Pile cap ini merupakan media untuk mengikat kolom dengan sloof.

Pondasi dalam adalah pondasi yang kedalamannya lebih dari 2 meter dan biasa digunakan pada bangunan – bangunan bertingkat.Jenis pondasi dalam, yaitu :1) Bore pile` Bore pile adalah pondasi yang kedalamannya lebih dari 2 meter.Digunakan untuk pondasi bangunan – bangunan tinggi.Sebelum memasang bore pile, permukaan tanah dibor terlebih dahulu dengan menggunakan mesin bor. Hingga menemukan daya dukung tanah yang sangat kuat untuk menopang pondasi.Setelah itu tulang besi dimasukan kedalam permukaaan tanah yang telah dibor, kemudian dicor dengan beton.Pondasi ini berdiameter 20 Cm keatas.Dan biasanya pondasi ini terdiri dari 2 atau lebih yang diatasnya terdapat pile cap.

2) Tiang pancang / Paku bumiTiang pancang pada dasarnya sama dengan bore pile, hanya sja yang membedakan bahan dasarnya.Tiang pancang menggunakan beton jadi yang langsung ditancapkan langsung ketanah dengan menggunakan mesin pemancang.Karena ujung tiang pancang lancip menyerupai paku, oleh karena itu tiang pancang tidak memerlukan proses pengeboran.

ALTERNATIF PEMILIHAN PONDASI I. Perencanaan Pondasi

Dalam menentukan perencanaan pondasi suatu bangunan ada 2 hal yang harus diperhatikan pada

tanah bagian bawah pondasi :

Daya dukung tanah yang diizinkan.

Besarnya penurunan pondasi

2 Faktor diatas menentukan stabilitas bangunan yang berdiri. Tegangan akibat adanya bangunan

diatas harus mampu dipikul oleh lapisan tanah dibawah pondasi dan harus aman dari keruntuhan.

Dalam hitungan daya dukung umumnya digunakan faktor aman 3 (sf 3). Besarnya penurunan

pondasi bangunan tidak boleh melebihi batas toleransi. khususnya penurunan yang tidak seragam

(defferential settlement) harus tidak mengakibatkan kerusakan pada struktur. Pondasi harus

diletakkan pada kedalaman yang cukup untuk menanggulangi resiko erosi permukaan, kembang

susut tanah dan gangguan permukaan lainnya.

II. Rumus Daya Dukung Tanah

Banyak rumus yang dapat dipakai untuk mendisain Pondasi. Pilihan yang dipakai sangat

tergantung dari kebiasaan seseorang dalam perencanaan pondasi dan data-data tanah yang

tersedia.Kami hanya akan membatasi pada rumus pondasi dangkal dan pondasi dalam tunggal.

Kedua jenis pondasi ini sering ditemui di lapangan.

Peck dkk membedakan pondasi dalam dan pondasi dangkal dari nilai

kedalaman (Df/B):

Df/B > 4 : Pondasi dalam

Df/B ≤ 1 : Pondasi Dangkal

Dimana

Df : Nilai Kedalaman Pondasi

B : Lebar Pondasi

1. 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.

- 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 (qult) , Langkah selanjutnya

menghitung daya dukung ijin Tanah yaitu :

q = qult / Sf

dimana :

q = Daya Dukung ijin Tanah

qult = Daya Dukung Tanah Ultimit

Sf = Faktor Keamanan biasanya nilainya diambil 3

Tabel. 2.1.1 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

- 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 (qult) , Langkah selanjutnya

menghitung daya dukung ijin tanah yaitu :

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

2. Menentukan daya dukung pondasi Dalam

Daya dukung pondasi dalam merupakan penggabungan dua kekuatan daya dukung, yaitu daya

dukung ujung (qe) dan daya dukung lekatan (qs)

B. Rumus Daya Dukung ujung tiang

P = qc. A. + JHF. O

3 5dimana :

P = Daya Dukung Tiang

qc = Nilai Konus

A = Luas Penampang Tiang

JHF = Nilai Hambatan Lekat per pias

O = Keliling Tiang

3 & 5 = Koefisien Keamanan

B. Rumus Daya Dukung ujung tiang metode LCPC, 1991

qe = qc. Kc. Ap

dimana :

qe = Daya Dukung ujung tiang

qc = Nilai Konus

Kc = Faktor Nilai Konus (lihat tabel 2.2.1)

Ap = Luas penampang ujung tiang

a. Rumus Daya Dukung lekatan (qs)

qs = .JHp. As

dimana :

qs = Daya Dukung lekatan

JHP = Nilai Hambatan Pelekat (dari uji Sondir)

As = Selimut tiang

b. Rumus Daya Dukung Batas dan Daya dukung ijin

qult = qe +.qs

Dimana :

qult = Daya Dukung Tanah Ultimit

qe = Daya Dukung Ujung Tiang

qs = Daya Dukung Lekatan

Setelah kita mendapatkan nilai daya dukung Ultimit Tanah (qult) , Langkah selanjutnya

menghitung daya dukung ijin tanah yaitu :

q = qult / Sf

dimana :

q = Daya Dukung ijin tanah

Sf = Faktor Keamanan biasanya nilainya diambil 3

Tabel 2.2.1. Nilai Kc (Titi dan Abu Farsakh 1991)

Jenis Tanah Faktor qonus Ujung Tiang

Drilling Pile Driven Pile

Clays dan Silts 0,375 0,600

Sands dan Gravels 0,15 0,375

Chalk 0,200 0,400