tugas kelompok teknik pondasi-libre

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN PENGAIRAN

MALANG

LAPORAN TUGAS KELOMPOK

SEMESTER 4 (GENAP)

Disusun oleh:

ACHMAD FADILAH (125060401111002)

ALIEF NUR AFRIZAL (125060400111080)

ANDHITA WIDYANINGTYAS (125060400111072)

DITA CAHYA KURNIAWAN (125060400111075)

M. REZA FAHLEVI KHALAWI (125060400111084)

KELAS D

TAHUN AJARAN : 2013/2014

1

Tugas Kelompok Teknik Pondasi

Soal Tugas Kelompok

Mata Kuliah Teknik Pondasi

Jawablah dengan singkat dan jelas. Lengkapi dengan gambar, diagram atau skema bila

diperlukan.

1. Sebutkan beberapa jenis pengujian tanah di lapangan yang Anda ketahui beserta

tujuannya (minimum 3 jenis).

2. Dalam menentukan daya dukung pondasi dangkal, parameter tanah apa saja yang

diperlukan?

3. Berikan beberapa contoh kegagalan pondasi atau daya dukung tanah pada bangunan

sipil keairan (minimum 3 contoh).

4. Berikan uraian dan penjelasan tentang:

a. Pondasi Cakar Ayam (Prof. Sedijatmo)

b. Pondasi Sarang Laba-laba (Ir. Soetjipto dan Ir. Ryantori)

5. Jelaskan beberapa definisi berikut ini:

a. Lapisan tanah lensa

b. Daya dukung ultimit dan daya dukung ijin tanah

c. Faktor keamanan (factor of safety)

d. Tanah ekspansif

2


Uraian jawaban

BEBERAPA JENIS PENGUJIAN TANAH DI LAPANGAN BESERTA TUJUANNYA

Pengujian lapangan dibagi menjadi 2:

1. Pengujian lapangan sederhana dan umum

a. Uji penetrasi standar (Standard Penetration Test/SPT)

Uji SPT dilaksanakan bersamaan dengan pengambilan benda uji tanah

dengan teknik pemukulan/penumbukan tabung split sampler ke dalam tanah.

Tinggi jatuh = 75 cm dengan berat palu 63.5 kg.

Pemukulan untuk memasukkan tabung ke dalam tanah dibagi dalam 3

tahap, yaitu berturut-turut sedalam 150 mm (15 cm) untuk setiap tahap. Tahap

pertama dicatat sebagai dudukan, sedangkan jumlah pukulan untuk tahap kedua

dan ketiga dijumlahkan untuk memperoleh nilai pukulan N atau N-SPT

(dinyatakan dalam jumlah pukulan/30 cm).

Contoh: tahap pertama = 5 pukulan, tahap ke-2 = 7 pukulan, tahap ke-3 = 6

pukulan. Nilai N-SPT adalah = 7 + 6 = 13 pukulan/30 cm.

Keunggulan uji SPT, yaitu:

Dapat digunakan untuk mengidentifikasi jenis tanah secara visual

Dapat digunakan untuk mendapatkan parameter tanah secara kualitatif

melalui korelasi empiris.

3


Gambar 1 Prosedur Uji SPT

Gambar 2 Peralatan Uji SPT

4


Gambar 3 Peralatan Uji SPT

Gambar 4 Tabung Uji SPT

5


Hasil uji SPT sangat dipengaruhi oleh jenis alat. Hal lain yang juga

berpengaruh adalah efisiensi tenaga alat dan operator pelaksana uji.

Menurut SNI 4153 – 2008, hasil uji SPT perlu dikoreksi untuk hal-hal berikut ini:

CN: faktor koreksi terhadap tegangan vertikal efektif

CE: faktor koreksi terhadap rasio tenaga hammer

CB: faktor koreksi terhadap diameter bor

CR: faktor koreksi untuk panjang batang SPT

CS: faktor koreksi terhadap tabung sampler

6


Interpretasi Hasil Uji SPT

Nilai N-SPT dapat dihubungkan secara empiris dengan beberapa parameter

tanah lainnya seperti: relative density (Dr), nilai perlawanan ujung qc yang

didapat dari sondir, dan lain-lain.

Hasil uji SPT sebaiknya diasumsikan sebagai perkiraan kasar saja, dan

perlu dicek-ulang dengan hasil lainnya, misalnya dari uji sondir dan

pengeboran tanah.

Umumnya hasil percobaan penetrasi statis seperti sondir lebih dapat

dipercaya daripada hasil percobaan penetrasi dinamis seperti SPT.

Korelasi Empiris Data SPT

Pada tanah berpasir

Nilai N Kepadatan (Relative Density) 0 - 4 Sangat lepas (very loose) 4 - 10 Lepas (loose) 10 - 30 Sedang (medium) 30 - 50 Padat (dense) > 50 Sangat padat (very dense)

Pada tanah lempung atau lanau

Nilai N Kekerasan (Consistency)

0 - 2 Sangat lunak (very soft) 2 - 4 Lunak (soft)

4 - 8 Sedang (medium stiff)

8 - 15 Kaku (stiff)

15 – 30 Sangat kaku (very stiff)

> 30 Keras (hard)

b. Uji Sondir (Cone Penetration Test/CPT)

Sangat cocok untuk keadaan di Indonesia, karena terdapat banyak lapisan

lempung lunak yang dalam, sehingga cukup mudah ditembus oleh alat sondir.

Suatu batang baja berujung kerucut/konis (conus) ditekan ke dalam tanah

dengan kecepatan tertentu, dan gaya perlawanannya diukur (dalam satuan

tegangan, mis: kg/cm2).

7


Pada jenis bikonis (konus ganda), nilai perlawanan ujung konis/cone

resistance qc dan nilai perlawanan geser/friction sleeve fs dapat diukur bersama-

sama.

Keunggulan CPT

Profil kekuatan tanah menerus

memberikan gambaran tanah secara cepat

lebih sederhana

Batasan

Tanah berbatu/berkerikil hasilnya tidak akurat

Sondir mekanis kurang sensitif pada tanah liat yang sangat lunak.

Gambar 5 Alat Uji CPT dan Alat Uji CPT D 3441

8


Gambar 7 Alat Uji CPT

Gambar 9 Ukuran Konus Elektrik

Karakteristik Ujung Sondir

Gambar 10 Ujung Sondir 1948

9


Hanya dapat mengukur nilai perlawanan ujung

Gambar 11 Ujung Sondir1953

Dikenal sebagai tipe Begemann yang dapat mengukur nilai perlawanan ujung

geser.

Gambar 12 Ujung Sondir Keadaan Tertekan

10


Gambar 13 Ujung Sondir Keadaan Terbentang

Gambar 14 Hasil Uji Sondir

Interpretasi Hasil Uji Sondir

Uji sondir tidak dapat secara langsung mengetahui jenis tanah yang diuji.

Namun berdasarkan pengalaman, dapat disimpulkan sebagai berikut:

Untuk nilai perlawanan ujung: tinggi pada pasir, rendah pada lempung.

Untuk nilai perlawanan geser/selimut: rendah pada pasir, tinggi pada

lempung

11


Hasil uji sondir yang ditampilkan bersama-sama dengan hasil pengujian

pengeboran dapat menghasilkan kesimpulan stratifikasi dan karakteristik tanah

yang lebih baik.

2. Uji Lapangan yang langsung memberikan sifat mekanis tanah

a. Uji baling-baling (field vane shear test): sifat kekuatan tanah

Mengukur kuat geser tanah undrained

Sesuai untuk tanah liat sangat lunak – sedang

Prinsip kerja : Baling-baling ditekan dan diputar

Perhitungan kuat geser baling-baling persegi:

Korelasi kuat geser baling-baling dengan kuat geser tanah

Gambar 16 Field Vane Shear Test (FVT)

b. Uji tekan lateral silinder (Pressuremeter test/lateral load test(LLT)): sifat

deformasi tanah

Mengukur kekuatan dan deformasi tanah

12


Dianjurkan digunakan pada tanah yang membutuhkan prediksi penurunan

elastis

Prinsip kerja : mengembangkan silinder karet yang berisi air dengan memberi

tekanan gas

Gambar 17 Pressuremeter Test (PMT)

13


Gambar 18 Pressuremeter Test (PMT)

c. Uji tekan lateral pipih (flat dilatometer test): sifat deformasi tanah

Kegunaan dan prinsip kerja sama dengan Pressuremeter

Perbedaan pada arah penekanan DMT (satu arah) dan PMT (radial)

14


Gambar 19 Dilatometer Test (DMT)

15


Gambar 20 Dilatometer Test (DMT)

d. Uji tekan pelat (plate bearing test): sifat deformasi

Mengukur kekuatan dan deformasi tanah

Digunakan untuk mengetahui daya dukung tanah dan penurunannya terutama

untuk pondasi dangkal

Prinsip kerja : menekan pelat bundar/persegi pada kedalaman tertentu dengan

beban 2-3x beban rencana hingga tanah runtuh

Pengaruh pembebanan 1,5-2x lebar pelat

Hubungan dengan kuat geser undrained:

Sumber:

Bahan Ajar Mata Kuliah Teknik Pondasi Dr. Eng. Andre Primantyo, ST., MT. Jurusan

Teknik Pengairan Universitas Brawijaya. 2014.

http://adhimuhtadi.dosen.narotama.ac.id/files/2011/04/11_sondir_boring.pdf

16


PARAMETER TANAH YANG DIPERLUKAN DALAM MENENTUKAN DAYA

DUKUNG PONDASI DANGKAL

qu = daya dukung ultimit

C = kohesi tanah

= berat volume tanah timbunan

B = lebar dasar pondasi; pada pondasi lingkaran, B merupakan diameter pondasi.

q = . Df = tegangan akibat timbunan

Nc, Nq dan N = faktor daya dukung sebagai fungsi dari sudut geser dalam () tanah; dapat

dihitung atau ditentukan dari tabel atau grafik.

Nc, Nq dan N = faktor daya dukung (bearing capacity factors) bila diasumsikan terjadi

keruntuhan geser keseluruhan (general shear failure).

N’c, N’q dan N’ = faktor daya dukung bila diasumsikan terjadi keruntuhan geser lokal (local

shear failure).

Pondasi Menerus menggunakan rumus:

qu = c Nc + q Nq + 0.5 B N Untuk pondasi bujur sangkar (B = L):

qu = 1.3 c Nc + q Nq + 0.4 B N Untuk pondasi lingkaran:

qu = 1.3 c Nc + q Nq + 0.3 B N

17


Pengaruh Muka Air Tanah

Bila m.a.t terletak pada 0 ≤ D1 ≤ Df maka harga q dari perumusan sebelumnya dihitung dengan:

q = effective surcharge = D1 + D2 (sat - w)

= D1 + D2 ’ Dimana: sat = saturated unit weight tanah

w = unit weight air = 1 ton/m3

Juga harga (pada suku terakhir perumusan sebelumnya) harus diganti dengan harga :

’ = sat - w

Sumber:

Bahan Ajar Mata Kuliah Teknik Pondasi Dr. Eng. Andre Primantyo, ST., MT. Jurusan

Teknik Pengairan Universitas Brawijaya. 2014.

18


CONTOH KEGAGALAN PONDASI ATAU DAYA DUKUNG TANAH PADA

BANGUNAN SIPIL KEAIRAN

Proyek Pembangunan Jembatan Sungai Liong

Pada Proyek Pembangunan Jembatan Sungai Liong Bengkalis, kontraktor sebagai

pelaksana tidak memperhatikan kondisi tanah yang berada di bawah konstruksi penopang

jembatan.

Gambar Tampak Bentang Jembatan yang melengkung

Proyek Pembangunan Jembatan Sungai Liong bernilai Milyaran Rupiah di Kabupaten

Bengkalis amburadul. Pihak Kontraktorpun kewalahan melihat kondisi gelagar Jembatan

melengkung dan retak-retak. Padahal kontraktor pelaksana merupakan perusahaan BUMN

yang jelas sudah punya banyak pengalaman mengerjaan perkerjaan tersebut. Kontraktor

sebagai pelaksana tidak memperhitungkan/mengantispasi kondisi tanah dasar sungai yang

dijadikan dasar untuk mendirikan stelling/begisting jembatan tersebut, sehingga begisting

tersebut tidak mampu menahan berat beton sebelum beton tersebut mampu menahan beban

dirinya sendiri.

Sumber:

http://matakuliahteknik.blogspot.com/2010/04/struktur-bawah-bangunan.html

Bendungan Leuwi Biuk

http://4.bp.blogspot.com/-KZxm-1eAqoQ/TaMcCL3_3SI/AAAAAAAAAF8/QdzuaouxlH4/s1600/3.png

19


Menurut Oman (54) dan Rafli (53) warga sekitar bendungan mengungkapkan

jebolanya bagian sayap bendungan terjadi pada hari Minggu (26/4) sekitar pukul 21.00 WIB.

Saat runtuh warga juga mendengar suara gemeretak yang sangat keras disertai dengan tanah

yang bergetar. Dengan demikian dapat di simpulkan bahwa kuat dukung tanah di bawah

pondasi bendungan mempunyai kohesifitas yang rendah.

Sumber:

http://www.pikiran-rakyat.com/node/88767

Bendungan Karanglo

Pada saluran irigasi Karanglo terdapat sebuah dam yang keberadaanya sudah tidak

bisa berfungsi sebagaimana mestinya. Hal ini dikarenakan pondasinya sudah rusak (bocor)

sehingga tidak membendung air dengan baik.

Sumber:

http://glagahombo.blogspot.com/2013/02/fenomena-mistis-bendungan-dusun-karanglo.html

20


PONDASI CAKAR AYAM DAN PONDASI SARANG LABA-LABA

Konstruksi cakar ayam

Konstruksi cakar ayam adalah salah satu metode rekayasa teknik dalam pembuatan

pondasi bangunan. Metode ini ditemukan oleh Prof. Dr. Ir. Sedijatmo.

Sejarah

Prof Dr Ir Sedijatmo tahun 1961 ketika sebagai pejabat PLN harus mendirikan 7 menara

listrik tegangan tinggi di daerah rawa-rawa Ancol Jakarta. Dengan susah payah, 2 menara

berhasil didirikan dengan sistem pondasi konvensional, sedangkan sisa yang 5 lagi masih

terbengkelai. Menara ini untuk menyalurkan listrik dan pusat tenaga listrik di Tanjung Priok

ke Gelanggang Olah Raga Senayan dimana akan diselenggarakan pesta olah raga Asian Games

1962.

Karena waktunya sangat mendesak, sedangkan sistem pondasi konvensional sangat

sukar diterapkan di rawa-rawa tersebut, maka dicarilah sistem baru ,Lahirlah ide Ir Sedijatmo

untuk mendirikan menara di atas pondasi yang terdiri dari plat beton yang didukung oleh pipa-

pipa beton di bawahnya. Pipa dan plat itu melekat secara monolit (bersatu), dan mencengkeram

tanah lembek secara meyakinkan.

Oleh Sedijatmo, hasil temuannya itu diberi nama sistem pondasi cakar ayam. Menara

tersebut dapat diselesaikan tepat pada waktunya, dan tetap kokoh berdiri di daerah Ancol yang

sekarang sudah menjadi ka wasan industri. Bagi daerah yang bertanah lembek, pondasi cakar

ayam tidak hanya cocok untuk mendirikan gedung, tapi juga untuk membuat jalan dan

landasan. Satu keuntungan lagi, sistem ini tidak memerlukan sistem drainase dan sambungan

kembang susut.

Struktur

Pondasi cakar ayam terdiri dari plat beton bertulang yang relatif tipis yang didukung

oleh buis-buis beton bertulang yang dipasang vertikal dan disatukan secara monolit dengan plat

beton pada jarak 200-250 cm. Tebal pelat beton berkisar antara 10-20 cm, sedang pipa-buis

beton bertulang berdiameter 120 cm, tebal 8 cm dan panjang berkisar 150-250 cm. Buis-buis

beton ini gunanya untuk pengaku pelat. Dalam mendukung beban bangunan, pelat buis beton

dan tanah yang terkurung di dalam pondasi bekerjasama, sehingga menciptakan suatu siatem

21


komposit yang di dalam cara bekerjanya secara keseluruhan akan identik dengan pondasi rakit

(raft foundation).

Sumber: http://1.bp.blogspot.com

Mekanisme sistem podasi cakar alam dalam memikul beban dari hasil pengamatan

adalah sebagai berikut: Bila diatas pelat bekerja beban titik, maka beban tersebut membuat

pelat melendut. Lendutan ini menyebabkan buis-buis cakar ayam berotasi. Hasil pengamatan

pada model menunjukkan rotasi cakar terbesar adalah pada cakar yang terletak di dekat beban.

Rotasi cakar memobilisasi tekanan tanah lateral di belakang cakar-ayam dan merupakan

momen yang melawan lendutan pelat. Dengan demikian, cara mengurangi lendutan pelat,

semakin besar momen lawan cakar untuk melawan lendutan maka semakin besar reduksi

lendutan. Momen lawan cakar dipengaruhi oleh dimensi cakar dan kondisi kepadatan (kuat

geser) tanah disekitar cakar,yaitu semakin panjang (dan juga lebar) cakar, maka semakin besar

momen lawan terhadap lendutan pelat yang dapat diperoleh.

22


Banyak bangunan yang telah menggunakan sistem yang di ciptakan oleh Prof.

Sedijatmo ini, antara lain: ratusan menara PLN tegangan tinggi, hangar pesawat terbang dengan

bentangan 64 m di Jakarta dan Surabaya, antara runway dan taxi way serta apron di Bandara

Sukarno-Hatta Jakarta, jalan akses Pluit-Cengkareng, pabrik pupuk di Surabaya, kolam renang

dan tribune di Samarinda, dan ratusan bangunan gedung bertingkat di berbagai kota.

Sumber: http://satriamadangkara.com/wp-content/uploads/2011/10/Pemasangan-dan-

Pengecoran-Pondasi-Cakar-Ayam.jpg

Sistem pondasi cakar ayam ini telah pula dikenal di banyak negara, bahkan telah

mendapat pengakuan paten internasional di 11 negara, yaitu: Indonesia, Jerman Timur, Inggris,

Prancis, Italia, Belgia, Kanada, Amerika Serikat, Jerman Barat, Belanda; dan Denmark.

Sumber:

http://id.wikipedia.org/wiki/Konstruksi_cakar_ayam

Pondasi Sarang Laba-Laba

23


Konstruksi sarang laba-laba (KSLL) ini ditemukan pada tahun 1976 oleh Ir. Ryantori

dan Ir. Sutjipto dan di dalam pengembangan, pemasaran dan pelaksanaannya dipegang oleh

PT. KATAMA SURYABUMI yang telah mematenkannya pada Departemen Hukum dan Ham

RI/ HAKI dengan sertifikat paten No.ID. 0 018808.

Sumber : http://cdn.kaskus.com/images/2013/08/27/2491353_20130827072211.jpg

KSSL yang merupakan karya putra bangsa memiliki teknologi pembangunan yang

dirancang terdiri dari plat tipis yang diperkaku dengan rib-rib tipis dan tinggi yang saling

berhubungan membentuk segitiga-segitiga yang diisi dengan perbaikan tanah sehingga

menjadi satu kesatuan komposit konstruksi beton bertulang dan tanah yang kokoh atau kuat,

kaku dan mampu menyebarkan semua gaya secara merata ke tanah pemikul serta mampu

menerima gaya lateral akibat gempa.


24


Pondasi ini memiliki kelebihan jika dibandingkan dengan pondasi konvensional yang

lain diantaranya yaitu KSSL memiliki kekuatan lebih baik dengan penggunaan bahan bangunan

yang hemat dibandingkan dengan pondasi rakit (full plate) lainnya, mampu memperkecil

penurunan bangunan karena dapat membagi rata kekuatan pada seluruh pondasi dan mampu

membuat tanah menjadi bagian dari struktur pondasi, berpotensi digunakan sebagai pondasi

untuk tanah lunak dengan mempertimbangkan penurunan yang mungkin terjadi dan tanah

dengan sifat kembang susut yang tinggi, menggunakan lebih sedikit alat-alat berat dan bersifat

padat karya, waktu pelaksanaan yang relatif cepat dan dapat dilaksanakan secara industri

(pracetak), lebih ekonomis karena terdiri dari 80% tanah dan 20% beton bertulang dan yang

paling penting adalah ramah lingkungan karena dalam pelaksanaan hanya menggunakan

sedikit menggunakan kayu dan tidak menimbulkan kerusakan bangunan serta tidak

menimbulkan kebisingan disekitarnya.


Selain digunakan sebagai pondasi bangunan bertingkat tanggung (12 lantai), KSSL

juga telah diaplikasikan untuk pembangunan infrastruktur seperti bandara khususnya untuk

konstruksi Runway, Taxiway dan Apron, seperti yang saat ini sedang dikerjakan di bandara

Juwata dan pembangunan Apron untuk pangkalan TNI AU di Tarakan, Kalimantan Timur.

Penghargaan sebagai Pemenang Lomba Karya Konstruksi Tahun 2007 untuk Kategori

Teknologi Konstruksi yang diselenggarakan oleh Departemen Pekerjaan Umum tahun lalu

akan lebih memiliki arti lagi bila adanya kesadaran dari pihak praktisi bisnis di bidang

konstruksi Indonesia untuk mengaplikasikannya sebagai wujud kebanggaan akan karya cipta

Bangsa Indonesia dan juga berusaha untuk mensosialisasikannya di tingkat international untuk

menjadikan Pondasi KSSL sebagai Prestasi Dunia Dari Indonesia, akan tetapi untuk

25


mewujudkan itu semua memerlukan dukungan dari berbagai pihak khususnya dalam hal ini

pemerintah.

Sumber:

http://nanasuryanacenter.wordpress.com/teknik-sipil/pondasi-sarang-laba-laba/

26


URAIAN MENGENAI LAPISAN TANAH LENSA; DAYA DUKUNG ULTIMIT DAN

DAYA DUKUNG IJIN TANAH; FAKTOR KEAMANAN (FACTOR OF SAFETY);

DAN TANAH EKSPANSIF

Lapisan Tanah Lensa

Lapisan lensa tanah yaitu suatu lapisan tanah keras yang relatif tipis yang berada di

antara lapisan tanah lunak. Perlu diperhatikan bahwa lapisan lensa tanah ini dapat bersifat

setempat (lokal) maupun meluas. Kedalaman lapisan lensa tidak dapat dipastikan, karena

sangat beragam. Contohnya seperti kondisi tanah di Pekanbaru kerap kali dijumpai lapisan

tanah keras yang tipis (sekitar 1 meter). lapisan ini dijumpai pada kedalaman sekitar belasan

meter dari top soil, sedangkan tanah keras terletak 20 m di bawah top soil.

Kondisi tanah tersebut dapat menimbulkan bahaya bagi bangunan di atasnya apabila

berat bangunan lebih besar dari kekuatan lapisan lensa, karena lapisan lensa bukanlah lapisan

tanah keras yang sebenarnya. Namun apabila berat bangunan masih di bawah kekuatan lensa

maka hal tersebut masih dianggap aman.

Kondisi tanah yang terdapat lapisan lensa di bawahnya dapat diketahui dengan

melakukan penyelidikan tanah. Penyelidikan yang dapat dilakukan untuk mengetahui lapisan

tanah lensa yaitu dengan uji SPT (Standard Penetration Test) dan boring. Tidak dianjurkan

memakai sondir karena untuk daerah-daerah tertentu dimana lapisan tanah berupa pasir maka

alat ini kurang representatif dan tidak dapat menembus lensa gravel/pasir yang cukup tebal dan

padat, sehingga bila dibawah lensa pasir terdapat tanah lunak maka sulit untuk terdeteksi.

Terkadang dalam pengerjaan proyek terdapat suatu kondisi yang terjadi di luar

perencanaan. Seperti misalnya ketika pengerjaan pondasi tiang pancang. Pada saat proses

pemancangan dilakukan dapat diperhatikan jumlah pukulan yang dibutuhkan sebenarnya

berkorelasi atau mempunyai hubungan dengan kekerasan tanah. Semakin keras lapisan tanah

pada ujung tiang, semakin banyak jumlah pukulan yang dibutuhkan untuk memasukkan tiang.

Hal ini tentu juga berarti bahwa PDR (Pile Diving Report) yang didapatkan secara garis besar

akan mirip dengan laporan stratigrafi tanah yang didapatkan melalui penyelidikan tanah (uji

SPT, dan sondir).

Hal ini juga berarti bahwa jumlah pukulan yang dibutuhkan biasanya semakin dalam

akan semakin meningkat/bertambah. Apabila terjadi peningkatan jumlah pukulan secara

27


mendadak, maka terdapat kemungkinan bahwa terdapat lensa (lapisan tipis) tanah keras pada

daerah tersebut.

Sumber:

Muhrozi. 2001. Soil Test, Masalah dan Aplikasinya pada Tanah Lunak. Universitas

Diponegoro.

http://wiryanto.wordpress.com/2007/12/19/memilih-sistem-pondasi/#comment-41188

http://irawanfirmansyah.wordpress.com/about-me/#comment-80

http://prasetyotheocean.wordpress.com/2013/05/23/daya-dukung-tanah/

http://www.kaskus.co.id/thread/000000000000000014767913/mengenai-pondasi-dan-uji-uji-

pondasi-testing/

Daya dukung ultimit dan daya dukung ijin tanah

Menurut Terzaghi, daya dukung ultimit didefinisikan sebagai beban maksimum per

satuan luas dimana tanah masih dapat menopang beban tanpa mengalami keruntuhan.

Pemikiran Terzaghi ini dinyatakan dengan persamaan:

Dimana :

qu = daya dukung ultimit

Pu = beban ultimit

A = luas pondasi

Kapasitas/daya dukung tanah (bearing capacity) adalah kekuatan tanah untuk menahan

suatu beban yang bekerja padanya yang biasanya disalurkan melalui pondasi. Kapasitas/daya

dukung tanah batas (qu = qult = ultimate bearing capacity) adalah tekanan maksimum yang

dapat diterima oleh tanah akibat beban yang bekerja tanpa menimbulkan kelongsoran geser

pada tanah pendukung tepat di bawah dan sekeliling pondasi.

Konsep perhitungan daya dukung batas tanah dan bentuk keruntuhan geser dalam tanah

dapat dilihat dalam model pondasi menerus dengan lebar (B) yang diletakkan pada permukaan

lapisan tanah pasir padat (tanah yang kaku) seperti pada Gambar 1.3a. Apabila beban terbagi

rata (q) tersebut ditambah, maka penurunan pondasi akan bertambah pula. Bila besar beban

terbagi rata q = qu (qu = daya dukung tanah batas) telah dicapai, maka keruntuhan daya dukung

28


akan terjadi, yang berarti pondasi akan mengalami penurunan yang sangat besar tanpa

penambahan beban q lebih lanjut seperti Gambar 1.3b. Hubungan antara beban dan penurunan

ditunjukkan pada kurva I pada Gambar 1.3b. Untuk keadaan ini, qu didefinisikan sebagai daya

dukung batas dari tanah.

Terdapat 3 kemungkinan pola keruntuhan kapasitas dukung tanah, yaitu :

1. Keruntuhan geser umum (General Shear Failure), Gambar 1.4.

1) Kondisi kesetimbangan plastis terjadi penuh diatas failure plane

2) Muka tanah di sekitarnya mengembang (naik)

3) Keruntuhan terjadi di satu sisi sehingga pondasi miring

4) Terjadi pada tanah dengan kompresibilitas rendah (padat dan kaku)

5) Kapasitas dukung batas (qu) bisa diamati dengan baik.

q

B

(a)

qu’ q

I II

Keruntuhan geser menyeluruh

Keruntuhan geser setempat

(b)

Beban per satuan luas

Gambar 1.3 Daya dukung batas tanah untuk kondisi dangkal.

(a) Model pondasi (b) Grafik hubungan antara beban dan penurunan

q

29


Gambar 1.4. Pola keruntuhan geser umum (General Shear Failure).

2. Keruntuhan geser setempat (Local Shear Failure), Gambar 1.5.

1) Muka tanah disekitar pondasi tidak terlalu mengembang, karena dorongan kebawah

dasar pondasi lebih besar

2) Kondisi kesetimbangan plastis hanya terjadi pada sebagian tanah saja

3) Miring yang terjadi pada pondasi tidak terlalu besar terjadi

4) Terjadi pada tanah dengan kompresibilitas tinggi yang ditunjukkan dengan penurunan

yang relatif besar

5) Kapasitas dukung batas (qu) sulit dipastikan sulit dianalisis, hanya bisa diamati

penurunannya saja.

30


Gambar 1.5. Pola keruntuhan geser setempat (Local Shear Failure).

3. Keruntuhan geser baji/penetrasi (Punching Shear Failure), Gambar 1.6.

1) Terjadi desakan di bawah dasar pondasi disertai pergeseran arah vertikal sepanjang tepi

2) Tidak terjadi kemiringan pondasi dan pengangkatan di permukaan tanah

3) Penurunan yang terjadi cukup besar

4) Terjadi pada tanah dengan kompresibilitas tinggi dan kompresibilitas rendah jika

kedalaman pondasi agak dalam

Gambar 1.6. Pola Keruntuhan geser baji (Punching Shear Failure)

Kapasitas Daya Dukung Menurut Terzaghi

Analisis kapasitas dukung didasarkan kondisi general shear failure, yang dikemukakan

Terzaghi (1943) dengan anggapan-anggapan sebagai berikut:

Tahanan geser yang melewati bidang horisontal di bawah pondasi diabaikan

Tahanan geser tersebut digantikan oleh beban sebesar q = . Df

Membagi distribusi tegangan di bawah pondasi menjadi tiga bagian

Tanah adalah material yang homogen, isotropis dengan kekuatan gesernya yang mengikuti

hukum Coulumb.

= c + . tan (1.1)

dimana :

= tegangan geser

31


c = kohesi tanah

= tegangan normal

= sudut geser dalam tanah

Untuk pondasi menerus penyelesaian masalah seperti pada analisa dua dimensi

Analisa distribusi tegangan di bawah dasar pondasi menurut teori Terzaghi seperti

ditunjukkan pada Gambar 1.7, dimana bidang keruntuhan dibagi menjadi 3 (tiga) zona

keruntuhan yaitu:

Gambar 1.7 Analisa distribusi tegangan di bawah pondasi menurut teori Terzaghi (1943)

Zona I

Bagian ACD adalah bagian yang tertekan ke bawah dan menghasilkan suatu keseimbangan

plastis dalam bentuk zona segitiga di bawah pondasi dengan sudut ACD = CAD = α = 45o

+ ø/2. Gerakan bagian tanah ACD ke bawah mendorong tanah disampingnya ke samping.

Zona II

Bagian ADF dan CDE disebut radial shear zone (daerah geser radial) dengan curve DE

dan DF yang bekerja pada busur spiral logaritma dengan pusat ujung pondasi.

Zona III

Bagian AFH dan CEG dinamakan zona pasif Rankine dimana bidang tegangannya

merupakan bidang longsor yang mengakibatkan bidang geser di atas bidang horisontal

tidak ada dan digantikan dengan beban sebesar q = . Df

Terzaghi (1943), memberikan beberapa rumus sesuai dengan bentuk geometri pondasi

tersebut. Rumus-rumus yang dimaksud antara lain:

Untuk tanah dengan keruntuhan geser umum (general shear failure)

32


1. Kapasitas daya dukung pondasi menerus dengan lebar B

qu = c Nc + Df Nq + 1/2 B N (1.2)

2. Kapasitas daya dukung pondasi lingkaran dengan jari-jari R

qu = 1,3 c Nc + Df Nq + 0,6 R N (1.3)

3. Kapasitas daya dukung pondasi bujur sangkar dengan sisi B

qu = 1,3 c Nc + Df Nq + 0,4 B N (1.4)

4. Kapasitas daya dukung pondasi segi empat (B x L)

qu = c Nc (1 + 0,3 B/L) + Df Nq + 1/2 B N (1-0,2 . B/L) (1.5)

dimana:

qu = daya dukung maksimum

c = kohesi tanah

= berat isi tanah

B = lebar pondasi (= diameter untuk pondasi lingkaran )

L = panjang pondasi

Df = kedalaman pondasi

Nc; Nq; N adalah faktor daya dukung yang besarnya dapat ditentukan dengan memakai

Tabel 1.1 atau Gambar 1.8 atau dengan memakai rumus-rumus sebagai berikut:

1)(Ncot1

2

φ4

π2cos

eφcotN q2

φ/β)tanφ/42(3

c

(1.6)

2

φ452cos

eN

2

φ/β)tanφ/42(3

q

(1.7)

tanφ1φ2cos

pyK

2

1Nけ

(1.8)

Kpy = koefisien tekanan tanah pasif

Untuk tanah dengan keruntuhan geser setempat (local shear failure)

33


Untuk harga c diganti c′ = 2/3 c dan harga diganti ′ = tan-1 (2/3 tan ). Dari nilai c′ dan

′ didapatkan faktor-faktor daya dukung untuk kondisi keruntuhan lokal: N′c; N′q; N′ (Table 1.2 atau Gambar 1.8).

1. Kapasitas daya dukung pondasi menerus dengan lebar B

q′u = c′ N′c + Df N′q + 1/2 B . N′ (1.9)

2. Kapasitas daya dukung pondasi lingkaran dengan jari-jari R

q′u = 1,3 c′’ N′c + Df N′q + 0,6 R N′ (1.10)

3. Kapasitas daya dukung pondasi bujur sangkar dengan sisi B

q′u = 1,3 c′ N′c + Df N′q + 0,4 B N′ (1.11)

4. Kapasitas daya dukung pondasi persegi empat (BxL)

q′u = c′ N′c (1 + 0,3 B/L) + Df N′q + 1/2 B N′y (1-0,2.BL) (1.12)

Tabel 1.1 Faktor Daya Dukung Terzaghi untuk Kondisi Keruntuhan Geser Umum (general

shear failure)

34


Nc Nq N Nc Nq N 0 5,70 1,00 0,00 26 27,09 14,21 9,84 1 6,00 1,10 0,01 27 29,24 15,90 11,60 2 6,30 1,22 0,04 28 31,61 17,81 13,70 3 6,62 1,35 0,06 29 34,24 19,98 16,18 4 6,97 1,49 0,10 30 37,16 22,46 19,13 5 7,34 1,64 0,14 31 40,41 25,28 22,65 6 7,73 1,81 0,20 32 44,04 28,52 26,87 7 8,15 2,00 0,27 33 48,09 32,23 31,94 8 8,60 2,21 0,35 34 52,64 36,50 38,04 9 9,09 2,44 0,44 35 57,75 41,44 45,41 10 9,61 2,69 0,56 36 63,53 47,16 54,36 11 10,16 2,98 0,69 37 70,01 53,80 65,27 12 10,76 3,29 0,85 38 77,50 61,55 78,61 13 11,41 3,63 1,04 39 85,97 70,61 95,03 14 12,11 4,02 1,26 40 95,66 81,27 115,31 15 12,86 4,45 1,52 41 106,81 93,85 140,51 16 13,68 4,92 1,82 42 119,67 108,75 171,99 17 14,60 5,45 2,18 43 134,58 126,50 211,56 18 15,12 6,04 2,59 44 151,95 147,74 261,60 19 16,56 6,70 3,07 45 172,28 173,28 325,34 20 17,69 7,44 3,64 46 196,22 204,19 407,11 21 18,92 8,26 4,31 47 224,55 241,80 512,84 22 20,27 9,19 5,09 48 258,28 287,85 650,67 23 21,75 10,23 6,00 49 298,71 344,63 831,99 24 23,36 11,40 7,08 50 347,50 415,14 1072,80 25 25,13 12,72 8,34

* Kumbhojkar (1993)

Tabel 1.2 Faktor-faktor daya dukung Terzaghi modifikasi untuk kondisi keruntuhan geser setempat (locall shear failure)

35


N′c N′q N′ N′c N′q N′ 0 5,70 1,00 0,00 26 15,53 6,05 2,59 1 5,90 1,07 0,005 27 16,30 6,54 2,88 2 6,10 1,14 0,02 28 17,13 7,07 3,29 3 6,30 1,2 0,04 29 18,03 7,66 3,76 4 6,51 1,30 0,055 30 18,99 8,31 4,39 5 6,74 1,39 0,074 31 20,03 9,03 4,83 6 6,97 1,49 0,10 32 21,16 9,82 5,51 7 7,22 1,59 0,128 33 22,39 10,69 6,32 8 7,47 1,70 0,16 34 23,72 11,67 7,22 9 7,74 1,82 0,20 35 25,18 12,75 8,35 10 8,02 1,94 0,24 36 26,77 13,97 9,41 11 8,32 2,08 0,30 37 28,51 15,32 10,90 12 8,63 2,22 0,35 38 30,43 16,85 12,75 13 8,96 2,38 0,42 39 32,53 18,56 14,71 14 9,31 2,55 0,48 40 34,87 20,50 17,22 15 9,67 2,73 0,57 41 37,45 22,70 19,75 16 10,06 2,92 0,67 42 40,33 25,21 22,50 17 10,47 3,13 0,76 43 43,54 28,06 26,25 18 10,90 3,36 0,88 44 47,13 31,34 30,40 19 11,36 3,61 1,03 45 51,17 35,11 36,00 20 11,85 3,88 1,12 46 55,73 39,48 41,70 21 12,37 4,17 1,35 47 60,91 44,54 49,30 22 12,92 4,48 1,55 48 66,80 50,46 59,25 23 13,51 4,82 1,74 49 73,55 57,41 71,45 24 14,14 5,20 1,97 50 81,31 65,60 85,75 25 14,80 5,60 2.25

* Kumbhojkar (1993)

Gambar 1.8 Grafik Faktor Daya Dukung Terzaghi

Pengaruh Permukaan Air Tanah Terhadap Kapasitas Dukung

Terdapat tiga keadaan pengaruh muka air tanah (ground water table) terhadap kapasitas

dukung, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.9.

36


Gambar 1.9. Perubahan kapasitas dukung adanya beda tinggi muka air tanah

a. Kasus I : jika letak muka air tanah, 0 < D1 Df :

q = D1. + D2(sat - w) dan

nilai dibawah pondasi menjadi : ´= sat – w (1.13)

b. Kasus II : jika letak muka air tanah, 0 < d B :

q = .Df dan nilai dibawah pondasi menjadi : )け(けB

dけけ (1.14)

c. Kasus III : jika letak muka air tanah, d B :

Muka air tanah tidak berpengaruh terhadap kapasitas dukung tanah.

Rumus Kapasitas Dukung Secara Umum

Meyerhof (1963) telah mengembangkan rumus-rumus perhitungan kapasitas daya

dukung dengan mempertimbangkan faktor: kedalaman, bentuk dan kemiringan beban. Rumus

daya dukung secara umum dari Meyerhof adalah:

qu = c.Nc.Fcs.Fcd.Fci + .Df.Nq.Fqs.Fqd.Fqi + ½..B.N.Fs.Fd.Fi (1.15)

Dimana :

qu = daya dukung maksimum

c = kohesi tanah

B = lebar pondasi (= diameter untuk pondasi lingkaran )

= berat isi tanah

Df = kedalaman pondasi

Fcs, Fqs, Fs = faktor bentuk

37


Fcd, Fqd, Fd = faktor kedalaman

Fci, Fqi, Fi = faktor kemiringan beban

Nc; Nq; N = faktor daya dukung, sesuai Tabel 1.3 atau dengan rumus faktor daya

dukung diberikan oleh Meyerhof sebagai berikut :

π.tan2q e

245tanN

(1.16)

1).cot (NN qc (1.17)

1).tan 2.(NN qけ (1.18)

Tabel 1.3 Faktor daya dukung Meyerhof (1963)

Nc Nq Nけ Nq/Nc tan Nc Nq Nけ Nq/Nc tan 0 5,14 1,00 0,00 0,20 0,00 26 22,25 11,85 12,54 0,53 0,49 1 5,38 1,09 0,07 0,20 0,02 27 23,94 13,20 14,47 0,55 0,51 2 5,63 1,20 0,15 0,21 0,03 28 25,80 14,72 16,72 0,57 0,53 3 5,90 1,31 0,24 0,22 0,05 29 27,86 16,44 19,34 0,59 0,55 4 6,19 1,43 0,34 0,23 0,07 30 30,14 18,40 22,40 0,61 0,58 5 6,49 1,57 0,45 0,24 0,09 31 32,67 20,63 25,99 0,63 0,60 6 6,81 1,72 0,57 0,25 0,11 32 35,49 23,18 30,22 0,65 0,62 7 7,16 1,88 0,71 0,26 0,12 33 38,64 26,09 35,19 0,68 0,65 8 7,53 2,06 0,86 0,27 0,14 34 42,16 29,44 41,06 0,70 0,67 9 7,92 2,25 1,03 0,28 0,16 35 46,12 33,30 48,03 0,72 0,70 10 8,35 2,47 1,22 0,30 0,18 36 50,59 37,75 56,31 0,75 0,73 11 8,80 2,71 1,44 0,31 0,19 37 55,63 42,92 66,19 0,77 0,75 12 9,28 2,97 1,69 0,32 0,21 38 61,35 48,93 78,03 0,80 0,78 13 9,81 3,26 1,97 0,33 0,23 39 67,87 55,96 92,25 0,82 0,81 14 10,37 3,59 2,29 0,35 0,25 40 75,31 64,20 109,41 0,85 0,84 15 10,98 3,94 2,65 0,36 0,27 41 83,86 73,90 130,22 0,88 0,87 16 11,63 4,34 3,06 0,37 0,29 42 93,71 85,38 155,55 0,91 0,90 17 12,34 4,77 3,53 0,39 0,31 43 105,11 99,02 186,54 0,94 0,93 18 13,10 5,26 4,07 0,40 0,32 44 118,37 115,31 224,64 0,97 0,97 19 13,93 5,80 4,68 0,42 0,34 45 133,88 134,88 271,76 1,01 1,00 20 14,63 6,40 5,39 0,43 0,36 46 152,10 158,51 330,35 1,04 1,04 21 15,82 7,07 6,20 0,45 0,38 47 173,64 187,21 403,67 1,08 1,07 22 16,88 7,82 7,13 0,46 0,40 48 199,26 222,31 496,01 1,12 1,11 23 18,05 8,66 8,20 0,48 0,42 49 229,93 265,51 613,16 1,15 1,15 24 19,32 9,60 9,44 0,50 0,45 50 266,89 319,07 762,89 1,20 1,19 25 20,72 10,66 10,88 0,51 0,47

* Vesic (1973)

Rumus umum yang digunakan untuk menentukan faktor pengaruh bentuk, kedalaman dan

kemiringan beban dapat digunakan seperti dalam Tabel 1.4

38


Tabel 1.4 Faktor bentuk, kedalaman dan kemiringan yang rekomendasikan:

Faktor Rumus Sumber Bentuk

c

qcs N

N

L

B1F

tanL

B1Fqs

L

B0,4 1Fけs

De Beer (1970)

Kedalaman a. Bila Df/B 1

Untuk = 0

B

D4,01F f

cd

1Fqd

1Fd

Untuk > 0

tanφN

F-1-FF

c

qdqdcd

B

D²sinφ1tanφ21F f

qd

1Fd

b. Bila Df/B > 1

Untuk = 0

B

Dtan0,41F f1

cd

1Fqd

1Fd

Untuk > 0

tanφN

F-1-FF

c

qdqdcd

B

D²tansinφ1tanφ21F f1

qd

1Fけd

Hansen (1970)

...lanjutan Tabel 1.4

Faktor Rumus Sumber

39


Kemiringan 2

qici 90

く1FF

2

けiく

1F

Mayerhof (1963); Hanna dan Mayerhof (1981)

Gambar 1.10 Kemiringan beban pada pondasi

Sumber:

http://www.slideshare.net/ayufatimahzahra/daya-dukung-pondasi-dengan-analisis-terzaghi

http://www.rahmadsigit.files.wordpress.com/2013/04/daya-dukung.doc

Faktor keamanan (factor of safety)

Nilai faktor keamanan (F.S) tidak ada batasannya, namun karena banyak ketidakpastian

nilai θ dan c, maka secara umum F.S diambil minimum = 3 dengan pertimbangan tanah tidak

homogen, dan tidak isotropis.

Sumber:

http://muchtar.dosen.narotama.ac.id/files/2011/05/M2-Rekayasa-pondasi-2011.pdf

Tanah ekspansif

Tanah ekspansif merupakan istilah yang mengacu pada tanah atau batuan yang memliki

potensi untuk mengembang dan menyusut akibat perubahan kondisi airnya. Secara teknis,

tanah ini biasanya mengandung mineral montmorillonite bermuatan negatif besar yang

menyerap air dengan mengisi rongga pori, sehingga tanahnya mengembang, dan kekuatannya

berkurang drastis.

Walaupun definisi ini terlihat sederhana, tetapi sebenarnya fenomena kembang susut

dari tanah ekspansif memiliki kinerja yang rumit dan kompleks. Dari beberapa studi yang telah

Df

B

く

く

40


dilakukan, didapati kenyataan bahwa fenomena kembang susut (shrink-swell phenomena)

dalam tanah tergantung banyak faktor, termasuk kondisi hubungan makro-mikro yang

tergantung di dalam suatu mineral lempung. Segala perubahan bentuk yang terjadi di

permukaan tanah, terbukti berasal dari perubahan mikroorganisasi di dalam suatu partikel

lempung.

Sumber: http://konstruksimania.blogspot.com/2012/06/hati-hati-dengan-tanah-ekspansif.html

Secara umum, sifat-sifat yang menonjol dari tanah ekspansif adalah berdaya dukung

sangat rendah pada kondisi basah. Kemudian, kembang susutnya sangat tinggi, sehingga

berakibat sangat buruk bilamana mengalami perubahan kadar air (timbul retak-retak pada

kondisi kering dan mengembang pada kondisi basah).

Beberapa parameter umum dapat digunakan sebagai indikator tanah ekspansif, antara

lain :

1. Dari hasil laboratorium tanah, didapati : PI > 25 ; LL > 40 ; dan SL < 11

2. Alluvium berwarna gelap, seperti hitam, biru, atau coklat tua (kadang-kadang ada

bintik-bintik putihnya)

3. Sangat peka terhadap perubahan kadar air (potensi retak dan mengembang)

Tanah ekspansif memiliki karakteristik yang berbeda dengan jenis tanah pada

umumnya yaitu:

1. Mineral Lempung

41


Mineral lempung yang menyebabkan perubahan volume umumnya mengandung

montmorillonite atau vermiculite, sedangkan illite dan kaolinite dapat bersifat ekspansif

bila ukuran partikelnya sangat halus.

2. Kimia Tanah Meningkatnya konsentrasi kation dan bertambahnya tinggi valensi kation dapat

menghambat pengembangan tanah.

3. Plastisitas Tanah dengan indeks plastisitas dan batas cair yang tinggi mempunyai potensi untuk

mengembang yang lebih besar.

4. Struktur Tanah Tanah lempung yang berflokulasi cenderung bersifat lebih ekspansif dibandingkan

denganyang terdispersi.

5. Berat Isi Kering Tanah yang mempunyai berat isi kering yang tinggi menunjukkan jarak antar partikel

yang kecil, hal ini berarti gaya tolak yang besar dan potensi pengembangan yang tinggi.

Berdasarkan penelitian Pusat Litbang Prasarana Transportasi, Balitbang Kimpraswil

(1992), distribusi tanah ekspansif di pulau Jawa meliputi:

1. Daerah pantai utara, yaitu pada ruas jalan Jakarta - Cikampek (Jawa Barat), Demak -

Kudus, Dempet - Godong, dan Semarang - Purwodadi (Jawa Tengah). Juga di

sepanjang ruas jalan Lamongan - Gersik, dan Surabaya - Gersik (Jawa Timur).

2. Pada daerah perbukitan rendah, terdapat pada ruas jalan Bojonegoro - Babat (Jawa

Tengah) dan Ngawi - Caruban (Jawa Timur).

3. Sementara pada daerah endapan vulkanik, tanah ekspansif menyebar antara ruas jalan

Yogya - Wates.

Sumber:

http://id.shvoong.com/exact-sciences/earth-sciences/2253731-definisi-tanah-ekspansif/

http://aryapersada.com/teknik-konstruksi-di-atas-tanah-ekspansif.html

http://konstruksimania.blogspot.com/2012/06/hati-hati-dengan-tanah-ekspansif.html

tugas kelompok teknik pondasi-libre

Documents