More Related Content
What's hot
What's hot (20)
Similar to Pondasi dangkal
Similar to Pondasi dangkal (12)
Recently uploaded
Recently uploaded (6)
Pondasi dangkal
- 1. lr. Gogot Setyo Budi, M.Sc., Ph.D
- 3. Pondqsi Dongkol Oleh: lr. Gogot Setyo Budi, M.Sc., Ph.D. Hok Cipto @ 201I podo Penulis Editor : Westriningsih Setting : Sri Mulonto Desoin Cover : Bowo Korektor : lput f Aktor Sodewo Hok Cipto dilindungi undong-undong. Dilorong memperbonyok otou memindohkon sebogion otou seluruh isi buku ini dolom bentuk opopun, boik secqro elektronis moupun mekonis, termosuk memfotocopy, merekom otou dengon sistem penyimponon loinnyo, tonpo izin tertulis dori Penulis. Penerbit, c.v ANDI oFFSET (Penerbit ANDI) Jl. Beo 38-40, Telp.(0274)561881 (Hunting), Fox.lo274l588282 Yogyokorto 55281 Percetokon: ANDI OFFSET Jl. Beo 38-40,Telp.10274) 561881 (Hunting), Fox. (0274) 588282 Yogyokorto 55281 Perpustokoon Nqsionql: Kotolog dolqm Terbiton (KDT) Budi, Gogot Setyo Pondosi Dongkol f Gogot Setyo Budi; - Ed.l. - Yogyokorto:ANDI, 20 19 18 17 16 15 14 13 t2 ll viii * 148 hlm.; l9 x 23 Cm. t098765432I ISBN: 978 - 979 - 29 - 2579 - | l. Judul l. Civil Engineering DDC'21 :524
- 5. tv Pondosi Dongkol Bab V menyajikan perhitungan peningkatan tekanan pada lapisan tanah akibat beban yang pada pondasi. Peningkatan tekanan tersebut diperlukan untuk menghitung penurunan pada Bab VI menyajikan kompresibilitas tanah, yaitu perubahan volume tanah akibat perubahan tekanan yang bekerja. Penurunan seketika (immediate settlement) akibat elastisitas tanah juga dibahas di dalam bab ini. Bab VII menyajikan penurunan tanah akibat proses konsolidasi (consolidation settlement). Perhitungan tentang besar dan kecepatan penurunan yang akan terjadi pada struktur pondasi dibahas di dalam bab ini. Penulis berharap bahwa buku ini dapat menambah wawasan para praktisi dalam merencanakan pondasi dangkal, baik pada tahap proses pra-rencana Qtreliminary) maupun pada perencanaan akJrir. Pada kesempatan ini, penulis ingin rnenyampaikan rasa terima kasih yang mendalam kepada Bapak k. Johanes lndroyono Suwono, M. Eng., dosen Jurusan Teknik Sipil Universitas Kristen Petra Surabaya yang sangat membantu dalam penyiapan materi maupun pengeditan buku ini. Penulis juga mengharapkan saran atau lritik yang membangun untuk perbaikan buku ini sehingga buku ini dapat lebih bermanfaat seperti yang diharapkan. Penulis bekerja pondasi.
- 7. VI Pondosi Dqnqkol 2. Kekuatan Geser Tanah dalam Keadaan Undrained (tu) dan Kohesi (c) .....25 3. Kohesi (c) .............. ...........26 4. Dir"ect Shear Test............. .....................27 5. UnconJinecl Contpression Test......... .......................29 6. Triaxial Contpression Test......... ..................29 a. Unconsolidated Undrained lesl (UU test atau Quick test) .......................30 b. Consolidated Undrained test (CU test).... ...........30 c.ConsolidatedDrainedtest(CDtest)........'... 7. Vane Sltear Test. ........... .......................31 Bab III Daya Dukung Pondasi ....................35 1. Pondasi yang Menumpu di Atas Tanah Lempung Jenuh dengan 0:0 ......35 2. Pondasi yang Menumpu di Atas'Ianah yang Memiliki Kohesi c dan Sudut Geser Dalam 0 ..... . .. . ............,...........37 3.2 Perumusan Daya Dukung Pondasi Menurut Terzaghi (1994).......................... 40 1. Kedalaman Bidang Geser (H). ............ ....................43 2. Faktor Daya Dukung (ASCE, 1994)....... ................43 3. Faktor Koreksi Menurut Terzaghi..... ......................44 3.3 Daya Dukung Pondasi Menurut Meyerhof (ASCE, 1994). .............45 1. Eksentrisitas Beban.. ..........45 3.4 Daya Dukung Pondasi Menurut Hansen (ASCE, 1994).......... ........48 3.5 Daya Dukung Pondasi Menurut Vesic (ASCE,1994). ...................50 3.6 Pondasi Plat Penuh (Mat Foundations) ..... ..................53 3.7 Daya Dukung Pondasi Dangkal yang Menumpu pada Dua Lapisan Tanah Lempung.... ......54 3.8 Daya Dukung Pondasi Dangkal yang Menumpu Pada Lapisan Pasir di Atas Lapisan Lempung. (Das, 1990) ...............58 3.9 Daya Dukung Pondasi Berdasarkan Hasil Uji Tanah di Lapangan ........60 L Daya Dukung Pondasi Berdasarkan Uji Kekokohan Plat (Plate Bearing Test) .......... ..................60 2. Daya Dukung Pondasi Berdasarkan Standard Penetratiort lesr (SPT) .. .....61 3. Daya Dukung Pondasi Berdasarkan Vane Shear Tes1...................................63 4. Daya Dukung Pondasi Berdasarkan Cone Penetration Test (CPT) ...............64 Bab IV Korelasi Parameter Tanah 4.1 Korelasi Berdasarkan Nllai Standard Penetration Test (SPT).. ......68 4.2 Korelasi Berdasarkan Cone Penetration Test (CPT)......... ..............74 4.3 Korelasi Berdasarkan Vane Shear Test........... ........,....80
- 10. Pondosi Dongkol Pada tanah yang lunakflembek (soft soils) dan atau beban kolom yang relatif besar, dimensi pondasi setempat (spreact .footittg) yang dibutuhkan menjadi semakin besar sehingga plat pondasi pada kolom yang satu berdekatan dengan plat pondasi kolom yang lain. Apabila luas total plat pontlasi melebihi setengah dari luas proyeksi bangunan (bukan luas lantai bangunan) maka sebaiknya dipakai jenis pondasi lain karena pondasi setempat menjadi tidak ekonomis (Coduto, 1994). Salah satu alternatif pondasi dangkal yang dapat dipakai adalah pondasi plat lajur (strip footing atalu wull .footing) atau plat penuh Qnat fomdation) yanghampir memenuhi seluruh luas proyeksi bangr-rnan. Beberapa pertimbangan pemilihan pondasi plat lajur atau plat penuh antara lain: l. Beban kolom sangat besar atau kondisi tanah sangat jelek sehingga pondasi setenrpal tidak ekonomis (luas plat setempat sangatbesar). 2. Kondisi tanah kurang baik(erratic) dan sangat peka terhadap perbedaan penurunan (difierantiul settlement) atau perbedaan akibat kembang-susut pada tanah ekspansil. 3. Beban masing-masing kolom tidak sama sehingga ada kemungkinan terjadi perbcdaarr penurunan antarkolom. 4. Beban lateral yang tidak merata Qton-unifornr) sehingga ada kemungkinan terjadi perbedaan pergeseran antarkolom. 5. Gaya ke atas akibat tekanan air (uplift) melebihi gaya pada kolom sehingga diperlukan penyebaran dan tambahan berat sendiri dari plat penuh. 6. Dasar pondasi terletak di bawah muka air tanah, terutama pada bangrrnan basement, dan lairr lain. 1.1 Pola Kemntuhan Tanah di Bawah Pondasi Secara umum, pondasi dangkal seperti pondasi setempat (spread footing),7ajut (strip footirtg), atau plat penuh (nmi.foundations) akan mengalami tiga jenis pola keruntuhan, tergantung dari jenis tanalr dan kepadatarutya. Ketiga pola keruntuhan pondasi tersebut sebagai berikut. l. Keruntuhan geser umum (general shearfailure). Keruntuhan ini biasanya terjadi pada lapisan pasir padat (dense sands) atau lapisan lempung llalcu (stiff c/ays). Bidang kelongsoran lcriadi mulai dari dasar pondasi sampai ke permukaan tanah di sekitar pondasi dan keruntuhan tcr.iadi secara tiba-tiba (Gambar I .1.a dan 1.1.a'). 2. Keruntuhan geser lokal (local shear failure). Pola keruntuhan ini dapat terjadi pada pondasi yang terletak di atas lapisan pasir yang kurang padat atau lapisan tanah lempung yang tidak iertatu kaku. Bidang kelongsoran yang te4adi tidak merambat sampai ke permukaan tanah, namun pondasi akan turun i".uru tibatiba bila beban pondasi melampaui kekuatan kritisnya (Gambar 1.1.b dan l.l.b').
- 12. Pondosi Dongkol Beberapa perumusan daya dukung pondasi yang ada diturunkan dengan tnenggunakan pendckatan yang berbeda-beda, tergantung dari bentuk geometerik pondasi dan kondisi lapisan tanah di bawalt pondasi. Oleh karena itu, untuk merancang daya dukung pondasi sebailcrya digunakan dua atart lebih metode/perumusan yang berbeda untuk menambah tingkat keyakinan pada hasil dcsain/ perhitungan. Namun pada umumnya, perumusan daya dukung pondasi dangkal didasarkar-r pada pola keruntuhan geser umurrr, yaitu terjadinya kerusakan tanah mulai dari bawah pondlsi dan merembet sampai ke permukaan tanah di sekitar pondasi. Beberapa faktor yang harus dipertimbangkan dalam merencanakan pondasi dangkal antara laitt bahwa elevasi dasar pondasi harus di bawah: 1. batas beku tanah yang mungkin teqadi pada musim dingin (untuk negara yang mempurryai 4 musim), 2. zona yang berpotensi mengalami perubahan volume yang besar akibat perubahan kadar air di dalam tanah (tanah exportsive), 3. lapisan tanah organik, 4. lapisan tanah gambut (peat, 5. material yang tidak dapat dikonsolidasi (sampah). Hubungan antara karakteristik tanah dan potensinya terhadap perubahan volume disajikan pacla Tabel 1.1 Tsbet 1.1 Hubtugan onku'o Karakteristik Tanah dan Potenshtya terhadap Pertrbahan Volunte No. Potensi Perubahan Volume lndeks Plastisitas (Pl), o/o Batas Susut (SL), % Batas Cair LL). % 1 2 3 4 Rendah Sedang Tinggi Sangat tinggi <18 15-28 25- 41 >35 >15 10-15 7 -12 < 11 20-35 35-50 50-70 >70 1. Batas Perbedaan Penurunan Pondasi bangunan, selain harus direncanakan mempunyai daya dukung yang lebih besar dari hcban yang akan bekerja, harus juga diperhitr.rngkan terhadap penurunan yang akan terjadi. Pondasi yang mengalami penurunan secara bersamaan tidak akan menyebabkan kerusakan pada struktur bangutran di atasnya. Nu-ur, apabila besamya penurunan dari masing-masing pondasi (kolom) tidak sarr-ra maka dapat mengakibatkan kerusakan pada bagian non-struktural maupun elemen strtrktural bangunan. Besamya perbedaan penuunan antara pondasi yang sahr dengan yang lain dalam satu bangunan (yang dinyatakan sebagai rasio antara perbedaan penurunan 5 dan jarak bentang antar- kolom L) dan kerusakan yang mungkin terjadi disajikan pada Gambar 1.2adan 1.2b (Navy,19ti2). t_
- 13. ttDlpqwury&uo,(trotpsntaluDptsDpuodruo1ot1.to1uouoBuutwatlo"trtlurtuoBunqnHZ'Iloquog (q) ooL I 006008 LL oo9009oot002 00t00r. 000t L rrerlrrlelaeql6ueurelntuueunJnueddepeqtele:1ad oue^urseL!leuorseJsdouElllnsaleueullpseleg uJ3OZ!Teqalue6uapleldtsepuodeped ndunuaur6ueIlel6utuaquotequeunOueqseteg leuoOetplenOuad ue6uaplel.rodInluneAeqeqseleg 6urs6ueluept66utllnlxrutsouedouaur6ue^ uerplourlInluaqraqpt6uleqdtsepuodInlunseleg lPlaJ ruele6ueur>leptl6ue[ueun6ueqln]unueuresE]eE n66ue66uau!elnuleuElc ceelua^oleuorseJadouelrlnsaleueultpseleg xeduel e;nu6urpurplauedepedxeleJeuEurpselp8 Ieduelrelnu ueun6uequeOur.rrtualeuelrlrpsBleg ue4rgemeql6uau!elnur ueun6ueqleJnllnJlsuelEsnralEueuJrpsBleg (e) urruololrEfuEIEJBr *0t6819 9t 000t/l=l/9 €rZI 9tnt o'o'o o s'0ro- 0'tB YI,.D ,!) tt 0'e-=' o 9'S3 eee/l=lA 009/t=T9 uonlnqoPUed
- 14. 2. Faktor Keamanan Untuk mengantisipasi ketidakpastian beban yang mungkin bekerja pada pondasi dan tingkat variasi parameter kekuatan geser lapisan tanah yang cukup tinggi maka beban kolom maksinturr yang bekerja pada pondasi dibatasi agar tidak melebihi kapasitas daya dukungnya. Batas daya dukLrng maksimum pondasi yang diijinkan diperoleh dengan cara memberikan faktor reduksi (lirktor keanranan) pada hasil perhitungan daya dukung laitisnya (ultimate). Daya dukung ijin pondasi rlapar dihitung sebagai berikut. ^ _Qutr /r r9urr = !S . .t l.r , Di mana: eu11 : daya dukung ijin pondasi quk : daya dukung ultinlate pondasi FS : faktor keamanan Besamya faktor keamanan beberapa jenis bangunan dari beberapa referensi dapat dilihal pada Tabel 1.2 Tabel 1.2 Faktor Kearnanan Jenis Struktur Fahor Keamanan ASCE (19941 Bowles (1988) Dindinq penahan lanah Dindino 3.0 1.2-2.0 Jembatan Kereta aoi 4.0 Jalan rava 3,5 Banqunan Silo 2.5 Gudano 2.5 Perkantoran, apartemen 3.0 lndustri rinqan 3.5 Pondasi setempat 3.0 2.0 - 3.0 Pondasi olat oenuh >3.0 Penahan Uolrfl 1.7 - 2.5 Pekeriaan tanah Penahan qalian sementara >2.0 1.2- 1.5 Dam. uruoan. dll 1.2- 1.6 Sheeto ile ( Cotle rd a n sl 1.2- 1.6
- 16. Pondosi Dongkol 2. Pengujian tidak langsun g (In-direct sarnpling) untuk mengestimasi sifbt-sifat tanah ber dasarkan uji penetrasi, seperti Cone Penetration Test (CPT) atau yang sering disebut Sondir dan Skrttdutrl P enetrati on Test (SPT). 3. Pengujian di lapangan (h Situ Test), yaittpengujian tanah yang dilakukan di lapangan urrtuk mendapatkan data lapangan seperti Plate Bearing Test, Vane Shear Test, dan Penneability 'l e,tt di lapangan. Metode yang biasa dipakai untuk mendapatkan contoh tanah secara larrgsung (direct sarnpling;) adalah dengan melakukan pengeboran sampai kedalaman yang diinginkan dan mengambil contoh tanahnya (sarnple). Contoh tanah yang diperoleh, baik dalam keadaan terganggu (disturbecf nrauplul dalam keadaan tidak terganggu (undisturbed), kemudian di-inspeksi dengan kasat mata (vi,urully) dan diuji di laboratorium. Beberapa sifat tanah seperti Atterberg lhnits (index properties), distrrbusi butiran (grain size distributions), dan kepadatan maksimum (rnaxirnum density), dapat diperkirakan dari uji laboratorium pada contoh tanah terganggu (disturbed). Sedangkan, parameter trntuk mcm- prediksi kekuatan, permeability, dan pemrunan tanah umumnya ditentukan dari contoh tanah yang tidak terganggo (undisturbed). Beberapa metode pengambilan tanah dan kegunaannya dirungkunr dalam Tabel 2.1 Tabel 2.1 Beberapa Metode Pengambilan Tanah Secara Langsung Contoh Tanah Terqanqqu (Disturbedl Metode Kedalaman Kegunaan Auger boring Rotary dilling, Wash boing, dan Percussion dilling Iestpltsdan opencuts Tergantung pada kapasitas alat dan waktu, dapat sampai kedalaman 35 m. Tergantung pada kapasitas alat, sebagian besar dapat mencapai kedalaman 70 m. Menurut kebutuhan, pada umumnya kurang dari 6 m. Segala jenis tanah. Agak sulit pada tanah yarg berbatu (gave[,) Untuk lapisan batuan, memerlukan mata-bor khusus. SPT dilakukan bersamaan dengan pengeboran. Semua ienis tanah. Contoh Tanah Tidak Teroanoqu lUndisturbedl Auger boing, Rotary dilling, Wash boing, dan Percussion drilling Ieslprls Tergantung kapasitas alat, sebagian besar dapat mencapai kedalaman 70 m. Menurut kebutuhan, pada umumnya kurang dari 6 m. Pengambilan contoh lanah dipakai metode thin-walled tube dan plston samplers. Diameter contoh tanah biasanya berkisar antara5-10cm. Pengambilan contoh tanah sedapat mungkin tidak mengganggu kondisi asli tanah lunrlisfurbedt.
- 18. l0 Pondosi Dongkol 2. Rotary Drilling Metode pengeboran ini paling sesuai untuk membuat lubang guna pengambilan contoh tanah darr pengujian lapangan lainnya seperli Standard Penetratiott Test atau Pressurerneter Test. Pengchruarr dengan cara ini memberikan lubang yang seragam dan lurus dan dapat diterapkan pada bcrbagai rracam kondisi tanah maupun batuan. Pengeboran dilakukan dengan memutar dan mendorong mata bor (bit) ke dalam tanah. I)ccaharr tanah dinaikkan ke permukaan dengan menggunakan tekanan cairan pengeboran (drilling .fiuid) yang diperoleh dari pompa tekan. Skema cara kerja mesin bor ini dapat dilihat pada Gambar 2.2. Cairan pengeboran dipompakan melalui stang bor oleh pompa tekan (displacentent purttp atau rrturl pwtry) dan keluar dari lubang yang ada pada mata bor. Cairan ini membanhr rnengangkut pccahan tanah ke permukaan agar pecahan tanah tersebut tidak terkumpul di dasar lubang. Setelah sarnllai rli permukaan, suspensi ini diendapkan dalam sebuah tanki agar peca,han tanah yang terberat da;rat mengendap dan cairan yang relatif bersih disirkulasikan kembali oleh pompa tekan ke dalarn lubang. Gambar 2.2 Rotaty Drilltug Rig Enrpat bagian utama dari suatu rotaty drilling rig sebagai berikut. 1. Drilling platJbrl, menyediakan anjungan kerla yang stabil. 2. Drilling, yang memutar stang dan mata bor dengan kecepatan teratur. 3. Derrick,diperlukan untuk mengoperasikan naik turunnya stang bor, sampling maupun Sl''l 4. Pompa air (atau pompa lumpur), untuk sirkulasi air ataupun lumpur ke mata bor.
- 20. Pondosi Dongkol c. Mekanisme Pendorong Ke{a dari pengeboran adalah dengan memutar dan mendorong mata bor melalui lanalr. Mekanisme dorongan tergantung dari tipe mesin yang dipakai dan umumnya sebagai berikirt. 1. Cara manual, yaitu dorongan pada mata bor dilakukan oleh seorang operator yang tla;:at mengatur besar kecilnya tekanan bila terasa ada perubahan lapisan tanah. 2. Cara hidrolik, yaitu dorongan pada stang bor berasal dari tekanan hidrolik. Sistem irri yang paling sering digunakan dalam pengeboran untuk pengambilan undisturbed sample. 3. Cara lain adalah dengan menempatkan motor pemutar langsung di atas stang bor scbagui beban pendorongnya. 4. Cara-cara yang kurang lazim adalah dangan cable dan chuin pull-down. 3. Percussion Drilling Cara pernbuatan lubang adalah dengan menjatuh-jatuhkan semacam pahat(chisel) atau tabung lularn (shell atau clay-cutter) yang berat ke dalam tanah. Potongan tanah akan masuk ke dalam laburrg tersebut dan terarnbil sewaktu tabung ditarik ke permukaan. Terkadang lubang harus diisi dengarr air untuk melunakkan tanahnya sehingga mempermudah masuknya tabung ke dalamnya. Gambar 2.3 memperlihatkan peralatan unltkpercussion dril Iing. Gombor 2.3 Percussion Drilling Rigyang fingan (tipe Pilcon) t2
- 22. 14 PondosiDorrqkol kehilangan tegangan dan berat sendiri tanah yang dibor. Satu-satunya kekurangan dalanr pcrrg- gunaan lumpur ini adalah kesulitan dalam menjaga kebersihan lingkungan keqa. Cara lain scpcrli pemakaian tekanan udara/uap atau dengan busa kurang lazim digunakan karena kurang praktis. b. Casing (Selubung) Casing sebaiknya terdiri dari pipa-pipa dengan sarnbungan rata (flush-joints) agar tak menggarrggu proses boring, santplirtg, ataupun menghalangi jalannya cairan pengeboran. Pemasangan ttt.:itrr dapat dilakukan dengan pemancangan (driving, rotasi, atau preboring, di mana casing ditkurrrrg masuk lubang yang telah disediakan terlebih dahulu. Casing dapat menahan longsomya dinding lubang, namun efek dari heaving atau mengembangnya tanah dari dasar lubang serla efek dad. pipittg belunr dapat dihindari. c. Lumpur Pengeboran Yang harus diperhatikan pada rancang campur lumpur pengeboran antaralain adalah kepekatan dan berat jenisnya (berat-volume). Biasanya lumpur pengeboran didapat dengan mencanrpurkan hentonite dengan sejumlah air. Bila lubang terisi penuh dengan lumpur pengeboran maka kemungkinan mengembangnya tlasar' lubang atau longsornya dinding lubang dapat diatasi dengan baik. Pada tanah yang sangat penneabel (kepasiran), kepekatan lumpur ini harus ditambah dengan lraharr campuran (additive) lain. Yang harus diperhatikan adalah bila pengeboran dilakukan dalam air lanah yang asin, kadar garam yang tinggi akan membuat bentonite berbongkah-bongkah. Dalam hal ini, perlu ditarnbahkan CMC (Carbon Metlryl Cellulose) atau dengan jenis lempung lain scpcrti attapulgite. d. Air Untuktanah lempung yang kaku (stifi),pemal<uan airbersihmasih dimungkinkan; namun untuk lanalr yang lunak sebaiknya tidak digunakan air karena penambahan air akan sangat mengurangi kckrntarr geser tanahnya. Pada hakikatnya air 'bersih' juga kurang efektif sebagai stabilisator lubang bor. e. Pembersihan Lubang Bor Sebelum samplingdapat dilakukan, dasar lubang bor harus dibersihkan terlebih dahulu dari enclapan pecahan-pecahan tanah (fi"action). Terkadang sebutir pecahan batu yang tidak terangkat olch sirkulasi cairan pengeboran dapat merusak tabung santpling atau ikut masuk ke dalamnya darr merusak susunan tanah yang di-sampling. Pembersihan lubang bor dapat dilakukan dengan sitkulasi caimn pengeboran atau secara mekanis durgan mengambil endapan memakai tabung-tabung khusLrs.
- 24. 3. Menentukan kedalaman D : Dr. Kedalaman Dr adalah elevasi di mana peningkatan tekanan yang terjadi adalah sebesar l0%o daibeban pondasi yang bekerja (&*q) tu 4. Menentukan D = Dz. Kedalaman Dz adalah elevasi di mana peningkatan tekanan akibat beiran pondasi adalah 5%o daf. ffictive overburden pressure (+ = 0,05) . po 5. Kedalaman pengeboran ditentukan oleh D terkecil dari langkah ke-3 dan ke4, kecuali bila dij umpai lapisan batuan. Sowers (lg7g) mernberikan perumusan untuk menentukan kedalaman lubang bor D yang didasar- kan pada jumlah lantai bangunan S, sebagai berikut. D = 3So'' untukbangunan ringan yang terbuat dari baja atau bangunan beton yang tidak terlalu lebar. D = 650' untuk bangunan berat dari baja atau bangunan beton yang lebar. 2.2 Pengujian Tanah Lapangan 1. Cone Penetration Test (Sontlir) Cone penetration Test (CPT) yang juga disebut Sondir (Gambar 2.5) pada prinsipnya adalah usaha untuk mendapatkan besaran tahanan ujung (konus, q"), yaitu kemampuan tanah untuk menerinra desakan torak seluas 10 cm2 dan tahanan gesek antara tanah dengan selimut/selubung tabung seluas 150 cm2. Gambar 2.5 Skemr alat CPT manual
- 26. l8 Pondosi Dongkol 2. Setelah ujung tabung menekan tanah sedalam a cm (posisi 2) maka tabung kedua (l-l) akarr ditarik oleh tabung konus sampai sedalam b cm (posisi 3). Gaya yang diperlukan unlul< menekan tabung konus dan tabung kedua diakibatkan oleh hambatlm konus q" dan gcsckan antara tanah dengan dinding tabung kedua (f,). 3. Pada akhir penekanan sejauh (a + b) cm, stang luar (outer rod) ditekan sehingga kembali sctrrcrli pada posisi semula (posisi 4). Hasil penrbacaan tahanan konus (q.) dan tahanan gesek (f.) pada setiap kedalaman kentrcliarr dipresentasikan dalam grafik seperli terlihat pada Gambar 2.7a dan 2.7b. Sedangkan prosentasc rasio antara tahanan gesek dan tahanan konus dipresentasikan pada Ganrbar 2.7c. Petbandingan (r'asio) antara tahanan gesek dan tahanan konus, Fn (Gambar 2.7c) tersebut dapat digunakan unlul< memprediksi jenis tanah. seperti terlihat pada Gambar 2.8 (Robertson and Campanella. 1983). Tahanan Gesek, f. (kPal ( 20c 40( 60c Ratio Gesekan FF ("/i, c24,.t1( E ! x ( I 2 4 5 e i 9 10 ii rr 'l l I t2 1 I l i i I 14i i 1! ..i........ (b)(a) Gambar 2.7 Grafik hasil pengujian CPT (Sondit) (c)
- 28. 20 PondosiDong.kol (a) (h) (c) Gsmber 2.9 Tipe beban standar (Hanuner) yctng umum digunakan (b) Tipe Pin weight (b) Tipe Safeqt (c) Tipe Donat 25 - 50 mm Berubah-ubah ' lazimnya 610 mn Gambor 2.10 Tipe tabung standcr (Split-spoon) yang umum digunakan
- 30. 22 Pondosi Dongkol d. Kepadatan Tanah di Laboratorium Kepadatan tanah dapat ditentukan dari pengujian pengujian Califurnia Bearing Ratio (CBR). Proctor (Standard atau Motlifierl dan Proses pengujian untuk mendapatkan parameter kekuatan tanah secara detail dapat dilihat pada beberapa referensi (Bowles, 1978; Liu and Evett, 1984; Mclver and Hale, 1986; Head, 1980). 2.3 Kekuatan Geser dan Model Gesekan Kekuatan geser tanah didefinisikan sebagai nilai/batas maksimum tekanan yang dapat ditahan oleh tanah sebelum mengalami keruntuhan (failure). Dalam situasi tertentu, keruntuhan tanah dapat ditunjukkan oleh terbentuknya permukaan geser antara dua bagian tanah seperti keruntuhan lereng (landsl ide) dan keruntuhan galian. Evaluasi terhadap parameter kekuatan geser tanah diperlukan untuk analisa dan perencanaan yang berhubungan dengan pondasi, dinding penahan tanah, dan kestabilan lereng. Pada dasarnya, kekuatan geser tanah diakibatkan oleh timbulnya hambatan gesek yang te{adi di antara parlikel- pafiikel tanah yang berdekatan. Oleh karena itu, analisa kekuatan di dalam rekayasa mekanika tanah didasarkan pada model gesekan. 1. Keruntuhan Gcser Menurut Mohr - Coulomb Perumusan dan teori tentang kekuatan geser tanah pertama kali dikembangkan oleh Coulomb pada tahun 1776. Besamya kohesi tanah (c) dianggap konstan dan tidak tergantung dari besarnya tekanan Iuar yang bekerja, sedangkan nilai sudut geser-dalam tanah ($)bervariasi tergantung dari besarnya tekanan normal yang bekerja pada permukaan geser. Mohr, pada tahun 1900, menyatakan bahwa keruntuhan suatu material disebabkan oleh konrbinasi lritis antara tekanan normal (On) dan tekanan geser (T), bukan hanya karena tekanan nomal atau tekanan geser sendin-sendin. Oleh karena itu, menurut Mohr, keruntuhan (failure) tanah terjadi jika kornbinasi tekanan normal dan geser melebihi kekuatan tanah. Tempat kedudukan dari konrbinasi tekanan normal dan geser maksimum yang menyebabkan keruntuhan dipresentasikan sebagai lingkaran yang kemudian dikenal dengan lingkaran Mohr. Berdasarkan pendekatan yang dikemukakan oleh Coulomb dan teori yang dikembangkan oleh Mohr maka kekuatan geser tanah pada saat akan runtuh (t1) dapat dinyatakan dengan persamaan linear, yang disebut lcriteria keruntuhan Mohr-Coulornb (Mohr-C oulortbfailure c riteria). Gaya yang terjadi di antara bidang kontak dua benda terdiri dari dua (2) komponen, yaitLr gaya nomal (N) yang bekerja tegak lurus permukaan bidang kontak dan gaya tangensial (T) yang paralel dengan permukaan bidang kontak seperti terlihat pada Gambar 2.1I sehingga kekuatan geser tanah dapat di idealisasikan seperli padaGambar 2.12.
- 32. 24 Pondosi Dongkol Besanrya reaksi gesek pada benda yang tidak mempunyai berat (2.12b) diakibatkan oleh aclan.yir ikatan tarik-menarik yang terjadi di antara butiran tanah C sehingga T : C. Sedangkan, reaksi pacla benda yang mempunyai berat secara umum dipengaruhr oleh koefisien gesek antara dua lrcrrtla tersebut sehingga reaksi T' dapat dirumuskan sebagai: T=T' : N' tan 0 ,............... (2. I ) Sehingga secara umum, kesetimbangan gaya geser pada pembebanan di atas (a) adalah korrrbinasi dan keduanya: T: C + N' tan 0 ........... ... (2.2) Perunrusan tersebut (2.2) dapatdinyatakan dalam satuan gaya persatuan luas (tegangan) mcrtjarli: T =c+o,,tanQ . ............. (1.-l) Dimana: T = tegangan geser (sejajar bidang geser) c : kohesi on' : tekanan nonrral (eflektif) yang bekeq'a tegak lurus terhadap tridang geser 0 : sudut geser-dalam Kekuatan geser tanah pada saat akan terjadi keruntuhan (failure), dirumuskan oleh Mohr. Coulomb menjadi: Tr=c+O,,tan$ .... (2.4) Persamaan (2.4) di atas menunjukkan bahwa kekuatan geser tanah dipengaruhi oleh faktor itttcnral yang terdiri dari kohesi (c) dan sudut geser-dalam ($) serta faktor luar berupa tekanan normal yang bekerja pada bidang keruntuhan (On'). Faktor kohesi dan sudut geser-dalam tersebut selaniutrrya dinamakan parameter kekuatan geser tanah. Persamaan kekuatan tanah dari beberapa perrgtrliarr triaxial tersebut dapat digambarkan pada lingkaran Mohr seperti Gambar 2.13.
- 34. 26 Pondosi Dongkol Oleh karena keruntuhan tanah harus menyinggung lingkaran Mohr maka besamya kohesi tirnah dalanr keadaan mtdrainecl (c,,) diperoleh dan perpotongan antara ordinat dengan garis horisonlal (0,,:0) yang menyinggung lingkaran Mohr (Gambar 2.14). Ganfior 2.14 Kekuotan ges'er tanuh dalam Keadaan Undruined Dua kondisi penting perlu diingat pada pengukuran kohesi tanah dalam keadaan uudnritrarl. Pertama. besamya nilai kohesi hanya akurat untuk tanah lempung dalam keadaan jenuh. Dan yang kedua. adalah bahwa besamya kohesi berkaitan erat dengan besamya kadar air tanah w" (dan volunrc spesifik tanah, V); atau dapat dikatakan bahwa kekuatan geser tanah berubah seiring dcngarr perubahan kadar air (atau volume spesifik) tanah. 3. Kohesi (c) Pada awalnya, kohesi diartikan sebagai gayayangmengikat butiran tanah satu dengan yang lain dan merupakan perekat antarpartikel yang timbul akibat kondisi elektrostatik pada permukaan ntineral lempung sehingga besarnya kohesi dianggap konstan. Namun, penelitian nrenunjukkan bahwa lartalr lempung memiliki kohesi jika diuji dalam keadaan undrained. Sedangkan pada pengu.iiarr gcscr' tanah dalam keadaan drained (dimana volume tanah berubah akibat berkurangnya kadar uil dan tekanan air pori yang timbul adalah nol), besamya kohesi adalah nol (0). I{al tersebut menuniukkan bahwa nilai kohesi pada tanah lempung mempunyai korelasi yang erat dengan besamya tekauan air pori. Dengan kata lain, pada pembebanan yang berbeda-beda, parameter kekuatan geser tanah ((r darr c) tidak mungkin konstan karena pada pembebanan dalam keadaan drained. tekanan air pori tanah berubah; sedangkan untuk pembebanan dalam keadaan undrained, tekanan air pori akan nrertirrgkat. Oleh karena itu, informasi tentang jenis dan kondisi saat pengujian penentuan kekuatan tanah saugal penti ng untuk diketahui. o1o3
- 36. 28 Pondosi Dongkol Besamya tekanan notmal (o) dan tegangan geser (T) dapat diperoleh dari perumusan: Tekanan normal o = Gaya_Normal,N Luas _ penampang. A 'resanuan seser .- GaYa-Geser'T " Luas_penampang,A 0.6 N 5 o.s o) v e 0.4 j o E o.e (,) C g 0.2 C (o E 0.1 F 0 0.5 '1.0 1.5 Tekanan normal, o kg/cm2 Gambsr 2.17 Presentasi hasil pengujian Direct Shear Besamya kohesi tanah (c) ditentukan dari perpotongan antara grafik linear dan ordinat pacla lckanatt normal sebesar nol. Sedangkan besarnya sudut geser-dalam tanah ((l) ditentukan dari srttlut kemiringan kurva terhadap garis (sumbu) horisontal. Kelebihan dari pengujian ini adalah: sederhana, - cocok untuk tanah non-kohesif (granular). Namun demikian, cara ini memiliki beberapa kekurangan sebagai berikut. - Bidang keruntuhan sudah ditentukan karena bidang keruntuhan contoh tanah tlipaksa terjadi di sepanjang perbatasan antara tanah yang berada ,li kotak bagian atas dan bagian bawah (Gambar 2. 16), bukan pada bidang tanah yang palir rg lemah. - Penyebaran tekanan yang te{adi pada bidang keruntuhan tidak merata namun di dalarll perhitungan tegangan geser yang terjadi diasumsikan merata sepanjang bitlang keruntuhan.
- 38. 30 Pondosi Dongkol l. Unconsolidated Undrained test (JU test atau Quick test), 2. Consolidated Undrained test (CU test), 3. Consolidated lhained test (CD test). a. (lrrconsotidated (.lndrairted test (uU test atau Quick Test) Cara ini drpilih berdasarkan kondisi pembebanan yang akan dilakukan di lapangan. yaitu bila kecepatan pembebanan jauh melebihi kecepatan keluamya air dari pori tanah, sehingga contolr tanah akan runtuh sebelumtanah terkonsolidasi (AV=O) dan tekanan airpori di dalam tanah akatt meningkat. Ketentuan dalam pengujian ini sebagai berikut. o Contohtanahharusjenuh. o Tidak terjadi perubahan volume contoh tanah, baik sebelum dan selama pengujian. . Air dari dalam pori contoh tanah tidak diijinkan keluar. Peningkatan tekanan air pori yang terjadi selama pengujian dapat diukur o Sudut geser-dalam tanah (0) pada umumnya mendekati nol. h. Cortsolidated Undrained test (CU tesA Metode ini dipilih apabila dalam kenyataan di lapangan, lapisan tanah sudah mengalami konsoliclasi (consolidated) sebelum beban diberikan sehingga volume tanah sudah berubah. Sedangkan pada saat pembebanan, kecepatan pemberian beban melebihi kecepatan keluamya air dari pori tarrah (wdroined). Secara umum beberapa kondisi berikut harus dipenuhi: o Contoh tanah harus jenuh. o Contoh tanah harus dikonsolidasi terlebih dulu sehingga besamya tekanan air di dalarrr contoh tanah sebelumpembebanan adalah nol. o Air dari dalam pori tanah tidak diijinkan keluar pada saat pemberian beban dan peningkatan tekanan air pori yang terjadi selama penekanan dapat diukur. c Cortsolidated Drained test (CD test) Pengujian dengan cara ini dipilih jika lapisan tanah diijinkan mengalami konsolidasi (consolkhletl) sebelum pembebanan dan kecepatan pembebanan yang akan dialami tanah relatif lebih rendah dibandingkan dengan kecepatan keluamya air dari pori tanah (drained).
- 40. 32 Pondosi Dongkol Di mana: d = diameter Vane h : tinggi baling-baling cu :kohesi dalamkeadaan undrained Besamya Me tergantung dari asumsi distribusi kekuatan geser (c.) antara baling-baling (bagian atas dan bawah) dengan tanah. Beberapa pendekatan distribusi kekuatan geser sebagai berikut ((iarlbar 2,20b, 2.20c, dan 2.20d). 1. Distibusi segitiga: kekuatan geser di bagian terluar baling-baling adalah c,, dan berkurang sccara linear sampai dengan nol pada as baling-baling karena besarnya tegangan diasuntsikatt berbanding lurus dengan besamya pergerakan baling-baling(displaceutent)yangterjadi (hukunr Hooke). 2. Distribusi merata: besamya kekuatan geser di as dan bagian terluar baling-baling dianggap konstan. sebesar cu. 3. Distribusi parabola: kekuatan geser tanah berbentuk parabola dengan bagian terluar baling- baling c, dan pada as sebesar nol. Berdasarkan beberapa pendekatan tersebut. Calding menurunkan pemmusan: r=.,n[{I.,-8f{]-l ........... (2e) '-"u"1 2'"[4)) atau Di mana: B :0.50 untuk distribusi segitiga (Gambar 2.20b) P : A.67 untuk distribusi merata (Gambar 2.20c) p : 0.60 untuk distribusi parabola (Garnbar 2.20d) rd'ltt [+.] Ia'n TEI _ t., L'
- 43. pada pondasi lajur yang menumpu di atas tanah lempung jenuh dengan sudut geser dalam $ = 0 maka faktor ,un( Or* 9) = I sehingga persamaan (3.1) dapat ditulis menjadi: 2) --5 q =YD t--9, o.. =Qur /tt1 /l ,r/ i ,/l I lv a- ^t' Gsntbor 3.1 Polu'llltruntuhatt poudtui lajur puda tanah lempungjenuh Pada blok 2 (Gambar 3. 1 ) dapat <liliirat bahwa: oj,2 = c, di mana q' rrdalah tekanan efektif akibat berat sendiri tanah dan beban tambahan di atas elevasi dasar pondasi (overburdett/surchurge pressure), sehingga: @z = or.r = q'(l) + 2c(1) """""""""'(3'3) Hubungan tekanan di blok 1 yang terletak di bawah dasar pondasi adalah:
- 45. 38 Pondosi Dongkol Di mana: Bila diketahui bahwa: * =45 +9 2 o=45-9,2 H =Etun* .2 BA_ 2cosx Ko = tan'[-t.*) F- wz -4 gf Gambor 3.2 Skema tektnctn tanoh di bawah pondasi 1_ w = jrlon* K, = tan2(*r.*) s,,t
- 47. Pondosi Dongkol Gaya maksimum yang diijinkan (allowable) Q,1 yang dapat dipikul oleh pondasi: ort - u .(3.19)..(alt FS............... Di mana: A : luas dasarpondasi FS : faktor keamanan (Factor of Safety), yang dapat diambil dari Tabel 1.2 3.2 Perumu-.an Daya Dukung Pondasi Menurut Terzaghi (1943) Beberapa asumsi yang dipakai oleh Terzaghi dalam menurunkan perumusannya antara lain sebagar benkut. 1. Besamya sudut kemiringan pasak (wedge) di bawah dasar pondasi adalah Q. 2. Kedalaman pondasi (D) lebih kecil atau sama dengan dimensi lebar pondasi (B) sehingga komponen gesekan tanah di da,:rah sedalam D diabaikan. 3. Dasar pondasi kasar sehingga diasumsikan tidak ada pergerakan horisontal (slicling) antara dasar pondasi dengan tanah. 4. Lapisan tanah di bawah pondasi homogen. 5. Kekuatan geser tanah mengikuti pola kemntuhan Mohr-Coulomb r = C * o tan $ . 6. Pola keruntuhan pondasi adalah geser umum (general shear failure) seperti terlihat pada Gambar 3.3. 7. Tidak ada penurunan akibat konsolidasi. 8. Pondasi relatif kaku dibandingkan tanah yang mendukung. Dalam perumusannya, Terzaghi menrbagi tanah di sekitar pondasi menjadi tiga daerah (zona) seperti skema pada Gambar 3.3, yaitu: l. zona pasak (Wedge zone), 2. zona geser radial (Radial shear l:one), 3. zona geser linier (Linear shear.zone).
- 49. Pondosi Dongkol42 y : berat-volume efektif tanah pada zona keruntuhan (fhilure zone) D,., _ D Y,o +-ft-Y." I9I JW = kedalaman bidang geser : kedalaman muka air tanah dari muka tanah antara D dan H (Gambar 3.4) : tekanan efektif(sarcharge) akibat berat efektiftanah di atas elevasi dasar pondasi (Gambar 3.4) D :kedalamandasarpondasi N., Nq , = faktor daya dukung (Tabel 3.2) e.,eo, (, = faktor koreksi (Tabel 3.3) Zona tarnbahan tekanan akibat berat sendiri tanah (nrcharge), Q' l."rl Zona tajadinya geser (keruntuhan), y Gambu 3.4 Skema sistem pondasi dangkal Perumusan di atas adalah untuk pola keruntuhan umum (general shear failure), namun apabila dipastikan bahwa pola keruntuhan pondasi adalah keruntuhan lokal (local shear failure) maka nilai kohesi c dan sudut geser-dalam tanah { harus dikoreksi masing-masing menjadi c' dan 0', yang besamya adalah: c' :0.67(c). .;................... .(3.22) 0' : tan-r(0.67 tan Q) .................;... ...(3.23) (3.21) Tsutr H Dvv q'
- 51. Di mana: Ko : koefisien tekanan tanah Pasif $ : sudut geser-dalamtanah Besamya tekanan tanah pasif K, dapat diperoleh dari Tabel 3.2, di mana nilai Ko tersebut merupakan hasil perhitungan-balik (back calculation) yang dilakukan oleh Bowles (1988) terhadap grafik asli yang dibuat oleh Terzaghi. Tsbet 3.2 Faktor Daya Dukung Poncktsi Menurut Terzaghi (1943) Sudut Geser-dalam 6o Nc Nq N Kp 0 5 10 15 20 25 30 34 35 40 45 4B 50 5.7 7.3 9.6 12.9 17,7 25,1 37.2 52.6 57.8 95.7 172.3 258.3 347.5 1.0 1.6 2.7 4.4 7.4 12.7 22.5 36.5 41.4 81.3 173.3 287.9 415.1 0.0 0.5 1.2 2.5 5.0 9.7 '19.7 36,0 42.4 100.4 297.5 780.1 1t53.2 10.8 12.2 14.7 18.6 25.0 35.0 52.0 82.0 141.0 298.0 800.0 3. tr'aktor Koreksi Menurut Terzaghi Terzaghi hanya memberikan faktor koreksi pada komponen kohesi (. dan pasak (wedgQ (n. Sedangkan faktor koreksi untuk tambahan akibat berat sendiri tanah(surchargQ (rpada Tabel 3.3 dapat diambil sebesar 1.0 (Bowles, 1988). Oleh karena daya dukung yang diturunkan, Terzaghi hanya memperhatikan bentuk pondasi tanpa memperhatikan faktor kedalaman dan inklinasi gaya aksial yang beke{a pada pondasi. Oleh karena itu, perumusan daya dukung ini cocok untuk pondasi dangkal yang ditanam relatif dekat dengan permukaan tanah dan menerima beba"n normal sentns. Tabel 3.3 Faktor Koreksi Faktor Koreksi Bentuk Pondas ffi f Linokaran (. 1.0 1.3 1.3 (" 1.0 0.8 0.6 (o 1.0 1.0 1.0
- 53. 46 Pondosi Dongkol Dimana: a : gayatekan (aksial) pada pondasi MB : momen searah atau sejajar dengan panjang pondasi B ML = momen searah atau sejajar dengan lebar pondasi L eu, : daya dukung kritis dari persamaan (3.20) Menurut Meyerhof (1953), daya dukung ultimate pondasi dangkal yang menerima beban elrsentris (q,,.) dapat juga dihitung dengan c'ara mereduksi daya dukung pondasi akibat beban sentris (qu,,) menjadi: Qu" = QunR" ................. (3.37) Di mana untuk 0.9 ...1.3 , B R. = I - Zf lfamor reduksi untuk tanah lempung kohesif) . (3.38).B t: R. = I - {i tAL"r reduksi untuk tanah non-kohesif) ......... (3.39) Ttbel 3.4 Faktor Duya Duktutg dan Faktor Koreksi Menurut Meyerhof (data MeyerhoJ 1953, 1963, diambildari ASCE, 1994) Faktor 00 Kohesi, c Wedge,y Surcharge,,q Daya dukung Nc N1 Nq 0= o 5.14 0.00 1.00 o>0 (*, -l)cotQ (*, -1)tan(l.an) Nrentu'o Bentuk pondasi dengan eksentrisitas s (Gambar 3.5a) ("" qr. (o" d= 0 l -r o.2N E,L' 1.0 1.0 0 >10 1+ o.2N E, L' l+0.IN. E* I-' l+0.tN.En L' 0 <o <10 1+ 0.2N E* L' lnterpolasi linier oo - 1oo lnterpolasi linier 00 - 100
- 55. 48 Pondosi Dongkol 3.4 Daya Dukung Pondasi Menurut Hansen (ASCE, 19941 Selain faktor koreksi untuk komponen bentuk, kedalaman, dan inklinasi arah beban pada pondasi. Hansen (1970) melengkapi perurnusan umum daya dukung pondasi dengan faktor koreksi untuk kemiringan dasar pondasi 6 dan koreksi untuk pondasi yang diletakkan pada lereng (slope) $ sehingga besamya faktor koreksi menjadi: (" = (". x (co x ("i x ("p x (cs. .(3.40) (o = (0. x (qo x (q, x (qp x (qs .......... ...........(3.41) (, = (r. x (ro x e ,,* e ,p x (yri """"" """"""'(3'42) Dimana: (.a, ftr. (ya = faktor kemiringan dasar pondasi Qn, Gr, , ert, : faktor keminngan lereng Faktor daya dukung dan faktor koreksi menurut Hansen ditabulasikan pada Tabel 3.5. Catatan: Hansen memberikan batasan penggunaan faktor koreksi, yaitu bahwa faktor bentuk dengan eksentrisitas s, yakni (., , (1, , (r, tidak boleh digunakan bersamaan dengan faktor inklinasi arah beban i, yaitu e";, eqi, (y (cukup diambil salah satu saja), sedangkan faktor yang lain diambil sebesar satu (1.0). Tabel 3.5 Faktor Daya Dukung dan Faktor Koreksi Metturut Hansen ( 1970) (diambil dari ASCE, 1994) Faktor do Kohesi , c Wedge,y Surcharge, q Daya dukung Nc N" Nq d=0 5.14 0.00 1.00 o>0 (,u, - l)cotQ 1.s(Nq -t)tanQ Nreoton o Bentuk pondasi dengan eksentrisiti s (Gambar 3.5a) (". (o. ur = 1.0 0=o 0.2.9] L' 1.0 1.0 0>0 r*EN. L' I - 0.4q L' _B'l+-tanO t,'
- 56. suerpertuelep{:g<Cue8uaprsepuodIn}un 1a) IaJ'-un'= ,. glqueSusprsepuod>1ntun fr =, :BTISTUIC Ourtgscoo-Oountsztoo-o t'LVlshq E)L-)0<Q (p9'grequeg) grsepuodrcsep ue0uuruley LVI n-t0=Q VDY?9r) ,(duqs'o-r),(d uqs'o-r) t'Lt_p no)-I)0<Q (q9'grequ:e9) $(edols) 6uera1ue6uurulay T,'LNI 1--t0=Q pb)v)pr) I.(0uts-t)0uerz+t00'r)t?'0+I0<0 p ueurelepey 00'r00'r{?'00=Q pD)w)oal (Qroc"c'y+|) I -- rI .[Js'o') I- oN rhq rbc--/ )-L 0<0 (cA'g:eqLueg) er(eOrseurglu; (Qtoc'r'y+) I -_ rI ,(rt'o') 0:9Inlun Z ("c'v) ..[.,--tf' 0=Q ro)tc b'e0teqctngL',aopell//lc'lsol.loyo-9JOIIPJ 6VrsDpuod6un1n6o,b6
- 57. 50 Pondosi Dongkol 3.5 Daya Dukung Pondasi Menurut Vesic (ASCE, 1994) Berdasarkan penelitian di laboratorium dan studi di lapangan tentang daya dukung pondasi, Vesic (1973) membenarkan pola keruntuhan pondasi dangkal yang disarankan oleh Terzaghi. Namun, sudut yang membentuk zona pasak segitiga (wetlge zone) di bawah pondasi lebih mendekati +S +/, dari pada Q sehingga faktor daya dukung pondasi mengalami perubahan sebagai berikut. Nq = tan' ps ./r)*'0"0 - diturunkan oleh Reissner pada tahun lg24 ....................... (3.43) N" = (*u - l)cot$ - diturunkan oleh Prandtl (1921)......... .... (3.44) N, = 2(No + 1)tan Q nTenurut Caquot dan Kerisel (1953), dan Vesic (1973). (3.45) Besarnya faktor daya dukung dan faktor koreksi pondasi dangkal menurut Vesic dapat dilihat pada Tabel3.6 (ASCE, 1994). Tahel 3.6 Faktor Dayu Dukutrg clun Fuktor Koreksi Menurut Vesic ( 1973, 1975) Faktor to Kohesi , c Wedqe,y Surcharge. q Daya dukung N" N. Nq 0=o 5.14 0.0 atau -2 sin B Untuk B > 0 1.00 o>0 (,u, -1)cotg z(No + 1)tanS Nren t'n o Bentuk pondasi dengan eksentrisitas s (Gambar 3.5a) (". (* (o" Laiur = 1.0 0=o 0.2}- L' 1.0 1.0 0>0 ',,NoB' N" L' 1 - 0.49 L' (1.00 untuk lajur) B' l+-tand L' (1.0 untuk lajur) lnklinasi gaya i (Gambar 3.5c) (ci (ol 0=0 ,-[ *r ) I A.c,N. J 2 (t- r ) ,o ( Q*A.c,cot$./ [,- ' )"' I Q * A"c" cotQ ,/ 0r0 1_r r'bqi sqi - NJ t"
- 58. gue8uap[oleredJe)[1. ov't)"""""..'"u+I -l _:U '"u+z (,.I,9)rsepuodgrqegosen[_ le)lrilo^nqunsu€pusqeqqeleereluelnpns: 1ue8uaprefelesselrsulue$lo: gue8ueprefefessulrsuluo$le= 1eZ--I= rsepuodSrqageBuefued: saz_g: rsepuodyrplegoreqel= rsepuodSuefued: rsepuodreqel: /- tLI Io*sr.1,un': 1 E- :'"u 1/ e l3 83 ,1 .B .I g 0N :eueuIC ,($uergrro'o-I),(0 uersrto'o-t) t'LVIQbe. eb..--) )-| 0<Q (p9'grequeg) grsepuod:esep ueDur.rruay LVI n-t0=Q eb)v?cr) ,(d"er-t),(d unr-r) t'LtIdh< rlb<.) )-L 0<o (q9'grequeg) d(edolg) 6ua:a;ueOuurutey t'Lrr -_ r d'0=Q po)w)pr) )t,(0uts-t)QuerZ+t00't{t'0+I0<0 p ueuJelepay 00'r00'r)tr'O+I0=0 po) rypf'l b'eoteqo,nSL'eopalne'lsaqoyo'9rouel L9rsopuod6un1n6ofu6
- 59. L = f, , jtuu T Paralel dengan L T = gaYahorisontal ca:faktoradhesiantaradasarpondasidengantanah(haruslebihkecildarikohesitanahc) Beberapa aproksimasi untuk menentukan faktor daya dukung N", adalah: - N, = z(No +1)tanQ -Menurutvesic (1973)"""""""""' " (3'47) - N. =1.1(Nq -1)tan(l.3Q) -MenurutspanglerdanHardy(1982)' """"(3'48) (b) B'.. B -2€e 1-'=l-2e1 (c) I k B'atau L' { ffil t.:.:.:.:.:.: (a) (d) Gambar3.5Skemaorientctsipembebcutttndunletakponrlasi
- 61. 54 Pondosi Dongkol Persamaan (3.50) diperoleh berdasarkan hubungan antara tahan konus q. dan nilai SPT (N) sebagai berikut. N=! 4 Daya dukungultimatepondasi plat yang menumpu di atas lapisan lempung jenuh (Das, 1998): 9un = cN"4,F.o ............... .!!!i..!.!r.!..'.!.!' ..........'....... (3.51) Di mana: c : kohesi tanah dalam kondisi undrained, cu N. : faktor daya dukung komponen kohesi :5.14 F.,:r.fg)fl L / N. ) ' """""""""' (3's2) -, (s)( I ): l+t_ ll _ 1................... Lit5.l4l """""""""' (3's3) = 1+ 0.,qr(9"1 .Li (o F.a = 1. o o[;.,J ...... (3.s4) 3.7 Daya Dukung Pondasi Dangkal yang Menumpu pada Dua lapisan Tanah lempung (ASCE, 7994) Daya dukung pondasi Witis (ultimate) yang menumpu pada dua lapisan tanah lempung,yang terdiri dari lempung relatif lebih padat di bagran atas dan lempung lunak di bagian bawah, diasrmsikan mengalami pola keruntuhan punching shear, seperti yang dirumuskan oleh Brown dan Meyerhof ( r e6e). Untuk pondasi yang terletak di permukaan tanah (D = 0): Pondasi lajur (wal I foo ting) Qun = cu,atasNcw,, .............. .,....,.,....., (3,55) E,aS
- 63. 56 Pondosi Dongkol Ncc.D= faktor daya dukung pondasi empat persegi panjang pada kedalaman D l- elN...o: N.*.o11+0.2| | 1 Ll ' ""(3'61) y = berat-volume tanah atas dalam keadaan basah D = kedalaman dasar pondasi B : lebarpondasi L =panjangpondasi Tahel 3.8 Rasio Fakbr Daya Dukung Pondasi Ltiur Meyerhof (1974) serla Meyerhof dan menghitung daya dukung pondasi dangkal terlihat pada Gambar 3.6 (Das, 1990). Hanna (1978) menurunkan perumusan umum untuk yang menumpu pada dua lapisan tanah lempung seperti BxL B -----+l Lapisan I Lapisan I ^{: Cutr, 0:=0 D I +F No D Rasio -B N.*.o N"*.tl 1 0.0 1.00 2 0.5 1.15 3 1.0 1.24 4 2.0 1.36 5 3.0 1.43 6 4.0 1.46 + Gambar 3.6 Skema pondasi di utas dua lapisun tctnah lempung
- 65. ca = adhesi sepanjang a_a, : besamya adhesi dapat diperol:h 9."n korelasi (yang diperoleh dari pendekatan teoryMeyerhof dan Hanna) sebagai berikut. -9- = o.rouo[ :,,-l' -, .u, rr[:,,. l' * o.o, rr[:*l * o.rrro[ .,,,, ] * 0.63currr (c,,',/ (.,,,,J " ""[. ,,,,,) " --'1 ",;,J-"'"' untuk kekuatan geser lapisan tanah atas (1) lebih kecil dari kekuatan geser lapisan tanah bawah (2), uluu t''LlL' 1 maka menurut Meyerhof dan Hanna (197g) serta Meyerho t (1g74).Daya dukung tanah ultinnle pondasi dangkal berbentuk empat persegi panjang dapat dihitung dengan perumusan: eu,=e, +(0,-o,)*[,-+)' ..(3$) l- retlo, =1,. o r[;JJ.u,Nc * y,D ............ .........(3.6s) l-. -/n)lqr = Ll . o'l;,,|-]',r:rN. * Y,D .'.......... ....... (3.66) Di mana: Hr =B 3'8 Puvu Dukung Pondasi Dangkal yang Menumpu Pada lapisan pasir di Atas lapisan Lcmpung (Das, 1990) Daya dukung pondasi .dangkal yang menumpu pada lapisan tanah pasir di atas lapisan tanahlempung (Gambar 3'8) dapai dipeioleh dari perumusan yang diturunkan oleh Meyerh of (1974). Pada lapisan tanah atas (1) yang relatif tipis maka pola keruntuhan akan melewati lapisan tanahbawah (2)' sedangkan pada lapisan tanah atas (ll yang .rtufi.uur maka pola keruntuhan akanterjadi hanya pada lapisan tanahatas saja (Gambar: Al - H#ilff?"Tl!f,tJil*,:*' dukung hjtis (uttintare) pondasi dangkar yang berbentuk lajur dapat 9,, = c,N" * yu, Ir * *]*, tT 0 * yD ...............' H)"'B 'tut"""""' .(3.67)
- 67. 60 Pondosi Dongkol C N 5.I4C TN, YN, ( (dee ) Gambur 3.9 Hubungan antarafaktor geser pons dan sudut geser-dalam (Dimodifikasi dari Meyerhof dan Hanna, I 978) 3.9 Daya Dukung Pondasi Berdasarkan Hasil Uji Tanah di Lapangan 1. Daya Dukung Pondasi Berdasarkan Uji Kekokohan Plat (Plate Bearing Test') Pengujian kekokohan tanah di lapangan dengan menggunakan Plate Bearing sangat berguna untuk menentukan daya dukung pondasi, terutama pada lapisan tanah non-kohesif yang relatif homogen yang mempunyai ketebalan minimum empat kali diameter plat uji (4Bp, di mana B, adalah diameter plat). Daya dukung kritis (ultimate) pondasi (q,,), dengan lebar B < 4Be, yang menumpu pada lapisan tanah lempung (yang mempunyai kekuatann geser konstan) dapat diambil sebesar daya dukung plat Qup atau: 9un = Qu.p
- 69. 62 Pondosi Donqkol N=!4 ' Q'76) Tabel 3.9 Faktor F (Bowles, 1988) F Nss N'zn Fr Fz F: 0.05 0.08 0.30 0.04 0.06 0.30 Dari perumusan di atas terlihat bahwa daya dukung pondasi tergantung dari lebar pondasi. Hal ini karena semakin besar lebar pondasi (misal pondasi plat penuh), semakin besar pula zona yang dipengaruhi oleh distribusi beban dari pondasi, sehingga kemungkinan dapat mengakibatkan penurunan yang lebih besar. Untuk itu, persamaan 3.73 di atas harus dikoreksi menjadi: q"., =SKo [kpa] ......... 12 [kPal .......... (3.77) Besamya daya dukung pondasi dangkal dan penurunan diasumsikan memiliki hubungan yang linier sehingga daya dukung pondasi qo pada penurunan 5 (selain 25 mm) dapat dikorelasi dengan daya dukung pondasi pada penurunanZl mm, menjadi: g" =6xga.r . .............. (3.7S) Daya dukung pondasi dangkal berdasarkan nilai SPT pada energi 55% (N5s) dipresentasikan dalam bentuk grafik seperti pada Gambar 3.10. Parry (1977) mengusulkan daya dukung lrritis Qtltinmle) q, pondasi dangkal yang menumpu tanah pasir nonkohesif sebagai berikut. q,,,=30N [kPa]untukD<B .......(3.j9) di mana N adalah nilai SPT rata-rata pada kedalaman 0.758 di bawah dasar pondasi.
- 71. 64 Pondosi Dongkol 1.2 1,1 1,0 0.9 aa 0,7 0,6 0,5 40 60 80 100 120 lndeks plastisitas Pl, o/o Gsmbar 3.11 Faktor reduksi kekuatan untuk Uji Vane Shear lapangan 4. Daya Dukung Pondasi Berdasarkan Cone Penetratiort lesr (CPT) x. : r! {o g q) :c 'a ?q) o :(d LL Menurut Schmertmann (1978), daya dukung l<ntis (ultimale) pondasi menumpu di atas tanah pasir dapat dihitung berdasarkan tahanan dangkal dengan | = ,.s yung B konus q. hasil pengujian CPT sebagai berikut. Untuk pondasi bujur sangkar: g,n =48-0.009(300-q.)'' [kg/cm2] ........... (3.81) Untuk pondasi lajur: gu, = 28 - 0.0052(300 - q" )' ' [kg/cm2] .......... (3.82) Sedangkan daya dukung ultimate pondasi dangkal yang terletak di atas tanah lempung dapat diperoleh dari perumusan berikut. Pondasi bujur sangkar: gun = 5 + 0.34q" [kg/cm2] ............. (3.83) Pondasi lajur: g,,,=2+0.28q. [kg/cm2] ............. tr.tol Di mana q. dalam satuan kg/cm:.
- 74. 68 Pondosi Dongkol 4.1 Korelasi Berdasarkan Nilar Standad Penetution fetl(SPT) Nilai SPT sangat umum digunakan untuk memprediksi berat volume tanah (y), kepadatan relatif (D), sudut geser-dalam (0), dan kekuatan tekanan tanah undrained (undrained comperssive strength) qu. Tabel 4.2 menunjukkan korelasi antara kepadatan relatifdan sudut geser-dalam dengan nilai SPT N'T1padakedalaman tanah antara 4 sampai 6 meter. rsbet 4.2 Koretosi anktru Kepottatnn -,;::{,{:rl:,;i;:#:,";;;;f,tam (fl densm Nitai sPr N'rountuk Hubungan antara kepadatan relatif, nilai standard penetration test, tahanan konus pengujian CPT dan sudut geser-dalam tanah pasir dapat dilihat pada Tabel 4.3. Tabel 4.3 Hubungan antare Nilai SPT, CPT, dan Sudut Geser<lalam Pasir (Schmertmunn, 1978) Catatan: I ksf =50kN/m' Sedangkan hubungan antara nllai Standard Penetration Test dan konsistensi tanah lempung dirangkum pada Tabel 4.4. Deskripsi Sangat Lepas (Verv Loosel Lepas (Loosel Medium Padat (Dense) Sangat Padat lVerv Dense) Kepadatan relatif D' (%) SPT N'zo : halus : medium : kasar g : halus :medium : kasar v*, (kN/m3) 0-15 1-2 2-3 3-6 26 -28 27 -28 28-30 11-16 't5 - 35 3-6 4-7 5-9 28-30 30-32 30-34 14-18 35-65 7 -15 B-20 10-25 30-34 32-36 33-40 17 -20 65-85 16 - 30 21-40 26-45 33-38 36-42 40-50 17 -22 >85 >40 >45 <50 20 -23 Tipe Pasir Kepadatan Relatif, D'(%) SPT, No (Terzaghi and Peck 1967) CPT, q" (kN/m2) (Meyerhof 1974). Sudut Geserdalam ({') Meyerhof 1974 Peck, Hanson, and Tornbum 1974 Sangat lepas Lepas Medium Padat Sanoat nadat <20 20-40 40-60 60-80 >80 <4 4-10 10-30 30-50 >50 o - sooo 5000 - 15000 15000 - 25000 25000 - 40000 <30 30-35 35-38 38-41 41-44 29 29-30 30-36 36-41 >41 L-.
- 76. Tsbel 4.6 Korelasi Kekuatan Geser Tonah Lempung (s) atau Kohesi dalam Keaclaan (Jnclrcine(l No Referensi Korelasi Keteranoan 1 Bowles (1988) c" = 0.12N [kipfft2] cu = 0.06N [kg/cm2] 2 Skempton (1986) q, = 0.25N [kip/ff] 3 Stroud (1974) s,, = KN tkN/m1 K = antara 3.5 - 6.5 kN/m' K = rata-rata sekitar 4.40 kN/m2 K = 5.7 kN/m2 (Bowles, 1gB8) 4 Hara et al. (1971) S, = 29No'72 tkN/m'zl Perlu digarisbawahi bahwa hubungan antara kekuatan geser tanah lempung dalam keadaan undrained su dan nilai SPT (N) adalah aproksimasi oleh karena tanah lempung memiliki sensitivity (S) yang mempengaruhi besamya nilai SPT di lapangan. Hubungan antara sensitivity dan nilai SPT lapangan yang dinormalisasikan dengan nilai SpT tanah yang insensitive (S1 = 1), ditunjukkan oleh Schmertmann (1975) sebagaimana terlihat pada Gambar 4.1. Gambar 4.1 Hubungan antart sensitiviQ dan normalisasi nitai SPT (perbantlingan antara nilai Nhusil lrngu*urtrt dengan nilai Nr,= ) Korelasi antara nllai Standard Penetration Test (SPT) dan sudut geser-dalam untuk berbagai jenis tanah dirangkum dalam Tabel4.7 : i l 1.0 z'-o oU) E 0.5 EL o z 0.0 46 Sensitivity, S,
- 78. 72 Pondosi Dongkol Nhi SPT, N 010?030405060 0 50 1m 150 2W 2fi 300 Gambar 4.2 Korelasi Schrnertmonn ( I 97 5) ankuu nilai SPT N, tekanan efektif akibat berat sendiri Tanah ps', don sudut geser-dalam $ untuk tonah kepasiran Korelasi antara nilai Standard Penetration Test (SPT) dan Kepadatan Relatif (Relative density)tanah dirangkum dalam Tabel 4.9. Tabel 4.9 Hubungan Antru'a Kepadatan Relatif dan Nilai Standard Penetration Test c8 o) f o a ot o-t cZo!L n-)-oL o) o B erdas arkan B eb erapa R eJbren si No Referensi Korelasi Keteranqan 1 Gibbs and HolE (1957) o = roo[---x-l ,r", ' ( l2pu'+17 ) atau z ro.5 D, =211 ,1 _, L*,' Ipn'+0.70J kio Po'dalam ;*It' ks Po'dalam -:-cm- 2 Jamiolkowski et al. (1988) dan Skempton (1986) D = l00rN* )o' ' [60, Bila D, > 35%, maka: - Untuk pasir kasar, Noo dikalikan dengan 0.92 - Untuk pasir halus, Noo dikalikan denoan 1.08 3 Marcuson dan Bieganousky (1977) D, = 1 1 .1 + O.le(ZZ2N + 1600-7.6gpo'-50C")o' Cu : koefisien keseragaman (uniformity coefficient) , Doo D'u Doo, Dro : diameter butiran di mana masing-masing 60% dan 10% lolos pada ukuran ayakan tersebut