aman z atau q

Fs c aman

z atauq

q =

5,7

+γ =

5,7 +^γ

q q

atau zN

N

z γ

γ ( −1)

FONDASI-FONDASI DALAM (DEEP FONDATION)

Pondasi-pondasi dianggap dalam apabila konstruksi mempunyai suatu ruang di bawah tanah yang dalam apabila disangga di atas tiang-tiang (piles).

Ruang-ruang bawh tanah yang dalam direncanakan dengan suatu cara yang sama seperti fondasi-fondasi rakit, tetapi dipakai harga-harga koefisien daya dukung yang berbeda. Perhatian harus pula diberikan untuk menjamin bahwa beban yang diakibatkan oleh bangunan adalah cukup untuk mencegah pengangkatan ke atas (uplife).

Suatu fondasi tiang memindahkan beban ke lapisan yang dalam yang lebih kuat daya dukungnya. Tiang-tiang berupa pracetak dan dipancang ke dalam tanah atau berupa suatu lubang yang di bor dan diisi dengan beton. Tiang-tiang yang dipancang menyebabkan pemindahan dari tanah sekelilingnya dan karenanya dikenal pula sebagai tiang-tiang pemindahan besar. Tiang-tiang yang dibor dikenal sebagai tiang-tiang tanpa pemindahan. Ada bayak cara pemancangan yang tersedia, akan tetapi prosedur perencanaan dasar adalah berlaku umum untuk kebanyakan metoda.

Tiang-tiang di dalam lempung

Daya dukung beban dari suatu tiang tergantung kepada dua faktor, yaitu tekanan dukung pada dasar tiang dan adhesi atau gesekan antara permukaan tiang disepanjang panjang tiang dengan tanah sekelilingnya. Pada umumnya salah satu dari kedua faktor tersebut akan merupakan kriteria dari daya dukung tiang, akan tetapi dapat ditinjau faktor-faktor tersebut kedua-duanya.

Dukungan ujung (End bearing)

Dasar dari tiang akan mendukung di atas suatu lapisan dengan suatu kekuatan geser Cub. Untuk fondasi-fondasi dalam, koefisien daya dukung Nc adalah lebih besar daripada untuk fondasi-fondasi dangkal dan biasanya diambil 9. Oleh karena itu, untuk suatu tiang dengan suatu luas tampang melintang dasar Ab, daya dukung ujung akan sebesar 9 CubAb.

Tiang-tiang yang di bor dapat mempunyai dasar yang diperbesar kesuatu garis tengah yang lebih besar daripada batangnya untuk memberikan suatu daya dukung yang lebih tinggi.

Adhesi kulit (Skin adhesion)

Adhesi kulit atau yang lebih umum disebut gesekan kulit (skin fiction), adalah beban yang dipindahkan kepada tanah sekeliling batang dari tiang. Apabila harga kekuatan geser tanah rata-rata sepanjang panjang tiang adalah Cua dan luas permukaan batang adalah As, maka harga maksmum yang mungkin kan menjadi Cua As. Akan tetapi, adalah tidak mungkin bagi adhesi antara tiang dan tanah sekelilingnya untuk mencapai harga ini, da harus diterapkan suatu faktor adhesi α . Harga faktor adhesi α adalah merupakan subek dari sejumlah besar penelitian, akan tetapi harga yang paling umum diterima α = 0,45.

Suatu persoalan yang mungkin terjadi dengan gesekan kulit adalah bahwa tanah sekeliling mungkin akan mengalami konsolidasi setelah tiang berada pada tempatnya, dan karenanya menyeret tiang ke bawah. Kalau hal ini terjadi, maka gesekan kulit akan menjadi negatif dan harus dikurangkan pada daya dukung tiang.

Gambar 5. Catatan lubang bor

Apabila tiang-tiang dipancang di dalam lempung, maka air pori pada batas tiang-tiang tanah akan terganggu, dan memerlukan waktu beberapa minggu sebelum keseimbangan dipulihkan. Dengan alasan ini, maka tiang-tiang yang dipancang dalam lempung tidak boleh memikul beban segera setelah pemancangan.

Contoh 3.

Gambar 5, memperlihatkan detail-detail dari suatu pencatatan lubang bor di lapangan. Akan dipakai tiang-tiang yang dibor, garis tengah 500 mm dan panjang 15 m. Taksir besarnya daya dukung aman dari satu tiang dengan menganggap urugan lepas akan turun setelah tiang diletakkan. Ambil suatu faktor keamanan sebesar 2,5.

Bandingkan daya dukungdari suatu tiang garis tengah 500 mm panjang 12 m dan dari tampang melintang yang seragam, dengan suatu tiang yang serupa tetapi mempunyai dasar sepanjang 2 m yang diperbesar menjadi bergaris tengah 900 mm

Penyelesaian

Untuk tiang garis tengah 500 mm panjang 15 m:

dukungan ujung =

9x180x

π^x₄^0,52

=318kN

Adhesi kulit:

Lempung terkonsolidasi berlebih, lapuk

=

6xπ x0,5

(

⁶⁰⁺⁷⁴₄⁺⁸¹⁺⁹⁰

)

x0,45

= 323 kN

Lempung terkonsolidasi berlebih =

3xπ x0,5x105x 0,45=223kN

Lempung terkonsolidasi berlebih

Dengan tinggi =

2xπ x0,5x180 x0,45=254kN

Daya dukung beban = ³¹⁸+³²³₂+_,5²²³+²⁵⁴

=447kN

Gesekan kulit negatif =

4xπ x0,5x40x 0,45=113kN

Daya dukung aman = 447 – 113 = 334kN

Untuk tiang garis tengah 500 mm panjang 10 m dengan dasar diperbesar:

Dukungan ujung =

9x105x

π^x₄^0,92

=601kN

Adhesi kulit:

Lempung terkonsolidasi berlebih lapuk = 323kN

(adhesi kulit tidak dapat diperhitungkan pada bagian tiang yang diperbesar) Daya dukung beban = ⁶⁰¹₂+_,5³²³

=370kN

Gesekan kulit negatif = 113 kN Daya dukung aman = 257 kN

Tiang-tiang di dalam pasir

Suatu cara yang sama dapat dikerjakan untuk tiang-tiang di dalam pasir, yaitu menghitung dukungan ujung dan gesekan kulit dalam rangka untuk menaksir daya dukung tiang. Akan tetapi, dalam pasir, pada umumnya dukungan ujung akan jauh lebih besar, berhubung suku yang relevan dalam persamaan daya dukung adalah γz(Nq−1)dan untuk pasir dengan harga-harga ϕ _{diatas 30°, N}γ _{untuk fondasi-fondasi dalam akan mempunyai} suatu harga yang lebih besar dari pada 60. Gesekan kulit merupakan suatu istilah yang lebih dapat diterapkan dalam pasir, dan berdasarkan pada tekanan samping dikalikan dengan suatu koefisien gesek.

Rumus pemancangan tiang (Pile driving formulae)

Suatu pilihan lain dari metoda perencanaan untuk tiang-tiang pancang adalah dengan memakai suatu rumus pemancangan tiang. Anggapan dasar adalah bahwa energi yang dipindahkan oleh palu pemancang (hammer) kepada tiang adalah sama dengan energi yang diserap oleh tiang dalam menembus tanah.

Jadi W x h = s x Q

Dimana : W = berat dari palu pemancang tiang;

h = tinggi jatuh palu pemancang; s = penetrasi tiang tiap pukulan (penurunan); Q= tahanan tanah.

Anggapan dasar di mana tidak ada kehilangan energi tentu saja adalah tidak teliti, dan kebanyakan rumus pemancangan tiang menerapkan beberapa faktor untuk mengijinkan kehilangan energi akibat ketidakefisienan palu pemancang, kompresi tiang dan lain-lain.

Jadi W x h =

η

_{x s x Q}

Di mana :

η

= koefisien efisiensi

CONTOH 4.

Suatu tiang dipancang dengan suatu palu pemancang berat 200 kg dengan suatu tinggi jatuh 2 m. Kalau tiang disyaratkan untuk memikul suatu beban sebesar 1500 kN, berapakah penurunan yang harus ditentukan untuk 10 pukulan palu pemancang. Anggap bahwa efisiensi dari pemindahan energo adalah 60 prosen.

PENYELESAIAN 2 1000 8 , 9 200x x = 0,6 x s x 1500 s = ₁₀₀₀200_xx_0,9₆,8_x1500x2 x1000 mm tiap pukulan = 4,4 mm tiap pukulan

Untuk 10 pukulan dapat ditentukan suatu penurunan maksimum sebesar 40 mm.

Pilihan-pilihan lain dari metoda-metoda penaksiran daya dukung tiang-tiang dalam pasir adalah berdasarkan percobaan konis atau percobaan penetrasi standar. Akan tetapi, harus diingat bahwa semua rumus daya dukung tiang mempunyai kemungkinan untuk salah, dan harus selalu dilakukan percobaan-percobaan pembebanan pada suatu pilihan tiang-tiang untuk memeriksa kebenarannya.

Kelompok-kelompok tiang

Apabila tiang-tiang dipancang berdekatan bersama-sama, maka daya dukung dari kelompok tiang tersebut tidak akan merupakan jumlah dari daya dukung masing-masing tiang.

Dalam pasir, kalau tiang-tiang lebih dekat daripada enam kali garis tengah (atau lebar) tiang, maka pasir cenderung untuk memadat dan daya dukung dari kelompok akan lebih besar daripada jumlah daya dukung dari masing-masing tiang.

Dalam lempung, tiang-tiang pancang yang berdekatan akan cenderung untuk mengurangi kekuatan geser lempung, dan karenanya daya dukung kelompok akan lebih kecil dari jumlah daya dukung dari masing-masing tiang.