DASAR-DASAR PERENCANAAN FONDASI
3.11. Fondasi Kaison
Fondasi kaison terdiri dari dua tipe, yaitu kasion bor (drilled caisson) dan kasion (caission). Di Indonesia fondasi kasion sering di buat berbentuk silinder sehingga umumnya disebut fondasi sumuran karena bentuknya yang mirip sumur. Fondasi kasion merupakan jenis peralihan antara fondasi dangkal dan dalam. Istilah kasion digunakan untuk menggambarkan bentuk fondasi yang berupa silinder atau persegi, dengan atau tanpa pembesaran pada ujungnya.
Fondasi kaison bor di buat dengan cara mengebor lebih dahulu untk membuat lubang di dalam tanah, dan kemudian lubang di isi dengan beton. Bagian tubuh kaison dapat dilindungi pipa yang merupakan bagian dari fondasi, atau pipa ditarik setelah pengecoran. Untuk memperoleh kapasitas dukung yang tinggi, dasar kasion dapat diperbesar. Fondasi semacam ini digunakan untuk mengirimkan beban kelapisan yang lebih kuat, dimana pemakaian fondasi tiang pancang tidak diperbolehakan .
3.11.1. Kaison Bor
Kasion bor dibedakan menurut material pembentuknya, yaitu:
1. kaison beton
2. kaison beton terselubung pipa baja atau pipa beton.
3. kaison beton dilengkapi dengan inti baja dalam pipa baja.
Untuk beban bangunan yang tidak begitu besar, umumnya dipakai kasin beton.
Fondasi kaison bor, bila dasarnya tidak tertumpu pada tanah keras, bagian dasarnya dapat diperbesar untuk mereduksi tekanan pada tanah di bawah dasar kaison.
Keuntungan pemakaian fondasi kaison bor, antara lain :
1. Pembangunannya tidak menyebabkan getaran dan pengembungan tanah, seperti pada pemancangan fondasi tiang.
2. Penggalian tidak mengganggu tanah di sekitarya.
3. Biaya pelaksanaan umumnya relatif rendah, berhubung alat yang di pakai adalah alat ringan.
4. Kondisi-kondisi tanah atau batu pada dasar sumuran sering dapat di periksa dan di uji secara fisik.
5. Alat gali tidak banyak menimbulkan suara.
Disebabkan oleh biaya pembuatan fondasi yang relatif murah, fondasi kaison telah banyak di pakai untuk mendukung bangunan –bangunan gedung,jembatan, dan lain sebagainya.
3.11.2. Kapasitas Dukung.
Kapasitas dukung fondasi kaison adalah jumlah dari tahanan gesek dinding dan tahanan ujung atu dasar sama seperti fondasi tiang. Fondasi kasion mendukung beban vertikal dengan mengandalkan :
1. Tahanan gesek dinding.
2. Tahanan dukung ujung.
3. Kombinasi dari keduanya.
Kapasitas dukung fondasi kaison (Qu ), adalah jumlah dari tahanan ujung / bawah (Qp) dan tahanan gesek ultimit/kulit ( Qs ) antara dinding tiang atau jika dalam persamaan :
Qu = Qp + Qs ( 3.58 ) = qu Ab + fs As. (3.59 ) Keterangan
Qu = Kapasitas ultimit netto .
Qp = Kaya dukung titik (ujung).
Qs = Kahanan gesek kulit.
Ab = Luas penampang kasion.
As = Luas selimut .
qu = 1.3 c Nc + poNq + 0.3 B N . (3.60 ) B = Lebar atau diameter fondasi .
fs = Faktor gesek satuan antara tanah dan dinding.
3.11.3.Kaison Bor pada Tanah Lempung.
KapasKapasitas ultimit fondasi kaison yang terletak pada tanah lempung dapat di tentukan dengan cara yang sama seperti fondasi dangkal. Pada cara ini tahanan gesek dinding diabaikan. Karena itu, hasil hitungan akan memberikan nilai kapasitas dukung yang sangat hati-hati. Kapasitas dukung ultimit netto untuk fondasi pada tanah lempung yaitu:
qu = c Nc (3.61 ) Dimana: c = kohesi tanah.
Nc = nilai faktor kapasitas dukung, tergantung pada Df/B.
Df = kedalaman fondasi
Tabel 3.8 hubungan antara Ncdan Df / B ( Skemton, 1951 )
Df / B 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 4
Nc 6.2 7.1 7.7 8.1 8.4 8.6 8.8 9
Cara yang lain, yaitu kapasitas dukung fondasi dilakukan dengan memperhatikan tahanan ujung dan tahanan gesek dinding. Kapsitas dukung fondasi kaison dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut ( Cooke dan Withaker, 1996 ):
Qs + Qb = Q + Ws + Wb (3.62 ) Dengan
Qs = As d c = Tahanan adhesi dinding tiang c = Kohesi tanah rata-rata di sekitar fondasi kaison
d = Faktor adhesi ( nilainya di antara 0.35 – 0.45 ) Qb = Ab ( cb Nc+ D ) = Tahanan dukung ujung tiang
cb = Kohesi tanah di bawah dasar fondasi kaison D = Kedalaman fondasi kaison
Ab = Luas dasar kaison
Q = Beban ultimit pada fondasi kaison Ws = Berat tubuh kaison
Wb = Berat ujung kaison ( bila ada pembesaran ujung ) Nilai d c maksimum adalah 1 kg/cm2 = 107 kN/m2
Karena takanan netto fondasi merupakan fungsi dari berat total sendiri, maka lebih menguntungkan jika bagian dalam fondasi kaison dibuat berlubang.
Pengamatan withaker dan Cooke (1996), dan Berezantzev dkk. (1961), menunjukkan bahwa tahanan dukung maksimum merupakan fungsi dari penurunan (S). Tahanan dukung ujung maksimum akan bekerja pada gerakan turun tiang sebesar nilai-nilai s/B ( S = penurunan, B = diameter fondasi ) seperti terlihat pada tabel 3.9.
Tabel 3.9 Gerakan tiang yang dibutuhkan agar tahanan ujung/gesek maksimum ( Withaker dan cooke, 1996; Berezantzev dkk., 1961 )
S/B Tahanan ujung/gesek
0.05 0,01 – 0,15
0,20
Nilai maksimum tahanan gesek Qs termobilisasi.
Faktor kapasitas dukung Nc = 9 untuk kaison dengan ujung dibesarkan pada tanah lempung.
Faktor kapasitas dukung Vc = 9 untuk diameter ujung tidak dibesarkan.
Kapasitas dukung ultimit terkerahkan untuk dasar kaison terletak pada pasir atau lapisan pasir dan batu.
Pengamatan di lapangan, khususnya pada fondasi tiang, menunjukkan bahwa tahanan gesek bertambah ke suatu nilai maksimum bila S/B kira-kira 0,05.
Tahanan gesek ini, kemudian berkurang bila S/B bertambah, sampai ke suatu nilai konstan sebesar d = 0,35 – 0,40. Dalam perancangan fondasi tiang Skempton mengusulkan d = 0,45.
3.11.4.Kaison Bor pada Tanah Pasir
Kapasitas dukung ultimit fondasi kaison agak lebih besar dari fondasi dangkal pada kepadatan tanah pasir yang sama. Hal ini, karena pengaruh beban terbagi rata tanah di atas dasar fondasi tak dapat diabaikan. Akan tetapi, bila tanah di sekitarnya mudah mampat, kenaikan kapasitas dukung kemungkinan sangat kecil. Untuk tanah fondasi yang dipengaruhi oleh gerusan, pengaruh beban terbagi rata akibat tanah di atas dasar fondasi lebih baik diabaikan. Karena itu, untuk keamanan, dalam perancangan fondasi kaison sering digunakan persamaan –persamaan kapasitas dukung ultimit untuk fondasi dangkal.
Tahanan gesek dinding kaison pada tanah granuler dapat dihitung seperti cara yang sama seperti fondasi tiang, yaitu :
Qs=As Kd Po tg (3.63 ) Dengan
As = luas selimut kaison
Kd = koefisien tekanan tanah lateral
= d = sudut gesek antara tanah dan dinding kaison ( derajat ) Po = tekanan vertikal efektif rata-rata di sepanjang tiang