BAB IV
DAYA DUKUNG PONDASI DANGKAL
4.1 IDENTIFIKASI PROGRAM
Program ini menggunakan satuan kN-meter dalam melakukan analisa daya dukung pondasi dangkal. Pendekatan yang digunakan dalam menghitung daya dukung pondasi dangkal didasarkan atas teori yang dikembangkan oleh Meyerhoff. Termasuk klasifikasi pondasi dangkal adalah pondasi sumuran dengan panjang pondasi lebih kecil dari 4 kali diameter pondasi sumuran tersebut.
Keluaran dari program ini adalah daya dukung ultimate dan juga daya dukung ijin pondasi dangkal pada kedalaman yang diinginkan yang didasarkan atas angka keamanan yang diberikan.
Perlu ditegaskan bahwa program ini dibuat untuk tujuan pendidikan dan pelatihan SRRP (Sumatera Region Road Project) IBRD Loan No. 4307-IND. Tanggung jawab terhadap pengunaan hasil keluaran program ini 100 % ada di pengguna. Pengguna wajib melakukan pengecekan terhadap kesahihan hasil keluaran program ini. Karena program ini tidak mencakup semua aspek disain, sebaiknya penggunaannya dibatasi untuk proses pra disain.
4.2 TEORI DASAR
4.2.1 PERSAMAAN UMUM
Persamaan umum daya dukung pondasi dangkal yang diusulkan oleh Meyerhoff (1963)
i
c = Cohesi tanah
q = Tegangan efektif di dasar pondasi
= Berat jenis tanah
B = Dimensi terkecil dari panjang dan lebar lebar pondasi (diameter pondasi lingkaran)
Fcs,Fqs,Fs = Faktor bentuk
Fcd,Fqd,Fd = Faktor kedalaman
Fci,Fqi,Fi = Faktor inklinasi beban
Nc,Nq,N = Faktor daya dukung
4.2.2 FAKTOR DAYA DUKUNG
Faktor daya dukung dihitung dengan rumus dibawah ini.
4.2.3 FAKTOR BENTUK
Faktor bentuk dihitung dengan rumus berikut (De Beer 1970)
c
B adalah dimensi terkecil dari panjang atau lebar pondasi dangkal tersebut.
4.2.4 FAKTOR KEDALAMAN
Faktor kedalaman dihitung dengan rumus berikut (Hansen 1970)
a. Untuk Kasus Df/B 1
B adalah dimensi terkecil dari panjang atau lebar pondasi dangkal tersebut.
4.2.5 FAKTOR INKLINASI
Faktor Inklinasi Beban dihitung dengan rumus (Mayerhof 1963. Mayerhof & Hanna 1981)
2
90
1
qi
ci F F
(4.14)
2
1
i
F
(4.15)
dimana adalah inklinasi dari beban ke pondasi terhadap vertical seperti ditunjukkan pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Sudut Inklinasi Beban
4.2.6 PENGARUH MUKA AIR TANAH
Persamaan daya dukung pondasi dangkal diatas didasarkan atas asumsi bahwa muka air tanah terletak jauh dibawah dasar pondasi. Jika muka air tanah terletak di dekat dasar pondasi, perlu dilakukan modifikasi untuk menentukan daya dukung pondasi dangkal tersebut.
Gambar 4.2 Pengaruh Muka Air Tanah
a. Kasus 1
B
df D1
d D2
Muka air tanah (kasus 1) Muka air tanah (kasus 2)
Jika muka air tanah terletak pada sedemikian sehingga 0D1Df maka parameter q dan
pada persamaan daya dukung harus dihitung sebagai berikut
sat w
D D
q 1 2
(4.16)
w sat '
(4.17)
b. Kasus 2
Jika muka air tanah terletak sedemikian sehingga 0dB maka parameter q dan pada persamaan daya dukung harus dihitung sebagai berikut
1 D q
(4.18)
)
( ,
,
B d
(4.19) c. Kasus 3
Jika air tanah terletak sedemikian sehingga dB, maka air tanah tidak akan mempengaruhi daya dukung pondasi dangkal.
4.3 INPUT DATA
a. Panjang dan Lebar Pondasi (meter)
Panjang dan Lebar Pondasi diperlukan untuk menentukan faktor bentuk, faktor kedalaman dan pengaruh muka air tanah. Untuk pondasi yang berbentuk lingkaran, panjang dan lebar pondasi didapat dengan mengekivalensikan luas lingkaran menjadi empat persegi.
b. Kedalaman Dasar Pondasi (m)
Kedalaman Pondasi berkaitan dengan elevasi dimana dasar pondasi diletakkan. Elevasi tersebut sangat bergantung kepada kondisi tanah dan juga tipe pondasi yang digunakan.
c. Kedalaman Muka Air tanah (m)
Adanya muka air tanah akan mempengaruhi faktor q pada persamaan (4.1). Kedalaman muka air tanah akan berperan jika muka air tanah maksimum tidak terlalu dalam. Jika muka air tanah tidak berperan, gunakan angka yang besar untuk kedalaman muka air tanah.
d. Sudut Beban Terhadap Bidang Vertikal (derajat)
Kemiringan beban terhadap bidang vertikal akan digunakan untuk menghitung Faktor inklinasi sesuai persamaan (1.14) dan (4.15). Jika beban tegak lurus dengan bidang horizontal, maka nilainya sama dengan 0.
e. Data Lapisan-Lapisan tanah
Data lapisan tanah yang diperlukan adalah tebal lapisan (m), berat jenis (kN/m3),
sudut geser dalam (derajat) , dan kohesi c (kN/m2). Untuk lapisan paling bawah
sebaiknya ketebalan lapisan diambil suatu angka yang relatif besar.
f. Angka Keamanan
Daya dukung yang di dapat dari rumus umum diatas adalah daya dukung ultimate. Untuk mendapatkan daya dukung ijin/elastis, daya dukung tersebut perlu dibagi dengan suatu angka keamanan. Secara umum, disain pondasi dilakukan dengan cara elastis, sehingga yang dingin dicari adalah daya dukung ijin pada elevasi tertentu. Besarnya angka keamanan yang umum digunakan adalah
Untuk pembebanan sementara = 2
Untuk pembebanan tetap = 3
4.4 CARA PEMAKAIAN PROGRAM
a. Langkah pertama adalah mengaktifkan program/software dengan meng-klik file program yaitu SHALW.EXE. Pada layar monitor akan muncul Form Input Data.
b. Pada Form Input Data masukkan parameter-parameter Input Data. Jika ingin menganalisa data yang sudah pernah disimpan, gunakan tombol BUKA FILE
c. Pada Form Input Data jika ingin menyimpan data kasus yang sedang dianalisa,
klik tombol SIMPAN FILE dan tuliskan nama file yang akan digunakan.
d. Pada Form Input Data melakukan analisis perhitungan daya dukung pondasi
dangkal dilakukan dengan meng-klik tombol HITUNG. Sehingga akan berada pada
Lembar Analisis dan Output.
e. Pada Lembar Analisis dan Output ini ditampilkan semua parameter yang
digunakan dalam perhitungan daya dukung pondasi dangkal serta besarnya daya dukung pondasi dangkal ultimate dan elastis/ijin.
f. Pada Lembar Analisisi dan Output, jika ingin memodifikasi data input, gunakan
tombol KEMBALI untuk kembali berada di Form Input.
g. Pada Lembar Analisis dan Output Jika ingin menyimpan file laporan perhitungan
gunakan tombol LAPORAN dan masukkan nama file yang akan digunakan untuk menyimpan data laporan yang berbentuk file dengan extension TXT.
4.5 INTERPRETASI HASIL KELUARAN.
4.5.1 NOTASI YANG DIGUNAKAN
Lampiran : Pedoman Penggunaan Software Komputer IV - 5
Kedalaman
pondasi Kedalaman muka air tanah
Muka tanah
Muka air tanah Batas lapisan 1
Lapisan 1 : 1,c1,1
Gambar 4.3 Notasi Yang Digunakan
4.5.2 OPTIMASI DARI PENGGUNAAN PROGRAM.
Setelah didapat hasil keluaran berupa daya dukung ijin untuk dimensi pondasi tertentu, maka nilai tersebut bisa digunakan untuk menghitung dimensi pondasi yang diperlukan. Jika dari hasil perhitungan ternyata dimensi pondasi yang didapat dari perhitungan berbeda dengan dimensi yang digunakan untuk menentukan daya dukung, maka untuk hasil yang lebih akurat sebaiknya prosedur perhitungan diulang sekali lagi.
Untuk pondasi yang berbentuk lingkaran, bisa dilakukan dengan cara ekivalensi luasan untuk mendapatkan dimensi dari empat persegi panjang.
4.6 CONTOH KASUS
Suatu pondasi pelat setempat dengan dimensi 1.5 m x 1.5 meter diletakkan pada kedalaman 1.2 meter dari permukaan tanah. Tentukan daya dukung ijin pada dasar pondasi tersebut jika data lapisan tanah adalah
a. lapisan 1 : tebal 1 meter c=1.5 t/m2 = 15 kN/m2, =20, =1.6 t/m3 = 16 kN/m3
b. lapisan 2 : c=1.0 t/m2 = 10 kN/m2, =30, =1.8 t/m3 = 18 kN/m3
c. Tidak ada pengaruh muka air tanah pada lokasi tersebut. d. Angka keamanan diambil = 3,
e. Beban yang bekerja mempunyai sudut 0 terhadap sumbu vertikal.
4.6.1 FAKTOR DAYA DUKUNG
Faktor daya dukung dihitung dengan rumus dibawah ini.
tah
q e
N
2 45 tan2
= 18.401
cot ) 1
(
q
c N
N = 30.140
2 Nq 1tan
N = 22.402
4.6.2 FAKTOR BENTUK
Faktor bentuk dihitung dengan rumus berikut (De Beer 1970)
c
4.6.3 FAKTOR KEDALAMAN
Untuk kasus Df/B 1, factor kedalaman dihitung dengan rumus
B
4.6.4 FAKTOR INKLINASI
Faktor inklinasi beban dihitung dengan rumus
2
dimana adalah inklinasi dari beban ke pondasi terhadap vertical.
4.6.5 DAN q
a. pada lapisan 2 dimana dasar pondasi diletakkan = 18 kN/m3 b. q pada dasar pondasi = h = 19.6 kN/m2
4.6.6 DAYA DUKUNG ULTIMATE
Daya dukung ultimate dihitung dngan rumus berikut
i
Daya dukung ijin dengan Angka Keamanan 3 dihitung sebagai berikut
3 47 . 1522
SF q
q u
all = 507.49 kN/m2
