HUBUNGAN ANTARA SOIL PROPERTIES DENGAN D

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tanah merupakan aspek yang sangat penting dalam suatu perencanaan bangunan, karena pada dasarnya tidak ada bangunan sipil yang tidak dibangun di atas tanah. Dari pemeriksaan tanah dapat diketahui data-data tanah yang digunakan dalam perencanaan bangunan, terutama dalam mendesain pondasi dari bangunan tersebut.

Dibutuhkan suatu penelitian guna mengetahui kondisi suatu tanah, apakah mampu memikul beban-beban konstruksi yang nanti dipikulnya. Penelitian dapat berupa penelitian langsung di lapangan maupun di laboratorium.

Dari hasil penelitian tersebut akan diperoleh daya dukung tanah yang nantinya akan menjadi dasar dalam perencanaan pondasi. Daya dukung tanah adalah kemampuan tanah memikul tekanan atau tekanan maksimum yang diijinkan diterima oleh tanah pada dasar pondasi.

Daya dukung tanah dapat diperoleh dari penelitian lapangan dan penelitian laboratorium. Dari lapangan dapat diperoleh dari hasil sondir dan boring, sedangkan dari laboratorium daya dukung dapat diketahui dari parameter-parameter tanah (soil properties) yang diperoleh dari hasil percobaan di laboratorium.

Menurut Bowles, salah satu faktor yang mempengaruhi besar daya dukung tanah adalah nilai dari parameter kuat geser tanah yaitu, c,

φ

, dan

γ

.

Oleh karena itu, dalam penelitian ini akan dilihat bagaimana sebenarnya hubungan ketiga paremeter tanah diatas terhadap nilai daya dukung tanah yang akan di hasilkan.

2

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam mempelajari pengaruh kondsi tanah terhadap pemilhan tipe pondasi adalah:

1. Bagaimana hubungan antara soil properties (parameter tanah) terhadap daya dukung tanah?

2. Berapa daya dukung tiap lapisan tanah, menurut masing-masing tipe pondasi?

1.3 Pembatasan Masalah

Dalam melakukan penelitian ini, dipilih pembatasan masalah yang akan menjadi acuan dalam pelaksanaanya, antara lain :

1. Digunakan data sekunder pemeriksaan tanah dari tanah kawasan Citraland.

2. Dihitung daya dukung dari data sekunder.

3. Pondasi yang ditinjau adalah jenis pondasi telapak dan pondasi tiang. 4. Soil properties yang ditinjau hanya c,

φ

, dan

γ

.

5. Muka air tanah di anggap jauh dari dasar pondasi.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan yang akan di capai dalam penelitian ini adalah :

1. Mengetahui bagaimana hubungan Soil Properties dengan daya dukung tanah di kaitkan dengan jenis pondasi.

2. Mengatahui daya dukung tanah dari data yang diperoleh.

3

1.5 Manfaat Penelitian

Dari penelitian ini di dapat beberapa manfaat, yaitu :

1. Pemlihan pondasi yang tepat berdasarkan daya dukung tanah, dapat mencegah keruntuhan bangunan yang di sebabkan kondisi tanah. Sehingga dapat memberi jaminan keselamatan bagi masyarakat pengguna bangunan tersebut.

2. Penulis dapat jauh lebih memahami dan mempu melaksanakan penyelidikan tanah dengan kaitan perencanaan jenis pondasi dengan lebih baik.

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Pengertian Tanah

Menurut Sosrodarsono (1980) “Tanah merupakan kumpulan partikel-partikel yang ukurannya dapat mencakup rentang yang luas, yang sebagian dari partikel-partikel di beri nama khusus seperti kerikil, pasir, humus, lanau. dan lempung”.

Mengingat hal tersebut diatas, maka di dalam perencanaan atau pelaksanaan suatu bangunan, diperlukanlah pengertian yang mendalam mengenai fungsi-fungsi serta sifat tanah itu bila dilakukan pembebanan terhadapnya, melalui penelitian-penelitian di lokasi, ataupun di laboratorium.

2.2 Daya Dukung Tanah

Pada dasarnya daya dukung tanah adalah kemampuan tanah memikul tekanan atau tekanan maksimum yang diijinkan diterima oleh tanah pada dasar pondasi. B.M Das (1999) mendefinisikan daya dukung batas atau ultimate baring capacity sebagai “beban maksimum per satuan luas, yang dapat dipikul suatu tanah dibawah pondasi di mana tanah masih mampu mendukung beban tanpa mengalami keruntuhan".

Tanah harus mampu memikul beban dari setiap konstruksi teknik yang diletakkan pada tanah tersebut tanpa kegagalan geser dan dengan penurunan yang dapat ditolerir untuk konstruksi tersebut.

Bila dinyatakan dalam persamaan, maka

q

u

=

𝑃𝑢

5 Dimana,

qu = daya dukung batas Pu = beban batas A = luas area beban

Bila tanah mengalami pembebanan seperti beban pondasi, tanah akan mengalami distorsi dan penurunan. Jika beban ini berangsur-angsur ditambah, penurunan pun juga bertambah. Akhirnya, pada suatu saat, terjadi kondisi di mana pada beban yang tetap, pondasi mengalami penurunan yang sangat besar. Kondisi ini menunjukkan bahwa keruntuhan daya dukung telah terjadi. Gambar kurva penurunan yang terjadi terhadap besarnya beban yang diterapkan diperlihatkan pada Gambar 2.3. Mula-mula, pada beban yang diterapkan penurunan yang terjadi kira-kira sebanding dengan bebannya. Hal ini digambarkan sebagai kurva yang mendekati garis lurus, yang menggambarkan hasil distorsi elastis dan pemampatan tanahnya. Bila beban bertambah terus, pada kurva terjadi suatu lengkungan tajam yang dilanjutkan dengan bagian garis lurus kedua dengan kemiringan yang lebih curam.

6

Dari pengujian model yang mengamati perilaku tanah selama mengalami pembebanan hingga sampai terjadinya keruntuhan, dapat dilihat sebagai berikut :

1. Terjadi perubahan bentuk tanah yang berupa penggembungan kolom tanah tepat di bawah dasar pondasinya ke arah lateral dan penurunan permukaan di sekitar pondasinya.

2. Terdapat retakan lokal atau geseran tanah di sekeliling pondasinya.

3. Suatu baji tanah terbentuk di lokasi tepat di bawah pondasinya yang mendesak tanah bergerak ke bawah maupun ke atas ( gambar 2.2).

Gambar 2.2. Keruntuhan Geser

4. Umumnya, pada saat keruntuhan terjadi zona geser melebar dalam batas tertentu dan suatu permukaan geser berbentuk lengkungan berkembang yang disusul dengan gerakan pondasi turun ke bawah. Permukaan tanah disekitar pondasi selanjutnya mengembung ke atas yang diikuti oleh retakan dan gerakan muka tanah sekitar pondasinya. Keadaan ini menunjukkan keruntuhan geser telah terjadi.

Tipe – tipe keruntuhan : a. General shear failure

7

2. Kondisi kesetimbangan penuh terjadi penuh di atas surface failure. 3. Muka tanah disekitarnya naik.

4. Keruntuhan (slip) terjadi disatu sisi. 5. Fondasi miring.

6. Terjadi pada tanah dengan kompresibilitas rendah (padat dan kaku). 7. Daya dukung ultimit (qult) bisa diamati dengan baik

b. Local shear failure

1. Terjadi desakkan besar dibawah fondasi (lokal).

2. Failure surface tidak sampai kepermukaan (muka tanah hanya sedikit mengembang).

3. Terjadi pada tanah dengan kompresibilitas tinggi (mudah mampat). 4. Penurunan yang terjadi relatif besar.

5. Daya dukung ultimit sulit ditentukan dibatasi oleh settlement.

c. Penetration failure

1. Keruntuhan geser tidak terjadi.

2. Akibat beban,Fondasi hanya menembus dan menekan kesamping sehingga tanah didekat fondasi menjadi mampat pada zona tepat didasar fondasi.

3. Penurunan fondasi bertambah secara linier dan tidak menghasilkan gerakan lateral menuju keruntuhan.

4. Bidang runtuh tidak terlihat sama sekali.

Berikut faktor-faktor yang mempengaruhi daya dukung ultimate suatu tanah : - Nilai Parameter Tanah (φ,γ,c)

- Kedalaman

- Ukuran dan bentuk pondasi - Konsolidasi (Penurunan) - Kedalaman muka Air Tanah

8 2.2.1 Teori Mohr-Coulomb

Parameter kuat geser tanah diperlukan untuk analisis-analisis daya dukung tanah, stabilitas lereng, dan tegangan dorong untuk dinding penahan tanah. Mohr (1918) memberikan teori mengenai kondisi keruntuhan suatu bahan. Teorinya adalah bahwa keruntuhan suatu bahan dapat terjadi akibat adanya kombinasi keadaan kritis dari tegangan normal dan tegangan geser. Selanjutnya, hubungan fungsi antara tegangan normal dan tegangan geser pada bidang runtuhnya, dinyatakan menurut persamaan :

τ = f ( σ )

Dengan τ adalah tegangan geser pada saat terjadinya keruntuhan atau kegagalan, dan

σ adalah tegangan normal pada kondisi tersebut. Garis kegagalan yang didefinisikan dalam persamaan di atas, adalah kurva yang ditunjukkan dalam Gambar 2.3.

Gambar 2.3. Kriteria Keruntuhan Mohr-Coulomb

9

1. Kohesi tanah yang tergantung pada jenis tanah dan kepadatannya, tetapi tidak tergantung dari tegangan vertikal yang bekerja pada bidang gesernya.

2. Gesekan antara butir-butir tanah yang besarnya berbanding lurus dengan tegangan vertikal pada bidang gesernya.

Coulomb ( 1776 ) mendefinisikan fungsi ( σ ) sebagai :

σ = tegangan normal pada bidang runtuh

Persamaan di atas ini disebut kriteria keruntuhan atau kegagalan Mohr-Coulomb, dimana garis selubung keruntuhan dari persamaan tersebut ditunjukkan dalam Gambar 2.4.

Bila bidang keruntuhan membentuk sudut φ dengan bidang utama besar,

harga tegangan geser ( τ ) dan tengan normal ( σ ) yang bekerja pada bidang tersebut

dapat ditentukan sebagai berikut.

10

Gambar 2.4. Lingkaran Mohr

2.3 Pondasi

Pondasi merupakan bagian paling penting dalam sistem rekayasa konstruksi yang bertumpu pada tanah. Pondasi merupukan suatu struktur yang meneruskan beban dari konstruksi ke tanah. Pondasi sangat erat kaitannya dengan daya dukung tanah, karena pondasi hanya dapat dibangun diatas tanah yang memiliki daya dukung untuk memikul pondasi tersebut.

2.3.1 Fungsi Pondasi

1. Menahan dan mendukung bangunan di atasnya

2. Meneruskan beban yang berada di atasnya dan beban sendiri ke dalam tanah dan batuan yang terletak di dalamnya. (Huznullah Pangeran.blogspot.com 2007)

2.3.2 Klasifikasi Pondasi

11 1. Pondasi Dangkal

Pondasi yang kedalamannya dekat dengan permukaan tanah, serta mendukung beban secara langsung.

 Pondasi Telapak, Pondasi Memanjang Syarat D/B < 1

2. Pondasi Dalam

Pondasi yang kedalamannya cukup jauh dari permukaan tanah. Pondasi yang meneruskan beban konstruksi ke tanah keras/batu yang jauh dari permukaan.

 Pondasi Tiang dan Pondasi Sumuran Syarat D/B < 4

D = Kedalaman B = Lebar Pondasi

2.4 Persamaan Daya Dukung

Pada penelitian ini akan ditinjau jenis pondasi dangkal dan pondasi dalam, untuk pondasi dangkal ditinjau untuk tipe pondasi telapak, sedangkan untuk pondasi dalam ditinjau pondasi tiang pancang.

Dari data parameter tanah yang didapat dari lapangan maupun laboratorium, dipakai pada persamaan daya dukung dari tiap jenis pondasi diatas, yang nantinya dapat diketahui besarnya daya dukung tanah untuk tiap jenis pondasi di atas.

Setelah diperoleh daya dukung tanah bisa ditarik hubungan antara parameter tanah (soil properties) dengan daya dukung tanah, serta dapat merekomendasikan pondasi pada tanah tersebut.

2.4.1 Persamaan Daya Dukung Terzaghi

12

Gambar 2.5 Zona Tegangan Terzaghi

Dari gambar di atas terlihat pembagian zone, yaitu zona I, zona II, dan zona III, yang terjadi akibat pembebanan yang terjadi pada tanah (site.google.com).

Zona I : Berada langsung di bawah pondasi, dicegah untuk bergerak lateral oleh friksi dan adhesi antara tanah dan dasar pondasi. Zona I tetap pada keadaan keseimbangan elastis dan bekerja sebagai bagian dari pondasi.

Zona II : Disebut zona geser radial, karena pada zona ini terbentuk dari satu set gaya-gaya geser radial dengan ujung dari dasar pondasi sebagai titik pusat spiral logaritma yang membentuk gaya-gaya geser radial tadi.

Zona III : Disebut zona gaya geser linear. Berdasarkan anggapan maka bidang oleh gaya-gaya yang bekerja pada bidang ab dan ac.

13 Gaya-gaya tersebut adalah :

1. Resultante dari tekanan pasif

2. Total kohesi yang bekerja sepanjang bidang ab dan ac

Tepat sebelum runtuh, keseimbangan vertical terjadi dengan gaya-gaya sebagai berikut:

1. Beban = qult . B = qf . B

2. Berat segitiga gaya = ½ . γ . Bf2 . tan φ

Gambar 2.6 Zona I dari zona keruntuhan Terzaghi (site.google.com)

Luas zona I = (½ . B . B/2 tan φ) / 2 Berat zona I =

γ

t . Luas zona I

Gaya-gaya ke atas,

1. Resultante tekanan pasif Pp pada bidang ab dan ac.

14 Panjang ab = panjang ac =

(

B/2

) /

cos φ

Sehingga komponen vertikal dari dari gaya kohesi pada bidang ab dan ac adalah =

C

B/2

sin φ = c

B tan

φ

cos

φ

2

Persamaan keseimbangan menjadi ;

q

ult . B + ¼ γ B2 tanφ = 2 Pp + 2 B/2 c tan φ

………

(2.3)

atau,

q

ult B = 2 Pp + B c tan φ - ¼ γ B2 tan φ

………..

(2.4)

Menurut Terzaghi, sebetulnya total tekanan pasif Pp dapat dibagi dalam 3 komponen :

1. Pp

γ

:

Yaitu total tekanan aktif yang diproduksi oleh shear zone ( daerah geser ) a,c,e,d.

2. Pp C : Yaitu total tekanan pasif yang diproduksi oleh kohesi tanah 3. Pp q : Yaitu total tekanan pasif yang diproduksi oleh muatan.

Apabila tiga komponen pembentuk total tekanan pasif Pp dihitung secara terpisah, maka :

q

ultB = 2(Pp

γ

+

Pp c + Pp q) + Bc tan φ– ¼

B

2 tan φ

………

.. (2.5)

15 Apabila diambil ;

2 Pp

γ

- ¼ B

2 _{tan φ = B x 1/2}

γ

_BN

γ

2

Pp c + Bc tan φ = B x cNc ...

……….…...

.... (2.7)

2 Pp

γ

= B

x

γ

D

f

N

q

Maka persamaan (2.6) menjadi :

q

u = cNc + qNq + 1/2

γ

BN

γ………..

(2.8)

Tabel 2.1 Persamaan Daya dukung Terzaghi

Di mana :

q =

γ

Df =

Efective overburden preasure Nq, Nc, N

γ

=

Faktor daya dukung Terzaghi

16

Faktor Daya Dukung Terzaghi

17 2.4.2 Persamaan Daya Dukung Pondasi Tiang

Pondasi tiang digunakan apabila lapisan tanah keras terletak sangat dalam. Menurut Hary Christady Hardiyatmo (2008), pondasi tiang digunakan untuk beberapa maksud, antara lain :

1. Untuk meneruskan beban bangunan yang terletak di atas air atau tanah lunak, ke tanah pendukung yang kuat.

2. Untuk meneruskan beban ke tanah yang relatif lunak sampai kedalaman tertentu sehingga pondasi bangunan mampu memberikan dukungan yang cukup untuk mendukung beban tersebut oleh gesekan dinding tiang dengan tanah di sekitarnya.

3. Untuk mengangker bangunan yang dipengaruhi oleh gaya angkat ke atas akibat tekanan hidrostatis atau momen penggulingan.

4. Untuk menahan gaya-gaya horizontal dan gaya yang arahnya miring.

5. Untuk memadatkan tanah pasir, sehingga kapasitas dukung tanah tersebut bertambah.

6. Untuk mendukung pondasi bangunan yang permukaan tanahnya tergerus air.

18

Untuk analisis daya dukung tanah untuk pondasi tiang, akan menggunakan metode Janbu (1976).

Qp = Ap (cNc* + q’ Nq*)………... (2.11)

Nc* dan Nq* dihitung dengan asumsi permukaan kegagalan dalam tanah di ujung tiang mirip dengan gambar 2.9.

Nq* = (tanφ + 1 + tan φ2) 2(e2ή tanφ)……….. …(2.12) Nc* = (Nq* - 1) cot φ………...(2.13) Hubungan lebih jelas dapat dilihat pada gambar berikut,

19

2.5 Program

2.5.1 Bahasa Pemrogaman Basic

Basic merupakan salah satu bahasa pemrograman yang termudah untuk dipelajari. Basic mula-mula dikembangkan pada tahun 1963 oleh Prof.John G. Kemeny dan Prof. Thomas E. Kurtz di Dartmouth College, New Hampsphire, USA. Pada saat itu merupakan suatu penemuan yang berharga yang dapat memungkinkan orang awam menggunakan komputer.

Basic dibuat sedemikian rupa agar mudah dipelajari serta dipergunakan. Bahasa ini sangat berguna untuk memecahkan masalah-masalah di bidang ilmu pengetahuan, matematik, teknik, dan lain-lain.

2.5.2 Just Basic v1.01

Just basic v1.01 adalah aplikasi pemrograman dengan menggunakan bahasa pemrogrman Basic. Aplikasi ini sendiri mengadaptasi aplikasi serupa yang lebih dahulu popular yaitu Liberty Basic. Just Basic mulai dikembangkan pada tahun 2001 dan mulai dirilis pada tahun 2004.

20

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Analisis Data

Data sekunder yang digunakan dalam penelitian ini adalah, data parameter tanah yaitu kohesi, sudut geser dan berat volume tanah. Data – data tersebut kemudian dianalisis dengan persamaan daya dukung untuk dua jenis pondasi memakai bahasa pemrogaman basic, lalu hasilnya yang berupa daya dukung dibuatkan grafik hubungan antara daya dukung tersebut dan parameter-parameter tanah yang ada, setelah itu di tarik kesimpulan dari grafik tersebut.

3.1.1 Tempat Penelitian

Penelitian ini dapat dilakukan diberbagai tempat, karena tidak membutuhkan penelitian secara laboratorium.

3.1.2 Bahan Penelitian

Tidak ada karena, hanya digunakan data sekunder saja. Mengingat besarnya biaya bila melakukan suatu pemeriksaan tanah disuatu lokasi.

3.1.3 Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian, yaitu : 1. Persiapan data sekunder

21

4. Pembuatan grafik berdasarkan parameter tanah dan daya dukung yang telah dihitung.

5. Penarikan kesimpulan dari grafik yang dihasilkan.

3.2 Metode Analisa

 Dalam perhitungan daya dukung dan pembuatan grafik, menggunakan program Basic.

 Untuk pondasi dangkal memakai metode Terzaghi.

22

3.3 Bagan Alir Penelitian

MULAI

Studi Literatur

Pengambilan Data Sekunder

Pembuatan Program Perhitungan daya dukung tanah dengan

Bahasa Basic

Perhitungan dan Analisa Daya dukung

tanah

Kesimpulan dan Saran

23

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

4.1.1 Data Sekunder

Data sekunder yang digunakan merupakan data hasil pemeriksaan triaksial laboratorium dari tanah dikawasan pembangunan waterpark Citraland. Berikut data tersebut :

24

Tanah Lapisan I : a. Pasir berlanau campur kerikil, bergradasi jelek b. Hitam kelabu bersifat agak lepas

Klasifikasi : SP (Sand poorly graded)

Tanah Lapisan II : a. Pasir berlanau campur kerikil, bergradasi jelek b. Hitam kelabu, bersifat agak padat.

Klasifikasi : SP (Sand poorly graded) Tanah Lapisan III : a. Lempung berpasir campur batu apung

b. Coklat mudah campur sedikit putih, bersifat agak padat. Klasifikasi : GM (Gravel with silt, clay and sand)

Tanah Lapisan IV : a. Lempung berpasir campur batu apung.

b. Coklat mudah campur sedikit putih, bersifat agak padat. Klasifikasi : GM (Gravel with silt, clay and sand)

Tanah Lapisan V : a. Lempung berpasir berkerikil.

b. Berwarna coklat muda campur hitam dan putih, bersifat agak padat.

Klasifikasi : CL (Clay low plasticity)

Klasifikasi tanah menggunakan sitem klasifikasi Unified, sistem ini digunakan karena untuk menyesuaikan data tanah yang ada. Dengan melihat data sekunder yang ada, system Unified lah yang paling cocok.

25 4.1.2 Pembuatan Program

Dibuat program perhitungan persamaan daya dukung dengan 2 persamaan, yaitu persamaan Terzaghi untuk pondasi telapak dan Metode estimasi Janbu untuk pondasi tiang. Program ini dibuat untuk memudahkan dalam perhitungan variasi parameter tanah nanti.

a. Program Terzaghi

26

Gambar 4.3 Run out dari Program Terzaghi

27 b. Program Janbu

Gambar 4.4 Scirpt untuk Metode Janbu

28

Gambar 4.5 Run out Program Janbu

4.1.3 Hasil Perhitungan dan Analisa Data

Perhitungan dibagi menjadi 2 bagian, yaitu pondasi dangkal (Telapak) dan pondasi tiang. Analisa data dilakukan dengan menghitung besarnya daya dukung tanah dengan berbagai variasi kedalaman, dimensi pondasi, dan variasi parameter tanah. Setelah itu dicoba membandingkan dengan daya dukung dari metode lain.

29 1. Pondasi Dangkal

Untuk pondasi telapak ini digunakan data tanah pada lapisan 1 dengan menggunakan syarat pondasi dangkal.

a. Daya dukung dengan variasi kedalaman

Lapisan Parameter

Kedalaman

Tabel 4.1 Daya dukung pondasi telapak dengan variasi kedalaman

Gambar 4.6 Grafik hubungan daya dukung pondasi telapak dengan kedalaman

0

Grafik Hubungan Kedalaman dan Daya dukung

TL1

ML1

Kedalaman (m) Qu

30 Keterangan grafik

TL1 : Lapisan 1 metode Terzaghi ML1 : Lapisan 1 metode Meyerhoff

b. Daya dukung dengan variasi dimensi pondasi

Lapisan Parameter

Kedalaman

Tabel 4.2 Daya dukung pondasi telapak dengan variasi dimensi pondasi

Gambar 4.7 Grafik hubungan daya dukung pondasi telapak dengan dimensi pondasi

0

Grafik Hubungan Kedalaman dan Dimensi terhadap Daya dukung

31 Keterangan grafik

DT1 : Variasi dimensi lapisan 1 metode Terzaghi DT2 : Variasi dimensi lapisan 2 metode Terzaghi DM1 : Variasi dimensi lapisan 1 metode Meyerhoff DM2 : Variasi dimensi lapisan 2 metode Meyerhoff c. Daya dukung dengan variasi parameter tanah

Untuk variasi pertama, Berat jenis tanah dan kohesi tetap namun sudut geser tanah berubah-ubah. Kedalaman = 1.5m

Berat jenis (γ) = 1.401 t/m3 (lap.1) Kohesi (c) = 0.23 t/m2 (lap.1) Dimensi (B) = 1.6m

Untuk variasi kedua, Berat jenis tanah danSudut geser tetap namun kohesi berubah ubah.

Berat jenis (γ) = 1.401 t/m3 _(lap.1) Sudut Geser (φ) = 25o _(lap.1) Dimensi (B) = 1.6m

Untuk variasi ketiga, Kohesi dan Sudut Geser tetap namun berat jenis yang berubah ubah.

Kohesi (c) = 0.23 t/m2 (lap.1)

Sudut Geser (φ) = 25o _(lap.1)

32

Tabel Variasi I

γ(t/m3_{) C (t/m}2₎ φ ( o ₎

Tabel 4.3 Daya dukung pondasi telapak Variasi I lapisan 1

Tabel Variasi II

γ(t/m3₎ φ ( o _{) C (t/m}2₎

33

Tabel Variasi III

C (t/m2₎ φ ( o ₎ γ(t/m3₎

Qu (ton/m2₎

0.7 24.27807 0.8 26.92052 0.9 29.56296 1 32.20541

0.23

25

1.1 34.84785

1.2 37.49030

1.3 40.13275

1.4 42.77519

1.5 45.41764

1.6 48.06009

34

Gambar 4.8 Grafik hubungan sudut geser dalam terhadap daya dukung pondasi telapak.

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

24 26 28 30 32 34 36

Pondasi Telapak Variasi 1

lapisan 1

sudut geser dalam φ ( o₎

Qu (ton/m2₎

35

Gambar 4.9 Grafik hubungan Kohesi terhadap daya dukung pondasi telapak.

0 10 20 30 40 50 60

0

0.0

5

0.1 _0.15 0.2 _0.25 0.3 _0.35 0.4 _0.45 0.5

Pondasi Telapak Variasi 2

lapisan 1 Qu

(ton/m2₎

kohesi (t/m2₎

36

Gambar 4.10 Grafik hubungan Berat volume terhadap daya dukung pondasi telapak

0 10 20 30 40 50 60

0

0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

Pondasi Telapak Variasi 3

lapisan 1 Qu

(ton/m2₎

37 2. Pondasi Tiang

Pada pondasi tiang diambil data tanah pada lapisan 1 sampai 5 yaitu pada kedalaman 1m –15m. Dihitung memakai program dengan metode Janbu yang telah dibuat sebelumnya.

Pada program tersebut, muka air tanah dianggap berada jauh di bawah pondasi. Variasi-variasi yang digunakan sama dengan yang digunakan pada pondasi telapak.

a. Daya dukung dengan variasi kedalaman

Lapisan Parameter

Kedalaman

38

Gambar 4.11 Grafik Hubungan Daya dukung dengan kedalaman Pondasi Tiang

0

Hubungan daya dukung dan kedalaman

Biru : Penampang Lingkaran

39 Keterangan grafik

40

b. Daya dukung dengan variasi kedalaman di bandingkan dengan metode Meyerhof

Lapisan Parameter

Kedalaman

41

Gambar 4.12 Grafik Perbandingan Daya dukung Metode Janbu dan Meyerhoff

0

Perbandingan daya dukung metode Janbu dan Meyerhof

Biru : Metode Janbu

42 Keterangan grafik

43

c. Daya dukung dengan variasi dimensi dan bentuk pondasi

Lapisan Parameter

Kedalaman

44

Gambar 4.13 Grafik Hubungan Daya dukung dengan dimensi Pondasi Tiang

0

Hubungan daya dukung dan dimensi pile

Biru : Penampang Lingkaran

45 Keterangan grafik

L1 : Penampang lingkaran lapisan 1 L2 : Penampang lingkaran lapisan 2 L3 : Penampang lingkaran lapisan 3 L4 : Penampang lingkaran lapisan 4 L5 : Penampang lingkaran lapisan 5 P1 : Penampang persegi lapisan 1 P2 : Penampang persegi lapisan 2 P3 : Penampang persegi lapisan 3 P4 : Penampang persegi lapisan 4 P5 : Penampang persegi lapisan 5

d. Daya dukung dengan variasi parameter tanah

Untuk variasi pertama, Berat jenis tanah dan kohesi tetap namun sudut geser tanah berubah-ubah.

Berat jenis (γ) = 1.401 t/m3 _{(lap.1), 1.416 t/m}3 _{(Lap.2), 1.508 t/m}3 _{(Lap.3), 1.520 t/m}3 _{(Lap.4), dan 1.533 t/m}3 _(lap.5)

Kohesi (c) = 0.23 t/m2 (lap.1), 0.24 t/m2 (Lap.2), 0.24 t/m2 (Lap.3), 0.24 t/m2 (Lap.4), dan 0.24 t/m2 _(Lap.5)

Dimensi (D) = 0.3m

46

Berat jenis (γ) = 1.401 t/m3 (lap.1), 1.416 t/m3 (Lap.2), 1.508 t/m3 (Lap.3), 1.520 t/m3 _{(Lap.4), dan 1.533 t/m}3 _(lap.5)

Sudut Geser (φ) = 25o _{(lap.1), 27}o _{(Lap.2), 23}o _{(Lap.3), 23}o _{(Lap.4) dan 24}o _(Lap.5)

Dimensi (D) = 0.3m

Untuk variasi ketiga, Kohesi dan Sudut Geser tetap namun berat jenis yang berubah ubah.

Kohesi (c) = 0.23 t/m2 (lap.1), 0.24 t/m2 (Lap.2), 0.24 t/m2 (Lap.3), 0.24 t/m2 (Lap.4), dan 0.24 t/m2 (Lap.5)

47

Tabel Variasi I (Pondasi Tiang)

φ ( o _{) C (t/m}2₎ γ(t/m3) _{Qu (ton/m}2₎

Tabel 4.9 Daya dukung pondasi Tiang Variasi I lapisan 1

φ ( o ₎

50

φ ( o _{) C (t/m}2₎ γ(t/m3)

Qu (ton/m2₎

25 12.88043

26 14.12134

27 15.50326

28 17.04528

29 18.76955

30

1

1.533

20.70180

31 31.37194

32 35.15774

33 39.48695

34 44.45215

35 50.16442

51

Gambar 4.14 Grafik hubungan sudut geser dalam terhadap daya dukung pondasi tiang.

0

Pondasi Tiang Variasi I

Lapisan I : SP (Sand poorly graded)

Lapisan II : SP (Sand poorly graded)

Lapisan III : GM (Gravel with silt, clay and sand)

Lapisan IV : GM (Gravel with silt, clay and sand)

52

Tabel Variasi II (Pondasi Tiang)

C (t/m2₎ φ ( o ₎ γ(t/m3) _{Qu (ton/m}2₎

0 2.06785

0.1 2.17930

0.2 2.29075

0.3 25 1.401 2.40220

0.4 2.51365

0.5 2.62510

Tabel 4.14 Daya dukung pondasi Tiang Variasi II lapisan 1

C (t/m2₎ φ ( o ₎ γ(t/m3) _{Qu (ton/m}2₎

0 4.04704

0.1 4.17340

0.2 4.29976

0.3 27 1.416 4.42612

0.4 4.55248

0.5 4.67884

53

Tabel 4.16 Daya dukung pondasi Tiang Variasi II lapisan 3

C (t/m2₎ φ ( o ₎ γ(t/m3)

Tabel 4.17 Daya dukung pondasi Tiang Variasi II lapisan 4

C (t/m2) φ ( o ) γ(t/m3)

54

Gambar 4.15 Grafik hubungan kohesi terhadap daya dukung pondasi tiang.

0

Pondasi Tiang Variasi 2

Lapisan 1

Lapisan I : SP (Sand poorly graded)

Lapisan II : SP (Sand poorly graded)

Lapisan III : GM (Gravel with silt, clay and sand)

Lapisan IV : GM (Gravel with silt, clay and sand)

55

Tabel Variasi III (Pondasi Tiang)

γ(t/m3_{) φ (} o _{) C (t/m}2_{) Qu (ton/m}2₎

Tabel 4.19 Daya dukung pondasi Tiang Variasi III lapisan 1

γ(t/m3_{) φ (} o _{) C (t/m}2_{) Qu (ton/m}2₎

57

Tabel 4.22 Daya dukung pondasi Tiang Variasi III lapisan 4

γ(t/m3_{) φ (} o _{) C (t/m}2₎

58

Gambar 4.16 Grafik hubungan berat volume terhadap daya dukung pondasi tiang.

0

Pondasi Tiang Variasi 3

Lapisan 1

Lapisan II : SP (Sand poorly graded)

Lapisan III : GM (Gravel with silt, clay and sand)

Lapisan IV : GM (Gravel with silt, clay and sand)

59

4.2 Pembahasan

4.2.1 Pondasi Telapak

Dari hasil analisa dan perhitungan daya dukung tanah untuk pondasi telapak, di peroleh besar daya dukung tanah untuk tiap kedalaman dari lapisan I , serta grafik hubungan daya dukung terhadap variasi kedalaman, dimensi, dan variasi parameter kuat geser tanah. Selain itu, juga di lakukan perbandingan nilai daya dukung antara metode Terzaghi dan metode Meyerhof yang menghasilkan grafik perbandingan besaran daya dukung untuk tiap masing-masing metode tersebut.

Dari hasil perhitungan daya dukung serta grafik yang di peroleh, dapat dilihat beberapa hal yang menjadi hasil dari penelitian ini, antara lain :

1. Berdasarkan variasi kedalaman diperoleh, semakin dalam pondasi telapak ditanam, maka semakin besar pula daya dukung yang dihasilkan.

2. Dengan menggunakan metode Terzaghi dan Meyerhof dalam menghitung daya dukung berdasarkan variasi dimensi pondasi (1m, 1.5m, 2m, 2.25m), daya dukung yang dihasilkan menjadi semakin besar apabila dimensi pondasi pun semakin besar.

3. Dari hasil perbandingan nilai daya dukung metode Terzaghi dan metode Meyerhof, diketahui bahwa metode Meyerhof menghasilkan nilai daya dukung yang lebih besar dari metode Terzaghi, jadi untuk perencanaan pondasi sebaiknya digunakan nilai daya dukung yang paling kecil yaitu metode Terzaghi.

60 4.2.2 Pondasi Tiang

Pada pondasi tiang dihitung daya dukung dari lapisan I sampai lapisan V (1m-15m). Variasi dan grafik yang dihitung juga sama dengan yang dihitung pada pondasi telapak, ditambah dengan grafik perbandingan bentuk pile antara pile persegi dan pile lingkaran. Dilakukan juga perbandingan besar daya dukung dari metode Janbu dan metode Meyerhof.

Dari hasil perhitungan serta grafik yang diperoleh, dapat dilihat beberapa hal yang menjadi hasil dari penelitian ini, antara lain :

1. Berdasarkan variasi kedalaman diperoleh, semakin dalam kedalaman pondasi tiang maka semakin besar pula daya dukung yang dihasilkan.

2. Setelah dibandingkan, didapat kesimpulan bahwa pile bentik persegi menghasilkan daya dukung yang lebih besar dari pile berbentuk lingkaran. 3. Semakin besar dimensi pile, semakin besar pula daya dukung yang

dihasilkan. Diameter pila yang digunakan untuk variasi dimensi adalah 0.3m, 0.4m, dan 0.5m.

4. Untuk perhitungan dengan variasi parameter tanah, dilakukan dalam 3 variasi, variasi I (Berat volume dan kohesi tetap, namun sudut geser yang diubah-ubah), variasi II (Berat volume dan sudut geser tetap, kohesi yang diubah-ubah), variasi III (Kohesi dan sudut geser tetap, berat volume yang berubah-ubah). Dari ketiga variasi di atas diperoleh kesimpulan semakin besar parameter kuat geser tanah, semakin besar daya dukung yang dihasilkan.

5. Khusus untuk metode Janbu, terdapat variabel η yaitu sudut kontak antara tanah dan ujung pile. Besarnya nilai η ditentukan berdasarkan tingkat kepadatan tanah, namun sampai sekarang masih merupakan perdebatan para ahli. Untuk dapat menentukan besarnya nilai η, penulis mengambil dasar dari

buku “foundation design Manual” karya N.V Nayak 1982 berupa tabel

61

tanah agak padat (compact) dengan nilai η yang disesuaikan dengan grafik janbu yaitu sebesar 90o. Untuk tanah dengan sudut geser ≥36o (dense) nilai η yang digunakan adalah 105o_{. Dalam perhitungan daya dukung variabel} tersebut memberi pengaruh yang besar, karena disetiap pergantian nilai η terjadi lonjakan nilai daya dukung yang dihasilkan.

62

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dan analisa di atas, berdasarkan grafik yang di hasilkan maka didapat beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Untuk Pondasi dangkal dihitung pada lapisan I, yang hasilnya adalah;

Lapisan Parameter

Kedalaman

2. Beban yang dapat dipikul oleh pondasi telapak pada lapisan I, adalah :

63

3. Untuk pondasi tiang dihitung dari lapisan I sampai V, yang hasilnya adalah :

Lapisan Parameter

64

4. Beban yang dapat dipikul oleh pondasi tiang pada lapisan I sampai V, adalah :

Lapisan Kedalaman (Df) Diameter (D) Qu (ton/m2) Pijin

5. Semakin besar diameter dan semakin besar kedalaman pondasi, akan memperbesar daya dukung tanah yang akan diperoleh.

6. Berdasarkan grafik-grafik variasi parameter tanah dari dua tipe pondasi dapat disimpulkan, semakin besar nilai parameter kuat geser tanah c,

φ

, dan

γ

,

maka daya dukung yang diperoleh akan menjadi lebih besar.

65

selanjutnya. Hal ini dapat dilihat pada tabel hasil perhitungan daya dukung dengan variasi sudut geser dalam dengan tipe pondasi tiang.

5.2 Saran

Berdasarkan hasil penelitian ini, penulis menyarankan beberapa hal yang bisa menjadi manfaat dari penelitian ini.

1. Dalam perencanaan pondasi harus selalu diperhatikan kekuatan batas tanah untuk menanggung beban yang akan diterimanya. Jika beban yang diterima jauh lebih besar dari kekuatan batas tersebut maka bisa menyebabkan kegagalan struktur diatas pondasi.

66

DAFTAR PUSTAKA

Bowles, J E. 1997. Foundation Analysis and Design Fifth Edition. Mc Graw-Hill. Singapura.

Christady, H. 1996. Teknik Pondasi Jilid 1. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Coduto, D P. 2001. Foundation Design Principles and Practice. Pretince-Hall. New Jersey.

Das, B M. 1993. Mekanika Tanah Jilid 2. Erlangga. Jakarta.

Das, B M. 2011. Principles of Foundation Engineering Sevent Edition.Cengange. Stamford.

http://kammisiq.blogspot.com/2010/03/daya-dukung-tanah.html https://sites.google.com/site/kisaranteknik

Leon,O. 1993. Kunci Menyusun Program Basic. Alumni. Bandung Nayak,N V. 1982.Foundation Design Manual. Dhanpat Rai and Sons.

67

LAMPIRAN

1. Flow Cart Program

a. Pondasi Dangkal

Mulai

Input Psi

If Psi = 0

Ao =

3.141592654*(0.75-(psi/360))*tan((psi/180)*3.141592654)

A0 = exp(Ao)^2

Nq =

A0/(2*cos(((45+psi/2)/180)*3.141592654)^2)

Nc = (Nq-1)/tan((psi/180)*3.141592654)

Nq=1.0 , Nc=5.7, Ng=0.0

68

A

Ng =

(2*(Nq+1)*tan((psi/180)*3.141592654))/(1+0.4*sin(((4*psi)/180) *3.141592654))

Input G

B

Input Df

q = G*Df

Input C

Input B

Qu = (C*Nc)+(q*Nq)+(0.5*B*G*Ng)

Print Qu

69 b. Pondasi Tiang

Mulai

Input Psi

If Psi = 0

Input n

A = (tan((Psi/180)*3.141592654))

B = sqr(1+(tan((Psi/180)*3.141592654)^2))

C =

exp(2*((n/180)*3.141592654)*tan((Psi/180)*3.141592

Nq = (A+B)^2*C

A

Nc = (Nq - 1)/tan((Psi/180)*3.141592654)

Nq=1.0 , Nc=5.74,

70

A

Input G

B

Input Df

q = G*Df

Input C

Input D

Ap = 3.141592654*((D/2)^2)

Qu = Ap*((C*Nc)+(q*Nq))

Print Qu

71

2. Sript Program

a. Program Terzaghi (Pondasi Dangkal)

print tab(40);"PROGRAM PERHITUNGAN DAYA DUKUNG DENGAN METODE TERZAGHI"

print tab(2) "Nama : Arca G.N. Pamikiran"

print tab(1) "NRI : 070211018"

print "Fakultas Teknik Universitas Sam Ratulangi"

print tab(2) "Dipergunakan dalam penyelesaian Tugas Akhir"

'Menghitung Nq,Nc, dan Ngamma berdasarkan nilai sudut geser dalam

Print tab(5)"masukkan nilai sudut geser dalam = (Dalam derajat)"

input psi

If psi = 0 then Nq=1.0:Nc=5.7:Ng=0.0:print "Nq =";Nq;tab(25);"Nc =";Nc;tab(50);"Ng =";Ng:goto [overburden]

Ao = 3.141592654*(0.75-(psi/360))*tan((psi/180)*3.141592654)

A0 = exp(Ao)^2

Nq = A0/(2*cos(((45+psi/2)/180)*3.141592654)^2)

Nc = (Nq-1)/tan((psi/180)*3.141592654)

Ng = (2*(Nq+1)*tan((psi/180)*3.141592654))/(1+0.4*sin(((4*psi)/180)*3.141592654))

Print tab(2)"Nq";tab(25);"Nc";tab(50);"Ng"

Print tab(2) Nq ;tab(25); Nc ;tab(50);Ng

[overburden]

'Menghitung nilai Tegangan efektif "q"

print tab(1)"---"

print tab(4)"Mencari nilai tegangan efektif (q)"

print tab(1)"Masukkan nilai berat volume tanah, dalam ton/m3"

input G

72 print tab(1)"Masukkan kedalaman pondasi, dalam m."

input Df

print "Kedalaman Pondasi, Df = ";Df;tab(29);"m"

q = G*Df

print tab(1)"Overburden preasure, q = G x Df =" ;tab(30);q;tab(40);"t/m2"

'Menghitung daya dukung tanah (Qu)

print tab(1)"---"

print tab(4)"menghitung besarnya daya dukung tanah (Qu) metode terzaghi"

print tab(1)"masukkan nilai kohesi (C) ="

input C

print "Kohesi (C) = ";tab(6);C

print tab(1)"masukkan dimensi pondasi, dalam hal ini pondasi dianggap persegi L = B x B. B = "

input B

print "B = ";tab(6);B;tab(10);"m"

Qu = (C*Nc)+(q*Nq)+(0.5*B*G*Ng)

print tab(1)"---"

print tab(2)"Besarnya daya dukung pondasi = "

print tab(1) "Qu = (C*Nc)+(q*Nq)+(0.5*B*G*Ng) = ";tab(15);Qu;tab(45);"t/m2"

73 b.Program Janbu (Pondasi Tiang)

print tab(40);"PERHITUNGAN ESTIMASI DAYA DUKUNG UJUNG PILE METODE JANBU"

print tab(2) "Nama : Arca G.N. Pamikiran"

print tab(1) "NRI : 070211018"

print "Fakultas Teknik Universitas Sam Ratulangi"

print tab(2) "Dipergunakan dalam penyelesaian Tugas Akhir"

'Menghitung nilai Nq* dan Nc*

print tab(5) "Menghitung nilai Nq* dan Nc* untuk persamaan Janbu"

print tab(2) "Masukkan nilai sudut geser dalam/Psi (dalam derajat) ="

input Psi

if Psi = 0 then Nq = 1:Nc = 5.74: print tab(2)"Nq* =";tab(7);Nq;tab(15);"Nc* =";tab(22);Nc:goto [overburden]

print tab(1) "Nilai Psi =";tab(15);Psi;tab(19);"derajat"

print tab(2) "Masukkan nilai n (dalam derajat) ="

input n

print tab(1) "Nilai n =";tab(15);n;tab(19);"derajat"

A = (tan((Psi/180)*3.141592654))

B = sqr(1+(tan((Psi/180)*3.141592654)^2))

C = exp(2*((n/180)*3.141592654)*tan((Psi/180)*3.141592654))

Nq = (A+B)^2*C

Nc = (Nq - 1)/tan((Psi/180)*3.141592654)

print tab(2)tab(5);"Nq*";tab(30);"Nc*"

print tab(1) Nq;tab(25);Nc

print tab(1)"---"

[overburden]

'menghitung nilai q'

74

print tab(5)"Menghitung Effective Vertical Stress at The level of The pile tip"

print tab(1) "Masukkan nilai berat volume tanah ="

input G

print tab(1)"Berat volume tanah =";tab(25);G;tab(35);"t/m3"

print tab(2)"Masukkan kedalaman dari permukaan tanah sampai ujung pondasi ="

input Df

print tab(1)"Kedalaman dari permukaan tanah sampai ujung pondasi =";tab(55);Df;tab(59);"m"

q = G*Df

print tab(2)"Effective Vertical Stress at The level of The pile tip (q')=";tab(62);q;tab(70);"t/m2"

[bearing]

'Daya dukung ujung pondasi tiang

print tab(1)"---"

print tab(5)"Menghitung Daya dukung ujung dari pondasi tiang, Dengan metode Janbu "

print tab(1) "Masukkan Nilai C (kohesi) = "

input C

print tab(1)"Nilai Kohesi Tanah (C) = ";tab(25);C;tab(31);"t/m2"

print tab(3)"Bentuk Pile dianggap pile bulat, masukkan Diameter dari pile ="

input D

print tab(1)"Diameter Pile = ";tab(17);D;tab(24);"m"

Ap = 3.141592654*((D/2)^2)

print tab(1)"Luas Penampang Pile lingkaran =";tab(33);Ap;tab(45);"m2"

print tab(1)"---"

Qu = Ap*((C*Nc)+(q*Nq))

print tab(2)"Besar Daya dukung ujung (Point Bearing Capacity) = "

print tab(1)"Qu = Ap x ((C x Nc*)+(q' x Nq*)) = ";Qu;" Ton "

75

3. Data Sekunder