Desain Pondasi Telapak dan Evaluasi Penurunan Pondasi

(1)

DESAIN PONDASI TELAPAK DAN EVALUASI PENURUNAN PONDASI

TUGAS AKHIR

Oleh :

BIDANG STUDI GEOTEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

ENDRA ADE GUNAWAN SITOHANG

07 0404 130

(2)

ABSTRAK

Dalam pekerjaan konstruksi bangunan kita akan banyak menemukan hal-hal menarik pada saat pembangunan dimulai dari pondasi sampai konstruksi seluruhnya selesai. Beberapa kasus yang dapat diambil adalah dalam perencanaan pondasi. Faktor jenis tanah, keterbatasan tempat, tipe pondasi, muka air tanah serta penurunan tanah.

Tugas akhir ini bertujuan untuk mendesain pondasi telapak pada tanah lempung mulai dari menghitung daya dukung tanah, dimensi pondasi, penulangan, kontrol kuat geser 1 arah dan 2 arah, sampai pada evaluasi penurunan pondasi. Perhitungan tulangan dibagi menjadi 3 tipe, pondasi bujur sangkar (tipe A dan B) dan pondasi kombinasi empat persegi panjang (tipe C). Sedangkan pada perhitungan penurunan, hanya membahas pondasi bujur sangkar yaitu tipe A dan B, dengan menggunakan dua metode yaitu one-point dan sub-layer.

Pada perhitungan tulangan pondasi, jika letak sumbu kolom agak berdekatan, maka akan lebih efisien menggunakan pondasi telapak kombinasi. Dan dengan menggunakan metode sub-layer, akan memberikan hasil penurunan yang lebih besar dibandingkan dengan metode one-point.

(3)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan atas anugerah Tuhan Yesus Kristus yang

telah melimpahkan kasih dan karunia-Nya kepada penulis, sehingga Tugas Akhir

ini dapat diselesaikan dengan baik.

Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik

Sipil bidang geoteknik Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Sumatera Utara, dengan judul “Desain Pondasi Telapak dan Evaluasi

Penurunan Pondasi’’.

Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak

terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena

itu ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada pihak yang berperan penting

yaitu:

1. Keluarga terkasih, orang tua penulis M. Sitohang dan E. br Tampubolon, SPd, abang Noverto Marlin Suyono Sitohang, SE, serta adik Sesbasar Sugiarto Sitohang untuk doa dan dukungannya.

2. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE, selaku dosen pembimbing dan penguji yang telah bersedia meluangkan waktu, tenaga, pikiran dan bersabar untuk memberikan masukan dan bimbingan dalam membantu penulis menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT dan bapak M. Agung Putra Handana, ST, MT, selaku

dosen pembanding dan penguji, yang telah memberikan saran dan nasehat yang membangun untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 4. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil

(4)

5. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

6. Bapak/Ibu seluruh staf pengajar Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

7. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik USU yang telah banyak memberikan bantuan kepada penulis.

8. Buat kawan-kawan seperjuangan semua angkatan 2007, abang-kakak angkatan 2005 dan 2006, serta adik-adik angkatan 2008, 2009 dan 2010, terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.

Penulis menyadari bahwa penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu diharapkan saran dan kritik yang konstruktif dari para pembaca agar tugas akhir ini menjadi lebih baik.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini

dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Juli 2013

ENDRA ADE GUNAWAN SITOHANG

(5)

DAFTAR ISI

I.4. Pembatasan Masalah dan Metodologi ... I.5. Sistematika Penulisan ...

BAB II. TINJAUANPUSTAKA

II.1. Pengertian tanah secara umum ... II.1.1.Klasifikasi tanah ...

II.1.2. Klasifikasi berdasarkan tekstur...

II.1.3. Klasifikasi Sistem Kesatuan Tanah (Unified Soil

Clasification System) ... II.1.4. Sistem Klasifikasi AASHTO ...

II.2. Pengertian umum pondasi ... II.3. Daya dukung tanah untuk pondasi dangkal ... II.3.1. Tipe keruntuhan pondasi ... II.3.2. Teori daya dukung tanah ... II.3.3. Analisis daya dukung Terzaghi ... a. Pengaruh bentuk pondasi ... b. Pengaruh muka air tanah ... c. Definisi-definisi dalam perancangan pondasi ... II.4. Penurunan pondasi dangkal... II.4.1. Penurunan elastic atau penurunan segera ... II.4.2. Penurunan konsolidasi (Consolidation settlement_{) ...} II.5. Distribusi Tegangan Dalam Tanah... II.5.1. Beban titik ...

(6)

II.5.3. Beban terbagi rata berbentuk empat persegi panjang ...

II.5.4. Beban terbagi rata berbentuk lingkaran

II.5.5. Beban terbagi rata luasan fleksibel berbentuk tak teratur ...

II.5.6. Metode penyebaran 2V:2H...

II.6. Konsolidasi dan Penurunan ... II.6.1. Teori Terzaghi Konsolidasi satu arah ...

II.6.2. Perhitungan penurunan konsolidasi dengan metode

sub-layer ... II.7. Penelitian tentang evaluasi penurunan tanah liat dengan metode

sub-layer ... II.8. Pondasi Telapak ... II.9. Pondasi Telapak Bujur Sangkar (Square Footing) ... II.9.1. Kuat geser ... II.9.2. Momen dan Penyaluran batang tulangan ...

II.9.3. Pelimpahan beban dari kolom ke pondasi ...

II.10.Perhitungan Tulangan Pondasi Telapak ... II.11.Pondasi Telapak Kombinasi ...

BAB III.METODOLOGI

III.1.Pemodelan Pondasi ... III.2.Jenis Tanah ... III.3. Menghitung daya dukung tanah ... III.4. Desain pondasi telapak ... III.5. Menghitung penurunan pondasi ...

BAB IV. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

IV.1.Pendahuluan ... IV.2.Perhitungan ... IV.2.1. Perhitungan penulangan pondasi tipe A ... IV.2.2. Perhitungan penulangan pondasi tipe B ... IV.2.3. Perhitungan penulangan pondasi tipe C ... IV.2.4. Perhitungan penurunan pondasi tipe A ... IV.2.5. Perhitungan penurunan pondasi tipe B ... IV.3.Analisis ...

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

(7)

DAFTAR NOTASI

qu Kapasitas daya dukung tanah.

c Kohesi.

Df Kedalaman pondasi.

D Kedalaman pondasi diukur dari muka air tanah.

Nc, Nq, N𝛾𝛾 Faktor-faktor kapasitas daya dukung.

𝛽𝛽𝑐𝑐 Rasio sisi panjang terhadap sisi pendek dari beban terpusat

yang bekerja atau bidang reaksi.

bo Panjang keliling penampang kritis geser dua arah.

K Faktor momen pikul.

a Tinggi balok tegangan beton tekan persegi ekuivalen.

s Jarak tulangan.

𝜆𝜆𝑑𝑑ℎ Panjang penyaluran tulangan kait.

𝜆𝜆ℎ𝑏𝑏 Panjang penyaluran dasar.

𝑑𝑑𝑏𝑏 Diameter batang tulangan.

𝛼𝛼 Faktor lokasi penulangan.

𝛽𝛽 Faktor pelapis.

𝛾𝛾 Faktor ukuran batang tulangan.

𝜆𝜆 Faktor beton agregat ringan.

fc’ Mutu bahan beton.

Fy Mutu bahan baja.

f Faktor tulangan lebih.

(8)

f2 Faktor selimut beton.

f3 Faktor sengkang.

Dr Kerapatan relatif.

St Penurunan total.

Si Penurunan segera.

S Penurunan konsolidasi primer.

Ss Penurunan konsolidasi sekunder.

Sr Derajat kejenuhan.

Df Kedalaman pondasi di bawah permukaan tanah.

H Ketebalan lapisan lempung.

B Lebar pondasi.

L Panjang pondasi.

K Koefisien permeabilitas.

∆𝑉𝑉 Perubahan volume.

V Volume awal.

𝜇𝜇 Angka poisson.

E Modulus elastisitas.

𝜎𝜎 Tegangan dalam tanah.

∆𝜎𝜎 Tambahan tegangan vertikal.

𝜎𝜎𝑥𝑥 Tegangan di dalam tanah dalam arah x.

𝜎𝜎𝑦𝑦 Tegangan di dalam tanah dalam arah y.

𝜎𝜎𝑧𝑧 Tegangan di dalam tanah dalam arah z.

Z Kedalaman titik yang ditinjau di bawah permukaan tanah.

(9)

q Beban yang dipikul pondasi.

Cc Indeks pemampatan.

Po Tegangan vertikal efektif pada kedalaman yang ditinjau.

∆𝑃𝑃 Tambahan tegangan vertikal pada kedalaman yang ditinjau.

eo Angka pori awal.

qn Beban yang didistribusikan pondasi ke tanah dibawahnya.

I Faktor distribusi tegangan.

Q Beban yang dipikul pondasi.

𝛾𝛾𝑛𝑛 Berat isi normal tanah.

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Penurunan

pondasi………...

Gambar 2.2 Perputaran

pondasi………...

Gambar 2.3 Sloof patah karena penurunan pondasi kiri terlalu

kecil………..

Gambar 2.4 Bahaya longsor

pondasi………...

Gambar 2.5 Bangunan terguling oleh beban

gempa………

Gambar 2.6 Macam-macam tipe

pondasi………

Gambar 2.7 Fase-fase keruntuhan

pondasi………..

Gambar 2.8 Keruntuhan geser umum

pondasi………

Gambar 2.9 Keruntuhan geser

lokal………

Gambar 2.10 Keruntuhan geser

penetrasi………..

(11)

Gambar 2.12 Faktor daya dukung untuk keruntuhan geser setempat menurut

Terzaghi………...

Gambar 2.12a Keadaan

I………

Gambar 2.12b Keadaan

II………...

Gambar 2.12c Keadaan III……….

Gambar 2.13 Penurunan elastis

tanah………

Gambar 2.14 Distribusi tegangan dalam

tanah………..

Gambar 2.15 Tambahan tegangan vertikal akibat beban

titik………...

Gambar 2.16 Faktor pengaruh (I) akibat beban titik, didasarkan teori

Boussinesq………...

Gambar 2.17 Tegangan akibat beban terbagi rata berbentuk lajur

memanjang……

Gambar 2.18 Tegangan di bawah beban terbagi rata berbentuk empat persegi

Panjang………

Gambar 2.19 Isobar tegangan untuk beban terbagi rata berbentuk lajur

memanjang

dan bujur sangkar teori Boussinesq……….

Gambar 2.20 Tegangan di bawah beban terbagi rata berbentuk lingkaran

(12)

Gambar 2.21 Faktor pengaruh I untuk tegangan vertikal di bawah beban terbagi

rata

berbentuk lingkaran fleksibel………...

Gambar 2.22 Penyebaran tegangan

2V:1H………...

Gambar 2.23 Pondasi telapak

dinding………..

tunggal………...

gabungan………

menerus………..

Gambar 2.27 Pondasi

mat………..

Gambar 2.28 Kait tulangan

standar………...

kombinasi………...

Gambar 2.30 Pondasi telapak kombinasi

persegi………..

Gambar 4.1 Model pondasi yang akan dihitung (a) Pondasi tipe A; (b) Pondasi

tipe

(13)

Gambar 4.2 Denah

Pondasi……….

Gambar 4.3 Pondasi tipe

A………..

Gambar 4.4 Gambar kontrol tegangan geser 1

arah………

Gambar 4.6 Gambar tegangan pada jarak

x………

Gambar 4.7 Penulangan pondasi tipe

A………..

Gambar 4.8 Pondasi tipe

B………...

arah………

Gambar 4.11 Gambar tegangan tanah pada jarak

x………...

Gambar 4.12 Penulangan pondasi tipe

B………...

Gambar 4.13 Pondasi tipe C – Pondasi

(14)

Gambar 4.14 Penulangan pondasi tipe C……….

Gambar 4.15 Distribusi tegangan satu lapisan pondasi tipe A………

Gambar 4.16 Distribusi tegangan 2 lapisan pondasi tipe A……….

Gambar 4.17 Distribusi tegangan 5 lapisan pondasi tipe A……….

Gambar 4.18 Distribusi tegangan 10 lapisan pondasi tipe A………...

Gambar 4.19 Distribusi tegangan satu lapisan pondasi tipe B………

Gambar 4.20 Distribusi tegangan 2 lapisan pondasi tipe B……….

Gambar 4.21 Distribusi tegangan 5 lapisan pondasi tipe B……….

(15)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Nilai-nilai faktor kapasitas daya dukung Terzaghi (Hardiyatmo,

1994)………

Tabel 2.2 Persamaan untuk panjang penyaluran tulangan

tarik………..

Tabel 4.1 Tambahan tegangan vertikal di bawah pondasi P1 perhitungan satu

lapisan (tebal lapisan 10 m) akibat pondasi P1-P6………

Tabel 4.4 Tambahan tegangan vertikal di bawah pondasi P1 perhitungan 2

lapisan (tebal lapisan 5 m) akibat pondasi P1-P6………..

(16)

Tabel 4.13 Rekapitulasi penurunan pondasi tipe A……….

(17)