USULAN PERKIRAAN DAYA DUKUNG PONDASI DANGKAL (SWALLOW FOUNDANTION) DI ATAS TANAH LEMPUNG LUNAK YANG DIPERKUAT
GEOTEKTILE Arief Alihudien ST., MT*)
ABSTRAK
Tanah lempung adalah tanah yang sering menimbulkan banyak masalah, diantaranya adalah daya dukung tanah yang relatif kecil, seperti pada tanah lempung lunak. Banyak metode alternatif yang dipakai untuk meningkatkan daya dukung tanah lempung lunak, diantaranya dengan menggunakan pemasangan geotetile. Arief, dkk (2013) telah mengadakan penelitian tentang hubungan Bearing Capacity Ratio (BCR=qi/qo)),dengan
rasio b/B (lebar geotektile /lebar pondasi), rasio d/B (kedalaman geotektile/kedalaman pondasi), dan rasio z/B (spasi geotektile/lebar pondasi) perkuatan geotektile pondasi dangkal diatas tanah lunak. Adapun hasil penelitian tersebut mengasilkan persamaan sebagai berikut: BCR = 0.165 b/B -2.298 d/B – 1.210 z/B +2.925. Bagaimana persamaan diatas dipakai untuk memperkirakan daya dukung pondasi diatas tanah lunak yang diperkuat geotektile perlu dikaji. Hasil pembahasan dalam kaitan tersebut disarankan digunakan rumus sebagai berikut : = (Nfg). Dimana qi adalah daya dukung pondasi dengan perkuatan geotetile, qo adalah daya dukung
pondasi tanpa perkuatan geotektile, Nfg adalah factor bentuk dan susunan geotektile = 0.165 b/B -2.298 d/B – 1.210 z/B +2.925
Kata kunci: perkuatan geotektile, (geotextile reinforment) tanah lunak,daya dukung pondasi
PENDAHULUAN
Tanah lempung adalah tanah yang sering menimbulkan banyak masalah, diantaranya adalah daya dukung tanah yang relatif kecil, seperti pada tanah lempung lunak. Banyak metode alternatif yang dipakai untuk meningkatkan daya dukung tanah lempung lunak, diantaranya dengan mencampur dengan material tertentu seperti mencampur dengan semen atau kapur.
Geotektile adalah salah satu bahan yang digunakan untuk memperbesar daya dukung tanah. Geotektile umum banyak dipakai pada pekerjaan pekerjaan timbunan untuk mengatasi adanya stabilitas timbunan, sedangkan untuk perbaikan tanah dibawah pondasi telapak masih belum banyak dikembangkan. Penggunanaan geotektile sebagai bahan perbaikan pada tanah lempung kemungkinan akan sangat banyak hal yang menjadi pengaruhnya. Diantaranya adalah karena kualitas geotektile, kedalam pemasangan geotektile terhadap dasar pondasi, jarak antara geotektile, serta lebar geotektile dan mungkin masih banyak lagi Arief dan Rovi 2013 telah melaksanakan penelitian pengaruh ukuran, kedalaman, dan spasi perkuatan geotektil pada daya dukung pondasi dangkal diatas lempung dengan konsistensi Lunak. Adapun tujuan dalam penelitian ini adalah mengkaji penggunaan perumusan yang didapat dalam penelitian diatas dalam memperkirakan daya dukung pondasi dangkal diatas tanah lunak yang diperkuat geotektile.
Formula untuk menghitung besarnya kapasitas dukung fundasi dangkal (qu), usulan Terzaghi (1943) dalam (Hardiyatmo, 1996) dan Bowles, (1996) untuk fondasi lajur, adalah sebagai berikut:
= 1.3 + + 1 2 ………. 1
Dimana qult adalah Daya Dukung Batas, c adalah kohesi tanah, Df adalah Kedalaman
Pondasi , adalah Berat Volume Tanah, B adalah lebar pondasi, Nc,Nq,N adalah Faktor Daya
Dukung Tanah
Formula pada Persamaan 1, diturunkan dari mekanisme keruntuhan geser umum, dengan bidang keruntuhan seperti pada Gambar 1.
Gambar 1. Skema Keruntuhan Geser Umum Pada Pondasi dangkal Terzhagi (1943)
Kapasitas dukung pada mekanisme keruntuhan geser umum pada fondasi dangkal didapatkan dari tekanan tanah pasif yang menahan gerakan baji (tanah di bawah fondasi). Pendekatan sederhana besarnya tekanan tanah pasif dikemukan oleh Rankine (1857) dalam Bowles (1996), dengan menganggap tanah yang menahan gerakan tanah berbentuk baji (Gambar 2). Sedangkan menurut hasil penelitian Duncan and Mokwa (2001) menunjukkan pendekatan bidang keruntuhan berbentuk log spiral (Error! Reference source not found.) memberikan hasil lebih baik dari pada pendekatan bentuk baji.
Gambar 2. Skema Tekanan Tanah Pasif Pada Tembok Dinding Penahan Tanah
Gambar 3. Mekanisme Keruntuhan Geser Log Spiral (Duncan and Mocwa 2001)
Penelitian tentang perkuatan fondasi pernah dilakukan oleh Michalowski dan Shi (2003), yaitu dengan memasang tulangan lembar geotektile satu lapis pada kedalaman 0,4 B dan 0,8 B pada tanah granuler. Selanjutnya Michalowski (2004), melanjutkan penelitian tersebut dengan variasi jumlah lapis, kedalaman, spasi lapisan perkuatan geotektile dan variasi sudut gesek internal tanah. Secara umum menunjukkan bahwa pemasangan tulangan lembar dapat meningkatkan kapasitas dukung fondasi. Pemasangan kaki pada fondasi telapak merupakan salah satu usaha untuk meningkatkan kapasitas dukung fondasi dengan memanfaatkan tekanan tanah pasif. Penelitian tersebut telah dilakukan oleh Mahiar and Patel (2000), Sumiyanto dan Nugroho (2005) dengan hasil yang cukup memuaskan, yaitu pemasangan kaki dapat meningkatkan kapasitas dikung fondasi. Namun demikian metode-metode tersebut tidak dapat digunakan pada fondasi existing bangunan lama yang akan diperkuat.
Huang dan Menq (1997), melakukan evaluasi pada tanah yang diberi perkuatan dibawah pondasi dengan suatu mekanisme keruntuhan yang dikemukakan oleh schosser` et. al (1983) seperti terlihat dibawah ini. Berdasarkan mekanisme keruntuhannya, keduannya memberi efek saling menguatkan.
Gambar 4 Mekanisme Keruntuhan pondasi pada tanah yang diperkuat
Untuk pondasi tanpa perkuatan daya dukung ultimatenya adalah
( ) =
Untuk pondasi dengan perkuatan daya dukung ultimatenya adalah
( ) = ( + Δ ) +
Berdasarkan data ekperiment dari berbagai penelitian, Huang dan Menq (1997) melakukan analisa regresi dan memperoleh formula untuk menghitung distribusi tegangan .
tan = 0,6880 − 2,071 ℎ+ 0,743 + 0,3 + 0,0766
Perkuatan Geotektile pada pondasi dangkal berdasarkan penelitian arief dkk (2013) secara statistic mendapatkan hubungan antara Bearing Capatity Ratio BCR dengan rasio b/B (lebar geotektile /lebar pondasi), rasio d/B (kedalaman geotektile/kedalaman pondasi), dan rasio z/B (spasi geotektile/lebar pondasi) perkuatan geotektile pondasi dangkal diatas tanah lunak. Formula Bearing Capatity Ratio BCR sebagai fungsi Kedalaman dan Spasi Geotektile digunakan analisa statistic Regresi linier Berganda. didapat sebuah persamaan dengan determinasi r2= 0.893 sebagai berikut:
BCR = 0.165 b/B -2.298 d/B – 1.210 z/B +2.925 Di mana
BCR = Bearing Capacit qi/qo
q1 = Daya Dukung Batas dengan Perkuatan Geotektile
qo = Daya Dukung Batas tanpa Perkuatan geotektile
b = Lebar Geotektile d = Kedalaman Geotektile z = Spasi Geotektile
B = Lebar Pondasi Foot Plate
Gambar 5. Model Pemasangan Perkuatan Geotektile dibawah Pondasi
METODELOGI PENELITIAN
Metode penelitian berupa kajian hasil penelitian sebelumnya tentang formula stastistik yang diperoleh. Adapun formula yang diperoleh tersebut dalam penelitian ini dimodifikasi untuk digunakan mengestimasi daya dukung pondasi dangkal di atas tanah lunak yang diperkuat dengan geotektile. d Z b B Pondasi Geotektile Geotektile Permukaan Tanah
PEMBAHASAN
Dalam estimasi daya dukung pondasi dangkal pada tanah lunak yang diperkuat dengan menggunakan geotektile dapat ditentukan langkah langkahnya sebagai berikut:
1. Tentukan konsistensi tanah apakah termasuk konsistensi lunak apa tidak dengan menggunakan table konsistensi tanah Muchtar (2000)
Tabel 1. Konsistensi Tanah
2. Perkirakan daya dukung tanah batas tanpa perkuatan, hal ini dapat dilakukan dengan perumusan yang sudah ada tergantung data tanah yng ada berupa data boring, SPT atau CPT, apabila berupa data boring maka bisa digunakan perumusan Terzhagi.
3. Perkirakan daya dukung tanah batas dengan perkuatan geotektile dengan formula arief dkk (2013) BCR = 0.165 b/B -2.298 d/B – 1.210 z/B +2.925 Atau = (0.165 b/B -2.298 d/B – 1.210 z/B +2.925) Atau = (Nfg)
Dimana qi = daya dukung pondasi dengan perkuatan geotetile
qo = daya dukung pondasi tanpa perkuatan geotektile
Nfg = factor bentuk dan susunan geotektile
= 0.165 b/B -2.298 d/B – 1.210 z/B +2.925 Contoh , sebuah pondasi dangkal seperti tergambar dibawah ini
Cu = 1.3 t/m2 1m t = 1.7 t/m2
1. m
Gambar 6. Model Pondasi Penyelesaian
1) Cek Konsistensi tanah, tanah merupakan tanah lunak karena nilai kuat geser undrained berada diantara 1.25 t/m2 dan 2.5 t/m2
2) Hitung daya dukung tanah tanpa perkuatan, perumusan digunakan formula terzhagi sebagai berikut
= 1.3 + + 1 2
Untuk = 0 maka Nc = 5, Nq = 1, N=0
= 1.3 1.3 5 + 1 1 ,7 1 + 1 2 1.5 1.7 0 = 10.15 2
Konsistensi tanah Taksiran harga kekuatan
geser undrained, Cu
Taksiran harga
SPT, harga N Taksiran harga tahanan conus, qc
(dari Sondir)
kPa ton/ m2
kg/cm2
kPa
Sangat lunak (very soft) 0 – 12.5 0 – 1.25 0 – 2 0 – 10 0 – 1000
Lunak (soft) 12.5 – 25 1.25 – 2.5 2 – 4 10 – 20 1000–2000
Menengah (medium) 25 – 50 2.5 – 5. 4 – 8 20– 40 2000 –4000
Kaku (stiff) 50 – 100 5.0 – 10. 8 – 15 40 –75 4000 – 7500
Sangat kaku (very stiff) 100 – 200 10. – 20. 15 – 30 75– 150 7500 – 15000
Hitung daya dukung tanah dengan menggunakan perkuatan geotektile disajikan dalam table dibawah ini :
Tabel 2. Perhitungan Daya Dukung Batas Pondasi Dangkal diatas tanah lunak
qo B b d z Nfg qi t/m2 m m m m t/m2 10.15 1.00 1.50 0.25 0.50 1.99 20.23 10.15 1.00 1.50 0.25 0.50 1.99 20.23 10.15 1.00 1.50 0.25 0.50 1.99 20.23 KESIMPULAN
Dari hasil pembahasan terhadap hasil penelitian ini dapat dibuat beberapa kesimpulan, bahwa dalam menggunakan formula daya dukung batas untuk pondasi dangkal di atas tanah lunak dapat dipergunakan formula penelitian arief dkk (2013), sebagai berikut
= (Nfg)
Dimana qi = daya dukung pondasi dengan perkuatan geotetile
qo = daya dukung pondasi tanpa perkuatan geotektile
Nfg = factor bentuk dan susunan geotektile
= 0.165 b/B -2.298 d/B – 1.210 z/B +2.925
Dari hasil penelitian ini hanya dapat dipakai untuk pondasi dangkal yang berada ditanah lunak, sehingga disarankan perlu kita untuk melakukan penelitian lebih lanjut berkaitan dengan pengaruh geotektile yang digunakan untuk tanah sangat lunak, medium, stiff dan keras sehingga kita dapat memperkirakan daya dukung tanah pada tanah dengan berbagai konsistensi.
DAFTAR PUSTAKA
1. ASTM, Standart on Geosyntetic, 5th ed, Philadelphia, PA.1984
2. ASTM D1196-93(2004). 2004 Load Test Methode for nonrepresentatif Static Test of soils and Flexible Pavament Component for Use in Evaluation and Design of Airport and Highway Pavements
3. ASTM D2488-2009 Standart Practice for Description and Identification of soil (visual – Manual Procedure)
4. Braja M. Das 1994 Mekanika Tanah Erlangga Jakarta 5. Braja M. Das 1998 Mekanika Tanah Erlangga Jakarta
6. Chen, Qiming 1997 An Experiment study on characteritic and Behaviour of reinforced soil foundantion China B S Nanjing Architecture and Civil Engineering Intitute
