Selain berdasarkan jenis tanah, kepadatan tanah juga dapat dikorelasikan melalui nilai SPT tanah seperti terlihat pada Tabel 2.3. Nilai kohesi efektif dan sudut gesek internal dapat diperoleh melalui korelasi seperti terlihat pada Tabel 2.4 dan Tabel 2.5. Das (1999) dan Bowles (1982) menyajikan hubungan antara jenis tanah dan modulus elastisitas tanah, yang ditunjukkan pada Tabel 2.6 dan Tabel 2.7.
Selain tabel korelasi berdasarkan jenis tanah yang ditunjukkan pada Tabel 2.6 dan Tabel 2.7, Schmertmann (1970) menyajikan korelasi nilai SPT dengan modulus elastisitas tanah yang diperoleh melalui persamaan berikut. Faktor teknis meliputi beban yang dipikul pondasi dan jenis tanah disekitar lokasi proyek dimana pondasi akan dipasang. Kriteria pondasi dangkal adalah pondasi dangkal harus aman dari keruntuhan geser yang terjadi pada tanah di bawahnya dan pondasi dangkal tidak boleh mengalami perpindahan atau penurunan yang berlebihan (relatif karena besarnya perpindahan dan penurunan yang diperbolehkan suatu struktur berbeda-beda tergantung berbagai pertimbangan) (sumber: Braja M. Das, 2016).
Pondasi rakit biasanya digunakan pada tanah yang mempunyai daya dukung beban yang rendah namun harus mampu menahan beban struktur yang besar (sumber: Braja M. Das, 2016). Pondasi jaring laba-laba merupakan gabungan konstruksi substruktur yaitu gabungan pelat beton tipis mutu K-225 berukuran 10-15 cm, yang bagian bawahnya dikaku dengan rusuk tegak yang tipis dan relatif tinggi, biasanya 50-150 cm, dan sistem perbaikan tanah dengan metode pemadatan yang dilakukan antar rusuk. Tulang rusuk pada pondasi jaring laba-laba berperan sebagai penyebar tegangan atau gaya-gaya yang bekerja pada kolom.
Mengisi pasir atau tanah yang dipadatkan di antara tulang rusuk berfungsi untuk menahan tulang rusuk konstruksi terhadap lipatan puntir.
Fondasi Dalam
Tahanan terhadap beban struktur timbul dari adanya tahanan gesek yang terjadi antara tanah dengan tiang, seperti pada Gambar 2.5 (b). Pondasi tiang pancang tahan terhadap tekuk dan masih mampu menahan beban vertikal yang diteruskan oleh bangunan atas, seperti terlihat pada Gambar 2.5 (c). Pada kondisi ini pondasi tiang pancang harus mempunyai panjang yang lebih besar dari kedalaman zona aktif tempat terjadinya penyusutan dan pemuaian tanah, seperti pada Gambar 2.6 (a).
Fondasi berbagai struktur seperti menara transmisi, lepas pantai dan basement berada di bawah permukaan air tanah untuk menghindari gaya angkat seperti pada Gambar 2.6 (b). Berdasarkan bahan bentuknya, pondasi dalam dapat dibedakan menjadi tiang pancang baja, tiang pancang beton, tiang pancang kayu dan tiang pancang komposit (Sumber: Braja M. Das, 2016) Pondasi dalam yang umum digunakan adalah pondasi tiang pancang beton. Pondasi tiang pancang beton terdiri dari 2 (dua) macam, yaitu pondasi tiang pancang prefabrikasi atau biasa disebut tiang pancang, dan pondasi tiang pancang in-situ atau biasa disebut pondasi tiang bor.
Pondasi suaka mempunyai kelebihan yaitu tahan terhadap korosi, dapat menerima beban yang besar dan mudah dipadukan dengan struktur diatasnya. Pondasi tiang bor dibuat dengan cara mengebor permukaannya kemudian mengisi lubang yang telah dibor dengan beton. Pondasi tiang pancang dengan kotak dibuat dengan cara memasukkan kotak baja ke permukaan tanah kemudian mengisinya dengan beton.
Keuntungan menggunakan pondasi tiang bor adalah biayanya yang relatif murah, dapat diperiksa sebelum beton dituang, dan mudah untuk diperpanjang. Sedangkan kelemahan penggunaan pondasi tiang perforasi adalah sulitnya penyambungan dan rangka yang tipis kemungkinan besar akan rusak pada saat pemasangan.
Daya Dukung Fondasi Tiang
Dengan tiang di tanah berpasir, getaran yang terjadi pada saat pemasangan tiang dapat menyebabkan pemadatan tanah di sekitar tiang. Pengamatan menunjukkan bahwa sifat variasi nilai f di lapangan dapat ditunjukkan pada Gambar 2.10, dimana satuan tahanan gesek alas tiang meningkat berbanding lurus dengan kedalaman dan linier pada kedalaman kurang lebih L' = 15D . Pada kedalaman yang sama, tahanan gesek selimut pada pasir akan lebih tinggi pada tiang pancang dibandingkan tiang dengan pemasangan unscrew.
Melalui faktor-faktor tersebut, satuan tahanan gesek pondasi tiang pancang pada tanah berpasir dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.13 untuk kedalaman z = 0 sampai z = L'.
Deformasi
Gambar 2.13 menunjukkan bahwa daya dukung pondasi adalah qu/SF menurut keruntuhan geser. Namun mengingat besarnya penurunan yang terjadi, S', lebih besar dari penurunan yang diijinkan, Sall, maka daya dukung pondasi yang tepat untuk kondisi ini adalah qall(s). Berkurangnya konsolidasi (consolidation settlement), yaitu akibat adanya perubahan volume tanah jenuh air akibat keluarnya air yang menempati pori-pori tanah.
Janbu (1956) merumuskan persamaan untuk menghitung penurunan sesaat pada pondasi dangkal pada tanah lempung jenuh yang dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.15. Hal ini akan menyebabkan terkurasnya air pori tanah melalui pori-pori tanah sehingga mengakibatkan berkurangnya volume tanah sehingga menyebabkan menurunnya konsolidasi. Pada pondasi tiang pancang, penurunan total ketika beban vertikal Qw diterapkan dapat didefinisikan sebagai berikut.
Jika material pondasi tiang pancang diasumsikan merupakan bahan elastis, maka deformasi tiang dapat dihitung sebagai berikut. Penurunan tiang bor yang disebabkan oleh beban yang ditopang oleh ujung tiang dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut. Penurunan tiang akibat beban yang ditopang sepanjang selimut pada pondasi tiang dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.
Sedangkan selisih penurunan pondasi rakit dapat dihitung dengan menghitung faktor kekakuan dengan persamaan sebagai berikut (American Concrete Institute Committee. Dari nilai kekakuan Kr dapat ditentukan perbandingan (δ) antara selisih penurunan dengan penurunan total. dengan ketentuan sebagai berikut Ukuran total bangunan dan perbedaan penurunan yang diizinkan ditentukan berdasarkan toleransi bangunan atas dan bangunan di sekitarnya, yang harus ditinjau dalam setiap kasus dengan mengacu pada integritas, stabilitas dan fungsi konstruksi.
Selisih penurunan (differential settlement) yang diperkirakan akan terjadi harus ditentukan secara hati-hati dan konservatif, serta pengaruhnya terhadap gedung-gedung tinggi di atasnya harus diperiksa untuk memastikan bahwa selisih penurunan tersebut masih memenuhi kriteria kekuatan dan kemudahan servis 1/300.
Metode Elemen Hingga
Memungkinkan pengurangan < 15 cm + b/600 (b dalam cm) untuk bangunan tinggi dan terbukti bangunan atasnya masih aman. Ini mencakup masalah yang tidak tergantung waktu, seperti analisis tegangan elastis linier, elektrostatik, magnetostatik, sistem konduksi panas, dan aliran fluida. Perlu ditentukan nilai khusus atau nilai kritis, misalnya stabilitas struktur dan penentuan frekuensi alami sistem elastis linier dan masalah getaran.
Teori Keruntuhan Mohr Coulomb
Keruntuhan tidak akan terjadi jika tegangan normal dan tegangan geser bekerja pada bidang massa tanah, sedangkan keruntuhan akibat gaya geser akan terjadi jika tegangan normal dan tegangan geser terletak tepat pada garis patahan.
Teori Hardening Soil
Dalam kasus khusus uji triaksial kering, hubungan yang diamati antara regangan aksial dan tegangan deviator dapat didekati dengan baik menggunakan hiperbola. Eoedref = 0,8 E50ref dapat diasumsikan (Plaxis, 2018) atau jika tidak ada data uji oedometri maka estimasi modulus oedometri dapat diambil sebagai Eoedref = E50ref. Jika E50 atau Euro tidak dapat ditentukan langsung dari kurva eksperimen, nilainya dapat dihitung menggunakan.
Saat memodelkan tanah yang mengeras, pemadatan plastis diperhitungkan, yang meningkatkan tegangan vertikal seiring dengan berkembangnya tegangan pori yang berlebihan. Namun pada tanah sedang dan pasir padat, tingkat tegangan tanah kembali meningkat setelah mencapai titik keruntuhan, hal ini disebabkan oleh sudut muai yang menyebabkan berkurangnya tegangan pada air pori dan meningkatkan tegangan efektif. Pada pengujian tak terdrainase, tegangan efektif horizontal menurun seiring dengan peningkatan tegangan vertikal yang disebabkan oleh peningkatan tekanan air pori.
