Penulis memohon segala puji dan syukur kehadirat Allah swt yang telah melimpahkan taufiq, rahmat dan hidayah-Nya sehingga buku berjudul Fondasi Dangkal ini dapat ditulis. Pondasi dangkal merupakan bagian dari Teknik Pondasi dengan materi pembahasan mengenai stabilitas bangunan ringan dan sedang. Untuk dapat memahami materi pondasi dangkal, secara praktis Anda perlu memahami ilmu mekanika tanah, khususnya daya dukung tanah dimana pondasi akan ditempatkan.
Apa yang disebut dengan pondasi dangkal sangat sulit untuk didefinisikan, umumnya tergantung pada penafsiran masing-masing ahli tanah untuk mengartikannya. Secara umum pengertian pondasi dangkal dapat dilihat secara fisik dari bentuk konstruksi pondasinya, biasanya (tidak selalu) bentuk pondasi berbentuk persegi panjang atau persegi disebut juga dengan pondasi tapak. Pijakan menyebar atau hanya pondasi adalah jenis pondasi dangkal yang digunakan untuk memindahkan beban ke kolom terisolasi atau ke lapisan dinding bawah tanah.
Batas qult daya dukung > tegangan kontak akibat beban luar (baca Bab 6 mengenai tegangan kontak).
Umum
Kapasitas daya dukung Terzaghi
Anggapan dan dasar teori yang dipakai pada analisa Terzaghi
Tekanan pasif total P terdiri dari tiga komponen bentuk yang masing-masing dapat dihitung secara mandiri, kemudian ketiga komponen tersebut dijumlahkan walaupun permukaan kritis masing-masing komponen tidak sama.
Analisis Terzaghi
Daerah yang berada tepat di bawah pondasi ditahan agar tidak bergerak kesamping oleh gaya gesek dan adhesi antara tanah dan dasar pondasi. Batasnya adalah DA dan DC yang dianggap sebagai permukaan bidang yang membentuk sudut terhadap bidang mendatar = , lihat Gambar 2.1b. Disebut zona geser radial karena zona ini dibentuk oleh himpunan gaya geser radial dengan bagian atas dasar pondasi sebagai titik pusat spiral logaritma yang membentuk gaya geser radial.
Hal ini mengakibatkan tegangan geser di atas bidang horizontal tidak ada dan digantikan oleh beban q = Df. Akibat beban tersebut, pondasi cenderung mendorong segitiga ADC ke bawah dengan gerakan lateral dari zona I dan Zona II.
2 B tan
Kapasitas daya dukung Meyerhof 1 Umum
- Analisis Meyerhof
Dari persamaan 2.7 terlihat bahwa analisis daya dukung Terzaghi hanya dipengaruhi oleh faktor bentuk pondasi disamping faktor sifat tanah. Menurut Meyerhof, faktor yang mempengaruhi selain sifat tanah dan bentuk pondasi, antara lain kedalaman pondasi dan faktor beban. Perbedaan zona tegangan yang terjadi dibandingkan dengan metode Terzaghi sehingga pada Meyerhof adalah: (lihat gambar 2.1a dan gambar 2.3).
Untuk mempermudah analisis, Meyerhof memperkenalkan parameter yaitu untuk menentukan garis bf, dimana bf adalah luas keruntuhan yang terjadi pada permukaan tanah akan bertambah seiring bertambahnya kedalaman dan mendekati 900 untuk pondasi dalam. tanah resultan bgf diberikan oleh gaya normal po dan gaya tangensial yang bekerja sepanjang bidang bf. Faktor kedalaman dan kemiringan lereng menggunakan persamaan Meyerhof Persamaan 2.9 dapat dilihat pada Tabel 2.4 dibawah ini.
Kapasitas daya dukung Hansen 1 Umum
- Analisis Hansen
Harga Nc dan Nq sesuai dengan Nc dan Nq Meyerhof, persamaan 2.10 dan tabel 2.3 a, sedangkan harga N. Faktor-faktor bentuk pondasi, kedalaman pondasi, kemiringan beban, kemiringan permukaan dan kemiringan pondasi dapat dilihat pada tabel.
Pola keruntuhan
Corak keruntuhan kerosakan ricih am (general shear fault) mempunyai ciri di mana kawasan runtuh adalah jelas dan meluas ke permukaan. Corak kegagalan ricih tempatan mempunyai kawasan runtuh segi tiga dan medan gelinciran bermula dari hujung asas, serupa dengan corak kegagalan ricih am. Perbezaan dengan corak runtuh gelincir am ialah medan gelinciran tidak sampai ke permukaan tanah lihat Rajah 3.1, tetapi berhenti di suatu tempat pada masa tanah.
Pola keruntuhan lokal (kegagalan geser lokal) dapat disebut sebagai keadaan peralihan antara keruntuhan geser umum dan keruntuhan punching. Pola keruntuhan dampak geser ini mempunyai ciri tidak adanya pembengkakan pada permukaan tanah (tipe tanah heave). Dengan meningkatnya tekanan lapisan penutup, pola keruntuhan dapat berubah dari keruntuhan geser lokal menjadi keruntuhan geser impak tanpa mempertimbangkan kompresibilitas tanah.
Harga coklat untuk patahan geser lokal dan punching adalah 2/3 dari harga coklat untuk patahan geser umum.
Analisis kapasitas daya dukung 1 Umum
- Hubungan antara faktor-faktor yang diperlukan untuk menganalisis kapasitas daya dukung dengan cara
Persamaan 3.3 masih menunjukkan tidak adanya pengaruh faktor kedalaman pondasi d, karena metode Terzaghi tidak memasukkan pengaruh faktor kedalaman seperti metode Meyerhof. Besaran faktor yang digunakan pada Persamaan 3.3 dapat digunakan dengan menggunakan persamaan yang digunakan untuk mencari besaran faktor dalam persamaan Hansen, atau lebih spesifiknya yang direkomendasikan oleh Vesic. Sebagaimana diketahui dari rumus Terzaghi untuk pondasi dangkal, tidak terjadi daerah gelincir pada daerah diatas dasar pondasi.
Keadaan sebenarnya menunjukkan bahwa tekanan tanah di atas pondasi lebih lemah dibandingkan dengan lapisan bantalan di bawah pondasi. Secara umum pengaruh kedalaman terhadap daya dukung berasal dari pondasi tiang pancang/pondasi dalam seperti yang dilakukan oleh Meyerhof. Alasan tersebut dikemukakan oleh Vesic (1975) karena tidak menggunakan faktor kedalaman pondasi dangkal jika menggunakan rumus Terzaghi.
Persamaan Vesic sama persis dengan persamaan Hansen (termasuk memberikan faktor kedalaman), yaitu persamaan 2.11 dan 2.12 yang berbeda.
Umum
Pengaruh muka air tanah pada kapasitas daya dukung
Jika muka air tanah berada di daerah ini, maka tidak berpengaruh terhadap penggunaan persamaan untuk menghitung daya dukung.
Umum
Persamaan Terzaghi dengan menggunakan faktor yang dianjurkan Vesic
Jadi menurut Vesic, untuk perencanaan pondasi dangkal yang daya dukungnya menggunakan persamaan Terzaghi maka bebannya harus terpusat atau beban terletak pada daerah inti yang berjarak B/6 dari pusat pondasi.
Persamaan Terzaghi dengan menggunakan cara Meyerhof dan AREA Pada Beban Berinklinasi (Inclined Load)
Harga faktor reduksi dapat dilihat pada Gambar 5.4, dimana pada Gambar 5.4a berlaku untuk pondasi dengan perhitungan beban Qv. Titik Q adalah tempat kerja beban, atau tempat kerja beban yang diharapkan pada arah yang dipertimbangkan, yaitu letak garis tengah dimensi fiktif pondasi beban pada arah yang dipertimbangkan. Dengan demikian dapat diketahui bahwa secara matematis daya dukung tanah akan menurun jika eksentrisitasnya meningkat.
Dari gambar di atas terlihat bahwa pada tanah tak kohesi hubungannya tidak linier seperti fungsi parabola. Oleh karena itu metode ini lebih direkomendasikan untuk tanah kohesif karena didasarkan pada pengurangan daya dukung linier. Daya dukung dihitung berdasarkan prosedur biasa, dengan asumsi bahwa beban/gaya bekerja pada pusat gravitasi pondasi.
Faktor reduksi diperoleh dari fungsi rasio eksentrisitas (e) per lebar pondasi (B) dengan jenis tanah, lihat gambar 5.7. Persyaratan : (1) Hitung daya dukung dengan menggunakan metode lebar yang digunakan. 2) Hitung daya dukung dengan menggunakan faktor reduksi.
Cara lebar yang di gunakan
Cara Faktor Reduksi
- Umum
Tegangan kontak yang bekerja di bawah pondasi akibat beban pada struktur di atasnya (beban bangunan atas) disebut tegangan kontak. Dari Persamaan 6.1: Jika beban aksial bekerja sendiri dan tepat pada pusat gravitasi, Persamaan 6.1 menjadi Persamaan 6.2, lihat Gambar 6.1. Pemahaman mengenai tegangan kontak ini akan sangat berguna terutama dalam menentukan faktor keamanan SF (safety factor).
Sedangkan tegangan kontak dihitung berdasarkan beban struktur pada pondasi (beban suprastruktur) dan dimensi pondasi. Kapasitas beban yang diterapkan biasanya merupakan kapasitas beban ultimit, namun jika diinginkan SF yang lebih konservatif, maka kapasitas beban yang diterapkan adalah kapasitas beban yang diijinkan. Pengertian SF tidak hanya berkaitan dengan beban kontak saja, tetapi dapat mempunyai arti lain, lihat bab 8. 2) Kapasitas beban ultimit SF.
Diketahui : Soal seperti pada Gambar 6.4 dengan kapasitas beban ijin = 20 ton/m2. 2) Hitung momen gaya lintang pada pot A-A (3) Hitung SF terhadap geser sebagai koefisiennya.
FGEH
Diagram tegangan kontak
SF terhadap guling
- Tegangan kontak negatif (Negatif contact pressure)
- Umum
- Kapasitas daya dukung SPT
- Kapasitas daya dukung berdasarkan CPT
- Dari hasil plate bearing test
- Kapasitas daya dukung pondasi dengan memperhatikan gaya tarik atau gaya angkat (Uplift)
- Umum
- Besarnya faktor keamanan
- Umum
- Model Penurunan
Dalam menentukan daya dukung berdasarkan uji lapangan baik CPT maupun SPT, rumus yang diperoleh secara umum mengasumsikan bahwa daya dukung memungkinkan penurunan sistem pondasi (pondasi dangkal) sebesar 25 mm. Keuntungan metode ini adalah daya dukung dapat diperoleh segera setelah hasil uji lapangan selesai. N = adalah nilai rata-rata yang diperoleh antara dasar pondasi dan kedalaman 0,75 B di bawah dasar pondasi.
Digunakan rumus Meyerhof (1965), dimana daya dukung maksimum ijin qall dapat diperoleh secara langsung dengan asumsi besar penurunan = 25 mm. Daya dukung pondasi dengan memperhatikan gaya traksi atau gaya angkat (Uplift). Pada umumnya suatu pondasi bangunan dirancang berdasarkan besarnya beban layan yang ada (beban dari struktur atas) dan kekuatan material yang menahan beban tersebut, dalam hal ini tanah di bawah dan di sekitar pondasi.
Meskipun analisis dan desain biasanya dimulai dengan studi tentang daya dukung sistem pondasi tanah, secara umum penurunan pondasi membatasi desain. Terzaghi dan Peck mengembangkan tabel desain yang terkenal, lihat Gambar 9.2, untuk memperkirakan tekanan dukung yang diijinkan untuk pondasi dangkal di pasir menggunakan jumlah standar langkah terobosan dan lebar pondasi.
Es qBI
Uji Standar Penetrasi
Uji Penetrasi Standar (SPT) adalah uji yang sangat umum digunakan di AS untuk menentukan secara langsung kepadatan relatif tanah. Lapisan serupa yang kerapatan relatif dan sudut gesernya konstan terhadap kedalaman, jumlah goresan bertambah seiring kedalaman hingga tekanan meningkat seiring kedalaman. Oleh karena itu, setiap nilai SPT yang diukur harus diselidiki pengaruh tekanan besar secara simultan.
Beberapa ketentuan dalam melakukan perhitungan penyelesaian tidak mencakup koreksi untuk mendukung jumlah pukulan yang besar, tetapi menggunakan nilai hitungan pukulan yang diperoleh di lapangan. Variasi diameter lubang bor, panjang batang dan jenis pukulan dapat mempengaruhi jumlah pukulan yang dihitung untuk ukuran tanah dan nilai kepadatan relatif yang sama. Setiap faktor mengoreksi jumlah area pukulan untuk perbedaan dalam pukulan, panjang batang, sampel yang berbeda, dan perbedaan diameter lubang bor.
Pondasi yang diletakkan di bawah permukaan tanah akan lebih kecil penurunannya dibandingkan dengan pondasi yang berada di permukaan.
Metode Perhitungan Penurunan
Proporsi Pondasi Telapak untuk Penurunan yang Sama Untuk tanah lempung, menggunakan metode berikut ini
Penurunan Konsolidasi Pondasi pada Tanah Lempung Penurunan pondasi dangkal pada tanah lempung
Penurunan elastis akibat eksentrisitas beban pondasi Whitman dan Richart 20 mengembangkan langkah-
Qe=0 adalah beban pondasi yang diijinkan dengan faktor keamanan FS = F1 untuk kondisi beban terkonsentrasi. Pondasi ditanam pada kedalaman -5 kaki dari permukaan tanah yang terletak pada lapisan pasir dan kerikil setebal 20 kaki. Lapisan lempung normal terkonsolidasi memiliki tebal 10 kaki dan mendasari lapisan pasir dan kerikil dan diketahui memiliki eo = 1,65, Cc = 0,58.
The net consolidation pressure can be up to 4 times greater than 4 meters, masing – masing 5 ft x 5 ft, with parallel distributions. Das (1995) “Principles of Foundation Engineering” 3d ed., PWS Publishing Company, Boston. 1956), “Penetration Tests and Bearing Capacity of Cohesionless Soil”, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, vol. Tomlinson, MJ, (1977), “Pile design and Construction Practice” The Garden City Press Limited, Lechworth, Hertfordshire SG6 1JS. 1973) “Analysis of Ultimate Loads of Shallow Foundations” Journal of Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, vol.
