Penurunan segera

Penurunan segera pada pondasi rigid

dan fleksibel

Penurunan segera pada lempung

jenuh

Penurunan segera pada tanah kepasiran

SETTLEMENT PADA PONDASI

DANGKAL

Penurunan konsolidasi

Penurunan Konsolidasi primer

Penurunan konsolidasi sekunder

1

BAB II

PENURUNAN PADA PONDASI DANGKAL

Proses penurunan pondasi diakibatkan oleh terkompresinya lapisan tanah di

bawah pondasi akibat beban struktur. Secara umum terdapat dua jenis penurunan,

yaitu;

1. Penurunan segera (Se) yang dikontribusikan oleh sifat elastik tanah dan terjadi

segera setelah lapisan tanah menerima beban, dan

2. Penurunan konsolidasi (Sc), yang terjadi akibat keluarnya sebagian kandungan air

dari lapisan tanah sehingga tanah menjadi lebih mampat.

Penurunan konsolidasi ini terjadi dalam rentang waktu yang lebih lama dan

jauh lebih besar dibanding penurunan segera. Jumlah kedua jenis penurunan ini

merupakan penurunan total (ρt) yang terjadi. Tanah jenis lempung memiliki kedua jenis

penurunan ini.

Penurunan pondasi akibat beban dapat diklasifikasikan menurut dua type:

1. Immediate settlement atau elastic settlement (Se), (Penurunan segera)

2. Consolidation settlement (Sc), (Penurunan konsolidasi)

Immediate settlement pada pondasi terjadi segera setelah konstruksi struktur selesai.

Sedangkan consolidation settlement adalah penurunan dalam jangka waktu tertentu yang

dihasilkan oleh keluarnya air pori dari dalam rongga tanah pada tanah jenuh. Sedangkan

total penurunan adalah jumlah total penurunan segera ditambah dengan penurunan

konsolidasi.

Penurunan konsolidasi dibagi menjadi 2 fase yaitu primary consolidation dan

secondary consolidation.

Penurunan konsolidasi primer lebih signifikan dari pada konsolidasi sekunder pada

lempung anorganik dan pada tanah lempung berlanau, namun demikian pada tanah

organik konsolidasi sekunder adalah lebih signifikan.

2

3

2.1 Pondasi Rigid dan Fleksibel

Pondasi fleksibel pada medium elastis yang dibebani oleh beban terbagi rata

tegangan kontak akan seragam seperti pada gambar berikut:

Jika pondasi yang sama diletakkan pada tanah granular akan mengalami

settlement elastis yang lebih besar pada bagian sudut dibandingkan pada bagian tengah,

meskipun tegangan kontak juga seragam. Settlement yang lebih besar pada bagian sudut

menyebabkan berkurangnya sekapan dalam tanah seperti pada gambar berikut:

Jika pondasi rigid diletakkan pada permukaan medium elastis, settlement akan tetap sama pada semua titik, walaupun demikiam distribusi kontak seperti terlihat pada gambar

Jika pondasi rigid diletakkan pada tanah granular, distribusi tegangan kontak seperti pada gambar berikut, walaupun settlement pada semua titik di bawah pondasi sama.

4

Secara teoritis untuk suatu pondasi rigid tak hingga yang didukung oleh material yang sangat elastis, tegangan kontak dapat diekspresikan sebagai:

(untuk pondasi menerus)

(untuk pondasi lingkaran)

Ket: q = beban per luas

B = lebar pondasi atau diameter

2.2 Penurunan Segera (Immediate Settlement)

Suatu pondasi pada pondasi dangkal dengan beban qo, yang mempunyai angka

poisson (poisson ratio) atau s dan modulus young (modulus elastisitas) atau Es. Secara

teoritis jika Df = 0, H = , dan pondasi adalah fleksibel sempurna, maka penurunan yang

terjadi adalah:

5

Se = B . qoEs

(1−μs2)

α2 (sudut pondasi fleksibel)

Se = B .qoE s

(1−μs2) α

(pusat pondasi fleksibel)

Se =B . qo

Es(1−μ

s2) αav rata-rata untuk pondasi fleksibel

Dimana:

α = 1π [ ln ( √1 + m2+ m

√1 + m2− m ) + m ln ( √1 + m2+ 1√1 + m2− 1 )]

m = BL

B = lebar pondasiL = panjang pondasi

Nilai dari berbagai variasi rasio (L/B) dapat dilihat pada gambar 2.1 di bawah ini

Untuk pondasi rigid, penurunan segera dapat dimodifikasi sebagai:

Se =B .qo

Es(1−μ

s2) α r (untuk pondasi rigid), nilai r lihat gambar) Se 0,93 Se (flexible, center)

2.3 Penurunan Segera Pada Tanah Lempung Jenuh

Janbu, Bjerrum, dan Kjaernsli (1956) mengusulkan persamaan untuk mengevaluasi penurunan pada pondasi fleksibel pada tanah lempung jenuh (angka poisson = 0,5) adalah:

S e = A1 A2

qo BEs

6

Dimana: A1 = fungsi dari H/B dan L/B, dan A2 merupakan fungsi Df/B, lihat grafik berikut:Christian dan Carrier (1978) memodifikasi nilai A1 dan A2, seperti pada gambar berikut:

Gambar Nilai A1 dan A2 untuk perhitungan elastic settlement

2.4 Perbaikan Persamaan Elastik Settlement

Mayne da Poulos (1999), melahirkan sebuah formula untuk menghitung elastik

settlement pada pondasi rigid. Ekuivalen diameter Be pada pondasi lingkaran adalah:

Be = √ 4BLπ B = Be (diameter lingkaran)

Ket:B = lebar pondasiL = panjang pondasi

Gambar di bawah ini menunjukkan sebuah pondasi dengan diamater ekivalen Be

dengan kedalaman Df di bawah permukaan tanah. Jika ditentukan ketebalan pondasi adalah

t dan modulus elastisitas material pondasi Ef. Lapisan rigid berada pada kedalaman H di

bawah dasar pondasi.

7

Modulus elastisitas lapisan tanah yang tertekan adalahEs = Eo + kz

Elastik settlement di bawah pusat pondasi:

Se =qo .Be . I G . I F . I E

Es.(1−μ

s2)

Dimana:

IG = faktor pengaruh variasi Es untuk kedalaman

I G = f ( β =Eo

KBe) , H

Be

IF = faktor koreksi pondasi rigid

IE = faktor koreksi kedalaman pondasi

Gambar berikut menunjukkan variasi IG terhadap = Eo/KBe dan H/Be, maka

I F = π4

+ 1

4,6 + 10( E f

Eo + Be2

k )( 2 tBe )

3

Sedangkan faktor koreksi kedalaman

8

I E = 1 − 1

3,5 exp (1 ,22 μs−0,4 )( BeDf

+1,6)

Gambar variasi faktor koreksi kekakuan (IF) terhadap Faktor fleksibilitas (KF)

Gambar variasi faktor koreksi kedalaman (IE) terhadap Df/BE

9

Contoh soal:Sebuah pondasi dangkal pada tanah lempung berlanau (silty clay), dengan panjang

L = 10 ft, lebar pondasi = 5 ft, ketebalan pondasi (t) = 1 ft , beban per unit area qo = 5000

lb/ft2, Ef = 2 x 106 lb/in2, H = 12 ft, = 0,3, Eo = 1400 lb/in2, k = 25 lb/in2/ft. Estimate

besarnya elastik settlement pada pondasi tersebut.

Penyelesaian:

Ekivalen diameter Be

Be = √ 4 BLπ

= √ (4 )(5)(10 )π

= 7 , 98 ft

β =Eo

kBe= 1400

(25)(7 ,98 )= 7 ,02

HB e

= 127 , 98

= 1,5

Dari grafik H/Be = 1,5 dan = 7,02 diperoleh IG 0,69

I F = π4

+ 1

4,6 + 10 ( E f

Eo + Be2

k )( 2 tBe )

3

I F = π4

+ 1

4,6 + 10 ( 2,3 x 106

1400 + 7 ,982

(25 ) )(2 (1,0 )7 , 98 )

3= 0 ,798

10

Se =qo .Be . I G . I F . IE

Es.(1−μ

s2 )

Se =(5000 )(7 ,98 )(0 , 69)(0 ,789 )(0 , 908)

(1400 )(144 )(1 − 0,32) = 0 , 089 ft = 1 , 07 in