Pondasi Dangkal

download Pondasi Dangkal

of 32

Transcript of Pondasi Dangkal

  • PONDASI DANGKALI.PENDAHULUANPondasi adalah suatu konstruksi pada bagian dasar struktur/bangunan (sub structure) yg berfungsi meneruskan beban dari bagian atas struktur/bangunan (upper structure) ke dalam tanah di bawahnya tanpa mengakibatkan :

    - Keruntuhan geser tanah dan - Penurunan (settlement) tanah/pondasi yg berlebihan.

  • Yang dinamakan pondasi dangkal sangat susah didefinisikan, pada umumnya tergantung dari interprestasi masing-masing ahli tanah untuk mengartikan. Terzaghi mendefinisikan pondasi dangkal sebagai berikut :- Apabila perbandingan antara kedalaman pondasi dan lebar pondasi lebih kecil atau sama, maka konstruksi pondasi yang diletakkan pada dasar tanah tersebut dapat dinamakan pondasi dangkal ( lihat Gbr.1 ).

  • A. PENGERTIAN STABILITAS PONDASI DANGKALStabilitas dari suatu pondasi dangkal ditentukan oleh :1. Kapasitas daya dukung tanah ( bearing capacity ) dimana konstruksi pondasi dangkal diletakkan ditentukan oleh :

    a.Macam pondasi dangkal, termasuk dimensi dan letak pondasi b.Sifat-sifat tanah dimana pondasi dangkal diletakkan, terutama yang ada hubungannya dg karakteristik indek dan karakteristik struktur tanah antara lain : ( berat isi ) tanah, c ( cohesi ) dan ( sudut geser dalam )

  • 2.Penurunan ( settlement ) , penurunan seragam dan tak seragam

    a.Penurunan segera ( immediate settlement ).penurunan yg diakibatkan oleh deformasi elastisitas tanah, kering, basah dan jenuh air tanpa perubahan kadar air. Perhitungan penurunan segera umunya didasarkan pada penurunan yang diturunkan dari teori elastis. bPenurunana konsolidasi ( consolidation settlement ).Apabila suatu lapisan tanah mengalami tambahan beban diatasnya, maka air akan mengalir keluar dari lapisan tersebut dan isinya (volume) akan berubah menjadi lebih kecil, peristiwa ini disebut konsolidasi. Terdapat dua macam konsolidasi yaitu konsolidasi primer dan konsolidasi sekunder.

  • B. KAPASITAS DAYA DUKUNG PONDASI DANGKALDidalam teknik pondasi terdapat bermacam-macam cara untuk menghitung besarnya kapasitas daya dukung pondasi dangkal, yang dapat disebut pionir dan paling terkenal dikemukakan oleh Terzaghi ( 1943 ), kemudian disusul oleh pakar lainnya seperti : Meyerhof, Hansen, Bala, Fesic dan lain-lainnya.

  • 1. KAPASITAS DAYA DUKUNG TERZAGHI Anggapan dan dasar teori yang dipakai pada analisa Terzaghia.Menghilangkan tahanan geser tanah diatas bidang horizontal yang melewati dasar pondasi.b.Menggantikan butir a dengan seolah-olah ada beban sebesar q = Df c. Membagi distribusi teg dibawah pondasi menjadi tiga bagian ( lihat Gbr.1 ).d. Tanah adalah homogen dan isotropic, kekuatan geser direpresentasikan oleh persamaan Coulomb; = c + tan e. Dasar pondasi menerus, kasar dan penyelesaian permasalahan adalah dua dimensi.f. Zone elastis dibatasi oleh bidang lurus bersudut = dengan horizontal, sedangkan zone plastis termobilisasi.g. Total tekanan pasif P terdiri dari tiga komponen pembentuk, dimana masing- masing dapat dihitung sendiri-sendiri, kemudian ketiga komponen tersebut ditambahkan meskipun permukaan kritis masing2 komponen tidak sama.

  • Zone IZone yang lansung dibawah pondasi dicegah untuk bergerak lateral oleh gaya friksi dan adhesi antara tanah dan dasar pondasi. Jadi boleh dikatakan zone I tetap dalam keadaan keseimbangan elastis, dan bekerja sebagai bagian dari pondassi.

    Zone II (sepasang)Disebut zone dari geser radial, karena pada zone ini terbentuk dari satu set gaya-gaya geser radial dengan ujung dari dasar pondasi sebagai titik pusat spiral logaritma yang membentuk gaya geser radial tadi.

    Zone III (sepasang)Disebut zone dari gaya geser linier. Batas dari zone III ini dengan horizontal bersudut 45 - /2. Pada Gbr.2.1, adalah zone yang dibatasi oleh bidang cde. Seperti yang diterangkan dalam anggapan/ dasar teori maka bidang tegangan adalah bidang longsor yang hanya sampai daerah ec. Hal ini mengakibatkan tegangan geser diatas bidang horizontal tidak ada dan diganti dengan beban sebesar q = Df .

    ZONE TEGANGAN TERZAGHI

  • KAPASITAS DAYA DUKUNG TERZAGHI

    Dipengaruhi oleh : faktor bentuk pondasi faktor sifat-sifat tanah

    - Menerus qult = cNc + q Nq + 0.5 BN

    - Empat persegi qult = 1.3 cNc + q Nq + 0.4 BN

    - Lingkaran qult = 1.3 cNc + q Nq + 0.3 BN

    Dimana : q = Df = efektif over burden pressure Nc, Nq, N = faktor-faktor kapasitas daya dukung Terzaghi

  • 2. KAPASITAS DAYA DUKUNG MEYERHOF

    Perbedaan zone tegangan yg terjadi dibandingkan dengan cara Terzaghi, maka pada Meyerhof adalah : ( lihat Gbr. 1 )- abc merupakan zone elastis - abdd merupakan gabungan zone geser dari geser radial dan geser bidang (plane shear) terjadinya zone ini tergantung dari kedalaman pondasi dan kekasaran dari permukaan pondasi.

  • 2. KAPASITAS DAYA DUKUNG MEYERHOF

    Dipengaruhi oleh : faktor bentuk pondasi faktor sifat-sifat tanah faktor kedalaman pondasi faktor pembebanan

    Dengan anggapan tadi Meyerhof menurunkan pers : Bb vertikal qult = cNc scdc + q Nq sqdq + 0.5 BNsdBb inklionasi qult = cNc dcic + q Nq dqiq + 0.5 BNdi

    Dimana : sI = faktor bentuk pondasi di = faktor kedalalaman pondasi iI = faktor inklinasi pembebanan

  • 3. KAPASITAS DAYA DUKUNG HANSENAnalisis daya dukung Hansen dibandingkan dengan Terzaghi dan Meyerhof adalah yang terlengkap.Faktor-faktor lain yang diperhitungkan adalah pengaruh permukaan tanah (ground factor) dan pengaruh inklinasi dasar pondasi (base factor)

    Kapasitas daya dukung Hansen sbb:

  • 3. KAPASITAS DAYA DUKUNG HANSENqult = cNcScdclcgcbc + NqsqdqIqgqbq + 0,5 BN s i g b Untuk tanah berbutir halus, = 0. Persamaan menjadi qult = 5,14 Su ( 1 + s c + d c ic - b c g c ) + q Dimana:Nc , Nq , N = faktor kapasitas daya dukungsc , sq , s = faktor bentuk pond, tanda aksen khusus unt tnh kohesifdc , dq d = faktor kedalaman pondasi,aksen khusus utk tanah kohesific , iq , i = faktor inklinasi pembebanan, aksen khusus utk tnh kohesifgc , gq , g = faktor kemiringan permukaan tnh, tanda aksen utk tnh kohesifbc , bq b = faktor inklinasi dasar pond, tanda aksen khusus utk tnh kohesif

  • C. POLA KERUNTUHAN DAN ANALISIS KAPASITAS DAYA DUKUNG 1. POLA KERUNTUHANMenurut Vesic ( 1963 ) dikenal tiga pola keruntuhan dari kapasitas daya dukung pondasi dangkal (lihat Gbr. 2), yaitu :

    a. Keruntuhan geser umum ( general shear failure )b. Keruntuhan geser setempat ( lokal shear failure )c. Keruntuhan geser pons ( punching shear failure )Pola keruntuhan geser ini pada umumnya dihubungkan dengan kemampuan tanah untuk mampat ( soil compressibility ).

    Dimana pada tanah yang tidak mudah mampat keruntuhan yang terjadi adalah keruntuhan geser umum ( general shear failure ).

    Sedangkan pada tanah yang mudah mampat, pola keruntuhan adalah keruntuhan geser setempat ( lokal shear failure ) dan keruntuhan geser pons ( punching shear failure ).

  • C. POLA KERUNTUHAN DAN ANALISIS KAPASITAS DAYA DUKUNG Pola keruntuhan geser ini pada umumnya dihubungkan dengan kemampuan tanah untuk mampat (soil compressibility).

    Dimana pada tanah yang tidak mudah mampat keruntuhan yang terjadi adalah keruntuhan geser umum ( general shear failure ).

    Sedangkan pada tanah yang mudah mampat, pola keruntuhan adalah keruntuhan geser setempat ( lokal shear failure ) dan keruntuhan geser pons ( punching shear failure ).

  • Gbr. 2 Pola keruntuhan kapasitas daya dukung pondasi dangkal menurut vesic (1963)

    Keruntuhan geser setempat utk tanah yg mudah mampatKeruntuhan geser umum utk tnh yg tidak mudah mampatKeruntuhan geser ponds utk tnh yang mudah mampat

  • D. PENGARUH MUKA AIR TANAH

    Kapasitas daya dukung berkurang dengan adanya muka air tanah yang tinggi.

    Hal ini disebabkan karena berkurangnya overburden pressures dan rusaknya ikatan kohesi didalam struktur tanah dengan adanya air tersebut.

    Didalam penggunaan persamaan kapasitas daya dukung Terzaghi keberadaan muka air tanah Dihubungkan dengan dimensi atau lebar pondasi B.

  • D. PENGARUH MUKA AIR TANAH

    Letak muka air tanah (m.a.t) didalam perhitungan kapasitas daya dukung berpengaruh untuk penentuan besaran berat isi .

    Besaran yang digunakan dapat berupa total,

    Terendam sepenuhnya = b

    Atau yang merupakan transisi dari b dan total.

  • Zw B = t = m (daerah ini air tidak berpengaruh)

    Zw B = b + ( Zw/B) (t b)

    Zw 0 = b

    Zw = kedalaman muka air tanah dari dasar pondasi = t = m = brt isi tanahb = - w = terendam = efektif

  • E. BEBAN BERINKLINASI DAN BEBAN TAK SENTRIS PADA PONDASI DANGKAL

    Beban berinklinasi dan tak sentris memberikan juga pengaruh dengan berkurangnya kapasitas daya dukung.

    Menurut Vesic pondasi dangkal harus direncanakan sedemikian rupa sehinggga jarak eksentrisitas (e) tidak melebihi B/6 (lihat GBR. 4). Karena kalau e B/6 menurut Vesic dapat terjadi :

    -terangkatnya pondasi - kehilangan kontak pondasi dengan lapis tanahnyajadi harga e b/6Apabila syarat persamaan diatas tidak dipenuhi,maka pondasi harus direncanakan kembali

    Apabila syarat persamaan diatas dipenuhi tetapi beban yang bekerja berinklinasi, maka menurut Vesic pada persamaan Terzaghidimasukkan faktor inklinasi Vesic Gambar 4 : Eksentrisitas beban pondasi

  • E. BEBAN BERINKLINASI DAN BEBAN TAK SENTRIS PADA PONDASI DANGKAL

    jadi harga e b/6Apabila syarat pers diatas tdk dipenuhi,maka pondi hrs direncanakan kembali

    Apabila syarat pers diatas dipenuhi tetapi beban yg bekerja berinklinasi, mk menurut Vesic pada persamaan Terzaghidimasukkan faktor inklinasi Vesic

  • F. TEGANGAN KONTAK ( CONTACT PRESSURE )

    Tegangan kontak yang bekerja dibawah pondasi akibat beban struktur diatasnya (upperstructure load) diberi nama tegangan kontak (contact presure). pengertian tegangan kontak ini akan sangat berguna terutama didalam penentuan faktor keamanan S.F (safety factor).

    Secara umum faktor keamanan didefinisikan sebagai berikut :

    SF = KAPASITAS/BEBAN = KAPASITAS DAYA DUKUNG/TEGANGAN KONTAK

  • F. TEGANGAN KONTAK ( CONTACT PRESSURE )

    = (Q/A) (Mx.x/Iy) (My.y/Ix)

    dimana, = tegangan kontak .. (kg/cm2 atau ton/m2) Q = beban aksial total.. (ton) Mx.My = momen total sejajar respektif terhadap sumbu x dan sumbu y ( ton m) x, y = jarak dari titik berat pondasi ketitik dimana teg kontak dihitung sepanjang respektif sumbu x dan sumbu y.. (m) Ix , Iy = momen inersia respektif thd sumbu x dan y ..(m)

  • S.F = SF = 1, artinya tegangan kontak sama dengan kapasitas daya dukung (bearing capacity). Lapis tanah tepat dalam seimbang menerima beban.

    S.F 1, artinya tegangan kontak lebih kecil dari mobilisasi kapasitas daya dukung. Lapis tanah dapat menerima beban.

    SF < 1, artinya tegangan kontak lebih besar dari mobilisasi kapasitas daya dukung. Lapis `tanah tidak dapat menerima beban.Kapasitas daya dukung yang digunakan biasanya kapasitas daya dukung ultimate, tetapi apabila dikehendaki S.F lebih konservatif, kapasitas daya dukung yang digunakan adalah kapasitas daya dukung izin (allowable bearing capacity ).

    TEG KONTAK AKIBAT BEBAN AKSIAL

  • DIAGRAM TEGANGAN KONTAK YG SEBAGIAN NEGATIF

  • GAMBAR DIAGRAM TEGANGAN KONTAK

  • CONTOH SOALDiket : ukuran dari pondasi tapak 2.50 x 2.50 m diletakkan pada 1.50 m dibawah permukaan. Pada pondasi bekerja gaya sebesar 15 ton dengan ex = 0.20 m. tanah liat terdapat dibawah pondasi dengan harga qu = 10 ton/m2, =1,6t/m3.

    Soal: (1) Hitung daya dukung dg cara lebar yg digunakan (2) Hitung daya dukung dg faktor reduksi.

  • (1 CARA LEBAR YANG DIGUNAKANDari gambar B = 2/50 2. 0.2 = 2.10 mqult = 1.3 cNc + DfNq + 0.4 BNc =qu/2 = 10 ton / m2 = 5 ton/m2tanah kohesif maka = 0 didapat ; Nc = 5.14Nq = 1.0N = 0 = 1.6 ton/m3qult = 1.3 x 5 x 5.14 + 1.6 x 1.5 x 1 + 0,4 x 1,6 x 2,10 x 0 = 35.81 ton/m2Sumbangan tegangan akibat adanya eksentrisitas momen dihilangkanjadi S.F = qult / kontak = (35,81) / (15 / 2,5 x 2,5) = 12,53S.F. = faktor keamanan pada kapasitas daya dukung ultimateApbila dicari faktor keamanan pada kapasitas daya dukung izin maka; qult dibagi dengan suatu S.F lagi untuk mendapatkan q allowable (izin)

  • PONDASI MAT

    Pondasi Mat (plat menyeluruh) digunakan pada lapisan tanah lunak yang daya dukungnya kecil Atau jika beban bang pada kolom bangunan cukup besar.

    Atau apabila digunakan pondasi plat terpisah untuk masing-masing kolom , jumlah luas dari pondasi itu lebih besar dari setengah luas bangunan, maka akan lebih praktis apabila digunakan pondasi plat menyeluruh seluas bangunan (pondasi Mat)

  • PONDASI MAT

    Juga pada lapisan tanah yg tidak homogin, atau jika terdapat lensa-lensa tanah lunak pada lapisan tanah yg agak padat.

    Sehingga bila menggunakan kaki pondasi sendiri-sendiri, maka mungkin ada pondasi yang berdiri diatas tanah yang lemah, sehingga dapat menimbulkan penurunan yg lebih besar dan akan mengakibatkan terjadinya penurunan yg tidak rata.

    Jika beban kolom bangunan tidak besar, maka plat pondasi dapat dibuat sama tebal pada seluruh bangunan.

    Jika beban kolom cukup besar maka pada tempat dibawah kolom-kolom plat pondasi harus dipertebal, penambahan tebal plat pondasi dapat keatas maupun kebawah

  • MACAM-MACAM BENTUK PONDASI MAT

  • KAPASITAS DAYA DUKUNG PONDASI MAT

    Daya dukung pondasi MAT pada prinsipnya sama dengan pondasi dangkal.

    qu = cNcFcsFcdFci + qNqFqsFqdFqi + 0,5 BN F sF dF I

    Dimana :c = cohesiq = tegangan efektif pada dasar pondasi = berat isi tanahB = lebar pondasi atau diameter pondasiFcs,, Fqs , F s = faktor bentukFcd , Fqd, F d = faktor kedalamanFci , Fqi , F i = faktor beban inklinasi Nc , Nq , N = faktor daya dukung