FONDASI KAISON

PENDAHULUANDalam perencanaan fondasi untuk suatu konstruksi dapat digunakan beberapa macam tipe fondasi, pemilihan fondasi ini didasarkan atas :Fungsi bangunan atas (upper structure) yang akan dipikul oleh fondasi tersebut.Besarnya beban dan beratnya bangunan atas.Keadaan tanah di mana bangunan tersebut akan didirikan.Berdasarkan tinjauan dari segi ekonomi.

FONDASI KAISON

Dari beberapa macam tipe fondasi, salah satu yang dapat digunakan adalah fondasi tipe Kaison yang mana akan dibahas dalam paper ini.Fondasi kaison dipergunakan apabila tanah dasar di bawah bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul beban dan berat bangunannya sehingga memerlukan kedalaman tertentu supaya mendapatkan lapisan tanah yang cukup mampu untuk memikul beban dan berat bangunan yang akan didirikan.

FONDASI KAISON

Fondasi kaison ini berfungsi untuk memindahkan atau mentransfer beban-beban dari konstruksi di atasnya ke lapisan tanah yang lebih dalam yang mempunyai daya dukung tanah yang cukup mampu untuk memikul beban dan berat dari konstruksi tersebut.Cara memasukkan fondasi kaison ke dalam tanah dengan jalan pengerukan tanah di bawah kaison sedikit demi sedikit, sehingga dengan berat sendiri fondasi kaison dan beban-beban yang diberikan, fondasi kaison dapat mencapai kedalaman yang diinginkan.Di India, fondasi kaison sering disebut fondasi sumuran (well fondation), kebanyakan penggunaannya sebagai fondasi jembatan, misalnya pada jembatan di Howrah yang mempunyai ukuran (24,8 x 55,3 m) dengan kedalaman 31,4 m.

FONDASI KAISON

Di Amerika (USA), fondasi kaison juga dipergunakan untuk konstruksi-konstruksi yang besar, misalnya yang dibuat di San Fransisco Oakland Bridge, California mempunyai ukuran (29,6 x 60,1 m) dengan kedalaman 73,8 m.Fondasi kaison dapat dibuat dari bahan baja, kayu, maupun beton bertulang, namun yang sering dibuat pada dewasa ini adalah dari bahan beton bertulang, mengingat kemampuan serta kemudahan dari bahan beton bertulang tersebut. Untuk itu, pada tulisan ini akan banyak diuraikan mengenai fondasi kaison dari bahan beton bertulang.Dalam bab-bab berikutnya akan diuraikan mengenai : perencanaan fondasi kaison, kapasitas daya dukung tanah yang diijinkan, perhitungan kapasitas reaksi tanah, cara menentukan dimensi fondasi kaison, pelaksanaan fondasi kaison, serta sedikit contoh perencanaan.

FONDASI KAISON

Kaison adalah suatu fondasi yang terletak pada lapisan tanah yang cukup mampu untuk menahan beban dan berat suatu konstruksi di atasnya, memasukkan kaison ke dalam tanah dengan cara mengeluarkan tanah dari dasar kaison, karena berat sendiri kaison dan adanya beban-beban tambahan (jika diperlukan) maka kaison dapat terbenam sampai lapisan tanah yang diinginkan.Berdasarkan pelaksanaan di lapangan, fondasi kaison dibedakan menjadi dua macam, yaitu :Kaison terbuka (open caisson)Kaison tekanan (pneumatic caisson)

Kaison Terbuka (Open Caisson)

Prosedur pembuatan kaison terbuka :Mula-mula bagian dasar kaison dibuat di permukaan tanah dimana bagian ujung dasar kaison dibuat meruncing supaya mudah memasukkannya ke dalam tanah. Kemudian penggalian di dalam kaison dimulai, selama penggalian berlangsung kaison mulai terbenam, ketika bagian atas dari tubuh kaison mendekati permukaan tanah, unit tubuh kaison yang lain (yang sudah dipersiapkan) mulai disambungkan.Kemudian penggalian di dalam kaison diteruskan dan tubuh kaison mulai terbenam lagi, demikian proses ini berulang-ulang, sehingga kaison mencapai kedalaman tertentu sesuai dengan perencanaan.Langkah selanjutnya setelah penengelaman kaison dianggap cukup maka lantai beton dasar dapat dikerjakan, dan di atas lantai beton dasar diisi dengan bahan pengisi . Bahan-bahan pengisi ini dapat berupa tanah, pasir ataupun air.

Kaison Terbuka (Open Caisson)

Setelah bahan pengisi dimasukkan ke dalam lubang kaison sampai penuh, dibawah dasar beton penutup yang sudah ditetapkan ketinggiannya, maka lantai beton penutup dapat dikerjakan.Cara penggalian tanah selama proses penenggelaman kaison umumnya dilakukan secara basah dengan menggunakan clamsel bucket, yang diangkat ke permukaan tanah dengan bantuan mesin derek (crane).

Kaison Terbuka (Open Caisson)

(Proses pembuatan Kaison terbuka)

Kaison Tekanan (Pneumatic Caisson)

Prosedur pembuatan kaison tekanan :Konstruksi tubuh kaison tekanan pada prinsipnya sama dengan tubuh kaison terbuka, tetapi pada cara dengan tekanan ini memerlukan ruang kerja khusus pada ujung kaison, dengan memasang sekat/langit-langit setinggi 1,8 – 2,0 m dari ujung kaison. Kemudian ke dalam ruang kerja dimasukkan udara bertekanan yang sama dengan tekanan air tanah, hal ini untuk mencegah supaya air tidak membanjiri ruang kerja tersebut, sehingga dalam ruang kerja tersebut dapat dengan mudah diadakan diadakan penggalian tanah, baik dengan tenaga manusia maupun dengan mesin.

Kaison Tekanan (Pneumatic Caisson)

Pada kaison tekanan selain diperlukan ruang kerja, juga harus dilengkapi dengan corong dan pintu udara untuk keluar-masuk para pekerja, juga sebagai jalan mengeluarkan tanah galian. Setelah penurunan kaison mencapai kedalaman yang dikehendaki, maka dalam ruang kerja dapat dituangkan beton cor sebagai lantai beton dasar.Proses pemberian bahan pengisi dan pembuatan beton penutup pada prinsipnya sama dengan pembuatan kaison terbuka.

(Proses pembuatan Kaison tekanan)

PEMAKAIAN FONDASI KAISON

Kaison dipakai sebagai fondasi bangunan yang relatif cukup besar, jika dengan cara fondasi langsung atau dengan penggalian tanah terbuka tidak memungkinkan, misalnya akibat air yang masuk, longsoran atau lainnya.Kaison juga digunakan apabila daya dukung tanah ( baik vertikal maupun horizontal ) tidak mencukupi pada perencanaan dengan fondasi tiang. Juga dapat digunakan jika setlement ataupun getaran memegang peranan dalam pemakaiannya.

PEMAKAIAN FONDASI KAISON

Secara rinci pemakaian fondasi kaison dapat digolongkan sebagai berikut :Kaison sebagai bangunan fondasimisalnya : - fondasi jembatan ( pilar dan pangkal jembatan )

fondasi bangunan gedungfondasi mesin

Kaison sebagai bangunan dibawah tanahmisalnya: - Basement bangunan

sumur - sumur tambangjalan KA dibawah tanahterowongan dll

Kaison sebagai bangunan tembokmisalnya: - dinding dermaga

konstruksi dinding penahan tanah dll

Perbedaan Antara Kaison Terbuka Dankaison Tekanan

Dipandang dari segi lingkunganPada pemakaian fondasi kaison terbuka gangguan pada tanah dan muka air di sekeliling tempat kerja hampir tidak ada, demikian juga suara bising dapat ditiadakan.Sedangkan pada pelaksanaan fondasi kaison tekanan akan sangat mempengaruhi keadaan air tanah disekitarnya akibat adanya tekanan udara yang diberikan, sehingga harus diadakan survey terlebih dahulu. Demikian juga suara bising akibat mesin compresor dan derek akan sangat mengganggu ketenangan lingkungan, oleh karena itu kurang cocok ditempatkan didaerah perkotaan.

Perbedaan Antara Kaison Terbuka Dankaison Tekanan

Dipandang dari segi ketepatan waktuPada pelaksanaan kaison terbuka, pembenaman tubuh kaison sering tidak berlangsung mulus seperti yang direncanakan, karena banyak hal yang ssering timbul dalam penggalian.Sedangkan pada pelaksanaan kaison tekanan karena adanya ruang kerja khusus maka pelaksanaan penggalian dapat berlangsung tepat pada waktu yang direncanakan, sehingga wkatu pelaksanaan dapat dengan mudah ditentukan sebelumnya.

Dipandang dari segi manajemen pegawaiPada pelaksanaan kaison terbuka pengaturan pegawai sama dengan pekerjaan-pekerjaan biasa dipermukaan tanah, sedangkan pada pelaksanaan kaison dengan tekanaan memerlukan pengaturan khusus mengenai ketenaga kerjaan karena pekerjaan itu memang dilakukan dalam ruang kerja dengan tekanan yang cukup tinggi.

Perbedaan Antara Kaison Terbuka Dan Kaison Tekanan

Dipandang dari segi cara penggalianPada pelaksanaan kaison terbuka biasanya dilakukan penggalian cara basah, tapi sulit untuk mengatasi hambatan selama penggalian, sehingga kadang-kadang terjadi kemiringan dari tubuh kaison yang sulit diatasi.Pada pelaksanaan kaison dengan tekanan hampir tidak ada hambatan selama penggalian, juga dapat mudah mengatasi kemungkinan kemiringan dari tubuh kaison. Namun karena menggunakan udara yang bertekanan tinggi maka memerlukan banyak peralatan, juga kedalaman penggalian biasanya terbatas hanya sampai +/- 30 m dibawah muka air.

PERENCANAAN FONDASI KAISON

Pemilihan Lapisan Pendukung Dan Penggolongan Fondasi KaisonUntuk merencanakan fondasi kaison perlu diadakan penelitian tanah terlebih dahulu, sehingga dari data penelitian tersebut dapat ditentukan pada kedalaman berapa fondasi kaison tersebut akan diletakkan.Pada pemilihan lapisan tanah pendukung perlu dipertimbangkan bahwa gaya gesekan antara dinding kaison dan tanah disekeliling tubuh kaison sudah banyak berkurang akibat pemasukan dari tubuh kaison sudah banyak berkurang akibat pemasukan dari tubuh kaison itu sendiri ataupun adanya pelicin yang digunakan untuk mempermudah penenggelaman kaison. Maka dari itu perencanaan gaya vertikal fondasi kaison sebaiknya hanya didasarkan atas End bearing capacity, bukan berdasarkan gaya friksi dinding kaison.Penggolongan fondasi kaison ditinjau dari segi perencanaan dibagi menjadi dua, yaitu : fondasi kaison dianggap sebagai fundai langsung dan yang lain fondasi dianggap sebagai kaison.

Dasar perencanaan

Secara umum perencanaan fondasi kaison harus diperhitungkan terhadap gaya-gaya luar yang bekerja yaitu gaya vertikal, gaya horizontal dan momen guling.Oleh karena itu fondasi kaison harus direncanakan sedemikian rupa sehingga memenuhi beberapa syarat sebagai berikut :Kapasitas reaksi tanah maksimum pada dasr kaison tidak boleh melebihi kapasitas daya dukung tanah vertikal yang diijinkan pada kedudukan tersebut.Kapasitas reaksi tanah maksimum yang terjadi dibagian luar dinding kaison tidak boleh melebihi kapasitas daya dukung tanah mendatar yang diijinkan pada kedudukan tersebut.Gaya tahanan geser yang terjadi pada dasar kaison tidak boleh melebihi gaya tahanan geser yang diijinkan yang bekerja diantara dasar kaison dan tanah.Perlu diperhitungkan pergeseran yang terjadi pada kepala kaison akibat hubungan dengan bangunan diatasnya.Perlu diperiksa tegangan pada setiap bagian dari tubuh kaison jangan sampai melebihi tegangan bahan yang diijinkan.

Kapasitas Daya Dukung Tanah Yang Diinginkan

Pada umumnya bentuk dan ukuran fondasi kaison jauh lebih besar jika dibandingkan dengan fondasi tiang, oleh karena itu tidak mungkin untuk diadakan test pembebanan ( loading test ) untuk mendapatkan kapasitas daya dukung batas secara langsung di lapangan. Maka sebagai dasar perhitungan kapasitas daya dukung tanah pada fondasi kaison dipergunakan data dari hasil penelitian tanah, dengan membagi suatu angka keamanan tertentu( biasanya diambil n = 1,5 ).

Kapasitas daya dukung vertikal yang

diinginkan Untuk menghitung kapasitas daya dukung vertikal yang diijinkan dapat dipergunakan rumus :

Dimana :

= Kapasitas daya dukung yang diijinkan

= Kapasitas daya dukung batas dari tanah di bawah dasar kaison

DFDFUa qnq )(/1

aq

Uq

Kapasitas daya dukung vertikal yang diinginkan

Untuk mendapatkan harga dapat menggunakan rumus yang umum dipakai misalnya rumus Terzaghi atau yang sudah dimodifikasi oleh Ohsaki.

Menurut Terzaghi :

Menurut Ohsaki :

Uq

BNNCNcq qDFult 2/1

qDFcu NBNCNq

Kapasitas daya dukung lateral yang diijinkan

Untuk mendapatkan kapasitas daya dukung lateral yang diijinkan pada sisi kaison, diperoleh dengan membagi kekuatan tanah pasif dengan faktor keamanan tertentu.Kekuatan tanah pasif untuk berbagai jenis tanah sbb. :untuk tanah berpasir :untuk tanah kohesif ( clay ) :

qKxKP ppp

qKKCxKP pppp 2

Koefisien daya dukung dari Terzaghi

Seperti pada tabel

Koefisien daya dukung dari Ohsaki

Seperti pada tabel