59903808 buku ajar rekayasa pondasi

Upload: an3budcivil

Post on 13-Jul-2015

1.920 views

Category:

Documents


70 download

TRANSCRIPT

BUKU AJARREKAYASA PONDASIDIGUNAKAN UNTUKMAHASISWA JURUSAN TEKNIK SIPILPOLITEKNIK NEGERI MALANGMoch. Sholeh132 309 008DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONALPOLITEKNIK NEGERI MALANGJURUSAN TEKNlK SIPIL2008DAFTAR ISIBAB VI TEKANAN TANAH LATERAL (KE SAMPING) .......................................... 16.1 Tekanan Tanah dalam Keadaan Diam (At Rest)......................................... 16.2 Tekanan Tanah Aktif dan Pasif Menurut Rankine....................................... 46.2.1 Kondisi Aktif Menurut Rankine ........................................................ 46.2.2 Kondisi Pasif Menunit Rankine ......................................................... 76.3 Distribusi Tekanan Tanah Lateral yang Bekerja pada Dinding Penahan....86.3.1 Urugan diBelakangDinding (Backfill) Tanah tidak Berkohesi dengan Permukaan Datar.................................................................... 86.3.2 Urugan di Belakang Dinding (Backfill) Tanah tidak Berkohesi Terendam Air Sebagian dan Diberi Beban Surcharge ....................... 106.3.3 Urugan di Belakang Dinding (Backfill) Tanah Berkohesi dengan Permukaan Datar ............................................................................... 136.4 Tekanan Tanah Aktif dan Pasif Menurut Coulomb .................................... 166.4.1 Kondisi Aktif Menurut Coulomb ...................................................... 166.4.2 Kondisi Pasif Menurut Coulomb ....................................................... 186.5 Analisis Pendekataan dari Gaya Aktif yang Bekerja pada Dinding Penahan 21BAB VII HIDROLIKA AIR TANAH .............................................................................. 237.1 Air Tanah .................................................................................................... 237.2 Permeabilitas dan Rembesan ...................................................................... 247.2.1 Pendahuluan ....................................................................................... 247.2.2 Gradien Hidrolik ................................................................................ 247.2.3 Hukum Darcy..................................................................................... 267.2.4 Kecepatan Debit dan Kecepatan Rembesan ...................................... 277.2.5 Menentukan Koefisien Permeabilitas ................................................ 287.2.6 Rembesan Melalui Beberapa Lapisan Tanah .................................... 327.3 Gaya Rembesan (Seepage) .......................................................................... 347.3.1 Pendahuluan ....................................................................................... 347.3.2 Pengaruh Tekanan Rembesan ............................................................ 367.3.3 Proses Terjadinya Piping ................................................................... 377.3.4 Tekanan Air Dengan Adanya Rembesan ........................................... 407.3.5 Tekanan Tanah dan Air...................................................................... 427.4 Perhitungan Debit Rembesan ...................................................................... 437.4.1 Jaring-jaring Aliran (Flownet) ........................................................... 437.4.2 Perhitungan Debit Rembesan Menggunakan Jaring-jaring Aliran .... 4SBAB VIIIANALISA STABILITAS LERENG .................................................................. 508.1 Pendahuluan................................................................................................. 508.2 Angka Keamanan......................................................................................... 508.3 Cara Menstabilkan Lereng .......................................................................... 51BAB X KONSOLIDASI ................................................................................................. 56Daftar PustakaBAB IPENDAHULUANTujuan umum :Mahasiswa diharapkan mengetahui secara umum tentang investigasi lapangan, definisi jenis dan pemilihan tipe pondasiTujuan Khusus :Mahasiswadiharapkandapatmemahami fungsi investigasi lapangan, fungsi pondasi, mengerti jenis pondasi dan dapat memilih tipe pondasi sesuai dengan persyaratan yang berlaku.1.1. PENDAHULUANPenyelidikan tanah diperlukan untuk menentukan stratifikasi (pelapisan) tanah dan karakteristik teknis tanah, sehingga perancangan dan konstruksi pondasi dapat dilaksanakandenganekonomis. Biasanya informasi dari hasil penyelidikantanahtidak hanyadigunakanuntuk perancangan pondasi saja, melainkan untuk evaluasi dan rekomendasi pekerjaan yang lain, seperti kestabilan galian dan cara dewatering. Dengan demikian pihak kontraktor juga dapat menyiapkan peralatan yang sesuai dengan kondisi tanah dan dapat memperkirakan biaya secara lebih terinci. Informasi mengenai pondasi dari bangunan sekitar lokasiproyek, jalan, bangunan eksisting disekitarnya,fasilitas tertanam(underground facilities), dan lain-lain perlu diperoleh sebelumproses perancangan.Karakteristik tanah pada suatu lokasi umumnya amat variabel dan dapat berbeda drastis dalam jarak beberapa meter. Oleh sebab itu penyelidikan tanah harus dapat mencakup informasi kondisi tanah sedekat mungkin dengan kenyataan untuk mengurangi resiko akibat variasi tersebut, dan jumlahnya cukup untuk dapat merancang pondasi yang mendekati kenyataan. Perencanaan pengujian tanah menjadi bagian dari explorasi tanah dan perancangan pondasi.1.2.. TUJUAN PENYELIDIKAN TANAH1. Untuk mendapatkan informasi mengenai pelapisan tanah dan batuan Dari stratifikasi tanahyangdiperoleh, dapat diketahui kedalamanlapisan tanah keras yang dapat dijadikan lapisan pendukung untuk pondasi, ketebalan tanah yang kompresibel dan variasi kondisi tanah.2. Untuk mendapatkan informasi mengenai kedalamanmuka air tanah. Pada bangunan yang mempunyai lantai besmen diperlukan informasi mengenai tinggi mukaair tanah, agar dapat ditentukanbesarnyatekanan padabesmenbaiktekananpadadindingbesmenmaupunbesarnyagaya angkat (uplift). Selain itu juga perlu di pertimbangkan metoda konstruksi dan sistem dewatering.33. Untuk mendapatkan informasi sifat-sifat fisis dan sifat-sifat mekanis tanah/batuanSifat-sifat fisis tanah adalah karakteristik darisuatu materialyang diperoleh secara alami. Sifat-sifat mekanis tanah adalah respon material terhadap pembebanan. Sifat-sifat fisis digunakanuntuk klasifikasi tanahsedangkan sifat-sifat mekanis digunakan untuk memperkirakan kemampuan tanah mendukung beban yang direncanakan dan deformasi pada tanah.4. Menentukan parameter tanah untuk analisisDari informasi diatas, dapat diturunkan parameter tanah untuk analisis pondasi atau untuk simulasi proses konstruksi. Dalam hal tertentu, perancangan pondasi dapat dilakukan dengan menggunakan korelasi langsung berdasarkan hasil uji lapangan, khususnya SPT dan CPT.1.3. TAHAP PENYELIDIKAN TANAH DAN STUDI PONDASIUmumnyapenyelidikantanahdapat dikategorikanatas "confirmatory" atau "exploratory". Dimana kondisi tanah telah diketahui oleh pelaksana, maka kategoriconfirmatorylebihmenonjol dansebaliknyapadadaerahyangsama sekali baru maka bersifatexploratory. Dalamhal yang kedua maka untuk penghematanseringdilakukanpenyelidikanpendahuluandankemudianbaru dilakukanpenyelidikanterinci.Informasilain yangpentingdalamperancangan pondasi adalah elevasi dari muka air tanah. Umumnya data ini diperoleh bersamaan dengan pelaksanaan penyelidikan tanah.Tahapan penyelidikan tanah dan studi pondasi dapat mengikuti prosedur berikut ini:1. Evaluasi dan Studi Kondisi LapanganSebelumdiadakansuatupenyelidikantanahdiperlukaninformasi mengenai keadaandi lapangan. Pengamatanmengenal topografi, vegetasi, bangunan yang telah ada, jalan akses, dan lain-lain. Peninjauan seperti ini perlu dilakukan oleh seorang ahli geoteknik.Informasi lainyangdapat dikumpulkanadalahkondisi geologi, kegempaan regional, peraturan setempat, dan besarnya beban dari struktur. Informasi ini akan membantu ahli geoteknik dalammemutuskan tahap penyelidikan selanjutnya.2. Penyelidikan Tanah AwalPadatahapini dilakukanpemborandanuji lapangandalamjumlahyang terbatas. Gunanya adalah untuk merencanakan penyelidikan tanah selanjutnya. Tetapi padaproyekdenganskalakecil, tahapini ditiadakan. Penyelidikan tanah awal juga sering digunakan untuk studi kelayakan.Penyelidikan Tanah TerinciPadatahapini, informasi mengenai keadaantanahyangdibutuhkanuntuk perancangan dan konstruksi pondasi dalam dikumpulkan. Informasi ini harus mencukupi perencanadankontraktor untukmenentukanjenis, kedalaman, daya dukung pondasi dan untuk mengantisipasi penurunan yang akan terjadi dan masalah yang mungkin timbul selama konstruksi dan lain-lain.Untuk itu pada tahap ini diperlukan sejumlahpemboran yang dilengkapi denganSPT, pengambilansampel, sondir, pengamatanmukaairtanahdan penyelidikan lapangan yang lain. Faktor yang menentukan disini adalah skala proyek, kepentinganpenyelidikantanahuntukperancangandankonstruksi 4bangunan, ketersediaan dana, ketersediaan waktu dan ketersediaan informasi dari sumber sumber yang lain. Pada beberapa proyek besar, beberapa kontraktor melakukan penyelidikan tanah tambahan untuk memastikan bahwakonstruksi dapatdilaksanakansesuai spesifikasi yangtertulisdalam dokumen perencanaan.Analisispondasisebaiknyadiikutidenganpengujian pondasi di lapangan.1.4. JUMLAH DAN KEDALAMAN BORJumlahdankedalamanpemboranamat bergantungkepadakondisi di lapangan. Pada kategori confirmatory, maka kedalaman pengujian pada umumnya, dapat ditetapkan secara lebih pasti, tetapi pada kategori exploratory maka kedalaman pemboran ditentukan berdasarkan prinsip-prinsip umum dalam penyelidikan tanah.Perencanaanpenyelidikantanahmeliputi penentuanjumlahbanyaknya titik bor, kedalaman pemboran, jumlah sampel yang hendak diambil dan diuji di laboratorium, jumlah test pit, pengamatan muka air tanah dan lain lain. Biasanya, jika kondisi tanah setempat diketahui dari laporan geologi atau pengujian terdahulu, jumlah pekerjaan penyelidikan tanah dapat mengalami perubahan selama pelaksanaan dilapangan.1. Jarak dan Jumlah Titik BorBilakondisi tanahcukuphomogen, makajumlahtitikbor dapat dikurangi. Tetapi bilapelapisantanahamatacak, makasejumlahtitikbordibutuhkan untuk dapat menggambarkan potongan melintang melalui titik-titik bor tersebut. Jumlah dan jarak pemboran tergantung dari jenis struktur dan beberapa faktor lain.5Jarak antara titik bor untuk pekerjaan pondasi tiang pada abutment jembatan umumnyadikonsentrasikanpadalokasi abutment. Untukbangunangedung bertingkat, pada umumnya sebuah titik bor mewakili hingga radius 20.0 - 30.0 m. Tiga buah titik bor untuk sebuah tower disepakati sebagai jumlah minimum di DKI Jakarta. Untuk pekerjaan jalan, jarak pemboran berkisar 50 m 200 m. Sowers(1979) memberikananjuranuntukpenentuanjarakantaratitikbor (Tabel 1.1) yang dapat dipakai sebagai acuan.Tabel 1.1. Pedoman Penentuan Jarak Titik BorJenis StrukturJarak Titik Bor (m)Gedung Tinggi 15 - 45Bangunan Industri30 - 902. Kedalaman PemboranPemboranharus dilakukanhinggakedalamandimanalapisantanahkeras (umumnya diasumsikan nilai NSPT > 50) dicapai beberapa meter (sekurangnya 3 kali pembacaan nilai NSPT)Bila dibawah lapisan keras masih terdapat tanah kompresibel, maka pemboran diteruskan kecuali jika lapisan tersebut tidak akan mengakibatkan penurunan yang berlebihan.Bila terdapat rencana penggalian, maka kedalaman pemboran di lokasi tersebut sekurangnya 1.5 2.0 kalikedalaman galian. Batas atas dilakukan bila kondisi tanah lembek. Hal ini adalah untuk memungkinkan analisis kestabilan lereng galian dan mengevaluasi kemungkinan penyembulan (heaving). Bila didapati lapisan aquifer, maka pemboran mungkin dapat lebih dalam lagi. Bila kaki pondasi tiang diharapkan masuk kedalam batuan, maka pemboran dilakukan sekurangnya 3.0 m kedalam lapis batuan tersebut.Untuk struktur yang berat seperti bangunan tinggi, satu titik bor perlu dilakukanhinggamencapaibatuan dasar bilakondisi memungkinkan. Tabel 1.2. adalahkedalamanminimumpemboranyangperludilakukanmenurut Sowers (1979)Tabel 1. 2. Kedalaman Minimum PemboranJenis StrukturKedalaman Titik Bor (m)Sempit dan Ringan3.S0.7Luas dan Berat 6.S0.7dimana S adalah banyaknya lantai pada gedung tinggi.1.5. TEKNIK PEMBORANTeknik pemboran dalam umumnya dipakai untuk penyelidikan tanah bagi kepentingan perancangan pondasi dalam. Dengan pemboran, contoh tanah dan batuandapatdiambil dandiuji di laboratoriumuntukklasifikasi danpengujian sifat fisis maupun sifat mekanisnya.61. Bor TanganBor tangan digunakan untuk pengambilan sampel pada kedalaman maksimum6.0 m. Alat yang digunakan berupa suatuaugeryang diputar secara manual. Pada umumnya bor tangan digunakan untuk kedalaman 5.0 6.0 m saja dan hanya untuk mendeteksi tanah dekat permukaan. Bila pemboran dilakukan dengan dibantu oleh mesin kecil maka kedalaman dapat mencapai 10.0 m.Gambar 1.1.Bor Tangan72. Bor MesinBor Basah (Wash Boring)Pemboran basah dilakukan dengan cara kombinasi pemotongan dan jetting air kedalam tanah. Hasilpemotongan tanah diangkat keatas dengan aliran air bertekanan melalui casing. Cara ini tidak dapat digunakan untuk mengambil sampel dan fungsi utamanya adalah hanya untuk pemboran. Untuk pengambilansampel, alat pemotong(choppingbit) dinaikkankeatas dan digantidengan tabung contoh tanah. Jenis tanah diidentifikasisecara visual dari material yang terbawa oleh air pencuci.Pemboran basah dapat dilakukan dengan atau tanpa casing. Casing digunakanbiladijumpai tanahpasirankarenaumumnyaruntuhkedalam lubang bor tanpa adanya casing.Pemboran Perkusi (Percussion Drilling)Pemborandapat dilakukandengancaramemukul-mukul alat bor kedalam lubang dengan diameter 600 mm. Tanah yang terpotong bercampur dengan air menjadi bubur (slurry). Bubur ini secaraberangsur angsur dikeluarkan dengan bailer atau pompa lumpur. Jenis tanah diidentifikasi dari lumpur yang diangkat keluar. Kejelekan dari cara ini adalah karena tanah mengalami gangguan yang besar sehingga sampel yang diambil memiliki kualitas rendah.Bor Kering (Rotary Drilling/Dry Coring)Metoda pemboran dengan cara kering (rotary drillingataudry coring) dilakukantanpaair, denganmenggunakanrotasi padamatabor (drillbit) bersamaan dengan penekanan untuk membuat lubang bor. Pelaksanaan pemboran dengancara ini memerlukanwaktu yanglebihlama daripada menggunakanmetodebor basah.Bor keringmemiliki keuntungankarena dengan metoda ini contoh tanah dapat disimpan pada corebox dan diidentifikasi secara visual. Disamping itu cara ini umumnya dapat digunakan pada jenis tanah apapun dan dapat untuk membor batuan.8(a)Gambar 1.2Bor Mesin :(a) Bor Basah [Wash Boring](b) Pemboran Perkusi (Percussion Drilling)(c) Bor Kering (Rotary (c)1.6. PENGAMBILAN CONTOH TANAHPengambilan contoh tanah dapat berupa contoh tanah terganggu (disturbed samples) atau contoh tanah asli (undisturbed samples). Contoh tanah terganggu dapat dilakukan dengan auger atau dari tabung SPT . Contoh tanah yang diperoleh sekurang kurangnya 0.5 kg, merupakan jumlah minimum untuk pengujian di laboratorium.Contoh tanah asli diasumsikan sebagai contoh tanah yang diperoleh dari kondisi aslinya di lapangan, dengan tidak mengalami perubahan struktur, kepadatan, porositas dan kadar airnya. Namun demikian pada saat contoh tanah dikeluarkandari tabung, sesungguhnyacontohtanahitutidaklagi asli karena sudah kehilangan tegangan kelilingnya. Disamping itu penekanan dinding tabung ke dalam tanah juga menyebabkan gangguan mekanis.Agarsampel yangdiambil dari lapangansesedikitmungkinmengalami gangguan, maka ketebalan dinding tabung harus memenuhi syarat. Untuk menjamin desakan sekecil mungkin pada tanah, maka ketebalan dinding tabung harus mempunyai rasio luas (area ratio) A, kurang dari 10%, dimana A, didefinisikan sebagaidimana:Do = diameter luar tabungDi= diameter dalam tabung.Tabungcontohtanah(opentubesampel) tipikal/standar diperlihatkan dalam Gambar 1.3.(a). Tabung ini mempunyai diameter 100 mm dan panjangnya 450 mm. Jenis tabung ini mampu mengambil tanah lempung dengan kuat geser kurangdari 0.5kg/cm2. Contohtanahyangtelahterambil dijagakadarairnya dengan menutup tabung dengan parafin atau lilin.Bila tanah amat lembek, maka tabung ini tidak akan membantu banyak karenagangguansampel amat besar. Untukjenistanahini harusdigunakan piston sampel. Ukuran diameter piston sampel dari 54-250 mm. 1.3.(b) memberikan ilustrasi fixed piston sampler.9100%DD DA2i2i2or(b) Gambar 1.3(a) Tabung Contoh Tanah (U100) (b) Fixed Piston Sampel1.7. PENGUJIAN LABORATORIUMContoh tanah yang diperoleh dari pemboran diujidilaboratorium untuk klasifikasi dan pengujian sifat fisis dan mekanisnya. Tujuan pengujian laboratoriumadalah untuk mendapatkan parameter yang dibutuhkan untuk analisis.1. Klasifikasi, Berat Isi dan Pengujian Indeks Properties TanahPengujian rutin untuk tanah adalah uji klasifikasi, berat isi, dan pengujian indeks properties tanah. Yang termasuk dalam jenis pengujian ini adalah : Kadar Air ( w ). Berat Isi Tanah ( ). Berat Jenis Tanah (Gs). Batas Batas Atterberg (wP , wL). Uji Gradasi dan Hidrometer.Pengujian batas batas atterberg dan indeks properties perlapisan tanah dapat digunakan untuk menentukan parameter hasil korelasi yang mungkin dibutuhkan dalam desain.2. Uji Kuat GeserKuat geser tanah mempunyai pengaruh yang besar dalam perancangan pondasi sehingga salah satu tujuan penyelidikan tanah yang penting adalah untuk menentukan parameter tersebut. Beberapa uji laboratorium yang umum digunakanadalahuji geser langsung(Direct Shear), uji Triaxial, danuji kuat tekan tidak terkekang (Unconfined Compression Test).Ukuran contoh tanah dalam uji geser langsung umumnya berdiameter 60 mm, dan penggeseran dilakukan hingga 6 mm. Contoh tanah diberi tegangan normal kemudian digeser untuk menentukan hubungan antara tegangan normal tersebut dengan tegangan geser saat runtuh. Pengujian dilakukan tiga kali dengan tegangan normalyang berbeda dan hasilnya diplotkan (Gambar1.4.) untuk mendapatkan nilai kohesi (c) dan sudut geser dalam .10(a)(b) (b)Gambar 1.4(a) Alat UJi Geser Langsung (Direct Shear)(b) Hasil Uji Geser Langsung3. Uji Kuat Tekan Tak Terkekang (Unconfined Compression Test)Merupakan cara uji yang sederhana untuk tanah kohesif. Contoh tanah silinder ditekan dengan kecepatan konstan hingga runtuh. Cara ini umumnya memberikan harga kohesi yang lebih rendah karena peniadaan tegangan keliling (Gambar 1.5). Dari hasil uji ini diperoleh kuat tekan tak terkekang (qu), kohesi (cu) dan modulus tanah. Umumnya dalam uji ini juga dilakukan uji tekan pada tanah yangteremassehinggakuatgesertanahteremas(remolded).Rasiodari kuat geser tanahdalamkondisi asli dankuat geser tanahdalamkondisi teremas disebut sensitivitas (St)St = r uuqq,Gambar 1.5. Alat Uji dan Hasil Unconfined Compression Test4. Uji TriaxialPada uji triaxial, contoh tanah diberi tegangan keliling sebelum digeser. Cara ini adalah cara yang paling ideal untuk menentukan kuat geser tanah. Contoh tanah diuji dengan tiga buah tegangan keliling untuk dapat ditentukan perilakunya. Konfigurasialat uji diberikan pada Gambar.1.6., dan uji yang lazim digunakan adalah : Uji UU (Unconsolidated Undrained) :Tegangansel diberikandalamkondisi airdalamcontohtanahtidakteralir. Demikian pula saat penggeseran, air tidak diberi kesempatan mengalir sehingga pembebanan dalam kondisi undrained. Hasil uji tipikal ditunjukkan pada Gambar. 1.6.b. Uji CU (Consolidated Undrained) :11(a) Konsolidasi tanahdilakukandenganmemberikantegangansel, kemudian saat penggeseran, aliran air ditutup (undrained). Uji CD (Consolidated Drained) :Padauji CDtanahdiberi kesempatanberkonsolidasi dibawahtegangansel dan pengujian diberikan amat lambat dalam keadaan air daricontoh tanah teralir sehingga terjadi perubahan volume pada contoh tanah tetapi tekanan air pori nol.Perancang harus dapat memutuskan jenis uji sesuai kebutuhan untuk analisis.Gambar. 1.6. Uji Triaxial UU. CU dan CD (a). Konfigurasi Alat (b). Hasil uji UU dan CU12 5. Uji KonsolidasiUjikonsolidasiterutama dilakukan untuk menentukan sifat kemampatan tanah dan karakteristik konsolidasi yang dipengaruhi oleh sifat permeabilitas.Gambar 1. 7. Uji Konsolidasi (Oedometer) (a) Alat uji (b) Hasil Uji dan Interpretasi13 1.8. UJI LAPANGAN (INSITU TEST)Uji lapangan menjadi populer karena dapat memberikan informasiprofil tanahsecarakontinudandewasaini telahdikembangkanuntukperancangan pondasi tiang secara langsung dengan korelasi empirik.1. Uji Sondir (Cone Penetration Test = CPT)Uji sondir saat inimerupakan salah satu ujilapangan yang telah diterima oleh parapraktisi danpakar geoteknik. Uji sondir ini telahmenunjukkanmanfaat untuk pendugaan profil atau pelapisan (stratifikasi) tanah, karena jenis perilaku tanah telah dapat diidentifikasidarikombinasihasilpembacaan tahanan ujung dan gesekan selimutnya.Sondir standar memiliki luas penampang ujung konus sebesar 10 cm2 dan sudut puncak 60. Luas selimut 150 cm2. Kecepatan penetrasi 2 cm/det. Standar alat yang pada saat ini secara luas diterima tercantum dalam ASTM D341175T.Pada sondir mekanis, penetrasiujung konus dilakukan mendahuluiselimutnya, gaya pada konus diukur, kemudian baru penetrasi ujung dan selimut dilakukan bersamasamasehinggatercatat perlawanantotal. Selisihantarapengukuran perlawanan kedua dan pertama adalah gaya yang bekerja pada selimut sondir, sehingga gesekan selimut, fs, dapat ditentukan.PenggunaanUji sondir yangmakinluasterutamadisebabkanolehbeberapa faktor:Cukup ekonomis dan dapat dilakukan berulang kali dengan hasil yang konsisten. 1. Korelasi empirik yang telah berkembang semakin andal.Perkembangan yang semakin meningkat khususnya dengan ada penambahan sensor pada sondir listrik seperti batu pori dan stress cell untuk mengukur respon tekanan lateral tanah.2. Kebutuhanuntukpengujiandi lapangan(insitutest)dimanasampel tanah tidak dapat diambil (tanah lembek dan pasir).3. Dapat digunakan untuk menentukan daya dukung tanah dengan baik.14Gambar 1. 8. Bentuk Ujung Konus Sondir Listrik dan Sondir Mekanis Pengujian awal dengan sondir dapat merupakan arahan untuk pemilihan jenis uji tanah berikutnya dan dapat membantu menentukan posisi (kedalaman) untuk uji lapanganyanglain(misalnyapressuremeterdanuji geserbaling(vaneshear test) maupun lokasi pengambilan contoh tanah untuk uji laboratorium. Untuk uji lapangan, sebaiknya uji sondir dilaksanakan lebih dahulu.Gambar 1. 9. Pelaporan Hasil Uji Sondir Interpretasi Hasil UjiPenggunaan hasil uji sondir untuk klasifikasi tanah juga berdasarkan data secara empiris, demikian pula untuk kepentingan interpretasi parameter tanah yang lain sepertikuat geser dan kompresibilitas tanah. Oleh sebab itu pembaca diminta memperhatikan keterbatasan pemakaian korelasi yang ada. Dalampraktek dianjurkan agar uji sondir didampingi dengan uji lain baik uji lapangan maupun uji laboratorium.2. Standard Penetration Test (SPT)StandardPenetrationTest(SPT) telahmemperolehpopularitas dimanamana sejak tahun 1927 dan telah diterima sebagaiujitanah yang rutin dilapangan. SPT dapat dilakukan dengan cara yang relatif mudah sehingga tidak membutuhkanketrampilankhususdari pemakainya. Metodapengujiantanah dengan SPT termasuk cara yang cukup ekonomis untuk memperoleh informasi mengenai kondisi di bawah permukaan tanahdan diperkirakan 85% dari desain pondasi untuk gedung bertingkat menggunakan cara ini. Karena banyaknya data SPT korelasi empiris telah banyak memperoleh kemajuan.Alat uji ini terdiri dari beberapa komponen yang sederhana, mudah ditransportasikan, dipasang, dan mudah pemeliharaannya. Pandangan para ahli 15masihsamayaitubahwaalatini akanterusdipakai untukpenyelidikantanah rutin karena relatif masih ekonomis dan dapat diandalkan.Alat dan Prosedur UjiAlat uji berupa sebuah tabung yang dapat dibelah (split tube, split spoon) yang mempunyaidrivingshoeagar tidakmudahrusakpadasaat penetrasi. Pada bagian atas dilengkapi dengan coupling supaya dapat disambung dengan batang bor (drillrod) ke permukaan tanah. Sebuah sisipan pengambilcontoh (sampelinsert) dapat dipasang pada bagian bawah bila tanah yang harus diambil contohnyaberupapasir lepasataulumpur. Gambar1.10. menunjukkansplit spoon sampel dan sampel insert.Prosedur Uji mengikuti urutan sebagai berikut :1. Mempersiapkan lubang bor hingga kedalaman uji.2. Memasukkan alat split barrel sampel secara tegak.3. Menumbuk dengan hammer dan mencatat jumlah tumbukan setiap 15 cm. Hammer dijatuhkan bebas pada ketinggian 760 mm.4. Nilai tumbukan dicatat 3 kali (N0, N1, N2) dimana harga N = N1 + N2.Split spoon samplerdiangkat ke atas dan kemudian dibuka. Sampel yang diperoleh dengan cara ini umumnya sangat terganggu.5. Sampel yang diperoleh dimasukkan ke dalam plastik untuk diuji di laboratorium. Padaplastiktersebut harusdiberikancatatannamaproyek, kedalaman, dan nilai N.Jenisjenis hammer yang digunakan bisa bermacammacam(Gambar 1.11), namun demikian semua mem-punyai berat yang sama yaitu 63.5 kg (140 lb).Secara konvensional, uji SPTdilakukan dengan interval kedalaman 1.5 m 3.0 m dan sampel tanah yang diperoleh dari tabung SPT digunakan untuk klasifikasi. Pentinguntukditegaskandisini bahwaidentifikasi dari jenistanahpadaSPT harus dilakukan karena interpretasi dari data SPThanya dapat dilakukan dengan baik bila dikaitkan dengan kondisi tanah tersebut.16Gambar 1.10. Cara Konvensional Uji SPT dan Sampel SPTMenurut ASTM D1586(Sumber: Kovacs, 1981) 17Variasi dari hasil uji dapat disebabkan oleh : Peralatandibuat olehpabrikyangberbeda. Namundemikianrotaryauger dengansafety hammermerupakan kombinasi yang lebih ekonomis dan umum. Konfigurasi hammer. Panjang batang penghubung (drill rod). Untuk panjang batang lebih dari 10 m dan nilai NSPT< 30 pengaruh panjang batang ini cukup besar. Drill rod yang panjang lebih berat dan memperkecil energi yang diterima oleh batang dan sampel. Tegangan vertikal efektif. Variasi tinggi jatuh. Bila digunakan cathead, jumlah lilitan dapat mempengaruhi energi. Cara pemboran dan metoda stabilisasi dinding lubang bor berpengaruh terhadap nilai NSPT. Lubang yang tidak sempurna pembersihan-nya dapat mengakibatkan terperangkapnya lumpur ke dalam sampel dan dapat menyebabkan kenaikan NSPT. Dipakai atau tidaknya liner pada sampel. Ukuran lubang bor.Gambar 1.11. Diagram Skematis Jenisjenis Hammer(Sumber: Bowles, 1988)DiIndonesia hal lain yang perlu diperhatikan adalah spesifikasialat SPT yang berbeda, khususnya yang mengacu kepada ASTM (standard USA) dan kepada JIS (standard Jepang) (Makarim, 1992).3. Uji Geser Baling (Vane Shear Test)Uji geser baling dilakukan dengan cara memasukkan baling pada kedalaman titik uji dan memutar baling tersebut dengan kecepatan 6/menit hingga runtuh. Torsi (T) diukur dannilai kuat geser undrainedSudapat ditentukanberdasarkan formula :dimana :D = diameter dari baling (cm)18T = torsi (kg.cm)Gambar 1.12. Uji Geser Baling (VST)4. Uji PressuremeterUji Pressuremeter (Gambar1.13) dikembangkanolehMenard, berupasilinder karet yang dimasukkan kedalam lubang bor dan dikembangkan. Respon tanah (perubahan volume atau jari-jari lubang) terhadap pengembangan karet di ukur dan interpretasikan ke dalam besaran kuat geser dan sifat kemampatan tanah.Keuntungan dari uji ini adalah karena modulus tanah dapat diperoleh di lapangan (insitu), demikianpulabesarnyatekanantanahatrest. Besaranbesaranlain seperti kuat geser tanah dan tekanan air pori juga dapat diperoleh dari uji ini.Gambar 1.13. Uji Pressuremeter dan Hasil Uji Tipikal195. Uji DilatometerUji dilatometer (Marchetti 1980, Schmertmann, 1988) merupakan uji sederhana untuk mengukur modulus tanah. Alat ini berupa suatu blade dengan lebar 95 mm dan tebal 15 mm. Ditengahnya terdapat suatu plat lingkaran yang dapat bergerak keluar jika dikembangkan. Prosedur pengujian dilatometer mengikuti langkah-langkah sebagai berikut :1. Dilatometer dimasukkan kedalam lubang galian, lakukan pembacaan setelah dikoreksi (p1).2. Membran dikembangkan dan tekanan dibaca saat mencapai 1.1. mm (p2).3. Tekanan diturunkan dan saat membran kembalikeposisisemula, kembali dibaca (p3).4. Dilatometer diturunkanketitikberikutnyadanlangkah1s/d3diulang kembali.Setiap pengujian hanya membutuhkan waktu 1-2 menit. Keuntungan utama dari dilatometer adalahbahwaalat ini dapat memperkirakantekananat rest di lapangan. Disamping itu kemampatan tanah dapat diperoleh (modulus subgrade).Dari data diatas dapat diperoleh beberapa parameter dilatometer sebagai berikut :1. Modulus dilatometer, EdEd =34.7(p2p1)2. Indeks Tegangan Lateral, Kd3. Indeks Material, ID

Berdasarkanparameter tersebutmakajenis tanah, modulus, dankekuatan gesernya dapat diperkirakan.Gambar 1.14. Korelasi Antara Jenis Tanah denganIndeks Material dan Modulus Dilatometer(Sumber : Lacasse & Lunne. 1986)20' pu pKo1du pp pI21 2D6. Pengamatan Muka Air TanahPengamatan muka air tanah dan fluktuasinya untuk beberapa proyek amat dibutuhkan khususnya dimana pengaruh dari posisi muka air tanah memberikan beban hidrostatik dan beban uplift. Disamping itu pengetahuan mengenai muka air tanah juga amat dibutuhkan untuk tahapan konstruksi.Cara umumuntuk memperoleh informasi muka air tanah adalah dengan menggunakan piezometer yang dapat dipasang pada bekas lubang bor.Gambar. 1.15. Piezometer Jenis Standpipe dan Hidrolik7. Cara Pelaporan Hasil Penyelidikan TanahPelaporan hasil penyelidikan tanah harus mencakup informasiyang dibutuhkan untuk perancangan pondasimaupun untuk penentuan teknik pelaksanaan oleh kontraktor. Bagian yang penting dari isi laporan meliputi : Geologi dan topografi di lokasi proyek. Bor log dan potongan potongan melintang profil tanah. Hasil uji lapangan (SPT, CPT, VST, Pressuremeter dan lain-lain). Posisi muka air tanah. Hasil uji laboratorium. Kondisilapangan, diantaranya yang penting adalah bangunan sekitar yang sudah ada, jalan akses, utilitas umum, lokasi sungai atau selokan dan lain-lain.Pada umumnya laporan diatas disebutfactualreportyaitu berisi data-data apa adanya tanpa memberikan engineering judgement ataupun rekomendasi. Dalam banyakhal di Indonesia, pekerjaanpenyelidikantanahseringdituntut untuk melengkapi dengan desain dan rekomendasi.21BAB IIDAYA DUKUNG TANAHTujuan umum :Mahasiswa diharapkan mengetahui secara umumtentang definisi, jenis, pemilihan tipe pondasi, menentukan kedalaman dan dimensi pondasiTujuan Khusus :Setelah mempelajari bab ini mahasiswa dapat menghitung dengan tepat tentangpondasi telapak sesuaidengankondisi tanah yang ada dan rumus yang sesuai secara tepat dan benar.2.1. PENDAHULUANPondasi adalah suatu konstruksi pada bagian bawah struktur (substructure) yang berfungsi meneruskan beban dari bagian atas struktur (superstructure) ke lapisan tanah di bawahnya dengan tidak meng-akibatkan : Keruntuhan geser tanah Penurunan tanah saat penurunan pondasi yang berlebihanSecara umum pondasi dikelompokkan menjadi dua yaitu:a.Pondasi dangkal (shallow footing) Peck (1953) : Df/B 1Contohnya :Pondasi telapak (square footing)Pondasi menerus (continues footing)Pondasi lingkaran (circle footing)Pondasi rakit (raft footing)b. Pondasi dalam (depth footing) Peck (1953) : Df/B > 4Contohnya: Pondasi sumuran Pondasi tiang pancang Pondasi kaisonPondasi dangkal digunakanapabilalapisantanahkeras yangmampu mendukung beban bangunan di atasnya, terletak dekat dengan permukaan sedangkan pondasi dalam dipakai pada kondisi yang sebaliknya. Selain itu masih banyak lagi jenis-jenis konstruksi yang erat hubungannya dengan rekayasa pondasi, seperti : Dinding penahan tanah atau turap, Seperti : dinding kantilever turap kaku turap kayu, turap baja, turap beton dll turap lentur Bendung elak sementara, seperti : penurapan pada pembuatan pilar jembatan di dasar sungai221.Syarat-syarat Perencanaan Pondasia. Syarat yang berhubungan dengan konstruksi dan beban yang diterima oleh pondasi antara lain: Beban maksimum yang diterima Muatan sedapat mungkin merata Tanah dasar pondasi terlindung dari penggerusan aira. Syarat yang berhubungan dengan perencanaan dan perluasan pondasi antara lain: Galian tanah sekecil-kecilnya Lubang pondasi harus dapat dikeringkan Menghindari kemungkinan terjadinya kebocoran dari air tanah Pondasi yangterbuat dari kayuharusterletakpadamukaair tanah terendah.a. Syarat yang berhubungan dengan stabilitas dan deformasi antara lain: Kedalamanpondasi haruscukupuntukmenghindari kerusakantanah dalam arah lateral di bawah pondasi Kedalaman pondasi harus di bawah daerah yang mempunyai sifat kompresibilitas yang tinggi Konstruksi harusamanterhadapguling, geser, rotasi dankeruntuhan geser tanah Konstruksi harusamanterhadapkorosi ataukegagalanakibatbahan-bahan kimia yang ada di dalam tanah. Konstruksi diharapkan mudah untuk dimodifikasi jika terdapat perubahan geometri konstruksi Pondasi harus dapat memberikan toleransi terhadap pergerakan diferensial akibat pergerakan tanah Pondasi harus memenuhi persyaratan standar Pondasi harus ekonomis dalam pelaksanaan2.Pemilihan Jenis PondasiSelain tergantung pada faktor ekonomi maupun situasi lingkungan, pemilihan jenis pondasi pada pokoknya tergantung pada kondisi atau sifat karakteristik tanah dasar atau tanah pendukungnya. Berikut ini adalah jenis-jenis pondasi sesuai dengan keadaan tanah pendukung yang bersangkutan:a. Bila lapisan tanah keras terletak pada kedalaman 2 m sampai dengan 3 m di bawah permukaan tanah lunak atau soft soil maka digunakan pondasi telapak pondasi menerus pondasi rakita. Bila lapisan tanah keras terletak pada kedalaman 10 m sampai dengan 20 m di bawah permukaan tanah lunak maka digunakan pondasi tiang beton atau tiang kayu pondasi tiang apung atau perbaikan tanah dasara. Bila lapisan tanah keras terletak pada kedalaman 20 m sampai dengan 30 m di bawah permukaan tanah lunak maka digunakan pondasi tiang gesek (bila penurunan yang terjadi masih diijinkan) pondasi tiang baja atau tiang beton yang dicor ditempat pondasi kaison23a. Bila lapisan tanah keras terletak pada kedalaman 30 m sampai dengan 40 m di bawah permukaan tanah lunak maka digunakan pondasi kaison pondasi tiang baja atau tiang beton yang dicor ditempat.a. Jikalapisantanahkerasterletakpadakedalamanlebihbesardari 40m maka yang lebih baik untuk haliniadalah pemakaian pondasibaja atau tiang beton yang dicor di tempat.2.2. PENGERTIANTekanan overburden [p] (total overburden pressure) adalah intensitas tekanan total yang terdiri dari berat material di atas dasar pondasi sebelum pondasi dibangun (berat tanah dan air) , [rumus umum : p = Df. ].Tekanan pondasi total [q] (total foundation pressure) adalah intensitas tekanan total yang terdiri dari berat material di atas dasar pondasi sesudah struktur selesai dibangun dengan pembebanan penuh (berat pondasi, struktur atas, tanah urug dan air).Tekanan pondasi netto [qn] (net foundation pressure) adalah tekanan pondasi total (q) dikurangi beban hidup dan mati yang berlaku, [rumus umum : qn = q Df. ].Daya dukung tanah (bearing capacity) adalah kekuatan tanah untuk menahan suatu beban yang bekerja padanya yang biasanya disalurkan melalui pondasi. Daya dukung batas [qu] (ultimit bearing capacity) adalah tekanan maksimum yang dapat diterima oleh tanah akibat beban yang bekerja tanpa menimbulkan kelongsoran geser pada tanah pendukung tepat di bawah dan sekeliling pondasi.Daya dukung batas netto [qun] (net ultimit bearing capacity) adalah daya dukung batas [qu] dikurangi tekanan overburden [p], [rumus umum : qun = qu Df. ].Daya dukung ijin [qall = qs] (allowable bearing capacity) atau (safe bearing capacity) adalah tekanan maksimum yang dapat diterima oleh tanah sehingga persyaratan keamanan (FS) terhadap daya dukung dan penurunan terpenuhi.[rumus umum : + . DFSqFSqq qfun us all]Fakor aman [FS] (factor of safety), ditinjau dari : daya dukung batas (qult) alluqqFSdaya dukung batas netto (qun) . D q. D qqqFSff ununUltimit = maksimum = batas = total.24Terdapat 3 kemungkinan pola keruntuhan kapasitas dukung tanah yaitu :1. Keruntuhan geser umum (General Shear Failure), Gambar 2.1a Kondosi kesetimbangan plastis terjadi penuh diatas failure plane Muka tanah di sekitarnya mengembang (naik) Keruntuhan terjadi di satu sisi sehingga pondasi miring Terjadi pada tanah dengan kompresibilitas rendah (padat dan kaku) Kapasitas dukung batas (qult) bisa diamati dengan baik.Gambar 2.1a. Polakeruntuhan geser umum (General Shear Failure)1. Keruntuhan geser setempat (Local Shear Failure), Gambar 2.1b Muka tanah disekitar pondasi tidak terlalu mengembang, karena dorongan kebawah dasar pondasi lebih besar. Kondisi kesetimbanganplastis hanyaterjadi padasebagiantanah saja. Miring yang terjadi pada pondasi tidak terlalu besar terjadi. Terjadi padatanahdengankompresibilitatinggi yangditunjukkan dengan penurunan yang relative besar. Kapasitasdukungbatassulit dipastikansulit dianalisis, hanyabisa diamati penurunannya saja.Gambar 2.1b. Polakeruntuhan geser setempat (Local Shear Failure)252. Keruntuhan geser baji / penetrasi (Punching Shear Failure), Gambar 2.1c Terjadi desakan dibawah dasar pondasi disertai pergeseran arah vertical sepanjang tepi Tidak terjadi kemiringan pondasi danpengangkatan di permukaan tanah. Penurunan yang terjadi cukup besar Terjado pada tanah dengan kompresibilitas tinggi dan kompresibilitas rendah jika kedalaman pondasi agak dalam Kapasitas dukung batas tidak dapat dipastikanGambar 2.1c. PolaKeruntuhan geser baji (Punching Shear Failure)Vesic (1963) melakukan uji model untuk mengetahui pengaruh kepadatan tanah pasir (Dr) dengan kedalaman pondasi dibanding lebar pondasi(Df/B) terhadap mekanisme keruntuhan pondasi. Keruntuhan geser umumterjadi padapondai relatif dangkal yangterletakpadapasir padat atau kira-kira > 36 dan Keruntuhan geser setempat kira-kira nilai < 29. Hasil pengujiannya sebagaimana Gambar 2.1.d.Gambar 2.1.d. Hubungan Df/B dan Dr pada model keruntuhan tanah pasirSedangkan Coduto (1994) untuk pondasi pada pasir berpendapat :1. Keruntuhan geser umum: terjadi pada pasir padat (Dr > 67%)262. Keruntuhan geser setempat : terjadi pada pasir kepadatan sedang (30% < Dr B po = .Df p0 : terletak pada kondisi tanah asli 332 = zona geser bawah pondasi pada tanah asli(4)Muka air tanah (MAT) terletak pada muka tanah (Dw = 0 ) po = '.Df p0: terletak pada kondisi tanah terendam air 2 = ' zona geser bawah pondasi pada tanah asliHitungandayadukungdi atasjugaharusmempertimbangkansifat-sifat permeabilitas tanah. Tanah permeabilitas rendah analisa menggunakan kondisi tak ter-drainasi (undrained) dengan parameter (cudanu). Sedangkan untuk tanah permeabilitas tinggi (mudah lolos air) maka analisa daya dukung menggunakan kondisi terdrainasi (drained) dengan parameter (c dan ).34c. Pondasi pada tanah granuler (tanah pasir atau kerikil) tidak mempunyai kohesi (c =0) makakapasitas dayadukungpondasi dipengaruhi terutamaoleh kerapatan relatif (Dr), kedudukan muka air tanah, tekanan terkekang (confining pressure) dan ukuran pondasi.Persamaan daya dukung ultimit Terzaghi (1943) akan menjadi sebagai berikut :1. Kapasitas daya dukung pondasi menerus dengan lebar Bqu = .Df.Nq+. .B.N(2.13)2. Kapasitas daya dukung pondasi lingkaran dengan jari-jari Rqu = .Df.Nq+0,6. .R.N(2.14)3. Kapasitas daya dukung pondasi bujur sangkar dengan sisi Bqu = .Df.Nq+0,4. .B.N(2.15)4. Kapasitas daya dukung pondasi segi empat (B x L)qu = .Df.Nq + . .B.N.(10,2.B/L) (2.16)dengan:qu= daya dukung maksimum B = lebar pondasi (diameter untuk lingkaran )c = kohesi tanah L = panjang pondasi = berat isi tanah Df= kedalaman pondasi .Df= p0 = tekanan overburden (tekanan vertikal pada dasar pondasi)= bila terdapat beban merata (q0) maka menjadi ( .Df + q0) = (p0 + q0)2.3Analisis Skempton untuk pondasi pada tanah lempungSkempton (1951) mengusulkan persamaan daya dukung ultimit pondasi (qult) yang ter-letak pada tanah lempung jenuh ( = 0) dengan faktor-faktor : faktor kedalaman dasar pondasi dan faktor bentuk pondasi. Skempton menyarankan pemakaian faktor pengaruh bentuk pondasi (sc) dengan :sc = (1 + 0,2.B/L) ; B = lebar dan L = panjang pondasi.Faktor daya dukung Nc sesuai bentuk dan kedalaman pondasi dapat memakai rumus berikut atau Gambar 2.5.a. Pondasi permukaan (Df = 0) Nc (pemukaan)= 5,14 untuk pondasi memanjangNc (pemukaan)= 6,20 untuk pondasi lingkaran dan bujur sangkarb. Pondasi pada kedalaman 0 < Df < 2,5.B ) pemukaan (fNcBD2 , 0 1 Nc ,_

+ c. Pondasi pada kedalaman Df > 2,5.BNc = 1,50.Nc (permukaan)35Gambar 2.5. Faktor daya dukung Nc (Skempton, 1951)Dayadukungultimit pondasi (qu) dandayadukungultimit neto(qun) sesuai bentuk pondasi adalah sebagai berikut :a. Pondasi memanjang : Daya dukung ultimit: qu= cu.Nc + Df. (2.17.a)Daya dukung ultimit neto : qun= cu.Nc(2.17.b)b. Pondasi denganpanjang(L) danlebar (B), denganfaktor pengali 0,84+ 0,16.B/L :Daya dukung ultimit: qu= (0,84 + 0,16.B/L).cu.Nc(bs) + Df. (2.18.a)Daya dukung ultimit neto : qun= (0,84 + 0,16.B/L).cu.Nc(bs)(2.18.b)dengan :qu= daya dukung ultimit (kN/m2)qun= daya dukung ultimit neto (kN/m2)Df= kedalaman pondasi (m) = berat isi tanah (kN/m3)cu= kohesi tanah tidak terdrainasi (undrained) (kN/m2)Nc= faktor daya dukung Skempton (Gambar 2.5)Nc= faktor daya dukung Skempton bentuk bujur sangkar (Gambar 2.5)2.4Rumus Kapasitas Daya Dukung Secara UmumMeyerhof (1963) telah mengembangkan rumus-rumus perhitungan kapasitas dayadukunguntukpondasi menerus, segi empat danlingkarandantidak berlaku untuk pondasi yang mempunyai dimensi 0 < B/L < 1. Rumus-rumus ini mempertimbangkanfaktorkedalaman,faktorbentukdanfaktorkemiringan beban. Rumus daya dukung secara umum dari Meyerhof adalah:qu = c.Nc.Fcs.Fcd.Fci+ .Df.Nq.Fqs.Fqd.Fqi+. .B.N.F s.F d.F i(2.19)36dengan :qu= daya dukung maksimum (ultimit)c = kohesi tanah = berat isi tanahB = lebar pondasi (= diameter untuk pondasi lingkaran )L = panjang pondasiDf= kedalaman pondasiFcs, Fqs, Fs=faktor bentukFcd, Fqd, Fd=faktor kedalamanFci, Fqi, F i=faktor kemiringan bebanNc; Nq; N= faktordayadukung(Tabel 2.3), Gambar2.6ataudengan menggunakan rumus (2.202.22)

,_

+ tan 2e245 tan Nq(2.20) 1).cot (N Nq c(2.21) + 1).tan 2.(N Nq(2.22)Tabel 2.3 Faktor daya dukung Meyerhof (1963) Nc Nq NNq/ Nctan Nc Nq NNq/ Nctan 0 5,14 1,00 0,00 0,20 0,00 26 22,25 11,85 12,54 0,53 0,491 5,38 1,09 0,07 0,20 0,02 27 23,94 13,20 14,47 0,55 0,512 5,63 1,20 0,15 0,21 0,03 28 25,80 14,72 16,72 0,57 0,533 5,90 1,31 0,24 0,22 0,05 29 27,86 16,44 19,34 0,59 0,554 6,19 1,43 0,34 0,23 0,07 30 30,14 18,40 22,40 0,61 0,585 6,49 1,57 0,45 0,24 0,09 31 32,67 20,63 25,99 0,63 0,606 6,81 1,72 0,57 0,25 0,11 32 35,49 23,18 30,22 0,65 0,627 7,16 1,88 0,71 0,26 0,12 33 38,64 26,09 35,19 0,68 0,658 7,53 2,06 0,86 0,27 0,14 34 42,16 29,44 41,06 0,70 0,679 7,92 2,25 1,03 0,28 0,16 35 46,12 33,30 48,03 0,72 0,7010 8,35 2,47 1,22 0,30 0,18 36 50,59 37,75 56,31 0,75 0,7311 8,80 2,71 1,44 0,31 0,19 37 55,63 42,92 66,19 0,77 0,7512 9,28 2,97 1,69 0,32 0,21 38 61,35 48,93 78,03 0,80 0,7813 9,81 3,26 1,97 0,33 0,23 39 67,87 55,96 92,25 0,82 0,8114 10,37 3,59 2,29 0,35 0,25 40 75,31 64,20 109,41 0,85 0,8415 10,98 3,94 2,65 0,36 0,27 41 83,86 73,90 130,22 0,88 0,8716 11,63 4,34 3,06 0,37 0,29 42 93,71 85,38 155,55 0,91 0,9017 12,34 4,77 3,53 0,39 0,31 43 105,11 99,02 186,54 0,94 0,9318 13,10 5,26 4,07 0,40 0,32 44 118,37 115,31 224,64 0,97 0,9719 13,93 5,80 4,68 0,42 0,34 45 133,88 134,88 271,76 1,01 1,0020 14,63 6,40 5,39 0,43 0,36 46 152,10 158,51 330,35 1,04 1,0421 15,82 7,07 6,20 0,45 0,38 47 173,64 187,21 403,67 1,08 1,0722 16,88 7,82 7,13 0,46 0,40 48 199,26 222,31 496,01 1,12 1,1123 18,05 8,66 8,20 0,48 0,42 49 229,93 265,51 613,16 1,15 1,1524 19,32 9,60 9,44 0,50 0,45 50 266,89 319,07 762,89 1,20 1,1925 20,72 10,66 10,88 0,51 0,47* After Vesic (1973)37Gambar 2.6. Faktor daya dukung (Meyerhof, 1963)Rumus-rumus umumyang digunakan untuk menentukan faktor pengaruh bentuk, kedalamandankemiringanbebandapat digunakanseperti dalam Tabel 2.4 dan Tabel 2.538Tabel 2.4 Faktor bentuk, kedalaman, dan kemiringan rekomendasi untuk digunakanFaktor Rumus SumberBentuk acNqNLB1csF + tanLB1qsF + LB0,4 1sF Bila L panjang pondasi (L > B)De Beer(1970)Kedalaman ba. Bila Df/B1B4 , 0 1cdFfD+ ( )BDf 2sin 1 tan 2 1qdF + 1dF b. Bila Df/B > 1

,_

+ BfD1tan 0,4 1cdF( )

,_

+ BfD1tan2sin 1 tan 2 1 Fqd 1 FdHansen (1970)Kemiringan2qici901 F F

,_

2i1 F

,_

Mayerhof (1963); Hanna and Mayerhof (1981)a Faktor bentuk berdasarkan data tes laboratoriumb Faktor tan -1 (Df/B) dalam radian3940DfB41Tabel 2.5 Faktor bentuk, kedalaman, dan kemiringan recomendasi untuk referensiFaktor Rumus SumberBentuk Untuk = 0

,_

+ LB2 , 0 1csF1qsF 1sF Untuk 10

,_

,_

+ + 2452tanLB2 , 0 1csF

,_

,_

+ + 2452tanLB0,1. 1sFqsFMayerhof (1963)Kedalaman Untuk = 0B2 , 0 1cdFfD + 1dF Fqd Untuk 10

,_

,_

+ + 245 tanBfD0,2 1cdF

,_

,_

+ + 245 tanBfD1 , 0 1dFqdFMayerhof (1963)Kemiringan1)q(N)qiF (1qiFciF 5cot BLc cosuQ sin )uQ ( 5 , 01qiF1]1

+ 5cot BLc cosuQ sin )uQ ( 7 , 01iF1]1

+ Hansen (1970)* L = panjang pondasi ( B )42Meyerhof (1963) mengamati sudut geser dalam( ) untukkondisi plane strane (faktor daya dukung) kira-kira lebih besar 10 % darilabaratorium (uji triaksial) sehingga :ps = (1,1 0,1.B/L).tr(2.23)dengan :qu= daya dukung maksimum (ultimit)ps= sudutgeserdalamplanestrainuntukmenentukanfaktor daya dukung r= sudut geser dalam tanah dari uji triaksial kompresi432.5Beban Eksentris pada PondasiPembebanan yang tidak sentris pada pondasi bisa terjadi apabila beban vertikal yang bekerja mempunyai eksentrisitas terhadap titik pusat pondasi atau jika pondasi menerima momen selain beban vertikal. Akibatadanyabebaneksentrisitasini akanmenimbulkanpengurangan (reduksi)dayadukungtanah. MenurutMeyerhof (1953), reduksi dayadukung merupakanfungsi dari eksentrisitasbeban. Padatanah-tanahgranulerreduksi daya dukung lebih besar daripada tanah kohesif (Gambar 2.7).Gambar 2.7. Pengaruh eksentrisitas beban pada daya dukung pondasi memanjang dengan beban vertikal (Meyerhof, 1953)Daya dukung ultimit beban vertikal eksentris (qu) diperoleh dari mengalikan daya dukung ultimit dengan beban vertikal terpusat (qu) dengan faktor reduksi (Re).qu = Re . qu(2.24)dengan :qu = daya dukung ultimit pada beban vertikal eksentrisRe= faktor reduksi akibat beban eksentrisqu= daya dukung ultimit untuk beban vertikal di pusat pondasi Pada pondasi memanjang berlaku ketentuan seperti Gambar 2.7b, terlihat bahwa,jika :e/B = 0,5 qu = 0,sebab Re = 0 (beban vertikal di tepi pondasi)e/B = 0 qu = qu,sebab Re = 1 (beban vertikal di pusat pondasi) Sedangkan untuk pondasi yang berukuran panjang (L) dan lebar (B), Meyerhof mengusulkan adanya koreksi panjang dan lebarnya (L dan B) seperti Gambar 2.8.a. Eksentrisitas satu arah (Gambar 2.8.a) :1. Jika beban eksentris pada arah lebarnya (B) :44B = B 2.ex; L = L (2.25)2. Jika beban eksentris pada arah memanjangnya :L = L 2.ey; B = B (2.26)Gambar 2.8. Pengaruh eksentrisitas beban pada daya dukung pondasi segi empat dengan beban vertikal (Meyerhof, 1953)Gambar 2.9. Detail pengaruh eksentrisitas beban satu arah pada pondasi segi empat45Distribusi tegangan dibawah pondasi adalah :.L B6.MB.LQq2max+ (2.27).L B6.MB.LQq2min (2.28)Tahapan menghitung beban batas dan faktor keamanan adalah sebagai berikut :1. Dari gambar 2.9b menunjukkan system pembebanan yang sama dengan gambar 2.9a, maka jarak e adalah :QMe (2.29)Memasukkan rumus 2.29 dalam rumus 2.27 dan 2.28, maka :

,_

+ B6.e1B.LQqmax(2.30)

,_

B6.e1B.LQqmin(2.31)Jika e>B/6, makaqminadalah negative artinya adalah daerah tarik.Karena tanah tidak dapat menerima gaya tarik, maka terdapat perubahan perhitungan qmaxsebagai berikut :2.e) 3.L.(B4.Qqmax(2.32)2. Menentukan dimensi efektif BdanL (persamaan 2.25 atau 2.26)3. Menentukan daya dukung ultimit pondasi (qu) :qu = cNcFcsFcdFci + DfNqFqsFqdFqi + 1/2 BNF sF dF i(2.33)dengan :Fcs ; Fqs ; F sgunakan tabel 2.4 atau 2.5 dengan B dan LFcd ; Fqd ; F dgunakan tabel 2.4 atau 2.5 dengan lebar pondasi B3.Beban batas total yang dapat diterima pondasi adalah:Qult = qu . A = qu (B).(L) (2.34)4.Faktor keamanan daya dukung adalah :46QultQFS (2.35)a. Eksentrisitas dua arah (Gambar 2.8.b) :Jika beban eksentris dua arah (ex dan ey) maka lebar efektif pondasi (B) ditentukan sedemikian rupa sehingga resultan beban terletak di pusat berat luas efektifnya (A) dengan L adalah sisi terpanjang pada luas efektif tersebut.dengan : QMe danQMeuxyuyx (2.36)Beban total maksimum (Pu = Qu) yang dapat didukung oleh pondasi :Pu = qu.A = qu.B.L (2.37)Luas, panjang dan lebar efektif (A, L dan B) didapat dengan ketentuan :1. Jika ey/L 1/6 dan ex/B 1/6, maka :A = .B.L (2.38)

,_

Be . 35 , 1 . B Bx1(2.39)

,_

Le . 35 , 1 . L Ly1(2.40)L= nilai terbesar antara L1 dan B1, sertaB= nilai terkecil antara L1 dan B12. Jika ey/L < dan 0 < ex/B < 1/6, maka :A = .(L1 + L2).B (2.41)L = L1 atau L2 (dipakai yang terbesar) (2.42)B = A / L (2.43)Hubungan dimensi dan eksentrisitas beban pada pondasi mengacu pada Gambar 2.10.47Gambar 2.10. Rasio dimensi dan eksentrisitas beban untuk ey/L < dan 0 < ex/B < 1/63. Jika ey/L < 1/6 dan 0 < ex/B < , maka :A = .(B1 + B2).L (2.44)L = L (2.45)L' A' B (2.46)Hubungan dimensi dan eksentrisitas beban pada pondasi mengacu pada Gambar 2.11.48Gambar 2.11. Rasio dimensi dan eksentrisitas beban untuk ey/L < 1/6 dan 0 < ex/B < 494. Jika ey/L 1/6 dan ex/B < 1/6, maka :A = L2.B + .(B + B2).(L L2) (2.47)L = L (2.48)L' A' B (2.49)Hubungan dimensi dan eksentrisitas beban pada pondasi mengacu pada Gambar 2.12.Gambar 2.12. Rasio dimensi dan eksentrisitas beban untuk ey/L 1/6 dan ex/B < 1/6a. Eksentrisitas dua arah yang disederhanakan (Gambar 2.8.c) :Jika beban eksentris dua arah (ex dan ey) disederhanakan maka akan didapat :B = B 2.ex dan L = L 2.ey(2.50)Dalam persamaan 2.34 dan 2.37. bila hitungan didasarkan pada tinjauan daya dukung ultimit neto (qun) maka beban yang dihitung juga merupakan beban ultimit neto (pun).502.6. Daya Dukung Berdasarkan Hasil Pengujian di Lapangan (CPT atau SPT)Pada umumnya rumus-rumus yang digunakan untuk menghitung besarnya daya dukung berdasarkan SPT atau CPT mempunyai anggapan bahwa daya dukungnya mengijinkan penurunan pondasi dangkal sebesar 25 mm. a. Daya Dukung Berdasarkan SPT (standard penetration test)Padatanahgranuler (pasir), faktor-faktor Nq, N adalahfungsi dari sudut geser () yang tergantung pada kerapatan reatif (Dr). Kerapatan relatif dapat juga diperoleh dari uji SPT. Peck, Hanson dan Thornburn (1963) mengusulkan hubunganempirisantaraN, Nq, N dan (Gambar 2.13), sehinggadaya dukung ultimit bisa dihitung dengan nilai N.Gambar 2.13. Hubungan nilai N, Nq, Ndan (Peck, dkk, 1963)Uji SPT untuk menentukan daya dukung ijin (qall) dilakukan dengan mengestimasilebar pondasi(B)yangterbesar daribangunan.Padapondasi dangkal Terzaghi dan Peck (1948) menyarankan pengukuran pada interval 76 cmdimulaidari dasarpondasisampai sedalam B dibawahnya(Df+ B dari permukaan tanah). Nilai N rata-rata di kedalaman tersebut dapat menunjukkan kondisi kepadatan tanah di bawah pondasi secara kasar. Jika hasil uji SPT dari beberapa titik/lubangbor, nilai Nrata-ratayangdihasilkanberbedamakaNrata-rata terkecil yang digunakan untuk menghitung qall.51Terzaghi dan Peck (1948) mengusulkan hubungan antara N dari uji SPT, lebar pondasi (B) dan daya dukungijin(qall) yang didasarkan pada penurunan maksimum1 (1inci) danpenurunantidak seragam (inci) seperti Gambar 2.14.Gambar 2.14. Daya dukung ijin (qall) dari uji SPT untuk penurun 1(Terzaghi dan Peck, 1948, 1963)Nilai-nilai pada kurva didasarkan pada anggapan bahwa jarak muka air tanah lebih besar B dari dasar pondasi. Pada pondasi dangkal, bila pasir pada dasar pondasi dalamkeadaanjenuhair dankedalamanpondasi lebihkecil dari dibandingkan lebarnya, Terzaghi menyarankan qall yang diperoleh dari Gambar 2.14 dibagi 2. Untuk muka air tanah kurang dari B dari dasar pondasi, nilai qall ditentukan dari interpolasi.Meyerhof (1965), prosedur menentukan qallcara Terzaghi di atas terlalu hati-hati, sehingga tidak perlu direduksi nilai qallakibat pengaruh muka air tanah karena qallsudah direfleksikan dalam hasil ujiSPT, selanjutnya nilaiqallpada Gambar 2.14 dapat dinaikkan 50%-nya. Usulan ini sama dengan usulan DAppolonia, dkk. (1968).Mayerhof (1956; 1974) mengusulkan persamaan daya dukung ijin dengan nilai SPT untuk pasir. Nilai N diambil nilai rata-rata dari jarak 0 sampai B di bawah dasar pondasi untukpenurunanijinsebesar 1 (2,54cm) adalahsebagai berikut : m 1,2 B lebar untuk ; [kN/m] 12.N qall (2.51)52 m 1,2 B lebar untuk ; [kN/m]B0,3 B8.N. q2all> ,_

+(2.52)Bowles(1968) mengusulkanpersamaandayadukungijinMeyerhof di atas terlaluhati-hati olehkarenaituBowlesmenyarankanpersamaanqallrumus 2.51 dan 2.52 dinaikkan 50%-nya sekaligus memberikan faktor kedalaman pondasi sebagai berikut : m 1,2 B lebar untuk ; [kN/m] 8.N qall (2.53) m 1,2 B lebar untuk ; [kN/m] KB0,3 B12,5.N. qd2all> ,_

+(2.54)dengan :qall= kapasitas daya dukung ijin untuk penurunan 1 (kN/m)Kd= (1 + 0,33.Df/B) ; faktor kedalaman pondasi, nilai maksimum 1,33Bowles(1968)menyarankannilai Ndiambil dari nilai rata-ratastatistisdari zona.Bdi atasdasar pondasi sampai palingsedikit 2.Bdi bawahdasar pondasi.Nilai Nyangdiperolehdari uji SPTdi lapangansebelumdigunakandalam hitungan perlu dikoreksi terlebih dahulu.Bowles (1968) jika tanah mengandung pasir halus atau pasir berlanau nilai N :N = 15 + .(N 15) (2.55)dengan :N = nilai N tercatat dari uji di SPT di lapanganBeberapa analisis mengoreksi jumlah N-SPT dengan tekanan overburden efektif (po). Koreksi Nakibat pengaruhtekananoverburdenefektif adalah sebagai berikut :N = CN . N (2.56)dengan :N = nilai N tercatat dari uji di SPT di lapanganCN= faktor koreksi overburdenGibbs dan Holtz (1957), mengkoreksi tekanan overburden :1 ' 1,422.p5C0N+(2.57)dengan :p0 = tekanan overburden efektif (kg/cm) pada kedalaman yang diuji, maksimal 2,81 kg/cm. (1 kg/cm = 98,1 kN/m)Bazaraa (1967), mengkoreksi tekanan overburden :53k/ft 1,5 ' p' 2.p 14C00N< +(2.58)k/ft 1,5 ' p' .p 25 , 34C00N> +(2.59)dengan :p0 = tekanan overburden efektif (ksf) [1 k/ft = 47,94 kN/m]Peck, Hanson dan Thornburn (1974), mengusulkan tekanan overburden :

,_

' p20log . ,77 0 C0N(2.60)dengan :p0 = tekanan overburden efektif (ton/ft) [1 ton/ft = 1 kg/cm]Persamaan ini tidak valid, jika p0 < 0,25 ton/ft54Skempton(1986), mengkoreksiantekananoverburden, berdasarkanmacam pasirnya :) ( halus pasir untukp' p12Cr0Ned consolidat normally+(2.61)) ( kasar pasir untukp' p23Cr0Ned consolidat normally+(2.62)) ( pasir untukp' p7 , 01,7Cr0Nidated overconsol +(2.63)dengan :p0 = tekanan overburden efektif (kN/m]pr= 100 kN/m = tekanan efektif referensiBowles (1968), menyarankan penggunaan koreksi N harus dilakukan hati-hati dan jangan memberikan faktor koreksi CN > 2.Coduto (1994), koreksi pada prosedur pelaksaan pengujian (kondisi alat, cara pelaksanaan dll.) selalu diperlukan sementara korensi overburden (CN) diperlukan atau tidak bergantung pada prosedur yang diberikan oleh peneliti yang mengusulkan.b. Kapasitas Daya Dukung Berdasarkan CPT (cone penetration test)Untuk mendapatkan kapasitas daya dukung tanah, dengan cara memasukkan nilai penetrasi konus(qc)dari hasil pengujiandi lapangankedalamrumus yangdiusulkanolehMeyerhof (1956) yangmenganggapbahwapenurunan yangdiijinkansebesar 1(2,54cm). Persamaanini didasarkanpadakurva Terzaghidan Peck (1943) dan dapatditerapkan untukpondasi telapak atau pondasi memanjang dengan dimensi yang tidak begitu besar dan pada kodisi tanah pasir kering (- soils).Meyerhof (1956), pondasi bujur sangkar atau pondasi memanjang berlaku : m 1,2 B jika ;30qqcall (2.64)m 1,2 B jika ;B3 , 0 B50qq2call1]1

+(2.65)dengan : qall=dayadukungtanahyangdiijinkanuntukpenurunan1(2,54 cm) [kg/cm]qc=pembacaan tahanan ujungdari alat kerucut statis (sondir) [kg/cm]55Tahanan konus (qc) diambil nilai rata pada kedalaman 0 sampai B dari dasar pondasi.Bowles (1968), seperti mengacu pada persamaan (2,54), maka : m 1,2 B jika ; [kg/cm] K20qqdcall (2.66) m 1,2 B lebar untuk ; [kg/cm] KB0,3 B.33qqd2call> ,_

+(2.67)dengan :qall= kapasitas daya dukung ijin untuk penurunan 1 (kN/m)Kd= (1 + 0,33.Df/B) ; faktor kedalaman pondasi, nilai maksimum 1,3356RobertsondanCampanella(1983), mengusulkantahanankerucutstatis(qc) denganN-SPTberdasrkanhubunganantaradiameter butiranrata-rataD50 dengan qc/N seperti Gambar 2.15.Gambar 2.15. Variasi rasio qc/N dengan diameter butiran rata-rata (D50)(Robertson dan Campanella 1983)2.7. Daya Dukung Pondasi Dangkal di Atas Tanah BerlapisPadakondisi sebenarnyadi alamini, tanahdalamkondisi yangberlapis-lapis dengan sifat-sifat tanah yang berbeda pada tiap lapisnya. Dalam kondisi tersebut daya dukung tanah dapat bertambah atau berkurang tergantung pada sifat tiap-tiap lapisan tanahnya. Begitu pula kondisi zona geser saat pondasi akan runtuh berkembangsampai memotonglapisantanahlainyangberadadi bawahnya, Gambar 2.16.Pondasi dipertimbangkan terletak pada kondisi tanah homogen bila bidang keruntuhanhanyamelewati satujenistanahataujikapermukaantanahyang berbeda berada paling sedikit berjarak 4B (4 x lebar pondasi) dari dasar pondasi. a. Daya Dukung Pondasi di Atas Tanah Lempung Berlapis57Layer I1, 1= 0, cu(1)Layer II2, 2= 0, cu(2)DfHBButton, Ready dan Srinivasan telah mempelajaritentang daya dukung batas tanah untuk pondasi dangkal yang berada di atas tanah lempung yang berlapis. Mekanisme dasar keruntuhan untuk pondasi lajur adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.16. Nilai Cu(1) dan Cu(2) adalah kohesi dari tanah dalamkeadaanundraineduntuklapisanI danlapisanII.Bidangpermukaan antaralapisanI danII terletakpadakedalamanddi bawahdasarpondasi. Permukaan bidang longsor dianggap berbentuk silinder. Gambar 2.16.Fondasi diatas tanah lempung berlapisTerdapat dua kondisi untuk tanah lempung berlapis :Kondisi 1 :bilacu(1)/cu(2)>1, artinyafondasi terletakpadatanah lempungkeras di atas tanah lempung yang lunak.Kondisi 2 :bilacu(1)/cu(2) 1, daya dukung batas kondisi ini menurut Mayerhof dan Hanna, 1978 adalah :f 1 ) 1 ( u f 1au(2) uD Nc cLB2 , 0 1 DBH 2cLB1 Nc cLB0,2 1 q + ,_

+ + ,_

,_

+ +1]1

,_

+ 111]1

(2.68)dengan : B = lebar fondasiL= panjang fondasiNc = 5,14 (faktor daya dukung untuk = 0, lihat Tabel 2.3)ca= adhesi sepanjang permukaan a-a (menggunakan Gambar 2.18)58QuGambar 2.17. Pola keruntuhan pada tanah lempung keras di atas lempung lunakGambar 2.18. Hubungan nilai ca/cu(1) dan cu(2)/cu(1)Kondisi 2:bilacu(1)/cu(2)