Tugas TEKNIK PONDASI [PDF]

Citation preview

PENDAHULUAN Suatu konstruksi yang kokoh dan stabil, tergantung dari kemampuan dan kesesuaian pondasi yang menopang konstruksi tersebut. Pondasi adalah sebuah awal dari berdirinya suatu konstruksi bangunan, sehingga pondasi ini sangat penting karena tanpa pondasi tidak mungkin sebuah konstruksi bangunan dapat berdiri kokoh. Pembuatan pondasipun harus disesuaikan dengan kontruksi yang akan dibangun diatasnya, sehingga pondasi dapat dengan kokoh menopang beban yang diterimanya. Konstruksi bangunan sederhana seperti bangunan rumah tinggal, cukup menggunakan pondasi dangkal. Namun untuk konstruksi bangunan bertingkat, seperti gedung pencakar langit, konstruksi pier jembatan sudah barang tentu membutuhkan pondasi dalam dengan persyaratan-persyaratan khusus. Maka dari itu, pengetahuan tentang pondasi amat sangat penting. Terlebih pondasi dalam yang membutuhkan pengetahuan dan perhitungan juga penelitian yang lebih mendalam. Dan sebelum membahas pondasi dalam, kita harus memahami karakteristik tanah dengan penyelidikan tanah dikarenakan jenis-jenis tanah tertentu sangat mudah sekali terganggu oleh pengaruh pengambilan contohnya di dalam tanah. Untuk menanggulangi hal tersebut, sering dilakukan beberapa pengujian di lapangan secara langsung. Pengujian di lapangan sangat berguna untuk mengetahui karakteristik tanah dalam mendukung beban pondasi dengan tidak dipengaruhi oleh kerusakan contoh tanah akibat operasi pengeboran dan penanganan contoh (Hardiyatmo, 2010). Oleh karena itu diusahakan melakukan penyelidikan tanah di lapangan (in-situ test). Pengujian di lapangan yang akan dilakukan adalah: 



Standard Penetration test (SPT)







Cone Penetration Test (Sondir)



Firdaus Achmad Fatian 155060407111022



A. Penyelidikan tanah di lapangan 1.



Cone Penetration Test {uji sondir) Uji sondir atau dikenal dengan uji penetrasi kerucut statis banyak digunakan di Indonesia. Pengujian ini merupakan suatu pengujian yang digunakan untuk menghitung kapasitas dukung tanah. Nilai-nilai tahanan kerucut statis atau hambatan konus (qc) yang diperoleh dari pengujian dapat langsung dikorelasikan dengan kapasitas dukung tanah (Hardiyatmo, 2010b). Pada uji sondir, terjadi perubahan yang kompleks dari tegangan tanah saat penetrasi sehingga hal ini mempersulit interpretasi secara teoritis. Dengan demikian meskipun secara teoritis interpretasi hasil uji sondir telah ada, dalam prakteknya uji sondir tetap bersifat empiris (Rahardjo, 2008). Keuntungan uji sondir (Rahardjo, 2008) : 1. Cukup ekonomis dan cepat. 2. Dapat dilakukan ulang dengan hasil yang relatif hampir sama. 3. Korelasi empirik yang terbukti semakin andal. 4. Perkembangan yang semakin meningkat khususnya dengan adanya penambahan sensor pada sondir listrik.







Hambatan Konus (qc) Nilai yang penting diukur dari uji sondir adalah hambatan ujung konus (qc). Besarnya



nilai ini seringkali menunjukkan identifikasi dari jenis tanah dan konsistensinya. Pada tanah pasiran, hambatan ujung jauh lebih besar dari tanah berbutir halus. Pada pasir padat (dense) dan sangat padat (very dense), sondir ringan umumnya tidak dapat menembus lapisan ini. Schmertman, (1978) dalam Rahardjo, (2008) memberikan petunjuk sederhana untuk menginterpretasi data sondir untuk keperluan klasifikasi dan kondisi tanah.



Firdaus Achmad Fatian 155060407111022







Gesekan Selimut (fs) Nilai fs dapat menggambarkan klasifikasi tanah. Selain itu rasio fs dan qc yang dikenal



dengan nama rasio gesekan (Rf) dapat digunakan untuk membedakan tanah berbutir halus dan tanah berbutir kasar (Rahardjo, 2008). Dari beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa tanah berbutir kasar mempunyai nilai Rf yang kecil ( 50



12-16



14-18



16-20



18-23



25



14-18



16-18



16-20



> 20



Firdaus Achmad Fatian 155060407111022



Tabel 4 Hubungan antara N dengan Berat Isi Tanah (Sosrodarsono S., 1988) a).Hubungan antara N-SPT dengan ): kekuatan geser undrained (Cu



a. Menurut Stroud (1974) adalah: Cu =K*N Dimana, Cu = kekuatan geser tanah 2



K = konstanta = 3,5 - 6,5 kN/m nilai rata-rata konstanta,dan N = nilai SPT yang diperoleh dari lapangan undrained b. Menurut Hara et. al. (1971) adalah: 𝐶𝑢 (𝑘𝑁⁄𝑚2 ) = 29𝑁 0.79 Dimana, Cu = kekuatan geser tanah undrained, dan N = nilai SPT yang diperoleh dari lapangan Soil type



Description



(v)



Clay



Soft



0.35-0.40



Medium



0.30-0.35



Stiff



0.20-0.30



Loose



0.15-0.25



Medium



0.25-0.30



Dense



0.25-0.35



Sand



Tabel 5 Hubungan Jenis, Konsistensi dengan Poisson’s Ration 



Daya Dukung Pondasi Tiang Dengan Menggunakan Data SPT. Kapasitas ultimit tiang dapat dihitung secara empiris dari nilai N hasil uji SPT. Untuk



tiang bore yang terletak di dalam tanah pasir jenuh, Meyerhof (1956) menyarankan persamaan sebagai berikut: 𝑄𝑢 = 4(𝑁𝑏 𝐴𝑏 ) + Dimana,



1 ̅ 𝐴𝑠 𝑁 50



Qu = kapasitas ultimit tiang (ton) Nb = nilai N dari uji SPT pada tanah disekitar dasar tiang 2



As = luas selimut tiang (ft ) (dengan 1 ft = 30,48),dan



Firdaus Achmad Fatian 155060407111022



Ab= luas dari tiang (ft2). Nilai maksimum N/50 dari suku ke-2 persamaan diatas 2.9), yaitu suku persamaan yang menyatakan tahanan gesek dinding tiang pancang, disarankan sebesar 1,0 t/ft2 (1,08 kg/m2 = 107 kN/m2), persamaan diatas telah digunakan dengan aman untuk perancangan tiang pancang pada lempung kaku, Bromham dan Styles, (1971). Rumusan yang digunakan untuk memperkirakan daya dukung pondasi tiang dengan menggunakan data SPT adalah sebagai berikut : Qult (ton) = mNa Ap + nNAs dimana m adalah koefisient perlawanan ujung tiang, n adalah koefisient gesekan, N adalah nilai SPT (pukulan/30 Cm = blows/ft.). Untuk nilai N SPT ini biasanya dianjurkan untuk dikoreksi menjadi sebagai berikut: 𝑁𝑎 = 0.5(𝑁1 + 𝑁2 ) ≤ 40 Dengan N1 adalah nilai N pada ujung tiang, N2 adalah nilai N dari ujung tiang hingga 4 B diatas ujung tiang, B adalah lebar tiang. Untuk jenis tanah pasir yang sangat halus (fine sand) atau tanah pasir kelanauan (Silty Sand) yang terletak dibawah muka air tanah (jenuh air) dimana nilai N cenderung lebih tinggi karena permeabilitas tanah yang kecil maka di koreksi menjadi sebagai berikut : N =15 + 0,5(N’-15); N >15 dimana N’adalah Nilai N SPT di lapangan. Terdapat beberapa pakar yang merekomendasikan besarnya koefisien koefisien m dan n diantaranya diperlihatkan pada Tabel berikut : Jenis tanah



Jenis Tiang



m



n



Batasan



Pasiran



40



0.2



Lempungan.



-



0.5



Tiang Pancang



40



0.2



≤ 10 t/m2



Cor Ditempat



12



0.5



≤ 20 t/m2



“Inner digging”



-



0.1



≤ 5 t/m2



Tiang Pancang



-



1



≤ 15 t/m2



Cor Ditempat



-



1



≤ 15 t/m2



“Inner digging”



-



0.5



≤ 10 t/m2



1. Meyerhof (1976)



2. Okahara (1992). Pasiran



Lempungan



Firdaus Achmad Fatian 155060407111022



3. Takahashi Pasiran



Tiang Pancang



30



0.2



Tabel 6 Nilai m dan n







Daya dukung hasil Pondasi Hasil Sondir



Metoda Langsung (Direct Cone) Metoda ini diantaranya dikemukakan oleh Meyerhof (1956) yang menyatakan bahwa tahanan ujung tiang mendekati tahanan ujung konus sondir dengan rentang 2/3 qc hingga 1,5 qc dan Meyerhof menganjurkan untuk keperluan praktis agar digunakan: 𝑞𝑝 = 𝑞𝑐 Selanjutnya tahanan selimut pada tiang dapat diambil langsung dari gesekan total (jumlah hambatan lekat =JHL) dikalikan dengan keliling tiang, sehingga formula untuk metoda langsung dapat dituliskan : Qult = qp Ap +JHL kll Rumusan ini diambil di Indonesia dengan mengambil angka keamanan 3 (tiga) untuk tahanan ujung dan angka keamanan 5 (lima) untuk gesekannya. Sehingga daya dukung ijin pondasi dapat dinyatakan dalam : 𝑄𝑢𝑙𝑡 =



𝑞𝑝 𝐴𝑝 𝐽𝐻𝐿 𝑘𝑙𝑙 + 3 5



Qult (ton) = mNa Ap + nNAs



Firdaus Achmad Fatian 155060407111022



B. PENGERTIAN PONDASI DALAM Pondasi dalam adalah jenis pondasi dibedakan dari pondasi dangkal dengan kedalaman mereka tertanam ke dalam tanah. Ada banyak alasan seorang insinyur geoteknik akan merekomendasikan pondasi dalam ke pondasi dangkal, tetapi beberapa alasan umum adalah beban desain yang sangat besar, tanah yang buruk pada kedalaman dangkal, atau kendala situs (seperti garis properti). Ada istilah yang berbeda digunakan untuk menggambarkan berbagai jenis pondasi yang mendalam, termasuk tumpukan (yang analog dengan tiang), tiang jembatan (yang analog dengan kolom), poros dibor, dan caisson. Tumpukan umumnya didorong ke dalam tanah di situ; pondasi mendalam lainnya biasanya diletakkan di tempat dengan menggunakan penggalian dan pengeboran. Konvensi penamaan dapat bervariasi antara disiplin ilmu teknik dan perusahaan. Pondasi dalam dapat terbuat dari kayu, baja, beton bertulang dan beton pratekan. b) Jenis-Jenis Pondasi Dalam b.1 Pondasi sumuran Pondasi sumuran adalah suatu bentuk peralihan antara pondasi dangkal dan pondasi tiang. Pondasi ini digunakan apabila tanah dasar terletak pada kedalaman yang relatif dalam. Jenis pondasi dalam yang dicor ditempat dengan menggunakan komponen beton dan batu belah sebagai pengisinya. Pada umumnya pondasi sumuran ini terbuat dari beton bertulang atau beton pracetak, yang umum digunakan pada pekerjaan jembatan di Indonesia adalah dari silinder beton bertulang dengan diameter 250 cm, 300 cm, 350 cm, dan 400 cm. b.1.1 Persyaratan pondasi sumuran 



Daya dukung pondasi harus lebih besar daripada beban yang dipikul oleh pondasi tersebut.







Penurunan yang terjadi harus sesuai dengan batas yang diijinkan (toleransi) yaitu 1″ (2,54cm).







Pondasi sumuran adalah pondasi yang khusus, dalam perakteknya terdapat beberapa kondisi yang dapat dijadikan alasan untuk penggunaannya, diantaranya adalah sebagai berikut :







Bila tanah keras terletak lebih dari 3 m, pondasi plat kaki atau jenis pondasi langsung lainnya akan menjadi tidak hemat (galian tanahnya terlalu dalam & lebar).



Firdaus Achmad Fatian 155060407111022



gambar 1 Pondasi Sumuran 



Bila air permukaan tanah terletak agak tinggi, konstruksi plat beton akan sulit dilaksanakan karena air harus dipompa dan dibuang ke luar lubang galian.







Dalam kondisi ini, pondasi sumuran menjadi pilihan tepat untuk konstruksi yang tanah kerasnya terletak 3-5 m.



b.1.2 Pengerjaan pondasi sumuran Menggali lubang untuk sumuran sesuai dengan diameter yang diinginkan, digali hingga mencapai tanah keras atau stabil. Sumur-sumur ini diberi buis beton dengan ketebalan kurang lebih 10 cm dengan pembesian. Dasar dari sumur dicor dengan ketebalan 40 cm sampai 1,00 m, diatas coran tersebut disusun batu kali sampai dibawah 1,00 m buis beton teratas. Ruang kosong paling atas dicor kembali dan diberi angker besi, yang gunanya untuk mengikat plat beton diatasnya. Plat beton ini mirip dengan pondasi plat setempat, yang fungsinya untuk mengikat antar kolom yangdisatukan oleh sloof beton. b.2 Pondasi Bored Pile Pondasi Bored Pile adalah bentuk Pondasi Dalam yang dibangun di dalam permukaan tanah dengan kedalaman tertentu. Pondasi di tempatkan sampai kedalaman yang dibutuhkan dengan cara membuat lobang yang dibor dengan alat khusus. Setelah mencapai kedalaman yang disyaratkan, kemudian dilakukan pemasangan kesing/begisting yang terbuat dari plat besi, kemudian dimasukkan rangka besi pondasi yang telah dirakit sebelumnya, lalu dilakukan pengecoran terhadap lobang yang sudah di bor tersebut. Pekerjaan pondasi ini tentunya dibantu



Firdaus Achmad Fatian 155060407111022



dengan alat khusus, untuk mengangkat kesing dan rangka besi. Setelah dilakukan pengecoran kesing tersebut dikeluarkan kembali



Gambar 2 Potongan pondasi b.2.1 Persyaratan Pondasi Bored Pile Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam pengerjaan pondasibored pile, yaitu: 



Jenis Tanah. Jenis tanah sangat berpengaruh terhadap kecepatan dalam pengeboran. Jika tipe tanah pada lokasi yang berpasir atau tanah basah maka akan sangat mudah longsor sehingga sangat sulit dalam proses pengangkatan mata bor setelah pengeboran. Salah sedikit bisa mengakibatkan kelongsoran pada lubang yang telah dibuat.







Level Muka Air Tanah. Level muka air tanah sangat menentukan tekanan terhadap mata bor dan dinding sumuran. Jika level air tanah sangat dangkal maka sumuran yang dibuatakan sering mengalami kebanjiran yang akan berakibat sumuran akan mudah longsor dan mata bor sulit menekan akibat tekanan air menuju arah keatas.







Area Pengeboran/Lahan Pekerjaan. Untuk area yang tergenang air, sangat tidak disarankan untuk menggunakan pondasi sistem bore pile. Hal tersebut diakibatkan karena berpengaruh terhadap faktor air semen pondasi bore pile. Penempatan mesin bor juga sangat sulit pada posisi genangan.



Firdaus Achmad Fatian 155060407111022



b.2.2 Pengerjaan Pondasi Bored Pile 



Marking dan penomeran pengeboran







Pembuatan bak penampungan yang berfungsi sebagai tepat penyimpanan sementara air buangan dan tempat pencampuran air dengan tanah liat sebagai media pembantu dalam proses pengeboran.







Pompa air kotor.







Material pendukung (tanah liat dan beton readymix).







Perakitan tulangan baja. Berdasarkan kondisi tanah, system pengeboran basah diusulkan untuk pekerjaan pengeboran dalam proyek ini. Air digunakan untuk menghancurkan material tanah dan mengurangi gesekan dalam lubang. Langkah – langkah pengeboran dijelaskan sebagai berikut.







Pekerjaan Pengeboran. Pengeboran menggunakan cross drill dibantu dengan semprotan air (air berlumpur) yang mengalir melalui lubang batang yang difungsikan untuk menghancurkan tanah sehingga tanah dapat diangkut keluar lubang.







Pembersihan tahap pertama dilakukan dengan penyemprotan air selama±10 menit setelah kedalaman perencanaan tercapai.







Untuk memastikan kondisi lubang telah bersih digunakan bor spiral yang berfungsi untuk membawa dan memotong tanah sisa yang tidak dibawa oleh air. Dengan system ini, diharapkan bahwa semua sisa pengeboran bias terangkat. Tahap ini adalah langkah terakhir dari pengeboran.



Firdaus Achmad Fatian 155060407111022



C. CONTOH SOAL DAN PENYELESAIANNYA Pondasi tiang pancang dalam kelompok pada tanah lempung seperti tergambar, Cu=40 kN/m2 , γ=18 kN/m3,e0=1,0 ; Cc=0,30 ; Cr=0,05 ; σc=70 kN/m2; sedangkan diameter tiang= 40 cm. Pertanyaan : a. Hitung beban maksimum yang dapat dipikul pondasi bla SF = 3. b. Hitung penurunan pondasi akibat konsolidasi tanah lempung dengan anggapan penyebaran beban sampai kedalaman 2B di bawah ujung tiang.



Penyelesaian : a. Menghitung beban. Daya dukung ujung . Ujung tiang bertumpu pada lapisan lempung cu = 40 kN/m2 Daya dukung ujung (end bearing capacity) Qbu qbu’=9.cu =9 x 40= 360 kPa Qbu = Ab.qbu’ = ¼ x π x (0,40)2x 360 = 45,24 kN Daya dukung geser (skin friction capacity) Qsu Tanah sekitar tiang adalah tanah lempung cara α qsu = α × Cu cara API untuk cu = 40 kPa maka α = 0,85 sehingga qsu = 0,85 x 40 = 34 kPa Qsu = qsu x As = 34 x π x 0,4 x 12 = 512,71 kN



Kelompok tiang Sekeliling tiang tanah lempung apabila efisiensi η < 1



Firdaus Achmad Fatian 155060407111022



b. Penurunan Untuk menghitung penurunan konsolidasi digunakan imaginary footing method penyebaran beban pada tanah kohesif seperti gambar dan selanjutnya pengaruh beban diperhitungkan sampai kedalaman 2B = 2x4 = 8m di bawah ujung tiang. Penyebaran beban dengan pendekatan 2V : 1H dan selanjutnya lapisan dibagi menjadi 6 sub lapis masing-masing tebal 2m.



Firdaus Achmad Fatian 155060407111022



Daftar Pustaka:  https://www.scribd.com/doc/233578859/Macam-macam-pondasi-dalam  Miftakhur Riza, Muhammad. (2013). Pondasi Tiang Pancang (Pile Cap Foundation). Diperoleh 22 Juni 2016, dari http://www.perencanaanstruktur.com/2011/05/seluk-belukpondasi-tiangpancang  suroso.lecture.ub.ac.id/files/2012/04/Jawaban-UAS-Teknik-Pondasi-2013.pdf  Kaunang, Jeza. (2015). Penyelidikan Tanah. Diperoleh 22 Juni 2016



Firdaus Achmad Fatian 155060407111022