Modul Rekayasa Pondasi 1 ( Bab II )

BAB II

DAYA DUKUNG

2.1.  PENGERTIAN-PENGERTIAN

Metode konvensional dari perencanaan pondasi adalah berdasarkan pada konsep daya dukung. Daya dukung adalah menunjukan kemampuan tanah untuk mendukung atau menahan suatu tekanan (pondasi) tanpa terjadi keruntuhan.

 

Daya dukung yang diijinkan sama dengan daya dukung yang paling besar dibagi dengan faktor keamanan. Suatu factor keamanan sebesar dari 2,5 sampai 3 adalah factor yang biasanya digunakan untuk nilai daya dukung ijin    ( ).

                          =

Dimana : = daya dukung yang diijinkan (kg/)

             = daya dukung maksimum  (kg/)

               F= Faktor keamanan (tanpa ukuran antara 2,5 sampai 3)

 

Ada dua cara dimana pondasi dapat longsor/runtuh, yaitu :

1.    Terlalu besar penurunan, akibat dari konsolidasi dari tanah.sehingga bangunan yang ditunjang mengalami kerusakan. Ini merupakan jenis kelongsoran yang umum.

2.    Terjadinya apabila tanah pondasi bergerak secara lateral dari bawah telapak. Ini dinamakan kelongsoran geser.

 

Dalam pembahasan ini akan membicarakan kelongsoran geser pada daya dukung tanah.

 

Kelongsoran tanah pondasi dapat terjadi sebagai berikut :

 

Keadaan I :

Dasar pembebanan pada permukaan tanah dan licin.

 

 

Bagian (1)  bergerak turun dan mendorong tanah pada kedua sisinya bergerak ke samping seperti tanda panah gambar.

 

Keadaan II :

Dasar pembebanan di bawah muka tanah dan kasar.

 

Bagian (1) bergerak bersama pondasi, tanah dalam kondisi aktif.

Bagian (2) adalah daerah radial shear.

Bagian (3) tanah dalam kondisi pasif.

 

2.2.  DAYA DUKUNG MAKSIMUM MENURUT TERZAGHI

Sejak persamaan asli dari Terzaghi, beberapa ahli mengajukan perubahan-perubahan dan pembetulan-pembetulan.

Mayerhof (1951) menemukan persamaan untuk pondasi-pondasi yang dalam. Dan Hansen (1957) mengajukan persamaan untuk tanah-tanah yang kohesif dimana kemudian ditetapkan sebagai persamaan yang lebih teliti dari pada persamaan Terzaghi.

Bolla (1962) mengajukan suatu teori yang dinyatakan sebagai suatu teori yang paling tepat untuk tanah-tanah yang berbutir, atau tanah yang memiliki kohesif yang kecil.

 

Tapi yang paling umum dipakai adalah persamaan dari Terzaghi, karena persamaan ini dapat digunakan untuk semua jenis tanah.

 

       Persamaan Terzaghi :

a.    Telapak-telapak  menerus (dengan lebar B)

= C . Nc + . zf . Nq + 0,5 . . B . …………………………………(2.1)

 

b.    Telapak-telapak Lingkaran (dengan jari-jari R)

= 1,2. C . Nc + . zf . Nq + 0,6 . . R . …………………………….(2.2)

 

c.    Telapak-telapak Bujur Sangkar (dengan lebar B x B)

= 1,2. C . Nc + . zf . Nq + 0,4 . . B . ……………………………(2.3)

 

d.    Telapak persegi panjang (dengan lebar B dan panjang L)

=  C . Nc (1 + 0,3 ) + . zf . Nq + 0,5 . . B . (1 – 0,2 )

 

Dimana :

= daya dukung tanah maksimum  (kN/)

     = kohesi tanah (kN/)

= factor-faktor daya dukung Terzaghi, dapat ditentukan dengan grafik di bawah ini.

     = berat isi tanah (kN/)

    = kedalam telapak dari muka tanah

 

Untuk tanah-tanah yang sangat lepas dan lempung yang lunak, digunakan istilah C’, Nc’, Nq’, dan ’ untuk persamaan-persamaan di atas, dimana dalam grafik faktor daya dukung menggunakan garis titik-titik. Sedangkan untuk C’ diambil 2/3 C.

 

 

2.3.  EFEK MUKA AIR TANAH TERHADAP DAYA DUKUNG

 

Muka air tanah akan mempengaruhi daya dukung tanah, hal ini tergantung pada muka air tanah itu berada.

 

1.    Jika muka air tanah berada pada jarak B atau lebih dari dasar telapak, maka air tanah dianggap tidak mempunyai pengaruh terhadap daya dukung.

2.    Jika muka air tanah berada di bawah dari dasar telapak, tapi kurang dari jarak B, maka rumus daya dukung :

 

= C . Nc + . zf . Nq + 0,5 . . B . [ - ( - ) ] ……………..(2.4)

= berat isi terendam

 

3.    Jika muka air tanah berada diantara dasar dari telapak dan permukaan tanah, maka rumus daya dukung menjadi :

 

= C . Nc + . zf . Nq[ - ( - ) ] + 0,5 . B . …………(2.5)

 

 

2.4.  BEBAN YANG MIRING

Jika pada suatu telapak bekerja beban yang miring, maka beban yang miring tersebut dapat dirubah menjadi komponen vertikal dan horizontal. Komponen vertikal kemudian dapat digunakan untuk analisa daya dukung sama seperti yang telah diuraikan sebelumnya. Setelah daya dukung tersebut dihitung dengan prosedur yang normal, hitungan tersebut harus dibetulkan dengan suatu faktor Ri yang diperoleh dari grafik di bawah ini.

Kestabilan dari telapak dengan adanya komponen yang horizontal dari beban yang miring harus diperiksa dengan menghitung faktor keamanan terhadap geseran.

    . Ri      atau           . Ri

 = komponen vertical dari Q

 = daya dukung yang diijinkan dari telapak horizontal di bawah beban vertical

Ri  = factor reduksi (lihat grafik)

-----------------  untuk tanah yang kohesif   (z/B    1)

__________  untuk tanah yang berbutir    ( z/B 1 )

A  = pondasi horizontal

B  = pondasi yang miring

 

Contoh 1 :

Diketahui suatu pondasi telapak dengan ukuran 1,80 m x 1,80 m, ditanam pada kedalaman 1,50 m dibawah permukaan tanah. Dalam tanah yang tidak kohesif padat. = 20 kN/ dan = . Pondasi tersebut dibebani 1500 kN. Hitunglah factor keamanan terhadap kegagalan daya dukung.

                                                                   Q                                                                         

                                 1,50 m

 


                                                               1,80 m

Penyelesaian :

C = 0,   = = 20 kN/, zf = 1,50 m ,  B = 1,80 m

Dari grafik factor daya dukung diperoleh : Nc = 32 ,  Nq = 28,  = 30

= 0 + 20 . 1,5 . 28 + 0,4 . 20 . 1,8 . 30

      = 1272 kN/

q sesungguhnya = = = 463 kN/

F = =   2,75              OK

 

Contoh 2 :

Diketahui suatu pondasi telapak lingkaran yang ditempatkan pada kedalaman 0,80 m di bawah permukaan tanah. Muka air tanah berada 0,50 m di bawah muka tanah. Tanah dibawah permukaan terdiri dari tanah yang padat dan merata tidak kohesif dengan sudut geser dalam sebesar . Beban yang bekerja pada pondasi sebesar 400 kN. Hitunglah diameter telapak pondasi tersebut. Faktor keamanan diambil 3.

= 27  kN/ = 20 kN/   ,  n = 0,30 , C  = 0

                                                    Q  

                    0,50

                                                                                0,80                   

                                        

                                          D = ?

 

Penyelesaian :

Dari grafik factor daya dukung diperoleh : Nc = 30 , Nq = 18,  = 18

Muka air tanah berada antara muka tanah dan telapak, maka digunakan persamaan

 

= C . Nc + . zf . Nq[ - ( - ) ] + 0,6 . R .

=(1 – n ) ( - )= ( 1 – 0,30)(27 – 10) = 11,9 kN/

= 0 .Nc + 0,8 . 18 [ 20 – (20 – 11,9) 0,3 ] + 0,6 . 11,9 . 18 . 1,0

R perkiraan = 1,0 m

= 0 + 244,22 + 128,52           373 kN/

 

=   =     124 kN/

Yang dibutuhkan untuk telapak :

A = = = 3,22 

 

Jadi D yang dibutuhkan =  = 2,02   D = 2 m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Contoh 3 :

 

Diketahui suatu pondasi bujur sangkar ( 1, 5 x 1,5 m) yang dipergunakan untuk suatu beban ynag miring seperti gambar. = ,  Q = 250 kN, angka sifat-sigat tanah : = 19 kN/ , C = 100 kN/ (tanah keras dan kohesif), = 19 kN/

 

 

 


                                                             Q             1,50

                                                                                                                                                                                                            

                                                                                                                                                                              

                                                            1,50

Ditanyakan : Hitunglah factor keamanan (F) terhadap kelongsoran daya dukung untuk :

1.    Telapak seperti pada gambar

2.    Jika daerah kontak antara telapak dan tanah berkemiringan

 

Penyelesaian :

= 1,2. C . Nc + . zf . Nq + 0,4 . . B .

Untuk tanah kohesif  = 0 , dari grafik factor daya dukung didapat :

Nc = 5,41 , Nq = 1,00, dan = 0

= 1,2 . 100 . 5,41 + 19 . 1,5 . 1,00 + 0 =  616,8 + 28,5 = 645,30

Dari grafik reduksi Ri untuk = dan tanah kohesif ( z/B = 1)

Faktor reduksi Ri untuk beban yang miring adalah :

1.     0,5 untuk telapak horizontal

2.     0,8 untuk telapak yang miring

  telapak horizontal = 0,5 . 645,30 = 322,65 kN/

  telapak miring     = 0,8 . 645,30 = 516,26 kN/

= Q . cos = 250 . cos = 216,50 Kn

Faktor keamanan untuk telapak horizontal :

= = 96,2 kN/

F = = 3,35

Faktor keamanan untuk telapak yang miring :

= = 111,1 kN/

 

F = = 4,65

 

0 komentar:

Google+ Followers

Salam Blogger, Terimakasih telah berkunjung Berkunjung di Blog saya, Dipersilakan buat sahabat-sahabat blogger agar dapat mengikuti blog saya. "Ilmu sebaiknya jangan di Pendam, Tetapi di Sebarluaskan". Thank buat orang special dalam hidup saya. Terimakasih