BAB III DAYA DUKUNG TANAH Dari uraian pada Bab I disebutkan bahwa suatu fondasi akan aman apabila : Penurunan (settlement) tanah yang disebabkan oleh beban fondasi masih dalam batas yang diijinkan. Tidak terjadi keruntuhan geser pada tanah dasar fondasi q ult q ult beban 2 1 penurunan 1
A. Jenis-jenis keruntuhan menurut vesic : Fase I. awal penerapan beban, tanah dibawah fondasi turun yang diikuti oleh deformasi tanah arah lateral dan vertikal. Beban yang diterapkan relatif kecil sehingga penurunan sebanding dgn beban yang diterapkan Tanah dalam kondisi keseimbangan elastis Massa tanah mengalami kompresi mengakibatkan kenaikan kuat geser tanah dan menambah kapasitas dukungnya Fase I Zona plastis Fase II Bidang. runtuh Fase III Fase II. Penambahan beban selanjutnya, baji tanah terbentuk tepat dan deformasi plastis tanah semakin nampak. Dengan penambahan beban, fondasi gerakan tanah pada mengalami perubahan kedudukan dari elastis menjadi plastis dari tepi fondasi Gerakan tanah arah lateral menjadi semakin nyata diikuti oleh retakan lokal dan geseran tanah disekeliling tepi fondasi Dalam zona plastis, kuat geser tanah sepenuhnya berkembang untuk menahan beban yang bekerja Fase I Zona plastis Fase II Bidang. runtuh Fase III 2
Fase III. Kecepatan deformasi bertambah dengan penambahan beban. Deformasi diikuti oleh gerakan tanah keluar disertai penggelembungan tanah permukaan Tanah pendukung fondasi mengalami keruntuhan yang berbentuk lengkungan dan garis disebut bidang geser radial dan bidang geser linier Mekanisme keruntuhan berdasarkan hasil uji model : 1. Keruntuhan geser umum 2. Keruntuhan geser lokal 3. Keruntuhan penetrasi Fase I Zona plastis Fase II Bidang. runtuh Fase III B. Mekanisme keruntuhan tanah 1. General shear failure Q Pada awal pembebanan linier setelah pembebanan non-linear, beban dinaikkan sehingga terjadi keruntuhan Kondisi kesetimbangan penuh terjadi penuh di atas surface failure Muka tanah disekitarnya naik Keruntuhan (slip) terjadi disatu sisi Fondasi miring q=q/a Terjadi pada tanah dengan kompresibilitas rendah (padat dan kaku) Daya dukung ultimit (q ult ) bisa diamati dengan baik 3
2. Local shear failure Terjadi desakkan besar dibawah fondasi (lokal) Failure surface tidak sampai kepermukaan (muka tanah hanya sedikit mengembang) Terjadi pada tanah dengan kompresibilitas tinggi (mudah mampat) Penurunan yang terjadi relatif besar Daya dukung ultimit sulit ditentukan dibatasi oleh settlement Q q=q/a 3. Penetration failure Keruntuhan geser tidak terjadi Akibat beban,fondasi hanya menembus dan menekan kesamping sehingga tanah didekat fondasi menjadi mampat pada zona tepat didasar fondasi Penurunan fondasi bertambah secara linier dan tidak menghasilkan gerakan lateral menuju keruntuhan Bidang runtuh tidak terlihat sama sekali Q q=q/a 4
C. Analisis Daya Dukung Tanah Teori Terzaghi Rumus umum daya dukung tanah Terzaghi Q ult =.c.n c + q.n q +.B..N dan factor bentuk fondasi continous footing 1 1 bujur sangkar 1,3 0,8 lingkaran 1,3 0,6 P qult =.c.n c + q.n q + 0,5..B.. N Df B Tabel daya dukung tanah Terzaghi Keruntuhan geser umum Keruntuhan geser lokal N c N q N N c N q N 0 5,7 1 0 5,7 1,0 0,0 5 7,3 1,6 0,5 6,7 1,4 0,2 10 9,6 2,7 1,2 8,0 1,9 0,5 15 12,9 4,4 1,2 9,7 2,7 0,9 20 17,7 7,4 5,0 11,8 3,9 1,7 25 25,1 12,7 9,7 14,8 5,6 3,2 30 37,2 22,5 19,7 19,0 8,3 5,7 34 52,6 36,5 35,0 23,7 11,7 9,0 35 57,8 41,4 42,4 25,2 12,6 10,1 40 95,7 81,3 100,4 35,9 20,5 18,8 45 172,3 173,3 297,5 51,2 35,1 37,7 48 258,3 287,9 780,1 66,8 50,5 60,4 50 347,6 415,1 1153,2 81,3 65,6 87,1 5
N c = factor daya dukung tanah akibat kohesi N q = factor daya dukung tanah akibat beban terbagi rata N = factor daya dukung tanah akibat berat tanah kondisi local shear failure factor daya dukung tanah dihitung kembali menggunakan dan c Dimana tg = 2/3 tg c = 2/3 c Persamaan umum untuk daya dukung ultimit untuk kondisi local shear failure Q ult =.c.n c + q.n q +.B..N Q all =.c.n c + q.(n q -1) +.B..N D. Kapasitas Dukung Fondasi Dangkal 1. Gross allowable bearing capacity q all = q ult /SF SF = 3 4 q all = beban yang diijinkan pada fondasi dengan harapan tak terjadi kegagalan bearing capacity Beban Bbn mati + hidup di atas muka tanah W (D+L) Berat sendiri fondasi (W F ) Berat tanah di atas fondasi (W S ) Beban total {W (D+L) + W F + W S } /A q all bruto atau A = (W (D+L) + W F + W S )/q all bruto 6
2. Net allowable bearing capacity q ult net =.c.nc + q.(n q 1) +.B..N q ult net = q ult q q all net = q ult net /SF SF = 3-4 Dalam praktek q all net digunakan terhadap beban bangunan diatas tanah saja. Berat fondasi dan berat tanah diatasnya dianggap sebagai berat tanah saja. Sehingga W (D+L) /A q all atau A = W (D+L) / q all 3. Gross allowable bearing capacity dengan faktor keamanan pada kuat geser tanah. q ult = c d.n c + q.n q + 0,5..B..N c d = c/sf c = kohesi tg d = 2/3 tg /SF dengan N c, N q, N dari grafik atau tabel SF = 2 3 7
E. Kapasitas dukung ijin dari uji penetrasi Menurut Meyerhof SPT q all = N/8 (kg/cm 2 ) untuk B 4 ft q all = [N {1+(1/B)/12] Sondir q all = q c /30 (kg/cm 2 ) untuk q all = [q c {1+(1/B)/50] B > 4 ft B 4 ft B > 4 ft Rumus-rumus di atas digunakan untuk punurunan/settlement kurang dari 1 inci settlement > 1 inci q all dapat dinaikkan F. Pengaruh Air Tanah pada Kapasitas Dukung Fondasi Jika tanah terendam air maka parameter kuat dukung tanah akan turun ; berkurang ; c berkurang 1. 0 D 1 D f q = D 1. + D f. = sat - w P MT = sat - w q ult =.c.n c + q.n q + 0,5..B..N D 1 D 2 MAT sat Df Terzaghi menyarankan untuk tanah terendam q ult -nya ½ tanah yang tidak terendam (1) 8
2. D 1 > D f 0 d D f D1 = Df + d tanah P MT D f d < B q = Df. rt rt = +(d/b) ( ) q ult =.c.n c + q.n q + 0,5..B..N sat MAT d lempung (2)) 3. d > B tak berpengaruh pada kuat dukung tanah. G.Kapasitas dukung untuk tanah pasir tanah pasir yang tidak mempunyai nilai kohesi atau nilai kohesi sangat kecil maka persamaan kapasitas dukung menjadi sebagai berikut : 1. lajur memanjang Kapasitas dukung ultimit: ult = q. Nq + 0,5. B. N 2. fondasi bentuk bujur sangkar Kapasitas dukung ultimit: ult = q. Nq + 0,4. B. N 3. fondasi bentuk lingkaran Kapasitas dukung ultimit: ult = q. Nq + 0,3. B. N 18 9
H. Kapasitas dukung tanah teori meyerhof Meyerhof mengusulkan persamaan kapasitas dukung fondasi dengan memperhitungkan kuat geser tanah diatas dasar fondasi, bentuk fondasi, eksentrisitas beban dan kemiringan beban : ult = sc dc ic c Nc. + sq dq iq q. Nq + s d i 0,5. B. N Factor bentuk Nilai Keterangan S c 1 + 0.2 (B/L) tg 2 (45+ /2) sembarang S q =S 1 + 0.1 (B/L) tg 2 (45+ /2) 1 Factor kedalaman Nilai Keterangan d c 1 + 0.2 (D f /B) tg (45+ /2) sembarang d q =d 1 + 0.1 (D f /B) tg (45+ /2) 1 19 Factor kemiringan beban Nilai Keterangan i c = i q sembarang i 1 30/01/2012 20 10