REKAYASA PONDASI I PONDASI DANGKAL Oleh: Ir.ENDANG KASIATI D.E.A 1
TEORI TERZAGHI ANALISA DAYA DUKUNG BERDASARKAN DATA EXPLORASI FAKTOR DAYA DUKUNG PENGARUH AIR TANAH PERENCANAAN PONDASI DANGKAL DISTRIBUSI TEGANGAN DIBAWAH PONDASI PENURUNAN PONDASI 2
MODUL I : ANALISA DAYA DUKUNG ANALISA DAYA DUKUNG BORING SONDIR BORING ANGKAL BORING DALAM SONDIR DANGKAL SONDIR DALAM DILABORATORIUM DILAPANGAN 3
PEMILIHAN DATA PEMILIHAN DATA PONDASI DANGKAL BEBAN S/D 200 TON BORING/SONDIR DANGKAL KEDALAMAN S/D 3M 4
PENURUNAN q u qu BEBAN PER SATUAN LUAS II I KERUNTUHAN GESER SETEMPAT KERUNTUHAN GESER MENYELURUH PENURUNAN AKIBAT BEBAN 5
KERUNTUHAN GESER TANAH MENYELURUH B \ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ qc= t.df C 45 + φ 2 III I 45 + φ 2 φ φ φ 45-45 - 45-2 2 A B 2 45 - III φ 2 F D II G II E 6
B Muka Tanah Asli qc III I II III I = tanah aktif II = tanah pasif III = tanah pasif qc =beban merata B =lebar pondasi KERUNTUHAN GESER MENYELURUH DARI TANAH DIBAWAH PONDASI 7
B Muka Tanah Asli qc \/\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ \ \/ \/ \/ \/ \/ \/ \/ \/ I II III KERUNTUHAN GESER SETEMPAT (LOCAL SHEAR) 8
Sejarah Daya Dukung Tanah TEORI DAYA DUKUNG TANAH DITEMUKAN OLEH : 1. PRANDTL (1920) 2. TERZAGHI (1943) 3. HANZEN 4. SKEMPTON (1951) 5. MAYERHOF (1956) 6. BEGEMANN (1974) 7. PARRY (1977) 8. SCHMERTMANN (1978) 9. MEHMET TUMAY & FAKHROO (1981) 10. TOMLINSON 9
Definisi : Daya dukung tanah yaitu ke kuatan tanah mendukung be ban yang berada diatasnya de - ngan atau tanpa perantara pondasi. Tujuan : Untuk merencana type pondasi suatu bangunan. Contoh : Pondasi Tiang Pancang Pondasi Sumuran Pondasi Straus Pondasi Batu Kali Pondasi Telapak Beton Bertulang 10
Pondasi Tiang Pancang Basement Hotel Hayt 11
Pondasi Sumuran Terowongan Perancis - Swiss 12
Pondasi Straus 13
Pondasi Batu Kali TrotoirJl.Teknik Sipil I.T.S Surabaya 14
PONDASI TELAPAK BETON BERTULANG 15
PENENTUAN DAYA DUKUNG TANAH dan SIFAT PONDASI DANGKAL Penentuan daya dukung tanah bergantung dari type dan bentuk pondasinya. SIFAT PONDASI DANGKAL : Keruntuhan yang terjadi adalah bersifat rotasi. Batasan umum yang ditentukan adalah kedalaman pondasi kurang dari 2 kali lebar pondasi. 16
MEKANISME KERUNTUHAN YANG HARUS DIPERTIMBANGKAN DALAM MERENCANAKAN PONDASI DANGKAL Keruntuhan geser dari tanah Penurunan yang melebihi dari batasbatas yang diijinkan sehingga dapat menimbulkan perbedaan penurunan antara satu tempat dan tempat yang lain. 17
Penurunan yang diijinkan menurut Polshin,Tokas, Skempton dan Mac Donald (1956) Drainage Fasilitas umum Pasangan tembok Balok beton Silo,jalan raya ( 15 30 ) cm ( 30 60 ) cm ( 2 5 ) cm ( 5 10 ) cm ( 8-30 ) cm 18
FAKTOR YANG MENENTUKAN DAYA DUKUNG TANAH UNTUK PONDASI DANGKAL Berat isi tanah,kekuatan geser,karakteristik tanah dan penurunan tanah. Ukuran,Bentuk,Kedalaman dan kekasaran dari Pondasi. Muka air tanah dan tegangantegangan yang ada didalam tanah. 19
DUA PENDEKATAN UNTUK MENENTUKAN DAYA DUKUNG TANAH DARI PONDASI DANGKAL Menerapkan teori plastis dari pada tanah dalam hal ini diperlukan data karakteristik tanah yaitu C dan φ (data Boring) Menerapkan Methode impiris atau semi impiris yang didasarkan dari hasil interpretasi dari percobaan-percobaan langsung dilapangan (Pressiometre dan Penetrometre) sehingga tanpa menentukan harga-harga C dan φ(data Sondir) 20
DATA-DATA YANG DIPAKAI UNTUK MERENCANAKAN PONDASI DANGKAL DATA BORING 21
22
KEDALAMAN [DEPT] GRAFIK DATA SONDIR CONUS 0 50 100 150 200 250 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 CLEEF PK JHP 500 1000 1500 2000 2500 23
PENCATATAN DATA SONDIR KEDALAMAN (m) CONUS CN+CL JP JHP 0 0 0 0 0 0.20 5 7 4 4 0.40 5 9 8 12 0.60 10 15 10 22 0.80 3 5 4 26 1.00 4 5 2 28 1.20 3 6 6 34 1.40 7 9 4 38 1.60 5 9 8 46 1.80 5 7 4 50 2.00 4 6 4 54 2.20 4 8 8 62 2.40 6 9 10 72 2.60 4 7 6 78 2.80 4 7 6 84 3.00 3 5 4 88 3.20 5 8 6 90 24
Kedalaman (m) Conus CN+CL JP JHP 9.80 6 10 8 284 10.00 5 9 8 292 10.20 6 10 8 300 10.40 8 13 10 310 10.60 5 9 8 318 10.80 10 14 8 326 11.00 4 6 4 330 11.20 15 17 4 334 11.40 4 6 4 338 11.60 25 30 10 348 11.80 27 35 16 364 12.00 32 40 16 380 12.20 49 57 16 396 12.40 45 60 30 426 12.60 40 55 30 456 12.80 44 60 32 488 25
Kedalaman (m) CN CN+CL JP JHP 13 42 59 34 522 13.20 45 65 40 562 13.40 50 65 30 592 13.60 49 65 32 624 13.80 45 59 28 652 14.00 50 68 36 688 14.20 60 85 50 738 14.40 80 110 60 798 14.60 110 120 20 818 14.80 140 160 40 848 15.00 180 210 60 908 26
DAYA DUKUNG IJIN TANAH MENURUT TEORI TERZAGHI Bearing capacity Friction capacity FRICTION CAPACITY BEARING CAPACITY _ σ = qult/fs 27
3 KEJADIAN AKIBAT KERUNTUHAN GESER GENERAL SHEAR : 1.Keruntuhan secara tiba-tiba 2.Lebar pondasi relatif kecil 3.Kedalaman pondasi yang dangkal. 4.Tanah relatif padat dan incompressible LOCAL SHEAR : 1.Keruntuhan berlangsung lama secara berangsur-angsur. 28
2.Pondasi lebih besar dan lebih dalam 3.Tanah lunak dan compressible PUNCHING SHEAR : 1.Keruntuhan lebih dalam 2.Bidang longsor lurus 3.Tanah disekitarnya tidak terangkat 29
KRITERIA KERUNTUHAN 1.LOCAL SHEAR 30
3.GENERAL SHEAR 31
3.PUNCHING SHEAR 32
PENINJAUAN STABILITAS PONDASI YAITU TERHADAP 2 HAL a.l : 1. PENURUNAN TANAH AKIBAT BEBAN (SETTLEMENT) 2. KERUNTUHAN GESER TANAH DIDAPAT DAYA DUKUNG BATAS ATAU DAYA DUKUNG ULTIMATE 33
DAYA DUKUNG ULTIMATE 1.PONDASI LAJUR B L qult = CNC + qnq + 0,5 t B N 2.PONDASI SETEMPAT PONDASI BUJUR SANGKAR (B=L) PONDASI EMPAT PERSEGI PANJANG (B L) qult = 1,3 CNC + qnq + 0,4 t B N PONDASI BULAT qult = 1,3 CNC + qnq + 0,6 t R N 34
Untuk local shear failur maka untuk pondasi lajur perumusannya menjadi : qult = c Nc + qnq + ½ t B N Dimana c = 2/3 c dan tgφ = 2/3 tgφ sehingga perumusan pondasi lajur menjadi, qult =2/3 cnc + qnq + ½ t B N Secara impiris faktor daya dukung menurut Reissner,Praudlt,Caquot dan Kerisel adalah sbb. Πtgφ Nq = e Nc = (Nq 1)tgφ N = 2(Nq + 1)tgφ tg²(45 + φ/2) 35
Pondasi Lajur Batu Kali TrotoirJl.Teknik Sipil I.T.S Surabaya 36
PONDASI SETEMPAT 37
Untuk menganalisa besarnya daya dukung tanah didasarkan atas GENERAL SHEAR Untuk kejadian lainnya akan diberikan suatu reduksi. Bidang runtuh dari tanah dibawah pondasi akibat beban vertikal digambarkan. Gaya-gaya yang mendukung pondasi adalah gaya-gaya geser C dan gaya pasif Pp dan berat tanah diatas dasar pondasi. 38
KESEIMBANGAN VERTIKAL DARI GAYA- GAYA YANG MENDUKUNG PONDASI Ψ = 45 +φ/2 Qult= 2Pp Sin(45 +φ/2)+2csin(45 +φ/2) Pp dianggap tekanan pasif pada tembok vertikal dengan geseran = 0 Pp = t H²Kp + 2CH Kp + t Df H Kp H = BJ = B/2 (cos (45 + φ/2)) C = C B 2 (cos(45 +φ/2)) 39
ANALISA DAYA DUKUNG TERZAGHI 40
DISTRIBUSI TANAH PASIF PADA PERMUKAAN 41
MACAM-MACAM PONDASI DANGKAL BERDASARKAN KEDALAMANNYA a. Pondasi Dangkal apabila Df/B < 4 Pondasi Dangkal dibagi menjadi 2 yaitu: 1. Pondasi Dangkal Setempat 2. Pondasi Lajur b. Pondasi semi dalam apabila 4 Df/B <10 C. Pondasi Dalam apabila Df/B > 10 (dalamnya > 4x lebar Pondasi) 42
MACAM-MACAM PONDASI DANGKAL BERDASARKAN BAHANNYA a. Pondasi batu kali b. Pondasi beton C. Pondasi dari bahan lain 43
MACAM-MACAM PONDASI DANGKAL BERDASARKAN LAPISAN TANAHNYA a. Pondasi Dangkal 1 lapis tanah b. Pondasi Dangkal pada tanah yang berlapis lebih dari satu. * Tanah kohesive * Tanah non kohesive 44
MACAM-MACAM PONDASI DANGKAL BERDASARKAN BENTUK KOLOMNYA 1. Pondasi Dangkal dengan kolom tegak 2. Pondasi Dangkal dengan kolom miring 3. Pondasi Dangkal dengan kolom ganda 45
PENGARUH AIR TANAH D Df Df D KEADAAN I Df D=0 KEADAAN II KEADAAN III m.a.t B B B m.a.t q= t(df-d)+ D = sat- w t pada suku ketiga pers.daya dukung diganti dengan q= t Df t pada suku ketiga Pers.daya dukung Diganti dengan q = t Df, t pada suku ketiga pers.daya dukung diganti rata2, Apabila D<B rata2 = (1/B)( td+ (B-D)) Apabila D>B rata2= t m.a.t 46
KEADAAN III APABILA D=B, maka dipakai kondisi yang paling tidak menguntungkan yaitu : DAYA DUKUNG IJIN YANG PALING KECIL 47
MACAM MACAM BEBAN 1. BEBAN CENTRIS 2. BEBAN EXENTRIS BEBAN MOMEN ( M ) BEBAN VERTIKAL ( P ) BEBAN HORISONTAL ( H ) H P M 48
BEBAN CENTRIS P Df B L m.a.t D 49
BEBAN EXENTRIS P x ex 50
BEBAN EXENTRIS P Y ey 51
FAKTOR DAYA DUKUNG FAKTOR DAYA DUKUNG TERZAGHY NC Nq N 52
Daya dukung Tanah dibawah Dasar pondasi Df t Df 53
FAKTOR DAYA DUKUNG TANAH TERZAGHI general shear Local shear Faktor daya dukung tanah Faktor daya dukung tanah 54
CONTOH SOAL: PMAX \/\ /\ /\ /\ /\ /\ \/ \/ \/ \/ \/ \/ \/ \/ 0,5m m.a.t sat=1,905 t/m³ t=1,815 t/m³ 2 M φ=37 C=0,05 t/m² 1,5 M Hitung Pmax apabila P sentris (Untuk B=L dan B L) 55
Untuk B L ; Keadaan I q = t(df D) + D = 1,905 1 = 0,905 q = 1,815(2-1,5) + 0,905 1,5 = 0,9075 + 1,3575 =2,265 METHODE TERZAGHI Nc =45 Nq =45 N =60 q ult =c Nc + q Nq + 0,5 B N = 0,05.45+2,265.45+0,5.0,905.1,50.60 = 2,25+95,175+36,225=133,65 t/m² σ = qult = =44,55 t/m² fs 133,65 2,5 σ = P ± M F W = P 1,5.1 Pmax = 1,5.44,55 = 66,825 t 56
Untuk m.a.t dipermukaan; B=L ; Keadaan I = 0,905 q= t(df-d)+ D=2,265 Methode Terzaghi Nc= 45 ;Nq = 45 ;N = 60 qult = 1,3 cnc + qnq + 0,4 BN = 1,3 0,05 45 + 2,265 45 + 0,4 0,905 1,50 60 = 2,925 + 101,925 + 32,58 = 137,43 t/m² σ = P/F = qult/3 = 45,81 t/m² Pmax = 45,81. 1,5.1,5 =103,07 t 57
Latihan soal 2 : Diketahui PONDASI DANGKAL seperti gambar dibawah ini dengan Pmax=100 t dan P sentris. \/ \/ \/ \/ \/ \/ \/ \/ 1m B P m.a.t /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ t= 1,67 t/m³ sat = 2,01 t/m³ C = 2 t/m³ φ = 35º 1.Rencanakan lebar Pondasi B apabila m.a.t pada per mukaan tanah. 2.Rencanakan lebar pondasi B apabila m.a.t di -2m,-3m,-4m dan -6m 3.Gambar grafik pengaruh m.a.t terhadap Daya Dukung Tanah. 58
Latihan soal 3 : Diketahui PONDASI DANGKAL seperti pada gambar dibawah ini,p sentris dan B L \/ \/ \/ \/ \/ \/ \/ \/ P t = 1,67 t/m³ sat = 2,01 t/m³ C = 2 t/m³ φ = 35 m.a.t / / / \/ \/ \/ \/ \ \ \ 2m 2m Hitung : 1.Pmax yang diijinkan apabila m.a.t berada dipermukaan tanah 2.Pmax yang diijinkan apabila m.a.t berada di -2m,-3m,-4m,-6m 3.Gambar grafik pengaruh m.a.t Terhadap daya dukung tanah. 59
BORING DANGKAL 60
BORING DANGKAL 1. MATA BOR 2. TABUNG 61
BORING DALAM TABUNG TABUNG 62
63
SONDIR SONDIR DANGKAL S/D 10 M SONDIR DALAM TEK.CONUS 250KG/CM2 (10-30)M S/D 50M STANDART PENETRASI TEST TEK.CONUS S/D N = 60 (10-30)M S/D 50M 64