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 qult
qult
beban
1 2
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 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
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
q=Q/A
• Pada awal pembebanan linier setelah pembebanan non-linear, beban dinaikkan sehingga terjadi keruntuhan • Kondisi kesetimbangan penuh terjadi penuh di atas • Terjadi pada tanah dengan surface failure kompresibilitas • Muka tanah disekitarnya rendah (padat dan naik kaku) • Keruntuhan (slip) terjadi • Daya dukung ultimit disatu sisi (qult) bisa diamati • Fondasi miring 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 Qult = .c.Nc + q.Nq + .B..N dan factor bentuk fondasi
continous footing
1
1
bujur sangkar
1,3
0,8
lingkaran
1,3
0,6
P qult = .c.Nc + q.Nq + 0,5..B.. N
Df B
Tabel daya dukung tanah Terzaghi Keruntuhan geser umum
Nc
0
5,7
5
7,3
10
9,6
15
Nq
Keruntuhan geser lokal
N
Nc
Nq
N
1
0
5,7
1,0
0,0
1,6
0,5
6,7
1,4
0,2
2,7
1,2
8,0
1,9
0,5
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
Nc = factor daya dukung tanah akibat kohesi Nq = factor daya dukung tanah akibat beban terbagi rata N = factor daya dukung tanah akibat berat tanah
• Untuk 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 Qult = .c’.Nc’ + q.Nq’ + .B..N’ Qall = .c’.Nc’ + q.(Nq’-1) + .B..N’
D. Kapasitas Dukung Fondasi Dangkal 1. Gross allowable bearing capacity qall = qult/SF SF = 3 – 4 qall = 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 (WF) Berat tanah di atas fondasi (WS) Beban total {W(D+L) + WF + WS} /A qall bruto atau A = (W(D+L) + WF + WS)/qall bruto
6
2. Net allowable bearing capacity qult net = .c.Nc + q.(Nq –1) + .B..N qult net = qult – q qall net = qult net/SF SF = 3 - 4 Dalam praktek qall net digunakan terhadap beban bangunan diatas tanah saja. Berat fondasi dan berat tanah diatasnya dianggap sebagai berat tanah saja.
Sehingga W(D+L)/A qall atau A = W(D+L) / qall
3. Gross allowable bearing capacity dengan faktor keamanan pada kuat geser tanah. qult = cd.Nc + q.Nq + 0,5..B..N cd = c/SF c = kohesi tg d = 2/3 tg /SF dengan Nc, Nq, N dari grafik atau tabel SF = 2 – 3
7
E. Kapasitas dukung ijin dari uji penetrasi
Menurut Meyerhof SPT qall = N/8 (kg/cm2) untuk B 4 ft qall = [N {1+(1/B)/12] B > 4 ft Sondir qall = qc/30 (kg/cm2) untuk B 4 ft qall = [qc {1+(1/B)/50] B > 4 ft Rumus-rumus di atas digunakan untuk punurunan/settlement kurang dari 1 inci Untuk settlement > 1 inci qall 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 D1 Df q = D1. + Df.’ ’ = sat - w P
= sat - w qult = .c.Nc + q.Nq + 0,5..B. .N
MT D1
MAT sat
D2
Df
Terzaghi menyarankan untuk tanah terendam qult-nya ½ tanah yang tidak terendam
(1)
8
2. D1 > Df
0 d Df
P
d
MT
tanah
Df
D1 = Df + d MAT
sat
lempung
d
(2))
3. d > B tak berpengaruh pada kuat dukung tanah.
G.Kapasitas dukung untuk tanah pasir Untuk tanah pasir yang tidak mempunyai nilai kohesi atau nilai kohesi sangat kecil maka persamaan kapasitas dukung menjadi sebagai berikut : 1. Untuk lajur memanjang • Kapasitas dukung ultimit: ult = q. Nq + 0,5 . B. N 2. Untuk fondasi bentuk bujur sangkar • Kapasitas dukung ultimit: ult = q. Nq + 0,4 . B. N 3. Untuk 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 Sc
Nilai 1 + 0.2 (B/L)
tg2
Keterangan (45+ /2)
Untuk sembarang
Sq=S
1 + 0.1 (B/L) tg2 (45+ /2) 1
Untuk Untuk
Factor kedalaman dc dq=d
Nilai 1 + 0.2 (Df/B) tg (45+ /2) 1 + 0.1 (Df/B) tg (45+ /2) 1
Keterangan Untuk sembarang Untuk Untuk 19
Factor kemiringan beban
Nilai
ic = iq
Untuk sembarang
i
Untuk 1
30/01/2012
Keterangan
Untuk
20
10
