Menghitung Daya Dukung Tanah (DDT)

Banyak rumus yang dapat dipakai untuk mendisain Pondasi. Pilihan yang dipakai sangat tergantung dari kebiasaan seseorang dalam perencanaan pondasi dan data-data tanah yang tersedia. Kami hanya akan membatasi pada rumus pondasi dangkal dan pondasi dalam tunggal. Kedua jenis pondasi ini sering ditemui di lapangan. 

Peck dkk membedakan pondasi dalam dan pondasi dangkaldari nilai kedalaman (Df/B):

• v Df/B > 4 : Pondasi dalam 
• v Df/B ≤ 1 : Pondasi Dangkal 

Dimana

Df : Nilai Kedalaman Pondasi
B : Lebar Pondasi
1. Menentukan daya dukung pondasi Dangkal

Daya dukung ultimit (ultimit bearing capacity/qult)didefinisikan sebagai beban maksimum per satuan luasdimana tanah masih dapat mendukung beban tanpamengalami keruntuhan. 

- Rumus Terzaghi
(Bila memakai data pengujian Laboratorium)

qult = C.Nc + γb.Nq.Df + 0,5.γb.B.Nγ

dimana :
qult = Daya Dukung Ultimit Pondasi
C = Cohesi Tanah
γb = Berat Volume Tanah
Df = Kedalaman Dasar Pondasi
B = Lebar Pondasi dianggap 1,00 meter

Nc, Nq, Nγ = Faktor daya dukung Terzaghi ditentukan oleh besar sudut geser dalam

Setelah kita mendapatkan nilai daya dukung Ultimit Tanah (qult) , Langkah selanjutnya menghitung daya dukung ijin Tanah yaitu :

q = qult / Sf

dimana :
q = Daya Dukung ijin Tanah
qult = Daya Dukung Tanah Ultimit
Sf = Faktor Keamanan biasanya nilainya diambil 3

Tabel. 2.1.1 Nilai Faktor Daya Dukung Terzaghi
Ф	Nc	Nq	Nγ	Nc'	Nq'	Nγ'
0	5,7	1,0	0,0	5,7	1	0
5	7,3	1,6	0,5	6,7	1,4	0,2
10	9,6	2,7	1,2	8	1,9	0,5
15	12,9	4,4	2,5	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	8,3	5,7
34	52,6	36,5	35,0	23,7	11,7	9
35	57,8	41,4	42,4	25,2	12,6	10,1
40	95,7	81,3	100,4	34,9	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

-- Rumus Meyerhof 
Bila memakai data pengujian Sondir

qult = qc. B. (1 + D/B). 1/40

Dimana :

qult = Daya Dukung Ultimit Tanah
qC = Nilai Conus
B = Lebar Pondasi (dianggap 1 meter)
D= Kedalaman Dasar Pondasi

Setelah kita mendapatkan nilai daya dukung UltimitTanah (qult) , Langkah selanjutnya menghitung dayadukung ijin tanah yaitu :

q = qult / Sf

dimana :
q = Daya Dukung ijin tanah
qult = Daya Dukung Tanah Ultimit
Sf = Faktor Keamanan biasanya nilainya diambil 3

Daya dukung ijin tanah dapat juga dihitung langsungdengan cara :

q = qc/40 (untuk besaran B sembarang)

dimana :
q = Daya Dukung ijin tanah
qc = Nilai Konus

Menentukan daya dukung pondasi Dalam 

Daya dukung pondasi dalam merupakan penggabungan dua kekuatan daya dukung, yaitu daya dukung ujung (qe) dan daya dukung lekatan (qs)

Rumus Daya Dukung ujung tiang 

P = qc. A/3. + JHF. O /5

dimana :

P = Daya Dukung Tiang
qc = Nilai Konus
A = Luas Penampang Tiang
JHF = Nilai Hambatan Lekat per pias
O = Keliling Tiang
3 & 5 = Koefisien Keamanan

Rumus Daya Dukung ujung tiang metode LCPC, 1991 

qe = qc. Kc. Ap

dimana :
qe = Daya Dukung ujung tiang
qc = Nilai Konus
Kc = Faktor Nilai Konus (lihat tabel 2.2.1)
Ap = Luas penampang ujung tiang

a. Rumus Daya Dukung lekatan (qs)

qs = .JHp. As

dimana :
qs = Daya Dukung lekatan
JHP = Nilai Hambatan Pelekat (dari uji Sondir)
As = Selimut tiang

b. Rumus Daya Dukung Batas dan Daya dukung ijin

qult = qe +.qs

Dimana :
qult = Daya Dukung Tanah Ultimit
qe = Daya Dukung Ujung Tiang
qs = Daya Dukung Lekatan

Setelah kita mendapatkan nilai daya dukung UltimitTanah (qult) , Langkah selanjutnya menghitung dayadukung ijin tanah yaitu :

q = qult / Sf

dimana :
q = Daya Dukung ijin tanah
Sf = Faktor Keamanan biasanya nilainya diambil 3

Definisi Pelat Satu Arah dan Pelat Dua Arah

Sistem perencanaan tulangan Pelat Beton pada dasarnya dibagi menjadi 2 macam yaitu :

1. Sistem perencanaan pelat dengan tulangan pokok satu arah (selanjutnya disebut : pelat satu arah/ one way slab)
2. Sistem perencanaan pelat dengan tulangan pokok dua arah (disebut pelat dua arah/two way slab)

Apabila Lx >= 0,4  Ly seperti gambar dibawah , pelat dianggap sebagai menumpu pada balok B1,B2,B3,B4 yang lazimnya disebut sebagai pelat yang menumpu keempat sisinya disebut sebagai pelat yang menumpu keempat sisinya. Dengan demikian pelat tersebut dipandang sebagai pelat dua arah (arah x dan arah y), tulangan pelat dipasang pada kedua arah yang besarnya sebanding dengan momen-momen setiap arah yang timbul.

Apabila Lx < 0,4 Ly Seperti pada gambar di atas pelat tersebut dapat dianggap sebagai pelat menumpu balok B1 dan B3, sedangkan balok B2 dan B4 hanya kecil didalam memikul beban pelat. Dengan demikian pelat dapat dipandang sebagai pelat satu arah (arah x), tulangan utama dipasang pada arah x dan pada arah y hanya sebagai tulangan pembagi.

1) Penulangan pelat satu arah
a) Konstruksi pelat satu arah.Pelat dengan tulangan pokok satu arah ini akan dijumpai jika pelat beton lebih dominan menahan beban yang berupa momen lentur pada bentang satu arah saja.Contoh pelat satu arah adalah pelat kantilever (luifel) dan pelat yang ditumpu oleh 2 tumpuan.
Karena momen lentur hanya bekerja pada 1 arah saja, yaitu searah bentang L (lihat gambar di bawah), maka tulangan pokok juga dipasang 1 arah yang searah bentang L tersebut. Untuk menjaga agar kedudukan tulangan pokok (pada saat pengecoran beton) tidak berubah dari tempat semula maka dipasang pula tulangan tambahan yang arahnya tegak lurus tulangan pokok. Tulangan tambahan ini lazim disebut : tulangan bagi. (seperti terlihat pada gambar di bawah).
Kedudukan tulangan pokok dan tulangan bagi selalu bersilangan tegak lurus, tulangan pokok dipasang dekat dengan tepi luar beton, sedangkan tulangan bagi dipasang di bagian dalamnya dan menempel pada tulangan pokok.Tepat pada lokasi persilangan tersebut, kedua tulangan diikat kuat dengan kawat binddraad. Fungsi tulangan bagi, selain memperkuat kedudukan tulangan pokok, juga sebagai tulangan untuk penahan retak beton akibat susut dan perbedaan suhu beton.

Gambar di atas adalah pelat dengan tulangan pokok 1 arah

b) Simbol gambar penulangan.Pada pelat kantilever, karena momennya negatif, maka tulangan pokok (dan tulangan bagi) dipasang di atas. Jika dilihat gambar penulanganTampak depan (gambar (a)), maka tampak jelas bahwa tulangan pokok dipasang paling atas (dekat dengan tepi luar beton), sedangkan tulangan bagi menempel di bawahnya. Tetapi jika dilihat pada gambar Tampak Atas (gambar(a)), pada garis tersebut hanya tampak tulangan horizontal dan vertikal bersilangan, sehingga sulit dipahami tulangan mana yang seharusnya dipasang di atas atau menempel di bawahnya. Untuk mengatasi kesulitan ini, perlu aturan penggambaran dan simbol-simbol sbb :

2) Penulangan pelat 2 arah

a) Konstruksi pelat 2 arah.Pelat dengan tulangan pokok 2 arah ini akan dijumpai jika pelat beton menahan beban yang berupa momen lentur pada bentang 2 arah. Contoh pelat 2 arah adalah pelat yang ditumpu oleh 4 sisi yang saling sejajar.

Karena momen lentur bekerja pada 2 arah, yaitu searah dengan bentang (lx) dan bentang (ly), maka tulangan pokok juga dipasang pada 2 arah yang saling tegak lurus(bersilangan), sehingga tidak perlu tulangan lagi. Tetapi pada pelat di daerah tumpuan hanya bekerja momen lentur 1 arah saja, sehingga untuk daerah tumpuan ini tetap dipasang tulangan pokok dan bagi, seperti terlihat pada gambar dibawah. Bentang (ly) selalu dipilih > atau = (lx), tetapi momennya Mly selalu < atau = Mlx, sehingga tulangan arah (lx) (momen yang besar ) dipasang di dekat tepi luar (urutan ke-1)

Simbol gambar di atas sama dengan simbol pada gambar penulangan 1 arah.

Perlu ditegaskan : untuk pelat 2 arah, bahwa di daerah lapangan hanya ada tulangan pokok saja (baik arah lx maupun arah ly) yang saling bersilangan, di daerah tumpuan ada tulangan pokok dan tulangan bagi.

pustaka : Balok dan pelat beton bertulang, Ali Asroni

Desain Perkerasan Kaku Metode Bina Marga

Perkerasan Kaku 

Perkerasan kaku adalah struktur yang terdiri dari plat beton semen yang bersambung (tidakmenerus) dengan atau tanpa tulangan, atau menerus dengan tulangan, terletak diatas lapis pondasi bawah, tanpa atau dengan peraspalan sebagai lapis permukaan.

Jenis Perkerasan Kaku
 

1. Perkerasan beton semen, yaitu perkerasan kaku dengan beton semen sebagai lapis aus

-bersambung tanpa tulangan
-bersambung dengan tulangan
-menerus dengan tulangan
-pratekan
 

2. Perkerasan komposit, yaitu perkerasan kaku dengan plat beton semen sebagai lapis pondasi dan aspal beton sebagai lapis permukaan

Dasar-dasar Desain

Tebal plat dihitung supaya mampu menahan tegangan yang diakibatkan bebanr oda,perubahan suhu dan kadar air, serta perubahan volume lapisan dibawahnya. Penerapan prinsip “fatique” (kelelahan) untuk mengantisipasi beban berulang, dimana semakin besar jumlah beban lalulintas mengakibatkan ratio tegangan (perbandingan tegangan lentur beton akibat beban roda dengan kuat lentur beton “MR”) semakin kecil.

Faktor-faktor Yang Berpengaruh

• Peranan dan tingkat pelayanan
• Lalu lintas
• Umur rencana
• Kapasitas jalan
• Tanah dasar
• Lapis pondasi bawah
• Bahu
• Kekuatan beton

Lalu Lintas

Hanya diperhitungkan terhadap kendaraanniaga
Persamaan-persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:


 

Keterangan:
JKN = jumlah kendaraan niaga
JKNH = JKN Harian saat jalan dibuka
R = faktor pertumbuhan lalu lintas
n / m= tahun rencana
i / i’= pertumbuhan lalu lintas

Tanah Dasar 

Parameter yang digunakan adalah modulus reaksi tanah dasar (k) yang didapat melalui metode pengujian AASHTO T.222-81 atau dari korelasi nilai CBR.Nilai k minimal adalah2 kg/cm3. Sifat yang perlu diperhatikan dari tanah dasar adalah kembang susut, intrusi dan pumping, dan keseragaman daya dukung tanah dasar. Apabila digunakan lapis pondasi bawah maka digunakan nilai k gabungan. Untuk satu ruas jalan, nilai modulus Rencana digunakan persamaan:

ko = k –2S jalantol

ko= k –1.64S jalan arteri

ko= k –1.28S jalankolektor/lokal

Faktor keseragaman (FK) dianjurkan < 25 %

Tabel. Perkiraan Nilai Modulus ElastisitasLapis Pondasi

Jenis bahan	Modulus elastisitas
	Gpa	psi	kg/cm2
granular	0.055 -0.138	8000 -20000	565 -1410
lapis pondasi distabilisasi semen	3.5 -6.9	50000 -1000000	35210 -70420
tanah distabilisasi semen	2.8 -6.2	40000 -900000	28170 -63380
lapis pondasi diperbaiki aspal	2.4 -6.9	350000 -1000000	24650 -70420
lapis pondasi diperbaiki aspal emulsi	0.28 -2.1	40000 -300000	2815 -21125

Kekuatan Beton

Untuk desain perkerasan kaku kekuatan beton yang dipertimbangkan adalah kekuatan lentur (flexural strength) umur28 hari yang didapat dari pengujian menggunakan metode ASTM C-78 atau korelasi dari nilai kuat tekan beton umur28 hari sbk 28). Korelasi kauat lentur dan kuat tekan beton dinyatakan dalam persamaan



Nilai MR 28 disyaratkan 40 kg/cm2 atau minimal 30 kg/cm2 (kondisi memaksa!!!)

Tabel. KoefisienDistribusiKendaraanNiagaPadaJalurRencana

Jumlahjalur	Kendaraan niaga
	1 arah	2 arah
1 jalur	1	1
2 jalur	0.7	0.5
3 jalur	0.5	0.475
4 jalur	-	0.45
5 jalur	-	0.425
6 jalur	-	0.4

Tabel. Faktor Keamanan

PerananJalan	FK
JalanTol	1.2
JalanArteri	1.1
JalanKolektor/Lokal	1

Tabel. Perbandingan Tegangan dan Jumlah Pengulangan Beban Yang Diijinkan

Perbandingan Tegangan*	Repetisi beban ijin	Perbandingan Tegangan*	Repetisi beban ijin
0.51	400000	0.69	2500
0.52	300000	0.7	2000
0.53	240000	0.71	1500
0.54	160000	0.72	1100
0.55	130000	0.73	850
0.56	100000	0.74	650
0.57	75000	0.75	490
0.58	57000	0.76	360
0.59	42000	0.77	270
0.6	32000	0.78	210
0.61	24000	0.79	160
0.62	18000	0.8	120
0.63	14000	0.81	90
0.64	11000	0.82	70
0.65	8000	0.83	50
0.66	6000	0.84	40
0.67	4500	0.85	30
0.68	3500

* tegangan akibat beban dibagi kuat lentur tarik (MR)
* untuk perbandingan tegangan ≤ 0.50 repetisi beban ijin adalah tidak terhingga

Perhitungan Tulangan

Tujuan tulangan
–Mengurangi retakan
–Mengurangi sambungan plat
–Mengurangi biaya pemeliharaan

Tulanganpadaperkerasanbetonbersambung

As = luas tulangan (cm2/m’)
F = koefisien gesek plat dan lapis bawahnya
L = jarak antar sambungan (m)
h = tebal plat (m)
fs = tegangan tarik ijin baja (kg/cm2)

Tabel. Koefisien Gesek Plat Beton dan Lapis Di bawahnya

Jenis Pondasi	KoefisienGesek
Burtu, Lapen dan konst.sejenis	2.2
Aspal beton, Lataston	1.8
Stabilisasi kapur	1.8
Stabilisasi aspal	1.8
Stabilisasi semen	1.8
Koral	1.5
Batu pecah	1.5
Sirtu	1.2
Tanah	0.9

Tulangan pada perkerasan beton menerus


 

Ps = persentasetulanganyang diperlukanterhadappenampangbeton, persentaseminimum adalah0.6 %
ft = kuattarikbeton(0.4 –0.5 MR)
fy = teganganlelehbetonrencana
F = koefisiengesekplat danlapis bawahnya
n = angkaekivalensiantarabajadanbeton(Es/Ec)
Ec = modulus elastisitasbeton
Es = modulus elastisitasbaja

Tabel. Korelasi Kuat Tekan Beton dan Angka Ekivalensi Antara Baja dan Beton 

Kuat Tekan Beton	n
115 -140	2.2
145 –170	1.8
175 –225	1.8
235 –285	1.8
≥ 290	1.8

Tulangan pada perkerasan beton menerus



Lcr = jarak teoritis antar retakan
p = luas tulangan memanjang per satuan luas
u = perbandingan keliling dan luas tulangan
ft = kuat tarik beton (0.4 –0.5 MR)
fb = tegangan lekat antara tulangan dengan beton rencana
S = koefisien susut beton (400 x 106)
n = angka ekivalens iantara baja dan beton (Es/Ec)
Ec = modulus elastisitas beton
Es = modulus elastisitas baja

FAKTOR-FAKTOR YANG PERLU DIPERTIMBANGKAN TERHADAP PERENCANAAN DAN PELAKSANAAN PONDASI

air Tanah (m.a.t)

Berdampak terhadap kapasitas dukung, stabilitas keseluruhan, ganguan dewatering (mengeringkan sumur tetangga), dan teknik pelaksanaan (lempung becek diinjak-injak pekerja secara berlebihan dapat merusak kap. dukung tanah).





Podasi bisa miring pada tanah granular terendam air akibat gerusan pada dasar pondasi. Sehingga disarankan jangan dibawah m.a.t atau dengan teknik pelaksanaan yang baik.


Pondasi Baru Dekat dengan Pondasi Lama



Pondasi lama akan terbawa turun juga akibat beban pondasi baru. Solusinya dengan pengaturan jarak yang cukup (sebaran beban 1:1) atau gunakan sheet pile.


Suku ke-2 kapasitas dukung tanah akan hilang, sehingga kapasitas dukung menjadi berkurang. Solusi dengan pengaturan jarak yang cukup (sebaran 1:1) atau gunakan sheet pile/buis beton.


Volume konstan akan menggesar tanah secara lateral dan bangunan kecil akan terdorong ke samping. Dapat juga bangunan kecil akan terbawa turun. Jika bangunan besar turun 5 cm biasa saja, tetapi kalau bangunan kecil bagaimana ? Solusi buat pondasi pile hingga lapisan keras/lap batuan.






Berkatian dengan Aliran Air (erosi)





Dasar pondasi harus dibawah pengaruh gerusan.


Pondasi diatas tanah pasir yang tidak padat

Masalah yang timbul adalah setlement, erosi air baik dipermukaan maupun didalam tanah. Untuk mencegah dampak erosi permukaan diperlukan kedalaman pondasi yang cukup, namun untuk erosi yang ada dalam tanah diusahakan jangan ada pemompaan atau aliran air.

Pondasi diatas tanah ekspansif


             Pondasi Terdorong Masuk               Pondasi Terangkat


Sifat tanah ekspansif : pada saat basah mengembang dan pada saat kering tanah menyusut baik ke arah vertikal (dominan) maupun horisontal.




Pada jalan jika penyusutan tidak bersamaan, aspal akan pecah-pecah. Sedangkan pada saat pengembangan kapasitas dukung tanah mengecil yang dapat berakibat penurunan yang tidak merata.

Solusi : Mengganti tanah dengan tanah yang baik, perbaikan tanah dengan bahan kimia (semen/kapur), pengontrolan kadar air agar tidak terjadi penyusutan dan pengembangan.



Untuk pondasi dapat dipasang rongga pengatur kembang susut.





Untuk pondasi tiang, agar tiang tidak terpengaruh kebang susut dapat digunakan pelapis bitumen agar permukaan tiang licin sehingga tidak menarik maupun mendorong tiang.

Untuk pasangan tegel rumah diatas tanah ekspansif disarankan,



Sedangkan untuk pondasi telapak disarankan mengganti lapisan ekspansif dengan jenis tanah yang tidak ekspansif.



Pondasi diatas tanah lempung non-ekspansif


Laminating Clays (lempung keras tapi berlapis dan bercelah) akan menyebabkan bidang licin jika ada air hujan sehingga qu tidak bisa ditetapkan besarnya. Disarankan menggunakan residual strength-nya. Lempung lunak akan menimbulkan masalah setlement dan kapasitas dukung yang rendah dan jenis tanah ini dapat mengalir dan menggeser tiang pancang.

Pondasi diatas timbunan yang tidak direncanakan

Jika akan mendesain pondasi diatas timbunan yang tidak direncanakan perlu diyakinkan dahulu materialnya apa, dan keseragaman/kepadatannya bagaimana. Apakah materialnya berupa sampah, puing bangunan, tanah bekas tanaman atau kayu. Masalah yang timbul adalah perbadaan setlement akibat kepadatan dan keseragaman yang berbeda-beda.

FAKTOR LINGKUNGAN YANG PERLU DIPERHATIKAN

PRINSIP : Menjaga Kelestarian Lingkungan dengan mempertimbangkan dampak pada lingkungan, meminimalkan dampak dan mencegah serta mengatasi dan memperbaiki.


PENGEBORAN


Saat penyelidikan tanah, lubang bor jangan dibiarkan terbuka untuk menghindari pencemaran air tanah. Perlu dipikirkan penyelamatan Top Soil, pencegahan kerusakan struktur tanah pada pengoboran di dekat sungai /aliran air serta efek pengeboran pada muka air tanah terutama di atas lapisan rapat air.


BAHAN GALIAN

Bahan galian jangan masuk ke saluran drainase dan tercecer dijalan.

PELAKSANAAN PONDASI

Pertimbangkan dampak kebisingan dan getaran akibat pemancangan tiang.

PENGGUNDULAN TANAMAN

Pertimbangkan erosi dan instabilitas lereng serta kembang susut aktif.

PEKERJAAN DITEPI SUNGAI/LAUT


Reklamasi pantai akan menyebabkan hidraulik gradien turun, aliran air lamban dan banjir. Pertimbangkan pengaruh intrusi air laut dan keragaman hayati.




PEMOTONGAN BUKIT


Perlu dipertimbangkan bahaya longsor.


PENGEMBANGAN DAERAH YANG DILINDUNGI


Pantai berterumbu karang, berbakau dan pasir bukit alami.