Ebook Tenik Pondasi 1 - Harry christiady (analisa dan perancangan pondasi 1) PDF

Preview

Summary

Download Ebook Tenik Pondasi 1 - Harry christiady (analisa dan perancangan pondasi 1) PDF

Description

ANALISIS & PERANCANGAN FONDASI Bagian I Edisi ke-2

GADJAH MADA UNIVERSITY PRESS

KATA PENGANTAR

Dengan mengucap syukur Alhamdulillah dan atas berkat rahmat serta hidayah Allah S.W.T., buku Analisis dan Peranca'1gan Fondasi­ Bagian I edisi 11 ini dapat disusun. Buku ini merupakan penyempumaan dari buku Teknik Fondasi I yang telah beredar sejak tahun 1 996. Penyempumaan isi buku, disesuaikan dengan perkembangan teori-teori yang terkait dengan rekayasa geoteknik pada saat ini. Selain itu, dalam buku ini juga disajikan cara perancangan tulangan beton fondasi dangkal. Buku ini terdiri dari sepuluh bab. Bab I membahas tentang sifat-sifat teknis tanah dan batuan. Bab 11 tentang hal-hal yang harus diperhatikan dalam penyelidikan tanah. Bab Ill dan Bab IV membahas tentang teori kapasitas dukung tanah dan penurunan. Teori kapasitas dukung tanah disaj ikan secara lengkap yang mencakup pengaruh-pengaruh beban eksentris, beban miring, tanah berlapis dan lain-lain. Bab V membahas tentang pertimbangan-pertimbangan yang harus dilakukan dalam perancangan fondasi. Bab VI, VII dan VIII membahas cara-cara perancangan fondasi telapak individu, fondasi gabungan dan fondasi rakit. Bab IX dan X membahas tentang dinding penahan konvensional dan dinding penahan dari tanah bertulang. Walaupun buku ini sudah diusahakan sebaik mungkin penya­ jiannya, namun penulis percaya masih banyak kekurangan yang harus diperbaiki untuk penerbitan selanjutnya. Untuk itu, kritik chn saran membangun dari para pembaca sangat diharapkan. Ucapan terima kasih ditujukan kepada: Tri Wibowo Kada­ rusman, S.T., Didik Junaedi, S.T. dan Purbolaras Nawangalam, S.T., M.Eng., atas bantuan dalam persiapan naskah buku, dan kepada Ir. Didiek Djarwadi, M.T. atas buku-buku referensinya. Akhimya, terima kasih yang sebesar-besamya atas pengertian, perhatian dan

-

Ana!isis dan Perancangan Fondasi - I

V

dorongannya ditujukan kepada isteriku: Dra. Isminarti Rusmiyati dan anak-anakku: M. Kammagama Harismina, Egha Muhammad Harismina dan Merlangen Enfani Harismina.

Yogyakarta, Agustus 20 1 1

Hary Christady Hardiyatmo

vi

Kata Pengantar

:

'

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

.................... . .. . . . . ............ . . . . . . . . ........ . . . . . ... . .

Vll

SIFAT-SIFAT TEKNIS TANAH DAN BATUAN . 1 . 1 . TANAH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 . 1 . 1 . Identifikasi Tanah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . . . . . 1 . 1 .2. Kadar air, Angka Pori, Porositas, dan Berat Volume Tanah .. .. ... .. .. . . . . .. .. . .. .. . . . . . . 1 . 1 .3 . Analisis Ukuran Butiran . 1 . 1 .4. Kuat Geser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 . 1 .5 . Permeabilitas . . 1 . 1 .6. Tegangan Efektif . 1 . 1 .7. Sifat-sifat Teknis Tanah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 . 1 .8. Klasifikasi Tanah 1 .2 . BATUAN . . .. . . 1 .2. 1 . Sifat-sifat Teknis Batuan 1 .2.2. Kapasitas Dukung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 12 15 19 21 25 38 42 43 45

BAB 2. PENYELIDIKAN TANAH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. 1 . Pendahuluan ... .. ... .. .. .. .. .. .. .. .. ... .. .. . . .. .. .. . .. . ... .. . 2.2. Cara Penyelidikan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Alat-alat Penyelidikan Tanah 2.4. Alat-alat Pengambilan Contoh Tanah 2.5. Penanganan Contoh Tanah . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6. Laporan Hasil Pengeboran 2.7. Penyelidikan Tanah di Lapangan 2. 7 . 1 . Uji Penetrasi Standar (SPT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. 7.2. Uji Penetrasi Kerucut Statis 2 .7.3 . Uji Beban Pelat . 2.7.4. Uji Geser kipas di Lapangan

46 46 47 48 54 59 60 61 63 72 73 76

BAB 1

...

1

..

.

.

......

............ . . . .

........... . . . . . . . .

..............

...........

......... . . . . . . . . . ...... . . . . . . .

.....

. . . . . . . . . . . . . . . ........ . . . . . . . .. . . . . .

......... . .

..

...........

........ . . . .

.................

..... . . . . . . . .. . . . . . .. . . . .

. . ....

. . ........ . . . . . ......... . . . .

. . . . . ........ . . .

...... . . . . ........... . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . ....

...

. . . . ........ . . . . . . . . .

. . . . . .......... . .. . . . .. . . ......... ...

..

. . . ...... . . . . . . . . . .

Ana!isis dan Perancangan Fondasi - I

vii

2.7.5. Uji Pressuremeter .............. .. .. .. ... . .. .. . . . . .. . Pengujian Di Laboratorium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Denah Titik-titik Penyelidikan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Keda1aman Lubang Bor . . .. . . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Informasi Yang Dibutuhkan Untuk Penye1idikan Tanah 2. 12. Laporan Penyelidikan Tanah Untuk Perancangan Fondasi . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.8 . 2.9. 2.10. 2. 11.

.

.............................................................

BAB 3

KAPASITAS DUKUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... .. .. .. . . . . .. .. .. ... . . . . 3 . 1. Pendahu1uan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 3 . 2. Tipe-tipe Keruntuhan Fondasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 . 3 . Teori Kapasitas Dukung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 . 3 . 1. Ana1isis Terzaghi . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 . 3 . 2. Fondasi pada Tanah Pasir . . . . . . 3 . 3 . 3 . Ana1isis Skempton untuk Fondasi pada Tanah Lempung . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 . 3 .4. Ana1isis Meyerhof . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 .3 .4 . 1. Beban Eksentris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 . 3 .4.2. Beban miring . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 . 3 .4.3 . Kombinasi Beban Miring dan Eksentris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 .4.4. Fondasi pada Lereng . . . . .. . . . . . . . . . . 3 . 3 . 5 . Persamaan Brinch Hansen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.6. Persamaan Vesic (1975) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 3.3.7. Tahanan Fondasi terhadap Gaya angkat ke Atas . . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 . 3 . 8. Kapasitas dukung Fondasi pada Tanah Berlapis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 . 3 . 8 . 1. Dua 1apisan 1empung dengan si fat yang berbeda . .. .. .. . . . . . . . . . . . .. 3 . 3 . 8 . 2. Tanah Gamu1er di Atas Tanah Lempung .. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . .. .. .. 3.3.8.3. Kapasitas Dukung Fondasi yang Berdekatan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . ..... ......

viii

81 86 89 92 97 99 103 103 105 110 111 134 139 147 157 162 165 169 17 1 176 194 200 200 207 217

Daftar !si

•

3.3 .9. Kapasitas Dukung dari Hasil Penguj ian di Lapangan .. . . .. . . . . . . .. . . . . .. . . . . .. .. .. .. .. . . .. . . . . .. 3 . 3 . 10. Faktor Aman ..

........................ ...................

BAB 4. PENURUNAN 4 . 1. Pendahuluan 4. 2. Tekanan Sentuh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3. Distribusi Tegangan di Dalam Tanah . 4.3 . 1. Beban titik . . 4.3 . 2. Beban Terbagi Rata Berbentuk Lajur Memanjang 4.3.3. Beban Terbagi Rata Berbentuk Empat Persegi Panjang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 .4. Beban Terbagi Rata Berbentuk Lingkaran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.5. Beban Terbagi Rata Luasan Fleksibe1 Berbentuk Tak Teratur 4.3.6. Metode Penyebaran 2V : 1H . 4.4. Hitungan Penurunan . . 4.4.1. Penurunan-Segera 4.4. 1. 1. Tanah Homogen dengan Tebal Tak Terhingga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4. 1. 2. Lapisan Tanah Pendukung Fondasi Dibatasi Lapisan Keras .. . 4.4.1.3 . Penurunan segera dari Hasil Penguj ian di Lapangan 4.4 . 2. Penurunan Konsolidasi Primer . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4. 2. 1. Hitungan Penurunan . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4 . 2. 2. Kecepatan Penurunan Konso1idasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.3 . Penurunan Konsolidasi Sekunder . . . . . . . . . . . 4.5. Pengembangan Tanah Akibat Penggalian 4.6. Estimasi Penurunan Pada Periode Pelaksanaan 4.7. Pertimbangan-pertimbangan Dalam Menghitung Penurunan . ...................

25 2 25 2 253 254 255

..............................................

262

. . . . ........... ........ . . . . . ............. .....................

. . . . .......................... .........................

..

. . . . . . ........... ........

. . ..........

..

.............................

. . . . ........

............ ..

.......

.... ............. . . . . . . . . .

...... . . . . . . ............. ...........

..

.................

................. . . . . .

262 267 270 274 276 277 277 28 2 290 300 303

.

3 10 3 17 3 27 3 27

. . . . . . . . . . . . . ..............

3 29

.........

Analisis dan Perancangan Fondasi - I

218 249

ix

4.7. 1 . Fondasi pada Tanah Pasir ".7 . 2. Fondasi pada Tanah Lempung . Penurunan Ijin . .. .. Perhatian yang Diperlukan untuk Menanggulangi Kerusakan Bangunan Akibat Penurunan

.....

3 29 331 333

..

339

. . . . ....... . . . .. . . . . . . .

. ........ . . . .

4.8. 4.9.

. . . . . . . .. . . ..... . ....... . . ........ . . . . . . . .

..

BAB 5. PERTlMBANGAN-PERTIMBANGAN DALAM PE­ RANCANGAN FONDASI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 5 . 1 . Pendahuluan 5 . 2 Penentuan Kapasitas Dukung Ijin . . . . . . . . . . . . . .. 5 . 2. 1 . Fondasi pada Tanah Pasir . . .. . . . . . . . . . . . . 5 . 2. 2. Fondasi pada Tanah Lempung .......... 5 . 2.3. Fondasi pada Lanau dan Loess . . . . . . . . . . . 5 . 2.4. Fondasi pada Tanah Organik . 5 . 2.5. Fondasi pada Tanah c -

pas1r

Gambar 1.2

002

005

01

02

I

kasar

halus

Lempung kolosoidal

Lanau

002

006

I

sedang

05

20mm 10 Inter­

02

06

=

......

\

1\/ \ \ \

11 I I

Gradasi buruk D6o

0,14 mm

Dto = 0,053 mm

-......:

i

t

r--r--

0,001 mm

1111

Ill

=

D,o = 0,09 mm

1'-

0.1

0.01

r-r-0.001

Ukuran butiran, mm

Gambar 1 .3.

14

Distribusi ukuran butir tanah.

BAB 1-Sifat-sifat Tanah dan Batuan

•

Kemiringan dan bentuk umum dari kurva distribusi butiran di­ nyatakan oleh koefisien keseragaman, Cu (coefficient of uniformity) dan koefisien gradasi atau koefisien kurva, Cc (coefficient ofgradation atau coefficient ofcurvature), yang diberikan menurut persamaan:

C

u

=

D6o Dw

( 1.19)

( 1.20)

Untuk pasir, tanah bergradasi baik, j ika 1 < Cc < 3 dengan Cu > 4. Kerikil bergradasi baik, j ika 1 < Cc < 3 dengan Cu > 6. Bila per­ syaratan Cc telah terpenuhi, dan nilai Cu > 15, maka tanah termasuk bergradasi sangat baik. Distribusi ukuran butir tanah berbutir kasar ditentukan dari ana­ lisis saringan. Ukuran saringan terkecil, umumnya, dipakai saringan nomer 200 standar Amerika atau ukuran diameter lubang 0,075 mm. Karena ukuran ini sangat dekat dengan batas ukuran butiran lanau dan pasir, maka saringan nomer 200 sering dipakai untuk memisahkan antara material berbutir kasar dan yang berbutir halus ketika hanya dipakai analisis saringan saja. Butiran-butiran yang lolos saringan no. 200 diuji dengan cara sedimentasi atau hidrometer. 1.1.4 Kuat Geser Kuat geser tanah dapat dinyatakan dalam persamaan Coulomb: -r =

c + (cr u) tg plastisitas, maka d1paka1 dobel Batas�batas Atterberg dt. atas c � -� //) § simbol 8 � � � � garisAatau P I > 7 Ci § -§ � E --1, -----''(D - 1-:, --------� 1ij tJl * � g' f_..-:--C, � _::::._ , fi, c, -� -----"' ant;1ra t Jan 1

.c � 0

�

.

___

::J 1.0

-�

. . Kenkll

Simbol Kelompok

N ..o

m

�� -§ :;: ;; -� .g �� � � 1/} N

1: �� 'ij [;l � ih � -� � Ol o..: :::2: m � ffi �- UJ_ � � 5 � m � ;:.: w u '-' m

DJ(•

J

!)!I· '- D�..

!---------------------� Tidak memenuhi kedua kriteria untuk SW Batas-batas Atterberg dt bawah garisAatau Pl < 4 Batas-batas Atterberg dt atas garisAatau PI > 7

.

.

81la batas Atterber� berada dt _ dan dtagra daerah arstr � p!astisitas. m aka dipakat dobel stmbo!

J

60

� 0:

�.

� :i!

]

50

40

30

Dlagram plas!tsltes Untuk mEmgklaS1fikas1 kadar bt1Uran halus yang terkandung dalam tanah berbutlr halusdan tanah berbutlr kasar Batas Atterberg yang termasuk dalam daerah yang d1ars1r berarti batas�n klas1fikasmya menggunakan dua sm1bol

CH

garls

A

CL

20

�

rl r

Cl·ML

10 1

10

20

30

MH atau OH

l a u OL

40

50

60

70

80

Batas Ca1r LL (%,)

Garis A: P1 = 0 . 73 {Ll

20)

Manual untuk identifikasi secara visual dapat dilihat di ASTM Destgnation D-2488

BAB 1-Sifat-sifat Tanah dan Batuan

90

100

J

Tabel C 1 .2. WN

No.

Angka pori (e) diukur 2ada kondisi

LL

(%)

WN

(%)

(%)

PL

(%)

(%)

PL

LL

(%)

(%)

21

63

73

66

28

25

?

ratarata

PI

Bervariasi 2

38

105

1 40

?

52

3 6-26

?

3

21

56

1 00

?

38

?

25

4

35

95

1 65

85

62

32

?

•

Keterangan ?

bervariasi terhadap kedalaman

PI

?

Nampak sebagai lempung platisitas tin 1.

Tanah 1:

LL = 28% ; PL 25% ; maka PI = LL - PL = 3%. Dari Gambar 1.11 atau Tabel 1.3, tanah termasuk klasifikasi ML (lanau plastisitas rendah, karena tanahnya anorganik). Kadar air di lapangan WN 2 1 %, lebih kecil dari w = e!Gs = 0,63/2,65 0,24 = 24%, maka tanah di lapangan dalam kondisi tidak jenuh dengan kadar air di lapangan lebih rendah daripada PL (karena kadar air pada batas plastis PL 0,66/2,65 = 25%). Dengan cara lain, untuk memperlihatkan tanah dalam kondisi tidak jenuh: derajat kejenuhan S = wGsfe = 0,2 1 x 2,65/0,63 = 0,88 < 1 , j adi tanah di lapangan tidak dalam kondisi jenuh. =

=

=

=

•

Tanah 2:

Kadar air rata-rata di lapangan WN = 38%, sedikit lebih besar daripada PL maksimum = 36%, jadi tanah di lapangan dalam keadaan plastis. Dari nilai LL 52% dan PI yang berkisar antara (52 - 36)% = 1 6% dan (52-26)% = 26%, menurut Gambar 1 .1 1 atau Tabel 1.3 tanah termasuk lanau anorganik plastisitas tinggi (MH) (karena tanah­ nya anorganik). Perhatian, jika tanahnya organik, maka tanah terma­ suk OH (tanah organik plastisitas tinggi). Karena PI bertambah de=

Analisis dan Perancangan Fondasi-I

41

ngan kedalamannya, dapat diperkirakan kuat geser tanah ini bertam­ bah, jika kedalaman bertambah, yaitu dengan menggunakan korelasi antara rasio antara kuat geser undrained (c1) dan tekanan overburden efektif dengan indeks plastisitas (PI) menurut Skempton ( 1 957): culpa' = 0, 1 1 + 0,0037(PI). •

Tanah 3 :

LL = 38% dan PI = 25%, maka PL = (3 8 - 25)% = 1 3%. Dari nilai-nilai LL dan PI, menurut Tabel 1.3 atau Gambar 1.11 maka tanah termasuk lempung anorganik berplastisitas rendah (CL). Nilai kadar air di lapangan wN = 2 1 %, maka tanah masih dalam daerah plastis. Dari angka pori e = 0,56 (kolom 3), maka tanah dalam kondisi j enuh, karena w = 0,56/2,65 = 2 1 % = WN, atau dapat pula dihitung S = wGsle = 0,2 1 x 2,65/0,56 = 1 (tanah kondisi jenuh). •

Tanah 4:

PI = LL - PL = (62 - 32)% = 30 %. Jika PI = 30% dan LL = 62% diplot pada Tabel 1.3 atau Gambar 1.11, maka akan jatuh di dekat batas antara lanau kompresibilitas tinggi (MH) dan lempung pla­ stisitas tinggi (CH). Untuk perancangan fondasi, maka perlu dilakukan uji konsolidasi.

1.2 BATUAN Batuan, dalam kondisi alam, terbentuk dari butiran-butiran yang terikat oleh kohesi yang kuat. Tiga kelompok batuan yang terdapat di kulit bumi, adalah: batuan igneous, batuan sedimen, dan batuan meta­ morf. Batuan igneous merupakan batuan primer yang terbentuk dari pembekuan magma, atau dari rekristalisasi dari batuan lama oleh panas dan tekanan yang sangat tinggi sehingga membuatnya menjadi cair dan kemudian membeku kembali. Batuan sedimen merupakan batuan yang dihasilkan dari pengendapan sisa-sisa tumbuh-tumbuhan dan binatang, dan dari material-material yang terbentuk oleh pem­ busukan secara fisik maupun kimia dari batuan-batuan asalnya. Batu42

BAB 1-SJfat-sifat Tanah dan Batuan

an metamorf merupakan batuan igneous atau batuan sedimen yang telah berubah sifatnya oleh akibat tekanan yang tinggi atau oleh akibat lain yang berlangsung secara kimia maupun fisik. 1 .2.1 Sifat-sifat Teknis Batuan Sifat-sifat teknis batuan, dipengaruhi oleh faktor-faktor sebagai berikut : ( 1 ) Struktur dan tekstur (texture) . Struktur batu dapat berupa batuan massif, padat, dan berpori (banyak mengandung ...