MODUL I REK - PON.ppt

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

BORING DANGKAL

BORING DALAM

DILABORATORIUM

SONDIR SONDIR DANGKAL

SONDIR DALAM

DILAPANGAN 3

PEMILIHAN DATA PEMILIHAN DATA

PONDASI DANGKAL BEBAN S/D 200 TON

BORING/SONDIR DANGKAL KEDALAMAN S/D 3M 4

q’u

qu

PENURUNAN

BEBAN PER SATUAN LUAS

II KERUNTUHAN GESER SETEMPAT

I

KERUNTUHAN GESER MENYELURUH

PENURUNAN AKIBAT BEBAN 5

KERUNTUHAN GESER TANAH MENYELURUH B /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\

\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\

qc=∂t.Df C

45°+

φ 2

φ φ 45°45°2 2

45°+

A

III D

I

B

φ 45°- 2

φ 2

F

φ 45°- 2

III

II

II G

E

6

Muka Tanah Asli

B qc

III

III I

II

I = tanah aktif II = tanah pasif III = tanah pasif qc =beban merata B =lebar pondasi

KERUNTUHAN GESER MENYELURUH DARI TANAH DIBAWAH PONDASI 7

Muka Tanah Asli

B 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

CONUS

KEDALAMAN [DEPT]

GRAFIK DATA SONDIR

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

CLEEF

PK 500

JHP

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) 9.80 10.00 10.20 10.40 10.60 10.80 11.00 11.20 11.40 11.60 11.80 12.00 12.20 12.40 12.60 12.80

Conus

CN+CL

JP

JHP

6 5 6 8 5 10 4 15 4 25 27 32 49 45 40 44

10 9 10 13 9 14 6 17 6 30 35 40 57 60 55 60

8 8 8 10 8 8 4 4 4 10 16 16 16 30 30 32

284 292 300 310 318 326 330 334 338 348 364 380 396 426 456 488 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

_ σ = qult/Fs BEARING CAPACITY

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 tg²(45°+ φ/2) Nc = (Nq – 1)tgφ N∂ = 2(Nq + 1)tgφ 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 GAYAGAYA 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)) CB C= 2 (cos(45°+φ/2)) 39

ANALISA DAYA DUKUNG TERZAGHI

40

41 DISTRIBUSI TANAH PASIF PADA PERMUKAAN

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 (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 m.a.t

D Df

B

KEADAAN I

Df D=0 B

q =∂t Df, ∂t pada suku ketiga pers.daya dukung diganti ∂rata2, Apabila DB ∂rata2=∂t

Df KEADAAN III

q=∂t Df ∂t pada suku ketiga Pers.daya dukung Diganti dengan ∂’

m.a.t

KEADAAN II

D

q=∂t(Df-D)+∂’D ∂’=∂sat-∂w ∂t pada suku ketiga pers.daya dukung diganti dengan ∂’

B

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 L B

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

Faktor daya dukung tanah

Local shear

Faktor daya dukung tanah 54

CONTOH SOAL: PMAX

\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ /

\0,5m /\/\/\/\/\/\

m.a.t ∂sat=1,905 t/m³ ∂t=1,815 t/m³ φ=37° C=0,05 t/m²

2M

Hitung Pmax apabila P sentris (Untuk B=L dan B≠L) 1,5 M

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 fs

• σ=

P ± F

= 133,65 =44,55 t/m² 2,5 M P = W 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. P m.a.t \/ \/ \/ \/ \/ \/ \/ \/

/\ /\ /\ /\ /\ /\ /\

∂t= 1,67 t/m³ ∂sat = 2,01 t/m³ C = 2 t/m³ φ = 35º

1m

B

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

Hitung : 1.Pmax yang P diijinkan apabila m.a.t berada m.a.t \/ \/ \/ \/ \/ \/ \/ \/ / / / \/ \/ \/ \/ \ \ \ dipermukaan tanah ∂t = 1,67 t/m³ 2.Pmax yang ∂sat = 2,01 t/m³ diijinkan apabila 2m C = 2 t/m³ m.a.t berada di φ = 35° -2m,-3m,-4m,-6m 3.Gambar grafik pengaruh m.a.t 2m Terhadap daya dukung 59 tanah.

BORING DANGKAL 60

BORING DANGKAL

2. 1. TABUNG MATA BOR

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