21
BAB IV PONDASI TELAPAK GABUNGAN Pondasi telapak gabungan digunakan dengan alasan-alasan sebagai berikut: a) Jarak antara dua kolom atau lebih terlalu dekat, sehingga bila dipakai pondasi terpisah akan berimpit atau overlapping. b) Jarak kolom terlalu dekat dengan batas pemilikan tanah, atau dibatasi oleh bangunan yang telah ada sebelumnya. c) Untuk menanggulangi momen penggulingan yang terlalu besar. d) Dibutuhkan dasar pondasi dengan lebar yang besar, karena tanah mempunyai daya dukung rendah. Gambar 4.1 Contoh penggunaan beberapa jenis pondasi Anggapan-anggapan dalam perancangan pondasi telapak gabungan : a) Pelat pondasi dianggap kaku, sehingga pelengkungan pondasi tidak mempengaruhi penyebaran tekanannya. 61

Bab IV Pondasi Telapak Gabungan

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Bab IV Pondasi Telapak Gabungan

BAB IV

PONDASI TELAPAK GABUNGAN

Pondasi telapak gabungan digunakan dengan alasan-alasan sebagai berikut:

a) Jarak antara dua kolom atau lebih terlalu dekat, sehingga bila dipakai pondasi terpisah

akan berimpit atau overlapping.

b) Jarak kolom terlalu dekat dengan batas pemilikan tanah, atau dibatasi oleh bangunan

yang telah ada sebelumnya.

c) Untuk menanggulangi momen penggulingan yang terlalu besar.

d) Dibutuhkan dasar pondasi dengan lebar yang besar, karena tanah mempunyai daya

dukung rendah.

Gambar 4.1 Contoh penggunaan beberapa jenis pondasi

Anggapan-anggapan dalam perancangan pondasi telapak gabungan :

a) Pelat pondasi dianggap kaku, sehingga pelengkungan pondasi tidak mempengaruhi

penyebaran tekanannya.

b) Distribusi tekanan pada dasar pondasi disebarkan secara linier.

A. Telapak Gabungan Empat Persegi Panjang

Perancangan pondasi telapak gabungan empat persegi panjang digunakan apabila

jarak antara dua kolom berdekatan.

Apabila kolom bagian luar terletak pada batas pemilikan, maka pusat luasan

pondasi dibuat berhimpit dengan resultan bebannya dengan mengatur panjang L pada sisi

61

Page 2: Bab IV Pondasi Telapak Gabungan

pondasi yang terletak di bagian dalam bangunan. Oleh karena itu tekanan pada dasar

pondasi seragam.

Apabila kedua kolom berbatasan dengan pemilikan, maka dapat dibuat pusat

luasan pondasi tidak berhimpit dengan resultan bebannya. Dan oleh karena itu tekanan

pada dasar pondasi tidak seragam.

Tabel 4.1 Estimasi daya dukung aman berbagai jenis tanah

Macam tanah Daya dukung aman

(kg/cm2)

Keterangan

(a) tanah-tanah granulerKerikil padat/pasir bercampur kerikil padat

Kerikil kepadatan sedang/pasir berkerikil kepadatan sedang

Kerikil tak padat/pasir berkerikil tak padat

Pasir padat

Pasir kepadatan sedang

Pasir tak padat

>6,0

2 – 6

< 2

> 3

1 – 3

< 1

Lebar B>1 m. kedalaman muka air tanah > B dari dasar pondasi

(b) Tanah-tanah kohesifLempung keras

Lempung pasir dan lempung kaku

Lempung agak kaku

Lempung sangat lunak dan lanau

3 – 6

2 – 4

0,5 – 1

< 0,75

Sangat dipengaruhi oleh konsolidasi jangka panjang

Langkah-langkah perhitungan demensi pondasi telapak gabungan apabila pusat

luasan pondasi berimpit dengan resultan beban, dilakukan sebagai berikut:

a. Hitung lebar pondasi ,

dengan

qa = daya dukung estimasi ( Tabel 4.1)

L = panjang pondasi

B = lebar pondasi

b. Hitung daya dukung aman netto (qn) dengan lebar pondasi B

c. Kontrol bahwa qn ≥ qa

62

Page 3: Bab IV Pondasi Telapak Gabungan

Langkah-langkah perhitungan demensi pondasi telapak gabungan apabila pusat

luasan pondasi tidak berimpit dengan resultan beban, dilakukan sebagai berikut:

a. Hitung :

b. Hitung letak R dari P1, dengan r1 =

c. L = (a1 + r1 + r2 + a2) dan r2 = r – r1

d. Hitung eksentisitas resultan beban dari pusat telapak pondasi, yaitu : e = (a1 + r1) –

e. Estimasikan daya dukung pondasi menurut jenis tanahnya qa, (Tabel 4.1)

f. Hitung lebar pondasi B,

q maks = ≤ qa; untuk e ≤

dan

qmaks = ≤ qa ; untuk e >

g. Hitung q min = >0 ; untuk e≤

h. Hitung daya dukung aman netto (qn) , untuk lebar pondasi B

i. Kontrol qn ≥ qa

Contoh soal 4.1

Dua buah kolom berdekatan P1 = 80 t, P2 = 160 t. Kolom P1 berbatasan dengan

kepemilikan dengan jarak a1 = 0,4 m. Jarak kedua kolom 4 m pondasi terletak pada tanah

lempung dengan berat volume rata-rata 2 t/m3, cu = 7 t/m2. Hitung dimensi pondasi yang

aman.

Penyelesaian :

63

Page 4: Bab IV Pondasi Telapak Gabungan

Gambar C 4.1

= P1 + P2 = 80 t + 160 t = 240 t

Untuk cu = 7 t/m2 , didapat qestimasi = qa = 15 t/m2

Letak R dari kolom P1 → r1 = = = 2,67 m.

r2 = r – r1 = 4 – 2,67 = 1,33 m

a1 = 0,4 m (jarak P1 terhadap batas tanah)

Bila diinginkan pusat luasan pondasi berimpit dengan resultan bebannya

L = 2 (2,67 + 0,4) = 6,14 m, dan a2 =6,14 – (0,4 + 2,67 + 1,33) = 1,74 m

= = 2,6 m

Daya dukung netto dihitung menurut analisis Skempton, maka :

qun = cu Nc

Df/B = 1,5/2,6 = 0,58

Dari grafik Skempton, untuk pondasi bujur sangkar diperoleh Nc = 7,2

Untuk pondasi empat persegi panjang ukuran 2,6 m x 6,14 m.

Nc = (0,84 + 0,16 x ) x 7,2 = 6,53

Sehingga, qun = 7 x 6,53 = 45,71 t/m2

64

Page 5: Bab IV Pondasi Telapak Gabungan

qn = = = 15,24 > qa t/m2 ( OK !)

qnet = = 15 t/m2

qnet < qn (OK !)

Jadi pondasi empat persegi panjang ukuran 2,6 m x 6,14 m aman.

Contoh 4.2

Dua buah kolom masing-masing P1= 80 t dan P2= 120 t, yang berjarak 3 m akan dibangun

pada lapisan tanah pasir tebal , yang mempunyai berat volume γb= 1,9 t/m3, φ = 30o,

kedalaman muka air tanah sangat dalam. Kolom P1 berbatasan dengan kepemilikan dengan

jarak 40 cm. Sedangan kolom P2 terletak bebas dalam bangunan. Bila diinginkan pusat

berat luasan berimpit resultan beban, rencanakan lebar pondasi yang aman.

Gambar C 4.2

Untuk pasir dengan sudut gesek φ =30o , dapat diklasifikasikan sebagai pasir dengan

kepadatan sedang, maka daya dukung estimasi qa = 2 kg/cm2 = 20 t/m2

65

Page 6: Bab IV Pondasi Telapak Gabungan

= 80 + 120 = 200 t

Letak resultan beban dari kolom P1 adalah r1 = = = 1,80 m, sedangkan letak

resultan beban dari kolom P2 adalah r2 = 3,0 – r1 = 1,20 m

Pusat telapak pondasi dibuat berimpit dengan resultan beban.

L = 2 (1,80 + 0,4) = 4,4 m, dan a2 = 4,4 – (0,4 + 1,80 + 1,20) = 1,0 m

= = 2,273 m

= = 19,9976 t/m2

Dari table Terzaghi untuk φ =30o, didapat Nq= 22,5 , Nγ = 19,7

Daya dukung pondasi untuk B= 2,273 m , dan L = 4,4 m

qult = po . Nq + 0,5 γ B.Nγ (1-0,2B/L)

= (1,5 x 1,90) x 22,5 +(0,5 x 1,9 x 2,273 x 19,7)x(1 – 0,2 x 2,273/4,4)

= 102,2691 t/m2

qult netto = qult – po = 102,2691 - 1,5 . 1,90 = 99,42 t/m2

qn =

Ternyata qn > qnet, sehingga pondasi ukuran B= 2,273 m dal L= 4,40 m, aman!

Contoh 4.3

Dua buah kolom masing-masing P1= 80 t dan P2= 120 t, yang berjarak 3 m akan dibangun

pada lapisan tanah pasir tebal , yang mempunyai berat volume γb= 1,9 t/m3, φ = 30o,

kedalaman muka air tanah sangat dalam. Kolom P1dan P2 berbatasan dengan kepemilikan

dengan jarak 40 cm. Bila diinginkan pusat berat luasan tidak berimpit resultan beban,

rencanakan lebar pondasi yang aman.

Penyelesaian:

66

Page 7: Bab IV Pondasi Telapak Gabungan

Gambar C4.3

Untuk pasir dengan sudut gesek φ =30o , dapat diklasifikasikan sebagai pasir dengan

kepadatan sedang, maka daya dukung estimasi qa = 2 kg/cm2 = 20 t/m2

Panjang pondasi L = 3,80 m

Letak resultan beban dari kolom P1 adalah r1 = = = 1,80 m, sedangkan letak

resultan beban dari kolom P2 adalah r2 = r – r1 = 1,20 m

L= (a1 + r1 + r2 + a2) =3,8 m.

a2 = a1 = 0,4 m

e = (a1 + r1) – = (0,4 + 1,80) – 1,90 = 0,30 m <

Tekanan pada dasar pondasi :

q max = =

q max ≤ qa , sehingga didapat :

67

Page 8: Bab IV Pondasi Telapak Gabungan

≤ 20, atau B = 3,88 m

q min = , untuk B = 3,88 m

qmin = = 7,14 t/m2 > 0 (O.K)

Dari Table Terzaghi untuk φ =30o, didapat Nq= 22,5 , Nγ = 19,7

Daya dukung pondasi untuk B= 3,88 m, dan L = 3,8 m

qult = po . Nq + 0,5 γ B.Nγ (1-0,2B/L)

= (1,5 x 1,90) x 22,5 +(0,5 x 1,9 x 3,8 x 19,7) x(1 – 0,2 x 3,8/3,88)

= 121,3119 t/m2

qult netto = qult – po = 121,3119 - 1,5 . 1,90 = 118,4619 t/m2

qn =

Ternyata qn > q max, sehingga pondasi ukuran B= 3,88 m dal L= 3,80 m, aman!

B. Telapak Gabungan Trapesium

Pondasi telapak gabungan trapsium digunakan bila ruang bagian kanan dan kiri

kolom terbatas dengan kepemilikan. Pondasi telapak gabungan trapesium dapat dibuat

menurut pusat luasan pondasi berimpit dengan resultan beban dan pusat luasan pondasi

tidak berimpit dengan resultan beban.

Langkah-langkah perhitungan demensi pondasi telapak gabungan trapezium

apabila pusat luasan pondasi berimpit dengan resultan beban, dilakukan sebagai berikut:

a. Tentukan besar resultan beban (P=R)

b. Tentukan letak resultan beban R dari masing-masing kolom .

c. Panjang L yang terbatas ditentukan dengan mengambil pusat berat luasan berimpit

resultan beban.

r =

d. Estimasi daya dukung pondasi (qa) menurut jenis tanah (Tabel 4.1)

e. Hitung luas telapak pondasi

A =

f. Hitung lebar telapak B1 dan B2

68

Page 9: Bab IV Pondasi Telapak Gabungan

B1 =

B2 =

B1 = sisi trapesium pada kolom P1.

B2 = sisi trapesium pada kolom P2

Bila r = L/3, maka B1 = 0. Dalam hal ini panjang L harus ditambah ke arah sisi B2.

g. Hitung daya dukung aman netto (qs net) yang didasarkan pada dimensi pondasi yang

ditemukan

h. Kontrol bahwa qn ≥ qa.

Langkah-langkah perhitungan demensi pondasi telapak gabungan trapezium

apabila pusat luasan pondasi tidak berimpit dengan resultan beban, dilakukan sebagai

berikut:

a. Tentukan letak titik berat luasan pondasi dengan :

ro =

ro = jarak titik berat trapesium terhadap sisi B2.

b. Buat sumbu-sumbu koordinat x,y berimpit dengan ro.

c. Tentukan momen interia luasan pondasi terhadap sumbu y

Iy = IB2 – A.ro2

dengan IB2 sebagai momen interia terhadap sisi B2, dan

IB2 =

d. Hitung momen P terhadap sumbu y, yaitu :

My = e . P

dengan e = ro - r

e. Tentukan besarnya tekanan pada dasar pondasi dengan :

q =

dengan Xo jarak sembarang titik pada sumbu x terhadap titik awal.

f. Hitung daya dukung aman netto (qn) yang didasarkan pada dimensi pondasi yang

ditemukan

g. Kontrol bahwa qn ≥ qa, dan qn ≥ q mak , serta q min > 0

69

Page 10: Bab IV Pondasi Telapak Gabungan

Contoh 4.4

Dua buah kolom dengan beban masing-masing P1 = 80 t, P2 = 140 t. Jarak kedua kolom 3

m. Dibangun di atas tanah pasir γb = 1,8 t/m3 pada kedalaman 1,5 m dari permukaan tanah.

Hasil pengujian SPT didapat N rata-rata di bawah pondasi N = 20. Bila a2 = 40 cm, a1 =

lahan bebas. Rencanakan dimensi pondasi telapak trapezium yang aman terhadap daya

dukung !

Penyelesaian :

P = R = 80 + 140 = 220 ton

Pusat berat luasan trapesium dibuat berimpit dengan garis kerja resultan beban-bebannya

Letak resultan beban-beban dari pusat kolom P2 : P x y = P1 x L1

y = = = 1,09 m

Jarak resultan beban-beban terhadap sisi B2 (r) adalah:

r = y + a2 = 1,09 + 0,4 = 1,49 m.

80 (L – a1) + 56 = 327,8

80 (L – a1) = 271,8

L – a1 = 3,40 m

70

Page 11: Bab IV Pondasi Telapak Gabungan

Gambar C4.4

Misal dipakai a1 = 0,3 m, maka panjang pondasi trapezium L = 3,40 + 0,3 = 3,70 m

Pasir dengan nilai N-SPT = 20 ( sudut gesek dalam tanah 33o). Estimasi nilai daya dukung

diizinkan untuk pasir kepadatan relatif sedang qa = 20 t/m2.

Luas plat telapak trapezium A:

A =

B1 = = = 1,24 m

B2 = = = 4,71 m

Daya dukung diizinkan untuk pondasi B = 1,24 m

Untuk N-SPT = 20, maka menurut Peck& Terzaghi didapat φ = 330 ,

Dari table factor daya dukung Terzaghi diperoleh Nγ= 31,17 ; Nq = 33

qult = po . Nq + 0,5 γ B.Nγ

= (1,5x1,8x33) + (0,5x1,8x1,24x31,17)

71

Page 12: Bab IV Pondasi Telapak Gabungan

= 123,88 t/m2

qult netto = qu – po = 123,88 – (1,8 x 1,5) = 121,18 t/m2

qn =

qn> qa , maka ukuran pondasi trapezium dapat dipakai.

Contoh 4.5

Dua buah kolom masing-masing P1 = 140 t, P2 = 120 t. Jarak kedua kolom 3 m. Dibangun

di atas tanah pasir yang relatif homogen. Dari pengujian SPT di lapangan diperoleh N rata-

rata di bawah pondasi N = 20. Berat volume pasir γb = 1,8 t/m3 , kedudukan air tanah

sangat dalam. Bila jarak kolom terhadap batas-batas lahan a1 = 40 cm, a2 = 40 cm.

Rencanakan dimensi pondasi yang aman terhadap daya dukung !

Penyelesaian :

P = 140 + 120 = 260 t

a1 = 40 cm; dan a2 = 40 cm, serta L = a1 + L1 + a2 = 3,80 m

Misal dipakai pusat berat luasan trapesium dibuat berimpit dengan garis kerja resultan

beban-bebannya.

Maka jarak resultan beban terhadap sisi B2 ( r )adalah :

m

Estimasi nilai daya dukung diizinkan untuk tanah pasir sedang qa = 2 kg/cm2 = 20 t/m2.

Luas pelat pondasi yang diperlukan : A =

B1 = = = 4,09 m

B2 = = = 2,75 m

72

Page 13: Bab IV Pondasi Telapak Gabungan

Gambar C4.5

Daya dukung aman dengan lebar pondasi B = 2,75 m

Untuk N-SPT = 20, maka menurut Peck& Terzaghi didapat φ = 330 ,

Dari table factor daya dukung Terzaghi diperoleh Nγ= 31,17 ; Nq = 33

qult = po . Nq + 0,5 γ B.Nγ

= (1,5 x 1,8 x 33) + (0,5 x 1,8 x 2,75 x 31,17)

= 166,24 t/m2

qult netto = qu – po = 166,24 – (1,8 x 1,5) = 163,54 t/m2

qn =

qn > qa , maka ukuran pondasi trapezium dapat dipakai

Contoh 4.6

Dua buah kolom masing-masing P1 = 80 t, P2 = 140 t. Jarak kedua kolom 3 m. Dibangun di

atas tanah pasir yang relatif homogen γb = 1,8 t/m3. Dari pengujian SPT di lapangan

diperoleh N rata-rata di bawah pondasi N = 20. Bila jarak kolom terhadap batas-batas

73

Page 14: Bab IV Pondasi Telapak Gabungan

lahan a1 = 50 cm, a2 = 60 cm. Rencanakan dimensi pondasi yang aman terhadap daya

dukung !

Penyelesaian :

Gambar C 4.6

P1 = 80 t; P2 = 140 t

N – SPT = 20, merupakan pasir kepadatan sedang. Estimasi nilai daya dukung diizinkan

untuk tanah pasir sedang qa = 2 kg/cm2 = 20 t/m2.

a1 = 50 cm; a2 = 60 cm, L= a1 + a2 + L1= 4,1 m

P = 80 + 140 = 220 t

Jarak resultan beban terhadap sisi B2 (r) adalah

m

Luas pelat pondasi yang diperlukan :

74

Page 15: Bab IV Pondasi Telapak Gabungan

A =

B1 = = = 1,23 m

B2 = = = 4,13 m

Bila pusat berat luasan trapesium dibuat tidak berimpit dengan garis kerja resultan beban-

bebannya, maka B1≠ 1,23 m. Misal dipakai B1= 2,0 m, maka :

B2 = = = 3,37 m.

Letak titik berat luasan pondasi dari sisi B2 :

ro = = = 1,88 m.

Momen interia terhadap sisi B2 :

IB2 =

=

= 45,95 + 15,74

= 61,68 m4

Momen interia luasan pondasi terhadap sb y (Iy) :

Iy = IB2 – A.ro2 = 61,68 – 11 . 1,882 = 22,80 m4

Momen P terhadap sumbu y :

My = e . P = (ro – r) . P = (1,88 – 1,69) . 220 = 41,8 tm

Tekanan pada dasar pondasi :

q =

Tekanan pada dasar pondasi sisi B2 :

qmax =

Tekanan pada dasar pondasi sisi B1 :

qmin =

Daya dukung yang diizinkan untuk pondasi B = 2,0 m

Tanah pasir N-SPT = 20 , dari grafik Peck & Terzaghi diperoleh φ = 330

75

Page 16: Bab IV Pondasi Telapak Gabungan

Dari table factor daya dukung Terzaghi diperoleh Nγ= 31,17 ; Nq = 33

qult = po . Nq + 0,5 γ B.Nγ

= (1,5x1,8x33) + (0,5x1,8x2,0x31,17)

= 145,206 t/m2

qult netto = qu – po = 145,206 – (1,8 x 1,5) = 142,506 t/m2

qn =

qn > qmax (OK !)

PR.

1. Dua buah kolom masing-masing P1 = 150 t, P2 = 180 t. Jarak kedua kolom 3

m. Dibangun di atas tanah pasir yang relatif homogen. Dari pengujian SPT

di lapangan diperoleh N rata-rata di bawah pondasi N = 20. Berat volume

pasir γb = 1,8 t/m3 , kedudukan air tanah sangat dalam. Bila jarak kolom

terhadap batas-batas lahan a1 = 40 cm, a2 = 40 cm. Rencanakan dimensi

pondasi yang aman terhadap daya dukung !

2. Dua buah kolom masing-masing P1 = 150 t, P2 = 180 t. Jarak kedua kolom 3

m. Dibangun di atas tanah lempung homogen. Dengan kuat geser cu = 70

kN/m2 . Berat volume pasir γb = 18 kN/m3 . Bila jarak kolom terhadap batas-

batas lahan a1 = 40 cm, a2 = 40 cm. Rencanakan dimensi pondasi yang aman

terhadap daya dukung !

76