D E S A I N F O N D A S I Workshop G1 HATTI

CONTENT OF PRESENTATION Data/informasi utama yang dipakai sebagai dasar desain Tipe dan pemilihan tipe fondasi Fondasi dangkal Fondasi dalam Uji beban statis dan interpretasinya

I. Data/informasi yang dipakai sebagai dasar desain

I. Data/Informasi utama yang dipakai sebagai dasar desain Kondisi dan sifat tanah Beban yang harus dipikul (jenis, sifat, besaran, titik kerja) Persyaratan umum dan persyaratan khusus Data lain ??? Contoh : Untuk bangunan gedung Untuk bangunan jembatan Untuk terowongan dibawah tanah

Data/informasi kondisi dan sifat tanah Data lama atau yang sudah ada a.l : Data geologis dan geografis Data Penyelidikan tanah disekitarnya yang telah dilakukan Dll Data baru dari penyelidikan tanah Program penyelidikan memperhatikan faktor-faktor : Struktur atasnya dan kemungkinan tipe fondasinya Persyaratan umum dan persyaratan khusus fondasinya Macam, sifat dan besarnya bangunan yang akan dibangun diatas fondasi

Data/informasi kondisi dan sifat tanah (Cont’d) Semuanya kemudian dipakai untuk menentukan lingkup : Macam, banyaknya dan kedalaman penyelidikan di lapangan Macam dan banyaknya pemeriksaan tanah di laboratorium Akhirnya ditinjau pula biaya penyelidikan tanah yang diperlukan agar penyelidikan tanah efisien

Data/informasi beban yang harus dipikul Beban dari struktur atas Jenis : Beban mati, beban hidup dan beban sementara Besaran : Besarnya gaya vertikal, horizontal dan momen Sifat : permanen atau tidak permanen Titik kerja : letak titik kerja beban menentukan konfigurasi fondasi Beban yang langsung dipikul oleh fondasi Dari tanah : baik yang bersifat statis maupun dinamis (gempa) Dari air tanah : sangat tergantung muka air tanah Lain-lain ???????

Data/informasi persyaratan fondasi Persyaratan umum Kekuatan Deformasi Dampak lingkungan akibat pelaksanaan fondasi Struktur Tanah Total Differential

Data/informasi persyaratan fondasi (Cont’d) Persyaratan Khusus No settlement : pabrik kaca datar Fondasi mesin : beban dinamik / ulang alik Fondasi kepala jembatan : tidak ada penggerusan air

II. Tipe dan pemilihan tipe fondasi

II. Tipe dan Pemilihan Tipe Fondasi Umumnya dibedakan 2 (atau 3) tipe fondasi, yaitu : Fondasi dangkal Fondasi dalam Fondasi khusus (yang tidak termasuk tipe 1 atau 2) Displacement piles Non-displacement piles

Tipe dan Pemilihan Tipe Fondasi (Cont’d) Faktor yang paling menentukan dalam pemilihan tipe fondasi : Kondisi geologi dan geoteknik tanah Pertimbangan ekonomis Selanjutnya : Sifat dan tipe struktur bangunan Kondisi kemungkinan pelaksanaan (bahan, alat, kemampuan, dsb) Pertama dipertimbangkan kemungkinan penggunaan fondasi dangkal (termasuk perbaikan tanah)  hampir selalu lebih murah & mudah pelaksanaannya

Tipe dan Pemilihan Tipe Fondasi (Cont’d)

III. FONDASI DANGKAL

ASD (Allowable Stress Design) LRFD (Load & Resistance Factor Design) FONDASI DANGKAL (1) Syarat kekuatan Cara Perhitungan Bahan Struktur Tahanan tanah ASD (Allowable Stress Design) LRFD (Load & Resistance Factor Design)

Cara ASD  cara konvensional (bahan dianggap elastis) FONDASI DANGKAL (2) Cara ASD  cara konvensional (bahan dianggap elastis) Elastic / linear elastic analysis : mendapat gaya-gaya dalam yang bekerja Syarat Secara umum : Q = demand R = resistance (supply)

FONDASI DANGKAL (3) Syarat kekuatan fondasi : Dapat meneruskan semua beban fondasi ke tanah dengan aman (daya dukung cukup) dan stabil (tidak menyebabkan kemiringan) Daya dukung tanah dibawah fondasi dipengaruhi faktor-faktor : 1. Besar dan sifat beban 2. Perilaku pelat fondasi (kaku atau fleksibel) 3. Kekuatan / tahanan tanah 4. Perilaku deformasi tanah

FONDASI DANGKAL (4) Kekuatan dukung (daya dukung) tanah Pola kegagalan : - general shear failure - local shear failure - punching shear failure Untuk tanah pasir  lihat VESIC Untuk tanah lempung ??? Rumus daya dukung tanah Terzaghi Modified Meyerhof Berdasarkan SPT & CPT

FONDASI DANGKAL (5) Perilaku deformasi tanah Faktor utama : Sejarah pembebanan Tambahan tegangan Prinsip  ada beban tambahan, ada penurunan Normally consolidated Over-consolidated Dibedakan penurunan : Immediate settlement (penurunan seketika / elastis) Consolidation settlement Secondary (consolidation) settlement

FONDASI DANGKAL (6) Antara 2 syarat tersebut (Daya dukung dan penurunan), biasanya mana yang paling menentukan ??????? Diskusikan : Tanah Lempung Tanah pasir Lain-lain

FONDASI DANGKAL (7) Cara menentukan suatu lapisan tanah adalah overconsolidated atau normally consolidated ??? Cara Lab po = pc  Normally Consolidated po < pc  Over Consolidated pc / po  Overconsolidation Ratio (OCR) Indikasi dari sifat indeks W  LL, Normally consolidated W  PL, Overconsolidated Rumus-rumus korelasi

IV. FONDASI TIANG

FONDASI TIANG (1) Pembagian jenis tiang (terutama dilihat dari sudut pengaruhnya terhadap perilaku fondasi)

FONDASI TIANG (2) Lingkup bahasan : Fondasi tiang pancang Fondasi tiang bor Fondasi tiang jenis lain seperti Franki, Tapered pile, dll. Ciri khusus : Setiap jenis fondasi tiang sangat dipengaruhi cara pelaksanaan Pelaksanaan yang berbeda sangat mempengaruhi perilaku & kekuatan dari masing-masing jenis fondasi tiang Cara perencanaan & analisis masing-masing jenis fondasi tiang berbeda Faktor pelaksanaan harus selalu dipikirkan dalam desain

FONDASI TIANG (3) Pengaruh pelaksanaan tiang fondasi Pengaruh pemancangan tiang pancang Pemancangan mendesak tanah kesamping dan kebawah, besarnya pengaruh tergantung dari besarnya tanah yang dipindahkan (displaced). Air pori tanah juga ikut terdesak, kenaikan tegangan air pori tanah lempung merusak kekuatan tanah lempung dan perlu waktu untuk kembali ke kekuatan semula. Pada tanah pasir, memadatkan tanah disekeliling tiang pada tanah pasir yang kurang padat, tetapi merusak tanah pasir yang sudah sangat padat. Rumus Kishida-Meyerhof : Φ1 = Φ tanah pasir setelah pemancangan dilakukan Φ2 = Φ tanah pasir sesudah pemancangan dilakukan

FONDASI TIANG (4) Terjadinya tegangan ekstra pada struktur tiang, baik tegangan tekan maupun tegangan tarik akibat pemukulan hammer pancang : Tegangan tekan Tegangan tarik  Ada alat pancang yang lebih baik (hidraulis) Terjadinya getaran tanah disekeliling tampat kerja  polusi suara & polusi getaran Tiang perlu penulangan Sambungan tiang dapat rusak jika kurang hati-hati

FONDASI TIANG (5) Pengaruh pelaksanaan tiang bor Gangguan kondisi tanah sepanjang permukaan lubang bor dan dasar lubang, muka air tanah sangat mempengaruhi cara pelaksanaan. Jika tidak dipakai casing, terjadi : Stress release Longsoran kecil-kecil dinding lubang dan terkumpul didasar lubang Pengaliran air tanah kedalam lubang Akibatnya : - diameter lubang dapat lebih besar - tahanan ujung tiang bisa sangat berkurang Memakai bentonite (teknik pelaksanaan khusus) : mengurangi kelongsoran, dapat mengurangi tahanan friksi tiang Jika memakai casing : dapat mengurangi pengaruh yang disebut di (b) Akibat  casing tak dapat diangkat sangat mahal Pelaksanaan menyebabkan site kotor  harus dipikirkan prosedur pelaksanaan yang baik

FONDASI TIANG (6) Rumus daya dukung tiang tunggal Rumus konvensional adalah : Qult = Qub + Qus - Wt Berat sendiri tiang Tahanan friksi tiang ultimit Tahanan ujung tiang ultimit Ada perbedaan perilaku yang sangat menyolok antara tahanan tiang pancang dan tahanan tiang bor. Qut tiang bor umumnya sebagian besar adalah sumbangan tahanan friksinya (Qus) dan beban selalu ditahan oleh tahanan friksi Qus nya sebelum sampai tahanan ujung Qb. Qut tiang pancang sebaliknya diusahakan agar sebagian besar ditahan Qb dan Qs secara lebih seimbang

FONDASI TIANG (7) Biasanya Wt besarnya relatif kecil dibanding Qubdan Qus, maka sering diabaikan dalam perhitungan  Qut = Qub + Qus Pada cara ASD, biasanya dipakai Qijin dan dapat digunakan pendekatan : Sering FK (faktor keamanan) diambil berbeda sesuai perilaku tiang, jadi untuk tiang bor dapat dipakai : atau Sedang untuk tiang pancang, umumnya dipakai : Jika dilakukan uji beban pada tiang, maka faktor keamanan dapat diambil FK = 2 atau uji beban pembuktian (proof test) cukup diambil sampai 200% dari beban rencana

FONDASI TIANG (8) Gambaran transfer beban pada tiang pancang & tiang bor Tiang Bor Tiang Pancang

FONDASI TIANG (8a)

FONDASI TIANG (8b) Kemajuan utama dalam desain fondasi dalam adalah dimasukkannya pengaruh cara dan akibat pelaksanaan fondasi kedalam rumus-rumus daya dukung Tiang Bor : Daya dukung ujung relatif kecil/sangat kecil Daya dukung friksi relatif besar Tiang Pancang : Daya dukung ujung dapat besar tergantung pemancangan dan lapisan tanah didaerah ujung tiang

FONDASI TIANG (8c) Daya dukung ujung tiang bor di Texas (lihat bahan G1, oleh Prof. Paulus Rahardjo) sangat berbeda dengan daya dukung ujung tiang di Jakarta. Tiang bor vs tiang pancang Pakai casing atau tidak, dll Pengaruh pembesaran diameter tiang bor pada pelaksanaan di Jakarta, akibat longsoran dinding lubang, serta pengaruh lumpur pada dasar lubang

PESAN : FONDASI TIANG (9) “ Sangat penting untuk menggunakan rumus daya dukung tiang yang sesuai dengan perilaku tiang fondasi tersebut. Mengabaikan fakta ini dapat mengakibatkan kesalahan fatal atau paling sedikit membuat desain tidak optimal” Rumus daya dukung tiang didapat berdasarkan parameter tanah yang didapat dari : Hasil uji laboratorium Korelasi dari hasil pengujian di lapangan Atau langsung dari rumus : data hasil uji di lapangan

V. UJI BEBAN STATIS DAN INTERPRETASINYA

Uji Beban Statis dan Interpretasinya (1) Uji Beban Tiang (tekan) Uji Beban : Uji beban pendahuluan (preliminaries test) dengan instrumentasi sampai kegagalan Uji beban pembuktian (proof test) Sampai 200% beban rencana, 100% atau kurang Uji Beban : Slow  Slow maintained test (cyclic) Quick : Quick maintained load Constant rate of penetration (CRP) Prinsip Interpretasi : Batas penurunan Rate of settlement (kecepatan penurunan) Kegagalan didefinisikan dari bentuk kurva load & deformation

Interpretasi uji beban : Cara Davisson Cara Mazurkiewics Cara Chin Uji Beban Statis dan Interpretasinya (2) Interpretasi uji beban : Cara Davisson Cara Mazurkiewics Cara Chin

Kurva load vs settlement uji beban siklik

Cara Davisson Qult = 1415 ton X

Cara Mazurkiewics

Cara Chin C2

Cara Davisson untuk cylce ke-6 Qult = 1505 ton

Cara Chin untuk cycle ke-6

DESAIN FONDASI THANK YOU