PENGARUH EKSENTRISITAS BEBAN TERHADAP DAYA DUKUNG PONDASI DANGKAL

Oleh : Era Agita Kabdiyono

ABSTRAK

Pondasi merupakan bangunan substruktur yang berfungsi mendukung seluruh berat dari bangunan dan meneruskan beban ke tanah dibawah pondasi. Pondasi pada gedung terkadang mengalami eksentrisitas yang disebabkan oleh adanya angin dan gempa. Dengan kata lain eksentrisitas adalah beban terpusat yang bekerja pada jarak tertentu dari titik pusat pondasi. Studi ini akan mempelajari pengaruh beban eksentrisitas terhadap daya dukung pondasi dengan adanya beban daya eksentrisitas, daerah efektif tekan dan beban luar maksimum yang dapat bekerja dengan menggunakan variasi nilai eksentrisitas dan faktor keamanan pada pondasi. Analisis dilakukan menggunakan beberapa variasi jenis tanah pada umumnya, dan masing-masing jenis tanah tersebut dihitung daya dukung ultimitnya sesuai dengan parameter yang ditentukan. Dalam pehitungan untuk menentukan daerah efektif tekan digunakan beberapa kemungkinan kondisi yang dikemukakan oleh Highter dan Anders (1985), kemudian dilakukan perhitungan tegangan tanah maksimum yang terjadi pada dasar pondasi menggunakan persamaan tegangan kontak. Dari perbandingan antara daya dukung tanah ultimit terhadap tegangan tanah maksimum dengan menggunakan faktor keamanan didapat hasil beban luar maksimum yang dapat bekerja pada pondasi. Hasil analisis kemudian dibuat dalam grafik nilai eksentrisitas-beban maksimum. Dari grafik ini dapat diketahui beban maksimum yang dapat bekerja pada variasi nilai eksentrisitas.

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Tujuan

Maksud dan tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk menjelaskan materi mengenai daya dukung pondasi apabila pada saat pembebanan tidak ada pengaruh eksentrisitas tetapi ukuran pondasi diperlebar. Selain itu, penulisan ini bertujuan untuk memenuhi tugas mata kuliah pondasi dangkal semester 5.

PEMBAHASAN

a. Pengertian Daya Dukung Pondasi Dangkal

Daya dukung adalah adalah gaya maksimum yang dapat dipikul / ditahan tanpa menyebabkan keruntuhan geser dan penurunan / settlement yang berlebihan untuk melawan gaya geser. Karena hubungan antara daya dukung dan gaya geser tanah yang erat ini, untuk memahami konsep daya dukung batas tanah sebelumnya harus dipahami terlebih dahulu pola keruntuhan geser dalam tanah. Ilustrasinya dapat digambarkan sebagai berikut :

· Misal terdapat pondasi dengan model persegi yang memanjang denganlebar B yang diletakkan pada permukaan lapisan tanah pasir padat /tanah yang kaku.

· Apabila beban-beban terbagi rata q per satuan luas diletakkan diatas model pondasi, maka pondasi tadi akan turun. Apabila beban terbagi rata q tersebut ditambah, tentu saja penurunan pondasi yang bersangkutan akan bertambah pula.

· Tetapi, bila besar q = qu ( gb.2.4b ) telah dicapai, maka keruntuhan daya dukung akan terjadi, yang berarti pondasi akan mengalami penurunan yang sangat besar tanpa penambahan beban q lebih lanjut.

· Tanah di sebelah kanan dan kiri pondasi akan menyembul dan bidang longsor akan mencapai permukaan tanah. Hubungan antara beban dan penurunan akan seperti kurva I. Untuk keadaan ini kita mendefinisikan qu sebagai daya dukung batas tanah. Pola keruntuhan daya dukung seperti ini dinamakan keruntuhan geser menyeluruh ( general shear failure ).

· Apabila pondasi turun karena suatu beban yang diletakkan diatasnya, maka suatu zona keruntuhan blok segitiga dari tanah ( zona I ) akan tertekan kebawah, dan selanjutnya tanah dalam zona I menekan zona II dan zona III kesamping dan kemudian ke atas . Pada beban batas qu, tanah berada dalam keseimbangan plastis dan keruntuhan terjadi dengan cara menggelincir. Apabila model pondasi yang kita jelaskan diatas kita letakkan dalam tanah pasir yang setengah padat,maka hubungan antara beban dan penurunan akan berbentuk seperti kurva II. Sementara itu, apabila harga q = qu΄ maka hubungan antara beban dan penurunan menjadi curam dan lurus. Dalam keadaan ini qu΄ kita definisikan sebagai daya dukung batas dari tanah. Pola keruntuhan seperti ini dinamakan keruntuhan geser setempat (local shear failure).

Gambar (a) Model pondasi ; (b) Grafik hubungan antara beban dan

penurunan

b. Pengertian Beban Eksentris

Apabila suatu gaya pada P bekerja pada garis kerja gaya tidak melewati titik berat pondasi maka akan timbul efek akibat beban tersebut, yang sering disebut beban eksentris dan kondisi yang dihasilkan dari hal ini disebut sebagai geser eksentris. Beberapa tekanan adalah q minimal.

q max = + ; q min = -

Dimana : Q = Total beban vertikal

M = Beban momen pada pondasi

c. Pengaruh Beban Eksentris Pada Pondasi

Pembebanan yang tidak sentris pada pondasi bisa terjadi apabila beban vertikal yang bekerja mempunyai eksentrisitas terhadap titik pusat pondasi atau jika pondasi menerima momen selain beban vertikal. Akibat adanya beban eksentrisitas ini akan menimbulkan pengurangan (reduksi) daya dukung tanah. Menurut Meyerhof (1953), reduksi daya dukung merupakan fungsi dari eksentrisitas beban. Pada tanah-tanah granuler reduksi daya dukung lebih besar daripada tanah kohesif.

Gambar 1.1 Pengaruh eksentrisitas beban pada daya dukung pondasi

memanjang dengan beban vertikal (Meyerhof, 1953)

Daya dukung ultimit beban vertikal eksentris (qu’) diperoleh dari mengalikan daya dukung ultimit dengan beban vertikal terpusat (qu) dengan faktor reduksi (Re).

qu’ = Re. qu

dengan :

qu’ = daya dukung ultimit pada beban vertikal eksentris

Re = faktor reduksi akibat beban eksentris

Qu = daya dukung ultimit untuk beban vertikal di pusat pondasi

Pada pondasi memanjang berlaku ketentuan seperti Gambar 1.1, terlihat bahwa, jika :

e/B = 0,5→qu’ = 0, sebab Re= 0 (beban vertikal di tepi pondasi)

e/B = 0→qu’ = qu, sebab Re= 1 (beban vertikal di pusat pondasi)

Sedangkan untuk pondasi yang berukuran panjang (L) dan lebar (B), Meyerhof mengusulkan adanya koreksi panjang dan lebarnya (L’ dan B’) seperti Gambar 1.2.

Eksentrisitas satu arah (Gambar 1.2) :

1. Jika beban eksentris pada arah lebarnya (B) :

B’ = B – 2.ex ; L’ = L

2. Jika beban eksentris pada arah memanjangnya :

L’ = L – 2.ey ; B’ =B

Gambar 1.2. Pengaruh Eksentrisitas Beban Pada Daya Dukung Pondasi Segi Empat Dengan Beban Vertikal (Meyerhof, 1953)

Gambar 2.9. Detail Pengaruh Eksentrisitas Beban Satu Arah Pada Pondasi Segi Empat

Distribusi tegangan dibawah pondasi adalah :

…………………………………………… 1.1

………………………………………….. 1.2

Tahapan menghitung beban batas dan faktor keamanan adalah sebagai berikut :

1. Dari gambar 2.9b menunjukkan system pembebanan yang sama dengan gambar 2.9a, maka jarak e adalah :

………………………………………………... 1.3

Substitusi persamaan 1.3 ke persamaan 1.1 dan 1.2, maka :

………………………………………….. 1.4

…………………………………………. 1.5

Jika e > B/6, maka q min adalah negative artinya adalah daerah tarik. Karena tanah tidak dapat menerima gaya tarik, maka terdapat perubahan perhitungan q max sebagai berikut :