mektan ii - 12-13 kuat dukung tanah
TRANSCRIPT
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 1/30
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTASTEKNIK
UNIVERSITAS JAMBI2016
TANAH II
Alfra Silaru!i" S#T#"M#E$%.
KAPASITAS DUKUNG
TANAH
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 2/30
DA&A DUKUNG TANAH adalahkemampuan tanah untukmendukung beban baik berupabeban Pondasi sendiri dan bebanyang lain , yaitu berupa bebantetap, beban bergerak, bebanangin, dan beban gempaANALISIS KAPASITAS DUKUNGTANAH adalah analisis kemampuantanah dalam mendukung bebanPondasi yang bekerja di atasnya.
P'$(a)ulua$
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 3/30
Bangunan terdiri dari:• Bangunan gedung (building)•
Bangunan civil (jembatan,bendungan, dll)
Struktur bangunan terdiri atas:• Struktur atas• Struktur bawah (Pondasi)
P'$(a)ulua$
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 4/30
P*$(a+i merupakan bagian yangpaling penting dari sistem rekayasakonstruksi yang bertumpu padatanah. Suatu konstruksi bangunan bagian
paling bawah yang berhubunganlangsung dengan tanah atau
batuan.FUNGSI:• menahanmendukung bangunan
diatasnya• meneruskan beban yang ditopang
oleh Pondasi dan beratnya sendiri
P'$(a)ulua$
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 5/30
!alam merancang Pondasi, terdapatpersyaratan yang harus dipenuhi:". #aktor aman S# terhadap
keruntuhan akibat terlampauinyakapasitas dukung tanah harusdipenuhi (S# $ %)
&. Penurunan Pondasi harus dalambatas'batas toleransi
P'$(a)ulua$
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 6/30
PS*+S !- +-/apasitas dukung i0in (qa, allowablebearing capacity) tekanan maksimum yang dapat
dibebankan pada tanah, sehingga &persyaratan di atas terpenuhi.
apasitas dukung batasultimit (qu,
ultimate bearing capacity) tekanan minimum yang menyebabkan
keruntuhan geser (shear failure) padatanah pendukung secara cepat ke
bawah.
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 7/30
#S1'#S1 12-+/-
Pondasintuk mempelajari perilaku tanah pada saat permulaan sampaimencapai keruntuhan dilakukan tinjauan terhadap Pondasi kakupada kedalaman dasar Pondasi yang tidak lebih dari lebarPondasinya dengan penambahan beban secara berangsur'angsur.
I II III
Beban
P e n u r u n a
n
S1 S2 S,
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 8/30
#S1 *
wal pembebanan tanah dibawah Pondasi turun, terjadi de3ormasilateral dan vertikal ke bawah. Penurunan yang terjdi sebandingdengan besarnya beban tanah dalam kondisi keseimbanganelastis. 4asa tanah di bawah Pondasi mengalami komPresisehingga kuat geser tanah naik, sehingga daya dukungbertambah.
I II III
Beban
P e n u r u n a
n
S1 S2 S,
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 9/30
#S1 **Pada penambahan beban selanjutnya, penurunan tanah
terbentuk tepat di dasar Pondasi dan de3ormasi plastis tanahmenjadi dominan. erakan tanah pada kedududkan plastisdimulai dari tepi Pondasi, dengan bertambah beban 0ona plastisberkembang, kuat geser tanah berkembang.
erakan tanah ke arah lateral semakin nyata, sehinggaterjadi retakan lokal dan geseran tanah di sekeliling tepi
Pondasi.
0ona plastis
I II III
Beban
P e n u r u n a
n
S1 S2 S,
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 10/30
#S1 ***
#ase ini dikarekteristikkan oleh kecepatan de3ormasi yangsemakin bertambah sejalan dengan penambahan beban yangdiikuti oleh gerakan tanah kearah luar sehingga permukaan tanahmenggembung, sehingga tanah mengalami keruntuhan disebutbidang geser radial dan linier.
Bi(a$%ru$-u)
.failure plane/
I II III
Beban
P e n u r u n a
n
S1 S2 S,
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 11/30
41-*S41
12-+/-
Berdasarkan pengujian model 5esic("67%) membagi mekanismekeruntuhan Pondasi menjadi % macam:
a. eruntuhan geser umum (general
shear 3ailure)b. eruntuhan geser lokal (local shear
3ailure)
c. eruntuhan penetrasi (penetration
3ailure)
12-+/- 1S12
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 12/30
12-+/- 1S12
44eruntuhan yang terjadi pada tanah yang tidak mudah
mampat, yang mempuntai kekuatan geser tertentu ataudalam keadaan terendam.
Suatu baji tanah terbentuk tepat pada dasar Pondasi (0ona) yang menekan ke bawah hingga aliran tanah sacaraplastis pada 0ona B. erakan ke arah luar ditahan oleh
tahanan pasi3 dibag 8.Saat tahanan pasi3 terlampaui, terjadi pengembungandipermukaan. eruntuhan secara mendadak yang diikutioleh penggulingan Pondasi.
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 13/30
12-+/- 1S12
99 Pola keruntuhan terjadi pada tanah yang mudah
mampat atau tanah yang lunak. Bidang gelincir tidakmencapai permukaan tanah tetapi berhenti di suatutempat. Pondasi tenggelam akibat bertambahnya bebanpada kedalaman yang relati3 dalam sehingga tanah
yang didekatnya mampat. +erdapat sedikit penggembungan tanah, tetapi tidak
terjadi penggulingan Pondasi. !ari gra;k terlihat bahwadengan pertambahan bebanakan bertambah pulapenurunannya sehingga beban maksimum mungkin tidak
dicapai.
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 14/30
12-+/- 1S12
P1-1+2S*
Penggembungan permukaan tanah tidak terjadi, akibatpembebanan Pondasi bergerak ke bawah arah vertikaldengan cepat dan menekan tanah ke samping sehinggaterjadi pemampatan tanah dekat Pondasi. Penurunanbertambah secara linier dengan penambahan beban.
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 15/30
!istinction between eneral Shear <9ocal Shear #ailures
General Shear Failure Local/Punching Shear Failure
Occurs in dense/stiff soilΦ>36o, N>30, I
D>70%, C
u>100 kPa
Occurs in loose/soft soilΦ!"o, N#, I
D!0%, C
u#0 kPa
$esults in sall strain &#%' $esults in lar(e strain &>!0%'
)ailure *attern +ell defined clear )ailure *attern not +ell defined
-ell defined *eak in P. cure No *eak in P. cure
ul(in( fored in t2e nei(2our2ood of footin( at t2esurface
No ul(in( osered in t2e nei(2our2ood offootin(
45tent of 2oriontal s*read of disturance at t2e surfacelar(e
45tent of 2oriontal s*read of disturance at t2esurface er sall
Osered in s2allo+ foundations Osered in dee* foundations
)ailure is sudden catastro*2ic )ailure is (radual
8ess settleent, ut tiltin( failure osered Considerale settleent of footin( osered
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 16/30
9apisan tanah yang mempunyai pola keruntuhan ini=
9apisan pasir yang sangat lunak
9apisan tanah yang mudah mampat
9apisan pasir yang terletak di atas lapisan tanah lunak
9apisan tanah lunak yang mendapat pembebanan
perlahan dan memungkinkan tercapainya kondisi
drainase.
Pola keruntuhan ini dapat juga terjadi apabila
kedalaman Pondasi (Df ) sangat besar bila dibandingkan
dengan lebarnya (B)
12-+/- Pondasi
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 17/30
+12* PS*+S !- +-/
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 18/30
-9*S*S PS*+S !- +-/ (+12* +12>/*)
nalisis keruntuhan kapasitas dukungdilakukan dengan menganggap bahwatanah berkelakuan sebagai bahan bersi3at
plastis.
Persamaan kapasitas dukung tanah:(Persamaan 4ohr'8oulomb)
τ = c + σ tan φ
τ $ uat geser tanahc $ ohesi
φ $ Sudut gesek dalamσ $ +e an an normal
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 19/30
9susi :era(2i dala en(analisis daa dukun( ; Pondasi ean<an( tak ter2in((a :ana2 di dasar Pondasi dian((a* 2oo(en erat tana2 di atas Pondasi da*at di(anti den(an ean tera(i rata
seesar = D 5 ?, den(an D adala2 kedalaan dasar Pondasi, ?
adala2 erat olue tana2 di atas dasar Pondasi@
:a2anan (eser tana2 di atas dasar Pondasi diaaikan Dasar Pondasi kasar idan( keruntu2an terdiri dari len(kun( s*iral lo(aritis &radial
shear ' dan linier &linear shear ' a<i tana2 an( terentuk di dasar Pondasi dala keadaan elastis dan
er(erak ersaa.saa den(an dasar Pondasina@ Perteuan antara sisi a<i den(an dasar Pondasi eentuk sudut
seesar sudut (esek dala tana2 A@ erlaku *rinsi* su*er*osisi
9anjutan
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 20/30
9anjutan
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 21/30
9anjutanPersaaan uu untuk Ba*asitas Dukun( ltiit enurut :era(2i
adala2;
qu cN c D f γN q 0,5 γ BN γ
den(an;
c ko2esi &kN/!'
D f kedalaan Pondasi &'
γ erat olue tana2 &kN/3'
B lear Pondasi &'
N c faktor ka*asitas dukun( akiat *en(aru2 ko2esi
N q faktor ka*asitas dukun( akiat *en(aru2 ean tera(i rata
N γ faktor ka*asitas dukun( akiat *en(aru2 erat tana2
&nilai Nc, Nq, dan N γ merupakan 3ungsi dari sudut gesekdalam)
nggapan:
- Pondasi mempunyai panjang takterhingga- didasarkan pada kondisi
'ru$-u)a$ %'+'r u!u!
Df × γ po
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 22/30
9anjutanntuk 2itun(an ka*asitas dukun( tana2 *ada <enis tana2 den(an
keruntuhan geser lokal, aka seluru2 faktor ka*asitas dukun( di2itun(
keali en((unakan φ’ dan c’, den(an;
tan φ’ &!/3' tan φ
c’ &!/3' c
Eaka, *ersaaan uu untuk ka*asitas dukun( ultiit *ada Pondasi
ean<an( kondisi keruntu2an (eser lokal adala2;
qu c’N c’ D f γN q’ 0,5 γ BN γ’
nilai Nc, Nq, dan N γ serta nilai Nc’, Nq’ , dan N γ’ dapat dilihat padaGraf 1 atau Ta'l 1.
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 23/30
Frafik 1@ Guun(an A dan Nc, Nq, N γ (+er0aghi,"6?%)
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 24/30
φ ./
K'ru$-u)a$ G'+'rU!u!
K'ru$-u)a$ G'+'rL*al
-c -@ -A -c -@ -ACD E,F ",D D,D E,F ",D D,D
E F,% ",7 D,E 7,F ",? D,&
"D 6,7 &,F ",& G,D ",6 D,E
"E "&,6 ?,? &,E 6,F &,F D,6
&D "F,F F,? E,D "",G %,6 ",F
&E &E," "&,F 6,F "?,G E,7 %,&
%D %F,& &&,E "6,F "6,D G,% E,F
%? E&,7 %7,E %E &%,F "",F 6,D
%E EF,G ?",? ?&,? &E,& "&,7 "D,"
?D 6E,F G",% "DD,? %?,6 &D,E "G,G
?E "F&,% "F%,% &6F,E E",& %E," %F,F
?G &EG,% &GF,6 FGD," 77,G ED,E 7D,?
ED %?F,7 ?"E," ""E%,& G",% 7E,E GF,"
+abel ". -ilai 3aktor kapasitas dukung tanah (+er0aghi, "6?%)
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 25/30
Pengaruh Bentuk Pondasi pada apasitas!ukung +anah
1. Pondasi Lajur Memanjang
ka*asitas dukun( ultiit &=u' qu cN c po N q 0,5 γBN γ
ka*asitas dukun( ultiit netto &=un' qun cN c po(N q -1) 0,5 γBN γ
2. Pondasi Berbentuk Bujur Sangkar
ka*asitas dukun( ultiit &=u' qu 1,3 cN c po N q 0,H γBN γ
ka*asitas dukun( ultiit netto &=un' qun 1,3 cN c po(N q -1) 0,H γBN γ
. Pondasi Berbentuk Lingkaran
ka*asitas dukun( ultiit &=u'
qu 1,3 cN c po N q 0,3 γBN γ
ka*asitas dukun( ultiit netto &=un' qun 1,3 cN c po(N q -1) 0,3 γBN γ
!. Pondasi Berbentuk "m#at Persegi Panjang
qu cN
c &1 0,3 B/' p
o N
q 0,# γBN
γ &1. 0,! B/'
$
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 26/30
$atatan;
Persaaan di atas 2ana cocok untuk
*ondasi dan(kal & D f ! B'@ edan(kan
untuk *ondasi dala &*ondasi
suuran atau kaison' :era(2ueeri faktor taa2an an( 2arus
di*er2itun(kan@ )aktor ini eli*uti
(esekan se*an<an( sisi *ondasi@
Persaaan uu :era(2i untuk
en(2itun( *ondasi dala an(
erentuk lin(karan adala2;
" u’ # " u $ " s# qu % p $ &Df s D f
D
f s D f
Pondasi dala & D f ' 5B' &:era(2i, 1JH3'
" u’ ka*asitas dukun( ultiit total untuk *ondasi dala &kN'
" u ka*asitas dukun( ultiit total untuk *ondasi dan(kal &kN'
" s *erla+anan (esekan *ada dindin( &kN'
qu 1,3 cN c po N q 0,H γDN γ &kN/!'
f s faktor (esekan *erukaan antara dindin( dan tana2
D f kedalaan *ondasi &'
D diaeter *ondasi &'
!
t k 2it F kt & 'SF( k diti < i d l i i
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 27/30
Nilai f s &%abel 2' er(antun( *ada aterial *ondasi dan sifat tana2, dan eru*akan
<ula2 dari (esekan dan ad2esi *ersatuan luas antara *ondasi dan tana2@ &1 k(/c!
K 100 kN/!'
Lenis tana2 f s &k(/c!'
8anau dan le*un( lunak 8e*un( san(at kakuPasir tidak *adatPasir *adat
Berikil *adat
0,07 M 0,300,HJ M 1,J#0,1! M 0,370,1H M 0,6"
0,HJ M 0,J"
ntuk en(2itun( Faktor &man 'SF(, aka ditin<au apasias duun* uli+i
oal neo, diana; ean *ondasi aksiu neto;
" un qun × % p
Ba*asitas dukun( ultiit total neto; " un’ # " un $ " s
:aa2an ean akiat ean *ondasi;
" p ean an( didukun( *ondasi M erat tana2 di(ali
ean an( didukun( *ondasi . &8uas dasar *ondasi × D f × γ)
Maka, SF ) p
un
"
" N
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 28/30
Pengaruh ir +anah pada apasitas !ukung +anah
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 29/30
-9*S*S PS*+S !- +-/ (+12* 41H12/#)
8/17/2019 Mektan II - 12-13 Kuat Dukung Tanah
http://slidepdf.com/reader/full/mektan-ii-12-13-kuat-dukung-tanah 30/30
21#121-S* Bambang Surendro, &D"?, 4ekanika +anah,
+eori, Soal, dan Penyelesaian, Hogyakarta:
Penerbit ndi.
/ary 8hristady /ardiyatmo, "66&, 4ekanika
+anah **, Hogyakarta: adjah 4ada niversity
Press.