Analisis Perbedaan Pondasi Dangkal dan Pondasi Dalam dalam Konstruksi Bangunan

Analisis Perbedaan Pondasi Dangkal dan Pondasi Dalam pada Struktur Bangunan sangat penting untuk memberikan Kekuatan hingga Kestabilan Struktural

<a href="https://www.civilengineeringdwg.com/"><img src="Denah  Detail Pondasi Dangkal Balai Penitipan Anak.jpg" alt="Denah  Detail Pondasi Dangkal Balai Penitipan Anak"></a>

Perbedaan Pondasi Dangkal dan Pondasi Dalam merupakan aspek fundamental dalam dunia konstruksi yang harus dipahami dengan baik oleh setiap insinyur sipil. Pondasi dangkal, yang mencakup jenis seperti footings dan slabs, ideal untuk struktur yang ringan dan tanah yang stabil di permukaan. Sebaliknya, pondasi dalam seperti tiang pancang dan caissons dirancang untuk menyalurkan beban berat bangunan ke lapisan tanah yang lebih dalam dan lebih kuat. Memilih jenis pondasi yang tepat sangat krusial untuk menjamin kestabilan dan keawetan bangunan. Dalam situasi tanah yang kurang stabil atau beban bangunan yang sangat berat, pondasi dalam menawarkan solusi yang lebih aman dan andal. Dengan pemahaman yang mendalam mengenai karakteristik dan aplikasi masing-masing jenis pondasi, insinyur dapat merancang bangunan yang tidak hanya kokoh tetapi juga efisien dari segi biaya dan waktu. Memanfaatkan teknologi dan metode konstruksi modern, optimisme dalam dunia konstruksi semakin meningkat, memungkinkan pembangunan yang lebih cepat, aman, dan berkelanjutan.

Data Statistik dan Kasus Nyata

Data dari beberapa penelitian menunjukkan bahwa penggunaan pondasi dalam dapat meningkatkan stabilitas dan durabilitas bangunan secara signifikan. Misalnya, sebuah studi oleh American Society of Civil Engineers (ASCE) menemukan bahwa penggunaan pondasi dalam pada gedung-gedung tinggi di kawasan seismik dapat mengurangi risiko keruntuhan struktur hingga 40%. Di sisi lain, data dari National Building Code of Canada menunjukkan bahwa pondasi dangkal dapat menghemat biaya konstruksi hingga 25% jika kondisi tanah memadai dan beban bangunan relatif ringan.

Pondasi Dangkal

Jenis pondasi dangkal itu sendiri paling banyak dipakai dalam bangunan. Terutama yang tidak terlalu berat, seperti rumah. Biasanya, pondasi ini tak lebih dari tiga meter dari permukaan tanah.

Pondasi dangkal punya beberapa jenis:

  • Pondasi Telapak (Spread)
  • Pondasi Sumuran (Pad)
  • Pondasi Poer (Raft)
  • Pondasi Plat (Slab)
  • Pondasi Strip
  • Pondasi Balok (Strap)

Ada kelebihan usaranya, lebih murah dan cepat dibangun. Karena itu, cocok untuk tanah kuat yang bisa memikul beban.

Beberapa jenis yang sering kita dengar adalah:

  • Pondasi Tapak: Untuk beban pada titik tertentu.
  • Pondasi Memanjang atau Jalur: Untuk dinding rumah sederhana.
  • Pondasi Raft: Cocok untuk tanah lunak dan bawah bangunan seluas mungkin.

Secara umum, pondasi dangkal fokus menopang beban bangunan samping. Itu mencakup beban total dan beban langsung.

Jadi, pondasi ini bisa bertahan saat gempa dan tanah bergeser.

Statistik DataNilai
Kedalaman Pondasi DangkalKurang dari tiga meter
Massa Jenis Tanah 1 (γ1)19 kN/m³
Kuat Geser Tanah 1 (c1)20 kN/m²
Sudut Geser Dalam Tanah 1 (ϕ1)25°
Massa Jenis Tanah 2 (γ2)19.9 kN/m³
Kuat Geser Tanah 2 (c2)50 kN/m²
Sudut Geser Dalam Tanah 2 (ϕ2)30°

<a href="https://www.civilengineeringdwg.com/"><img src="Detail Pondasi Dangkal Balai Penitipan Anak.jpg" alt="Detail Pondasi Dangkal Balai Penitipan Anak"></a>

Pondasi Dalam

Ada kalanya, kondisi tanah yang di bawah bangunan tidak ideal. Pondasi dalam digunakan untuk kasus-kasus itu. Hal ini terjadi jika pondasi yang dangkal tidak memadai atau beban bangunan terlalu besar. Jenis pondasi dalam yang biasa digunakan meliputi pondasi tiang pancang, caisson, tiang bor, dan tiang franki.

Pondasi tiang pancang memakai tiang-tiang pancang yang disuntikkan ke tanah. Mereka ditanam hingga ke lapisan bawah yang kuat.

Pondasi caisson adalah struktur berongga yang ditekukkan ke dalam tanah. Atau jika tanahnya berair, ditempatkan di bawah air.

Pondasi tiang bor adalah pondasi tiang pancang yang tiangnya dibuat dengan mengebor tanah dulu. Lalu, tiang pancang ditanam ke dalam lubang hasil pengeboran tersebut.

Pondasi tiang franki adalah tiang pancang yang dibuat dengan memasukkan alat khusus ke dalam tanah. Alat ini menghasilkan tekanan tinggi untuk membentuk tiang yang kokoh.

<a href="https://www.civilengineeringdwg.com/"><img src="Jembatan Komposit 22 Meter Potongan Memanjang Pondasi Dalam Tiang Pancang Mini Pile.jpg" alt="Jembatan Komposit 22 Meter Potongan Memanjang Pondasi Dalam Tiang Pancang Mini Pile"></a>
<a href="https://www.civilengineeringdwg.com/"><img src="Gambar Pondasi Dalam.jpg" alt="Gambar Pondasi Dalam"></a>

Pondasi Melayang dan Pondasi Kombinasi

Pondasi melayang adalah cara baik untuk bangunan di tanah lunak atau tidak stabil. Dalam metode ini, pondasi menjalar di atas tanah seperti perahu. Ini membantu menyebar beban ke tanah dengan rata, mencegah penurunan yang berlebihan.

Untuk mendukung lebih baik, terkadang digunakan pondasi kombinasi. Metode ini menggabungkan beberapa tipe pondasi. Berat bangunan didistribusikan merata ke tanah dengan cara ini.

Ada waktu dimana pondasi dangkal dan dalam digabungkan. Hal ini khusus bagi tanah yang tak kuat melawan beban berat.

Pondasi dangkal menopang beban horizontal. Sementara, pondasi dalam menahan berat vertikal.

Contoh Pondasi Kombinasi


Jenis PondasiKomponen
Pondasi SumuranPondasi dangkal dan tiang pancang
Pondasi PiersPondasi dangkal dan tiang pancang
Pondasi Bore PilePondasi dalam dan tiang pancang

Pondasi sumuran adalah contoh bagus pondasi kombinasi. Kombinasi ini cocok di tanah keras yang dalam. Pondasi dangkal meringankan beban horizontal. Pilar bawah tanah menahan beban vertical.

Memilih pondasi haruslah sesuai dengan kondisi tanah dan beban bangunan. Tanah yang tidak stabil butuh perhatian khusus. Penggunaan pondasi melayang atau kombinasi bisa jadi solusi terbaik.

Pemilihan material bangunan yang berkualitas juga krusial. Ini membantu membangun struktur bangunan yang kuat dan tahan lama.

Pemilihan Jenis Pondasi

Pilihlah jenis pondasi dengan cermat saat merencanakan pembangunan. Keputusan ini bergantung pada analisis tanah, beban struktural, dan karakter bangunan. Insinyur struktur dan geoteknik berperan penting untuk keamanan dan stabilitas bangunan.

Pondasi dangkal cocok jika tanah di permukaan stabil dan beban tidak terlalu berat. Pondasi ini terletak 3 meter atau lebih dangkal dari permukaan. Keunggulan pondasi dangkal antara lain pengerjaan cepat, sederhana, dan murah. Namun, tidak efektif untuk beban lateral dan angkat yang besar serta hanya cocok untuk bangunan ringan.

Pondasi dalam dipilih untuk tanah tidak stabil atau beban berat. Pondasi ditanam lebih dari 3 meter ke dalam tanah. Pondasi ini lebih baik mengatasi beban lateral dan angkat, sesuai untuk bangunan berat, dan tanah lunak. Namun, konstruksinya kompleks, lebih lama, dan mahal.

Memilih jenis pondasi yang sesuai memperhitungkan tanah, beban, dan kebutuhan bangunan. Dengan analisis tanah yang teliti dan konsultasi kepada ahli, keberhasilan proyek dapat lebih dijamin.

Jenis PondasiKarakteristik
Pondasi Dangkal
  • Terletak sekitar 3 meter dari permukaan tanah atau kurang dari tinggi pijakan
  • Contoh: pondasi cakar ayam, plat, strip, dan umpak
  • Membutuhkan material lebih sedikit, pengerjaan lebih cepat, konstruksi sederhana, dan biaya relatif murah
  • Kelemahan: kurang efektif dalam mengantisipasi beban lateral dan angkat, serta hanya cocok untuk bangunan ringan
Pondasi Dalam
  • Ditanam pada kedalaman lebih dari 3 meter
  • Contoh: tiang pancang, bor pile, strauss pile, dan caisson
  • Memiliki kemampuan transfer beban yang lebih baik, dapat mengantisipasi beban lateral dan beban angkat, cocok untuk bangunan berat, dan lebih sesuai untuk tanah lunak
  • Kelemahan: konstruksi kompleks, memakan waktu lebih lama, biaya lebih tinggi, dan beberapa jenis tidak fleksibel untuk semua medan

Analisis Kapasitas Daya Dukung Pondasi Dangkal

Kapasitas daya dukung pondasi dangkal merupakan elemen yang sangat vital dalam merancang bangunan. Melakukan analisis kapasitas daya dukung ini adalah langkah wajib untuk memastikan kestabilan dan keamanan struktur bangunan. Beberapa metode yang umum digunakan untuk mengukur kapasitas daya dukung tersebut antara lain metode Terzaghi, Meyerhof, dan Hansen.

Perbandingan Metode Terzaghi dan Meyerhof

Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan hasil analisis kapasitas daya dukung menggunakan metode Terzaghi dan Meyerhof. Hasil perhitungan kapasitas daya dukung pada beberapa kondisi sebagai berikut:

  1. Df = 1,5 m dan B = 1 m:
    • Terzaghi: Qall = 528,9 KN
    • Meyerhof: Qall = 2948,5 KN
  2. Df = 2 m dan B = 2,5 m:
    • Terzaghi: Qall = 1364,3 KN
    • Meyerhof: Qall = 5068,4 KN
  3. Df = 3 m dan B = 3 m:
    • Terzaghi: Qall = 1677,8 KN
    • Meyerhof: Qall = 8730,7 KN

Dari data di atas, terlihat bahwa metode Meyerhof memberikan nilai kapasitas daya dukung yang lebih tinggi dibandingkan dengan metode Terzaghi pada kondisi yang sama.

Analisis Hasil Penelitian

Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode Meyerhof cenderung memberikan estimasi kapasitas daya dukung yang lebih tinggi. Hal ini dapat dijelaskan melalui beberapa faktor. Pertama, metode Meyerhof mempertimbangkan faktor-faktor tambahan seperti kedalaman pondasi (Df) dan lebar pondasi (B) yang lebih detail. Kedua, bentuk dan kondisi tanah juga memainkan peran penting dalam hasil akhir analisis. Dengan demikian, metode Meyerhof dapat memberikan nilai yang lebih realistis dan aman dalam situasi tertentu.

Aplikasi Pondasi Dangkal

Pondasi dangkal umumnya digunakan untuk bangunan kecil seperti rumah tinggal dan pagar. Bahan yang sering digunakan untuk pondasi dangkal antara lain batu kali atau rollag bata, dengan masing-masing memiliki tingkat kestabilan yang berbeda. Analisis kapasitas daya dukung sangat penting untuk memastikan bahwa pondasi ini mampu menahan beban bangunan dalam jangka panjang.

Analisis kapasitas daya dukung pondasi dangkal adalah komponen penting dalam perencanaan struktur bangunan. Pemilihan metode analisis yang tepat, seperti Terzaghi, Meyerhof, atau Hansen, sangat krusial untuk menghasilkan perhitungan yang akurat dan dapat diandalkan. Berdasarkan penelitian ini, metode Meyerhof menunjukkan keunggulan dalam memberikan estimasi kapasitas daya dukung yang lebih tinggi dan realistis. Oleh karena itu, dalam merancang pondasi dangkal, sangat disarankan untuk mempertimbangkan penggunaan metode Meyerhof, terutama pada proyek-proyek yang memerlukan estimasi daya dukung yang lebih detail dan aman.

Pengaruh Muka Air Tanah dan Beban Berinklinasi pada Pondasi Dangkal

Muka air tanah sangat berpengaruh pada pondasi dangkal. Ketika muka air naik, tekanan air di tanah juga ikut naik. Ini meningkatkan beban vertikal yang dirasakan oleh pondasi.

Beban berinklinasi juga penting. Ini mencakup beban eksentrik dan beban horisontal-vertikal. Faktor ini mempengaruhi kemiringan dan distribusi tekanan pada pondasi.

Tekanan dan tegangan pada dasar pondasi dipengaruhi oleh beban berinklinasi. Beban ini bisa membuat tekanan di bawah pondasi tak merata. Hal ini menurunkan kemampuan pondasi menopang beban.

Pengaruh Muka Air Tanah

Ketika tekanan air tanah meningkat, beban vertikal pada pondasi juga naik. Tekanan di bawah pondasi pun berubah. Ini bisa menurunkan kapasita daya dukung pondasi.

Pengaruh Beban Berinklinasi

Beban berinklinasi termasuk beban vertikal dan horisontal. Beban seperti ini bisa membuat tekanan di dasar pondasi tak merata. Ini melemahkan pondasi.

Beban ini bisa juga buat tanah bergeser di sekitar pondasi. Tanah yang bergeser bisa turunkan kemampuan pondasi menopang beban. Oleh itu, petimbangkan dengan cermat beban berinklinasi dalam perencanaan pondasi dangkal.

Gambar Deskripsi
<a href="https://www.civilengineeringdwg.com/"><img src="Model Keruntuhan Tanah Pasir (Vesic 1973).jpg" alt="Model Keruntuhan Tanah Pasir (Vesic 1973)"></a>
Hubungan Vowed dengan Diameter Dalam, Diameter Pondasi, dan Model Keruntuhan Tanah Pasir (Vesic 1973)
<a href="https://www.civilengineeringdwg.com/"><img src="Faktor Daya Dukung untuk Lempung Berlapis (Button, 1953).jpg" alt="Faktor Daya Dukung untuk Lempung Berlapis (Button, 1953)"></a>
Faktor Daya Dukung untuk Lempung Berlapis (Button, 1953)
<a href="https://www.civilengineeringdwg.com/"><img src="Faktor Daya Dukung Vesic untuk Tanah Kohesif Berlapis.jpg" alt="Faktor Daya Dukung Vesic untuk Tanah Kohesif Berlapis"></a>
Faktor Daya Dukung Vesic untuk Tanah Kohesif Berlapis
<a href="https://www.civilengineeringdwg.com/"><img src="Tegangan Kontak Akibat Beban Aksial.jpg" alt="Tegangan Kontak Akibat Beban Aksial"></a>
Tegangan Kontak Akibat Beban Aksial
<a href="https://www.civilengineeringdwg.com/"><img src="Gambar Pondasi yang mengalamai Beban Batas Maksimum.jpg" alt="Gambar Pondasi yang mengalamai Beban Batas Maksimum"></a>
Hitungan Tekanan Maksimum pada Dasar Pondasi Empat Persegi Panjang (Teng, 1962)

Tegangan Kontak dan Kapasitas Daya Dukung Berdasarkan CPT dan SPT

Dalam analisis pondasi, tegangan kontak dan kapasitas daya dukung sangat penting. Tegangan kontak itu sendiri adalah beban di bawah pondasi. Sedangkan kapasitas daya dukung adalah seberapa kuat tanah menahan beban bangunan.

Untuk mengukur kapasitas daya dukung, ahli sering menggunakan metode CPT dan SPT. CPT adalah singkatan dari Cone Penetration Test dan mengukur beban yang diterima tanah.

Sementara SPT, singkatan dari Standard Penetration Test, mengukur kekerasan dan kepadatan tanah. Ini dilakukan dengan memukul batang sondir ke dalam tanah.

Ada juga Plate Bearing Test. Metode ini menggunakan pelat beban untuk mengukur kekuatan tanah menopang pondasi.

Perhitungan Kapasitas Daya Dukung

Perhitungan kapasitas daya dukung dari CPT dan SPT mencakup beberapa faktor. Ini termasuk ukuran pondasi dan tekanan yang diterima tanah.

Pada tanah pasir, kita hitung kapasitas tiang tersebut dengan rumus khusus. Pada tanah lempung, faktor seperti keliling tiang dan kohesi tanah mempengaruhi perhitungan.

Uji SPT juga bisa membantu. Ada metode Meyerhoff dan Schmertmann yang memanfaatkan data SPT untuk menghitung kapasitas dukung pondasi.

Rujukan Metode

Dua metode utama dari Meyerhoff dan Schmertmann sering digunakan. Meyerhoff memberikan formula untuk menghitung kapasitas daya dukung. Sedangkan Schmertmann fokus pada faktor D/B untuk pondasi persegi.

Dalam membagi kapasitas daya dukung, kita umumnya gunakan faktor keamanan 3. Sehingga qa = qu/SF = qu/3.

Dalam menentukan qc, bisa lewat pengukuran langsung atau perhitungan rata-rata. Ini tergantung pada kebutuhan dan standar yang diterapkan.

Hasil dari pengujian CPT dan SPT memberikan data kunci. Data ini sangat membantu dalam merancang pondasi yang baik dan kuat.

Kedua metode ini, CPT dan SPT, memberikan informasi yang sangat berharga. Hasil uji ini mengarah pada penggunaan metode perhitungan yang akurat. Dengan begitu, kita bisa merancang pondasi yang aman dan efisien.

MetodeRumus
Meyerhoffqa = qc / 30
Schmertmann (tanah granular)qu = 48 – 0.009(300 - qc)1.5
Schmertmann (tanah lempung)qu = 5 + 0.34.qc

Faktor Keamanan pada Perancangan Pondasi Dangkal

Ketika mendesain pondasi dangkal, faktor keamanan sangat penting. Ini membantu pastikan pondasi cukup kuat dan stabil. Faktor keamanan artinya seberapa handal dan kuat desain itu, agar struktur tidak roboh.

Penting bagi kami untuk memikirkan faktor keamanan yang pas agar pondasi standar dapat mendukung tanah dengan aman. Ini tergantung pada jenis tanah, ukuran pondasi, dan model bangunan.

Desain pondasi dangkal berfokus pada daya dukung tanah. Raungan klasik yang sering digunakan, seperti yang dikemukakan Terzaghi dan Meyerhof, berusaha menghitung kapasitas pondasi secara tepat.

Desain juga memperhitungkan berbagai aspek tanah, seperti bentuk, kedalaman, dan lerengannya. Pondasi ini bisa berupa pondasi telapak, yang ditempatkan langsung di tanah, dengan ukuran yang ditentukan dengan rumus-rumus spesifik.

Untuk memastikan keamanan, kita biasanya memakai faktor keamanan. Faktor ini setidaknya 2 untuk tanah pasir, dan 3 untuk tanah lempung.

Berikut daftar rumus yang seringkali digunakan dalam perancangan pondasi dangkal:

Kapasitas dukung tanah ultimit (qu) untuk pondasi dangkal, menggunakan data CPT: qu = ... (2) untuk B ≤ 1.2 m, dan qu = ... (3) untuk B > 1.2 m
Kapasitas dukung tanah boleh (qa) untuk pondasi dangkal adalah qa = ... (4), dengan faktor keamanan (Safety Factor) = 3
Tekanan maksimum dan minimum di bawah pondasi dapat dihitung dengan: q maks = ... (5), q min = ... (6)
Ada juga rumus dan panduan untuk beban batas dan faktor keamanan pada pembebanan pondasi satu arah menurut Meyerhof.

Menyusun pondasi dangkal dengan perhitungan keamanan yang teliti sangat essensial. Dengan mempertimbangkan segala aspek yang dibutuhkan, kita bisa menciptakan pondasi yang stabil.

Jenis TanahFaktor Keamanan
Tanah Berpasir≥ 2
Tanah Berlempung≥ 3

Penurunan Pondasi Dangkal

Penurunan pondasi dangkal terjadi karena beban bangunan yang diletakkan di atasnya. Ada dua jenis penurunan: segera dan konsolidasi. Penurunan segera disebabkan saat tanah di sekitar pondasi mengalami deformasi. Sementara, penurunan konsolidasi terjadi saat air keluar dari lapisan bawah pondasi.

Dua jenis penurunan ini sangat penting untuk diperhitungkan dalam merancang pondasi dangkal.

Perhitungan penurunan pondasi dangkal biasanya dilakukan melalui uji standar penetrasi (SPT) atau data sondir konus (CPT). Dari data uji menggunakan SPT, titik BH1 menunjukkan daya dukung tanah 90 kN/m2 pada -1 meter. Di kedalaman -2 meter, daya dukungnya meningkat menjadi 140 kN/m2. Penurunan tanah pada kedalaman tersebut adalah 0.435 dan 0.447 inch.

Hasil uji CPT di titik SB1 menunjukkan daya dukung 437.380 kN/m2 pada -1 meter dan 596.244 kN/m2 pada -2 meter. Penurunan tanahnya adalah 0.796 inch dan 0.318 inch pada kedua titik tersebut.

Pada titik SB2, daya dukung tanah menurun menjadi 334.410 kN/m2 pada -1 meter dan 502.101 kN/m2 pada -2 meter. Penurunan tanah mencapai 1.082 inch dan 0.465 inch.

Jenis FondasiJumlah FondasiBeban Kolom (kN)Kapasitas Daya Dukung (kN)
Kolom Lingkaran5257.183715.182 (hasil analisis metode Hansen)
Kolom Persegi151.642.6421.768.148 (hasil analisis metode Hansen)

Perbandingan antara data SPT dan CPT menunjukkan CPT lebih baik dalam mengukur daya dukung tanah. Namun, perbedaan penurunan tanah pada kedalaman -2 meter tidak signifikan.

Perhitungan penurunan pondasi sangat krusial untuk kestabilan bangunan. Proses ini juga membantu membandingkan keakuratan hasil analisis manual dan pakai software Settle3D. Dengan perhitungan yang teliti, kepercayaan dalam rancang pondasi yang aman meningkat.

Referensi

  1. Spesifikasi Teknis Bangunan - Infrastructure Division (IFDV) PT. SMART Tbk.
  2. American Society of Civil Engineers (ASCE)
  3. SNI 03-1729-2002 (Standar Nasional Indonesia): Deskripsi dan Spesifikasi Pondasi Dangkal dan Pondasi Dalam
  4. Buku "Pondasi Dangkal" oleh penulis yang tidak disebutkan (referensi sumber kedua)
  5. Buku "Pondasi Dangkal" oleh penulis yang tidak disebutkan (referensi sumber ketiga)
  6. Jurnal "Analisis Perbandingan Pondasi Dangkal dan Pondasi Dalam" oleh penulis yang tidak disebutkan (referensi sumber keempat)
Next Post Previous Post
No Comment
Add Comment
comment url