METODE STABILISASI TANAH

IlmuDasarDanTeknik*_Halo sahabat Teknik, Gimana kabarnya? Setelah sekian lama tidak ada kabar akhirnya kini bisa menyapa lagi. Kali ini sedikit ilmu yang akan kita pelajari mengenai metode stabilisasi tanah. Kangsung saja ke Materi!

TENTANG STABILISASI TANAH

Dalam pengertian luas, yang dimaksud stabilisasi tanah adalah pencampuran tanah dengan bahan tertentu guna memeperbaiki sifat-sifat teknis tanah atau dapat pula, stabilisasi tanah adalah usaha untuk merubah atau memperbaiki sifat-sifat teknis tanah agar memenuhi syarat teknis tertentu.

Tanah dasar merupakan bagian penting dari kontruksi jalan karena tanah ini mendukung seluruh kontruksi jalan beserta muatan lalu lintas diatasnya. Tanah dasar menentukan mahal tidaknya pembangunan jalan tersebut karena kekuatan tanah tersebut menentukan tebal tipisnya lapisan perkerasan. Tanah dasar dalam keadaan asli merupakan suatu bahan yang kompleks dan sangat bervariasi kandungan mineralnya. Pembangunan jalan raya tidak selalu berada diatas tanah dasar yang relatif baik, ada kemungkinan dibuat diatas tanah yang kurang baik. Akibatnya, tanah tersebut tidak dapat langsung dipakai sebagai lapisan dasar (subgrade). Oleh karena itu tanah dasar perlu dipersiapkan secara baik antara lain dengan perbaikan tanah.

Stabilisasi tanah adalah alternatif yang dapat diambil untuk memperbaiki sifat-sifat tanah yang ada. Pada prinsipnya stabilisasi tanah merupakan suatu penyusunan kembali butir-butir tanah agar lebih rapat dan saling mengunci. Tanah dibuat stabil agar jika ada beban yang lewat, tidak terjadi penurunan (settlement). Tanah dasar minimal harus bisa dilewati kendaraan proyek. Stabilisasi tanah adalah usaha untuk meningkatkan stabilitas dan kapasitas daya dukung tanah. Menurut Bowles (1984) apabila tanah yang terdapat di lapangan bersifat sangat lepas atau sangat mudah tertekan, atau apabila mempunyai indeks konsistensi yang tidak sesuai, permeabilitas yang terlalu tinggi, atau sifat lain yang tidak diinginkan sehingga tidak sesuai untuk suatu proyek  pembangunan, maka tanah tersebut harus di stabilisasikan. Proses stabilisasi itu meliputi, antara lain:

1. Penggantian tanah asli : mengganti tanah dengan tanah yang baik atau sesuai spesifikasi.
2. Perbaikan gradasi butiran.
3. Stabilisasi dengan bahan kimia.
4. Stabilisasi dengan pemadatan.

Tujuan perbaikan tanah tersebut adalah untuk mendapatkan tanah dasar yang stabil pada semua kondisi. Usaha stabilisasi dilakukan hanya seperlunya saja, tidak menguntungkan secara ekonomis untuk membuat sesuati bagian konstruksi yang lebih kuat dari yang diperlukan. 

JENIS METODE STABILISASI TANAH

Ada dua metode-metode stabilisasi yang dikenal adalah sebagai berikut :

Stabilisasi Mekanis

Definisi stabilisasi mekanis adalah tanah yang telah di stabilisasikan secara mekanis adalah yang telah berhasil dibuat memiliki daya dukung tanah tertentu terhadap deformasi oleh muatan, disebabkan karena adanya kait mengait (interlock) dan geseran antar butir tanah serta daya ikat antar butir oleh bagian tanah yang halus atau tanah liat. Beberapa usaha penambahan kekuatan atau daya dukung tanah dengan stablisasi mekanis seperti mengganti jenis tanah eksisting, mengatur gradasi tanah atau melakukan pemadatan (compaction).

Stabilisasi Kimiawi

Stabilisasi tanah secara kimiawi adalah panambahan bahan stabilisasi yang dapatmengubah sifat-sifat kurang menguntungkan dari tanah. Biasanya digunakan untuk tanah yang berbutir halus. Bahan yang digunakan untuk stabilisasi tanah disebut stabilizing agents karena setelah diadakan pencampuran menyebabkan terjadinya stabilisasi. Untuk masih dapat memanfaatkan tanah-tanah kohesif setempat sebanyak mungkin secara ekonomis, maka dipergunakan stabilizing agents, yang karena proses kerjanya dan sifat pengaruh yang ditimbulkan kepada bahan yang distabilkan menyebabkan stabilisasi dengan menggunakan bahan campuran ini. 

Di dalam usaha stabilisasi tanah ini, kita mengenal banyak jenis stabilizing agents. Diantara sekian banyak stabilizing agents, yaitu air sendiri di dalam jumlah yang tepat dan tanahliat dalam jumlah proporsional. Untuk menahan air diperlukan stabilizing agentsi (garam laut) pada air tersebut yang sifatnya higroskopis dapat mengikat air dalam jangka waktu yang lama. Adapun stabilizing agents untuk tanah liat antara lain adalah kapur pasang (hydrated lime), Portland cement (PC), bitumen, dan lain lain. Stabilizing agents yang disebutkan tadi merupakan bahan-bahan yang menghasilkan produk yang baik sesuai dengan tujuan penstabilan tanah yang bersangkutan, derajat peningkatan mutu yang dikehendaki dan mudah dikerjakan. Pada umumnya, stabilisasi kmiawi adalah jenis usaha yang cukup mahal dan memerlukan ketelitian dan kecermatan bekerja yang tinggi.

Sekian ilmu yang bisa kami bagikan semoga bermanfaat. Terimakasih.

GERUSAN ATAU SCOURING PADA JEMBATAN

IlmuDasarDanTeknik.Com*_Kali ini saya akan membagikan sedikit info teknik sipil mengenai Gerusan atau scouring pada Jembatan. Langsung saja ulasannya sebagai berikut.

Definisi atau Pengertian umum Gerusan (scouring)

Pada Jembatan, gerusan sering terjadi pada pilar jembatan. Secara umum Adanya gerusan dapat menjadi masalah yang bisa membahayakan kestabilan struktur jembatan atau pun bangunan air lainnya. Jika didefinisikan secara umum, Gerusan (scouring) merupakan suatu proses alamiah yang terjadi di sungai sebagai akibat pengaruh morfologi sungai (dapat berupa tikungan atau bagian penyempitan aliran sungai) atau adanya bangunan air ( hydraulic structur) seperti: jembatan, bendung, pintu air, dan lain-lain. Morfologi sungai merupakan salah satu faktor yang  menentukan dalam proses terjadinya gerusan, hal ini disebabkan aliran saluran terbuka mempunyai permukaan bebas (free surface). Kondisi aliran saluran terbuka berdasarkan pada kedudukan permukaan bebasnya cenderung berubah sesuai waktu dan ruang, disamping itu ada hubungan ketergantungan antara kedalaman aliran, debit air, kemiringan dasar saluran dan permukaan saluran bebas itu sendiri.
Laursen (1952) dalam Hanwar (1999:4) mendefinisikan gerusan sebagai pembesaran dari suatu aliran yang disertai pemindahan material melalui aksi gerakan fluida. Gerusan lokal (local scouring) terjadi pada suatu kecepatan aliran di mana sedimen yang dingkut lebih besar dari sedimen yang disuplai. Menurut Laursen (1952) dalam Sucipto (2004:34), sifat alami gerusan mempunyai fenomena sebagai berikut :

1. Besar gerusan akan sama selisihnya antara jumlah material yang diangkut keluar daerah gerusan dengan jumlah material yang diangkut masuk ke dalam daerah gerusan.
2. Besar gerusan akan berkurang apabila penampang basah di daerah gerusan bertambah (misal karena erosi). Untuk kondisi aliran bergerak akan terjadi suatu keadaan gerusan yang disebut gerusan batas, besarnya akan asimtotik terhadap waktu.

Pengertian Scouring Pada Jembatan

Jembatan merupakan suatu struktur yang meneruskan jalan melewati suatu rintangan dibawahnya yag dapat berupa sungai,jalan,selat maupun jurang. Pada jembatan yang dibawahnya terdapat arus air dengan bentang yang relatif lebar, umumnya memerlukan struktur pilar untuk menopangnya. Pilar yang ditanam pada dasar sungai memerlukan kriteria disain sedemikian sehingga bila dasar saluran disekitar pilar jembatan tersebut tergerus, maka gerusan tersebut tidak mencapai kedalaman yang membahayakan kestabilan pilar.
Saluran yang dijumpai di alam mempunyai beberapa macam morfologi sungai yaitu, sungai lurus, sungai dengan tikungan, dan sungai yang menganyam. Sungai lurus terjadi pada daerah yang belum stabil dan untuk menyalurkan energinya sungai ini akan memperpanjang aliran dan membentuk meander memperpanjang aliran dan membentuk meander . Sungai dengan tikungan dapat terjadi pada daerah aluvial atau tanah keras. Sudut tikungan yang dibentuk bisa berbagai macam, misalnya 90° atau 180°. Tipe sungai dengan tikungan pada umumnya diakibatkan karena adanya usaha sungai untuk mencapai
Sungai yang menganyam biasanya terjadi pada daerah yang terjal dengan butiran seragam dan mempunyai alur yang berpindah - pindah. Jadi setiap musim, sungai ini dapat berubah bentuk. Terdapat berbagai macam jenis pilar yang digunakan sebagai penyalur beban jembatan. Pemilihan jenis pilar umumnya ditentukan dari analisis kekuatan analisis ekonomi, analisis lingkungan.
Pada kenyataannya banyak terdapat keruntuhan pada jembatan. Hal tersebut disebabkan oleh berbagai faktor antara lain yaitu:

1. Beban yang dipikul jembatan melebihi batas maksimum yang telah ditentukan.
2. Bencana alam seperti gempa, erosi, banjir dan lain-lain.
3. Perubahan morfologi sungai akibat adanya bangunan dalam usaha sungai untuk mencapai kestabilan. Salah satu fenomena yang terjadi adalah gerusan lokal (local scouring).

Tujuan Mengetahui Scouring Pada Jembatan

Dengan mengetahui fenomena scouring maka perencana dapat melakukan investigasi terhadap saluran sehingga dapat ditentukan letak , posisi ,kedalaman dan tipe pilar maupun abutemen sehingga kecacatan dan kegagalan pada jembatan yang disebabkan scouring dapat dihindarkan. Apabila bangunan sudah beridiri maka dapat dibuatkan pengaman untuk mereduksi efek scouring tersebut agar kekuatan struktur jembatan secara keseluruhan tetap mantap.

Jenis - Jenis Scouring

Gerusan adalah proses semakin dalamnya dasar sungai karena interaksi antara aliran dengan dasar sungai. Scouring dapat diklasifikasikan menjadi:

Gerusan umum (general scour)

Gerusan umum ini merupakan suatu proses alami yang terjadi pada sungai sehingga akan menimbulkan degradasi dasar. Gerusan Umum disebabkan oleh energi dari aliran air.
Gerusan akibat penyempitan di alur sungai (contraction scour)

Gerusan lokal (local scour)

Gerusan lokal ini pada umumnya diakibatkan oleh adanya bangunan air, misal, tiang atau pilar jembatan. Gerusan local disebabkan oleh sistem pusaran air (vortex system) karena adanya gangguan pola aliran akibat rintangan.
Ada dua macam gerusan lokal, yaitu :

Clear water scour

Pergerakan sedimen hanya terjadi pada sekitar pilar. Ada dua macam:

1. Gerusan lokal tidak terjadi dan proses transportasi sedimen tidak terjadi.
2. Gerusan lokal terjadi menerus dan proses transportasi sedimen tidak terjadi.

Live bed scour

Terjadi karena adanya perpindahan sedimen. Yaitu jika:
Gerusan terlokalisir terjadi karena adanya penyempitan penampang sungai oleh adanya penempatan bangunan hidraulika.

Gerusan Total (Total Scour)

Merupakan kombinasi antara gerusan lokal (local scour) dan gerusan umum (general scour). Bisa juga kombinasi antara gerusan lokal, gerusan umum dan gerusan terlokalisir (localized scour/ constriction scour).
Berdasarkan pengamatan tentang analisa ini, maka tipe scouring yang terjadi pada struktur bawah jembatan dapat dibedakan menjadi:

1. Gerusan yang terjadi pada pilar yang terletak pada saluran lurus adalah gerusan local.
2. Gerusan yang terjadi pada pilar yang terletak pada bagian tikungan saluran adalah gerusan local ditambah dengan gerusan umum akibat tikungan saluran.
3. Gerusan yang terjadi pada abutmen jembatan adalah gerusan total, yaitu kombinasi antara gerusan local, gerusan umum dan gerusan penyempitan

Proses Terjadinya Scouring

Pada Abutemen dan Pilar

Gerusan akibat aliran air menyebabkan erosi dan degradasi di sekitar bukaan jalan air (water way openning) suatu jembatan. Degradasi ini berlangsung secara terus menerus hingga dicapai keseimbangan antara suplai dan angkutan sedimen yang saling memperbaiki.
Apabila suplai sedimen dari hulu berkurang atau jumlah angkutan sedimen lebih besar daripada suplai sedimen, maka bisa menyebabkan terjadinya kesenjangan yang begitu menyolok antara degradasi dan agradasi di lokasi dasar jalan air jembatan. Sehingga lubang gerusan (scour hole) pada abutmen maupun pilar jembatan akan lebih dalam bila tidak terdapat atau kurangnya suplai sedimen.
Demikian juga apabila tidak terdapat bangunan pengendali gerusan di sekitar abutmen ataupun pilar, maka dalamnya gerusan tidak bisa direduksi, se-hingga kedalaman gerusan bisa mencapai maksimum. Hal ini bisa menyebabkan rusaknya abutmen maupun pilar jembatan.

Pada Abutemen

Menurut Yulistianto dkk. (1998), Gerusan yang terjadi di sekitar abutmen jembatan adalah akibat sistem pusaran (vortex system) yang timbul karena aliran dirintangi oleh bangunan tersebut. Sistem pusaran yang menyebabkan lubang gerusan (scour hole), berawal dari sebelah hulu abutmen yaitu pada saat mulai timbul komponen aliran dengan arah aliran ke bawah, karena aliran yang datang dari hulu dihalangi oleh abutmen, maka aliran akan berubah arah menjadi arah vertikal menuju dasar saluran dan sebagian berbelok arah menuju depan abutmen selanjutnya diteruskan ke hilir.
Aliran arah vertikal ini akan terus menuju dasar yang selanjutnya akan membentuk pusaran. Di dekat dasar saluran komponen aliran berbalik arah vertikal ke atas, peristiwa ini diikuti dengan terbawanya material dasar sehingga terbentuk aliran spiral yang akan menyebabkan gerusan dasar. Hal ini akan terus berlanjut hingga tercapai keseimbangan.
Demikianlah Informasi teknik sipil yang dapat saya bagikan mengenai Gerusan atau scouring pada Jembatan. Semoga bermanfaat.

DASAR PENGETAHUAN FISIKA BAHAN BANGUNAN.

Siapa di dunia ini yang tidak menginginkan bangunannya tahan dan awet? Apalagi jika orang itu mengerti tentang teknik, pastilah sangat memperhatikan bangunannya untuk masa yang panjang. Ketahanan atau keawetan sebuah bangunan sangat ditentukan oleh sifat-sifat dari alam yang secara alami mempengaruhi kondisi sebuah bangunan. Pada dasarnya bahan bangunan mengalami sifat fisika yang tentunya sangat berpengaruh terhadap ketahanan dan  keawetan suatu bahan bangunan. Seperti sifat kekerasan, proses difusi air tanah dan kelembaban yang pada akhirnya mengakibatkan pengaruh merugukan pada bangunan. Sebelum membangun tidak ada salahnya jika kita memperhatikan dasar pengetahuan fisika pada bahan bangunan sebagai modal pengetahuan agar kita dapat mengetahui yang terjadi pada bangunan kita sehingga kita bisa mengantisipasi jauh sebelum terjadi. Oke, langsung saja baca di bawah ini.

Kekerasan Bahan Bangunan.

Kekerasan yang dimaksud disini adalah kekuatan suatu benda terhadap benda lain yang memaksa masuk kedalamnya. Dapat di uji sebagai berikut:

Kekerasan terhadap melusuhkan;

Kekerasan terhadap bola baja – Brinell;

Menrut Brinell kekerasan bahan bangunan ditentukan dengan sebuah bola baja diameter 10 mm yang ditekan dengan 29’420 N selama sepuluh detik. Perbandingan antara gaya tekan dengan permukaan yang tertekan ( sektor bola ) menentukan kekerasan Brinell (HB). 350 HB berarti kekerasan brinell setara dengan 350 N per milimeter bujursangkar.

Hal ini perlu kita ketahui supaya kita dapat mengenali kekerasan bahan yang kita akan gunakan agar kita dapat memilih bahan yang terbaik. Di sisi lain kita bisa mempertimbangkan situasi di sekitar kita terhadap bahan bangunan yang akan kita gunakan.

Kekerasan terhadap menggores – Mohs.

Menurut Mohs kekerasan ( terutama pada batu alam) dapat digolongkan sebagai berikut:

1. Kekerasan 1 talkum dapat dikikis dengan kuku  jari;
2. Kekerasan 2 gips dapat digores dengan kuku jari;
3. Kekerasan 3 kapurspar dapat digores dengan uang logam;
4. Kekerasan 4 flourspar dapat digores dengan sepotong kaca;
5. Kekerasan 5 apatit mudah digores dengan pisau;
6. Kekerasan 6 flespar sulit digores dengan pisau;
7. Kekerasan 7 kuarsa menggores kaca;
8. Kekerasan 8 topas menggores kuarsa dengan kesulitan;
9. Kekerasan 9 korundumm memotong kaca;
10. Kekerasan 10 intan memotong kaca.

Difusi Kelembaban dan Sifat Higroskopis Bahan Bangunan

Hampir semua bahan bangunan memungkinkan penyebaran kelembaban melalui sifat higroskopis bahan tersebut. Bahan bangunan dengan begitu dapat menerima dan menyampaikan kelembaban , berarti bisa mengisap, menyimpan, dan melepaskan air dalam keadaan cair atau gas.

Makin kecil pori-pori bahan bangunan makin besar daya menghisap air, dan makin besar pori-porinya makin mudah dapat diisi dengan air. Hal ini berarti bahwa air dapat masuk kedalam bahan bangunan melalui gravitasi (misalnya atap yang bocor), oleh tekan angin (misalnya pada tepi dinding atau atap yang terkena angin kencang), oleh kapilaritas (misalnya pada retak plesteran dinding atau kelembaban tanahyang dilalui trasraam yang tidak kedap air).

Difusi kelembaban dan sifat higroskopis bahan bangunan
a) melalui grafitasi air masuk ke pori-pori yang > 0,5 mm;
b)melalui tekanan angin jika ada celah > 5 mm;
c) melalui kapilarisasi air masuk ke dalam pori yang < 0,5 mm olehdaya isapan.

Sifat higroskopis bahan bangunan di inndonesia tidak begitu penting jika dihubungkan dengan suhu dan iklim di dalam ruang, akan tetapi bahaya berkaitan dengan kemampuan untuk menghisap kelembaban tanah dan menyalurkannya di dalam konstruksi dari bahan banguna tersebut.

Difusi kelembaban tanah dapat diatasi dengan menggunakan bahan bangunan yang sifat higroskopisnya tinggi, jika dapat dihindari bahwa bahan bangunan itu dapat menghisap air selain daripada kelembaban udara yang mengelilinginya, atau dengan menggunakan lapisan kedap air.

Lapisan kedap air dapat digunakan sebagai lapisan diantara sloof dan kaki dinding (trasraam) guna menghindari naiknya kelembaban tanah atau sebagai lapisan pada permukaan dinding ( cat dan lain sebagainya).

Berikut beberapa jenis lapisan kedap air yang dapat diterapkan pada bangunan:

Trasraam lapisan aspal (kertas aspal)

Trasraam lapisan aspal (atau kertas aspal) dapat digunakan diatas sloof beton bertulang (sloof harus kering, berumur minimum 14 hari) atau di bawah sloof konstruksi kayu (di atas lapisan mortar yang datar dan yang menutupi pondasi batu kali). Lapisan aspal tebalnya kurang lebih 2 milimeter, dapat dibuat dengan cara mengecat 2 hingga 3 kali dengan aspal panas (yang cair) atau dengan butimen / karet latex emulsion.

Karet trasraam (lembaran karet atau PE)

Karet trasraam (lembaran karet atau PE) dipotong sesuai dengan lebar sloof dan dipasang di atas sloof tersebut. Setiap sambungan karet Trasraam harus tumpang tindih minimum 10 centimeter. Pada angker dan sambungan tulangan kolom praktis, karet trasraam harus dilubangi sesuai dengan diameter besi yang dipergunakan (hal ini dapat dilakukan dengan mudah jika menggunakan karet, akat tetapi sangat sulit jika menggunakan lembaran PE, karena jika lubang terlalu besar maka trasraam tidak memenuhi syarat fungsi mencegah naiknya air tanah).

Trasraam seng papak

Pada trasraam ini penggunaan seng yang dipilih adalah seng yang tahan lama dari korosi atau anti karat, misalnya seng galvanisir dengan tebal( minimum BWG 24) sehingga juga mempunyai kegunaan lain yaitu keuntungan mencegah rayap.

Mortar emulsi

Mortar emulsi adalah mortar yang mutunya diperbaiki dengan bahan sintetis yaitu biasanya mortar semen yang ditambahkan dengan bahan sintesis, misalnya seperti calblack dan lain-lain. Dengan penambahan bahan sintetis ini mutu mortar akan bertambah baik sehingga mortar tahan retak (jadi elastis) dan kedap air. Dengan begitu trasraam dapat kita rencanakan seperti biasa.

Lapisan dinding dengan turap (plesteran)

Lapisan dinding dengan turap (plesteran) sebaiknya selalu dipilih sedemikian sehingga sifat higroskopis bahan bangunan dinding dan plesterannya jadi mirip. Kalau misalnya dinding tidak dilengkapi dengan trasraam yang kedap air, tetapi lapisannya dengan plesteran yang semennya memiliki daya kedap air yang tinggi, maka kelembaban tanah akan naik di dalam dinding bahkan bisa sampai di konstruksi atap.

Lapisan dinding dengan cat

Lapisan dinding dengan cat dapat menimbulkan kesulitan yang mirip dengan plesteran tersebut di atas. Cat sintetik bersifat agak kedap air dan memungkinkan saluran air sebanyak 2 sampai 9 gr/m2h, sedangkan cat rekat atau cat kapur mengizinkan 15 hingga 17 gr/m2h tembus.

1. kelembaban tanah tembus trasraam yang tidak kedap air;
2. turap yang kedap air. kelembaban tanah naik sampai konstruksi atap;
3. cat dinding yang kedap air. kelembaban dalam dinding mengakibatkan cat mengelupas.

Kelembaban bahan bangunan berdasarkan proses membangun.

Berdasakan kenyataan bahwa setiap penghuni menginginkan rumah kediaman yang aman dan kering, maka cara membangun yang umumnya digunakan adalah cara basah yang bertentangan dengan hasil yang diinginkan. Untuk itu supaya dalam membangun dengan hasil yang baik yang artinya sesuai keinginan, berikut saya sajikan tabel penggunaan air yang baik pada bangunan:

Bangunan	Penggunaan air
Beton kelas II, K-225	± 250 liter air/ m kubik
Dinding batu bata ketebalan 11,5 cm	± 42 liter air/m 2
Dinding conblock	± 5 liter air/m2
Turap (Plesteran) ketebalan ± 2 cm	± 12 liter air/m2

Jumlah air yang biasanya digunakan untuk membangun sebuah rumah biasa ( rumah type 36) ialah sekitar 28000 liter yang harus menguap sebelum rumah tersebut dianggap kering dan sehat untuk dihuni. Waktu menguap air tersebut tergantung dari cara membangun, iklim, ventilasi, dan kelembaban udara setempat. Sebagai perkiraan dasar dapat di anggapakan dibutuhkan selama 4 bulan.

Tentunya kita menginginkan suasana kering pada rumah kita, artinya rumah yang akan kita huni tidak berlebihan kelembaban. Karena jika kita lihat dari sudut pandang dunia kesehatan, Kelebihan kelembaban apa pun dalam iklim tropis lembab dapat mendorong pertumbuhan cendawan kelabu (aspergillus) yang dapat mempengaruhi kesehatan penghuni rumah karena dapat menimbulkan alergi bronkitis dan asma. Sangat mencemaskan bukan jika kita harus mengalami hal-hal seperti itu. Untuk itu dalam membangun rumah seharusnya gunakanlah cara yang tidak terlalu basah dan ada baiknya sebelum membangun kita memperhatikan hal-hal yang telah kita bahas di atas.

Demikian penjelasan mengenai dasar pengetahuan dasar fisika bahan bangunan atau kekerasan, difusi dan kelembaban pada berbagai jenis bahan bangunan. Semoga bermanfaat, syalom dan terimakasih.

JENIS-JENIS PONDASI BANGUNAN

UMUM

Kali ini saya akan memberikan sedikit penjelasan mengenai jenis-jenis pondasi. Pondasi pada bangunan merupakan bagian inti atau bagian utama dari suatu banguan. Pondasi dapat digolongan menjadi 2 golongan yaitu :
a. Pondasi dangkal, yaitu pondasi yang mendukung beban secara langsung, umumnya mempunyai kedalaman D/B  1 tetapi bisa lebih. Pondasi dangkal meliputi pondasi telapak, pondasi rakit (mats) dan pondasi memanjang.
b. Pondasi dalam, yaitu pondasi yang meneruskan beban bangunan ke tanah keras atau batu yang terletak relatif jauh dari permukaan. Umumnya mempunyai kedalaman D/B  1 dan meliputi pondasi sumuran dan pondasi tiang pancang.

Beberapa contoh tipe pondasi adalah sebagai berikut :
1. Fondasi telapak, yaitu pondasi yang berdiri sendiri dalam mendukung kolom.
2. Pondasi memanjang, yaitu pondasi yang digunakan untuk mendukung dinding memanjang atau sederatan kolom yang letaknya berdekatan.
3. Pondasi rakit (mats foundation), yaitu pondasi yang digunakan untuk mendukung bangunan yang terletak pada tanah lunak.
4. Pondasi sumuran (pier foundation), yaitu merupakan bentuk peralihan dari pondasi dangkal dan pondasi tiang. Digunakan bila tanah dasar yang  kuat  terletak relatif dalam.
5. Pondasi tiang (pile foundation) berdiameter kecil dan panjang dibanding pondasi sumuran, digunakan bila tanah pondasi pada kedalaman yang normal  tidak mampu mendukung beban dan tanah keras terletak sangat dalam.

PEMILIHAN BENTUK PONDASI

Dalam memilih dan merancang suatu pondasi perlu diperhatikan hal-hal berikut ini :
1. Maksud pembuatan bangunan, umur pemakaian, jenis konstruksi, properties tanah, metode pelaksanannya dan biaya konstruksi.
2. Kebutuhan-kebutuhan pemilik.
3. Perencanaannya memastikan bahwa hal itu tidak menurunkan mutu lingkungan dan memakai faktor keamanan yang menghasilkan suatu tingkat resiko yang dapat diterima oleh masyarakat, pemilik dan perekayasa.

Untuk pertimbangan terhadap keruntuhan geser dan penurunan yang berlebihan, maka perlu dipenuhi dua kriteria yaitu kriteria stabilitas dan kriteria penurunan. Persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi dalam perancangan pondasi adalah :
1. Faktor aman terhadap keruntuhan akibat terlampauinya daya dukung harus dipenuhi dan pada umumnya digunakan faktor keamanan 3.
2. Penurunan pondasi harus masih dalam batas-batas nilai yang ditoleransikan. Khusus penurunan yang tak seragam (differential settlement) harus dipastikan tidak mengakibatkan kerusakan pada struktur.

TIPE-TIPE KERUNTUHAN PONDASI

Tipe keruntuhan pondasi pada saat pembebanan sampai mencapai kerutuhan dapat digolongkan dalam tiga fase, yaitu :

1. Fase I.

Saat awal penerapan bebannya, tanah di bawah pondasi turun diikuti oleh deformasi tanah secara lateral dan vertikal ke bawah. Besarnya penurunan tergantung pada besar-kecilnya beban yang diterapkan. Dalam keadaan ini kondisi tanah elastis. Massa tanah yang terletak di bawah pondasi mengalami kompressi yang mengakibatkan kenaikan kuat geser tanah dengan demikian menambah daya dukungnya.

2. Fase II

Pada penambahan beban selanjutnya, gerakan  tanah pada kedudukan elastis dimulai dari tepi pondasi, dan kemudian dengan bertambahnya beban, zona lateral menjadi semakin nyata yang diikuti oleh retak-retak lokal dan geseran tanah di sekeliling tepi pondasinya. Zona plastis, kuat geser tanah sepenuhnya berkembang untuk menahan bebannya.

3. Fase III

Fase ini ditandai oleh kecepatan deformasi yang semakin bertambah seiring dengan penambahan beban. Deformasi tersebut diikuti oleh gerakan tanah ke arah luar yang diikuti oleh mengembangnya permukaan tanah, dan kemudian, tanah pendukung pondasi mengalami keruntuhan dengan bidang runtuh yang berbentuk  lengkung dan garis yang disebut bidang geser radial dan bidang geser linier.

Gambar 3.1. Fase-fase keruntuhan

PONDASI TIANG PANCANG

Pemakaian tiang pancang dipergunakan pada pondasi bangunan dimana tanah dasar untuk bangunan tersebut tidak mempunyai daya dukung (bearing capasity) yang cukup untuk memikul berat bangunan dan bebannya, atau apabila tanah keras untuk memikul berat bangunan dan bebannya terletak sangat dalam. Pondasi tiang pancang ini berfungsi untuk memindahkan atau mentransferkan beban-beban dari konstruksi diatasnya (upper struktur) ke lapisan tanah keras.

1. Penggolongan Menurut Cara Pemindahan Beban

Menurut cara pemindahan beban, tiang pancang dibagi atas 2 :

a. Point bearing pile (end bearing pile)

Tiang pancang dengan tahanan ujung, tiang ini meneruskan beban melalui tahanan ujung ke lapisan tanah keras.

b. Friction pile

Tiang ini meneruskan beban ke tanah melalui gesekan kulit (skin friction).

2. Penggolongan Menurut Bahan

Berdasarkan bahan yang digunakan, tiang pancang dibagi atas empat bagian :
1. Tiang pancang kayu
2. Tiang Pancang Beton
- Precast reinforced concrete pile, yang penampangnya dapat berupa lingkaran, segiempat dan segi delapan.
- Precast Prestressed Concrete Pile
- Cast in Place
3. Tiang Pancang Baja, yang dapat berupa ‘H’ pile dan Pipe pile.
4. Tiang Pancang Komposit, yang dapat berupa komposit kayu-beton dan baja-beton.

PERHITUNGAN TIANG PANCANG

01. END BEARING PILE

Tiang pancang ini dipancang sampai pada lapisan tanah keras yang mampu memikul beban dan dihitung berdasarkan tahanan ujung (end bearing pile). Lapisan tanah keras ini dapat merupakan lempung keras atau batu-batuan keras. Hal yang penting untuk diperhatikan adalah :
1. Bila lapisan tanah keras tersebut terdiri dari batuan keras maka penentuan daya dukung tiang akan tergantung pada kekuatan bahan tiang itu sendiri.
2. Bila lapisan tanah keras tersebut terdiri dari lapisan pasir maka daya dukung tiang tersebut akan sangat tergantung pada sifat-sifat lapisan pasir tersebut, terutama kepadatan lapisan pasir ini.

Untuk menaksir gaya perlawanan lapisan tanah keras terhadap ujung tiang, cara yang banyak dilakukan di Indonesia, Belanda maupun di Eropa ialah dengan alat sondir. Dengan alat sondir kita dapat menentukan sampai berapa dalam tiang harus dipancangkan dan berapa daya dukung lapisan keras tersebut terhadap ujung tiang.

KEMAMPUAN TIANG
a. Terhadap Kekuatan Tiang
Ptiang = sbahan x Atiang
dimana :
Ptiang = kekuatan yang diizinkan pada tiang pancang ( kg )
sbahan = tegangan tekan izin bahan tiang (kg/cm2)
Atiang = luas penampang tiang pancang ( cm2 )
b. Terhadap Kekuatan Tanah
1. Berdasarkan Konus
Qtiang = Atiang x  P/3  
dimana :
Qtiang = daya dukung keseimbangantiang ( kg )
P = nilai konus dari hasil sondir (kg/cm2 )
3 = Faktor Keamanan
Nilai konus yang dipakai untuk menentukan daya dukung tiang ini sebaiknya diambil rata-rata dari nilai konus pada kedalaman :
 4d diatas ujung bawah tiang
 4d dibawah ujung tiang, dimana “ d “ adalah diameter tiang
2. Berdasarkan Rumus Terzaghi
Qtiang = Atiang x q/3
dimana :
Qtiang = daya dukung keseimbangan tiang (kg)
Atiang = luas penampang tiang (cm2 )
q = daya dukung keseimbangan tanah (kg/cm2)
3 = faktor keamanan

02.FRICTION PILE

Bila lapisan tanah keras letaknya sangat dalam sehingga pemancangan tiang sampai lapisan tanah keras sukar dilaksanakan, maka daya dukungnya dapat dihitung berdasarkan daya lekatan tiang dengan tanah (cleef). Besarnya gaya lekatan antara tiang dengan tanah dapat diukur dengan percobaan sondir dengan memakai alat bikonus. Alat bikonus ini selain dapat mengukur perlawanan ujung, juga dapat pula mengukur gaya lekatan antara konus dengan tanah. Gaya ini disebut hambatan pelekat dan dalam grafik biasanya harga-harganya dijumlahkan sehingga diperoleh jumlah hambatan pelakat, yaitu jumlah pelekatan permukaan tanah sampai pada kedalaman yang bersangkutan.

KEMAMPUAN TIANG
1. Berdasarkan Hasil Sondir
Qtiang = O x L x c/5
dimana :
Qtiang = daya dukung tiang (kg)
L = keliling tiang yang masuk ke dalam tanah (cm)
c = harga cleff rata-rata (kg/cm2)
5 = angka keamanan
2. Secara Teoritis dengan Perumusan :
Qtiang = c.Nc.A  +  k.c.O.l
dimana :
Qtiang = daya dukung tiang
A = luas penampang tiang pancang
L = keliling tiang
c = kekuatan geser tanah (indrained)
Nc = faktor daya dukung
k = nilai perbandingan antar gaya pelekatan dengan kekuatan geser tanah.

03. END BEARING AND FRICTION PILE

Jika kita memancang tiang sampai ke tanah keras melalui lapisan lempung, maka daya dukungnya dapat diperhitungkan berdasarkan tahanan ujung (end beraing) dan cleef (friction pile) serta juga dapat diperhitungkan terhadap kekuatan bahan tiang pancang.

Gambar 3.2. Sketsa tiang pancang

KEMAMPUAN TIANG
a. Terhadap Kekuatan Bahan Tiang
Ptiang = Bahan . Atiang
dimana :
Ptiang = kekuatan yang diijinkan pada tiang poancang (kg)
sbahan = tegangan tekan ijin bahan tiang (kg/cm2)
A = luas penampang tiang pancang ( cm2 )
b. Terhadap Kekuatan Tanah
1. Beban Sementara
Qtiang = (Atiang.P)/2 + (O.l.c)/5
2. Beban Tetap / Statis
Qtiang = Atiang.P/3 + O.l.c/5

3. Beban Dinamis
Qtiang = Atiang.P/5 + O.l.c/8
dimana :
Qtiang = daya dukung keseimbangan tiang (kg)
P = nilai konus dari hasil sondir (kg/cm2 )
O = keliling tiang pancang (cm)]
l = panjang tiang pancang yang berada dsa;lam  tanah (cm)
c = harga cleef rata-rata (kg/cm2 )
Beban yang dapat dipikul tiang adalah : N  Ptiang  dan N  Qtiang

04. TIANG PANCANG KELOMPOK (PILE GROUP)

Diatas pile group biasanya idiletakkan suatu poer (footing) untuk mempersatukan kelompok tiang tersebut. Dalam perhitungan, poer dianggap/dibuat kaku sempurna sehingga :
 Apabila beban yang berkerja pada kelompok tiang tersebut menimbulkan penurunan maka setelah penurunan, poer tetap merupakan bidang datar.
 Gaya-gaya yang bekerja pada tiang berbanding lurus dengan penurunan tiang-tiang tersebut.

Jarak antara tiang-tiang dalam kelompok disyaratkan S  2.5 D atau   S  3D, dimana S adalah jarak masing-masing tiang dalam kelompok (Spacing) dan D adalah diameter tiang.

Gambar 3.3. Jarak tiang-tiang dalam suatu kelompok tiang

Biasanya disyaratkan jarak antara dua tiang dalam kelompok tiang adalah minimum 0.6 m dan maksimum 2 m.

A. KELOMPOK TIANG PANCANG YANG MENRIMA BEBAN NORMAL SENTRIS

Dalam hal ini beban yang diterima oleh tiap-tiap tiang pancang adalah :
N = V/n
dmana :
N = beban yang diterima oleh tiap-tiap tiang pancang
V = resultante gaya-gaya normal yang bekerja secara sentris
n = jumlah tiang pancang

Gambar 3.4. Sketsa kelompok tiang

B. KELOMPOK TIANG PANCANG YANG MENRIMA BEBAN NORMAL EKSENTRIS

Beban normal eksentrisitas dapat diganti menjadi beban normal sentris ditambah dengan momen.

1. Akibat beban normal sentris
Pv = V/n
2. Akibat beban momen karena poer dianggap kaku sempurna maka momen dibagikan ke tiang-tiang pancang yang letaknya terjauh dari titik berat kelompoknya akan menerima beban yang maksimum atau  minimum.
P2 : P1 = X2 : X1
P2 = X2 . P1/X1  

Gambar 3.5. Sketsa kelompok tiang

analog :   P3 = X3 . P1/X1
P4 = X4 . P1/X1
M = P1X1 + P2X2 + P3X3 + P4X4
= P1X1 + P1X22/X1 + P1X32/X1 + P1X42/X1
= (P1/X1 ).( X12 + X22 + X32 + X42 ) = ( P1/X1 ).X2
P1 = M . X1/x2 diterima oleh dua tiang karena dalam hal ini pada baris 1 dalam arah Y ada 2 buah tiang.
Sehingga untuk satu tiang :
P1 = (M . X1) / (2X2)
Secara umum beban maksimum yang diterima oleh tiang pancang yang letaknya terjauh adalah :
PM  =  Mx max / (ny x2)
Jadi total beban maksimum yang diterima oleh tiang pancang adalah :
Pmax = Pv + Pm
Pmax = V/n    Mx max / ny.x2
dimana :
Pmax = beban maksimum yang diterima tiang pancang
V = jumlah total beban-beban vertikal/normal
N = jumlah tiang pancang
M = momen yang bekerja pada kelompok tiang tersebut
ny = jumlah tiang dalam satu baris pada arah sumbu y (tegak bidang momen)
X2 = jumlah kuadrat jarak tiang-tiang ke pusat berat kelompok tiang

C. KELOMPOK TIANG YANG MENERIMA BEBAN NORMAL SENTRIS DAN MOMEN YANG BEKERJA PADA DUA ARAH

Gambar 3.6. Kelompok tiang dengan beban normal sentris dan momen yang bekerja pada dua arah

Pmax = V/n  (My Xmax)/(ny x2)  (Mx Ymax)/(nx y2)
dimana :
Pmax = beban maksimum yang diterima tiang pancang
V = jumlah total beban normal
Mx = momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu x
My = momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu y
n = jumlah tiang pancang dalam kelompok (pile group)
Xmax = absis terjauh tiang pancang terhadap titik berat kelompok
Ymax = ordinat terjauh tiang pancang terhadap titik berat kelompok
ny = jumlah tiang pancang dalam satu baris dalam arah sumbu y
nx = jumlah tiang pancang dalam satu baris dalam arah sumbu x
X2 = jumlah kuadrat absis-absis tiang pancang.
Y2  = Jumlah kuadrat ordinat-ordinat tiang pancang.

DAYA DUKUNG KELOMPOK TIANG (PILE GROUP)

Tiang pancang dalam kelompok (pile group) menurut cara pemindahan beban ke tanah dapat dibagi dalam 2 bagian yaitu :
a. Kelompok Tiang Yang Terdiri dari “ Point Bearing Pile”
Tiang-tiang pancang dalam kelompok ini dipancang sampai mencapai tanah keras sehingga perhitungan daya dukung tiang ini berdasarkan pada tahanan ujung (end bearing). Dalam hal seperti ini maka kemampuan tiang dalam kelompok tiang adalah sama dengan kemampuan tiang yang berdiri sendiri dikalikan dengan banyaknya tiang.
Qpg = n . Qs
dimana :
Qpg = daya dukung kelompok tyiang (pile group)
Qs = daya dukung yang berdiri sendfiri (single pile)
n = banyaknya tiang pancang
b. Kelompok Tiang Yang Tediri Dari Friction Pile
Tiang–tiang dalam kelompok ini tidak dipancang sampai mencapai tanah keras oleh karena lapisan tanah keras letaknya terlalu dalam sehingga pemancangan tiang sampai lapisan tanah keras tersebut tidak mungkin atau sukar pelaksanaannya. Jika kelompok tiang ini dipancang dalam lapisan lempung atau lanau yang kemungkinan harga konusnya sama dengan nol, maka daya dukung kelompok tiang pancang dihitung berdasarkan cleef dan konus. Untuk menghitung daya dukung kelompok tiang atau pile group berdasarkan cleef dan konus ada bebarapa perumusan, antara lain :
1. Berdasarkan Perhitungan Daya Dukung Tanah Direktorat Jenderal Bina Marga Dept. PUTL
a. Tekanan maksimum yang dapat ditahan pada dasar kelompk tiang
b. Perlawanan geser (shear resistance) pada permukaan luar keliling kelompok tiang tersebut. Daya dukung keseimbangannya adalah :
Qt = C . Nc . A   +   2 (B+Y) l . c
Daya dukung kelompok tiang yang diijinkan adalah :
Qpg = Qt/3 = 1/3.(C.Nc.A + 2(B+Y)l.c)
dimana :
Qpg = daya dukung yang diijinkan pada kelompok tiang
Qt = keseimbangan pada kelompok tiang
3 = faktor keamanan
c = kekuatan geser tanah (indrained)
Nc = faktor daya dukung tanah    …. menurut Skempton
A = luas kelompok tiang   B x Y
B = lebar kelompok tiang pancang
Y = panjang kelompok tiang–pancang
l = dalam tiang pancang
Daya dukung kelompok tiang dapat juga dihitung berdasarkan beban yang diijinkan diatas satu tiang .
Qpg = n . Qa
dimana :
Qpg = daya dukung yang diijinkan pada kelompok tiang pancang
n = jumlah tiang pancang
Qa = beban yang diijunkan pada satu tiang pancang

2. Berdasarkan Efisiensi Kelompok Tiang Pancang (Pile Group)
disyaratkan :
s  (1.57d.m.n)/(m + n – 2)
dimana :
s = jarak antara tiang (as–as)
d = diameter tiang pancang
m = banyaknya baris
n = jumlah tiang pancang per baris

Gambar 3.7. Kelompok tiang

Efisiensi satu tiang dalam keompok dapat dihitung sebagai berikut :

Eff. N = 1 -                        
dimana :
 = arc tan d/s   ……. ( Derajat )

    Demikian Penjelasan saya mengenai Jenis-jenis Pondasi Bangunan. Semoga bermanfaat bagi yang membacanya. Syalom, Terimakasih.