Penentuan daya dukung pondasi dari hasil sondir (CPT)   22 comments


Daya dukung pondasi dapat ditentukan dari hasil perhitungan sondir,lihat pembahasan tentang sondir dalam blog ini, dan tujuan perhitungan daya dukung ini dipergunakan untuk menentukan klas tanah (Soil Class) dan juga menentukan tipe pondasi yang akan didesain. Ada dua tipe pondasi yang biasa didesain yaitu tipe pondasi dangkal (shallow foundation) ataupun pondasi dalam (deep foundation).

Pondasi dangkal yang sering digunakan pada proyek TL di Indonesia , antara lain :
Pondasi Telapak (yaitu tipe Pad & Chimney), istilah dalam teknik sipil biasa disebut dengan spread foundation (pondasi telapak menyebar) yang berbentuk bujur sangkar pada dasar pondasi;
Pondasi Raft atau Mat Foundation, atau dikenal dengan nama pondasi gabungan pada keempat kaki tower;
Pondasi Enlarged Pad and Chimney yaitu pondasi dengan tipe pad yan diperbesar (enlarged) dan seringkali digunakan untuk menggantikan tipe pondasi raft;dan ada
Pondasi sumuran (drilled shaft) yang umum dilaksanakan dimana pada kedalaman yang cukup dangkal terdapat lapisan batuan lunak (soft rock) yang cukup tebal, kadangkala berbentuk blok yang dipasang miring mengikuti stub tower;
Pondasi angkur (anchorage type), dimana kaki menara (tower leg atau stub) dianggap sebagai angkur dan ditancapkan kedalam lapisan batuan keras/batuan yang masif /solid (hard rock) dan dilapisi mortar (grouting) pada semua sisi yang terpendam kedalam tanah.

Pondasi dalam yang sering dipakai pula adalah pondasi pancang, apakah bored pile (pancang bor) atau tiang pancang(driven pile), driven pile bisa terdiri dari besi H (steel profile H-beam) ataupun pre-cast prestressed concrete pile, dengan penampang pile berbentuk bulat, bujur sangkar atau segitiga sama sisi.

Kedalaman pondasi dangkal ditentukan berdasarkan panjang stub tower yang masuk kedalam tanah, umumya berkisar 3,5 m sampai dengan 4 meter. Kedalaman ini disebut dengan design depth (kedalaman rancangan). Untuk jenis tertentu untuk pondasi raft(mat) kedalaman bisa hanya sampai 2- 2,5 m saja, karena tanah dipermukaan yang relatif lunak ketika digali.

Kedalaman pondasi dalam biasanya lebih dari 7 m. Kedalaman pemancangan ditentukan berdasarkan letak kedalam lapisan yang memiliki daya dukung yang cukup atau sampai mencapai lapisan tanah keras. Kadang kedalamannya sampai dengan 25 meter untuk bored pile, efektifnya kira-kira 18m, dan lebih dari 25 m untuk tiang pancang

Untuk penentuan daya dukung bagi pondasi dangkal adalah dengan mengambil langsung (directly) nilai daya dukung ujung konus, qc (cone point resistance), walupun diijinkan secara tidaklangsung (indirectly) yaitu dengan pengambilan nilai CPT untuk dikonversikan ke dalam metode SPT (standard Penetration Test). Dalam penentuan daya dukung dari hasil uji CPT (cone penetration test) kita dapat mengambil dari berbagai referensi. Ada banyak buku yang menjelaskan bagaimana menghitung daya dukung tanah untuk pondasi, antara lain buku dari Pak Bowles (alm), yang sampai saat ini terakhir adalah edisi ke-5, dan tiap-tiap edisi ada perubahan baik penambahan ataupun penghapusan dari rangkuman berbagai teori dari para dedengkot yg mendalami “kasus” penyondiran, namun buku Bowles ini masih dianggap sebagai “buku sakti” pegangan para mahasiswa teknik sipil. Buku lainnya sekelas dengan Joseph Bowles ini adalah buku Donald P. Coduto dan Braja M. Das, yang juga merangkum hasil penelitian beberapa ahli, ahli tersebut adalah seperti Terzaghi (Father of Soil Mechanic), Meyerhoff, Schmertmann, Begemann, Hansen, Vesic dll. Ahli mana yang benar, wallahu alam, jangan nanya saya. Selagi ada yang namanya Safety Factor (angka faktor keamanan) yg disarankan oleh ahli-ahli tanah ini, mudah-mudahan para engineer untuk desain pondasi paling tidak bisa “tidur nyenyak” tanpa kekhawatiran berlebihan terhadap hasil penentuan daya dukung tanah dan hasil rancangannya.

Dari Meyerhoff (1956, 1965) mengusulkan untuk menentukan estimasi bearing capacity (daya dukung) izin tanah dengan asumsi penurunan (setlement) pondasi sebesar 25mm, tanpa memperhatikan faktor lebar bawah pondasi telapak adalah :

qa = qc / 30, satuan qc dalam kPa atau kg/cm²

angka 30 dianggap sangat konservatif (aman), dan bisa dipakai nila berkisar 10 – 60 tergantung dari pengalaman lokal (local experience). Oleh PLN diijinkan untuk mengambil angka kisaran 20-40.

Dari Schmertmann (1978) dan Awkati, mengusulkan untuk pondasi telapak berbentuk bujur sangkar, dengan Kedalaman pondasi (D)/lebar pondasi (B) <= 1.5, dan qc adalah nilai rata-rata nilai q pada kedalaman B/2 diatas design depth dan 1.1B dibawah design depth, maka daya dukung ultimate :

pada tanah granular (berbutir/sand)) : qu = 48 – 0.009(300-qc)^1.5 (catatan. notasi ^ adalah operasi pangkat, kalau ditulis misalnya 2^3 = 2 x 2 x 2)

pada tanah lempung (clay):qu = 5 + 0.34.qc (disini bila qc = 0, tanah masih punya daya dukungnya)

untuk selanjutnya , dalam mencari qa (daya dukung izin atau gross allowable bearing capacity), maka nilai qu harus dibagi dengan safety factor (SF) yang nilainya biasa diambil 3.

qa = qu/SF = qu/3

Dalam penentuan qc ada beberapa metode, seperti dengan mengambil langsung dari qc sondir pada kedalam rencana dasar pondasi, misalnya direncanakan kedalama pondasin 4 meter, maka langsung diambil qc hasil pada kedalaman 4m, dan ada yang mengambil secara rata-rata qc (atau qc average), dengan jarak beberapa meter diatas design depth dan dan beberapa meter dibawah design depth, jarak ini bervariasi, tergantung keyakinan engineer dan disetujui oleh klien(owner) ataupun konsultan.

Untuk penentuan daya dukung tanah (berang capacity atau bearing pressure), disarankan untuk banyak membaca berbagai referensi, dan mengambil referensi yang tentu saja memuaskan dari sisi ekonomis dan waktu dan dapat meyakinkan klien, karena penetuan daya dukung CPT ini masih dianggap semacam “ilmu hitam”, tidak mnegherankan kalau saja di Amerika masih jarang memakai data hasil CPT dan lebih cenderung menggunakan data SPT, namun penggunaan untuk konstruksi2 tertentu masih diijinkan disana seiring dengan berkembangnya metode ini.

Dari grafik sondir bila terdapat suatu lapisan pada kedalaman tertentu yang daya dukungnya membesar tiba-tiba/ekstrim (ataupun menurun), biasanya diabaikan dalam mengambil nilai qc pada kedalam tersebut, dan dianggap bahwa hanya terdapat lapisan tipis saja yang mempunyai daya dukung dengan nilai istimewa tersebut. Maka nilai qc mengikuti nilai qc yang cenderung mirip dengan lapisan diatas dan dibawahnya, misalnya qc (kg/cm²) pada 2,2 m = 30, kemudian 2,4 m = 90, dan 2,6 m = 40, maka dianggap qc pada 2,4 m dianggap rata2 qc pada 2,2, dan 2,6 m saja yaitu (30+40)/2 = 35.

Bila dari hasil grafik sondir, dimana lapisan tanah “keras” atau tanah yang mempunyai lapisan pendukung cukup besar terletak pada kedalaman lebih dari design depth untuk pondasi dangkal (lebih dari 4 m) dan katakanlah lebih dari 10 m, maka perhitungan daya dukung pondasi menggunakan perhitungan daya dukung pondasi dalam (pile foundation). Pile yang dipergunakan adalah tiang pancang dengan permukaan berbentuk lingkaran baik driven ataupun tipe bored. Kedalaman pemancangan diambil pada kedalaman yang cukup sampai ujung tiang berada kira-kira 1 D dibawah lapisan tanah keras, hal ini dianggap pancang mengandalkan tahanan ujung (end bearing capacity), jika lapisan tanah keras sangat dalam sekali sehingga ujung tiang tidak mencapai lapisan tanah keras yang memadai, maka pancang bekerja berdasarkan tahanan geser (side friction), namun pada prakteknya seringkali kedua tahanan tersebut itu digabungkan untuk mencari daya dukung pondasi dalam.

Formulasi yang banyak dipakai dalam penentuan daya dukung pancang tunggal (single) adalah :

qa = qc.Ap/SF1 + JHP. Φ/SF2, dimana :

qc = nilai konus, qc rata-rata yang diambil berdasarkan saran ahli tanah, antara lain (pilih salah satu)
Mayerhoff:  nilai qc diantar rentang 4D diatas sampai 4D dibawah dari ujung tiang, dan D adalah diameter tiang pancang;
Van der Vee : nilai qc diantara rentang 3.75 D diatas sampai dengan D dibawah ujung tiang.

Ap = luas penampang tiang = 1/4 π D²
JHP = Jumlah Hambatan Pelekat
Φ = keliling tiang = π D
SF1 = angka kemananan daya dukung ujung tiang, nilai yang disarankan adalah 3; dan
SF2 = angka keamanan daya dukung geser tiang, nilai yang disarankan adalah 5

Walaupun dalam konstruksi kenyataannya bahwa pancang selalu dalam keadaan berkelompok (pile group/kelompok tiang), namun perhitungan daya dukung yang diperlukan adalah daya dukung pancang yang berdiri sendiri/tunggal (single).

(bersambung)

Posted Thursday 19 May, 2011 by Fellow in Foundation Work

22 responses to “Penentuan daya dukung pondasi dari hasil sondir (CPT)

Subscribe to comments with RSS.

  1. sumber ilmu pengetahuan bertambah lagi………….

  2. Dear Alvyn J T, terimakasih telah membaca blog ini, barangkali ada kritik/saran dalam penulisan blog ini?

  3. Thankyu pak

  4. Thanks pak, semoga yg punya blog makin sehat selalu

  5. Pada rumus : qa = qc.Ap/SF1 + JHP. Φ/SF2

    bukankah qa , qc, dan JHP memiliki satuan yang sama, yaitu berat per luasan (N/m2),
    Ap (luasan) memiliki satuan m2,
    Φ (keliling tiang) memiliki satuan m

    dan SF (1maupun2) merupakan variabel tanpa satuan???

    Lalu, jika rumusnya qa = qc.Ap/SF1 + JHP. Φ/SF2, bukankah (dari segi satuannya)
    dapat diartikan sebagai berikut :

    N/m2 = N/m2 * m2 + N/m2 * m
    N/m2 = N + N/m

    dari segi satuan, persamaan tersebut sudah tidak benar.
    Mohon penjelasan/koreksinya Pak Untung,
    mungkin interpretasi/pemahaman saya yang masih belum benar
    terima kasih…..

  6. sedikit input sdr bayu yang menanyakan mengenai persamaan qa untuk pondasi dalam. secara umum pondasi dalam/tiang terdiri dari 2 tahanan, yaitu tahanan ujung dan tahanan samping, yang berasal dari gesek/friksi dinding tiang. untuk pondasi dalam tahanan samping adakalanya memiliki niai yang lebih besar dari tahanan tip/ujung terutama pada tanah clay. dua tahanan ini dalam satuan force (N, kN, Ton kg dlsb). sehingga kapasitas ujung dalam qc dikalikan dengan Area tip,dan tahanan samping dari area fiksi/skin yaitu diamter dikali kedalaman. sehingga persamaan, qa= qujung (dari qc) + qskin (dari friction value) —>[ 0.25 pi dia pile^2 x qc ] / FS tip + [pi x dia pile x depth of pile x friction resistance]/FS2 —> qa on (force dimension N,kN,kg ton dll), CMIIW thanx

  7. Terimakasih pak….
    Untuk persamaannya….

  8. Quote:
    —————————————————————————————————————————-
    Dari Meyerhoff (1956, 1965) mengusulkan untuk menentukan estimasi bearing capacity (daya dukung) izin tanah dengan asumsi penurunan (setlement) pondasi sebesar 25mm, tanpa memperhatikan faktor lebar bawah pondasi telapak adalah :

    qa = qc / 30, satuan qc dalam kPa atau kg/cm²

    angka 30 dianggap sangat konservatif (aman), dan bisa dipakai nila berkisar 10 – 60 tergantung dari pengalaman lokal (local experience). Oleh PLN diijinkan untuk mengambil angka kisaran 20-40.

    Dari Schmertmann (1978) dan Awkati, mengusulkan untuk pondasi telapak berbentuk bujur sangkar, dengan Kedalaman pondasi (D)/lebar pondasi (B) <= 1.5, dan qc adalah nilai rata-rata nilai q pada kedalaman B/2 diatas design depth dan 1.1B dibawah design depth, maka daya dukung ultimate :

    pada tanah granular (berbutir/sand)) : qu = 48 – 0.009(300-qc)^1.5 (catatan. notasi ^ adalah operasi pangkat, kalau ditulis misalnya 2^3 = 2 x 2 x 2)

    pada tanah lempung (clay):qu = 5 + 0.34.qc (disini bila qc = 0, tanah masih punya daya dukungnya)

    untuk selanjutnya , dalam mencari qa (daya dukung izin atau gross allowable bearing capacity), maka nilai qu harus dibagi dengan safety factor (SF) yang nilainya biasa diambil 3.

    qa = qu/SF = qu/3
    —————————————————————————————————————————-

    Permisi pak, saya ingin bertanya mengenai pengambilan nilai daya dukung tanah ijin qa berdasar data sondir, di atas tertulis bila PLN memperhitungkan qa melalui rumusan Meyerhoff dengan rumus qc/30, namun dari rumusan Schmertmann (1978) dan Awkati terdapat rumus yang berbeda. Setelah saya coba kedua rumus tersebut saya mendapatkan rumusan Meyerhoff hanya memberikan daya dukung sekitar 1/10 dari daya dukung Schmertmann (1978) dan Awkati, jadi yang saya ingin tanyakan sebaiknya kita menggunakan rumusan yang mana?

    Contoh perhitungan:

    qc = 14 kg/cm2

    - Rumus Meyerhoff : qa = (5 + 0.34 * 14) / 3 = 3.2533 kg/cm2

    - Rumus Schmertmann (1978) dan Awkati : qa = 14 / 30 = 0.4667 kg/cm2

    Terima Kasih.

  9. REVISI: *Kesalahan penulisan nama ‘Meyerhoff’ dengan ‘Schmertmann (1978) dan Awkati’ pada contoh perhitungan

    Quote:
    —————————————————————————————————————————-
    Dari Meyerhoff (1956, 1965) mengusulkan untuk menentukan estimasi bearing capacity (daya dukung) izin tanah dengan asumsi penurunan (setlement) pondasi sebesar 25mm, tanpa memperhatikan faktor lebar bawah pondasi telapak adalah :

    qa = qc / 30, satuan qc dalam kPa atau kg/cm²

    angka 30 dianggap sangat konservatif (aman), dan bisa dipakai nila berkisar 10 – 60 tergantung dari pengalaman lokal (local experience). Oleh PLN diijinkan untuk mengambil angka kisaran 20-40.

    Dari Schmertmann (1978) dan Awkati, mengusulkan untuk pondasi telapak berbentuk bujur sangkar, dengan Kedalaman pondasi (D)/lebar pondasi (B) <= 1.5, dan qc adalah nilai rata-rata nilai q pada kedalaman B/2 diatas design depth dan 1.1B dibawah design depth, maka daya dukung ultimate :

    pada tanah granular (berbutir/sand)) : qu = 48 – 0.009(300-qc)^1.5 (catatan. notasi ^ adalah operasi pangkat, kalau ditulis misalnya 2^3 = 2 x 2 x 2)

    pada tanah lempung (clay):qu = 5 + 0.34.qc (disini bila qc = 0, tanah masih punya daya dukungnya)

    untuk selanjutnya , dalam mencari qa (daya dukung izin atau gross allowable bearing capacity), maka nilai qu harus dibagi dengan safety factor (SF) yang nilainya biasa diambil 3.

    qa = qu/SF = qu/3
    —————————————————————————————————————————-

    Permisi pak, saya ingin bertanya mengenai pengambilan nilai daya dukung tanah ijin qa berdasar data sondir, di atas tertulis bila PLN memperhitungkan qa melalui rumusan Meyerhoff dengan rumus qc/30, namun dari rumusan Schmertmann (1978) dan Awkati terdapat rumus yang berbeda. Setelah saya coba kedua rumus tersebut saya mendapatkan rumusan Meyerhoff hanya memberikan daya dukung sekitar 1/10 dari daya dukung Schmertmann (1978) dan Awkati, jadi yang saya ingin tanyakan sebaiknya kita menggunakan rumusan yang mana?

    Contoh perhitungan:

    qc = 14 kg/cm2

    - Rumus Schmertmann (1978) dan Awkati : qa = (5 + 0.34 * 14) / 3 = 3.2533 kg/cm2

    - Rumus Meyerhoff : qa = 14 / 30 = 0.4667 kg/cm2

    Terima Kasih.

  10. Dalam blog ini saya hanya memberikan beberapa contoh tentang perumusan daya dukung tanah yang dilakukan beberapa ahli (kebanyakan dari luar negeri) yang tentunya menggunakan alat ukur tertentu dan asumsi-asumsi, metode statistik dan sample tanah di daerah2 tertentu pula. Ada hal praktis yg saya pikir cukup aman dimana berdasarkan engineering judgement oleh engineer menggunakan rumusan2 tertentu, dalam hal ini pengalaman saya dengan menggunakan rumusan dari Pak Meyerhoff qa=qc/30 memberikan hasil cukup memuaskan untuk desain2 pondasi saya. Tentu saja banyak jurnal penelitian yg meberikan pendapat yg berbeda mengenai hal ini seiring dengan perkembangan ilmu dan konstruksi pondasi dari peralatan yang dipikulnya, namun pengalaman jualah yang memberikan kontribusi besar dalam perhitungan dengan sejumlah asumsi2nya. Catatan untuk satuan qc tergantung dari alat yg digunakan dan angka 30 adalah bilangan yng tidak mempunyai satuan, bila qc dalam kg/cm2 maka qa juga menggunakan satuan yg sama. Demikian penjelasan saya, barangkali ada teman2 yg bisa memberikan pencerahan terkait dengan perhitungan daya dukung tanah. Terimakasih.

  11. saya ingin menanyakan nilai jhp yang diambil hanya pada kedalaman yang ditetapkan atau yang dipakai nilai jhp rata2 sepanjang tiang tersebut seperti ddt jika menggunakan luciano decourt dengan rumusan menggunakan spt

  12. jika saya melihat form hasil dcpt , nilai jhp dengan satuan kg/cm …. man yang benar kg/cm2 atau kg/cm .. mohon penjelasannya…
    Sekian. terima kasih

  13. malam pak,
    untuk daya dukung boredpile yang diambil dari CPT rumus dasarnya apa ya..?
    dan untuk mencari nilai spring, dari CPT bisa tidak…?

    terimakasih,

  14. pak untuk menghitung daya dukung lateral tiang pancang pakai metode hansen dan broms gmn yaaa…..
    rumus yang mudah ada gk ya…

  15. Asw.mf pak tolong dijelaskan dengan memakain perhitungan DDT ditampilkan dalam daftar tabel dan plo grafik.untuk JHL itu paka satuannya kg/cm, klo gak salah saya itu didapat dari hasil hitungan qc; sf, tsf. sedangkan untuk perhitungan DDT yang tampil Qp;Qs;dan Qi vs depth dalam bbrp variable diameter tiang mungkin msh memakai metode hansen dan Mayerhoff, terima kasih pak

  16. Terima kasih mf ada tulisan yg ketingalan pada tek Banyak yang harus saya berguru sam bapak Wass

  17. Terimakasih atas isi komentar, dari pembaca blog ini, khusus untuk pertanyaan sdr Bayu rasanya sdh terjawab oleh sdr Friski CN, dimana untuk JHP satuannya bisa digunakan N/m.atau kg/cm. Kapaistas tiang pancang punya satuan N ataupun kg.

  18. Utk Sdr Jamasri, untuk menghitung daya dukung lateral dengan metode broms memang agak ruwet saya sependapat, tetapi bila sekali kita menggunakan bantuan program komputer mungkin jadi lebih mudah, Perlu diingant bahwa pak Broms menggunakan metode ini hanya untuk menghitung 1 lapisan tanah yang punya sifat sama (homogen), perlu diperhatikan perhitungan untuk tiang pancang yg tertanam dalam berbagai lapisan dengan sifat yg berbeda.

  19. Perhitungan daya dukung tanah utk bore pile/pancang didekati dengan tahanan ujung (end bearing) dan tahanan lekat (friction). Perhitungan end bearing dan friction ini harusnya mempertimbangkan jenis tanah (lempung atau pasir) dan jenis test dan alat testnya.

  20. @AR Lubis, Setuju atas komentar pak Lubis, Memang banyak metode dalam penentuan daya dukung, namun demikian disini akan ditampilkan metode praktis saja, untuk memperluas wawasan dapat dibaca pada beberapa buku mengenai geoteknik, mekanaka tanah dan pondasi

  21. permisi pak. boleh saya minta alamat emailx? ada data pile cap yang ingin saya tanyakan

  22. @jar..boleh silahkan di untungsuprayitno@gmail.com aja

Berikan komentar atau pesan anda

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 25 other followers

%d bloggers like this: