Teknik Pondasi:Pengertian,Jenis Pondasi Dan Analisa

Seperti tulisan yang telah dibuat sebelumnya, dalam blog ini disusun dengan maksud untuk melengkapi materi yang masih sulit dijumpai. Sumber dari materi ini dapat dijadikan pegangan bagi para mahasiswa baik, dari strata1/S1, magister/S2 dan lainnya dalam mata kuliah teknik sipil yang sekaligus dapat dijadikan referensi yang sangat berguna bagi para perancang dan pengawas pelaksanaan pembangunan gedung maupun jembatan atau infrastruktur yang lain dalam merancang dan membangun. 

Materi yang disajikan merupakan informasi data yang penting, yang sangat dibutuhkan dalam perancangan konstruksi pada umumnya, penulis memaparkan teori dan pembahasan secara sederhana namun lengkap dan tersetuktur dengan tujuan untuk mempermudah pemahaman teori yang diberikan.

Struktur bangunan terdiri atas elemen struktur yang berada di bagian bawah tanah, dan elemen struktur yang ada di bagian atas bangunan, dalam suatau bangunan konstruksi baik gedung dan jembatan ada yang disebut bangunan atas dan bangunan bawah, salah satu dari bangunan sipil adalah elemen pondasi yang berada di bangunan bawah, ketika menjumpai istilah pondasi tentu dibenak kita bertanya, Apa yang dimaksud pondasi?,hal apa yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan jenis pondasi?, maka dari itu penulis disini memaparkanya.

Definisi Pondasi

Pekerjaan Pondasi

Pondasi adalah salah satu elemen struktur bawah bangunan yang langsung berhubungan dengan tanah yang berfungsi menyalurkan beban dari struktur diatasnya ke lapisan tanah pendukung atau batuan yang berada di bawahnya. Pondasi dikatakan bagian terendah dari bangunan oleh sebab itu beban dari bangunan diatasnya seperti beban mati, beban hidup, beban angin disalurkan melalui element struktur horizontal atau vertikal ke pondasi yang selanjutnya beban tersebut dilanjutkan ke tanah dasar.

Klasifikasi Pondasi

1)  Pondasi Dangkal

Terdapat dua klasifikasi pondasi, yaitu pondasi dangkal dan pondasi dalam. pondasi dangkal didefinisikan sebagai pondasi yang mendukung bebannya secara langsung, seperti: pondasi telapak, pondasi memanjang dan pondasi rakit. Pondasi dangkal digunakan apabila kedalaman tanah baik tidak begitu dalam yaitu antara 0,6 sampai 2 meter, serta kapasitas dukung tanah relatif baik (>2.0 kg/cm2). Secara umum pondasi dangkal memberikan biaya lebih murah dibandingkan jenis pondasi lainya.

Untuk Perencanaan dimensi secara langsung, dapat ditentukan dengan rumus:

D/B ≤ 1-4

Dimana:

D = Kedalaman pondasi diukur dari alas pondasi sampai permukaan tanah

B = Lebar alas pondasi

Sedangkan luas alas pondsai dihitung sedemikian rupa sehingga tekanan yang terjadi pada tanah dasar tidak melampui kapasitas dukung ijin tanah α ≤ α ijin, dan luas alas pondasi ditentukan dengan rumus:

A = P/α

Dengan:

A = Luas alas pondasi

P = Beban yang bekerja pada kolom yang didukung pondasi

α = tekanan yang terjadi pada tanah

Perencanaan dimensi pondasi paling hemat apabila dibuat sedemikian rupa sehingga resultan gaya-gaya yang bekerja melalui pusat berat alas pondasi. Berikut ini digambarkan ragam dari pondasi telapak. Pondasi Telapak terbagi menjadi dua yaitu Pondasi tumpuan dan Pondasi Pelat/Rakit/mat.

a)  Pondasi Tumpuan Meliputi:

-    Pondasi Menerus

-    Pondasi Kombinasi

-    Pondasi Setempat

b)  Pondasi Pelat/rakit/mat Meliputi:

-    Pelat Datar

-    Pelat dengan pertebalan dibawah kolom

-    Pelat dengan balok pengaku dua arah

-    Pelat datar dengan kolom pendek

-    Pelat dengan struktur seluler

-    Pondasi Pelat terapung

c)  Daya Dukung Pondasi Dangkal

Daya dukung ultimit (qult) didefinisikan sebagai beban maksimum per satuan luas dimana tanah masih mendukung beban tanpa mengalami keruntuhan.

Rumus Terrazaghi

qult = C. Nc+ yb. Nq. Df + 0,5.yb. B. Ny

dimana:

qult   = daya dukung ultimit pondasi

C     = Cohesi Tanah

Yb    = Berat Volume Tanah

Df    = Kedalaman Dasar Pondasi

B     = Lebar Pondasi dianggap 1 meter

Nc,Nq,Ny    = Faktor daya dukung terrazaghi ditentukan oleh besar sudut geser dalam setelah kita mendapatkan nilai daya dukung ultimit tanah (qult).

Langkah selanjutnya menghitung daya dukung ijin tanah yaitu:

q = qult/SF

dimana:

q     = Daya dukung ijin tanah

qult   = Daya dukung tanah ultimit

SF    = Faktor keamanan biasanya nilainya diambil tiga.

2)  Pondasi Dalam

Pondasi dalam didefinisikan sebagai pondasi yang meneruskan beban bangunan ke tanah keras atau batu yang terletak relatif jauh dari permukaan, pondasi tiang pancan dan pondasi sumuran merupakan pondasi dalam yang umum digunakan dilapangan, kecuali proses mobilisasi kendaraan dengan medan yang cukup sulit, penggunaan bore pile sebagai alternative penggunaan pondasi dalam. Pondasi dalam digunakan jila lapisan tanah keras atau lapisan tanah dengan daya dukung yang memadai berada pada kedalaman tanah yang cukup dalam dari permukaan dan pada lapisan tanah atas berupa tanah lunak, sehingga mengharuskan pondasi dipancang mencapai lapisan tnah keras tersebut.

Baca: Perhitungan Tangga Lengkap

a)  Daya Dukung Pondasi Dalam

Perhitungan daya dukung dikaitkan dengan proses perencanaan harus memperhatikan kondisi tiang pada lapisan tanah, apakah tiang tersebut tertahan pada ujungnya (point bearing pile) saja atau tertahan oleh pelekatan antara tiang dan tanah (friction pile) dan tertahan pada ujungnya (point bearing pile). Tiang jenis ini dimasukan sampai lapisan tanah keras sehingga beban bangunan dipikul oleh lapisan ini. Lapisan tanah keras ini boleh terdiri dari bahan apa saja, meliputi lempung keras sampai batuan tetap.

Penentuan daya dukung dilakukan dengan melihat jenis tanah apa yang terdapat dalam lapisan tanah keras tersebut. Jika lapisan tanah keras merupakan batu keras, maka penentuan daya dukung menjadi mudah, yaitu menghitung kekuatan tiang sendiri atau dari nilai tegangan yang diperoleh pada bahan tiang. Jika lapisan tanah kerasnya berupa lempung, keras atau pasir maka daya dukung tiang amat tergantung pada sifat – sifat lapisan tanah tersebut (terutama kepadatanya), dalam hal ini cara yang baik dan sederhana untuk maksud ini adalah dengan alat sondir.

Dengan menggunakan data sondir, dapat diketahui pada kedalaman berapa tiang harus dimasukan dan daya dukung pada kedalaman tersebut. Daya dukung dapat dihitung langsung dari nilai konus tertinggi dari hasil sondir melalui persamaan:

Q tiang = A tiang/3

Dimana:

Q tiang     = daya dukung keseimbangan (kg)

A tiang     = Luas permukaan tiang (cm2)

P           = Nilai conus hasil sondir (kg/cm2)

3           = Faktor keamanan

Macam - Macam Contoh Tipe Pondasi

Jenis pondasi dan bentuk nya sendiri ditentukan oleh fator tertentu seperti berat beban bangunan yang ditopang, atau bisa juga oleh faktor keadaan tanah disekitar area yang akan dibangun pondasi, lebar pondasi juga ditentukan oleh berat bangunan yang akan ditopang.

Jika keadaan tanah disekitar area pondasi tidak rata atau memiliki kemiringan sampai melebihi 10% maka pondasi biasanya akan disesuaikan dengan keadaan tanah tersebut yaitu dibuat rata atau dibentuk bertangga dengan bagian bawah dan atas sama rata.

1)  Pondasi Telapak

Adalah Pondasi yang berdiri sendiri dalam mendukung kolom merupakan adalah pondasi struktural yang mendukung untuk mengatasi beban individual, yaitu beban yang langsung dialirkan dari kolom ke pondasi telapak ini, bentuk dari pondasi ini menyerupai plat seperti lapisan beton dengan ketebalan tertentu menyesuaikan kebutuhan.

Pondasi telapak ini biasanya banyak digunakan untuk bangunan lebih dari satu lantai atau bangunan dengan ketinggian atap yang tidak lazim contohnya seperti bangunan masjid, gedung sekolah, gedung olahraga dan lainya.

Komposisi untuk membuat pondasi telapak diantaranya semen, pasir, air, besi tulangan yang dirangkai, kerikil, dan kayu untuk mencetaknya, walaupun masuk dalam pondasi dangkal namun jenis pondasi ini juga cocok untuk bangunan dengan pondasi dalam, tentunya dengan spesifikasi yang disesuaikan.

2)  Pondasi Memanjang/Batu kali

Adalah pondasi yang digunakan untuk mendukung dinding memanjang atau digunakan untuk mendukung sederetan kolom yang berjarak dekat, sehingga bila dipakai pondasi telapak sisi-sisinya akan berimpit satu sama lain.

Bentuk pondasi ini secara gambar detail pondasi adalah trapesium, namun tak jarang kita temui dilapangan jennis pondasi batu kali ini berbentuk kotak, pondasi ini selain menggunakan batu kali juga bisa menggunakan batu pecah sebagai pengganti, mengingat semain susahnya untuk mendapatkan batu kali sekarang.

3)  Pondasi Rakit (raft foundation atau mat foundation)

Adalah Pondasi yang digunakan untuk mendukung bangunan yang terletak pada tanah lunak atau digunakan bila susunan kolom-kolom jaraknya sedemikian dekat di semua arahnya, sehingga bila dipakai pondasi telapak, sisi-sisinya akan berimpit satu sama lain.

Kelebihan dari pondasi ini banyak sekali diantaranya untuk mengurangi penurunan yang terjadi di area tertentu, plat beton akan mengimbangi jumlah beban yang harus dipikul sehingga bisa rata kesemua pondasi, jenis pondsi ini biasanya digunakan untuk tanah dengan keadaan lunak atau empuk yang membutuhkan plat untuk menopang beban berat.

4)  Pondasi Sumuran

Merupakan bentuk peralihan antara pondasi dangkal dan pondasi tiang, digunakan bila tanah dasar yang kuat terletak pada kedalaman yang relatif dalam. diameter pondasi ini antara 60 sampai 80 cm dengan kedalaman yang beragam mulai dari 1 meter hingga ada yang mencapai 5 meter.

Pondasi ini biasanya digunakan untuk kondisi tanah yang labil seperti tanah bekas timbunan rawa, atau kondisi tanah yang berlumpur, biasanya pada bagian atas pondasi diberikan pembesian supaya dapat mengikat sloof yang memiliki ukuran lebih besar daripada sloof pada umumnya.

5)  Pondasi Tiang

Digunakan bila tanah Pondasi pada kedalaman yang normal tidak mampu mendukung bebannya, dan tanah keras terletak pada kedalaman yang sangat dalam. Demikian pula, bila Pondasi bangunan terletak pada tanah timbunan yang cukup tinggi, sehingga bila bangunan diletakkan pada timbunan akan dipengaruhi oleh penurunan yang besar. Bedanya dengan Pondasi sumuran adalah Pondasi tiang umumnya berdiameter lebih kecil dan lebih panjang.

Pondasi tiang pancang biasa digunakan untuk tanah pada rawa atau yang memiliki struktur tanah lembek dan memiliki kadar air yang tinggi, sengingga untuk menemukan tanah yang keras dibutuhkan kedalaman yang lebih, bahan untuk membuat pondasi ini antar lain kayu, besi, baja, dan beberapa campuran beton bertulang.

6)  Tiang Pancang kayu

Jenis pondasi tiang pancang ini terbuat dari kayu yang memiliki kekuatan dan daya tahan tertentu, tiang pancang kayu biasanya harus melalui pemeriksaan terlebih dahulu, yang paling penting dan perlu diperhatiakn adalah daya tahan kayu terhadap pelapukan tanah yang bisa disebabkan oleh air atau jamur.

7)  Tiang Pancang Beton Pracetak

Jenis tiang pancang ini sedikit lebih rumit karena harus melalui perancangan yang baik, di cor dan juga dirawat dulu supaya di saat waktu yang sudah direncanakan akan didapatkan kekuatan yang cukup supaya tahan terhadap berbagai permasalahan seperti pengangkutan, penanganan, dan beberapa tekanan waktu pemancangan.

8)  Tiang Pancang Baja

Jenis tiang pancang baja ini sering digunakan juga untuk beberapa bangunan, biasanya berbentuk tiang pancang baja pipa dan tiang pancang paja kotak, tiang pancang ini nantinya akan diisi oleh aduka beton dengan komposisi tertentu, mutu beton yang baik menjadi perhatian utama.

Maka ukuran minimum beton yaitu harus fc = 20 MPa atau bisa juga K-250, hal ini supaya struktur daya memiliki kekuatan yang baik, itulah tadi beberapa jenis pondasi tiang pancang, mari kita lanjut ke jenis pondasi yang lain.

9)  Pondasi Piers

Pondasi piers atau dinding diafragma merupakan jenis pondasi yang digunakan untuk meneruskan beban struktural yang dilakukan dengan cara membuat galian yang dalam, lalu setelah itu struktur pondasi ini akan dipasangkan pada galian yang sudah dibuat tersebut.

Salah satu keuntungan dari pondasi piers ini yaitu lebih murah jika dibandingkan dengan membuat pondasi menerus atau pondasi batu kali, namun ada juga kerugian jenis pondasi ini yaitu jika lempengan pondasi kekurangan ukuran makan kekuatn pondasi ini pun akan berkurang dari keadaan normal.

Cara kerja lompengan beton diafragma ini akan mengalirkan beban seluruh bangunan yang ada kedalam tanah, untuk anda yang memiliki basemant atau ruang bawah tanah pada rumah sangat dianjurkan menggunakan jenis pondasi ini, karena boton yang dipasang akan sangat berguna sebagai dinding pada ruang bawah tanah anda.

10) Pondasi Caissons (Bor Pile)

Pondasi bor pile adalah jenis pondasi dalam yang dibuat dengan cara melubangi tanah dengan sistem pengeboran lalu dilakukan pemasangan besi bertulang pada lobang tersebut dan dilanjutkan dengan pengecoran, perlu diketahui untuk cara pengeboran lubang anda bisa melakukan dengan cara manual atau hidrolik.

Untuk ukuran besar lingkaran lubang atau kedalaman galian tanah yang dibutuhkan juga struktur penulangan beton dapat disesuaikan dengan kebutuhan dan daya dukung tanah terhadap beban konstruksi yang akan dipikul.

Cara kerja jenis pondasi ini sendiri tidak jauh beda dengan pondasi tiang pancang dimana berfungsi sebagai media penerus beban struktur pada bangunan yang berada diatas ke bagian bawah tanah sampai mencapai kedalalam yang dianggap aman dan kuat, karena itu diperlukan sondir terlebih dahulu supaya kekuatan tanah dapat diketahui secara tepat.

Jenis pondasi ini sendiri sangat cocok untuk bangunan di perkotaan yang biasanya jarak antara bangunan satu kebangunan lain sangat mepet, karena dalam proses pembuatan pondasi bor pile ini sendiri tidak begitu berisik seperti pembuatan pondasi tiang pancang yang memasangnya dilakukan dengan pukulan.

Perencanaan Pondasi

Seperti kita tahu pondasi adalah salah satu bagian terpenting dalam struktur bangunan, pondasi terletak paling bawah dari bangunan dan berfungsi sebagai penopang seluruh beban yang ada pada bangunan diatasnya, mengingat fungsinya yang sangat penting tersebut maka tidak sembarangan dalam membangun pondasi yang kuat dan bisa berdiri kokong menopang beban diatasnya.

Setidaknya kita harus mengetahui lahan yang akan dibangun pondasi, akan lebih baik jika kita mengeceknya langsung dan berikut dibawah ini akan saya berikan sedikit tips dalam mempersiapkan pembangunan pondasi.

1)  Persiapan Sebelum Membuat Pondasi

a)  Pemeriksaan Tanah

Pertama yang harus dilakukan tentu pemeriksaan yaitu kita harus memeriksa lokasi sekaligus tanah yang akan dibangun pondasi, jangan sampai kita hanya asal gambar pondasi tetapi setelah dibuat dilapangan ternyata tidak cocok sehingga tidak dapat diterapkan.

Manfaat dari pemeriksaan tanah ini diantaranya adalah:

-    Untuk menentukan bagaimana sifat fisis dan juga mekanis lapisan tanah yang ada dilokasi dengan hasil uji laboratorium terhadap contoh tanah yang terganggu dan contoh tanah yang tidak terganggu.

-    Untuk mengetahui bagaimanan kekuatan tanah yaitu dengan cara sondir.

-   Untuk mengetahui bagaimana kedalaman muka air tanah yaitu dilakukan dengan cara Boring.

-    Untuk mengambil sampel tanah dengan cara Boring

Baca: Cara Pengujian Menggunakan Sand Cone

b)  Melakukan Analisa

Setelah melakukan pemeriksaan tanah barulah langkah selanjutnya kita lakukan hal yang tidak kalah penting yaitu melakukan analisa dengan pengujian sample tadi di laboratorium, hai ini untuk mengetahui berbagai hal diantaranya:

-  Menentukan daya dukung pondasi dangkal dan pondasi dalam berdasarkan pada kuat geser tanah atau insitu test.

-   Mengevaluasi besar kecilnya penurunan tanah akibat beban pada bangunan.

Setelah semua hal diatas dilakukan, tentunya kita sudah mendapat data-data pemeriksaan tanah, setelah itu barulah data itu diberikan pada enginering, data tersebut nantinya akan menentukan jenis, ukuran dan detail pondasi seperti apa yang tepat untuk dibangun dilapangan.

Untuk memilih tipe pondasi yang memadai, perlu diperhatikan apakah pondasi itu cocok untuk berbagai keadaan di lapangan dan apakah pondasi itu memungkinkan untuk diselesaikan secara ekonomis sesuai dengan jadwal kerjanya, jadi Sebelum sampai pada tahap pemilihan pondasi yang akan digunakan pada sebuah bangunan, terlebih dahulu perencana harus mengetahui terlebih dahulu macam pondasi seperti yang telah dipaparkan diatas, Pada dasarnya pada proses pelaksanaan proyek selalu dibatasi oleh tiga variabel berupa biaya, mutu dan waktu, sehingga pemilihan pondasi juga harus mempertimbangkan tiga variabel pembatas ini.

c)  Hal Yang Perlu Dipertimbangkan Dalam Pemilihan Jenis Pondasi

-    Kedalaman tanah pondasi

-    Batasan-batasan akibat konstruksi diatasnya

-    Keadaan daerah sekitar lokasi

-    Waktu dan biaya pekerjaan

-    Jenis pondasi yang kokoh, kaku, dan kuat

Dalam perencanaan dan pelaksanaan suatu pondasi harus dipenuhi beberapa hal yaitu:

-  Pondasi harus ditempatkan dengan tepat, sehingga tidak longsor akibat pengaruh luar.

-    Pondasi harus aman dari kelongsoran daya dukung.

-    Pondasi harus aman dari penurunan yang berlebihan.

Demikian yang sudah saya paparkan mengenai pengertian pondasi, jenis dan macam pondasi serta analisanya. Dalam sebuh perencanaan selain mempertimbangkan beberapa hal dalam memilih tipe jenis pondasi yang sesuai, tentu kita harus mengacu kepada peraturan pembebanan atau SNI yang berlaku. Materi ini merupakan ulasan singkat yang lengkap, kepada siapa saja boleh untuk mempertimbangkan untuk menggunakanya atau tidak, sekian dan terimaksih.