Program Studi Teknik SipilFakultas Teknik Sipil dan PerencanaanUniversitas Mercu Buana 13

MODUL 13PENURUNAN

1. PENDAHULUAN

Istilah penurunan (settlement) digunakan untuk menunjukkan gerakan titik

tertentu pada bangunan terhadap titik referensi yang tetap. Jika seluruh permukaan

tanah dibawah dan diisekitar bangunan turun secara seraga dan penurunan terjadi tidak

berlebihan, maka turunnya bangunan akan tidak nampak oleh pendangan mata dan

penurunan yang terjadi tidak menimbulkan kerusakan bangunan. Namun, kondisi

kondisi demikian tentu mengganggu baik pandangan mata maupun kestabilan

bangunan, bila penurunan terjadi secara berlebihan. Umumnya, penurunan tak seragam

lebih membahayakan bangunan dari pada penurunan total.

Contoh-contoh kerusakan bangunan akibat penurunan tak seragam ditunjukkan

dalam Gambar 1

1) Gambar 1a. Jika tepi bangunan turun lebih besar dari paada bagian

tengahnya, bangunan diperkirakan akan retak-retak pada bagian A.

2) Gambar 1b. Jika bagian tengah bangunan turun lebih besar bagian atas

bangunan dalam kondisi tertekan dan bagian bawah tertarik. Kalau deformasi

yang terjadi sangat besar, tegangan tarik yang akan berkembang dibawah

bangunan dapat mengakibatkan retak-retak pada bangunan.

3) Gambar 1c. Penurunan satu tepi dapat berakibat retak pada bagian C

4) Gambar 1d. Penurunan terjadi berangsur-angsur dari salah satu tepi bagian

bangunan, yang berakibat miring bangunan tanpa menyebabkan keretakan.

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MTREKAYASA FUNDASI

Gambar 1 Contoh kerusakan bangunan akibat penurunan

2. TEKANAN SENTUH

Pertimbangan pertama dalam menghitung penurunan adalah penyebaran

tekanan fondasi ke tanah di bawahnya. Hal ini sangat bergantung pada kekuatan

pondasi dan sifat-sifat tanah. Tekanan yang terjadi pada bidang kontak antara dasar

fondasi dan tanah, disebut tekanan sentuh atau tekanan kontak (contac pressure).

Besarnya intensitas tekanan akibat beban fondasi ke tanah dibawahnya, semakin ke

bawah semakin berkurang. Variasi tekanan sentuh dibawah pondasi lingkaran atau

fondasi memanjang yang kaku, yang dibebani dengan beban terbagi rata q,

diperlihatkan pada gambar 2.

Distribusi tekanan sentuh untuk fondasi pada tanah lempung, diperlihatkan

dalam Gambar 2a. Fondasi yang sama, bila diletakkan pada tanah pasir atau kerikil,

distribusi tekanan sentuhnya seperti dalam Gambar 2b. Selanjutnya, jika fondasi

tersebut diletakkan pada tanah campuran antar lempung dan pasir, bentuk distribusi

tekanan sentuhnya akan seperti pada Gambar 2c.

Pada fondasi yang fleksible, seperti fondasi tangki minyak yang terletak pada

tanah lempung, distribusi tekanan sentuh akan seragam dan penurunan berbentuk

cekungan seperti bentuk mangkuk (Gambar 2d).

Dalam praktek, sangat jarang fondasi yang benar-benar kaku. Karena itu,

distribusi tekanan sentuh yang terjadi adalah antara bentuk fondasi yang kaku dan

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MTREKAYASA FUNDASI

fleksible. Dengan alasan ini, dalam praktek, distribusi tekanan sentuh fondasi ke tanah

dianggap seragam atau uniform, bila beban terbagi rata seragam.

Gambar 2 : Distribusi tekanan sentuh di bawah pondasi

(a)fondasi kaku pada lempung

(b)fondasi kaku pada pasir dan kerikil

(c)fondasi kaku pada campuran lempung dan pasir

(d)fondasi fleksibel pada tanah lempun

3. HITUNGAN PENURUNAN

Penurunan (settlement ) fondasi yang terletak pada tanah berbutir halus yang

jenuh dapat dibagi menjadi 3 komponen, yaitu : penurunan segera

(immediatesettlement), penurunan konsolidasi primer, penurunan konsolidasi sekunder.

Penurunan total adalah jumlah ketiga komponen penuruanan tersebut, dan bila

dinyatakan dalam persamaan :

S = Si + Sc + Ss (1)

Dengan:

S = penurunan total

Si = penurunan segera

Sc = penurunan konsolidasi primer

Sc = penurunan konsolidasi sekunder

Penurunan segera atau penurunan elastis adalah penurunan yang dihasilkan

oleh distorsi masa tanah yang tertekan, dan terjadi pada volume konstan. Penurunan

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MTREKAYASA FUNDASI

pda tanah-tanah berbutir kasar dan tanah-tanah berbutir halus yang tidak jenuh

termasuk tipe penurunan segera, karena penurunan terjadi segera setalah terjadi

penrapan beban.

Penurunan Konsolidasi terjadi dari 2 tahap, yaitu tahap penurunan konsolidasi

primer dan tahap penurunan konsolidasi sekunder. Penurunan konsolidasi primer adalah

penurunan yang terjadi sebagai hasil dari pengurangan volume tanah akibat aliran air

meninggalkan zona tertekan yang diikuti oleh pengurangan kelebihan tekanan air pori

(excess pore water pressure). Penurunan konsolidasi merupakan fungsi dari waktu.

tahap Penurunan konsolidasi sekunder, adalah penurunan yang tergantung dari waktu

juga, namun berlangsung pada waktu setelah konsolidasi primer selesai, dimana

tegangan efektif akibat bebannya telah konstan.

Besarnya penurunan bergantung pada karakteristik tanah dan penyebaran

tekanan fondasi ke tanah di bawahnya. Penurunan fondasi bangunan dapat diestimasi

dari hasil-hasil uji laboratorium pada contoh-contoh tanah tak terganggu yang diambil

dari pengeboran, atau dari persamaan- persamaan empiris yang dihubungkan dengan

hasil pengujian dilapangan secara langsung.

1) PENURUNAN SEGERA

1.1 Tanah Homogen dengan Tebal Tak Terhingga

Persamaan penurunan segera atau penurunan elastis dari fondasi yang terletak

dipermukaan tanah yang homogen, elastis, isotropis, pada media semi tak terhingga,

dinyatakan oleh :

S iqBE

1− 2I p (2a)

Dengan :

Si

q

B

E

μ

Ip

= penurunan segera

= tekanan pada dasar fondasi

= lebar fondasi

= modulus elastis (Tabel 3)

= angka poison (Tabel 2)

= faktor pengaruh (Tabel 1)

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MTREKAYASA FUNDASI

1

ln L / B2 1

Nilai faktor tergantung dari lokasi titik yang ditinjau dimana penurunan akan

dihitung, bentuk dan kekakuan fondasi. Untuk fondasi fleksible, Terzaghi (1943)

menyarankan nilai Ip umtuk menghitung penurunan pada sudut luasan empat persegi

panjang, sebagai berikut :

Ip 1 L

ln

L / B2 1L / B

L B

(2b)

Dengan L dan B adalah panjang dan lebar fondasi. Nilai-nilai Ip untuk berbagai bentuk

fondasi, ditunjukkan dalam Tabel 1

Tabel 1 Faktor pengaruh Im (Lee,1962) dan Ip (Schleicher, 1962) untuk pondasi kaku,

dan faktor faktor pengaruk untuk fondasi fleksibel (Terzaghi,1943)

Schleicher (1952) juga mengusulkan akto-faktor pengaruh Ip untuk pondasi

kaku, seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 1 . Untuk fondasi-fondasi yang terletak di

permukaan (Das,1983)

Si (rata-ratafleksible)≡0,85 Si (dipusatt, fleksible)

Si (kaku)≡0,93 Si (rata-rata, fleksible)

Si (kaku)≡0,80 Si (rata-rata, fleksible)

(3a)

(3b)

(3c)

Jika beban eksentris, fondasi yang kaku akan brotasi akibat momen pengulingan. Lee

(1962) menyarankan nilai faktor pengaruh Im untuk fondasi yang kaku ada pembebanan

eksentris, atau pembebanan yang menimbulkan momen.

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MTREKAYASA FUNDASI