Penurunan Pondasi (Settlement)

• Penurunan (Settlement)

Penurunan pondasi harus diperkirakan dengan sangat hati-hati untuk berbagai bangunan, jemabatan, menara, instalasi tenaga, dan struktur-struktur biaya mahal yang sejenisnya. Penurunan untuk bangunan seperti urugan, bendungan tanah, tanggul banjir, turap berbatang kukuh, dan dinding penahan tanah dapat diperkirakan.

Perhitungan penurunan tanah itu paling baik hanya merupakan taksiran tentang perubahan bentuk (deformasi) yang dapat diharapkan pada waktu bebannya diterapkan dikemudian hari. Selama penurunan, tanah yang beralih dari badan yang ada (bobot sendiri) dalam keadaan tegang kedalam keadaan baru yang menahan beban yang diterapkan. Perubahan Δq dari beban tambahan ini mengahasilkan kumpulan/akumulasi distorsi partikel yang menggulir, menggelincir, meremuk dan elastis yang tergantung pada daerah pengaruh terbatas dibawah luas yang dibebani. Penurunan tersebut merupakan kumpulan gerakan dalam arah yang diminati. Pada arah verikal penuruan itu akan ditetapakan sebagi ΔH.

Menurut Bowles (1997), besarnya penurunan arah vertikal (ΔH ) dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

ΔH    = Δq/Es * L   
Dimana Δq dapat dihitung dengan persamaan :
Δq    = P/L 

Dimana :
                ΔH    = Penurunan (cm)
                Δq     = Tegangan yang timbul (ton/cm2)
                L       = Tinggi tiang (cm)
                P       = Beban yang bekerja (ton)
                Es      = Modulus regangan-tegangan (ton/cm2)

Untuk mendapatkan nilai modulus regangan-tegangan Es (modulus elastisitas) dapat digunakan nilai N dari hasil uji SPT dilapangan dengan persamaan berikut :

Es    = C1(N + C2)        

Dimana  nilai-nilai C2 (konstanta) =  15 dan C1 mempunyai deret antara 500 sampai 1200, untuk nilai C1 = 500 secara umum dapat diterapkan.

• Penurunan Konsolidasi Pada Kelompok Tiang

Bilamana suatu lapisan tanah jenuh air diberi penambahan beban, angka tekanan air pori akan naik secara mendadak. Pada tanah berpasir yang sangat tembus air (permeable), air dapat mengalir dengan cepat sehingga pengaliran air pori keluar sebagai akibat dari kenaikan tekanan air pori dapat selesai dengan cepat. Keluarnya air dalam pori selalu disertai denganh berkurangnya volume tanah, berkurangnya volume tanah tersebut dapat menyebabkan penurunan lapisan tanah itu. Karena air pori di dalam tanah berpasir dapat mengalir keluar dengan cepat, maka penurunan segera dan penurunan konsolidasi terjadi bersamaan.

 Pada lapisan tanah lempung jenuh air yang mampumampat (compressible) di beri penambahan tegangan, maka penurunan (settlement) akan terjadi dengan segera. Koefesien rembesan lempung adalah sangat kecil di bandingkan dengan koefesien rembesan pasir sehingga penambahan tekanan air pori yang disebabkan oleh pembebanan akan berkurang secara lambat laun dalam waktu yang sangat lama. Jadi untuk tanah lempung lembek perubahan volume yang disebabkan oleh keluarnya air dari dalam pori (yaitu konsolidasi) akan terjadi penurunan segera. Penurunan konsolidasi tersebut biasanya jauh lebih besar dan lebih lambat serta lama dibandingkan dengan penurunan segera.

Penurunan konsolidasi pada kelompok tiang dapat di perlihatkan pada gambar dibawah dimana beban (Qg) ditransmisikan ke lapisan tanah pertama pada kedalaman 2L/3 dari bagian atas tiang. Beban (Qg) yang bekerja yaitu menyebar di sepanjang 2 vertikal : 1 garis horizontal dari kedalaman pondasi.

 

Penurunan konsolidasi pada kelompok tiang 

Menurut Braja M. Das (1995) peningkatan tegangan tanah pada setiap lapisan tanah yang di sebabkan oleh beban yang bekerja di atas kelompok tiang dapat di hitung dengan menggunakan persamaan berikut :
Δpi     =  Qg / (Bg + Zi)* (Lg + Zi)

Dimana :
                   Δpi            = Peningkatan tegangan tanah pada setiap lapisan ke i
                   Lg , Bg          = Panjang dan lebar kelompok tiang (m)
                   zi                   = Kedalaman tanah ke i (m)
    Untuk menghitung penurunan konsolidasi yang terjadi pada setiap lapisan tanah dapat di hitung dengan menggunakn rumus berikut :

Dimana :
                   Δsi            = Penurunan konsolidasi pada setiap lapisan tanah

                 = Perubahan angka pori
                  e¬o              = Angka pori awal
                  Hi                = Tebal lapisan tanah yang di tinjau (m)

Total penurunan konsolidasi yang terjadi pada kelompok tiang pancang dapat di hitung sebagai berikut :
Δsg    = Σ Δsi 
 

Dimana :
                Δsg           = Total penurunan konsolidasi yang terjadi

Sumber : Braja. M. Das, (Principles Of Foundation Enginering Fourt Edition)