Pondasi rakit bertiang yang telah banyak digunakan selama ini, hanya mengandalkan pelimpahan beban struktur ke tiang tanpa memperhitungkan sumbangan bidang kontak antara rakit dengan tanah. Kebanyakan metode desain analisis saat ini berdasarkan asumsi-asumsi yang relatif konservatif dari perilaku tanah atau interaksi tanah-struktur yang kurang realistis maupun simplifikasi terhadap permasalahannya. Dengan demikian ketidakpastian mekanisme alih beban yang akan terjadi perlu dikompensasi dengan faktor keamanan yang lebih tinggi. Penelitian ini mempelajari sumbangan bidang kontak rakit-tanah, suatu cara yang rasional dan menghasilkan suatu solusi yang lebih riel/nyata.
Tujuan penelitian ini adalah untuk menyelidiki mekanisme alih-beban sistim pondasi rakit bertiang dan mengetahui distribusi tegangan dan deformasi yang terjadi pada sistim pondasi tersebut. Untuk mencapai tujuan ini, maka penelitian dilaksanakan dalam dua tahap yaitu tahap uji eksperimental model skala kecil tiang tunggal-rakit dan kelompok tiang-rakit di laboratorium dan tahap pemodelan dengan metode elemen hingga dari tiang tunggal-rakit dan kelompok tiang-rakit, masing-masing memakai model tanah hiperbolik dan elasto-plastik Hardening Soil dengan model antarmuka hiperbolik antara tanah-tiang dan tanah-rakit.
Uji eksperimental meliputi empat tahapan kegiatan sebagai berikut. Melaksanakan uji triaksial pasir kwarsa 20-30 dan pasir Tomo kondisi pasir padat dan medium padat. Kemudian melakukan pengembangan sebuah alat geser langsung yang dimodifikasi untuk uji antarmuka permukaan struktur-pasir di laboratorium. Selanjutnya alat ini digunakan untuk memperoleh parameter konstitutif permukaan struktur-pasir untuk kedua tanah pasir percobaan. Berikutnya melakukan uji tekan aksial model pondasi tiang tunggal-rakit pada pasir kwarsa kondisi padat dan medium padat. Uji eksperimental diakhiri dengan melakukan uji tekan aksial model pondasi kelompok tiang 2x2-rakit dan kelompok hang 3x3-rakit pada pasir Tomo kondisi padat dan medium padat. Rakit diinstrumentasi dengan sel beban dan tiang diinstrumentasi dengan strain gages.Pemodelan elemen hingga meliputi empat tahapan kegiatan. Pertama, simulasi elemen hingga terhadap hasil uji triaksial menggunakan model hiperbolik (program Geo2D) dan elasto-plastik Hardening Soil (program Plaxis 2D). Kedua, simulasi elemen hingga terhadap hasil uji antarmuka permukaan-pasir menggunakan model antarmuka hiperbolik (program Geo2D). Tahap ketiga dan keempat, simulasi elemen hingga uji tekan aksial pondasi tiang tunggal-rakit dan kelompok tiang-rakit menggunakan program Geo2D dan Plaxis 2D dan Plaxis 3D.
Hasil uji triaksial dan prediksi balik elemen hingga memberikan suatu parameter hiperbolik dan parameter elasto-plastik Hardening Soil untuk kedua tanah pasir percobaan yang cukup baik, yang ditunjukkan oleh kurva tegangan-regangan hasil simulasi elemen hingga menggunakan program Geo2D dan Plaxis 2D yang mendekati hash uji laboratorium. Demikian juga hasil uji antarmuka permukaanpasir dan prediksi balik elemen hingga memberikan suatu parameter antarmuka hiperbolik yang cukup baik, yang ditunjukkan oleh kurva tegangan geserperpindahan tangensial relatif hasil simulasi elemen hingga menggunakan program Geo2D yang mendekati hasil uji laboratorium. Selanjutnya hasil uji model tiang tunggal-rakil bundar memberikan persentase beban pada rakit pada pasir padat lebih besar daripada pada pasir medium padat. Menurut Flemming et al. (1992), mobilisasi friksi tiang tercapai pada perpindahan relatif tanah dan tiang sekitar 0,5%-2% dari diameter tiang dan menurut Das (1990), mobilisasi tahanan ujung tercapai pada pergerakan ujung tiang sekitar 10%-25% dari diameter tiang. Pada pasir padat dan medium padat, persentase beban diterima rakit berturut-turut 37%-58% dan 15%-45% pada perpindahan 0,5%-22% dari diameter tiang. Pada hasil uji model pondasi kelompok tiang-rakit memberikan persentase beban diterima rakit makin besar dengan makin besarnya perpindahan. Model pondasi kelompok tiang 2x2-rakit di pasir Tomo padat memberikan persentase beban pada rakit 2%-39% pada perpindahan 0,5%-30% diameter tiang, sedang kelompok tiang 3x3-rakit di pasir Tomo padat dan medium padat memberikan persentase beban pada rakit berturut-turut 15%-21% dan 11C%. Persentase beban didukung rakit meningkat dengan makin besarnya rasio luas rakit (A1) dengan luas penampang kepala tiang (Ar) dan makin besarnya rasio jarak antara tiang s dengan diameter tiang d. Pemodelan elemen hingga dengan elemen antarmuka memberikan prediksi perilaku pondasi yang lebih baik.
Mekanisme alih beban sistim pondasi rakit bertiang berjalan sebagai berikut. Mula-mula seluruh beban didistribusikan ke selimut tiang. Kemudian penambahan beban didistribusikan ke tahanan ujung tiang dan rakit. Bilamana beban ditambah terus, maka beban pada selimut tiang, tahanan ujung tiang, dan rakit seakan-akan didistribusikan ke lapisan tanah kurang lebih selebar rakit. Keruntuhan yang terjadi berupa keruntuhan kelompok.
Beberapa rekomendasi desain pondasi rakit bertiang sebagai berikut. Besar beban didukung rakit pada uji model kelompok tiang 2x2-rakit dan kelompok tiang 3x3-rakit cukup bermakna dan mencapai berturut-turut 39% dan 21% beban total pada pasir padat. Maka dalam desain pondasi, kontribusi beban didukung rakit sebaiknya diperhitungkan. Dalam pemodelan elemen hingga, penggunaan elemen antarmuka merupakan sesuatu yang penting. Kapasitas pondasi kelompok tiang di tanah pasir minimal sama atau lebih besar dengan kapasitas tiang tunggal-rakit dikalikan jumlah tiang dalam kelompok. Analisis yang dikembangkan yaitu penggunaan program elemen hingga Geo2D dan analisis pondasi rakit bertiang bujur sangkar secara aksisimetri dan empat persegi panjang secara regangan bidang dengan menerapkan faktor koreksi dari kondisi 3-Dimensi ke kondisi 2-Dimensi ekivalen memberikan pengetahuan yang komprehensif dari perilaku sistim pondasi rakit bertiang yang melibatkan interaksi tanah-struktur.
Hasil penelitian ini dapat dikembangkan lebih lanjut untuk membuat grafik-grafik desain untuk berbagai konfigurasi pondasi rakit bertiang dengan memvariasi parameter-parameter non-dimensional seperti kekakuan relatif rakit-tanah Krs; kekakuan relatif tiang-tanah Kps; jarak antara tiang (s/d); kelangsingan tiang (Lid); dan jumlah tiang. Disarankan dilakukan penelitian lebih lanjut sistim pondasi rakit bertiang di tanah lempung jenuh untuk mengetahui perilaku sistim pondasi bertiang di tanah kohesif. Disarankan dilakukan penelitian pondasi rakit bertiang dengan skala lapangan sehingga sesuai dengan kondisi aktual kasus gedung.
Dalam pemilihan bentuk dan jenis pondasi yang memadai perlu diperhatikan beberapa hal yang berkaitan dengan pekerjaan pondasi tersebut. Ini disebabkan tidak semua jenis pondasi dapat dilaksanakan di semua tempat. Misalnya pemilihan jenis pondasi tiang pancang di tempat padat penduduk tentu tidak tepat walaupun secara teknis cocok dan secara ekonomis sesuai dengan jadwal kerjanya.
Beberapa hal yang harus dipertimbangkan dalam penentuan jenis pondasi adalah:
1. Keadaan tanah yang akan dipasang pondasi.
2. Batasan-batasan akibat konstruksi di atasnya (superstructure).
3. Faktor Lingkungan
4. Waktu pekerjaan
5. Biaya
6. Ketersediaan material pembuatan pondasi di daerah tersebut.
Pemilihan bentuk pondasi yang didasarkan pada daya dukung tanah, perlu diperhatikan beberapa hal sebagai berikut:
1. Bila tanah keras terletak pada permukaan tanah atau 2-3 meter di bawah permukaan tanah, maka pondasi yang dipilih sebaiknya jenis pondasi dangkal (pondasi jalur atau pondasi tapak) dan pondasi strouspile.
2. Bila tanah keras terletak pada kedalaman hingga 10 meter atau lebih di bawah permukaan tanah maka jenis pondasi yang biasanya dipakai adalah pondasi tiang minipile dan pondasi sumuran atau borpile.
3. Bila tanah keras terletak pada kedalaman hingga 20 meter atau lebih di bawah permukaan tanah maka jenis pondasi yang biasanya dipakai adalah pondasi tiang pancang atau pondasi borpile.
0 komentar:
Posting Komentar