PONDASI BETON BERTULANG

7.1. Pendahuluan

Struktur paling bawah dari bangunan adalah pondasi yang berfungsi sebagai

pendukung bangunan dan menyalurkan beban yang berasal dari bangunan ke tanah.

Penyaluran beban yang berasal dari bangunan atas ke pondasi dapat berupa beban

terpusat melalui kolom yang berhubungan langsung dengan pondasi untuk bangunan

dengan struktur utama berupa rangka atau frame, dan dapat berupa beban merata

melalui panel dinding ke pondasi menerus dibawahnya. Pondsi yang dirancang harus

mampu mendukung bangunan diatasnya dan tanah dibawah pondasi harus mampu

mendukungnya tanpa terjadi penurunan yang tidak merata (deferensial settlement) pada

sistem struktur bangunan juga tanpa terjadi keruntuhan pada tanah.

Didalam merencanakan suatu pondasi ada dua hal yang harus diperhatikan yaitu

kekuatan bahan dari pondasi dalam mendukung beban dan kekuatan atau daya dukung

dibawah pondasi. Apabila tanah tidak mampu mendukung pondasi dan terjadi

penurunan yang tidak merata, maka akan terjadi deformasi struktur diatasnya.

Deformasi ini akan menyebabkan terjadinya momen lentur dan torsi tambahan pada

kolom maupun balok yang mengalami deformasi / penurunan dan bila momen

tambahan tersebut melebihi kapasitas tahanan elemen struktur, maka akan

mengakibatkan retak yang berlebihan karena lelehnya tulangan, dan akhirnya dapat

menyebabkan terjadinya keruntuhan pada bangunan.

Perencanaan fungsi bangunan dapat bermacam-macam mulai dari rumah

sederhana sampai dengan gedung bertingkat tinggi. Hal ini akan menyebabkan

beragamnya denah bangunan dan beban yang bekerja pada bangunan. Begitu juga jenis

tanah pada suatu daerah dapat berbeda-beda baik pada lokasi daerah yang berjauhan

maupun yang berdekatan. Sebagai akibatnya, pemilihan jenis pondasi harus didasarkan

pada faktor-faktor tersebut diatas, ditambah faktor lain seperti faktor ekonomis. Dari

penjelasan diatas dapat disimpulkan bahwa seorang perencana struktur harus

mempunyai data-data tanah yang lengkap sebelum merencanakan jenis data letak

pondasi pada struktur yang akan direncanakan.

7.2. Jenis-jenis Pondasi

Jenis pondasi yang dipakai untuk mendukung bangunan dapat bermacam-

macam tergantung dari berat beban diatasnya gambar 7.2.1. Didalam perencanaan

pondasi yang paling utama adalah pondasi tersebut harus cukup mempunyai

kemampuan dalam memikul beban yang berasal dari kolom diatasnya, berat sendiri

pondasi dan beban tambahan lainnya tanpa melampaui tegangan tanah yang

diizinkan.

Adapun secara umum jenis pondasi beton bertulang dapat digolongkan menjadi 5 jenis

pondasi yaitu :

1. Pondasi pelat setempat / pondasi telapak.

Pondasi jenis ini dipakai untuk mendukung beban satu kolom dan dapat berbentuk

segi empat atau bujur sangkar. Untuk membentuk kestabilan maka diatas pondasi

dipasang balok penghubung / slofe. Pondasi ini sering dipakai pada tanah keras yang

tidak memerlukan telapak pondasi yang luas

2. Pondasi dinding / pelat menerus

Bila beban yang bekerja merata misalnya pada penel dinding, maka dapat dipakai

pondasi pelat yang dipasang menerus sepanjang panel dinding

3. Pondasi telapak gabungan

Bila beban yang berasal dari kolom cukup besar maka memerlukan luasan dasar

pondasi yang lebih luas untuk dapat mendukung beban tersebut. Sebagai

alternatifnya dapat dipakai pondasi telapak gabungan untuk mendapatkan dasra

pondasi yang lebih luas

4. Pondasi pelat penuh

Bila beban yang bekerja diatasnya cukup besar dan daya dukung tanah dibawah

pondasi kecil, maka sebagai alternatif dapat dipilih pondasi pelat penuh yaitu

dengan membuat pelat pondasi seluas bangunan

5. Pondasi tiang pancang

Bila letak tanah keras cukup dalam maka dapat dipakai tiang pancang sebagai

alternatif pemilihan pondasi, dimana fungsi tiang pancang adalah menyalurkan

beban melalui gesekan tanah disekililing tinggi dan tahanan ujung tiang. Penyaluran

beban dari tiang pancang ke tanah dapat berupa tiang pancang tunggal atau melalui

kelompok tiang

(a) Pondasi telapak atau pondasi pelat setempat

(c) Pondasi telapak gabungan

7.3. Tekanan Tanah Pada Dasar Pondasi

Penyebaran tekanan tanah dibawah pondasi tergantung dari penyaluran beban

yang berasal dari kolom ke pelat pondasi dan tergantung pula pada momen inersia

pondasi. Ada dua hal yang perlu diperhatikan untuk menghitung tekanan tanah dibawah

pondasi yaitu :

1. Daya dukung tanah terhadap pondasi tergantung dari distribusi beban yang berasal

dari kolom

2. Tanah di bawah pondasi dianggap merupakan material yang elastis dan pondasinya

dianggap kaku sehingga :

a. Tekanan tanah terdistribusi merata bila beban P (dari kolom) terletak pada titik

sumbu pondasi (b sentris)

b. Tekanan tanah berbentuk trapesium bila beban P (dari kolom) eksentris

(a) Beban P terletak pada pusat (b) Beban eksentris sejarak e dari pusat

Sumbu pelat sumbu pelat :

Gambar 7.3.1. Pengaruh eksentrisitas beban terhadap tekanan dasar pondasi

Dimana :

= Tegangan tanah pada dasar pondasi

= Tegangan ijin tanah

P = Beban kolom

A = Luas pondasi (b x h)

e = Eksentrisitas

y = Jarak dari pusat berat ke tepi dari penampang

I = Momen inersia penampang pondasi

7.4. Pengaruh Beban Eksentris Terhadap Pondasi

Eksentrisitas beban pada pondasi dapat diakibatkan kolom yang tidak sentris

atau adanya beban P dan M pada pondasi. Eksentrisitas ini dapat mempengaruhi bentuk

tekanan tanah pada dasar pondasi. Bila beban terpusat didalam kern maka seluruh dasar

pondasi akan tertekan, sebaliknya bila beban terpusat berada di luar kern maka tepi

terjauh dari beban akan mengalami tegangan tarik.

(a) Bil

a

eksentrisitas beban

(P didalam kern)

(tekan)

(tekan)

Seluruh dasar pondasi mengalami tekan

sehingga aman

untuk perencanaan pondasi

(b) Bila eksentrisitas beban

tepat pada titik kern

(tekan)

= 0

Tepi terdekat dari beban akan mengalami

tekan sedangkan titik terjauh dari beban

tegangannya sama dengan nol

(c) bila eksentrisitas beban

(P diluar kern)

(tekan)

(tarik)

Hal ini harus dihindari dalam perencanaan

pondasi karena luasan dasar pondasi titik dapat

digunakan secara penuh dan dapat

menyebabkan guling.

Gambar 7.4.1. Pengaruh kern terhadap tekanan dasar pondasi

7.5. Tegangan Tanah untuk Penulangan Pondasi

Pada perencanaan pondasi anggapan beban yang bekerja adalah berupa tekanan

tanah pada dasar pondasi akibat beban yang bekerja pada kolom. Pada pondasi telapak

atau pondasi telapak gabungan, maka kolom dapat diasumsikan sebagai perletakan

sehingga bentuk struktur pondasi dapat dianggap sebagai struktur kantilever untuk

pondasi pelat setempat dan berupa balok menerus untuk pondasi pelat gabungan.

Bila eksentrisitas beban hanya satu arah, maka besarnya momen dan gaya geser

yang bekerja pada pelat pondasi dapat digambarkan sebagai berikut :

a. Untuk bidang pelat yang searah dengan momen atau eksentrisitas beban (arah

h)

Momen yang bekerja pada pelat arah x :

Mx =

Dimana Mx= Momen pelat KNm/m lebar pelat arah y

P1 =

P2 =

b. Untuk bidang pelat yang tegak lurus dengan momen atau eksentrisitas beban

(arah b)

Berbeda dengan gaya-gaya yang bekerja pada sumbu x tekanan tanah dasar pondasi

sumbu y berbentuk segi empat karena gaya yang bekerja hanya gaya aksial tekan

yang berasal dari kolom.

Momen yang bekerja pada pelat arah y :

Dimana : My adalah momen arah y (KNm/m lebar pelat arah x)

P = (x.y) KNm/m

7.6. Bentuk Tulangan Pondasi

Bentuk penulangan utama pada pelat pondasi titik berbeda dengan penulangan

pada pelat lantai. Penulangan pada pelat pondasi dapat berupa penulangan tunggal atau

penulangan rangkap tergantung dari besarnya momen yang bekerja pada pondasi.

Penulangan pelat pondasi adalah dua arah, karena pelat pondasi menahan momen dua

arah. Untuk pelat pondasi yang bertulangan rangkap maka tulangan tarik diletakkan

disebelah bawah. Khusus untuk pondasi pelat dengan pengaku balok rib, maka

penulangan pelat pondasi adalah satu arah tegak lurus balok rib tersebut.

Gambar 7.6.1. Penulangan tunggal pelat pondasi

Gambar 7.6.2. Penulangan rangkap pelat pondasi

Keterangan :

Beban kolom Pu = 1,2 PD + 1,6 PL

Momen pondasi Mu= 1,2 MD + 1,6 ML

; qult = 1,3 CNc + D + Ng + 0,4 Ny

Fs = 3 s/d 5

7.7. Tinjauan Terhadap Geser

Perilaku pondasi terhadap geser tidak berbeda dengan balok dan pelat. Dengan

demikian prinsip-prinsip dan persamaan geser yang telah dibahas pada bab sebelumnya

dapat dipakai dalam desain pondasi.

7.7.1. Geser satu arah

Seperti halnya balok, penampang kritis terhadap geser pada plat pondasi terletak

sejarak d dari muka reaksi terpusat dan terletak pada bidang yang melintang pada

seluruh lebar pelat seperti pada gambar 7.7.1.1.

Gambar 7.7.1.1 Penampang kritis pada pelat pondasi pada geser satu arah

Apabila hanya geser dan lentur yang bekerja, maka kekuatan yang disumbangkan beton

adalah :

.............................................7.7.1.1

Gaya geser nominal penampang sejarak d dari muka kolom harus lebih kecil atau sama

dengan kekuatan geser beton sehingga :

.................................................. 7.7.1.2

Maka : .............................7.7.1.3

Dimana :

Vu = Gaya geser sejarak d dari muka kolom

Vc = Geser beton

bw = Lebar pondasi

d = h – d’ (h adalah tinggi pelat dan d’ adalah selimut beton)

= 0,6 (reduksi kekuatan untuk geser)

7.7.2. Aksi Dua Arah

Bidang penampang kritis yang tegak lurus bidang pelat mempunyai keliling

dengan masing-masing sisi sebesar b0 dimana penampang kritis terjadi sejarak dari

muka tumpuan yang diperlihatkan pada gambar 7.7.1.2.1.

Kekuatan geser beton pada penampang kritis tersebut adalah :

...........................7.7.2.1

Dimana :

bo = Keliling daerah kritis

= 2 (bo + ho)

= ; h (sisi panjang kolom)

b (sisi pendek kolom)

d = Tinggi efektif penampang

Gaya geser nominal penampang :

.......................7.7.2.2

Vs = Kuat geser tulangan geser

Pu = Beban berfaktor pada kolom

A = Luas pondasi (B x L)

Gambar 7.7.2.1. Daerah geser aksi dua arah pada pelat pondasi

7.7.3. Contoh Soal Perencanaan

Diketahui suatu pondasi seperti gambar

dengan beban yang bekerja pada kolom :

PD = 15

ton

PL = 20

ton

MD = 10

tm

ML = 5

tm

= 1,6

t/m3

fc’ = 25 mpa

fy = 400 mpa

= 10 t/m2

Ditanyakan :

1. Rencanakan dimensi pondasi

2. Rencana tulangan pondasi

Jawab :

Pu = 1,2 PD + 1,6 PL

= 1,2 (15) + 1,6 (20) = 50 ton

Mu = 1,2 MD + 1,6 ML

= 1,2 (10) + 1,6 (5) = 20 ton

e = = m

Agar tegangan dasar pondasi dalam kondisi tekan maka e < , dan direncanakan

eksentrisitas e =

Menghitung panjang pondasi (L) :

L = 8 x e

= 8 x 0,4 = 3,2 m 3,5 m

Menghitung lebar pondasi (B) :

Jadi ukuran pondasi :

B = 3,0 m, L = 3,5 m

t = 0,4 m (diasumsikan)

Kontrol Gaya Geser :

d = t – d’

= 40

– 6 = 34

cm

a = 40

+ 34

= 74

cm

b = 40

+ 34

= 74 cm

a) Geser Lentur (Satu Arah)

vu =

vn =

Gaya geser Vn sejauh d dari muka kolom :

Vn = kg

Vn = 290400 N

Vc =

= N

Vn < Vc Oke !

b) Kontrol Geser Pondasi (Aksi dua arah)

Vu =

= Kg = 10605 N

Vc1 =

=

bo = 2 (a +b)

= 2 (74 + 74) = 296 cm

Vc1 = N

Vc2 =

= N

Vn = ok!! (tanpa tulangan geser)

c) Kontrol Tegangan Maksimum

=

=

Tegangan Tanah Netto :

Oke !!!

Penulangan Pondasi :

=

max = 8,027 t /m2 8 t /m2

min = 1,496 t /m2 1,5 t /m2

Tegangan pada muka kolom

=

= 5,12 t / m2

= 6,5 – 5,12 = 1,38 t / m2

P1 =

= 5,12 x 1,55 = 7,94 t /m

P2 =

=

Mu = P1 (1,55) + P2

= 7,9 (1,55) + 1,07

= 13,36 tm /m (lebar) = 133,6 KNm/m

Penulangan pelat pondasi :

Mtx(max) = 133,6 Knm/m2

h = 140 mm ;b = 1000 mm (direncanakan tiap 1 m lebar pelat)

drenc. = h – 30 = 400 – 60 = 340 mm

K =

=

=

=

=

= untuk fc’= 25 mpa

=

Pemeriksaan Rasio tulangan tarik :

= 0,003844 > = 0,35

< = 0,03011

Harga rasio tulangan tarik memenuhi syarat

Luas tulangan :

As = .b.drenc

= 0,003844 (1000) (340) = 1307 mm2

Dipakai tulangan 16 – 150 mm (As pakai = 1340,4 mm2)

Pemeriksaan dpakai = h – selimut beton - tulangan

= 400 – 40 – = 352 mm > drenc (oke)

Keterangan : Untuk tulangan arah tegak lurus dibuat sama

Gambar 7.7.1.3.1. Penulangan pelat pondasi.

SOAL-SOAL LATIHAN

1. Rencanakan suatu pondasi pelat setempat yang mendukung kolom bujur sangkar

berdiameter 400 x 400 mm. Beban terpusat yang bekerja pada kolom tersebut adalah

beban mati PD = 900 kN dan beban hidup PL = 1500 KN. Tegangan tanah ijin 165

kpa, berat jenis tanah 15,7 KN/m3 dan kedalaman dasar pondasi terletak 1,5 m

dibawah muka tanah. Mutu beton fc’ = 25 Mpa dan baja fy = 400 Mpa.

2. Rencanakan suatu pondasi pelat setempat seperti gambar dibawah yanh mendukung

kolom bujur sangkar berdimensi 400 x 400 mm. Beban terpusat yang bekerja pada

kolom tersebut adalah beban mati PD = 900 KN dan beban hidup PL = 700 KN.

Tegangan tanah ijin 240 kpa, berat jenis tanah 16 KN/m3 dan kedalaman dasar

pondasi terletak 1,5 m dibawah muka tanah. Mutu beton fc’= 25 Mpa dan baja fy =

400 Mpa dan ditentukan lebar pondasi tidak boleh kurang dari 2,10 m.