Untuk memahami dan kemudian mendisain pondasi yang berfungsi dengan baik, mau dangkal mau dalam, perlu kerja sama yang baik antara keduanya, dan yang namanya kerja sama itu bukan hanya one-way. Harus two ways, dan bukan hanya satu cycle. Soil-Structure interaction tidak pernah mudah dan tidak pernah sederhana, regardless teori dan software apapun yang digunakan hingga saat ini. At best yang bisa dihasilkan hanyalah ‘pendekatan’ atas solusi yang ‘diasumsikan’ paling sesuai dengan target performance yang diharapkan.

Tanya – kang hendra

Rekan2 ysh,

Minggu kemarin saya diminta oleh salah seorang strutural enginer di kantor saya utk menghitung bearing capacity utk salah satu pondasi jembatan di salah satu proyeknya. Hitungannya simple dan mudah, yg sering jadi masalah adalah kurangnya pengertian antara perbedaan ultimate dan allowable bearing capacity. Waktu saya baru lulus, faktor keamanan 3 adalah magic number yg selalu saya pakai, walaupun enggak mengerti alasan sebenarnya mengapa kita harus pakai angka 3. Kelihatannya, pemahaman itu juga masih dipunyai rekan saya sang senior structural engineer tea..

Utk memberi gambaran yg lebih komplit kpdnya, saya sengaja menghitung daya dukungnya dengan finite element, yg memodelkan pillar, lebar pondasi dan lapisan tanah dibawahnya..Saya berikan hasil daya dukungnya berupa plot antara pressure dan penurunan pondasi. Dengan plot itu dengan mudah saya menerangkan berapa daya dukung yang bisa di pakai.

Sebetulnya, selain kapasitas, ada lagi lagi kriteria lain yang harus kita penuhi. Faktor ini adalah penurunan yg terjadi pada saat strutur menerima working load. Kriteria ini sering kita lupakan kalau struktur yg kita bangun tidak begitu sensitif thd penurunan. Tapi utk struktur2 yg sensitif thd

penurunan (baik jangka pendek atau jangka panjang), seringkali krietria penurunan menjadi hal yg menentukan.

Di salah satu proyek pelabuhan yg pernah kami tangani, lapisan pasir di permukaan mempunyai bearing capacity yg cukup tinggi. Tapi setelah kami hitung pola penurunan jangka pendek dan panjangnya, diperkirakan akan terjadi perbedaan penurunan yg cukup besar antara daerah yg satu dengan yg lain dikarenakan lapisan tanah lempung lunak di bawah lapisan pasir tdk sama tebalnya. Sebagai hasilnya kita memberi rekomendasi bearing capacity tanah berdasarkan beda penurunan maksimum yg bisa ditahan oleh struktur.

Ultimate bearing capacity (daya dukung ultimit) mempunyai arti kemampuan daya dukung tanah sampai tanahnya runtuh atau mengalami deformasi yg relatif besar. Regangan/deformasi yg dibutuhkan tidak sama utk setiap macam tanah.

Utk tanah pasir padat, deformasi yg dibutuhkan lebih kecil dari deformasi yg dibutuhkan utk pasir lepas. Begitu pula utk tanah lempung. Tanah lempung yg kuat dan kaku, cenderung mempunyai regangan puncak (peak failure) lebih kecil dari tanah lempung lunak. Faktor keamanan 3 biasanya memadai utk dipakai.

Utk tanah lunak, ceritanya bisa lain lagi. Karena deformasi yg dibutuhkan utk mencapai daya dukung ultimit bisa besar dan mencapai 10% atau lebih, daya dukung ijinnya umumnya tergantung dari berapa penurunan yg bisa ditolerir oleh superstruktur. Faktor kemananan yg dibutuhkan bisa lebih besar dari 3, kalau tidak pada jangka panjang dinding gedungnya akan retak2..

Misalnya dalam contoh yg saya sebut di atas. Daya dukung pondasi gedung tergantung dari beda penurunan yg bisa ditolerir oleh struktur. Logika yang sama berlaku utk pondasi dangkal dan dalam.. Mudah2an bermanfaat..

Tanggapan 1 – Ary Tb

KOPAS==> ‘Saya berikan hasil daya dukungnya berupa plot antara pressure dan penurunan pondasi. Dengan plot itu dengan mudah saya menerangkan berapa daya dukung yang bisa di pakai.’

boss mohon ilmu lebih dalam mengenai ini… biasanya yang saya dapatkan berupa kapasitas tanah vs kedalaman, ga di singgung masalah penurunan pondasi jangka panjang maupun pendek.

Tanggapan 2 – Aleksander Poerba

Boss Ary dan rekans lainnya,

Urun rembug menyampaikan pendapat sebelum nantinya di tuntaskan oleh ‘ahlinya’… :-).

Biasanya chart kapasitas daya dukung vs kedalaman dibuat untuk pondasi dalam (tiang) untuk mendapatkan estimasi panjang tiang dari sisi kebutuhan axial capacity. Hal lain juga diperoleh dari chart ini, didapatkan gambaran kira2 pondasi tiang kita akan berada pada lapisan tanah yg bagaimana.

Untuk kurva pressure vs settlement, memang akan sangat mudah sekali dilakukan dengan FE. dibuatkan increasing load (misal 5, 10, 15 20 ton,…) vs penurunan pada masing2 beban tersebut. Untuk pressure tentunya bisa dihitung dari beban yg bekerja sesuai dengan dimensi dari dasar pondasi tersebut. Dari kurva ini, kemudian diperoleh daya dukung pada penurunan yg diizinkan. Bisa juga dilakukan perhitungan manual (hand-calculation) untuk mendapatkan besarnya beban yg bekerja. tentunya akan ada usaha extra yg harus dikerjakan, terutama bila lapisan tanahnya cenderung variatif dan struktur yg bekerja juga bukan simple structure.

Keuntungan lain dari metode ini, adalah memberi masukan buat struktur engineer dalam menentukan kekakuan pondasi bangunan yg sedang dianalysis. Karena umumnya, software analisis struktur memerlukan input berapa kekakuan pondasi sebagai pemodelan interaksi tanah-pondasi. Dengan adanya kurva pressure vs kedalaman ini, akan memudahkan struktur engineer ‘bermain’ pada range kekakuan yg akan dimodelkan.

Saat ini ada beberapa software yg sudah bisa memodelkan analisis tanah-struktur sekaligus. Saya pernah mencoba dengan PLAXIS (baik 2D dan 3D). Ada juga saya lihat di internet Open-Sees, atau yg saat ini juga sangat populer adalah FLAC (kalau yg ini Kang Hendra punya pengalaman yg sangat baik).

Mungkin begitu yg bisa sy sharing… tentunya rekans sekalian saya yakin punya pengalaman dan pengetahuan yg lebih banyak lagi… mari dilengkapi pendapat dan meramaikan diskusi ini… :-).

Pembahasan diatas dapat dilihat dalam file berikut: