Daya Dukung Pondasi Dangkal: Konsep, Kapasitas Tanah, dan Dimensi Pondasi

Pendahuluan

Artikel ini membahas secara mendalam tentang Daya Dukung Pondasi Dangkal, sebuah konsep penting dalam teknik sipil yang sangat berpengaruh pada keselamatan, kestabilan, dan ketahanan struktur bangunan. Pondasi dangkal adalah jenis pondasi yang umum digunakan pada bangunan dengan beban ringan hingga menengah karena lebih sederhana dan efisien secara biaya. Dalam perencanaan struktur, memahami daya dukung tanah dan bagaimana menentukan dimensi pondasi yang tepat adalah fondasi dari pekerjaan rekayasa geoteknik dan struktur yang aman. Data, teori, dan contoh aplikasi dari jurnal-jurnal penelitian geoteknik Indonesia digunakan sebagai referensi untuk memberikan gambaran komprehensif dan akurat dari isu ini. Artikel ini juga menekankan bahwa kegagalan dalam perencanaan pondasi dapat menyebabkan penurunan berlebihan, retak struktur, atau bahkan keruntuhan bangunan, sehingga pemahaman tentang kapasitas tanah dan faktor yang mempengaruhi daya dukung sangat krusial.

Definisi Daya Dukung Pondasi Dangkal

Definisi Daya Dukung Pondasi Dangkal Secara Umum

Pondasi adalah elemen struktural yang mentransfer beban dari struktur bangunan ke tanah di bawahnya, memastikan stabilitas dan mencegah kegagalan struktur akibat penurunan tanah atau keruntuhan geser. Pondasi dangkal adalah jenis pondasi yang letaknya dekat dengan permukaan tanah, umumnya dengan kedalaman dasar pondasi tidak lebih besar dari lebar pondasi itu sendiri (Df ≤ B). Pondasi jenis ini banyak digunakan untuk bangunan rumah tinggal dan struktur ringan karena konstruksinya yang sederhana dan biaya yang lebih rendah dibandingkan pondasi dalam. ([Lihat sumber Disini - repository.unidha.ac.id])

Definisi Daya Dukung Pondasi Dangkal dalam KBBI

Menurut KBBI (Kamus Besar Bahasa Indonesia), daya dukung merujuk pada kemampuan sesuatu untuk menopang atau mendukung beban. Dalam konteks geoteknik dan pondasi, daya dukung tanah merujuk pada kapasitas tanah untuk menahan beban yang diberikan pondasi tanpa mengalami kegagalan atau penurunan yang berlebihan. Penggunaan istilah pondasi dangkal dalam KBBI berkaitan dengan pondasi yang dibuat tidak terlalu dalam, biasanya pada tanah keras yang dekat dengan permukaan. (Perlu diakses langsung di situs KBBI daring untuk definisi resmi).

Definisi Daya Dukung Pondasi Dangkal Menurut Para Ahli

1. Bowles (2002): Pondasi dangkal adalah elemen bangunan yang mentransfer beban ke tanah permukaan sehingga tekanan tanah tetap dalam batas aman yang dapat diterima tanpa menyebabkan kegagalan geser atau penurunan besar. ([Lihat sumber Disini - repository.unidha.ac.id])

2. Akther & Shahin (Wikipedia/terjemahan civil engineering): Pondasi dangkal mentransfer beban struktur ke tanah dekat permukaan dan biasanya dipilih ketika tanah memiliki daya dukung yang memadai di lapisan atasnya. ([Lihat sumber Disini - en.wikipedia.org])

3. Das (dipopulerkan dalam buku geoteknik): Menyatakan bahwa pondasi dangkal cocok untuk struktur dengan beban relatif rendah ketika tanah di dekat permukaan memiliki kekuatan geser yang cukup untuk menahan beban tersebut. ([Lihat sumber Disini - uib.ac.id])

4. Wicaksana et al. (Universitas Padjadjaran): Menjelaskan bahwa daya dukung tanah shallow foundation merupakan parameter penting dalam perencanaan pondasi yang harus lebih tinggi dari beban struktur agar aman secara konstruksi. ([Lihat sumber Disini - jurnal.unpad.ac.id])

Mekanisme Daya Dukung Pondasi Dangkal

Mekanisme daya dukung pondasi dangkal berkaitan dengan bagaimana tanah di bawah pondasi memberikan resistensi terhadap beban yang diteruskan dari struktur. Ketika beban diberikan, tanah merespons melalui tegangan geser internal dan tekanan kompaksi yang mengakibatkan tiga kemungkinan mode kegagalan: general shear failure, local shear failure, dan punching shear failure. Mode-mode ini tergantung pada sifat tanah, kedalaman pondasi, dan lebar pondasi. ([Lihat sumber Disini - en.wikipedia.org])

Teori klasik yang sering digunakan dalam menghitung kapasitas daya dukung adalah Teori Terzaghi dan Meyerhof, yang mempertimbangkan parameter tanah seperti cohesion (kohesi), sudut gesek dalam tanah, berat tanah, serta dimensi dan bentuk pondasi. Poros geser yang terjadi berakar dari mekanika tanah yang memicu tanah di bawah pondasi berusaha menahan gaya geser hingga batas tertentu sebelum mencapai titik kegagalan. ([Lihat sumber Disini - jurnal.umj.ac.id])

Menurut penelitian di Jurnal Konstruksia, kapasitas daya dukung pondasi dangkal dapat berbeda signifikan antara metode Terzaghi dan Meyerhof karena masing-masing menggunakan faktor bentuk dan kedalaman yang berbeda. ([Lihat sumber Disini - jurnal.umj.ac.id])

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Daya Dukung

Faktor-faktor yang memengaruhi kapasitas daya dukung pondasi dangkal sangat beragam dan saling terkait, termasuk:

• Karakteristik tanah: Cohesion (c), sudut gesek dalam tanah (φ), dan berat volume tanah (γ) sangat memengaruhi kapasitas. Tanah dengan kohesi tinggi dan sudut gesek dalam yang besar cenderung memiliki daya dukung lebih tinggi. ([Lihat sumber Disini - researchgate.net])

• Lebar dan kedalaman pondasi: Lebar pondasi (B) dan kedalaman embedment (Df) berpengaruh besar terhadap kapasitas. Lebar yang lebih besar dapat meningkatkan kapasitas sekali pun kedalaman relatif kecil, dan kedalaman pondasi yang optimal dapat memanfaatkan tekanan tanah yang lebih besar. ([Lihat sumber Disini - mdpi.com])

• Jenis dan distribusi beban: Beban vertikal, momen, dan beban lateral yang diteruskan ke tanah memengaruhi distribusi tegangan di bawah pondasi. ([Lihat sumber Disini - sciencedirect.com])

• Kondisi lapisan tanah di bawah pondasi: Tanah berlapis atau adanya rongga di bawah pondasi dapat mengubah distribusi tegangan dan mengurangi kapasitas yang efektif. ([Lihat sumber Disini - sciopen.com])

• Metode konstruksi: Praktik penggalian, pemadatan tanah, dan penanganan beban dinamis dapat memengaruhi respons tanah. ([Lihat sumber Disini - journal.ugm.ac.id])

Perhitungan Kapasitas Daya Dukung Pondasi Dangkal

Dalam literatur geoteknik, perhitungan daya dukung pondasi dangkal biasanya didasarkan pada teori klasik seperti Terzaghi dan Meyerhof. Teori Terzaghi mengasumsikan kondisi kegagalan geser umum dan menggunakan faktor kapasitas dukung (Nc, Nq, Nγ) yang tergantung pada sudut gesek tanah, sedangkan Meyerhof memasukkan faktor bentuk dan kedalaman yang lebih kompleks. ([Lihat sumber Disini - researchgate.net])

Menurut artikel penelitian yang tersedia secara publik, metode Terzaghi dan Meyerhof menghasilkan nilai kapasitas daya dukung yang berbeda, di mana metode Meyerhof umumnya menghasilkan angka yang lebih besar karena tambahan faktor bentuk. ([Lihat sumber Disini - jurnal.umj.ac.id])

Peneliti lain di Universitas Padjadjaran menunjukkan bahwa untuk tanah di Cipatat, nilai soil bearing capacity shallow foundation berkisar antara 5, 47 ton/m² hingga 26, 52 ton/m², yang menunjukkan variasi besar berdasarkan karakteristik tanah. ([Lihat sumber Disini - jurnal.unpad.ac.id])

Penentuan Dimensi Pondasi Dangkal

Penentuan dimensi pondasi dangkal harus mempertimbangkan kapasitas daya dukung tanah, beban struktur yang harus didukung, serta faktor keselamatan. Lebar pondasi yang lebih besar umumnya meningkatkan kapasitas dukung tanah karena memperluas area distribusi beban dan mengurangi tekanan tanah. ([Lihat sumber Disini - mdpi.com])

Selain itu, kedalaman pondasi juga merupakan parameter penting. Pondasi yang terlalu dangkal pada tanah dengan daya dukung rendah dapat mengalami penurunan berlebihan, sementara kedalaman optimum memungkinkan tanah bawah permukaan yang lebih kuat untuk mendukung load. ([Lihat sumber Disini - en.wikipedia.org])

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa dimensi pondasi yang optimal seringkali berbeda tergantung pada metode perhitungan yang digunakan, jenis tanah, dan kondisi lapangan. Perencanaan pondasi yang baik harus mempertimbangkan data teknik tanah yang diperoleh dari uji laboratorium dan lapangan serta panduan SNI atau standar internasional yang relevan. ([Lihat sumber Disini - jurnal.umj.ac.id])

Pondasi Dangkal dalam Perencanaan Struktur

Dalam perencanaan struktur bangunan, pondasi dangkal sering digunakan untuk bangunan dengan beban relatif ringan hingga sedang seperti rumah tinggal, gedung bertingkat rendah, dan fasilitas industri kecil. Pemilihan pondasi dangkal didasarkan pada hasil investigasi tanah yang menunjukkan bahwa tanah di lokasi proyek memiliki daya dukung yang cukup dekat permukaan. ([Lihat sumber Disini - repository.unidha.ac.id])

Analisis geoteknik yang tepat termasuk pengujian laboratorium dan lapangan sangat penting untuk memastikan bahwa pondasi dangkal yang dirancang dapat menahan beban struktur tanpa menyebabkan masalah seperti penurunan diferensial yang besar, retak, atau kegagalan geser. ([Lihat sumber Disini - sciencedirect.com])

Kesimpulan

Secara keseluruhan, daya dukung pondasi dangkal merupakan aspek fundamental dalam desain dan perencanaan struktur sipil yang aman. Definisi pondasi dangkal mencakup pondasi dengan dasar dekat permukaan tanah yang mentransfer beban struktur ke tanah atas yang kompeten. Mekanisme daya dukung bergantung pada respon tanah terhadap beban, termasuk berbagai mode kegagalan geser yang mungkin terjadi. Faktor-faktor yang memengaruhi kapasitas daya dukung meliputi sifat tanah, dimensi pondasi, dan kondisi lapisan tanah. Perhitungan kapasitas daya dukung biasanya dilakukan menggunakan teori klasik seperti Terzaghi dan Meyerhof, sementara penentuan dimensi pondasi harus mempertimbangkan kapasitas ini untuk mencapai kestabilan struktur yang optimal. Dalam konteks perencanaan struktur, pondasi dangkal merupakan solusi praktis dan ekonomis untuk bangunan dengan beban ringan hingga sedang, asalkan didukung oleh data geoteknik yang kuat dan perencanaan yang teliti.