Merencanakan dan menentukan ukuran pondasi batu kali

Selasa, 23 Mei 2017

Perencanaan pondasi menjadi bagian yang penting dari sebuah bangunan. Namun,bagaimana merencanakan dan menentukan ukuran atau pondasi batu kali yang aman dan efesien? Untuk menentukan demensi atau ukuran pondsi batu kali secara pasti yaitu dengan menghitung beban keseluruhan bangunan dan menggunakan rumus yang akan dibahas selanjutnya.

Pada umumnya lebar pondasi menerus adalah 2,5 kali dari tebal dinding. Jadi, tebal pondasi minimal 70cm untuk dinding 1/2 bata dan minimal 90cm untuk dinding 1 bata. Kedalaman pondasi menerus untuk diatas tanah keras dengan dinding 1/2 bata cukup 60cm sampai 80cm, sedangkan untuk dinding 1 bata, kedalamanya 80-100cm. Bila bangunan memikul beban yang cukup berat, sementara daya dukung tanah kecil, maka digunakan pondasi-menerus dari plat beton bertulang. Jenis pondasi lain yaitu pondasi rollag yang khusus digunakan untuk pondasi teras atau emperan. Jenis ini tidak memikul dan menyalurkan beban bangunan yang berat. Pondasi ini terbuat dari batu bata atau dari batu kali yang kedalamnya hanya 40-70cm dan memiliki lebar 30-70cm. Namun jika ingin menghitungnya lebih mendetail lagi dengan tepat pembahasaanya ada di bawah, sebagai berikut :

Pemasangan Pondasi Batu kali

RANCANGAN PONDASI BATU BELAH

Pondasi yang merupakan bagian bangunan paling bawah mempunyai fungsi sebagai berikut :

1. Fungsi praktis  : mendukung elemen/komponen bangunan diatasnya
2. Fungsi struktural : mendukung seluruh beban diatas pondasi itu dan menyalurkan beban yang didukung itu termasuk bobot sendiri ke tanah.

PENYALURAN BEBAN DAN MACAM PONDASI

Beban yang didukung oleh pondasi dapat tersalur ke pondasi itu dengan dua cara, yaitu :

1. Secara langsung

sebagai contoh :

• beban yang disalurkan oleh kolom ke pondasi setempat (umpak, sumuran, footplate)
• beban tembok yang tersalur ke pondasi memanjang

Beban kolom dari kolom yang disalurkan ke pondasi merupakan beban terpusat, sedangkan beban tembok merupakan beban terbagi rata

2. Secara tidak langsung

Sebagai contoh :

• beban dari kolom disalurkan ke pondasi memanjang 

Penyaluran beban dari beban terpusat menjadi beban terbagi rata melalui balok pengikat bawah pada keadaan ini balok pengikat berfungsi sebagai sloof.

Penyaluran beban dari pondasi ke tanah dapat dibuat dalam dua cara yaitu penyaluran beban terpusat dan penyaluran beban terbagi rata.

Merancang cara penyaluran beban oleh pondasi ini dengan menentukan macam atau model/bentuk pondasi. Agar penyaluran beban dapat terpusat dibuat pondasi setempat (umpak, footplate, sumuran dan lain-lain), jika dinginkan penyaluran beban oleh pondasi menjadi terbagi rata dibuat pondasi bidang atau pondasi memanjang. 

Dengan pondasi bidang beban dapat disalurkan terbagi rata ke segala arah dengan pondasi memanjang beban dapat disalurkan terbagi rata ke kedua arah (kanan-kiri).

Model bentuk pondasi yang diciptakan sebagai pondasi bidang antara lain : pondasi cakar ayam, sarang labah-labah pondasi bidang dengan sistem struktur grid,

Model bentuk pondasi yang pernah dibuat sebagai pondasi memanjang antara lain : staal batu belah, staal beton.

PERSYARATAN DAN KONDISI UNTUK MEMENUHI PERSYARATAN

Agar pondasi dapat menjalankan fungsinya dengan baik, pondasi harus memenuhi persyaratan : harus stabil arti stabil dalam persyaratan itu adalah :

a. Tidak berubah bentuk

b. Tidak ambles

Pondasi tidak akan berubah bentuk jika pondasi itu memiliki kekuatan, yaitu mampu mendukung beban tanpa rusak. Kerusakan pada pondasi tidak akan terjadi jika :

1. Pondasi terbuat dari bahan dengan kualitas baik. Jika pondasi terbuat dari beton bertulang, maka PC, pasir, kerikil dan besi tulangan memenuhi standar kualitas. Jika pondasi terbuat dari batu belah, maka batu dan bahan perekatnya berkualitas baik pula.
2. Pelaksanaan pekerjaan (konstruksi) dilakukan dengan baik.

Ambles tidaknya pondasi tergantung pada keseimbangan antara daya desak (σ) yang timbul karena bebean dan daya dukung tanah (σth) dibawah pondasi.

Pondasi tidak akan ambles jika daya desak yang terjadi tidak lebih besar daripada daya dukung tanah, daya desak lebih kecil daripada daya dukung tanah atau paling tidak sama dengan daya dukung tanah itu (σ = σth).

Besarnya daya desak (desakan) yang terjadi diketahui dari perbandingan antara besarnya beban dengan luas alas pondasi, dan besarnya daya dukung tanah diketahui dari perbandingan antara besarnya beban dengan luas alas pondasi, dan besarnya daya dukung tanah diketahui dari penyelidikan 'kekuatan tanah'. Penyelidikan daya dukung tanah ini dilakukan di laboratorium mekanika tanah pada sampel tanah yang diambil dari lokasi (persil) tempat bangunan akan dibuat.

PONDASI BATU BELAH 

Macam pondasi batu belah

Macam pondasi batu belah ditentukan berdasar keinginan pada cara untuk menyalurkan beban ke tanah oleh pondasi itu. Penyaluran dengan cara terpusat atau penyaluran dengan cara terbagi rata. Apabila diinginkan penyaluran beban secara terpusat, macam pondasinya adalah pondasi setempat. model/bentuk pondasinya adalah pondasi umpak. Jika dikehendaki penyaluran beban secara terbagi rata, macam pondasinya adalah pondasi memanjang dengan model/bentuk pondasinya pondasi staal (memanjang).

Ukuran penampang pondasi

a. Tinggi penampang pondasi 

Tinggi penampang pondasi diukur dari sisi(bidang) atas pondasi sampai alas (sisi/bidang bawah) pondasi. Letak sisi atas pondasi bisa sebidang dengan permukaan tanah asli atau lebih tinggi diatas permukaan tanah asli. Letak sisi atas pondasi itu bisa dipengaruhi oleh jarak antara lantai ruang dengan permukaan tanah asli. Jarak itu akan menentukan tebal urugan dibawah pasangan lantai. Urugan dibawah pasangan lantai harus dipadatkan. Pemadatan itu akan menimbulkan daya desak kesamping yang harus ditahan oleh tembok diatas pondasi pada pasangan dibawah garis pasangan lantai. Urugan dibawah pasangan lantai harus dipadatkan. Pemadatan itu akan menimbulkan daya desak kesamping yang harus ditahan oleh tembok diatas pondasi pada pasangan dibawah garis pasangan lantai. Desakan oleh sloof dapat ditahan, tapi jika pasangan bata diatas sloof tingginya melebihi 30cm dan pasangan bata itu tebalnya 1/2 batu, pasangan bata itu tak dapat menahan desakan dan bisa jebol. Agar pasangan bata dibawah garis permukaan lantai dengan tinggi lebih dari 30 cm itu tidak jebol pada waktu pemadatan urugan, ukuran tebal pasangan bata itu tebalnya 1/2 batu, pasangan bata itu tak dapat menahan desakan dan bisa jebol. Agar pasangan bata dibawah garis permukaan lantai dengan tinggi lebih dari 30cm itu tidak jebol pada waktu pemadatan urugan, ukuran tebal pasangan harus ditambah, tidak setengah bata tapi 1 bata. Cara untuk mengamankan pasangan bata dibawah permukaan lantai dari desakan waktu pemadatan urugan dibawah pasangan lantai adalah dengan mengurangi tinggi pasangan yaitu dengan menambah ukuran tinggi pondasinya. Sisi bidang atas pondasi selalu dibuat sejajar permukaan air dan bukan sejajar permukaan tanah. 

Letak sisi bawah (alas) pondasi adalah diatas urugan pasir atau pasangan batu kosong yang dipasang diatas dasar lubang pondasi. Dasar lubang pondasi ditentukan dengan melihat letak daya dukung tanah (σtn) yang akan digunakan pada perhitungan penentuan ukuran alas pondasi. Misal dipilih daya dukung tanah yang terletak pada 1m dibawah permukaan tanah asli atau misalnya ditentukan daya dukung tanah terletak pada -1.50 maka dasar lubang pondasi akan terletak 1m dibawah permukaan tanah asli atau terletak pada jarak 1,50m dibawah peil lantai 0.00.

b. Lebar sisi atas

Lebar sisi atas dibuat dengan ukuran tebal 25cm s.d 30cm. Ukuran itu ditentukan berdasarkan dua alasan, yaitu :

• alasan praktis = pasangan batu belah agar dapat mudah dikerjakan tebal minimumnya adalah 25cm 
• alasan struktural = pasangan  batu belah ini harus menahan desakan waktu pengurugan lubang disamping pondasi tebal minimum 25cm itu sudah cukup mampu untuk menahan desakan.

c. Lebar sisi bawah (alas) 

Lebar sisi bawah pondasi ditentukan untuk mengupayakan pondasi tidak ambles karena beban yang harus didukung dan disalurkannya.

Berikut ini contoh untuk menentukan ukuran 

ebar alas pondasi staal batu belah. Bangunan yang akan dbuat mempunyai spesifikasi sebagai berikut :

• Penutup atap genteng dengan rangka atap dari kayu dengan masa jenis 900 kg/m³. Masa jenis kayu tergantung jenis dan macam kayu, daftar masa jenis kayu dapat dilihat pada Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI). Kuda-kuda mempunyai bentang 8m dari teritisan selebar 1m , dan jarak peletakan kuda-kuda 3m.
• Struktur pendukungnya dari beton bertulang. Elemen-elemen beton dapat disebutkan sebagai berikut : ringbalk, sloof, balok latai, kolom, semuanya berukuran, penampang 15/20(catatan : menurut PMI-Peraturan Muatan Indonesia- masa jenis beton adalah 2.400kg/m³), ukuran-ukuran panjang lihat gambar
• Tembok yang dipasang 1/2 batu (masa jenis tembok 1.700 kg/m³).
• Pondasi staal batu belah dengan ukuran lihat gambar (masa jenis pondasi ini adalah 2.200 kg/m3)
• Daya dukung tanah 1g/cm² dan angka keamanan 1,5. Angka keamanan ditentukan sendiri berdasarkan kira-kira.

Dua langkah menentukan lebar alas pondasi, yaitu :

Langkah 1 : menghitung beban yang disalurkan oleh pondasi ke tanah

A. Beban terpusat

1. Beban atap

a. Penutup atap (luas 3m x 6m) = (3 x 6)m² x 50 kg/m² = 900 kg

b. Rangka atap :

• gording/nok 4x8/12 = 4(0,08 x 0,12 x 3,00)m³ x 900 kg/m³ = 104 kg
• sprit 8/12 = (0,08 x 0,12 x 4,60)m³ x 900 kg/m³ = 40 kg
• skur 8/12 = (0,08 x 0,12 x 1,90)m³ x 900 kg/m³ = 17 kg
• penggantung 2 x 6/12 = 2(0,06 x 0,12 x 1,70)m³ x 900 kg/m³ = 23 kg
• balok tarik 8/12 = (0,18 x 0,12 x 4,30)m³ x 900 kg/m³ = 38 kg
• pengapit 2 x 6/12 = 2(0,06 x 0,12 x 1,18)m³ x 900 kg/m³ = 24 kg
• balok pengunci 8/12 = (0,08 x 0,12 x 1,80)m³ x 900 kg/m³ = 16 kg
• ikatan angin 2 x 6/12 = 2(0,06 x 0,12 x 4,00)m³ x 900 kg/m³ = 52 kg
• tupai-tupai 2 x 8/12 = 2(0,08 x 0,12 x 0,40)m³ x 900 kg/m³ = 7 kg

c. Muatan hidup 100 kg/gording = 4 x 100 kg

d. Muatan angin diabaikan 

Beban atap = p1=1.621 kg

Catatan = panjang elemen kuda-kuda diketahui dari mengukur panjang tiap elemen pada gambar detail kuda-kuda

2. beban plafond asbes

a. plafond ruangan 

• asbes (3 x 4)m² x 11 kg/m² = 132 kg
• rangka (3 x 4)m² x 7 kg/m² = 84 kg

b. Plafond tririsan 

• asbes (1 x 3)m² x 11 kg/m² = 33 kg
• rangka (1 x 3)m² x 7 kg/m² = 21 kg

Beban plafond : p2 = 270 kg

3. Beban ring balk 15/20 = (0,15 x 0,20 x 3,00)m³ x 2.400 kg/m³ = 216 kg

4. Beban balok latai 15/20 = (0,15 x 0,20 x 3,00)m³ x 2.400 kg/m³ = 216 kg

5. Beban kolom 15/20 = (0,15 x 0,20 x 3,80)m³ x 2.400 kg/m³ = 274 kg

6. Beban tembok diatas balok latai = (0,15 x 0,60 x 3,00) x 1.700 kg/m³ = 459 kg

Beban pasangan beton dan tembok (3 s.d 6) p3=1.165 kg

jumlah beban terpusat = P= P1 + P2 + P3 = 3.046 kg.

Beban terpusat P itu disalurkan ke pondasi melalui balok pengikat menjadi beabn terbagi rata (dengan simbol q). Rumus yang digunakan adalah q=P/l, dimana l adalah panjang penyaluran beban secara linear. Biasanya i sama dengan jarak kolom. Pada l=3m

Dengan demikian beban terbagi rata yang terjadi karena beban terpusat itu adalah :

q1=3.056 kg/3m = 1.018,67 kg/m' dibulatkan 1.019 kg/m' (m' = meter panjang)

B. Beban terbagi rata

Beban terbagi rata selain berasal dari beban terpusat tersebut diatas juga dari balok pengikat dan tembok diatas pondasi. Apabila diatas pondasi dipasang pimtu dan jendela, pasangan pintu dan jendela diperhitungkan sebagai pasangan tembok bata dengan tebal 1/2 batu.

1. Tembok bata 1/2 batu = (0,15 x 2,80 x 1,00)m³ x 1.700 kg/m³ = 714 kg/m'

2. Balok pengikat 15/20 = (0,15 x 0,20 x 1,00)m³ x 2.400 kg/m³ = 72 kg/m'

C. Beban pondasi

Di estimasikan lebar alas pondasi 60 cm = 0,60 m

a. Bobot sendiri pomdasi (0,30+0,60)/2 m x 1,30m x 1,00m x 2.200 kg/m³ = 1.287 kg/m'

b. Urug pasir dibawah pondasi = (0,10 x 0,60 x 100)m³ x 1.600 kg/m³ = 96 kg/m'

Beban pondasi = q3 = 1.383 kg/m'

D. Beban total

Beban tptal adalah beban keseluruhan yang harus disalurkan oleh pondasi ke tanah dibawahnya 

Beban total Q = q1 + q2 + q3 = (1.019 + 786 + 1.383) kg/m' = 3.188 kg/m'

Langkah2 : menghitung daya desak (desakan) pondasi ke tanah akibat beban, dan membadingkan desakan itu dengan daya dukung tanah untuk mengetahui pondasi ambles tidak, dan efesien atau tidak.

Pada setiap perhitungan konstruksi terutama untuk pondasi, selalu/biasa digunakan angka keamanan untuk keperluan mengantisipasi keadaan yang tak terduga, misalnya daya dukung tanah disatu tempat yang lebih kecil daripada daya dukung tanah di tempat penyelidikan. Dengan angka keamanan ini dimaksudkan agar pondasi yang dibuat tidak ambles. Pada contoh ini faktor keamanan ditentukan sebesar 50 % sehingga angka keamanannya adalah 1,5.

Rumus yang digunakan adalah σ = (n x Q)/F

Keterangan :

σ= Daya desak (desakan) yang terjadi oleh pondasi ke tanah akibat beban

n= angka keamanan

Q= beban total yang harus disalurkan ke tanah atau didukung oleh tanah

F= luas alas pondasi

σ= (1,5 x 3.188 kg/m')/(60cm x 100cm) = 0,797 kg/cm² dibulatkan 0,8 kg/cm² < σtn = 1,00 kg/cm²

Pada perhitungan itu selisih antara σ dan σth adalah 0,20 kg/cm2 atau sebesar 20% merupakan selisih maksimum masih dalam anggapan efesien.

Desain pondasi yang paling efesien jika selisih antara keduanya adalah 0. Cukup efesien jika maksimum selisihnya sebesar 10%.

Jika diinginkan lebih efesien harus dilakukan perhitungan ulang, terutama pada estimasi lebar alas pondasi.

Estimasi dari lebar alas pondasi itu adalah 50 cm.

Dimisalkan 

Bobot sendiri pondasi itu adalah = (0,30 + 0,50)/2 x 1,30 x 1,00 m³/m' x 2.200 kg/m³ = 1.144 kg/m'

Bobot pasir dibawah pondasi = (0,10 x 0,50 x 1,00)m³/m' x 1.600 kg/m³ = 80 kg/m'

Dengan demikian Q = 1.019 kg/m' + 786 kg/m' +1.224 kg/m' = 3.029 kg/m'

σ= (1,5 x 3.029 kg/m')/(50 cm x 10 cm) = 0,9087 kg/cm² dibulatkan 0,91 kg/cm² < σth aman dan efesien

Contoh yang lain dapat diberikan disini adalah penentuan lebar alas pondasi yang harus mendukung gunung-gunung dari tembok bata tebal 1/2 batu

A. Beban terpusat

1. Beban atap

• Penutup atap = 900 kg
• Gording = 104 kg
• Muatan hidup = 400 kg

Jumlah beban atap = 1.404 kg

2. Beban balok gunung-gunung = (0,15 x 0,15 x 5,00)m³ x 2.400 kg/m³ = 360 kg

3. beban kolom = (0,15 x 0,20)(3,80 + 6,8)m³ x 2.400 kg/m³ = 574 kg

Jumlah beban terpusat (A1 + A2 + A3) : P = 2.338 kg

Disalurkan ke pondasi sebesar q1 = 2.338 kg/4m' = 585 kg/m'

B. Beban terbagi rata

1. Beban plafond = (3,00 x 5,00)/4 x 1m² x 18 kg/cm² = 68 kg/m'

2. Balok beton 2 x 15/20 = 2 (0,15 x 0,20 x 1,00)m³ x 2.400 kg/m³ = 144 kg/m'

3. Tembok = ((3,8+6,8)/2 x 4,00 x 0,15)/4 x 1.700 kg/m³ = 1.352 kg/m'

Beban q2 = 1.564 kg/m'

C. Beban pondasi 

Di estimasikan lebar alas pondasi 55 cm

1. Bobot sendiri pondasi = ((0,30+0,50)/2 x 1,30 x 1)m³ x 2.200 kg/m³ = 1.216 kg/m'

2. Urug di bawah pondasi = (0,10 x 0,55 x 1,00)m³ x 1.600 kg/m³ = 88 kg/m'

Beban q3 = 1.304 kg/m'

D. Beban total

Beban total  Q= q1+q2+q3 = 585 kg/m' + 1.564 kh/m' + 1.304 kg/m' = 3.453 kg/m'

D = ((1,5 x 3.453) kg)/55cm x 100cm = 0,942 kg/cm² dibulatkan 0,95 kg/cm² < σtn aman dan efesien 

Konstruksi

• Lubang galian pondasi dibuat dengan dasar lubang pada kedalaman sesuai dengan letak daya dukung tanah yang dipilih. Jika siinginkan pekerjaan pondasi staal batu belah efesien, kedalaman itu jangan melebihi 1,25m. Jika ternyata lebih dari itu sebaiknya digunakan model pondasi yang lain. Dinding-dinding lubang galian dibuat condong keluar, mulut lubang galian lebih lebar dari lebar dasr lubang. Dengan itu dimaksudkan agar dinding-dinding lubang tidak mudah gugur. Lebar dasr lubang galian adalah sama dengan lebar alas pondasi ditambah 20cm. Celah 10cm disisi kiri dan kanan pasangan pondasi dapat digunakan untuk meletakkan kaki tukang, jadi tukang tidak menginjak pasangan batu yang sedang dikerjakan.
• Pada dasar lubang diberi urugan pasir pasang yang dipadatkan sampai tebal 10 cm kemudian diatasnya langsung dipasang batu pondasi atau diatasnya diberi pasangan batu kosongan yang dinamakan aanstamping. Jika memang akan digunakan aanstamping urugan pasir pasang bisa dikerjakan dengan ketebalan 5 cm saja. Urugan ataupun pasangan aanstamping ini akan memberi permukaan yang rata sehingga memberi kemudaahan untuk proses awal pemasangan batu pondasi. Khususnya aanstamping akan memberikan permukaan yang stabil untuk alas pemasangan batu belah pondasi. Aanstamping berfungsi sebagai lantai kerja. Lantai kerja berfungsi memberi kemudahan bagi pelaksanaan pekerjaan oleh tukang.
• Baru belah dipasang dengan perekat 1kp:1sm:1ps atau 1pc:3kp:10ps mulai dari permukaan urugan pasir atau aanstamping sampai setinggi batas permukaan tanah. Apabila diatas permukaan tanah masih ada bagian pasangan batu belah pondasi, maka pada bagian itu dibuat dengan perekat 1pc:1/2kp atau 1pc:5ps. Dengan perekat itu bagian pondasi tersebut akan mempunyai kekuatan untuk menahan desakan tanpa menjadi rusak.
• Apabila pasangan pondasi telah selesai dibuat, lubang galian disamping pondasi diurug dan dipadukan. Yang terletak di bawah lantai diurug dengan pasir pasang atau pasir urug, yang tidak dibawah lantai diurug dengan tanah bekas galian.
• Apabila daya dukung tanah terlalu rendah, misalnya 0,5 kg/cm², agar pondasi tidak ambles dan pekerjaan pondasi menjadi efesien perlu diadakan perbaikan tanah dibawah pasangan pondasi terlebih dulu sebelum pasangan pondasi dikerjakan. Pada dasarnya perbaikan tanah ini bertujuan untuk memperluas daerah penyaluran beban tanpa harus membuat alas pasangan pondasi lebarnya sesuai dengan daerah penyaluran beban dengan desakan yang diahasilkan sekecil mungkin (σ<σtn)
• Dalam hal ini yang perlu diketahui adalah bahwa penyaluran beban oleh pondasi menuruti garis penyaluran yang membentuk sudut 45 derajat dengan garis alas pondasi (lihat gambar). Dengan demikian makin tebal urugan dibawah pondasi makin lebar daerah penyaluran beban, sehingga luas alas pondasi seolah-olah makin besar. Sebagai contoh : misalnya lebar alas pondasi 0,5m kemudian tebal perbaikan tanah juga 0,5m. Pada kondisi ini lebar penyaluran beban adalah sebesar 0,5m + 0,5m + 0,5m = 1,5m. Pada kondisi ini seolah-olah pondasi mempunyai alas yang lebarnya 1,5m. Urugan perbaikan tanah dibuat dengan mencampur tanah galian dengan pasir pasang dengan perbandingan 1ps:2tnh.

Berikut dibawah ini contoh detail pondasi batu kali :