1. Program Studi Teknik Sipil
9
Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Universitas Mercu Buana
MODUL 9
KAPASITAS DUKUNG FONDASI
PADA TANAH BERLAPIS
Dalam kondisi alam, tanah sering dalam kondisi berlapis-lapis dengan sifat-sifat
tanah yang berbeda pada setiap lapisan. Persamaan-persamaan kapasitas dukung
yang telah dipelajari sebelumnya hanya berlaku jika tanah homogen dengan tebal tak
terhingga. Jika tanah pendukung fondasi berlapis-lapis dengan sifat yang berbeda –
beda kapasitas dukung akan bertambah atau berkurang yang bergantung pada sifat
tiap-tiap lapisan tanahnya. Dalam kondisi tersebut, kadang-kadang zona geser pada
saat fondasi akan runtuh berkembang sampai memotong tanah lainyang berada
dibawahnya.
Fondasi dipertimbangkan sebagai terletak pada tanah yang homogen (yaitu
bidang keruntuhanya hanya melewati satu jenis tanah) jika permukaan lapisan tanah
yang berbeda sifatnya,yang berada dibawahnya, berjarak paling sedikit 4B (B = lebar
fondasi) dari dasar fondasi.
1. DUA LAPISAN LEMPUNG DENGAN SIFAT YANG BERBEDA
(a) Analisis Button
Button (1953) mengusulkan persamaan kapasitas dukung untuk fondasi yang
terletak pada tanah lempung yang terdiri dari dua lapis (Gambar 1a). Bidang
keruntuhan dianggap berbentuk silender dan sudut gesek dalam tanah (φ) dianggap
nol. Button (1953) fondasi terletak di permukaan tanah lempung dengan kohesi c1 dan
dibawah tanah ini terletak lapisan dengan kohesi c2. Persamaan kapasitas dukung
untuk tanah lempung berlapis dinyatakan oleh
qu = c1 Nc’ (1)
dengan c1 = kohesi tanah lapis atas dan Nc’ adalah faktor kapasitas dukung yang
diperoleh dari Gambar 1.b
(b) Analisis Vesic
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MT
REKAYASA FUNDASI

2. Vesic (1970) menyarankan persamaan kapasitas dukung ultimit untuk fomdasi
yang terletak ditanah lempung, yang tanahnya terdiri dari 2 lapis, yaitu lempung lunak
pada bagian atas dan lempung kaku pada bagian bawah (Gambar 2) atau sebaliknya.
Gambar 1, Faktor kapasitas dukung untuk lempung berlapis (Button,1953)
Persamaan kapasitas dukung ultimit, bila tanah yang diatas lebih lunak daripada
yang dibawahnya dinyatakan oleh:
qu = c1 Nm + Dfγ (2.a)
Kapasitas dukung ultimit neto:
qun = c1 Nm (2.b)
dengan
c1= kohesi lapisan lempung atas
Nm = faktor kapasitas dukung (Gambar 2 atau Tabel )
Df = kedalaman fondasi
γ = berat volume tanah dilapisan atas.
Nilai-nilai Nm relatif aman untuk fondasi yang sangat kaku dan haris dipakai
dengan hati-hati bila fodasinya fleksibel. Didasarkan hasil pengujian Brown dan
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MT
REKAYASA FUNDASI

3. Meyerhof (1969), Vesic menyarankan faktor reduksi untuk c1 pada Persamaan (2) bila
lempung mempunyai sensitigitas kira-kira 2, yaitu c1 digantikan dengan 0,75 c1.
Kondisi kedua bila tanahnya terdiri dari lapisan lempung kaku di bagian atas
dan lempung lunak di bagian bawah, analisis harus memperhatikan keruntuhan
penetrasi ditepi fondasi dan faktor kapasitas dukung Nm dinyatakan oleh persamaan :
Nm = 1/β + (c2/c1) λcNc (dengan Nm ≤ λcNc) (3)
dengan
β = indeks penetrasi = BL/ { 2 H ( B + L )}
H = jarak permukaan lapisan lempung bawah dengan dasar fondasi
(lihat Gambar 2)
L,B = berturut – turut adalah panjang dan lebar fondasi
λcNc = Nc’ = faktor kapasitas dukung yang memperhatikan koreksi bentuk
fondasi
c1,c2 = berturut – turut kohesi pada lapiasan lempung atas dan bawah.
Nilai Nm untuk kasus yang ke-2 ini harus tidak melebihi λcNc
Untuk fondasi lingkaran dan bukur sangkar, β = B/(4H) dengan Nc’ = 6,17.
Untuk fondasi yang memanjang, β = B/(2H) dengan Nc’ = 5,14
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MT
REKAYASA FUNDASI

4. Gambar 2. Faktor kapasitas dukung Vesic untuk tanah kohesif berlapis
(Vesic,1970)
Tabel 1. Faktor kapasitas dukung Nm dari Vesic, untuk fondasi empat persegi
panjang dengan L/B ≤ 5 (Vesic, 1970)
Tabel 2. Faktor kapasitas dukung Nm dari Vesic, untuk fondasi bujur sangkar dan
lingkaran L/B = 1 (Vesic, 1970)
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MT
REKAYASA FUNDASI

5. Contoh soal 1 :
Ditinjau dari suatu fondasi memanjang dengan lebar 2,5 m terletak permukaan
tanah lempung berlapis. Kuat geser tak terdrainasi lapisan atas c1 = 50 KN/ m2
dan lapisan dibawahnya c2 = 70 KN/ m2. Tebal lapisan lempung atas 1m
a) Tentukan besarnya kapasitas dukung ultimit dengan cara Button (1953)
b) Dengan hasil kapasitas dikung ultimit yang diperoleh, bandingkan bila
dipakai persamaan kapasitas dukung Skempton (1951) dengan
menganggap tanah homogen dengan c1= c2 = 50 KN/ m2
c) Jika kuat geser lapisan bawah c2 = 30 KN/ m2, bandingkan dengan hasil
persamaan Skempton soal (b)
Contoh soal 2 :
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MT
REKAYASA FUNDASI

6. Fondasi berbentuk lingkaran dengan diameter 8 m terletak pada tanah lempung
berlapis, seperti Gambar C3.20. Tebal lempung kaku bagian atas 2m. Data
tanah
1) Lempung 1 : c1 = 20 KN/ m2,φ1 = 0 0 , γ1 = 20 KN/ m2
2) Lempung 2 : c2 = 80 KN/ m2,φ1 = 0 0 , γ2 = 20 KN/ m2
Kedalam fondasi 1m. Tentukan besarnya kapasitas dukung ultimit dan kapasitas
dukung ultimit neto dengan cara Vesic.
2. TANAH GRANULER DI ATAS TANAH LEMPUNG
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MT
REKAYASA FUNDASI

7. Ditinjau sebuah fondasi dipermukaan tanah, yang tanahnya terdi dari 2 lapis.
Lapisan tanah bagian atas berupa tanah granuler setebal H ( c1 = 0, φ >0) dan lapisan
tanah dibawahnya berupa lempung jenuh ( c2 > 0, φ = 0) dengan tebal tak terhingga
(Gambar 3.a)
Gambar 3. Fondasi pada tanah berlapis. Lapisan atas berupa tanah granuler
dan lapisan bawah berupa lempung jenuh (Giroud, 1976)
Pada lebar fondasi tertentu, jika bidang runtuh melewati kedua lapisan,
kapasitas dukung akan berada diantara jika fondasi pada pasir dan lempung. Untuk
lebar fondasi kecil, bidang runtuh hanya melewati lapisan pasir. Jika, dalam hal ini
kapasitas dukung sama dengan fondasi pada tanah pasir. Jadi, dalam hal ini kapasitas
dukung sama dengan fondasi pada pasir (qu1 =0,5 B N γ Nγ ). Namun, jika lebar fondasi
sangat lebih besar dibanding dengan tebal lapisan pasir (B >> H), sokongan lapisan
pasir dalam melawan keruntuhan geser sangat kecil, sehingga kapasitas dukung akan
mendekati sama dengan kapasitas dukung fondasi pada lempung.
Gambar 3.b menunjukkaan variasi lebar fondasi (B) terhadap kapasitas dukung
ultimit (qu). Dapat terlihat bahwa terdapat suatu nilai lebar fondasi B optimumyang
menghasilkan kapasitas dukung pondasi maksimum.Kemudian jika B sangat
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MT
REKAYASA FUNDASI

8. besarkapasitas dukung akan sama dengan kapasitas dukung pada tanah lempung (qu2
= c2N2). Pada kondisi ini, lapisan pasir hampit tyidak berpengaruh sama sekali terhadap
kapasitas dukung.
(a) Analisis Tsheng (1957)
Tsheng (1957) mengusulakan persamaan-persamaan kapasitas dukung fondasi
yang terletak dipermukaan, untuk kondisi lapisan tanah yang terdiri dari 2 lapis, dengan
tanah permukaan berupa tanah granuler ( c = 0, φ >0) dan dibawahnya berupa tanah
lempung ( cu > 0, φ = 0) (Gambar 4). Persamaan kapasitas dukung fondasi memanjang
dipeermukaan, pada kondisi jangka pendek atau kondisi tak terdrainasi, dinyatakan
oleh:
qu = c1 Nc’ ; untuk 0 < H/B < 1,5 (4.a)
qu = c2 Nc’ + 0,5 Bγ1Nγ’ ; untuk 1,5 < H/B < 3,5 (4.b)
qu = 0,5 Bγ1Nγ’ ; untuk H/B > 3,5 (4.c)
dengan :
qu = kapasitas dukung fondasi ultimit memanjang dipermukaan
c2 = kohesi tak terdrainasi (undrained) lempung
Nc’, Nγ’ = faktort kapasitas dukung dari Gambar 4
γ = berat volume tanah granuler
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MT
REKAYASA FUNDASI

9. Gambar 4. Faktor kapasitas dukung tanah berlapis (Tseng, 1957)
Dari persamaan-persamaan diatas , dapat disimpulkan jika tebal lapisan tanah
granuler 3,5B, bidang runtuh yang terjadi hanya melewati lapisan tanah granuler saja.
Contoh Soal :
Fondasi memanjang dengan lebar 1m dianggap terletak di pemukaan tanah pasir
dengan φ1 = 300 , c = 0, dan γ =15 KN/ m3. Tebal lapisan pasir 2m .Di bawah lapisan
pasir terdapat lapisan lempung dengan cu = 60KN/ m2 dan φ = 0. Selidiki apakah
fondasi aman terhadap keruntuhan kapasitas dukung, jika beban fondasi 110KN/m1
dan F = 3?
SUMBER :
Hardiyatmo, Hary Christady, Teknik Fondasi I, Edisi ke 2, PT Gramedia Pustaka Utama,
Jakarta 2002
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MT
REKAYASA FUNDASI