Penurunan pondasi terkadang diabaikan, khususnya pada struktur sederhana 1 atau 2 tingkat tergantung tingkat kepentingannya. Apa alasannya? biaya penyelidikan tanah yang relatif mahal.

Penurunan pondasi hanya bisa diperkirakan dari data penyelidikan tanah. Namun, pemilik (Owner) bangunan sederhana seperti kantor atau rumah toko (Ruko), akan berpikir berulang kali apabila ingin mengeluarkan biaya tambahan.

Selain itu, dalam perencanaan struktur gedung terkadang “perencana struktur” mengabaikan penurunan pondasi. Tinjauan keamanan pondasi hanya berdasarkan faktor aman kapasitas dukung tanah.

Bersama-sama pondasi, balok sloof atau balok ikat seringkali tidak dimasukkan dalam proses analisa struktur gedung. Beban hanya berdasarkan asumsi 25% dari gaya pada kolom dan tumpuan diasumsikan jepit. Mengenai sloof akan dibahas seiring dengan pembahasan penurunan pondasi berikut ini.

Seberapa pentingkah tinjauan penurunan pondasi pada struktur gedung?

Bagaimana pengaruh penurunan pondasi terhadap keamanan struktur gedung?

Berikut akan ditinjau struktur portal tinggi 4 m dan bentang 6 m. Pada balok diberi beban 20 kN/m. Ukuran penampang balok, sloof, dan kolom dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Geomtri beban

Digunakan mutu beton K-175 (fc’ 15), dengan kondisi pencampuran manual oleh tukang dan faktor pelaksanaan, akan sulit mendapatkan mutu beton lebih besar dari itu (itupun untung-untungan jika terpenuhi K-175).

Analisa struktur menggunakan software SAP2000 versi 7.4 (lisensi student version). Pakai ini aku, jangan kena tuntutan perusahaannya..

Baiklah, dengan geometri struktur di atas, akan ditinjau beberapa kondisi sebagai berikut:

Kondisi 1

Kondisi tumpuan jepit seperti gambar di atas, mengabaikan penurunan pondasi. Akan ditinjau momen pada balok ikat/sloof seperti pada umumnya.

Kondisi 2

Diberi tambahan penurunan 1 cm = 10 mm pada tumpuan tengah. Asumsi tumpuan masih jepit sempurna.

Penurunan 10 mm

Kondisi 3

Tanpa beban penurunan. Asumsi menggunakan tumpuan spring pada kolom dan sloof. Menggunakan modulus subgrade 10.000 kN/m3 (Pasir kepadatan sedang) lihat tabel berikut. Asumsi menggunakan pondasi telapak ukuran 1 m x 1 m dan lebar sloof 0.25 m. Maka digunakan input kekakuan spring vertikal dan horizontal sebagai berikut:

Modulus Subgrade

Pondasi (Tumpuan Kolom)

kh = 1 m x 1 m x 10.000 kN/m3 = 10.000 kN/m dan kv = 2kh = 20.000 kN/m

Balok ikat atau sloof

kh = 0.25 m  x 1 m x 10.000 kN/m3 = 2500 kN/m  dan kv = 2kh = 5000 kN/m

Kondisi 3 spring tanpa penurunan

Kondisi 4

Diberi penurunan 1 cm = 10 mm di tumpuan kolom tengah. Asumsi tumpuan spring sesuai kondisi 3.

Spring Penurunan 10 mm

Hasil Analisa Struktur Menggunakan SAP2000 v.7.4

Berikut ini hasil analisa struktur menggunakan SAP 2000 untuk masing masing kondisi di atas.

Bentuk deformasi struktur

Deformasi 1Deformasi 2Deformasi 3aDeformasi 4

Gaya yang terjadi pada struktur

lAksial 3Momen 1Momen 2Momen 3Momen 4

Pembahasan

So.. bagaimana kita membaca gambar di atas?

Pertama, kita akan menghitung momen pada balok ikat seperti pada umumnya. Sebagai berikut:

Dari gambar gaya aksial kondisi 1 diketahui P1= 65,58 kN dan P2 = 170.76 kN

Dimana L = panjang sloof  = 6 m

Beban merata (q) balok sloof = [25%(P1 + P2)]/6 = 9,85 kN/m

Momen pada sloof = (9,85 x 6^2)/12 = 29,55 kN.m

Kedua, bisa kita lihat pada gambar momen kondisi 2, akibat penurunan 1 cm, momen pada balok ikat atau sloof sebesar 32,74 kN.m dimana lebih besar dari perhitungan biasa sebesar 29, 55 kNm.

Selain itu, pada kondisi 2 ini terlihat gaya momen kolom pinggir 41,32 kN lebih besar dua kali lipat dari kondisi 1 yaitu 19,85 kN.

Ketiga, pada kondisi 3 dengan tumpuan spring tanpa tambahan penurunan. Terlihat momen pada sloof (tengah) sebesar 55,58 kNm lebih besar dua kali lipat dari perhitungan biasa 19,85 kN.

Sedangkan momen pada balok atas dan kolom kurang lebih sama dengan kondisi 1 (Konservatif). Namun, sebenarnya momen pada balok atas lumayan perbedaanya.

Keempat, kondisi 4 terlihat momen pada sloof sebesar 89,39 kNm lebih besar tiga kali lipat dari perhitungan biasa (kondisi 1) sebesar 29,55 kNm.

Kesimpulan

Dari hasil di atas disimpulkan bahwa mengabaikan penurunan pondasi akan berakibat fatal pada struktur atas, sloof, kolom, maupun balok. Dimana gaya momen diperoleh hingga dua bahkan tiga kali lipat dari perhitungan biasa. Jika penulangan struktur hanya berdasarkan momen tanpa penurunan, maka bisa dikatakan struktur tersebut tidak aman. Struktur akan aman jika penurunan pondasi dianalisa berdasarkan hasil penyelidikan tanah (Sondir ataupun SPT) dan menjamin penurunan tidak menimbulkan gaya yang berlebihan pada struktur atas.

Catatan: penurunan di atas belum memasukkan pengaruh gempa.