Teknik Pondasi Pada Lapisan Batuan (2)

AKAAN
IPAN
irn

rnrftrn

TTI(TIil POIIDI$I

m[[

tM]SAil BATUI]I

Mo:snnmoilo $orroro

O

press

illsl Ktz

TEKNIK PONDASI PADA LAPISAN BATUAN


Prakata

Moesdarjono Soetojo
O 2009, ITS Press, Surabaya
Hak cipta dilindungi undang-undang
Layout dan Desain: Putri Dwitasari, ST. , Nila Permatasari, ST
Diterbitkan pertama kali oleh
Penerbit ITS Press, Surabaya 2009

Pondasi batuan atau dapat disebut pula sebagai Pondasi
Lapisan
Batuan adalah salah satu System Pondasi dimana
diatas
bagian telapak bawah dari pondasi, baik untuk Pondasi Dangkal
maupun Pondasi Dalam terletak diatas suatu Lapisan Batuan.
System Pondasi ini secara garis besar tidak banyak berbeda jauh
dengan pondasi pada tanah biasa, namun dalam realitasnya cara
untuk melakukan perhitungan daya dukungnya memiliki banyak


rsBN 978-979 -8897 -32-0

lSBN

Aq .lTtJN'k

i?5-1?9-S81?-3i-0
llll

ll

llllllllllli lil

911789

I

I

t?


fiaYe''

perbedaan perbedaan khususnya terletak pada kondisi
diskontinuitasnya atau kekar kekarnya. Perbedaan ini yang
kemudian menyebabkan harga daya dukung dalam keadaan

lllllil

798r897120r,

Sanksi Pelan ggar an

P as

tertentu menjadi sangat berbeda pada tanah biasa.
Dari hasil perencanaan pondasi bangunanyang diletakkan
diatas Lapisan Batuan, beberapa telah mengalami keruntuhan.
Keruntuhan tersebut sebagian besar disebabkan oleh anggapan
bahwa Lapisan Batuan adalah suatu lapisan yang cukup keras dan

mampu mendukung beban konstruksi. Namun perencana sering
kali telah lupa untuk memperhitungkan orientasi kekar dari lapisan
batuannya yang memiliki dipping yang cukup besar misalnya.
Kemudian dapat terjadi keruntuhan karena kekuatan geser pada

al 22

Undang-Undang Nomor
Tentang Hak Cipta:

19

Tahun 2002

1.

Barangsiapa dengan sengaja dan tanpa hak melakukan perbuatan
sebagaimana dimaksud dalam Pasal 2 ayat (1) atau Pasal49 ayat (1) dan
ayat (2) dipidana dengan pidana penjara masing-masing paling singkat
1 (satu) bulan dan/ atau denda paling sedikit Rp1.000.000,00 (satu juta

rupiah), atau pidana penjara paling lama 7 (tujuh) tahun dan/ atau
denda paling banyak Rp5.000.000.000,00 (lima milyar rupiah) '

2.

Barangsiapa dengan sengaia menyiarkan, memamerkan, mengedarkan

bidang diskontinuitasnya (bedding plane) sebagai bidang
pcrlemahan terlampaui atau dikatakan tidak mampu menahan

atau menlual kepada umum suatu ciptaan atau barang hasil

pondasi.
Buku ini direncanakan untuk kuliah mahasiswa 51 pada mata kuliah

bebar-r

pelanggaran Hak Cipta atau Hak Terkait sebagaiman dimaksud pada
iyat (1) dipidana dengan peniara paling lama 5 (lima) tahun dan/ atau
denda palingbanyak Rp500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah)'


pilihan yaitu "Pondasi Batuan" dan dapat dipakai pula untuk
referensi tambahan bagi mahasiswa 52 Geoteknik dalam mata
kuliah "Mekanika Batnart" di ITS. Disamping itu dapat dipakai pula
sebagai bekal bagi mahasiswa agar tidak menganggap bahwa
lapisan batuan selalu merupakan lapisan yang lebih kuat dalam

Dilarang keras menerjemahkan, memfotokopi, atau memperbanyak sebagian
atau seluruh isi buku ini tanpa izin tertulis dari penerbit.

rnenclukung beban pondasi dibancling dengan lapisan tanahbiasa.

Dicetak oleh Percetakan ITS Press
Isi di luar tanggung jawab percetakan

I

Dari pengalaman penulis st'tttliri tl.tl.ttn

tnenganalisa

mengenai terjadinya keruntuhan p()ll(lnsi pirtl.t l,apisan Batuan,
serta beberapa pertanyaan dari lulusan sitrf .ttt.t tt'krrik sipil 51 ketika
menghadapi Lapisan Batuan dilapangan atatr Prolrlt.rna ketika akan
memancang tiang pondasi yang tncttt'tltbtts lapisan batuan
,memandang perlu untuk menerbitkan buktt tlrt'trgenai "Teknik

Pondasi pada Lapisan Batuan" ini. Buku ini clapat dijadikan
pegangan dalam Merencanakan Pondasi tlintns I'npisan Batuan
maupun un i:rtk m en gEu alu asi Kon di si L ap is an B n t u t t t d i L np an g an'

o
o
o
o

Buku ini diiulis dalam4 (empat)bagian yaitu :
I : Pengertian Batuan & Sifat Teknis Batuan
Bagianll : SifatTeknis&KlasifikasiMassaBatuan
Bagian III : Perilaku Massa Batuan akibat Beban Pondasi


Penuiis sangat terbuka untuk masukan masukan guna
perbaikan perbaikan lebih lanjut bagi buku "Teknik pondasi pada
Lapisan Batuan" ini dan mohon maaf apabila ada kekurangan pada
penerbitanini.
Agustus,2009,
Moesdarjono Soetojo

Bagian

Prakata Edisi ke 2

BagianIV:AplikasipadaBangunanSipil

Edisi ke 2 ini diterbitkanuntuk memperbaiki kekurangankekurangan danmemperjelas yang ada di Edisike 1.

Pada masing masing Bagian terdiri atas Bab-Bab yang
menjelaskan mengenai beberapa hal yang terkait dalam Bagian
tersebut sehingga dapat berupa 2 s/d 4Bab. Pada bagian terakhir
terdiri atas 4 Bab yangmenjelaskanmengenai Aplikasi Pondasi pada
Lapisan Batuan mulai dari Pondasi Langsung kemudian dilanjutkan

dengan Pondasi Sumuran dan kemudian Pondasi Tiang. Dijelaskan
pula disini mengenai perhitungan Daya Dukung dari Lapisan
Batuan dan Penurunannya / Deformasi.
Pada Bab 11 sebagai bab terakhir ini, aplikasi-nya tidak
pada sistem pondasi, namun sedikit menjelaskan mengenai
kelongsoran dari Talud Galian khususnya untuk talud dengan
kelongsoran Bidang Tunggal pada Batuan. Hal ini dimaksudkan
agar ada sedikit pengetahuan mengenai kelongsoran pada Talud
dimana Lapisan Batuan di Indonesia banyak terdapat didaerah
berBukit maupun didaerah Pegunungan yang memiliki lereng
lereng dan talud talud baik yang diakibatkan oleh Galian Manusia,
Alam maupun oleh Aliran Sungai. Talud talud ini sering
berinteraksi dengan Pondasi Bangunan baik berupa Gedung atau
Jembatan. Sehingga sedikit pengetahuan mengenai talud akan
memberikan arti dalam menganalisa Daya Dukung Lapisan Batuan
yang berinteraksi dengan sistem Pondasi Bangunan.

Semoga Edisi ke 2yangtelah diperbaiki ini akan menjadi
lebihbermanfaat,Amin


4pr112014,

Moesdarjono Soetojo

Daftar Isi
PRAKATA

1

DAFTARISI

iii

BAGIAN I: PENGERTIANBATUAN& SIFAT
TEKNIS BATUAN
BABI

BAB2

PENDAHULUAN

1.1. PengertianBatuan
1.2. KomposisiKimiaBatuan
1.3. Kondisi Batuan di Permukaan Bumi
1.4. Ilmu Teknik Batuan pada Konstruksi Teknik Sipil . . . . . . .
1.5. Aplikasi Teknik Batuan pada Konstruksi Teknik Sipil

KLASIFIKASI GEOLOGIS
BATUAN

&

2.1 Pendahuluan
2.2 Klasifikasi Batuan berdasarkan
2.3 Sifat-sifat Indek dari Batuan .

SIFAT-SIFAT INDEK
sifat Geologisnya

.

2.3.1 Porisitas
2.3.2 Densitas
2.3.3 Permiabilitas Hydrolis & Konduktifitas
2.3.1, Kekuatan dari Batuan
2.3.2 KetahananBatuan (Durabilitas)

2.3.3

li,,\lt

6

7
9
1L

't3
13
14
19
20
21

24
26
28

Test kecepatan suara pada Batuan sebagai

Inclek Derajat Keretakan

24

J
J

30

I'cngcrtit-rr-r Diskontinuitas sebagai sifat fisik pada batuan

JJ

S()AI,-SOAI,

35

\ l..l,litrN lt il ln N ltn I Lln N & I'[S'l"lEItt]ADAP
l.,l'hI l,\ l,\NNYn
I I I't'rr,l,rlrrrlrr.rrr
| .) lilr l',rl',,rr l,r,rrlrrl. l\('t unlltll,ln

.1/

37
rl,rr r lr,rlrr,trr

3.3

Test kekuatan batuan di Laboratorium & di lapangan
3.3.1 Test Tekan tanpa Tekanan Samping

4L

3.3.2 TestTekandenganTriaxial . ..
3.3.3 Test Tarik tidak Langsung dengan "Brazilian
Test"
3.3.4 TestLentur (Flexure test)
3.3.5 TestGeserSistemRing (RingShearTest) . .
3.3.6 PointLoadTest ...
3.3.7 Hummertest .....

44

42

.

45
46
46

.

.

47
49
52

SOALSOAL

5.4 Hubungan antara Klasifikasi Batuan & Modulus
Deformasi
SOAL-SOAL

BAGIAN III: PERITAKUMASSABATUAN
AKIBATBEBAN PONDASI
BAB6 MASSABATUANSEBAGAIPENDUKUNGPONDASI

BANCUNAN
6.1 Pendahuluan

BAGIAN II: SIFATTEKNIS &KLASIFIKASI

6.2 Interaksi

MASSA-BATUAN

pondasi dengan lapisan batuan.

6.2.1 Lapisantanahdanbatuan ....
6.2.2 Pondasi untuk mentranfer beban

BAB4 TEGANGANDANREGANGANPADA BATUANDAN

...
.....

111

111
113

.

113
ke lapisan

batuan
55
55

KRITERIA KERUNTUHANNYA
4.1 Pendahuluan .....
4.2 Tegangan regangan pada batuan ketika menerima

58
58
65

4.2.1. Tegangan&Regangan

4.2.2 Efek pemberian tegangan samping pada batuan

4.3 Kriteria

keruntuhan dengan Mohr-Coulomb sebagai
KekuatanGeser Batuan

69

/5

SOAL-SOAL

6.3 Perkiraandayadukungbatuan

776
120
123

.

SOAL-SOAL

I\AB7 KERUNTUHAN & DEFORMASI MASSA-BATUAN
AKIBATBEBANPONDASI
...725
7.1 Pendahuluan ....
.. 125
7.2 Keruntuhan Massa Batuan akibat Beban pondasi
. . 127
7.2.1 Umum
.....'127
7.2.2 Percobaan Pembebanan dengan "plate Loading

Test"..

7.2.3 Progres Keruntuhan pada

75

BAB5 KLASIFIKASI &KEKUATANGESERMASSABATUAN
5.1 Pendahuluan.. .. .
5.2 AwaldariSistemKlasifikasi MassaBatuan

75

.

76

5.2.L Klasifikasi massa batuan dari Terzaghi. . . . . . . . . . . . .
5.2.2 Rockqualitydesignationindex(RQD) .. .
5.2.3 Klasifikasi Massa Batuan dengan Rock Mass - . . . . -

78

.

Penggunaan GeologicalStrengthlndex (GSI)
5.3.1 Kriteria keruntuhan dari Hoek-Brown yang telah
digeneralisasi .....
5 .3.2 Penggunaan kriteria keruntuhan dari HoekBrown

5.3.3 Estimasi konstante dari Hoek-Brown
5.3.4 Kekuatan Geser Massa Batuan pada
penggunaannya diGSI

.

..

.

7.3.2 PercobaanSchnaider(1967)padabatuankekar
7.3.3 AnalisaElastisitasBatuanKekar
7.3.4 ModulusDeformasi
7.3.5 ModulusRatio ...
7.3.7 ModulusDeformasiPermanen

76

PengembanganSistem Klasifikasi Massa Batuan dan

729

Batuan

7.3 DeformasiMassaBatuandenganKekar-Kekar
7.3.1 PengertianDeformasipadaBatuan ........

Rating(RMR)

5.3

102
1.07

s()n

t,_s()AI

130
133
133

134
136
141
149
'L44
1.46

IIN(;IAN IV: APLIKASI PADA BANGUNAN
95

97

SIPIL

li\trli l\)Nl)nsl ln N(;sUN(;l,nl)n Inl,lsn NRA.l,UnN .........
SI l'r'tttl,rlttrlrr,ll ..
s .) I ),rt,r I )rrkllrl', l\1,r,,,.,r ll,rlrr,rrr

....

149
I:tg
I

rr()

BABlO

8.3.1 ModelKeruntuhanDayaDukurrg []atuarr untuk

150

berbagai macam Kondisi Massir Batuan

8.3.2 PerumusanDaYaDukung.. . ..
8.3.3 Daya Dukung Massa Batuan patlil

155

.

I't:rr.tlu kaan

Tebing

8.3.4 Perkiraan empiris Daya Dukung

8.3

Penurunan

/

1.67

Massa Batuan

174
177
185

CONTOHPerhitungan
SOAL-SOAL

.....

BAB9 PONDASISUMURANPADALAPISANBATUAN ..........
9.1. Pendahuluan
Penggunaan Pondasi Sumuran pada Lapisan Batuan
9.2.L Bentuk Pondasi Sumuran pada lapisan Batuan
9.2.2 Keuntungan & Kekurangan dari Pondasi

...--

SumuranpadaBatuan
PenggunaanCasing&LumpurBor
9.3 Daya Dukung Lapisan Batuan untuk Pondasi Sumuran
9.3.1, Umum
9.2.3

9.3.2 PenurunanPondasiSumuranpadaBatuan
9.3.3 UjungPondasiSumuranyangmasukkedalam
Lapisan

Batuan

..
b.TeganganVertikalpadabagianPondasi ........
Sumuranyang beradadilapisanBatuan . ......
a.

TransferBebankelapisanBatuan

.

.. ...

189
189
190
190

193
195
196
196
197

198
199
201

c. Kekuatan Lengket antara Batuan dengan Beton

Pondasi

"

d.Langkah-langkah (prosedur) untuk

202

menentukan kedalaman pondasi sumuran pada

lapisanbatuan...
e.

.........205

Menentukan Ukuran Penampang Pondasi

Sumuran

.........

206

9.3.4 Ujung Pondasi Sumuran yang terletak pada
Lapisan

Batuan

a. PondasiSumurandenganDiameterKecil ......
b. PondasiSumurandenganDiameterBesar .....

CONTOH Perhitungan Pondasi Sumuran pada Lapisan

Batuan
SOAL-SOAL

207
208
209

..213

....

216

.

10.3.3

Penurunan (settlement) Pondasi Tiang pada
Batuan

]N B

221.

223

1,0.2.3

229

237

11 STABILITAS TALUD GALIAN PADA BATUAN
11.1 Pendahuluan
11.2 Keruntuhan Bidang Tunggal pada Talud
11.2.1 Umum
11.2.2 Analisa Keruntuhan Bidang Tunggal

CONTOH PenggunaanGrafis
SOAL.SOAL

225
228
228

232

SOAL-SOAL

I

219
219
221

Kerugian dari Pondasi Tiang pada

PenggunaanbeberapamacamtipePondasiTiang .. . . .
10.3 Daya Dukung Lapisan Batuan untuk Pondasi Tiang
10.3.1 IJmum
10.3.2 Daya Dukung Pondasi Tiang yang ujungnya
diletakkanpada LapisanBatuan

167

.

&

Batuan.

Deformasi & Beberapa catatan untuk

PondasilangsungpadaMassaBatuan . . ..
8.3.1 Perhitungan I'enurunan / Deformalsi
8.3.2 Beberapa catatanuntuk Pondasi Langsung pada

9.2

10.2.2 Keuntungan

761
165

Masstr Btrtuan

PONDASITIANGPADALAPISANBATUAN .,...
10.1 Pendahuluan
....
10.2 PenggunaanPondasiTiangpadaLapisanBatuan .
10.2.1 BentukPondasiTiangpadalapisanBatuan . ... .

.

.

239
239
243
243
244

255
257

W

g&,',&.&,&ru

X

BAB.I: PENDAHULUAN

Batuan adalah suatu material alam yang terbentuk
rnclalr-ri proscs alamiah. Terbentuknya batuan dapat dijelaskan
sccaril garis besar yaitu clirnLrlai dari membekunya magma panas
y'ang keluar kcperrnukaan bumi dan mengeras karena pendinginan.
I(ctika berada dipermukaan bumi, terjadi suatu proses lanjutan,

yaitu ter.ladinya proses pelapukan dan terurai menjadi material
1,arrg lebih halLrs yang disebut sebagai "tanah". Dalam proses
sclanjutnya "tanah" terscbut akan terbawa oleh air, angin atau es
vang kcmudian rnengcndap secara terus menerus didaerali yang
lcbi[r rendah khususnya didaerah pantai. Dalam jangka waktu yang
llnrl pcngcndapan akan rnenjadi setnakin tebal dan terjadilah
,li.'s;tli:ttt l