BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian 1.
Tahap Pengembangan Selama pengembangan, tanah dalam kondisi undrained yang menyebabkan
kondisi tanah dalam keadaan tergenang air. Deformasi pada pelat fleksiglass akibat pengembangan tanah seiring waktu akan terus meningkat. Muntohar (2014) melakukan pengujian terhadap deformasi pelat fleksibel menunjukkan bahwa tanah yang didukung kolom kapur mampu mengurangi deformasi akibat pengembangan. Deformasi di atas pelat dan tanah dalam presentase diperoleh dari hasil perbandingan perubahan vertikal (mm) terhadap tinggi tanah awal. Berikut disajikan grafik hubungan antara perubahan vertikal terhadap waktu dan hubungan pengembangan terhadap waktu untuk setiap benda uji. a. Tanah tanpa perkuatan kolom
Perubahan vertikal (mm)
80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,01
0,1
1
10
100
1000
10000 100000
Waktu (menit) Dia Gauge A
Dial Gauge B
(a)
25
Dial Gauge C
26
12
Pengembangan (%)
10 8 6 4 2 0 0,01
0,1
1
10
100
1000
10000 100000
Waktu (menit) Dial Gauge A
Dial Gauge B
Dial Gauge C
(b) Gambar 4.1 Kurva (a) hubungan penurunan vertikal (mm) terhadap waktu (b) hubungan pengembangan (%) terhadap waktu
Berdasarkan hasil nilai pengembangan yang didapatkan pada benda uji tanah tanpa kolom, didapatkan nilai deformasi selama 4 hari pengembangan pada dial gauge A sebesar 67,09 (Gambar 4.1a) mm atau 9,58% (4.1b), dial gauge B sebesar 64,79 mm (Gambar 4.1a) atau 9,26% (Gambar 4.1b), dan dial gauge C sebesar 44,79 mm (Gambar 4.1a) atau 6,40% (Gambar 4.1b). b. Tanah yang diperkuat kolom polos Perubahan vertikal (mm)
60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00
0,01 Dial Gauge A
1
100 Waktu (menit) Dial Gauge B
(a)
10000 Dial Gauge C
Pengembangan (%)
27
8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 0,01
1
100
10000
Waktu (menit) Dial Gauge A
Dial Gauge B
Dial Gauge C
(b) Gambar 4.2 Kurva (a) hubungan penurunan vertikal (mm) terhadap waktu (b) hubungan pengembangan (%) terhadap waktu Berdasarkan hasil pengembangan yang didapatkan pada benda uji tanah yang diperkuat kolom polos, didapatkan nilai deformasi selama 4 hari pengembangan pada dial gauge A sebesar 52,86 mm (Gambar 4.2a) atau 7,55% (4.2b), dial gauge B sebesar 57,11 mm (Gambar 4.2a) atau 8,16% (Gambar 4.2b), dan dial gauge C sebesar 54,30 mm (Gambar 4.2a) 7,76% (Gambar 4.2b). c. Tanah diperkuat kolom T-Shape
Perubahan vertikal (mm)
70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 0,01
1
100
10000
Waktu (menit) Dial Gauge A
Dial Gauge B
(a)
Dial Gauge C
28
Pengembangsn (%)
10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 0,01
0,10
1,00
10,00 100,00 1.000,0010.000,00
Waktu (menit) Dial Gauge A
Dial Gauge B
Dial Gauge C
(b) Gambar 4.3 Kurva (a) hubungan penurunan vertikal (mm) terhadap waktu (b) hubungan pengembangan (%) terhadap waktu Berdasarkan hasil nilai pengembangan yang didapatkan dari grafik di atas pada benda uji tanah yang diperkuat kolom T-Shape, didapatkan nilai deformasi selama 4 hari pengembangan pada dial gauge A sebesar 56,05 mm (Gambar 4.3a) atau 8% (4.3b), dial gauge B sebesar 61,65 mm (Gambar 4.3a) atau 8,81% (Gambar 4.3b), dan dial gauge C sebesar 51,25 mm (Gambar 4.3a) 7,32% (Gambar 4.3b).
2.
Tahap Pembebanan Secara umum, defleksi pelat bertambah besar dengan bertambahnya tekanan
atau beban yang bekerja di atas pelat (Muntohar, 2014).
Berdasarkan hasil
pengujian di laboratorium diperoleh grafik hubungan beban dan penurunan sebagai berikut.
29
a. Tanah tanpa perkuatan kolom
0
10
Beban (kg) 20 30
40
50
0
Penurunan (mm)
2 4 6 8 10 12 14 Dial Gauge B
Dial Gauge C
Dial Gauge D
(a)
0
10
Beban (kg) 20 30
40
50
0
Penurunan (mm)
0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 Dial Gauge A
(b)
Gambar 4.4 Kurva hubungan beban terhadap penurunan (a) dial gauge B, C, dan D (b) dial gauge A
30
Berdasarkan hasil nilai pembebanan dari grafik di atas, didapatkan nilai deformasi pelat fleksiglass setelah diberi beban 45 kg pada dial gauge A sebesar 0,26 mm (Gambar 4.4b), dial gauge B sebesar 11,84 mm (Gambar 4.4a), dan dial gauge C sebesar 8,96 mm (Gambar 4.4a), dial gauge D sebesar 4,76 mm (Gambar 4.4a). Pelat fleksibel pada drum uji yang tidak diperkuat kolom SiCC hanya mampu menahan beban 45 kg.
b. T anah yang diperkuat kolom polos Beban (kg) 0
50
100
150
Penurunan (mm)
0 10 20 30 40 Dial Gauge B
Dial Gauge C
Dial Gauge D
(a) Beban (kg) 0
50
100
150
Penurunan (mm)
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Dial Gauge A
(b) Gambar 4.5 Kurva hubungan beban terhadap penurunan (a) dial gauge B, C, dan D (b) dial gauge A
31
Berdasarkan hasil nilai pembebanan dari grafik di atas, didapatkan nilai deformasi pelat fleksibel setelah diberi beban 140 kg pada dial gauge A sebesar 37,01 mm (Gambar 4.5b), dial gauge B sebesar 37,01 mm (Gambar 4.5a), dan dial gauge C sebesar 23,28 mm (Gambar 4.5a), dial gauge D sebesar 36,48 mm (Gambar 4.5a).
Perilaku pengembangan tanah di
samping pelat atau pada pembacaan dial gauge A berbeda dengan dial gauge yang lain. Deformasi pada dial gauge A awalnya mengalami penurunan, namun seiring bertambahnya beban tanahnya mengalami pengembangan. Hal ini disebabkan karena semakin besar beban yang diberikan, maka tanah yang berada dekat dengan kolom akan mengalami deformasi ke arah lateral dan aksial sehingga menyebabkan tanah di samping yang awalnya mengalami penurunan, lambat laun akan mengembang. Selain itu, kapur aktif yang telah mati pada kolom SiCC akan bereaksi dengan mineral lempung ekpansif monmorillinit, sehingga mampu menetralisir muatan negatif lempung yang menyebabkan kemampuan tanah dalam menyerap air akan berkurang dan meninggkatkan daya dukung tanah. c. Tanah diperkuat kolom T-Shape Beban (kg) 0
50
100
150
Penurunan (mm)
0 2 4 6 8 10 12 Dial Gauge B
Dial Gauge C
(a)
Dial Gauge D
32
Beban (kg)
Penurunan (mm)
0
50
100
150
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Dial Gauge A
(b) Gambar 4.6 Kurva hubungan beban terhadap penurunan (a) dial gauge B, C, dan D (b) dial gauge A
Berdasarkan hasil nilai pembebanan dari grafik di atas, didapatkan nilai deformasi pelat fleksibel setelah diberi beban 140 kg pada dial gauge A sebesar 0,14 mm (Gambar 4.6b), dial gauge B sebesar 11,12 mm (Gambar 4.6a), dan dial gauge C sebesar 10,35 mm (Gambar 4.6a), dial gauge D sebesar 10,35 mm (Gambar 4.6a). Sama halnya pada kolom polos, perilaku pengembangan tanah di samping pelat pada pembacaan dial gauge A berbeda dengan dial gauge yang lain. Deformasi pada dial gauge A awalnya mengalami penurunan, namun seiring bertambahnya beban tanahnya mengalami pengembangan. Hal ini disebabkan karena semakin besar beban yang diberikan, maka tanah yang berada dekat dengan kolom akan mengalami deformasi ke arah lateral dan aksial sehingga menyebabkan tanah di samping yang awalnya mengalami penurunan, lambat laun akan mengembang. Selain itu, kapur aktif yang telah mati pada kolom SiCC akan bereaksi dengan mineral lempung ekpansif monmorillinit, sehingga mampu menetralisir muatan negatif lempung yang menyebabkan kemampuan tanah dalam menyerap air akan berkurang dan meninggkatkan daya dukung tanah.
33
B. Pembahasan
1.
Perilaku Deformasi Pelat Akibat Pengembangan Selama pengembangan, tanah dalam kondisi undrained yang menyebabkan
kondisi tanah dalam keadaan tergenang air. Deformasi pada pelat fleksiglass akibat pengembangan tanah seiring waktu akan terus meningkat. Muntohar (2014) melakukan pengujian terhadap deformasi pelat fleksibel menunjukkan bahwa tanah yang didukung kolom kapur mampu mengurangi defleksi akibat pengembangan dan beban. Pada gambar 4 ditunjukkan grafik hubungan persen pengembangan dan grafik hubungan perubahan vertikal terhadap waktu. Hasil menunjukkan bahwa defleksi pelat fleksiglass tanpa diperkuat kolom selama 4 hari penjenuhan akibat pengembangan adalah sebesar 9,26% (Gambar 4.7a) atau sebesar 64,79 mm (Gambar 4.7b). Sementara defleksi terhadap pelat fleksibel yang diperkuat oleh kolom polos sebesar 8,81% (Gambar 4.7a) atau sebesar 61,65 mm (gambar 4.7b). Selanjutnya, tanah yang diperkuat menggunakan kolom TShape, defleksi terhadap pelat akibat pengembangan
adalah sebesar 8,16%
(gambar 4.7a) atau sebesar 57,11 mm (Gambar 4.7b).
Perubahan vertikal (mm)
80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 0,01
Tanah
0,1
1
10 100 Waktu (menit)
Tansh + Kolom Polos
(a)
1000
10000 100000
Tanah + Kolom T-Shape
34
Pengembanagan (%)
10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 0,01
Tanah
1
100 Waktu (menit)
Tanah + Kolom Polos
10000
Tanah + Kolom T-Shape
(b)
Gambar 4.7 Hubungan (a) pengembangan dan waktu ditengah pelat dan (b) perubahan vertikal dan waktu di tengah pelat
Presentase perbedaan vertikal diperoleh dari perbandingan antara penurunan terhadap tinggi tanah awal. Nilai perbedaan defleksi pelat fleksibel di atas tanah lempung dengan dan tanpa perkuatan kolom SiCC relatif kecil. Hal ini disebabkan oleh kolom-kolom yang masih berada di zona aktif pengembangan (active zone). Model kolom yang digunakan adalah model floating piles yang mana antara tanah dan kolom hanya berupa hubungan mekanis (mechanically improved), sehingga ketika terjadi pengembangan maka hasil yang diperoleh tidak terlalu berbeda jauh.
2.
Perilaku Deformasi Pelat Akibat Pembebanan Perilaku sistem fondasi pelat fleksiglass yang didukung oleh kolom-kolom
terhadap beban yang bekerja di atasnya seperti disajikan pada Gambar 4.8. Secara
35
umum, defleksi pelat bertambah besar dengan bertambahnya tekanan atau beban yang bekerja di atas pelat (Muntohar, 2014). Gambar 4.8 menunjukkan hasil bahwa defleksi pelat yang terjadi pada tanah tanpa kolom cukup besar, yaitu sekita 11,84 mm untuk beban 45 kg. Pelat fleksiglass di atas tanah tanpa kolom hanya mampu menahan beban sampai 45 Kg. Selanjutnya, defleksi pelat fleksiglass di atas tanah lempung yang diperkuat oleh kolom polos dan kolom TShape dengan beban 140 kg masing-masing 35,1 mm dan 9,05 mm. Hasil menunjukkan bahwa tanah yang diperkuat oleh kolom T-Shape mampu mengurangi defleksi yang terjadi pada pelat akibat beban mencapi 4 kali. Kondisi kolom seperti floating piles menyebabkan beban yang terima oleh pelat fleksiglass yang diperkuat kolom SiCC akan dilawan oleh gesekan (friction) yang terjadi antara kolom dan tanah lempung. Perbesaran kepala kolom mampu meningkatkan daya atau kemampuan kolom (column efficacy) dalam menerima dan meneruskan beban ke tanah di sekitarnya. Liu dkk. (Dalam Mahardika, 2012) menyebutkan penggunaan kolom dengan perbesaran di bagian kepala menghasilkan bidang kontak yang lebih besar, sehingga beban yang bekerja di permukaan pelat akan lebih besar yang diteruskan ke kepala kolom Beban (kg) 0
50
100
150
0 Penurunan (mm)
5 10 15 20 25 30 35 40 Tanah + Kolom Polos
Tanah + Kolom T-Shape
Tanah
Gambar 4.8 Hubungan beban dan penurunan di tengah pelat
36
3.
Pengaruh Kolom SiCC Terhadap Modulus Reaksi Tanah Dasar Modulus reaksi tanah dasar merupakan perbandingan antara tekanan
terhadap penurunan. Pada tekanan yang sama, semakin besar penurunan yang terjadi pada pelat fleksibel maka semakin kecil nilai modulus reaksi tanah dasarnya (Hardiyatmo, 2009). Berdasarkan STM D1196 nilai modulus reaksi N/mm3
tanah dasar pada tanah tanpa diperkuat kolom adalah sebesar 6,4 ×
(Tabel 4.1), tanah yang diperkuat oleh kolom polos adalah sebesar 8 × N/mm3 (Tabel 4.1), dan tanah yang diperkuat dengan kolom T-Shape adalah sebesar 7.04 ×
N/mm3 (Tabel 4.1).
Hasil menunjukkan bahwa tanah
lempung ekspansif yang diperkuat oleh kolom T-Shape mempunyai nilai modulus reaksi tanah dasar 9 kali lipat lebih besar dibandingkan dengan tanah yang diperkuat kolom polos dan 11 kali lipat lebih besar dibandingakn dengan tanah tanpa kolom.
Tabel 4.1 Nilai Tekanan dan Modulus Reaksi Tanah Dasar Benda Uji Tekanan, P (N/mm2) k = P/ (N/mm3) 0,0008 Tanah 6,4 × 0,001 Tanah + Kolom Polos 8× 0,0088 Tanah + Kolom T-Shape 7.04 ×
0
5
10
Tekanan (kPa) 15
20
25
30
0
Penurunan (mm)
5 10 15 20 25 30 35 40 Tanah + Kolom Polos
Tanah + Kolom T-Shape
Tanah
Gambar 4.9 Hubungan tekanan dan penurunan di tengah pelat
37
4.
Kada Air Setelah Pengujian Kadar air setelah pengujian diambil dari setiap drum uji dengan kedalaman
pengambilan sampel adalah 0, 35, dan 70 cm. Gambar 4.10 menunjukkan bahwa kadar air untuk drum uji berisi tanah pada kedalam 0, 35, dan 70 cm berturut-turut adalah 81%, 70%, dan 76%. Kada air untuk drum uji berisi tanah yang diperkuat kolom polos adalah 81%, 72%, dan 84%. Selanjutnya, kadar air untuk drum uji yang diperkuat kolom T-Shape berturut-turut adalah 81%, 72%, dan 76%.
65
70
Kadar (%) 75
80
85
Kedalaman (cm)
0
35
70
Tanah
Tanah + Kolom Polos
Tanah + Kolom T-Shape
Gambar 4.10 Kadar air setelah pengujian
