No title

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2

BAB II

TIJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanah Secara Umum Menurut pandangan dan pengertian yang diberikan oleh para ahli tanah adalah sebagai berikut :

1. Tanah adalah bentukan alam, seperti tumbuh-tumbuhan, hewan dan manusia, yang mempunyai sifat tersendiri dan mencerminkan hasil pengaruh berbagai faktor yang membentuknya di alam. 2. Tanah adalah sarana produksi tanaman yang mampu menghasilkan berbagai tanaman.

Namun Indonesia adalah negara kepulauan dengan daratan yang luas dengan jenis tanah yang berbeda-beda. macam-macam / jenis-jenis tanah yang ada di wilayah Negara Kesatuan Republik Indonesia. 1. Tanah Humus Tanah humus adalah tanah yang sangat subur terbentuk dari lapukan daun dan batang pohon di hutan hujan tropis yang lebat. 2. Tanah Pasir Tanah pasir adalah tanah yang bersifat kurang baik bagi pertanian yang terbentuk dari batuan beku serta batuan sedimen yang memiliki butir kasar dan berkerikil.

II- 1

http://digilib.mercubuana.ac.id/


3. Tanah Alluvial / Tanah Endapan Tanah aluvial adalah tanah yang dibentuk dari lumpur sungai yang mengendap di dataran rendah yang memiliki sifat tanah yang subur dan cocok untuk lahan pertanian. 4. Tanah Podzolit Tanah podzolit adalah tanah subur yang umumnya berada di pegunungan dengan curah hujan yang tinggi dan bersuhu rendah / dingin. 5. Tanah Vulkanik / Tanah Gunung Berapi Tanah vulkanis adalah tanah yang terbentuk dari lapukan materi letusan gunung berapi yang subur mengandung zat hara yang tinggi. Jenis tanah vulkanik dapat dijumpai di sekitar lereng gunung berapi. 6. Tanah Laterit Tanah laterit adalah tanah tidak subur yang tadinya subur dan kaya akan unsur hara, namun unsur hara tersebut hilang karena larut dibawa oleh air hujan yang tinggi. Contoh : Kalimantan Barat dan Lampung. 7. Tanah Mediteran / Tanah Kapur Tanah mediteran adalah tanah sifatnya tidak subur yang terbentuk dari pelapukan batuan yang kapur. Contoh : Nusa Tenggara, Maluku, Jawa Tengah dan Jawa Timur. 8. Tanah Gambut / Tanah Organosol Tanah organosol adalah jenis tanah yang kurang subur untuk bercocok tanam yang merupakan hasil bentukan pelapukan tumbuhan rawa. Contoh : rawa Kalimantan, Papua dan Sumatera. 2.2 Tanah dalam pengertian Teknik Sipil Pengertian tanah menurut Braja M. Das (1998) didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah

II - 2



melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut. Pada bidang ilmu teknik sipil mendefinisikan tanah sebagai, semua bahan pada kulit bumi yang tidak terkonsolidasi (unconsolidated). Dan menganggap bahwa batuan merupakan mineral agregat yang dihubungkan oleh berbagai kekuatan besar, sedangkan tanah merupakan partikel-partikel alam yang dapat dihancurkan dengan kekuatan rendah. Dengan kata lain, tanah merupakan bahan lepas di luar lapisan batuan, yang terdiri atas kumpulan butir-butir mineral dengan berbagai ukuran dan bentuk serta kandungan bahan organik, air dan udara. Klasifikasi tanah berdasarkan ukuran nya: a. Kerikil (gravel): yaitu partikel tanah berbutir kasar yang berukuran 4,76 (No. 4) sampai 75 mm (No. 3). b. Pasir (sand): yaitu partikel tanah berbutir kasar yang berukuran 0,074 (No. 200) sampai 4,76 mm (No. 4). Berkisar dari kasar (3 sampai 5 mm) sampai halus (< 1mm). c. Lanau (silt) dan Lempung (clay): yaitu tanah berbutir halus yang berukuran lebih kecil dari 0,074 mm (No. 200). Lanau (dan lempung) dalam jumlah besar ditemukan dalam deposit yang disedimentasikan ke dalam danau atau dekat garis pantai pada muara sungai. Deposit loess terjadi bila angin mengangkut partikelpartikel lanau ke suatu lokasi. Angkutan oleh angin ini membatasi ukuran partikel sedemikian rupa sehingga deposit yang dihasilkan mempunyai ukuran butir yang hampir sama.

II - 3



d. Koloid (colloids): yaitu partikel mineral yang diam, berukuran lebih kecil dari 0,001mm.Tanah yang rentang partikelnya terdiri dari rentang ukuran kerikil dan pasir disebut tanah berbutir kasar (coarse grained) dan bila partikelnya kebanyakan berukuran partikel lanau dan lempung disebut tanah berbutir halus (fine grained). Jika mineral lempung terdapat pada suatu tanah, biasanya akan sangat mempengaruhi sifat tanah tersebut, meskipun persentasenya tidak terlalu besar. Secara umum tanah disebut kohesif bila partikel-partikelnya saling melekat setelah dibasahi kemudian dikeringkan dan diperlukan gaya yang cukup besar untuk meremas tanah tersebut, dan ini tidak termasuk tanah yang partikel-partikelnya saling melekat ketika dibasahi akibat tegangan permukaan.

2.3 Klasifikasi Tanah 2.3.1 Jenis Tanah Pengetahuan mengenai kondisi bawah permukaan (sub surface) adalah merupakan hal yang paling penting dalam desain tanah timbunan jalan. Tanah berdasarkan berbagai jenisnya yang telah di jelaskan dibedakan menjadi dua, yaitu: 1. Tanah Residu Tanah residu merupakan tanah hasil pelapukan batuan dasar setempat yang mencakup daerah pegunungan dan perbukitan yang dapat mempunyai ketebalam sampai 15m. Tanah jenis ini umumnya mempunyai konsistensi II - 4



yang cukup baik dan mampu mendukung timbunan cukup tinggi, tanpa terjadi penurunan yang besar atau keturunan pondasi. Walaupun demikian beberapa jenis tanah residual hasil pelapukan batuan sedimen antara lain batu serpih, batu lempung, dan batu lumpur ( mud stone ) mempunyai konsisensi yang lebih lembek dan lebih mampat. Lapisan tanah ini juga di kenal sebagai jenis tanah/batuan yang berpotensi longsor atau gerakan tanah yang bersifat rayapan. 2. Tanah Angkutan Dataran rendah, cekungan, delta sungai, daerah rawa, dataran bekas danau dan laut, dataran aliran sungai di daerah rendah merupakan tempat mengendap nya material berbutir halus seperti lempung, lanau atau pasir halus dan gambut. Lapisan tanah ini umumnya merupakan tanah lembek yang sangat mampat dan mempunyai daya dukung yang sangat rendah bila di bebani akan mengalami penurunan yang sangat besar. Tanah angkutan yang merupakan tanah lembek terdiri dari pasir, lanau, lempung, dan gambut (peat) yang mempunyai ketebalan variasi antara lain: a. Pasir Pada lapisan tanah lunak merupakan lensa-lensa atau lapisan yang menerus tergantung dari kondisi geologinya. Lapisan pasir ini mempunyai sifat tidak kohesif dengan kelulusan air tinggi, lapisan ini umumnya berbutir halus dan berukuran seragam.

II - 5



b. Lanau Pada lapisan tanah lunak umumnya bercampur dengan jenis tanah lain. Jenis tanah ini mempunyai sifat memampat, kelulusan airnya rendah dan berkolusi sedang. c. Lempung Pada

lapisan tanah

lunak

umumnya

merupakan

lapisan

yang

terkonsolidasi normal dan mempunyai sifat kohesif, kelulusan air secara horizontal maupun vertikal sangat rendah dan penempatannya sangat tinggi. d. Gambut ( peat ) Merupakan tanah organik yang terdiri dari sisa-sisa tumbuhan. Proses pengendapannya berlapis, sehingga kelulusan air secara horizontal lebih tinggi dibandingkan dengan arah vertikal dan pemampatannya sangat tinggi. 2.4 Komposisi Tanah Tanah

berfungsi

sebagai

pendukung

pondasi

dari

sebuah

konstruksi.

Makadiperlukantanah dengan kondisi yang kuat untuk menahan beban di atasnya dan menyebarkan pembebanannya dengan merata.Untuk menentukan daya dukung suatu tanah diperlukan suatu perhitumgan dan pertimbangan mengenai tanah tersebut, yang di dasari dari peninjauan komposisi tanah tersebut. Tanah terdiri dari tiga fase elemen yaitu: butiran padat (solid), air dan udara.Seperti di tunjukkan dalam Gambar 2.1.

II - 6



Gambar 2.1 Tiga Fase Elemen Tanah Sehingga memiliki hubungan volume-berat yaitu: V = Vs + Vv = Vs + Vw + Va Dimana :

Vs = volume butiran padat Vv = volume pori Vw = volume air di dalam pori Va = volume udara di dalam pori

Apabila udara dianggap tidak mempunyai berat, maka berat total dari contoh tanah dapat dinyatakan dengan : W = Ws + Ww Dimana :

Ws = berat butiran padat Ww = berat air

Hubungan volume yang umum dipakai untuk suatu elemen tanah adalah angka pori(void ratio), porositas (porosity), dan derajat kejenuhan (degree of saturation).

II - 7



1. Angka Pori Angka pori atau void ratio (e) didefinisikan sebagai perbandingan antara volume pori dan volume butiran padat = 2. Porositas Porositas atau porosity (n) didefinisikan sebagai perbandingan antara volume pori dan volume tanah total = 3. Derajat Kejenuhan Derajat kejenuhan atau degree of saturation (S) didefinisikan sebagai perbandingan antara volume air dengan volume pori. =

Hubungan antara angka pori dan porositas dapat diturunkan dari persamaan, denganhasil sebagai berikut : =

=

dimana

=

4. Kadar Air Kadar air atau water content (w) didefinisikan sebagai perbandingan antara berat air dan berat butiran padat dari volume tanah yang diselidiki =

II - 8



5. Berat Volume Berat volume (V) didefinisikan sebagai berat tanah per satuan volume. = 6. Berat spesifik Berat spedifik atau Specific gravity (Gs) didefinisikan sebagai perbandingan antara berat satuan butir dengan berat satuan volume. =

2.5 Tanah Sebagai Lapisan Dasar Konstruksi Seperti yang kita ketahui tanah memegang peranan yang sangat penting dalam perencanaan perkerasan jalan karna akan menentukan tebal tipisnya konstruksi perkerasan diatasnya. Tanah dasar adalah permukaan tanah asli, permukaan galian atau permukaan tanah timbunan yang merupakan dasar untuk perletakan bagianbagian lain. Kekuatan dan ke awetan konstruksi perkerasan jalan sangat tergantung dari sifat-sifat dan daya dukung tanah dasar. Umumnya persoalan yang menyangkut tanah dasar adalah a. Perubahan bentuk tetap (deformasi permanen) dari macam tanah tertentu akibat lalulintas. b. Sifat mengembang dan menyusut dari tanah tertentu akibat perubahan kadar air.

II - 9



c. Daya dukung tanah yang tidak merata dan sukar ditentukan secara pasti pada daerah dengan macam tanah yang sangat berbeda sifat dan kedudukan atau akibat pelalsanaan. d. Lendutan (flexibel) dan pengembangan kerja yang besar selama dan sesuadah pembebanan lalulintas dari macam tanah tertentu. e. Timbunan pemadatan akibat pembebanan lalulintas dan penurunan yang di akibatkan pada tanah berbutir kasar yang tidak dipadatkan secara baik pada saat pelaksanaan pemadatan

2.5.1. Kondisi Tanah Pada Lokasi Pembangunan Muara Wahau adalah sebuah kecamatan di kabupaten Kutai Timur, Kalimantan Timur, Indonesia. Beribukota di Muara Wahau, kecamatan ini memiliki luas 5.724,32 km² yang merupakan 16,01% dari luas wilayah Kabupaten Kutai Timur. Seperti yang sudah kita bahas awbwlumnya sepanjang lintasan yang akan dibangun Haul Road ini dari Muara Hanau hingga Lubuk Tutung mempunyai klasifikasi tanah yang tergolong tanah sangat lunak. Bila di daerah tersebut akan di bangun Haul Road maka kondisi tanah yang akan dihadapi perlu diidentifikasi secara detail. Tanah dasar pada lokasi proyek merupakan tanah lempung lunak hingga mencapai kedalaman ±28,00 m. 2.6 Penyelidikan Tanah Untuk memulai proses perencanaan kita perlu mengetahui secara detil kondisi tanah asli yang ada di daerah yang akan di bangun nantinya, oleh sebab itu penyelidikan tanah dilapangan adalah pokok untuk memutuskan apakah suatu II - 10



usulan pekerjaan rekayasa layak/patut dan cukup secara ekonomis untuk dibangun. Penyelidikan tanah sangat perlu untuk menganalisa keamanan atau kasus keruntuhan pekerjaan-pekerjaan yang ada, agar dapat memilih bahan-bahan dan menentukan metode konstruksi yang tepat untuk pembangunan nantinya. Penyelidikan tanah dilakukan untuk mengetahui parameter-parameter tanah yang dalam hal ini antara lain adalah komposisi tanah (soil properties), sifat-sifat teknis tanah (soil engineering) serta kandungan mineralogi dalam tanah. Informasi tentang parameter-parameter tanah tersebut sangat diperlukan untuk perencanaan awal struktur bangunan-bangunan sipil. Metoda metoda penyelidikan sangat luas dalam lingkungan proyek rekayasa dan macam-macam lapangan. Pada umumnya, beberapa penyelidikan akan dimulai dengan mengumpulkan dan mempelajari semua data tentang keadaan tanah dan kondisi geologi di lapangan. Pada banyak daerah, keadaan pengetahuan setempat, catatan percobaan lubang galian, lubang bor dan lain lain disekitarnya serta perilaku struktur yang ada yang seluruhnya ini akan sangat membantu. Jika keterangan yang ada tidak cukup atau tidak pasti, maka keadaan lapangan diperiksa secara detail. 2.6.1 Penyelidikan Lapangan 1. Pekerjaan Sondir Pekerjaan sondir dilakukan untuk mendapatkan data tingkat kekuatan tanah/ kekerasan tanah lapisan tanah, pekerjaan ini dilakukan dengan alat sondir atau Cone Penetrometer Tes (CPT). Hasil cone penetration test disajikan dalam bentuk diagram sondir yang mencatat nilai tahan konus dan friksi selubung, tes

II - 11



ini dapat menentukan lapisan lapisan tanah berdasarkan pada korelasi tahanan ujung konus dan daya lekat tanah setiap kedalam sondir, kemudian dapat digunakan untuk mengetahui elevasi tanah lapisan keras dan menghitung daya dukung pondasi yang diletakkan pada tanah tersebut. Interpretasi hasil sondir didapat dengan mengkorelasikan nilai nilai tahanan konus (qc) dan friction dengan konsistensi tanah lempung dan kepadatan suatu lapiasn pasir seperti yang disajikan pada tabel 2.1. Tabel 2.1 Hubungan Antara Konsistensi Tanah dengan Tekanan Konus dan Undrained Cohesion (Terzaghi et al, 1996)

2. Pengeboran Pengeboran dapat dilakukan dengan mesin atau manual, pemboran dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan sampel tanah undistrubed (tidak terganggu). Sedangkan maksud mengidentifikasikan kondisi lapisan tanah sampai pada kedalaman yang ditetapkan, Sampel tanah yang didapat pada pemboran ini digunakan untuk mencari parameter paremeter tanah melalui serangkaian tes laboratorium. Selain itu juga dilakukan tes SPT atau Standard Penetration Test yang diperlukan untuk menentukan konsistensi atau density tanah dilapangan, berikut disajikan korelasi nilai N-SPT dan properties tanah.

II - 12



Tabel 2.2 Hubungan Antara N – SPT dan Properties Tanah (Terzaghi et al, 1996)

N - SPT 0–4 4 – 10 10 – 30 30 – 50  50

Sand Relative Density Very Loose Loose Medium Dense Very Dense

N – SPT ˂2 2–4 4–8 8 – 15 15 – 30  30

Clay Konsistensi Very Soft Soft Medium Stiff Very Stiff Hard

2.6.2 Pengujian Laboratorium Pengujian laboratorium dari sampel tanah dilakukan untuk menghasilkan penggolongan tanah, indeks properti, satuan berat, dan kekuatan. Tabel 2.3 menunjukkan pengujian laboratorium yang biasa digunakan untuk menghasilkan parameter indeks dan properti lain yang digunakan untuk rancang bangun tanah. Tabel 2.3 sesuai dengan ASTM dan AASHTO pengujian standar, dan Tabel 2.3 juga memberikan metode lain dalam pengujian, seperti untuk mengevaluasi galian yang dipadatkan, mencairkan kepekaan, potensi keruntuhan, dan potensi mengembang, yang mungkin ada untuk beberapa kasus pada proyek .

II - 13



Tabel 2.3 Standard Pengujian Untuk Tanah Secara Umum (Lazarte, 2003)

1. Index Propertis Tanah Pada kebanyakan proyek, properti tanah dasar ditentukan melalui penyelidikan tanah dan pengujian laboratorium: 1) Klasifikasi tanah (semua tanah), 2) Analisis ayakan (tanah tanpa kohesi), 3) Kandungan halus (yang dicampur dengan butiran halus dan tanah berbutir kasar), 4) Natural moisture (kebanyakan pada tanah berbutir halus), 5) Batas Atterberg (tanah berbutir halus), 6) Kandungan organik.

II - 14



a. Satuan Unit Berat Tanah Satuan unit berat tanah merupakan parameter yang penting menganalisa karena kekuatan ketidakstabilan secara langsung dipengaruhi unit berat. Unit berat pada tanah berbiji-biji dan beberapa tanah berbutir halus dapat diperkirakan dari uraian tanah dalam hubungan dengan uraian dari kepadatan relatif (Dr) (Gambar 2.2) atau korelasi lain (Kulhawy dan Maine, 1990). Dalam Gambar 2.3, γd/γw adalah perbandingan unit berat kering tanah dengan unit berat air. Untuk tanah jenuh, kandungan air di tempat (wn) harus disatukan untuk perhitungan unit berat jenuh (γsat) [γsat = γd ( 1 + wn )]. Unit berat tanah tanpa kohesi dapat diperkirakan dari korelasi dengan nilai N-SPT.

Gambar 2.2Korelasi dari sudut geser efektif sebagai fungsi klasifikasi tanah, kepadatan relatif dan unit berat. ( U.S Navy, 1982, Kullhawy dan Mayne, 1990) b. Batas Konsistensi Tanah Batas konsistensi tanah atau yang biasa disebut Atterberg Limit merupakan hal yang penting dan selalu dilakukan pada saat penyelidikan. Penyelidikan ini khusus dilakukan pada tanah berbutir halus dan dikarenakan batas-batas ini tidak meupakan sifat - sifat fisika yang jelas II - 15



maka dipakai cara empiris untuk menentukanya. Kegunaan batas atterberg dalam perencanaan adalah memberikan gambaran secara garis besar akan sifatsifat tanah yang bersangkutan. Tanah yang batas cairnya tinggi biasanya mempunyai sifat teknik yang buruk yaitu kekuatan kekuatanya rendah, sedangkan compressiblity nya tinggi sehingga sulit dalam hal pemadatanya. Batas-batas konsistensi tanah dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 2.3 Batas Konsistensi Tanah (Terzaghi et al, 1996)

1. Batas cair (LL) adalah kadar air tanah antara keadaan cair dan keadaan plastis. 2. Batas plastis ( PL) adalah kadar air pada batas bawah daerah plastis. 3. Indeks plastisitas (PI) adalah selisih antara batas cair dan batas plastis, dimanatanah tersebut dalam keadaan plastis, atau PI = LL – PL

II - 16



Tabel 2.4 Hubungan Nilai Indeks Plastisitas dengan Jenis Tanah Menurut Atterberg (Terzaghi et al, 1996)

c. Analisa Saringan Dan Hidrometer Analisa saringan dan hidrometer diperlukan untuk klasifikasi tanah berdasarkan ukuran butirnya. Pemeriksaan analisis saringan dan hidrometer ini untuk menentukan penyebaran butiran / gradasi dari suatu sampel tanah dengan menggunakan saringan dan hidrometer sehingga dapat diketahui jenis tanah berdasarkan diameter butirnya. Analisa saringan dilakukan dengan cara mengayak dan menggetarkan contoh tanah melalui satu set alat ayakan. Dimana lubang lubang ayakan tersebut makin kecil secara berurutan, kemudian hasil dari analisa saringan tersebut diplotkan pada kurva distribusi ukuranbutiran. Diameter butiran digambarkan dalam skala logaritmik, dan persentase dari butiran yang lolos ayakan digambarkan dalam skala hitung biasa.Sedang pada analisis hidrometer pemeriksaan ini untuk memperpanjang atau melanjutkan batas kurva distribusi ukuran butiran / gradasi dan untuk memperkirakan ukuran yang lebih kecil dari saringan No.200, pemeriksaaan dengan analisa hidrometer didasarkan pada

II - 17



prinsip sedimentasi butir butir tanah dalam air, tiap partikel partikel tanah akan mengendap dengan kecepatan yang berbeda beda. d. Modulus Elastisitas Tanah Nilai modulus Young menunjukkan besarnya nilai elastisitas tanah yang merupakan perbandingan antara tegangan yang terjadi terhadap regangan. Nilai ini bisa didapatkan dari Triaxial Test. Nilai Modulus elastisitas (Es) secara empiris dapat ditentukan dari jenis tanah dan data sondir seperti terlihat pada Tabel 2.8 berikut ini.

Tabel 2.5 Nilai perkiraan Modulus Elastisitas Tanah (Bowles,1977) Es ( kg/cm2 )

Jenis Tanah Lempung Sangat lunak Lunak Sedang Keras Berpasir

3- 30 20– 40 45– 90 70-200 300– 425

Pasir Berlanau 50-200 Tidak padat 100– 250 Padat 500-1000 Pasir dan Kerikil Padat 800-2000 Tidak padat 500-1400 Lanau 20-200 Loses 150– 600 Cadas 1400-14000

II - 18



e. Poisson’s Ratio Nilai poisson’s ratio ditentukan sebagai rasio kompresi poros terhadap regangan pemuaian lateral. Nilai poisson’s ratio dapat ditentukan berdasarkan jenis tanah seperti yang terlihat pada Tabel 2.6 di bawah ini. Tabel 2.6 Hubungan antara jenis tanah dan Poisson’s Ratio Jenis Tanah Lempung jenuh Lempung tak jenuh Lempung berpasir Lanau Pasir padat Pasir kasar (e= 0,4 – 0,7) Pasir halus (e=0,4 – 0,7) Batu Loses

Poisson’s Ratio ( µ ) 0,4 – 0,5 0,1- 0,3 0,2 – 0,3 0,3 – 0,35 0,2 – 0,4 0,15 0,25 0,1 – 0,4 0,1 – 0,3

2.7 Engineering Properties Tanah 1. Kuat Geser Tanah Tanpa Kohesi Kuat geser tanah tanpa kohesi dapat diwakili dengan terdrainase, sudut efektif dari pergeseran internal (Φ’). Nilai dari sudut pergeseran biasanya diperkirakan dari korelasi hasil pengujian tanah (SPT dan CPT). Nilai dari sudut pergeseran sebagai fungsi dari parameter ditentukan dari SPT dan CPT pada tabel 2.7

II - 19



Tabel 2.7 Korelasi hasil sudut geser antara SPT dan CPT pada tanah tanpa kohesi (Kullhawy and Maine, 1990)

2. Kuat Geser Tanah Berbutir Halus Pada tanah berbutir halus, kuat yang dikerahkan adalah fungsi dari ukuran pembebanan dalam hubungannya dengan kemampuan tanah untuk mengalirkan kelebihan tekanan pori-pori air dan sifat dasar tanah. Tanah berbutir halus dapat memperlihatkan kuat geser dalam kondisi terdrainase dan tak terdrainase. Kuat tanah terdrainase terjadi ketika tidak ada kelebihan tekanan pori-pori air yang dihasilkan selama pembebanan (pori-pori air dibuang selama pembebanan) dan perubahan volume diijinkan untuk terjadi. Kuat geser tak terdrainase pada saat jenuh, tanah berbutir halus terjadi ketika terdapat kelebihan tekanan pori-pori air selama pembebanan (tidak terjadi pengeringan pori-pori air selama tanah dibebani) dan tanah tidak mengalami perubahan volume. Untuk konsolidasi normal, tanah berbutir halus jenuh, terjadi peningkatan tekanan pori selama pembebanan, pengurangan tekanan efektif dalam tanah dan hingga pengurangan kuat tanah tak terdrainase, sedangkan pengurangan tekanan pori-pori air selama pembebanan peningkatan tekanan efektif dalam tanah dan bersesuaian dengan peningkatan kekuatan geser tak terdrainase.

II - 20



Tabel 2.8 Korelasi antara hasil SPT dan CPT dan kekuatan kondisi tak terdrainase tanah berbutir halus (Sumber: Kulhawy dan Maine, 1990)

Tabel 2.9 Parameter Elastis Tanah (Meyerhoff, 1956)

Tabel 2.10 Korelasi dengan parameter indeks dan sejarah preconsolidation untuk lempung. (Sumber: Kulhawy dan Maine, 1990)

II - 21



2.8 Kemampatan Tanah

Bila suatu lapisan tanah mengalami pembebanan akibat beban di atasnya, maka tanah di dibawah beban yang bekerja tersebut akan mengalami kenaikan tegangan, ekses dari kenaikan tegangan ini adalah terjadinya penurunan elevasi tanah dasar (settlement). Pembebanan ini mengakibatkan adanya deformasi partikel tanah, relokasi partikel tanah, dan keluarnya air pori dari tanah yang disertai berkurangnya volume tanah. Hal inilah yang mengakibatkan terjadinya penurunan tanah.

Pada umumnya tanah, dalam bidang geoteknik, dibagi menjadi 2 jenis, yaitu tanah berbutir dan tanah kohesif. Pada tanah berbutir (pasir/sand), air pori dapat mengalir keluar struktur tanah dengan mudah, karena tanah berbutir memiliki permeabilitas yang tinggi. Sedangkan pada tanah kohesif (clay), air pori memerlukan waktu yang lama untuk mengalir keluar seluruhnya. Hal ini disebabkan karena tanah kohesif memiliki permeabilitas yang rendah.

Secara umum, penurunan dapat diklasifikasikan menjadi 3 tahap, yaitu :

1. Immediate Settlement (penurunan seketika), diakibatkan dari deformasi elastis tanah kering, basah, dan jenuh air, tanpa adanya perubahan kadar air. Umumnya, penurunan ini diturunkan dari teori elastisitas. Immediate settlement ini biasanya terjadi selama proses konstruksi berlangsung. Parameter tanah yang dibutuhkan untuk perhitungan adalah undrained modulus dengan uji coba tanah yang diperlukan seperti SPT, Sondir (dutch cone penetration test), dan Pressuremeter test. II - 22



2. Primary Consolidation Settlement (penurunan konsolidasi primer), yaitu penurunan yang disebabkan perubahan volume tanah selama periode keluarnya air pori dari tanah. Pada penurunan ini, tegangan air pori secara kontinyu berpindah ke dalam tegangan efektif sebagai akibat dari keluarnya air pori. Penurunan konsolidasi ini umumnya terjadi pada lapisan tanah kohesif (clay / lempung) 3. Secondary Consolidation Settlement (penurunan konsolidasi sekunder), adalah penurunan setelah tekanan air pori hilang seluruhnya. Hal ini lebih disebabkan oleh proses pemampatan akibat penyesuaian yang bersifat plastis dari butir-butir tanah.

2.8.1 Immediate Settlement – Penurunan Seketika Penurunan seketika / penurunan elastic terjadi dalam kondisi undrained (tidak ada perubahan volume). Penurunan ini terjadi dalam waktu yang sangat singkat saat dibebani secara cepat. Besarnya penurunan elastic ini tergantung dari besarnya modulus elastisitas kekakuan tanah dan beban timbunan diatas tanah.

Dimana :

Sc = Immediate settlement

Δσ = Beban timbunan (kN/m2)

Es = Modulus elastisitas tanah II - 23



µs = Poisson’s Ratio

B = Lebar / diameter timbunan (m)

Ip = non-dimensional influence factor

Dimana m1 = L/B (panjang/lebar beban yang bekerja)

2.8.2 PrimaryConsolidation – Konsolidasi Primer Pada tanah lempung jenuh air, penambahan total tegangan akan diteruskan ke air pori dan butiran tanah. Hal ini berarti penambahan tegangan total (Δσ) akan terbagi ke tegangan efektif dan tegangan air pori. Dari prinsip tegangan efektif, dapat diambil korelasi :

Δσ = Δσ’ + Δu

Dimana :

Δσ’ = penambahan tegangan efektif

Δu = penambahan tegangan air pori

Karena lempung mempunyai daya rembes yang sangat rendah dan air adalah tidak termampatkan (incompressible) dibandingkan butiran tanah, maka pada saat t = 0, seluruh penambahan tegangan, Δσ, akan dipikul oleh air (Δu = Δσ) pada seluruh kedalaman lapisan tanah. II - 24



Penambahan tegangan tersebut tidak dipikul oleh butiran tanah (Δσ’ = 0).Sesaat setelah pemberian penambahan tegangan, Δσ, pada lapisan lempung, air dalam pori mulai tertekan dan akan mengalir keluar. Dengan proses ini, tekanan air pori pada tiap-tiap kedalaman pada lapisan lempung akan berkurang secara perlahanlahan, dan tegangan yang dipikul oleh butiran tanah keseluruhan (tegangan efektif / Δσ’) akan bertambah. Jadi pada saat 0 < t < ∞

Δσ = Δσ’+ Δu

(Δσ’ > 0 dan Δu < Δσ)

Tetapi, besarnya Δσ’ dan Δu pada setiap kedalaman tidak sama, tergantung pada jarak minimum yang harus ditempuh air pori untuk mengalir keluar lapisan pasir yang berada di bawah atau di atas lapisan lempung.

Pada saat t = ∞, seluruh kelebihan air pori sudah hilang dari lapisan lempung, jadi Δu = 0. Pada saar ini tegangan total, Δσ, akan dipikul seluruhnya oleh butiran tanah seluruhnya (tegangan efektif, Δσ’). Jadi Δσ = Δσ’.

Proses terdisipasinya air pori secara perlahan, sebagai akibat pembebanan yang disertai dengan pemindahan kelebihan tegangan air pori ke tegangan efektif, akan menyebabkan terjadinya penurunan yang merupakan fungsi dari waktu (timedependent settlement) pada lapisan lempung. Suatu tanah di lapangan pada kedalaman tertentu telah mengalami tegangan efektif maksimum akibat beban tanah diatasnya (maximum effective overburden pressure) dalam sejarah geologisnya. Tegangan ini mungkin sama, atau lebih kecil dari tegangan overburden pada saat pengambilan sample.

II - 25



Berkurangnya tegangan di lapangan tersebut bisa diakibatkan oleh beban hidup. Pada saat diambil, contoh tanah tersebut terlepas dari tegangan overburden yang telah membebani selama ini. Sebagai akibatnya, tanah tersebut akang mengalami pengembangan. Pada saat dilakukan uji konsolidasi pada tanah tersebut, suatu pemampatan yang kecil (perubahan angka pori yang kecil) akan terjadi bila beban total yang diberikan pada saat percobaan adalah lebih kecil dari tegangan efektif overburden maksimum (maximum effective overburden pressure) yang pernah dialami sebelumnya. Apabila beban total yang dialami pada saar percobaan lebih besar dari maximum effective overburden pressure, maka perubahan angka pori yang terjadi akan lebih besar. Ada 3 definisi dasar yang didasarkan pada riwayat geologis dan sejarah tegangan pada tanah, yaitu :

1. Normally consolidated (Terkonsolidasi secara normal), dimana tegangan efektif overburden saat ini merupakan tegangan maksimum yang pernah dialami oleh tanah selama dia ada. 2. Overconsolidated, dimana tegangan efektif overburden saat ini lebih kecil daripada tegangan yang pernah dialami oleh tanag tersebut. Tegangan efektif overburden

maksimum

yang pernah dialami sebelumnya

dinamakan tegangan prakonsolidasi. (preconsolidation pressure / PC). 3. Underconsolidated, dimana tegangan efektif overburden saat ini belum mencapai maksimum, sehingga peristiwa konsolidasi masih berlangsung pada saat sample tanah diambil.

II - 26



Pada peristiwa konsolidasi ada dua hal penting : 1. Besarnya penurunan yang akan terjadi, yang di tentukan oleh:  Kompresibilitas tanah  Tebal tanah kompresibel  Besarnya tambahan tekanan efektif 2. Laju konsolidasi, yang dipengaruhi oleh:  Permeabilitas tanah  Tebal tamah kompresibel  Kondisi drainasi di atas dan di bawah lapisan tanah kompesibel 2.8.3 Secondary Consolidation – Konsolidasi Sekunder Pada akhir konsolidasi primer (setelah tegangan air pori U = 0), penurunan pada tanah masih tetap terjadi sebagai akibat dari penyesuaian plastis butiran tanah. Tahapan konsolidasi ini dinamakan konsolidasi sekunder. Besarnya konsolidasi sekunder dapat dihitung dengan rumus :

dimana :

Ca = Indeks pemampatan sekunder

Δe = Perubahan angka pori II - 27



t

= Waktu

ep = angka pori pada akhir konsolidasi primer

H

= tebal lapisan lempung, m

Penurunan yang diakibatkan konsolidasi sekunder sangat penting untuk semua jenis tanag organic dan tanah anorganik yang sangat mampu mampat (compressible). Untuk lempung anorganik yang terlalu terkonsolidasi, indeks pemampatan sekunder sangat kecil sehingga dapat diabaikan.

2.9 Metode Perbaikan Tanah Perkuatan tanah didefinisikan sebagai suatu inklusi (pemasukan/ penggabungan) elemen-elemen penahan ke dalam massa tanah yang bertujuan untuk menaikkan perilaku mekanis massa tanah. Perkuatan tanah telah banyak dipakai sejak 20 tahun ini karena secara teknis menarik dan efektif dalam pemakaian biaya. Manfaat perkuatan tanah ini adalah lebih nyata pada lapangan dimana kondisi tanah pondasinya jelek dan areanya marginal, sehingga apabila digunakan teknik perbaikan tanah yang lainnya umumnya akan lebih mahal. Pada dasarnya, sistem perkuatan tanah terdiri atas tiga komponen utama yaitu : 1.

Perkuatan (perkuatan)

2.

Backfill (timbunan)

3.

Facing element.

II - 28



Untuk mengatasi masalah-masalah yang harus di hadapi pada pembangunan di atas tanah lunak diperlukan suatu metode perkuatan yang tepat untuk tanah lunak . Jenis Metode menanggulangi tanah lunak yang paling umum di gunakan adalah:

a. Geotextile Geotekstil adalah lembaran sintesis yang tipis, fleksibel, permeable yang digunakan untuk stabilisasi dan perbaikan tanah. Pemanfaatan geotekstil merupakan cara moderen dalam usaha untuk perkuatan tanah lunak. Beberapa fungi dari geotekstil yaitu:  untuk perkuatan tanah lunak.  untuk konstruksi teknik sipil yang mempunyai umur rencana cukup lama dan mendukung beban yang besar seperti jalan rel dan dinding penahan tanah.  sebagai lapisan pemisah, penyaring, drainase dan sebagai lapisan pelindung.  Geotextile dapat digunakan sebagai perkuatan timbunan tanah pada kasus:  Timbunan tanah diatas tanah lunak  Timbunan diatas pondasi tiang  Timbunan diatas tanah yang rawan subsidence Pelaksanaan konstruksi jalan di atas lahan basah dengan perkuatan geotextile dapat menghindarkan terjadinya keruntuhan lokal pada tanah lunak karena rendahnya daya dukung tanah. Keuntungan pemasangan geotextile pada pelaksanaan jalan di atas tanah lunak adalah kecepatan dalam pelaksanaan dan biaya yang relatif lebih murah di bandingkan dengan metoda penimbunan II - 29



konvensional Geotekstil pada jalan berfungsi sebagai lapis perkuatan sekaligus sebagai lapis pemisah (separator) antara material timbunan dengan tanah dasar sehingga konstruksi jalan menjadi stabil, tidak bergelombang dan rata pada permukaannya. b. Vertical drain tanah lempung lunak jenuh adalah tanah dengan rongga kapiler yang sangat kecil sehingga proses konsolidasi saat tanah dibebani memerlukan waktu cukup lama, sehingga untuk mengeluarkan air dari tanah secara cepat adalah dengan mebuat vertical drain pada radius tertentu sehingga air yang terkandung dalam tanah akan termobilisasi keluar melalui vertical drain yang telah terpasang. Vertical drain ini dapat berupa stone column atau menggunakan material fabricated. Pekerjaan vertical drain ini biasanya dikombinasikan dengan pekerjaan pre-load berupa timbunan tanah, dengan maksud memberikan beban pada tanah sehingga air yang terkandung dalam tanah bisa termobilisasi dengan lebih cepat. c. Cerucuk bamboo atau Corduroy prinsip kerjanya sebelum dilakukan penimbunan terlebih dahulu memasang bantalan baik yang terbuat dari bamboo (cerucuk) atau dari kayu gelondongan (corduroy) sehingga saat tanah dihampar tidak bercampur dengan tanah asli dibawahnya dan tanah timbunan tersebut membentuk satu kesatuan yang mengapung diatas tanah aslinya semacam pontoon yang mengapung diatas air.

II - 30


No title

Recommend Documents