TUGAS AKHIR
STUDI KAPASITAS EKSPERIMENTAL PENJANGKARAN PADA TANAH PASIR DENGAN VARIASI KEDALAMAN
DISUSUN OLEH :
CHLEMENS S. TANDIRERUNG D111 08 269
JURUSAN SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2015 i
ii
STUDI EKSPERIMENTAL PENJANGKARAN PADA TANAH PASIR DENGAN VARIASI KEDALAMAN Abd. R. Djamaluddin1, Ariningsih Suprapti1, Chlemens S.Tandirerung2
Abstrak: Indonesia dikenal sebagai negara yang memiliki garis pantai yang sangat panjang. Khusus untuk daerah pantai (shore) pemanfaatan sumber daya daerah pantai dan lepas pantai sangat sering kita jumpai maka dari itu banyak terdapat bangunan seperti floating dec, mooring dolphin, anjungan lepas pantai, bagang dan sebagainya. untuk menjaga stabilitas bangunan akibat pergerakan air laut vertikal akibat pasang surut maupun pergerakan hoizontal akibat arus, angin dan gelombang maka diperlukan suatu struktur penjangkaran (anchors). Berbagai tipe jangkar telah banyak digunakan seperti drag, helical, jangkar plat bentuk lingkaran dan persegi. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan pengembangan dalam bentuk modifikasi plat jangkar berbentuk lingkaran menjadi plat jangkar tipe bintang dengan 4 (empat ) daun dengan diamater efektif yang tetap dan variasi kedalaman yang berbeda. Metodologi penelitian terlebih dahulu dilakukan dengan melaksanakan pemeriksaan karakteristik tanah dan penyiapan sampel plat jangkar. Model jangkar terbuat dari besi siku sebagai daun jangkar dengan ketebalan 25 x 25 x 2.5 mm dengan ketebalan 25 mm dan diameter efektif 27,5 cm. Jangkar akan di uji pada tanah non kohesif dalam wadah yang telah dilengkapi dengan instrument tes cabut (pullout) dan tes tanam (pullin). Pengujian kapasitas cabut dan kapasitas tanam untuk masing-masing variasi dilakukan pada kedalaman 30 cm. 60 cm dan 90 cm. Hasil dari penelitian ini menunjukan kenaikan signifikan kapasitas cabut batas dan kapasitas tanam terjadi pada kedalaman 30 cm ke 60 cm. Kata kunci: Jangkar Bintang, Kapasitas Cabut, Kapasitas Tanam, Plat Jangkar
iii
Abstrak: Indonesia is known as a country that has a very long coastline. Especially for the beach (shore) resource utilization and offshore coastal areas very often encountered and therefore there are many buildings like floating dec, mooring dolphin, offshore platforms, butterflyfish and so on. to maintain the stability of the building due to the vertical movement of the sea water due to tidal or hoizontal movement caused by currents, wind and waves. required an anchoring structure (anchors). Various types of anchors have been widely used as a drag, helical, anchor plate circle and square shapes. This study aims to carry out development in modified form circular plate anchors into the anchor plate-type star with 4 (four) leaf with an effective diameter variations were fixed and different depths. Methodology research first done by carrying out inspection of the soil characteristics and sample preparation anchor plate. The model is made of angle iron anchor as the anchor leaves measuring the size of 25 x 25 x 2.5 mm with a thickness of 25 mm and an effective diameter of 27.5 cm. The anchor will be tested on non-cohesive soil in containers that have been fitted with a pull test instrument (pullout) and pullin test (pullin). Pullout and pullin capacity for each variation performed at a depth of 30 cm. 60 cm and 90 cm. Results from this study showed a significant increase in pullin capacity and pullout capacity limits unplug the planting occurred at a depth of 30 cm to 60 cm. Key Words: Anchor plate-type star, Pullout capacity, Pullin capacity, Anchors Plate
1
Staf Pengajar Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Jl. Perintis Kemerdekaan Km. 10 Makassar 2 Staf Pengajar Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Jl. Perintis Kemerdekaan km. 10 Makassar
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas segala berkah dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “STUDI EKSPERIMENTAL PENJANGKARAN PADA TANAH PASIR DENGAN VARIASI KEDALAMAN”, sebagai salah satu syarat yang diajukan untuk menyelesaikan studi pada Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Hasanuddin. Tugas akhir ini disusun berdasarkan hasil penelitian dan pengujian yang dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah dan Laboratorium Eco Material Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Hasanuddin. Kami menyadari sepenuhnya bahwa selesainya tugas akhir ini berkat bantuan dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, saya juga ingin menyampaikan terima kasih serta penghargaan yang setinggi-tingginya kepada : 1.
Ayah dan ibu tercinta atas pengorbanan selama ini dan doa yang tulus kepada saya, sehingga sampai saat ini saya masih mampu menyelesaikan tugas akhir ini.
2.
Bapak DR. Ing Ir. Wahyu H. Piarah, MS, ME., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Hasnuddin
3.
Bapak Dr. Ir. . Muhammad Arsyad Thaha, MT selaku ketua Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.
4.
Bapak Ir. Abd. Rahman Djamaluddin, M.T selaku dosen pembimbing I, yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan dan pengarahan mulai dari awal penelitian hingga selesainya penulisan ini.
5.
Ibu Ariningsih Suprapti, ST.,MT. selaku dosen pembimbing II, yang telah banyak meluangkan waktunya
untuk
memberikan bimbingan dan
pengarahan kepada kami. 6.
Seluruh dosen, staf dan karyawan Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Hasanuddin.
iv
7.
Asisten Laboratorium dan kordinator laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Hasanuddin atas segala bimbingan dan pengarahan selama pelaksanaan penelitian di Laboratorium.
8.
Penulis juga menghaturkan terima kasih kepada teman-teman angkatan 2008.
9.
Tugas akhir ini kami persembahkan kepada kedua orang tua kami tercinta yang telah menjadi sumber semangat dan inspirasi tanpa batas.
Kami menyadari bahwa tulisan ini tidak luput dari kekurangan-kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kepada para pembaca, kiranya dapat memberikan sumbangan pemikiran demi kesempurnaan dan pembaharuan tugas akhir ini.
Makassar,
Juli 2015
Penyusun Penulis
iv
DAFTAR ISI
Halaman LEMBAR JUDUL .................................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN ...................................................................... ii ABSTRAK ................................................................................................ iii KATA PENGANTAR .............................................................................. iv DAFTAR ISI............................................................................................. v DAFTAR GAMBAR ................................................................................ vi DAFTAR TABEL..................................................................................... vii DAFTAR NOTASI ................................................................................... viii
BAB. I
PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah.................................................. I - 1 1.2. Rumusan Masalah ........................................................... I - 3 1.3. Maksud dan Tujuan......................................................... I - 3 1.4. Batasan Masalah.............................................................. I - 4 1.5. Sistematika Penyusunan.................................................. I - 5
BAB. II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Karakteristik Tanah ......................................................... II - 1 2.1.1. Sifat Fisis Tanah .................................................... II - 2 2.1.2. Sifat Mekanis Tanah.............................................. II - 15 2.2. Jangkar Tanah ................................................................. II - 19
v
BAB. III METODOLOGI DAN PELAKSANAAN PENELITIAN 3.1. Kerangka Penelitian ........................................................ III - 1 3.2. Lokasi dan Waktu Penelitian........................................... III - 4 3.3. Alat dan Bahan Penelitian .............................................. III - 4 3.3.1.Alat Pengujian Karakteristik Tanah........................ III - 4 3.3.2.Alat Uji Jangkar........................................... .......... III - 4 3.4. Pengujian Sifat Fisis Tanah............................................. III - 5 3.5. Pemeriksaan Sifat Mekanis Tanah .................................. III - 9 3.6. Penyiapan Jangkar........................................................... III - 10 3.7. Pelaksanaan Penelitian .................................................... III - 11 3.8. Sketsa Pengujian ............................................................. III - 14
BAB. IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Karakteristik Tanah ......................................................... IV - 1 4.1.1. Kadar Air dan Berat Jenis Spesifik...................... IV - 1 4.1.2. Analisa Gradasi Butiran ...................................... IV - 2 4.1.3. Pemadatan Standar (Kompaksi) ........................ IV - 2 4.1.4. Sifat Mekanis Tanah........................................... IV - 3 4.2. Klasifikasi Tanah............................................................. IV - 5 4.2.1. AASHTO............................................................... IV - 4 4.2.2. USCS .................................................................... IV - 4 4.3. Kapasitas Tanam (pullin capacity) Dan Proses Pembukaan Jangkar Tanah………………..........................................
IV - 5
4.3.1.Hasil Pullin Test Pada Setiap Kedalaman.............. IV - 5 4.3.2. Proses Pembukaan Jangkar Tanah......................... IV – 7
v
4.4. Kapasitas Cabut (cabut capacity) Jangkar Tanah........... IV - 8 4.4.1. Hubungan Antara Kapasitas Cabut (Pullout Capacity) dengan Perpindahan Jangkar (Uplift Displacement Pada Setiap Kedalaman ................................................ IV - 8 4.4.2. Penentuan Kapasitas Cabut (Pu)Berdasarkan Grafik Hubungan Antara Kapasitas Cabut (Pullout Capacity) dengan Perpindahan Jangkar (Uplift Displacement) Pada Setiap Kedalaman ................................................. IV - 10 4.4.2. Hasil Pullout Pada Setiap Kedalaman .................. IV - 13
BAB. V
PENUTUP 5.1. Kesimpulan...................................................................... V - 1 5.2. Saran................................................................................ V - 3
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN Lampiran 1 Data hasil pemeriksaan karakteristik tanah Lampiran 2 Data hasil pengujian kapasitas cabut plat jangkar Lampiran 3 Foto Dokumentasi
v
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1. Batas Batas Atterberg .......................................................... II - 5
Gambar 2.2. Sistem Klasifikasi USCS...................................................... II - 16
Gambar 2.3. Geometrik Dari Alat Uji Baling Baling ............................... II - 18
Gambar 2.4. Faktor Korekji Bjerrum (1992) ............................................ II - 18
Gambar 2.5. Tipe Jangkar Tanah .............................................................. II - 20
Gambar 3.1. Flowchart Penelitian............................................................. III - 1
Gambar 3.2. Flowchart Proses Penyiapan Contoh Tanah......................... III - 2
Gambar 3.3. Flowchar Proses Penyiapan Jangkar .................................... III - 3
Gambar 3.4. Alat Pengujian Kadar Air..................................................... III - 5
Gambar 3.5. Alat Pengujian Berat Jenis .................................................. III - 5
Gambar 3.6. Alat Pengujian Batas-Batas Atterberg ................................. III – 7
Gambar 3.7. Alat Pengujian analisa Saringan .......................................... III - 8
Gambar 3.8. Alat Pengujian Direct Shear Test ......................................... III – 9
vi
Gambar 3.9. Detail Jangkar....................................................................... III - 11
Gambar 3.10. Plat Jangkar Yang Telah Dirakit ........................................ III – 12
Gambar 3.11. Sketsa Penanaman Jangkar................................................. III - 13
Gambar 3.12.Sketsa Uji Kuat Tarik Jangkar ............................................ III – 14
Gambar 4.1. Hubungan Kadar air dengan berat isi kering......................
IV - 2
Gambar 4.2. Grafik Hubungan Kapasitas Tanam Dengan Kedalaman Penanaman Jangkar ........................................................... IV – 6
Gambar 4.3. Proses Pembukaan Jangkar ................................................ IV – 7
Gambar 4.4. Grafik hubungan perpindahan jangkar dengan beban pullout pada kedalaman 30 cm.......................................... IV - 8
Gambar 4.5. Grafik Hubungan Perpindahan Jangkar Dengan Beban Pullout Pada Kedalaman 60 cm. ....................................... IV - 9
Gambar 4.6. Grafik Hubungan Perpindahan Jangkar Dengan Beban Pullout Pada Kedalaman 90 cm......................................... IV - 9
Gambar 4.7. Grafik gabungan hubungan perpindahan jangkar dengan beban pullout dengan pada setiap kedalaman ................... IV -10
vi
Gambar 4.8. Grafik Penentuan Kapasitas cabut batas (Pu) Pada Kedalaman 30 cm .............................................................. IV - 11
Gambar 4.9. GrafikPenentuan Kapasitas cabut batas (Pu) Pada Kedalaman 60 cm .............................................................. IV - 11
Gambar 4.10. Grafik Penentuan Kapasitas cabut batas (Pu) Pada Kedalaman 90 cm .............................................................. IV - 10
Gambar 4.11. Grafik Hubungan Kapasitas cabut batas (Pu) dengan Kedalaman Penanaman Jangkar ....................................... IV - 13
vi
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1
Faktor Koreksi Suhu ............................................................ II – 6
Tabel 2.1
Diskripsi Tanah Berdasarkan Berat Jenis ............................ II – 7
Tabel 2.3
Sistem Klasifikasi Tanah AASHTO .................................... II – 13
Tabel 4.1
Rekapitulasi Hasil Pemeriksaan Karakteristik Tanah......... IV – 1
Tabel 4.2
Rekapitulasi Kapasitas cabut tanam (P).............................. IV – 5
Tabel 4.3
Rekapitulasi kapasitas cabut batas (Pu)............................. IV – 13
Tabel 4.4
Hubungan perubahan kedalaman dengan perubahan kapasitas cabut pada setiap kedalaman penanaman jangkar.IV – 14
Tabel 4.5
Hubungan kapasitas tanam dan kapasitas cabut batas pada setiap kedalaman penanaman jangkar.............................................IV – 15
vii
DAFTAR NOTASI
LL
= Batas Cair
IP
= Indeks Plastisitas
W
= Kadar Air
Wopt
= Kadar Air Optimum
PL
= Batas Plastis
SL
= Batas Susut
Gs
= Berat Jenis Spesifik
b
= Berat Isi basah
Ø
= Sudut Geser
c
= Kohesi
Pu
= Kapasitas cabut batas
viii
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Indonesia yang dikenal sebagai negara dengan garis pantai terpanjang
kedua di dunia. Di wilayah pantai terdapat banyak deposit tanah non kohesif (non cohesif soil). Pemanfaatan sumber daya daerah pantai dan lepas pantai menjadi hal yang sering dijumpai seperti aktiftas transportasi, perikanan, sumber pembangkit listrik, pertambangan dan lain-lain. Pembangunan infrastruktur merupakan suatu strategi untuk menunjang pemanfaatan sumber daya pantai dan lepas pantai. Untuk menjaga stabilitas akibat pergerakan vertikal akibat gaya cabut (uplift) akibat gelombang angin dan arus maka diperlukan suatu struktur penahan yang dikenal dengan penjangkaran ( anchors). Jangkar tanah
umumnya digunakan pada struktur penahan gaya
angkat/cabut dan gaya lateral seperti pada struktur menara transmisi, turap, dermaga terapung, mooring dolphin dan bangunan lepas pantai. jangkar telah banyak dikembangkan untuk berbagai keperluan seperti pada perkuatan lereng, dinding penahan tanah (turap), stabilitas terowongan, pondasi menara transmisi untuk menahan gaya cabut, guling dan sebagainya. Terdapat banyak tipe jangkar yang telah dikembangkan untuk berbagai keperluan tergantung kepada besar dan tipe beban, tipe struktur, dan kondisi lapisan tanah setempat dan sebagainya. Penelitian tentang penggunaan jangkar telah banyak dilakukan sebelumnya. I-1
Adapun perilaku jangkar di lapangan yang terindikasi dari mekanisme keruntuhan dan kapasitas dukung jangkar ditentukan oleh banyak factor. Kebanyakan penelitian menggunakan model jangkar yang massif berbentuk pelat dengan berbagai bentuk (lingkaran,persegi) dengan variasi dimensi, kedalaman dan tipe bahan yang diberikan. Studi tentang variasi tipe jangkar dan kesesuaian di lapangan telah dilakukan oleh datta et all (1985). hasil penelitian lainnya berusaha untuk memahami perilaku pada jangkar pada tanah kohesif dan non kohesif baik karena beban statis maupun dinamis, memungkinkan untuk dilakukan inovasi dengan menggunakan elemen jangkar tipe bintang (stars anchor). Penggunaan tipe jangkar bintang ini akan dilakukan suatu rangkaian tes terhadap beberapa variasi kedalaman. Modifikasi jangkar pelat menjadi bentuk menyerupai bintang dengan mekanisme mekar didalam tanah menyerupai mekanisme kerja payung. Kinerja jangkar tipe bintang yang dibenamkan pada tanah pasir meliputi kapasitas cabut dan kapasitas tanam akan dievaluasi akibat pengaruh variasi kedalaman penanaman jangkar. Berdasarkan alasan tersebut diatas maka pada penelitian ini akan didesain dan dibangun model jangkar tipe bintang sekaligus mengkaji kinerja jangkar yang dibangun terutama dalam hal kapasitas cabut (pullout capacity)
kedalaman
pembenaman jangkar tipe bintang yang dibenamkan dalam tanah pasir dengan judul:
I-2
“Studi Eksperimental Penjangkaran Pada Tanah Pasir Dengan Variasi Kedalaman”. 1.2
Rumusan Masalah Berdasarkan uraian pada latar belakang di atas, maka permasalahan yang
akan ditinjau adalah Bagaimana kapasitas cabut (pullout capacity)
dari plat
jangkar tipe bintang yang ditanam pada tanah pasir Berikut ini detail permasalahannya : 1. Bagaimana karakteristik tanah yang digunakan sebagai media dalam penelitian ? 2. Bagaimana pengaruh kedalaman terhadap kapasitas Tanam (pullin capasity) dari plat jangkar tipe bintang? 3. Bagaimana pengaruh kedalaman terhadap kapasitas cabut (pullout capacity) dari plat jangkar tipe bintang? 4. Perbandingan antara kapasitas cabut dan kapasitas tanam pada setiap kedalaman?
1.3
Maksud dan Tujuan Maksud dari penelitian ini adalah untuk mengkaji kapasitas cabut jangkar
tipe bintang yang ditanam pada tanah pasir, yang merupakan pengembangan dari jangkar bentuk bintang masif dengan melakukan variasi mekanisme pembukaan pelat jangkar menyerupai mekanisme payung dengan kedalaman penanaman yang bervariasi.
I-3
Adapun tujuan studi ini adalah sebagai berikut : 1. Menentukan karakteristik tanah yang digunakan sebagai media dalam penelitian. 2. Menentukan pengaruh kedalaman terhadap kapasitas tanam (pullin capacity) dari plat jangkar tipe bintang. 3. Menentukan pengaruh kedalaman terhadap kapasitas cabut (pullout capacity) dari plat jangkar tipe bintang. 4. Menentukan perbandingan antara kapasitas cabut dan kapasitas tanam pada setiap kedalaman.
1.4
Batasan Masalah Demi tercapainya penelitian diperlukan suatu batasan dalam penulisan
agar pembahasan tidak meluas ruang lingkupnya sehingga tujuan dari penulisan dapat tercapai dan dipahami. Adapun ruang lingkup penulisan yang dijadikan sebagai batasan dalam penulisan adalah : 1. Jangkar yang digunakan merupakan pengembangan dari jangkar bentuk bintang dengan mekanisme pembukaan pelat menyerupai mekanisme payung. 2. Regangan yang terjadi pada tali sling baja dan katrol diabaikan. 3. Sampel tanah yang dipakai adalah tanah pasir.
I-4
1.5
Sistematika Penyusunan Sistematika penyusunan Tugas Akhir adalah sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Pendahuluan berisi latar belakang masalah, rumusan masalah, maksud dan tujuan studi, pembatasan masalah, serta sistematika penyusunan Tugas Akhir
BAB II : STUDI PUSTAKA Bab ini berisi mengenai tinjauan umum, teori dasar dan literatur yang relevan dengan pemeriksaan karakteristik tanah serta pengujian jangkar tipe bintang.
BAB III : METODE PENELITIAN Bab ini menguraikan tentang lokasi penelitian dan metode-metode yang dilakukan mulai dari pemeriksaan karakteristik sampai pengujian kapasitas cabut. BAB IV : ANALISA DATA Bab ini merupakan inti dari pembahasan masalah
yang akan
menyajikan analisis hasil pemeriksaan dan pengujian serta memberikan
gambaran
mengenai
kondisi
saat
penelitian
berlangsung.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN Merupakan penutup yang berisi kesimpulan dari hasil dan pembahasan serta memberikan saran-saran sehubungan dengan penelitian yang telah dilakukan. I-5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Karakteristik Tanah Tanah adalah bagian kerak bumi yang tersusun dari mineral dan bahan organik.Tanah sangat vital peranannya bagi semua kehidupan di bumi karena tanah mendukung kehidupan tumbuhan dengan menyediakan hara dan air sekaligus sebagai penopang akar. Struktur tanah yang berongga-rongga juga menjadi tempat yang baik bagi akar untuk bernapas dan tumbuh. Tanah juga menjadi habitat hidup berbagai mikroorganisme. Bagi sebagian besar hewan darat, tanah menjadi lahan untuk hidup dan bergerak. Dari segi klimatologi, tanah memegang peranan penting sebagai penyimpan air dan menekan erosi, meskipun tanah sendiri juga dapat tererosi. Komposisi tanah berbeda-beda pada satu lokasi dengan lokasi yang lain. Air dan udara merupakan bagian dari tanah.Istilah-istilah seperti kerikil, pasir, lanau dan lempung digunakan dalam teknik sipil untuk membedakan jenis-jenis tanah. Pada kondisi alam, tanah dapat terdiri dari dua atau lebih campuran jenisjenis tanah dan kadang-kadang terdapat pula kandungan bahan organik. Material campurannya, kemudian dipakai sebagai nama tambahan dibelakang material unsur utama. Sebagai contoh, pasir berlempung adalah pasir yang mengandung lempung, dengan material utama pasir: lempung berlanau adalah lempung yang mengandung lanau, dengan material utamanya adalah lempung dan seterusnya.
II-1
2.1.1. Sifat Fisis Tanah Kadar Air Dari Tanah Kadar air (W) yang juga disebut sebagai water content didefenisikan sebagai perbandingan antara berat air dan berat butiran padat dari volume tanah yang diselidiki. .......................................................... 2.1 .................................. 2.2 Dimana :
Berat Jenis Spesifik Berat jenis tanah sering juga disebut specific gravity, dapat dinyatakan
sebagai perbandingan antara berat isi butir tanah dengan berat isi air. Nilai daripada berat isi butir tanah adalah perbandingan antara berat butir tanah dengan volumenya. Sedangkan berat isi air adalah perbandingan antara berat air dengan volume airnya, biasanya mendekati nilai 1 g/cm3. Jika terdapat keadaan dimana volume butiran tanah sama dengan volume air, maka dengan demikian berat jenis tanah dapat diambil sebagai perbandingan, diukur pada suhu tertentu, antara berat butir tanah dengan berat air suling. Berat spesifik suatu massa tanah (Gs) dapat dihitung dengan rumus berikut :
................................................. 2.3 II-2
dimana :
Gs = Berat Jenis w1 = Berat piknometer w2 = Berat piknometer + bahan kering w3 = Berat piknometer + bahan kering + air w4 = Berat piknometer + air pada temperatur ( ToC)
Faktor koreksi suhu dapat dilihat pada Tabel 2.1 :
Batas- Batas Atterberg Tanah yang berbutir halus biasanya memiliki sifat plastis. Sifat plastis
tersebut merupakan kemampuan tanah menyesuaikan perubahan bentuk tanah setelah bercampur dengan air pada volume yang tetap. Tanah tersebut akan berbentuk cair, plastis, semi padat atau padat tergantung jumlah air yang bercampur pada tanah tersebut. Batas Atterberg memperlihatkan terjadinya bentuk tanah dari benda padat hingga menjadi cairan kental sesuai dengan kadar airnya. Dari test batas Atterberg akan didapatkan parameter batas cair, batas plastis, batas lengket dan batas kohesi yang merupakan keadaan konsistensi tanah. Kadar air dinyatakan dalam persen, dimana terjadi transisi dari keadaan padat ke dalam keadaan semi padat didefinisikan sebagai batas susut. Kadar air dimana transisi dari keadaan semi padat ke dalam keadaan plastis terjadi dinamakan batas plastis, dan dari keadaan plastis ke keadaan cair dinamakan batas cair. Batas-batas ini dikenal juga sebgai batas-batas atterberg.
II-3
1) Batas Cair (Liquid Limit) Batas cair (LL) adalah kadar air tanah yang untuk nilai-nilai diatasnya, tanah akan berprilaku sebagai cairan kental (batas antara keadaan cair dan keadaan plastis), yaitu batas atas dari daerah plastis. 2) Batas Plastis (Plastic Limit) Batas plastis (PL) adalah kadar air yang untuk nilai-nilai dibawahnya, tanah tidak lagi berpengaruh sebagai bahan yang plastis. Tanah akan bersifat sebagai bahan yang plastis dalam kadar air yang berkisar antara LL dan PL. Kisaran ini disebut indeks plastisitas. 3) Indeks Plastisitas (Plasticity Index) Indeks Plastisitas merupakan interval kadar air, yaitu tanah masih bersifat plastis. Karena itu, indeks plastis menunjukan sifat keplastisitas tanah. Jika tanah mempunyai interval kadar air daerah plastis kecil, maka keadaan ini disebut dangan tanah kurus. Kebalikannya, jka tanah mempunyai interval kadar air daerah plastis besar disebut tanah gemuk. Nilai indeks plastisitas dapat dihitung dengan persamaan berikut ini :
IP = LL – PL Dimana :
.......................................................................... 2.4
IP
=
Indeks Plastisitas
LL
=
Batas cair
PL
=
Batas plastis II-4
Batasan mengenai indeks plastis, sifat, macam tanah dan kohesi diberikan oleh Atterberg dapat dilihat pada Gambar 2.1:
Gambar 2.1 Batas Batas atterberg 4) Batas Susut / Shrinkage Limit (SL) Kondisi kadar air pada kedudukan antara daerah semi padat dan padat, yaitu prosentase kadar air dimana pengurangan kadar air selanjutnya tidak mengakibatkan perubahan volume tanah disebut Batas Susut. (
Dimana :
)
.......................
2.5
SL
= batas Susut
m1
= berat tanah basah dalam cawan percobaan
m2
= berat tanah kering oven
v1
= volume tanah basah dalam cawan
v2
= volume tanah kering oven
w
= berat volume air
II-5
Kompaksi dan Pemadatan Kompaksi adalah proses memadatkan tanah dengan mengeluarkan udara
dari dalam pori-pori tanah tesebut dengan mekanis (dipukul, digilas dan sebagainya ).pemadatan/kompaksi dilakukan dengan tujuan untuk memperbaiki sifat-sifat teknis tanah yaitu memperoleh keadaan tanah yang paling padat (keadaan padat maksimum). kepadatan yang tercapai tergantung pada banyaknya air didalam tanah tersebut, yaitu kadar airnya. Apabila kadar air rendah mempunyai sifat keras atau kaku sehingga sukar dipadatkan. Pada kadar air yang lebih tinggi lagi kepadatannya akan turun karena poripori tanah menjadi penuh terisi air yang tidak dapat lagi dikeluarkan dengan cara memadatkan. Pemadatan dilakukan dengan dengan digilas atau menumpuk dan menimbulkan pemadatan pada tanah dengan mengusir udara dari pori-pori.
Temp. ( 4 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
o
C )
Unit Weight of Water 1 0,99897 0,99880 0,99862 0,99844 0,99823 0,99802 0,99870 0,99757 0,99733 0,99708 0,99682 0,99655 0,99267 0,99598 0,99568
Tabel 2.1 Faktor koreksi suhu α
Dengan nilai berat jenis maka tanah dapat dideskripsikan (Tabel 2.2): II-6
Tabel 2.2 Diskripsi Tanah Berdasarkan Berat jenis Tipe Tanah Sand (Pasir) Silty Sand (Pasir Berlanau) Inorganic Clay (Lempung Inorganic) Soil with mica or iron Gambut Humus Soil Grafel
Gs 2,65 - 2,67 2,67 - 2,70 2,70 - 2,80 2,75 - 3,00 < 2,00 1,37 > 2,70
Bilamana kadar airnya ditambah maka air itu akan berlaku sebagai pelumas sehingga tanah akan lebih mudah dipadatkan. Pada kadar air yang lebih tinggi lagi kepadatannya akan turun karena pori-pori tanah menjadi penuh terisi air yang tidak dapat lagi dikeluarkan dengan cara memadatkan. Pemadatan dilakukan dengan menggilas atau menumpuk dan menimbulkan pemadatan pada tanah dengan mengusir udara dari pori-pori. Berat isi kering maksimum (γd max) adalah berat isi terbesar yang dicapai pada pengujian kompaksi pada energi tertentu. Kadar air optimum adalah nilai kadar air dimana pada energi kompaksi tertentu dicapai γdry maksimum. Berat isi kering (γdry) dapat dihitung dengan rumus : ............................................................ 2.6
Dimana :
V mould
=
Volume mold
Wdry
=
Berat Tanah Kering
II-7
Untuk menggambarkan Zero Air Voids Curve dihitung dengan rumus :
γdry = (G x γw) / (1+(w x Gs / Sr)) Dimana :
Gs
=
Berat Jenis tanah
γw
=
Berat Volume Air
w
=
Kadar Air
Sr
=
Derajat Kejenuhan
........................ 2.7
Garis ZAV adalah hubungan antara Berat Isi Kering dengan Kadar Air bila derajat kejenuhan 100%, yaitu bila pori tanah sama sekali tidak mengandung udara. Grafik ini berguna sebagai petunjuk pada waktu menggambarkan grafik kompaksi tersebut akan selalu berada di bawah ZAV biasanya tidak lurus tetapi agak cekung keatas. Hasil percobaan pemadatan biasanya dinyatakan sebagai grafik hubungan antara Berat Isi Kering dengan Kadar Air.Kadar Air Optimum didapatkan dengan cara sebagai berikut: Dari enam contoh dengan kadar air berbeda-beda kita dapat menghitung
γdry masing-masing. Setelah itu digambarkan dengan skala biasa w (%) sebagai absis dan γdry sebagai ordinat sehingga akan diperoleh lengkung kompaksi.. Dari puncak lengkung kompaksi ditarik garis vertikal dan horisontal sampai memotong sumbu-sumbu grafik. Dari garis horisontal akan diperoleh harga γdry maksimum sedangkan dari garis vertikal akan diperoleh wopt (kadar air optimum) yang dicari.Pada pelaksanaannya dilapangan, biasanya nilai γdry maksimum sulit untuk dicapai, lagi pula sulit untuk menjaga agar nilai kadar air tetap konstan pada wopt . II-8
Untuk mengatasi hal tersebut, makabiasanya diberikan tolerasi sebesar 5%, sehingga nilai kepadatan tanah yang harus dicapai adalah minimum 95% maksimum. Pada nilai ini, akan diperoleh suatu rentang nilai kadar air, sehingga yang perlu dijaga pada pelaksanaan di lapangan adalah kadar air pada rentang ini.
Klasifikasi Tanah Klasifikasi tanah adalah ilmu yang berhubungan dengan kategorisasi tanah
berdasarkan karakteristik yang membedakan masing-masing jenis tanah. Klasifikasi tanah merupakan sebuah subjek yang dinamis yang mempelajari struktur dari sistem klasifikasi tanah, definisi dari kelas-kelas yang digunakan untuk penggolongan tanah. Klasifikasi tanah memiliki berbagai versi. Terdapat kesulitan teknis dalam melakukan klasifikasi untuk tanah karena banyak hal yang memengaruhi pembentukan tanah. Tanah terbentuk dari batuan yang aus/lapuk akibat terpapar oleh
dinamika
di
lapisan
bawah
atmosfer,
seperti
dinamika
iklim,
topografi/geografi, dan aktivitas organisme biologi. Intensitas dan selang waktu dari berbagai faktor ini juga berakibat pada variasi tampilan tanah. Mendiskripsi suatu tanah dibutuhkan pengetahuan tentang sifat-sifat asli tanah, formasi batuannya, ukuran butirnya, warna, tekstur dan konsistensi dari tanah yang bersangkutan. Untuk memperoleh hasil klasifikasi yang obyektif, biasanya tanah secara sepintas dibagi dalam tanah berbutir kasar dan berbutir halus berdasarkan suatu hasil analisa mekanis. II-9
Ada 2 sistem klasifikasi yang paling sering digunakan untuk menentukan klasifikasi tanah, yaitu sistem klasifikasi AASHTO dan USCS.
1. Sistem Klasifikasi AASHTO Sistem Klasifikasi yang di kembangkan oleh American Association Of State Highway And Transportation (AASHTO), yang berguna untuk menentukan kualitas tanah dalam perancangan timbunan jalan, subbase dan subgrade. Sistem klasifikasi ini pertama kali di kembangkan oleh Hogentogler dan Terzaghi pada tahun 1929, tetapi telah direvisi beberapa kali. Sistem klasifikasi AASHTO (Tabel 2.2) membagi tanah ke dalam 7 kelompok, A-1 sampai A-7 termasuk sub-sub kelompok. Tanah yang diklasifikasikan kedalam A-1, A-2, dan A-3 adalah tanah berbutir dimana 35% atau kurang dari jumlah butiran tanah tersebut lolos ayakan No. 200. Tanah dimana lebih dari 35% butiran lolos ayakan No. 200 diklasifikasikan kedalam kelompok A-4, A-5, A-6, dan A-7. Tanah-tanah dalam tiap kelompoknya dievaluasi terhadap indeks kelompoknya yang dihitung dengan rumus-rumus empiris. Pengujian yang digunakan hanya analisis saringan dan batas-batas Atterberg. Sistem klasifikasi ini didasarkan pada kriteria dibawah ini: a.
Ukuran butiran:
Kerikil: bagian tanah yang lolos ayakan dengan diameter 75 mm (3 inci) dan yang tertahan pada ayakan No. 20 (2 mm) II-10
Pasir: bagian yang lolos ayakan No. 10 (2 mm) yang tertahan pada ayakan No. 200 (0,075 mm).
Lanau dan lempung: bagian tanah yang lolos ayakan No. 200 (0,075 mm)
b.
Plastisitas: Nama berlanau dipakai apabila bagian-bagian yang halus dari tanah mempunyai indeks plstisitas (plasticity indeks, PI) sebesar 10 atau kurang. Nama berlempung dipakai bilamana bagian-bagian yang halus dari tanah mempunyai indeks plastis sebesar 11 atau lebih.
c.
Apabila batuan (ukuran lebih besar dari 75 mm) ditemukan didalam contoh tanah yang akan ditentukan klasifikasi tanahnya, maka batuanbatuan tersebut harus dikeluarkan terlebih dahulu. Tetapi, persentase dari batuan yang dikeluarkan tersebut harus dicatat. 2. Sistem Klasifikasi USCS (Unified Soil Classification System) Sistem Klasifikasi USCS adalah sistem klasifikasi tanah yang di gunakan
pada pekerjaan pembuatan lapangan terbang. Sistem klasifikasi ini biasanya juga digunakan untuk menggambarkan tekstur dan ukuran dari tanah. Pada Sistem Klasifikasi Tanah USCS (Tabel 2.3 ) mengelompokkan tanah ke dalam dua kelompok besar, yaitu:
Tanah berbutir kasar (coarse-grained-soil), yaitu: tanah kerikil dan pasir dimana kurang dari 50 % berat total contoh tanah lolos ayakan II-11
No. 200. Simbol dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal G atau S. G adalah untuk kerikil (gravel) atau tanah berkerikil, dan S adalah untuk pasir (sand) atau tanah berpasir.
Tanah berbutir halus (fine-grained-soil), yaitu: tanah dimana lebih dari 50 % berat total contoh tanah lolos saringan No. 200. Simbol dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal M untuk lanau (silt) anorganik, C untuk lempung (clay) anorganik, dan O untuk lanau organic dan lempung-organik. Simbol PT digunakan untuk tanah gambut (peat), muck dan tanah-tanah lain dengan kadar organik yang tinggi.
II-12
Tabel 2.3 Sistem Klasifikasi Tanah AASHTO Klasifikasi Umum
Tanah lanau-lempung (Lebih dari 35% dari seluruh contoh tanah lolos ayakan no 200)
Material Granular (< 35% lolos saringan no.200)
A-1
A-2
Klasifikasi Kelompok
A-7
A-3 A-1-a
A-1-b
A-4 A-2-4
A-2-5
A-2-6
A-5
A-6
A-7-5
A-2-7 A-7-6
Analisis ayakan (% lolos) No.10
Maks 50
No. 40
Maks 30
Maks 50
Maks 51
No. 200
Maks 15
Maks 25
Maks 50
Maks 35
Maks 35
Maks 35
Maks 35
Min 36
Min 36
Min 36
Min 36
Maks 40
Maks 41
Maks 40
Maks 41
Maks 41
Min 41
Maks 40
Min 41
Maks 10
Maks 10
Min 11
Min 10
Maks 10
Maks 10
Min 11
Min 11
Sifat fraksi yang lolos ayakan No.40 Batas Cair (LL) Indeks Plastisitas (PI)
Maks 6
Tipe material yang paling dominant
Batu pecah kerikil dan pasir
Penelitian sebagai bahan tanah dasar
NP Pasir Halus
Kerikil dan pasir yang berlanau atau berlempung
Baik sekali sampai baik
Tanah Berlanau
Tanah Berlempung
Biasa sampai jelek
Catatan : untuk subkelompok A-7-5 apabila IP < (LL-30), untuk subkelompok A-7-6 apabila IP >(LL-30) NP = Non Plastis
II-13
Tanah berbutir kasar ditandai dengan symbol kelompok seperti: GW, GP, GM, GC, SW, SP, SM, dan SC. Untuk klasifikasi yang benar, faktor-faktor berikut ini perlu diperhatikan: 1.
Persentase butiran yang lolos ayakan No. 200 (ini adalah fraksi halus)
2.
Persentase fraksi kasar yang lolos ayakan No. 40
3.
Koefisien keseragaman (uniformity coefficient, Cu) dan koefisien gradasi (gradation coefficient, Cc) untuk tanah dimana 0 - 12% lolos ayakan No. 200
4.
Batas cair (LL) dan indeks plastisitas (PI) bagian tanah yang lolos ayakan No.40 (untuk tanah dimana 5% lebih lolos ayakan No.200).
Bilamana persentase butiran yang lolos ayakan No. 200 adalah antara 5– 12%, simbol ganda seperti GW-GM, GP-GM, GW-GC, GP-GS, SW-SM, SWSC, SP-SM, dan SP-SC diperlukan. Klasifikasi tanah berbutir halus dengan simbol seperti ML, CL, OL, MH, CH, dan OH didapat dengan cara menggambar batas cair dan indeks plastisitas tanah yang bersangkutan pada bagan plastisitas (Casagrande, 1948) yang diberikan dalam tabel 2.2. garis diagonal pada bagan plastisitas dinamakan garis A, dan garis A tersebut diberikan dengan persamaan:
PI = 0,73 (LL – 20) …………………………………......………….. (2.8) Dimana: PI
LL
= indeks plastisitas = Batas Cair II-14
2.1.2. Sifat Mekanis Tanah Pengujian yang dilakukan pada sifat mekanis tanah adalah
uji geser
langsung (Direct shear test).
Uji Geser Langsung (Direct Shear Test) Kekuatan geser dapat diukur langsung dengan pemberian beban konstan vertikal(normal) pada sampel dan pemberian gaya geser tertentu dengan kecepatan konstan danperlahan-lahan untuk menjaga tegangan air pori tetap nol hingga tercapai kekuatangeser maksimum.Tegangan normal didapat dengan pembagian besarnya gaya normal dengan luas permukaan bidang geser atau S = P/A.Tegangan geser didapat dengan menghitung gaya geser (G) yang didapat daripembacaan maksimum load ring dial setelah dikalikan dengan nilai kalibrasi proving.
II-15
KERIKIL BERSIH KERIKIL dg fraksi Halus PASIR BERSIH PASIR dg fraksi Halus
KERIKIL 50% atau lebih fraksi kasarnya tertahan Ayakan 4,75 mm (No.4) PASIR Lebih dari 50% Fraksi kasarnya Lolos Ayakan 4,75 mm (No.4)
Lebih dari 50% tertahan ayakan 0,075 mm (No.200)
TANAH BUTIR KASAR
Tabel 2.2. Sistem Klasifikasi Tanah USCS GW
Kerikil dan campuran kerikil pasir, sedikit atau tanpa fraksi halus, bergradasi baik
GP
Kerikil dan campuran kerikil pasir, sedikit atau tanpa fraksi halus, bergradasi jelek
GM
Kerikil berlanau, campuran Krikil pasir lanau
GC
Kerikil berlempung, campuran Krikil pasir lempung
SW
Pasir dan pasir berkerikil, Sedikit atau tanpa fraksi Halus, bergradasi baik
SP
Pasir dan pasir berkerikil, Sedikit atau tanpa fraksi Halus, bergradasi jelek
SM
Pasir berlanau, campuran pasir lanau
SC
Pasir berlempung, campuran pasir lempung
Klasifikasi berdasar persentase fraksi halus Kurang dr 5% lolos ayakan 0,075 mm : GW, GP, SW, SP Lebih dr 12% lolos ayakan 0,075 mm : GM, GC, SH, SC 5% sampai 12% lolos ayakan 0,075 mm : Perbatasan Klasifikasi perlu menggunakan simbol ganda
Gambar 2.2 Sistem Klasifikasi USCS (Unified Soil Classification System)
Cu = D60 / D10 Lebih besar dari 4
C z
( D30 ) 2 D10 X D60
diantara 1 dan 3
Tidak memenuhi kedua kriteria bagi GW
Batas2 Atterberg di bawah grs "A" atau indeks plastisitas kurang dr.4 Batas2 Atterberg di atas grs "A" atau indeks plastisitas lebih dr.4
Batas2 Atterberg dlm daerah diarsir adalah peralihan klasifikasi perlu menggunakn simbol ganda
Cu = D60 / D10 Lebih besar dari 6 C z
( D30 ) 2 diantara 1 dan 3 D10 X D60
Tidak memenuhi kedua kriteria bagi SW
Batas2 Atterberg di bawah grs "A" atau indeks plastisitas kurang dr.4
Batas2 Atterberg di atas grs "A" atau indeks plastisitas lebih dr.4
Batas2 Atterberg dlm daerah diarsir adalah peralihan klasifikasi perlu menggunakn simbol ganda
II-16
Tanah berbutir halus 50% atau lebih lolos saringan no 200 (0,075 mm)
ML
Lanau dan lempung batas cair 50% atau kurang
CL
OL
Lanau dan lempung batas cair lebih dari 50%
Tanah-tanah dengan kandungan organik sangat tinggi
Lanau anorgnik, pasir halus sekali, serbuk batuan, pasir halus berlanau atau berlempung Lempung anorganik dengan plastisitas rendah sampai dengan lempung berkerikil, lempung berpasir, lempung berlanau, lempung "kurus" (ican Lanau organik dan lemping berlanau orgnik dengn plastisitas rendh
MH
Lanau anorganik atau pasir halus diatomae, atau lanau diatomae, lanu yg elastis
CH
Lempung anorganik dengan plastisitas tinggi lempung "gemuk" (fat clays )
OH
Lempung organik dengan plastisitas sedang sampai tinggi
PT
Peat (gambut), muck, dan tanahtanah lain dengan kandungan organik tinggi
Manual untuk identifikasi secara visual dapat dilihat dalm ASTM Designation D - 2488
Sumber: Joseph E Bowles, 1993 hal 128
Lanjutan tabel 2.3 sistem klasifikasi tanah USCS II-17
Gambar 2.3 Geometri dari alat uji baling-baling
Gambar 2.4 Faktor Koreksi Bjerrum (1992)
II-18
Perlu diperhatikan bahwa kekuatan geser uji baling-baling yang diukur serta dihitung dengan formula belum merupakan kekuatan geser tidak alir (undrained shear strength) dari tanah yang diukur. Banyak faktor yang mempengaruhi hasil uji antara lain kecepatan uji, pengaruh isotopri tanah liat sendiri, sejarah tegangan regangan dll. Berdasarkan hasil pengamatan lapnagn, Bjerrum (1972) memperkenalkan faktor koreksi untuk mendapatkan kekuatan geser tanah tdak alir dari kekuatan geser baling-baling seperti yang ditunjukan oleh gambar berikut: 2.2
Jangkar Tanah Jangkar tanah merupakan suatu jenis pondasi yang cukup tipis/kecil yang
didesain dan dikonstruksi khusus untuk menahan gaya cabut/angkat atau menahan gaya guling dari berbagai struktur. Variasi dari berbagai macam jangkar digunakan dalam bangunan sipil seperti jangkar tanah yang dikombinasikan dengan grouting, helical system, system plate, soil hook system (SHS), tiang pancang, drag anchor dan sebagainya. Gambar 2.6 memperlihatkan tipe-tipe dari jangkar tanah yang lazim digunakan dalam praktek.
II-19
Gambar 2.5. Tipe Jangkar Tanah Uji laboratorium plat jangkar dengan media tanah lempung dengan variasi konsistensi telah dilakukan oleh Mayerhof dan Adams (1968), Das (1978). Hampir semua investigasi tentang kapasitas uplift dari pelat jangkar diperoleh dari test dengan tegangan yang dikontrol atau regangan yang dikontrol dengan kecepatan pembebanan yang tetap. Pada umumnya tes dilakukan pada plat jangkar berbentuk lingkaran, bujur sangkar, dan persegi empat. Mayerhof dan Adams (1968) memberi catatan tentang teori yang berdasarkan pada bidang slip tidak dapat diprediksi. Mula-mula mengkaji tentang faktor bentuk kemudian faktor kedalaman. Teori yang sama diaplikasikan pada jangkar plat lainnya. Vasic (1971) mengamsumsikan bahwa kapasitas tarik merupakan kombinasi antara berat efektif dari jangkar, berat efektif dari tanah, komponen vertikal dari tahanan geser tanah disepanjang bidang longsor. Hasil observasinya II-20
menyatakan bahwa semakin meningkat kedalaman penetrasi akan semakin besar kapasitas cabutnya. Das (1978,1980) mengusulkan prosedur yang didasarkan pada percobaan model di laboratorium, untuk mengestimasi kapasitas cabut batas dari jangkar pelat berbentuk lingkaran, persegi, dan kepingan pelat yang ditanam di dalam tanah kohesif lunak. Model jangkar yang digunakan memiliki ukuran lebar 38–50 mm dan panjang antara 38-190 mm. Sejumlah hasil tes di laboratorium dan tes lapangan yang dipublikasikan untuk menetukan kapasitas angkat dari jangkar pelat untuk kondisi jangka pendek yang ditanam di dalam tanah lunak dirangkum oleh Das (1990).
II-21
BAB III METODOLOGI PENELITIAN Metode penelitian yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah metode eksperimen di laboratorium dengan beberapa metode pengujian untuk mengetahui karakteristik tanah dan kapasitas cabut plat jangkar. Hal-hal yang dilakukan dalam penelitian ini adalah mempersiapkan material yang akan digunakan dan alat yang akan digunakan dalam pengujian di laboratorium. 3.1.
Kerangka Penelitian START
Studi Eksperimental Kapasitas Cabut Jangkar Tanah Tipe Bintang Pada Tanah Pasir Masalah, maksud dan tujuan penelitian Batasan masalah penelitian Metodologi Penelitian Menyiapkan sampel tanah Pengujian sifat mekanis tanah
A
Penyiapan Jangkar Tanah
B
Hasil penelitian Kesimpulan STOP
Gambar 3.1 Flowchart Penelitian
III-1
A
Sampel Tanah Pasir
Pengujian Laboratorium Mekanika Tanah : 1. Berat jenis 2. Analisa Saringan dan Hidrometer 3. Kadar air 4. Pemadatan Standar (kompaksi)
Pengujian Sifat Mekanis Tanah 1. Direct Shear Test (uji Geser Langsung)
Selesai Gambar 3.2 Flowchart Proses Penyiapan contoh tanah
III-2
B
Model Jangkar
Jangkar tipe bintang dengan 4 daun dengan mekanisme pembukaan pelat menyerupai mekanisme payung dengan diameter efektif 27,5 cm Ditanam dengan H/D = 30cm , 60 cm , 90 cm
Pengujian Kapasitas Cabut
Analisa Hasil
Selesai Gambar 3.3. Flowchart Proses Penyiapan Jangkar
III-3
3.2
Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Maret 2015, dengan lokasi
penelitian di Laboratorium Mekanika Tanah dan Laboratorium Struktur dan Bahan Universitas Hasanuddin Makassar. 3.3
Alat dan Bahan Penelitian :
3.2.1 Alat Uji Karakteristik Tanah 1.
Satu set alat pengujian berat jenis.
2.
Satu set alat analisa saringan.
3.
Satu set alat pengujian batas-batas atterberg.
4.
Satu set alat pengujian kuat tekan bebas
3.3.2 Alat Uji Jangkar 1. Sling Baja 2. Dial gauge 3. Besi rod 4. Wadah Beban 5. Dongkrak Hidrolik bottle Jack 6. Drum (wadah sampel tanah) 7. Katrol (pulley). 8. Timbangan. 9. Meteran
III-4
3.4
Pengujian Sifat Fisis Tanah Penyiapan sampel tanah yang disediakan untuk dilakukan pengujian
karakteristik tanah yang meliputi:
Kadar Air Kadar air agregat adalah perbandingan antara berat air yang dikandung
oleh agregat dalam keadaan kering. Untuk menentukan kadar air tanah, disiapkan 2 sampel tanah masing-masing ditempatkan dalam tinbox yang beratnya sudah diketahui terlebih dahulu, kemudian ditimbang dan dimasukkan kedalam oven selama 24 jam, setelah itu didinginkan dalam desikator kemudian ditimbang.
Gambar 3.4 Alat pengujian kadar air
III-5
Berat Jenis Spesifik (Gs) Dalam pemeriksaan ini disiapkan 2 sampel tanah yang sudah dikeringkan yang lolos saringan no.40 dan air suling. Kemudian di uji dengan alat piknometer
Gambar 3.5 Alat pengujian berat jenis
Analisa Saringan dan Hidrometer Pemeriksaan analisa butiran ditentukan dengan percobaan analisa saringan
(gradien size analysis coarses
part). Analisa saringan ditentukan dengan cara
ambil tanah tanah kering oven sebanyak 1500 gr, lolos saringan no.4. Masukkan sampel dalam satu set saringan kemudian getarkan dengan alat sieve shaker selama 15 menit, kemudian timbang masing-masing saringan beserta tanah yang tertahan didalamnya. Tanah yang butirnya sangat kecil yakni lebih kecil dari No.200 (0,075 mm) tidak effektif lagi disaring dengan saringan yang lebih kecil dari No.200 bila ingin menentukan besaran butirnya. Oleh sebab itu tanah dicampur dengan air suling yang ditambah bahan dispersi, sehingga tanah dapat terurai, kemudian
III-6
dipantau dengan alat hidrometer. Kecepatan mengendap butiran dihubungkan dengan rumus stoke guna mendapatkan distribusi butiran tanah.
Gambar 3.6 Alat pengujian analisa saringan dan hidrometer
Kompaksi Pemeriksaan ini dilakukan dengan pemadatan standar (standar compaction
text), dimulai dengan menyiapkan tanah yang lolos saringan no.4, kemudian pisahkan 5 buah sampel tanah masing-masing seberat 2,5 kg, masukkan ke dalam kantong plastik. Ambil salah satu sampel kemudian tambahkan air sedikit demi sedikit hingga rata, lalu disimpan selama 24 jam dalam keadaan tertutup. Timbang mould standard dalam keadaan bersih dan kosong, kemudian olesi dengan oli, setelah itu masukkan tanah kedalam mould lalu padatkan dalam 3 tahapan dengan jumlah tumbukan tiap tahapan adalah 25 kali tumbukan, lalu ditimbang. Ambil sebagian tanah untuk menentukan kadar airnya.
III-7
3.5
Pemeriksaan Sifat Mekanis Tanah Uji Geser Langsung (Direct Shear Test) Kekuatan geser dapat diukur langsung dengan pemberian beban
konstan vertikal(normal) pada sampel dan pemberian gaya geser tertentu dengan kecepatan konstan danperlahan-lahan untuk menjaga tegangan air pori tetap nol hingga tercapai kekuatangeser maksimum.Tegangan normal didapat dengan pembagian besarnya gaya normal dengan luaspermukaan bidang geser atau S = P/A.Tegangan geser didapat dengan menghitung gaya geser (G) yang didapat daripembacaan maksimum load ring dial setelah dikalikan dengan nilai kalibrasi prooving
Gambar 3.8 Alat pengujian Direct Shear Test
III-8
3.6
Penyiapan Jangkar Penyiapan sampel jangkar yang digunakan pada pengujian meliputi:
Permodelan Jangkar Model jangkar tanah yang diusulkan dan akan didesain pada penelitian ini
berbentuk bintang dengan kemampuan membuka menutup daun menyerupai mekanisme payung. Permodelan tipe bintang ini diharapkan dapat memberikan kapasitas yang lebih besar untuk menahan gaya angkat (uplift) pada kedalaman tanah tertentu terutama pada media tanah pasir dengan konsistensi lunak sampai sedang. Jangkar bintang akan terdiri dari besi siku sebagai daun jangkar, ujung konus berbentuk kerucut, pelat baja yang menghubungkan pipa baja dengan daun jangkar, dan pipa baja yang menyelimuti pipa utama sehingga dapat membuka menutup.
No Detail Jangkar .
1.
Besi Siku 25 x 25 x 2.5
III-9
2.
Besi Plat 25mm
3.
Pipa baja
4.
Pipa Baja Gambar 3.9 Detail Jangkar
III-10
3.7
Pelaksanaan penelitian Adapun tahapan pelaksanaan percobaan adalah: 1. Tahap persiapan jangkar tanah. Persiapan dimulai dengan permodelan plat yang akan digunakan .setelah itu barulah plat jangkar yang baru dimodel atau didesain dengan dimensi yang telah ditentukan dibuat di tukang bubut besi dengan menggunakan besi siku dan pipa baja sebagai bahan pembuatan jangkar.
Gambar 3.10 Plat jangkar yang telah dirakit. 2.
Tahapan pelaksanaan.
a. Menyiapkan drum sebagai wadah dengan ukuran 90 x 61 cm b. Kemudian isi drum dengan sampel tanah, hingga kedalaman 90 cm c. Pasang jangkar yang ujung atasnya akan disambung dengan tali sling baja. d. Hubungkan jangkar dengan dongkrak hidraulik.
III-11
e. Tekan jangkar dengan menggunakan dongkrak hidraulik, catat tekanan yang diberikan setiap kedalaman 5 cm, lakukan hingga kedalaman 30 cm. f. Pasang beban mekanis yang dihubungkan dengan sling untuk menarik jangkar. g. Mulai melakukan pengujian sambil mengamati kenaikan (deformasi) yang terjadi dan menghitung besarnya beban yang di berikan. h. Lakukanlah percobaan a sampai e dengan variasi kedalaman yang berbeda.
III-12
3.8. Sketsa Pengujian
Gambar 3.11 Sketsa Penanaman Jangkar Keterangan Presure Gauge
: Digunakan untuk melihat berapa besar gaya untuk menanam jangkar
Dongkrak Hidrolik
: Digunakan untuk menancapkan jangkar pada tanah pasir
Drum/Wadah
: Digunakan untuk meletakkan sampel tanah pasir
III-13
Gambar 3.12 Potongan memanjang
Keterangan Dial Gauge
: Digunakan untuk melihat berapa besar gaya untuk mencabut jangkar
Katrol
: Digunakan untuk mengubah arah gaya kuasa yang diberikan oleh beban statis
Drum/Wadah
: Digunakan untuk meletakkan sampel tanah pasir
III-14
III-15
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.
Karakteristik Tanah Pengujian karakteristik tanah dilakukan untuk mengklasifikasi jenis tanah
yang digunakan pada penelitian. Dari hasil pemeriksaan karakteristik tanah (Tabel 4.1) : Tabel 4.1. Rekapitulasi hasil pemeriksaan karakteristik tanah Jenis Pemeriksaan
Hasil Pemeriksaan
Pemeriksaan Sifat Fisis Tanah 1. Kadar Air 2. Berat Jenis Spesifik 3. Gradasi Butiran 4. Klasifikasi tanah 5. Kompaksi
3.83 % 2,66 Tanah berbutir kasar = 92,3 % Tanah berbutir halus = 7,7 % USCS Pasir dg Fraksi Halus AASHTO A-3 wopt = 13,09 % b
= 0,95 gr/cm3
Pemeriksaan Sifat Mekanis Tanah Tanah 1. Direct Shear Test
sumber hasil pengujian laboratorium
Ø = 27,767º C = 0,13139 Kg/cm2
4.1.1. Kadar Air dan Berat Jenis Spesifik Dari hasil pemeriksaan kadar air sampel diperoleh kadar air alami / kadar air natural 3,83 % dan berat jenis spesifikasi sebesar 2,66
IV-1
4.1.2. Analisa Gradasi Butiran Dari hasil pengujian gradasi yang dilakukan dengan analisa saringan diperoleh hasil tanah tersebut lebih dari 50 % lolos saringan No. 200 yaitu 7,7 %. Tanah tersebut merupakan tanah Berbutir Kasar. Hal ini menunjukkan persentase butiran halusnya sangat dominan. Menurut Unified soil classification system, tanah ini termasuk dalam kelas SC yaitu Pasir Dengan Fraksi Halus. Tanah ini bersifat non plastis. Sedangkan menurut AASHTO tanah ini termasuk dalam tipe A-3 jenis tanah Pasir. Peninjauan klasifikasi tanah yang mempunyai ukuran butir lebih kecil dari 0,075 mm, tidak didasarkan secara langsung pada gradasinya sehingga penentuan klasifikasinya lebih didasarkan pada batas-batas Atterbergnya. 4.1.3. Pemadatan standar (kompaksi) Dari hasil pengujian pemadatan standar (proctor test) diperoleh kadar air maksimum adalah wopt = 13,09 % berat isi basahnya adalah b = 0,95gr/cm3 dan berat isi kering maksimumnya dry = 0,90 gr/cm3.
Gambar 4.1 Hubungan kadar air dan berat isi kering. IV-2
4.1.4. Sifat Mekanis Tanah
Direct Shear Test (Uji Geser langsung) Dari hasil pemeriksaan uji geser langsung (direct shear test) diperoleh
nilai rata-rata c = 0,13139
Kg/cm2 dan sudut geser Ø
=
27,767º . Pasir
merupakan tanah yang mempunyai butiran yang kasar dan memiliki sifat non kohesif. Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa kepadatan relative sangat mempengaruhi sudut geser dan kuat geser pada pasir berbutir kasar. Semakin besar kepadatan relatifnya maka makin besar pula kuat gesernya.
IV-3
4.2. Klasifikasi Tanah 4.2.1 AASHTO (American Association of State Highway and Transpottation Officials) Berdasarkan analisa persentase bagian tanah yang lolos saringan no. 200 diperoleh hasil tanah tersebut lebih
dari 50 % (> 35 %) sehingga tanah
diklasifikasikan dalam kelompok (A-3). Berdasarkan bagan plastisitas tanah ini termasuk tanah Non Plastis, maka tanah tersebut masuk dalam kelompok A-3. Tanah yang masuk kategori A-3 termasuk dalam klasifikasi tanah pasir. 4.2.2 USCS (Unified Soil Classification System) Dari analisis saringan didapatkan tanah lolos saringan No. 200 lebih dari 50 % sehingga masuk ke dalam klasifikasi tanah berbutir kasar. Dari bagan plastisitas, menurut USCS tanah ini termasuk dalam klasifikasi SC yaitu tanah pasir dengan fraksi halus.
IV-4
4.3.
Kapasitas Tanam (pullin capacity) dan Proses Pembukaan Jangkar Tanah Berdasarkan hasil pengujian jangkar dengan variasi kedalaman penanaman
jangkar yang berbeda dengan kedalaman 30 cm, 60 cm, dan 90 cm diperoleh grafik hubungan seperti berikut: 4.3.1 Hasil Pull In Test Pada Setiap Kedalaman Nilai kapasitas tanam (P) ditentukan berdasarkan besar gaya yang
diberikan dongkrak hidrolik kepada jangkar tanah, hingga jangkar tertanam pada kedalaman tertentu
Diperoleh kapasitas tanam (P) dari model jangkar tiap kedalaman sebagai
berikut:
Tabel 4.2 Rekapitulasi kapasitas tanam (P) No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Kedalaman (cm) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90
P (kgf) 2.13 2.56 3.12 4.35 5.23 6.93 8.67 10.56 13.98 18.12 23.12 26.19 28.12 29.11 30.01 32.45 33.98 34.16
IV-5
Dari hasil yang kami peroleh maka dapat dilihat bahwa untuk mencapai kedalaman 30 cm diperlukan gaya sebesar 6.93 kgf, untuk mencapai kedalaman 60 cm diperlukan gaya sebesar 26.19 kgf, dan untuk mencapai kedalaman 90 cm diperlukan gaya sebesar 34.16 kgf. Hasil kapasitas tanam jangkar juga dapat dilihat pada grafik 4.1 dibawah :
Gambar 4.2 Grafik hubungan kapasitas tanam (P) dengan kedalaman penanaman jangkar
IV-6
4.3.2 Proses Pembukaan Jangkar Tanah Jangkar setelah tertanam, akan mengalami proses pembukaan didalam tanah. Proses ini terjadi sebelum proses perhitungan kapasitas cabut jangkar, proses pembukaan jangkar dapat dilihat pada gambar 4.2 dibawah:
Gambar 4.3 Proses pembukaan jangkar Pada no.1 tampak posisi jangkar sesaat setelah tertanam, pemberian beban mekanis secara bertahap membuat jangkar mulai membuka seperti pada gambar no. 2. Setelah mengalami penambahan yang menyebabkan jangkar mengalami pergerakan sebesar 6cm, jangkar berada dalam kondisi terbuka sepenuhnya, seperti tampak pada gambar no.3.
IV-7
4.4
Kapasitas Cabut (pullout capacity) Jangkar Tanah Berdasarkan hasil pengujian jangkar dengan variasi kedalaman 30 cm,
60 cm, dan 90 cm diperoleh grafik hubungan seperti berikut: 4.4.1 Hubungan
antara
kapasitas
cabut
(pullout
capacity)
dengan
perpindahan jangkar (Uplift Displacement) pada setiap kedalaman. Dari hubungan kapasitas cabut dengan perpindahan pada setiap model jangkar kemudian dibuatkan grafik gabungan untuk setiap kedalaman sebagai berikut :
Gambar 4.4 Grafik hubungan perpindahan jangkar dengan beban pullout pada kedalaman 30 cm
IV-8
Gambar 4.5 Grafik hubungan perpindahan jangkar dengan beban pullout dengan pada kedalaman 60 cm
Gambar 4.6 Grafik hubungan perpindahan jangkar dengan beban pullout dengan pada kedalaman 90 cm
IV-9
Gambar 4.7. Grafik gabungan hubungan perpindahan jangkar dengan beban pullout dengan pada setiap kedalaman Pada Gambar 4.4 – 4.6 merupakan grafik hubungan perpindahan jangkar dan beban yang diberikan pada kedalaman 30, 60, 90 cm. Untuk melihat perpindahan yang terjadi digunakan dial yang dihubungkan dengan jangkar. Pada dial beban pembacaan menunjukkan peningkatan seiring dengan bertambahnya perpindahan-jangkar secara terus menerus. 4.4.2 Penentuan kapasitas cabut batas (Pu) berdasarkan grafik hubungan antara kapasitas cabut (pullout capacity) dengan perpindahan jangkar (uplift displacement) pada setiap kedalaman Dari grafik hubungan antara kapasitas cabut dengan perpindahan jangkar dapat tentukan besar kapasitas cabut batas (Pu) pada setiap kedalaman.
IV-10
Pu
. Gambar 4.8
Grafik penentuan kapasitas cabut batas (Pu) pada kedalaman 30 cm.
Gambar 4.9
Grafik penentuan kapasitas cabut batas (Pu) pada kedalaman 60 cm.
IV-11
Pu
Gambar 4.10 Grafik penentuan kapasitas cabut batas (Pu) pada kedalaman 90 cm Pada Gambar 4.8 – 4.10 terdapat grafik hubungan perpindahan jangkar dan beban yang diberikan untuk setiap jangkar. Pengambilan data dilakukan saat deformasinya sudah dianggap besar meskipun beban masih terus meningkat, karena sulit untuk mengamati keruntuhan tanah di permukaan pada kondisi tanah jenuh. Dari grafik menunjukan perilaku jangkar yang berbeda pada kedalaman yang berbeda dimana pada kedalaman 90 cm kapasitas cabut pada jangkar lebih besar dibandingkan pada kedalaman 60 cm dan 30 cm. Untuk kedalaman 60 cm memiliki kapasitas cabut lebih besar dari pada kedalaman 30 cm.
IV-12
4.4.3 Hasil Pull Out Test pada Setiap Kedalaman. Untuk menentukan nilai kapasitas cabut (Pu) pada grafik dimana nilainya
ditentukan pada kondisi beban mulai menunjukkan perubahan konstan sedangkan
perpindahannya terus bertambah. Adapun penentuan kapasitas cabut batas (Pu) ditunjukkan pada Gambar 4.5 – 4.7.
Dari grafik diperoleh kapasitas cabut batas (Pu) dari model jangkar tiap
kedalaman sebagai berikut:
Tabel 4.3 Rekapitulasi kapasitas cabut batas (Pu) No
Kedalaman (cm)
P (kgf)
1
30
33
2
60
97
3
90
122
Dari hasil yang kami peroleh maka dapat dilihat bahwa kapasitas cabut mengalami peningkatan signifikan pada kedalaman 60 cm, dan tidak mengalami peningkatan yang signifikan pada kedalaman 90 cm.
Gambar 4.11 Grafik hubungan kapasitas cabut batas (Pu) dengan kedalaman penanaman jangkar. IV-13
4.4.4 Hubungan Perubahan Kedalaman Terhadap Kapasitas cabut batas (Pu). Dari hasil rekapitulasi kapasitas cabut batas (Pu), dapat diperoleh persentase perubahan kapasitas cabut batas untuk setiap kedalaman penanaman jangkar. Dengan membandingkan dengan kapasitas cabut batas pada kedalaman 30 cm, peningkatan kapasitas cabut ditunjukan pada tabel 4.4 sebagai berikut: Tabel 4.4 Hubungan perubahan kedalaman dengan perubahan kapasitas cabut pada setiap kedalaman penanaman jangkar No.
Kedalaman (cm)
Kapasitas Cabut Batas (kgf)
Perubahan Kapasitas Cabut Batas (%)
1.
30
33
-
2.
60
97
38
3.
90
122
14
Dari tabel 4.4 diatas dapat diketahui mengenai persentase kenaikan dari kapasitas cabut batas jangkar pada setiap kedalaman. Pada kedalaman penanaman 30 cm diperoleh kapasitas cabut batas sebesar 33 kgf mengalami kenaikan signifikan pada kedalaman penanaman 60 cm yaitu 97 kgf atau sebesar 38 %, dan cenderung mengalami peningkatan yang relatif kecil pada kedalaman 90 cm sebesar 30 kgf atau 14 % dari kapasitas cabut batas sebelumnya.
IV-14
Perbandingan Kapasitas Tanam (P) Terhadap Kapasitas cabut batas (Pu). Berdasarkan hasil rekapitulasi kapasitas tanam (P) dan kapasitas cabut batas (Pu), dapat diperoleh persentase perbandingan antara kapasitas tanam (P) dengan kapasitas cabut batas (Pu) pada setiap kedalaman penanaman jangkar, yang dapat dilihat pada tabel 4.5 berikut :
Tabel 4.5 Hubungan kapasitas tanam dan kapasitas cabut batas pada setiap kedalaman penanaman jangkar.
(cm)
Kapasitas Tanam (kgf)
Kapasitas Cabut Batas (kgf)
1.
30
6.93
33
Perbandingan Kapasitas Tanam & Kapasitas Cabut Batas (%) 21
2.
60
26.19
97
27
3.
90
34.16
122
28
No.
Kedalaman
Dari tabel 4.5 diatas dapat diketahui besarnya perbandingan antara kapasitas tanam dan kapasitas cabut batas pada setiap kedalaman penanaman jangkar. Pada kedalaman 30 cm diperoleh nilai kapasitas tanam sebesar 6.93 kgf dan kapasitas cabut batas sebesar 33 kgf, sehingga didapatkan nilai perbandingan antara kapasitas tanam dan kapasitas cabut batas sebesar 21%. Pada kedalaman 60 cm diperoleh nilai kapasitas tanam sebesar 26.19 kgf dan kapasitas cabut batas sebesar 97 kgf, sehingga didapatkan nilai perbandingan antara kapasitas tanam
IV-15
dan kapasitas cabut batas sebesar 27%. Pada kedalaman 90 cm diperoleh nilai kapasitas tanam sebesar 34.16 kgf dan kapasitas cabut batas sebesar 122 kgf, sehingga didapatkan nilai perbandingan antara kapasitas tanam dan kapasitas cabut batas sebesar 28%.
IV-16
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: 1. Diperoleh hasil pemeriksaan karakteristik sifat fisik tanah asli, berdasarkan bagan plastisitasnya, maka menurut USCS termasuk dalam klasifikasi SC yaitu pasir dengan fraksi halus, sedangkan menurut AASHTO termasuk dalam klasifikasi kelompok A-3 termasuk dalam klasifikasi tanah pasir.
2. Kapasitas tanam (P) pada kedalaman 30 cm sebesar 6.93 kgf. Pada kedalaman 60 cm sebesar 26.19 kgf, sedangkan pada kedalaman 90 cm sebesar 34.16 kgf. Dari hasil yang diperoleh maka dapat dilihat hubungan parameter kapasitas tanam jangkar dengan kedalaman penanaman, dimana terjadi peningkatan kapasitas tanam (P) yang signifikan pada kedalaman 30 cm ke 60 cm, namun pada kedalaman 60 cm ke 90 cm mengalami kenaikan yang relatif kecil. Setelah ditanam dalam kondisi tertutup, jangkar akan mengalami proses pembukaan didalam tanah apabila diberikan beban mekanis. Jangkar akan terbuka secara sempurna dengan diameter efektif sebesar 27,5 cm setelah mengalami penambahan beban yang menyebabkan terjadinya pergerakan sebesar 6 cm.
3. Kapasitas cabut batas (Pu) pada kedalaman 30 cm sebesar 33 kgf, pada kedalaman 60 cm sebesar 97 kgf, dan pada kedalaman 90 cm sebesar 122 kgf.
V-1
Dari hasil yang diperoleh maka dapat dilihat hubungan parameter kapasitas tanam jangkar dengan kedalaman penanaman, dimana terjadi peningkatan kapasitas cabut batas (Pu) yang signifikan pada kedalaman 30 cm ke 60 cm, namun pada kedalaman 60 cm ke 90 cm mengalami kenaikan yang relatif kecil. Pada kedalaman penanaman 30 cm ke 60 cm mengalami peningkatan kapasitas cabut batas sebesar 38 %, dan 60 cm ke kedalaman 90 cm sebesar 14 %.
Hubungan parameter kedalaman penanaman terhadap kapasitas cabut
masing-masing jangkar terjadi peningkatan kapasitas cabut batas (Pu) yang signifikan pada kedalaman 30 cm ke 60 cm, namun pada kedalaman 60 cm ke 90 cm mengalami kenaikan yang relative kecil.
4. Pada kedalaman penanaman 30 cm diperoleh perbandingan antara kapasitas tanam (P) dan kapasitas cabut batas (Pu) sebesar 21 %. Pada kedalaman penanaman 60 cm diperoleh perbandingan antara kapasitas tanam (P) dan kapasitas cabut batas (Pu) sebesar 27 %. Pada kedalaman penanaman 90 cm diperoleh perbandingan antara kapasitas tanam (P) dan kapasitas cabut batas (Pu) sebesar 28 %. Dari hasil yang diperoleh maka dapat dikatakan bahwa jangkar tanah tersebut efektif.
V-2
5.2
Saran
1.
Diharapkan adanya penelitian lebih lanjut mengenai jangkar tipe bintang ini. Hal ini mengantisipasi kebutuhan dilapangan dan kemudahan para praktisi teknis.
2.
Diharapkan lebih banyak penelitian lebih lanjut dengan menggunakan media tanah pasir.
V-3
DAFTAR PUSTAKA
Christady Hardiyatmo, Hary .2011. Analisa dan Perancangan Fondasi I Edisi Kedua. Yogyakarta. Gadja Mada University Press. Gouw, Tjie Liong .2010, Workshop Sertifikasi (G-1) Himpunan ahli Teknik Indonesia. Vol.1. Das, B.M., 1998, Mekanika Tanah, jilid 2. Erlangga, Jakarta. Das, B.M., 1993, Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis), Jilid 1, Erlangga, Jakarta. S.P. Singha and S.V. Ramaswamyb. 2007. Effect of shape on holding capacity of plate anchors buried in soft soil. Geomechanics and Geoengineering: An International Journal Vol. 3, No. 2, June 2008, 157—166 E. A. Dickin and M. Laman.2007. Uplift Response of Horizontal Strip Anchor Plates in Cohesionless Soil. Journal Volume 38 Issue 8-9, August, 2007 Pages 1967-1974. Hamed Niroumand,Khairul Anuar Kassim,Amin Ghafooripour,Ramli Nazir. 2012. Uplift Capacity of Enlarged Base Piles in Sand. Journal Vol. 17 [2012], Bund. R Pages 2721-2736. Birjukumar Mistri dan Baleshwar Singh. 2011. Pullout Behavior of Plate Anchors in Cohesive Soils. Journal Vol. 16 [2011], Bund. K Pages 1173-1184. Team
Penyusun. 2011. Penuntun Praktikum Laboratorium Rekayasa Transportasi, Edisi ke-7. Makassar: Laboratorium Rekayasa Transportasi, Jurusan Sipil Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin.
Team Penyusun. 2011. Penuntun Praktikum Laboratorium Mekanika Tanah Edisi ke-8. Makassar: Laboratorium Mekanika Tanah, Jurusan Sipil Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin.
PERHITUNGAN PEMERIKSAAN KADAR AIR Project Location Testing Method Date Tested By
: TUGAS AKHIR : Laboratorium Mekanika Tanah UNHAS : ASTM D2216 (Natural Water Content Tast)
No contoh Berat tinbox Berat tinbox + tanah basah Berat tinbox + tanah kering Berat air Berat tanah kering Kadar air
gram gram gram gram gram %
1 5.20 52.59 50.84 1.75 45.64 3.83
Berat air
=
(Berat tinbox + tanah basah) - (Berat tinbox + tanah kering)
Berat tanah kering
=
(berat tinbox + tanah kering) - berat tinbox
Kadar air
=
Berat air berat tanah kering
x 100
PERHITUNGAN PEMERIKSAAN BERAT JENIS Proyek Lokasi Metode Tanggal Percobaan Diuji Oleh
: : : : :
Tugas Akhir Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil FT Unhas ASTM D854-58 (72) (Specific Gravity Test)
Nomor Percobaan
I
II
Berat Piknometer, W1(gram)
44.61
Berat Piknometer + air, W2(gram)
142.08
Berat Piknometer + air + tanah, W3(gram)
172.62
Berat tanah kering, Ws(gram) 0
Temperatur, C Faktor koreksi, a Berat Jenis, Gs Berat Jenis Rata-rata, Gs
50 27 0.99830 2.565 2.565
PERHITUNGAN PEMERIKSAAN ANALISA SARINGAN Proyek Lokasi Metode Tanggal Percobaan Diuji Oleh
: Laboratorium Mekanika Tanah : Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil FT Unhas : ASTM D1140-54,D421-58 & D422-63 (Seive Analysis)
Berat Tanah Kering Saringan Diameter No. (mm) 4 4.75 10 2 20 0.84 40 0.425 60 0.25 100 0.15 200 0.075 Pan -
500 gr
Berat Tertahan (gram) 0 10 30.5 45.5 79 167 129.5 38.5
Berat Kumulatif (gram) 0 10 40.5 86 165 332 461.5 500
Persen (%) Tertahan Lolos 0 100 2.00 98.00 8.10 91.90 17.20 82.80 33.00 67.00 66.40 33.60 92.30 7.70 100.00 0.00
Grafik Analisa Saringan
Nomor Saringan No. 4
100
No. 10
No. 18
No. 40
No. 60
No. 100
No. 200
90
Persen Lolos (%)
80 70 60 50 40 30 20 10 0 10
1 Diameter Saringan (mm)
0.1
0.01
PERHITUNGAN PEMERIKSAAN KOMPAKSI Proyek Lokasi Metode Tanggal Percobaan Nama
: Tugas Akhir : Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil F.T. Universitas Hasanuddin : ASTM D1560 -77, AASHTO T99 -70
Berat tanah Penambahan air
2500 100
2500 150
2500 200
2500 250
2500 300
gram gram gram cm3
1 3606.5 5174.5 1568 1730.925
2 3606.5 5223.5 1617 1730.925
3 3606.5 5194.5 1588 1730.925
4 3606.5 5346 1739.5 1730.925
5 3606.5 5317.5 1711 1730.925
gr/cm3
0.9059
0.9342
0.9174
1.0050
0.9885
gram ml
Berat Isi Basah (Wet density) No. Mould Berat Mould Berat tanah basah + Mould Berat tanah basah, Wwet Volume Mould Berat Volume Basah wet=Wwet/Vmould
Kadar Air (Water Content) No. Container Berat tanah basah + Container Berat tanah kering + Container Berat air Berat container Berat tanah kering Kadar air Kadar air rata-rata
gram gram gram gram gram % %
1A 19 18.11 1 5 13.11 6.79
1B 26 24.67 1.33 6 18.67 7.12 6.96
2A 2B 3A 3B 4A 4B 5A 5B 32 34 33 43 36 44 46 27 30.73 32.73 31.32 40.18 33.62 40.13 42.69 21.72 1.27 1.27 1.68 2.82 2.38 3.87 3.31 5.28 10 8 5 7 8 8 8.9 8.9 20.73 24.73 26.32 33.18 25.62 32.13 33.79 12.82 6.13 5.14 6.38 8.50 9.29 12.04 9.80 41.19 5.63 7.44 10.67 25.49
Berat Isi Kering ( Dry Density) Berat tanah basah, Wwet Kadar air rata-rata Berat kering Wdry
Wwet W 1 100
Volume Mould Berat isi kering
dry
W V
w = Gs/(1+(w.Gs))
dry
gram %
1568 6.96
1617 5.63
1588 7.44
1739.5 10.67
1711 25.49
gram
1466.02
1530.80
1478.02
1571.83
1363.45
cm3
1730.925
1730.925
1730.925
1730.925
1730.925
gr/cm3
0.847
0.884
0.854
0.908
0.788
gr/cm3
0.969
0.982
0.964
0.935
0.821
mould
Berat jenis (Gs) = 1.039 Jadi, kadar air optimum dicapai pada saat 13.09
%
dan berat isi kering
0.90 gr/cm3
Persamaan garis regresi (dari grafik) y = -0.0007 + x2 0.018 x + 0.77634991 y' = -0.0014 x + 0.018 0 = -0.0014 x + 0.018 x= 13.09 % y= 0.90 gr/cm3 Jadi, kadar air optimum dicapai pada saat 13.09
%
dan berat isi kering
0.90 gr/cm3
y = -0.0007x2 + 0.0183x + 0.7763 Grafik Hubungan Kadar Air dengan Berat Isi Kering 1.20
Berat Isi Kering (gr/cm3)
1.00
gdry= 0.90 gr/cm3
0.80
0.60
0.40
wopt= 13.09 % 0.20
0.00 0
5
10
15 Kadar Air (%)
20
25
30
NO Tegangan Normal Tegangan Geser kg/cm2 kg/cm2 1 0.321 0.3004 2 0.642 0.4131 3 0.963 0.6384
Grafik Hubungan Tegangan Geser dan Tegangan Normal 0.7 y= 0.5253 + 0.1134
0.6 Ø = 27.76º
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 c=0.13139
0 0
0.2
0.4
0.6 Tegangan Normal (kg/cm2)
0.8
1
1.2
PULLIN 40.00
34.16
35.00
30.00
26.19
P (kgf)
25.00
20.00
15.00
10.00
6.93 5.00
0.00 0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
Kedalaman (cm)
70.00
80.00
90.00
100.00
Kedalaman (cm) P (kgf) 30 33 60 97 90 122
140.00
120.00
100.00
P (kgf)
No 1 2 3
80.00
60.00
40.00
20.00
0.00 0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
Kedalaman (cm)
70.00
80.00
90.00
100.00
35.00
Kurva Hubungan Beban Pullout Dengan Perpindahan Jangkar Pada Kedalaman 30 cm
30.00
Beban Pullout ,P (kgf)
25.00
20.00
15.00
10.00
5.00
0.00 0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
Perpindahan Angker,∆H (mm)
5.00
6.00
7.00
70.00
Kurva Hubungan Beban Pullout Dengan Perpindahan Jangkar Pada Kedalaman 60 cm
60.00
Beban Pullout ,P (kgf)
50.00
40.00
30.00
20.00
10.00
0.00 0.00
5.00
10.00
15.00
Perpindahan Angker,∆H (mm)
20.00
25.00
100.00
Kurva Hubungan Beban Pullout Dengan Perpindahan Jangkar Pada Kedalaman 90 cm
90.00 80.00
Beban Pullout ,P (kgf)
70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 0.000
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
Perpindahan Angker,∆H (mm)
30.000
35.000
40.000
45.000
Kurva Gabungan 100.00 90.00 80.00
Beban Pullout ,P (kgf)
70.00 60.00 Kedalaman 30 cm
50.00
Kedalaman 60 cm 40.00
Kedalaman 90cm
30.00 20.00 10.00 0.00 0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
Perpindahan Angker,∆H (mm)
30.00
35.00
40.00
45.00
Pengujian Pullout Test Jangkar
Kedalaman 30 cm NO
P (kgf)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Pembacaa Perpindah n Dial an ∆H 0 0.000 2 0.020 4 0.040 7 0.070 9 0.090 12 0.120 16 0.160 18 0.180 22 0.220 26 0.260 30 0.300 35 0.350 43 0.430 52 0.520 60 0.600 72 0.720 87 0.870 99 0.990 120 1.200 135 1.350 155 1.550 180 1.800 200 2.000 225 2.250
NO
P (kgf)
25 26 27 28 29 30 31 32 33
25 26 27 28 29 30 31 32 33
Pembacaa Perpindah n Dial an ∆H 267 2.670 297 2.970 340 3.400 380 3.800 415 4.150 467 4.670 527 5.270 569 5.690 612 6.120
Kapasitas Cabut Kedalaman 30 cm 35.00
30.00
Pu
Beban Pullout ,P (kgf)
25.00
20.00
15.00
10.00
5.00
0.00 0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
Perpindahan Angker,∆H (mm)
5.00
6.00
7.00
Kedalaman 60 cm NO
P (kgf)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Pembacaa Perpindah n Dial an ∆H (mm) 0 0 0 2 4 7 9 12 16 18 22 26 30 35 43 52 60 72 87 99 120 135 155 180 200 225 267
0.000 0.000 0.000 0.020 0.040 0.070 0.090 0.120 0.160 0.180 0.220 0.260 0.300 0.350 0.430 0.520 0.600 0.720 0.870 0.990 1.200 1.350 1.550 1.800 2.000 2.250 2.670
NO
P (kgf)
28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54
28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54
Pembacaa Perpindah n Dial an ∆H (mm) 297 340 380 415 467 527 569 612 654 719 745 790 856 912 945 976 1023 1068 1099 1121 1186 1221 1267 1289 1317 1354 1393
2.970 3.400 3.800 4.150 4.670 5.270 5.690 6.120 6.540 7.190 7.450 7.900 8.560 9.120 9.450 9.760 10.230 10.680 10.990 11.210 11.860 12.210 12.670 12.890 13.170 13.540 13.930
NO
P (kgf)
55 56 57 58 59 60
55 56 57 58 59 60
Pembacaa Perpindah n Dial an ∆H (mm) 1446 1489 1567 1658 1754 2123
14.460 14.890 15.670 16.580 17.540 21.230
Kapasitas Cabut Kedalaman 60 cm 70.00
60.00
Pu
Beban Pullout ,P (kgf)
50.00
40.00
30.00
20.00
10.00
0.00 0.00
5.00
10.00
15.00
Perpindahan Angker,∆H (mm)
20.00
25.00
Kedalaman 90cm NO
P (kgf)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
Pembacaa Perpindah n Dial an ∆H 0 0.000 0 0.000 0 0.000 2 0.020 4 0.040 7 0.070 9 0.090 12 0.120 16 0.160 18 0.180 22 0.220 26 0.260 30 0.300 35 0.350 43 0.430 52 0.520 63 0.630 72 0.720 87 0.870 102 1.020 115 1.150 125 1.250 135 1.350 148 1.480 178 1.780 198 1.980 232 2.320 253 2.530 276 2.760
NO
P (kgf)
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58
Pembacaa Perpindah n Dial an ∆H 389 3.890 398 3.980 435 4.350 456 4.560 476 4.760 512 5.120 567 5.670 576 5.760 581 5.810 593 5.930 612 6.120 631 6.310 645 6.450 656 6.560 676 6.760 687 6.870 698 6.980 712 7.120 731 7.310 745 7.450 756 7.560 768 7.680 845 8.450 878 8.780 890 8.900 912 9.120 934 9.340 956 9.560 981 9.810
NO
P (kgf)
59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87
59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87
Pembacaa Perpindah n Dial an ∆H 1023 10.230 1121 11.210 1143 11.430 1232 12.320 1254 12.540 1321 13.210 1354 13.540 1387 13.870 1434 14.340 1523 15.230 1657 16.570 1765 17.650 1845 18.450 1897 18.970 2001 20.010 2154 21.540 2279 22.790 2499 24.990 2531 25.310 2671 26.710 2712 27.120 2845 28.450 2987 29.870 3121 31.210 3178 31.780 3314 33.140 3432 34.320 3645 36.450 3879 38.790
Kapasitas Cabut Kedalaman 90 cm 100.00 90.00 80.00
Beban Pullout ,P (kgf)
70.00
Pu
60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 0.000
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
Perpindahan Angker,∆H (mm)
30.000
35.000
40.000
45.000
FOTO DOKUMENTASI Proyek Lokasi
: Tugas Akhir “Studi Eksperimental Penjangkaran Pada Tanah Pasir Dengan Variasi Kedalaman” : Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Sipil FT-UH
Foto Pengujian Karakteristik Tanah
Foto Pengujian Karakteristik Tanah
FOTO DOKUMENTASI Proyek
: Tugas Akhir “Studi Eksperimental Penjangkaran Pada Tanah Pasir Dengan Variasi Kedalaman”
Lokasi
: Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Sipil FT-UH
Foto Pengujian Karakteristik Tanah
Foto Pengujian Karakteristik Tanah
FOTO DOKUMENTASI Proyek
: Tugas Akhir “Studi Eksperimental Penjangkaran Pada Tanah Pasir Dengan Variasi Kedalaman”
Lokasi
: Bengkel Las
Foto Pembuatan Jangkar
Foto Pembuatan Jangkar
FOTO DOKUMENTASI Proyek
: Tugas Akhir “Studi Eksperimental Penjangkaran Pada Tanah Pasir Dengan Variasi Kedalaman”
Lokasi
: Laboratorium Eco Material Jurusan Sipil FT-UH
Foto Pengujian Jangkar
Foto Pengujian Jangkar
