BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA - kuat geser langsung merupakan uji kuat geser dalam bentuk yang paling sederhana untuk suatu susunan uji kuat geser. Alat uji kuat geser langsung

Download BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA -    kuat geser langsung merupakan uji kuat geser dalam bentuk yang paling sederhana untuk suatu susunan uji kuat geser. Alat uji kuat geser langsung

Post on 06-Feb-2018

246 views

Category:

Documents

22 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

<ul><li><p>6 </p><p>BAB 2 </p><p>TINJAUAN PUSTAKA </p><p>2.1 Gambaran Umum Obyek Penelitian </p><p> 2.1.1 Material Geosintetik </p><p>Penggunaan material geosintetik pada proyek perbaikan tanah semakin </p><p>luas, material geosintetik yang telah teruji kekuatannya menjadi bagian yang </p><p>penting dalam menyelesaikan masalah geoteknik yang sering terjadi. Material </p><p>geosintetik terdiri dari banyak jenis dan bentuk tergantung dari aplikasi dan </p><p>kegunaan dari material tersebut. Salah satu jenis material geosintetik yang </p><p>digunakan pada penelitian ini adalah geotekstil. Lingkup penelitian ini yaitu </p><p>mencari nilai friksi antara material geotekstil dengan material timbunan dan nilai </p><p>friksi antara material timbunan dengan material timbunan (tanpa geotekstil). Hal </p><p>ini dikarenakan perbedaan jenis material dan perilaku dari masing-masing </p><p>material maka diperkirakan friksi yang terjadi antara geotekstil dengan material </p><p>timbunan akan berbeda dengan friksi antara material timbunan dengan material </p><p>timbunan. </p><p>Pada proyek timbunan, penggunaan geotekstil sebagai lapisan perkuatan </p><p>sangat erat hubungannya dengan perilaku gesekan yang terjadi antara geotekstil </p><p>dengan material timbunan yang ada diatasnya. Parameter kuat geser sangat </p><p>penting dalam hal ini untuk menentukan kekuatan material geotekstil terhadap </p><p>gaya geser yang terjadi akibat material timbunan yang berada diatasnya. Besar </p></li><li><p>7 </p><p>kekuatan geser antara kedua jenis material tersebut dapat dijadikan parameter </p><p>yang cukup penting dalam menghitung stabilitas struktur suatu timbunan dan </p><p>proyek geoteknik lainya. </p><p>Gambar 2.1 Geotekstil pada proyek timbunan </p><p>(Sumber : Internet) </p><p>2.2 Landasan Teori </p><p> 2.2.1 Geotekstil </p><p>Geotekstil adalah suatu material geosintetik yang berbentuk seperti karpet </p><p>atau kain. Umumnya material geotekstil terbuat dari bahan polimer polyester </p><p>(PET) atau polypropylene (PP). Geotekstil adalah material yang bersifat </p><p>permeable (tidak kedap air) dan memiliki fungsi yang bervariasi diantaranya </p><p>yaitu sebagai lapisan penyaring (filter), lapisan pemisah (separator), lapisan </p><p>perkuatan (reinforcement), lapisan pelindung (protector), dan juga bisa </p><p>digunakan dalam perencanaan drainase. Pada aplikasi dilapangan geotekstil telah </p><p>banyak digunakan dalam proyek teknik sipil diantaranya yaitu pada proyek jalan, </p><p>lapangan terbang, proyek timbunan, waduk, bendungan, dan masih banyak lagi. </p></li><li><p>8 </p><p> Geotekstil secara garis besar dibedakan menjadi dua jenis yaitu geotekstil </p><p>woven dan geotekstil nonwoven. Perbedaan dari kedua jenis material geotekstil </p><p>ini adalah pada cara pembuatannya. Geotekstil woven dibuat dengan cara </p><p>dianyam sedangkan geotekstil nonwoven proses pembuatannya tidak dengan cara </p><p>dianyam sehingga tekstur dari geotekstil woven terlihat lebih teratur </p><p>dibandingkan dengan geotekstil nonwoven. </p><p>Gambar 2.2 Geotekstil woven </p><p>(Sumber : Internet) </p><p>Gambar 2.3 Geotekstil nonwoven </p><p>(Sumber : Internet) </p><p> Perbedaan jenis, dan bentuk menjadikan tiap-tiap jenis geotekstil </p><p>memiliki kelebihan dan kekurangan, sehingga memiliki fungsi dan aplikasi yang </p><p>berbeda sesuai dengan kelebihan dan kekurangan yang dimiliki. Umumnya </p></li><li><p>9 </p><p>geotekstil woven digunakan sebagai bahan perkuatan tanah dasar, hal ini </p><p>dikarenakan tekstur dari geotekstil woven yang teranyam rapi sehingga memiliki </p><p>kuat tarik (tensile strength) yang lebih besar dibandingkan dengan geotekstil tipe </p><p>nonwoven. </p><p>2.2.2 Aplikasi Geotekstil di Lapangan </p><p> Geotekstil memiliki beberapa kegunaan diantaranya yaitu sebagai lapisan </p><p>penyaring (filter), lapisan pemisah (separator), lapisan perkuatan (reinforcement) </p><p>dan lapisan pelindung (protector). Untuk fungsi sebagai lapisan penyaring, </p><p>geotekstil adalah bahan yang bersifat permeable (tembus air). Sehingga air dapat </p><p>tembus melalui material geotekstil namun partikel tanah tetap tertahan. Untuk </p><p>fungsi sebagai lapisan pemisah, material geotekstil dapat mencegah </p><p>tercampurnya lapisan material yang satu dengan yang lainnya sebagai contoh </p><p>pada proyek pembangunan jalan diatas tanah dasar lunak misalnya tanah </p><p>berlumpur, pada aplikasi ini geotekstil berfungsi sebagai pemisah agar tanah </p><p>berlumpur tersebut tidak naik ke sistem perkerasan jalan yang dapat </p><p>mengakibatkan rusaknya lapisan perkerasan jalan. </p><p>Gambar 2.4 Geotekstil sebagai lapisan pemisah </p><p>(Sumber : Internet) </p></li><li><p>10 </p><p>Untuk fungsinya sebagai lapisan perkuatan yang biasa digunakan pada </p><p>proyek timbunan atau perkuatan lereng. Material geotekstil bekerja </p><p>menggunakan metode membrane effect yang hanya mengandalkan tensile </p><p>strength (kuat tarik) dari material itu sendiri. Adapun beberapa faktor yang harus </p><p>diperhatikan ketika akan menggunakan material geotekstil sebagai lapisan </p><p>perkuatan yaitu : </p><p> Jenis geotekstil yang akan digunakan </p><p> Kondisi lingkungan, perubahan cuaca, dan kondisi asam atau basa </p><p>dapat mempengaruhi kekuatan dari geotekstil. </p><p> Material timbunan yang akan digunakan </p><p> Interaksi antara material timbunan dengan geotekstil </p><p>Beberapa aplikasi geotekstil di lapangan berdasarkan fungsinya yaitu : </p><p>Sebagai lapisan pemisah : </p><p> Sebagai lapis pemisah antara tanah dasar dan lapisan batuan pada </p><p>jalan yang beraspal atau pada proyek di lapangan udara. </p><p> Sebagai lapis pemisah antara tanah dasar dan lapisan batuan pada </p><p>jalan yang tidak beraspal. </p><p> Sebagai pemisah antara tanah dasar dengan bebatuan pemberat </p><p>(basal) pada jalan rel. </p><p> Sebagai lapisan pemisah yang biasa diletakkan di antara geomembran </p><p>dan lapisan drainase pada tanah. </p></li><li><p>11 </p><p> Sebagai lapisan pemisah yang diletakkan di antara lapisan aspal yang </p><p>lama dengan lapisan aspal yang baru. </p><p> Sebagai lapisan pemisah yang diletakkan di bawah trotoar. </p><p>Sebagai lapisan perkuatan : </p><p> Sebagai lapisan perkuatan yang diletakkan di atas tanah lunak pada </p><p>proyek jalan. </p><p> Sebagai lapisan perkuatan yang diletakkan di atas tanah lunak pada </p><p>proyek lapangan udara. </p><p> Sebagai lapisan perkuatan yang diletakkan di atas tanah lunak pada </p><p>proyek jalan rel kereta api. </p><p> Sebagai lapisan perkuatan yang diletakkan diatas tanah lunak pada </p><p>proyek lapangan atletik dan olahraga. </p><p> Sebagai lapisan perkuatan pada proyek timbunan. </p><p> Sebagai lapisan perkuatan pada konstruksi lereng yang curam. </p><p> Sebagai lapisan perkuatan pada proyek bendungan. </p><p> Sebagai lapisan perkuatan yang berfungsi menahan tanah lunak pada </p><p>konstruksi bendungan. </p><p>Sebagai lapisan penyaring : </p><p> Sebagai lapisan penyaring yang diletakkan di sekitar bebatuan yang </p><p>mengelilingi saluran. </p><p> Sebagai lapisan penyaring yang diletakkan di bawah batuan pemberat </p><p>(ballast) di bawah rel kereta api. </p></li><li><p>12 </p><p> Sebagai lapisan penyaring yang diletakkan di dasar tempat </p><p>pembuangan sampah akhir yang menyaring air lindi dari TPA </p><p>tersebut. </p><p> Sebagai lapisan yang fleksibel untuk menahan pasir atau tanah pada </p><p>sistem kontrol erosi. </p><p>Sebagai lapis pelindung : </p><p> Sebagai lapisan pelindung yang melindungi geomembran pada proyek </p><p>TPA karena lapisan geomembran adalah lapisan kedap air yang </p><p>mampu mencegah terkontaminasinya tanah dari air limbah sampah </p><p>namun geomembran adalah lapisan yang rentan dan butuh </p><p>perlindungan pada saat geomembran tersebut di pasang dan pada saat </p><p>TPA tersebut beroperasi dan geotekstil berperan melindungi lapisan </p><p>geomembran tersebut </p><p> Sebagai lapisan pelindung yang dapat melindungi tanah dari erosi. </p><p> Sebagai lapisan pelindung pada proyek jalan agar lapisan perkerasan </p><p>jalan tidak terkontaminasi dengan lapisan tanah lunak dibawahnya </p><p>yang dapat merusak sistem perkerasan jalan tersebut. </p><p> Struktur perkuatan tanah dengan material geotekstil membutuhkan </p><p>pengetahuan mengenai perilaku gesekan (friction) antara tanah dengan </p><p>geotekstil. Parameter kuat geser adalah parameter yang penting dalam </p><p>menganalisa interaksi tanah dengan geotekstil. </p></li><li><p>13 </p><p>Berdasarkan jenisnya, geotekstil dibagi menjadi beberapa jenis diantaranya yaitu: </p><p> Geotekstil woven monofilament </p><p> Geotekstil woven multifilament </p><p> Geotekstil woven slit-film </p><p> Geotekstil nonwoven continuous filament heat bonded </p><p> Geotekstil nonwoven continuous filament needle punched </p><p> Geotekstil nonwoven staple needle punched </p><p> Geotekstil nonwoven resin-bonded </p><p> Knitted </p><p>Material geotekstil yang digunakan pada penelitian ini adalah material geotekstil </p><p>dengan jenis woven slit-film, gotekstil jenis nonwoven continous filament needle </p><p>punched dan geotekstil komposit. </p><p>Gambar 2.5 Geotekstil woven slit-film </p></li><li><p>14 </p><p>Gambar 2.6 Geotekstil nonwoven continous filament needle punched. </p><p>Gambar 2.7 Geotekstil komposit </p><p>2.2.3 Kelebihan dan Kekurangan Geotekstil woven </p><p>Ada beberapa keuntungan dari material geotekstil woven yaitu: </p><p> Bentuknya teratur dan teranyam sehingga memiliki kuat tarik yang </p><p>besar dibandingkan geotekstil nonwoven sehingga sangat cocok </p><p>sebagai lapis perkuatan </p><p> Permeable (tembus air) sehingga bisa digunakan sebagai lapisan </p><p>penyaring </p></li><li><p>15 </p><p>Adapun beberapa kekurangannya yaitu: </p><p> Tidak tahan terhadap sinar matahari, hal ini dikarenakan sinar </p><p>matahari mengandung sinar ultraviolet yang dapat menyebabkan </p><p>degradasi yang cepat. </p><p> Rentan terhadap tusukan benda tajam </p><p>2.2.4 Kelebihan dan kekurangan Geotekstil Nonwoven </p><p>Ada beberapa kelebihan geotekstil nonwoven yaitu: </p><p> Memiliki permeabilitas yang cukup besar, sehingga cocok untuk </p><p>aplikasi pada tanah dasar yang banyak mengandung sisa-sisa </p><p>tanaman. </p><p> Memiliki sifat properti hidrolis yang lebih bagus sehingga bisa </p><p>sekaligus berfungsi sebagai lapisan penyaring yang hanya melarutkan </p><p>air tanpa membawa partikel tanah. </p><p> Ketahanan terhadap tusukan benda tajam lebih baik dibandingkan </p><p>dengan geotekstil woven. </p><p>Adapun beberapa kekurangan diantaranya yaitu: </p><p> Memiliki nilai kuat tarik yang lebih kecil dibandingkan dengan </p><p>geotekstil woven sehingga kurang baik bila digunakan untuk </p><p>stabilisasi tanah dasar. </p><p>2.2.5 Kelebihan dan kekurangan Geotekstil Komposit </p><p>Geotekstil komposit merupakan geotekstil yang dibuat dengan </p><p>menggabungkan fungsi geotekstil woven dan nonwoven sehingga memiliki </p><p>beberapa kelebihan diantaranya yaitu : </p></li><li><p>16 </p><p> Geotekstil komposit memiliki kuat tarik yang besar </p><p> Geotekstil komposit memiliki ketahanan terhadap tusukan benda </p><p>tajam yang lebih baik </p><p> Gotekstil komposit memiliki permeabilitas yang besar </p><p>Adapun kekurangan dari geotekstil komposit yaitu: </p><p> Karena geotekstil komposit merupakan gabungan dari fungsi </p><p>geotekstil woven dan nonwoven maka harga dari geotekstil komposit </p><p>lebih mahal dibandingkan geotekstil woven dan nonwoven. </p><p>2.2.6 Uji Kuat Geser Langsung </p><p>Uji kuat geser langsung merupakan uji kuat geser dalam bentuk yang </p><p>paling sederhana untuk suatu susunan uji kuat geser. Alat uji kuat geser langsung </p><p>terdiri dari sebuah kotak logam berisi sampel tanah yang akan di uji. Sampel </p><p>tanah tersebut dapat berbentuk penampang bujur sangkar atau lingkaran. Gaya </p><p>normal pada sampel tanah didapat dengan menaruh beban mati di atas sampel </p><p>tanah tersebut. Gaya geser diberikan dengan mendorong sisi kotak sebelah atas </p><p>sampai terjadi keruntuhan geser pada tanah. </p><p>Gambar 2.8 Kotak Geser alat Direct shear </p></li><li><p>17 </p><p>Ada dua macam cara pengujian geser dengan alat kuat geser langsung. </p><p>Pertama yaitu dengan cara tegangan geser terkendali (stress-controlled) dimana </p><p>penambahan gaya geser dibuat konstan dan diatur. Kedua yaitu dengan cara </p><p>regangan terkendali (strain-controlled), dimana kecepatan geser uji yang diatur. </p><p>Pada uji tegangan terkendali (stress-controlled), tegangan geser diberikan </p><p>dengan menambahkan beban mati secara bertahan, dan dengan penambahan </p><p>beban mati yang sama besar setiap kali sampai runtuh. Keruntuhan akan terjadi </p><p>sepanjang bidang geser. Setelah kita melakukan penambahan beban, maka </p><p>pergerakan geser pada shear box bagian atas diukur dengan penambahan arloji </p><p>ukur (dial gauge) horizontal. Perubahan tebal sampel (tanah dengan sedemikian </p><p>juga merupakan perubahan volume sampel tanah tersebut) selama pengujian </p><p>dapat diukur dengan menggunakan sebuah arloji ukur (dial gauge) yang lain </p><p>yang mengukur perubahan gerak arah vertikal dari pelat beban. </p><p>Pada uji regangan terkendali (strain-controlled), suatu kecepatan gerak </p><p>mendatar tertentu dilakukan pada bagian atas dari pergerakan geser horizontal </p><p>tersebut dapat diukur dengan bantuan sebuah dial gauge horizontal. Besarnya </p><p>gaya hambatan gaya hambatan dari tanah yang bergeser dapat diukur dengan dial </p><p>yang berada di tengan proving ring. Kelebihan pengujian dengan cara regangan </p><p>terkendali adalah pada pasir padat, tahanan geser puncak (yaitu pada saat tahanan </p><p>runtuh) dan tahanan geser maksimum yang lebih kecil (yaitu pada titik setelah </p><p>keruntuhan terjadi) dapat diamati dan dicatat, sedangkan pada uji tegangan </p><p>terkendali hanya tahanan geser puncak saja yang dapat diamati. Tahanan geser </p><p>puncak pada uji tegangan terkendali besarnya hanya dapat diperkirakan saja. Hal </p><p>ini disebabkan karena keruntuhan terjadi hanya pada tingkat tegangan geser </p></li><li><p>18 </p><p>sekitar puncak antara penambahan beban sebelum runtuh sampai sesudah runtuh. </p><p>Namun demikian uji tegangan terkendali lebih menyerupai keadaan </p><p>sesungguhnya keruntuhan dilapangan daripada uji regangan terkendali. </p><p>Pada penelitian ini, untuk uji kuat geser antara material timbunan dan </p><p>geotekstil diletakan ditempat terjadinya gesekan yaitu diantara shear box rangka </p><p>atas dan bawah. </p><p>Shear box atas</p><p>Shear box bawah</p><p>Sampel tanah</p><p>Geotekstil</p><p>Batu porous</p><p>Batu porous</p><p>Gaya normal</p><p>Gaya geser</p><p>Gambar 2.9 Posisi Geotekstil </p><p>2.2.7 Kuat Geser Tanah </p><p>Kuat geser tanah adalah kemampuan dari tanah dalam menahan tegangan </p><p>geser yang terjadi pada kondisi tanah tersebut terbebani. Keruntuhan geser tanah </p><p>(shear failure) bukan disebabkan karena hancurnya butir-butir tanah tersebut </p><p>tetapi karena adanya pergerakan pada butir-butir tanah tersebut. Kekuatan geser </p><p>yang dimiliki oleh suatu tanah disebabkan oleh: </p><p> Untuk tanah kohesif misalnya pada tanah lempung, kekuatan geser </p><p>yang dimiliki tanah tersebut disebebkan adanya daya lekat antar </p><p>butiran tanah tersebut yang dinamakan kohesi ( c ). </p></li><li><p>19 </p><p> Untuk tanah non kohesif misalnya pada pasir, maka kekuatan geser </p><p>tanah tersebut disebabkan adanya gesekan antara butiran-butiran pasir </p><p>yang besar nilainya dinyatakan dalam sudut gesek (). </p><p> Pada tanah yang merupakan campuran tanah halus dan kasar, </p><p>kekuatan tanah disebabkan adanya kohesi (c) dan adanya gesekan </p><p>antara butiran tanah (). </p><p>2.2.8 Interaksi antara Geotekstil dengan Material Timbunan </p><p>Interaksi antara material geotekstil dengan material timbunan tidak </p><p>terlepas dari perilaku interface yang terjadi antara kedua material tersebut. </p><p>Parameter kuat geser interface adalah parameter yang penting dalam melakukan </p><p>analisa timbunan yang diperkuat oleh lapisan geotekstil. Korelasi antara </p><p>tegangan geser () dengan tegangan normal () pada percobaan kuat geser antara </p><p>material timbunan dengan geotekstil yaitu dengan menggunakan kriteria </p><p>keruntuhan Mohr-Coloumb yang dijelaskan dengan grafik dibawah ini: </p><p> Tegangan Normal </p><p>Gambar 2.10 Grafik Kriteria Keruntuhan Mohr-Coloumb </p><p>Tegan</p><p>gan</p><p> Gese</p><p>r </p><p>C </p><p>3 1 </p></li><li><p>20 </p><p>Hubungan linear antara tegangan normal dengan tegangan geser dinyatakan </p><p>dalam persamaan sebagai berikut : </p><p> = c + tan (2.1) </p><p>dimana : = tegangan geser (kg/cm2) </p><p> c =...</p></li></ul>