jurnal studi perilaku penurunan tanah...

7
JURNAL STUDI PERILAKU PENURUNAN TANAH KELEMPUNGAN DENGAN PERKUATAN KOLOM PASIR Oleh : MUHAMMAD THARIK KEMAL D111 08 275 JURUSAN SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN 2013

Upload: nguyentuong

Post on 07-Feb-2018

225 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: JURNAL STUDI PERILAKU PENURUNAN TANAH …repository.unhas.ac.id/bitstream/handle/123456789/8382/STUDI... · jurnal studi perilaku penurunan tanah kelempungan dengan perkuatan kolom

JURNAL

STUDI PERILAKU PENURUNAN TANAH KELEMPUNGAN DENGAN PERKUATAN

KOLOM PASIR

Oleh :

MUHAMMAD THARIK KEMAL

D111 08 275

JURUSAN SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2013

Page 2: JURNAL STUDI PERILAKU PENURUNAN TANAH …repository.unhas.ac.id/bitstream/handle/123456789/8382/STUDI... · jurnal studi perilaku penurunan tanah kelempungan dengan perkuatan kolom

“STUDI PERILAKU PENURUNAN TANAH KELEMPUNGAN DENGAN PERKUATAN KOLOM PASIR”

L.Samang1, A. Suprapti

2, M. Tharik

3

ABSTRACT: With the limited land for construction of facilities necessary for human development result

cannot be avoided on soft clay. A delivery method of land cultivation (soil reinforcement) is a method that is

being developed at this time.

Awareness that need to perform soil reinforcement before building construction on it be an idea to use sand as

sand column material in order to improve soil reinforcement.

Taking into account the relatively high cost of retrofitting, it is necessary to try other cheaper alternatives such

as the use of sand as soil reinforcement.

Sand is one of many types of materials that are easy to obtain and the price is relatively cheap. Sand soil

column reinforcement is an interesting thing to see investigated in terms of their mechanical characteristics of

the sand has a fairly good compressive strength. Modeling of sand as the granular soil reinforcement column is

intended to determine the extent of sand to reduce the decline ( settlement) that occurs in the soil due to axial (

loading test ) .

Observations were made by comparing the decline in soil with and without reinforcement on the strengthening

of laboratory tests.

Based on the results of the testing results found that retrofitting can reduce settlement granular column happens

to soft clay.

Keyword: Sand column, drop, soft clay.

PENDAHULUAN

Dalam setiap bangunan diperlukan

pondasi sebagai dasar bangunan yang kuat

dan kokoh. Hal ini disebabkan pondasi

sebagai dasar bangunan harus dapat

memikul seluruh beban bangunan dan

beban lainnya, untuk diteruskan sampai ke

lapisan tanah pada ke dalaman tertentu.

Bangunan teknik sipil secara umum

meliputi dua bagian utama, yaitu struktur

bawah dan struktur atas. Dalam hal ini,

struktur bawah sebagai pondasi yang

berinteraksi dengan tanah menghasilkan

daya dukung yang mampu memikul dan

memberikan keamanan pada struktur

bagian atas.

Kerusakan bangunan teknik sipil tidak

hanya disebabkan oleh struktur bangunan,

tetapi juga kondisi tanah dimana struktur

bangunan diletakkan. Penyebab kerusakan

tersebut adalah besarnya penurunan yang

terjadi dan rendahnya daya dukung tanah,

seperti pada tanah kohesif khusunya yang

mengandung kadar air cukup tinggi. Oleh

karena itu harus diperhatikan dengan

seksama mengenai daya dukung dari tanah

kohesif tersebut, apakah perlu adanya usaha

perbaikan atau setabilitas tanah untuk

mendapatkan sifat – sifat tanah yang

diinginkan sehingga konstruksi dapat

dicegah (Das, 1995).

Metode pemberian perkuatan tanah

merupakan metode yang sedang berkembang

pada saat ini.

pasir merupakan salah satu material yang

yang banyak terdapat di Indonesia sehingga

mudah dijumpai dan harganya pun relative

murah. Pasir memiliki sifat yang baik untuk

menjadi struktur bawah karena sifatnya yang

kuat terhadap tekanan sehingga diperkirakan

mampu memikul seluruh beban bangunan dan

beban lainnya.

Kesadaran bahwa perlunya melakukan

peroses perbaikan tanah sebelum membangun

sebuah konstruksi di atasnya menjadi ide untuk

menggunakan pasir sebagai material kolom

pasir dalam rangka perbaikan perkuatan tanah.

kolom pasir perkuatan tanah adalah hal

yang menarik untuk diselidiki melihat dari segi

karakteristik mekanisnya pasir memiliki kuat

tekan yang cukup baik. Permodelan pasir

sebagai granular kolom perkuatan tanah

dimaksudkan untuk mengetahui sejauh mana

pasir mereduksi penurunan (settlement) yang

terjadi pada tanah akibat aksial (loading test).

Dengan latar belakang ini, sangat menarik

untuk dilakukan penelitian/studi tentang

krakteristik pasir sebagai material perbaikan

tanah kelempungan.

Page 3: JURNAL STUDI PERILAKU PENURUNAN TANAH …repository.unhas.ac.id/bitstream/handle/123456789/8382/STUDI... · jurnal studi perilaku penurunan tanah kelempungan dengan perkuatan kolom

METODE PENELITIAN

Sampel yang akan diuji dimasukkan ke

dalam drum besi yang berdiameter 60 cm dan

tinggi 45 cm. Sebelum dimasukkan ke dalam

drum besi, tanah di beri air hingga kadar air

rata-rata sebesar 40 %, tanah diaduk merata.

Pemadatan yang dilakukan mengikuti standard

pemadatan kompaksi yaitu mengalikan ᵞdry

dengan volume drum yang akan digunakan.

Dari hasil pengalian tersebut keluarlah volume

tanah yang akan dipadatkan dalam wadah

drum, penumbukan dilakukan pada masing-

masing layer berjumlah 6 layer.

Ketika tanah dipadatkan pada ketinggian

tertentu, material pasir kemudian dimasukkan

kedalam tanah yang telah dipadatkan dengan

cara memasukkan pipa diameter 10 cm pada

bagian tengah drum, kemudian mengeluarkan

tanah dalam pipa tersebut dan menggatinya

dengan material pasir. Setiap model diuji

dengan metode plat bearing dimana pada

permukaan tanah diletakkan plat bearing

berdiameter 20 cm 10 cm untuk mentransfer

beban ke permukaan tanah saat ditekan oleh

jack hidrolik.

Pada sampel uji digunakan 3 dial

indikator pembacaan, dial pertama diletakkan

diatas plat bearing, dial kedua pada tanah

disamping plat bearing, dan dial ketiga

diletakkan di atas tanah dekat keliling wadah

drum.

Gambar 1. Sketsa pemodelan pengujian

Pengujian dilakukan dengan memberikan

beban secara bertahap sambil menghitung

penurunan yang terjadi pada tanah dengan dial

gauge. Prosedur pengujian kemudian diulangi

untuk tiap sampel.

Langkah terakhir dari penelitian ini

adalah membandingkan perilaku tanah yang

terdeformasi antara hasil uji laboratorium

dengan hasil analisa numerik.

STANDARD PENELITIAN

Perencanaan lapisan penutup akhir harus

didasarkan atas perkembangan data hasil

percobaan untuk setiap jenis tanah yang sesuai.

Perencana pada umumnya lebih memilih

pengujian di laboratorium dengan

menggunakan metode pemadatan yang

mendekati kondisi di lapangan agar diperoleh

hasil kepadatan lapangan yang semirip

mungkin. Metode pemadatan di laboratorium

dapat menirukan metode yang ada di lapangan

dengan simulasi, tetapi tidak sebanyak dengan

usaha/energi yang dilaksanakan di lapangan

sehingga hasilnya kurang tepat dan masih akan

melahirkan kondisi yang bervariasi pada titik-

titik tertentu.

Menurut penelitian, sebuah tanah

lempung yang dapat mencapai permeabilitas 1

x 10-7

cm/detik bila dipadatkan sampai 90-95

% densitas kering Proctor dapat digunakan

sebagai lapisan linier.

Tingkat pemadatan tanah diukur dari

berat volume kering tanah yang dipadatkan. Air

ditambahkan ke dalam tanah yang sedang

dipadatkan sebagai pelumas agar partikel-

partikel tanah lebih mudah bergerak dan

bergeseran satu sama lain sehingga membentuk

kedudukan yang lebih rapat. Prinsip-prinsip

pemadatan tanah, saat dilakukan uji pemadatan

dilaboratorium. Pada awal proses pemadatan,

berat volume kering bertambah seiring dengan

di tambahkannya kadar air. Pada kadar air

nol (w = 0), berat volume tanah basah (b)

sama dengan berat volume kering (d), atau b(w

= 0) = d = 1. Ketika kadar air berangsur-

angsur ditambah (dengan usaha pemadatan

yang sama), berat butiran tanah padat persatuan

volume (d) juga berangsur ikut bertambah.

Misalnya, pada w = w1, maka berat volume

basah dari tanah sama dengan:

= 2 …................................ (1)

Page 4: JURNAL STUDI PERILAKU PENURUNAN TANAH …repository.unhas.ac.id/bitstream/handle/123456789/8382/STUDI... · jurnal studi perilaku penurunan tanah kelempungan dengan perkuatan kolom

Berat volume kering dari tanah tersebut

pada kadar air ini:

d (w = w1) = d (w = 0) + d ......................... (2)

Gambar 2. Prinsip Pemadatan. (Braja M. Das, Endah

Noor, dan Mochtar, 1988)

Tabel 1. Standar yang Digunakan dalam

Pengujian tanah

No. Jenis Metode

Pengujian

No. Standart

AASTHO ASTM SNI

1 Analisa

Saringan T-88 D-422

SNI 03

- 1968 -

1990

2 Batas-batas

Atterberg

Batas Plastis

(PL) T-90-74

D-424-

74

SNI 03

- 1966 -

1990

Batas Cair

(LL) T-89-74

D-423-

66

SNI 03

- 1967 -

1990

3 Berat Jenis

Tanah T-265 D-162

SNI 03

- 1964 -

1990

4 Kadar Air T-265-79 D-2216

SNI 03

- 1965 -

1990

5 Hidrometer

SNI 03

- 3423 -

1994

6 Triaxial

SNI 03

- 2815 -

1992

Pelaksanaan pengujian pengujian

propertis tanah mengacu pada standar-standar

pengujian AASHTO, ASTM dan SNI yang

dapat dilihat pada tabel 1 diatas.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Klasifikasi Tanah

Berdasarkan analisa persentase bagian

tanah yang lolos saringan no. 200 diperoleh

hasil tanah tersebut lebih dari 50 % (> 35 %)

sehingga tanah diklasifikasikan dalam

kelompok tanah berlanau atau berlempung (A-

4, A-5, A-6, A-7).

Dari analisis saringan didapatkan tanah

lolos saringan No. 200 lebih dari 50 %

sehingga masuk ke dalam klasifikasi tanah

berbutir halus. Batas cair (LL) = 45,97 % dan

Indeks Plastisitas (PI) = 14,42 %, Dari bagan

plastisitas, klasifikasi tanah masuk ke dalam

range MH dan OH. MH yaitu lanau

anorganik,tanah berpasir atau berlanau halus

mengandung mika atau diatoma, lanau elastis.

OH yaitu lempung organik dengan plastisitas

sedang sampai tinggi.

Tabel 2. Rekapitulasi hasil pemeriksaan

karakteristik tanah asli

Kadar Air

(w)

w

1

w

2

Berat volume

d

b(w

= 0

) =

d

=

1

2

Page 5: JURNAL STUDI PERILAKU PENURUNAN TANAH …repository.unhas.ac.id/bitstream/handle/123456789/8382/STUDI... · jurnal studi perilaku penurunan tanah kelempungan dengan perkuatan kolom

Klasifikasi Pasir

Pengujian karakteristik fisik material

pasir dilakukan untuk mengklasifikasi jenis

material yang digunakan pada penelitian. Hasil

pemeriksaan karakteristik pasir ditampilkan

pada tabel berikut ini :

Tabel 3. Rekapitulasi hasil pemeriksaan

karakteristik tanah asli

Penurunan Tanah Kelempungan Dengan

perkuatan Kolom Pasir

Pengujian dilakukan terhadap 3 sampel,

yaitu sampel 1 tanah kelempungan tanpa

perkuatan kolom pasir dan ditekan dengan

plate bearing berdiameter 20 cm, sampel 2

tanah kelempungan dengan perkuatan kolom

pasir dan ditekan dengan plate bearing

berdiameter 10 cm, sampel 3 tanah

kelempungan dengan perkuatan kolom pasir

dan ditekan dengan plate bearing berdiameter

20 cm.

Hasil pengujian di laboratorium

kemudian menghasilkan hubungan Load-

stlement yang dapat di lihat pada gambar 3, 4

dan 5.

Hasil pengujian menghasilkan grafik

yang menunjukan adanya perbedaan penurunan

pada tanah kelempungan dari tiap sampel 1,2,

dan 3. Pada tanah kelempungan yang tidak

diperkuat kolom pasir dan ditekan dengan plate

bearing 20 cm, besarnya penurunan tanah pada

beban akhir sebesar 25,3 mm pada dial

pengukur diatas plat.

Pada tanah kelempungan yang diperkuat

dengan dengan kolom pasir dan ditekan dengan

plate bearing 10 cm, besarnya penurunan tanah

mengalami reduksi jika dibandingkan dengan

tanah tanpa perkuatan. Penurunan yang terjadi

diakhir pembebanan tercatat sebesar 21,72 mm.

Pada tanah kelempungan yang diperkuat

dengan dengan kolom pasir dan ditekan dengan

plate bearing 20 cm, besarnya penurunan tanah

mengalami reduksi jika dibandingkan dengan

tanah tanpa perkuatan. Penurunan yang terjadi

diakhir pembebanan tercatat sebesar 14,3mm.

Gambar 3. Grafik Hubungan Load-Settlement

Tanah Uji Laboratorium Tanpa Perkuatan dan

Ditekan Dengan Plate Bearing berdiameter 20 cm

Dari gambar 3 dapat dilihat bahwa

tanah kelempungan telah mengalami

keruntuhan pada tekanan 1,5 kg atau

tegangan 0,001 kg/cm², diamana terjadi

penurunan pada dial 1 sebesar 3,65 mm,

dan kenaikan pada dial 2 sebesar 1 mm, dan

kenaikan tanah pada dial 3 sebesar 1 mm.

Page 6: JURNAL STUDI PERILAKU PENURUNAN TANAH …repository.unhas.ac.id/bitstream/handle/123456789/8382/STUDI... · jurnal studi perilaku penurunan tanah kelempungan dengan perkuatan kolom

Gambar 4. Grafik Hubungan Load-Settlement

Tanah Uji Laboratorium Dengan Perkuatan dan

Ditekan Dengan Plate bearing 10 cm.

Dari gambar 4 dapat dilihat bahwa

tanah kelempungan mengalami keruntuhan

pada tekanan 2,5 kg atau pada tegangan 0,007

kg/cm², dimana terjadi penurunan pada dial 1

sebesar 4,13 mm, kenaikan tanah 0,002 mm

pada dial 2 dan 0,00 mm pada dial 3 (tidak

terjadi penurunan dan kenaikan).

Gambar 5. Grafik Hubungan Load-Settlement

Tanah Uji Laboratorium Dengan Perkuatan dan

Ditekan Dengan Plate bearing 20 cm.

Dari gambar 5 dapat dilihat bahwa tanah

kelempungan mengalami keruntuhan pada

tegangan 0,004 kg/cm² atau pada tekanan 5,5

kg, dimana pada dial 1 mengalami penurunan

sebesar 6,8 mm dan kenaikan pada dial 2

sebesar 0,05 mm dan kenaikan pada dial 3

sebesar 0,02 mm.

Pengaruh Perkuatan Kolom Pasir Terhadap

Pola Penurunan

Gambar 6. Gambar hasil penurunan dan kenaikan

tanah pada hasil pengujian modeling kolom pasir

Pasir dan Tanpa Kolom Pasir Hasil

pengujian menghasilkan grafik yang

menunjukkan adanya perbedaan keruntuhan

pada tanah lempung. Pada tanah yang tidak

diperkuat dengan kolom pasir dan ditekan

dengan plate bearing berdiameter 20 cm,

besarnya penurunan tanah pada tekanan 0,006

kg/cm² menghasilkan penurunan sebesar 25,3

mm pada dial 1, kenaikan sebesar 5,5 mm pada

dial 2, dan penurunan -0,21 mm pada dial 3.

Pada tanah yang diperkuat dengan kolom

pasir dan ditekan dengan plate bearing

berdiameter 10 cm, besarnya penurunan tanah

pada tekanan 0,006 kg/cm² menghasilkan

penurunan sebesar 3,125 mm pada dial 1,

kenaikan sebesar 0,002 mm pada dial 2, dan

kenaikan 0,00 mm pada dial 3.

Pada tanah diperkuat dengan kolom pasir

dan ditekan dengan plate bearing berdiameter

20 cm, besarnya penurunan tanah pada tekanan

0,006 kg/cm² menghasilkan penurunan sebesar

14,3 mm pada dial 1, penurunan sebesar 0,21

mm pada dial 2, dan kenaikan 0,02 mm pada

dial 3.

Dari grafik hasil penelitian pengujian

sampel di laboratorium dapat disimpulkan

bahwa adanya Granular Coloum pada tanah

Page 7: JURNAL STUDI PERILAKU PENURUNAN TANAH …repository.unhas.ac.id/bitstream/handle/123456789/8382/STUDI... · jurnal studi perilaku penurunan tanah kelempungan dengan perkuatan kolom

mampu mereduksi settlement sebesar 14,5 %

pada tanah ketika dibebani sedangkan dengan

memperbesar plate bearing dapat mereduksi

penurunan sebesar 34,16%.

KESIMPULAN

Berdasarkan studi ekperimental dan

pembahasan, dapat disimpulkan beberapa hal

sebagai berikut :

1. Sampel tanah berdasarkan klasifikasi

menurut USCS masuk ke dalam klasifikasi

MH & OH, yaitu: lempung anorganik

dengan plastisitas sedang sampai tinggi &

lanau anorganik atau pasir halus diatomae ,

sementara berdasarkan klasifikasi menurut

AASHTO maka tanah tersebut masuk

dalam kelompok A-7-5. Tanah yang

masuk kategori A-7-5 termasuk dalam

klasifikasi tanah berlempung dimana

indeks plastisitasnya > 11.

2. Pada pengujian laboratorium diperoleh

kadar air sebesar 37,42 %, berat jenis (Gs)

sebesar 2,74, batas cair (LL) 45,97%, batas

plastis (PL) 31,54%, batas susut (SL)

16,47%, dan indeks pastisitas (PI) 14,42%.

3. Pada pengujian sifat index dan teknis

material pasir telah menunjukkan bahwa

sampel yang digunakan telah memenuhi

spesifikasi. Hasil pengujian menunjukkan

nilai berat jenis 2.654, kadar air optimum

sebesar 11.25% dan berat isi kering

maksimum 1.775gr/cm3. Hasil pengujian

analisa saringan juga menunjukkan bahwa

sampel yang diuji terdiri dari pasir

medium-halus.

4. Berdasarkan hasil pengujian loading test

pada tanah lempung menggunakan

perkuatan granular column, disimpulkan

bahwa adanya Granular Coloum pada

tanah mampu mereduksi settlement pada

tanah ketika dibebani.

5. Berdasarkan hasil pengujian loading test

pada tanah lempung menggunakan

perkuatan granular column, disimpulkan

bahwa adanya memperbesar model

pondasi pada tanah mampu mereduksi

settlement pada tanah ketika dibebani.

SARAN

Studi yang dilakukan terhadap perkuatan

granular column pada tanah lempung ini

sangat terbatas karena hanya dilakukan dalam

permodelan yang sederhana dengan satu ruas

granular colums untuk tiap pengujian sampel.

Beberapa saran dapat dilakukan untuk

penyempurnaan tersebut, antara lain :

1. Sebelum mengadakan penelitian

sebaiknya alat-alat yang akan digunakan

dicek atau dicoba terlebih dahulu apakah

alat tersebut dapat bekerja secara optimal

atau tidak optimal. Hal ini sangat

disarankan mengingat banyaknya

kesalahan yang disebabkan oleh karena

pengaturan alat uji yang digunakan

2. Perlu diadakan penelitian lebih lanjut

perkuatan granular column terhadap

jenis material tanah lainnya serta

dilakukan dalam skala yang lebih besar

dan lebih kompleks.

3. Diperlukan penelitian lebih lanjut

terhadap variasi kedalaman kolom pasir

dan variasi lebar plate bearing.

4. Diperlukan penelitian lebih lanjut dengan

menggunakan softwere geoteknik

(Plaxis)

DAFTAR PUSTAKA

Das, Braja M,.Endah, Noor. Dan Mochtar,

Indrasurya B.1988, Mekanika Tanah

(Prinsip-Prinsip Rekayasa

Geoteknik)-Jilid I, Erlangga Jakarta.

Das, Braja M,.Endah, Noor. Dan Mochtar,

Indrasurya B.1988, Mekanika Tanah

(Prinsip-Prinsip Rekayasa

Geoteknik)-Jilid II, Erlangga Jakarta

Hardiyatmo, Hary Christady. 2006.Mekanika

Tanah 1, Gajah Mada University

Press, Jogjakarta.

Sunggono,V.1995. Buku Teknik Sipil,

Nova.Bandung

Modul Praktikum Laboratorium Mekanika

Tanah, Jurusan Teknik Sipil,

Universitas Hasanauddin.