jurnal studi perilaku penurunan tanah...
TRANSCRIPT
JURNAL
STUDI PERILAKU PENURUNAN TANAH KELEMPUNGAN DENGAN PERKUATAN
KOLOM PASIR
Oleh :
MUHAMMAD THARIK KEMAL
D111 08 275
JURUSAN SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS HASANUDDIN
2013
“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.
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)
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
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.
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
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.