STUDI KARAKTERISTIK DAN PERILAKU PONDASI BAMBU RAFT & PILE SEBAGAI PERKUATAN TANAH PADA EMBANKMENT JALAN

Transkripsi

1 STUDI KARAKTERISTIK DAN PERILAKU PONDASI BAMBU RAFT & PILE SEBAGAI PERKUATAN TANAH PADA EMBANKMENT JALAN Tri Harianto 1, Rahman Djamaluddin 2, A. Bakri Muhiddin 3, Iskandar Maricar 4 dan Farid Sitepu 5 1 Program Studi Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin Makassar, Jl. Perintis Kemerdekaan Km.1 Makassar triharianto@unhas.ac.id 2 Program Studi Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin Makassar, Jl. Perintis Kemerdekaan Km.1 Makassar l.samang@unhas.ac.id 3 Program Studi Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin Makassar, Jl. Perintis Kemerdekaan Km.1 Makassar rahman.djamaluddin@yahoo.com 4 Program Studi Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin Makassar, Jl. Perintis Kemerdekaan Km.1 Makassar iskandarmaricar@yahoo.com 5 Mahasiswa Program Studi S2 Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin Makassar, Jl. Perintis Kemerdekaan Km.1 Makassar farid.sitepu@yahoo.com ABSTRAK Desain pondasi dengan menggunakan bahan yang ramah lingkungan telah banyak digunakan sebagai inovasi dalam upaya mereduksi deformasi tanah dan penurunan sebagai uniform settlement. Tipe raft bambu digunakan untuk menghasilkan penurunan yang merata pada seluruh bidang lateral embankment jalan. Pile bambu dimanfaaatkan untuk dapat mendukung pondasi raft bambu yang pada aplikasinya sebagai tiang tekan yang mampu menahan tekanan vertical yang ditumpu oleh raft bambu. Untuk menginvestigasi efektifitas dari pondasi raft dan pile bambu mereduksi penurunan tanah digunakan Metode Elemen Hingga. Hasil dari pengujian pada model skala kecil menunjukkan bahwa pondasi raft sangat efektif dalam mendukung embankment yang berada diatas tanah dasar. Selama pengujian pembebanan, tanah dasar hanya mengalami deformasi yang sangat kecil. Sementara pile-pile bambu memberikan dukungan yang cukup signifikan dalam mendukung raft bambu menhan beban vertical akibat beban yang diberikan selama pengujian. Kata kunci : Pondasi Raft dan Pile, bambu, uniform settlement 1. PENDAHULUAN Pembangunan embankment jalan di atas tanah lunak mengakibatkan terjadinya penurunan yang besar dan pergerakan lateral. Berbagai metode telah dikembangkan untuk mengatasai masalah-masalah yang terjadi akibat pembangunan jalan di atas tanah lunak. Berbagai penelitian telah dilakukan sebelumnya antara lain dengan menggunakan PVD untuk mempercepat proses konsolidai (Chai et al., 28). Penelitian oleh Poungchompu (29) melaporkan pengaruh penggunaan kayu lokal yang diapplikasikan sebagai material tiang pondasi pada konstruksi jalan raya di atas tanah lunak. Disamping itu, Padmavathi et al. (28) juga melaporkan bahwa pengaruh kedalaman berpengaruh terhadap perilaku tiang pancang. Pergerakan lateral dapar direduksi dengan meningkatkan kekakuan dati tiang. Selanjutnya, kombinasi antara PVD dan tanah yang telah diberi perkuatan dapat menurunkan penurunan dari embankment (Hayashi dan Nishimoto, 28). Material bambu lokal di gunakan dalam penelitian ini dengan mengkombinasikan antara pondasi rakit (raft) dan tiang (pile) yang diperkenalkan dengan nama pondasi Raft & Pile. Jenis pondasi ini diharapkan dapat mereduksi baik penurunan maupun pergerakan lateral tanah akibat pembebanan embankment jalan. Dalam upaya menguji efektifitas dari pondasi Raft & Pile digunakan analisa numerik berupa metode elemen hingga. Model skala kecil dalam bucket pengujian diuji dalam penelitian ini untuk membuktikan efektifitas dari pondasi raft dan pile bambu yang digunakan. KoNTekS 6 G-59

2 2. METODOLOGI Penelitian ini dimulai dengan pengumpulan data karakteristik tanah dan bambu sebagai material perkuatan. Pemeriksaan fisis tanah meliputi pemeriksaan fisik dan mekanis tanah. Bambu yang digunakan adalah bambu Atter atau Parring dalam bahasa lokal. Jenis bambu ini banyak didapati di kawasan timur Indonesia khususnya Sulawesi. Jenis ini merupakan tipe yang sangat banyak digunakan dalam mendukung konstruksi bangunan selain bambu petung. Pengujian sifat fisis dan mekanis bambu menggunakan ISO Bambu Determination of Physical and Mechanical Properties. Batang bambu dibagi menjadi 3 bagian dalam menguji karakteristiknya yaitu bagian pangkal, tengah dan ujung, seperti terlihat pada Gambar 1 dibawah ini : Keterangan : A, B, C = sampel bambu Kode 1 = Bagian pangkal bambu Kode 3 = Bagian tengah bambu Kode 5 = Bagian ujung bambu Kode a = bagian tanpa nodia Kode b = bagian dengan nodia ditengah Kode c = nodia dikedua ujungnya Pangkal Nodia Tengah Ujung Gambar 1. Pembagian potongan batang bambu dalam pengujian karakteristik (a). (b). (c). Gambar 2. Sampel uji kuat tarik (a), kuat tekan (b), dan kuat geser (c). Gambar 3. Metode pengujian kuat lentur G-6 KoNTekS 6

3 Gambar 4. Sketsa pengujian tanah dengan perkuatan raft dan pile bambu Pengujian perilaku pondasi raft dan pile bambu diuji dengan menggunakan bucket pengujian dengan membentuk model skala kecil. Dengan menggunakan bucket ukuran 2x1x1 cm dengan rencana tanah dasar 6cm (lempung) dan pemodelan embankment 3 cm dengan lebar bidang uji embankment 6 cm. Uji pembebanan menggunakan loading cell kapasitas 2 ton dengan menggunakan plate loading sebagai asumsi beban merata pada permukaan embankment. Dial indicator diletakkan pada 4 posisi berbedauntuk mengetahui deformasi-deformasi pada tanah dasar dan embankment. 3. HASIL DAN DISKUSI Hasil Pengujian sifat Fisis dan Mekanis Tanah Hasil pengujian tanah lempung yang diambil dari daerah Tamalanrea, Makassar yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Hasil pengujian sifat fisis dan mekanis tanah Jenis Pemeriksaan Hasil Pemeriksaan Hasil Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Bambu Kadar Air (%) 38,69 Berat Jenis Spesifik (%) 2,74 Batas-batas Atterberg Batas Cair (LL) (%) 63,8 Batas Plastis (PL) (%) 5,41 Indeks Plastisitas (PI) (%) 13,38 Batas Susut (SL) (%) 42,26 Gradasi Butiran Tanah berbutir kasar (%) 42,96 Tanah berbutir halus (%) 57,4 Kuat tekan bebas (qu) (Kg/cm 2 ) 2,51 Kompaksi w opt (%) 39,61 γ dry (gr/c m 3 ) 1,23 Geser Langsung c = (kn/m²) 7 Φ = 2,34 Pengujian sifat fisis dan mekanis bambu menggunakan ISO Bambu Determination of Physical and Mechanical Properties. KoNTekS 6 G-61

4 Kuat Tarik Bambu Kuat tarik bambu tanpa nodia pada pengujian ini rata-rata adalah 326,41 MPa, regangan rata-rata sebesar.68, Modulus Elastisitas Tarik rata-rata adalah sebesar 479,61 MPa seperti ditunjukkan pada Gambar 5 6. Terlihat bahwa sampel bambu pada bagian ujung tanpa nodia (C1a) memiliki tegangan dan regangan yang besar karena jumlah serabut dan kerapatan yang lebih tinggi pada bagian ini. 45 Tegangan (Mpa) 4 A1a 35 B1a 3 C1a 25 A3a 2 B3a 15 C3a 1 A5a 5 B5a C5a, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, Regangan (mm) Gambar 5. Grafik kuat tarik bambu tanpa nodia Tegangan (Mpa) A1b 12 B1b 1 C1b A3b 8 B3b 6 C3b 4 A5b B5b 2 C5b, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, Regangan (mm) Gambar 6. Grafik kuat tarik bambu dengan nodia ditengah Kuat Tekan Bambu Gambar 7 memperlihatkan grafik hasil pengujian kuat tekan bambu tanpa nodia. Pengujian berdasarkan standar ISO dengan mengambil sampel pada bagian pangkal, tengah dan ujung batang bambu. Tegangan tekan sebesar 58,22 124,68 MPa pada bambu tanpa nodia untuk bagian pangkal, tengah dan atas, 47,88 147,86 MPa pada bambu dengan nodia di tengah, dan 175,1 572,73 MPa untuk bambu dengan nodia di kedua ujungnya seperti terlihat pada Gambar 7. G-62 KoNTekS 6

5 Tegangan (MPa) Kuat Lentur 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,,,,1,2,3,4,5,6,7,8 Gambar 7. Grafik kuat tekan bambu tanpa nodia Hasil pengujian bagian pangkal-tengah batang bambu memiliki kuat lentur yang lebih rendah dibanding dengan bagian tengah ujung yaitu sebesar 45,12 47,64. Pada bagian tengah-ujung sendiri memiliki kuat lentur sebesar 52,3-68,478 dengan dlendutan hingga mm. grafik hasil pengujian kuat lentur dapat dilihat di gambar 8 dan Gambar 9. Beban P (Kg) Regangan (mm) A1a A3a A5a, 5, 1, 15, Lendutan (mm) A1 B1 C1 Gambar 8. Grafik kuat lentur bambu bagian bawah-tengah KoNTekS 6 G-63

6 3 25 Beban P (Kg) A3 B3 C3, 5, 1, 15, 2, Lendutan (mm) Gambar 9. Grafik kuat lentur bambu bagian tengah-ujung Hasil Pengujian Model Skala Kecil Tanah Dengan Menggunakan Perkuatan Raft dan Pile bambu Gambar 1 dibawah memperlihatkan deformasi secara vertikal pada lapisan atas tanah lempung. Embankment setinggi 3 cm pada grafik tanpa perkuatan dan perkuatan bambu dalam rentang pembebanan sebesar 4 ton. Deformasi vertical yang siknifikan terjadi hingga 5, cm pada pembebanan dibawah 1 ton dan penurunan tetap terjadi. Hingga mencapai 7 cm pada pembebanan maksimum (4 ton). Beban (kg) Deformasi vertikal (mm) Tanpa Perkuatan Raft & Pile Jarak 3 cm Raft & Pile jarak 4 cm Gambar 1. Grafik hasil pengujian G-64 KoNTekS 6

7 4. KESIMPULAN Dari hasil penelitian karakteristik bambu sebagai pondasi raft & pile, menunjukkan bambu memiliki kuat tarik yang sangat baik. Kuat lentur dari bambu dapat memberikan dukungan yang lebih baik bila digunakan sebagai perkuatan lateral. Pondasi raft & pile efektif dalam mengurangi deformasi vertikal sebesar 2%. Jarak antar tiang juga mempengaruhi potensi deformasi dari embakment, dimana semakin rapat tiang maka reduksi dformasi semakin besar. DAFTAR PUSTAKA Chai, J. C., Miura, N, Kirekawa., T and Hino, T. (28). Design methods of PVD instalation depth for two-way drainage deposit. Proceedings of the International Symposium on Lowland Technology, Darjanto, H., Soepriyono, D., dan Widodo, A. B. (25), Studi Penggunaan Fabrikasi Fondasi Tiang Dari Bambu Sebagai Soil Reinforcement Pada Konstruksi Timbunan Di atas Tanah Lunak. Seminar Pile, Universitas Hayashi, H. And Nishimoto, S. (28). Improvement effect of combined method PVD and reinforced fill on peaty ground. Proceedings of the International Symposium on Lowland Technology, Irsyam, M et al. (28), Pengujian Skala Penuh dan Analisis Perkuatan Cerucuk Matras Bambu Untuk Timbunan Badan Jalan di Atas Tanah Lunak di Lokasi Tambak Oso Surabaya. Jurnal Forum Teknik Sipil No.XVIII/1-Januari. ISO, (24), ISO & ISO International Standard. Bambu-Determination of physical and mechanical properties & Technical Report. Marto, A. dan Othman, B. A., (211), The Potential use of Bambu as Green Material for Soft Clay Reinforcement System. International Conference on Environment Science and Engineering IPCBEE vol.8. IACSIT Press, Singapore. Morisco (26), Teknologi Bambu, Bahan Kuliah Program Magister Teknologi Bahan Bangunan, Universitas Gajah Mada. Padmavathi, V., Madhav, M. R., Rao, P. N. and Reddy, E. S. (28). Lateral displacement response of a rigid pile in soft soil overlain by sand. Proceedings of the International Symposium on Lowland Technology, Pongsagorn, P. (29). Development Of A Timber Raft and Pile Foundation For Embankment On Soft Ground. Disertation of Phillosophy in Civil Engineering Saga University. Japan. Teodoru, I. B dan Toma, I. O. (29), Numerical Analysis of Plate Loading Test. Publicat de Universitatea Tehnica, Gheorghe Asachi din Iasi, Tomul LV (LIX), Fasc. 1, 29, Sect ia CONSTRUCTII ARHITECTURA. Samang, L., Harianto, T., dan Zubair, A. (21), Efektifitas Pondasi Raft dan Pile Dalam Mereduksi Penurunan Tanah Dengan Metode Numerik. Konfrensi Nasional Teknik Sipil 4 (KoNTeks), Sanur- Bali, 2-3 Juni. Nugroho, S. A. (211), Studi Daya Dukung Pondasi dangkal pada Tanah Gambut dengan Kombinasi Geotekstil dan Grid Bambu. ISSN , Jurnal teknik Sipil, vol. 18 No.1 April. KoNTekS 6 G-65