ANALISA KONDISI TANAH DASAR STUDI KASUS BEBERAPA RUAS JALAN DI KABUPATEN PROBOLINGGO URAIAN SINGKAT

Transkripsi

1 ANALISA KONDISI TANAH DASAR STUDI KASUS BEBERAPA RUAS JALAN DI KABUPATEN PROBOLINGGO Oleh : Ganjar Pamuji Pembimbing : Ir. Chomaedhi, CES.Geo URAIAN SINGKAT Transportasi adalah salah satu bagian dari kebutuhan dan kepentingan keseluruhan manusia yang disebabkan oleh adanya suatu sistem pergerakan atau perpindahan obyek, baik berupa manusia ataupun barang dari satu tempat asal ketempat perpindahan tujuan yang dikehendaki. Untuk itu, diperlukan suatu perencanaan jalan yang baik agar bisa berfungsi sebagai sarana transportasi. Salah satu upaya dalam mewujudkan hal tersebut, adalah dengan melakukan perbaikan pada jalan tersebut terutama pada pondasi yang mana merupakan salah satu struktur utama yang menopang konstruksi jalan tersebut. Tanah dasar sebagai pondasi perkerasan disamping harus mempunyai kekuatan atau daya dukung terhadap beban kendaraan, maka tanah dasar juga harus mempunyai stabilitas volume akibat pengaruh lingkungan terutama air. Tanah dasar yang mempunyai kekuatan dan stabilitas volumeyang rendah akan mengakibatkan perkerasan mudah mengalami deformasi dan retak. Perkerasan yang dibangun pada tanah dasar yang lemah dan mudah dipengaruh lingkungan akan mempunyai umur pelayanan yang pendek Dari permasalahan yang ditunjukkan diatas, maka saya mengambil judul Proyek Akhir ANALISA KONDISI TANAH DASAR STUDI KASUS BEBERAPA RUAS JALAN DI KABUPATEN PROBOLINGGO analisa ini sangat diperlukan untuk menunjang dari program pemerintah setempat untuk melakukan perbaikan dari konstruksi jalan terutama tanah dasar yang digunakan untuk menopang pondasi jalan. Analisa tanah ini meliputi beberapa item uji yang akan dilakukan baik di lapangan maupun di laboratorium. Untuk uji di lapangan dilakukan uji boring dengan kedalaman maksimal -5m dengan pengambilan undisturbed sample setiap kedalam -1, -3, -5 pada setiap titik lokasi yang akan dilakukan pengujian. Setelah itu sample dibawa ke laboratorium guna mendapatkan informasi teknis mengenai parameter dan sifat dari sample undisturbed. Pengujian di laboratorium meliputi Volumetri dan gravimetric, strength test (Triaxial UU/Direct shear/uct), Analisa Ayakan, Atterberg Limits, dan konsolidasi. Kemudian dari hasil pengujian di analisa untuk konsolidasi, kestabilan, dan tegangan tanah. Diharapkan dari hasil analisa ini bisa mendapatkan cara yang efektif guna mendukung pemerintah setempat untuk program peningkatan jalan. Kata kunci : Tanah Dasar, Ruas Jalan, Stabilisasi. 1

2 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tanah dasar merupakan pondasi bagi perkerasan baik perkerasan yang terdapat pada alur lalu-lintas maupun bahu. Dengan demikian tanah dasar merupakan konstruksi terakhir yang menerima beban kendaraan yang disalurkan oleh perkerasan. Pada kasus yang sederhana tanah dasar dapat terdiri atas tanah asli tanpa perlakuan sedangkan pada kasus lain yang lebih umum, tanah dasar terdiri atas tanah asli pada galian atau bagian atas timbunan yang dipadatkan. Tanah dasar sebagai pondasi perkerasan disamping harus mempunyai kekuatan atau daya dukung terhadap beban kendaraan, maka tanah dasar juga harus mempunyai stabilitas volume akibat pengaruh lingkungan terutama air. Tanah dasar yang mempunyai kekuatan dan stabilitas volume yang rendah akan mengakibatkan perkerasan mudah mengalami deformasi dan retak. Perkerasan yang dibangun pada tanah dasar yang lemah dan mudah dipengaruh lingkungan akan mempunyai umur pelayanan yang pendek. Sebagai prasarana transportasi darat, perkerasan harus mempunyai permukaan yang selalu rata dan kesat, agar para pengguna jalan dapat merasa nyaman dan aman (safe). Karena dibangun pada tanah dasar, maka kinerja perkerasan akan sangat dipengaruhi oleh mutu tanah dasar. Dengan dituntutnya perkerasan yang harus selalu mempunyai permukaan yang rata, maka persyaratan utama yang harus dipenuhi tanah dasar adalah tidak mudah mengalami perubahan bentuk. Tanah dasar yang mengalami perubahan bentuk, baik akibat beban lalu-lintas maupun cuaca, akan mengakibatkan perkerasan mengaiami kerusakan seperti bergelombang, alur dan terjadi penurunan seperti yang terlihat pada Gambar 1.1 berikut ini. Gambar 1.1 Perkerasan Jalan yang Telah Mengalami Kerusakan Perubahan bentuk tanah dasar dapat diakibatkan oleh kekuatan atau daya dukung yang rendah (tanah mudah runtuh), pengembangan, penyusutan dan densifikasi tanah dasar serta konsolidasi tanah di bawah tanah dasar. Lebih jauh lagi, faktor-faktor tersebut akan tergantung pada jenis tanah, berat isi kering dan kadar air. 2

3 Faktor kerusakan jalan sangat beragam, seperti faktor kerusakan konstruksi lain pada umunya. Secara teori jalan rusak karena beban. Kerusakan jalan agak berbeda dengan kerusakan bangunan sipil lainnya, seperti jembatan. Pada jembatan, misalnya, jika dibebankan dengan beban yang lebih besar dari batas maksimum, maka jembatan akan langsung ambruk. Pada jalan, kerusakan disebabkan repetisi atau pengulangan beban. Artinya beban kendaraan berat sekali lewat mungkin tidak akan menyebabkan kerusakan jalan. Tetapi jika terus menerus jalan akan mengalami kerusakan. Artinya kerusakan jalan adalah di sebabkan kelelahan akibat beban berulang. Hampir semua jalan menggunakan campuran agregat batu pecah dan aspal. Musuh utama aspal adalah air, karena air bisa melonggarkan ikatan antara agregat dengan aspal. Kerusakan yang umum terjadi di jalan-jalan kota adalah adanya air yang menggenangi permukaan jalan. Pada saat ikatan aspal dan agregat longgar karena air, kendaraan yang lewat akan memberi beban yang akan merusak ikatan tersebut dan permukaan jalan pada akhirnya. Tipikal kerusakan karena pengaruh air adalah lubang. Sekali lubang terbentuk maka air akan tertampung di dalamnya sehingga dalam hitungan minggu lubang yang semula akan membesar dengan cepat. Itulah sebabnya kerusakan jalan sering dikatakan bersifat eksponensial. Ketika ikatannya longgarpun, sebenarnya tidak masalah kalau tidak ada beban. Namun, ketika ikatannya longgar lalu ada kendaraan lewat, inilah yang mengawali kerusakan. Awalnya muncul lubang kecil, kecil tadi semakin membesar. Hubungan kerusakan jalan terhadap waktu terjadi secara eksponensial. Sebenarnya, ketika jalan didesain, ia harus kuat terhadap beban lalu lintas. Umur rencana 5 tahun umumnya diterapkan untuk jalan baru. Jalan yang rusak karena beban biasanya bercirikan retak dan kadang disertai dengan ambles. Gambar 1.2 Jalan yang Berlubang Kecil dan Digenangi Air Penyebab Kerusakan Pondasi Jalan Tanah merupakan bagian yang penting untuk berdirinya suatu bangunan, jalan raya, atau struktur lain yang berhubungan dengan ketekniksipilan. Sering kali suatu konstruksi mengalami kerusakan karena permasalahan yang terjadi pada tanah. Permasalahan ini tidak hanya terbatas pada penurunan saja tetapi mencakup secara menyeluruh, misalnya adanya pengembangan tanah, Ketidakstabilan dll. Oleh karena itu, analisa tentang tanah sangat dibutuhkan untuk mengetahui jenis tanah yang ada di lapangan dan akan dijadikan acuan untuk perbaikan struktur bawah jalan. 3

4 Oleh karena itu tanah di Kabupaten Probolinggo perlu dilakukan analisa lebih lanjut karena terindikasi tanah lempung ekpansif. Hal ini dapat dilihat dari kondisi fisik tanah, jika pada musim kemarau tanah menjadi retak-retak karena susut, sedangkan pada musim penghujan tanah menjadi lembek. Kondisi tanah yang tidak stabil sering menimbulkan masalah dan kerusakan pada perkerasan jalan. Untuk ruas jalan yang perlu untuk di teliti dan di analisa untuk perbaikan antara lain : 1. Ruas Condong - Wangkal 2. Ruas Tamansari Banjarsawah 3. Ruas Kedungdalem Tegalrejo 4. Ruas Maron Pekalen 5. Ruas Condong Segaran Beberapa ruas jalan di atas adalah ruas - ruas yang sering mengalami kerusakan ini adalah salah satu fenomena yang melatar belakangi dilakukannya analisa ini. Karena pada ruas-ruas tersebut merupakan jalan utama yang dilalui kendaraan baik pribadi atau angkutan umum. 1.2 Perumusan Masalah Dengan berpedoman pada latar belakang tersebut diatas, maka pada Proyek Akhir ini akan dibahas beberapa aspek antara lain sebagai berikut: 1. Bagaimana kondisi lapisan tanah dasar bawah permukaan jalan dari ruas Condong Wangkal, Ruas Tamansari Banjarsawah, Ruas Kedungdalem Tegalrejo, Ruas Maron Pekalen, Ruas Condong Segaran. 2. Berapa daya dukung tanah dasar yang diijinkan, tingkat konsolidasi, dan kestabilan dari ruas Condong Wangkal, Ruas Tamansari Banjarsawah, Ruas Kedungdalem Tegalrejo, Ruas Maron Pekalen, Ruas Condong Segaran. 3. Bagaimana cara untuk meningkatkan daya dukung tanah dasar, memperkecil tingkat konsolidasi, dan kestabilan dari tanah dasar pada ruas Condong Wangkal, Ruas Tamansari Banjarsawah, Ruas Kedungdalem Tegalrejo, Ruas Maron Pekalen, Ruas Condong Segaran 1.3 Batasan Masalah 1. Kriteria Stabilisasi dangkal didasarkan pada daya dukung tanah dasar, tingkat konsolidasi pada tanah dasar, dan stabilitas lereng dari tanah dasar tersebut. 2. Beban Lalu lintas sesuai kelas jalan III A dari ruas jalan tersebut dalam kurun waktu (5 th, 10 th, 15 th) 3. Bahan yang digunakan untuk stabilisasi tanah dasar berupa semen PC. 1.4 Tujuan Tujuan dari proyek akhir ini adalah: 1. Mendapat bentuk atau cara stabilisasi tanah tersebut untuk dijadikan rekomendasi teknis 2. Dengan rekomendasi teknis tersebutkemampuan perencanaan pembangunan ruas jalan tersebut bisa sesuai standart perencanaan. 4

5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum Kondisi tanah dasar yang kurang baik akan mempengaruhi kualitas konstruksi diatasnya. Terutama pada konstruksi jalan yang notabene dengan lalu lintas kendaraan setiap hari. Tentunya hal ini membutuhkan sebuah konstruksi yang bisa menyokong beban yang ada diatasnya. Pada proyek akhir ini di beberapa ruas jalan mengalami kerusakan yang diakibatkan adannya daya dukung tanah dasar yang kurang baik. Sehingga konstruksi jalan menjadi cepat rusak dan menjadikan jalan tidak nyaman untuk digunakan sebagai sarana transportasi. Dan tentunya hal ini mempengaruhi kondisi ekonomi dari masyarakat probolinggo. Dari permasalahan diatas, maka dilakukan perbaikan salah yaitu dengan cara stabilisasi dangkal pada beberapa ruas jalan tersebut. Stabilisasi dangkal merupakan teknik stabilisasi yang sering diterapkan di bidang jalan terutama untuk mengubah sifat sifat dasar tanah dasar (Sub Grade) atau lapis pondasi bawah (sub base) agar dapat memenuhi standar persyaratan teknik. Dengan kemajuan teknologi di bidang geoteknik, saat ini penggunaan stabilisasi dangkal telah berkembang dan digunakan untuk memperbaiki lapisan tanah lunak yang berada di di bawah permukaan. Stabilisasi dangkal yang digunakan pada lapisan bawah permukaan ini bertujuan untuk meningkatkan daya dukung tanah yang rendah dan mengurangi sifat kompresibel/mampet serta mengurangi besarnya penurunan timbunan badan jalan. Untuk tipe tipe stabilisasi tanah dangkal yang bisa digunakan di bawah timbunan dapt dilihat pada gambar dibawah ini : Gambar 2.1 Stabilisasi Dangkal Menggunakan Semen 5

6 Gambar 2.1a Stabilisasi Dangkal Menggunakan Tiang Kayu 2.2 Karakteristik Stabilisasi Dangkal Dari segi kinerja, stabilisasi dangkal dapat mengurangi penurunan total dan perbedaan penurunan, deformasi lateral, serta meningkatkan stabilitas fondasi, baik jangka pendek maupun jangka panjang. Perbandingan karakteristik dari macam-macam teknik stabilisasi dangkal ditunjukkan pada Tabel 2.1 di bawah ini. Tabel 2.1 Kinerja Stabilisasi Dangkal Tipe Stabilisasi Dangkal Tanpa stabilisasi dangkal Stabilisasi dangkal Stabilisasi dangkal + cerucuk yang renggang (jarak antar cerucuk > 3,5 x diameter cerucuk) Stabilisasi dangkal + cerucuk yang rapat (jarak antar cerucuk < 3,5 x diameter cerucuk) Potensi Penuruna n Total Potensi Deformasi Lateral Potensi Stabilitas Fondasi Besar Besar Sangat tidak stabil Sedang Agak kecil Kecil Potensi Kecepatan Penimbun an Lambat Biaya Rendah Cukup Cukup Stabil Sedang Sedang Stabil Stabil Stabil Agak cepat Tinggi Lebih stabil Lebih stabil Cepat Sangat tinggi 6

7 2.3 Prinsip dan Parameter Desain Dalam penerapan metode perbaikan tanah lunak dengan cara meningkatkan kekuatannya teknik stabilisasi dangkal merupakan langkah pertama sebagai pendekatan yang layak dalam suatu proyek. Salah satu factor yang sangat penting dalam penentuan ini adalah tegangan tanah, misalnya apabila tanaah telah mengalami pra kompresi lebih dahulu sehingga tanah masih dalam kondisi/keadaan konsolidasi berlebih maka penggunaan stabilisasidangkal kemungkinan tidak diperlukan. Dalam menentukan stabilisasi dangkal nilai pendekatan yang digunakan adalah : 1. Daya Dukung Tanah Untuk perhitungan ini digunakan persamaan terzaghi yaitu : Qu=cNc + DNq + 0,5BN Dimana : Qu = daya dukung tanah (kpa) c = kohesi (kpa) = berat isi tanah (kn/m3) D = kedalaman tanah yang ditinjau (m) B = lebar pondasi atau timbunan (m) Nc, Nq, N = factor daya dukung Factor daya dukung berdasarkan besarnya sudut geser dalam tanah ( ) diperoleh dari grafik dan tabel terzaghi seperti di bawah ini ; Gambar 2.3 Grafik Faktor Daya Dukung (Terzaghi) 7

8 Tabel 2.2 Nilai Nilai Faktor Daya Dukung Tanah Terzaghi Keruntuhan geser umum Keruntuhan geser lokal Nc Nq Ng Nc ' Nq ' Ng ' 0 5, , ,3 1,6 0,5 6,7 1,4 0,2 10 9,6 2,7 1,2 8 1,9 0, ,9 4,4 2,5 9,7 2,7 0, ,7 7,4 5 11,8 3,9 1, ,1 12,7 9,7 14,8 5,6 3, ,2 22,5 19,7 19 8,3 5, ,6 36, ,7 11, ,8 41,4 42,4 25,2 12,6 10, ,7 81,3 100,4 34,9 20,5 18, ,3 173,3 297,5 51,2 35,1 37, ,3 287,9 780,1 66,8 50,5 60, ,6 415,1 1153,2 81,3 65,6 87,1 2. Kestabilan Timbunan Di dalam menguji kestabilan untuk timbunan jalan ini ada batasan factor keamanan yang dijadikan batasan dalam menentukan analisis. Pada waktu kritis stabilitas timbunan pada tanah lunak adalah selama dan segera setelah selesai pelaksanaan karena proses konsolidasi tanah lunak dibawah timbunan menyebabkan kuat geser dari lapisan tanah lunak akan meningkat. Oleh karenanya diperlukan factor keamanan kondisi jangka pendek berdasarkan parameter kuat geser tak terdrainase. untuk safety factor berdasarkan kelas jalan dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel 2.3 Faktor Keamanan Untuk Kelas Jalan Kelas Jalan Faktor keamanan I & II 1,4 III & IV 1,3 3. Penurunan Timbunan Teori konsolidasi Terzaghi banyak digunakan dalam memperkirakan penurunan jangka panjang pada timbunan yang dibangun di atas tanah lunak. Apabila besarnya penurunan konsolidasi melebihi criteria yang ditetapkan, maka kemungkinan stabilisasi dangkal dibutuhkan untuk mengurangi penurunan tersebut. Persamaan untuk menentukan besarnya penurunan konsolidasi ditunjukkan seperti di bawah ini : Untuk lempung normally consolidated = =

9 Untuk lempung over consolidated (a) Bila po+δp<pc ; maka : (b) Bila po+δp>pc ; maka : = = Dimana : Sc : penurunan konsolidasi (m) H : lapisan tanah (m) Eo : angka pori awal Cr : indeks rekompresi Po : tekanan overburden efektif awal Pc : tekanan prakonsolidasi Δp : tambahan tegangan 2.4 Penyelidikan Laboratorium Penyelidikan di laboratorium ini meliputi 2 pekerjaan utama, yaitu penentuan Physical Properties dan Engineering Properties. Contoh tanah yang tiba di laboratorium segera dilakukan pengujian di laboratorium yang sesuai dengan kondisi contoh tanah Undisturbed yang ada. Adapun jenis uji laboratorium adalah sbb: a. Physical Properties Penentuan sifat indek dari contoh tanah ini meliputi : - Density of soil ( t) - Spesific Gravity (Gs) - Natural Water Content (Wn) - Grain Sieve Analysis - Atterberg Limit b. Engineering Properties - Triaxial UU - Direct Shear - Unconfined - Konsolidasi 2.5 Metode Penyelidikan Laboratorium Density of Soil ( t) Density of soil adalah nilai kepadatan tanah asli yang tidak terganggu yang diambil langsung dari lapangan dengan menggunakan tabung Shelby. Adapun metode pengujiannya adalah : - Peralatan dan Bahan Yang perlu Disiapkan 1. Cawan Sample 2. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram 9

10 3. Air raksa 4. Cawan peluber air raksa dengan plat kaca dengan 3 paku - Langkah Kerja 1. Mengeluarkan Contoh tanah dari tabung Shelby dengan alat extruder. Kemudian ambil sebagian contoh tanah dan bentuk seperti dadu dengan ukuran 2cmx2cmx2cm. Gambar 2.14 Alat Extruder 2. Benda uji yang telah dibentuk dadu ditaruh di dalam cawan yang beratnya sudah ditimbang terlebih dahulu =W cawan = Wc dan tentukan berapa berat dari contoh tanah tersebut. 3. Untuk menetukan berapa besar volume tanah maka contoh tanah diambil dan dimasukkan ke dalam cawan lain yang sudah diisi dengan air raksa sampai meluber maka didapatkan nilai Hg yang dipindahkan. Maka dari percobaan ini didapatkan nilai Density of soils dengan cara : 10

11 2.5.2 Spesific Gravity (Gs) Test ini digunakan untuk mengetahui specific gravity. Yang dimaksud dengan specific gravity tanah ialah perbandingan antara berat jenis butiran tanah dengan berat jenis air pada suhu tertentu. - Peralatan dan Bahan Yang perlu Disiapkan 1. Piknometer dengan kapasitas minimum 100 ml atau botol ukur dengan kapasitas minimum 50 ml 2. Neraca dengan ketelitian 0.01 gram 3. Thermometer ukuran C dengan ketelitian pembacaan 10 C 4. Botol berisi air suling 5. Oven 6. Pompa udara (vacum1-1,5 PK) 7. Alat penumbuk tanah dari porselen - Langkah Kerja 1. Ambil tanah kering yang telah dikeringkan di dalam oven selama 24 jam kemudian tanah kering itu digerus sampai halus menjadi bubuk dengan alat penumbuk dari porselen dan kemudian sejumlah bubuk tanah tersebut dimasukkan kedalam piknometer. Harus diperhatikan bahwa bubukan tanah supaya tidak mengandung gumpalan gumpalan tanah yang masih berupa pengelompokkan partikel/ butiran tanah. Maka tanah harus ditumbuk sampai benar-benar lepas satu sama lain. Setelah itu tanah kering dan pikno ditimbang ketemu nilai pikno dan tanah kering. 2. Pikno dan tanah kering tersebut kemudian didisi dengan air sedikit ± ¼ dari pikno dan dibiarkan ± 5 menit untuk kemudian di vacuum untuk menghilangkan udara yang ada di dalam tanah. Vacuum ini dihentikan jika dalam pikno sudah tidak ada lagi gelembung gelembung udara yang terlihat. 11

12 3. Piknometer diisi lagi air sedikit hingga batas bawah leher, lalu divacum kembali. Bila selisih kenaikan muka air antara divacum dan tidak divakum relative sudah kecil < 1cm maka vakum boleh dihentikan. Teruskan memvacum bila beda kenaikan muka air masih relative besar (h>1cm) 4. Setelah divacum piknometer yang berisi tanah dan sedikit air tadi diisi dengan air sampai batas yang ditentukan kemudian ditimbang dan diukur suhunya. Sedangkan formula untuk mendapatkan nilai GS adalah sbb: Dimana : W1 W2 W3 W4 T1 T2 = Berat Piknometer = Berat Piknometer + Tanah kering = Berat Piknometer + Air + tanah Kering = Berat piknometer + Air = Suhu Air = Suhu Air + Tanah 12

13 Tabel 2.8 Koreksi Temperatur Untuk perhitungan Gs Kadar Air ( Wc) Uji kadar dimaksudkan untuk mengetahui berapa besar kadar air dari undisturbed sample. - Peralatan dan Bahan Yang perlu Disiapkan 1. Oven 2. Sample tanah asli 3. Cawan 4. Timbangan Neraca dengan ketelitian 0.01 gram - Langkah Kerja 1. Contoh tanah dalam cawan ditimbang kemudian di oven selama 24 jam dengan suhu 100 C Triaxial UU Uji triaxial dimaksudkan untuk mendapatkan nilai kua geser dan cohesi tanah. Metode pengujian ini disebut pula dengan pengujian quick test (pengujian cepat), benda uji mula-mula dibebani dengan penerapan tegangan sel (tegangan keliling), kemudian dibebani dengan beban normal, melalui penerapan tegangan deviator (Δσ) sampai mencapai keruntuhan. Pada penerapan tegangan deviator selama penggeseran air tidak diperkenankan keluar dari benda uji. Jadi selama pengujian katup drainase ditutup. 13

14 Karena pada pengujian air tidak diijinkan keluar, beban normal tidak ditransfer ke butiran tanahnya. Keadaan tanpa drainase ini menyebabkan adanya tekanan berlebihan air pori (excess pore pressure) dengan tidak ada tahanan geser hasil perlawanan dari butiran tanah. Gambar 2.5: Skema dan Alat Uji Triaksial - Peralatan dan Bahan Yang perlu Disiapkan 1. Sample dengan ukuran 3,6 cm x 7,2 cm 2. Kondom 3. Kapi atau pisau untuk membuat sample 4. Gunting 5. Satu set triaxial compression machine - Langkah Kerja 1. Buat sample dengan ukuran seperti yang telah disebutkan diatas untuh contoh bisa dilihat di bawah ini : 14

15 2. Setelah itu masukkan sample kedalam kondom yang telah disiapkan agar waktu pengetesan sample tidak rusak terkena air. Sample yang telah dipasangi Membran 3. Setelah semua proses awal selesai tutup sample dengan tabung lalu alirkan air hingga tabung terisi penuh kemudian buka cell pressure posisikan pada tcontrol panel ke teganggan 1 (satu) untuk pembacaan awal dan kemudian dilanjutkan dengan bacaan yang kedua pada tegangan 2(dua ) pada control panel. Proses pembacaan uji triaxial dilakukan setiap penurunan sebesar 20 mm yang dilihat dari dial yang ada. Kemudian dilihat berapa besar nilai dial pada provil ring kemudian dicatat. Posisi tegangan pada posisi 1 untuk bacaan pertamaa dan posisi 2 untuk bacaan kedua Pembacaan dial 20 mm penurunan dibaca nilai perlawanan pada dial profil ring Posisi pengetasan air memenuhi isi tabung Setelah selesai pembacaan kemudian data yang diperoleh dari pengujian dilaksanakan minimal dua kali dari sampel yang berbeda. Dari setiap sampel akan didapatkan σl dan σ2. Dari data-data tersebut kemudian digambarkan lingkarannya dan ditarik garis singgung antara lingkaran-lingkaran tersebut. Garis singgung akan memotong sumbu S, maka nilai pada perpotongan tersebut adalah kohesi (c'). Nilai (φ' adalah sudut yang dibentuk antara garis singgung dengan sumbu mendatar. 15

16 Gambar 3.14: Lingkaran Mohr Mempunyai Diameter σ3 σ Direct Shear Test Uji geser langsung (direct shear test), merupakan uji yang sederhana. Pengujian ini dilakukan dengan menempatkan benda uji ke dalam kotak geser seperti terlihat pada Gambar. Kotak ini terbagi dua, dengan setengah bagian bawah merupakan bagian yang tetap dan bagian atas bebas bertranslasi. Kotak ini tersedia dalam beberapa ukuran, namun yang biasa digunakan adalah bentuk lingkaran dengan diameter 6,4 cm atau bujur sangkar dengan sisi 5,0 cm. Benda uji tanah secara hati-hati diletakkan di dalam kotak geser, sebuah blok pembebanan diletakkan di atas benda uji. Gaya normal diberikan pada benda uji dengan meletakkan beban normal Pn (2 kg, 4 kg dan 8 kg), setelah beban diletakkan di atas benda uji, kemudian dilanjutkan dengan pemberian gaya geser arah horizontal, yaitu dengan cara mendorong sisi kotak geser sebelah atas, sampai benda uji mengalami keruntuhan. Pn Horizont al Dial Hanger Sample h Gambar Diagram skematis alat uji geser langsung Pada bidang runtuh terdapat dua gaya yang bekerja, yaitu gaya normal yang berasal dari beban vertikal sebesar P n dan gaya geser akibat gaya horizontal sebesar P h yang timbul pada saat kotak geser didorong. Tegangan normal ( n ) dan tegangan geser ( ) yang terjadi dihitung dengan rumus: 16

17 P n σ n =...(3.4) A P h τ = A...(3.5) Di mana A adalah luas penampang benda uji (luas kotak geser) dan biasanya tidak dikoreksi terhadap perubahan luas sampel yang disebabkan oleh displasemen lateral akibat gaya geser P h. - Peralatan dan Bahan 1. Cetakan besi berbentuk silinder 6,4 cm. 2. Seperangkat alat uji geser seperti pada gambar. 3. Timbangan dengan ketelitian 0,1gram. 4. Beban 0,5 kg, 1 kg dan 2 kg. 5. Pan atau lengser pengaduk tanah. 6. Alat pengukur contoh tanah. 7. Penggaris besi lurus. 8. Cawan. 9. Oven. 10. Botol Plastik. 11. Contoh tanah 12. Air suling - Langkah Kerja 1. Keluarkan contoh tanah yang asli (Undisturbed Soil sample) dari tabung selby tube pengujian ini dikhususkan hanya dilakukan pada tanah non cohesive. 2. Dengan menggunakan proving ring berdiameter 6,4 cm atau bujur sangkar dengan sisi 5,0 cm bentuk contoh tanah. 3. Masukkan contoh tanah yang sudah dibentuk dalam kotak geser. 4. Pasang Manometer arah Horisontal dan vertikal untuk mengamati perubahan tegangan pada tanah akibat beban yang diberikan. Pasang dial beban 3,6 kg pada alat Direct Shear, kemudian jalankan alat Geser Langsung dengan kecepatan tertentu. Catat perubahan pada horisontal dan vertikal pada dial profil ring yang telah terpasang pada alat direct shear test. Ulangilah langkah diatas untuk beban-beban 6,3 kg, dan 12 kg Unconfined Compresion Test Pengujian unconfined ini dilakukan untuk membandingkan tegangan maksimum yang dapat diterima contoh uji dengan deviator stress maksimum yang dihasilkan oleh percobaan triaksial cu. Dari perbandingan ini akan diketahui perilaku contoh uji masing-masing percobaan dan korelasi tegangan percobaan triaksial cu terhadap percobaan unconfined. Pada pengujian unconfined ada beberapa hal yang harus diperhatikan agar contoh uji memiliki data yang valid, yaitu : 1. Pengujian harus segera dilakukan setelah percetakan contoh uji selesai atau jika ditaruh di tabung kaca sebaiknya tidak lebih dari 3 hari untukmencegah berkurangnya kadar air pada contoh uji sehingga menyebabkan retak khususnya pada sambungan antar lapisan. 2. Kecepatan penurunan 1% dari ketinggian contoh uji per menit. 3. Contoh uji diberi beban hingga mengalami strain sebesar 20% 17

18 - Peralatan dan Bahan 1. Sample tanah diambil langsung dari tabung Shelby dengan ukuran 6,2 cm x 12,4 cm. 2. Unconfined Compresion Machine 3. Kapi atau pisau 4. Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram - Langkah Kerja 1. Buatlah sampel tanah dengan ukuran 6,2cm x 12,4cm 2. Setelah sampel siap taruh pada alat Unconfined Compresion lalu baca setiap penurunan 20 mm pada dial dalam profil ring Grain Sieve Analysis Percobaan analisa ayakan dipakai untuk diameter butiran tanah lebih besar dari 0,075 mm untuk standart ASTM, AASHTO, dan USCS sedangkan untuk standart MIT dipakai untuk diameter butiran lebih besar dari 0,06 mm. dapat kita lihat perbandingannya dari keempat standart tersebut seperti dibawah ini. 18

19 Percobaan analisa ayakan ini adalah merupakan klasifikasi tanah berdasarkan gradasi butiran. Dari ukuran butiran ini dapat ditentukan tingkat keseragaman dan tingkat kemampatan tanah tersebut yaitu yang disebut Cu dan Cc selanjutnya Cu disebut koefisien keseragaman dan Cc=koefisien concavity di mana Cu dan Cc adalah untuk menentukan bahwa gradasi butiran itu baik atau buruk. - Peralatan dan Bahan 1. Timbangan dan neraca dengan ketelitian 0,2% dari berat benda uji 2. Satu set saringan ; 76,2 mm (3"), 63,5 mm (2,5"), 50,8 mm (2"), 37,5 mm (1,5"), 25 mm (1"), 19,1 mm (3/4"), 12,5 mm (1/2"), 9,5 mm (3/8") ; no. 4, no. 8, no. 16, no. 30, no.50, no. 100 dan no. 200 (standar ASTM) 3. Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu untuk memanasi sampai (110 ± 5)0 C. 4. Alat pemisah contoh 5. Mesin pengguncang saringan 6. Kwas, sikat kuningan, sendok dan alat-alat lainnya - Langkah Kerja 1. Contoh tanah yang akan dipakai untuk ayakan dikeringakan terlebih dahulu dalam oven setelah kering tanah sampel diangkat dan tumbuk agar memudahkan dalam proyes pengayakan tetapi dalam penumbukan usahakan untuk memakai penumbuk dari karet agar gradasi dari butiran tidak rusak. 2. Kemudian timbang contoh tanah sebesar 1kg dan lakukan pengayakan. 19

20 Gambar 1. Satu set saringan (ayakan) beserta mesin pengguncang ayakan 3. Setelah ditimbang tanah tersebut kemudian dimasukkan ke ayakan. Susunan ayakan diguncang- guncanag dengan alat pengguncang atau dengan tangan selama 10 menit sampai 15 menit, setelah diguncang contoh tanah yang tertahan pada setiap ayakan ditentukan beratnyaa demikian juga contoh tanah yang ada di pan(lengser) 4. Kalau tanah yang tertahan pada ayakan no 200 cukup banyak, maka tanah yang tertahan pada ayakan no. 100 dan no. 200 tersebut harus dicuci dengan air sampai bersih artinya bila air yang keluar dari ayakan no 200 sudah jernih maka pencucian tanah ini dianggap cukup langkah selanjutnya ialah memindahkan tanah yang telah dicuci tadi dimasukkan kedalam mangkok dan yang tertinggal diayakan disemprot air perlahan-lahan dari bawah supaya masuk kedalaam mangkokk dan tidak terhambur keluar. Diusahakan tanah tanah yang ada di mangkok mempunyai jumlah air yang minimum. 20

21 - Perhitungan 21

22 Penggunaan ayakan biasannya dibuat sedemikian rupa sehingga ayakan yang dibawah mempunyai diameter lubang kira kira 0,5 dari diameter lubang ayakan diatasnya (untuk mudahnya plotting pada skala logaritmis). Contoh ayakan No. 4, 8, 16,30, 120,200 atau 4, 10,20,40,100,200 atau No. 4,10,20,40,80,200 Wtot = Berat total = W1+.+Wp ( harus <2% ) Setelah perhitungan selesai maka dilakukan penggambaran grafik analisa ayakan sebagai berikut: Titik titik pada grafik didapat dari prosentase butir yang lolos pada 10%, 30% dan 60% ditarik garis mendatar hingga memotong garis lengkung grafis dari perpotongan ini ditarik garis vertical D10, D30, dan D60. Kemudian menghitung koefisien keseragaman Cu dan koefisien gradasi Cc yang besarnya. - Hidrometer Test Uji ini dilakukan Untuk mendapatkan distribusi butiran dari suatu sample tanah yang lolos dari saringan No Dengan memanfaatkan kecepatan endapan butir-butir tanah dalam cairan adalah dihitung menurut hokum stoke yaitu : 22

23 Sehingga diameter butir tanah dapat dihitung sebagai berikut : Persamaan ini berlaku untuk range diameter butiran 0,0002 mm <D< 0,2 mm dimana berat volume air adalah 1gr/m3 yaitu pada temperature 4 C apabila temperaturnya lebih maka harus disesuaikan seperti pada table terlampir begitu pula kekentalannya (ή). Karena L adalah panjang efektif bacaan pada waktu tertentu terjadinya proses endapan. Atau sedimen butiranbutiran tanah maka kecepatan endapat adalah V = L/t untuk factor koreksi a=1 dan temperature 20 C maka Gs=2,65 kalau Gs 2,65bmaka a dicari dengan perbandingan Perubahan Gs dan temperature kita hitung sebagai angka K yang mempengaruhi besar diameter butiran tanah secara umum adalah : - Peralatan dan Bahan 1. Hydrometer dengan skala-skala konsentrasi (5-60 gram per liter) atau untuk pembacaan berat jenis campuran (0,995-1,038) 2. Tabung-tabung gelas ukuran kapasitas 1000 ml, dengan diameter ± 6,5 cm 3. Termometer C ketelitian 0,10 C 4. Pengaduk mekanis dan mangkuk dispersi (mechanical stirer) 5. Saringan-saringan No. 10, 20, 40, 80, 100 dan Neraca dengan ketelitian 0,01 gram 7. Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu untuk memanasi sampai (110 ± 5) 0 C 8. Tabung-tabung gelas ukuran 50 ml dan 100 ml 9. Batang pengaduk dari gelas 10. Stop watch - Langkah Kerja Sebelum memulai ada catatan untuk hydrometer test ini dilakukan jika 50% atau lebih contoh tanah yang di test lolos lewat ayakan no.200 hidrometer tidak digunakan untuk pengklasifikasian tanah. 1. Ambil tanah yang ada di pan (lengser )pada percobaan analisa ayakan setelah lolos ayakan no. 200 secukupnya beratnya = w5 untuk mencegah butir-butir tanah agar tidak berflocculasi(butiran menggumpal saling terikat) maka tanah dicampur dengan bahan kimia larutan calgon (sodium hexamethaphosphate) 4 % sebagai deflocculating agent. Larutan calgon dibuat dari campuran 40 gram calgon dan 1000 cc air suling. 23

24 2. Tanah yang dibiarkan selama 8-12 jam tadi dicampur sampai merata dengan menggunakan spatula. 3. Campuran tanah yang sudah diaduk dengan kincir pengaduk tadi dipindahkan kedalam gelas silinder (gelas ukur) yang mempunyai volume 1000 cc. dalam pemindahan tidak boleh ada tanah yang tertinggal di dalam gelas pengaduk 24

25 Setelah t =2 menit selesai, hydrometer diambil dan dimasukkan kedalam gelas A. pada waktu memindah hydrometer Dari Bke A harus dilakukan secara hati-hati supaya jangan mengacau larutan yang sudah mulai mengendap. Pembacaan dilakukan pada saat : T = 4 menit, 8 menit, 15 menit, 30 menit, 1 jam, 2 jam, 4 jam, 8 jam, 24 jam, 48 jam. Pembacaan diteruskan bila larutan masih keruh. Pembacaan dihentikan bila larutan sudah jernih kembali karena hampir semua partikel tanah sudah mengendap. Setiap selesai akhir waktu pembacaan hydrometer pada gelas B. maka hydrometer harus diambil dan dimasukkan kegelas A selama 30 detik Atterberg Limit Test Konsistensi tanah didefinisikan sebagai suatu kondisi fisis dari suatu tanah berbutir halus pada kadar air tertentu. Sedangkan Plastisitas merupakan karakteristik dari tanah berbutir halus (lempung) yang sangat penting. Plastisitas melukiskan kemampuan tanah urituk berdeformasi pada volume yang tetap tanpa retakan atau remahan. Atas dasar air yang terkandung didalamnya (Konsistensinya) tanah dibedakan atau dipisahkan menjadi 4 keadaan dasar: Padat, Semi padat, Plastis, Cair. Transisi dari padat ke semi padat disebut batas susut (shrinkage limit) = SL=WS. Yaitu besar kadar air tanah dimana tanah tersebut mempunyai volume terkecil saat airnya mengering. - Transisi dari semi padat ke plastis disebut batas plastis (plastic limit) = PL=WP. Yaitu besar kadar air dimana tanah apabila digulung sampai diameter 3.2 mm tanah akan retak-reatak. Transisi dari plastis ke cair disebut batas cair (liquid limit) = LL = WL yaitu kadar air dimana tanah akan mengalir akibat berat sendiri. 25

26 Kadar air pada kondisi transisi diatas pada masing-masing konsistensi disebut batas-batas Atterberg. Panjang daerah interval kadar air tanh pada kondisi lastis disebut Index Plastis (IP). IP = WL - WP = selisth batas cair dan batas plastis. Setiap tanah mempunyai WL, WP, WS, IP, yang tidak sama satu dengan yang lain (plastisitas masing masing tanah tidak sama). Plastisitas rendah LL < 35 % Plastisitas sedang LL 35% - 50% Plastisitas tinggi LL > 50% Berikut ini adalah skema hubungan antara kadar air, volume tanah, konsistensinya, dan batasbatas konsistensinya. Gambar 3.6: Skema hubungan kadar air, Volume, dan Konsistensi Penentuan Batas Cair di Laboratorium Alat yang digunakan adalah mangkok kuningan (Casagrade). Sampel tanah diaduk rata dengan air dalam mangkuk, kemudian pada bagian tengah di barut dengan coret sehingga menjadi dua bagian dengan alur selebar 2 mm. Engkol diputar maka mangkuk terangkat 1 cm dan jatuh bebas pada landasan. Pemutaran dilakukan berulang kali sehingga bagian tanah dalam mangkuk tertaut. Makin kurang "cair" akan memerlukan jumlah pukulan semakin banyak. Setelah bagian tanah tertaut, dicatat jumlah pukulan dan diperiksa kadar airnya. Tanah dalam keadaan batas cair diperlukan kurang lebih 25 kali pukulan. Gambar 3.7 : Alat Casagrande 26

27 Gambar 3.8: Pembarut Gambar 3.9: Kondisi Tanah Sebelum Diputar dan Sesudah Diputar Menurut ANALISA hubungan antarajumlah pukulan dengan kadar air tanah merupikan garis lurus jika digunakan grafik semi logaritma. Interpolasi pada pukulan 25 perpotongan pada garis vertikal N = 25 lalu tarik garis mendatar didapat WL = 44 % Menentukan Batas Plastis Tanah di Laboratorium Jika tanah digulung sampai diameter 3 mm mulai timbul retak, maka kondisi semacam ini dianggap sebagai batas plastis. Mulanya tanah basah gram dibentuk menjadi bola, dan digiling-giling di atas kaca dengan telapak tangan sehingga menjadi silinder dengan diameter kurang lebih 3 mm. Bila tanah menjadi batangan-batangan berdiameter 3 mm belum retak-retak maka kondisinya masih plastis. Maka pekerjaan ini periu diulang lagi sampai didapat batangan berdiameter 3 mm dengan terdapat retakretak (batas plastis). Kemudian batang yang retak tersebut dicari kadar airnya. Sehingga didapat kadar air pada batas plastis (WP). Gambar 3.10: Gulungan Tanah Pada Uji Batas Plastis 27

28 Hubungan Batas Batas Konsistensi dengan Sifat Tanah WL, WP, WS, dan IP berguna untuk memperkirakan sifat dan mengetahui jenis tanj»h berbutir halus. 1. Tanah dengan Ws makin kecil menunjukkan tanah bersifat kembang susut makin besar 2. Dengan tanah WL < 50 % Disebut tanah plastisitas rendah. WL > 50% Disebut tanah dengan plastisitas tinggi. 3. Jenis tanah dan sifat tanah ditentukan dari WL dan Ip dengan menggunakan diagram plastisitas (Cassagrande). Gambar 3.12: Diagram Karakteristik Tanah Diagram dibagi dengan empat daerah dengan line A dan B. Jika tanah diketahui nilai WL dan IP dan diplotkan pada diagram dapat diketahui nama tanah dan sifatnya. WL = 60% IP = 40% maka tanah diatas disebut tanah plastisitas tinggi (Clay High Plasticity) disebelah kiri garis B untuk tanah plastisitas rendah, dan sebelah kanan garis B untuk plastisitas tinggi. Diatas garis A untuk tanah lempung dan dibawah garis A untuk lanau atau tanah organik. Bila tanah terletak dikiri garis B dan diatas garis A berarti WL< 50% dan IP > 0.73 (WL-30) adalah tanah lempung low plasticity (CL).Bila tanah terletak dikanan garis B dan diatas garis A berarti WL > 50% dan IP > 0.73 (WL - 20). 2.6 Konsolidasi Uji konsolidasi dilakukan pada tanah lempung atau lanau yang jenuh air berdasarkan teori Terzaghi. Khusus untuk tanah ekspansif dan tanah organik, maka tidak termasuk dalam lingkup pengujian ini. - Definisi Konsolidasi adalah proses dimana tanah yang jenuh air mengalami kompresi akibat beban dalam suatu periode waktu tertentu, dimana kompresi berlangsung akibat pengaliran air keluar dari pori-pori tanah. Tekanan air pori ekses adalah tekanan air pori tanah akibat pemberian beban seketika. Dengan mengalirnya air dari pori-pori tanah, tekanan air pori ekses ini akan menurun secara berangsur-angsur, peristiwa ini disebut disipasi tekanan air pori. Derajat konsolidasi adalah rasio antara tekanan air pori yang menurun setelah beberapa waktu berdisipasi terhadap tekanan air pori ekses mula mula selama proses konsolidasi. Disebut juga sebagai persentase disipasi tekanan air pori. 28

29 Derajat konsolidasi rata-rata (U) adalah rata-rata derajat konsolidasi sepanjang ketinggian contoh tanah. Dapat dibuktikan bahwa derajat konsolidasi rata-rata sama dengan rasio pemampatan tanah pada saat tertentu terhadap pemampatan final dari contoh tanah. Kompresi awal adalah pemampatan yang terjadi seketika setelah beban diberikan kepada contoh tanah, sebelum proses disipasi berlangsung. Konsolidasi primer adalah bagian dari kompresi tanah akibat pengaliran air pori dari pori tanah hingga seluruh proses disipasi selesai. Konsolidasi Sekunder adalah pemampatan tanah yang berlangsung setelah konsolidasi primer selesai. Koefisien kemampatan, av adalah perubahan angka pori per satuan perubahan tegangan akibat konsolidasi pada perubahan tegangan tersebut. Koefisien pemampatan volume (coefficient of volume compressibility), my adalah perubahan volume per satuan volume untuk setiap satuan perubahan tegangan. M v = (ΔV / Vo) x av Δp (1 + e ) Koefisien konsolidasi, (cv) adalah parameter yang menghubungkan perubahan tekanan air pori ekses terhadap waktu. Faktor waktu (Time Factor), Tv adalah parameter tak berdimensi yang menghubungkan waktu, koefisien konsolidasi, dan jarak pengaliran (drainage path); digunakan untuk menentukan kecepatan pengaliran air secara teoritis pada kurva konsolidas Maksud Dan Tujuan Serta Aplikasi Uji Konsolidasi Maksud uji konsolidasi adalah memberikan beban secara bertahap kepada tanah dan mengukur perubahan volume (atau perubahan tinggi) contoh tanah terhadap waktu. Tujuan dari uji konsolidasi adalah untuk menentukan sifat kemampatan tanah dan karakteristik konsolidasinya yang merupakan fungsi dari permeabilitas tanah. (a) Sifat kemampatan tanah dinyatakan dengan koefisien kemampatan volume (mv) atau dengan indeks kompresi (cc). (b) Karakteristik konsolidasi dinyatakan oleh koefisien konsolidasi (cv) yang menggambarkan kecepatan kompresi tanah terhadap waktu Manfaat Hasil uji konsolidasi ini dapat digunakan untuk menghitung prediksi penurunan tanah akibat proses konsolidasi, dan secara tidak langsung dapat pula digunakan untuk menentukan permeabilitas tanah, k, dengan rumus Keterbatasan Uji ini hanya untuk konsolidasi 1 dimensi (arah vertikal saja). 29

30 - Peralatan Alat konsolidasi, terdiri dari 2 bagian: alat pembebanan dan alat konsolidasi. Arloji ukur Peralatan untuk meletakkan contoh tanah ke dalam ring konsolidasi Timbangan dengan ketelitian 0.01 γ dan 0.1 γ. Oven Desikator Stopwatch Alat pemotong yang merupakan pisau tipis dan tajam serta pisau kawat. Penggaris (scale) Gambar 3.15: Skema Alat Uji Konsolidasi - Ketentuan Setiap alat perlu diperhitungkan besar beban untuk memdapatkan tekanan yang diinginkan. Untuk memperhitungkan faktor pengaruh alat harus diadakan koreksi terhadap pengaruh alat, yang dapat ditentukan dengan menggunakan alat uji besi yang mempunyai ukuran sama dengan ukuran benda uji (contoh tanah yang di uji). Pembebanan dilakukan seperti biasa, penurunan yang dibaca pada setiap pembebanan adalah nilai koreksinya Untuk menjaga agar tidak terjadi perubahan kadar air mula-mula, contoh tanah harus secepatnya diperiksa. Contoh tanah tidak boleh dipasang dan dibiarkan terlalu lama sebelum beban pertama diberikan. Pada awal percobaan, batu pori harus benar-benar rapat pada permukaan contoh tanah, dan pelat penumpu serta alat beban harus benar-benar rapat satu sama lain. Jika hal ini tidak diperhatikan maka pada pembebanan pertama mungkin diperloleh pembacaan penurunan yang lebih besar dari nilai sesungguhnya. Selama percobaan sel konsolidasi harus tetap penuh air. Pada beberapa macam tanah tertentu ada kemungkinan pada pembebanan pertama akan terjadi pengembangan (swelling) setelah sel konsolidasi diisi dengan air. Bila hal ini terjadi, segeralah pasang beban kedua, dan baca arloji penurunan seperti prosedur.jika pada pembebanan kedua masih terjadi pengembangan maka beban ketiga harus dipasang, demikian seterusnya sampai tidak terjadi pengembangan - Prosedur Uji 1. Ukur tinggi dan diameter dan berat ring konsolidasi (dengan ketelitian 0.1 gram). 2. Ambil contoh tanah dengan diameter yang sama dengan diameter ring, disini dipakai diameter 6,5 cm dan tinggi 2 cm. 30

31 3. Masukkan contoh tanah tadi ke dalam ring dengan hati-hati, lapisan atas harus terletak di bagian atas. 4. Contoh tanah dan ring dtimbang 5. Tempatkan batu pori pada bagian atas dan bawah ring sehingga contoh tanah yang sudah dilapisi kertas pori terapit oleh kedua batu pori. Kemudian masukkan dalam sel konsolidasi. 6. Pasang pelat penumpu diatas batu pori. 7. Letakkan sel konsolidasi yang sudah berisi contoh tanah pada alat konsolidasi, bagian yang runcing dari pelat penumpu tepat menyentuh alat pembebanan. 8. Aturlah kedudukan arloji pengukur penurunan, kemudian dibaca dan dicatat. 9. Pasanglah beban pertama sehingga tekanan pada contoh mencapai besar 0.25 kg/cm². Lakukan pembacaan pada detik ke 6,15, 30, dan pada menit ke 1, 2, 4, 8, 15, 30, 60, 90, 120, 180, 330, 420, 1140 setelah beban dipasang. Sesudah pembacaan 1 menit sel konsolidasi diisi air. 10. Setelah beban bekerja 24 jam pembacaan arloji yang terakhir dicatat. Pasang beban kedua sebesar beban pertama sehingga tekanan menjadi 2x semula. Kemudian baca dan catat arloji seperti pada butir Lakukan butir 9 dan 10 untuk beban-beban selanjutnya. Contoh tanah diberi bebanbeban ¼ kg/cm², ½ kg/cm², 1 kg/cm², 2 kg/cm², 4 kg/cm², 8 kg/cm² dan seterusnya dengan LIR (load increment ratio) = 1. Besarnya beban maksimum yang diberikan tergantung pada tegangan yang akan bekerja pada lapisan tanah tersebut. 12. Setelah beban 8 kg/cm² dikerjakan selama 24 jam, beban dikurangi hingga mencapai 2 kg/cm² dan kemudian ¼ kg/cm². Beban beban tersebut dibiarkan selama 4 jam, dan dibaca besar pengembangannya dari masing-masing beban tersebut. 13. Setelah pembacaan terakhir dicatat, keluarkan contoh tanah dan ring dari sel konsolidasi, kemudian batu pori diambil dari permukaan atas dan bawah. 14. Timbang ring yang berisi contoh tanah setelah dibersihkan dari genangan air yang terdapat pada sel konsolidasi. 15. Masukkan ring yang berisi contoh tanah tersebut ke dalam oven selama 24 jam untuk mengetahui berat kering contoh tanah. - Pelaporan Hasil Uji 1. Tentukan berat jenis (Gs) dari contoh tanah yang dicari dari pengujian tersendiri. 2. Hitung berat tanah basah, berat isi, kadar air contoh sebelum dan dan sesudah pembebanan, dan hitung pula berat tanah keringnya (Ws). 3. Hitung tinggi efektif contoh tanah dengan rumus sebagai berikut: di mana : Hs = Tinggi efektif benda uji (tinggi butir -butiran tanah jika dianggap menjadi satu) A = luas benda uji Ws = berat contoh tanah kering Gs = berat jenis contoh tanah 4. Hitung angka pori semula 31

32 dimana : Hv = tinggi pori (Hi Hs) 5. Hitung angka pori mula-mula pada setiap pembebanan. 6. Hitung angka pori mula-mula pada setiap pembebanan. 7. Hitung derajat kejenuhan (sr) sebelum dan sesudah percobaan. 8. Tentukan harga koefisien konsolidasi (Cv) ada 2 cara untuk menentukan Cv,yaitu : a. Square Root Fitting Method Hitung tinggi contoh tanah rata-rata (hm) pada setiap pembebanan Buat grafik penurunan terhadap waktu dari setiap pembebanan (skala biasa). Sebagian grafik ini merupakan garis lurus. Jika garis ini diteruskan akan memotong sumbu y pada titik 0 titik nol yang sebenarnya dan memotong sumbu x yang berjarak a dari titik perpotongan salib sumbu. Buat garis OA, diama titik A terletak pada sumbu x yang berjarak 1.15a dari perpotongan salib sumbu. Titik OA dengan lengkung penurunan adalah t90 waktu untuk mencapai konsolidasi sebesar 90%. Hitung harga koefisien konsolidasi pada setiap pembebanan dengan rumus dimana : = Tv (time factor) untuk 90% konsolidasi cv = koefisien konsolidasi (cm²/detik) H = ½ tinggi benda uji rata rata (drainase ganda) (cm) t90 = waktu untuk mencapai 90% konsolidasi (detik). b. Log Fitting Method Buat grafik penurunan terhadap log waktu dari setiap pembebanan (skala semi log). Dua bagian yaitu bagian tengah dan bagian akhir diteruskan hingga berpotongan pada R100 (100% konsolidasi). Titik koreksi nol D0 terletak diatas sebuah titik pada grafik di sekitar pembacaan 0.1 menit, dengan jarak sama dengan jarak vertikal titik tersebut dengan suatu titik pada grafik yang waktunya 4x lebih besar, Sebaiknya dilakukan koreksi paling tidak dua kali. D50 adalah setengah dari jumlah D0 dan D100. Dengan diketahuinya t50 (waktu untuk mencapai konsolidasi 50%). Hitung harga koefisien konsolidasi pada setiap pembebanan dengan rumus 32

33 dimana : = time factor 90% konsolidasi cv = koefisien konsolidasi (cm²/detik) H = ½ tinggi benda uji rata-rata (drainase ganda) (cm) t50 = waktu untuk mencapai 50% konsolidasi (detik) Hitung harga primary compression ratio (r), dengan rumus : Square Root Fitting Method Log Fitting Method dimana : r = primary compression ratio R0 = titik koreksi nol R100 = pembacaan penurunan pada 100% konsolidasi dari log fitting method R90 = pembacaan penurunan pada 90% konsolidasi dari square root fitting method RI = pembacaan penurunan pada Awal percobaan Rf = pembacaan penurunan pada Akhir percobaan 9. Hitung harga compression index (Cc). Buat grafik hubungan antara angka pori e dengan log tekanan. Kemiringan grafik ini adalah harga compression index Harga koefisien kompresibilitas (av) : dimana: P = harga peningkatan tekanan rata - rata ½ (P1+P2) Harga av dapat juga diperoleh dengan membuat grafik hubungan antara angka pori e dengan tekanan (skala biasa). Kemiringan grafik ini merupakan harga av Harga coefficient of volume compressibility (mv) 33

34 13. Harga koefisien permeabilitas (k) Koefisien permeabilitas dapat dihitung dari rumus dimana : γw = berat isi air Hasil percobaan: Hasil percobaan konsolidasi biasanya disajikan berbentuk grafik grafik, sebagai berikut: Grafik hubungan antara penurunan dengan waktu, untuk menentukan cv. Grafik hubungan antara angka pori dengan log tekanan, untuk menentukan cc, av, mv. Grafik hubungan antara angka pori dengan tekanan, untuk menentukan av Grafik hubungan antara cv dengan log tekanan. Catatan: Time factor (Tv) adalah factor waktu, bergantung kepada derajat konsolidasi (U) : Hubungan antara time factor dengan derajat konsolidasi adalah sebagai berikut. 34

35 BAB III METODOLOGI Start Permasalahan Seringnya kerusakan pada beberapa ruas jalan di kabupaten Probolinggo diperkirakan karena adanya tanah dasar yang kurang baik. Studi Literatur - Faktor Daya Dukung Tanah Dasar - Teori Konsolidasi Terzaghi - Faktor keamanan Untuk Jalan Kelas III - Penentuan Cara Perbaikan Pada Tanah Dasar - Pengumpulan Data - Pengambilan Sample - Uji Laboratorium Analisa Data - Daya Dukung Tanah Berdasar teori Terzaghi - Konsolidasi Akibat Beban Diatasnya - Factor Keamanan Pada Kestabilan Tanah Hasil Analisa Data - Daya Dukung Ultimate Tanah - Konsolidasi Yang terjadi Akibat beban Diatasnya - Faktor keamanan terhadap kestabilan Tanah Cek FOS > 1.3 Konsolidasi <3cm/tahun Tidak Ya A 35

36 lanjutan A Tanah Dasar Yang Mantab FOS>1,3 Konsolidasi <3cm/tahun Kesimpulan dan saran Finish h Gambar 3.1: Metodologi Pengerjaan Proyek Akhir 3.1 METODOLOGI Metodologi suatu perencanaan adalah cara dan urutan kerja suatu perhitungan untuk mendapatkan hasil Analisa Kondisi Tanah Dasar Metodologi yang digunakan untuk penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : Persiapan Administrasi Pekerjaan administrasi meliputi : Mengurus surat-surat yang diperlukan, misal : Surat pengantar untuk pengambilan data dari Kaprodi Diploma IV Teknik Sipil ITS. Mencari informasi sekaligus meminta data-data kepada instansi terkait, antara lain : Dinas Pekerjaan Umum Bina Marga Kabupaten Probolinggo. Melakukan Pengambilan Sample Di Lapangan 1. Ruas condong Wangkal 2. Ruas tamansari Banjarsawah 3. Ruas Kedungdalem Tegalrejo 4. Ruas Maron Pekalen 5. Ruas Condong - Segaran 3.2 STUDI LITERATUR Studi literatur dilakukan dengan membaca dan mengambil kesimpulan dari bukubuku dan data-data referensi yang berhubungan langsung dengan tugas akhir ini yaitu meliputi : - Referensi mengenai daya dukung tanah untuk pondasi jalan - Referensi untuk perhitungan konsolidasi pada jalan - Referensi untuk uji kestabilan tanah pada pondasi jalan. - Referensi metode perbaikan tanah untuk jalan 3.3 PENGUMPULAN DATA Pengumpulan data ini dilakukan sebagai syarat untuk kelengkapan proyek akhir pengumpulan data ini meliputi : Tujuan dari Pengambilan Sample adalah : 36

37 Untuk mendapatkan Informasi teknis mengenai deskripsi tanah di lapangan. Untuk mendapatkan sample tanah asli untuk dilakukan pengujian di laboratorium Tujuan dari Uji Laboratorium adalah Untuk mendapatkan informasi mengenai Physical Properties dan Engineering Properties 3.4 ANALISA DATA Dari data yang diperoleh dilakukan analisa mengenai Daya Dukung Tanah Berdasar teori Terzaghi, Konsolidasi Akibat Beban Diatasnya, Factor Keamanan pada kestabilan tanah. 3.5 HASIL ANALISA DATA Dari hasil analisa didapatkan data data antara lain Daya Dukung Ultimate Tanah, Konsolidasi Yang terjadi Akibat beban Diatasnya, Faktor keamanan terhadap kestabilan Tanah 3.6 KESIMPULAN Dengan dilakukannya analisa terhadap tanah dasar pada ruas jalan tersebut penulis dapat mengetahui tegangan tanah yang ada, konsolidasi yang terjadi, kestabilan terhadap pondasi jalan, dan perbaikan untuk meningkatkan kekuatan tanah dasar. 37