Hubungan Koefesien Konsolidasi arah Verikal (C v ) dan Horizonal (C h ) Pada Tanah Marine Clay ( sudi kasus : Kawasan Indusri Terboyo - Semarang Uara) Penulis : Daniel Harano 1. Pendahuluan Laar Belakang Konsolidasi adalah suau proses berkurangnya volume aau berkurangnya rongga pori dari anah jenuh yang berpermeabilias rendah akiba pembebanan, dimana prosesnya dipengaruhi oleh kecepaan erperasnya air pori keluar dari rongga anahnya. Tujuan Peneliian Peneliian ini berujuan unuk memperoleh hubungan anara koefesien konsolidasi arah horizonal dan verikal Ruang Lingkup Peneliian Lingkup peneliian adalah anah ak erganggu (undisurb sample) diambil sekiar panai di daerah Kawasan Indusri Terboyo - Semarang Uara Kedalaman pengambilan sampel adalah 2 meer Ala uji laboraorium yang dipakai adalah oedomeer es 2. Tinjauan Pusaka Teori Konsolidasi Bila suau lapisan anah jenuh yang kemampuan anah dalam meloloskan air (permeabilias) rendah di beri beban, maka ekanan air pori dalam anah ersebu akan segera berambah. Perbedaan ekanan air pori pada lapisan anah, berakiba air mengalir ke lapisan anah dengan ekanan air pori yang lebih rendah, yang diikui penurunan anahnya. Karena permeabilias anah yang rendah proses ini membuuhkan waku. Konsolidasi adalah proses berkurangnya rongga pori dari anah jenuh yang berpermeabilias rendah akiba pembebanan. Proses erjadinya dipengaruhi oleh kecepaan erperasnya air pori keluar dari rongga anahnya. 1
Koefisien Konsolidasi Arah Verikal ( C v ) Kecepaan penurunan dihiung dengan menggunakan koefisien konsolidasi. Kecepaan penurunan perlu diperhiungkan bila penurunan konsolidasi yang erjadi pada suau srukur diperkirakan sanga besar. Deraja konsolidasi pada sembarang wakunya, dapa dienukan dengan menggambarkan grafik penurunan (s) vs waku () unuk sau beban erenu yang dierapan pada ala oedomeer. Dengan mengukur penurunan oal pada akhir fase konsolidasi. Kemudian dari daa penurunan dan wakunya, sembarang waku yang menghubungkan dengan deraja konsolidasi raa raa erenu ( misalnya U = 50 % ) dienukan. Walaupun fase konsolidasi elah berakhir, yaiu keika ekanan air porinya elah nol, benda uji di dalam ala oedomeer masih erus mengalami penurunan akiba konsolidasi sekunder. Karena iu, ekanan air pori mungkin perlu diukur selama proses pembebanannya aau suau inerpresasi daa penurunan dan waku harus dibua unuk menenukan kapan konsolidasi elah selesai. Jika sejumlah kecil udara erhisap masuk dalam air pori akiba penurunan ekanan pori dari lokasi aslinya di lapangan, kemungkinan erdapa juga penurunan yang berlangsung cepa, yang bukan bagian dari proses konsolidasi. Karena iu, inggi awal aau kondisi sebelum adanya penurunan saa permulaan proses konsolidasi juga harus diinerpresasikan. Meode Log Time Fiing Mehod Prosedur unuk menenukan nilai koefisien konsolidasi C v diberikan oleh Casagrande dan Fadum ( 1940 ). C v = 0.197H 50 2.. (2.1) Pada pengujian konsolidasi dengan drainasi aas dan bawah ( double drained ), nilai H diambil seengah dari ebal raa raa benda uji pada beban erenu. 2
Gambar 1: Meode log Fiing Mehod ( Casagrande, 1940 ) Meode Square Roo of Time Mehod Grafik yang perlu disiapkan adalah hubungan akar dari waku vs penurunannya ( gambar 2). kurva eoriis yang erbenuk, biasanya linier sampai dengan kira kira 60 % konsolidasi. Gambar 2 : Meode Square Roo of Time ( Taylor, 1948 ) Karakerisik cara akar waku ini, yaiu dengan menenukan U=90% konsolidasi di mana pada U=90%, absis OR akan sama dengan 1.15 kali absis OQ. 3
konsolidasi Cv diberikan persamaan : 90 2 0.848H Cv =.. (2.2) Jika akan menghiung baas konsolidasi primer ( U=100% ), iik R 100 pada kurva dapa diperoleh dengan memperimbangkan menuru perbandingan kedudukannya. Seperi dalam penggambaran kurva log-waku, gambar kurva akar waku yang erjadi memanjang melampaui iik 100 % ke dalam daerah konsolidasi sekunder. Meode akar waku membuuhkan pembacaan penurunan ( kompresi ) dalam periode waku yang lebih pendek dibandingkan dengan meode log waku. Teapi kedudukan garis lurus idak selalu diperoleh dari penggambaran meode akar waku. 3.1. Pengambilan anah ak erganggu (undisurb sample) Tanah yang akan diuji dengan ala oedomeer es, adalah anah ak eganggu. Sampel ak erganggu ini mengambilnya dengan menggunakan abung undisurb sampling. Tanah undisrub direncanakan 5 abung undisrub dengan kedalaman yang sama sekiar ± 3.00 m dari permukaan anah. Kondisi anah asli berada ( 0.50 1.00 ) m di bawah muka air anah, kondisi sample undisrurb adalah junuh air (full sauraed). ± 0.00-0.50 s/d 1.00 meer Sar pengambilan sample anah undisurb di kedalaman 2 m - 2.00 meer Gambar 3 : Ske Lapisan Tanah Undisurb di Lapangan Proses pengambilan anah dilakukan dengan jalan para pekerja harus berendam sambil membawa abung undisurb dan cangkul. Peralaan yang dibuuhkan anara lain : 1. Cangkul, unuk membanu pengambilan sampel anah 4
2. Karung plasik / karung beras @ 25 kg, sebagai empa menyimpan semenara sampel anah dari lapangan ke laboraorium 3. Ceok, unuk membanu membersihkan permukaan anah yang akan diambil sebagai sampel 4. Tabung undisurb, abung yang berisi anah ak erganggu 5. parafin, sebagai penuup bibir abung undisurb sehingga kadar air anah dan kondisi anah idak rusak oleh udara sekiar 6. kompor gas, kompor yang dipakai unuk melelehkan parafin pada Jumlah pekerja : 4 orang, 3 orang unuk proses pengambilan di lokasi dan dibanu 1 orang laboran/ peugas laboraorium unuk pengawasan dan membanu dalam penanganan sample anah Sample Undisurb, a) Tabung undisurb disiapkan, dibersihkan bagian dalamnya b) Tabung diekan masuk dalam anah secara verikal c) Kemudian diekan perlahan lahan sampai seluruh abung erbenam d) Dengan banuan cangkul, kia gali anah di sekiar abung ersebu e) Dengan banuan angan, kia menuup bagian bawah abung kemudian di angka ke aas f) Tabung diberi anda aau label g) Kia mencairkan parafin yang naninya diuangkan ke dalam mulu abung aas dan bawah 5
op ± 0.00-0.50 s/d 1.00-2.00 Penggalian anah dilakukan bila abung beul beul penuh dengan anah boom Gambar 4 : Ske Cara Pengambilan Tanah Undisurb di Lapangan Perleakan abung undisurb di laboraorium : Sampel anah dalam abung undisrub embok embok Gambar 5 : Perlakuan Sampel Tanah Undisurb di Laboraorium 6
Di leakan secara berjajar verikal 3.2. Prosedur uji Oedomeer 1. Ukur inggi,diameer dan bera ring konsolidasi, 2. ceak anah dalam ring konsolidasi dengan banuan ala exsruder ada dua macam cara yaiu : Ala exsruder verikal Sampel anah undisrub Tabung undisurb horizonal Sang pemuar Caaan : = Sampel uji yang dipakai unuk menghiung Ch = Sampel uji yang dipakai unuk menghiung Cv Gambar 6 : Proses Penceakan Sampel Oedomeer Tes dengan Ala Exruder di Laboraorium 3. anah dan ring diimbang, 4. empakan bau pori pada bagian aas dan bawah ring yang erlebih dahulu di beri keras saring kemudian masukan dalam sel oedomeer, 5. pasang pla penumpu di aas bau pori, 6. aur kedudukan dial gauge sehingga mudah dibaca, 7. pasang beban 0,25 kg, 0,5 kg dan seerusnya, iap beban bekerja 24 jam, 8. seelah pembacaan akhir dicaa keluarkan sampel anah dari ring dari sel kemudian ambil bau pori, 9. imbang sampel anah dan ring cari kadar airnya. 3.2. Diagram alir : 7
Sar Pengambilan sampel undisurb Uji Index Properies Oedomeer Tes Cv Ch analisa Kesimpulan Finish Gambar 7 : Diagram Alir Peneliian 8
4. Hasil Pengujian Index properies Pengujian Index properies anah yang dilakukan di laboraorum melipui uji kadar air (waer conen), spesific graviy (Gs) dan bera jenis anah. Pengujian sampel anah unuk kedalaman 2 meer dapa diliha pada abel beriku : Tabel 4.1 : Hasil Uji Index Properies Kedalaman sampel anah Sample ID Index Properies 2 m Cs1 Waer conen, wn ( % ) 44.50 Specific Graviy, Gs 2.20 γ sa ( /m 3 ) 1.61 γ dry ( /m 3 ) 1.11 Porosiy, n 0.49 Void raio, e 0.98 Jenis anah Marine Clay, very Sof Tabel 4.1 diaas menunjukan bahwa jenis anah pada kedalaman 2 meer dapa dinyaakan homogen yaiu jenis marine clay, very sof. 5. Hasil Uji Oedomeer Toal sampel anah yand dipakai unuk peneliian ini adalah 10 sampel, erdiri dari 5 uji iap kedalaman. Waku yang dibuuhkan unuk melakukan uji oedomeer adalah 45 hari. Pengujian dilakukan di laboraorium Mekanika Tanah milih Fakulas Teknik Universias Kaolik Soegijapranaa Semarang. Dalam mencari C v dan C h, diperlukan 2 meode grafis yaiu meode Log fiing dan Meode Square Roo Fiing. Analisa yang dipakai unuk mencari hubungan anara C v dan C h dengan langkah langakh sebagai beriku : hasil perhiungan C v dan C h pada masing masing kedalaman diplo ke dalam grafik. Sumbu x adalah C h dan Sumbu y adalah C v. Daa daa hasil C v dan C h dicari hubungannya dengan meregresi secara linier. Persamaan garis regresi dari masing masing 5.1. Inerpresasi Hubungan Cv dan C h 9
5.1.1. Koefesien Konsolidasi dengan Meode Square Roo of Time Sebelum melakukan analisa, hasil pembacaan dial oedomeer diplo pada grafik semi log. Grafik ini merupakan hubungan akar dari waku versus penurunannya sebagai conoh dapa diliha pada gambar 2.12. Kurva eoriis yang erbenuk umumnya linier sampai dengan kira kira 60 % konsolidasi. Mengacu pada persamaan (2.2), C v = 0.848H 90 2, maka daa daa koefesien konsolidasi diplo dalam 2 (dua) sumbu x dan sumbu y. Sumbu x mewakili C v sedangkan sumbu y mewakili, ploing daa daa dapa diliha liha gambar 4.1 C h Koefesien Konsolidasi Arah Verikal Vs Arah Horzonal Dengan Meode Square Roo Fiing Kedalaman Uji 2.00 m 0.16 0.14 Koefesien Konsolidasi Arah Verikal (Cv) 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 Cv = 0.5951 Ch + 0.0208 R 2 = 0.4096 0 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 Koefesien Konsolidasi Arah Horizonal (Ch) Gambar 4.1 : Hubungan Cv dan C h Dengan Meode Square Roo of Time Pada Kedalaman 2 meer Persamaan linier yang didapa adalah : C v = 0.5951C h + 0.0208 5.1.2. Koefesien Konsolidasi dengan Meode Log Time Fiing 10
Mengacu pada persamaan (2.2), C v 2 0.197H =, maka daa daa koefesien konsolidasi 50 diplo dalam 2 (dua) sumbu x dan sumbu y. Sumbu x mewakili C v sedangkan sumbu y mewakili C h, ploing daa daa dapa diliha liha gambar 4.2 Koefesien Konsolidasi Arah Verikal Vs Arah Horzonal Dengan Meode Log Fiing Kedalaman Uji 2.00 m 0.35 0.3 Koefesien Konsolidasi Arah Verikal (Cv) 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 Cv = 0.3975 Ch+ 0.1121 R 2 = 0.5042 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Koefesien Konsolidasi Arah Horizonal (Ch) Gambar 4.2 : Hubungan Cv dan C h Dengan Meode Log Time Fiing Pada Kedalaman 2 meer Persamaan linier yang didapa adalah : C v = 0.3975C h + 0.1121 6. Kesimpulan 1. Hubungan anara Cv dan C h pada anah Marine Clay kedalaman 2 meer dapa diulis sebagai persaman linier sebagai beriku : Cv = 0.5951C h + 0.0208 dengan meode Square Fiing dan C v = 0.3975C h + 0.1121 dengan meode Log Fiing 2. Meode Log Fiing dan Meode Square Roo Fiing mempunyai sediki perbedaan dalam menampilkan hasil analisanya. 11
DAFTAR PUSTAKA 1. Bowles, J.E., Foundaion Analysis And Design, McGraw-Hill, New York, 1983. 2. Das, B. M., Advanced Soil Mechanics, McGraw-Hill, New York, 1983. 3. Das, B. M., Mekanika Tanah ( Prinsip prinsip Rekayasa Geoeknis ), Jilid 1, Penerbi Erlangga, 4 h ed, 1995. 4. Das, B. M., Mekanika Tanah ( Prinsip prinsip Rekayasa Geoeknis ), Jilid 2, Penerbi Erlangga, h 4 ed, 1995. h 5. Das, B. M., Principles of Geoechnical Engineering, 4 ed., Inernaional Thomson Publishing, 1998. 6. Hary Chrisiady H., Mekanika Tanah 1, Penerbi PT Gramedia Pusaka Uama, Jakara, 1992. 7. Hary Chrisiady H., Mekanika Tanah 2, Penerbi PT Gramedia Pusaka Uama, Jakara, 1992. 8. Holz, R.D. and Kovacs, W.D., An Inroducion To Geoechnical Engineering, Prenice Hall, New Jersey, 1981. 9. Rahardjo P.P., Karakerisik Lempung Marina, Seminar Geoeknik Foundaion Design & Improvemen Techniques In Difficul Ground Tesana Enginnering, Inc, Surabaya, 1996 10. Rahardjo P.P. dan Salim, El Fie., Inerpresasi Tanah Lempung Lembek Berdasarkan Uji Piezocone, GEC, UNPAR, Bandung, 1998 12