BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perilaku tanah gambut yang berbeda menjadikan tanah gambut mempunyai keunikan karakteristik tersendiri misalnya, dalam hal sifat fisik tanah gambut mempunyai kandungan organik tinggi, kadar air tinggi, angka pori besar, dan adanya serat mengakibatkan tanah gambut mempunyai sifat plastis yang kecil. Dari sifat mekaniknya tanah gambut mempunyai sifat kompresibilitas yang tinggi dan daya dukung rendah, sehingga penurunan tanah gambut yang terjadi sangat signifikan. Hal ini berpengaruh terhadap perilaku fondasi pada konstruksi bangunan sipil yang ada di atas permukaan tanah. Penambahan beban di atas suatu permukaan tanah gambut dapat menyebabkan lapisan tanah gambut di bawah permukaan tanah mengalami pemampatan yang besar. Koefisien permeabilitas tanah gambut yang tinggi mempengaruhi perilaku deformasi partikel tanah, relokasi partikel, keluarnya air atau udara dari dalam tanah gambut yang berpengaruh pada faktor ketebalan dan kedalaman tanah tersebut di suatu lokasi. Pada kondisi tanah lunak yang mudah mampat dan tebal seperti tanah gambut diperlukan pembebanan awal dengan membebani tanah terlebih dahulu. Tujuan tersebut adalah untuk mereduksi penurunan konsolidasi primer sebelum konstruksi bangunan sipil permanen dilaksanakan. Metode ini dikenal dengan istilah preloading. Keuntungan dari preloading selain mengurangi penurunan, juga meningkatkan daya dukung tanahnya. Berdasarkan hal tersebut, maka dilakukan penelitian tentang preloading pada tanah gambut untuk mengetahui perilaku pemampatan tanah gambut dan seberapa besar penurunan (konsolidasi) yang terjadi. Pengaruh perilaku penurunan tanah gambut akibat pembebanan dan fluktuasi muka air tanah diteliti dari besarnya preloading yang diberikan. Tinjauan parameter modulus elastisitas tanah gambut dan modulus reaksi tanah dasar serta lamanya waktu preloading sangat mempengaruhi besarnya penurunan (konsolidasi) yang terjadi iii 1
2 berdasarkan perilaku tegangan-regangan yang dihasilkan terhadap kondisi tanah yang bersifat elasto-plastis. 1.2 Rumusan Masalah Besarnya nilai penurunan dalam massa tanah gambut merupakan hal terpenting untuk mengamati perilaku tanah gambut yang terjadi. Dalam hal ini peran preloading dapat menghasilkan dan mengevaluasi setiap kenaikan (loading) dan pengembangan tanah yang terjadi akibat unloading pada tanah gambut selama preloading. Besarnya nilai modulus reaksi tanah dasar dan modulus elastisitas tanah gambut serta fluktuasi muka air tanah sangat berpengaruh terhadap perilaku pemampatan tanah gambut. Hal ini dapat mempermudah pengamatan perilaku penurunan yang terjadi. Besarnya kontribusi siklus pembebanan akibat tekanan dan muka air tanah pada tanah gambut selama preloading perlu diteliti dengan cara pendekatan analisis penurunan konsolidasi. Preloading disimulasikan dari uji beban pelat (plate load test) metode loading-unloading, sedangkan fondasi yang digunakan berupa beban plat berbentuk lingkaran. 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Mengetahui perilaku pemampatan pada tanah gambut dan pengaruh fluktuasi muka air tanah terhadap penurunan selama pembebanan berdasarkan uji eksperimental di laboratorium. 2. Mengetahui seberapa besar nilai penurunan tanah gambut berdasarkan parameter modulus reaksi subgrade (k s ) dan modulus elastisitas tanah gambut (E) yang terjadi akibat pembebanan dari uji eksperimental di laboratorium berdasarkan pendekatan simulasi numeris program Plaxis. 3. Mengetahui seberapa besar hasil analisis penurunan tanah gambut berdasarkan pendekatan teori konsolidasi untuk tambahan tegangan akibat beban dengan menggunakan analisis distribusi tegangan beban terbagi rata berbentuk lingkaran terhadap besarnya nilai penurunan dari uji eksperimental di laboratorium.
3 1.4 Batasan Masalah Penelitian ini akan mengkaji perilaku penurunan fondasi pada tanah gambut akibat pengaruh pra-pembebanan dengan batasan sebagai berikut: 1. Penelitian dilakukan di laboratorium Mekanika Tanah, Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan, Universitas Gadjah Mada dengan menggunakan model skala 1 : 10. 2. Tanah yang digunakan adalah tanah gambut dari daerah desa Tanjung Leban, Kecamatan Bukit Batu, Kabupaten Bengkalis, Propinsi Riau. Tanah tersebut diambil dalam kondisi terburuk dan kondisi paling ekstrim (jenuh air dan berserat). 3. Pembebanan statis vertikal selama pembebanan untuk mengamati besarnya penurunan (konsolidasi) yang terjadi diberikan secara perlahan dan bertahap. Penambahan beban (loading) dilakukan setelah beban bekerja, kemudian dilakukan pengamatan pengembangan akibat unloading sehingga besarnya penurunan yang terjadi akan diamati. 4. Besarnya penurunan (konsolidasi) hanya diamati mulai dari terjadinya penurunan segera (immediate settlement) sampai tahap konsolidasi primer. 5. Untuk perilaku tegangan-regangan yang ditinjau untuk parameter modulus elastisitas tanah berdasarkan kondisi tanah dalam kondisi linear elastis sampai dengan elasto-plastis. 6. Fondasi yang digunakan disimulasikan dari pelat beban dalam uji beban pelat (plat load test) dengan bentuk pelat lingkaran berdiameter 15 cm. Beban yang digunakan untuk pembebanan uji pelat dalam penelitian ini memiliki berat 0,1 kn (10 kg) yang dibebani hingga 2 kn (200 kg). Ujung bawah dari beban diletakkan pelat beban lingkaran untuk mengamati perilaku penurunan pelat (fondasi) pada tanah gambut selama pembebanan. 7. Pengujian pembebanan dilakukan dalam 2 kondisi yaitu kondisi massa tanah gambut lembab berserat (kondisi d maks dan OMC) dan kondisi massa tanah gambut jenuh air berserat (kondisi submerged) dengan fluktuasi muka air tanah ditentukan berdasarkan variasi kedalaman yang diberikan.
4 8. Pengujian dilakukan di dalam box uji tanah dengan ketebalan tanah gambut ± 40 cm, dimana lapisan di bawah tanah gambut adalah lapisan kaku yang diperkuat dengan lean concrete. 9. Penentuan nilai kepadatan tanah kering ( d ) dan nilai kadar air tanah (w) dalam box uji ditentukan dari hasil pemadatan proctor standar/modifikasi untuk mendapatkan parameter berat volume tanah kering ( d maks ) dan nilai kadar air tanah optimum (w opt ). Sedangkan validasi setelah pemadatan tanah di dalam box uji ditentukan dari uji core cutter. 10. Box uji tanah yang digunakan adalah box uji 3 (tiga) dimensi dengan ukuran 1,1 m 1,1 m 1,2 m. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Memberikan pemahaman metode preloading sebagai solusi untuk mereduksi besarnya penurunan pada tanah gambut. 2. Mengetahui perilaku pemampatan pada tanah gambut yang diikuti oleh pengaruh fluktuasi muka air tanah terhadap penurunan selama pembebanan yang dihasilkan. 3. Mengetahui perilaku penurunan pada tanah gambut dari tinjauan parameter modulus reaksi tanah dasar dan modulus elastisitas tanah gambut. 4. Memberikan desain awal untuk digunakan dalam pekerjaan preloading di lapangan untuk menentukan seberapa besar penurunan yang terjadi pada tanah gambut terhadap besarnya beban yang diterapkan di lapangan. 1.6 Keaslian Penelitian Studi terdahulu tentang perilaku penurunan pada tanah gambut akibat pengaruh pembebanan telah dilakukan oleh beberapa peneliti sebelumnya, antara lain: 1. Arifin (2003) melakukan penelitian tentang Analisa Penurunan preloading dengan Sistem Matras Bambu Pada Tanah Lunak Ruas Jalan Tol Waru- Juanda Surabaya. Hasil penelitian menunjukan tanah lunak menyebabkan
5 terjadinya pemampatan konsolidasi yang besar karena kemampumampatannya yang tinggi. Penurunan konsolidasi yang terjadi menjadi kecil, mengecilnya laju penurunan pada pengamatan di lapangan setelah 3 bulan diperkirakan disebabkan sebagian beban timbunan akan ditransfer pada friksi bambu. 2. Yenni (2008) melakukan penelitian tentang Perilaku Kompresibilitas Tanah Gambut Akibat Siklus Pembasahan dan Pengeringan Setelah Dipadatkan. Hasil penelitian menunjukan pada semua kadar air pemadatan, perilaku penurunan tanah gambut yang terjadi pada kondisi siklus lebih besar dari pada penurunan tanpa siklus. Hal ini disebabkan kondisi siklus terjadi penambahan air pori sehingga proses pengeluaran air pori pada tanah gambut menjadi lebih besar. Tanah yang memiliki kadar air yang tinggi akan menyebabkan kerapatan tanah kering yang dihasilkan pada saat dipadatkan menjadi kecil sehingga tanah gambut memiliki sifat kompresibilitas yang tinggi. 3. Nugroho (2011) melakukan penelitian tentang Studi Daya Dukung Fondasi Dangkal pada Tanah Gambut dengan Kombinasi Geotekstil dan Grid Bambu. Hasil penelitian menunjukan besarnya penurunan tanah gambut Desa Rimbo Panjang tanpa perkuatan (unreinforced) secara berurutan adalah 6,2 mm dengan beban ultimit sebesar 12,5 kpa dan 8,5 mm dengan beban ultimit sebesar 46 kpa menunjukan nilai yang kecil yaitu sebesar 10 kpa setelah mengalami pembebanan. Berdasarkan penelitian tersebut secara umum penambahan lapisan perkuatan berupa geotekstil dan grid bambu memberikan kontribusi yang signifikan untuk meningkatkan daya dukung fondasi. Dengan demikian belum ada penelitian yang dilakukan tentang Kajian Perilaku Pemampatan Tanah Gambut Akibat Pembebanan dan Fluktuasi Muka Air Tanah khususnya di Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan, Universitas Gadjah Mada.