DAFTAR ISI HALAMAN PENGESAHAN... i HALAMAN PERNYATAAN... ii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... v DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR LAMPIRAN... xvii DAFTAR NOTASI... xviii INTISARI... xix ABSTRACT... xx BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 2 1.3 Tujuan Penelitian... 2 1.4 Batasan Masalah... 3 1.5 Manfaat Penelitian... 4 1.6 Keaslian Penelitian... 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian dan Penyebaran Tanah Gambut... 6 2.1.1 Sifat Fisik dan Sifat Mekanis Tanah Gambut... 6 2.1.2 Klasifikasi Geoteknik Tanah Gambut... 8 2.1.3 Perilaku Tanah Gambut... 9 2.2 Modulus Elastisitas Tanah... 10 BAB 3 LANDASAN TEORI 3.1 Metode Preloading... 11 3.2 Modulus Reaksi Tanah Dasar dan Modulus Reaksi Recompression 14 3.3 Penurunan Konsolidasi... 16 iii v
vi 3.3.1 Pengujian Konsolidasi... 17 3.3.2 Tanah Normally Consolidated dan Overconsolidated... 24 3.3.3 Perhitungan Penurunan Konsolidasi (S c ) dengan Menggunakan Parameter Koefisien Perubahan Volume (m v )... 25 3.4 Perhitungan Distribusi Tegangan Akibat Beban Fondasi ( p)... 26 3.5 Program PLAXIS Versi 8.5... 27 BAB 4 METODE PENELITIAN 4.1 Bagan Alir Penelitian (Alur Penelitian)... 30 4.2 Bahan Penelitian... 32 4.2.1 Sampel Tanah... 32 4.2.2 Beton Lantai Kerja (lean concrete)... 32 4.3 Peralatan Penelitian dan Analisis... 33 4.3.1 Peralatan Penelitian di Laboratorium... 33 4.3.2 Peralatan Analisis... 35 4.4 Metode Penelitian di Laboratorium... 36 4.4.1 Pengujian Sifat Fisik dan Mekanis Bahan... 36 4.4.2 Penelitian Utama... 36 4.5 Tahapan Analisis Numeris Menggunakan PLAXIS Versi 8.5... 41 4.5.1 Variasi Nilai Modulus Elastisitas (E Plaxis ) Terhadap Besarnya Penurunan... 42 4.5.2 Hubungan Nilai Modulus Reaksi Subgrade Terhadap E Plaxis... 42 4.6 Hubungan Modulus Reaksi Recompression Terhadap Tekanan... 43 4.7 Hubungan Overconsolidated RatioTerhadap Recompression Index. 43 4.8 Tekanan Prakonsolidasi dan Hubungan Regangan Terhadap Tekanan 44 4.9 Perhitungan Distribusi Tegangan Akibat Beban Fondasi( p)... 44 4.10 Nilai Penurunan Berdasarkan Parameter Koefisien Perubahan Volume... 44 BAB 5 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 5.1 Hasil Penelitian Pendahuluan... 45 5.1.1 Hasil Pengujian Sifat Fisik Tanah Gambut... 45
vii 5.1.2 Hasil Pengujian Sifat Mekanis Tanah Gambut... 45 5.2 Hasil Penelitian Utama... 46 5.2.1 Hasil Pengujian Plate Loading Test Pada Kondisi d maks dan OMC 46 5.2.2 Hasil Pengujian Plate Loading Test Pada Kondisi d maks dan OMC Dengan Fluktuasi Muka Air Tanah... 49 5.2.3 Hasil Pengujian Plate Loading Test Kondisi Beban Maksimum Berdasarkan d maks dan OMC Dengan Muka Air Tanah Tergenang di Atas Muka Tanah... 58 5.3 Hasil Analisis Simulasi Numeris Menggunakan PLAXIS Versi 8.5 Untuk Tipe Pengujian 2 Pada Kondisi d maks dan OMC... 60 5.3.1 Hasil Variasi Modulus Elastisitas (E) Berdasarkan Besarnya Penurunan (Variasi Nilai E Plaxis Dengan Displacement ekspeimental ) Tipe Pengujian 2... 61 5.3.2 Hasil Nilai Modulus Reaksi Subgrade (k s ) Uji Eksperimental Terhadap Modulus Elastisitas (E) Untuk Tipe Pengujian 2... 65 5.3.3 Hasil Modulus Reaksi Recompression (k r ) Terhadap Besarnya Tekanan Untuk Tipe Pengujian 2... 68 5.3.4 Hasil Pendekatan Overconsolidated Ratio (OCR) Terhadap Recompression Index (C r ) Untuk Tipe Pengujian 2... 70 5.3.5 Hasil Pendekatan Nilai Tekanan Prakonsolidasi (p c ') dan Hubungan Regangan ( ) Terhadap Tekanan (P) Untuk Tipe Pengujian 2... 74 5.3.6 Hasil Perhitungan Tambahan Tegangan ( p) Menggunakan Distribusi Tegangan Pada Beban Terbagi Merata Berbentuk Lingkaran Untuk Tipe Pengujian 2... 76 5.3.7 Hasil Pendekatan Analisis Penurunan Konsolidasi (S c ) Dengan Menggunakan Parameter Koefisien Perubahan Volume (m v ) Untuk Tipe Pengujian 2... 78 5.4 Hasil Analisis Simulasi Numeris Menggunakan PLAXIS Versi 8.5 Untuk Tipe Pengujian 3 Pada Kondisi d maks dan OMC... 79
viii 5.4.1 Hasil Variasi Nilai Modulus Elastisitas (E) Berdasarkan Besarnya Penurunan (Variasi Nilai E Plaxis Dengan Displacement ekspeimental ) Tipe Pengujian 3... 80 5.4.2 Hasil Nilai Modulus Reaksi Subgrade (k s ) Uji Eksperimental Terhadap Modulus Elastisitas (E) Untuk Tipe Pengujian 3... 85 5.4.3 Hasil Modulus Reaksi Recompression (k r ) Terhadap Besarnya Tekanan Untuk Tipe Pengujian 3... 87 5.4.4 Hasil Pendekatan Overconsolidated Ratio (OCR) Terhadap Recompression Index (C r ) Untuk Tipe Pengujian 3... 89 5.4.5 Hasil Pendekatan Nilai Tekanan Prakonsolidasi (p c ') dan Hubungan Regangan ( ) Terhadap Tekanan (P) Untuk Tipe Pengujian 3... 93 5.4.6 Hasil Perhitungan Tambahan Tegangan ( p) Menggunakan Distribusi Tegangan Pada Beban Terbagi Merata Berbentuk Lingkaran Untuk Tipe Pengujian 3... 95 5.4.7 Hasil Pendekatan Analisis Penurunan Konsolidasi (S c ) Dengan Menggunakan Parameter Koefisien Perubahan Volume (m v ) Untuk Tipe Pengujian 3... 96 BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan... 99 6.2 Saran... 101 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Sifat fisik tanah gambut Indonesia... 7 Tabel 2.2 Tipe tanah berdasarkan kadar organik... 8 Tabel 2.3 Klasifikasi gambut berdasarkan skala Von Post... 9 Tabel 2.4 Perkiraan nilai modulus elastisitas tanah (E s )... 10 Tabel 3.1 Nilai-nilai tipikal koefisien reaksi subgrade (k s )... 15 Tabel 4.1 Jenis metode pengujian pada penelitian pendahuluan... 36 Tabel 5.1 Sifat fisik dan mekanis tanah gambut... 46 Tabel 5.2 Rekapitulasi hasil tipe pengujian 2 pada tanah gambut... 61 Tabel 5.3 Input parameter material tanah gambut dalam program Plaxis untuk tipe pengujian 2... 62 Tabel 5.4 Hasil variasi nilai displacement Plaxis untuk tipe Pengujian 2... 63 Tabel 5.5 Rekapitulasi hasil modulus elastisitas dan displacement Plaxis untuk tipe pengujian 2... 64 Tabel 5.6 Rekapitulasi keseluruhan hasil modulus elastisitas (E plaxis ) dan nilai penurunan hasil uji eksperimental pada tanah gambut untuk tipe pengujian 2... 65 Tabel 5.7 Rekapitulasi keseluruhan hasil modulus elastisitas (E plaxis ), tekanan dan modulus reaksi subgrade (k s ) pada tanah gambut untuk tipe pengujian 2... 66 Tabel 5.8 Hasil nilai k r dan tekanan tanah gambut pada tipe pengujian 2... 69 Tabel 5.9 Hasil nilai OCR, C r dan C c untuk tanah gambut pada tipe pengujian 2... 72 Tabel 5.10 Hasil hubungan nilai regangan terhadap tekanan untuk tipe pengujian 2... 75 Tabel 5.11 Hasil nilai p rata-rata untuk tipe pengujian 2 pada kedalaman 0,20 m... 77 iii ix
x Tabel 5.12 Hasil nilai tekanan, tambahan tegangan rata-rata ( p rata-rata), Rasio perubahan volume (m v ) dan penurunan hasil simulasi Plaxis, penurunan hasil analisis serta penurunan hasil uji Eksperimental pada setiap loading untuk tipe pengujian 2... 78 Tabel 5.13 Rekapitulasi hasil tipe pengujian 3 pada tanah gambut... 80 Tabel 5.14 Input parameter material tanah gambut dalam program Plaxis untuk tipe pengujian 3... 81 Tabel 5.15 Hasil variasi nilai displacement Plaxis untuk tipe Pengujian 3... 82 Tabel 5.16 Rekapitulasi hasil modulus elastisitas dan displacement Plaxis untuk tipe pengujian 3... 83 Tabel 5.17 Rekapitulasi keseluruhan hasil modulus elastisitas (E plaxis ) dan nilai penurunan hasil uji eksperimental pada tanah gambut untuk tipe pengujian 3... 84 Tabel 5.18 Rekapitulasi keseluruhan hasil modulus elastisitas (E plaxis ), tekanan dan modulus reaksi subgrade (k s ) pada tanah gambut untuk tipe pengujian 3... 85 Tabel 5.19 Hasil nilai k r dan tekanan tanah gambut pada tipe pengujian 3... 88 Tabel 5.20 Hasil nilai OCR, C r dan C c untuk tanah gambut pada tipe pengujian 3... 91 Tabel 5.21 Hasil hubungan nilai regangan terhadap tekanan untuk tipe pengujian 3... 95 Tabel 5.22 Hasil nilai p rata-rata untuk tipe pengujian 3 pada kedalaman 0,20 m... 96 Tabel 5.23 Hasil nilai tekanan, tambahan tegangan rata-rata ( p rata-rata), Rasio perubahan volume (m v ) dan penurunan hasil simulasi Plaxis, penurunan hasil analisis serta penurunan hasil uji Eksperimental pada setiap loading untuk tipe pengujian 3... 97
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Peta lokasi penyebaran tanah gambut di Indonesia... 6 Gambar 2.2 Penentuan nilai modulus elastisitas tanah.... 10 Gambar 3.1 Konsep mempercepat penurunan dengan cara prapembebanan... 12 Gambar 3.2 Pemberian beban tambahan untuk meminimalkan penurunan primer selama waktu konsolidasi... 12 Gambar 3.3 Kurva Hubungan vs log t Pada Tanah Gambut dengan Beban 25 kpa... 13 Gambar 3.4 Perilaku penurunan pelat akibat tegangan untuk mendapatkan nilai k s.... 14 Gambar 3.5 Penentuan nilai modulus reaksi subgrade (k s ) dan nilai modulus reaksi recompression (k r ) pada hubungan tekanan terhadap penurunan tanah.... 16 Gambar 3.6 Skematis alat uji konsolidasi.... 17 Gambar 3.7 Sifat khusus grafik hubungan ( H) atau e terhadap log t..... 18 Gambar 3.8 Sifat khusus grafik hubungan e terhadap log p...... 19 Gambar 3.9 Fase-fase konsolidasi, sebelum konsolidasi dan sesudah konsolidasi...... 19 Gambar 3.10 Hubungan regangan terhadap tegangan efektif ( H/H - p )... 20 Gambar 3.11 Penentuan nilai indeks pemampatan C c pada kurva laboratorium... 22 Gambar 3.12 Cara menentukan tekanan prakonsolidasi (p c )... 24 Gambar 3.13 Tegangan di bawah beban terbagi rata berbentuk lingkaran... 26 Gambar 3.14 Nilai faktor pengaruh I untuk tegangan vertikal di bawah pusat beban terbagi rata berbentuk lingkaran fleksibel... 27 Gambar 3.15 Permodelan regangan bidang dan axi-simetri... 28 Gambar 3.16 Titik tegangan dan titik nodal... 29 xi iii
xii Gambar 4.1 Bagan alir penelitian... 30 Gambar 4.2 Tanah gambut (peat soil).... 32 Gambar 4.3 Pembuatan beton lantai kerja (lean concrete)... 32 Gambar 4.4 Box uji tanah... 33 Gambar 4.5 Dial gauge... 33 Gambar 4.6 Plate loading test dan satu set alat pembebanan.... 34 Gambar 4.7 Waterpass... 34 Gambar 4.8 Core cutter... 35 Gambar 4.9 Skematis pengujian plate loading test dengan metode loading-unloading dalam box uji di laboratorium untuk kondisi d maks dan OMC... 37 Gambar 4.10 Skematis pengujian plate loading test dalam box uji di laboratorium untuk kondisi d maks dan OMC dengan fluktuasi muka air tanah... 38 Gambar 4.11 Skematis pengujian plate loading test pada kondisi beban maksimum berdasarkan d maks dan OMC dan muka air tanah tergenang di atas muka tanah.... 40 Gambar 4.12 Tahapan simulasi numeris Plaxis dalam penentuan nilai k s dan E plaxis berdasarkan hasil penurunan uji eksperimental..... 41 Gambar 5.1 Hubungan antara tekanan terhadap penurunan dan pengembangan tanah gambut untuk hasil tipe pengujian 1... 47 Gambar 5.2 Hubungan antara tekanan terhadap penurunan dan pengembangan tanah gambut untuk hasil tipe pengujian 2... 48 Gambar 5.3 Hubungan antara tekanan terhadap penurunan dan pengembangan tanah gambut untuk hasil tipe pengujian 3... 49 Gambar 5.4 Hubungan antara tekanan terhadap penurunan dan pengembangan pada tanah gambut akibat fluktuasi muka air tanah untuk hasil tipe pengujian 4... 50 Gambar 5.5 Hubungan antara tekanan terhadap penurunan dan pengembangan pada tanah gambut akibat fluktuasi muka air tanah untuk hasil tipe pengujian 5... 51
xiii Gambar 5.6 Hubungan antara tekanan terhadap penurunan dan pengembangan pada tanah gambut akibat fluktuasi muka air tanah untuk hasil tipe pengujian 6... 53 Gambar 5.7 Hubungan antara tekanan terhadap penurunan dan pengembangan pada tanah gambut akibat fluktuasi muka air tanah untuk hasil tipe pengujian 7... 54 Gambar 5.8 Hubungan besarnya penurunan terhadap lamanya waktu penurunan tanah gambut akibat fluktuasi muka air tanah untuk hasil tipe pengujian 7... 55 Gambar 5.9 Hubungan antara tekanan terhadap penurunan dan pengembangan pada tanah gambut akibat fluktuasi muka air tanah untuk hasil tipe pengujian 8... 56 Gambar 5.10 Hubungan besarnya penurunan terhadap lamanya waktu penurunan tanah gambut akibat fluktuasi muka air tanah untuk hasil tipe pengujian 8... 57 Gambar 5.11 Hubungan lamanya waktu penurunan terhadap besarnya penurunan tanah gambut dengan kondisi Proctor test untuk hasil tipe pengujian 9... 58 Gambar 5.12 Hubungan lamanya waktu penurunan terhadap besarnya penurunan tanah gambut dengan kondisi muka air tanah tergenang (submerged) di atas muka tanah untuk hasil tipe pengujian 10... 59 Gambar 5.13 Hubungan antara tekanan (P) terhadap besarnya penurunan dan pengembangan tanah dari plate loading test untuk tipe pengujian 2... 60 Gambar 5.14 Bentuk permodelan tipe pengujian 2 pada tanah gambut dalam simulasi numeris program Plaxis 8.5... 61 Gambar 5.15 Hasil nilai displacement vertikal dari ouput Plaxis untuk tipe pengujian 2 pada tekanan 13,36 kn/m 2 dengan nilai E=400 kn/m 2... 62
xiv Gambar 5.16 Hasil pendekatan nilai modulus elastisitas (E Plaxis ) untuk tipe pengujian 2 berdasarkan nilai penurunan hasil uji eksperimental... 63 Gambar 5.17 Hasil keseluruhan pendekatan nilai modulus elastisitas (E Plaxis) untuk tipe pengujian 2 berdasarkan nilai penurunan hasil uji eksperimental... 64 Gambar 5.18 Hubungan antara modulus reaksi subgrade (k s ) eksperimental terhadap tekanan untuk tipe pengujian 2... 66 Gambar 5.19 Hubungan antara modulus reaksi subgrade (k s ) eksperimental terhadap modulus elastisitas (E Plaxis ) untuk tipe pengujian 2.. 67 Gambar 5.20 Hasil penentuan nilai modulus reaksi recompression (k r ) eksperimental dan tekanan secara grafis tipe pengujian 2... 68 Gambar 5.21 Hubungan antara modulus reaksi recompression (k r ) eksperimental terhadap tekanan pada tanah gambut untuk tipe pengujian 2... 69 Gambar 5.22 Hasil penentuan nilai recompression index (C r ) dan compression index (C c ) untuk tanah gambut pada tipe pengujian 2... 71 Gambar 5.23 Hubungan antara overconsolidation ratio (OCR) terhadap recompression index (C r ) untuk tanah gambut pada tipe pengujian 2... 72 Gambar 5.24 Hasil penentuan secara grafis nilai tekanan prakonsolidasi (p c ) cara Casagrande (1936) untuk tanah gambut pada tipe pengujian 2... 74 Gambar 5.25 Hubungan antara nilai regangan ( ) terhadap tekanan (P) untuk tanah gambut pada tipe pengujian 2... 76 Gambar 5.26 Hubungan antara tekanan (P) terhadap besarnya penurunan dan pengembangan tanah dari plate loading test untuk tipe pengujian 3... 79 Gambar 5.27 Bentuk permodelan tipe pengujian 3 pada tanah gambut dalam simulasi numeris program Plaxis 8.5... 80
xv Gambar 5.28 Hasil nilai displacement dari ouput Plaxis untuk tipe pengujian 3 pada tekanan 13,36 kn/m 2 dengan nilai E=400 kn/m 2... 81 Gambar 5.29 Hasil pendekatan nilai modulus elastisitas (E Plaxis ) untuk tipe pengujian 3 berdasarkan nilai penurunan hasil uji eksperimental... 82 Gambar 5.30 Hasil keseluruhan pendekatan nilai modulus elastisitas (E Plaxis) untuk tipe pengujian 3 berdasarkan nilai penurunan hasil uji eksperimental... 84 Gambar 5.31 Hubungan antara modulus reaksi subgrade (k s ) eksperimental terhadap tekanan untuk tipe pengujian 3... 86 Gambar 5.32 Hubungan antara modulus reaksi subgrade (k s ) eksperimental terhadap modulus elastisitas (E Plaxis ) untuk tipe pengujian 3.. 86 Gambar 5.33 Hasil penentuan nilai modulus reaksi recompression (k r ) eksperimental dan tekanan secara grafis tipe pengujian 3... 87 Gambar 5.34 Hubungan antara modulus reaksi recompression (k r ) eksperimental terhadap tekanan pada tanah gambut untuk tipe pengujian 3... 88 Gambar 5.35 Hasil penentuan nilai recompression index (C r ) dan compression index (C c ) untuk tanah gambut pada tipe pengujian 3... 90 Gambar 5.36 Hubungan antara overconsolidation ratio (OCR) terhadap recompression index (C r ) untuk tanah gambut pada tipe pengujian 3... 91 Gambar 5.37 Hasil penentuan secara grafis nilai tekanan prakonsolidasi (p c ) cara Casagrande (1936) untuk tanah gambut pada tipe pengujian 3... 93 Gambar 5.38 Hubungan antara nilai regangan ( ) terhadap tekanan (P) untuk tanah gambut pada tipe pengujian 3... 94