Penyelidikan Tanah Untuk Perencanaan Jembatan

Pekerjaan penyelidikan tanah untuk suatu pekerjaan seperti di bangunan Gedung, jalan maupun di jembatan sangatlah penting. Lingkup pekerjaan Penyelidikan Tanah untuk perencaan Jembatan meliputi pengujian kedalaman tanah keras dan kondisi tanah eksisting. Pelaksaan penyelidikan tanah di lapangan/lokasi dengan menggunakan peralatan yang lazim digunakan untuk penyelidikan tanah. Adapun peralatan yang digunakan adalah Bor Mesin dan sondir 2,5 ton.

Proses tahapan yang dilakukan dalam penyelidikan tanah untuk perencanaan jembatan meliputi yaitu : 

1.Penyelidikan Lapangan;

2.Penyelidilan Tanah di laboratorium; dan 

3.Analisa Data.   

Penyelidikan lapangan terdiri dari pekerjaan Sondir dan Bor Mesin, yang dilakukan pada titik rencana lokasi abutment dan pier rencana jembatan. Setelah selesai penyelidikan tanah di lapangan, selanjutnya dilakukan tes tanah di laboratorium. Hasil tes laboratorium di sajikan dalam hasil data laboratorium. Langka terakhir yaitu menganalisa data. 

Dengan Analisa Data, maka hasil penelitian tanah akan dipergunakan sebagai dasar penentuan type dan kedalaman pondasi bangunan jembatan. Selain itu juga dipergunakan sebagai dasar penentuan bangunan penguat bibir sungai dan talud, apabila diperlukan.(hasil Input yaitu : Data dan Grafik).

Tahapan dari penyelidikan lapangan, hasil tes laboratorium dan analisa data disajian dalam bentuk laporan. Laporan ini berisi tentang sifat teknis dari lapisan tanah, rekomendasi untuk sistem pondasi dan mungkin solusi untuk masalah geoteknik di lokasi pekerjaan tersebut.

Tujuan dari Penyelidikan tanah ini yaitu untuk mengevaluasi kondisi lapisan tanah yang ada di lokasi dan mengetahui letak kedalaman tanah keras serta untuk mendapatkan data parameter tanah yang sangat diperlukan sebagai dasar perhitungan dalam perencanaan pondasi dan desain bangunan di lokasi.

1. Pengujian Lapangan

Penyelidikan tanah dilapangan meliputi pengujian menggunakan alat Bor Dalam L Max = 30 dan alat Sondir (CPT). Pengambilan contoh tanah dilapangan untuk lokasi berapa jumlah titik ditentukan. Selanjutnya setelah pada titik tersebut diujibor untuk dilakukan pengambilan contoh tanah undisturbed dan contoh tanah disturbed. Langka berikutnya contoh tanah hasil dari lapangan tersebut dibawah ke laboratorium untuk dilakukan pengujian.

2. Pengujian Laboratorium

Contoh tanah undisturbed dan contoh disturbed yang didapat dari pengeboran di lapangan selanjutnya diuji di laboratorium. Dari pengujian di laboratorium tersebut didapatkan nilai index propertis dan Nilai Parameter Mekanika Tanah.

Pengujian contoh tanah yang dilakukan di laboratorium mengikuti standard ASTM yang meliputi :

 A. Indeks Properties yaitu :

    1) Berat isi tanah (γ) dalam kondisi asli dan kering (Natural Dencity) (ASTM D2937-72)

    2) Spesific Gravity (Gs) (ASTM D854-92)

    3) Kadar air asli (Water Content) (ω) (ASTM D256-86)

B. Atterberg Limit Test yang terdiri dari : (ASTM D424-66)

    1) Batas Cair (LL), Batas Plastis (PL), Indeks Plastis (PI)

C. Analisis saringan dan Hidrometer (ASTM D4318-95a dan ASTM C422-72)

D. Enginering Properties

    1) Direct Shear

    2) Unconefied

    3) Konsolidasi

    4)Triaxsial

3.Analisa Data

Analisa data dilakukan dengan menggunakan beberapa software komputer yang lazim digunakan.  Data hasil pengujian menggunakan bor mesin disajikan dalam bentuk boring log. Data hasil pengujian sondir disajikan dalam bentuk tabel dan bentuk kurva hubungan kedalaman dengan nilai konus, q c dan nilai kumulatif total friksi.

PENGUJIAN DI LABORATORIUM

A. Pengujian Tanah Menggunakan Bor Mesin

Data hasil pengujian tanah dengan menggunakan bor mesin diperoleh nilai Standar Penetration Test  (SPT) yang hasilnya disajikan dalam bentuk boring log.

Contoh tanah undisturbed dan contoh disturbed yang diperoleh dari pengeboran di lapangan selanjutnya diuji di laboratorium. Dari pengujian di laboratorium tersebut didapatkan nilai index propertis, batas-batas Atterberg, nilai C c , nilai kohesi (c), nilai unconfined compressive strength (q u ).

B. Evaluasi Karakteristik Lapisan Tanah di Lokasi (Bor Dalam)

Evaluasi kondisi lapisan tanah di lokasi yang dilakukan berdasarkan data hasil uji Bor dalam diperoleh nilai SPT (Standart Penetration Test) atau Nilai Nspt . Dengan mempelajari kurva hubungan nilai Nspt dan kedalamannya didapatkan adanya beberapa kondisi dan jenis lapisan-lapisan tanah.

Dalam analisis ini lapisan tanah dibagi menjadi beberapa lapisan dimana masing-masing lapisan memiliki batasan nilai Nspt yang tertentu. Berdasarkan data hasil uji bor dalam selanjutnya dapat diperkirakan karakteristik lapisan tanah yang ada di lokasi pengujian.

Lapisan tanah tersebut dapat dikelompokan berdasarkan nilai rata-rata N spt -nya yaitu :

  1.Nspt < 2 merupakan representasi dari tanah Sangat lunak (very soft)

  2.Nspt 2 - 4 merupakan representasi dari tanah lunak (soft)

  3.Nspt 4 - 8 merupakan representasi lapisan tanah sedang (medium stiff)

  4.Nspt 8 - 15 merupakan representasi lapisan tanah kaku (stiff)

  5.Nspt 15 - 30 merupakan representasi lapisan tanah sangat kaku (very stiff)

  6.untuk Nspt rata-rata > 30 representasi lapisan tanah Padat (Keras)/ Hard

C. Pengujian Sondir

Data hasil pengujian sondir disajikan dalam bentuk tabel serta dalam bentuk kurva hubungan kedalaman dengan nilai konus, q c dan nilai kumulatif total friksi. Hasil pengujian titik sondir kedalaman maksimum yang dapat dicapai dapat dilihat pada contoh dibawah ini.

D. Evaluasi Karakteristik Lapisan Tanah di Lokasi (Pekerjaan Sondir)

Evaluasi kondisi lapisan tanah di lokasi yang dilakukan berdasarkan data hasil uji sondir dengan  mempelajari kurva hubungan nilai qc dan kedalamannya didapatkan adanya beberapa kondisi dan jenis lapisan-lapisan tanah. Dalam analisis ini lapisan tanah dibagi menjadi beberapa lapisan dimana masing-masing lapisan memiliki batasan nilai qc yang tertentu.

Berdasarkan data hasil uji sondir selanjutnya dapat diperkirakan karakteristik lapisan tanah yang ada di lokasi pengujian. 
Lapisan tanah tersebut dapat dikelompokan berdasarkan nilai rata-rata qc-nya yaitu :
  1. 0 – 5 kg/cm2 representasi lapisan dari tanah Sangat lunak (very soft)
  2. 5 – 10 kg/cm2 representasi lapisan tanah lunak (soft)
  3. 10 – 30 kg/cm2 representasi lapisan tanah sedang (medium stiff)
  4. 30 –50 kg/cm2 merupakan tanah kaku (stiff)
  5. 50–100 kg/cm2 merupakan representasi tanah sangat kaku (very stiff)
  6. untuk qc rata-rata > 100 kg/cm2 merupakan lapisan tanah Padat/keras (hard).

Demikianlah penjelasan tentang pekerjaan penyelidikan tanah untuk perencanaan jembatan. Semoga bermanfaat, terimah kasih.

Baca Artikel...

Penentuan Klasifikasi Tanah Dengan Pengujian Laboratorium

Tanah menurut Braja M. Das didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang - ruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut.

Tanah berfungsi sebagai pendukung pondasi dari bangunan juga sebagai bahan bangunan itu sendiri contoh batu bata. Oleh karena itu diperlukan tanah dengan kondisi kuat untuk menahan beban di atasnya dan menyebarkannya secara merata.

A. SIFAT FISIK TANAH 

Sifat-sifat fisik dari tanah berhubungan erat dengan kelayakan penggunaan tanah, seperti kekuatan daya dukung, kapasitas penyimpanan air dan plastisitas. Hal ini berlaku bilamana tanah digunakan sebagai bahan struktural untuk pembangunan konstruksi jalan raya, bangunan bendungan, pondasi untuk sebuah gedung serta untuk sistem pembuangan limbah.

Untuk mengetahui sifat-sifat fisik dari tanah, ada beberapa ketentuan yang harus diperhatikan yaitu :

1. Kadar Air

    Kadar Air tanah yaitu perbandingan antara berat air yang terkandung di dalam tanah dengan

    berat kering tanah (satuan persen).

2. Berat Jenis

    Sifat fisik tanah dapat ditentukan dengan mengetahui berat jenis tanahnya dengan cara

    menentukan berat jenis yang lolos saringan No. 200

3. Batas-Batas Atterberg

    Batas Atterberg adalah batas konsistensi dimana keadaan tanah melewati keadaan lainnya dan

    terdiri atas batas cair, batas plastis dan indek plastisitas

a. Batas Cair (liquid limit)

    Batas cair adalah kadar air minimum dimana tanah tidak mendapat gangguan dari luar.

   (Scott.C.R, 1994). Sifat fisik tanah dapat ditentukan dengan mengetahui batas cair suatu tanah,            tujuannya adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah pada batas antara keadaan plastis

    dan keadaan cair.

b. Batas Plastis (Plastic Limit)

    Batas plastis adalah kadar air minimum dimana tanah dapat dibentuk secara plastis, maksudnya

    tanah dapat digulung-gulung sepanjang 3 mm.

   Tujuannya adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah pada keadaan batas antara

    keadaan  plastis dan keadaan semi padat.

    Cara kerja batas-batas Atterberg menggunakan standar ASTM D-4318, yaitu :

    1. Nilai batas plastis (PL) adalah kadar air rata-rata dari ketiga benda uji.

    2. Plastis Indek (PI) dengan rumus PI = LL – PL.

4. Analisa Saringan

    Tujuan dari analisis saringan adalah untuk mengetahui persentasi butiran tanah.

    Caranya dapat dilakukan dengan pengayakan, setelah itu material organik dibersihkan dari sampel       tanah, lalu berat sampel tanah yang tertahan di setiap ayakan dicatat.

    Tujuan akhir dari analisanya adalah memberikan nama dan mengklasifikasikannya,

    sehingga dapat  diketahui sifat-sifatnya.

B. PENGELOHAN DATA DAN ANALISA MEKANIKA TANAH

   Penentuan klasifikasi tanah didasarkan dari semua jenis pengujian yang dilakukan baik di lapangan

   Sondir maupun dari sampel tanah hasil Boring yang dilakukan pengujian di laboratorium Mekanika

   Tanah serta sampel tanah :

   1. Sondir

       Berdasarkan data nilai conus hasil pengujian Sondir dapat diketahui karakteristik tanah yang

       berupa kondisi kepadatannya berdasarkan Meyerhof.

       Sondir yang dilaksanakan sampai dengan tanah keras dengan tekanan conus 150 kg /cm2, atau

       maksimum sampai kedalaman 25 m , sebanyak 10 titik.

   2. Borring

       Tujuan utama dari pembuatan lobang bor adalah untuk mengetahui lebih jelas tentang susunan

       lapisan tanah yang ada dan berapa tebal dari tiap-tiap jenis lapisan tanah yang dijumpai yang

       dikerjakan dengan tenaga manusia ( hand auger ).

    3. Pengambilan Contoh Tanah

        Pengambilan contoh tanah asli dan penelitian laboratorium sebanyak 35 buah sample pada setiap

        sungai (lokasi).

        Pengambilan contoh tanah asli dimaksudkan untuk mendapatkan nilai-nlai sebagai berikut.

        a. Gradasi butir-butir tanah

        b. Batas-batas alteberg

        c. Berat jenis dan berat volume tanah

        d. Permeability test

        e. Kekuatan dan daya dukung tanah

        f. Harga-harga Ø dan C

C. DAYA DUKUNG

    1. Pengujian Sondir

        Besarnya daya dukung tanah berdasarkan hasil pengujian Sondir dihitung dengan menggunakan

        persamaan Meyerhof (1956) untuk jenis pondasi bujur sangkar atau pondasi memanjang dengan

        Lebar (B) > 1.20 meter, sebagai berikut :

2. Pengujian Contoh Tanah Tak Terganggu

   Untuk pondasi dangkal menerus, daya dukung ultimit dihitung dengan persamaan Terzaghi (1943)

  

Berdasarkan hasil analisis terhadap daya dukung tanah maka untuk perencanaan fondasi dapat dianjurkan menggunakan jenis fondasi tertentu.

Berikut diberikan contoh jenis fondasi yang dapat direkomendasi untuk digunakan dalam perencanaan :

1. Bagi Struktur dengan beban ringan, dapat digunakan fondasi batu kali atau telapak dari beton              bertulang dengan kedalaman minimal 1.00 m. Besarnya daya dukung tanah yang diijinkan (daya        dukung keseimbangan tanah izin) sehubungan dengan penurunan maksimum 1” (2.5 cm)   dan 

    faktor keamanan 3 untuk masing-masing lokasi ialah sebagai berikut :

    Lokasi Penyelidikan Tanah :

    a.Untuk kedalaman 1.00 ; qa ~ 5,44 ton/m2

    b.Untuk kedalaman 2.00 ; qa ~ 6,74 ton/m2

    c.Untuk kedalaman 3.00 ; qa ~ 5,10 ton/m2

2.  Bagi struktur dengan beban sedang hingga berat, dapat digunakan fondasi tiang dari 

     beton bertulang/tiang pancang dengan kedalaman -17 s/d -26 m MT.

     Besarnya daya dukung tiang untuk masing-masing lokasi dapat diperkirakan sebagai berikut :

      Lokasi Penyelidikan Tanah :

      a.Untuk diameter 30cm ; qa ~ 25 ton

      b.Untuk diameter 40cm ; qa ~ 43 ton

      c.Untuk diameter 50cm ; qa ~ 65 ton

Sehubungan dengan sifat tanah permukaan yang anorganis, maka tidak perlu perhatian khusus dalam kaitannya dengan reaksi kimiawi. Untuk memperkaku hubungan antara bangunan bagian atas dengan bangunan bagian bawah, disarankan untuk merencanakan sloof fundasi minimal 20 x 40 cm.

Sebelum diadakan pekerjaan substruktur, perlu diadakan ”stripping” dan ’Prakompaksi” terlebih dahulu, agar penurunan yang terjadi sekecil-kecilnya.

Demikianlah penjelasan singkat dari penentuan klasifikasi tanah dengan pengujian laboratorium . Semoga bermanfaat dan Terimah kasih.

Baca Artikel...

Sistem Klasifikasi Tanah

Definisis Tanah menurut Braja M.Das adalah sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia)satu sama lain dan dari bahan-bahan organikyang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair serta gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel padat tersebut.

Ada beberapa versi yang menjelaskan sistem klasifikasi tanah dimanan hal ini disebabkan tanah mempunyai sifat-sifat yang bervariasi.

Dalam perkembangan ilmu pengetahuan khusunya dalam bidang mekanika tanah, ada beberapa metode yang mengklasifikasikan tanah, yaitu :

a. Klasifikasi Tanah Berdasar Tekstur.

b. Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO

c. Klasifikasi Tanah Sistem UNIFIED


A. Klasifikasi Tanah Berdasar Tekstur
Pengaruh daripada ukuran tiap-tiap butir tanah yang ada didalam tanah tersebut merupakan pembentuk testur tanah. Tanah tersebut dibagi dalam beberapa kelompok berdasar ukuran butir: pasir (sand), lanau (silt), lempung (clay). Departernen Pertanian AS telah mengembangkan suatu sistem klasifikasi ukuran butir melalui prosentase pasir, lanau dan lempung yang digambar pada grafik segitiga.

Cara ini tidak memperhitungkan sifat plastisitas tanah yang disebabkan adanya kandungan (baik dalam segi jumlah dan jenis) mineral lempung yang terdapat pada tanah. Untuk dapat menafsirkan ciri-ciri suatu tanah perlu memperhatikan jumlah dan jenis mineral lempung yang dikandungnya.


B. Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO

Sistem klasifikasi tanah sistem AASHTO pada mulanya dikembangkan pada tahun 1929 sebagai Public Road Administration Classification System. Sistem ini mengklasifikasikan tanah kedalam delapan kelompok, A-1 sampai A-7. Setelah diadakan beberapa kali perbaikan, sistem ini dipakai oleh The American Association of State Highway Officials (AASHTO) dalam tahun 1945. Bagan pengklasifikasian sistem ini dapat dilihat seperti pada Tabel 1 dan tabel 2 di bawah ini.

Pengklasifikasian tanah dilakukan dengan cara memproses dan kiri ke kanan pada bagan tersebut sampai menemukan kelompok pertama yang data pengujian bagi tanah tersebut memenuhinya. Khusus untuk tanah yang mengandung bahan butir halus diidentifikasikan lebih lanjut dengan indeks kelompoknya.


C. Klasifikasi Tanah Sistem UNIFIED

Sistem ini pertama kali diperkenalkan oleh Cassagrande dalam tahun 1942 untuk dipergunakan pada pekerjaan pembuatan lapangan terbang yang dilaksanakan oleh The Army Corps Engineers. Sistem ini telah dipakai dengan sedikit modifikasi oleh U.S. Bureau of Reclamation dan U.S Corps of Engineers dalam tahun 1952. Dan pada tahun 1969 American Society for Testing and Material telah menjadikan sistem ini sebagai prosedur standar guna mengklasifikasikan tanah untuk tujuan rekayasa.


Sistem UNIFIED membagi tanah ke dalam dua kelompok utama:
a. Tanah berbutir kasar adalah tanah yang lebih dan 50% bahannya tertahan pada ayakan No. 200. Tanah butir kasar terbagi atas kerikil dengan simbol G (gravel), dan pasir dengan simbol S (sand).

b. Tanah butir halus adalah tanah yang lebih dan 50% bahannya lewat pada saringan No. 200. Tanah butir halus terbagi atas lanau dengan simbol M (silt), lempung dengan simbol C (clay), serta lanau dan lempung organik dengan simbol O, bergantung pada tanah itu terletak pada grafik plastisitas. Tanda L untuk plastisitas rendah dan tanda H untuk plastisitas tinggi.


Adapun simbol-simbol lain yang digunakan dalam klasifikasi tanah ini adalah :
W = well graded (tanah dengan gradasi baik)
P = poorly graded (tanah dengan gradasi buruk)
L = low plasticity (plastisitas rendah) (LL < 50)
H = high plasticity (plastisitas tinggi) ( LL > 50)

Untuk lebih jelasnya klasifikasi sistem UNIFIED dapat dilihat pada bagan Tabel 1 dan tabel 2 dibawah ini.

Demikianlah penjelasan tentang Sistem Klasifikasi Tanah, semoga bermanfaat terimah kasih.

Baca Artikel...

Ilmu Mekanika Tanah

Mekanika Tanah merupakan bagian dari Geoteknik yang merupakan salah satu cabang dari ilmu Teknik Sipil. Istilah Mekanika Tanah di populerkan oleh Karl von Terzaghi tahun 1925. Melalui buku hasil karyanya yaitu "Erdbaumechanik  auf  bodenphysikalicher  Grundlage" ( Mekanika Tanah bedasar pada Sifat-Sifat Dasar Fisik Tanah) yang membahas prinsip-prinsip dasar dari ilmu mekanika tanah modern dan menjadi dasar bagi studi-studi lanjutan ilmu. Dalam perkembangannya bidang mekanika tanah Terzaghi dikenal sebagai Bapak Mekanika Tanah.

Berikut pembagian Tanah yang terdiri dari tiga fase elemen yaitu: butiran padat (solid), air dan udara. Pada gambar berikut dapat dilihat 3 fase dari elemen tanah.

Hubungan volume-berat :

V = Vs + Vv = Vs + Vw + Va

Dimana :
Vs = volume butiran padat
Vv = volume pori
Vw = volume air di dalam pori
Va = volume udara di dalam pori


Apabila udara dianggap tidak mempunyai berat, maka berat total dari contoh tanah dapat dinyatakan dengan :

W = Ws + Ww

Dimana :
Ws = berat butiran padat

Ww = berat air


Hubungan volume yang umum dipakai untuk suatu elemen tanah adalah angka pori (void ratio), porositas (porosity), dan derajat kejenuhan (degree of saturation).

1. Angka Pori
Angka pori atau void ratio (e) didefinisikan sebagai perbandingan antara volume pori dan volume butiran padat, atau :

           e = Vv / Vs


2. Porositas
Porositas atau porosity (n) didefinisikan sebagai perbandingan antara volume pori dan volume tanah total, atau :

          n = Vv / V

3. Derajat Kejenuhan
Derajat kejenuhan atau degree of saturation (S) didefinisikan sebagai perbandingan antara volume air dengan volume pori, atau :

        S = Vw / Vv

4. Kadar Air
Kadar air atau water content (w) didefinisikan sebagai perbandingan antara berat air dan berat butiran padat dari volume tanah yang diselidiki, yaitu :

        w = Ww / Ws

5. Berat Volume
Berat volume (?) didefinisikan sebagai berat tanah per satuan volume.   ᵞ = w/v


6. Berat spesifik
Berat spedifik atau Specific gravity (Gs) didefinisikan sebagai perbandingan antara berat satuan butir dengan berat satuan volume.



Batas Konsitensi Tanah

Salah satu seorang ilmuwan berkebangsaan Swedia bernama Atterberg yang berhasil mengembangkan suatu metode untuk menjelaskan sifat konsistensi tanah berbutir  halus pada kadar air yang bervariasi sehingga batas konsistensi tanah disebut Atterberg Limits.

Fungsi dan kegunaan dari atterberg limits dalam perencanaan yaitu untuk memberi gambaran secara garis besar akan sifat-sifat tanah yang bersangkutan. Bilamana kadar airnya sangat tinggi, campuran tanah dan air akan menjadi sangat lembek. Tanah yang batas cairnya tinggi biasanya mempunyai sifat teknik yang buruk yaitu kekuatannya rendah, sedangkan compressiblitynya tinggi sehingga sulit dalam hal pemadatanya.

Batas-batas konsistensi tanah dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

1. Batas cair (LL) adalah kadar air tanah antara keadaan cair dan keadaan plastis.

2. Batas plastis ( PL) adalah kadar air pada batas bawah daerah plastis.

3. Indeks plastisitas (PI) adalah selisih antara batas cair dan batas plastis, dimana tanah tersebut dalam keadaan plastis, atau :

  PI = LL - PL

Indeks Plastisitas (IP) menunjukkan tingkat keplastisan tanah. Apabila nilai Indeks Plastisitas tinggi, maka tanah banyak mengandung butiran lempung.

Klasifikasi jenis tanah menurut Atterberg berdasarkan nilai Indeks Plastisitas dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Demikianlah artikel tentang ilmu mekanika tanah, semoga bermanfaat terimah kasih.

Baca Artikel...