BAB II

Studi Pustaka

II.1. Umum

Perilaku dan sifat tanah gambut sangat tergantung pada komposisi mineral dan

unsur-unsur kimianya, tekstur dan partikel-partikeinya serta pengaruh lingkungan

disekitarnya. Sehingga untuk dapat memahami sifat dan perilakunya diperlukan

pengetahuan tentang mineral dan komposisi kimia gambut. Hal ini dikarenakan

mineralogi adalah faktor utama untuk mengontrol ukuran, bentuk, dan sifat fisik

serta kimia dari partikel gambut.

Sampai saat ini, penelitian gambut dibidang teknik sipil masih sangat sedikit

sekali dilakukan di Indonesia. Sehingga pengetahuan tentang gambut masih

sangat sedikit sekali. Oleh karena itu, pemecahan dengan metoda yang benar dan

tepat adalah sangat diharapkan agar konstruksi yang dibangun dapat berdiri

dengan kuat dan aman.

Di dalam rekayasa geoteknik telah lama dikenal beberapa cara bagaimana

memanfaatkan tanah asli yang memenuhi syarat sebagai material konstruksi,

misalnya pada tanah lunak, gambut dan sebagainya. Hasil dari upaya rekayasa

tersebut didapat keadaan tanah dengan daya dukung yang lebih baik serta

sifat-sifat lainnya yang positif dilihat dari sudut pandang konstruksi.

Untuk hal tersebut di atas telah dikenal rekayasa stabilisasi tanah untuk

memperbaiki sifat-sifat tanah yang kurang menguntungkan dari segi konstruksi.

Sehingga sifat-sifat dan karakteristik tanah tersebut menjadi memadai sebagai

material konstruksi.

Secara umum stabilisasi tanah mempunyai tujuan antara lain menaikkan kekuatan

tanah, menaikkan tingkat kemampuan dukung serta mempercepat terjadinya

konsolidasi. Untuk maksud tersebut telah dikenal beberapa cara stabilisasi tanah,

yaitu; secara fisik (sand drained, thermo treatment, elektro osmose); secara

9

mekanik (pemadatan statik dan dinamik, vibrasi); dan secara kimia (kapur, semen,

bahan kimia tertentu dan lain-lain). Untuk mencapai hasil yang maksimal,

biasanya tidak hanya satu cara yang diterapkan. Akan tetapi, kombinasi atau

campuran antara beberapa cara tersebut.

II.2. Jalan

Infrastruktur jalan yang baik merupakan kunci perkembangan wilayah suatu

negara dalam menunjang efisiensi aktifitas di bidang industri dan pertanian.

Pembukaan jaringan jalan baru bagi individu maupun masyarakat akan

memberikan kesempatan dalam rangka membuka akses lapangan pekerjaan,

fasilitas perdagangan, fasilitas pendidikan, dan fasilitas kesehatan, serta

memberikan kontribusi terhadap peningkatan nilai sosial dan keamanan.

Meskipun demikian sangat jelas bahwa dalam investasi jalan sangatlah diperlukan

suatu aturan untuk mencapai tujuan akhir pembangunan dengan memanfaatkan

sumber daya alam yang ada secara teliti agar efektif dan efisien.

II.2.1. Definisi Jalan

Jalan menurut Undang-Undang No. 38 Tahun 2004 memiliki pengertian sebagai

prasarana transportasi darat yang meliputi segala bagian jalan, termasuk bangunan

pelengkap dan perlengkapannya yang diperuntukkan bagi lalu lintas, yang berada

pada permukaan tanah, di atas permukaan tanah, di bawah permukaan tanah dan/

atau air, serta di atas permukaan air, kecuali jalan kereta api, jalan lori, dan jalan

kabel. Sedangkan jalur merupakan bagian jalan yang digunakan untuk lalu lintas

kendaraan yang secara fisik berupa perkerasan jalan (Saodang, 2004).

II.2.2. Klasifikasi Jalan

II.2.2.1. Klasifikasi Jalan menurut Peruntukannya

Menurut UU No.38 Tahun 2004 pasal 6, pengelompokan jalan menurut

peruntukannya terdiri atas :

• Jalan Umum

Jalan umum adalah jalan yang diperuntukkan bagi lalu lintas umum. Jalan

ini dikelompokkan atas dasar sistem, fungsi, status, dan kelasnya.

10

• Jalan Khusus

Jalan khusus adalah jalan yang bukan diperuntukkan bagi lalu lintas umum

dalam rangka distribusi barang dan jasa.

II.2.2.2. Klasifikasi Jalan menurut Sistemnya

Menurut UU No.38 Tahun 2004 pasal 7, pengelompokan jalan menurut sistemnya

terdiri atas :

• Sistem Jaringan Jalan Primer

Sistem jaringan jalan primer merupakan sistem jaringan jalan dengan

peranan pelayanan distribusi barang dan jasa untuk pengembangan semua

wilayah di tingkat nasional, dengan menghubungkan semua simpul

distribusi yang berwujud pusat-pusat kegiatan.

• Sistem Jaringan Jalan Sekunder

Sistem jaringan jalan sekunder merupakan sistem jaringan jalan dengan

peranan pelayanan distribusi barang dan jasa untuk masyarakat di dalam

kawasan perkotaan.

II.2.2.3. Klasifikasi Jalan menurut Fungsinya

Jalan umum menurut fungsi atau peranannya berdasar UU No. 38 tahun 2004

pasal 8 dibagi menjadi 4 (empat), yakni :

• Jalan Arteri

Jalan arteri adalah jalan yang melayani angkutan utama dengan ciri-ciri

perjalanan jarak jauh, kecepatan rata-rata tinggi, dan jumlah jalan masuk

dibatasi secara efisien.

• Jalan Kolektor

Jalan kolektor adalah jalan yang melayani angkutan pengumpul atau

pembagi dengan ciri-ciri perjalanan jarak sedang, kecepatan rata-rata

rendah, dan jumlah jalan masuk dibatasi.

11

• Jalan Lokal

Jalan lokal adalah jalan yang melayani angkutan setempat dengan ciri-ciri

perjalanan jarak dekat, kecepatan rata-rata rendah, dan jumlah jalan masuk

tidak dibatasi.

• Jalan Lingkungan

Jalan lingkungan adalah jalan yang melayani angkutan lingkungan dengan

ciri-ciri perjalanan jarak dekat, dan kecepatan rata-rata rendah.

II.2.1.4. Klasifikasi Jalan menurut Statusnya

Jalan umum menurut UU No.38 Tahun 2004 pasal 9, pengelompokan jalan

menurut status atau wewenang pembinaannya terdiri atas :

• Jalan Nasional atau Negara

Jalan nasional adalah jalan umum dengan fungsi arteri primer,

menghubungkan antar Ibukota Provinsi, menghubungkan antar negara,

dan bersifat strategis nasional.

Nilai strategis nasional jalan nasional terhadap kepentingan nasional yakni

tidak dominan terhadap pengembangan ekonomi, tapi mempunyai peranan

menjamin kesatuan dan keutuhan nasional, melayani daerah-daerah yang

rawan, dan lain-lain.

• Jalan Provinsi

Jalan provinsi adalah jalan umum dengan fungsi kolektor primer,

menghubungkan Ibukota Provinsi dengan Ibukota Kabupaten atau Kota,

menghubungkan antar Ibukota Kabupaten atau antar Kota, dan bersifat

strategis regional.

Nilai strategis regional jalan provinsi terhadap kepentingan provinsi yakni

tidak dominan terhadap pengembangan ekonomi, tapi mempunyai peranan

tertentu dalam menjamin terselenggaranya pemerintah yang baik dalam

12

Pemerintahan Daerah Tingkat I dan terpenuhinya kebutuhan-kebutuhan

sosial lainnya.

• Jalan Kabupaten

Jalan kabupaten adalah jalan umum dengan fungsi lokal primer,

menghubungkan Ibukota Kabupaten dengan Ibukota Kecamatan,

menghubungkan antar Ibukota Kecamatan, menghubungkan Ibukota

Kabupaten dengan Pusat Kegiatan Lokal, dan bersifat strategis lokal.

• Jalan Kota

Jalan kota adalah jalan umum dalam sistem sekunder, menghubungkan

antar Pusat Kegiatan Lokal dalam Kota, menghubungkan Pusat Kegiatan

Lokal dengan Persil, menghubungkan antar Persil, menghubungkan antar

pusat permukiman yang berada di kawasan perkotaan.

• Jalan Desa

Jalan desa adalah jalan umum dalam sistem tersier menghubungkan

kawasan di dalam Desa dan antar permukiman.

II.3. Biaya Pembangunan Jalan

Pada pelaksanaan pembangunan jalan yang dimulai dari ide, kemudian studi

kelayakan, pelaksanaan sampai dengan operasi dan pemeliharaan membutuhkan

berbagai macam biaya. Biaya-biaya tersebut dalam analisis kelayakan ekonomi

dikelompokkan kedalam beberapa kelompok agar memudahkan dalam analisis

perhitungan.

Menurut Kuifer (1971), semua biaya tersebut dikelompokkan menjadi biaya

modal (capital cost) dan biaya tahunan (annual cost).

II.3.1. Biaya Modal

Biaya modal adalah jumlah semua pengeluaran yang diperlukan mulai dari pra

studi kelayakan sampai dengan proyek selesai dikerjakan (Kuifer, 1971). Biaya

13

modal ini terbagi lagi menjadi biaya langsung (direct cost) dan biaya tidak

langsung (indirect cost).

• Biaya Langsung

Biaya ini merupakan biaya yang diperlukan untuk pembangunan suatu

proyek dan bersifat mutlak. Pada umumnya biaya langsung pembangunan

suatu jalan publik adalah biaya pembebasan lahan (land acquittion cost)

dan biaya konstruksi (construction cost).

• Biaya Tidak Langsung

Pada umumnya biaya tidak langsung pembangunan suatu jalan publik

adalah biaya tidak terduga (contigenciest cost), biaya rekayasa konstruksi

(engineering cost), dan biaya akibat bunga (interest cost)

II.3.2. Biaya Tahunan

Biaya tahunan merupakan biaya yang diperlukan setelah pembangunan proyek

selesai sampai dengan masa layan proyek tersebut berakhir, atau biasa disebut

sebagai biaya operasi dan pemeliharaan. Biaya tahunan bertujuan untuk menjaga

keandalan pelayanan proyek selama masa layan sesuai dengan perencanaan pra

konstruksi akibat penurunan kualitas dan kuantitas pelayanan setelah

dipergunakan.

Biaya tahunan terdiri atas biaya pemeliharaan rutin (routine maintenance cost)

dan biaya pemeliharaan berkala (periodict maintenance cost), yang dipengaruhi

oleh tingkat suku bunga berlaku (interest rate), penurunan nilai barang akibat

pemakaian (depreciation), dan amortisasi atau pelunasan hutang dalam suatu

periode tertentu (amortization).

II.4. Tanah Gambut

II.4.1. Proses Terjadinya Tanah Gambut

Tanah gambut lebih dikenal sebagai peat adalah tanah mempunyai kandungan

organik cukup tinggi. Pada umumnya, tanah ini terbentuk dari campuran

fragmen-fragmen material organik yang berasal dari tumbuh-tumbuhan yang

14

membusuk, berubah sifatnya. secara, kimiawi dan menjadi fosil. Secara umum

sifat fisik dan mekanis adalah kadar air yang cukup tinggi, daya dukung yang

rendah sama, dan daya mampat yang tinggi.

Menurut ASTM D2607-69 (1989). istilah tanab gambut hanya. berhubungan

deagan bahan organik yang berasal dari proses geologi selain batubara.

Terbentuknya dari tumbuh-tumbuhan yang telah mati, berada di dalam air dan

hampir tidak ada udara. di dalamnya yang terjadi di rawa-rawa dan mempunyai

kadar abu tidak lebih 25% dari berat keringnya. Dengan demikian rawa

merupakan tempat teriadinya pembentukan tanah gambut dipengaruhi oleh iklim,

hujan, peristiwa pasang surut, jenis vegetasi rawa, topografi dan beberapa aspek

geologi serta hidrologi daerah setempat.

II.4.2. Sifat Fisik Tanah Gambut

Tidak berbeda dengan tanah lempung, parameter tanah yang penting untuk

menentukan sifat fisik mnah gambut di antaranya: berat volume, specific gravity,

kadar air, dan angka pori. Sedang parameter tanah gambut yang tidak diperlukan

untuk tanah lempung adalah: kadar abu, kadar organik, dan kadar serat Pada tanah

lempung, dimana plastisitasnya sangat diperlukan untuk mengidentifikasi sifat

tanah, pada tanah gambut sama sekali tidak diperlukan, mengingat tanah gambut

tidak mempunyai sifat plastis.

Sifat-sifat fisik tanah gambut secara umum adalah sebagai berikut:

• Kadar Air

Kemampuan tanah gambut untuk menyerap dan menyimpan air sangat

besar. Kadar air tanah gambut ini bisa sampai 600% dan besar penyerapan

tergantung dari derajat dekomposisi gambut yang bersangkutan. Apabila

gambut tercampur dengan tanah anorganik, kadar air gambut bisa

langsung menurun secara drastis.

• Angka Pori

Besar angka pori gambut umumnya berkisar antara 5 sampai dengan 15.

Pada tanah gambut berserat angka porinya bisa jauh lebih besar, sementara

15

tanah gambut granular angka pori cukup kecil dan berkisar 2 (Hellis dan

Brawner, 1961).

• Berat Volume

Karena angka pori yang cukup besar, berat volume tanah gambut menjadi

sangat kecil. Tanah gambut yang terendam air dengan kandungan organik

tinggi, berat volumenya kurang lebih sama dengan berat volume air.

Secara umum berat volume gambut berkisar antara 9 kN/m3 sampai 12,5

kN/m3

• Specific Gravity

Pada umumnya harga specific gravity rata-rata tanah gambut antara 1,50

sampai 1,60. Tergantung dari kandungan bahan organik, semakin besar

kandungan bahan organik semakin besar pula harga specific grafitynya.

• Susut

Apabila dikeringkan tanah gambut akan menyusut dan mengeras.

Penyusutan volume tanah gambut akibat pengeringan adalah sangat besar,

bahkan bisa mencapai lebih dari 50% Sedangkan penyusutan beratnya

lebih besar lagi, dan bisa tinggal 10% dari berat semula. Apabila tanah

gambut sudah pernah menyusut, maka ia akan sulit menyerap air lagi

seperti semula. Air yang bisa terserap setelah gambut mengalami

penyusutan berkisar antara 33% sampai 55% (Feustel & Byers, 1930).

• Koefisien Rembesan

Koefisien rembesan tanah gambut dipengaruhi oleh

- Kandungan bahan mineral

- Derajat konsolidasi

- Derajat dekomposisi

Harga koefisien rembesan tanah gambut antara 10-6 sampai 10-3 cm/detik

(Colley, 1950 dan Miyakawa, 1960). Untuk tanah gambut berserat

koefisien rembesan arah horisontal lebih besar dari arah vertikal.

• Kadar Gas

Bahan organik yang terendam dalam air akan mengalami proses

dekomposisi yang lamban dan dalam waktu bersamaan akan menghasilkan

gas methane serta sedikit gas nitrogen dan karbon dioksida. Jika muka air

16

turun akan terjadi proses oksidasi pada gambut dan menghasilkan gas

karbon dioksida.

• Keasaman

Karena kandungan karbon dioksida dan humic acid yang dihasilkan dari

proses pembusukan, tanah gambut mempunyai sifat acidic reaction.

Umumnya air gambut mempunyai derajat keasaman pH = 4-7 (Lea, 1956).

Naik turunnya derajat keasaman gambut sangat tergantung dari musim dan

cuaca. Tingkat keasaman ini mencapai nilai tertinggi setelah terjadi hujan

lebat yang diikuti oleh musim panas yang kering. Karena keasaman ini air

gambut mempunyai sifat korosif terhadap baja dan beton.

• Kadar Abu dan Kadar Organik

Untuk menentukan kadar abu pada gambut dengan cara memasukkan

gambut kering yang telah dioven dengan suhu 105 0C ke dalam oven

dengan suhu 440 0C (metoda C) atau dengan suhu 750 0C (metoda D)

sampai gambut menjadi abu (ASTM D2974-87). Persentase kadar abu

dihitung terhadap berat kering tanah sampel.

• Batas Konsistensi

Tidak terdapat metoda. khusus untuk menentukan batas konsistensi tanah

gambut, karena. tanah gambut tidak mempunyai sifat plastis. Terlebih lagi

dengan adanya serat sangat sulit untuk menentukan batas plastis gambut.

Selain itu plastisitas juga bukan merupakan parameter gambut yang

penting, seperti pada tanah lempung.

II.4.3. Sifat Teknis Tanah Gambut

Dalam geoteknik dikenal dua macam kriteria perencanaan fondasi yang berkenaan

dengan daya dukung tanah dan kemampumampatannya. Keduanya berhubungan

dengan sifat teknis dari tanah. Parameter yang dipakai untuk menentukan sifat

teknis tanah di antaranya:

• Sudut geser dalam (Ф) dan kohesi (c) utnuk menentukan daya dukung tanah.

• Parameter Konsolidasi (Cc, Cs, σp, dan Cv untuk memperkirakan besar

penurunan.

17

II.4.4. Kekuatan Geser Tanah Gambut

Tanah gambut merupakan tanah dengan daya dukung yang sangat rendah. Daya

dukung ini umumnya dinyatakan dengan parameter-parameter kekuatan geser

tanah. Parameter tersebut dapat diukur langsung di lapangan dengan

menggunakan vane shear atau di laboratorium melalui test triaxial dan unconfined

compression test. Kekuatan geser yang diukur langsung dengan vane shear jika

dibandingkan dengan kekuatan geser yang diperoleh dari test laboratorium

umumnya lebih tinggi. Hal ini mungkin disebabkan kerena pada uji vane shear,

putaran baling-baling dihambat oleh serat (akar) sehingga diperlukan tambahan

gaya (momen) untuk memutar baling-baling sekaligus memotong serat (akar)

yang merintangi lintasan baling-baling. Dan lebih kecilnya parameter yang

didapat melalui test laboratorium disebabkan gangguan pada tanah pada saat

pengambilan sampel, terlebih lagi pada saat pencetakan specimen.

Kekuatan geser dari gambut berbeda dengan kekuatan geser dari tanah lunak. Hal

ini disebabkan antara lain oleh kadar serat yang dimiliki oleh gambut sehingga

kekuatan geser maksimumnya akan terjadi pada regangan geser yang besar

(Termaat, 1994). Penelitian mengenai kekuatan geser tanah gambut dengan

menggunakan tes vane shear dan tes triaxial telah dilakukan antara lain oleh

Lechowicz (1994) dan Przystanski (1994).

II.4.5. Perilaku Tegangan-Regangan Tanah Gambut

Kekuatan geser tanah gambut juga ditentukan oleh perilaku hubungan antara

tegangan dan regangan tanah gambut tersebut. Telah disinggung di atas bahwa

kekuatan geser maksimum dari gambut akan terjadi pada regangan geser yang

besar. Perilaku hubungan tegangan dan regangan untuk tanah dapat diperoleh

antara lain melalui test triaxial di laboratorium atau dengan menggunakan model

konstitutif yang diturunkan berdasarkan teori plastisitas.

Model konstitutif tanah yang dikembangkan berdasarkan teori plastisitas

umumnya terbagi dua, yakni yang mengasumsikan tanah berperilaku associative

flow dan yang mengasumsikan tanah berperilaku non-assosiative flow. Model

18

yang pertama mengasumsikan bahwa permukaan leleh tanah tidak berimpit

dengan permukaan potensiainya. Model ini mulai dikembangkan oleh Desai dan

Sriwande (1984) dan kehandalannya di dunia intemasional masih harus

dibuktikan. Model yang kedua mengasumsikan bahwa permukaan leleh tanah

berimpit dengan permukaan potensiainya. Model ini telah dibuktikan

kemampuannya dalam dunia internasional untuk memprediksi perilaku tegangan

dan regangan tanah.

II.4.6. Kemampumampatan Tanah Gambut

Perilaku tanah gambut amorphous granular hampir menyerupai lempung, sedang

tanah gambut berserat berperilaku sangat berbeda dengan lempung. Apabila tanah

lunak mendapat pertambahan tegangan vertikal, maka pertambahan ini akan

menyebabkan adanya penurunan. Pada umumnya penurunan tanah lunak

dibedakan atas penurunan segera (pengaruh elastisitas tanah) dan penurunan

konsolidasi (akibat terdisipasinya air pori). Penuruinan konsolidasi sendiri masih

dibedakan atas konsolidasi primer dan sekunder.

Penurunan segera terjadi segera (langsusng) setelah tanah lunak menerima

pertambahan tegangan. Dengan adanya pertambahan tegangan ini, air pori yang

ikut menderita tambahan tegangan akan mengalir keluar dari pori. Akibat

keluamya air dari pori ini tanah secara perlahan akan mampat dan turun.

Tergantung dari koefisien permeabilitas tanah yang bersangkutan. Semakin kecil

permeabilitas tanah, semakin sulit pula air pori mengalir, sehingga penurunan

yang terjadi pun menjadi sangat perlahan (Ladd, 1987).

Sedikit berbeda dibanding tanah lempung, kurva pemampatan pada gambut

(regangan vs waktu) hasil test laboratorium terdiri dari empat komponen

pemampatan (Dhowian dan Edil,1980), yakni:

Regangan langsung/instanancous strain (εI)

Regangan primcr/primary strain (εP)

Regangan sekunder/secundary strain (εs)

Regangan tertier/tertiary strain (εt)

19

Gambar II.1.

Kurva hubungan regangan vs. waktu tanah gambut dengan beban 25 kPa

(Dhowian & Edil. 1980)

Dari kurva di atas terlihat bahwa pemampatan primer terjadi dalam waktu yang

relatif cepat, jika dibandingkan dengan pemampatan sekunder. Menurut Dhowian

& Edil, selain pemampatan sekunder terjadi cukup lama, kecepatannya juga

sangat besar. Wardwell (1980) menyebutkan, terjadinya proses dekomposisi pada

serat dalam tanah gambut juga. menyebabkan timbulnya pemampatan sekunder

tambahan sebagai akibat berkurangnya serat dan meningkatnya kompresibilitas.

Hal ini yang membuat pemampatan gambut berbeda dibanding pada lempung,

yakni pada gambut terjadi pemampatan tertier.

Besar pemampatan primer ditentukan antara lain oleh indek pemampatannya.

(compression index) yang didefinisikan sebagai Cc = - δe / δlog σv , sementara

besar pemamapatan sekunder ditentukan antara lain oleh indeks pemampatan

sekunder (coefficient of secondary compression) yang didefinisikan sebagai Ca = -

δe / δlog t, dimana e = angka pori dari tanah, σv, adalah tekanan effektif tanah, dan

t adalah waktu. Mesri dan Castro (1987) mengatakan pemampatan sekunder tanah

lempung lunak dan tanah gambut terjadi dengan nilai Ca yang konstan berkisar

20

antara 0,04 Cc untuk tanah lempung dan 0,06-0,07 untuk tanah gambut. Hasil ini

dibantah oleh Edil (Edil et al.,1994) yang mengatakan bahwa untuk tanah gambut

di daerah Middleton, nilai Ca./Cc tidak konstan akan tetapi bervariari dari 0,087 –

0,126. Ketidak konstanan ini disebabkan oleh gambut tersebut merupakan jenis

fibrous dengan permeabilitas dan kompresibilitas yang tinggi dan mengalami

effek dari rangkak yang sangat besar.

Dhowian & Edit juga mengamati kurva pemampatan vs. log. tegangan pada tanah

gambut amorphous granular dan fibrous peat. Dari Gambar II.2 terlihat berbedaan

yang menyolok antara kedua jenis gambut tersebut: indeks kompresi dan angka

pori awal dari amorphous granular peat adalah sangat kecil. Selain itu kurva

virgin dari tanah gambut berserat mempunyai dua garis lurus yang patah,

sementara kurva gambut amorphous granular terdiri dari satu garis lurus seperti

pada tanah lempung.

Gambar II.2.

Kurva e vs. log σ' pada tanah gambut amorphous dan gambut berserat

(Dhowian & Edit, 1980)

21

II.4.7. Klasiflkasi Tanah Gambut

Klasifikasi tanah yang sering digunakan adalah menurut AASHTO dan Unified.

Menurut AASHTO tanah diklasifikasikan menjadi dua kelompok besar, yakni

tanah berbutir kasar dan berbutir halus. Tanah berbutir kasar terdiri dari kerikil

dan pasir, dan tanah berbutir halus dikelompokkan menjadi lanau dan lempung.

Menurut Unified tanah dibagi menjadi 3 kelompok besar, yakni tanah berbutir

kasar (kerikil dan pasir), tanah berbutir halus (lanau, lempung, serta tanah

organik), dan gambut.

Tanah berbutir sering disebut sebagai tanah anorganik. Sementara tanah gambut

disebut tanah organik, karena memang kandungan bahan organik pada gambut

sangat tinggi, yang secara fisik terlihat berwarna coklat kehitaman dengan

kandungan serat yang pada umumnya tinggi. Sifat teknis tanah gambut sangat

jelek, yakni daya dukungnya kecil sementara kompresibilitasnya terlalu besar.

Pada klasifikasi tanah menurut Unified, gambut hanya disinggung sedikit, tanpa

mencantumkan pengelompokan yang lebih rinci lagi. Sementara menurut

AASHTO gambut malah tidak disinggung sama sekali. Oleh karena itu gambaran

tanah gambut secara lebih detail tidak bisa didapat dari kedua macam sistem

klasifikasi yang banyak dipakai oleh kebanyakan orang teknik sipil tersebut.

Kandungan organik tanah gambut berasal dari tumbuh-tumbuhan. Tetapi menurut

ASTM tanah gambut berbeda dengan tanah-tanah organik lainnya. Kandungan

abu tanah gambut sangat rendah (kurang dari 25%). Dibandingkan dengan

batubara yang sama-sama berasal dari bahan organik, gambut juga sangat

berbeda, karena kandungan calorific pada gambut sangat sedikit.

Secara umum terdapat tiga sistem klasifikasi tanah gambut:

• Klasifikasi berdasarkan derajat komposisi

• Klasifikasi berdasarkan jenis tumbuhan dari bahan organik yang

membentuknya.

22

• Klasifikasi berdasarkan persentase kandungan bahan organiknya.

Von Post (1922) tanah gambut dikelompokkan dalam 10 kategori (Tabel II.1).

Dimulai dari tanah gambut yang sama sekali tidak terdekomposisi yang

dikelompokkan dalam kelas H1. Pada kelompok H10 tanah gambut dianggap sudah

100% terdekomposisi

Tabel II.1. Klasifikasi Gambut Menurut Von Post (1922)

Derajat Pembusukan

Deskripsi

H1 Gambut yang sama sekali belum membusuk, yang mengeluarkan air cukup jernih. Sisa-sisa tumbuhan yang ada akan dengan mudah diidentifikasikan. Tak ada material amorf yang terlihat.

H2 Gambut yang hampir seluruhnya belum mengalami pembusukan sama sekali, yang mengeluarkan air cukup jernih atau sedikit kekuning-kuningan. Sisa-sisa tumbuhan yang ada akan dengan mudah diidentifikasikan. Tak ada material amorphous yang terlihat.

H3 Gambut yang sangat sedikit mengalami pembusukan, yang mengeluarkan air keruh dan berwarna coklat, tapi jika diremas tak ada bagian gambut yang melalui sela-sela jari. Sisa-sisa tumbuhan yang ada masih dapat dengan mudah diidentifikasikan. Tak ada material amorf yang terlihat.

H4 Gambut yang sedikit mengalami pembusukan, yang mengeluarkan air gelap dan sangat keruh. Jika diremas tak ada bagian gambut yang melalui sela-sela jari tapi sisa-sisa tumbuhan yang ada sedikit berbentuk seperti bubur dan telah kehilangan beberapa ciri yang dapat dikenali.

H5 Gambut yang mengalami pembusukan sedang yang mengeluarkan air sangat keruh dan jika diremas akan ada sedikit butiran gambut amorf melalui sela-sela jari. Struktur dari sisa-sisa tumbuhan sedikit sukar untuk dikenali, walaupun masih memungkinkan untuk mengidentifikasikan ciri-ciri tertentu. Dan sisa-sisa tumbuhan tersebut hampir seluruhnya berbentuk seperti bubur.

H6 Gambut yang hampir separuhnya mengalami pembusukand engan struktur tumbuhan yang sukar untuk dikenali. Jika diremas sekitar sepertiga bagian dari gambut akan keluar melewati selasela jari. Sisa-sisa tumbuhan tersebut hampir seluruhnya berbentuk seperti bubur dan menunjukkan struktur tumbuhan yang lebih mudah untuk dikenali dibandingkan sebelum diremas.

H7 Gambut yang lebih dari separuhnya telah membusuk. Mengandung banyak material amorf dan struktur tumbuhan sangat kering yang sukar dikenali. Jika diremas sekitar setengah bagian dari gambut akan keluar melewati sela-sela jari. Walaupun ada air yang keluar, akan berwarna sangat gelap.

H8 Gambut yang hampir seluruhnya telah membusuk dengan sejumlah besar material amorf dan struktur tumbuhan sangat kering yang sukar dikenali. Jika diremas sekitar 2/3 bagian dari gambut akan keluar melewati sela-sela jari. Sejumlah kecil sisasisa tumbuhan akan tertinggal di tangan berupa sisa-sisa akar dan serat yang tidak membusuk.

H9 Gambut yang telah membusuk seluruhnya dimana hampir tidak ada lagi sisa-sisa struktur tumbuhan yang dapat dilihat. Jika diremas, hampir seluruh gambut akan keluar melewati sela-sela jari dalam bentuk pasta yang hampir seragam.

H10 Gambut yang telah membusuk sempurna tanpa ada struktur tumbuhan yang dapat dilihat. Jika diremas, seluruh bagian gambut yang basah akan keluar melewati sela-sela jari.

Sumber: Panduan Goeteknik, WSP International, 2001

23

Feustel dan Byers (1930), mengklasifikasi tanah gambut berdasarkan berat jenis,

yaitu:

• Berdasarkan nilai berat jenis nyata rata-rata:

◊ Sphagnum peat, bila berat jenis = 1,061

◊ Heat peat, bila berat jenis = 1,070

◊ Everglades peat, bila berat jenis = 1,108

◊ Sedge peat, bila berat jenis = 1,059

• Berdasarkan berat jenis absolute:

◊ Sphagnum peat, bila -berat jenis = 1,510

◊ Heath peat, bila berat jenis = 1,405

◊ Everglades peat, bila berat jenis = 1,637

◊ Sedge peat, bila berat jenis = 1,505

Rigg dan Gessel (1956), tanah gambut digolongkan atas empat golongan, yaitu:

• Tanah gambut yang berasal dari lumut

• Tanah gambut berserat

• Tanah gambut kayu-kayuan berasal dari batang, daun dan ranting

• Tanah gambut sedimen berasal dari tumbuhan microskopik.

Farahan (1957), mengklasifikasi gambut berdasarkan berat isi rata-rata, yaitu:

• Moss peat, bila berat isi rata-rata 25,0 lb/ft3 = 3,927 kN/m3

• Woody peat, bila berat isi rata-rata 37,4 lb/ft3 = 5,875 kN/m3

• Herbaceous peat, bila isi rata-.cata 43,7 lb/ft3 = 6,865 kN/m3

• Aquatic peat, bila berat isi rata-rata 56,1 lb/ft3 = 8,813 kN/m3

• Aggregat peat, bila berat isi rata-rata 68,6 lb/ft3 =10,776kN/m3

• Amorphous peat, bila berat isi rata-rata 74,9 lb/ft3 =11,766kN/m3

Mac. Farlane (1969), mengklasifikasi tanah gambut berdasarkan kadar serat,

yaitu:

• Fibrous peat, yaitu tanah gambut dengan kadar serat lebih besar atau sama

dengan 20%. Tanah gambut ini mempunyai dua jenis pori yaitu;

24

macropori (pori-pori antar serat) dan micropori (pori-pori yang ada

didalam serat)

• Amorphous granular peat, yaitu tanah gambut dengan kadar serat lebih

kecil 20%. Tanah gambut ini mempunyai jenis yang terdiri dari butiran

dengan ukuran koloidal (2p) dan sebagian besar porinya terserap di

sekeliling permukaan butiran tanah tersebut.

Brady dan Neil (1974), membagi klasifikasi tanah gambut berdasarkan material

pembentuk tanpa memperlihatkan proses pembusukannya, yaitu:

• Sedimentary peat

• Fibrous peat

• Woody peat.

Meene (1982), telah membagi gambut didasarkan pada perbedaan bentuk dan

kondisi geografis, yaitu:

• Topogeous peat atau marsh peat, yaitu tanah gambut yang mengendap di

bawah muka air tanah. Proses terbentuknya topogeneous. peat akibat

terjadinya depresi topografi.

• Ombrogeneous peat, yaitu tanah gambut yang,mengendap di atas muka air

tanah. Pada umumnya jenis gambut ini dibentuk oleh pertumbuhan jenis

pengaruh hujan.

ASTM D2607-69 (1989), mengklasifikasi tanah gambut berdasarkan kandungan

bahan organik dan kadar serat, yaitu:

• Sphagnum moss peat (peat moss), bila kandungan serat lebih besar atau.

sama dengan 2/3 berat kering

• Hypnum mos -peat, bila kandungan serat lebih besar atau sama dengan 1/3

berat kering

• Reed-sedge peat, bila kandungan serat lebih besar atau sama. dengan 1/3

dari reed-sedge dan serat-serat lain kering

• Peat humus, bila kandungan serat lebih kecil 1/3 ~berat kering

• Peat lainnya, selain dari klasifikasi tanah gambut di atas.

25

ASTM D4427-84 (1989), mengklasikasi tanah gambut berdasarkan kadar serat,

yaitu:

• Fibric-peat, bila kadar serat lebih besar dari 67%

• Hemic-peat, bila kadar serat 33-67%

• Sapric-peat, bila kadar abu. lebih kecil 33%.

ASTM D4427-84 (1989), mengklasifikasi tanah gambut berdasarkan kandungan

kadar abu yang ada, yaitu:

• Low ash-peat, bila kadar abu 5%

• Medium ash-peat, bila kadar abu 5-15%

• High abb-peat, bila kadar abu lebih.besar 15%.

Noor Endah (1991), jenis tanah gambut di Indonesia, terutama di daerah

Palangkaraya dan Banjarmasin adalah jenis tanah gambut berserat (fibrous peat).

Demikian pula dari hasil penelitian Puslitbang PU (1991). Di Pulau Sumatera,

umumnya jenis tanah tersebut adalah mengandung serat dan kayu-kayuan (fibrous

peat dan woody peat).

II.5. Daya Dukung Tanah Gambut

Tanah merupakan bahan konstruksi yang tersedia langsung di lapangan. Semua

struktur yang berada diatas akan didukung oleh tanah, maka dari itu perlu

dilakukan penelitian unluk dapat mengetahui perilaku tanah dan Sifat-sifat tanah.

Sebagian daerah di Indonesia jenis tanahnya merupakan tanah lunak dan garnbut,

seperti daerah Kalimantan pada umurnya dan sebagian daerah Sumatra tepatnya

pada daerah Kabuapaten Riau (Dumai, Pakanbaru, Rengat, Tembilahan, Pulau

Padang, Pulau Tebing Tinggi), daerah Jambi (Kuala Tungkal, Kumpeh, Muara

Bulian), daerah Palembang (Musi Banyuasin), di daerah Lampung (Way Mesuji),

sebagian daerah pantai utara jawa dan daerah lain di Indonesia.

Kegagalan dalam perencanaan pondasi selalu dihubungkan dengan dua macam

keruntuhan, yaitu

26

• Keruntuhan yang berhubungan dengan penurunan.

• Keruntuhan yang berhubungan dengan daya dukung pondasi, terutama

dalam hal kekuatan geser.

Dalam keruntuhan mengenai daya dukung, telah banyak ahli Mekanika Tanah

yang mencoba mengembangkan teori daya dukung, seperti Terzaghi dan

Meyerhof. Masing-masing dengan asumsi sendiri sehingga akibatnya

masing-masing memberikan rumus daya dukung yang berbeda.

Untuk merencanakan pondasi yang aman dan ekonomis harus dianalisis interaksi

antara pondasi dan tanah, menentukan pola keruntuhan, memperkirakan

pergerakan akibat beban statis dan sebagainya.

Karena itu perencanaan pondasi harus memenuhi persyaratan sebagai berikut

• Harus aman terhadap keruntuhan, faktor keamanan tergantung pada

kegunaan struktur, kelayakan informasi tanah dan kondisi air, perilaku

struktur dan sistem pembebanan.

• b.Penurunan yang terjadi harus kompatibel dengan perilaku struktur atas.

II.5.1. Pola Keruntuhan

Menurut Vesik (1963) ada tiga pola keruntuhan dari kapasitas daya dukung

pondasi dangkal.

• Keruntuhan geser umum (general shear failure)

• Keruntuhan setempat (local shear failure)

• Keruntuhan geser pons (punching shear failure).

Pola keruntuhan geser ini pada umumnya dihubungkan dengan kemampuan tanah

untuk mampat (soil compressibility). Untuk tanah yang tidak mudah mampat yang

terjadi adalah keruntuhan geser umum; sedangkan pada tanah yang mudah

mampat, pola keruntuhannya adalah keruntuhan geser setempat (local shear

failure) dan keruntuhan geser pons (punching shear failure).

27

• Keruntuhan geser umum (geneval shear failure)

Pola keruntuhan jenis keruntuhan geser umum (general shear failure)

mempunyai karakteristik dimana bidang keruntuhan jelas dan memanjang

sampai ke permukaan. Bidang keruntuhan terdiri dari kumpulan segitiga

bidang gelincir seperti terlihat pada Gambar II.3.

Terdapat penggelembungan tanah pada permukaan dasar tanah, hal ini

dapat menimbulkan rotasi dan kemiringan (titik) pada pondasi apabila

pondasi tidak diikat kaku terhadap bangunan. Pada pola ini, keruntuhan

dapat terjadi tiba-tiba.

Lapisan tanah yang didapatkan macam pola keruntuhan ini adalah :

- Tanah yang relatif tidak mudah mampat dan biasanya mempunyai nilai

kekuatan geser tertentu, serta dapat pula dalam keadaan terendam.

- Apabila beban dikenakan cukup cepat, sehingga menyebabkan terjadi

kondisi tak teralirkan (undrained condition) dapat berlaku untuk tanah

lempung terkonsolidasi secara normal (normally consolidated clay).

• Keruntuhan geser setempat (local sheax- fallmre)

Pola keruntuhan geser setempat (local shear failure) mempunyai bidang

keruntuhan berupa segitiga dan bidang gelincir dimulai dari ujung pondasi,

serupa dengan pola keruntuhan geser umum (general shear failure)

Penggelembungan terjadi pula pada permukaan dasar.

Perbedaan dengan pola keruntuhan geser umum adalah bidang gelincir

tidak mencapai permukaan tanah (gambar II.3), tetapi berherti di suatu

tempat pada massa tanah. Pada umumnya terjadi pergerakkan pondasi

yang cukup besar atau dalam. Lapisan tanah yang termasuk dalam kategori

ini adalah lapisan tanah yang lunak atau lapisan tanah yang mudah

mampat.

28

Dilihat dari grafik hubungan antara beban terhadap penurunan, maka tanah

yang mengalami pola keruntuhan ini; dengan bertambahnva beban akan

bertambah pula penurunannya, sehingga beban maksimum mungkin tidak

dicapai. Pola keruntuhan lokal (local shear failure) dapat disebut kondisi

transisi antara keruntuhan geser umum dan keruntuhan geser pons.

• Keruntuhan geser pons (punching shear failure).

Pola keruntuhan geser pons (punching shear failure) ini mempunyai

karakteristik bahwa penggelembungan permukaan tanah (ground heave

type) tidak terjadi. Pada pola ini, akibat pembebanan; pondasi bergerak ke

bawah/arah vertikal dengan cepat.

Lapisan tanah yang mempunyai pola keruntuhan macam keruntuhan geser

pons (punching shear failure) adalah

- Lapisan pasir sangat lunak.

- Dapat pula lapisan pasir padat dengan ketentuan pondasi-pondasi pada

kedalaman tertentu menerima beban besar.

- Lapisan pasir yang terletak di atas lapisan tanah lunak.

- Lapisan tanah yang mudah mampat.

- Lapisan tanah yang lunak yang mendapat pembebanan perlahan-lahan

dan memungkinkan tercapainya kondisi teralirkan (the drained state to

develop).

Yang tetap menjadi pertanyaan adalah : Apakah ada kriteria umum. secara

numerik untuk menentukan kemampatan relatif (relative compressibility) yang

dapat memperkirakan kapan terjadinya suatu pola keruntuhan ?

Usaha ke arah mencari kriteria umum secara numerik telah ditempuh oleh Vesic

(1973) dan Ismail dan Vesic (1961) seperti yang akan dijelaskan berikut ini :

Vesic (1973), mengajukan suatu parameter perbandingan untuk mengevaluasi

kemampatan efektif yang disebut indeks kekakuan (riqidity index) yang

29

menghubungkan modulus geser (shear modulus) dari parameter kekuatan tanah

dengan tegangan vertikal pada kedalaman yang ditinjau.

Ismail dan Vesic (1981), menunjukkan bahwa analisa yang dianjurkan oleh Vesic

(1973) dapat berhasil didalam menentukan faktor kemampatan pada permukaan

pondasi untuk lapisan tanah yang mudah mampat.

Pengecualian terjadi untuk tegangan tanah di atas (overburden pressure) yang

besar, harga faktor kemampatan terlalu rendah/sangat konservatif.

Kesimpulan yang didapat Ismail dan Vesic adalah

• Dengan bertambahnya tegangan tanah di atas (overburden pressure), pola

keruntuhan dapat berubah dari keruntuhan geser setempat menjadi

keruntuhan geser pons, tanpa melihat kemampatan tanahnya.

• Analisa kapasitas daya dukung tanah Terzaghi cocok untuk kasus yang

mempunyai tegangan tanah di atas (overburden pressure). Apabila

pondasi dekat dengan permukaan tanah hasilnya agak konservatif.

Hubungan pola keruntuhan dengan kapasitas daya dukung adalah dalam

penggunaan karakteristik kekuatan geser. Pada keruntuhan geser umum,

karakteristik kekuatan geser yang dinyatakan oleh besaran kohesi (c) dan sudut

geser (φ) dalam tanah, untuk menghitung besarnya kapasitas digunakan harga C

dan φ sebagai berikut:

Harga c untuk keruntuhan geser setempat dan pons adalah 2/3 dari harga c

keruntuhan geser umum,

CLSF, PSF = 2/3 CGSF ………………………………………. (2.1)

Harga tan φ untuk keruntuhan geser setempat dan pons adalah 2/3 dari harga. tan

φ keruntuhan geser umum

tan (φ) LSF, PSF = 2/3 tan (φ) GSF * …………………………….. (2.2)

30

II.5.2. Daya Dukung Batas dan Daya Dukung Minimum

Sebelum kita membahas berbagai macam teori Kapasitas Daya Dukung maka ada

baiknya kita singgung dahulu berbagai definisi yang berhubungan dengan

Kapasitas Daya Dukung.

• Daya Dukung Izin adalah daya dukung dari tanah apabila dibebani masih

dapat menahan beban tersebut belum sampai runtuh; hal ini dapat ditinjau

dari sudut geser (kuat geser) maupun penurunan dari fungsi, maka arti

daya dukung tersebut adalah daya dukung izin.

• Yeild P adalah suatu batas atau titik dimana yang menjadi batas antara

stress-strain yang linier dengan non-linier, maksudnya hubungan

stress-strain yang dulunya linier apabila melampaui ”yield" hubungannya

akan berubah menjadi non-linier.

• Daya Dukung Batas PU (ultimate load) atau beban batas yang dapat

dipikul pondasi sebelum mencapai keruntuhan.

• Beban Runtuh Pf (failure load) adalah keadaan dimana penurunan

bertambah terus dengan atau tanpa penambahan beban yang kecil sekali.

Gambar II.3.

Pola Umum Keruntuhan Daya Dukung (a) Geser Umum (b) Geser Lokal (c)

Geser Pons

31

Dalam membicarakan daya dukung, maka perlu dijelaskan mengenai daya dukung

yang sesuai kondisinya dan dapat dibagi sebagai berikut

• Daya dukung pondasi unit, misalnya per unit pondasi setempat atau

tunggal.

• Daya dukung pondasi ditinjau dari susunan pondasi, misalnya pondasi

pelat lebih dari satu pelat (tersusun), atau pondasi tiang menjadi satu grup,

yang mana sangat dipengaruhi oleh jarak dan susunan dalam kelompok,

sebab akan saling mempengaruhi satu dengan lainnya (pelat atau tiang)

yang diatur dengan koefisien grup.

• Daya dukung pondasi ditinjau dari seluruh kondisi pondasi yang ada di

bawah bangunan misalnya pondasi dangkal dengan jenis pondasi jalur,

pondasi pelat setempat yang mempunyai bermacam-macam ukuran tetapi

dengan bentuk yang sama (baik bulat atau persegi kecuali kombinasi).

Sebelum membahas bermacam-macam cara untuk memperoleh daya dukung

pondasi dangkal maupun dalam, maka terlebih dahulu menentukan daya dukung

yang diizinkan terlebih dahulu. Maka untuk itu ada beberapa langkah yang harus

ditempuh, yaitu :

• Menghitung daya dukung batas (ultimate bearing capacity) dari pondasi

dangkal dengan cara apa saja teori yang digunakan.

• Mencari besarnya penurunan pondasi tersebut untuk,beban-beban dari cara

pembebanan yang lebih kecil; misal sepersepuluh, seperdelapan,

seperempat, setengah dan sebesar beban batas (ultimate load)

• Tambahan-tambahan penurunan dari pondasi-pondasi lain apabila masih

ada. Cara ini dianjurkan atau dengan ketentuan lain apa saja untuk daya

dukung apakah itu dari uji beban secara langsung di lapangan (Field

loading test), perasamaan empiris atau dari teori-teori tentang daya dukung

yang diberikan oleh Terzaghi, Meyerhof, atau ahli lainnya. Menurut buku-

buku literatur setelah mendapatkan kapasitas daya dukung batas lalu

dibagi dengan angka keamanan sebesar 3

32

Untuk menentukan kapasitas daya dukung pondasi dapat dilakukan dengan cara-

cara berikut ini:

• Percobaan pembebanan pondasi secara langsung di lapangan (field loading

test) atau hasil uji beban pada model

• Dihitung dengan persamaan-parsamaan daya dukung pondasi (foundation

static equations), berdasarkan:

a. Data karakteristik/sifat tanah (soil properties) di laboratorium

b.Data hasil percobaan/penyelidikan di lapangan (Sondir atau CPT, Vane

Shear).

• Persamaan dinamis (dynamics equations), ini khusus untuk pondasi tiang

pancang.

Pada dasarnya cara-cara di atas adalah cara dalam menentukan daya dukung batas

(ultimate load atau ultimate bearing capacity) pondasi.

II.5.3. Kapasitas Daya Dukung Terzaghi

Dalam menentukan macam keruntuhan geser tanah Terzaghi mengambil beberapa

anggapan dan dasar teori. Anggapan dan Dasar Teori yang Digunakan pada

Analisis Terzaghi

• Menghilangkan tahanan geser tanah di atas bidang horizontal yang melalui

dasar pondasi.

• Pengaruh beban tanah di atas bidang vertikal sekitar pondasi

diekivalenkan sebagai beban tambahan dengan intensitas q = γ.Df, dimana

Df adalah kedalaman penanaman pondasi.

• Tanah dianggap homogen dan isotropik, kekuatan geser dinyatakan

dengan persamaan Coulomb ; τ = C + σ tan φ

• Dasar pondasi dianggap kasar dan membagi distribusi tegangan di bawah

pondasi (Gambar II.4)

• Zona elastis dibatasi oleh bidang lurus bersudut (α dengan horizontal,

dimana α adalah sudut geser keruntuhan akibat tegangan pondasi.

• Zona keruntahan tidak mengembung ke luar dari bidang horizontal yang

melalui dasar pondasi.

• Zona pasif teori Rankine atas zona III (Gambar II.4)

33

Berdasarkan anggapan-anggapan di atas, maka akibat beban luar pada pondasi

dangkal dan dalam adalah sama, kecuali intensitas beban, karena akan bertambah

dalam penanaman pondasi, intensitas beban tambahan juga akan bertambah.

Penjelasan :

Zona I (abc) = zona keruntuhan geser eiastis,

Zona II (acd) = zona keruntuhan gpser radial.

Zone III (ade) = zona pasif teori Rankine

Gambar II.4.

Zona Tegangan Terzaghi

II.5.4. Analisa Daya Dukung Terzaghi

Analisis kapasitas daya dukung Terzaghi merupakan perkembangan dari analisa

kapasitas daya dukung Prandl (1920). Menurut Terzaghi suatu pondasi dangkal

ditentukan oleh perbandingan Df (kedalaman penanaman pondasi) dan B (lebar

pondasi). Dari Gambar II.4 dapat dilihat bahwa zona I, zona II (kanan-kiri) dan

zona III (kanan-kiri). Pada keruntuhan geser elastis, gaya-gaya luar yang bekerja

pada pondasi akan diimbangi oleh gaya-gaya lateral yang dihasilkan oleh gesekan

dan adhesi antara tanah dengan dasar pondasi.

Persamaan umum daya dukung batas (ultimate bearing capasity), menurut

Terzaghi untuk pondasi dangkal

qu = c . Nc + γ. Df . Nq + 0,5 . γ . B . Nγ .....…………………………….. (2.3)

tetapi pesamaan ini, juga dipengaruhi oleh faktor bentuk pondasi dan faktor

kedalaman pemasangan pondasi. Sehingga secara umum persamaan ini menjadi :

qu = c . Nc + γ. Df . Nq + 0,5 . γ . B . Nγ (pondasi lajur) .. ………… (2.4)

34

qu = 1,3. c . Nc + γ. Df . Nq + 0,4 . γ . B . Nγ (pondasi bujur sangkar)….. (2.5)

qu = 1,3. c . Nc + γ. Df . Nq + 0,6 . γ . r . Nγ (pondasi bundar)…………. (2.6)

dimana

qu = daya dukung ujng batas (ultimate) pondasi

c = kohesi tanah penyangga

γ = berat isi

Df = kedalaman penanaman pondasi

B = lebar pondasi

r = jari-jari pondasi

Nc,,Nq,Nγ = faktor kapasitas daya dukung Terzaghi

Faktor-faktor kapasitas daya dukung dapat dilihat pada tabel II.2 berikut ini :

Tabel II.2.

Faktor Kapasitas Daya Dukung Terzaghi

Ф(º) Nc Nq Nγ 0 5,71 1,0 0,0 5 7,32 1,64 0,0 10 9,64 2,70 1,2 15 12,8 4,44 2,4 20 17,7 7,43 4,6 25 25,1 12,7 9,2 30 37,2 22,5 20,0 35 57,8 41,4 44,0 40 95,6 81,2 114,0 45 172 173 320

Sumber : Mekanika Tanah & Teknik Pondasi Sostrodarsono,S., Nakazawa, K., (1980)

II.5.5. Faktor-faktor Daya Dukung

Dengan memperhatikan faktor-faktor yang berpengaruh di dalam analisis

kapasitas daya dukung yang pernah dibuat oleh para peneliti, misalnya : Terzaghi,

Meyerhof dan Hansen maka dapat disimpulkan bahwa faktor-faktor yang

berpengaruh tersebut adalah :

• Kondisi pembebanan yang memberikan kesempatan pengaliran (drained

loading condition)

35

• Kondisi pembebanan tanpa pengaliran

• Keadaan pondasi

◊ Permukaan/bentuk pondasi

◊ Kedalaman penanaman pondasi

◊ Inklinasi/kemiringan dasar pondasi

• Keadaan kemiringan permukaan tanah

• Keadaan muka air tanah

• Keadaan pembebanan

◊ Eksentrisitas pembebanan

◊ Inklinasi pembebanan

II.5.6. Perbaikan Daya Dudung Tanah Gambut

Perencanaan pondasi pada tanah lunak dan tanah gambut perlu mendapat

perhatian mengingat luasnya wilayah gambut dan tanah lunak di Indonesia serta

daya dukung tanah gambut dan tanah lunak yang rendah sekall, sehingga perlu

dilakukan usaha-usaha perbaikan untuk menaikkan daya dukung tanahnya.

Bebarapa cara untuk menaikkan daya dukung tanah, yaitu :

• Stabilisasi Tanah.

a. Mengganti material tan tersebut dengan material tanah baru yang lebih

baik (sifat dan gradasinya) sebagai contoh pasir, sirtu dsb.

b. Menggunakan bahan kimia dan bahan-bahan lainnya seperti : kapur,

semen, dan bahan lain.

c. Perkuatan tanah dengan geosintetis, cerucuk dan lain-lain.

• Memilih konstruksi pondasi yang sesuai dengan kondisi tanah.

a. Pada pondasi dangkal dapat dilakukan :

- memperbesar dasar pondasi dangkal dan memperdalam penanaman

pondasi.

- dapat dipakai jenis pondasi rakit menggantikan pondasi telapak,

b. Pada pondasi dalam dilakukan :

- menggunakanpondasi tiang pancang atau tiang bor.

36

Usaha-usaha ini terus dilakukan termasuk diantaranya dengan membuat

modifikasi tentang bentuk dari pondasinya maupun mengadakan penelitian

terhadap bahan stabilisasi yang sesuai dengan tanah lunak dan gambut setempat,

untuk mendapatkan daya dukung yang maksimal. Sehingga dari hasil-hasil

penelitian ini didapatkan alternatif baru cara penanggulangan terhadap

permasalahan rendahnya daya dukung tanah lunak dan gambut.

II.6. Konsolidasi Tanah

Pemeriksaan konsolidasi dimaksudkan untuk menentukan sifat pemampatan suatu

macam tanah yang diakibatkan oleh adanya tekanan vertikal (berupa berat

konstruksi diatasnya atau tanah isian) dan sifat pemampatan ini berupa adanya

perubahan isi dan proses keluarnya air dari dalam pori tanah.

Di lapisan yang terdiri dari pasir akan segera terjadi penurunan yang hampir

menyeluruh dalam waktu yang singkat setelah bekerjanya beban. Di lapisan yang

terdiri dari butiran halus ( lempung), maka penurunan agak besar dan memakan

waktu yang lama, oleh karena itu penelitian konsolidasi pada umumnya terhadap

lapisan tanah berbutir halus.

Besarnya penurunan tergantung pada kecenderungan sifat tanah dapat dirembes

dan ditekan atau tergantung pada koefisien rembesan dan koefisien konsolidasi.

Lapisan tanah mengandung rongga pori yang berupa udara maupun air.kondisi

tanah yang berisi rongga pori ini mempunyai karakteristik yaitu mampu terjadi

proses pemampatan sebagai akibat isi pori keluar tertekan biasanya akibat adanya

beban luar. Proses pemampatan ini disebut sebagai proses konsolidasi tanah.

Dalam proses konsolidasi yang sesungguhnya adalah terjadinya perubahan

volume sesuai waktu dan besar tekanannya

Persamaan konsolidasi / penurunan menurut Terzaghi

PhmS v Δ××= ........................…………………………….. (2.7)

01 e

am vv += ................................…………………………….. (2.8)

37

Po

qPoP

CcavΔ+

Δ= log ............……………………………...... (2.9)

Jadi

P

qPe

hCcS Δ++×

= log1 0

............…………………………….. (2.10)

Dimana

S = konsolidasi / penurunan

mv = koefisien pengecilan isi

av = koefisien pemampatan

e0 = angka pori awal

h = kedalaman lapisan tanah

Cc = koefisien indeks pemampatan

Po = beban sebelum konsolidasi

Δq = penambahan beban konsolidasi

II.7. Penelitian yang Pernah Dilakukan Tetang Daya Dukung Di Tanah

Gambut

Basuki Ampera (1995) melakukan studi daya dukung pondasi pelat betingkat

diatas tanah lunak yang berlokasi di Kabupaten Musi Banyu Asin, Provinsi

Sumatra Selatan. Basuki melakukan pembebanan aksial sesuai standart ASTM D

1143-81, dengan memberikan beban incremental sebesar 10 % dari beban rencana

Percobaan pembebanan yang dilaksanakan, dilakukan terhadap pondasi pelat

bertingkat secara langsung melalui tiang panyangga dilapangan dan teori – teori

persamaan untuk menghitung kapasitas daya dukung batas pondasi pelat

bertingkat yang telah dilaksanakan.

Basuki melakukan perhitunganbeban rencana model pondasi pelat bertingakat

dengan menggunakan rumus pondasi dangkal metode Terzaghi. Sedangkan

interpretasi beban batas dari data pembacaan lapangan digunakan metoe grafik

JASFS (Log t – z), Metode Elastis – Plastis (P – z), metode nilai leleh Housel dan

38

Metode De Beer (LogP – Log S), dengan data – data penelitian yang di

pergunakan sebagai berikut :

Data Variasi Penanaman, Jumlah pelat dan Jarak Antara Pelat, seperti ditunjukkan

pada tabel II.4. berikut ini :

Tabel II.3

Variasi penanaman, jumlah pelat dan jarak antara pelat

Sumber : Ampera (1995)

Data Hasil Pemeriksaan Laboratorium, seperti ditunjukkan pada tabel II.5

Tabel II.4.

Data Hasil Pemeriksaan Laboratorium No

Boring

Depth

(m) Gs

γd

(t/m2

)

γm

(t/m2

)

ω

(%)

ω

(%)

ω

(%)

Ip

(%)

C

(Kg/cm2

)

Cr

(Kg/cm2

)

Φ

(0) e n

Cc

(Kg/cm2

)

Sr

(%)

3,0-3,4 2,638 1,037 1,660 60,067 43,000 22,620 20,380 0,0145 0,00706 7,23 1,54 0,61 0,72 103

4,0-4,4 2,656 1,104 1,690 53,138 - 24,050 24,050 0,0371 0,04670 2,81 1,41 0,58 0,50 100 B-01

6,0-6,4 2,555 1,044 1,650 58,079 57,500 23,860 33,040 0,0474 0,06500 4,22 1,45 0,59 0,43 103

2,4-2,8 2,563 1,085 1,680 54,808 52,500 24,570 27,930 0,1230 0,11500 0,31 1,36 0,58 0,54 103

4,0-4,4 2,664 1,178 1,720 45,953 84,000 32,000 52,000 0,2510 0,24300 2,55 1,26 0,56 0,45 97 B-02

6,0-6,4 2,647 1,047 1,640 56,591 53,500 24,050 29,450 0,0330 0,03500 6,42 1,53 0,60 0,38 98

Sumber : Ampera (1995)

Type

Model

Kedalaman

Penanaman

Jumlah

Pelat

Jarak Antara

Pelat

A3 3D 1 -

A4 3D 1 -

A5 3D 1 -

D2 3D 2 3D

F3 3D 2 6D

F4 3D 3 3D

D1 6D 1 -

F2 6D 2 3D

C3 4D 2 8D

B3 5D 1 -

B4 5D 1 -

B5 5D 1 -

G3 5D 2 10D

G4 5D 3 5D

39

Data Perbandingan Beban Batas Pondasi Pelat Bertingkat Hasil Perhitungan

Menggunakan Rumus Terzaghi dengan Metoda Grafis hasil pembebanan di

lapangan, ditunjukkan pada tabel II.5.

Tabel II.5.

Perbandingan beban batas pondasi pelat bertingkat hasil perhitungan

menggunakan rumus Terzaghi dengan metoda grafis hasil pembebanan di

lapangan. Pult . Hasil Test Lapangan (Kg)

No Type

Model

Pult.

(Kg)

Terzaghi

Log..P vs

Log. S P vs .S Housel Parsial

1 A3 139,173 110 344,444 310,938 323,119

2 A4 139,173 200 348,889 359,375 361,133

3 A5 139,173 200 357,778 381,250 323,119

4 D2 149,900 180 415,789 385,938 343,400

5 F3 149,900 180 394,737 403,125 343,400

6 F4 149,900 70 436,842 403,125 383,800

7 D1 331,904 380 957,895 875,475 744,294

8 F2 155,252 150 386,842 393,750 352,545

9 C3 294,425 400 757,895 778,125 715,428

10 B3 326,554 280 889,474 838,462 864,240

11 B4 310,475 350 1005,263 828,125 705,092

12 B5 465,727 300 1312,000 1235,020 1057,604

13 G3 353,303 300 1010,526 896,154 783,496

14 G4 529,955 450 1576,000 1371,429 1063,198

Sumber : Ampera (1995)

Dari penelitian tersebut disimpulkan bahwa :

• Dengan jumlah pelat (daun pondasi) lebih banyak akan menghasilakan

daya dukung batas pondasi lebih besar

• Penanaman pondasi lebih dalam akan menghasilkan daya dukung batas

pondasi yang lebih besar

• Perhitungan beban batas mentode Terzaghi ternyata mempunyai harga

daya dukung batas lebig kecil dibandingkan dengan metode Grafis

40

• Selisih harga daya dukung batas tersebut akibat terdapat penambahan daya

dukung lapangan akibat terbentuknya mantel diatas pelat pondasi berupa

kerucut dengan ketinggian 2/3 kedalaman penanaman atau 2/3 jarak pelat

pondasi

Abubakar Alwi (1996) melakukan studi daya dukung pondasi pelet lingkaran pada

tanah lunak dengan stabilisasi semen pada tanah di bawah pondasi. Penelitian ini

bertujuan untuk mencari alternatif lain menaikkan daya dukung tanak lunak. Pada

proses pengikatan semen dan tanah menggunakan air tanah kerena muka air tanah

sangat tinggi ± 25 – 50 cm di bawah muka tanah.

Pada penelitian ini pondasi yang digunakan adalah model pondasi dangkal dengan

diameter pelat 20 cm dan diameter tiang 1,75 inc. Untuk stabilisasi tanah

menggunakan komposisi campuran semen dan kedalaman stabilisasi yang

berbeda-beda. Adapun data – data yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah

sebagai berikut :

Data Hasil Uji Laboratorium Pada Tanah Asli, ditunjukkan pada tabel II.6.

Tabel II.6.

Tabel Hasil uji laboratorium pada tanah asli No

Boring Depth

(m) Gs

γd

(ton/m2

)

γm

(ton/m2

)

ω

(%)

Ip

(%)

C

(Kg/cm2

)

Φ

(%) e n

Cc

(Kg/cm2

)

Sr

(%)

St

0.80-1.20 2.506 0.998 1.600 60.376 45.96 0.0281 1.378 1.51 0.60 0.568 100 1.037

2.80-3.20 2.551 0.866 1.540 77.810 65.26 0.0167 0.825 1.95 0.66 0.632 102 1.037 B-01

5.60-6.00 2.623 1.099 1.610 46.558 51.05 0.0152 0.764 1.39 0.58 0.328 88 1.095

08.0-1.20 2.575 0.972 1.590 63.538 46.08 0.0745 1.215 1.65 0.62 0.634 99 1.113

2.80-3.20 2.630 1.259 1.630 29.450 74.70 0.0403 0.807 1.09 0.52 0.123 71 1.095 B-02

4.80-5.20 2.564 1.119 1.670 49.203 37.37 0.0203 1.014 1.29 0.56 0.282 98 1.000

0.80-1.20 2.496 0.723 1.430 97.659 74.13 0.0293 1.313 2.45 0.71 1.393 99 1.021

2.80-3.20 2.660 1.298 1.710 31.904 51.33 0,0185 0.852 1.05 0.51 0.406 81 1.138 B-03

4.80-5.20 2.573 0.885 1.640 85.346 45.94 0.0186 1.474 1.91 0.66 0.297 115 1.192

Sumber : Alwi (1996)

Data Hasil Uji Laboratorium Pada Tanah Stabilisasi Semen, ditunjukkan pada

tabel II.7.

41

Tabel II.7.

Tabel hasil uji laboratorium pada tanah dengan stabilisasi semen No

Boring

Depth

(m) Gs

γd

(ton/m2

)

γm

(ton/m2

)

ω

(%)

Ip

(%)

C

(Kg/cm2

)

Φ

(%) e n

Cc

(Kg/cm2

)

Sr

(%)

St E

(Kg/cm2

)

Camp.1 0.50-1.00 2.424 0.604 1.300 115.237 73.87 0.036 2.152 3.01 0.75 1.283 93 1.152 18

Camp.2 0.50-1.00 2.429 0.607 1.360 123.874 70.22 0.072 4.297 3.00 0.75 1.148 100 1.250 36

Camp.3 0.50-1.00 2.472 0.619 1.390 124.613 54.79 0.077 6.790 2.99 0.75 1.135 103 1.385 38.5

Camp.4 0.50-1.00 2.506 0.688 1.435 108.460 44.66 0.214 10.000 2.64 0.73 0.858 103 2.152 107

Camp.5 0.50-1.00 2.431 0.647 1.370 111.771 53.67 0.165 8.359 2.76 0.73 1.130 103 1.865 83

Camp.6 0.50-1.00 2.432 0.684 1.390 103.272 49.79 0.186 8.947 2.56 0.72 0.884 99 2.053 93

Camp.7 0.50-1.00 2.514 0.795 1.465 84.355 41.30 0.265 13.233 2.16 0.68 0.656 98 3.186 108.2

Sumber : Alwi (1996)

Data Interpretasi Beban Batas Dari Hasil Metode Grafis, ditunjukkan pada tabel

II.8.

Tabel II.8.

Tabel Interpretasi beban batas dari hasil metode grafis BEBAN BATAS No MODEL

TEST STABILISASI

(CM) Log t vs z P vs z HOUSEL CHIN 1 Tanah Asli - 240 215 218 192.307

2 Tanah Asli-Terganggu - 150 120 110 84.854

3 A1 50 210 168 124 338.983 4 A2 50 300 224 146 404.000 5 A3 50 450 378 349 622.084 6 A4 50 600 531 512 684.931 7 A5 50 540 500 412 630.915 8 A6 50 570 525 506 642.260 9 A7 50 630 550 536 691.085

10 B1 100 270 254 190 343.643 11 B2 100 420 330 323 593.119 12 B3 100 510 445 395 636.942 13 B4 100 720 611 581 857.633 14 B5 100 570 556 508 751.879 15 B6 100 660 560 545 840.336 16 B7 100 720 627 621 884.956 17 C1 150 360 265 258 446.627 18 C2 150 480 488 451 618.429 19 C3 150 570 528 495 784.314 20 C4 150 810 667 631 910.747 21 C5 150 720 578 523 820.344 22 C6 150 780 660 638 904.997 23 C7 150 840 777 731 914.913

Sumber : Alwi (1996)

42

Dari penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

• Penelitian ditekankan pada studi terhadap peningkatan daya dukung batas

model pondasi kolom semen di tanah lunak

• Stabilisasi dengan injeksi semen dapa tanh lunak berupa kolom semen,

ternyata dapat dikerjakan dengan cepat dan mudah dalam pelaksanaannya

dan memberikan hasil yang baik terhadap perbaikan sifat fisik dan

mekanis tanah lunak.

• Besarnya batas model pondasi tergantung dengan pemakaian semen,

dengan betambahnya pemakaian semen mempunyai kecenderungan dapat

menaikan daya dukung batas model pondasi, hal ini berarti harga daya

dukung batas pondasi berbanding lurus dengan pertambahan penggunaan

semen

• Semakin dalam sabilisasi dilakukan pada model pondasi mempunyai

kecenderungan akan meningkatkan kapasitas daya dukung batasnya

• Analisis pehitungan daya dukung batas pondasi kolo semen menunjukan

bahwa dengan cara Bengt Broms menghasilkan daya dukung batas yang

paling baik dibandingkan dengan metode lain. Metode inimenghasilkan

harga daya dukung yang paling mendkati harga daya dukung batas metode

grafik, dan hampir semua model pondasi mempunyai penurunan dibawah

15 % dari diameter pondasi

• Pondasi kolom semen sebaiknya menggunakan kolom semen yang

panjang agar didapat darga daya dukung batas yang lebih besar, mengingat

besarnya gesekan antara tanah dengan dinding kolom semen lebih

menentukan harga daya dukung batas pondasi. Dari hasil penelitian

panjang pondasi kolom semen sebaikya lebih dari 4 kali diameter kolom

(L/B >4)

• Kolom semen dengan campuran sebanyak 23, 4828 % di dalam penelitian

ini memberikan harga daya dukung batas yang optimum, artinya

penembahan campuran semen yang lebih tinggi tidak akan berpengaruhh

terhadp harga daya dukung batas pondasi kolom semen mengingat akan

terjadi keruntuhan tanah asli.