Tugas Remidial Praktikum Meknika Tanah/ Ardy Chandra K/ B-2012/ 1128

Keterkaitan Antara Tanah Berkonsolidasi dengan Peristiwa Settlement pada Pembuatan Gedung Bertingkat

Konstruksi bangunan harus mempunyai pondasi yang dapat mendukung beban konstruksi tersebut. Pondasi merupakan suatu pekerjaan yang sangat penting dalam pekerjaan teknik sipil, karena pondasi inilah yang memikul dan menahan semua beban yang bekerja di atasnya yaitu beban konstruksi atas. Pondasi akan menyalurkan tegangan- tegangan yang akan terjadi pada beban struktur atas ke dalam lapisan tanah keras yang dapat memikul beban konstruksi tersebut. Perancangan pondasi secara seksama diperlukan agar beban pondasi tidak mengakibatkan timbulnya tekanan yang berlebihan pada tanah di bawahnya karena tekanan yang berlebihan dapat mengakibatkan penurunan yang besar bahkan dapat mengakibatkan keruntuhan.

Salah satu tahapan paling awal yang perlu dilakukan dalam perencanaan pondasi adalah penyelidikan tanah. Uji penyelidikan tanah diperlukan untuk mengetahui daya dukung dan karateristik tanah serta kondisi geologi, seperti mengetahui susunan lapisan tanah/sifat tanah, mengetahui kekuatan lapisan tanah dalam rangka penyelidikan tanah dasar untuk keperluan pondasi bangunan, jalan, jembatan dan lain-lain, kepadatan dan daya dukung tanah serta mengetahui sifat korosivitas tanah. Penyelidikan tanah dilakukan untuk mengetahui jenis pondasi yang akan digunakan untuk konstruksi bangunan, selain itu dari hasil penyelidikan tanah dapat ditentukan perlakuan terhadap tanah agar daya dukung dapat mendukung konstruksi yang akan dibangun. Dari hasil penyelidikan tanah ini akan dipilih alternatif atau jenis pondasi, kedalaman serta dimensi pondasi yang paling ekonomis tetapi masih aman. Jadi penyelidikan tanah sangat penting dan mutlak dilakukan sebelum struktur itu mulai dikerjakan. Dengan mengetahui kondisi daya dukung tanah kita bisa merencanakan suatu struktur yang kokoh dan tahan gempa, yang pada akhirnya akan memberi rasa kenyamanan dan keamanan bila berada di dalam gedung. Penyelidikan tanah yang dilakukan di lapangan yaitu Sondir (DCP), pengeboran tanah, pengujian Standard Penetration Test (SPT) dan lain-lain. Dari sampel tanah yang diambil di lapangan untuk mengetahui sifat-sifat dan karakteristik tanah maka dilakukan uji laboratorium.

Perilaku dari pondasi terutama bergantung pada sifat-sifat fisik serta kondisi tanah di bawah permukaan. Pada tanah dengan daya dukung rendah lebih beresiko mengalami penurunan yang besar, hal ini pun yang akan menjadi penentu pondasi yang direncanakan baik atau tidak. Perencanaan pondasi tentunya juga dilakukan dengan mempertimbangkan besarnya beban yang harus dipikul, teknologi yang tersedia dan biaya yang ekonomis untuk membuat pondasi tersebut mengingat pelaksanaannya memerlukan galian terbuka, juga apabila jenis struktur yang dipikul mungkin memerlukan persyaratan khusus.

Pada perhitungan pondasi tiang, kapasitas ijin tiang sering lebih didasarkan pada persyaratan penurunan. Jika lapisan tanah mengalami pembebanan maka lapisan tanah akan mengalami penurunan (settlement). Penurunan terjadi dalam tanah ini disebabkan oleh berubahnya susunan tanah maupun oleh pengurangan rongga pori atau air di dalam tanah tersebut. Penurunan tiang pancang kelompok merupakan jumlah dari penurunan elastis dan penurunan konsolidasi. Penurunan elastis tiang adalah penurunan yang terjadi dalam waktu dekat atau dengan segera setelah penerapan beban (elastic settlement atau immediate settlement).

Konsolidasi dan Settlement

Konsolidasi adalah peristiwa keluarnya air pada tanah yang jenuh akibat tambahan beban (P) yang bekerja pada tanah tersebut. Akibat keluarnya air ini maka tanah akan mengalami peristiwa penurunan. Penurunan ini terjadi akibat berkurangnya/berubahnya ruang pori pada tanah. (Mektan II, Ir.Indrastono DA, M. Ing). Tanah butir kasar (granular soil) terutama pasir akan mengalami kejadian konsolidasi yang cepat dan penuh apabila mendapat tekanan (beban) sehingga grafiknya akan menurun tajam, akhirnya berhenti dan lurus horisontal (gambar 2.12).

(a)

(b)Gambar 2.12. Grafik konsolidasi pada: (a) Tanah butir kasar

(b) Tanah butir halusPada tanah berbutir halus (fine granular soil) terutama pasir akan mengalami penurunan yang lama (lamban) apabila mendapat beban sehingga akan berlangsung terus berkonsolidasi. Oleh karena penyelidikan konsolidasi diutamakan untuk tanah berbutir halus (silt/lanau, clay/lempung).

Tingkatan Proses Konsolidasi:

1. Konsolidasi Permulaan (Initial Consolidation)Adalah pengurangan volume tanah yang tidak jenuh, pada waktu mendapat beban yang dipergunakan untuk mengeluarkan udara dari rongga udara.

2. Konsolidasi Pertama (Primary Consolidation)Pengurangan terus terhadap volume tanah, untuk mengeluarkan air dari rongga yang disertai dengan penggantian beban sehingga menimbulkan tekanan air pori.

3. Konsolidasi Kedua (Secondary Consolidation)Pemampatan tanah secara perlahan-lahan sesudah terjadi pengurangan tekanan pori sampai mencapai nol.

Pada kejadian permulaan konsolidasi mempunyai tenggang waktu yang relatif singkat antara konsolidasi pertama mencapai konsolidasi kedua. Dimana konsolidasi kedua adalah lebih memperhatikan kepada butir-butir tanah yang banyak gugusan tanah organik, demikian pula lempung organik dan lanau plastis. Untuk mendapatkan besaran yang dapat dipergunakan untuk menghitung besarnya penurunan (settlement), harus dilaksanakan penyelidikan penurunan.

Istilah penurunan menunjukkan tenggelamnya suatu bangunan akibat kompresi dan deformasi lapisan tanah dibawah bangunan. Penurunan (settlement) akan terjadi jika suatu lapisan tanah mengalami pembebanan. Penurunan akibat beban adalah jumlah total dari penurunan segera (Immediate Settlement) dan penurunan konsolidasi (Consolidation Settlement). Secara umum penurunan pada tanah akibat beban yang bekerja pada pondasi.Bila suatu lapisan tanah mengalami pembebanan akibat beban di atasnya, maka tanah di dibawah beban yang bekerja tersebut akan mengalami kenaikan tegangan, ekses dari kenaikan tegangan ini adalah terjadinya penurunan elevasi tanah dasar (settlement). Pembebanan ini mengakibatkan adanya deformasi partikel tanah, relokasi partikel tanah, dan keluarnya air pori dari tanah yang disertai berkurangnya volume tanah. Hal inilah yang mengakibatkan terjadinya penurunan tanah.Sumber: (http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/34741/3/Chapter%20II.pdf)

(http://eprints.undip.ac.id/34662/5/1739_CHAPTER_II.pdf)

Contoh PeristiwaKonsolidasi tanah merupakan salah satu problem yang paling sering ditemui dalam studi geomekanik. Salah satu problem yang paling terkenal adalah menara miring Pisa, sebuah menara yang mengalami kegagalan pondasi namun menjadi terkenal. Menara ini dibangun diatas pondasi setebal 3 m diatas tanah yang tidak stabil (sumber), sehingga sebelum menara ini selesai dibangun, menara ini telah mengalami tilt. Sebelum dibuka kembali pada medio 2000an, menara ini sempat ditutup selama satu dekade untuk proses renovasi.

Problem konsolidasi sering ditemui pada rumah-rumah, misalnya retak pada dinding (cat: tidak semua retak di dinding diakibatkan konsolidasi). Retak ini umumnya terjadi karena pondasi rumah mengalami differential settlement yang kemudian menyebabkan terjadinya tegangan tarik pada dinding bangunan.

Differential settlement adalah settlement yang tidak merata pada struktur. Pada umumnya, bila besarnya settlement relatif uniform, maka tidak akan muncul masalah signifikan pada struktur. Penurunan tanah sangat mempengaruhi kestabilan superstruktur. Ambil contoh lainnya, sebuah jembatan yang didesain untuk ditopang oleh 3 buah perletakan sendi. Akibat proses konsolidasi, tiang dibagian tengah jembatan mengalami penurunan yang lebih besar dibandingkan kedua perletakan lainnya, sehingga praktis jembatan hanya ditopang oleh dua perletakan di ujung kiri dan kanannya.

Efeknya, bagian tengah struktur jembatan akan mengalami gaya dalam momen yang jauh lebih besar dibandingkan dengan desain awalnya sedemikian sehingga dapat menyebabkan terjadinya failure pada struktur jembatan.

Sumber: (http://james-oetomo.com/2013/11/10/konsolidasi-overview/)