Kuliah Mektan I 05

7/22/2019 Kuliah Mektan I 05

1/48

Sipil Itenas 2013 Page 1

SI-114

MEKANIKA TANAH I

DOSEN:DR. techn. INDRA NOER HAMDHAN, ST., MT.DR. Ir. IMAM ASCHURI, MT.

JURUSAN TEKNIK SIPIL

INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL

BANDUNG 2013

Penyelidikan Geoteknikdi Lapangan


2/48


Penyelidikan TanahPenyelidikan Tanah merupakan suatu upaya memperolehinformasi bawah tanah untuk perencanaan fondasi bangunansipil.

Penyelidikan tanah mencakupantara lain pengeboran tanah,pengambilan sampel tanah,pengujian lapangan, pengujianlaboratorium dan observasi air tanah.


3/48


Sasaran Penyelidikan TanahSasaran dari penyelidikan tanahmeliputi:1) Stratifikasi lapisan tanah.

2) Sifat indeks pada setiap lapisantanah.

3) Sifat mekanis pada setiaplapisan tanah antara lainkekuatan geser dankompresibilitas.

4) Kondisi air tanah.

5) Komposisi kimia air tanah yangdapat memberi dampak korosipada konstruksi bawah tanah.

6) Jenis fondasi bangunan yang

sudah ada di sekitarnya.


4/48


Tahapan Penyelidikan Tanah1) Inspeksi lapangan, meliputi pengumpulan informasi

seperti informasi geologi sekitar lokasi pekerjaan, datapenyelidikan tanah terdahulu dll.

2) Penyelidikan awal, meliputi pengeboran atau sondirdengan jumlah minimum untuk mengetahui stratifikasitanah di lokasi pekerjaan.

3) Penyelidikan detail, meliputi pengeboran berdasarkanletak dan informasi lengkap bangunan sipil yang akandibangun diikuti pengambilan contoh tanah dan ujilaboratorium yang lengkap.

4) Penyelidikan tambahan, dilakukan untuk klarifikasikeragu-raguan hasil penyelidikan tanah terdahulu atauadanya penyimpangan pelaksanaan lapangan denganhasil penyelidikan.


5/48


Jenis Penyelidikan Tanah1) Auger boringProsedur: pengeboran secara manual dengan memutar danmenekan sebuah auger kedalam tanah dan mengeluarkan tanah

yang terjaring dalam auger.Penggunaan/keuntungan:

Digunakan pada daerah yang

susah dicapai.Sederhana, tidak membutuhkanalat canggih dan keterampilankhusus.

Tidak terlalu mengganggu struktur tanah.

Keterbatasan:Terbatas untuk pengeborandangkal


6/48


Jenis Penyelidikan Tanah2) Pengeboran Bilas ( Wash Boring )Prosedur: pengeboran dilakukan dengan mesin bor rotari. Tanahdikorek dan dibilas dari dasar lubang bor dengan sirkulasi air.

Penggunaan/keuntungan:Dapat digunakan pada hampir segala jenis tanah.Sangat dianjurkan untuk tanah lunak dan sensitif.Relatif tidak menganggu struktur tanah dengan pengoperasian

yang baik.Keterbatasan:

Tidak dapat mengidentifikasitanah.Kurang sesuai untukpengeboran pada batuan.Kualitas bor sangat

tergantung keterampilan jurubor.


7/48


Jenis Penyelidikan Tanah3) Pengeboran Inti ( Core Drilling )Prosedur: pengeboran dilakukan dengan mesin bor rotari. Tanahdiambil dengan memutar dan menekan tabung dengan mata bor

pada ujung bawah. Tabung tunggal digunakan untuk tanah tanpasirkulasi air. Tabung ganda atau triple digunakan untuk batuanbersamaan dengan sirkulasi air jernih.Penggunaan/keuntungan:

Digunakan pada jenis tanah yang relatif tidak keras dan tidaksensitif.Dapat digunakan pada batuan.Dapat mengidentifikasi langsung dengan mangambati contohtanah atau batuan dalam tabung.


8/48


Jenis Penyelidikan Tanah3) Pengeboran Inti ( Core Drilling )

Keterbatasan:Tdak sesuai untuk tanahlunak dan sensitif.Dapat mengganggustruktur pasir bila muka

air tanah dijaga.Kualitas bor sangattergantung keterampilan

juru bor.


9/48


Jenis Penyelidikan Tanah4) Galian Tanah ( Test Pit )Prosedur: tanah digali secara manual, misal dengan cangkulatau sekop.

Penggunaan/keuntungan:Sederhana sehingga sesuai untuk daerah yang susah dicapai.Identifikasi tanah dapat dilakukan langsung pada dindinggalian.

Contoh tanah yang diambil berukuran besar.Keterbatasan:

Terbatas pada kedalamandangkal.Terbatas pada muka air tanah.


10/48


Jenis Pengujian di Lapangan1) Uji Penetrasi Standar ( Standard Penetration Test, SPT )Paramater yang didapat: Nilai N-SPT.Sifat tanah yang dapat langsung diperoleh atau melalui korelasi:

Identifikasi kepadatan pasir.Identifikasi kekerasan tanah lempung.Kuat geser tanah lempung.Sudut geser tanah pasir.

Pengujian ini biasanya dilakukanpada pekerjaan pengeboran. Perludiperhatikan standarisasi energi.


11/48


Jenis Pengujian di Lapangan1) Uji Penetrasi Standar ( Standard Penetration Test, SPT )


12/48


Jenis Pengujian di Lapangan2) Uji Sondir Mekanis ( Cone Penetration Test, CPT )Paramater yang didapat: Nilai konus qc, friksi lokal fs.Sifat tanah yang dapat langsung diperoleh atau melalui korelasi:

Identifikasi jenis tanah serta kepadatan dan kekerasan.Kuat geser tanah lempung.

Pengujian ini biasanya kurangsensitif untuk tanah lempung yangsangat lunak. Biasanya harusdiikuti pengeboran tangan padapenyelidikan detail.


13/48


Jenis Pengujian di Lapangan3) Uji Sondir Elektrik ( Electric Cone Test, Piezocone Test )Paramater yang didapat: Nilai konus qc, friksi lokal fs dantegangan air pori.

Sifat tanah yang dapat langsung diperolehatau melalui korelasi:

Identifikasi jenis tanah serta kepadatan

dan kekerasan.Kuat geser tanah lempung.Koefisien konsolidasi lateral dari ujidisipasi.

Pengujian ini dianjurkan untuk tanah liatsangat lunak seperti pada proyek reklamasi.Biasanya harus diikuti pengeboran tanganpada penyelidikan detail.


14/48


Jenis Pengujian di Lapangan4) Uji Baling-Baling ( Field Vane Shear Test )Paramater yang didapat: kuat geser tanah.

Sifat tanah yang dapat

langsung diperoleh ataumelalui korelasi:

Field vane shear strength .

Hasil pengujian ini perludikoreksi untuk mendapatkankuat geser yang sesuai.


15/48


Jenis Pengujian di Lapangan5) Uji Beban Lateral Silinder

(Pressuremeter Test - PMT,Lateral Load Test - LLT)

Paramater yang didapat: initialpressure p o, yield pressure p y,limit pressure p l, pressuremetermodulus (E

M)

Parameter yang diperoleh dapatdigunakan langsung untukmenghitung daya dukung dan

penurunan.Pengujian ini sangat tergantungdari persiapan lubang bor.


16/48


Jenis Pengujian di Lapangan6) Uji Beban Lateral Pipih

(Dilatometer Test - DMT)

Paramater yang didapat: modulusdilatometer E D, indeks material I D,Indeks tegangan horisontal K D,indeks tegangan air pori (U D)

Sifat tanah yang dapat langsungdiperoleh atau melalui korelasi:Identifikasi jenis tanah sertakepadatan dan kekerasan.

Modulus deformasi.Kuat geser tanah lempung.


17/48


Jenis Pengujian di Lapangan7) Uji Beban Pelat ( Plate Bearing

Test)

Paramater yang didapat: modulusdeformasi E, kuat geser tanahlempung (Su)Sifat tanah yang didapat hanya

berlaku pada kedalaman 2x sisipendek pelat.Perlu diinterpretasi dengan hasilpengujian yang lain bila dilakukan

uji tunggal.


18/48


Sumuran Uji (Test Pit)Kegunaan:1) Penelitian visual tentang keadaan tanah setempat.2) Pengujian detil tentang perbedaan tanah, struktur, dan profil

akibat perubahan cuaca.3) Observasi aliran air dan pengukurannya.4) Pengujian rendaman.5) Pencarian benda-benda geologi dan arkeologi atau detail

fondasi yang ada.6) Penetapan model kelongsoran dari lereng galian, fondasi

atau timbunan dengan melokasikan daerah longsor.


19/48


Sumuran Uji (Test Pit)7) Mencari kelongsoran geologis dengan membuat/memperluas

sumur uji menjadi paritan untuk mendapatkan kedalamanlapisan tanah/batuan.

8) Mendapatkan cara yang mudah untuk penggalian ditinjau darisegi biaya dan untuk menetapkan kedalaman lapisan batuan9) Mengadakan percobaan di tempat dalam skala besar

termasuk percobaan daya dukung pelat dan percobaan

pembebanan horisontal.10)Melokasikan titik bor.

11)Mendapatkan contoh-contohtanah.

12)Menetapkan kestabilangalian.


20/48


Sumuran Uji (Test Pit)


21/48


Pemboran Tangan (Hand Boring)Pemboran tangan biasanya digunakan untuk pengambilancontoh tanah dalam lapisan dangkal (< 10,00m). Kegunaanuntuk mendapatkan keterangan mengenai tanah, jenisnya, sifat-

sifat fisis dan keadaan tanah itu sendiri.Peralatan:Bor jenis Iwan diameter 10cm

dengan mata bor helical, stangbor, pemutar stang bor, tabungsampel ukuran diameter 6,8cmdan panjang 40cm, kepala

pengambil sampel diameter6,8cm.


22/48


Pengambilan Sampel TanahPengambilan sampel tanah tidak asli (disturbed sample ):sampel diambil dari sampel tanah dengan bor. Tanah yangdiambil adalah sampel dari setiap lapisan yang ditentukan

dengan pemeriksaan visual. Sampel tanah dimasukkan kedalamkantong plastik dan diberi label.Pengambilan sampel tanahasli (undisturbed sample ):

sampel tanah diambil denganmenggunakan tabung sampel(diameter 6,8 cm dan panjang40cm) dengan cara ditekanperlahan-lahan. Kedua ujungtabung sampel diratakan dandibersihkan dan diberi parafinsebagai isolator.


23/48


Pemboran Dalam (Deep Boring)Pengeboran dilakukan denganmemutar dan menekan tabungtunggal yang dilengkapi mata bor

pada ujung bawah denganbantuan mesin bor rotari. Tanahyang masuk ke dalam tabungdikeluarkan secara periodik. Untuk

kedalaman di atas muka air tanah,air sering dituangkan ke dalamlubang bor untuk melumasi matabor. Pipa casing umumnyadigunakan untuk mencegahruntuhnya lubang bor.


24/48


Sondir Kegunaan: untuk mengetahui kedalamanlapisan tanah keras serta sifat dayadukung maupun daya lekat setiapkedalaman.

Alat yang digunakan adalah DutchCone Penetrometer dengan bikonus

jenis Begemann dengan kapasitasmaksimum 250 kg/cm 2 untuk sondirringan (2,5 ton) dan 1000 kg/cm 2

untuk sondir berat (10 ton)

Peralatan yang digunakan:1) Mesin penekan.2) Stang 1.0m.3) Konus dan bikonus.

4) Manometer


25/48


Sondir


26/48


Sondir Konus standard digunakan hanyauntuk mengetahui besar tekanan,sedangkan bikonus digunakan

untuk mengetahui besarnyatekanan konus dan hambatanlekat.


27/48


Sondir Keuntungan:1) Dapat dengan cepat menentukan tanah keras.2) Dapat diperkirakan perbedaan lapisan.3) Dengan rumus empiris hasilnya dapat digunakan untuk

menghitung daya dukung tiang.4) Cukup baik untuk digunakan pada lapisan yang berbutir

halus.

Kerugian:1) Jika terdapat batuan lepas bisa memberikan indikasi lapisan

tanah keras yang salah.2) Tidak dapat mengetahui jenis tanah secara langsung.3) Jika alat tidak lurus dan konus tidak bekerja dengan baik

maka hasil yang diperoleh bisa meragukan.


28/48


Sondir Besaran yang diperoleh:1) Perlawanan ujung (q c)2) Gesekan selimut (f s )3) Friction ratio (f

r )

Analisis Perhitungan1) Gesekan selimut (f s ) atau local friction (LF) = A c / Ag (JH

q c), dimana A c = luas penampang konus = Do2

dimanaDo adalah diameter konus dan A g = Luas selimut geser = DG hg dimana D G adalah diameter selimut geser dan h gadalah tinggi selimut geser.

2) Hambatan pelekat HP = 20 (f s)3) Jumlah hambatan pelekat JHP adalah komulatif dari HP.4) Friction ratio (f r ) = f s / q c


29/48


Sondir Korelasi antara datasondir dengan jenis tanah


30/48


Sondir Contoh hasilsondir:

: Date : 23 Februari 201: S1 Tested by : Team: 13,2 meter Koordinat UTM : 769633

: Kawasan Industri Pupuk Kujang - Provinsi Jawa Barat 9290994

PK JP qc= PK*c0fs=LF (JP-

PK) * C10 0 0 0 0 0 0 0.00

-0.2 5 7.5 5 0.225 4.5 4.5 4.50-0.4 6.5 9 6.5 0.225 4.5 9 3.46-0.6 8 12 8 0.36 7.2 16.2 4.50-0.8 15 19.5 15 0.405 8.1 24.3 2.70

-1 18.5 24 18.5 0.495 9.9 34.2 2.68-1.2 23 28 23 0.45 9 43.2 1.96-1.4 27 30 27 0.27 5.4 48.6 1.00-1.6 30 34.5 30 0.405 8.1 56.7 1.35-1.8 35 40.5 35 0.495 9.9 66.6 1.41-2 35 41 35 0.54 10.8 77.4 1.54

-2.2 40 45 40 0.45 9 86.4 1.13

-2.4 22 28 22 0.54 10.8 97.2 2.45-2.6 28.5 36 28.5 0.675 13.5 110.7 2.37-2.8 25 28 25 0.27 5.4 116.1 1.08-3 20 28 20 0.72 14.4 130.5 3.60

-3.2 19 22 19 0.27 5.4 135.9 1.42-3.4 15.5 21 15.5 0.495 9.9 145.8 3.19-3.6 14 18 14 0.36 7.2 153 2.57-3.8 17 19.5 17 0.225 4.5 157.5 1.32

FR (fs/qc) (%)ELEVASI

(m)

ProjectTest Nomor

DUTCH CONE PENETRATION TEST

Site Name

Location

PEMBACAAN TAHANAN Hambatan Lekat

(JP-PK) * C2(kg/cm2)

Jumlah

Hambatan Lekat(JHL) (kg/cm2)


31/48


Sondir Contoh hasilsondir:

GRAFIK DUTCH CONE PENETRATION TEST

-15-14.8-14.6-14.4-14.2

-14-13.8-13.6-13.4-13.2

-13-12.8-12.6-12.4-12.2

-12-11.8-11.6-11.4-11.2

-11-10.8-10.6-10.4-10.2

-10-9.8-9.6-9.4-9.2

-9-8.8-8.6-8.4-8.2

-8-7.8-7.6-7.4-7.2

-7-6.8-6.6-6.4-6.2

-6-5.8-5.6-5.4-5.2

-5-4.8-4.6-4.4-4.2

-4-3.8-3.6-3.4-3.2

-3-2.8-2.6-2.4-2.2

-2-1.8-1.6-1.4-1.2

-1-0.8-0.6-0.4-0.2

0

0 100 200

E l e v

a s i ( m )

Nilai Konus (k g/cm 2 )

-15-14.8-14.6-14.4-14.2

-14-13.8-13.6-13.4-13.2

-13-12.8-12.6-12.4-12.2

-12-11.8-11.6

-11.4-11.2

-11-10.8-10.6-10.4-10.2

-10-9.8-9.6-9.4-9.2

-9-8.8-8.6-8.4-8.2

-8-7.8-7.6

-7.4-7.2

-7-6.8-6.6-6.4-6.2

-6-5.8-5.6-5.4-5.2

-5-4.8-4.6-4.4-4.2

-4-3.8-3.6-3.4-3.2

-3-2.8-2.6-2.4-2.2

-2-1.8-1.6-1.4-1.2

-1-0.8-0.6-0.4-0.2

0

0 200 400 600 800 1000

Jumlah Hambatan Lekat (kg/cm2

)

-15-14.8-14.6-14.4-14.2

-14-13.8-13.6-13.4-13.2

-13-12.8-12.6-12.4-12.2

-12-11.8-11.6-11.4-11.2

-11-10.8-10.6-10.4-10.2

-10-9.8-9.6-9.4-9.2

-9-8.8-8.6-8.4-8.2

-8-7.8-7.6

-7.4-7.2

-7-6.8-6.6-6.4-6.2

-6-5.8-5.6-5.4-5.2

-5-4.8-4.6-4.4-4.2

-4-3.8-3.6

-3.4-3.2

-3-2.8-2.6-2.4-2.2

-2-1.8-1.6-1.4-1.2

-1-0.8-0.6-0.4-0.2

0

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00

Friction Ratio (%)


32/48


Sondir Elektrik Sondir Elektrik mampu mengukur tekanan konus dan tekananfriksi secara menerus dengan akurasi jauh lebih baik daripadasondir mekanik.

Koreksi berat tiang tekan sepertiyang dilakukan untuk sondirmekanik tidak perlu dilakukan untuksondir listrik karena sensor tepatberada diujung konus.


33/48


Sondir Elektrik Sondir Elektrik ada yang dilengkapi sensor untuk mengukur tekanan air pori yang sangat berguna untuk penentuan jenistanah:a) Tekanan air pori yang cenderung sama dengan tekanan

hidrostatis menunjukkan tanah jenis pasiran.b) Tekanan air pori yang lebih besar dari tekanan hidrostatis

menunjukkan tanah liat lunak hingga sedang.

c) Untuk tanah liat atau pasir sangat padat, tekanan air poricenderung lebih kecil daripada tekanan hidrostatis.


34/48


Pengujian SPT Kegunaan: untuk menentukan kepadatan dan konsistensitanah/batuan secara dinamis di tempat (insitu).

Peralatan yang digunakan:1) Split spoon sampler.2) Beban penumbuk 63.5 kg dengan

tinggi jatuh 75cm.3) Peralatan bor.


35/48


Pengujian SPT


36/48


Pengujian SPT


37/48


Pengujian SPT

Parameter yang diperoleh: jumlah pukulan / tumbukan (N-SPT), yaitu banyaknya

tumbukan yang diperlukanuntuk penetrasi Split spoonsampler/Split Barrel samplersebesar 30 cm terakhir daripembacaan penetrasi 45 cm.NSPT = N 2 + N 3

P ji SPT


38/48


Pengujian SPT

P ji SPT


39/48


Pengujian SPT Koreksi NSPT:

Catatan: E in yang umum digunakan diIndonesia adalah koreksi Seed yaitu 60%

N60 = NSPT C B CR C S

P ji SPT


40/48


Pengujian SPT

SONDIR (CPT)

qc (kg/cm 2 )

SPT

(N) CONSISTENCY

0 5

5 10

10 20

20 40

40 80

80 100

0 2

2 5

5 10

10 20

20 30

> 30

Very soft

Soft

Medium stiff

Stiff

Very stiff

Hard

Tingkatan konsistensi tanah:

P ji SPT


41/48


Pengujian SPT

TINGKAT

KEPADATANDr (o )

SONDIR (CPT)

qc (kg/cm 2 )N SPT

Sangat lepas

Lepas

Agak Padat

Padat

Sangat Padat

< 0.2

0.2 0.4

0.4 0.6

0.6 0.8

> 0.8

< 30

30 35

35 40

40 50

> 45

< 20.4

20.4 45.9

45.9 132.6

132.6 224.4

> 224.4

< 4

4 10

10 30

30 50

> 50

Hubungan tingkat kepadatan relatif (Dr), sudut geserdalam ( ), nilai konus (qc) dengan N SPT

P g ji SPT


42/48


Pengujian SPT

KONDISI qu (kg/cm 2 ) N SPT

Sangat lunak

Lunak

Agak Lunak

Agak Keras

Keras

Sangat Keras

< 0.25

0.25 0.5

0.5 1

1 2

2 4

4 8.5

< 2

2 4

4 8

8 15

15 30

> 30

Hubungan Nilai qu dengan N SPT

Pengujian D i C P t t


43/48


Pengujian Dynamic Cone Penetrometer Kegunaan: untuk mengevaluasi subgrade jalan dalamperencanaan konstruksi jalan.

DCP dilakukan untuk mengetahui

nilai CBR tanah berdasarkan ASTMD6951. Penetrasi konus dinamis(dynamic cone penetrometer) adalahsuatu alat yang digunakan untukmenguji dengan cepat kekuatanlapisan jalan tanpa pengikat (tanahdasar, pondasi bahan berbutir).

Pengujian dilakukan menerussampai kedalaman 100 cm. Daripengujian ini dapat dikorelasikandengan nilai CBR lapangan.

Pengujian Dynamic Cone Penetrometer


44/48





45/48


Pengujian Dynamic Cone Penetrometer Peralatan yang digunakan:1) Hammer/penumbuk beban (9.07kg).2) Konus dan stang/stick untuk penetrasi

kedalam tanah.3) Mistar ukur yang dilekatkan pada stang/stick

Diukur: mm/ jumlah pukulan dikorelasikan dengan nilai

CBR (%)



46/48



mm/blow Nilai CBR mm/blow Nilai CBR

4 70 18 125 65 19 106 43 20 97 30 23 88 29 25 7

9 26 28 6

10 23 33 511 21 38 412 20 43 313 19 60 70 214 16 80 100 < 115 15

10016 13

Korelasi hasil pengujian DCP dengan nilai CBR:

Pengujian Vane Shear


47/48


Pengujian Vane Shear Kegunaan: untuk mengukur kekuatan geser setempat padatanah berbutir halus.

Kekuatan geser Su = M / (k.a),

dimana:M = Nilai pembacaan (momen torsi)k = Luas selimut geser (kipas)a = diameter kipas



48/48



Kuliah Mektan I 05

Documents

Transcript of Kuliah Mektan I 05