UJI MODEL KOLOM KOMPRESIBEL AGREGAT

DIBUNGKUS GEOGRID

MODEL TEST COMPRESSIBLE COLUMN

AGGREGATE WRAPPING BY GEOGRID

MUHAMMAD ADNIN MUNDOAP ZEN

P2305215002

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2019

UJI MODEL KOLOM KOMPREIBEL AGREGAT

DIBUNGKUS GEOGRID

Tesis

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar Magister Teknik

Program Studi

Teknik Sipil

Disusun dan Diajukan Oleh

MUHAMMAD ADNIN MUNDOAP ZEN

Kepada

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2019

PERNYATAAN KEASLIAN TESIS

Yang bertandatangan dibawah ini :

Nama : Muhammad Adnin Mundoap Zen

Nomor Mahasiswa : P2305215002

Program Studi : Teknik Sipil

Konsentrasi : Geoteknik

Menyatakan dengan sebenarnya bahwa tesis yang saya tulis ini benar-benar

merupakan hasil karya saya sendiri, bukan merupakan pengambilalihan tulisan

atau pemikiran orang lain. Apabila dikemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan

bahwa sebagian atau keseluruhan tesis ini hasil karya orang lain, saya bersedia

menerima sanksi atas perbuatan tersebut.

Makassar, November 2019

Yang menyatakan,

Muhammad Adnin Mundoap Zen

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT dengan selesainya

tesis ini.

Dalam memilih judul tesis ini, penyusun menilai perlunya kajian yang

mendalam mengenai stabilisasi tanah untuk bahan konstruksi jalan. Hal ini

didasarkan pada tujuan perencanaan stabilisasi tanah untuk bahan konstruksi jalan

lebih mengarah pada kekuatan dan daya tahan.

Penulis banyak mendapat masukan dari berbagai pihak mulai dari

penentuan judul, penyusunan proposal, pembuatan metode penelitian dan sampai

penyelesaian Tesis ini. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan

ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada Bapak Dr. Eng.Ir. Tri Harianto,

ST., MT., selaku Penasehat Utama dan Bapak Dr. Ir. Abd. Rachman Djamaluddin,

MT., selaku Penasehat Anggota atas bimbingan yang telah diberikan mulai dari

arahan, masukan dan koreksinya dalam penyusunan dan penyelesaian penelitian

ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Almarhum Prof.

Dr. Ir. H. Lawalenna Samang, MS., M.Eng.,atas saran dan ide beliau sehingga

konsep dari penelitian ini dapat dilaksanakan dengan baik. Terima kasih juga

penulis sampaikan kepada Bapak Prof.Dr.Ing Herman Parung, M.Eng, Bapak Ir.

Achmad Bakri Muhiddin, M.Sc., Ph.D., dan Bapak Dr. Eng. Ardy Arsyad, ST.,

M.Eng.Sc., selaku dosen penguji bidang keahlian Geoteknik atas masukan dan

saran dalam penulisan tesis ini. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada

rekan-rekan mahasiswa Pascasarjana Program Studi Teknik Sipil Angkatan 2015,

rekan-rekan di Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Hasanuddin, Laboran

dan asisten laboratorium dan adik-adik Mahasiswa S1, semoga segala bantuan dan

kebaikan yang diberikan kepada penulis mendapat imbalan dan pahala dari Allah

SWT. Ucapan terima kasih secara khusus penulis sampaikan kepada Ayahanda Ir.

H.Muhammad Mundoap M.Si, Ibunda Sitti Mudrijannah,SP, Desi Santi

Syamsuddin (pasangan) dan saudari penulis dr. Sitti Ainulhayati atas doa dan

ii

dorongan moril yang telah diberikan selama proses studi, serta Muhammad Syarif

Al-Qadri Adnin Zen (anak) sebagai penyemangat dalam menyelesaikan studi.

Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh

karena itu sangat diharapkan masukan dan saran yang bersifat membangun demi

kesempurnaan tesis ini. Semoga tesis ini dapat bermanfaat dan digunakan untuk

pengembangan wawasan serta penigkatan ilmu pengetahuan bagi kita semua dan

untuk penelitian lebih lanjut.

Makassar, Oktober 2019

Penyusun

Muhammad Adnin Mundoap Zen

iii

Abstrak

MUHAMMAD ADNIN MUNDOAP ZEN. Uji Model Kolom Kompresibel

Agregat dibungkus Geogrid (dibimbing oleh Dr. Eng. Ir. Tri Harianto,

ST.,MT dan Dr. Ir. Abd. Rachman Djamaluddin, MT)

Pembangunan infrastruktur merupakan salah satu alasan utama untuk menunjang

perkembangan ekonomi pada suatu daerah, khususnya pembangunan infrastruktur pada

bidang transportasi, permasalahan utama pada pembangunan jalan raya yaitu kondisi

tanah dasar tidak mampu mendukung konstruksi yang ada diatasnya.Tujuan dari

penelitian ini adalah untuk menganalisa seberapa besar deformasi yang terjadi pada

tanah lunak dengan menggunakan dan tanpa menggunakan stone kolom dan

menganalisia kapasitas dukung tanah lunak dengan menggunakan dan tanpa

menggunakan stone kolom. Deformasi vertikal dan potensi heaving pada permukaan

tanah lunak dengan perkuatan stone kolom agregat geopak paling kecil terjadi pada

variasi 3 ukuran lolos saringan 15% (1½"), 25% (1"), 60 (¾") dengan kapasitas dukung

paling besar.Heaving pada system pondasi tanah lunak secara signifikan terjadi pada

radial distance 15 cm dari pusat kolom Agregat.

Kata kunci : Tanah Lunak, Kolom Kompresibel Agregat, Penurunan

iv

Abstract.

MUHAMMAD ADNIN MUNDOAP ZEN. Compressible Coloumn Test

Models Aggregate Wraping by Geogrid (guided by Dr. Eng. Ir. Tri

Harianto, ST.,MT and Dr. Ir. Abd. Rachman Djamaluddin, MT)

Infrastructure development is one of the most important things in economic

development in a region, especially infrastructure development in the field

of transportation, the main problem in road construction is the condition of

subgrade which does not meet the expected requirements and

criteria.This study aims to analyze the ratio of deformation in soft soils

using Stone Column and without using Stone Column and analyze the

increase in the carrying capacity of the soil from without strengthening the

stone column and using the strengthening of the stone column.Vertical

deformation and potential heaving on the surface of soft soil foundation

systems with the strengthening of the Geopak Aggregate column occur at

least in Variation 3 passing the filter 15% (1 ½ "), 25% (1"), 60 (¾ ") with

consistency of carrying capacity bigger, effect. Heaving in the soft soil

foundation system significantly occurs at a radial distance of 15 cm from

the center of the Aggregate column.

Keywords: Soft Soil, Compressible Aggregate Column, Settlement

v

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR PENGESAHAN

PRAKATA i

ABSTRAK iii

ABSTRACT iv

DAFTAR ISI v

DAFTAR TABEL vii

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN ix

BAB I PENDAHULUAN 1

A. Latar Belakang 1

B. Rumusan Masalah 2

C. Tujuan Penelitian 3

D. Lingkup dan Batasan Masalah 3

E. Manfaat Penelitian 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5

A. Isu Permasalahan Tanah Lunak 5

B. Kapasitas dan Daya Dukung Tanah 8

C. Kriteria Material Konstruksi 11

D. Karakteristik Geotekstile dan Geogrid 18

E. Perkuatan Tanah dengan Metode Kolom 27

F. Penelitian Terdahulu yang Relevan 31

G. Kerangka Fikir 36

BAB III METODE PELAKSANAAN PENELITIAN 37

A. Lokasi dan Waktu Penelitian 37

B. Pengambilan Data danSampel 37

C. Rancangan Penelitian dan Pelaksanaan 39

D. Metode Analisis 45

E. Diagram Alir Penelitian 46

F. Defenisi Oprasional Variabel Penelitian 47

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 49

A. Karakteristik Fisis dan Mekanis Agregat 49

B. Karakteristik Kekuatan Material Agregat Stone Coloumn 51

C. Parameter Elemen Coloumn Agregat 52

D. Kapasitas Dukung Model Kolom Agregat Perkuatan Geogrid 55

vi

E. Pola Deformasi Kapasitas Dukung Model Coloumn Agregat 56

Pada Sistem Pondasi Tanah Lunak

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 61

A. Kesimpulan 61

B. Saran-saran 62

DAFTAR PUSTAKA 63

vii

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

2.1 Tabel Definisi Kuat Geser Lempung Lunak 12

2.2 Tabel Klasifikasi Tanah Lunak Berdasarkan Unified Soil Classification system

14

2.3 Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASHTO 15

2.4 Tabel Gradasi Agregat kasar (ASTM C-33) 18

2.5 Tabel Identifikasi Fungsi Geosintetik 21

2.6 Tabel Spesifikasi Geogrid 26

2.7 Tabel Penelitian terdahulu 32

3.1 Tabel Standar Pengujian Tanah 38

3.2 Tabel Standar Pengujian Agregat 39

3.3 Tabel Konversi Kepadatan Standard (ASTM D 698) 41

3.4 Tabel Angka Pori, Kadar Air dan Berat Isi Tanah Kering 42

4.1 Tabel Indeks Properties Tanah 49

4.2 Tabel Pengujian Kompaksi 50

4.3 Tabel Karakteristik Agregat 50

4.4 Tabel Jumlah Pukulan dengan nilai CBR 51

4.5 Tabel Nilai kapasitas dukung, deformasi, modolus dan poisson ratio pada kolom

53

4.6 Tabel Pembacaan deformasi pada pengujian pembebanan tanpa perkuatan agregat stone coloumn

57

4.7 Tabel Pembacaan deformasi pada pengujian pembebanan dengan perkuatan agregat stone coloumn

58

4.8

Tabel Penurunan dan beban maksimal pada uji model bak

dengan maupun tanpa perkuatan stone coloumn geopak

59

viii

DAFTAR GAMBAR

Nomor Halaman

1 Distribusi beban pada struktur jalan

8

2 Diagram Plastisitas Unified Soil Classification System 14

3 Pengelompokan Geosintetik 19

4 Jenis Geotextile 22

5 Geogrid Uniaxial 25

6 Geogrid Biaxial 26

7 GeogridTriax 27

8 Kerangka piker penelitian 36

9 Variasi Gradasi Agregat Stone Coloumn 38

10 Frame Loading pengujian elemen kolom skala laboraturium

41

11 Model Bak Uji Skala Laboratotium 42

12 Pemadatan Secara Statis 43

13 Kontrol Kepadatan dengan Sand Cone 43

14 Ilustrasi Pengujian Pembebanan 44

15 Bagan Alir Penelitian 46

16 Hubungan antara pembebanan elemen kolom dengan regangan vertical

52

17 Hubungan antara regangan horisontal dengan regangan vertikal

53

18 Hubungan antara Tegangan dan Regangan

54

19

Hubungan pembebanan perkuatan tanah dengan

deformasi vertikal

55

20 Bentuk deformasi pada pembebanan tanah timbunan tanpa perkuatan stone coloumn

57

21 Bentuk deformasi pada pembebanan tanah timbunan

dengan perkuatan stone coloumn 59

22 Besar penurunan pada tanah dasar dengan menggunakan

dan tanpa stone coloumn 59

ix

DAFTAR ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN

Lambang/singkatan Arti dan keterangan

Mulai/selesai

Proses/analisis

Alur kerja

Percobaan (keputusan)

Penghubung ke halaman lain

b Lebar sampel

c Kohesi tanah

D Diameter Sampel

E Modulus Elastisitas

e Angka pori

H Tebal lapisan tanah

ΔH Penurunan

P Tekanan

q Tekanan equivalen

Sr Derajat Kejenuhan

qu Kapasitas dukung Ultimit

d Berat isi kering

Ѵ Poisson ratio

x

Ɛx Regangan horisontal

Ɛy Regangan vertikal

1

BAB I

PENDAHULUAN

A.Latar Belakang Masalah

Salah satu permasalahan tanah di Indonesia timbul pada tanah

kohesif, khususnya yang termasuk kategori lempung (clay). Permasalahan

dengan jenis tanah ini umumnya meliputi masalah daya dukung atau

kekuatan memikul beban yang rendah, dan masalah kembang-susut

tanah akibat perubahan kadar air dalam tanah, terutama bagi lempung

yang mempunyai sifat kembang susut yang tinggi (tanah ekspansif). Salah

satu jenis tanah yang tergolong memiliki daya dukung yang rendah adalah

tanah lempung lunak (soft clay). Oleh sebab itu diperlukan adanya usaha

perkuatan dengan tujuan menambah daya dukung tanah salah satunya

dengan menggunakan Stone Coloum

Beberapa dekade terakhir penggunaan stone coloum mengalami

peningkatan dalam perbaikan tanah lunak untuk menaikkan daya dukung

tanah dan untuk mengurangi settlements. Teknik perbaikan tanah dengan

menggunakan stone column ini sangat baik untuk digunakan pada struktur

yang memiliki area yang luas seperti tanki penyimpanan minyak,

timbunan, dan struktur lain yang mungkin memiliki penurunan yang besar.

Stone column merupakan salah satu teknik perbaikan tanah untuk

meningkatkan Daya dukung tanah pada tanah lunak. Secara umum

proses konstruksi stone column yaitu dengan membuat lubang pada tanah

2

yang ingin ditingkatkan daya dukungnya selanjutnya kedalam lubang

tersebut dimasukkan material granular (coarse agregat) dengan berbagai

ukuran. Rasio perbedaan ukuran tersebut ditentukan berdasarkan kriteria

design yang diinginkan. Biasanya seiring dengan dimasukkannya material

granular dilakukan proses penggetaran yang dilakukan oleh vibroflot yang

digunakan pada proses vibroflotation sehingga material granular yang

berada di lubang tersebut bisa semakin memadat. Sehingga berdasarkan

penjelasan diatas dapat ditarik kesimpulan “Stone Colum adalah salah

satu teknik perbaikan tanah dengan cara memasukkan material gravel

(coarse agregat) yang dipadatkan sehingga daya dukung tanah

disekitarnya meningkat.

Oleh karena itu penulis tertarik menelitinya dan menuangkan

dalam bentuk penulisan thesis yang berjudul :”Uji Model Kolom

Kompresibel Agregat dibungkus Geogrid”

B.Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian padalatar belakang masalah, maka dalam

penelitian ini pokok permasalahan yang ada dirumuskan sebagai berikut:

1. Bagaimana kapasitas dukung model kolom dengan variasi

agregat yang diberi perkuatan bahan geosintetik?

2. Bagaimana perbandingan deformasi pada tanah lunak dengan

menggunakan Stone Column dan tanpa menggunakan Stone

Column?

3

3. Bagaimana peningkatan daya dukung tanah lunak dalam

menerima beban dengan menggunakan stone coloumn dan

tanpa menggunakan stone coloumn?

C. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut:

1. Menganalisis daya dukung stone coloumn berdasarkan variasi

material yang digunakan (Agregat)

2. Menganalisis perbandingan deformasi pada tanah lunak dengan

menggunakan Stone Column dan tanpa menggunakan Stone

Column

3. Menganalisis peningkatan kapasitas dukung tanah dari tanpa

perkuatan stone coloumn dan menggunakan perkuatan stone

coloumn

D.Batasan Masalah

Batasan masalah yang menjadi pedoman dalam penelitian ini

adalah:

a. Jenis tanah yang digunakan adalah tanah berbutir halus dengan

klasifikasi lempung lunak

b. Dilakukan pengujian fisis dan mekanis di Laboraturium untuk

menentukan tanah lempung lunak

4

c. Dilakukan pengujian fisis dan mekanis di Laboraturium untuk

menentukan kelayakan agregat yang akan dijadikan perkuatan dari

stone kolom

d. Jenis Stone Coloumn yang digunakan pada penelitian ini adalah

Join Coloumn pada pengujian model skala bak

E.Manfaat Penelitian

1. Dari hasil Penelitian ini diharapkan model perkuatan Stone

Coloumn dapat dijadikan alternatif dalam peningkatan daya

dukung tanah lunak

2. Sebagai bahan referensi alternatif bagi para peneliti yang lain

dalam pengembangan dan pemanfaatan metode peningkatan

daya dukung tanah

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A.Isu Permasalahan Tanah Lunak

1. Umum

Lapisan lunak umumnya terdiri dari tanah yang sebagian besar

terdiri dari butiran-butiran yang sangat kecil seperti lempung atau lanau.

Pada lapisan sangat lunak,semakin muda umur akumulasinya, semakin

tinggi letak muka airnya. Lapisan ini juga kurang mengalami pembebanan

sehingga sifat mekanisnya buruk dan tidak mampu memikul beban.

Peranan tanah sangat penting dalam perencanaan atau pelaksanaan

bangunan, dikarenakan tanah tersebut berfungsi untuk mendukung beban

yang ada di atasnya. Oleh karena itu, tanah yang akan digunakan

sebagai pendukung konstruksi haruslah dipersiapkan terlebih dahulu

sebelum digunakan sebagai tanah dasar.

Sifat lapisan tanah sangat lunak adalah gaya gesernya yang kecil,

kemampatan yang besar,dan koefisien permeabilitas yang kecil. Jadi,

bilamana pembebanan konstruksi melampaui daya dukung kritisnya maka

dalam jangka waktu yang lama besarnya penurunan akan meningkat yang

akhirnya akan mengakibatkan berbagai kesulitan.

Tanah lunak dalam konstruksi seringkali menjadi permasalahan.

Hal ini disebabkan oleh rendahnya daya dukung tanah tersebut. Daya

dukung yang rendah dapat menyebabkan kerugian, mulai dari kerugian

6

dari sisi biaya konstruksi yang semakin mahal, hingga terancamnya

keselamatan konstruksi, yaitu struktur yang dibuat tidak mampu berdiri

secara stabil dan bisa roboh.

Tanah lunak merupakan tanah kohesif yang terdiri dari sebagian

besar butir-butir yang sangat kecil seperti lempung atau lanau. Sifat tanah

lunak adalah gaya gesernya kecil, kemampatannya besar, koefisien

permeabilitas yang kecil dan mempunyi daya dukung rendah jika

dibandingkan dengan tanah lempung lainnya. Tanah lempung lunak

secara umum mempunyai sifat-sifat sebagi berikut:

1. Kuat geser rendah

2. Bila kadar air bertambah, kuat gesernya berkurang

3. Bila struktur tanah terganggu, kuat gesernya berkurang

4. Bila basah bersifat plastis dan mudah mampat

5. Menyusut bila kering dan mengembang bila basah

6. Memiliki kompresibilitas yang besar

7. Berubah volumenya dengan bertambahnya waktu akibat rangkak

pada beban yang konstan

8. Merupakan material kedap air

Tanah lempung kohesif diklasifikasikan sebgai tanah lunak apabila

mempunyai daya dukung lebih kecil dari 0,5 kg/cm2 dan nilai standard

penetration test lebih kecil dari 4 (N-value<4) (Terzaghi, 1967)

Berdasarkan uji lapangan, tanah lunak secara fisik dapat diremas

dengan mudah oleh jari-jari tangan. Sifat umum tanah lunak adalah

memiliki kadar air 80-100%, batas cair 80-110%, batas plastis 30-45%,

7

saat dites sieve analysis, maka butiran yang lolos oleh saringan no 200

akan lebih besar dari 90% serta memiliki kuat geser 20-40 kN/m2

.(Toha,1989),

2. Pada perkerasan Jalan

Konstruksi jalan yang melalui tanah lunak seperti lempung pada

umumnya memiliki masalah. Pembangunan jalan di daerah yang memiliki

jenis tanah lunak memerlukan perlakuan khusus berupa konstruksi

perkuatan tanah yang tepat. Hal ini di sebabkan karena daya dukung

tanah di daerah lempung sangat kecil dan tidak memenuhi angka

keamanan untuk konstruksi jalan raya. Daya dukung tanah yang kecil

menyebabkan terjadinya penurunan tanah baik secara vertical maupun

horizontal yang cukup besar.

Lapis pondasi bawah perkerasan suatu ruas jalan yang cukup

panjang di daerah yang relatif terpencil akan dibuat dari bahan setempat.

Perbaikan tanah ditujukan untuk meningkatkan daya dukung tanah

(kemampuan mendukung beban) dan mengurangi kemampuan

mampatnya. Metode perkuatan yang sudah dikembangkan untuk tanah

lempung lunak adalah metode stone coloumn. Tanah lempung memiliki

karakteristik kembang susut yang tinggi. Jenis tanah yang perlu

diperhatikan salah satunya adalah tanah lempung ekspansif. Disebut

demikian karena tanah jenis ini umumnya mempunyai fluktuasi kembang

susut yang tinggi dan mengandung mineral yang mempunyai potensi

mengembang (swelling potential) yang tinggi, bila terkena air. Untuk tanah

8

lempung ekspansif, kandungan mineral yang ada adalah

mineral montmorillonite yang mempunyai luas permukaan paling besar

dan sangat mudah menyerap air dalam jumlah banyak bila dibandingkan

dengan mineral lainnya, sehingga tanah mempunyai kepekatan terhadap

pengaruh air dan sangat mudah mengembang.

Konstruksi perkerasan jalan terdiri dari lapisan-lapisan yang

diletakkan di atas tanah dasar yang telah dipadatkan (Ahmad,2010).

Lapisan-lapisan tersebut berfungsi untuk menerima beban lalu lintas dan

menyebarkan ke lapisan di bawahnya seperti ditunjukkan Gambar 1

Gambar 1. Distribusi beban pada struktur jalan (Malik ahmad. 2010)

B.Kapasitas Dukung dan Penurunan Tanah

1. Kapasitas dukung Tanah

Kapasitas atau daya dukung tanah(bearing capacity) adalah

kekuatan tanah untuk menahan suatu beban yang bekerja padanya yang

biasanya disalurkan melalui pondasi. Sedangkan kapasitas/daya dukung

Beban Lalu Lintas

9

batas tanah (qu= qult = ultimate bearing capacity) adalah tekanan

maksimum yang dapat diterima oleh tanah akibat beban yang bekerja

tanpa menimbulkan kelongsoran geser pada tanah pendukung tepat di

bawah dan sekeliling pondasi

Terdapat 3 kemungkinan pola keruntuhan kapasitas dukung tanah, yaitu :

1. Keruntuhan geser umum (General Shear Failure)

Keruntuhan ini dapat terjadi pada satu sisi sehingga pondasi

miring dan tanah diatas pondasi mengembang akibat desakan

tanah dibawah pondasi, biasanya terjadi pada tanah yang padat

dan kaku (kompresibilitas rendah).

2. Keruntuhan geser setempat (Local Shear Failure),

Tanah di atas pondasi tidak terlalu mengembang karena dorongan

di bawah pondasi lebih besar dan kemiringan pondasi tidak terlalu

besar, biasanya terjadi pada tanah lunak (kompresibilitas tinggi).

3. Keruntuhan geser baji / penetrasi (Punching Shear Failure)

Keruntuhan ini terjadi akibat desakan di bawah dasar pondasi

disertai pergeseran arah vertikal sepanjang tepi. Kemiringan

pondasi sama sekali tidak terjadi dan pengembangan tanah di

atas pondasi tidak terjadi akibat penurunan yang besar di bawah

pondasi. Biasanya terjadi pada tanah sangat lunak atau lunak

(kompresibilitas tinggi) dan nilai qusulit dipastikan

2. Penurunan Tanah

Salah satu permasalahan utama pada tanah lunak dalam suatu

pekerjaan konstruksi adalah penurunan tanah yang sangat besar.

10

Penurunan yang besar tersebut disebabkan oleh penurunan konsolidasi

pada tanah, yang akan dijelaskan pada bagian berikutnya. Ketika tanah

dibebani, maka sama dengan material lain, tanah akan mengalami

penurunan. Dalam ilmu Geoteknik, dikenal tiga jenis penurunan tanah.

1. Penurunan Seketika (Immediate Settlement)

2. Penurunan Konsolidasi/Primer (Consolidation Settlement)

3. Penurunan Rangkak/Sekunder (Creep/Secondary Settlement)

Penurunan seketika merupakan penurunan yang terjadi seketika

saat beban diberikan. Pada tanah jenuh air dan permeabilitas rendah,

beban yang bekerja diterima sepenuhnya oleh tegangan air pori. Pada

tanah dengan permeabilitas tinggi, tegangan air pori yang terjadi muncul

hanya sebentar karena tegangan air pori ini terdisipasi dengan cepat.

Deformasi yang terjadi pada tanah tidak disertai dengan perubahan

volume. Perhitungan untuk penurunan seketika ini didasarkan pada

hukum elastisitas material (contoh, hukum Hooke).

Penurunan konsolidasi adalah penurunan pada tanah kohesif yang

diakibatkan terdisipasinya tegangan air berlebih di dalam tanah, dan

akhirnya menghasilkan perubahan dari segi volume. Jenis penurunan ini

terjadi bersama dengan waktu yang berlalu. Tegangan air pori berlebih di

transfer menuju partikel tanah menjadi tegangan efektif (σ’=σ-u). Saat

tegangan air pori berlebih ini = 0, penurunan konsolidasi sudah selesai

dan tanah berada dalam keadaan Drained

Penurunan sekunder merupakan penurunan yang terjadi setelah

penurunan konsolidasi. Penurunan ini terjadi seiring dengan waktu berlalu

11

dan biasanya terjadi sangat lama setelah beban mulai bekerja,di mana

partikel tanah mengalami creep. Penurunan ini terjadi saat semua

tegangan air pori berlebih di dalma tanah telah terdisipasi dam saat

tegangan efektif yang terjadi berada dalam keadaan konstan.

C.Kriteria Material Konstruksi

1. Karakteristik Tanah Lempung

Tanah lunak terdiri dari 2 (dua) tipe, yang didasarkan atas bahan

pembentuknya :

a. Tanah lempung lunak (tanah inorganik) yang berasal dari

pelapukan batuan yang diikuti oleh transportasi dan proses-proses

lainnya.

b. Gambut yang berasal dari bahan tumbuh-tumbuhan yang

mengalami berbagai tingkat pembusukan.

Secara konvensional, konsistensi seperti Tabel 2.1 dijabarkan

sebagai kekuatan tanah sangat lunak (very soft) , lunak (soft), medium

stoff (medium firm), kaku (stiff/firm), sangatkaku(very stiff), dan keras

(hard) (Terzaghi dan Peck, 1948). Konsistensi adalah keadaan tanah yang

berhubungan dengan kekuatannya. Untuk tanah lempung kekuatan

gesernya akan diistilahkan dengan kohesi dan kekuatan geser tekanan

tak tersekap (Unconfined Compression). KekuatanUnconfined

Compression ini dihasilkan dari pemberian beban aksial pada benda uji

silinder dan pada akhirnya dapat ditentukan besarnya beban yang

mengakibatkan geser pada benda uji.Tanah jenis ini mengandung mineral

12

lempung dan mengandung kadar air yang tinggi, yang menyebabkan kuat

geser yang rendah.Dalam rekayasa geoteknik istilah 'lunak' dan 'sangat

lunak' khusus didefinisikan untuk lempung dengan kuat geser seperti

ditunjukkan pada Tabel 2.1.

KONSISTENSI SHEAR STRENGTH

Kg/cm2 UCS *) Kg/cm2

KETERANGAN

VERY SOFT < 0.12 < 0.25

SOFT 0.12 – 0.25 0.25 – 0.50 Mudah ditembus dengan ujung pensil yang tumpul

MEDIUM 0.25 – 0.50 0.50 – 1.00

Mudah ditembus dengan ujung pensil yang tumpul

hingga ½ inch dengan mengeluarkan sedikit usaha

STIFF / FIRM 0.50 – 1.00 1.00 – 2.00

Mudah ditembus dengan ujung pensil yang tumpul

hingga ¼ inch dengan mengeluarkan sedikit usaha.

VERY STIFF 1.00 – 2.00 2.00 – 4.00 Tergores oleh ujung pensil,

kuku dapat menembus dengan mudah

HARD > 2.00 > 4.00

Mudah ditembus dengan ujung pensil yang runcing

hingga ½ inch dengan mengeluarkan usaha

Tabel 2.1. Definisi Kuat Geser Lempung Lunak (Terzaghi,K.,dan

R.B.Peck,2006)

Salah satu jenis tanah lunak, berdasarkan ukuran butirannya adalah tanah

lempung. Suatu tanah dapat dikatakan sebagai tanah lempung bila ukuran

butiran tanahnya lebih kecil dari 0,002 mm (2 mikron).

Sedangkan suatu tanah dapat juga dikatakan sebagai tanah

lempung apabila partikel-partikel mineral yang dikandungnya dapat

13

menghasilkan sifat-sifat plastis pada tanah ketika dicampur dengan air

(Grim,1953). Suatu tanah yang memiliki ukuran butiran lebih kecil dari 2

mikron tetapi partikel-partikel mineral yang terkandung didalamnya tidak

dapat menghasilkan sifat plastis pada tanah dapat dikatakan bukan

sebagai tanah lempung (non-clay soil). Jadi definisi dari tanah lempung itu

sendiri adalah suatu tanah yang memiliki ukuran butiran lebih kecil dari 2

mikron (0,002 mm) dan mengandung partikel-partikel mineral lempung.

(Braja M. Das, 1985).

Konsisten tanah lempung dan tanah kohesif lainnya biasanya

dinyatakan dengan istilah lunak, sedang, kaku, atau keras.Ukuran

kuantitatif konsistensi yang paling langsung adalah beban persatuan luas

dimana contoh tanah bebas (unconfined) berbentuk silinder atau prismatik

runtuh dalam uji pemampatan sederhana. Besaran ini dikenal sebagai

kekuatan kompresif bebas (unconfined compressive strength) tanah. Nilai

kekuatan kompresif yang berkaitan dengan aneka derajat konsistensi,

beserta identifikasi lapangannya dapat dilihat pada tabel 3 dan tabel 4.

(Terzaghi,K.,dan R.B.Peck, 1993)

Dari hasil pengujian batas-batas konsistensi (Atterberg Limit Test)

,dapat ditentukan jenis tanah, sesuai dengan klasifikasinya. Sistem

klasifikasi tanah yang digunakan adalah klasifikasi tanah menurut

AASTHO (American Association of State Highway and Transportation

Officials) dan sistem klasifikasi menurut USCS (Unified Soil Classification

System). Untuk klasifikasi menurut AASTHO diperoleh jenis klasifikasi

tanahnya adalah A-7-5. yang berarti tanah tersebut mempunyai tipikal

14

indeks plastis yang cukup tinggi, bersifat sangat elastis dan mudah

mengalami perubahan volume. Sedangkan klasifikasi menurut USCS,

diperoleh jenis klasifikasi tanah CH, yang artinya tanah tersebut

mempunyai tipikal lempung anorganik dengan plastisitas tinggi.

Gambar 2 Diagram Plastisitas Unified Soil Classification System

Tabel 2.2.. Klasifikasi Tanah Lunak Berdasarkan Unified Soil

ClassificationSystem

15

Klasifikasi tanah Tanah berbutir

(35% atau kurang dari seluruh contoh tanah lolos ayakan No.200)

Klasifikasi

kelompok

A - 1

A - 3

A - 2

A - 1 - a A - 1-b A - 2 - 4 A - 2 - 5 A - 2 - 6 A - 2 - 7

Analisaayakan (% lolos)

No.10 No.40 No.200

Maks.50 Maks.30 Maks.15

Maks.50 Maks.25

Maks.51 Maks.1

0

Maks.35

Maks.35

Maks.35

Maks.35

Sifa fraksi yang lolos Ayakan

No.40 Batas cair (LL)

Indeksplastisitas (PI)

Maks. 6

NP

Maks.40 Maks.10

Min. 41 Maks.10

Maks.40 Min. 11

Min. 41 Min. 11

Tipe material yang paling domonan

Batu pecah, kerikil dan pasir

Pasirhalus

Kerikil dan pasir yang berlannau atau berlempung

Penilaian sebagai bahan tanah

dasar Baik sekali sampai baik

Klasifikasi tanah

Tanah lanau - lempung (Lebihdari 35% dari seluruh contoh tanah lolos ayakan

No.200)

Klasifikasi kelompok

A - 4

A - 5

A - 6

A - 7 A - 7-5* A - 7-6**

Analisa ayakan (% lolos)

No.10 No.40 No.200

Min. 36

Min. 36

Min. 36

Min. 36

Sifat fraksi yang lolos Ayakan No.40 Batas cair (LL)

Indeks Plastisitas (IP)

Maks. 40 Maks. 10

Min. 41 Maks. 10

Maks. 40 Min. 11

Min. 41 Min. 11

Tipe material yang paling dominan

Tanah berlanau Tanah berlempung

Penilaian sebagai bahan tanah dasar

Biasa sampai jelek

* A-7-5, PI ≤ LL – 30 ** A-7-6, PI>LL – 30

Tabel 2.3. Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASHTO

16

2. Karakteristik Agregat Kasar

Agregat merupakan komponen beton yang paling berperan dalam

menentukan besarnya. Agregat untuk beton adalah butiran mineral keras

yang bentuknya mendekati bulat dengan ukuran butiran antara 0,063

mm — 150 mm. Agregat menurut asalnya dapat dibagi dua yaitu agregat

alami yang diperoleh dari sungai dan agregat buatan yang diperoleh dari

batu pecah. Dalam hal ini, agregat yang digunakan adalah agregat alami

yang berupa coarse agregat (kerikil ), coarse sand ( pasir kasar ), dan fine

sand ( pasir halus ). Dalam campuran beton, agregat merupakan bahan

penguat (strengter) dan pengisi (filler), dan menempati 60% — 75% dari

volume total beton.Keutamaan agregat dalam peranannya di dalam

beton :

a. Menghemat penggunaan semen Portland

b. Menghasilkan kekuatan besar pada beton

c. Mengurangi penyusutan pada pengerasan beton

d. Dengan gradasi agregat yang baik dapat tercapai beton yang padat

Agregat kasar (Coarse Aggregate) biasa juga disebut kerikil

sebagai hasil desintegrasi alami dari batuan atau berupa batu pecah yang

diperoleh dari industri pemecah batu, dengan butirannya berukuran antara

4,76 mm — 150 mm.. Ketentuan agregat kasar antara lain:

a. Agregat kasar harus terdiri dari butiran yang keras dan tidak

berpori. Aggregat kasar yang butirannya pipih hanya dapat dipakai

17

jika jumlah butir-butir pipihnya tidak melampaui 20% berat agregat

seluruhnya.

b. Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1% dalam

berat keringnya. Bila melampaui harus dicuci.

c. Agregat kasar tidak boleh mengandung zat yang dapat merusak

beton, seperti zat yang relatif alkali.

d. Agregat kasar untuk beton dapat berupa kerikil alam dari batu

pecah.

e. Agregat kasar harus lewat tes kekerasan dengan bejana penguji

Rudeloff dengan beban uji 20 ton.

f. Kadar bagian yang lemah jika diuji dengan goresan batang

tembaga maksimum 5%.

g. Angka kehalusan (Fineness Modulus) untuk Coarse Aggregate

antara 6–7,5.

Jenis agregat kasar yang umum adalah:

1. Batu pecah alami: Bahan ini didapat dari cadas atau batu pecah

alami yang digali.

2. Kerikil alami: Kerikil didapat dari proses alami, yaitu dari pengikisan

tepi maupun dasar sungai oleh air sungai yang mengalir.

3. Agregat kasar buatan: Terutama berupa slag atau shale yang biasa

digunakan untuk beton berbobot ringan.

18

4. Agregat untuk pelindung nuklir dan berbobot berat: Agregat kasar

yang diklasifikasi disini misalnya baja pecah, barit, magnatit dan

limonit.

Tabel 2.4 Gradasi Agregat kasar (ASTM C-33)

D.Karakteristik Geotekstil dan Geogrid

1. Gambaran Umum

Menurut ASTM D 4439 pengertian geosintetik adalah suatu produk

berbentuk lembaran yang terbuat dari bahan polimer lentur yang

digunakan dengan tanah, batuan, atau material geoteknik lainnya sebagai

bagian yang tidak terpisahkan dari suatu pekerjaan, struktur atau system.

Istilah geosintetik itu sendiri terdiri dari dua bagian, yaitu geo yang berarti

berhubungan dengan tanah dan sintetik yang berarti bahan buatan

manusia.

Gambar 2 menunjukkan pengelompokan geosintetik berdasarkan

sifat kelulusan air, bentuk fisik, dan proses pembuatannya.

19

Gambar 3. Pengelompokan Geosintetik (ASTM D 4439)

Geosintetik memiliki 8 fungsi yaitu :

1. Separasi : memisahkan dua material berbeda sehingga masing-

masing mempunyai sifat yang tetap sebagaimana kondisi

awalnya. Umumnya memisahkan antara tanah dasar lunak

dengan timbunan yang bagus diatasnya.

2. Stabilisasi : berfungsi meratakan beban pada tanah lunak

sehingga tanah dapat menahan dengan baik konstruksi

bangunan diatasnya.

3. Perkuatan : fungsi perkuatan yaitu meningkatkan kemampuan

sistem komposisi tanah dan perkuatan untuk memikul beban.

4. Lapis kedap berfungsi sebagai lapisan yang memiliki

permeabilitas sangat rendah (kedap) untuk mencegah

merembesnya cairan atau material yang tidak diinginkan ke

dalam tanah.

20

5. Filtrasi : berfungsi memungkinkan aliran air melalui bahan

geosintetik pada arah vertikal maupun horizontal.

6. Drainase : fungsi drainase yaitu memungkinkan air melalui

bahan geosintetik pada arah vertikal maupun horizontal.

7. Proteksi : memberikan perlindungan terhadap material lain

seperti menggunakan non woven geotextile terhadap lapis

geomembrane.

8. Pencegah erosi : melindungi tanah terhadap erosi akibat air

hujan atau proteksi tebing sungai terhadap aliran air.

21

Tabel 2.5. Identifikasi Fungsi Geosintetik

Geotextile, geosintetik permeabel yang hanya terdiri dari tekstil.

Geotextiles memiliki beberapa fungsi dalam aplikasi teknik geoteknik,

yaitu: pemisahan; filtrasi; drainase; perkuatan; dan perlindungan (ASTM D

4439). Terdapat tiga macam tipe geotextile yaitu :

22

1. Woven Geotextile;

2. Non Woven geotextile;

3. Knitted

(a) (b) (c) (d)

Gambar 4. Non Woven Geotextile (a), PP Woven Geotextile (b), PET

Woven Geotextile (c), Kinitted (d)

2. Geotekstil

Geotekstil adalah lembaran sintesis yang tipis fleksibel permeabel yang

digunakan untuk stabilisasi dan perbaikan tanah dikaitkan dengan

pekerjaan teknik sipil. Pemanfaatan geotekstil merupakan cara modern

dalam usaha untuk perkuatan tanah lunak

Geotekstil terdiri dari 2 macam jenis yaitu :

1. Woven Geotextile

Woven Geotextile adalah lembaran Geotextile terbuat dari

bahan serat sintetis tenunan dengan tambahan pelindung anti

ultra violet yang mempunyai kekuatan tarik yang cukup tinggi,

yang dibuat untuk mengatasi masalah untuk perbaikan tanah

khususnya yang terkait di bidang teknik sipil secara efisien dan

efektif, antara lain untuk mengatasi atau menanggulangi

23

masalah pembuatan jalan dan timbunan pada dasar tanah

lunak, tanah rawa.Bahan baku material ini adalah

Polypropylene polymer (PP) dan ada juga dari Polyester (PET)

yang didukung oleh hasil test dan hasil riset di laboratorium,

mengikuti standar ASTM, antara lain : kekuatan tarik, kekuatan

terhadap tusukan, sobekan, kemuluran dan juga ketahanan

terhadap mico organisme, bakteri, jamur dan bahan-bahan

kimia..

2. Non Woven Geotextile

Geotextile (Geotekstil) Non Woven, atau disebut Filter Fabric

(Pabrik) adalah jenis Geotextile yang tidak teranyam, berbentuk

seperti karpet kain. Umumnya bahan dasarnya terbuat dari bahan

polimer Polyesther (PET) atau Polypropylene (PP).Non Woven

Geotextile. Geotekstil non woven atau tidak ada tenunan yang

terbuat dari serat polyprophylene lewat system needle punched

adalah cocok untuk apliaksi pada tanah basic yg banyak

mengandung sisa-sisa tanaman karna mempunayi ketahanan

coblos yg lebih tinggi di banding dengan bahan yg beda. Diluar itu

geotekstil non woven miliki sifat hidrolik propertis yg jadi tambah

bagus shingga bisa sekalian berfunsi jadi filter yg hanya melarutkan

air tidak ada membawa agregat tanah.

24

3. Geogrid

Geogrid adalah salah satu jenis material Geosintetik (Geosynthetic)

yang mempunyai bukaan yang cukup besar, dan kekakuan badan yang

lebih baik dibanding Geotekstil. Material dasar Geogrid bisa berupa

Polyphropylene, Polyethilene dan Polyesther atau material polymer yang

lain.Berdasarkan bentuk bukaannya (Aperture), maka Geogrid bisa dibagi

menjadi :

1. Geogrid Uniaxial

Geogrid Uniaxial adalah Geogrid yang mempunyai bentuk

bukaan tunggal dalam satu segmen (ruas), berfungsi sebagai

material perkuatan pada sistem konstruksi dinding penahan

tanah (Retaining Wall) dan perkuatan lereng (Slope

reinforcement)

25

Gambar 5. Geogrid Uniaxial

2. Geogrid Biaxial

Geogrid Biaxial adalah Geogrid yang mempunyai bukaan

berbentuk persegi,berfungsi sebagai stabilisasi tanah dasar.

Seperti pada tanah dasar lunak (soft clay maupun tanah

gambut). Metode kerjanya adalah interlocking, artinya

mengunci agregat yang ada di atas Geogrid sehingga lapisan

agregat tersebut lebih kaku, dan mudah dilakukan pemadatan.

26

Gambar 6. Geogrid Biaxial

Properti produk Kode Unit WG 4S

Properti fisik

Ukuran bukaan - MD ± 20% mm 25

Ukuran bukaan - CD ± 20% mm 25

Carboxyl End Group (CEG) GRI GG7 mmol/kg 30

Berat molekul GRI GG8 Mn 25000

Properti indeks mekanik

Kuat Tarik, Tult - MDmin kN/m 40

Kuat Tarik, Tult- CDmin kN/m 40

Elongasi - MD pada Tult % 10

Kuat Tarik pada 5% regangan -

MDmin kN/m 20

Sumber : PT. Maccaferri Indonesia

Tabel 2.6. Spesifikasi geogrid

3. Geogrid Triax

Geogrid Triax adalah Geogrid yang mempunyai bukaan

berbentuk segitiga, Fungsinya sama dengan Biaxial sebagai

material stabilisasi tanah dasar lunak, hanya saja performance

nya lebih baik. Hal ini disebabkan bentuk bukaan segitiga

lebih kaku sehingga penyebaran beban menjadi lebih merata.

27

Gambar 7. Geogrid Triax

E. Perkuatan Tanah dengan Metode Kolom

Perkuatan tanah (soil reinforcement) ini merupakan cara yang

paling pesat berkembang dalam dua dekade akhir-akhir ini dan cara ini

merupakan yang paling banyak dipelajari dan diminati orang.

MenurutIndrasurya B. Mochtar (2000), metode ini dapat dibagi menjadi 4

(empat) metode yaitu :

1. Metode Stone Column

Pada metode ini, pada tanah yang lunak dipasang kolom-kolom

dari batu atau kerikil yang dipadatkan berdiameter 0,6 – 1,0 meter

dengan jarak tertentu. Pemasangan stone column bisa dengan cara

vibroflotation atau cara pneumatic compaction. Stone column

tersebut berfungsi untuk meningkatkan kekuatan geser tanah dan

mengulangi settlement. Selain stone column juga umum

28

dilaksanakan sand column yang dipasang dengan cara vibro-

compozer sebagaimana telah dijelaskan didepan.

2. Root Piles atau Micro Piles

Ini adalah penggunaan tiang pancang kecil berdiameter 7,5 – 25

cm, yang umumnya dari beton dengan penulangan ditengah-

tengah. Tiang-tiang micro ini dipasangkan sebagai group tiang atau

tiang satu-satu secara vertikal dan miring. Fungsi tiang micro ini

disamping memberikan tambahan dukungan terhadap pondasi juga

sebgai pasak terhadap geseran pada bidang longsor geser sirkular.

Di Indonesia sistem seperti ini lebih dikenal dengan sistem

“cerucuk”, yaitu penggunaan tiang-tiang kayu/bambu sebagai pasak

dalam tanah.

3. Paku-paku Tanah (Soil Nailing)

Cara ini terdiri dari sekelompok batang-batang dalam tanah serupa

paku-paku dalam tanah. Batang-batang tersebut umumnya di-

grouting-kan didalam tanah. Soil nailing ini hampir serupa dengan

rock bolt pada batuan. Fungsi utamanya ialah memperkuat tanah

dengan menyatukan massa tanah disuatu bagian tanah yang

kurang stabil (misal pada talud dan lereng-lereng).

4. Earth(tanah yang diperkuat dengan bahan pengikat buatan)

Reinforced earth disini termasuk semua perkuatan-perkuatan tanah

menggunakan bahan geosynthetis, bahan-bahan khusus dari

metal, ground anchor dan perkuatan sistem tie-back. Yang

termasuk bahan geosynthetis untuk perkuatan tanah (soil

29

reinforcement) meliputi geotextile, geogrid, ataupun material

lainnya.

Stone column terutama untuk mendukung beban tekan dan geser.

Disamping menaikkan daya dukung tanah, stone column juga mengurangi

settlementdari tanah yang diperbaiki. Disamping itu stone column juga

berfungsi seperti vertical drain untuk mempercepat waktu konsolidasi dari

tanah yang compressible sehingga waktu pemampatan tanah dapat

dipercepat. Micro-piles berfungsi sebagai penahan tarik, tekan dan lentur.

Micro-piles juga diperuntukkan bagi peningkatan daya dukung dan

menaikkan stabilitas tanah. Paku tanah terutama berguna untuk penahan

tarik dan geser dan tujuan utama pada perbaikan tanah ialah

meningkatkan stabilitas tanah. Perkuatan pada reinforced earth seperti

bahan geotextile dan sejenisnya berfungsi terutama untuk penahan tarik.

Bahan ini dapat meningkatkan daya dukung tanah dan memperkokoh

stabilitas tanah. Besar settlement tanah umumnya tidak banyak berubah

akibat adanya bahan reinforcer tersebut.

Sedangkan untuk metode perbaikan tanah (soil improvement)

dapat dikelompokan menjadi 2 (dua) metode, yaitu perbaikan sebelum

konstruksi bangunan dilaksanakan dan perbaikan tanah setelah bangunan

berdiri atau biasa disebut koreksi struktur tanah.

a. Metode perbaikan tanah dengan menggunakan teknik kolom

Prinsip dasar dari teknik ini adalah untuk meringankan beban pada

tanah lunak tanpa mengubah struktur tanah secara substansial. Hal

ini dicapai dengan memasang struktur kolom atau tumpukan

30

gelembung pola grid ke lapisan bantalan (dasar), untuk transfer

beban. Hamparan tikar terdiri dari bahan geotekstil atau geogrid

yang dipasang pada bagian dasar. Hal ini dilakukan untuk

menghilangkan tegangan tanah, hasil dari redistribusi beban

melalui kolom melengkung, yang (jika ada) distabilkan oleh

geotextil atau perkuatan dengan geogrid (efek membran)

tambahan. Sebagai hasilnya, kompresibilitas tanah diperbaiki atau

komposit dapat dikurangi sehingga daya dukung dan kekuatan

geser tanah meningkat. Konsolidasi dari tanah lunak dapat juga

dipercepat dan dengan demikian landasan tanah setelah

konstruksi, penurunan yang terjadi dapat diminimalisasi. Kolom

struktur bertindak sebagai drainase ke arah vertikal. Teknik kolom

untuk perbaikan tanah juga dapat digunakan untuk pondasi tangki

dan gudang. (Kempfert, H.G., 2001)

b. Kolom batu dan tumpukan Pemadatan pasir

Kolom Batu dan tumpukan padatan pasir (atau komposisi

tumpukan) merupakan tipe teknik kolom paling dikenal untuk

meningkatkan mutu tanah lunak. Banyak metode instalasi yang

digunakan di seluruh dunia, sebagai contoh metode penggantian

vibro dan metode komposer vibro. Metoda ini akan sulit dilakukan

untuk koreksi terhadap sub-struktur bangunan di perkotaan, karena

getaran vibro yang ditimbukan akan menjadi gangguan yang cukup

serius bagi lingkungan bangunan disekitarnya. (Kempfert, H.G.,

2001).

31

F. Penelitian Terdahulu yang Relevan

Tabel di bawah ini mejelaskan beberapa penelitian yang berhubungan

dengan penggunaan dan pemanfaatan geogriddan stone colom .

Dari penjelasan tabel 2.4 dapat di simpulkan bahwa nomer 1 sampai 6

menjelaskan bahwa pemanfaatan geogrid untuk meningkatkan kapisitas

dukung tanah sangatlah efesien dan berguna. Sedangakan nomer 7

sampai 12 menjelaskan bahwa perkuatan tanah dengan teknik kolom

dengan isian pasir maupun sirtu dapat meningkatkan kapasitas dukung

tanah secara signifikan.

32

Tabel 2.7. Penelitian Terdahulu

No.

Tim Peneliti

JudulArtikel Variabel Temuan

1 Utomo, Pontjo (2004)

”Daya Dukung Tanah Ultimit pada Pondasi Dangkal Di atas Tanah Pasir yang Diperkuat dengan Geogrid”.

Membandingkan kapasitas daya dukung ultimit bujur sangkar dan pondasi lajur yang berada di atas tanah berpasir yang diperkuat dengan geogrid melalui uji model laboratorium.

- Model pondasi baik bujur sangkar maupun lajur dengan lebar pondasi 0.25 - 0.5 mampu meningkatkan daya dukung ultimit hingga 2.5 - 3.5 kali daya dukung ultimit tanpa perkuatan. - Model pondasi bujur sangkar dan lanjur dengan lebar pondasi 1.5 dapat menaikkan daya dukung pondasi hingga 5 kali lipat dengan perkuatan geogrid.

2 Zornberg, Jorge G. (2007)

”New Concepts in Geosynthetic-Reinforced Soil”.

Pengaplikasian tanah konvensional yang diperkuat geosynthetic, yang terrfokus pada kemajuan terbaru dalam teknologi perkuatan tanah.

- Untuk pembebanan konvensional (misalnya validasi alat analisis). - Kemajuan dalam desain untuk pembebanan yang tidak konvensional (misalnya, abutment jembatan diperkuat). - Kemajuan dalam bahan yang digunakansebagai perkuatan tanah (misalnya, polimer serat bala).

3

Ghazian, D., Munawir, A., Suroso (2015)

“The Effect of Angle Slope and Number Layers of Geogrid Strengthening of Bearing Capacity FloatingFoundation in Physical Model Lands-SlopeSand-soil.”

Mengetahui pengaruh variabel sudut kemiringan lereng dan jumlah lapisan geogrid yang digunakan sebagai bahan perkuatan.

- Semakin besar sudut kemiringan lereng yang digunakan maka akan semakin berkurang pula nilai daya dukung pondasi yang dihasilkan. - Semakin banyak jumlah lapisan geogrid yang digunakan maka akan semakin meningkat pula nilai daya dukung pondasi yang dihasilkan.

33

4 Ganda, I,. dan Roesyanto (2013)

”Slope Stability Analysis Using The Strengthening Geogrid.”

Melakukan analisis stabilitas lereng pada kondisi awal sebelum dan sesudah menggunakan geogrid dan sheet pile dan analisis menggunakan perkuatan alternatif dengan menambahkan beban counterweight dibelakang sheetpile.

- Diperoleh nilai safety factor pada kondisi awal sebesar 0.67. - Nilai safty factor pada perkuatan standar yang menggunakan geogrid dan sheet pilese besar 1.18.- Dan kondisi teraman dengan nilai safty factor 1.65 yaitu dengan beban counterweight di belakang sheetpile.

5 Prasetyo,R.A., Munawir,A., Rachmansyah, A (2015),

“The Effect Of Wide Foundation and Strengthening Geogrid of Lands-slope Bearing Capacity Sand Soil on 51 Degree Slope.”

Memodelan fisik lereng tanah pasir di dalam kotak uji coba yang kemudian diberi beban hingga runtuh.

- Lebar pondasi berbanding terbalik dengan beban runtuh yang dapat ditahan.-jumlah lapis geogrid berbanding lurus dengan daya dukung. - Jumlah lapisan geogrid adalah variabel yang paling berpengaruh di banding dengan lebar pondasi pada lereng pasir dengan kemiringan 51 derajat.

6

Widianti, A. (2012)

“Influence of Number of Layers and Interlayer Spacing Distance of Geosynthetic on Bearing Capacity and Settlement of Soft Clay Soil.”

Menganalisis pengaruh jumlah lapisan dan jarak vertikal antara lapisan geosynthetic pada besarnya daya dukung, dan penurunan yang terjadi

pada tanah dasar.

- menunjukkan bahwa 1 lapisan, 2 lapisan dan 3 lapisan geosintetik sesuai dengan peningkatan daya dukung masing-masingdari 60,57%, 213,00% dan 402,64%, dan mengalami penurunan tanah, masing-masing dengan 40%, 60% dan 70%, dibandingkan dengan tanpa penguatan apapun.

34

7 Lube, Gert ; Huppert, H.E ; Sparks, R.S.J ; Hallworth, M.A (2004),

“Axisymmetric collapses of granular columns.”

Pengamatan eksperimental dari runtuhnya kolom, berawal dari pergerakan secara vertikal dari butiran kecil.

- Hasil eksperimen utama untuk tingkat akhir deposit dan waktu untuk emplacement secara sistematis runtuh dengan cara kuantitatif independen dari setiap koefisien gesekan.

8 Thompson, Erica. L and Huppert, H. E (2007)

” Granular column collapses : further experimental results.”

Pengamatan eksperimental ini akan disajikan, runtuhnya kolom statis pasir pada geometri axisymmetric secara dua dimensi.

- Untuk semua kolom axis symmetric titik run-out maksimum ditemukan berasal dari titik di ketinggian pecahan 0,74 hingga 0,03 dari ketinggian vertical awal kolom, independen dari rasio aspek. - Untuk kolom dua dimensi titik yang sesuai adalah 0,65 hingga 0,07.

9 J Black, V Sivakumar, J D McKinley (2007),

“Performance of clay samples reinforced with vertical granular columns.”

Pengamatan eksperimental dari sampel tanah liat kaolin lunak (100 mm dan 200 mm tinggi) yang diperkuat dengan kolom vertikal pasir dan diuji di bawah kondisi triaksial.

- kekuatangeser undrained darisampel yang terpasangdengankolompenuhmendalamlebihbaikdibandingkandengansampellipat.

10 Samang, L, Suprapti, A, Tharik, M (2013),

”Behavior of Soft-clay

Settlement with Sand Column

Reinforcement.”

Untuk menentukan sejauh mana pasir untuk mengurangi penurunan (settlement) yang terjadi di dalam tanah akibat aksial (loading test)

- Bahwa perkuatan dapat mengurangi kolom penyelesaian granular terjadi untuk tanahliat lunak.

35

11 Samang, L, Nur, H. S, Muhidddin, A.B (2012),

“Test Model for Bearing Capacity of Cement Grouted Sand Column of Group Type in Sandy Silt.”

Menguji kapasitas dukung kolom pasir grouting semen tipe group pada tanah lanau kepasiran serta penurunan yang terjadi akibat beban axial.

- Kolom pasir grouting semen tipe group pada tanah lanau kepasiran lebihsignifikan mereduksi perpindahan secara vertikal (penurunan).

12 Samang, L, Harianto, T, Himawan, A.Y (2014)

”The Effect of Sand Column in The Road Embankment on Soft Soil.”

Mengetahui sejauh mana kolom pasir mereduksi penurunan (settlement) yang terjadi pada tanah.

- Kolompasir semen mampu memperkuat tanah dibawah embakment dan mereduksi settlement yang terjadi pada tanah lempung kepasiran.

36

G.Kerangka Pikir

Kerangka pikir merupakan model konsep tentang bagaimana sebuah

teori berhubungan langsung dengan faktor yang diidentifikasi sebagai

sesuatu masalah yang penting. Dalam penelitian ini, kerangka pikir

penelitian stone kolom dituangkan dalam bentuk bagan pada

Gambar 8 .Kerangka Pikir Penelitian

Permasalahan

1. Tanah sangat lunak

2. Agregat kasar banyak dijumpai

3. Bahan Geosintetik mudah didapatkan

4. Pembangunan infrastruktur yang mahal`

Solusi

Penggunaan kolom Agregat dibungkus bahan geogrid

dengan variasi ukuran agregat

Pengujian Pendahuluan Laboraturium

1. Soil properties dan Index properties tanah

2. Uji kelayakan agregat

3. Penyiapan agregat dengan variasi distribusi

ukuran butir

4. Pengujian Elemen Kolom

Pengujian Model Skala Laboratorium

1. Pembuatan Bak Uji Skala Laboratorium

2. Penyiapan frame load dan bahan geogrid pada skala lapangan

3. Pembuatan model geogrid yang diisi agregat

4. Pemasangan kolom buatan

5. Penginstalasian dial dan compressor

6. Pengujian pembebanan

Pedoman dan standar

1. SNI

2. ASTM

Analisis

Ekspektasi hasil

Kekuatan dan Elastistas stone

kolom agregat

37

BAB III

METODE PELAKSANAAN PENELITIAN

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah penelitian

eksperimental uji pembebanan pada elemen kolom agregat yang

dibungkus material geosintetik dengan permodelan skala lapangan.

A. Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di laboratorium mekanika tanah Fakultas

Teknik Jurusan Sipil Universitas Hasanuddin.

Penelitian ini dimulai dari pengambilan sampel agregat dan tanah

pada tanggal 30 April 2019, kemudian pengujian karakteristik agregat dan

pengujian properties tanah dilakukan pada tanggal 01 Mei sampai dengan

20 Juli 2019. Pengujian Elemen Kolom dilakukan pada tanggal 15 sampai

29 Agustus 2019 lalu dilanjutkan dengan Pengujian Model Bak pada

tanggal 09 sampai 13 September 2019

`

B. Pengambilan Data dan Sample

Jenis tanah yang digunakan sebagai media pada penelitian ini

adalah tanah lunak lempung kelanauan dalam kondisi terganggu(disturb

soil), yang diambil dari sekitar daerah Bilayya Kecamatan Pattalassang di

Kabupaten Gowa, dan agregat kasar diambil di quarry area bili-bili

Kecamatan Manuju Kabupaten Gowa. Adapun teknik pengumpulan data

dalam penelitian ini dilakukan dengan cara pengujian di laboratorium dan

pengujian lapangan.Pengujian ini terdiri dari dua pengujian yaitu pengujian

sifat fisis dari tanah dan pengujian sifat mekanis dari tanah dan agregat

38

tersebut. Ada pun jenis pengujian untuk mendapatkan sifat – sifat fisis dan

sifat – sifat mekanis dari tanah dan agregat tersebut yaitu:

1. Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Tanah

a. Pengujian sifat fisis tanah terdiri dari pengujian kadar air, berat

jenis,berat volume, analisis ukuran butir dan batas-batas atterberg.

b. Pengujian sifat mekanis tanah terdiri dari pengujian standar proktor,

kuat tekan bebas dan CBR laboratorium.

Tabel 3.1. Jenis pengujian dan standar yang digunakan pada tanah

No. Jenis Pengujian

Standar

SNI ASTM

1 Analisis saringan SNI 03-1968-1990

C-136-06

2 Batas-batas Konsistensi

Batas cair (LL) SNI 03-1967-1990 D-423-66

Batas plastis (PL) SNI 03-1966-1990 D-424-74

Indeks plastis (PI) SNI 03-1966-2008 D-4318-10

3 Berat Jenis Tanah (Gs) SNI 03-1964-1990 D-162

4 Berat Isi Tanah Jenuh (ɣ.sat)

SNI 03-1743-1989 D-2216-98

5 Kadar Air (Wc) SNI 03-1965-1990 D-2216-98

6 Berat Isi Kering (ɣ.dry) SNI 03-1970-2008 D-854-72

7 Uji Pemadatan SNI 03-1742-1989 D-698

8 Kuat Tekan Bebas (qu) SNI 03-6887-2002 D-633-1994

39

2. Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Agregat

a. Pengujian sifat fisis Agregat terdiri dari pengujian kadar air, berat

jenis dan penyerapan, analisis ukuran butir dan.

b. Pengujian sifat mekanis tanah terdiri dari pengujian standar proktor,

Pengujian keausan agregat kasar dan CBR laboratorium

Tabel 3.2. Jenis pengujian dan standar yang digunakan pada agregat

No. Jenis Pengujian

Standar

SNI ASTM

1 Analisis saringan SNI 03-1968-1990 C-136-06

2 Keausan Agregat SNI-2417-2008 C-131-03

3 Berat Jenis Agregat & Absorbsi

SNI 03-1969-1990 C-127

4 Berat Isi Agregat SNI 03-4804-1998 C-29-71

5 Kadar Air (Wc) SNI 03-1971-1990 C-556

c. Rancangan Penelitian dan Pelaksanaan

Padabagian ini kami menjelaskan bahwa penelitan ini kami

laksanakan di laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Sipil Universitas

Hasanuddin. Penelitaninimerupakanstudi experimental pada tanah lunak

yang di buatkan kolom dengan isian agregat kasar di bungkus dengan

Bahan Geosintetik (Geogrid). Adapun rancangan kami buat untuk

melakukan penilitan ini sebagai berikut :

1. Melakukan survey pendahuluan berupa kajian strategis terhadap

isu-isu yang berkembang berkenaan dengan perkuatan tanah pada

40

tanah lunak, kemudian mengidentifikasi masalah yang terjadi,serta

pengambilan contoh tanah.

2. Melakukan distribusi tanah dan agregat dari daerah Patalassang

yang diidentifikasi memiliki banyak tempat yang kondisi tanahnya

sangat lunak

3. Melakukan uji pendahuluan terhadap contoh tanah yang telah

diambil, berupa pengujian sifatfisik dan mekanik tanah untuk

mengetahui parameternya.

4. Melakukan uji pendahuluan terhadap contoh agregat yang akan

digunakan sebagai bahan dari stone coloumn, berupa pengujian

sifat fisik dan Karakteristik agregat untuk mengetahui

parameternya.

5. Menyiapkan Agregat yang akan digunakan sebagai stone coloumn

agregat dengan 3 variasi distribusi ukuran butir lolos saringan

sebagai berikut:

a. Variasi 1 : 25% (1 ½”), 35% (1”), 40% ( ¾ ”)

b. Variasi 2 : 20% (1 ½”), 30% (1”), 50% ( ¾ ”)

c. Variasi 3 : 15% (1 ½”), 25% (1”), 60% ( ¾ ”)

(a) (b) (c)

Gambar 9. Variasi Gradasi Agregat Stone Coloumn

41

6. Menyiapkan Bahan Geosintetik sebagai Pembungkus Agregat

dengan ukuran diameter 10 cm dan tinggi 20 cm sebanyak 2 lapis

untuk satu buah stone coloumn yang diikat menggunakan kawat

ties

7. Menyiapkan dan membuat Variasi Komposisi agregat yang akan

dijadikan stone coloumn agregat

8. Melakukan proses packing agregat ke dalam geogrid berdasarkan

volume yang sudah di tentukan

9. Melakukan pemadatan dengan acuan ASTM D698

Tabel 3.3 Konversi Pemadatan Agregat Standard (ASTM D698)

10. Melakukan uji elemen kolom pada material Stone Kolom dengan

masing-masing variasi gradasi agregat

Gambar 10 .Frame Loading pengujian elemen kolom skala laboraturium

42

11. Menyiapkan Bak Uji skala laboratorium sebagai wadah pengujian

pembebanan pada Agregat stone column dengan material

Gambar 11 . Model bak pengujian Skala Laboratorium

12. Menentukan kepadatan tanah dasar yang akan dimasukkan ke

dalam bak dengan ɣd= 1,2 gr/cm3 dengan acuan pada pengujian

standar proktor dengan acuan pada (Kanisius,1997) bahwa Berat

isi tanah kering tanah lempung lunak adalah ɣd= 1,15 – 1,45 gr/cm3

Tabel 3.4 Angka pori, kadar air dan berat isi tanah kering tanah untuk

beberapa jenis tanah (Kanisius. 1997)

43

13. Melakukan pengisian tanah dasar kedalam bak sebanyak 3 lapis

dengan ketebalan lapisan setebal 20 cm/lapis

14. Melakukan pemadatan dengan cara statik dengan menggunakan

bearing plat dan alat hydraulic

Gambar 12 . Pemadatan secara static pada tiap lapisan

15. Melakukan kontrol kepadatan pada setiap lapisan dengan

menggunakan alat sandcone

Gambar 13 . Kontrol Kepadatan tiap lapisan menggunakan sandcone

16. Menentukan model tanah timbunan yang berbentuk trapesium

dengan dimensi penampang (70x10) cm, alas (80x20) cm dan

tinggi 10 cm. Tingkat kepadatan tanah timbunan yaitu 90% dari

kepadatan maksimum standard pengujian proktor

44

17. Pada pengujian model dengan perkuatan Stone Coloumn Agregat

melakukan proses coring dan memasukkan benda uji sebanyak 3

buah stone coloumn agregat dengan jarak 30 cm antara sumbu

benda uji

18. Melakukan proses Grouping Stone Coloumn agregat dengan

mengikat sisi bagian atas masing-masing geogrid dengan

menggunakan kawat beton

19. Memasang satu lapis geogrid pada dasar timbunan sebagai bahan

perkuatan pada tanah timbunan

20. Melakukan pengujian pembebanan Stone coloumn Agregat pada

bak uji skala laboratorium

21. Melakukan Pengamatan Penurunan pada tanah dasar dengan

menggunakan maupun tanpa perkuatan stone coloumn

(a) (b)

Gambar 14 . (a) Pengujian pembebanan tanpa stone coloumn Agregat (b) Pengujian pembebanan stone coloumn Agregat

45

D. Metode Analisis

Pada metode analisa data yang digunakan yaitu analisis terhadap

hasil yang didapatkan di laboratorium dengan tahapannya sebagai berikut:

1. Analisa ukuran butiran terhadap tanah yang akan digunakan

pada pengujian yang bertujuan untuk mengetahui distribusi

tanah.

2. Analisis batas-batas konsistensi tanah yaitu untuk

mengklasifikasikan hasil uji batas cair dan batas plastis pada

tanah.

3. Analisis uji pemadatan (proctor) yaitu digunakan untuk

mengetahui nilai dari kadar air dan berat isi dari tanah, baik itu

tanah tanpa campuran maupun tanah dengan campuran.

4. Analisisuji kuat tekan bebas yaitu untuk mengetahui kekuatan

tanah (qu) jika di tekan.

5. Analisa berat jenis,abrasi dan absorbsi pada agregat kasar

untuk mengetahui apakah material tersebut memenuhi kriteria

6. Analisa pada uji model yaitu dimaksudkan untuk mengetahui

berapa kapasitas dukung pada kolom agregat,nilai poison

ratio dan modulus elastisitasnya

46

E. Diagram Alir Penelitian

Sebelum melakukan penelitian maka dibuat langkah-langkah

pelaksanaan alur kegiatan penelitian agar dapat berjalan secara

sistematis dan tepat sasaran. Adapun alur kegiatan sebagai berikut

Gambar 1.Bagan Alur Tahapan Stabilisasi.

Gambar 15. Bagan Alir Penelitian

Pengambilan Sampel

Tanah Lunak Kecamatan Pattalassang

Agregat Kasar Kecamatan Patalassang

Pengujian Sifat-Sifat Fisik dan Sifat-Sifat Teknis

Tanah Lunak

AnalisaDistribusiButir

(AASHTOT92–68)

LiquidLimit

(AASHTOT89–96)

PlasticLimit

(AASHTOT90–70)

SpecificGravity

(AASHTOT100–75)

PemadatanModifiedProctor

(AASHTOT180– 74)

PemadatanStandardProctor

(AASHTOT 99– 61)

CaliforniaBearingRatio(CBR)

(AASHTOT193– 72)

UnconfinedCompressiveStrength

(AASHTOT208– 70)

AnalisaSaringan

(ASTM C-136-06)

SpecificGravity&

Absorbtion

(ASTM C-127)

Keausan

(ASTMC-131-03)

Berat Isi

(ASTM C-29-71) Kadar Air

(ASTM C-556)

(AASHTOT193– 72) (AASHTOT208– 70)

Agregat Kasar

Variasi Gradasi Agregat

Pengujian Elemen Kolom

1. Kekuatan Kolom 2. Deformasi Elastis

PengujianModel bak skala laboratorium

PENGUMPULAN DATA HASIL PENGUJIAN

47

F. Defenisi Oprasional Variabel

Dalam defenisi oprasional variable,ada beberapa variable yang

digunakan dalam penelitian ini, untuk itu diperlukan kesepahaman

pengertian dalam mengenali beberapa variable-variabel yang digunakan

antara lain :

1. Kapasitas dukung ultimit (qu)

Didefinisikan sebagai beban maksimum yang diberikan

persatuan luas dimana tanah masih dapat mendukung beban

tanpa mengalami keruntuhan.

2. Beban ultimit (Pu)

Didefinisikan sebagai beban maksimum yang dapat dipikul pada

suatu luasan kolom yang didistribusikan ke tanah hingga kolom

tersebut mengalami kegagalan.

3. Luas bidang beban (A)

Didefinisikan sebagai luasan pada kolom yang diberikan suatu

beban. Sebagai perantara beban yang akan didistribusikan ke

tanah.

4. Deformasi

Didefenisikan sebagai perubahan bentuk akibat tegangan.

5. Deformasi horizontal

Didefenisikan sebagai pergerakan horizontal akibat tegangan

dan dipengaruhi oleh kuat geser tanah.

6. Modulus Elastisitas ( E )

Didefenisikan sebagai berapa tekanan yang di terima oleh kolom

dibagi dengan regangan kolom tersebut.

48

7. Poison Rasio ( v )

Didefenisikan sebagai perbandingan jumlah gaya arah y dengan

jumlah gaya arah x.

49

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Karakteristik Fisis dan Mekanis Tanah dan Agregat

Untuk membuat menentukan karakteristik fisis dan mekanis agregat

dilakukan pengujian kelayakan aregat. Karakteristik tanah lunak yang

digunakan adalah tanah yang besifat lepas (disturb soil). Adapun sifat-sifat

fisis dan mekanis dari tanah lunak dan agregat yang digunakan,

berdasarkan hasil uji laboratorium, diperoleh beberapa parameter,

diantaranya adalah sebagai berikut :

No. Parameter Simbol Nilai Satuan

I Volumetrik Tanah

1 Berat Jenis Gs 2,68 -

2 Kadar air w 33,84 %

3 Berat isi Ɣwet 1,71 gr/cm3

II Batas Konsistensi Tanah

1 Batas Cair LL 66,79 %

2 Batas Plastis PL 29,13 %

3 Indeks Plastis PI 37,66 %

III Analisis Gradasi Tanah

1 Lempung 46,58 %

2 Lanau 24,59 %

3 Pasir halus 28,83 %

4 Kerikil 0,00 %

IV Mekanis Tanah

1 Kadar air optimum OMC 30,0 %

2 Berat isi kering maks. Ɣdry.max 1,37 gr/cm3

3 Kuat tekan qu 0,275 kg/cm2

Tabel 4.1. Indeks properties tanah

50

Tabel 4.2. Pengujian Kompaksi

Dari Pengujian Kompaksi ini dapat diketahui bahwa Ɣdry.max pada

tanah yang diuji pada pengujian standar proctor pada laboratoruium

mekanika tanah adalah 1,37 gram /cm3

No. Parameter Simbol Nilai Satuan

Karakteristik Agregat

1

Berat Isi Ɣ

1,82

gr/cm3

2

Kadar Air

w

1,74 %

3

Penyerapan

1,82 %

4 Keausan

25,12

%

Tabel 4.3.Karakteristik Agregat

Dari hasil pengujian karakteristik agregat dibawah, dapat disimpulkan

agregat yang akan digunakan sebagai perkuatan stone coloumn layak

digunakan berdasarkan SNI 2417-2008 yaitu standarisasi keausan pada

agregat tidak lebih dari 40%.

51

B. Karakteristik Kekuatan Material Agregat Stone Coloumn

1. Karakteristik Mekanis Agregat Kasar

Karakteristik dan sifat mekanis agregat pada studi ini mengadopsi

pengujian CBR unsoaked. Prosesnya dilakukan setelah material agregat

kasar dimixing sesuai variasi gradasi yang ditentukan, kemudian

dimasukkan kedalam mold modified dan diuji dengan energi pemadatan

standar 56 kali pukulan pada masing-masing variasi gradasinya :

No. Gradasi Lolos Saringan

Nilai CBR (%)

56x Tumbukan

1 Variasi 1 25% (1 ½”), 35% (1”), 40% ( ¾ ”) 23,52

2 Variasi 2 20% (1 ½”), 30% (1”), 50% ( ¾ ”) 28,59

3 Variasi 3 15% (1 ½”), 25% (1”), 60% ( ¾ ”) 35,58

Tabel 4.4. Hubungan jumlah pukulan dengan nilai CBR (%)

Dari tabel 4.6, diperoleh nilai CBR diatas 20% untuk semua ukuran Variasi

agregat kasar, yang artinya material Agregat Kasar tersebut dapat

digunakan sebagai material sub-base pada perkerasan lentur jalan, sesuai

dengan buku Manual Perkerasan Jalan (revisi Juni 2017)

No.04/SE/Db/2017 yang diterbitkan oleh Dirjen Bina Marga Kemen PU-PR

(Anonim, 2017).

52

C. Parameter Elemen Kolom Agregat

Pembebanan secara bertahap pada elemen stone kolom agregat

selimut geogrid dilakukan untuk mengetahui seberapa jauh deformasi

yang terjadi pada kolom agregat dengan kekangan geogrid tipe end

bearing sebagaimana pada pengujian standar UCS. Penentuan kapasitas

dukung dan parameter desain elemen kolom agregat geopak didasarkan

pada pendekatan Butler dan Hoy sebagaimana (Saing et al., 2017), yaitu

metode yang mempertimbangkan kegagalan beban saat beban terjadi

perpotongan dua buah garis tangen terhadap kurva hubungan antara load

settlement pada titik-titik yang berbeda. Gambar 15, berikut ini

merepresentasikan hubungan antara pembebanan elemen kolom granular

berbagai bentuk dengan regangan vertikal.

Gambar 16. Hubungan antara pembebanan elemen kolom dengan

reganganvertical

53

Untuk menentukan parameter desain kekuatan elemen kolom agregat

geopak, selanjutnya dibuat grafik hubunganantara regangan vertical

dengan regangan horisontal pada elemen kolom, seperti berikut ini :

Gambar 17.Hubungan antara regangan horisontal dengan regangan

vertikal

Dari kedua gambar grafik diatas, maka dapat ditentukan kapasitas

dukung, regangan vertikal, regangan horisontal, modulus elastisitas serta

angka poisson, pada masing-masing variasi gradasi, seperti pada tabel

berikut ini :

Variasi Gradasi

Kap. Dukung

Reg. Vert.

Reg. Hor.

Modulus Elastisitas Poisson

Ratio (Kpa) (%) (%) (Kpa)

Variasi 1 25% (1½”), 35% (1”), 40% (¾”) 225 4,1 1,6 7186,23 0,40 Variasi 2 20% (1½”), 30% (1”), 50% (¾”) 300 3,6 1,3 8577,62 0,38 Variasi 315% (1½”), 25% (1”), 60% (¾”) 500 3,1 1,1 21656,78 0,37

Tabel 4.5.Nilai kapasitas dukung, deformasi, modolus dan poisson ratio

pada kolom

54

Gambar 18.Grafik hubungan tegangan dan regangan

Table 4.5 menunjukkan bahwa gradasi agregat variasi 3 mempunyai

poisson ratio yang paling kecil dan kekuatan yang paling besar

dibandingkan Variasi lainnya. Pada Gambar 17 berdasarkan Nilai

tegangan dan regangan diketahui bahwa klasifikasi dari stone coloumn

dengan kapasitas dukung paling tinggi yaitu pada variasi 3 adalah 50KN

55

D. Kapasitas Dukung Model Kolom Agregat Perkuatan Geogrid

Pada Tanah Lunak

Pengujian kapasitas dukung model stone kolom geopak yang

dikekang geogrid tipe floating or skin friction pada sistem pondasi tanah

lunak dimaksudkan untuk menilai efektivitas peningkatan kapasitas

dukung sistem pondasi tanah lunak dengan dan perkuatan kolom granular

buatan. Penilaian kapasitas dukung model sistem pondasi tersebut

ditentukan sama halnya dengan pendekatan (Karpurapu, 2016), juga

(Hasriana et al., 2018) menggunakan metode tersebut untuk menentukan

deformasi vertikal pada pembebanan tanah lempung dengan stabilisasi

Bacillus subtilis, kurva pengujian ditunjukkan sebagai berikut :

Gambar 19.Hubungan pembebanan perkuatan tanah dengan deformasi

vertikal

Gambar 18 merepresentasikan bahwa kapasitas dukung tanah

timbunan tanpa perkuatan adalah sebesar 17,75KN, sedangkan kapasitas

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Sett

lem

ent (m

m)

Load (kN)

Perkuatan Kolom

Tanpa Kolom

56

dukung tanah timbunan dengan model perkuatan kolom geopak stone

coloumn mengalami peningkatan sebesar 22,76 KN. Peneliti (Araújo,

G.L.S., Palmeira and Da Cunha, 2009) menyatakan bahwa penggunaan

geotekstil sebagai pembungkus pada kolom pasir dapat secara signifikan

meningkatkan daya dukung dan mengurangi terjadinya deformasi vertikal

dibandingkan dengan kolom konvensional tanpa pembungkus. (Tandel,

Solanke and Desai, 2012) juga menyatakan bahwa kolom batu yang

terbungkus geosintetik dapat mengurangi deformasi vertikal yang hampir

setengah dari tanah yang tidak diberi perkuatan.

E. Pola Deformasi Kapasitas Dukung Model Kolom Agregat

pada Sistem Pondasi Tanah Lunak

Kurva pola deformasi vertikal kolom agregat geopak yang terjadi

pada permukaan sistem pondasi tanah lunak yang terbebani secara

bertahap Qu (kN) dengan luas penampang pelat baja 80x20 cm

ditunjukkan pada Gambar 20 dan 21 untuk kondisi tanpa perkuatan dan

menggunakan stone coloumn dengan geometri kolom agregat diameter

10 cm dan kedalaman skin penetrasi 20 cm yang dikekang oleh pabrikasi

geogrid.

57

Gambar 20.Bentuk deformasi pada pembebanan tanah timbunan

tanpa perkuatan stone coloumn agregat

Tabel 4.6 Pembacaan deformasi pada pengujian pembebanan

tanpa perkuatan stone coloumn agregat

58

Gambar 21.Bentuk deformasi pada pembebanan tanah timbunan

dengan perkuatan stone coloumn agregat

Tabel 4.7. Pembacaan deformasi pada pengujian pembebanan

dengan perkuatan stone coloumn agregat

dijustifikasikan bahwa kolom agregat dengan gradasi variasi 3 yaitu :

15% (1½”), 25% (1”), 60% (¾”),mengalami deformasi vertikal dan heaving

pada permukaan sistem pondasi tanah lunak paling kecil dengan

59

konsistensi kapasitas dukung yang lebih besar.. Heaving pada sistem

pondasi tanah lunak secara signifikan terjadi pada radial distance 15 cm

dari tepi timbunan, pembebanan 17,75 kN memiliki potensi heaving

sebesar 0,52 mm (model tanpa perkuatan) dan pembebanan 22,76 kN

memiliki potensi heaving sebesar 0,31 mm (model dengan perkuatan

stone coloumn). Dengan demikian, efek heaving pada sistem pondasi

tanah lunak dengan model perkuatan stone kolom agregat dapat

terkendali secara signifikan..

Tabel 4.8.Penurunan dan beban maksimal pada uji model bak dengan

maupun tanpa perkuatan stone coloumn agregat

Gambar 22.Besar penurunan pada tanah dasar dengan

menggunakan dan tanpa stone coloumn

60

Dengan menggunakan Stone Coloumn Geopak mampu mereduksi

penurunan sebesar 3,1 kali lipat pada tanah dasar dari 35,2 mm (tanpa

perkuatan stone Coloumn) menjadi 11,3 mm (dengan Stone Coloumn)

61

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan yang telah diuraikan,

maka dapat diambil beberapa kesimpulan, diantaranya :

1. Variasi agregat dengan gradasi persentase lolos saringan 15% (1½”),

25% (1”), 60(¾”) menunjukkan performa kapasitas dukung yang paling

tinggi dengan konsistensi kapasitas dukung yang lebih besar, efek

interlocking interaction antar granular terjadi secara baik

2. Deformasi vertikal dan potensi heaving pada permukaan sistem

pondasi tanah lunak dengan perkuatan stone kolom agregat terjadi

paling kecil pada Variasi 3 lolos saringan 15% (1 ½”), 25% (1”), 60( ¾

”) dengan konsistensi kapasitas dukung yang lebih besar, efek.

Heaving pada sistem pondasi tanah lunak secara signifikan terjadi

pada radial distance 15 cm dari pusat stone kolom agregat ,

3. Model perkuatan sistem pondasi tanah lunak dengan agregat

terkekang geogrid adalah secara singnikan memperbaiki kapasitas

dukung sistem pondasi tanah lunak dengan peningkatan dari 17,75

KN tanpa menggunakan perkuatan stone coloumn agregat menjadi

22,76 KN dengan menggunakan stone coloumn Agregat.,

62

B. Saran-saran

Ini merupakan kajian awal dalam penggunaan material alami didaerah

yang tersedia material agregat kasar tersebut, sehingga perlu ada kajian

beberapa saran dan masukan, diantaranya :

1. Perlu adanya pengujian yang dilakukan di lapangan, untuk

membandingkan hasil uji yang dilakukan dengan skala laboratorium.

2. Variasi kedalaman dan dimensi kolom pada perkuatan tanah lunak,

dapat juga dilakukan, untuk mengetahui dimensi dan kedalaman

optimum yang dapat menghasilkan kapasitas elemen kolom yang

terbesar.

.

63

DAFTAR PUSTAKA

AASHTO,1929, Public Road Administration Classification System.

Ahmad, Malik, 2010, “Kajian Karakter Indirect Tensile Strenght Asphalt

Concrete Recycl dengan Campuran Aspal Penetrasi 60/70 dan

Residu Oli pada Campuran Hangat”, Tugas Akhir, Program Studi

Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta

Araújo, G.L.S., Palmeira, E. M. and Da Cunha, R. P. (2009) ‘Geosynthetic

Encased Columns in A Tropical Collapsible Porous Clay’,

Proceedings of the 17th International Conference on Soil

Mechanics and Geotechnical Engineering: The Academia and

Practice of Geotechnical Engineering, 1, pp. 889–892.

ASTM C33-74a,Standard Specification for Concrete Agregate.(1976).

“Annual Books of ASTM Standards”. Philadelphia-USA

ASTM-D2487-00, 2000. Standard classification of soils for engineering

purposes (Unified Soil Classification System), Annual Book of

ASTM Standards, Philadelphia, PA.

ASTM D 4439 – 04 (2004) “Standar Terminology for Geosynthetics”

“Annual Books of ASTM Standards”. Philadelphia-USA

Das, B. M ( 1996). Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis

Jilid 1). Jakarta: Erlangga

DAS, B. M. (1985). “Mekanika Tanah” (Prinsip-prinsip Rekayasa

Geoteknik”, Terjemahan oleh : Noor Endah Mochtar dan

Indrasurya B. Mochtar, Erlangga, Jakarta

64

Grim, R.E., (1953). “Clay mineralogy”. Mc Graw Hill Book Company Inc,

New York, Toronto, London.

Hasriana et al. (2018) ‘A Study on Clay Soil Improvement With Bacillus

Subtilis Bacteria As the Road Subbase Layer’, International Journal

of GEOMATE, 15(52), pp. 114–120.

Kanisius. (1997) ‘Mekanika Tanah 1’

Karpurapu, R. (2016) ‘Behaviour of Geosynthetic Encased Granular

Columns Under Behaviour of Geosynthetic Encased Granular

Columns Under Vertical and Lateral Loading’, 6th Asian Regional

Conference on Geosynthetics - Geosynthetics for Infrastructure

Development, (November), pp. 83–99.

Kempfert, H.G. (2001). “Practical Aspects of the Design of Deep

Geotextile Coated Sand Columns for the Foundation of a Dike on

Very Soft Soil” Landmarks in Earth Reinforcement, @ 2001 Swets

& Zeitinger, ISBN 90 2651 863 3.

Mochtar. B, Indrasurya. 2000. Teknologi Perbaikan Tanah dan Alternatif

Perencanaan Pada Tanah Bermasalah (Problematic Soils).

Surabaya : Jurusan Teknik Sipil-FTSP ITS

Saing, Z. et al. (2017) ‘Mechanical Characteristic of Ferro Laterite Soil

With Cement Stabilization as A Sub-Grade Material’, International

Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET), 8(3), pp.

606–616.

Tandel, Y. K., Solanke, C. H. and Desai, A. K. (2012) ‘Reinforced Granular

65

Column for Deep Soil Stabilization: A Review’, International

Journal of Civil and Structural Engineering, 2(3), pp. 720–730.

Tandel, Y. K., Solanki, C. H. and Desai, A. K. (2012) ‘Reinforced Stone

Column : Remedial of Ordinary Stone Column’, International Journal

of Advances in Engineering & Technology, 3(2), pp. 340–348.

Terzaghi, K. and Peck, R. (1967) “Soil Mechanics in Engineering Practice.

2nd Edition”, John Wiley, New York.

Terzaghi, Karl, Peck, B., Ralph, (1993),” Mekanika Tanah Dalam Praktek

Rekayasa Jilid-1”, Penerbit Erlangga, Jakarta

Terzaghi, K. and Peck, R. B. (2006) Soil Mechanics in Engineering

Practice. Third Edit, Soil Science. Third Edit. New York: John

Wiley & Sons, Inc.

Toha, F. X. 1989. “Karakteristik Konsolidasi Lempung Lunak

Banjarmasin”. National Symposium on Soft Soil and Landslides.

HATTI, Bandung