BAB I PENDAHULUAN - bpsdm.pu.go.id · menunjukkan proses pembentukan tanah akibat adanya pelapukan batuan. ... 60 = Diameter butir pada keadaan banyaknya persen yang lobs = 60% D

Diklat Teknis Perencanaan Bendungan Tingkat Dasar

Geoteknik 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Hampir setiap bangunan teknik sipil terdiri dari bagian bangunan diatas tanah

(superstructure) dan bagian bangunan dibawah permukaan tanah (substructure).

Bagian bangunan dibawah permukaan tanah akan meneruskan seluruh beban

bangunan ke tanah pondasi. Untuk menyiapkan desain dan melaksanakan

konstruksi bangunan, perencana perlu mengetahui sifat material bangunan yang

digunakan dan sifat massa fondasinya yang dapat berupa tanah atau batuan.

Pengetahuan tersebut sangat penting khususnya bagi ahli geologi teknik dan

juga bagi perencana (engineer) untuk memahami perilaku fondasi. Pengetahuan

tersebut juga sangat dibutuhkan ketika membangun bangunan yang seluruh

materialnya bangunannya menggunakan material alami seperti tanggul atau

bendungan.

Informasi mengenai sifat material fondasi dan material bangunan dapat diperoleh

dari hasil penyelidikan geoteknik terhadap fondasi dan material bangunan yang

mencakup material timbunan dan agregat beton.

Modul Penyelidikan Geoteknik, disiapkan bagi para perencana untuk memahami

prinsip-prinsip penyelidikan geoteknik yang akhirnya nanti diharapkan mampu

memanfaatkan dengan benar data hasil penyelidikan geoteknik untuk

Perencanaan Bendungan Urugan, Tingkat Dasar.

Salah satu dari modul perencanaan bendungan urugan tingkat dasar ini adalah

modul geoteknik bendungan yang membahas mengenai dasar-dasar geoteknik

yang menjelaskan kelakuan kondisi tanah yang berbeda-beda yang sering kita

jumpai di dalam praktek. Keragam dan perbedaan yang ada ini menentukan sifat

tanah dengan berbagai persoalan sesuai dengan kondisi tertentu yang

dikehendaki dalam perencanaan suatu bendungan urugan.


2

Geoteknik

1.2 Deskripsi Singkat

Mata diklat ini membahas tentang: jenis-jenis batuan, sifat-sifat material tanah

dan batuan serta uji yang terkait, program penyelidikan geoteknik dan

persyaratan teknis penyelidikan geoteknik.

1.3 Tujuan Pembelajaran Umum (TPU):

Setelah mengikuti pelajaran ini, para peserta diharapkan mampu memahami

prinsip-prinsip penyelidikan geoteknik untuk menunjang perencanaan bendungan

urugan.

1.4 Tujuan Pembelajaran Khusus (TPU):

Setelah peserta mengikuti mata pelajaran ini, diharapkan mampu:

a. Menjelaskan secara garis besar kelompok jenis batuan,

b. Menjelaskan sifat-sifat material tanah dan batuan,

c. Menjelaskan program penyelidikan geoteknik,

d. Menjelaskan persyaratan teknis penyelidikan geoteknik

Diklat Teknis Perencanaan Bendungan Urugan Tingkat Dasar

3

Geoteknik

BAB II

KLASIFIKASI TANAH DAN BATUAN

2.1 Tanah

2.1.1 Pembentukan Tanah

Pembentukan tanah ini dimulai dari pelapukan batuan yang ada baik batuan

sedimen, batuan metamorf atau batuan beku. Pelapukan dianggap bagian yang

sangat penting dari proses degradasi. Secara umum tanah terbentuk akibat

proses pelapukan/penguraian batuan secara kimia, fisik dan biologi.

Pelapukan adalah perubahan fisik atau kimiawi batuan yang disebabkan

karena berhuhungan dengan udara, air, dan organisma. Pelapukan digolongkan

sebagai pelapukan fisika, pelapukan kimiawi, dan pelapukan biologis

tergantung kepada penyebab utamanya. Pada pelapukan fisik, tenaga yang

berupa tekanan dan temperatur memegang peranan yang sangat penting,

sedangkan pada pelapukan kimiawi reaksi kimia menyebabkan parubahan pada

komposisi kimia batuan. Pelapukan fisik menyebabkan batuan berubah ukuran

menjadi lebih kecil yaitu dengan pemecahan atau desintegrasi. Penyebab

terjadinya disintegrasi dapat berupa pengembangan karena berkurangnya

tekanan, pertumbuhan kristal, pengembangan dan pengerutan karena

pemanasan dan pendinginan, serta pengisian koloid.

Pelapukan kimiawi dapat disebabkan karena oksidasi, hidrasi, dan

karbonisasi. Dengan kemudian mempunyai volume yang lebih basar atau

mengembang dan berat jenisnya menjadi kecil. Oksidasi pada batuan yang

mengandung besi menghasilkan hematite yang berwarna coklat kekuning-

kuningan. Hidrasi menghasilkan perubahan volume pada tiap molekul batuan yang

disebabkan oleh masuknya air. Akibat perubahan volume ini maka batuan

mengelupas menghasilkan keratin yang tipis. Pada proses karbonisasi, terbentuk

karbonat sebagai hasil reasi asam karbonat dengan mineral pada batuan. Batuan

yang mudah larut seperti batu gamping akan mengalami proses karbonasi ini.

Asam karbonat terbentuk karena udara yang mempunyai kandungan CO2 bereaksi

dengan adanya air.


4

Geoteknik

Pelapukan organik sebenarnya merupakan kombinasi antara kedua jenis

pelapukan yang telah diuraikan sebelumnya, disebabkan karena tumbuh--

tumbuhan ataupun makhluk hidup, misalnya akar pepohonan, cacing, dsb. Baik

larutan kimia maupun energi yang dihasilkan oleh organisme, dapat

mempercepat proses pelapukan batuan.

Pelapukan batuan di satu sisi memiliki peran yang menguntungkan bagi umat

manusia. Akibat proses pelapukan, batuan yang keras menjadi lunak sehingga

memudahkan umat manusia untuk mengelola suatu bentang alam tertentu

menjadi lahan budidaya (misalnya tahan pertanian).Gambar dibawah

menunjukkan proses pembentukan tanah akibat adanya pelapukan batuan.

Gambar 2.1 Pembentukan Tanah Akibat Proses Pelapukan Batuan

(Strahler & Strahler, 1984)

Pelapukan kimia umumnya terjadi di daerah yang memiliki curah hujan tinggi,

mengandung asam yang tinggi dan suhu yang tinggi. Proses pelapukan terjadi

karena reaksi batuan dengan asam, basa, oksigen dan karbon dioksida, yang

hasil akhirnya akan berupa partikel/butiran cristalin berukuran colloid (<0,002

MM) yang dikenal sebagai mineral lempung yang memiliki komposisi yang

berbeda dengan batuan induknya.


5

Geoteknik

Pelapukan secara fisik atau mekanik terjadi akibat erosi oleh angin, air,

perubahan suhu atau cuaca. Hasil pelapukan berupa partikel-partikel kecil yang

masih memiliki komposisi yang sama dengan batuan induk, dapat berupa lanau,

pasir, kerikil dan boulder.

Yang dimaksud dengan tanah (soil), adalah: campuran atau himpunan

partikel/butiran mineral tanah dari berbagai ukuran yang relatif lepas

(uncemented/partially cemented) yang dapat berupa lempung, lanau, pasir,

kerikil, boulder atau campuran diantara material-material tersebut. Diantara

butir-butir tanah terdapat ruang/pori-pori yang dapat berisi udara atau air, lihat

gambar 2-1 .

Hasil pelapukan batuan induk yang masih ditempat asal, disebut residual soil,

yang ditandai dengan warna merah atau cokelat yang umumnya dijumpai di

daerah pegunungan atau perbukitan.

Bila hasil pelapukan terangkut oleh air, es atau angin, kemudian diendapkan

didaerah lain, disebut tanah angkutan (transported soil).

Tanah juga dapat berasal dari hasil pelapukan material organik seperti tumbuhan

yang membusuk. Yang disebut tanah organik, biasanya berupa tanah angkutan

hasil pelapukan yang bercampur dengan tanaman yang membusuk.

Gambar 2.2 Massa tanah jenuh air sebagian

air

udara


6

Geoteknik

Dalam keadaan alami, massa tanah terdiri dari pori-pori diisi oleh cairan atau gas

(udara) atau keduanya dan butiran tanah (solid). Pengisian oleh gas tersebut

biasanya adalah udara.

2.1.2 Pembagian Butiran Tanah

Tanah dimasukkan ke dalam kelompok yang mempunyai sifat teknis serupa,

berdasarkan perilaku dan sifat masing-masing jenis tanah. Ukuran saringan

secara internasional digunakan untuk memisahkan beberapa kelompok material

dengan yang lainnya. Saringan dan ukuran bukaan yang penting adalah :

Tabel 2.1 Ukuran Saringan dan Bukaan

Ukuran Saringan Standar Ukuran Bukaan (mm)

3‖

¾‖

# 4

# 10

# 40

# 200

-

-

4.76

2.00

0.42

0.074

Tanah dibagi menjadi butir kasar dan butir halus oleh saringan no.200. Bila lebih

dari 50% terhadap berat kering tertinggal diatas saringan no. 200, material

tersebut adalah material berbutir kasar. Bila 50% atau lebih lolos saringan 200,

material tersebut disebut sebagai material berbutir halus.

1) Tanah Berbutir Kasar

Tanah berbutir kasar dipisahkan sebagai pasir dan kerikil oleh saringan no. 4.

Bila 50% atau lebih dari butir yang kasar tertahan oleh saringan no. 4, butir tanah

tersebut digolongkan sebagai kerikil. Bila lebih dari 50% lolos saringan no. 4,

butiran tersebut digolongkan sebagai pasir.

i) Butiran dengan kehalusan kurang dari 5%

Bila kurang dari 5% dari contoh tanah terhadap berat kering adalah berupa

butiran halus, hal tersebut tidak cukup mempengaruhi sifat teknik tanah.


7

Geoteknik

Gambar 2.3 Grafik Pembagian Ukuran Butir

Dalam hal ini, hanya sifat tanah berbutir kasar yang merupakan hal yang penting

dan bagian tanah yang berbutir halus dapat diabaikan dalam melakukan

klasifikasi tanah. Klasifikasi sebagai pasir atau kerikil adalah merupakan sifat

utama dari material.

Karakteristik sekunder dari butiran yang mempunyai butir halus kurang dari 5%

adalah gradasi tanahnya sendiri. Butiran tanah mungkin hanya terdiri dari satu

ukuran butiran yang dominan; campuran dari butiran kasar dan halus dengan

ukuran diantaranya hilang; atau suatu campuran yang terdiri dari berbagai

macam ukuran partikel. Material dalam dua kelompok pertama diklasifikasikan

sebagai gradasi buruk. Kelompok yang terakhir adalah butiran yang bergradasi

baik. Batas (range) dari ukuran partikel dapat diperoleh dengan cara

mengoyang-goyangkan saringan. Hasilnya diplotkan dalam grafik pembagian

butiran tanah dan dianalisis untuk memperoleh kriteria berikut bila material

bergradasi baik.


8

Geoteknik

Gambar 2.4 Grafik Pembagian Ukuran Butir Berbagai Jenis Tanah

Kerikil adalah termasuk bergradasi baik menurut sistem klasifikasi Unified, bila :

10

60

D

DCu lebih dari 4 , dan

6010

2

30

D x D

)(DCc diantara 1 dan 3

Pasir adalah bergradasi baik, bi la :

10

60

D

DCu lebih dari 6, dan

6010

2

30

D x D

)(DCc diantara 1 dan 3

Dimana :

Cu = Koefisien keseragaman

Cc = Koefisien gradasi

D60 = Diameter butir pada keadaan banyaknya persen yang lobs = 60%

D30 = Diameter butir padaa keadaan banyaknya persen yang lolos =

30%

D10 = Diameter butir pada keadaan banyaknya persen yang lolos = 10%

Kedua kondisi (Cu dan Cc) harus dipenuhi untuk mendapatkan tanah yang

bergradasi baik. Bila salah satu kondisi tidak terpenuhi tanah tersebut


9

Geoteknik

dimasukkan sebagai material bergradasi buruk.

Beberapa material dapat ditentukan klasifikasinya dengan memeriksa secara

visual terhadap grafik. Bila hasil plotting membuat kurva yang baik dan

membentuk kurva cekung dengan kecenderungan naik diantara garis 10% dan

60% dalam grafik distribusi ukuran butiran, berarti tanah bergradasi baik. Semua

kombinasi dari tanah dengan butiran halus kurang dari 5%, adalah termasuk

tanah bergradasi buruk.

Ada empat klasifikasi tanah berbutir kasar dimana persentase butiran halus

kurang dari 5 persen, yaitu kerikil bergradasi baik (GW), kerikil bergradasi buruk

(GP), pasir bergradasi baik (SW) dan pasir bergradasi buruk (SP). Klasifikasi

butiran kasar seperti yang diatas hanya berdasarkan hasil analisis saringan.

ii) Material dengan butiran halus di antara 12% sampai 50%

Bila tanah adalah berbutir kasar (baik pasir maupun kerikil) tetapi mengandung

butiran halus antara 12% sampai 50%, karakteristik dari bagian yang lebih kecil

dari saringan no 40 akan menentukan karakteristik sekunder dari tanah. Bila

bagian dari material adalah tanah lempungan, tanah adalah berbutir kasar

mengandung butiran halus lempungan. Bila tidak tanah ini adalah berbutir kasar

mengandung butiran halus lanauan. Untuk menentukan dimana tanah

dikelompokkan lempung atau lanau, ditentukan oleh batas plastis dan batas

cairnya.

Ada empat kelompok dari butiran kasar dimana persentase dari tanah berbutir

halus melebihi 12%. Empat kelompok tersebut adalah kerikil mengandung

mengandung butiran halus lempung (GC), kerikil mengandung butiran halus

lanau (GM), pasir mengandung butiran halus lempung (SC), dan pasir butiran

halus lanau (SM).

Simbol-simbol lain yang digunakan untuk klasifikasi USCS adalah :

W : well graded (tanah dengan gradasi baik)

P : poorly graded (tanah dengan gradasi buruk)

L : low plasticity (plastisitas rendah) (LL < 50)

H : high plasticity (plastisitas tinggi) (LL > 50)


10

Geoteknik

Tanah berbutir kasar ditandai dengan simbol kelompok seperti : GW, GP, GM,

GC, SW, SP, SM, dan SC. Untuk klasifikasi yang benar, faktor-faktor berikut

ini perlu diperhatikan :

- Persentase butiran yang lolos ayakan No.200 (ini adalah fraksi halus)

- Persentase fraksi kasar yang lolos ayakan No.40.

- Koefisien keseragaman (uniformity coeffisien, Cu) dan koefisien gradasi

(gradation coefficient, Cc) untuk tanah di mana 0 -12% lolos ayakan No.200.

- Batas cair (LL) dan indeks plastisitas (PI) bagian tanah yang lolos ayakan

No.40 (untuk tanah di mana 5% atau lebih lolos ayakan No.200).

Bilamana persentase butiran yang lolos ayakan No. 200 adalah antara 5 sampai

dengan 12%, simbol ganda seperti GW-GM, GP-GM, GW-GC, SW-SM, SW-SC,

SP-SM, dan SP-SC diperlukan.

Klasifikasi tanah berbutir halus dengan simbol ML, CL, OL, ME, CH, dan OH

diperoleh dengan cara menggambar batas cair dan indeks plastisitas tanah yang

bersangkutan pada bagan plastisitas (Casagrande, 1948).

iii) Material mengandung butiran halus 5 sampai 12 persen

Material mengandung butiran halus antara 5 sampai 12% tidak dapat dipisahkan

berdasarkan klasifikasi. Material tersebut mempunyai klasifikasi ganda yang

terdiri kelompok tanah dengan butiran halus dari 0 sampai 5% dan kelompok

tanah dengan butiran halus diatas 12%. Klasifikasi ganda berarti bahwa material

terletak pada garis batas dari sifat tekniknya yang signifikan.

2) Tanah Berbutir Halus

Material tanah ditentukan sebagai material halus, bila tanah tersebut

mengandung butiran halus 50% atau lebih yang lolos saringan no. 200.

i) Lempung dan Lanau

Plastisitas adalah sifat teknis yang paling penting dari tanah berbutir halus. Oleh

karena itu tanah berbutir halus diklasifikasikan berdasarkan sifat plastisitasnya.

Plastisitas dari tanah berbutir halus ditentukan banyaknya butiran tanah yang lolos


11

Geoteknik

saringan no 40. Material tanah yang teletak diatas garis "A" pada gambar di atas

dapat dikelompokkan ke dalam tanah berbutir halus berlempung. Bila terletak

dibawah garis A tanah tersebut dapat dikelompokkan ke dalam tanah berbutir

halus berlanau.

Didalam sistem klasifikasi unified, "lempung' atau "berlempung" dikelompokkan

sebagai tanah yang terletak diatas garis A. "Lanau" atau "berlanau" adalah

material yang terletak di bawah garis "A". Sebagai garis batas adalah "Garis A"

berdasarkan indeks plastisitas PI.

ii) Batas Cair yang tinggi dan yang rendah

Karakteristik penting kedua dalam kiasifikasi tanah berbutir halus adalah batas

cair.

Tanah yang mempunyai batas cair diatas 50% adalah merupakan tanah

lempungan atau lanauan dengan batas cair yang tinggi. Tanah yang mempunyai

batas cair dibawah 50% adalah tanah lempungan atau lanauan yang mempunyai

batas cair rendah.

Ada empat kelompok tanah berbutir halus, yaitu tanah berlempung dengan berbatas cair

rendah (CL), tanah berlempung dengan berbatas cair tinggi (CH), tanah berlanau

dengan berbatas cair rendah (ML) dan tanah berlanau dengan batas cair tinggi (MH)

(3) Material Organik

Tanah mengandung sejumlah besar bahan organik dapat dikenali dari warna

dan baunya. Karakteristik dari tanah organik tidak mempunyai batasan-batasan

yang jelas. Jenis tanah ini tidak dapat digunakan dalam kontruksi dan

memerlukan pengarahan khusus dari tenaga ahli, bila digunakan dalam

konstruksi. Beberapa jenis dari tanah ini dapat dikelompokkan sebagai tanah

organik dengan batas cair tinggi dan tanah organik dengan batas cair rendah,

bila diuji di laboratorium. Tanah organik mengandung serat yang tidak dapat diuji

di laboratorium dikenal sebagai gambut. Ada tiga jenis tanah organik, yaitu tanah

organik dengan batas cair tinggi (OH), tanah organik dengan batas cair rendah

(OL) dan gambut (Pt).


12

Geoteknik

2.1.3 Klasifikasi Tanah

Mengklasifikasi adalah melakukan serangkaian pengamatan, pengujian dengan

cara yang relatif sederhana memperbandingkan sifat-sifat teknis bahan tanah

untuk pengelompokan bahan - bahan tersebut dalam beberapa golongan

tertentu.

Hasil dari pada pengklasifikasian tanah tersebut dapat digunakan untuk berbagai

tujuan, antara lain untuk perancangan tubuh bendungan, rencana teknisnya serta

pelaksanaan pembangunannya guna memperoleh gambaran kemampuan

adaptasi bahan tersebut untuk suatu calon tubuh bendungan, pemilihan

peralatan yang paling sesuai untuk pelaksanaan pembangunan tubuh

bendungan, penentuan kelayakan (adequacy) pondasi yang akan mendukung

dan lain-lain.

Berbagai jenis (sistem) pengklasifikasian dari tanah ini telah dibuat oleh para ahli,

terutama dari Amerika Serikat seperti dari Massachusetts Institute of Technology

(MIT), American Assosiation of States Highway Officials US.Dept.of Algriculture,

United States Bureau Of Reclamation dan lain-lain yang semuanya membuat

klasifikasi tanah berdasarkan ukuran butir dengan sedikit perbedaan yang

disesuaikan dengan kebutuhan.

Di Indonesia secara umum menggunakan sistim klasifikasi dari USBR yaitu

Unified Soil Classification System (USCS) dalam melakukan klasifikasikan tanah

untuk keperluan teknik sipil. Sistem ini pada mulanya diperkenalkan oleh

Casagrande pada tahun 1942 untuk dipergunakan pada pembangunan lapangan

terbang yang dilaksanakan oleh The Army Corps of Engineers. Sistem ini

kemudian dengan bekerja sama dengan United States Bureau of Reclamation

tahun 1952, disempurnakan agar dapat terpakai untuk bendungan dan

konstruksi-konstruksi lainnya.

Sistem Unified Classification mengelompokkan tanah ke dalam 2 kelompok besar,

yaitu :

1. Tanah berbutir-kasar (coarse-grained-soil), yaitu : tanah kerikil dan pasir

dimana kurang dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan No.200. Simbol


13

Geoteknik

dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal G atau S. G adalah untuk kerikil

(gravel) atau tanah berkerikil, dan S adalah untuk pasir (sand) atau tanah

berpasir.

2. Tanah berbutir-halus (fined-grained-soil), yaitu tanah dimana lebih dari 50 %

berat total contoh tanah lolos ayakan No.200. Simbol dari kelompok ini dimulai

dengan huruf awal M untuk lanau (silt) anorganik, C untuk lempung (clay).

anorganik, dan 0 untuk lanau-organik dan lempung-organik. Simbol Pt

digunakan untuk tanah gambut (peat), muck, dan tanah-tanah lain dengan

kadar organik yang tinggi. Pada bagian ini, sebuah garis empiris (garis A)

memisahkan lempung anorganik (C) dari lanau (M) dan tanah organic (O), dan

garis A tersebut diberikan dalam persamaan :

IP = 0,73 (wL – 20)

Tanah gambut (peat), adalah merupakan bahan berupa kayu yang berserabut

dan hanya diklasifikasikan lewat penampilan secara visual.

C= Plastic H=High liquid limit=LL above M= Nonplastic or slightly plastic L=Low liquid limit =LL below

Gambar 2.5 Grafik Plastisitas


14

Geoteknik

Pada gambar di atas, grafik dibuat dengan wL sebagai absis dan IP sebagai

ordinat. Dalam grafik ini, garis yang dinamakan "Garis A" yang telah diplotkan

sedemikian rupa, sehingga hampir sejajar terhadap plot dari sejumlah material

dan bermula pada IP = 4% dan wL = kira - kira 25. Untuk tujuan klasifikasi, semua

material yang terletak diatas garis A dikelompokkan sebagai lempung dan yang

terletak dibawah garis A dikelompokkan sebagai lanau. Daerah tertentu dari

grafik yang mempunyai IP antara 4 sampai 7% dari "Garis A" kearah 0% dari wL

mempunyai dua penunjuk ganda dan dapat dianggap sebagai perpanjangan dari

garis A untuk memisahkan material.

Bahasa standar sangat penting dalam deskripsi tanah, baik untuk mengenali

karakteristik material tanah maupun massa tanah di lapangan. Karakteristik-

karaktcristik tersebut dapat diperoleh dari contoh tanah tak terganggu (undisturb

soil) dan contoh tanah terganggu (disturb soil). Karakteristik material utama

tanah adalah distribusi ukuran partikel (gradasi) dan plastisitas, yang

digunakan sebagai pedoman penamaan. Sedangkan karakteristik material

yang menunjang (sekunder) adalah warna tanah, tekstur, komposisi partikel

tanah. Untuk deskripsi karakteristik massa tanah harus meliputi taksiran

kekerasan dan kekuatannva, rincian tempat, bidangbidang diskontinuitas, dann

batuan asal dari tanah tersebut.

Istilah deskripsi dan klasifikasi tanah perlu dibedakan. Deskripsi tanah sudah

termasuk meliputi baik massa tanah maupun karakteristik material tanah, karena

itu tidak ada dua jenis tanah dengan deskripsi yang benar-benar sama. Pada

klasifikasi tanah, sebalikmya, tanah ditempatkan hanya salah sate dari beberapa

kelompok berdasarkan hanya pada karakteristik material saja.

Contoh deskripsi tanah :

PASIR LANAUAN, coklat keabuan, berukuran pasir halus hingga kasar sedikit

kerikilan (mencapai 5%), membundar tanggung hingga menyudut tanggung,

bergradasi baik, tersusun atas fragmen batuan vulkanik (75%), mineral felsik

dan mineral felspar (5%), kadang - kadang dijumpai sisa - sisa akar tumbuhan,

agak basah, padat, pemneabilitas sedang hingga tinggi.

TANAH PASIR LEMPUNGAN, merupakan batuan terlapukkan tinggi (higly


15

Geoteknik

weathered), dicirikan berwarna abu-abu sampai abu-abu kemerahan,

lanau-kerikil, lepaslepas sampai agak padat, porositas tinggi, lembab, kemas

terbuka, mengandung kerikil, kekerasan rendah (dapat diremas oleh tangan),

dan tidak kompak, dijumpai pada kedalaman 1,5 -5,75 m.

TANAH LANAU LEMPUNGAN, merupakan batuan terlapukan tinggi (higly

weathered), dicirikan berwarna coklat – hitam, lanau – lempung, dijumpai

dalam keadaan kering, lembab hingga basah, plastisitas rendah – sedang,

konsistensi teguh (firm), kemas terbuka, kekerasan rendah (lunak) hingga

sedang, dijumpai pada kedalaman 3,50 – 8,00 m. Jumlah N-SPt berkisar

antara 1,5 – 4.

Sistem klasifikasi tanah USCS dibuat berdasarkan sifat-sifat teknis material, yaitu:

ukuran butiran, gradasi, plastisitas dan kompressibilitasnya.

Sifat tanah berbutir kasar sangat dipengaruhi oleh ukuran butiran dan gradasinya

sedang sifat tanah berbutir halus oleh plastisitasnya oleh karenanya klasifikasi

dibuat berdasar ukuran butiran, gradasi dan palstisitasnya.

Ukuran butir dan gradasi ditentukan dengan analisis saringan sedang batas cair

dan batas plastis ditentukan melalui pengujian dilaboratorium dengan

menggunakan metode standar.

Klasifikasi tanah menurut sistem USCS dibuat untuk tanah dengan diameter butiran

kurang dari 75 mm (3 inchi), tanah dibagi menjadi dua, yaitu: berbutir kasar dan

berbutir halus berdasar penyaringan melalui ayakan no.200 (Ø > 0.074 mm).

Presentasi kandungan kerikil, pasir dan butiran halus didalam tanah akan

menentukan apakah tanah termasuk kelompok tanah berbutir kasar atau berbutir

halus. Disebut tanah berbutir kasar, bila material yang tertinggal diatas ayakan

no.200 lebih dari 50 % terhadap berat kering dan disebut tanah berbutir halus bila

material yang lolos ayakan .200 lebih dari 50 %.

1). Tanah berbutir kasar, dibedakan menjadi pasir atau kerikil berdasarkan

ayakan no. 4 atau Ø 4,76 mm. Bila material tertahan diatas saringan ≥ 50 %

atau lebih, digolongkan sebagai kerikil,. Sebaliknya bila yang lolos > 50 %

digolongkan sebagai pasir.

- kerikil/gravel diberi simbol ”G”, memiliki ukuran Ø 75 ~ 6 mm,


16

Geoteknik

terdiri dari: kerikil kasar Ø 75 ~19 mm, kerikil halus Ø 19 mm ~

ayakan no. 4 atau Ø 4,76 mm

- pasir diberi simbol “S”, memiliki ukuran ayakan no.4 ~ no.200,

terdiri dari:

- pasir kasar, ayakan no.4 (4,76 mm) ~ no.10 (2,0 mm)

- pasir sedang, (médium) ayakan no.10(2,0 mm) ~ no.40 (0,42

mm)

- pasir halus, ayakan no.40 (0,42 mm) ~ no.200 (0,074 mm)

2). Tanah berbutir halus, dibagi menjadi dua yaitu:

- lanau diberi simbol ―M” dan

- lempung diberi simbol ―C‖.

Karakteristik lanau dan lempung dibedakan berdasar pada karakteristik

plastisitasnya bukan ukuran butirannya seperti tanah berbutir kasar.

Material organik (diberi simbol ―O”) sering menjadi komponen dari tanah, tetapi

tidak memiliki ukuran butiran secara spesifik. Pembedaan material ini lebih

didasarkan pada komposisi partikel dari pada ukurannya, yang memiliki rentang

ukuran dari koloid sampai beberapa inchi yang berupa bagian-bagian berserat

hasil proses dekomposisi tumbuhan. Tanah yang mengandungsejumlah besar

bahan organik dapat dikenali dari warna dan baunya.

Tabel di bawah menyajikan klasifikasi tanah menurut sistem USCS.


17

Geoteknik

Tabel 2.2 Klasifikasi tanah berdasarkan USCS

Simbol sifat tanah yang digunakan dalam sistem klasifikasi USCS:

G = kerikil (gravel) W = bergradasi baik (well graded)

S = pasir (sand) P = bergradasi buruk (poorly graded)

M = lanau (silt/loam) H = plastisitas tinggi (high liquid limit)

C = lempung (clay) L = plastisitas rendah (low liquid limit)

Pt = gambut (peat) O = organik (organic)


18

Geoteknik

2.2 Batuan

2.2.1 Umum

Kerak dan selubung atas bumi terdiri atas batuan yang bermacam-macam usia

dana asal usulnya. Menurut asal-usulnya, batuan dapat dibagi menjadi tiga

kelompok/jenis batuan utama, yaitu:

- batuan beku (igneous),

- batuan sedimen/batuan endap, dan

- batuan malihan (metamorfik).

Dari ketiga kelompok batuan tersebut (beku, malihan dan sedimen), bagian

terbesar dari batuan yang terbuka di permukaan tanah adalah batuan sedimen

yang mencapai 75%. Dan dari bagian tersebut yang menonjol adalah batuan

serpih (serpih lempung, batu lanau, batu lumpur dan batu lempung) yang

meliputi 50% lebih dari batuan sedimen terbuka (Foster, 1975). Informasi

distribusi jenis batuan di Indonesia dapat diperoleh dari peta geologi yang

dikeluarkan oleh Direktorat Geologi.

2.2.2 Batuan beku

Batuan beku terbentuk dari magma yang mendingin dan mengeras, yang

sebagian besar terdiri atas silika (SiO2). Namun tergantung pada komposisi

magmanya, batuan beku dapat berbeda-beda: warnanya, kepadatan, komposisi

mineral dan teksturnya. Jenis batuan beku diidentifikasi dan diklasifikasi berdasar

ciri-ciri tersebut.

Perbedaan warna terutama disebabkan oleh adanya mineral. Batuan yang

mengandung banyak mineral warna disebut ultramafik, contoh batuan peridotit

yang membentuk selubung bumi. Batuan biasa yang berwarna gelap disebut

mafik, contoh: batuan basalt dan gabro. Batuan yang berwarna muda disebut

felsik, contoh: granit.

Perbedaan tekstur terjadi karena perbedaan laju pendinginan magma. Laju

pendingan magma, tergantung pada letak magmanya yang dapat terjadi: di

dapur magma, didalam saluran magma (korok) dan dipermukaan bumi.

Umumnya semakin dalam letak magma, semakin lambat mendinginnya


19

Geoteknik

sehingga kristal mineralnya cukup waktu untuk tumbuh sebelum magma

mengeras, dan batuannya akan bertekstur kasar. Misal granit, pendinginannya

paling lambat (batuan beku dalam/plutonik) bertekstur kasar dan sangat kuat,

kemudian andesit yang pendinginannya agak cepat. Batuan yang membeku

dibawah permukaan bumi dengan menjorok kebatuan lain disebut batuan beku

intrusi (batuan retas/korok).

Magma yang muncul ke permukaan bumi, proses mendinginnya akan lebih cepat

sehingga kristalnya hanya memiliki sedikit waktu untuk tumbuh. Batuan yang

terbentuk berbutir lembut misal:batu gelas, obsidian, basalt, tufa, batuan vulkanik.

Bila magmanya banyak mengandung unsur gas, hasil pembekuannya adalah

batu apung. Batuan yang membeku di permukaan bumi disebut batuan beku

ekstrusi atau batuan leleran.

2.2.3 Batuan sedimen (batuan endapan)

Angin dan hujan akan mengikis/merombak batuan menjadi partikel remukan,

kerikil, pasir dan lumpur. Hasil perombakan kemudian terangkut oleh aliran air

atau angin kemudian diendapkan secara berlapis-lapis ditempat lain seperti

dataran rendah, muara sungai, dasar danau dan dasar samudra. Di samudra,

lama kelamaan bobot lapisan di atas memadatkan lapisan di bawahnya

membentuk batuan sedimen yang terkonsolidasi (proses lithifikasi). Fosil akan

memberi informasi mengenai lingkungan pada waktu dan tempat terbentuknya

batuan tersebut.

Menurut proses terbentuknya, batuan sedimen dapat dikelompokkan menjadi:

aluvium yang diendapkan oleh sungai-sungai; batuan muda yang lunak dan

tidak dipengaruhi oleh gerakan orogen atau gempa; batuan tua yang keras,

telah melengkung atau terlipat, bahkan retak oleh gaya endogen..

Menurut bahan asal pembentukannya, secara garis besar batuan sedimen

dikelompokkan menjadi: sedimen klastik dan sedimen non-klastik.

Batuan sedimen klastik terbentuk oleh disintegrasi batuan asal melalui proses

pelapukan, yang kemudian terangkut dan diendapkan. Proses transportasi oleh

air dan angin dapat mengubah atau memperkecil pecahannya dalam berbagai


20

Geoteknik

ukuran dan bentuk. Jenis-jenis batuan ini dilihat dari aspek butirannya yang

berbutir kasar: konglomerat, breksi; berbutir sedang: batu pasir, batu lanau;

berbutir halus: serpih dan batu lumpur.

Batuan sedimen klastik memiliki satu golongan khusus, yaitu batuan sedimen

pyroklastik yang berasal dari erupsi gunung berapi yang keluar berbentuk debu

halus, kemudian terbentuk endapan berlapis-lapis, misal batuan sedimen tuff.

Batuan sedimen non-klastik dapat berupa:

- Batuan sedimen karbonat; berasal dari kegiatan binatang dan tumbuhan yang

mengalami karbonatisasi. Batuan jenis ini pada kondisi segar dapat bersifat

sangat kuat sampai sangat lemah. Yang tergolong kuat~sangat kuat misal

dolomit (mengandung calsium magnesium carbonat/CaMg(CO3)2) dan marble

(mengandung crystalline calcite/CaCO3), dan yang tergolong lemah~sangat

lemah adalah berbagai macam calcarenites yang loose dan tersementasi

lemah. Pada tabel di bawah disajikan klasifikasi batuan sedimen karbonat

menurut Dearman 1981.

- Batuan sedimen kimiawi; terbentuk dari elemen-elemen hasil pelapukan

batuan secara kimiawi seperti: calcium, sodium, pottasium dan magnesium

yang yang kemudian terlarutkan dan terbawa aliran air. Bila aliran yang

mengandung elemen-elemen tersebut masuk ke kedaerah rendah dan

kemudian terjadi evaporasi yang tinggi, maka akan terbentuk batuan

sedimemen epavorit seperti anhydrite (CaSO4), gypsum, halite (NaCl).

2.2.4 Batuan metamorfik

Ketika gerakan lempeng mendorong batuan beku atau batuan sedimen jauh

kedalam bumi, tekanan dan suhu tinggi memampatkan dan meremukkannya

menjadi batuan metamorf. Perubahan dapat terjadi karena suhu yang tinggi,

tekanan yang berat atau gabungan keduanya yang berlangsung berabad-abad.

Contoh granit berubah menjadi geneiss (karena tekanan yang tinggi dan panas),

batu lempung berubah menjadi batu hijau (karena tekanan tinggi), batu lumpur

menjadi hornfels ( karena sentuhan suhu tinggi), batu kapur menjadi batu

marmer, batu serpih menjadi batu sabak, batu bara lunak menjadi grafit, batu

pasir menjadi kuarsa..


21

Geoteknik

Secara garis besar batuan malihan dibedakan menjad dua macam yaitu: foliasi

(strukturnya berlapis) dan masif. Contoh untuk foliasi: gneiss, schist, phyllit,

slate/batu sabak , sedang untuk kelompok masif: marmer, kuarsa, amphibolite.

Tabel 2.4 Penggolongan jenis-jenis batuan utama

Sumber: Pedoman Penyelidikan Geoteknik untuk Bangunan Air Dept PU

Tabel 2.5 Klasifikasi batuan sedimen karbonat menurut Dearman 1981

2.2.5 Klasifikasi teknik batuan

Langkah awal dalam kegiatan penyelidikan, jenis batuan utama digolongkan

sebagai batuan dasar seperti disajikan pada tabel 2-2. Kemudian bedasar hasil


22

Geoteknik

uji lapangan dan laboratorium dilakukan pengklasifikasian lebih rinci berdasar

sifat-sifat tekniknya agar dapat dievaluasi mengenai cocok tidaknya batuan

sebagai pondasi dan sebagai bahan bangunan serta agar dapat diperkirakan

perilakunya setelah bangunan dikonstruksi.

Batuan dasar adalah merupakan campuran massa batuan dan/ atau

pecahan-pecahan batuan. Jaringan rekahan membagi massa batuan menjadi

blok-blok prismatik atau pecahan-pecahan yang mempengaruhi respon

dan kinerjanya. Pada umumnya sifat teknik batuan dapat diperkirakan

pertama-tama berdasar: diskontinuitas, rekahan, kekar, celah-celah, retakan

dan bidang perlemahan. Blok batuan utuh diantara diskontinuitas biasanya

cukup kuat, kecuali untuk jenis batuan lunak dan porus serta yang mudah

lapuk.

Secara garis besar sistem klasifikasi batuan menggolongkan batuan menjadi

dua macam, yaitu:

- batuan utuh yang padat, dan

- massa batuan.

Alternatif sistem klasifikasi lain, dibuat berdasarkan aspek-aspek: perilaku atau

komposisi dan tekstur. Banyak ahli yang telah mengusulkan metode klasifikasi

teknis untuk massa batuan, namun masih selalu dibutuhkan

penyempurnaan-penyempurnaan agar dapat diterapkan untuk semua kondisi lokasi

bangunan. Didalam praktek penyelidikan geoteknik, pemilihan metode klasifikasi

yang digunakan hendaknya mempertimbangkan desain serta konstruksinya (misal

bendung, terowong).

Diantara beberapa metode klasifikasi yang ada, adalah metode klasifikasi yang

dikembangkan oleh: Tanaka; Barton, Lien and Lunde (1974); Bieniawski (1974,

1984), and Wickham, Tiedemann, and Skinner (1974). Metode Tanaka biasa

digunakan untuk klasifikasi batuan fondasi, sedang metode lainnya (yang tersebut

diatas) memiliki keunggulan dalam pengklasifikasi batuan untuk terowong.


23

Geoteknik

a. Klasifikasi batuan menurut Tanaka:

Metode Tanaka adalah merupakan metode klasifikasi batuan fondasi yang tertua

yang diterapkan di Jepang. Pada tabel di bawah disajikan klasifikasi menurut

Tanaka yang disusun dengan mempertimbangkan faktor-faktor sbb:

- kekerasan, dinilai berdasar rekasi bunyi sewaktu dipalu dengan palu geologi

- tingkat pelapukan mineral/batuan

- karakteristik kekar

b. Klasifikasi batuan menurut Rock Mass Rating =RMR (Bieniawski),

memberi nilai batuan dari yang terjelek = 0 sampai yang terbaik =100. System

ini disusun berdasar enam parameter umum batuan, yaitu:

- kekuatan batuan,

- kwalitas inti pemboran (berdasar RQD),

- kondisi air tanah,

- jarak dikontinyuitas atau kekar dan rekah (joint and fracture),

- karakteristik diskotinyuitas atau kekar, serta

- orientasi kekar (yaitu: very favorable, favorable, fair, unvaforable, veri

unvaforble) yang nilai ratingnya berbeda-beda untuk pekerjaan terowong,

fondasi dan tambang.

Uraian rinci mengenai metode klasifikasi RMR akan dibahas pada Modul

Penyelidikan Geoteknik tingkat selanjutnya atau dapat dilihat di Volume III

Pedoman Penyelidikan Geoteknik untuk Fondasi Bangunan Air.- Departemen

Pekerjaan Umum.

Pada pemetaan geologi permukaan dan pemboran batuan, sering perlu dicatat

nama dan umur satuan batuan untuk membantu pemilahan perlapisan stratigrafi

dan perkiraan profil geoteknik. Pada tabel 2-5 disajikan skala waktu geologi umum

dan perioda yang terkait. Pada umumnya batuan tua mempunyai porositas lebih

rendah dan kekuatan lebih tinggi dari pada batuan muda (Goodman, 1989).

Beberapa jenis batuan dapat digunakan untuk menduga beberapa masalah yang

mungkin akan terjadi dalam konstruksi. Misal pada batu gamping sering dijumpai

masalah adanya rongga dan lubang benam; serpentin bersifat licin; serpih bentonit


24

Geoteknik

bersifat mengembang, dan bermasalah dengan stabilitas lereng; diabas berbentuk

bongkah, dll.

Tabel 2.6 Klasifikasi batuan untuk fondasi menurut Tanaka


25

Geoteknik

Tabel 2.7 Skala waktu Geologi


26

Geoteknik

BAB III

SIFAT MATERIAL TANAH DAN BATUAN

3.1 Umum

Secara umum material (tanah dan batuan) dapat dibagi menjadi tiga macam:

1) Butiran (granular), berupa lanau, pasir, kerikil dan boulder yang tidak

tersementasi.

2) Kohesif; berua lempung atau material yang mengandung banyak lempung

sehingga bersifat seperti lempung.

3) Litifikasi; berupa batuan atau material yang membatu/ mengalami proses

pembatuan.

Hampir setiap material terbentuk dari berbagai macam jenis mineral. Sifat

material (kering) ditentukan oleh faktor-faktor sebagai berikut:

- mineralogi (jenis mineral yang terkandung)

- ukuran dan bentuk butiran

- tumpukan alami (grain packing)

- ikatan butiran (grain bonding)

Namun sayangnya, walaupun kita mengenal faktor-faktor tersebut tapi

kenyataannya sulit (kecuali ukuran butiran) melakukan pengukuran dan menarik

kesimpulan parameter yang akan digunakan dalam perencanaan. Umumnya

pengujian lapangan dan laboratorium dilakukan untuk mendapatkan

parameter-parameter yang terkait dengan sifat-sifat teknis, yakni :

- Kepadatan (density)

- Permeabilitas

- Kekuatan (strength)

- Perubahan bentuk (deformability)

- Stabilitas kimiawi (chemical stability)

Sebagian besar material endapan bersifat anisotropik yang merupakan akibat

dari proses terbentuknya secara geologist, misal: sedimen umumnya


27

Geoteknik

berlapis-lapis, batuan metamorf umumnya foliasi (strukturnya berlapis), dan

batuan mungkin merupakan suatu kumpulan batuan (banded). Oleh karenanya

sifat material berfariasi terkait dengan tekstur internal dan struktur materialnya.

Pengaruh anisotropik nampak nyata pada sifat permeabilitas, kekuatan dan sifat

deformasi. Dalam beberapa kasus sifat anisotropik tidak begitu nyata (slgiht)

sehingga untuk keperluan praktis, material dianggap homogin atau isotropik.

Sebagian besar background teori mekanika tanah dan mekanika batuan

dikembangkan dengan asumsi material bersifat isotropik.

Bermacam-macam uji dapat dilakukan langsung untuk mengetahui sifat-sifat

teknis material, disamping itu untuk keperluan penyiapan desain juga dilakukan

pengukuran-pengukuran atau pengujian parameter yang terkait, seperti:

- kadar air

- plastisitas bagi tanah berbutir halus/lempung,

- analisis ayakan bagi tanah berbutir kasar/pasir,

- pengukuran kecepatan ultra sonic batuan.

Dari pengukuran kecepatan ultrasonik akan diperoleh cepat rambat gelombang

ultrasonik batuan, yang kemudian dapat digunakan untuk mengetahui harga

modulus elastisitas dinamis; dan dengan membandingkan dengan gelombang

seismik akan diketahui tingkat kerusakan batuan.

3.2 Sifat Tanah

Secara garis besar sifat tanah dapat dibedakan menjadi dua, yaitu:

- sifat fisik (index properties), dan

- sifat teknis (engineering properties)

Pengujian sifat fisik tanah, dimaksudkan untuk memperoleh gambaran

menyeluruh dan rinci, mengenai sifat fisik, antara lain:

- berat isi (γn)

- berat jenis (Gs)

- kadar air (Wn)

- susunan butiran (m%)

- batas-batas atterberg (batas cair (wL), batas plastis (wP), batas kerut

(shrinkage limit), dll.


28

Geoteknik

Pengujian sifat teknis tanah, dimaksudkan untuk memperoleh gambaran

menyeluruh dan rinci, mengenai sifat fisik, antara lain:

- Kepadatan

- Permeabilitas

- Kuat geser

- Konsolidasi

Secara sederhana, susunan material tanah dapat digambarkan seperti gambar

3-1, yang terdiri dari butiran tanah, air dan udara. Tanah dapat dalam kondisi

jenuh air dimana seluruh Pada kondisi sebagian jenuh air, susunan terdiri dari

butiran tanah, air dan udara, kering; sedang pada kondisi kering kandungan

airnya tidaka ada dan pada kondisi jenuh air, semua pori terisi air tidak ada

kandungan udaranya.

Berat tanah W = Ws + Ww + (Wa = 0)

Gambar 3.1 Susunan tanah pada kondisi jenuh air sebagian

3.2.1 Sifat Fisik Tanah

a) Pori-Pori Tanah

Pori - pori tanah adalah bagian dari volume tanah yang tidak diisi oleh tanah

seluruhnya. Dalam keadaan alami, pori-pori diisi oleh cairan atau gas atau

keduanya. Pengisian oleh gas tersebut biasanya adalah udara. Di dalam teknik

tanah, pori-pori udara dianggap seperti tanpa bobot. Pengisian oleh cairan

biasanya adalah air. Air yang mengisi pori-pori dianggap bersifat tidak mudah

termampatkan .


29

Geoteknik

b) Kadar air (w)

Kadar air di dalam tanah dapat diuraikan sebagai berikut :

- Perbandingan dari volume air di dalam pori - pori terhadap total volume pori

-pori.

- Berat air dalam pori - pori terhadap berat partikel tanah kering.

Kadar air optimum adalah persentase dari kadar air, berdasarkan berat kering,

pada kepadatan kering maksimum yang diperoleh dari hasil pemadatan. Tanah

yang jenuh adalah tanah yang pori-porinya seluruhnya diisi oleh air. contohnya

adalah tanah yang berada dibawah muka air tanah. Tanah yang basah

memerlukan pengeringan untuk mencapai kadar air optimum. Tanah yang

lembab dan alami biasanya mempunyai kadar air yang mendekati kadar air

optimum.

Tanah yang kering hanya berisi udara dalam pori-pori (air telah dikeluarkan

dengan cara memanaskan sampai tercapai berat yang tetap). Tanah pada

kondisi ini memerlukan penambahan air untuk mencapai kadar air optimum untuk

melakukan pemadatan standar. Kondisi yang jenuh dan kering, biasanya

menggambarkan keadaan kadar air yang telah tetap, sedangkan kondisi lembab

dan basah adalah suatu keadaan diantara dua kondisi tersebut. Semua bagian

dari tanah dalam teknik tanah, tersusun dari material padat ditambah hanya

dengan udara atau air atau udara dan air. Selanjutnya istilah "tanah" akan

digunakan secara umum termasuk material padat, air dan udara.

Kadar air adalah perbandingan antara berat air dengan berat butiran tanah.

Kadar air tanah dalam keadaan asli merupakan salah satu data yang sangat

penting. Kadar air sangat berpengaruh pada sifat teknis tanah (kuat geser, daya

dukung, plastisitas, dll).

Kadar air tanah dapat dihitung dengan rumus:

dimana : w = kadar air

%100xW

Ww

s

w


30

Geoteknik

Ww = berat air

Ws = berat tanah kering

c) Berat volume dan berat isi spesifik

Berat volume dapat didefinisikan sebagai berat tanah per satuan volume

(dalam satuan kN/m3) dan dinyatakan dengan simbol γ. Namun, untuk

kepadatan massa tanah diukur sebagai massa per volume (dalam satuan gr/cc

atau kg/m3) dan dinyatakan dengan simbol ρ.

Berat isi:

Berat isi kering:

Berat isi basah:

Berat isi jenuh air

Berat spesifik butiran atau berat jenis padat:

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, antara lain:

1) Secara umum penggunaan istilah berat volume dan kepadatan

sering mengalami hubungan timbal balik, seperti dinyatakan dengan

persamaan:

γ = ρg

dengan g adalah konstanta gravitasi = 9,8 m/det2. Nilai acuan untuk air murni

adalah ρw = 1 g/cc sesuai dengan γ w = 9,8 kN/m3.

V

W )(

V

Wsd

V

WWW swsw

V

WW wssat

V

WWG

ws

sat


31

Geoteknik

2) Di laboratorium berat volume tanah diuji dari contoh tabung tanah asli yang

bergantung pada berat jenis padat (Gs), kadar air (wn) dan angka pori (e0)

maupun derajat kejenuhan (S). Parameter ini saling berhubungan secara

timbal balik dengan persamaan:

Gs wn = S e0

dengan S = 1 (100%) untuk tanah jenuh (umumnya diasumsi untuk

lapisan tanah di bawah muka air tanah) dan S = 0 (diasumsi untuk tanah

butiran di atas muka air tanah). Untuk lempung dan lanau yang berada di

atas muka air tanah, derajat kejenuhannya antara 0 sampai 100%.

Kejenuhan penuh dapat terjadi akibat pengaruh kapilaritas dan bervariasi

karena pengaruh kondisi cuaca/atmosfir.

Persamaan hubungan berat volume total adalah sbb:

γT = Gs γw (1 + wn ) / (1 + e0 )

Pengujian kepadatan massa tanah timbunan di lapangan dapat dilakukan

dengan metode konus pasir (sand cone replacement), atau alat ukur nuklir.

Pengambilan contoh yang dalam memerlukan waktu dan kadang-kadang

mengalami kesulitan.

d) Batas-Batas Konsistensi

Plastisitas adalah sifat fisik yang didefinisikan sebagai sifat dari tanah yang

mengalami perubahan bentuk melebihi bentuk awal tanpa retak atau perubahan

volume yang berarti. Sifat ini menunjukkan bahwa tanah tersebut dapat mudah

dibentuk; tanah dapat bersifat plastis dan mudah dibentuk atau tidak plastis dan

tidak mudah dibentuk. Semua tanah yang plastis biasanya mempunyai tekstur

yang halus, tetapi semua tanah yang bertekstur halus belum tentu bersifat plastis.

Tanah hasil pelapukan dari kwarsa (batu yang telah terhaluskan) adalah tidak

plastis, sedangkan tanah lempung dari ukuran partikel tertentu mungkin plastis

dan mudah dibentuk. Campuran dari tanah tertentu akan menunjukan derajat

plastisitas diantara plastis dan nonplastis. Kadar air dari tanah plastis

mempengaruhi konsistensinya atau kemudahan untuk dibentuk. Konsistensi

didefinisikan sebagai relatif mudahnya tanah mengalami perubahan bentuk.


32

Geoteknik

Derajat konsistensi dinyatakan dengan istilah keras, sangat kaku, kaku, teguh

(sedang) dan lunak. Menambahkan air secara terus menerus pada tanah plastis

yang kering akan membuat campuran mempunyai semua karakteristik dari cairan.

Pada perubahan dari padat menjadi cair, tanah pertama-tama menjadi semi

padat dan kemudian menjadi plastis. Seorang ilmuwan Swedia yang bernama

Atterberg mengembangkan pengujian untuk menentukan kadar air pada setiap

perubahan bentuk. Pengujian ini kemudian dikenal sebagai Batas-batas

Atterberg.

Tabel 3.1 Identifikasi dari Konsistensi Tanah Berbutir Halus

Konsistensi Prosedur Identifikasi Kekuatan Kg/cm2

Lunak Sedang (medium) Kaku Sangat kaku Keras

Mudah ditekan dengan ibu jari Dapat ditekan beberapa cm dengan ibujari dengan sedikit tenaga Dapat ditekan dengan ibu jari dengan tenaga yang besar Mudah ditekan dengan kuku ibu jari Sukar ditekan dengan ibu jari

< 0.25

0.25 - 0.5

0.5 - 1.00

1.00 - 2.00 >2.00

Meskipun butiran halus diukur sebagai persentase yang lolos saringan no.200

(0,074 mm), batas-batas Atterberg digunakan untuk material yang lolos saringan

no. 40. Di sini terlihat jelas tidak konsistennya yang terjadi, karena batas-batas

Atterberg digunakan untuk material yang lolos saringan no.40, beberapa tahun

sebelum saringan no. 200 digunakan. Untuk memperoleh sifat konsistensi tanah

dapat dilakukan dengan pengujian Atterberg.

e) Gradasi butiran

Gradasi (distribusi) butiran menunjukkan susunan /tingkat pencampuran butiran

pada suatu lapisan tanah yang dinyatakan dalam prosentasi berat. Gradasi

butiran sangat berpengaruh pada sifat teknik tanah berbutir kasar, seperti:

kepadatan, kuat geser, permeabilitas, dll. Semakin besar ukuran butiran dengan

gradasi yang baik, biasanya kekuatannya juga akan semakin besar dan

kompresibilitasnya semakin menurun.


33

Geoteknik

Gradasi butiran dapat diperoleh dari uji gradasi atau analisis ayakan. Hasil analisis

kemudian diplot pada kertas semi logaritma. Tanah bergradasi baik (well graded)

umumnya memiliki grafik distribusi berbentuk lengkung yang ‖smooth‖. Tanah

bergradasi buruk, memiliki rentang ukuran butiran yang sempit (uniform) yang

ditunjukkan dengan grafik yang mendekati tegak atau memiliki ‖gap‖ butiran yang

ditunjukkan dengan grafik yang lelatif tegak dibagian tengah.

Kerikil termasuk bergradasi baik bila:

- koefisien keseragaman, Cu = D60/D10 > 4 dan

- koefisien gradasi, Cc = (D30)2 / (D10 x D60) diantara 1~3

Pasir termasuk bergradasi baik bila:

Cu > 6 dan Cc = 1~3.

Gambar 3.4 Contoh grafik gradasi butiran

Tabel 3.2 Identifikasi terhadap konsistensi tanah berbutir halus


34

Geoteknik

3.2.2 Sifat Teknik Tanah

1) Kepadatan

Sebagaimana yang dijelaskan di atas, kepadatan dan berat volume sering

mempunyai hubungan timbal balik, dimana untuk berat volume dinyatakan

dengan simbol γ dengan satuan kN/m3 sementara untuk kepadatan massa

tanah diukur sebagai massa per volume (dalam satuan gr/cc atau kg/m3) dan

dinyatakan dengan simbol ρ.

Pengujian kepadatan/kompaksi massa tanah dapat dilakukan dilaboratorium

maupun dilapangan. Untuk mendapatkan parameter-parameter yang terkait

dengan kepadatan (kepadatan kering maksimum/ maximum dry density , kadar

air optimum), dilakukan uji kompaksi atau uji pemadatan di laboratorium.

Pemadatan adalah proses untuk meningkatkan kepadatan tanah dengan

memperkecil jarak antara butiran akibat berkurangnya volume udara. Tujuan

pemadatan adalah: meminimalkan angka pori tanah, meningkatkan kuat geser

dan meningkatkan sifat kedap air. Kepadatan kering tanah setelah dipadatkan,

tergantung pada kadar air dan besarnya energi yang diberikan oleh alat

pemadat.

Sifat kepadatan tanah dapat diketahui melalui pengujian pemadatan tanah di

laboratorium dengan metode Standard Proctor. Contoh hasil percobaan

pemadatan dapat dilihat pada gambar 3-3. Bila setelah pemadatan seluruh


35

Geoteknik

udara dalam tanah dapat dikeluarkan semuanya (zero void) , maka tanah

tersebut berada pada kondisi jenuh sempurna dan kepadatan kering mencapai

harga maksimum.

Gambar 3.5 Contoh hasil uji pemadatan di laboratorium

2) Korelasi kepadatan relatif

Kepadatan relatif (DR) digunakan untuk menunjukkan derajat kepadatan butiran

pasir dan hanya berlaku untuk tanah berbutir kasar dengan kadar butiran halus

kurang dari 15%. Kepadatan relatif dihitung dengan rumus:

DR = (emax – eo) / (emax – emin )

dengan emax adalah angka pori pada keadaan paling lepas, dan emin adalah

angka pori pada keadaan paling padat. Namun perkiraan langsung DR tersebut

kurang praktis, sebab sangat sulit memperoleh contoh tanah tidak terganggu

untuk menghitung ke tiga parameter e0, emax, dan emin tersebut di

laboratorium.

Kepadatan relatif juga dapat diketahui dengan menggunakan rumus:

DR = (γd max/ γd) x [(γd-γd min)/ (γd-γd min)]

Pada tabel 3- , disajikan derajat kepadatan relatif material alami .


36

Geoteknik

Tabel 3.3 Derajat kepadatan material alami

Kepadatan relatif % Diskripsi Nilai NSPT

0 – 15

15 – 35

35 – 65

65 – 85

85 - 100

Sangat lepas

Lepas

Agak padat

Padat

Sangat padat

0 – 4

4 – 10

10 -30

30 – 50

> 50

3) Kuat Geser Tanah

Tanah seperti halnya bahan-bahan padat akan runtuh baik karena tarikan

maupun geseran. Pengetahuan tentang kekuatan geser diperlukan untuk

menyelesaikan masalah-masalah yang berhubungan dengan stabilitas massa

tanah. Bila suatu titik pada sembarang bidang dari suatu massa tanah memiliki

tegangan geser yang sama dengan kekuatan gesernya, maka keruntuhan akan

terjadi pada titik tersebut. Kekuatan geser tanah (f) di suatu titik pada suatu

bidang tertentu dikemukakan oleh Coulomb sebagai suatu fungsi linier terhadap

tegangan normal (f) pada bidang tersebut pada titik yang sama, yakni :

f = C + f tan Ø

dimana c dan Ø berturut-turut adalah kohesi (cohesion intercept atau apparent

cohesion) dan sudut geser dalam (internal angle of shearing resistance).

Berdasarkan konsep dasar Terzaghi (1948), tegangan geser pada suatu tanah

hanya dapat ditahan oleh tegangan partikel-partikel padatnya. Kekuatan geser

tanah dapat juga dinyatakan sebagai fungsi dari tegangan normal efektif sebagai

berikut :

f = C, + f, tan Ø,

dimana c' dan Ø' adalah parameter-parameter kekuatan geser pada tegangan

efektif. Dengan demikian keruntuhan akan terjadi pada titik yang mengalami

keadaari kritis yang disebabkan oleh kombinasi antara tegangan geser dan

tegangan normal efektif.


37

Geoteknik

Selain itu, kekuatan geser dapat juga dinyatakan dalam tegangan utama

(principle stress) 1 dan 3 pada keadaan runtuh di titik yang ditinjau. Garis yang

dihasilkan oleh persamaan di bawah pada keadaan runtuh merupakan garis

singgung terhadap lingkaran Mohr yang menunjukkan keadaan tegangan dengan

nilai positif untuk tegangan tekan. Koordinat titik singgungnya adalah f dan ,f,

dimana :

f = ½ (,1 - ,3) sin 20

,f = ½ (,

1 - ,3) + ½ (,

1 - ,3)

cos 20

Gambar 3.6 Kondisi Tegangan Pada Keadaan Runtuh

Sudut θ adalah sudut teoritis antara bidang utama besar dan bidang runtuh.

Dengan demikian jelas bahwa :

θ = (45° + Ø)1/2

Dari Gambar 3.6 dapat dilihat juga hubungan antara tegangan utama efektif pada

keadaan runtuh dan parameter - parameter kekuatan geser. Kini :

)''(2

1

)''(2

1

31

31

co t c' sin

Sehingga :

(‘1 - ‘3) = (‘1 - ‘3) sin Ø‘ + 2‘ cos Ø‘

atau


38

Geoteknik

‘1 = ‘3 tan 2 (450 + Ø‘/2‘) + 2c‘ tan (450 + Ø‘/2‘)

Persamaan disebut sebagai kriteria keruntuhan Mohr-Coulomb. Kriteria tersebut

berasumsi bahwa bila sejumlah keadaan tegangan diketahui, dimana masing-

masing menghasilkan keruntuhan geser pada tanah, sebuah garis singgung akan

dapat digambarkan pada lingkaran Mohr; garis singgung tersebut dinamakan

setubunq keruntuhan (failure envelove) tanah. Keadaan tegangan tidak

mungkin berada di atas selubung keruntuhannya. Kriteria ini tidak

mempertimbangkan regangan pada saat atau sebelum terjadinya keruntuhan

dan secara tidak langsung menyatakan bahwa tegangan utama efektif a' tidak

mempengaruhi kekuatan geser tanah. Di dalam praktek, kriteria keruntuhan

Mohr-Coulomb ini paling sering digunakan karena kesederhanaannya, walaupun

bukan merupakan satu-satunya kriteria keruntuhan tanah. Selubung keruntuhan

untuk tanah tertentu tidak selalu berbentuk garis lurus, tetapi secara perkiraan

dapat dibuat garis lurus, yang diambil dari suatu rentang tegangan serta

parameter - parameter kekuatan geser pada rentang tersebut.

Dengan memplot p = ½ (‘1 - ‘3) terhadap q = ½ (‘1 + ‘3), maka setiap kondisi

tegangan dapat dinyatakan dengan suatu titik tegangan (stress point), yang

lebih baik dari pada lingkaran Mohr. Setelah itu dapat dibuat selubung

keruntuhan yang dimodifikasi, yang dinyatakan dengan persamaan :

½(‘1 - ‘ 3 )=a '+½ (‘1 -‘3)tan α ' dimana a' dan α' adalah parameter-parameter kekuatan geser yang dimodifikasi.

Kemudian parameter - parameter c' dan Ø' didapat dari :

Ø‘'= sin-1 (tan α') dan

'cos

a' c'


39

Geoteknik

Gambar 3.7 Alternatif cara p-q diagram

Garis-garis yang digambar dari titik tegangan pada sudut 45° terhadap

horizontal, seperti pada gambar di atas, berpotongan dengan sumbu horizontal di

titik-titik yang menyatakan nilai - nilai tegangan utama ‘1 dan ‘3.

Dalam keadaan simetris aksial, suatu keadaan tegangan efektif dapat juga diplot

terhadap koordinat - koordinat vertical dan horizontal berturut - turut q' dan p',

dimana :

q'= )''(31

2

1

p'= )''(

31

21

Besarnya tegangan-tegangan ini (yang merupakan fungsi dari tegangan utama)

tidak tergantung pada orientasi sumbu-sumbu koordinat, sehingga tegangan-

tagangan semacam itu disebut invarian tegangan. Tegangan-tegangan yang

sesuai adalah :

q = (1- 3)

p = ½ (1+ 3)

Dalam hal ini hubungan antara tegangan efektif dan tegangan total adalah :

q'= q

p‘ = p – u


40

Geoteknik

Uji kuat geser, bertujuan untuk memperoleh nilai c dan Ø yang nantinya akan

digunakan untuk menghitung kekuatan geser suatu contoh bahan tanah atau

bahan fondasi. Pengujian dapat dilakukan dengan cara: geser langsung, triaksial

dan kuat tekan bebas. Untuk uji bahan timbunan tanah sebaiknya dilakukan uji

triaksial BP (back pressure – dengan memberi tekanan 3 secara

berangsur-angsur sedemikain rupa, sehingga contoh menjadi jenuh)

Beberapa cara pengujian kuat geser di laboratorium, antara lain seperti dijelaskan

di bawah.

a) Uji Geser Langsung

Uji kuat geser langsung mempunyai tujuan untuk mengukur kuat geser tanah

sepanjang permukaan bidang datar yang telah ditentukan sebelumnya

(horisontal). Benda uji ditempatkan kedalam suatu boks logam berbentuk

empat persegi panjang atau silinder yang terpisah menjadi dua bagian yang

sama. Pada bagian atas dan bawah benda uji ditempatkan masing-masing

batu pori untuk mengalirkan air didalam benda uji. Benda uji tersebut

kemudian diberi beban vertikal dan kemudian digeser secara horisontal yang

mengakibatkan kedua bagian boks menggeser satu sama lain seperti pada

gambar di bawah.

Hasil pengujian kemudian diplotkan kedalam grafik hubungan antara tegangan

vertikal dengan tegangan geser untuk memperoleh kohesi (c) dan sudut geser

dalam (Ø), detail pengujian diuraikan pada sub bab 5.3.7.

b) Uji Triaksial

Cara pengujian menggunakan triaksial adalah merupakan cara yang sering

digunakan dan cocok untuk semua jenis tanah. Keutungan dari cara ini

adalah kondisi pengaliran (drainasi) dari benda uji dapat dikontrol, disamping

dapat diberikannya tegangan kesemua arah (3) terhadap benda uji.

Ada 3 jenis pengujian triaksial, yakni UU (unconsolidated undrained), CU

(consolidated undrained) dan CD (consolidated drained), yang pemilihannya

tergantung dari kondisi pembebanan. Detail pengujian dibahas pada sub bab

5.3.7.


41

Geoteknik

Kuat geser takterdrainase : Suv = 6 T/(7D2)

untuk, H/D = 2

Sensitivitas lapangan : St = Suv (puncak)/ Suv (remolded)

c) Vane Shear

Alat ini dapat digunakan untuk mengukur kuat geser undrained yang cocok untuk

jenis lempung kohesif. Terdapat dua jenis alat vane shear yaitu vane shear untuk

di lapangan dan vane shear untuk di laboratorium. Alat ini kurang cocok (hasilnya

meragukan) untuk mengukur kuat geser dari jenis tanah yang mengandung pasir

atau lanau. Alat ini terdiri dari baling-baling (vane) tipis terbuat dari logam anti

karat (steinless steel) yang disambungkan pada suatu batang baja. Panjang

baling- baling biasanya dibuat dua kali lebarnya. Ukuran baling-baling tersebut

biasanya sekitar 150 mm x 75 mm dan 100 mm x 50 mm.

Gambar 3.8 Alat dan prosedur pengujian vane shear di lapangan

Pengoperasiannya adalah dengan memasukan baling-baling yang telah

disambungkan path batangnya kedalam dasar lubang (atau benda uji di

laboratorium, bila menggunakan jenis vane shear laboratorium) sampai seluruh

panjang baling-baling masuk kedalam kedalam massa tanah Batang pemutar

dibagian atas kemudian diputar searah jarum jam dengan kecepatan antara 6°-

12° per menit dan baca skala alat baca pada interval waktu tertentu. Pengujian

dihentikan setelah tercapai keadaan longsornya tanah yang ditandai dengan


42

Geoteknik

pembacaan yang hampir tetap (konstan)

4) Rembesan

Semua jenis tanah adalah dapat dilalui oleh air melalui pori-pori tanah. Tekanan

air pori diukur relatif terhadap tekanan udara (atmosfir) dan bila permukaan

didalam tanah sama dengan tekanan atmosfir, disebut muka air tanah atau muka

air freatik. Tanah yang ada dibawah muka air tanah, biasanya dalam keadaan

jenuh sempurna dengan tingkat penjenuhan mendekati 100%.

Permeabilitas atau kelulusan air tergantung dari ukuran rata - rata butiran tanah

yang mempunyai hubungan dengan pembagian butiran tanah, bentuk partikel

dan struktur tanah.

Pada umumnya, bertambah kecil ukuran partikel tanah, bertambah rendah

koefisien kelulusan airnya, k dapat dihitung : k = 10-2. D10

2 (m/s) dimana : D10 adalah ukuran efektif butiran tanah dalam satuan mm. Nilai tipikal koefisien kelulusan air dari berbagai jenis tanah adalah sebagai

berikut :

- kerikil : >1 cm/det

- pasir campur kerikil : 10-2 - 1 cm/det

- pasir halus, lanau dan lanau lempung : 10-5-10-3 cm/det

- lampung dan lanau lempung :< 10 - 6 cm/det

Nilai koefisien kelulusan air (k) dapat diperoleh dari pengujian di laboratorium dan

pengujian lapangan.

Pada pengujian laboratorium, k untuk tanah lempung dapat dengan cara "falling

head" dan untuk pasir dengan cara "constant head". Salah satu cara sederhana

dan mudah dari pengujian k di lapangan dilakukan melalui pemberian air

kedalam lubang bor. Cara ini dikenal dengan cara "open end test"

Air bebas adalah air yang masuk ke dalam tanah melalui permukaan dan


43

Geoteknik

bergerak ke bawah akibat gaya gravitasi sumpai mencapai lapisan yang tak

dapat dirembesi. Permukaan air ini disebut sebagai permukaan air tanah.

Tekanan pada permukaan air tanah = 1 atmosfir. Air yang terdapat dibawah

muka air tanah dinamakan air tanah, yang berada di dalam pori - pori akibat gaya

tarik antar molekul dinamakan air hogroskopis.

5) Konsolidasi

Konsolidasi adalah pemampatan tanah yang disebabkan oleh proses keluarnya

air pori dari tanah secara berangsur-angsur akibat pembebanan secara konstan.

Kemampuan konsolidasi suatu material dapat diketahui dengan cara membebani

suatu contoh material yang jenuh air sehingga terjadi konsolidasi yang

diakibatkan oleh proses pengerutan karena keluarnya air pori dari celah-celah

butiran.

Semakin kecil koefisien filtrasi suatu material, akan semakin lama pula waktu

yang dibutuhkan untuk mengeluarkan air pori dari material tersebut, demikian

pula penurunan yang terjadi juga akan semakin lambat. Semakin banyak

kandungan kerikil dalam tanah, maka konsolidasinya juga semakin kecil

3.2.3 Material Tanah Timbunan

Secara garis besar bahan atau material pokok timbunan tubuh bendungan dapat

dibedakan dalam 2 (dua) macam, yaitu :

- Material yang fungsi utamanya untuk mendukung stabilitas tubuh bendungan,

berupa material lulus air, seperti pasir, kerikil dan batu.

- Material yang fungsi utamanya untuk mencegah rembesan air dari waduk,

berupa material kedap air yang umumnya berupa tanah lempungan.

Pada umumnya material lulus air tidak sensitif terhadap perubahan tingkat kadar

air yang dikandungnya, sehingga karakteristik mekanisnya juga tidak banyak

berubah saat terjadi perubahan kadar air, baik yang berasal dari air hujan

maupun dari air tanah. Sebaliknya material kedap air sangat sensitif terhadap

perubahan tingkat kadar air yang dikandungnya. Oleh karena itu, pada saat

penimbunan, kadar air material tersebut harus selalu diawasi secara teliti, apabila


44

Geoteknik

kadar airnya berbeda dari spesifikasi desain, maka kadar air material tersebut

harus disesuaikan lebih dulu sebelum digunakan untuk timbunan.

Material untuk tubuh bendungan, biasanya diusahakan agar dapat diambil

sedekat mungkin dari tempat lokasi calon bendungan. Hampir semua material

tanah/batuan dapat digunakan sebagai material tubuh bendungan, kecuali

tanah yang mengandung zat-zat organik atau zat-zat yang mudah larut lainnya.

Berhubung banyaknya jenis material yang terdapat di daerah sekitar lokasi

calon bendungan, maka dengan dasar pemilihan material yang paling ideal,

tubuh bendungan dapat direncanakan sedemikian rupa, sehingga didapatkan

altermatif bentuk geometri yang paling menguntungkan.

Material timbunan/urugan, secara umum dapat dibedakan dalam 3 jenis, yaitu :

1. Tanah

2. Pasir Kerikil

3. Batu

1) Lapisan Kedap Air

Seperti telah diuraikan diatas, semakin kecil ukuran butiran tanah, maka

koefisien permeabilitasnya akan semakin rendah. Biasanya jenis tanah yang

baik untuk zone atau lapisan kedap air adalah tanah dengan butiran yang agak

kasar (coarse grains), tetapi bercampur secara homogen dengan dua jenis tanah

yang lebih halus yaitu :

- Tanah yang 10 -15 % bagiannya dapat melewati saringan berukuran 0,074

mm.

- Tanah lempungan yang 5 % bagiannya dapat melewati saringan 0,005 mm.

Material kedap air terdiri dari: lempung berplastisitas tinggi dan plastisitas rendah

(CH dan CL), pasir lempungan dan kerikil lempungan(SC-GC), dan lanau

lempungan (CL-ML). Material ini biasa digunakan sebagai material urugan zona

inti dan selimut kedap air, memiliki koefisien permeabilitas setelah dipadatkan

lebih kecil dari orde 10-5 cm/s.

Material semi kedap air, mecakup: lanau, pasir lanauan (SM), kerikil lanauan

(GM), pasir lanauan dan pasir bergradasi buruk (SP) yang mengandung butiran


45

Geoteknik

halus yang lolos ayakan no. 200 hingga 12% (biasanya 5% adalah batas atas

material lulus air) bersifat semi kedap air, walaupun dalam spesifikasi material

diizinkan dipakai untuk material urugan zona lolos air.

Disamping sebagai bahan tubuh bendungan, biasanya material pasir dan kerikil

ini merupakan material vital untuk lapisan filter atau transisi suatu bendungan.

Oleh karena itu, gradasi dari bahan tersebut perlu mendapat perhatian khusus.

Persyaratan yang harus dipenuhi adalah sebagai berikut :

- Gradasi material sesuai dengan fungsi yang dibebankan pada lapisan atau

zona-zona pada calon tubuh bendungan.

- Tingkat kekerasan materioal setinggi mungkin dan mempunyai kekuatan

geser yang cukup tinggi.

- Tidak mengandung campuran zat-zat organik atau mineral-mineral yang

mudah larut.

- Mempunyai kestabilan struktur yang tinggi terhadap pengaruh-pengaruh

atmosfir maupun kimiawi lainnya.

- Mempunyai kemampuan drainase yang cukup memadai.

2) Lapisan Lulus Air

Yang dimaksudkan material lulus air menurut ‖Pedoman Uji Mutu konstruksi

Tubuh Bendungan Tipe Urugan‖ adalah pasir dan atau kerikil non kohesif yang

mempunyai sifat meluluskan air (free drain) dan mengandung butiran yang lolos

saringan no. 200 kurang dari 5%. Uji kompaksi standar (standard proctor, SNI

03-2832-1992) di laboratorium terhadap material ini tidak dapat menghasilkan

kadar air optimum dan kepadatan kering maksimum yang jelas, seperti halnya

material kedap air (lempung). Kepadatan kering di lapangan dapat diperoleh dari

hubungan kepadatan maksimum dan minimum yang dapat diperoleh dari

pengujian kepadatan relatif di laboratorium dengan menggunakan meja getar

(SNI 03-1965-1990). Biasanya, zona urugan luar (shell) suatu bendungan

menggunakan tanah berbutir kasar yang mengandung sejumlah butiran halus

dan didesain sebagai zona lulus air.

Material batu digunakan sebagai zona lulus air atau setengah lulus air pada

bendungan zonal dan untuk hamparan pelindung pada lereng udik atau timbunan

drainase tumit di sebelah bawah lereng hilir (tumit) bendungan tanah. Jenis

batuan yang cocok sebagai material urugan dari suatu bendungan, adalah seperti


46

Geoteknik

tabel di bawah.

Tabel 3.4 Jenis Batuan yang Cocok untuk Bendungan.

Jenis batuan yang baik untuk digunakan sebagai bahan.

Jenis batuan yang harus

dipertim-bangkan sebelumdigunakan sebagai bahan.

Granit Basalt, andesit, dan riolit Batu pasir yang berumur sebelum era Mesozoik Batu gamping Kwarsit

Serpih, batu sabak Tufa Batu pasir yang berumur Era kenozoikum Genes, sekis yang mengandung banyak retakan

3) Material Campuran

Material ini digunakan untuk memenuhi persyaratan tertentu, karena material yang

ada dan tersedia di lapangan tidak memenuhi persyaratan, misalnya lempung

dengan platisitas tinggi dengan kadar air dan indeks plastisitas tinggi (CH) yang

berpotensi bersifat ekspansif dan sulit dikerjakan pada kadar air mendekati kadar

air optimum.

Untuk memperbaiki sifat dan konsistensinya tersebut jenis tanah tersebut yang

dikenal sebagai stabilisasi tanah dengan cara pencampuran dengan pasir atau

kapur, tergantung kemudahan dan tersedianya material pencampur tersebut di

lapangan. Dengan cara stabilisasi tersebut disamping kemudahan pengerjaan

(workability), juga meningkatkan kuat geser tanah. Khusus mengenai tanah

dispersif ini dibahas lebih dalam pada bab tersendiri.

4) Material Random

Selain material seperti yang telah diuraikan di atas, kadang-kadang juga

digunakan material yang kualitasnya lebih rendah, seperti:

a) Material batu yang berasal dari batuan lunak yang mudah lapuk.

b) Material dari dua jenis material tanah, pasir atau kerikil yang tidak mungkin

terpisahkan, karena pelapisannya pada tempat penggalian terlalu tipis.

c) Material hasil galian dari pondasi zone kedap air atau pondasi bangunan

pelengkap bendungan.

d) Material hasil galian jalan jalan masuk atau jalan exploitasi.

e) Material yang penyebarannya cukup luas, tetapi tidak mempunyai

karakteristik yang seragam.

Material seperti tersebut biasanya dimanfaatkan sebagai material timbunan zona


47

Geoteknik

sembarang (random zone). Zona sembarang ini bersama-sama dengan

zona-zona lain dari tubuh bendungan berfungsi untuk mempertahankan

kestabilan tubuh bendungan.

Bila material random ini digunakan pada bendungan tipe sekat, maka sebagai

lapisan kedap air yang dipasang pada lereng hulu, digunakan material seperti

beton aspal, beton bertulang, material pelapis kedap air. Akan tetapi pada

perhitungan stabilitas bendungan, terutama perhitungan longsoran, kekuatan

geser material pelapis kedap air yang tipis ini biasanya diabaikan.

3.2.4 Tanah Bersifat Khusus

Dalam penyiapan desain bangunan air, sering dijumpai tanah atau batuan alami

yang bersifat khusus yang perlu lebih kehati-hatian dalam penanganannya.

Tanah tersebut, antara lain adalah tanah dispersif, tanah ekspansif, tanah lunak,

tanah yang mudah runtuh (colapsible soil), dan lain-lain.

1) Tanah Dispersif.

Dilapangan tanah dispersif dapat diperkirakan berdasarkan tanda-tanda yang

sering terlihat di lapangan berupa rongga kecil sampai besar di permukaan tanah.

Untuk memastikan apakah suatu tanah termasuk dipersif atau tidak,

dilaboratorium biasanya dilkukan uji pinhole (SNI-03-3405-1994). Tanah lempung

yang mudah tergerus disebabkan karena proses pelarutan dikategorikan sebagai

lempung bersifat khusus yang disebut sebagai tanah dispersif (dispersive clays).

2) Tanah lunak

Tanah lunak adalah tanah yang mempunyai kuat geser rendah dan sifat

kompresibilitas tinggi. Pada umumnya lapisan tanah ini selalu dalam kondisi

terendam air atau mempunyai kadar air yang tinggi. Tanah lunak banyak

dijumpai dipesisir timur Sumatra, Kalimantan dan Irian

Tanah lunak juga merupakan salah satu jenis dari tanah bersifat khusus

(problematic soil) yang apabila tidak diselidiki secara seksama dapat

menimbulkan masalah ketidakstabilan dan pergerakan/deformasi berlebihan

yang membahayakan bangunan diatasnya. Tanah yang dimaksud dapat berupa

tanah lempungan atau lanauan baik mengandung organik maupun inorganik.

Untuk jenis tanah ini sulit untuk memperoleh contoh tanah tidak terganggu,


48

Geoteknik

sebagai gantinya dapat dilakukan uji lapangan, misal dengan pisokonus atau uji

baling.

Berdasarkan kuat geser dan daya dukungnya, tanah lunak dapat dibagi menjadi

2 kelompok, seperti tabel di bawah.

Tabel 3.5 Kelompok Tanah Lunak

No. Konsistensi Kuat geser

Undrained,Su, (kN/m2)

Perlawanan konus

Sondir, qc (kN/m2)

Standard Penetraion Test, NSPT

(Pukulan/30 cm)

I 1. 2.

Tanah Lempungan

- Sangat lunak - Lunak

< 12.5

12.5 – 25.0

< 5

5 - 10

< 3

3 - 5

II. Tanah pasiran / lanauan

- < 10

-

Disamping tanah bersifat khusus, ada beberapa jenis tanah/batuan yang juga

memerlukan penanganan khusus dalam hal cara melakukan identifikasi,

pengambilan contoh, cara uji dan karakteristiknya, seperti disarikan pada tabel di

bawah. Untuk tanah bersifat khusus (problematic soil) dibahas tersendiri pada

bab VI.


49

Geoteknik

Tabel 3.6 Ikhtisar identifikasi, pengambilan contoh, cara uji dan karakteristiknya.


50

Geoteknik

3.3 Sifat Batuan

Sama seperti tanah, batuan juga memiliki sifat fisik dan kimiawi maupun sifat

teknik seperti yang dijelaskan pada sub bab 3.1. Uji dilakukan untuk

mengetahui sifat fisik, kimiawi dan sifat teknik massa batuan atau pecahannya

untuk bahan bangunan.

3.3.1 Sifat Fisik dan Kimiawi

Untuk mengetahui sifat fisik batuan biasa dilakukan uji fisik yang mencakup:

berat jenis, porositas batuan, permeabilitas, satuan berat, dan lain sebagainya,

seperti:

1) Uji muai (swelling), untuk mengetahui besarnya pemuaian batuan yang digali

kemudian terendam air; uji dilakukan untuk batuan lapuK, batuan lunak, tanah

dll.

2) Uji serap air, untuk mengetahui ketahanan batuan terhadap air, khususnya

untuk batuan lunak, lapuk, atau selang-seling. Dilakukan dengan cara

mengukur berat contoh batuan sebagai akibat proses penghancuran atau

perusakan dengan cara direndam dan dipanaskan secara berulang-ulang.

3) Uji sifat kimiawi, dilakukan untuk mengetahui keberadaan mineral-mineral

yang dapat menyebabkan kerusakan pada beton (karena reaksi alkali atau

asam) seperti: apatite, allite; pyrite (mudah teroksidasi), asam belerang, dll.

3.3.2 Kekuatan Batuan

Batuan dasar bisa berupa campuran massa batuan dan/atau pecahan-pecahan

batu. Sifat mekanik massa batuan terutama ditentukan oleh jenis batuan itu

sendiri dan merupakan unsur terpenting dalam mengklasifikasi massa batuan.

Kuat desak, cepat rambat gelombang seismik, kekerasan restitusi, kuat tarik, uji


51

Geoteknik

indeks beban titik, uji tekan tidak terkekang, uji tekan triaksial,dan lain-lain adalah

cara yang umum untuk mengevaluasi sifat-sifat mekanis batuan dan

mengklasifikasi massa batuan

Uji indeks beban titik merupakan uji sederhana sebagai pengganti uji UCS,

karena dapat digunakan potongan inti batuan tidak teratur. Untuk uji tarik

langsung diperlukan persiapan khusus yang biasanya sulit bagi laboratorium

pabrik. Oleh karena itu, kuat tarik sering kali dievaluasi dengan pembebanan

tekan benda uji silindris yang melintang diameter (dikenal sebagai uji Brazilian).

Uji geser langsung digunakan untuk menyelidiki karakteristik friksi sepanjang

bentuk diskontinuitas batuan.

1) Uji indeks beban titik: untuk menentukan klasifikasi kekuatan batuan. Indeks

batuan biasa digunakan untuk mengevaluasi kekuatan tekan uniaksial (σu),

dan nilai rata-rata σu. Uji ini dilakukan dengan mengacu pada standar uji

SNI 03-2814-1992.

2) Uji tekan uniaksial (UCS = Uniaxial Compression Strength): untuk mengukur

kuat tekan uniaksial batuan (qu, σu , σc). Uji ini dapat dilakukan dengan

mengacu pada standar uji SNI 03-2825-1992.

3) Uji Brasilian, untuk mengetahui kuat tarik batuan. SNI 06-2486-1991.

4) Uji geser langsung, untuk mengetahui kuat geser batuan. Uji ini dapat

dilakukan dengan mengacu pada standar uji SNI 06-2486-1991

Hasil yang diperoleh dapat digunakan untuk mengklasifikasi batuan, pemilihan

mesin bor yang cocok untuk penggaliannya, program kerja penggalian batu dll.

3.3.3 Ketahanan

Evaluasi ketahanan batuan sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor alami, seperti

cuaca musiman dan siklus ulang temperatur (misalnya aliran air, pembasahan

dan pengeringan, kegiatan gelombang, pembekuan dan pencairan, dan lain-lain).

Oleh karena itu, sebaiknya dilakukan uji ketahanan bahan.

Prinsip dasar uji ketahanan adalah cara empirik dan hasilnya merupakan

petunjuk atau indikasi ketahanan batuan terhadap proses alami. Perilaku batuan

dalam aplikasi sebenarnya dapat berbeda dengan hasil uji. Oleh karena itu, uji

Ketahanan batuan merupakan cara uji mutu yang handal dan terpercaya. Selain


52

Geoteknik

hasil uji ini, kesesuaian berbagai jenis batuan dan penggunaannya bergantung

pada kinerja aplikasi awal. Sebagai contoh penggunaan uji ketahanan batuan

adalah pada evaluasi serpih dalam bendungan urugan batuan.

1) Uji tahan lekang (slake durability test) batuan adalah untuk mengetahui

ketahanan serpih atau batuan lunak lainnya yang mengalami siklus

pembasahan dan pengeringan. Uji ini dapat dilakukan dengan mengacu pada

standar uji SNI 03-3406-1994.

2) Uji keawetan (soundness) adalah untuk menentukan keawetan batuan rip-rap

yang mengalami erosi. Uji ini dapat dilakukan dengan mengacu pada standar

uji ASTM D 5240.

3.3.4 Karakteristik Deformasi Batuan Utuh

Kekakuan batuan dapat diwakili dengan modulus elastisitas, untuk regangan-

regangan kecil sampai sedang. Jenis uji ini adalah:

1) Uji modulus elastistas adalah untuk mengetahui karakteristik deformasi

batuan utuh dengan regangan antara dan perbandingan yang memadai

dengan jenis batuan utuh lainnya. Uji ini dapat dilakukan dengan mengacu

pada standar uji A ST M D 3148.

2) Uji gelombang ultrasonik, untuk mengetahui harga modulus elastis dinamis

batuan dengan mengukur cepat rambat gelombang ultrasonik batuan. untuk

mengukur kecepatan pulsa gelombang tekan dan geser dalam batuan utuh

dan konstanta elastis ultrasonik dari batuan isotropik.

Uji ini dapat dilakukan dengan mengacu pada standar uji A ST M D 2845.

Keuntungan utama uji ultrasonik adalah menghasilkan kecepatan gelombang

tekan P dan gelombang geser S, serta nilai-nilai ultrasonik untuk konstanta

elastis benda uji batuan utuh isotropik homogen. Untuk memperoleh

konstanta elastis batuan yang mempunyai lapisan anisotropik perlu dilakukan

pengukuran arah melintang yang berbeda untuk menggambarkan kekakuan

orthorhombic dan modulus, terutama jika terjadi foliasi, sementasi, perlapisan,

dan serat.


53

Geoteknik

BAB IV

PENYUSUNAN PROGRAM PENYELIDIKAN

4.1 Umum

Investigasi geoteknik dilakukan untuk mengumpulkan semua data yang berkaitan

dengan kondisi fondasi dan cadangan material yang tersedia untuk mendukung

desain bendungan. Investigasi harus dilakukan antara lain di lokasi bendungan

dan bangunan pelengkapnya, cekungan waduk dan daerah sekelilingnya serta

pada sumber bahan galian. Investigasi geoteknik tersebut mencakup investigasi

lapangan dan pengujian-pengujian di laboratorium.

Tujuan investigasi geoteknik adalah untuk memperoleh data tanah guna

keperluan desain dan pelaksanaan konstruksi suatu bendungan. Investigasi

geoteknik, dilakukan pada tahap studi kelayakan, desain awal (basic design),

desain rinci maupun saat pelaksanaan konstruksi.

Penyelidikan Geoteknik pada bendungan, bangunan pelengkap dan borrow area

harus cukup lengkap untuk mengevaluasi hal-hal sebagai berikut :

a) Kondisi fondasi dan kedua tumpuan;

b) Cara perbaikan fondasi yang dibutuhkan;

c) Penggalian lereng;

d) Persediaan dan karakteristik bahan urugan;

e) Kemungkinan dewatering yang diperlukan.

Data yang diperoleh sangat berguna untuk menentukan tataletak yang lebih tepat

dan tipe bendungan. Pengumpulan data ini mencakup klasifikasi, sifat fisik

perlapisan tanah dan batuan, dan variasi muka air tanah. Pengetahuan

mengenai geologi regional dan lokal, dapat menghasilkan peta dan potongan

geologi. Peta yang menunjukkan tentang litologi, struktur geologi, kelulusan air,

topografi, dan geometri sangat dibutuhkan untuk menyusun program

penyelidikan Geoteknik, interpretasi kondisi antara dua lubang bor dan evaluasi

geoteknik (lihat SNI-03-2436-1991 dan SNI-03-2849-1992).


54

Geoteknik

Jumlah titik eksplorasi ditentukan oleh kompleksnya kondisi fondasi

dan besarnya proyek yang akan dibangun. Penyelidikan awal bahan urugan

biasanya sudah dilakukan, sehingga jumlah dan sifat teknis bahan urugan sudah

diketahui sebelum melakukan studi pemilihan tipe bendungan.

Struktur geologi dapat menggambarkan jurus (strike) dan kemiringan (dip) dari

bidang perlapisan, rongga dalam batu kapur, rekahan, kekar, lensa-lensa

lempung, zona patahan (gauge zone) dan sesar. Struktur ini sangat

mempengaruhi stabilitas fondasi dan lereng galian, terutama yang berhubungan

dengan rembesan air. Perlapisan tanah yang berpotensi mengalami likuifaksi

waktu terjadi gempa bumi harus diselidiki dengan uji penetrasi standar

(SPT).

Penyelidikan tanah dan batuan fondasi secara lebih rinci dibutuhkan bila

ditemukan hal-hal khusus sebagai berikut :

a) Lapisan pasir yang berpotensi mengalami proses likuifaksi

(liquefaction).

b) Lempung lunak dan sensitif;

c) Tanah organik ;

d) Tanah ekspansif;

e) Tanah bersifat ―collapsible‖ biasanya terjadi pada tanah berbutir halus yang

mempunyai kohesi rendah, berat volume asli rendah, mudah mengalami

perubahan volume (menurun) bila dibasahi dan diberi beban.

f) Batu lempung atau shales yang bersifat mengembang

dan menurun kekuatan gesernya bila dibongkar (unload) atau

dikupas .Jenis batuan ini kadang-kadang mempunyai kekuatan geser yang

rendah.

g) Batu kapur atau tanah calcareous yang mengandung rongga bekas

pelarutan.

h) Batu atau tanah ―gypsiferous‖.

i) Lempung berlapis-lapis (varved clay).

j) Bukaan dalam tanah atau batuan bekas tambang yang sudah

ditinggalkan.


55

Geoteknik

k) Formasi batuan dimana inti sama sekali tidak dapat terambil atau batang bor

terjatuh.

Jenis investigasi geoteknik yang perlu dilakukan serta analisis perhitungannya

pada setiap tahap desain, disajikan pada tabel di bawah.

Tabel 4.1 Jenis investigasi geoteknik dan metode analisis pada desain awal dan

desain rinci.

No. Uraian Desain awal Desain rinci

1. INVESTIGASI

a) Pemetaan x

b) Pemetaan rinci x x

c) Investigasi pondasi

- Geolistrik x

- Sondir (CPT) x

- Bor tangan x

- Bor inti,sampling,SPT,

permeabilitas

x x

, vane shear,muka air tanah,dll

- Sumur uji, paritan, dll

-

-

x x

- Pengujian laboratorium x x

2. INVESTIGASI BAHAN URUGAN

a) Bor tangan x x

b) Sumur uji dan pengambilan contoh x x

Tanah terganggu

c) Pengujian laboratorium, mineralogi,dll x x

3. METODE ANALISIS

Pembebanan

a) Beban/berat timbunan x x

b) Beban luar x x

c) beban akibat air tanah/pori x x

4. STABILITAS

a) Keseimbangan (equilibrium) x x

b) Elastoplastis (FEM) x

c) Squeezing x x

5. PENURUNAN (SETTLEMENT)

a) 1-D konsolidasi primer x

b) Elastoplastis (FEM) x

c) Kompresi primer dan sekunder x x

d) Deformasi elastoplastis FEM x

Catatan: Lihat Panduan Perencanaan Bendungan Urugan, Volume I, Survey dan

Investigasi, Juli 1999, Dep.PU.


56

Geoteknik

Pada umumnya investigasi lapangan dikelompokkan menjadi dua, yakni

investigasi fondasi dan investigasi material. Investigasi fondasi dilakukan

terhadap fondasi bendungan dan bangunan-bangunan pelengkap seperti

pelimpah, bangunan intake, terowongan, dll.

Kegiatan yang dilakukan, secara garis besar, antara lain :

- Pengumpulan dan pengkajian data dan hasil studi yang telah ada.

- Investigasi geologi permukaan

- Investigasi bawah permukaan

- Uji insitu geoteknik

- Uji laboratorium

- Pengolahan dan penyajian hasil investigasi

Sedangkan investigasi material dilakukan untuk mengetahui dan menentukan:

- Kualitas material timbunan dan agregat beton, yang mencakup klasifikasi

teknik, sifat fisik, sifat teknik, termasuk tanah ekspansif, dispersif,dll.

- Ketersediaan cadangan matrial yang memenuhi syarat.

- Kondisi yang berkaitan dengan: penggalian, lokasi, jalan masuk, jarak,

status, perlunya konservasi, dll.

Pengambilan bahan urugan disebelah hulu bendungan

harus mempertimbangkan pengaruh perendaman daerah borrow area. Karena

itu disarankan agar lokasi borrow area terletak pada elevasi cukup tinggi dan

tidak terletak dibawah mula air waduk. Banyaknya titik penyelidikan tergantung

pada homoginitas daerah yang diselidiki. Macam penyelidikan

yang sering dilakukan biasanya meliputi pembuatan sumuran uji, bor tangan

dan uji DCPT(Dutch Cone Penetration Test/sondir) .

Disamping investigasi fondasi dan material di atas, dinding kolam waduk

harus diselidiki untuk mengetahui apakah :

- Dapat menahan air tanpa rembesan yang berarti.

- Lereng alam dalam kolam waduk cukup stabil bila terjadi penurunan air

waduk secara tiba-tiba atau ada gempa bumi. Analisis harus dilakukan

secara rinci untuk mengetahui lokasi lereng yang berpotensi longsor.

Longsoran massa tanah/batuan dalam jumlah besar dapat menimbulkan

gelombang sangat tinggi, sehingga dapat terjadi overtopping.


57

Geoteknik

- Penyelidikan muka air tanah dalam kolam waduk dan sekitarnya juga

diperlukan, termasuk muka air tanah dari sumur-sumur penduduk.

Pada daerah berbatu kapur gua dan rongga yang terbentuk karena pelarutan

perlu diselidiki untuk mengetahui apakah air waduk tetap dapat tertampung.

Daerah-daerah bekas pertambangan juga perlu diselidiki secara lebih

seksama.

Tumpuan dari suatu bendungan adalah bagian dari bukit dimana kedua

ujung bendungan menumpu. Daerah sekitar ebatmen seperti fondasi perlu

diselidiki secara seksama. Kegagalan desain bendungan sering terjadi karena

penyelidikan pada daerah ebatmen kurang rinci. Rembesan

sering sekali terjadi melewati daerah tumpuan. Dinding perbukitan sebelah

udik dan hilir ebatmen kadang-kadang mempunyai lereng alam yang tegak.

Tempat ini sering mengalami longsor, sehingga menimbulkan kerusakan berat

pada mulut galeri, saluran pengeluaran dan kenaikan permukaan air waduk.

Karena itu harus diselidiki dengan lebih rinci.

Lokasi rencana pelimpah atau bangunan pengeluaran harus diselidiki secara

teliti untuk mengetahui kualitas batuan dan perlapisan tanah yang lemah.

Penyelidikan ini harus dapat memberi informasi tentang tebal

lapisan tanah dan batu, sehingga dapat digunakan untuk analisis

stabilitas lereng galian dan menentukan cara penggalian yang paling tepat.

Bila pelimpah dibangun berdekatan ujung bendungan, maka batuan dan

tanah diantara bendungan dan pelimpah harus diselidiki dengan teliti.

Lingkup, metode dan tingkat akurasi investigasi geologi ditentukan sesuai dengan

tahapan perencanan. Lingkup kegiatan utama penyelidikan geoteknik pada setiap

tahapan perencanaan jaringan utama irigasi disajikan pada tabel 4-1. Secara

umum lingkup kegiatan penyelidikan untuk mendukung perencanaan irigasi

mencakup:

1) Pengumpulan data.

2) Penyelidikan geoteknik pada calon lokasi bangunan utama dan bangunan

besar lainnya.


58

Geoteknik

3) Pengambilan contoh tanah pada trase saluran dan bangunan

4) Penyelidikan bahan bangunan

5) Uji laboratorium

6) Pelaporan yang mencakup evaluasi, kesimpulan dan saran.

Penyelidikan geoteknik pada calon lokasi bangunan utama (bendungan), ditujukan

untuk penyelidikan fondasi guna memperoleh data mengenai: daya dukung,

kelulusan air, batas-batas galian fondasi, rencana perbaikan fondasi, dll.

Penyelidikan geoteknik bahan bangunan dilakukan untuk memperoleh data

mengenai: kualitas material, ketersediaan material, kondisi lokasi sumber material,

metode penggaliannya, dan lain-lain, yang mencakup bahan timbunan,

bahan/agreragat beton dan batu.

Untuk mendapatkan data fondasi dan bahan bangunan, penyelidikan yang

dilakukan mencakup:

- penyelidikan geologi teknik permukaan

- penyelidikan geoteknik bawah permukaan.

Dalam pelaksanaannya, perlu didukung dengan berbagai penyelidikan lapangan

dan uji laboratorium. Sesuai dengan tahapan studi, kegiatan penyelidikan

geoteknik dibagi atas penyelidikan geoteknik pendahuluan dan penyelidikan

geoteknik rinci yang dilakukan baik bagi proyek baru maupun proyek rehabilitasi.

4.2 Penyelidikan Geoteknik untuk Proyek

Baru 4.2.1 Penyelidikan Geoteknik

Pendahuluan

Penyelidikan geoteknik pendahuluan atau tahap pemilihan, utamanya

dimaksudkan untuk mengumpulkan data geoteknik guna menentukan pilihan

lokasi, tipe dan ukuran bangunan utama. Lingkup kegiatannya meliputi hal-hal

sebagai berikut:

1) Mengidentifikasi lokasi yang terbaik dari beberapa lokasi rencana bangunan.

2) Mengevaluasi beberapa alternatif fondasi.

3) Melakukan tinjauan geologi dan beberapa pengambilan contoh, identifikasi

kondisi di bawah permukaan untuk mengetahui karakteristik kondisi


59

Geoteknik

perlapisan tanah/batuan secara umum, antara lain kedalaman batuan atau

tanah, ada tidaknya: struktur sesar, lubang benam (sinkholes), atau

lubang-lubang pelarutan, endapan tanah organik di daerah rawa, dan atau

adanya timbunan tua, debris, atau pencemaran.

4) Pada umumnya hanya diperlukan beberapa uji laboratorium, dan sangat

bergantung pada deskripsi kondisi geoteknik dari lubang bor yang disiapkan

oleh tenaga ahli lapangan dan atau geologi yang berpengalaman.

5) Mengkaji dan memecahkan masalah kondisi fondasi dan biaya pelaksanaan

konstruksi yang tinggi, jika ditemukan hal-hal yang meragukan.

Sebelum dilakukan penyelidikan lapangan, lebih dulu perlu dikumpulkan

data-data dan menyiapkan daftar simak untuk kemudian diisi sesuai hasil

pengamatan dilapangan.

4.2.2 Penyelidikan Geoteknik Tahap Desain Awal

Penyelidikan geoteknik pada tahap ini dilakukan untuk mendapatkan data-data

geoteknik yang diperlukan untuk menyiapkan desain awal. Penyelidikan dilakukan

di lokasi calon bendungan termasuk waduknya dan sumber galian, dengan

maksud :

- Penyelidikan di lokasi bangunan utama dimaksudkan untuk mengkaji

mengenai daya dukung dan permeabilitas fondasi, batas-batas galian fondasi,

rencana awal pekerjaan perbaikan fondasi, stabilitas dll.

- Penyelidikan dilokasi sumber galian, dimaksudkan untuk mengetahui: kualitas

bahan, ketersediaan bahan, kondisi lokasi (jarak, jalan masuk, status, perlu

tidaknya konservasi, dll.

Penyelidikan dilakukan secara tipikal meliputi: penyelidikan geoteknik terbatas

pada lokasi bendungan dan bangunan pelengkapnya dengan pemboran untuk

mengetahui stratigrafi umum, karakteristik tanah dan batuan, kondisi muka air

tanah dan kondisi lainnya yang penting untuk keperluan desain fondasi.

Melakukan pemboran tangan atau membuat sumur uji dan melakukan beberapa

pengambilan contoh di daerah sumber material (borrow area) serta uji

laboratorium untuk mengetahui sifat-sifat tekniknya. Bila perlu pada lokasi

bendungan dilakukan survai seismik untuk memperkirakan secara cepat


60

Geoteknik

ketebalan dan kedalaman lapisan tanah dan batuan, lokasi rekahan, struktur

sesar, serta ketebalan pelapukan batuan.

4.2.3 Penyelidikan Geoteknik Tahap Desain Rinci

Penyelidikan geoteknik pada tahap ini dilakukan untuk: melengkapi data-data

geoteknik yang diperlukan untuk menyiapkan desain rinci dan perkiraan biaya rinci

konstruksi, serta untuk mendapatkan informasi geoteknik lapangan secara khusus

pada lokasi-lokasi tertentu guna mengurangi risiko kondisi tanah yang tidak

terduga selama konstruksi. Lokasi pemboran, ditetapkan dengan

mempertimbangkan titik-titik pemboran dan hasilnya yang telah dilakukan pada

tahap sebelumnya.

Pada tahap penyelidikan geoteknik rinci, perlu dilakukan evaluasi

karakteristik/sifat tanah dan batuan untuk mendapatkan parameter perencanaan

bendungan dan bangunan pelengkapnya serta menyajikan ikhtisar

permasalahan geoteknik yang dibutuhkan dalam desain geoteknik bangunan

air secara umum yang mencakup : data/informasi yang diperlukan, uji

lapangan dan uji laboratorium untuk menunjang berbagai macam analisis

desain bangunan air. Setelah penyelidikan geoteknik tahap ini selesai,

kadang-kadang masih diperlukan penyelidikan geoteknik tambahan jika terdapat

perubahan desain yang signifikan atau jika terdapat keganjilan kondisi geoteknik

di lapangan ( insitu).

Sebelum melakukan penyelidikan, tenaga ahli geoteknik perlu mendapat

informasi dari perencana yang meliputi hal-hal sebagai berikut :

1) jenis/tipe, kriteria beban dan kinerja bangunan, lokasi, geometri dan elevasi

bangunan yang direncanakan;

2) lokasi dan dimensi galian dan timbunan, bendungan, bangunan pelengkap,

tembok penahan, dan fondasinya yang harus diidentifikasi dengan cermat;

3) lokasi calon bendungan, jalan masuk dan jenis konstruksi bangunan air yang

harus disediakan secara terperinci untuk memudahkan penentuan lokasi,

kedalaman, jenis dan jumlah pemboran yang harus dilakukan.


61

Geoteknik

4.3 Penyelidikan Geoteknik untuk Proyek Rehabilitasi

4.3.1 Penyelidikan Geoteknik Pendahuluan

Penyelidikan geoteknik pendahuluan perlu dilakukan pada proyek rehabilitasi dan

perbaikan bangunan air, seperti rehabilitasi tanggul atau timbunan yang

longsor, bangunan air yang mengalami penurunan, bocoran pada pipa

pengeluaran (culvert) bendungan, perbaikan stabilitas lereng, dll. Lingkup

penyelidikan tergantung jenis bangunan dan tingkat kerusakannya.

4.3.2 Penyelidikan Geoteknik Rinci

Penyelidikan geoteknik secara terperinci yang perlu dilakukan untuk proyek

rehabilitasi bergantung pada faktor-faktor seperti berikut:

1) Kondisi fasilitas/bangunan yang akan direhabilitasi;

2) Jenis dan tingkat kerusakan, misalnya kerusakan bendungan atau jalan

inspeksi, penurunan struktur, longsoran, drainase dan aliran air, seberapa

tinggi tingkat kerusakan yang terjadi serta kemungkinan kegagalan yang akan

datang;

3) Apakah bangunan akan diperbaiki seperti keadaan aslinya dan sesuai

dengan gambar konstruksi, atau akan diperbaharui misalnya penambahan

lereng pada tanggul jalan atau timbunan;

4) Jika bangunan akan diperbaharui, adakah perubahan pada geometri, lokasi,

pembebanan dan struktur yang direncanakan.

Informasi tersebut di atas sangat diperlukan untuk membantu perencanaan suatu

program penyelidikan geoteknik yang memadai.

4.4 Pengumpulan Data

Pengumpulan dan pengkajian data yang tersedia mutlak diperlukan dalam

perencanaan penyelidikan geoteknik. Hasil pengkajian data dan informasi ini

akan sangat membantu pekerjaan lapangan, penentuan lokasi dan kedalaman

pemboran, dan mengetahui informasi sejarah dan geologi yang sangat penting

yang kemungkinan perlu disajikan dalam laporan geoteknik.

Sumber-sumber data dan informasi geologi, historis dan topografi yang penting

antara lain adalah

1) Penyelidikan geoteknik masa lampau (data historis) pada atau dekat lokasi

proyek;


62

Geoteknik

2) Permasalahan konstruksi masa lampau dan catatan metode konstruksi di

lapangan (misalnya longsoran lereng, longsoran batuan, rembesan

berlebihan, penurunan tidak terduga, dan informasi lain); informasi yang

sangat penting ini harus diselidiki, didokumentasi, dan dievaluasi oleh tenaga

ahli;

3) Peta, laporan dan publikasi dari Direktorat Geologi ;

4) Peta zona daerah rawan banjir dari institusi yang terkait;

5) Perpustakaan universitas setempat dan perpustakaan pusat dari institusi

terkait;

6) Data geologi, data gempa, peta bahaya gempa, peta patahan, dan informasi

dari instansi atau institusi yang terkait (BMG, Direktorat Geologi, Puslitbang

Sumber Daya Air);

7) Foto udara (USGS, SCS, Earth Resource Observation System);

8) Pemetaan jarak jauh (LANDSAT, Skylab, NASA);

9) Peta lapangan yang memperlihatkan lokasi-lokasi parit, saluran air,

gorong-gorong, prasarana, dan jaringan pipa;

10) Peta aliran air, sungai dan badan air lainnya yang berhubungan dengan

bendungan dan bangunan pelengkapnya, jembatan, gorong-gorong dan

lain-lain, termasuk data bathimetrik.

4.5 Peninjauan Lapangan

Peninjauan lapangan ke lokasi rencana proyek diperlukan untuk memperluas

informasi mengenai topografi, geologi, geoteknik, dan kondisi jalan masuk. Data

dan informasi ini akan sangat membantu dalam penyusunan program dan

rencana penyelidikan geoteknik, termasuk penyusunan spesifikasi dan rencana

anggaran biaya. Data dan informasi yang diperoleh, antara lain mengenai:

a) Pengolahan tanah dan vegetasi yang ada sekarang

b) Tanah-tanah yang strukturnya sulit (problematic soil) seperti tanah dengan

kembang susut besar, tanah yang mudah longsor, tanah berplastisitas tinggi,

gambut, dll.

c) Tanda-tanda terjadinya erosi, longsoran, lereng yang curam, penurunan

permukaan, singkapan, adanya batu-batu bongkah dipermukaan, bahan

timbunan, agregat beton.

d) Keberadaan patok BM dan titik referensi lainnya untuk

e) Kondisi lapangan secara umum, keamanan, gudang tempat penyimpanan


63

Geoteknik

peralatan

f) Kondisi jalan masuk untuk transportasi peralatan lapangan

g) Pengaturan lalu lintas selama pekerjaan penyelidikan lapangan, lokasi

prasarana apakah berada di atas dan di bawah permukaan, jenis dan

kondisi fasilitas yang tersedia (jalan, jembatan dan lain-lain), penggunaan

lahan yang berdekatan (bangunan sekolah, tempat ibadah, fasilitas penelitian

dan lain-lain), pembatasan jam kerja, batasan hak melintas lebih dulu dan

persoalan lingkungan.

Sebelum ke lapangan ahli geoteknik perlu diberi informasi mengenai rencana

desain dan konstruksi.

4.6 Komunikasi Dengan Perencana/Pemberi Tugas

Selama pelaksanaan penyelidikan geoteknik, perlu dilakukan diskusi bersama

secara berkala antara tenaga ahli geoteknik dengan pengawas lapangan. Hal

ini akan membantu memberikan informasi kepada pihak pemberi tugas atau

perencana mengenai kondisi yang tidak biasa atau kesulitan dan perubahan

yang ditemukan di lapangan dalam pelaksanaan penyelidikan.

Frekuensi komunikasi bergantung pada keadaan lokasi proyek dan

permasalahan yang dihadapi. Formulir informasi penyelidikan geoteknik

lapangan yang dapat digunakan untuk memperjelas komunikasi persyaratan

umum program penyelidikan kepada semua personil.


64

Geoteknik

BAB V

PENYELIDIKAN GEOTEKNIK

5.1 Penyelidikan Lapangan

5.1.1 Tanggung Jawab Tenaga Ahli Geoteknik

Program penyelidikan geoteknik lapangan direncanakan oleh tenaga ahli

geoteknik berdasarkan hasil pengumpulan dan pengkajian data yang tersedia.

Metode penyelidikan lapangan, persyaratan pengambilan contoh, serta jenis

dan frekuensi uji lapangan yang akan dilakukan ditentukan berdasarkan data

dan informasi geoteknik yang tersedia, persyaratan desain proyek,

ketersediaan peralatan, dan kondisi lapangan ( insitu).

Program penyelidikan geoteknik biasanya perlu dimodifikasi setelah dilakukan

penyelidikan pendahuluan, sehubungan dengan hal-hal berikut ini:

1) Adanya kendala transportasi/jalan masuk ke lokasi pekerjaan.

2) Adanya perubahan kondisi geoteknik dari yang diperkirakan sebelumnya.

Untuk keperluan modifikasi program penyelidikan, tenaga ahli geoteknik atau

geologi harus segera melaporkan kepada proyek mengenai kendala dan

perubahan yang terjadi dilapangan dan menyampaikan usulan modifikasi yang

akan dilakukan.

Tenaga ahli geoteknik, bertanggung jawab atas pemeriksaan (verifikasi)

pekerjaan yang berkaitan dengan pelaksanaan program, kemajuan pekerjaan,

komunikasi dengan tenaga ahli geoteknik dari pihak pemberi tugas mengenai

kondisi geoteknik yang tidak biasa atau yang mengalami perubahan.

Petunjuk umum yang harus diikuti ahli geoteknik di lapangan meliputi hal-hal

sebagai berikut.

1) Memahami lingkup proyek, spesifikasi teknik dan perihal pembayaran

(disarankan ada dokumentasi satu kopi dari hasil rencana lokasi pemboran

dan spesifikasi di lapangan).

2) Memahami kondisi lapangan jalan masuk dan setiap pembatasan.

3) Mengkaji informasi geologi dan geoteknik yang tersedia.


65

Geoteknik

4) Mengkaji data lapangan yang diperoleh berkaitan dengan tujuan penyelidikan

secara kontinyu.

5) Mengatur hubungan harian dengan tenaga ahli geoteknik proyek; dan

memberikan uraian ringkas berkaitan dengan kemajuan pekerjaan, kondisi,

permasalahan dan lain-lain.

6) Mengisi formulir tipikal secara teratur, yang terdiri atas

a) memo lapangan harian;

b) lubang bor, sumuran uji, instalasi sumur dan lain-lain;

c) laporan pengeluaran subkontrak-formulir isian harian, penandatangan

dengan petugas pemboran.

7) Mengamati dengan seksama pekerjaan pemboran pada setiap waktu, dan

memperhatikan dengan cermat hal-hal berikut:

a) kedalaman rata-rata (pengukuran panjang batang dan contoh);

b) prosedur pengambilan contoh dan pemboran;

c) adanya ketidakseragaman, kehilangan air, batang jatuh, dan lain-lain;

d) penghitungan pukulan SPT dan pukulan pada pipa lindung (casing);

e) penguku ran kedalaman air tanah dan pencatatan derajat kadar air

contoh.

8) Membimbing petugas pemboran untuk mengikuti spesifikasi.

9) Mengklasifikasi contoh-contoh tanah dan batuan, meletakkan contoh dalam

tabung contoh dan memberi label, memastikan inti batuan telah disimpan

dengan baik, membuat foto, dan perlindungan contoh.

10) Memverifikasi bahwa contoh tidak terganggu telah diambil, ditangani,

dilindungi (sealed) , diberi label dan diangkut dengan baik.

11) Tidak membuka rahasia informasi kepada siapa pun, kecuali kepada tenaga

ahli geoteknik atau pemberi tugas.

12) Jika dirasakan ada keraguan atau timbul permasalahan, sebaiknya pekerjaan

dihentikan dan didiskusikan dengan tenaga ahli geoteknik dari pihak pemberi

tugas.

5.1.2 Jenis Penyelidikan

Secara garis besar kegiatan penyelidikan dibagi menjadi dua, yaitu penyelidikan

lapangan dan uji laboratorium yang keduanya dilakukan untuk mendapatkan

informasi geoteknik untuk fondasi, bahan timbunan, bahan beton dan batu. Jenis


66

Geoteknik

penyelidikan geoteknik yang dilakukan dilapangan, antara lain meliputi :

1) interpretasi penginderaan jarak jauh (remote sensing) atau interpretasi

foto udara.

2) pemetaan geologi teknik

3) pendugaan geofisik;

4) pemboran inti dan pemboran tangan

5) pembuatan lubang uji (sumuran uji, paritan uji, terowong uji)

6) pengambilan contoh tak terganggu;

7) pengambilan contoh terganggu, bahan beton dan batu

8) pengujian lapangan.

Selanjutnya contoh yang diperoleh dari lapangan diuji dilaboratorium untuk

meperoleh data mengenai sifat fisik dan sifat teknik tanah dan batuan fondasi,

bahan timbunan, bahan beton dan batu.

a) Penyebaran dan kedalaman pemboran

Untuk mendukung perencanaan bendungan dan bangunan pelengkapnya,

diperlukan data sifat-sifat tanah dari permukaan sampai kedalaman tertentu,

yang dapat diperoleh melalui pemboran, pembuatan sumuran dan paritan uji.

Penyelidikan dengan pembuatan sumuran dan paritan uji, umumnya dapat

dilakukan sampai kedalaman 5 m atau 1 m dibawah muka air tanah. Untuk

penyelidikan yang lebih dalam dari 5 m, diperlukan pemboran. Jumlah, jarak,

lokasi, dan kedalaman pemboran bergantung pada beberapa faktor sbb:

1) tipe dan keadaan kritis bangunan,

2) formasi tanah dan batuan,

3) perubahan stratifikasi yang diketahui,

4) beban-beban fondasi.

Pada tahap penyelidikan geoteknik rinci di rencana lokasi bendungan

sekurang-kurangnya diperlukan 3 titik pengeboran inti, 2 titik di rencana

bangunan pelimpah (spillway) dan 3 titik di rencana saluran/terowongan

pengelak. Cara ini cukup memadai untuk bendungan dengan tinggi < 40 m dan

untuk kondisi tanah normal (bukan tanah berperilaku khusus/problematic soil).

Untuk bendungan > 40 m diperlukan data geoteknik yang lebih detail agar


67

Geoteknik

diperoleh hasil perencanaan yang aman dan ekonomis. Penempatan titik-titik

pemboran di calon lokasi bendung hendaknya mampu memberi gambaran profil

geologi dan profil permeabilitas/lugeon dari pondasi melintang dan memanjang

rencana bendungan dan bangunan pelengkapnya, termasuk saluran/terowongan

pengelak. Sedangkan untuk penyelidikan di sumber-sumber ketersediaan

material harus dapat memberikan gambaran menganai kualitas dan kuantitas

material, ketersediaan material paling tidak harus dua kali kebutuhan.

5.2 Penyelidikan Permukaan

5.2.1 Pemetaan Geologi

Penyelidikan geologi permukaan perlu dilakukan pada tahap desain awal

maupun desain rinci yang kegiatannya mencakup pengkajian data yang telah

ada, pengenalan lapangan, pengamatan terhadap singkapan-singkapan dan

pembuatan peta geologi yang dilakukan dengan cara analogi terhadap kondisi

bawah permukaan.

Data yang perlu dikaji antara lain topografi, stratigrafi, struktur geologi, sifat

batuan, material endapan, hidrogeologi dan sejarah geologi (geohistory).

Penyebaran dan ketebalan endapan permukaan, jenis dan sifat bahan, derajat

pelapukan, pola dan penyebaran bidang-bidang diskontinyuitas dikaji lewat

pengamatan terhadap singkapan-singkapan yang ada dengan bantuan peta

topografi. Tebal, derajat pelapukan dan sifat tanah penutup, diamati dengan

membuat paritan dan sumur uji.

Peta dasar yang digunakan berupa foto udara atau peta topografi :

- Peta wilayah dengan skala 1:50.000 sampai 1:100.000

- Peta semi detil lapangan skala 1:10.000 sampai 1:25.000

- Peta detil dengan skala 1:500 sampai 1:5.000

Data yang diperoleh dari investigasi ini harus mampu memberi informasi

mengenai : stratigrafi; struktur geologi; orientasi bidang diskontinyuitas seperti

struktur sesar; kekar; jurus; kemiringan lapisan; jenis dan sifat batuan;

hidrogeologi; daerah longsoran; lokasi sumber material timbunan dan aggregat

beton.


68

Geoteknik

Hasil investigasi ini bersama dengan hasil kegiatan investigasi yang lain,

selanjutnya dituangkan didalam peta geologi skala detil yang harus mampu

menggambarkan hasil investigasi geologi permukaan dengan jelas, dan dibuat

berdasarkan klasifikasi geologi sesuai dengan tujuan investigasi.

Investigasi untuk fondasi, klasifikasi geologi terutama didasarkan pada kekuatan

dan permeabilitas batuan fondasi, sedang investigasi cadangan material lebih

diutamakan pada faktor gradasi, plastisitas serta hal-hal yang berkaitan dengan

penggaliannya. Lokasi singkapan, batas formasi batuan dan lokasi struktur sesar,

kekar, bidang geser harus dinampakkan dengan jelas didalam peta. Formasi

batuan sebaiknya diklasifikasi berdasar sifat mekaniknya.

Peta geologi perlu disiapkan, pada lokasi-lokasi berikut :

- Cekungan waduk dan daerah sekitarnya, dengan skala 1:500 1:5.000

- Lokasi bendungan utama dan pelana, bangunan pelengkap, skala 1:500

1:1.000

- Lokasi sumber galian, skala 1:500 1:1.000

- Lokasi lain yang dianggap perlu

5.2.2 Interpretasi Penginderaan Jarak Jauh

Data hasil penginderaan jarak jauh dapat digunakan secara efektif untuk

mengidentifikasi kondisi permukaan tanah secara regional, formasi geologi,

lereng gunung yang curam dan permukaan refleksi patahan, dasar sungai

terbenam, kondisi jalan masuk lokasi, dan formasi umum tanah dan batuan. Data

penginderaan jarak jauh dari satelit (peta/gambar LANDSAT dari NASA), foto

udara dari USGS, dan pemetaan udara dengan menggunakan foto udara yang

tersedia, dapat membantu tenaga ahli geoteknik dalam melakukan interpretasi.

Pengambilan contoh, penyelidikan dan teknik pengujian maupun batasan dan

kemampuannya, mutlak dipahami oleh tenaga ahli geoteknik sebelum

menerapkannya pada proyek.


69

Geoteknik

5.2.3 Pendugaan Geofisik

Pengujian geofisik yang biasa digunakan adalah resistivitas permukaan (SR =

Surface reisitivity), penetrasi tanah dengan radar (GPR = ground penetrating

radar), dan konduktivitas elektromagnit (EM). Penyelidikan ini akan sangat

membantu untuk hal-hal sebagai berikut :

a) Menentukan stratigrafi tanah,

b) Mendeteksi perubahan cepat dalam satuan tanah dasar, dan lokasi lubang

kavitasi bawah tanah dalam formasi karst,

c) Mengidentifikasi prasarana bawah tanah dan atau gangguan.

Gelombang mekanik terdiri atas gelombang tekan (P-wave) dan gelombang

geser (S-wave), yang dapat diukur dengan metode-metode refraksi gempa,

crosshole, dan uji gempa downhole serta memberikan informasi sifat elastik

dinamik tanah dan batuan untuk berbagai keperluan. Pada khususnya,

kecepatan gelombang geser diperlukan baik untuk studi amplifikasi gempa

lapangan akibat getaran tanah maupun untuk evaluasi likuifaksi tanah.

Pada desain awal survai seismik diperlukan untuk memperkirakan kedalaman

lapisan tanah dan batuan, lokasi rekahan, struktur sesar, kondisi dan tingkat

pelapukan batuan. Jalur survai, paling tidak dilakukan di sepanjang tapak

bendungan sejajar poros bendungan, palung sungai, tumpuan kanan dan kiri,

serta sepanjang bangunan pelimpah. Untuk desain rinci survai seismik

diperlukan untuk melengkapi data yang diperoleh pada tahap desain awal.

Pengujian geofisik dilakukan menggunakan alat geofisik untuk menentukan

kecepatan gelombang, seperti gambar-gambar di bawah.

Gambar 5.1 Pengujian geofisik di lapangan


70

Geoteknik

Gambar 5.2 Alur gelombang melalui formasi batuan

5.3 Penyelidikan Bawah Permukaan

5.3.1 Umum

Investigasi ini dimaksudkan untuk mengklasifikasi batuan fondasi berdasarkan

sifat-sifat teknisnya yang antara lain, kondisi geologi yang mencakup jenis dan

sifat batuan baik fisik, mekanik, dan sifat hidrauliknya, serta mengumpulkan data

lengkap guna menentukan tipe bendungan, batas galian serta perbaikan fondasi.

Kondisi diatas dapat diketahui dari hasil pemboran inti. Selain pemboran inti,

metode lain yang lazim digunakan adalah pendugaan geo fisik dengan survai

seismik, dan terowongan uji. Secara umum lokasi dan kuantitas investigasi ini

ditetapkan dengan mempertimbangkan tipe dan ukuran bendungan, serta kondisi

geologi setempat.

Jumlah dan jenis investigasi lapangan harus direncanakan dengan seksama,

agar dapat diperoleh data dan parameter tanah yang diperlukan. Untuk tanah

lunak, jenis investigasinya sangat berbeda dibandingkan jenis tanah lainnya.

Teknik pengeboran dan pengambilan contoh tanah tak terganggu sangat sulit

dilakukan, akibatnya sulit memperoleh hasil yang memuaskan. Bila

menggunakan tabung biasa, lubang bor sering menutup kembali dan contoh

tanah tidak berhasil diambil. Penggunaan alat dan metoda pengambilan yang

tidak tepat akan mengakibatkan, hasil yang diperoleh tidak akan memadai,

sehingga banyak membuang waktu dan biaya.


71

Geoteknik

5.3.2 Pengeboran

Pengeboran diperlukan untuk mengetahui secara langsung kondisi geologi

dicalon lokasi bendungan, bangunan pelengkap dan sumber galian. Pengeboran

dilakukan dengan “rotary core drilling” dengan diameter mata bor >56 mm.

Kedalaman pengeboran dilokasi bendungan pada prinsipnya harus sampai

menembus batuan dasar lebih dari 5 meter, atau secara umum paling tidak 2/3~1

kali tinggi bendungan. Kedalaman yang pasti ditetapkan berdasarkan hasil uji

seismik dan geologi setempat.

Selama pengeboran dapat dilakukan berbagai uji, yang antara lain :

- Uji penetrasi standar (SPT) setiap kedalaman 2 meter atau setiap pergantian

lapisan.

- Uji permeabilitas setiap kedalaman 1,5 3 meter. Metode uji permeabilitas

(uji packer, tekanan, open end) disesuaikan dengan karakteristik formasi.

- Disamping itu juga dapat dilakukan pengambilan contoh tanah tak terganggu

(undisturbed samples).

Pengeboran harus dilakukan secara hati-hati agar tidak menyebabkan tingkat

ketergangguan yang tinggi pada dinding dan dasar lubang bor. Untuk

memperoleh contoh tanah yang baik dari dasar lubang bor, diperlukan metode

pengeboran yang teliti dan alat pengambil yang tepat. Mesin bor yang digunakan

juga mempengaruhi kualitas dari lubang yang dibuat.

Lakukan pemeriksaan visual di lapangan terhadap contoh tanah yang diambil,

antara lain : bila ujung tabung pengambil contoh dalam kondisi rusak, contoh

yang terambil akan terganggu. Bila bagian ujung tabung berisi lumpur atau

kotoran bekas pemboran, lakukan pemeriksaan di laboratorium sebagai berikut :

a) Saat contoh tanah dikeluarkan dari tabung dengan menggunakan alat

pengeluaran (extruder), periksa bagian-bagian yang terganggu,

b) Sebagai tambahan, pengujian dengan menggunakan alat penetrasi atau

baling ukuran saku, juga dapat membantu untuk menentukan bagian yang

terganggu.

Pengambilan contoh tanah tak terganggu dapat dilakukan melalui lubang bor

dengan diameter tertentu. Saat pengambilan contoh tanah, dasar lubang harus


72

Geoteknik

bersih dan pengeboran harus dilaksanakan sesuai prosedur Tata Cara

Penyelidikan Geoteknik, Volume I, Penyelidikan Pendahuluan, Pengeboran dan

Diskripsi Lubang Bor (Pd T-03.1-2005-A), karena sangat menentukan kualitas

contoh tanah yang diambil. Jenis mesin bor yang sering digunakan adalah mesin

bor putar (rotary drilling machine), seperti Gambar 4.9, penggunaan mesin bor

perkusi (percussion boring) dan bor air (wash boring) tidak dianjurkan karena

dasar lubang bor dapat terganggu.

Gambar 5.3 Konfigurasi mesin bor putar

Kecepatan pengeboran dan mata bor yang direkomendasikan adalah seperti

tabel di bawah.


73

Geoteknik

Tabel 5.1 Kecepatan mata bor yang direkomendasikan (USBR,Clark, 1963)

Jenis mata bor Jenis

tanah

Putaran mata

bor

(putaran/detik)

Kecepatan

Penetrasi

(mm/detik)

Tekanan sirkulasi lumpur (kPa)

Tiga pisau

(Three blade

drag)

Pasir 1,7 100 – 150 105 – 175

lempung 3,3 – 5,0 25 - 50 175 – 281

Tabung ganda

(double tube)

untuk sampling

pasir 1,3 – 1,7 100 - 127 105 -175

lempung 1,7 50 - 100

250 – 280, untuk lempung

lanauan lunak, dan 350 – 530,

untuk lempung teguh

Berdasarkan penelitian di Jepang, direkomendasikan kecepatan putaran mata

bor sekitar 0,8 – 2,5 putaran/detik dengan gaya penetrasi sebesar 500 N.

Gambar 5.4 Sistem bor auger tangga putar batang padat menerus: (a) Perlengkapan sistem bor auger, (b) matabor berbentuk jari (finger) dan ekor ikan (fish tail), (c) ukuran alat bor batang masif, (d) beberapa bentuk potongan

bor auger dan sambungannya (FHWA NHI-01-031) Sumber : Pedoman penyelidikan geoteknik untuk fondasi bangunan air, Volume I, Pd T-03.1-2005-A

Untuk kedalaman bor yang dangkal (maksimum 8 -10 m) dapat dilakkan dengan

menggunakan bor tangan. Pengeboran tangan tersebut dilakukan dengan

menggunakan mata bor jenis Iwan atau spiral, sebagai tenaga pemutar, dapat


74

Geoteknik

menggunakan tenaga manusia (mata bor Iwan) atau mesin (mata bor spiral).

5.3.3 Pengambilan Contoh Tanah

Pengambilan Contoh Tanah Tak Terganggu (undisturbed samples) dapat

dilakukan melalui lubang bor pada kedalaman yang ditentukan, antara lain pada

setiap perubahan perlapisan atau pada interval kedalaman tertentu.

Pengambilan contoh tanah tak terganggu juga harus mempertimbangkan

posisinya terhadap muka air tanah (MAT), yaitu :

a) Pengambilan di atas MAT

Pengeboran dengan lumpur atau air, tidak boleh dilakukan, sebab dapat

mengubah kadar air tanah. Dasar lubang dapat dibersihkan dengan tekanan

angin atau dengan cara lain.

b) Pengambilan di bawah MAT

Tekanan lumpur/air harus diperhitungkan terhadap posisi MAT. Tekanan yang

berlebihan dapat merusak dasar lubang dan menyebabkan terbukanya lapisan

tanah (rekah hidraulis).

Pada pengambilan contoh tanah tak terganggu (undisturbed samples), kedua

ujung tabung yang berisi contoh tanah tak terganggu harus ditutup dengan

lilin/parafin untuk menjaga kadar air contoh tidak berubah.

Gambar 5.5 Tabung contoh yang ditutup dengan parafin

Untuk mengurangi terganggunya contoh tanah selama

pengangkutan/transportasi, tabung harus disusun dalam peti yang dilengkapi

dengan bahan peredam goncangan seperti gambar di bawah.


75

Geoteknik

Gambar 5.6 Tampak atas contoh cara pengepakan tabung contoh

5.3.4 Uji in-situ geoteknik

Pengujian lapangan (insitu testing) diantaranya adalah meliputi uji penetrasi

standar (SPT), uji penetrasi konus (CPT), uji geser baling (VST), uji dilatometer

(DMT), uji pressuremeter (PMT), uji lapangan dan probe khusus dan uji geofisik.

(i) Standard Penetration Test (SPT) atau uji penetrasi standar dilakukan di

dalam lubang bor untuk mengetahui kondisi kepadatan lapisan tanah. Tabung

SPT yang digunakan biasanya berupa tabung belah (split spoon sampler)

yang disamping digunakan untuk mengetahui kekerasan lapisan tanah

(dengan cara malakukan penumbukan), juga dapat mengambil contoh tanah

terganggu (disturbed samples). Tabung belah tersebut adalah seperti gambar

di bawah.


76

Geoteknik

Gambar 5.7 Tabung belah SPT

Sedangkan prosedur penetrasi SPT dengan tabung belah adalah seperti

gambar di bawah.

Gambar 5.8 Skema urutan uji penetrasi standar (SPT)

Uji penetrasi standar (Standard Penetration Test, SPT) dilaksanakan

bersamaan dengan pengeboran untuk mengetahui baik perlawanan dinamik


77

Geoteknik

tanah maupun pengambilan contoh terganggu dengan teknik penumbukan.

Uji SPT terdiri atas uji pemukulan tabung belah dinding tebal ke dalam tanah

dan disertai pengukuran jumlah pukulan untuk memasukkan tabung belah

sedalam 300 mm (1 ft) vertikal. Dalam sistem beban jatuh ini digunakan palu

dengan berat 63,5 kg (140 lb) yang dijatuhkan secara berulang dengan tinggi

0,76 m (30 in). Pelaksanaan pengujian dibagi dalam tiga tahap, yaitu

berturut-turut setebal 150 mm (6 in) untuk masing-masing tahap. Tahap

pertama dicatat sebagai dudukan, sementara jumlah pukulan untuk

memasukkan tahap kedua dan ketiga dijumlahkan untuk memperoleh nilai

pukulan N atau perlawanan SPT (dinyatakan dalam pukulan/0,3 m atau

pukulan per foot). Uji SPT dilakukan di dasar lubang bor yang telah disiapkan

dengan menggunakan metode pengeboran auger tangga putar atau metode

bor putar. Pada waktu uji SPT dilakukan, proses pengeboran dihentikan.

Pada umumnya, pengujian dilakukan setiap 0,76 m (2,5 ft) pada kedalaman

kurang dari 3 m (10 ft), dan setiap interval 1,5 m (5,0 ft) pada kedalaman

selanjutnya. Tinggi tekan air dalam lubang bor harus diatur berada di atas

muka air tanah, untuk menghindari masuknya aliran air yang dapat

menimbulkan ketidakstabilan lubang bor.

(ii) Uji penetrasi dinamik; dilakukan dengan menggunakan Cone Penetration

Test (CPT) atau lebih dikenal dengan sondir kapasitas 2 ton atau piezocone

elektrik yang kecuali mengetahui perlawanan konus juga dapat mengukur

tekanan air pori dan uji disipasi di lapangan. Uji penetrasi konus atau uji

sondir adalah uji lapangan yang paling terkenal di Indonesia, karena dapat

dilakukan dengan cepat, ekonomis, dan memberikan gambaran profil lapisan

tanah yang kontinu untuk digunakan dalam evaluasi karakteristik tanah.

Pengujian dilakukan dengan mendorong probe baja silindris ke dalam tanah

dengan kecepatan konstan 20 mm/detik dan mengukur besarnya tahanan

konus. Penetrometer standar mempunyai ujung yang berbentuk konus

bersudut puncak 600, diameter selubung 35,7 mm (luas proyeksi =10 cm2),

dan lengan friksi 150 cm2. Tahanan terukur pada ujung atau tahanan ujung

konus dinyatakan dengan qc, sedangkan tahanan gesek terukur atau friksi

dinyatakan dengan fs. Alat dengan diameter konus lebih besar, yaitu 43,7 mm

(luas ujung 15 cm2 dan lengan 200 cm2) juga diperbolehkan dalam standar.


78

Geoteknik

Uji CPT dapat digunakan dalam tanah lempung sangat lunak sampai pasir

padat, tetapi tidak memadai untuk kerikil atau batuan. Uji CPT memberikan

hasil yang lebih akurat dan lebih dapat dipercaya (lebih handal) untuk analisis,

tetapi tidak dapat digunakan untuk pengambilan contoh uji. Oleh karena itu,

hasilnya sangat bermanfaat untuk melengkapi hasil pengeboran dengan

pengambilan contoh yang diuji di laboratorium dan uji SPT.

Akhir-akhir ini, telah dilakukan tambahan sensor untuk membentuk alat

khusus seperti konus resistivitas, konus akustik, konus gempa, konus getar,

alat tekanan konus, dan konus tegangan lateral. Selain itu, dengan

pemeliharaan tanda, penyaringan, pengerasan, dan pendigitisasi telah

digabung dengan probe, sehingga menjadi konus elektronik (Mayne dkk,

1995).

Gambar 5.9 Penetrometer konus termasuk friksi elektrik dan jenis-jenis

pisokonus

Sumber : Pedoman penyelidikan geoteknik untuk fondasi bangunan air, Vol II, Pd

T-03.2-2005-A

(iii) Uji geser baling (VST = vane shear test) atau uji baling lapangan (FV = field

vane) dapat digunakan untuk mengevaluasi kuat geser tidak terdrainase

setempat dari lempung lunak-kaku dan lanau pada interval kedalaman 1 m

(3,28 ft) atau lebih. Uji ini terdiri atas proses pemasukan baling ke dalam

lempung dan pemutaran alat pemuntir pada sumbu vertikal, sesuai dengan

standar SNI 06-2487 atau ASTM D 2573. Dalam perhitungan kuat geser


79

Geoteknik

digunakan cara keseimbangan batas dengan menghubungkan gaya puntir

(torsi) puncak yang terukur dengan nilai su terhitung (kuat geser tidak

terdrainase). Rasio dari kedua parameter kekuatan puncak dan contoh

terganggu (remolded) yang diuji, disebut sensitivitas St. Pemilihan ukuran

baling biasanya bergantung pada karakteristik konsistensi dan kekuatan

tanah. Baling standar mempunyai geometri empat persegi dengan diameter D

= 65 mm, tinggi H = 130 mm (H/D = 2), dan tebal mata pisau e = 2 mm.

Gambar 5.10 Baling-baling untuk mata pisau runcing dan empat persegi

(iv)Uji dilatometer (DMT); uji dilatometer (DMT) adalah suatu metode uji yang

menggunakan alat baca tekanan melalui pelat daun runcing yang didorong

masuk ke dalam tanah, untuk membantu memperkirakan stratigrafi tanah dan

tegangan lateral dalam keadaan diam (at rest lateral stresses), modulus

elastisitas dan kuat geser pasir, lanau dan lempung. Peralatan uji ini terdiri

atas mata pisau nirbaja yang meruncing dengan baji bersudut 180, yang

didorong masuk secara vertikal ke dalam tanah pada interval kedalaman 200

mm (atau interval alternatif 300 mm) dengan kecepatan 20 mm/det. Mata

pisau (panjang 240 mm, lebar 95 mm dan tebal 15 mm) dihubungkan ke alat

ukur tekanan di permukaan tanah melalui pipa kawat khusus melewati batang

bor (drill rod) atau batang konus (cone rod). Suatu membran baja fleksibel

berdiameter 60 mm yang dipasang pada salah satu sisi dari mata pisau yang


80

Geoteknik

dipompa secara pneumatik, digunakan untuk menghasilkan dua jenis

tekanan.

Gambar 5.11 Peralatan dilatometer datar (a) sistem alat ukur tekanan

rangkap,

(b) alat ukur tekanan tunggal, (c) sistem data akuisisi dengan komputer

Sumber : Pedoman penyelidikan geoteknik untuk fondasi bangunan air, Vol II, Pd T-03.2-2005-A

(v) Uji pressuremeter; uji ini terdiri atas probe silinder panjang yang

dikembangkan secara radial di dalam tanah sekelilingnya, dengan

menggunakan sejumlah cairan bertekanan pada waktu pemompaan probe.

Data dapat diinterpretasi sebagai kurva hubungan

tegangan-regangan-kekuatan secara lengkap. Di dalam tanah media cairan

biasanya air (atau gas), sedangkan dalam batuan lapuk dan retak digunakan

minyak hidraulik. Alat pressuremeter asli diperkenalkan oleh seorang ahli

Perancis Louis Menard pada tahun 1955. Prototip ini mempunyai pengaturan

yang komplek dari tabung air dan udara, serta pemasangan alat-alat ukur

tekanan dan katup-katup pengujian. Pada saat ini, desain sel tunggal

menggambarkan penggunaan sederhana air bertekanan dengan pompa ulir.

Ada dua faktor kekuatan penting yang harus diketahui pada batuan fondasi,

yaitu : kuat desak atau kuat tarik, dan kuat geser. Uji kuat desak atau kuat tarik

dapat dilakukan di laboratorium terhadap contoh inti pemboran dan galian uji,

namun evaluasi terhadap fondasi tidak dapat hanya berdasar pada uji

laboratorium, karena pengaruh dari retakan dan kelembapan alamiah batuan


81

Geoteknik

tidak tercermin didalam hasil uji. Oleh karena itu, disamping uji laborat juga perlu

dilakukan uji insitu pada tanah batuan asli yang langsung dilakukan pada lobang

bor seperti yang telah diuraikan diatas, dan atau pada galian uji.

Jenis uji in-situ yang dilakukan pada terowongan atau sumuran uji antara lain :

Uji pembebanan / uji deformasi

Uji insitu geseran

Uji cepat rambat gelombang elastis

Disamping itu perlu dikaji ketahanan batuan terhadap proses pelapukan (slaking)

untuk mengetahui stabilitasnya jangka panjang.

5.3.5 Sumur/Parit Uji

Maksud dari penggalian sumuran uji ini adalah :

- Pengamatan visual perlapisan tanah dan diskripsinya.

- Mencari kelongsoran/struktur geologis dengan membuat/ memperluas sumur

uji menjadi paritan untuk mendapatkan kedalaman lapisan tanah/batuan

- Mendapatkan cara yang mudah untuk penggalian ditinjau dari segi biaya dan

untuk menetapkan kedalaman lapisan batuan

- Mengadakan percobaan di tempat dalam skala besar termasuk percobaan

daya dukung pelat dan percobaan pembebanan horisontal

- Mengambil contoh tanah tak terganggu (block samples dan tabung) serta

tanah terganggu (material timbunan di borrow area) untuk pengujian

pemadatan di laboratorium (Proctor test).

Sebelum pekerjaan dimulai semua peralatan yang dibutuhkan harus disiapkan.

Salah satu langkah pertama adalah pemilihan lokasi yang tepat sehingga data

yang diharapkan bisa diperoleh. Kadang-kadang perlu diperhatikan kerusakan

yang timbul pada lengkungan baik akibat sumur uji itu sendiri maupun akibat

peralatan yang dibawa. Setelah lokasi ditemukan, rencana sumur uji ditandai

dengan patok. Lapisan humus dibuang terlebih dahulu. Setiap penggalian

dilakukan lapis demi lapis setebal ± 30 cm untuk memungkinkan pengujian-

pengujian setempat. Untuk sumur uji dengan kedalaman lebih dari 1,50 m harus

diberi kemiringan atau diberi turap pelindung, tetapi untuk tanah lumpur yang


82

Geoteknik

sangat lunak kadang-kadang diperlukan tuiap meskipun kedalaman galian

kurang dari 1,50 m. Untuk tanah lempung kenyal kadang-kadang tidak

dibutuhkan turap sampai kedalaman 1,50 m tetapi untuk lebih dari 1,50 m

diperlukan turap. Tanah pasir dan lanau akan membahayakan terutama jika

mengandung air dan terutama jika berada di bawah muka air tanah. Tanah

batuan sering-sering tidak membutuhkan turap hanya perlu diperhatikan adanya

bahaya batu jatuh.

Jika pengujian telah selesai, maka sumur uji harus ditutup kembali tetapi jika

masih dibutuhkan untuk tidak tertimbun kembali.

Gambar 5.12 Pengambilan block sample dan deskripsi tanah di sumur uji

5.3.6 Terowongan Uji (Adit)

Maksud dari pekerjaan ini adalah untuk membuat "exploratory adit" atau

terowongan uji, yaitu terowongan berukuran kecil (kurang lebih 2 m x 2 m)

dengan tujuan:

a. Mengetahui keadaan geologi bawah permukaan di tempat lintasan rencana

terowongan.

b. Pengujian lapangan ("insitu test), antara lain: "loading test", "shear test", "flat

jack test" dan lain sebagainya.

Peralatan yang digunakan, antara lain adalah :

a. Peralatan penggalian untuk tanah, batuan lapuk, dan batuan lunak.

b. Peralatan peledakan untuk penggalian batu segar yang bersifat keras.

c. Peralatan untuk membuang material galian.

d. Balok kayu atau besi untuk penyangga.


83

Geoteknik

e. Generator, pompa air, dan lain-lain perlengkapan yang biasa dipakai untuk

penggalian "exploratory adit".

Tahap pelaksanaan penggalian/penerowongan dilakukan sebagai berikut :

- Di tempat pintu masuk biasanya dijumpai tanah pelapukan tebal, sehingga

perlu dibuat galian terbuka terlebih dahulu.

- Pintu masuk "exploratory adit" perlu dipasang penyangga secara seksama

dan pengaman lain untuk menghindari runtuhan.

- Penyangga yang menerus perlu dipasang pada tempat dengan tanah atau

batuan yang mudah runtuh.

- Penggalian dengan bahan peledak pada tempat dengan batuan keras perlu

dilakukan oleh ahli yang berpengalaman.

- Perlu dipasang lampu penerangan, tanda-tanda ukuran jarak dan juga

peralatan untuk ventilasi.

- Bocoran air tanah perlu segera didrainasi.

- Dinding dan atap "exploratory adit" perlu dibersihkan, misal disemprot dengan

air, untuk memudahkan deskripsi geologi.

- Pada tempat-tempat yang telah ditentukan agar dilakukan pengujian

lapangan sesuai instruksi pihak perencana, misal: "loading test", "shear test"

dan lain sebagainya.

- Bila perlu, beberapa contoh batuan diambil untuk pengujian lebih lanjut di

laboratorium.

Data yang diperoleh adalah log "exploratory adit", yaitu deskripsi geologi dinding

kiri, kanan, dan atap "exploratory adit", yang antara lain memuat: litologi berikut

sifat fisiknya, diskontinuitas, rembesan air tanah, hasil-hasil pengujian yang

dilakukan dan lain sebagainya.

Catatan:

a. Mengingat pekerjaan ini berbahaya, maka faktor keselamatan perlu diprioritaskan.

b. Bentuk "exploratory adit" yang umum adalah trapesium dengan ukuran lantai dasar 1,8

m, sisi tegak masing-masing 1,8 m, dan lebar atap 1,4 m. Untuk keperluan khusus,

ukurannya dapat dibuat lebih besar. Panjang "exploratory adit" bisa puluhan sampai

ratusan meter tergantung dari keperluan.


84

Geoteknik

Gambar 5.13 Kondisi Geologi Pada Galian Explorasi Adit

5.3.7 Pengujian Laboratorium

a) Umum

Disamping metode pengeboran dan pengambilan contoh tanah di lapangan, cara

menangani contoh tanah dalam transportasi ke laboratorium, juga merupakan

faktor penting untuk menjaga agar gangguan tidak terjadi pada contoh tanah.

Alat dan cara menangani contoh tanah lunak di laboratorium mulai dari

mengeluarkan contoh dari tabungnya, mencetak, sampai memasang ke dalam

alat uji laboratorium, harus dilakukan dengan hati-hati.

Uji laboratorium diperlukan untuk :

Melakukan analisis sifat teknik batuan (fragmen pembentuk batuan) dan

melengkapi data untuk mengklasifikasi batuan dengan membandingkan sifat

fisik dan sifat kimiawi fragmen batuan.


85

Geoteknik

Mengetahui sifat teknik batuan atau fragmen batuan sebagai bahan timbunan,

agregat beton dan lain sebagainya, serta untuk mengevaluasi mutu bahan.

Sesuai jenis material yang diuji, pekerjaan uji laboratorium dapat dikelompokkan

menjadi dua macam, yaitu uji laboratorium mekanika tanah dan mekanika batuan

seperti berikut di bawah.

b) Laboratorium Mekanika Tanah

Pengujian-pengujian penting di laboratorium mekanika tanah, diantaranya

diuraikan sebagai berikut di bawah.

i) Pengujian rutin, di antaranya :

1. kadar air asli,SNI 03-1965-1990.

2. berat isi dan berat spesifik,SNI 03-1964-1990

3. pembagian butiran tanah, SNI 03-3423-1994

4. batas-batas konsistensi Atterberg, SNI 03-1966-1990 dan SNI 03-1967-1990

5. kuat geser, triaksial :

- Triaksial UU (SNI 03-4813-1998), CU, CD (SNI 03-2455-1991); pemilihannya

tergantung dari kondisi dan jenis pembebanan untuk jangka pendek dan

jangka panjang. Pengujian dengan menggunakan Back Pressure (BP)

tergantung dari kondisi penjenuhannya ; pada kondisi pondasi atau tubuh

bendungan jenuh air (air waduk terisi air, kondisi steady seepage) diperlukan

BP, pada kondisi tidak jenuh, tidak diperlukan BP.

- Geser langsung, SNI 03-2813-1992

- Geser langsung residual,

6. konsolidasi, SNI 03-2812-1992

7. permeabilitas, SNI 03-6870-2002 dan SNI 03- 6871-2002

8. pin hole test. SNI 03-3405-1994

ii) Pengujian tambahan untuk tanah lunak, berupa :

1. kadar organik, SNI 03-2816-1992.

2. uji geser baling laboratorium,

3. kompresi sekunder, diameter standard dan bila perlu diameter lebih besar Ø

20 cm ( rowe cell),


86

Geoteknik

4. uji tekanan air berlebih dan disipasinya, menggunakan alat triaksial.

1) Batas-Batas Konsistensi Tanah

Pengujian konsistensi tanah di laboratorium dilakukan dengan menggunakan

batas-batas Atterberg.

Gambar 5.14 Alat uji batas cair (Casagrande)

1) Batas susut (SL)

Batas susut adalah kadar air maksimum dimana pengurangan kadar air tidak

menyebabkan penyusutan di dalam volume massa tanah. Kondisi ini

menunjukkan batas antara kondisi kaku dan semi kaku.

2) Plastis Limit (wP)

Plastis limit adalah kadar air yang sesuai yang ketentuan batasnya antara plastis

dan semi solid dari konsistensi tanah. Ini adalah kadar air dimana tanah akan

mulai retak ketika digulung - gulung menjadi suatu gulungan dengan diameter


87

Geoteknik

kira - kira 3 mm.

3) Batas cair (wL)

Batas cair adalah kadar air dengan batas antara cair dan plastis dari

ketentuan batas - batas konsistensi tanah. Ini adalah kadar air, dimana suatu

massa tanah yang ditempatkan dalam cawan , dipotong dengan alat membentuk

suatu alur yang mempunyai ukuran standar. Alur tersebut akan menutup kembali

dengan celah beberapa cm pada ketukan 25 pukulan pada cawan Atterberg.

Standar.

Gambar 5.15 Batas - batas Atterberg

Pada penentuan batas-batas konsistensi ini, air ditambah secara berangsur-

angsur pada tanah kering yang melewati saringan no.40 tersebut. Pada batas

dimana tanah menjadi plastis, berat air dalam persentase berat tanah kering

adalah disebut batas plastis (wP).

Bila air ditambahkan sampai di atas batas plastis, tanah akan berubah menjadi

cairan (liquid). Pada batas tanah menjadi cair, berat air dalam persentase dari

berat tanah kering disebut batas cair (wL). Perbedaan diantara dua harga dari

kedua kondisi batas konsistensi tersebut, dimana. tanah dalam keadaan plastis

dinamakan indeks plastisitas (IP). Dalam praktek, tanda atau symbol %

dihilangkan ketika merujuk besaran-besaran Atterberg limits.

4) Indeks Plastisitas ( IP )

Indeks plastisitas adalah selisih antara batas cair dan batas plastis, yaitu :


88

Geoteknik

IP= wL - wP

Tanah dengan batas cair (wL) yang tinggi, memiliki sifat plastisas dan

kompresibilitas yang tinggi (kembang susut besar) dan sangat dipengaruhi oleh

kadar airnya. Sebaliknya bila batas cair rendah plastisitas dan kompressibilitas-nya

rendah. Kapasitas pengembangan dapat diperkirakan dari indeks plastisnya.

Tanah dengan IP > 20 potensi pengembangan sedang; IP > 35 potensi

pengembangan tinggi. Kekuatan tanah setelah pengembangan akan berkurang

sangat besar. Tanah dengan indeks plastis tinggi, pengerjaan untuk

pemadatannya relatif lebih sulit, dan bila indeks plastisnya yang rendah biasanya

kandungan material halusnya juga rendah dan pada batas tertentu akan bersifat

lolos air dan kurang plastis. Pada kondisi mengering sampai batas susut dari

kondisi jenuh, tanah yang memiliki batas susut rendah akan menyusut lebih besar

dibanding tanah yang batas susutnya tinggi. Oleh karenanya penggunaannya

perlu dibatasi, biasanya diletakkan dibagian dalam timbunan yang tidak

terpengaruh banyak kadar air.

5) Indeks Penyusutan ( SI)

Indeks penyusutan adalah selisih antara batas plastis dan batas susut, yaitu :

S I = wP – SL

Hasil pengujian diplotkan pada grafik di bawah, untuk memperoleh klasifikasi

tanah yang diuji. Klasifikasi tanah yang berlaku di Indonesia adalah mengikuti

Unified Soil Classification System (USCS)

Sample

Gambar 5.16

Klasifikasi tanah berdasarkan USCS


89

Geoteknik

Aktifitas tanah (A), adalah sifat aktif dalam penyesuaian perubahan volume

terhadap pengaruh air, yang ditunjukkan dari hubungan :

A = C

I p

Dimana :

Ip = Indeks plastis (%)

C = Kandungan fraksi lempung (%)

Sebagai gambaran untuk tanah kaolinit A sekitar 0,4 dan untuk tanah

monmorilonit A ≥ 5 (sangat aktif). Tingkat aktifitas tanah ditunjukkan tabel di

bawah.

Tabel 5.2 Tingkat aktifitas tanah

No. Tingkat aktifitas

(A) Klasifikasi

1. < 0,75 tidak aktif

2. 0,75 – 1,25 normal

3. 1,25 – 2,00 aktif

4. > 2,00 sangat aktif

2) Kadar Organik

Untuk mengetahui kandungan/kadar organik pada suatu contoh tanah dapat

dilakukan dengan menggunakan metoda pembakaran (ignition test) atau

menggunakan metoda oksidasi diakromat, yang kemudian di hitung kehilangan

beratnya. Pada metoda pembakaran, awalnya contoh tanah dipanaskan melalui

oven dengan suhu 105 0C. Setelah didinginkan, kemudian ditimbang untuk

memperoleh kadar airnya. Contoh tanah dipanaskan pada oven bersuhu 440 0C,

hingga material menjadi abu.


90

Geoteknik

Kadar abu = %100kertan

xoveningahcontohmassa

abuMassa

Kadar organik = 100 – kadar abu (%)

Pada metoda oksidasi dikromat, kandungan bahan organik (O) diperoleh dari

rumus di bawah.

O = m

V67,0

dimana :

V = volume total larutan dikromat potasium untuk oksidasi contoh tanah (mL)

m = massa tanah yang diuji (gram)

Tanah yang mengandung sulfida atau klorida akan memberikan kandungan

organik yang tinggi.

3) Pengujian Triaksial

Cara pengujian menggunakan triaksial adalah merupakan cara yang sering

digunakan dan cocok untuk semua jenis tanah. Keutungan dari cara ini

adalah kondisi pengaliran (drainasi) dari benda uji dapat dikontrol, disamping

dapat diberikannya tegangan kesemua arah (3) terhadap benda uji, seperti

pada gambar di bawah.

Jenis pengujian tergantung dari jenis tanah (sifat drainasi) dan waktu

pembebanan (jangka pendek dan jangka panjang), yaitu :

Uji UU (unconsolidated undrained shearing test)

Di dalam pengujian tidak diperkenankan terjadi drainasi (termasuk udara)

serta kehilangan tekanan air pori. Hasil uji bergantung pada derajad

kejenuhan (S) benda uji. Jika S=100% akan diperoleh kuat geser tak

terdrainasi Su. Uji ini tidak dapat diaplikasikan pada tanah berbutir kasar


91

Geoteknik

Gambar 5.17 Alat Uji Triaksial

Uji CU (consolidated undrained shearing test)

Setelah tekanan pori hilang selama konsolidasi pada tekanan tertentu,

kemudian contoh yang dalam keadaan jenuh air/tidak jenuh dimampatkan

dibawah kondisi undrain

Uji CU‘ dengan pengukuran tekanan pori sangat bermanfaat karena dapat

karena dapat memberikan pengukuran kuat geser tidak terdrainasi Su, baik

dalam ragam tekan maupun parameter tegangan efektif c’ dan Ø’.

Uji CD (consolidated drained shearing test)

Dalam hal ini contoh diuji dalam keadaan terdrainasi penuh serta tekanan pori

dibuang pada setiap tahap pembebanan. Uji ini juga memberikan para meter

c’ dan Ø’.

Hasil-hasil uji dapat disajikan sesuai dengan tegangan lingkaran Mohr untuk

mendapatkan parameter kekuatan. Jika dilakukan lebih dari dua atau tiga

pengujian, sebaiknya hasil uji digambarkan sebagai hubungan p-q, dengan q = ½

(σ1 - σ3) dan p‘ = ½ (σ1‘- σ3‘) seperti diperlihatkan pada gambar di bawah.

Selain itu, seluruh lintasan tegangan dari mulai sampai selesai dapat diikuti.


92

Geoteknik

Gambar 5.18 Lingkaran Mo hr tegangan efektif untuk uji triaksial terkonsolidasi

tidak terdrainase

Gambar 5.19 Kurva p‘- q‘ efektif untuk uji triaksial terkonsolidasi tidak terdrainase

Pada kondisi tertentu untuk mensimulasi kondisi lapangan, benda uji dibuat

dalam kondisi jenuh (saturated) dengan cara tekanan balik (back pressure).

Detail prosedur pengujian triaksial tersebut di atas dapat dilihat pada SNI

03-2455-1991 dan SNI 03-2815-1992.


93

Geoteknik

4) Uji Geser Langsung (Direct Shear test)

Uji kuat geser langsung mempunyai tujuan untuk mengukur kuat geser tanah

sepanjang permukaan bidang datar yang telah ditentukan sebelumnya

(horisontal). Benda uji ditempatkan kedalam suatu boks logam berbentuk

empat persegi panjang atau silinder yang terpisah menjadi dua bagian yang

sama. Pada bagian atas dan bawah benda uji ditempatkan masing-masing

batu pori untuk mengalirkan air didalam benda uji. Benda uji tersebut

kemudian diberi beban vertikal dan kemudian digeser secara horisontal yang

mengakibatkan kedua bagian boks menggeser satu sama lain seperti pada

gambar di bawah.

Gambar 5.20 Alat Geser Langsung

Hasil pengujian geser langsung dapat dilihat seperti gambar di bawah.

Gambar 5.21 Contoh hasil uji DS pada lempung terkonsolidasi normal

Walaupun ada kelemahan, uji geser langsung masih tetap banyak digunakan

karena sederhana dan mudah dilaksanakan. Alat ini menggunakan jumlah tanah


94

Geoteknik

Kotak geser

yang lebih kecil daripada alat triaksial standar, sehingga waktu konsolidasi lebih

singkat. Uji kotak geser langsung (DS) dengan laju uji rendah akan memberikan

nilai parameter kuat geser efektif c‘ dan ö‗ yang handal atau terpercaya.

Pengulangan siklus geser sepanjang arah yang sama memberikan parameter

kuat geser residual (cr‘ dan ör‗). Uji geser langsung dapat diaplikasikan

khususnya pada desain fondasi yang diperlukan untuk menentukan sudut geser

antara tanah dan material fondasi yang dibangun, misalnya geseran antara dasar

fondasi beton dan tanah di bawahnya. Dalam hal ini, kotak bawah diisi dengan

tanah dan kotak atas terdiri atas material fondasi.

5) Geser Langsung Residual

Uji geser residual perlu dilakukan untuk memperoleh parameter kuat geser

residual pada tanah yang mengalami gangguan/kelongsoran. Alat yang

digunakan adalah sama seperti alat geser langsung, tetapi benda uji dapat

digeser secara bolak-balik (reversal). Parameter kuat geser yang diperoleh

adalah kohesi residual (Cr) yang akan mendekati nol, karena kohesinya

sengaja ‖dirusak‖ dan sudut geser dalam residual (Ør) > 0. Alat geser tersebut

dapat dilihat seperti gambar di bawah.

Gambar 5.22 Alat geser langsung bolak-balik (Head, 1981)

6) Konsolidasi Primer dan Kompresi Sekunder

Uji konsolidasi dilakukan untuk mengetahui parameter kompresibilitas (Cc, Cs,

Cr), kekakuan sesuai dengan modulus tertahan (D‘ = 1/mv), tegangan


95

Geoteknik

prakonsolidasi (σp‘), koefisien konsolidasi (Cv), indeks kompresi (Cc), dan nilai

perkiraan kelulusan air (k). Berdasar hasil uji konsolidasi, dapat diperkirakan

besarnya penurunan pondasi atau puncak timbunan tanggul dan bendungan.

Gambar 5.23 Ilustrasi prinsip uji konsolidasi 1-D

Alat untuk uji konsolidasi biasanya disebut Konsolidometer 1-D (1-D

Oedometer). Konsolidasi adalah proses keluarnya air dari dalam benda uji

akibat beban yang bekerja di atasnya pada waktu tertentu. Proses konsolidasi

dikatakan selesai apabila air telah terdrainasi keluar ≥ 90% dalam waktu yang

relatif cukup lama. Proses keluar (terdrainasi)nya air pori dari dalam tanah ini

juga disebut disipasi.

Proses konsolidasi tersebut terjadi akibat :

- Kompresi (termampatnya) butiran-butiran tanah,

- Kompresi air di dalam rongga-rongga butiran tanah,

- Keluarnya air dari dalam pori-pori tanah.

Proses konsolidasi tersebut dapat dianalogikan seperti mekanisme pegas dan

piston di dalam bejana air yang diberi beban di atasnya.

Pada awalnya beban diterima seluruhnya oleh air (pada kondisi ini tekanan air

pori berlebihan mencapai maksimum); secara perlahan-lahan seiring dengan

waktu (time dependent), beban akan diterima oleh pegas (analog dengan butiran

tanah); dalam waktu yang lama kemudian beban akan diterima seluruhnya oleh

butiran tanah dan tekanan air pori kembali ke tekanan awal, seperti gambar di

bawah.


96

Geoteknik

Gambar 5.24 Analogi pegas dan piston menggambarkan proses konsolidasi (Taylor,

1948)

Asumsi yang digunakan dalam teori konsolidasi ini adalah :

a) Lapisan tanah yang terkonsolidasi adalah horisontal, homogin dan tebalnya

seragam,

b) Tanah dalam kondisi jenuh sempurna,

c) Butiran tanah dan air bersifat tidak termampatkan,

d) Mengikuti hukum Darcy,

e) Koefisien permeabilitas konstan pada setiap pembebanan,

f) Air hanya terdrainasi dalam arah vertikal, drainasi dan kompresi terjadi pada

satu dimensi,

g) Tekanan air pori awal akibat beban juga seragam pada seluruh tebal lapisan,

h) Lama waktu konsolidasi proporsional dengan permeabilitas tanah,

i) Bagian atas dan bawah lapisan tanah bersifat porous, sehingga air mudah

terdrainasi.

Rincian pengujian konsolidasi dapat dilihat pada SNI 03-2812-1992 seperti

gambar di bawah menunjukkan tahapan dari proses konsolidasi primer dan

kompresi sekunder.

Beban pada piston Katup di

tutup Katup di

buka

Beban (N) yang dipikul

oleh air

Beban (N) yang dipikul

oleh butiran tanah

Derajat konsolidasi

Luas mm2


97

Geoteknik

Gambar 5.25 Tahapan proses konsolidasi primer dan kompresi sekunder

Hasil tipikal pengujian dan konsolidasi primer dapat dilihat gambar di bawah.

Gambar 5.26 Hasil tipikal pengujian konsolidasi primer (Kurva e/log P)

Parameter indeks kompresi, Cc dapat dihitung dari bagian linier (lurus) dari

kurva :

e = e0 – Cc log 0

0

p

pp

Koefisien konsolidasi, Cu dapat dihitung menurut rumus :

Kompresi

awal

Konsolidasi primer

Kompresi sekunder

Angka

Pori

(e)

- av =

Sp

ee 21

e

Tekanan P (skala log )

ea

eb

Pc 10Pc

satu siklus log

e2

e1

Sp

ea – eb = Cc

Bagian Garis Lurus

Kurva teori P

em

ba

ca

an

dia

l (m

m)

Log waktu, t (menit)


98

Geoteknik

cv = 2ht

T

dimana :

e = angka pori

e0 = angka pori awal

p0 = tekanan lapangan sebelum ada beban

p = penambahan beban

T = faktor waktu konsolidasi

t = waktu konsolidasi

h = ketebalan lapisan :

- 2 h untuk lapisan yang bersifat aliran dua arah

- h untuk lapisan aliran satu arah

Waktu konsolidasi dapat diperoleh dari grafik square-root time hasil pengujian

seperti gambar di bawah.

Gambar 5.27 Contoh perhitungan grafik square-root time

Sedangkan faktor waktu, Tv tergantung dari tingkat konsolidasi yang diinginkan

(U), dapat diperoleh dari grafik gambar di bawah.


99

Geoteknik

Gambar 5.28 Hubungan Tv dan tingkat konsolidasi U

Kompresi sekunder merupakan hal yang cukup penting dan signifikan yang harus

diperhitungkan pada tanah organik lunak, setelah konsolidasi primer selesai.

Waktu kompresi sekunder, biasanya pengujian dibuat cukup lama sampai

mencapai sekitar 10.000 menit. Penentuan koefisien kompresi sekunder, Cα

dapat dilihat pada gambar di bawah.

Gambar 5.29 Penentuan koefisien kompresi sekunder (Head, 1982)

Parameter konsolidasi primer dan kompresi sekunder ini juga sangat penting

dalam melakukan analisis deformasi timbunan di atas tanah lunak. Penurunan

total dari timbunan dan pondasi yang harus diperhitungkan adalah :

2d

tcT

Waktu (log) t

1 siklus log

Tinggi awal contoh = Ho

s

Koefisien Kompresi Sekunder, Ho

Hs

t

tHsC

)(log

)/(


100

Geoteknik

Stot = Sp (timbunan + tanah dasar) + Ss,

Dimana Sp adalah penurunan akibat konsolidasi primer dan Ss adalah penurunan

sekunder. Untuk menentukan besar dan waktu konsolidasi primer (Sp) dan

penurunan sekunder (Ss) dapat dilihat modul penurunan dan konsolidasi tanah.

7) Permeabilitas

Nilai koefisien kelulusan air (k) dapat diperoleh dari pengujian di laboratorium dan

pengujian lapangan. Pada pengujian laboratorium, k untuk tanah lempung dapat

dengan cara "falling head" dan untuk pasir dengan cara "constant head".

Tahun 1856, Henri Darcy, seorang ahli hidrolika dari Perancis mengadakan suatu

percobaan aliran air yang melalui suatu lapisan tanah. Karena aliran air dalam

lapisan tanah meampunyai kecepatan yang kecil sekali, maka aliran tersebut

dapat dianggap sebagai aliran laminer.

Permeabilitas dipengaruhi oleh ukuran butiran dan volume pori-pori tanah.

Permeabilitas akan semakin besar pada butiran berukuran besar, begitu pula

sebaliknya dan juga akan berkurang bila kepadatan ditingkatkan. Tingkat

permeabilitas atau biasa disebut koefisien permeabilitas/filtrasi biasa

ditampilkan dalam satuan cm/dt. Koefisien permeabilitas dapat diperoleh dari uji

di lapangan dan di laboratorium. Dilaboratorium uji dapat dilakukan untuk contoh

tidak terganggu, cetak ulang atau dipadatkan. Untuk tanah kasar, cocok diukur

dengan uji tinggi tekan tetap (constant head), untuk tanah berbutir halus diukur

dengan uji tinggi tekan jatuh (falling head). Uji dilakukan dengan mengacu pada

prinsip rumus Darcy sbb:

Q = K i A

dimana :

Q = debit yang mengalir melalui suatu penampang persatuan waktu

(cm3/dt). K = koefisien filtrasi (cm/dt), menunjukkan tingkat permeabilitas

bahan tanah.

i = gradien hidrolik


101

Geoteknik

A = penampang lintang (cm2 ).

Gambar 5.30 Skema uji kelulusan air (a) uji tinggi tekan tetap, (b) uji tinggi tekan jatuh

8) Pin Hole Test

Uji dilakukan pada contoh tanah lempungan tidak terganggu ataupun yang

dicetak ulang. Benda uji ditempatkan dalam alat uji pinhole seperti diperlihatkan

pada Gambar 3-10, dengan memberi lubang ukuran 1 mm. Kemudian di aliri air

dengan menjaga tinggi tekanannya secara konstan yaitu secara berurutan

dengan beda tinggi 50 ;180 ;380 dan 1020 mm. Jumlah air yang mengalir yang

mengalir ke dalam gelas ukur dalam waktu tertentu diukur dan warna air

diamati.

Dari hasil uji, kemudian tanah diklasifikasi menjadi ND1, ND2, ND3 dan ND4

(lempung non dispersif tingkat 1, 2, 3 dan 4) atau kategori dispersif D1 dan D2

yaitu jenis tanah yang sangat berpotensi mengalami proses pelarutan dan sangat

berbahaya untuk bangunan air.


102

Geoteknik

Gambar 5.31 Alat uji pinhole untuk tanah lempung/dispersif

c) Uji laboratorium mekanika batuan

Pengujian-pengujian penting di laboratorium mekanika batuan, antara lain adalah

sebagai berikut di bawah.

1) Sifat fisik :

- berat spesifik,

- berat satuan,

- porositas,

- serap lembab,

- permeabilitas;

- modulus elastisitas dinamis,

- nilai poison dinamis;

- stabilitas terhadap pembasahan dan penyerapan air;

- pengembangan (swelling) dan tekanan akibat peredaman, dll.

2) Sifat mekanik :

- kekuatan terhadap pemampatan bebas (unconfined compressive

strength),

- modulus deformasi (elastis), nilai poison

- triaksial-konstanta kekuatan batuan (c, ),

- modulus deformasi, nilai poison;

- geseran langsung kekuatan geser,


103

Geoteknik

- konstanta batuan : tegangan tarik Brasilian

- tegangan tarik satu dimensi;

- bengkokan;

- daya dukung kekerasan (shore hardness);

Di bawah adalah beberapa pengujian sifat fisik dan mekanik, antara lain :

a) Sifat Dasar Batuan

Tujuan : untuk mendapatkan data dasar parameter design

Peralatan : timbangan, bak air, oven dan desicator kadang-kadang mesin

vacum pump untuk mempercepat penjenuhan.

Cara pemeriksaan : Dilaksanakan secara berurutan pekerjaan seperti berikut :

Pemotongan contoh batuan untuk ditest

Penimbangan contoh asli/natural air dried (Wn) dalam gram.

Pengukuran pajang, lobar, tinggi, luas dan volume contoh batuan.

Penimbangan berat contoh dalam air (Ws) didapatkan dari selisih berat

contoh jenuh + air + bejana dikurangi berat contoh tergan tung + air + bejana

dalam satuan gram.

Pengukuran berat contoh jenuh (Ww) didapatkan dari selisihberat

contoh jenuh + air + bejana dikurangi berat air + bejana (gram)

b) Pengujian Ultrasonic Velocity

Untuk mengukur cepat rambat gelombang ultrasonic pada contoh batuan.

Dari hasil test ini akan didapatkan harga-harga compression wave velocity

(Vp), shear wave velocity (Vs) dan secara tidak langsung (dinamis)

didapatkan juga harga-harga Young's modulus elasticity (E), Poisson ratio (µ),

dll.nya.

Peralatan : Alat pemancar energi (Source of energy) merk : Terrametric.

Oscilloscope,

Jangka sorong.


104

Geoteknik

Gambar 5.32 Alat Uji Ultrasobic Velosity

c) Uji Ketahanan Batuan (Slake Durability Test)

Maksud : Untuk mengetahui sifat ketahanan batuan (slake durability) ter-

hadap kelemahan dan disintegrasi apabila diuji secara standar putaran dalam

keadaan basah dan kering.

Peralatan :

- Mesin slake durability test lengkap dengan drum dan bak airnya.

- Oven dengan temperatur 105°C selama 12 jam.

- Timbangan dengan ketelitian 0,5 gram.

Gambar 5.33 Alat uji slake durability

d) Uji Kuat Tekan (Unconfined Compressive Strength)

Maksud : untuk mengetahui kekuatan batuan (strength) dan sifat perubahan

bentuk dari contoh batuan. Hasil test ini juga dipergunakan dan berhubungan


105

Geoteknik

dengan harga kuat tarik dan sifat kuat geser (shear strength) batuan.

e) Indirect Tensile Strength Test / Brazilian Test

Maksud : Untuk mengetahui besaran kuat tarik dari contoh batuan secara

tidak langsung. Besaran kuat tarik ini diperlukan dalam perencanaan

terowongan, pembuatan gua dalam tanab, program pemboran dan peledakan

(blasting), dll.nya.

Peralatan :

- Mesin tekan (compression machine)

- Mesin potong batu bilamana perlu mesin bor inti laboratorium.

- Jangka sorong (Vernier Calliper)

Gambar 5.34 Peralatan dan Cara Uji Kuat Tarik Tak Langsung

f) Uji Triaxial Batuan

Maksud : metoda ini untuk mengukur kekuatan contoh batuan berbentuk

silinder (undrained) dibawah tekanan triaxial. Data hasil pengujian ini sangat

berguna untuk perhitungan "strength envelope" dan modulus deformasi

batuan. Secara langsung dari "strength envelope" dapat dievaluasi

harga-harga shear strength, sudut geser dalam ( ) dan kohesi (c).

Peralatan :

- Peralatan/mesin yang digunakan untuk membuat contoh model berbentuk

silinder sehingga memenuhi syarat pengujian antara lain : mesin bor lab.,

mesin potong batu, mesin poles, "rock squareness gauge" dan jangka

sorong (vernier caliper).

- Peralatan pengukur perubahan panjang (dial gauge) atau electronic strain

gauge.


106

Geoteknik

- Oli hidrolis

- Mesin kuat tekan (compression machine)

Gambar 5.35 Alat uji triaksial batuan dan alat untuk mempersiapkan contoh batu


107

Geoteknik

Gambar 5.36 Contoh hasil pengujian triaksial dan cell triaksial


108

Geoteknik

BAB VI

TANAH BERSIFAT KHUSUS

6.1 Umum

Tanah ini mempunyai sifat khusus yang sangat mempengaruhi kondisi bangunan

yang ada di sekitarnya atau secara umum sifat tanah ini dapat mempengaruhi

kondisi disekitarnya, karena mempunyai sifat-sifat khusus dan mengandung

mineral -mineral tertentu yang menyebabkan terjadinya kerusakan dan

keruntuhan bangunan.

Jenis tanah yang mempunyai sifat khusus (problematic soil), antara lain

diuraikan sebagai berikut di bawah.

6.2 Tanah Dispersif

Tanah lempung/tanah berbutir halus yang bersifat dispersif adalah tanah yang

mudah tererosi karena suatu proses terjadinya pemisahan butiran-butiran tanah

yang mengambang pada air yang tenang/diam. Sedangkan proses erosi pada

lempung biasa sedikit berbeda dan memerlukan adanya kecepatan air.

Erosi buluh (―piping‖) pada lempung dispersif terjadi karena pergerakan air yang

lambat yang menyebabkan terjadinya kerusakan atau keruntuhan pada

bendungan urugan tanah, saluran-saluran dan bangunan-bangunan keairan

lainnya.

Perbedaan yang prinsip antara tanah lempung dispersif dengan lempung biasa

yang tahan terhadap erosi adalah kandungan kation unsur kimia yang ada dalam

air pori, lempung dispersif banyak mengandung kation dari unsur Natrium,

sedangkan lempung biasa yang tahan terhadap erosi banyak mengandung

kation unsur Kalsium dan Magnesium di dalam air porinya. Sifat lain yang penting

dari lempung ini mudah sekali mengurai, karena banyaknya larutan kation

Natrium dalam air pori dalam hubungannya dengan banyaknya larutan kation

lainnya, terutama kalsium dan Magnesium.

Tanah lempung dengan persentase daya tukar Natrium (ESP) antara 7% - 10%


109

Geoteknik

adalah bersifat dispersif moderat, sangat berhubungan dengan keruntuhan yang

disebabkan erosi buluh (―piping”) pada bagian bendungan urugan tanah.

Lempung dengan ESP sebesar 15% atau lebih sangat berpotensial

menyebabkan terjadinya piping (erosi buluh) ESP yang tinggi biasanya terdapat

pada tanah lempung yang banyak mengandung mineral monmorillonite dan

kadang pada illite, sedangkan pada kaoline jarang terjadi.

Tanah lempung dispersif ini tidak bisa teridentifikasi dengan pengujian tanah

untuk klasifikasi tanah seperti batas Atterberg, analisis besar butir, kompaksi

bersifat tidak sejelas seperti pada tanah lempung biasa yang tahan terhadap

erosi.

Untuk mengetahui sifat dispersif ini dapat dilakukan dengan beberapa cara

antara lain :

a) Uji Permukaan / Penghancuran (Crumb Test)

Pengujian ini dilakukan dengan meletakkan tanah lempung yang utuh (asli)

berdiameter antara 0.5 cm - 1 cm pada suatu wadah yang diisi air murni

sebanyak 150 ml. Pada lempung biasa yang tahan erosi, terlihat jelas batas

antara gumpalan tanah dan air. Untuk tanah dispersif, akan terbentuk zona air

keruh (colored) yang berkembang di sekeliling gumpalan tanah tersebut (colloidal

cloud).

b) ”Pinhole Test”

Pengujian ini dikembangkan Sherad etal (1976) dan sangat umum dimanfaatkan

untuk mengetahui tanah yang bersifat dispersif.

Pada ‖Pinhole Test‖ ini air distilasi dialirkan lewat lubang berdiameter 1 mm pada

contoh tanah sepanjang 2.5 cm. Dimulai dengan mengalirkan air pada lubang

tersebut dengan beda tinggi air setinggi 5 cm.


110

Geoteknik

Gambar 6.1 Alat Uji Pinhole

Untuk tanah dispersif aliran air dengan beda tinggi setinggi 5 cm akan

menyebabkan terjadinya kekeruhan dan terlihatnya colloid yang keruh dan tidak

bisa jernih kembali. Dalam waktu 10 menit lubang yang tadi berdiameter 1 mm

berubah membesar jadi lebih kurang 3 kalinya atau lebih. Klasifikasi dari tanah

dispersif tersebut dapat dilihat pada table di bawah.

Tabel 6.1 Hasil Uji Pinhole

Untuk tanah yang tahan erosi aliran air dengan beda tinggi yang sama sedikit

keruh dan dalam beberapa detik menjadi jernih kembali lubang aliran tidak

tererosi. Pada waktu 5 menit terakhir debit aliran rata - rata tidak berubah.


111

Geoteknik

Tabel 6.2 Kriteria Untuk Evaluasi Hasil Uji Pinhole

c) Uji Hydrometer Ganda (Soil Conservation Service Dispersion Test) Uji

Hydrometer Ganda dikembangkan oleh Volk (1937).

Pertama-tama dilakukan penentuan ukuran penyebaran besar butir dari contoh

tanah dengan cara hidrometer standar dan contoh diuraikan dengan alat agifasi

dan cairan kimia, sebaran besar butir diplotkan seperti gambar di bawah pada

kurva 1. Untuk uji hidrometer yang kedua pengujian dilakukan tanpa agitasi yang

kuat dan cair/bahan kimia sebaran besar butirannya diplot pada gambar seperti

pada kurva -2.

Gambar 6.2 Kurva Hasil Uji Hidrometer Ganda

Pada gambar di atas terlihat bahwa pada kurva 2, partikel-partikel halusnya lebih

sedikit dari pada partikel-partikel halus pada kurva 1 dan perbedaan ini

menunjukkan bahwa contoh tanah tersebut berpotensi bersifat dispersif.


112

Geoteknik

d) Dissolved Salt Criteria / Exchangable Sodium Persentage

Faktor utama untuk mengetahui sifat dispersif adalah kandungan relatif dari

Natrium dalam air pori dan suatu hubungan secara umum dan berlaku untuk

semua jenis tanah.

Untuk mengetahui garam-garam terlarut tanah dalam kondisi kandungan air asli

dicampur dengan air distilasi sampai mendekati harga batas cair (liquid limit) dari

tanah tersebut sebagai campuran tanah jenuh air. Cara ini membiarkan

campuran tersebut didiamkan selama beberapa jam sampai keadaan seimbang

antara garam dalam air pori dan pertukaran kation yang terjadi secara komplek

seterusnya sedikit dari air pori sebanyak 10 ml – 25 ml diekstrak dari campuran

tanah jenuh tersebut menggunakan sebuah vakum dan filter. Cairan yang akan

diekstrak ini diperiksa untuk menentukan banyaknya kandungan 4 jenis kation

logam (Natrium, Magnesium, Kalsium dan Kalium) dalam satuan ekivalen

perlilter.

Total kandungan dari kation empat unsur logam ini disebut jumlah Total Garam

Terlarut (TDS) jumlah banyaknya Natrium di bagi dengan TDS semua dalam milli

equivalents / liter disebut persentase Natrium.

Gambar 6.3 Kriteria Larutan Garam Untuk Lempung Dispersif

Tanah yang masuk ke dalam zona A (lihat gambar) adalah termasuk dispersif

dalam “pin hole test‖, tanah yang masuk kedalam zona B adalah non dispersif

dan tanah yang masuk ke dalam zona C masuk diantara tanah dispersif dan


113

Geoteknik

non dispersif.

6.3 Tanah Ekspansif

Faktor - faktor yang sangat mempengaruhi sifat ekspansif ini adalah :

a) Mineralogi Lempung dan Sifat Kimia Air dan Tanah

Kemampuan mengembang suatu tanah berhubungan dengan kandungan

mineralnya masing-masing. Kapasitas mengembang tergantung atas banyaknya

mineral lempung di dalam tanah, susunan butir, luas permukaan partikel lempung,

dan sifat kimia air-tanah di sekeliling partikel-partikel tersebut.

Ada 3 jenis mineral yang paling dominan pada tanah lempung ialah kaolinite,

illite, montmorillonite.

1) Kaolinite; sebuah lapisan/selembar kaolinite terdiri dari satu lapis Tetrahedral

dan satu lapis Oktahedral.

Gambar 6.4 Selembar Mineral Kaolinite (Mesri,1980)

Lapisan Tetrahedral terdiri dari silica tetrahedron, yang semuanya duduk pada

satu sisi dari bentuk segitiga dengan puncak yang berada pada arah yang sama.

Dasar tetrahedron terhubungkan satu sama lain dengan berbagi ion oksigen.

Gambar 6.5 Skematik Lapisan Tetrahedral (Mesri, 1980)

Pada lapisan Oktahedral, oktahedron berada pada sisinya yang berbentuk empat

persegi dengan masing - masing sisi lainnya berbentuk tetrahedron.


114

Geoteknik

Gambar 6.6 Skematik Lapisan Octahedral (Mesri,1920)

Partikel Kaolinite berbentuk tumpukan antar lapisan seperti gambar berikut di

bawah.

Gambar 6.7 Skematik Partikel Kaolinite (Mesri, 1980)

Karena mineral lempung mempunyai bentuk partikel kecil sekali dan tidak

beraturan, maka cara terbaik untuk menyatakan ukuran partikel adalah dengan

specific surface, S. Semakin besar ukuran partikel, semakin kecil nilai specific

surface. Untuk kaolite besarnya specific surface berkisar antcra 5 - 15 m2/gram.

2) Illite

Illite adalah mica murni/halus yang terdiri dari 1 lapis Oktahedral dan 2 lapis

Oktahedral. Masing-masing lapisan dihubungkan satu sama lain dengan ikatan

Potassium (K) yang tidak dapat digantikan. Namun demikian beberapa ion

potassium masih dapat ditarik keluar dari ujung lapisan. Pada bagian ujung

sifat ikatan muatan lemah, sehingga ion potassium mudah digantikan dari

bagian ujung dan ion tambahan selalu terdapat pada bagian terluar dari lapisan.


115

Geoteknik

Gambar 6.8 Ion K Yang Dapat Diganiikan Oleh Ion Lain. (Mesri, 1980)

Sebuah partikel illite dapat digambarkan secara baik sebagai bidang datar

yang tidak beraturan seperti pada gambar di bawah.

Gambar 6.9 Bentuk Mineral Illite (Mesri,1980)

3) Montmorillonite

Bentuk partikel montmorillonite menyerupai suatu lapisan film yang tipis. Bentuk

dasar dari montmorillonite terdiri dari 1 Oktahedral diantara lapisan Tetrahedral.

Adanya dapat isomorphous substitution pada kedua tetrahedral ( AI untuk Si )

dan lapisan Oktahedral (Mg untuk Al) mengakibatkan partikel montmorillonite

tidak stabil ion-ionnya.

Gambar 6.10 Partikel Montmorrilonite (Mesri, 1980) Pada montmorillonite dengan kation valensi satu seperti Na, tidak ada ikatan

yang menggabungkan lapisan-lapisan menjadi satu kesatuan, maka masing-

masing berupa lapisan individual parfikel lempung. Namun demikian, pada

montmorillonite dengan valensi 2 misal Ca dan Mg, terlihat adanya hubungan

exchangeable cation, saling berhadapan, 8 - 10 lapis dari montmorillonite untuk

membentuk suatu kesatuan. Diantara lapisan yang bergabung terdapat jarak

hampir 20 A. Jarak antara lapisan diisi oleh kation air. Pada tiap unit sifatnya

sangat tidak stabil. Tiap unit akan dengan mudah berubah apabila kation Ca

digantikan dengan Na.


116

Geoteknik

Gambar 6.11 Lapisan Air Di Tengah Lapisan Montmorillonite (Mesri. 1980)

Skempton ( 1953 ) dan Mitchelle ( 1976) memberikan informasi mengenai sifat

ikatan antar lapisan, spesific surface, sifat plastisitasnya dan aktifitasnya pada

masingmasing mineral sebagai berikut di bawah.

Tabel 6.3 Jenis Mineral Pada Tanah Lempung

a. LL,PL, SL, liquid, plastic, dan shrinkage limit b. Dari Skempton (1953) Disimpulkan dari Mitchell (1976) (Nelson & Miller, 1992)

Dari tabel di atas terlihat bahwa mineral utama yang menyebabkan perubahan

kembang susut adalah montmorillonite. Illite dan kaolinite umumnya tidak bersifat

ekspansif walaupun perubahan volume dapat terjadi terutama bila ukuran butir

amat halus.

Dengan mineralogi yang sama, pengembangan dapat terjadi lebih besar apabila

tanah memiliki kation sodium yang dapat berpindah-pindah (Na+) daripada

kalsium (Ca2+) atau kation magnesium (Mg2+).

b) Plastisitas dan Berat Isi

Pada umumnya tanah ekspansif berada pada kondisi plastis dengan rentang

kadar air yang besar. Perilaku ini disebabkan oleh kapasitas mineral tanah

lempung untuk menahan air dalam jumlah yang besar antar partikel.


117

Geoteknik

Ikatan ion antar partikel ada hubungannya dengan jarak antar partikel, oleh

sebab itu berat isi dan susunan butir lempung dapat mempengaruhi

kemampuan pengembangannya. Peningkatan kepadatan tanah lempung akibat

pekerjaan kompaksi atau tambahan beban dari alam akan menyebabkan

meningkatnya swelling potential dan swelling pressure.

c) Kondisi Lingkungan

Pengembangan dan ponyusutan yang terjadi pada tanah ekspansif dipengaruhi

oleh perubahan kadar air. Di alam perubahan kadar air dapat disebabkan

oleh manusia maupun alam sendiri. Perubahan kadar air oleh manusia misalnya

pada penggalian tanpa proteksi, pelaksanaan sistem drainase yang kurang baik,

adanya sambungan pipa yang bocor pada area tanah ekspansif sedangkan

adanya perubahan siklus cuaca, fluktuasi tinggi muka air tanah dan vegetasi

disebabkan oleh alam.

Pada umumnya beberapa meter 'dari permukaan tanah adalah bagian yang

mempunyai variasi kadar air yang paling tinggi~. Di derah yang terpengaruh

oleh naik turunnya kadar air akibat siklus cuaca ini disebut zona aktif.

Gambar 6.12 Profil Kadar Air Pada Zona Aktif (Nelson & Miller, 1992)

d) Tegangan Kapiler dan Soil Suction

Suatu cairan akan mempunyai tegangan permukaan pada peristiwa kapiler,


118

Geoteknik

seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah. Dengan adanya tegangan

pada pipa kapiler tersebut, maka berlaku :

w ...4

1cos.. c

2s hdd.T

atau,

d

cos4.Th s

c.

.

w

dimana :

Ts = Tegangan permukaan

d = Diameter pipa

hc = Tinggi air dalam pipa

= Sudut T, terhadap dinding pipa

w = Berat jenis cairan

Gambar 6.13 Peristiwa kapiler (Punmia, 1975)

Untuk air umumnya = 0 dan w = 1.0 gr/cm3, sehingga :

d

4.Th s

c

Dapat disimpulkan bahwa tinggi air dalam pipa, hC berbanding terbalik

dengan d. Makin kecil d, makin besar hC. Tegangan pada titik B : UB = UA - hC.

Apabila bila UA dianggap nol, maka :

d

4.TU s

B


119

Geoteknik

Mekanisme yang serupa (peristiwa kapiler) juga terjadi pada tanah yang

mempunyai pori-pori yang saling berhubungan (bersambungan). Makin halus

butirnya, misalnya lempung, makin kecil d - nya, makin besar tegangan negatif

kapilernya. Pada tanah, peristiwa kapiler ini terjadi jika tanah tidak jenuh (non

saturated).

Harga tegangan kapiler pada tanah tidak jenuh juga ditentukan oleh besarnya

kadar air tanah. Makin besar kadar airnya, makin kecil tegangan kapilernya.

Dengan adanya tegangan kapiler yang harganya negatif, maka tegangan efektif

tanah akan lebih besar daripada tegangan efektif awal. Sehingga massa tanah

seakan-akan tertekan dan volumenya berkurang (menyusut). Penyusutan ini

terjadi dalam 3 arah (3 - Dimensi).

Pada musim kemarau, kadar air tanah akan berkurang, sehingga mengakibatkan

terjadinya hisapan tanah (soil suction). Sebaliknya pada musim penghujan akan

terjadi penjenuhan sehingga akan mengakibatkan mekanisme pengembangan.

2. Identifikasi Tanah Ekspansif

Hingga saat ini belum ada prosedur yang standar untuk mengidentifikasikan

tanah ekspansif berdasarkan klasifikasi dan definisi potensial pengembangan

yang sama pada setiap kondisi dan lokasi tanah ekspansif. Berikut adalah

beberapa macam cara untuk mengidentifikasikan potensi pengembangan tanah

ekspansif.

1). Berdasarkan Metode Mineralogi

Metode mineralogi yang paling populer untuk mengetahui adanya tanah

ekspansif adalah uji difraksi X-ray. Prinsip,kerja uji difraksi ialah difraksi sinar

X-ray dari kristal hampir sama dengan sinar refleksi bidang datar molekul kristal.

Pengujian ini baik dilakukan karena panjang gelombang dari X-ray sama dengan

jarak antar atom pada mineral lempung OA atau 10-9 mm).


120

Geoteknik

Gambar 6.14 Conloh Hasil Uji X-Ray Pada Tanah Lempung Di Majalengka

2). Berdasarkan Indeks Properties

Holtz (1959) mendefinisikan potensial pengembangan sebagai perubahan

volume sampel talk terganggu dengan keadaan kering udara yang dijenuhkan

pada beban 1 psi (6.9KPa). Berikut klasifikasi tanah ekspansit berdasarkan kadar

koloid, indeks plastisitas dan batas susut dari Holtz dan Gibbs (1956) di bawah.

Tabel 6.4 Klasifikasi Tanah Ekspansif Menurut Holtz Dan Gibbs (1956)

Altmeyer (1955) meniadakan penggunaan persentase lempung karena

menurutnya banyak laboratorium mekanika tanah tidak menyertakan uji

hidrometer dalam program pengujian mereka.


121

Geoteknik

Tabel 6.5 Klasifikasi Tanah Ekspansif Menurut Altmeyer (1955)

Chen (1965) mengembangkan korelasi antara persentase butir halus yang lolos

saringan no. 200, batas cair, dan jumlah pukulan uji NSPT untuk memperkirakan

potensi pengembangan tanah ekspansif.

Tabel 6.6 Klasifikasi Tanah Ekspansif Menurut Chen (1965)

Pada tahun 1988, Chen memperlihatkan cara sederhana untuk identifikasi tanah

ekspansif berdasarkan nilai indeks plastisitas. Raman (1967) menunjukkan

derajat pengembangan sebagai fungsi dari indeks plastisitas dan indeks

penyusutan.


122

Geoteknik

Tabel 6.7 Klasifikasi berdasarkan Indeks Plastisitas Menurut Chen

(1988) Dan Raman ( 1967 )

Namun berbagai penelitian di Indanesia (Rahardjo & Soelistia,1997)

menunjukkan bahwa klasifikasi di atas tidak tepat digunakan di Indonesia. Hal ini

mengingat kondisi geologi di Indonesia berbeda dengan daerah-daerah dimana

Chen melakukan klasifikasi. Pada kenyataannya, tidak selalu nilai IP > 35 %

menjadi indikator pengembangan yang tinggi. Snethen et al (1977) mengevaluasi

17 kriteria yang telah dipublikasikan untuk memperkirakan potensial

pengembangan. Dari evaluasinya, batas cair dan indeks plastisitas adalah

indikator terbaik untuk menentukan potensial pengembangan berdasarkan

kondisi alam dan lingkungan

Tabel 6.8 Klasifikasi Tanah Ekspansif berdasarkan LL, PI dan suction

tes di lapangan

Seed et al (1962) membuat suatu studi pada tanah karakteristik pengembangan

dari tanah Iempung yang dikompaksi, menghasilkan suatu grafik hubungan

antara activity dan prosentase butiran lempung. Grafik tersebut dapat dilihat pada

gambar di bawah ini


123

Geoteknik

Gambar 6.15 Grafik Hubungan Prosentase Butiran Lempung Vs Activity

(Seed et al, 1962 )

3). Berdasarkan Uji California Bearing Ratio (CBR)

CBR adalah suatu uji untuk mengetahui daya dukung tanah pada perencanaan

jalan. Prosedur pengujian meliputi penelitian pengembangan verfikal. Sampel

dikompaksi pada ukuran mold tertentu dengan variasi kadar air dan kepadatan

tertentu dan kemudian direndam selama 4 hari. Pembacaan pengembangan

vertikal dilakukan oleh dial gauge setiap hari. Sebelum diuji sampel ditiriskan

maksimal 15 menit.

Pengujian CBR yang dikembangkan untuk tanah ekspansif dimaksudkan untuk

memperkirakan dampak pengembangan pada berat isi dan kekuatan tanah, bukan

pengujian untuk mengidentifikasi perilaku ekspansif. Namun demikian Kassiff et

al (1969) mengembangkan kurva hubungan prosentase pengembangan pada uji

CBR terhadap PI dan prosentase butiran tanah halus. Korelasi ini hanya

berlaku untuk tanah, dan proyek tertentu. Dalam hal ini data Kassiff diperoleh

dari lempung Israel dengan beban tambahan 10 psi (67 kPa).


124

Geoteknik

Gambar 6.16 Hubungan Antara Persentase Pengembangan Vs Indeks

Plastisitas

dan Persentase Butiran Tanah Halus. (Kassiff et al. 1969) (Nelson & Miller,

1992).

4). Berdasarkan Uji Consolidasi 1 Dimensi

Uji konsolidasi untuk mengetahui potensi pengembangan ada 2 metode yaitu free

swell/consolidation swell dan constant volume/swell presure. Pada metode free

swell/consolidation swell sampel diberi tegangan sebesar tegangan vertikal

semula, sebelum diberi air. Setelah kondisi sampel konstan, alat oedometer

diberi air dan sampel diberi kesempatan untuk mengembang hingga maksimum.

Apabila sampel telah mencapai pengembangan maksimum maka pembebanan

dapat dilanjutkan seperti uji konsolidasi pada umumnya dan diakhiri dengan

unloading seperti pada gambar dibawah ini.

Gambar 6.17 Kurva e Vs Log Pada Uji Free Swell (Nelson & Miller, 1992)


125

Geoteknik

Pada pengujian dengan metode constant volume/swell pressure, contoh tanah

dijaga agar volumenya tetap, tidak mengalami perubahan volume/mengembang

selama diberi air dengan memberikan beban tambahan pada alat oedometer

setiap kali contoh mengalami peningkatan pengembangan. Hasil dari uji

berupa swell pressure adalah besarnya tegangan maksimum yang harus

diberikan agar volume contoh tidak mengembang.

Setelah contoh tanah dalam kondisi konstan ada 2 pilihan dalam pelaksanaan uji

selanjutnva. Yang pertama adalah dengan memberikan pembebanan dan

unloading seperti uji konsolidasi. Yang kedua ialah dengan memberikan

kesempatan pada contoh untuk mengembang dengan memindahkan beban

secara bertahap ataupun langsung, setelah contoh kembali konstan, pengujian

dilanjutkan dengan pembebanan seperti uji konsolidasi biasa.

6.4 Tanah Mudah Likuifaksi

a) Umum

Salah satu penyebab kerusakan bangunan-bangunan sipil akibat gempa bumi

adalah terjadinya apa yang dikenal sebagai "liquefaction" pada lapisan pasir

yang jenuh, yang biasanya ditandai oleh adanya "sand boils" dan "mudspout"

pada permukaan tanah, menyebabkan bangunan-bangunan diatasnya ambles

(sink, bedakan dengan penurunan akibat konsolidasi).

Fenomena liquefaction tersebut biasanya terjadi pada daerah-daerah yang

mempunyai intensitas gempanya cukup tinggi dimana lapisan tanah/batuan

terdiri dari endapan-endapan pasir yang mempunyai konsistensi, gradasi dan

kepadatan relatif tertentu vang dapat berpotensi terjadinya liquefaction.

Proses geologi yang memungkinkan terakumulasinya material tersebut ada pada

pengendapan aluvial yang terjadinya di daerah dengan morfologi regional berupa

dataran rendah berlereng rata atau landai. Biasanya terbentuk pada aliran sungai

didekat muara, pengendapan di pantai, pengendapan di rawa dan pengendapan

di danau.

Endapan aluvial yang masih berumur muda, kira-kira Pleistosen hingga

sekarang, atau berumur kurang dari satu juta tahun umumnya belum mengalami


126

Geoteknik

konsolidasi atau litifikasi. Masih bersifat urai dan lepas, sehingga bila permukaan

air tanah dangkal dan kemudian tergoncang akibat getaran gempa atau akibat

kendaraan berat yang lewat dapat mengalami liquefaction.

Gempa bumi yang terjadi di beberapa Negara (misalnya Jepang, Amerika

Serikat, Alaska,Mexico dan Indonesia) membuktikan terjadinya

kerusakan-kerusakan bangunan - bangunan sipil akibat liquefaction tersebut.

b) Penyebab dan Mekanisme

Liquefaction adalah suatu fenomena lapisan tanah pasira yang berubah

konsistensinya menjadi seperti cairan (liquid).

Apabila suatu endapan lapisan pasir yang jenuh mengalami getaran/vibrasi,

lapisan pasir tersebut cenderung akan memadat dan volumenya berkurang, yang

mengakibatkan meningkatnya tekanan air pori.

Apabila tekanan air pori (u) yang meningkat tersebut sama atau mendekati

tekanan lapangan total (over burden pressure, σ). tekanan tanah efektif (σ') pada

titik tersebut akan sama atau mendekati nol, yang berarti pasir tersebut tidak

mempunyai kekuatan sama sekali, pada keadaan ini pasir pada titik tersebut

dalam keadaan mencair (liquefaction state).

σ' = σ - u

Skema dibawah menunjukkan fenomena liquefaction tersebut.

(a) before liquefaction (b) during liquefaction

(all soil particles scatter and float on water)

Gambar 6.18 Skema terjadinya Liquefaction

Pada pasir urai, terdapat rongga-rongga (void) diantara butiran tanah. Apabila


127

Geoteknik

terjadi getaran, butiran-butiran tanah akan menyebar seakan-akan mengapung

dalam air. dimana pada keadaan tersebut tekanan air pori meningkat mendekati

atau sama dengan berat butiran-butiran tanah tersebut.

Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya liquefaction, diantaranya adalah : - frekuensi getaran

- tekanan lateral (confining pressure) → initial liquefaction - tingkat

kejenuhan

- distribusi ukuran butiran tanah

- kepadatan relatif

- stress-strain history

c) Cara Memperkirakan Potensi Liquefaction

Pada umumnya dikenal 3 cara untuk memperkirakan potensi liquefaction, yaitu :

- Berdasarkan topografi dan geologi

- Berdasarkan N-SPT dan Grain Size

- Pengujian liquefaction di laboratorium

1). Berdasarkan topografi / geologi

Terdapat hubungan yang cukup baik antara liquefaction dan topografi / geologi.

Jadi secara umum potensi liquefaction dapat diperkirakan dengan mempelajari

data topografi / geologi seperti tabel di bawah.

Tabel 5.9 Bentuk Dataran dan Kemungkinan Likuifaksi

Kemungkinan besar liquefaction

Dataran rendah alluvial, tanah

reklamasi

Kemunglinan kecil liquefaction

Dataran tinggi alluvial, perbukitan

kipas (fan)

Kuribayashi, Tatsuoka et al (1974), meneliti hubungan antara besaran seismik

(M) dan harga maksimum dari jarak episentrum r (km) yang berpotensi untuk

liquefaction.

Log10 = 0.77 M - 3.6 , dimana (M > 6)


128

Geoteknik

2). Berdasarkan N-SPT dan Grain Size

Cara ini dikembangkan oleh Architectural Institute of Japan, gambar di bawah

menunjukkan hubungan nilai NSPT terhadap kemungkinan terjadinya

liquefaction.

(left) Comparison of soil conditions in zone B (light damage)

and zone C (heavy damage).

Gambar 6.19 Perbandingan tanah di zona B (rusak ringan) dan zona C

(rusak berat )

Design Standards Building Foundation (1974), yaitu memperkirakan potensi

liquefaction berdasarkan NSPT berdasarkan dari pengalaman mempelajari

fenomena liquefaction saat gempa besar terjadi.

Gambar 6.20 Koreksi koef. C N akibat tekanan lapangan efektif ( Seed, 1974 )


129

Geoteknik

Gambar 6.21 Grafik untuk evaluasi Potensi Liquifaction untuk beberapa

besaran gempa ( Seed, 1974)

Dengan menggunakan grafik dan diagram hubungan koreksi N dengan tekanan

lapangan efektif serta hubungan antara N (yang telah terkoreksi) dengan cyclic

stress ratio:

,

1

(gb. 4), factor 1 keamanan terhadap liquefaction,

F1 dapat dihitung

F1 =

,

,

1

v

d

, dimana :

,

1

= cyclic shear resistance ratio

,v

d

= cyclic shear stress ratio

3). Pengujian Liquefaction di laboratorium

Pengujian laboratorium ini terdiri dari 3 tahap antara lain :

1) Cyclic shear stress ratio ditentukan dengan menggunakan seismic response

analysis.

2) Cyclic shear resistance ratio ditentukan dari pangujian laboratorium

terhadap contoh tanah tak terganggu.

3) Faktor keamanan terhadap liquefaction F1, dapat dihitung dari (1) dan (2)


130

Geoteknik

diatas.

d) Kerusakan Bangunan Akibat Likuifaksi

Gempa bumi yang terjadi di beberapa negara, misalnya Jepang, Amerika Serikat.

Alaska, Mexico dan Indanesia (terutama di Indanesia Bagian Timur) telah

membuktikan terjadinya likuifaksi. terutama di daerah-daerah yang mengandung

deposit pasir, butiran halus sampai sedengan jenuh. Likuifaksi tersebut telah

merusak bangunan-bangunan rumah dan gedung, timbunan tanah (badan jalan,

tanggul dan bendungan), tembok penahan tanah dll.

6.5 Penanggulangan

Beberapa cara penanggulangan liquefaction (countermeasure) di beberapa

Negara, diantaranya adalah :

- Vibratory compaction

- Stone column/lime column

- Deep dynamic compaction

- Menurunkan muka air tanah

Pre – mixing method → cement + chemical additive

Gambar 6.22 Alat Perbaikan Tanah

1. Setting pile core

2. Penetration

3. Lifting up placing backfill material

4. Compacting the backfill material


131

Geoteknik

5. Finished to the predetermined surface by repeating the operation No.3

and 4

Kesimpulan

1) Salah satu penyebab rusaknya bangunan akibat gempa adalah terjadinya

"liquefaction" pada lapisan pasir yang jenuh air.

2) Fenomena liquefaction adalah dipengaruhi oleh frekuensi getaran, tingkat

kejenuhan, pembagian butiran tanah, kepadatan, tekanan lateral (confining

pressure) dan stress - strain history.

3) Pada umumnya dikenal 3 cara, untuk memperkirakan potensi liquefaction,

yaitu berdasarkan informasi topografi/geologi. berdasarkan NSPT dan

pembagian butiran tanah serta pengujian liquefaction di laboratorium.

4) Cara pemadatan dengan penggetaran (vibratory compaction) adalah salah

satu cara yang favorit dilakukan sebagai cara perbaikan tanah terhadap

liquefaction.


132

Geoteknik

RANGKUMAN

Modul ini membahas tentang prinsip-prinsip penyelidikan geoteknik untuk

menunjang pekerjaan perencanaan bendungan urugan yang mencakup antara

lain: klasifikasi tanah dan batuan, sifat material tanah dan batuan, penyusunan

program penyelidikan dan investigasi geoteknik.

Ilmu geoteknik adalah cabang dari teknik Sipil yang menerapkan/

mengaplikasikan geologi di dalam setiap tahap pekerjaan/kegiatan pekerjaan

sipil, terutama mempelajari sifat-sifat fisik dan teknik dari tanah dan batuan.

Pembentukan tanah dimulai dari pelapukan batuan yang ada baik batuan

sedimen, batuan metamorf atau batuan beku. Pelapukan dianggap bagian yang

sangat penting dari proses degradasi. Secara umum tanah terbentuk akibat

proses pelapukan/penguraian batuan secara kimia, fisik dan biologi.

Tanah (soil), adalah: campuran atau himpunan partikel/butiran mineral

tanah dari berbagai ukuran yang relatif lepas (uncemented/partially

cemented) yang dapat berupa lempung, lanau, pasir, kerikil, boulder

atau campuran diantara material -material tersebut. Hasil pelapukan

batuan induk yang masih ditempat asal, disebut residual soil, yang

ditandai dengan warna merah atau cokelat yang umumnya dijumpai di

daerah pegunungan atau perbukitan. Bila hasil pelapukan terangkut

oleh air, es atau angin, kemudian diendapkan didaerah lai n, disebut

tanah angkutan ( transported soil).

Tanah dibagi menjadi butir kasar dan butir halus yang lolos saringan no.200. Bila

lebih dari 50% terhadap berat kering tertinggal diatas saringan no. 200, material

tersebut dimasukkan ke dalam golongan material berbutir kasar yang bersifat

porous serta mempunyai kuat geser tinggi dan kompresibilitas rendah. Bila 50%

atau lebih lolos saringan 200, material tersebut disebut sebagai material

berbutir halus yang bersifat kedap air, mempunyai kuat geser lebih rendah dan

kompresibilitas yang tinggi. Hal tersebut merupakan faktor-faktor penting dalam

menentukan material urugan.


133

Geoteknik

Komposisi tanah mencakup: distribusi ukuran relatif partikel butiran,

karakteristik utama (mineralogi, angularitas, bentuk), dan porositas (kepadatan

dan angka pori). Sistem klasifikasi tanah mengikuti Unified Soil Classification

System (USCS) dibuat berdasarkan sifat-sifat teknis material, yaitu: ukuran

butiran, gradasi, plastisitas dan kompressibilitasnya. Sifat tanah berbutir kasar

sangat dipengaruhi oleh ukuran butiran dan gradasinya sedang sifat tanah

berbutir halus oleh plastisitasnya oleh karenanya klasifikasi dibuat berdasar

ukuran butiran, gradasi dan plastisitas.

Menurut asal-usulnya, batuan dapat dibagi menjadi tiga kelompok/jenis batuan

utama, yaitu:

- batuan beku (igneous),

- batuan sedimen/batuan endap, dan

- batuan malihan (metamorfik).

Batuan beku terbentuk dari magma yang mendingin dan mengeras, yang

sebagian besar terdiri atas silika (SiO2). Namun tergantung pada komposisi

magmanya, batuan beku dapat berbeda-beda: warnanya, kepadatan, komposisi

mineral dan teksturnya. Menurut proses terbentuknya, batuan sedimen dapat

dikelompokkan menjadi: aluvium yang diendapkan oleh sungai-sungai; batuan

muda yang lunak dan tidak dipengaruhi oleh gerakan orogen atau gempa. Ketika

gerakan lempeng mendorong batuan beku atau batuan sedimen jauh kedalam

bumi, tekanan dan suhu tinggi memampatkan dan meremukkannya menjadi

batuan malihan/metamorf.

Klasifikasi batuan yang banyak dianut adalah menurut Bieniawski disebut Rock

Mass Rating =RMR dengan cara memberi nilai batuan dari yang terjelek = 0

sampai yang terbaik =100. System ini disusun berdasar enam parameter

umum batuan, yaitu:

• kekuatan batuan,

• kwalitas inti pemboran (berdasar RQD),

• kondisi air tanah,

• jarak dikontinyuitas atau kekar dan rekah (joint and fracture),


134

Geoteknik

• karakteristik diskonyuitas atau kekar, serta

• orientasi kekar

Sama seperti tanah, batuan juga memiliki sifat fisik dan kimiawi maupun sifat

teknik. Uji dilakukan untuk mengetahui sifat fisik, kimiawi dan sifat teknik massa

batuan atau pecahannya untuk bahan bangunan.

Penyelidikan geoteknik disesuaikan dengan tahapan desain, antara lain seperti

yang diuraikan di bawah.

1) Penyelidikan geoteknik pendahuluan yang dimaksudkan untuk

mengumpulkan data geoteknik guna menentukan pilihan lokasi, tipe dan

ukuran bangunan utama.

2) Penyelidikan geoteknik tahap desain awal untuk mendapatkan data-data

geoteknik yang diperlukan untuk menyiapkan desain awal. Penyelidikan

dilakukan di lokasi bangunan utama.

3) Penyelidikan geoteknik tahap desain rinci untuk: melengkapi data-data

geoteknik yang diperlukan untuk menyiapkan desain rinci dan perkiraan biaya

rinci konstruksi, serta untuk mendapatkan informasi geoteknik lapangan

secara khusus pada lokasi-lokasi tertentu guna mengurangi risiko kondisi

tanah yang tidak terduga selama konstruksi.

Untuk memperoleh hasil penyelidikan yang optimal, maka sebelumnya perlu

dibuat suatu program penyelidikan yang rinci.


135

Geoteknik

DAFTAR PUSTAKA

1. Bell, F.G. (1981): "Engineering properties of soils and rocks", Butterworth & Co.,

London, 149 pp.

2. Brown, E.T. (ed. 1981): "Rock characterisation, testing and monitoring",

Pergamon Press, Oxford, 201 pp.

3. EARTH MANUAL, U.S. Department of The Interior Berau of Reclamation,

1965

4. Farmer, I.W. (1983): "Engineering behaviour of rocks", Chapmann & Hall,

London, 208 pp.

5. Goodman, R.E. (1980); "Introduction to rock mechanise", Wiley & Sons, New

York, 478 pp.

6. Hoek, E. and J.W. Bray (19813): "Rock slope engineering", Institution of Mining

and Metallurgy, London.

7. Hoek, E. and E.T. Brown (1980): "Underground excavations in rock", Institutio

of Mining and Metallurgy, London, 527 pp.

8. Smith, G.N. (19825): "Elements of soil mechanics for civil and mining

engineers, Granada, London, 493 pp.

9. SOILS MANUAL FOR THE DESIGN OF ASPHALT PAVEMENT

STRUCTURES, The Asphalt Institute, MS —10, 1978.

10. SOIL TESTING FOR ENGINEERS — T.W. Lambe, 1951.

11. Veen, C. v.d., E. Horvat en C.H. van Kooperen (1981): "Grondmechanika",

Waltman, Delft, 423 pp.

12. Weelw, A.F. van (1980; "Mode me funderingstechnieken", Waltman, Delft.


136

LAMPIRAN A Tabel A Petunjuk penentuan jumlah minimum titik dan kedalaman minimum penyelidikan geoteknik untuk bangunan air

Aplikasi untuk tipe bangunan

Jumlah minimum titik penyelidikan dan lokasi Kedalaman minimum penyelidikan

Tembok penahan (penahan tanah dan air,

termasuk bendung)

• Minimum 1 titik penyelidikan untuk setiap tembok penahan. Lebih dari satu titik penyelidikan dapat dilaksanakan untuk tembok penahan dengan panjang lebih dari 30 m, dengan ketentuan jarak antara titik berkisar antara 30-60 m dan ditempatkan di sebelah dalam atau luar tembok.

• Untuk tembok penahan yang diperkuat dengan penjangkaran, diperlukan tambahan titik penyelidikan dengan jarak 30-60 m ditempatkan pada zona jangkar.

• Untuk tembok dengan paku tanah (soil nail ing), diperlukan tambahan titik penyelidikan berjarak antara 1,0 sampai 1,5 kali tinggi tembok ditempatkan di belakang tembok dan berjarak 30-60 m satu terhadap yang lainnya.

• Untuk tembok penahan air (bendung), diperlukan tambahan titik penyelidikan yang ditempatkan pada setiap tembok pangkal.

• Lakukan penyelidikan di bawah dasar tembok sedalam minimum 1 sampai 2 kali tinggi tembok atau minimum 3,0 m di bawah lapisan keras (batuan).

• Penyelidikan harus cukup dalam, sehingga menembus lapisan tanah lunak dengan kompresibilitas tinggi (misalnya gambut, tanah lanau organik, tanah lempung lunak) sampai masuk ke dalam tanah dengan daya dukung memadai (misalnya tanah lempung kaku sampai keras, tanah berbutir kasar yang padat, atau batuan dasar).

Fondasi urugan tanah/batu

• Pada as urugan, diperlukan minimum 1 titik penyelidikan pada setiap jarak 60 m (kondisi tidak homogen) atau 120 m (kondisi homogen).

• Pada lokasi-lokasi kritis (misalnya pada daerah urugan dengan tinggi maksimum atau dengan ketebalan tanah lunak maksimum), diperlukan tambahan minimum 3 titik penyelidikan yang ditempatkan pada arah melintang urugan untuk mengetahui kondisi perlapisan tanah yang akan digunakan untuk analisis stabilitas lereng dan analisis rembesan.

• Untuk bendungan tipe urugan, diperlukan tambahan minimum 1 titik penyelidikan yang ditempatkan pada setiap ebatmen atau tembok pangkal.

• Penyelidikan harus dilakukan sedalam minimum 1,5 - 2 kali tinggi urugan, kecuali ditemukan lapisan keras.

• Jika masih ditemukan perlapisan tanah lunak di bawah 1,5-2 kali tinggi urugan, lanjutkan penyelidikan sampai cukup dalam menembus perlapisan tanah lunak dan menemukan perlapisan tanah yang kuat (misalnya tanah lempung kaku sampai keras, tanah berbutir kasar yang padat atau batuan dasar).

Pemotongan lereng (cut s lope)

• Pada as pemotongan lereng, diperlukan minimum 1 titik penyelidikan pada setiap jarak 60 m (kondisi tidak homogen) atau 120 m (kondisi homogen).

• Pada lokasi-lokasi kritis (misalnya pada daerah pemotongan terdalam, pada daerah ketebalan tanah lunak maksimum), diperlukan tambahan minimum 3 titik penyelidikan dalam arah melintang pemotongan lereng, untuk mengetahui kondisi perlapisan tanah yang akan digunakan untuk analisis stabilitas lereng.

• Penyelidikan harus dilakukan sedalam minimum 1,5 - 2 kali kedalaman galian, kecuali telah ditemukan lapisan keras.

• Jika masih ditemukan perlapisan tanah lunak di bawah 1,5-2 kali dalam galian, penyelidikan dilanjutkan sampai cukup dalam menembus perlapisan tanah lunak dan menemukan perlapisan tanah kuat (misalnya tanah lempung kaku sampai keras, tanah berbutir kasar yang padat atau batuan dasar).

Perencanaan Bendungan Urugan, Tkt Dasar

137

Geoteknik

Tabel A (sambungan)

Aplikasi untuk tipe bangunan

Jumlah minimum titik penyelidikan dan lokasi Kedalaman minimum penyelidikan

Fondasi dangkal • Untuk bangunan di bawah permukaan (misalnya ebatmen atau pier) dengan lebar kurang atau sama dengan 30,00 m, diperlukan minimum satu titik penyelidikan untuk setiap bangunan.

• Untuk bangunan di bawah permukaan dengan lebar lebih dari 30,00 m, diperlukan minimum 2 titik penyelidikan.

• Tambahan titik penyelidikan, diperlukan bila ditemukan perlapisan tanah dengan kondisi luar biasa.

Kedalaman penyelidikan yang harus dilaksanakan: • Cukup dalam, sehingga melewati perlapisan tanah yang tidak stabil (misalnya gambut, lanau organik, tanah lempung lunak) dan menembus perlapisan tanah dengan daya dukung yang memadai.

• Paling sedikit harus mencapai kedalaman tanah dengan peningkatan tegangan akibat beban struktur yang diperkirakan mencapai 10% dari tegangan vertikal efektif (overburden) yang ada.

• Jika ditemukan perlapisan batuan dasar sebelum mencapai kedalaman yang ditentukan pada penjelasan sebelumnya, penyelidikan dihentikan setelah menembus 3,00 m kedalaman perlapisan batuan dasar. Namun, penyelidikan mekanika batuan terhadap material isian yang ditemukan pada bidang diskontinuitas harus diperbanyak untuk mengetahui sifat kompresibilitasnya.


138

Geoteknik

Fondasi dalam • Untuk bangunan di bawah permukaan (misalnya ebatmen atau pier/tiang) dengan lebar kurang atau sama dengan 30,00 m, diperlukan minimum satu titik penyelidikan untuk setiap bangunan.

• Untuk bangunan di bawah permukaan dengan lebar lebih dari 30,00 m, diperlukan minimum 2 titik penyelidikan.

• Tambahan titik penyelidikan, diperlukan jika ditemukan perlapisan tanah dengan kondisi luar biasa.

• Pada perlapisan tanah, kedalaman penyelidikan harus mencapai 6,00 m di bawah ujung tiang pancang / tiang bor yang diperkirakan atau minimum dua kali dimensi maksimum dari grup tiang. Dipilih yang terdalam.

• Semua titik pemboran harus melewati perlapisan tanah yang tidak menguntungkan, seperti urugan yang tidak dipadatkan, gambut, material dengan kadar organik tinggi, tanah lempung lunak, tanah berbutir kasar yang lepas dan menembus sebagian dari perlapisan tanah yang keras atau padat.

• Untuk tiang yang ujungnya terletak di atas batuan dasar, penyelidikan harus menembus minimum 3,00 m pada setiap titik penyelidikan, untuk memperoleh inti batuan yang dapat digunakan sebagai verifikasi tidak terletak di atas bongkah (boulders).

• Untuk tiang bor yang terletak di atas batuan dasar atau menembus sebagian ke dalam batuan dasar, penyelidikan harus menembus minimum 3,00 m di bawah perlapisan batuan untuk tiang yang terisolasi (isolated)

atau dua kali dimensi maksimum dari grup tiang bor; dipilih yang terdalam untuk mengetahui karakteristik perlapisan batuan.


139

Geoteknik

B. Lokasi dan elevasi pemboran

Pada umumnya lokasi dan elevasi pemboran ditentukan oleh tenaga ahli survei. Jika tenaga ahli survei tidak ada, pengawas lapangan bertanggung jawab dalam penentuan lokasi pemboran dan elevasi muka tanah sesuai dengan kebutuhan proyek. Lokasi bor biasanya ditandai dengan patok beton yang dapat dilihat dalam jarak 1,0 m, misalnya dengan sistem GPS (Portable global positioning system) untuk membantu dokumentasi lokasi.

Dalam penentuan elevasi pemboran perlu diperhatikan hal-hal seperti berikut. 1) Jika dilakukan survei topografi, elevasi bor dapat ditentukan dengan interpolasi antar

kontur. Metode ini umumnya dapat diterima, tetapi pengawas lapangan harus mengetahui bahwa pengukuran elevasi peka terhadap posisi horisontal pemboran. Oleh karena itu jika interval kontur berubah dengan cepat, elevasi bor harus ditentukan secara optik.

2) Penggunaan patok referensi (BM) harus ditunjukkan pada rencana lapangan dan survei topografi. Jika tidak, perlu digunakan patok sementara (TBM) yang diletakkan pada

struktur tanah stabil (aman dari gangguan yang menyebabkan patok bergeser). 3) Patok sementara (TBM) harus tetap dapat berfungsi selama operasi konstruksi selanjutnya.

Letak patok referensi (BM) dan atau patok sementara (TBM) yang digunakan pada

rencana lapangan harus diperlihatkan oleh pengawas lapangan. 4) Penyipat datar atau alat perata dapat digunakan untuk membantu menentukan elevasi.

Survei dengan cara penyipat datar harus dilakukan dengan teliti. Elevasi harus diperlihatkan dengan patok didekat lubang bor yang berjarak paling dekat 1/10 m, kecuali jika diarahkan lain oleh perencana. Biasanya datum elevasi (tetap) harus diidentifikasi dan dicatat.

C. Perlengkapan lapangan

Perlengkapan lapangan yang umum diperlukan untuk penyelidikan geoteknik di lapangan, dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel B Daftar perlengkapan lapangan

Peralatan Keterangan Formulir kerja Rencana lapangan, spesifikasi teknik, lembaran instruksi lapangan,

formulir memorandum lapangan harian, formulir isian deskripsi lubang bor, formulir untuk uji khusus (geser baling, kelulusan air, dan lain-lain), label isian contoh atau tape, kopi surat izin yang diperlukan, buku lapangan (anti basah), rencana keselamatan dan keamanan, panduan lapangan, formulir pengeluaran sub kontraktor.

Alat pengambil contoh Alat pengambilan contoh, tabung kosong dan lain-lain, pisau pemotong contoh, alat ukur (sampai bagian 1 cm), dan 25 m tape/pita dengan pelampung dasar yang rata pada ujungnya, agar dapat digunakan untuk pengukuran muka air, alat penyipat datar, kain lap, tempat contoh dan boks inti, boks contoh untuk pengapalan (jika perlu), keranjang dengan penutup jika diperlukan contoh bongkahan (bulk), wadah setengah lingkaran, sikat kawat.

Alat pengaman/personel Topi keras/baja, sepatu pengaman, kaca mata pengaman (jika bekerja dengan alat pemukul atau pahat), sepatu karet, perlengkapan hujan, sarung tangan kerja.

Alat lain Papan jepit (clipboard), potlot, penghapus, alat cap (felt markers), alat skala dan penggaris, jam, kalkulator, kamera, kompas, botol cuci dan atau tabung uji, penetrometer saku dan atau torvane, alat komunikasi (radio dua arah, telpon selular).


140 Geoteknik

D. Perencanaan dan spesifikasi

Setiap program penyelidikan geoteknik perlu dilengkapi dengan rencan lokasi dan spesifikasi atau persyaratan teknis. Rencana lokasi proyek paling tidak meliputi: 1) peta lokasi proyek; 2) bentuk umum permukaan, seperti jalan lalu lintas, sungai, bangunan, dan tanaman yang

ada; 3) arah panah utara dan titik koordinat yang dipilih; 4) kontur muka tanah pada interval elevasi yang memadai; 5) lokasi rencana bangunan dan alinyemen rencana jalan lalu lintas termasuk jalur landai; 6) lokasi rencana pemboran, uji lapangan dan lain-lain; 7) tabel yang menyajikan rencana kedalaman setiap pemboran dan pendugaan.

Persyaratan teknis, antara lain mencakup: 1) jenis-jenis penyelidikan yang akan dilakukan 2) metode penyelidikan 3) peralatan dan prosedur yang digunakan untuk pemboran dan pengambilan contoh; 4) pelaksanaan pengujian lapangan; 5) penentuan metode pengukuran; 6) ketentuan pembayaran untuk semua jenis pekerjaan. Uraian rinci mengenai persyaratan teknis disajikan pada bab 6.

Documents

BAB I PENDAHULUAN - bpsdm.pu.go.id · menunjukkan proses pembentukan tanah akibat adanya pelapukan batuan. ... 60 = Diameter butir pada keadaan banyaknya persen yang lobs = 60% D