penyelidikan tanah

PENYELIDIKAN TANAH LANJUT

A. Penyelidikan tanah di lapangan

Jenis-jenis tanah tertentu sangat mudah sekali terganggu

oleh pengaruh pengambilan contohnya di dalam tanah. Untuk

menanggulangi hal tersebut, sering dilakukan beberapa

pengujian di lapangan secara langsung. Pengujian di lapangan

sangat berguna untuk mengetahui karakteristik tanah dalam

mendukung beban pondasi dengan tidak dipengaruhi oleh

kerusakan contoh tanah akibat operasi pengeboran dan

penanganan contoh (Hardiyatmo, 2010a). Oleh karena itu

diusahakan melakukan penyelidikan tanah di lapangan (in-situ

test). Pengujian di lapangan yang akan dilakukan adalah:

Standard Penetration test (SPT)

Cone Penetration Test (Sondir)

1. Cone Penetration Test {uji sondir)

Uji sondir atau dikenal dengan uji penetrasi kerucut statis

banyak digunakan di Indonesia. Pengujian ini merupakan suatu

pengujian yang digunakan untuk menghitung kapasitas dukung

tanah. Nilai-nilai tahanan kerucut statis atau hambatan konus

(qc) yang diperoleh dari pengujian dapat langsung

dikorelasikan dengan kapasitas dukung tanah (Hardiyatmo,

2010b). Pada uji sondir, terjadi perubahan yang kompleks dari

tegangan tanah saat penetrasi sehingga hal ini mempersulit

interpretasi secara teoritis. Dengan demikian meskipun secara

teoritis interpretasi hasil uji sondir telah ada, dalam


prakteknya uji sondir tetap bersifat empiris (Rahardjo,

2008).

Keuntungan uji sondir (Rahardjo, 2008) :

1. Cukup ekonomis dan cepat.

2. Dapat dilakukan ulang dengan hasil yang relatif hampirsama.

3. Korelasi empirik yang terbukti semakin andal.

4. Perkembangan yang semakin meningkat khususnya denganadanya penambahan sensor pada sondir listrik.

Hambatan Konus (qc)

Nilai yang penting diukur dari uji sondir adalah hambatan

ujung konus (qc). Besarnya nilai ini seringkali menunjukkan

identifikasi dari jenis tanah dan konsistensinya. Pada tanah

pasiran, hambatan ujung jauh lebih besar dari tanah berbutir

halus. Pada pasir padat (dense) dan sangat padat (very dense),

sondir ringan umumnya tidak dapat menembus lapisan ini.

Schmertman, (1978) dalam Rahardjo, (2008) memberikan petunjuk

sederhana untuk menginterpretasi data sondir untuk keperluan

klasifikasi dan kondisi tanah.


Gesekan Selimut (fs)

Nilai fs dapat menggambarkan klasifikasi tanah. Selain itu

rasio fs dan qc yang dikenal dengan nama rasio gesekan (Rf) dapat

digunakan untuk membedakan tanah berbutir halus dan tanah

berbutir kasar (Rahardjo, 2008). Dari beberapa hasil

penelitian menunjukkan bahwa tanah berbutir kasar mempunyai


nilai Rf yang kecil (<2%), sementara untuk tanah berbutir halus

(lanau dan lempung) nilai Rf lebih tinggi.

2. Uji Penetrasi Standar (SPT)

Uji penetrasi standar dilakukan karena sulitnya memperoleh

contoh tanah tak terganggu pada tanah granuler. Pada pengujian

ini, sifat-sifat tanah ditentukan dari pengukuran kerapatan

relative secara langsung dilapangan. Pengujian untuk

mengetahui nilai kerapaatan relative yang sering digunakan

adalah Uji Penetrasi Standar atau disebut Uji SPT (Standar Penetration

Test).

Nilai SPT diperoleh dengan cara sebagai berikut:

Tahapan pertama, tabung belah standar dipukul sedalam 15 cm

(6”). Kemudian dilanjutkan pemukulan tahap kedua sedalam 30,48

(12”). Jumlah pukulan tahap kedua ini, yaitu jumlah pukulan

yang dibutuhkan untuk penetrasi tabung belah standar sedalam

30,48 cm, didevinisikan sebagai nilai-N. Pengujian yang lebih

baik dilakukan dengan menghitung pukulan pada tiap-tiap

penembusan sedalam 7,62 cm (3 inci) atau setiap 15 cm (6

inci). Dengan cara ini, kedalaman sembarang jenis tanah

didasar lubang bor dapat ditaksir, dan elevasi dimana gangguan

terjadi dalam usaha menembus lapisan yang keras seperti batu,

dapat dicatat.


B. Pengujian laboratorium

1. Berat jenis

Menentukan berat jenis suatu contoh tanah. Yaitu

perbandingan antara berat butir butir dengan berat air

destilasi di udara dengan volume yang sama dan pada temperatur

tertentu. Biasanya 25° C.

2. Atterberg limits

batas cair

Menentukan batas cair tanah. Yaitu kadar tanah tersebut pada

keadaan atas peralihan antara cair dan keadaan plastis. Tanah

pada keadaan batas cair diperiksa dengan alat Casagrande,

kedua bagian tanah yang terpisah oleh alur selebar 2,5 mm

menutup sepanjang 1cm pada 25 pukulan.

batas plastis dan plasticity index

Yaitu kadar air minimum (dalam persen) bagi tanah tersebut

yang masih dalam keadaan plastis. Tanah ada pada keadaan

plastis apabila yang tanah digiling menjadi batang-batang

berdiameter 3 mm mulai menjadi retak-retak. Index plastisitas

suatu tanah adalah bilangan (dalam persen) yang merupakan

selisih antara batas cair dan batas plastisnya.


3. Distribusi ukuran butir tanah

Untuk tanah yang butirannya lebih besar dari 0.075 mm atau

tertahan pada #200, pemeriksaan dilakukan dengan menggunakan

saringan-saringan, sedangkan untuk tanah dengan ukuran yang

lebih kecil dari 0.075 mm atau melewati #200, pemeriksaan

dilakukan dengan cara sedimentasi yang dapat menggunakan cara

hidrometer atau dengan pipet.


C. Mendesain pondasi dengan data in situ

1. Standard Penetration Test (SPT)

Standard Penetration Test (SPT) adalah sejenis percobaan dinamis

dengan memasukkan suatu alat yang dinamakan split spoon ke dalam

tanah. Dengan percobaan ini akan diperoleh kepadatan relatif

(relative density), sudut geser tanah (φ) berdasarkan nilai jumlah

pukulan (N). Hubungan kepadatan relatif, sudut geser tanah dan

nilai N dari pasir dapat dilihat pada tabel dibawah ini:

N Kepadatan relatifsudut geser dalamPeck Meyerhof

0-4 0-0.2sangat

lepas˂28.5 ˂30

4-100.2-

0.4lepas

28.5-

3030-35

10-300.4-

0.6sedang 30-36 35-40

30-500.6-

0.8padat 36-41 40-45

˃500.8-

1.0

sangat

padat˃41 ˃45

Tabel 1 Hubungan N, Dr, ɸ dari pasir

SPT yang dilakukan pada tanah tidak kohesif tapi berbutir

halus atau lanau, yang permeabilitasnya rendah, mempengaruhi

perlawanan penetrasi yakni memberikan harga SPT yang lebih rendah


dibandingkan dengan tanah yang permeabilitasnya tinggi untuk

kepadatan yang sama. (Shamsher Prakash, 1989).

Kepadatan relatif NVery soft 2

soft 2-4medium 4-8stif 8-15hard 15-30dense ˃30

Tabel 2 Hubungan N dan Dr untuk tanah lempung

Harga N yang diperoleh dari SPT tersebut diperlukan untuk

memperhitungkan daya dukung tanah. Daya dukung tanah tergantung

pada kuat geser tanah. Untuk mendapatkan harga sudut geser tanah

dari tanah tidak kohesif (pasiran) biasanya dapat dipergunakan

rumus Dunham (1962) sebagai berikut:

- Tanah berpasir berbentuk bulat dengan gradasi seragam, atau

butiran pasir bersegi-segi dengan gradiasi tidak seragam,

mempunyai sudut sebesar:

Φ=√12N+15

Φ=√12N+50

- Butiran pasir bersegi dengan gradiasi seragam, maka sudut

gesernya adalah:

Φ=0.3N+27


Hubungan antara angka penetrasi standard dengan sudut geser

tanah dan kepadatan relatif untuk tanah berpasir, secara

perkiraan dapat dilihat pada Tabel berikut:

NKepadatan relatif

(%)sudut geser dalam

0-5 0-5 26-305-10 5-30 28-3510-30 30-60 35-4230-50 60-65 38-46

Tabel 3 Hubungan antara Angka Penetrasi Standard dengan Sudut

Geser Dalam dan Kepadatan Relatif pada Tanah Pasir (Das, 1995)

Tanah

tidak

kohesif

Harga N < 10 10-30 30-50 > 50Berat

isi γ

(kN/m3)

12-16 14-18 16-20 18-23

Tanah

kohesif

Harga N < 4 4-15 16-25 > 25Berat

isi γ

(kN/m3)

14-18 16-18 16-20 > 20

Tabel 4 Hubungan antara N dengan Berat Isi Tanah (Sosrodarsono

S., 1988)


a).Hubungan antara N-SPT dengan ): kekuatan geser undrained (Cu

a. Menurut Stroud (1974) adalah:

Cu =K*NDimana,

Cu = kekuatan geser tanah

K = konstanta = 3,5 - 6,5 kN/m2 nilai rata-rata

konstanta,dan

N = nilai SPT yang diperoleh dari lapangan undrained

b. Menurut Hara et. al. (1971) adalah:

Cu(kNm2 )=29N0.79Dimana,

Cu = kekuatan geser tanah undrained, dan

N = nilai SPT yang diperoleh dari lapangan

Soil

type

Descript

ion (v)

Clay Soft0.35-

0.40

Medium0.30-

0.35

Stiff0.20-

0.30

Sand Loose0.15-

0.25 Medium 0.25-


0.30

Dense0.25-

0.35Tabel 5 Hubungan Jenis, Konsistensi dengan Poisson’s Ration

Daya Dukung Pondasi Tiang Dengan Menggunakan Data SPT.

Kapasitas ultimit tiang dapat dihitung secara empiris dari

nilai N hasil uji SPT. Untuk tiang bore yang terletak di dalam

tanah pasir jenuh, Meyerhof (1956) menyarankan persamaan sebagai

berikut:

Qu=4 (NbAb )+ 150

NAs

Dimana, Qu = kapasitas ultimit tiang (ton)

Nb = nilai N dari uji SPT pada tanah disekitar dasar

tiang

As = luas selimut tiang (ft2 ) (dengan 1 ft =

30,48),dan

Ab= luas dari tiang (ft2).

Nilai maksimum N/50 dari suku ke-2 persamaan diatas 2.9),

yaitu suku persamaan yang menyatakan tahanan gesek dinding tiang

pancang, disarankan sebesar 1,0 t/ft2 (1,08 kg/m2 = 107 kN/m2),

persamaan diatas telah digunakan dengan aman untuk perancangan

tiang pancang pada lempung kaku, Bromham dan Styles, (1971).

Rumusan yang digunakan untuk memperkirakan daya dukung

pondasi tiang dengan menggunakan data SPT adalah sebagai

berikut :


Qult (ton) = mNa Ap + nNAs

dimana m adalah koefisient perlawanan ujung tiang, n adalah

koefisient gesekan, N adalah nilai SPT (pukulan/30 Cm = blows/ft.).

Untuk nilai N SPT ini biasanya dianjurkan untuk dikoreksi menjadi

sebagai berikut:

Na=0.5 (N1+N2 )≤40Dengan N1 adalah nilai N pada ujung tiang, N2 adalah nilai N

dari ujung tiang hingga 4 B diatas ujung tiang, B adalah lebar

tiang. Untuk jenis tanah pasir yang sangat halus (fine sand) atau

tanah pasir kelanauan (Silty Sand) yang terletak dibawah muka air

tanah (jenuh air) dimana nilai N cenderung lebih tinggi karena

permeabilitas tanah yang kecil maka di koreksi menjadi sebagai

berikut :

N =15 + 0,5(N’-15); N >15

dimana N’adalah Nilai N SPT di lapangan.

Terdapat beberapa pakar yang merekomendasikan besarnya

koefisien koefisien m dan n diantaranya diperlihatkan pada Tabel

berikut :

Jenis tanahJenis

Tiangm n Batasan

1. Meyerhof

(1976)

Pasiran 40 0.2 Lempungan. - 0.5 2. Okahara

(1992).


Pasiran Tiang

Pancang40 0.2

≤ 10

t/m2

Cor

Ditempat12 0.5

≤ 20

t/m2

“Inner

digging”- 0.1 ≤ 5 t/m2

Lempungan Tiang

Pancang- 1

≤ 15

t/m2

Cor

Ditempat- 1

≤ 15

t/m2

“Inner

digging”- 0.5

≤ 10

t/m2

3.

Takahashi

Pasiran Tiang

Pancang30 0.2

Tabel 6 Nilai m dan n

Daya dukung hasil Pondasi Hasil Sondir

Metoda Langsung (Direct Cone)

Metoda ini diantaranya dikemukakan oleh Meyerhof (1956) yangmenyatakan bahwa tahanan ujung tiang mendekati tahanan ujungkonus sondir dengan rentang 2/3 qc hingga 1,5 qc dan Meyerhofmenganjurkan untuk keperluan praktis agar digunakan:


qp=qc

Selanjutnya tahanan selimut pada tiang dapat diambillangsung dari gesekan total (jumlah hambatan lekat =JHL)dikalikan dengan keliling tiang, sehingga formula untuk metodalangsung dapat dituliskan :

Qult = qp Ap +JHL kll

Rumusan ini diambil di Indonesia dengan mengambil angkakeamanan 3 (tiga) untuk tahanan ujung dan angka keamanan 5(lima) untuk gesekannya. Sehingga daya dukung ijin pondasidapat dinyatakan dalam :

Qult=qpAp

3+JHLkll

5


Qult (ton) = mNa Ap + nNAs

D = 0.3 mn = 0.5

No pi*D*tebal (2)*N No

Teballapisan[m]

Nvalue

(1) (2) (3) 1 0.5 71 0.471 3.299 2 2.5 72 2.356 16.493 3 0.5 103 0.471 4.712 4 6.9 35

4 6.503227.60

8Jumlah

252.113

Qult126.05

64 ton

Qall42.018

8 ton

Gaya bekerja

163.1 ton

jumlah pile 3.88 4 Buah

Jadi, tiang pancang diameter 30 cm dengan dalam 10 m sebanyak 4 buah mampu menahan beban yang bekerja pada kolom.

Settlement;

Qwf = 42,02 tonQpf = 0 tonξ = 0.67 Ap = ¼ π D2 = 70685 mm2

L = 10 m = 10000 mm Ep = 35 Mpa (beton prategang)


S1=(Q℘+ξQwf)L

ApEp=

(0+0.67∗42,02 )∗1000070685∗35

=0.114mm

S2=(Q℘Cp)Dqp

=0mm

S3=(Q℘Cs)Lqp

=0mm

Penurunan yang terjadi adalah S1 +S2+S3 = 0.114 mm (aman)

KESIMPULAN

Beban maksimum yang bekerja adalah 163,1 ton

Daya dukung 1 (satu) pile dengan diameter 30 cm dalam 10 m

di titik beban maksimum adalah 42,02 ton

4 buah pile dibutuhkan untuk menahan beban maksimum Penurunan yang terjadi adalah sebesar 0.114 mm, yang

relative aman.

SARAN

Loading test baiknya dilakukan untuk memastikan daya dukung pile.

Untuk kolom dengan beban yang lebih rendah dari kolom yang ditinjau dapat digunakan jumlah pile yang lebih sedikit.


LAMPIRAN

penyelidikan tanah

Documents