BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II.3. Penyelidikan Tanah (Soil Investigation)
Penyelidikan tanah merupakan fase awal dalam desain konstruksi sipil, seperti contohnya dalam perencanaan pondasi, pemadatan timbunan, bendungan maupun kestabilan lereng. Secara umum maksud dari pekerjaan penyelidikan tanah adalah untuk mendapatkan data teknis atau parameter tanah yang dapat mewakili kondisi tanah setempat untuk digunakan sebagai parameter desain.
Penyelidikan tanah (soil investigation) adalah proses pengambilan contoh (sample) tanah yang bertujuan untuk menyelidiki karakteristik tanah tersebut. Dalam mendesain pondasi, penting bagi para engineer untuk mengetahui sifat setiap lapisan tanah, (seperti berat isi tanah, daya dukung, ataupun daya rembes), dan juga ketinggian muka air tanah. Oleh sebab itu, soil investigation adalah pekerjaan awal yang harus dilakukan sebelum memutuskan akan menggunakan jenis pondasi dangkal atau pondasi dalam.
Aspek-aspek yang ingin diketahui dan didapatkan dari penyelidikan tanah. antara lain :
1. Jenis dan profil lapisan tanah atau batuan secara visual dan terperinci. 2. Kedalaman tanah keras (hard/dense soil) dan daya dukungnya. 3. Level muka air tanah (ground water level).
5. Analisa teknis yang menghasilkan rekomendasi desain untuk jenis pondasi yang akan digunakan, termasuk daya dukung pondasi dangkal, daya dukung pondasi dalam dan penurunan.
6. Menentukan besarnya tekanan tanah terhadap dinding penahan tanah atau pangkal jembatan (abutment).
7. Analisis teknis yang menghasilkan rekomendasi desain pemadatan/penimbunan.
8. Menyelidiki keamanan suatu struktur bila penyelidikan dilakukan pada bangunan yang telah ada sebelumnya.
9. Pada konstruksi jalan raya dan irigasi, penyelidikan tanah berguna untuk menentukan letak-letak saluran, gorong-gorong, pennetuan lokasi dan macam bahan timbunan.
Ada dua jenis penyelidikan tanah yang biasa dilakukan, yaitu penyelidikan di lapangan(in situ) dan penyelidikan di laboratorium (laboratory test). Adapun jenis penyelidikan di lapangan, seperti pengeboran (hand boring ataupun machine
boring), Standard Penetration Test (SPT), dan Cone Penetrometer Test (sondir).
Sedangkanjenis penyelidikan di laboratorium terdiri dari uji index properties tanah (Atterberg Limit, Water Content, Spesific Gravity, Sieve Analysis) dan engineering properties tanah (Direct Shear Test, Triaxial Test, Consolidation Test, dan lain-lain ).
Contoh tanah ( soil sampling ) yang didapatkan sebagai hasil penyelidikan tanah ini, dapat dibedakan menjadi dua, yaitu :
Suatu contoh tanah dikatakan tidak terganggu apabila contoh tanah itu dianggap masih menunjukkan sifat-sifat asli tanah tersebut. Sifat asli yang dimaksud adalah contoh tanah tersebut tidak mengalami perubahan pada strukturnya, kadar air, atau susunan kimianya. Contoh tanah seperti ini tidaklah mungkin bisa didapatkan, akan tetapi dengan menggunakan teknik – teknik pelaksanaan yang baik, maka kerusakan – kerusakan pada contoh tanah tersebut dapat diminimalisir. Undisturbed soil digunakan untuk percobaan engineering properties.
b. Contoh tanah terganggu ( Disturbed Soil )
Contoh tanah terganggu adalah contoh tanah yang diambil tanpa adanya usaha – usaha tertentu untuk melindungi struktur asli tanah tersebut.
Disturbed soil digunakan untuk percobaan uji index properties tanah.
II.3.1. Cone Penetrometer Test ( Sondering Test )
Pengujian CPT atau sering disebut dengan sondir adalah proses memasukkan suatu batang tusuk dengan ujung berbentuk kerucut bersudut 60° dan luasan ujung 1,54 inch2 ke dalam tanah dengan kecepatan tetap 2 cm/detik. Dengan pembacaan manometer yang terdapat pada alat sondir tersebut, kita dapat mengukur besarnya kekuatan tanah pada kedalaman tertentu.Penyelidikan sondir dilakukan berdasarkan standar ASTM D 3441.
a. Sondir ringan, dengan kapasitas 2 ton. Sondir ringan digunakan untuk mengukur tekanan konus sampai 150 kg/cm2 atau penetrasi konus telah mencapi kedalaman 30 m.
b. Sondir berat, dengan kapasitas 10 ton. Sondir berat digunakan untuk mengukur tekanan konus sampai 500 kg/cm2 atau penetrasi konus telah mencapai kedalaman 50 m.
Ada dua tipe ujung konus pada sondir mekanis :
1 Konus biasa, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan biasanya digunakan pada tanah yang berbutir kasar dimana besar perlawanan lekatnya kecil ;
2 Bikonus, yang diukur adalah perlawanan ujung konus dan hambatan lekatnya dan biasanya digunakan untuk tanah berbutir halus.Tahanan ujung konus dan hambatan lekat dibaca setiap kedalaman 20 cm.
(Sosrodarsono & Nakazawa, 2005)
Cara pembacaan sondir dilakukan secara manual dan bertahap, yaitu dengan mengurangihasil pengukuran (pembacaan manometer) kedua terhadap pengukuran (pembacaan manometer) pertama. Pembacaan sondir akan dihentikan apabila pembacaan manometer mencapai > 150 kg/cm2 (untuk sondir ringan) sebanyak tiga kali berturut-turut.
Dari hasil test sondir ini didapatkan nilai jumlah perlawanan ( JP ) dan nilai perlawanan konus (PK), sehingga hambatan lekat (HL) didapatkan dengan menggunakan rumus
1. Hambatan Lekat ( HL )
��= (�� − ��) ×� �
2. Jumlah Hambatan Lekat ( JHL )
���� = ∑0���
Dimana :
PK = Perlawanan penetrasi konus ( qc ) (kg/cm2)
JP = Jumlah perlawanan ( perlawanan ujung konus + selimut ) A = Interval pembacaan ( setiap pembacaan 20 cm )
B = Faktor alat = luas konus / luas torak = 10 cm i = Kedalaman lapisan tanah yang ditinjau ( m ) JHL = Jumlah Hambatan Lekat (kg/cm)
perlawanan penetrasi konus atau perlawanan tanah terhadap konus yang dinyatakan dalam gaya per satuan luas. Hambatan lekat adalah perlawanan geser tanah terhadap selubung bikonus yang dinyatakan dalam gaya per satuan panjang.
.
Gambar 2.9 Cara Pelaporan Hasil Uji Sondir (Sardjono, 1988)
Tabel 2.2 Harga – harga Empiris ϕ dan Dr Pasir dan Lumpur Kasar Berdasarkan Sondir Penetrasi Konus PK = qc (kg/cm2) Densitas Relatif Dr (%) Sudut Geser Dalam(°) 20 - 25 – 30 20 – 40 20 – 40 30 – 35 40 – 120 40 – 60 35 – 40 120 – 200 60 – 80 40 – 45 >200 >80 >45
Sumber : ( Djatmiko & Edy, 1997)
II.3.2. Standard Penetration Test (SPT)
Tujuan percobaan SPT yaitu untuk menentukan kepadatan relatif lapisan tanah tersebut dari pengambilan contoh tanah dengan tabung, dapat diketahui jenis tanah dan ketebalan dari setiap lapisan tanah tersebut. Selain itu, tujuan percobaan SPT adalah untuk memperoleh datakumulatif pada perlawanan
penetrasi tanahdan menetapkan kepadatan dari tanah yang tidak berkohesi yang biasanya sulitdiambil sampelnya.Pelaksanaan pekerjaan SPT berdasarkan standar ASTM D 1586.
Pengujian Standard Penetration Test dilakukan setiap interval kedalaman pemboran 2 meter. Tabung SPT harus mempunyai ukuran OD 2 inch, ID 1 3/8 inch dan panjang 24 inch dengan tipe split spoon sample.Hammer yang dipakai mempunyai berat 140 lbs (63,5 kg) dan tinggi jatuh bebas hammer adalah 30 inch (75 cm). Tabung SPT ditekan kedalaman dasar lobang sedalam 15 cm, kemudian untuk setiap interval 15 cm dilakukan pemukulan dan perhitungan jumlah pemukulan untuk memasukkan split spoon sample ke dalam tanah sedalam (3x15) cm.
Jumlah pukulan tersebut merupakan angka N dari pelaksanaan SPT dimana nilai N yang diperhitungkan adalah jumlah pukulan pada 15 cm kedua dan 15 cm ketiga (2x15 cm = 30 cm).
Gambar 2.10 Alat Percobaan Penetrasi Standard Sumber :Sosrodarsono& Nakazawa,2005
Angka penetrasi sangat berguna sebagai pedoman dalam eksplorasi tanah dan untuk memperkirakan kondisi lapisan tanah. Hubungan antara angka penetrasi standar dengan sudut geser tanah dan kepadatan relatif untuk tanah berpasir, secara perkiraan dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
Tabel 2.3 Hubungan antara angka penetrasi standar dengan sudut geser dalam dan kepadatan relatif pada tanah pasir
Angka penetrasi standar (SPT)
Kepadatan Relatif Dr (%)
Sudut geser dalam (φ)
0-5 0-5 26-30
5-10 5-30 28-35
10-30 30-60 35-42
30-50 60-65 38-46
Sumber:Braja M.Das-NoorEndah, MekanikaTanah.1985
Hubunganantara harga N
denganberatisiyangsebenarnyahampirtidakmempunyaiarti karenahanyamempunyaipartikelkasar
(Tabel2.3).Hargaberatisiyangdimaksudsangat tergantungpadakadarair. Tabel2.4 Hubunganantara N denganBeratIsiTanah
Tanahtidak Kohesif HargaN <10 10 –30 30 –50 >50 Beratisi γkN/m³ 12-16 14-18 16-20 18-23 Tanah HargaN <4 4-15 16-25 >25
Kohesif Beratisi
γkN/m³
14-18 16-18 16-18 >20
Sumber:MekanikaTanah&TeknikPondasi,SosrodarsonoSuyonoIr.1983
Pada tanah tidak kohesif daya dukung sebanding dengan berat isi tanah, hal ini berarti bahwa tinggi muka air tanah banyak mempengaruhi daya dukung pasir. Tanah di bawah air mempunyai berat isi efektif yang kira-kira setengah berat isi tanah di atas muka air. Tanah dapat dikatakan mempunyai daya dukung yang baik, dapat dinilai dari ketentuan berikut ini:
1. Lapisan kohesif mempunyai nilai SPT, N > 35
2. Lapisan kohesif mempunyai harga kuat tekan (qu) 3 – 4 kg/cm² atau harga SPT N > 15
II.3.3. Penyelidikan Tanah di Laboratorium
Penyelidikan di laboratorium merupakan tindak lanjut dari apa yang sudah dilakukan di lapangan, dimana di laboratorium ini akan diolah dan diselidiki lebih lanjut sampel tanah yang sudah diambil dari lokasi penyelidikan lapangan. Parameter yang ingin diperoleh dari pengujian laboratorium adalah :
a. Index properties (undisturbed sample)
1. Unit weight (berat isi) ...mengacu pada ASTM D 2937. 2. Specific gravity (berat jenis)... mengacu pada ASTM D 854. 3. Atterberg limit ...mengacupada ASTM D 4318. 4. Grain size analysis (analisa saringan) ...mengacu pada ASTM D 442. 5. Water content (kadar air) ...mengacu pada ASTM D 2216. 6. Consolidation test ...mengacu pada ASTM D 2435.
7. Direct shear test ...mengacu pada ASTM D 3080.
Data tersebut di atas berupa gambaran item pekerjaan apa saja yang termasuk dalam lingkup pekerjaan penyelidikan tanah. Detail dan jumlah item bisa bervariasi kembali lagi bergantung pada parameter desain dan data hasil peyelidikan tanah yang diinginkan.
