DEBIT REMBESAN PADA MODEL TANGGUL DENGAN MENGGUNAKAN UKURAN PARTIKEL TANAH MAKSIMUM 1 mm
Oleh : ERLY PRATITA
F14103037
2007
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
DEBIT REMBESAN PADA MODEL TANGGUL DENGAN MENGGUNAKAN UKURAN PARTIKEL TANAH MAKSIMUM 1 mm
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh : ERLY PRATITA
F14103037
Dilahirkan di Tasikmalaya pada tanggal 31 Maret 1984 Tanggal lulus : 17 September 2007
Bogor, 24 September 2007 Menyetujui :
Dr. Ir. Erizal, M. Agr. Dosen Pembimbing
Mengetahui,
ERLY PRATITA. F14103037. Debit Rembesan pada Model Tanggul dengan Menggunakan Ukuran Partikel Tanah Maksimum 1 mm. Di Bawah Bimbingan Dr. Ir. Erizal, M.Agr.
RINGKASAN
Tanggul merupakan salah satu bentuk dari bendungan urugan homogen. Tanggul berfungsi untuk menahan aliran air dan menyangga permukaan air sehingga air yang masuk ke saluran dapat dikendalikan. Keruntuhan tanggul dapat diakibatkan oleh adanya rembesan air dalam tubuh tanggul. Rembesan pada tanggul terjadi karena adanya tekanan air di bagian hulu tanggul yang melewati pori-pori di dalam tanah dan gaya yang menahan lebih kecil dari gaya yang mengalirkan. Jika rembesan yang terjadi pada tanggul semakin besar akan mengancam kestabilan tanggul sehingga dapat menimbulkan erosi, longsoran dan kehilangan air akibat rembesan melalui tubuh tanggul tersebut.
Tujuan dari penelitian ini adalah 1) Menghitung debit rembesan pada model tanggul, yaitu melalui pengamatan secara langsung, menggunakan metode perhitungan rumus dan analisis dengan program Seep/W, serta membandingkan hasil perhitungan debit rembesan dari ketiga metode tersebut. 2) Mengetahui pengaruh ukuran partikel tanah maksimum 1 mm terhadap debit rembesan pada tubuh model tanggul dan membandingkan hasil penelitian sebelumnya dengan menggunakan ukuran partikel tanah 4760 μm. 3) Mengetahui pengaruh drainase tarhadap debit rembesan pada model tanggul.
Penelitian dilakukan di Laboratorium Fisika dan Mekanika Tanah serta Laboratorium Hidrolika dan Hidromekanika Depertaman Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Waktu penelitian dilaksanakan pada bulan Februari sampai Juli 2007.
Model tanggul dibuat berdasarkan kriteria dimensi tanggul yang disarankan DPU (1986) yaitu model dengan skala 1 : 12 yang “geometrical similiar” dimana skala horizontal dan vertikal bernilai sama. Tinggi muka air yang direncanakan sebesar 1.5 m, lebar mercu (w) tanggul sebesar 1.5 m, tinggi jagaan (freeboard) tanggul sebesar 0.6 m, serta kemiringan talud 1 : 3 untuk bagian hulu maupun hilir tanggul. Panjang saluran drainase 0.75 m dengan bahan pasir dan filter (chapiphon) yang kedap air. Model tanggul dibuat pada kotak model acrylic yang dilengkapi dengan inlet, outlet dan spillway.
drainase sebesar 8.41 x 10-5 cm/det. Nilai permeabilitas pasir sebesar 1.84 x 10-2 cm/det.
Pola aliran dan besarnya debit rembesan dalam tanggul dapat digambarkan dengan program Seep/W. Parameter-parameter yang digunakan adalah dimensi tanggul, tinggi muka air, dan nilai permeabilitas tanah. Debit rembesan adalah besarnya jumlah air yang mengalir pada tubuh model tanggul dan tidak boleh melebihi debit kritis. Nilai debit kritis sebesar 5 % dari debit yang masuk. Besarnya debit rembesan dihitung atau diukur dengan 3 metode yaitu pengukuran pada model tanggul, analisis dengan program Seep/W dan rumus empiris.
Hasil pengukuran langsung debit yang masuk ke dalam waduk sebesar 1.21 x 10-4 m3/det dengan debit kritis sebesar 6.05 x 10-6 m3/det. Besarnya debit rembesan berdasarkan pengamatan langsung untuk model tanggul tanpa saluran drainase sebesar 5.04 x 10-7 m3/det, dan untuk model tanggul dengan saluran drainase sebesar 6.20 x 10-6 m3/det. Besarnya debit rembesan berdasarkan perhitungan empiris untuk model tanggul tanpa saluran drainase rata-rata sebesar 4.01 x 10-10 m3/det. Besarnya debit rembesan berdasarkan analisis Seep/W untuk model tanggul tanpa saluran drainase rata-rata sebesar 4.0094 x 10-8 m3/det, dan untuk model tanggul dengan saluran drainase sebesar 5.0815 x 10-8 m3/det.
Debit rembesan dengan analisis SEEP/W lebih mendekati debit rembesan secara pengamatan langsung, sedangkan analisis dengan rumus empiris debit rembesan yang diperoleh nilainya lebih kecil dibanding analsis SEEP/W maupun pengamatan langsung. Dari penelitian sebelumnya (Sari, 2005) besarnya debit rembesan secara pengamatan langsung diperoleh debit yang lebih besar dibandingkan penelitian ini, dikarenakan penggunaan ukuran partikel tanah yang berbeda. Dengan ukuran partikel yang lebih besar, maka debit outlet yang dihasilkan lebih besar pula. Penggunaan drainase berpengaruh terhadap debit rembesan. Nilai yang diperoleh untuk debit rembesan pada model tanggul dengan drainase horizontal lebih besar dibanding debit rembesan pada model tanggul tanpa drainase. Besarnya debit outlet untuk semua pengukuran memiliki nilai yang lebih kecil dari debit krisis, sehingga model tanggul tersebut dapat dikatakan aman dan tingkat kestabilan tanggul masih baik.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Skipsi ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Skripsi ini merupakan hasil dari penelitian yang dilaksanakan di Laboratorium Hidrolika dan Hidromekanika serta Laboratorium Fisika dan Mekanika Tanah dari bulan Februari - Juli 2007 dengan judul ”Debit Rembesan pada Model Tanggul dengan Menggunakan Ukuran Partikel Tanah Maksimum 1 mm”.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak, ibu, dan adikku yang telah memberikan seluruh perhatian dan kasih
sayang yang tulus serta dukungan secara moril dan materil.
2. Dr. Ir. Erizal, M.Agr sebagai dosen pembimbing atas arahan dan bimbingannya.
3. Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS dan Ir. Mohamad Solahudin, M.Si sebagai dosen penguji.
4. Gilar Sukma Priana S.Hut yang selalu memberikan semangat, dan perhatiannya.
5. Bapak Trisnadi sebagai teknisi laboratorium yang selalu memberikan arahan dan bantuannya.
6. Dias Kurniasari dan Dewi Wulan Ratnasari yang selalu bersama-sama dalam suka dan duka selama penelitian.
7. Sahabat-sahabatku: Ema, Anne, Leni, dan Manda.
8. Teman-teman yang telah membantu selama penelitian (Taufik, Fauzan, Rani, Rini A, Yossi, Fuad, Ari, Hendri dan Ervian) juga teman-teman TEP 40 lainnya.
10.Teman-teman TEP’40, khususnya TTA’40 yang selama 2 semester selalu bersama-sama dalam kuliah, mengerjakan tugas dan banyak hal lainnya yang tidak akan pernah dilupakan.
11.Semua pihak yang telah membantu penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam skripsi ini.Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun, agar skripsi ini dapat lebih bermanfaat di masa yang akan datang. Akhir kata, penulis mengucapkan terma kasih.
Bogor,17 September 2007
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Tasikmalaya, pada tanggal 31 Maret 1984. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara dari pasangan H. Unang A. Kusnandar dan Hj. Nur Hidayati, S.Pd M.Pd. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SDN Sukamanah III-Tasikmalaya tahun 1997, dan pada tahun 2000 menyelesaikan pendidikan menengah pertama di SMPN 1 Tasikmalaya. Pendidikan menengah atas diselesaikan penulis pada tahun 2003 di SMUN 2 Tasikmalaya.
Pada tahun yang sama (2003) penulis diterima sebagai mahasiswa Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk Institut Pertanian Bogor (USMI). Pada tahun 2005 penulis memilih Laboratorium Teknik Tanah dan Air (TTA) dengan dosen pembimbing Dr. Ir. Erizal M.Agr.
Selama aktif sebagai mahasiswa, penulis juga aktif di beberapa organisasi kemahasiswaan, diantaranya : UKM Lingkung Seni Sunda Gentra Kaheman IPB periode 2003/2004 dan 2004/2005, Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian (BEM-F) periode 2004/2005, Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian (HIMATETA) periode 2005/2006 dan Organisasi Mahasiswa Daerah Himpunan Mahasiswa Tasikmalaya (OMDA HIMALAYA).
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ... i
DAFTAR TABEL ... iii
DAFTAR GAMBAR ... iv
DAFTAR LAMPIRAN ... vi
I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG ... 1
B. TUJUAN PENELITIAN ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4
A. TANAH SECARA UMUM ... 4
B. SIFAT FISIK TANAH ... 5
1. Tekstur dan Struktur Tanah ... 5
2. Kadar Air Tanah ... 7
3. Permeabilitas ... 7
4. Berat Jenis Partikel Tanah ... 8
5. Berat Isi Tanah ... 9
6. Porositas ... 9
7. Angka Pori ... 10
8. Potensial Air Tanah ... 10
C. SIFAT MEKANIK TANAH ... 11
1. Konsistensi Tanah ... 11
2. Pemadatan Tanah ... 11
D. UKURAN PARTIKEL TANAH ... 12
E. MODEL ... 13
F. TANGGUL ... 14
G. DIMENSI TANGGUL ... 15
H. DEBIT REMBESAN ... 16
I. DRAINASE DAN FILTER ... 20
J. PROGRAM GEO-SLOPE ... 21
III. METODOLOGI ... 24
Halaman
B. BAHAN DAN ALAT ... 24
1. Bahan ... 24
2. Alat ... 24
C. METODE PENELITIAN ... 25
1. Pembuatan Kotak Model Tanggul ... 26
2. Pengambilan Contoh Tanah ... 26
3. Penghalusan Tanah ... 26
4. Pengukuran Sifat Fisik Tanah ... 27
a. Kadar Air Tanah ... 27
b. Konsistensi Tanah ... 27
c. Pemadatan Tanah ... 28
d. Uji Permeabilitas Tanah ... 29
e. Uji Tekstur Tanah ... 29
5. Uji Tumbuk Manual ... 30
6. Pembuatan Model Tanggul ... 31
7. Pengaliran Air pada Kotak Model ... 33
8. Pengamatan ... 34
9. Pembongkaran Model Tanggul ... 34
10. Pengukuran Permeabilitas Tanah pada Model Tanggul ... 34
11. Analisis Debit Rembesan ... 34
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... ... 35
A. SIFAT FISIK TANAH ... 35
B. HASIL UJI PEMADATAN ... 38
C. HASIL UJI TUMBUK MANUAL ... 40
D. HASIL UJI PERMEABILITAS ... 43
E. GARIS FREATIK (PHREATIC LINE) PADA MODEL TANGGUL ... 43
F. DEBIT REMBESAN PADA TUBUH MODEL TANGGUL ... 48
1. Berdasarkan Pengukuran Langsung pada Model Tanggul ... 48
2. Berdasarkan Program Seep/W ... 50
3. Berdasarkan Rumus Empiris ... 51
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... ... 53
VI. DAFTAR PUSTAKA ... ... 54
DAFTAR TABEL
Nomor Halaman
1. Klasifikasi permeabilitas tanah ... 8
2. Berat jenis partikel tanah (specific gravity) ... 9
3. Klasifikasi partikel tanah menurut USDA dan Sistem Internasional ... 13
4. Kemiringan talud berdasarkan jenis bahan ... 15
5. Spesifikasi uji tumbuk manual ... 31
6. Dimensi tanggul ... 32
7. Sifat-sifat fisik tanah Latosol, Darmaga - Bogor ... 35
8. Hasil uji konsistensi tanah untuk jenis tanah Latosol ... 38
9. Hasil uji pemadatan tanah Latosol menggunakan ukuran partikel yang lolos saringan 1 mm ... 39
10. Perbandingan spesifikasi antara uji pemadatan standar dan uji tumbuk manual ... 40
11. Hasil uji tumbuk manual ... 41
12. Jumlah tumbukan pada tiap lapisan dengan luas permukaan yang berbeda ... 42
13. Hasil uji permeabilitas pada tanggul ... 43
14. Debit rembesan hasil pengukuran secara langsung pada model tanggul ... 49
15. Hasil analisis debit rembesan dengan program Seep/W ... 51
16. Hasil perhitungan debit rembesan berdasarkan rumus empiris (cara A. Casagrande, Grafik, dan Bowles) ... 52
DEBIT REMBESAN PADA MODEL TANGGUL DENGAN MENGGUNAKAN UKURAN PARTIKEL TANAH MAKSIMUM 1 mm
Oleh : ERLY PRATITA
F14103037
2007
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
DEBIT REMBESAN PADA MODEL TANGGUL DENGAN MENGGUNAKAN UKURAN PARTIKEL TANAH MAKSIMUM 1 mm
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh : ERLY PRATITA
F14103037
Dilahirkan di Tasikmalaya pada tanggal 31 Maret 1984 Tanggal lulus : 17 September 2007
Bogor, 24 September 2007 Menyetujui :
Dr. Ir. Erizal, M. Agr. Dosen Pembimbing
Mengetahui,
ERLY PRATITA. F14103037. Debit Rembesan pada Model Tanggul dengan Menggunakan Ukuran Partikel Tanah Maksimum 1 mm. Di Bawah Bimbingan Dr. Ir. Erizal, M.Agr.
RINGKASAN
Tanggul merupakan salah satu bentuk dari bendungan urugan homogen. Tanggul berfungsi untuk menahan aliran air dan menyangga permukaan air sehingga air yang masuk ke saluran dapat dikendalikan. Keruntuhan tanggul dapat diakibatkan oleh adanya rembesan air dalam tubuh tanggul. Rembesan pada tanggul terjadi karena adanya tekanan air di bagian hulu tanggul yang melewati pori-pori di dalam tanah dan gaya yang menahan lebih kecil dari gaya yang mengalirkan. Jika rembesan yang terjadi pada tanggul semakin besar akan mengancam kestabilan tanggul sehingga dapat menimbulkan erosi, longsoran dan kehilangan air akibat rembesan melalui tubuh tanggul tersebut.
Tujuan dari penelitian ini adalah 1) Menghitung debit rembesan pada model tanggul, yaitu melalui pengamatan secara langsung, menggunakan metode perhitungan rumus dan analisis dengan program Seep/W, serta membandingkan hasil perhitungan debit rembesan dari ketiga metode tersebut. 2) Mengetahui pengaruh ukuran partikel tanah maksimum 1 mm terhadap debit rembesan pada tubuh model tanggul dan membandingkan hasil penelitian sebelumnya dengan menggunakan ukuran partikel tanah 4760 μm. 3) Mengetahui pengaruh drainase tarhadap debit rembesan pada model tanggul.
Penelitian dilakukan di Laboratorium Fisika dan Mekanika Tanah serta Laboratorium Hidrolika dan Hidromekanika Depertaman Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Waktu penelitian dilaksanakan pada bulan Februari sampai Juli 2007.
Model tanggul dibuat berdasarkan kriteria dimensi tanggul yang disarankan DPU (1986) yaitu model dengan skala 1 : 12 yang “geometrical similiar” dimana skala horizontal dan vertikal bernilai sama. Tinggi muka air yang direncanakan sebesar 1.5 m, lebar mercu (w) tanggul sebesar 1.5 m, tinggi jagaan (freeboard) tanggul sebesar 0.6 m, serta kemiringan talud 1 : 3 untuk bagian hulu maupun hilir tanggul. Panjang saluran drainase 0.75 m dengan bahan pasir dan filter (chapiphon) yang kedap air. Model tanggul dibuat pada kotak model acrylic yang dilengkapi dengan inlet, outlet dan spillway.
drainase sebesar 8.41 x 10-5 cm/det. Nilai permeabilitas pasir sebesar 1.84 x 10-2 cm/det.
Pola aliran dan besarnya debit rembesan dalam tanggul dapat digambarkan dengan program Seep/W. Parameter-parameter yang digunakan adalah dimensi tanggul, tinggi muka air, dan nilai permeabilitas tanah. Debit rembesan adalah besarnya jumlah air yang mengalir pada tubuh model tanggul dan tidak boleh melebihi debit kritis. Nilai debit kritis sebesar 5 % dari debit yang masuk. Besarnya debit rembesan dihitung atau diukur dengan 3 metode yaitu pengukuran pada model tanggul, analisis dengan program Seep/W dan rumus empiris.
Hasil pengukuran langsung debit yang masuk ke dalam waduk sebesar 1.21 x 10-4 m3/det dengan debit kritis sebesar 6.05 x 10-6 m3/det. Besarnya debit rembesan berdasarkan pengamatan langsung untuk model tanggul tanpa saluran drainase sebesar 5.04 x 10-7 m3/det, dan untuk model tanggul dengan saluran drainase sebesar 6.20 x 10-6 m3/det. Besarnya debit rembesan berdasarkan perhitungan empiris untuk model tanggul tanpa saluran drainase rata-rata sebesar 4.01 x 10-10 m3/det. Besarnya debit rembesan berdasarkan analisis Seep/W untuk model tanggul tanpa saluran drainase rata-rata sebesar 4.0094 x 10-8 m3/det, dan untuk model tanggul dengan saluran drainase sebesar 5.0815 x 10-8 m3/det.
Debit rembesan dengan analisis SEEP/W lebih mendekati debit rembesan secara pengamatan langsung, sedangkan analisis dengan rumus empiris debit rembesan yang diperoleh nilainya lebih kecil dibanding analsis SEEP/W maupun pengamatan langsung. Dari penelitian sebelumnya (Sari, 2005) besarnya debit rembesan secara pengamatan langsung diperoleh debit yang lebih besar dibandingkan penelitian ini, dikarenakan penggunaan ukuran partikel tanah yang berbeda. Dengan ukuran partikel yang lebih besar, maka debit outlet yang dihasilkan lebih besar pula. Penggunaan drainase berpengaruh terhadap debit rembesan. Nilai yang diperoleh untuk debit rembesan pada model tanggul dengan drainase horizontal lebih besar dibanding debit rembesan pada model tanggul tanpa drainase. Besarnya debit outlet untuk semua pengukuran memiliki nilai yang lebih kecil dari debit krisis, sehingga model tanggul tersebut dapat dikatakan aman dan tingkat kestabilan tanggul masih baik.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Skipsi ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Skripsi ini merupakan hasil dari penelitian yang dilaksanakan di Laboratorium Hidrolika dan Hidromekanika serta Laboratorium Fisika dan Mekanika Tanah dari bulan Februari - Juli 2007 dengan judul ”Debit Rembesan pada Model Tanggul dengan Menggunakan Ukuran Partikel Tanah Maksimum 1 mm”.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak, ibu, dan adikku yang telah memberikan seluruh perhatian dan kasih
sayang yang tulus serta dukungan secara moril dan materil.
2. Dr. Ir. Erizal, M.Agr sebagai dosen pembimbing atas arahan dan bimbingannya.
3. Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS dan Ir. Mohamad Solahudin, M.Si sebagai dosen penguji.
4. Gilar Sukma Priana S.Hut yang selalu memberikan semangat, dan perhatiannya.
5. Bapak Trisnadi sebagai teknisi laboratorium yang selalu memberikan arahan dan bantuannya.
6. Dias Kurniasari dan Dewi Wulan Ratnasari yang selalu bersama-sama dalam suka dan duka selama penelitian.
7. Sahabat-sahabatku: Ema, Anne, Leni, dan Manda.
8. Teman-teman yang telah membantu selama penelitian (Taufik, Fauzan, Rani, Rini A, Yossi, Fuad, Ari, Hendri dan Ervian) juga teman-teman TEP 40 lainnya.
10.Teman-teman TEP’40, khususnya TTA’40 yang selama 2 semester selalu bersama-sama dalam kuliah, mengerjakan tugas dan banyak hal lainnya yang tidak akan pernah dilupakan.
11.Semua pihak yang telah membantu penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam skripsi ini.Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun, agar skripsi ini dapat lebih bermanfaat di masa yang akan datang. Akhir kata, penulis mengucapkan terma kasih.
Bogor,17 September 2007
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Tasikmalaya, pada tanggal 31 Maret 1984. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara dari pasangan H. Unang A. Kusnandar dan Hj. Nur Hidayati, S.Pd M.Pd. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SDN Sukamanah III-Tasikmalaya tahun 1997, dan pada tahun 2000 menyelesaikan pendidikan menengah pertama di SMPN 1 Tasikmalaya. Pendidikan menengah atas diselesaikan penulis pada tahun 2003 di SMUN 2 Tasikmalaya.
Pada tahun yang sama (2003) penulis diterima sebagai mahasiswa Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk Institut Pertanian Bogor (USMI). Pada tahun 2005 penulis memilih Laboratorium Teknik Tanah dan Air (TTA) dengan dosen pembimbing Dr. Ir. Erizal M.Agr.
Selama aktif sebagai mahasiswa, penulis juga aktif di beberapa organisasi kemahasiswaan, diantaranya : UKM Lingkung Seni Sunda Gentra Kaheman IPB periode 2003/2004 dan 2004/2005, Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian (BEM-F) periode 2004/2005, Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian (HIMATETA) periode 2005/2006 dan Organisasi Mahasiswa Daerah Himpunan Mahasiswa Tasikmalaya (OMDA HIMALAYA).
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ... i
DAFTAR TABEL ... iii
DAFTAR GAMBAR ... iv
DAFTAR LAMPIRAN ... vi
I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG ... 1
B. TUJUAN PENELITIAN ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4
A. TANAH SECARA UMUM ... 4
B. SIFAT FISIK TANAH ... 5
1. Tekstur dan Struktur Tanah ... 5
2. Kadar Air Tanah ... 7
3. Permeabilitas ... 7
4. Berat Jenis Partikel Tanah ... 8
5. Berat Isi Tanah ... 9
6. Porositas ... 9
7. Angka Pori ... 10
8. Potensial Air Tanah ... 10
C. SIFAT MEKANIK TANAH ... 11
1. Konsistensi Tanah ... 11
2. Pemadatan Tanah ... 11
D. UKURAN PARTIKEL TANAH ... 12
E. MODEL ... 13
F. TANGGUL ... 14
G. DIMENSI TANGGUL ... 15
H. DEBIT REMBESAN ... 16
I. DRAINASE DAN FILTER ... 20
J. PROGRAM GEO-SLOPE ... 21
III. METODOLOGI ... 24
Halaman
B. BAHAN DAN ALAT ... 24
1. Bahan ... 24
2. Alat ... 24
C. METODE PENELITIAN ... 25
1. Pembuatan Kotak Model Tanggul ... 26
2. Pengambilan Contoh Tanah ... 26
3. Penghalusan Tanah ... 26
4. Pengukuran Sifat Fisik Tanah ... 27
a. Kadar Air Tanah ... 27
b. Konsistensi Tanah ... 27
c. Pemadatan Tanah ... 28
d. Uji Permeabilitas Tanah ... 29
e. Uji Tekstur Tanah ... 29
5. Uji Tumbuk Manual ... 30
6. Pembuatan Model Tanggul ... 31
7. Pengaliran Air pada Kotak Model ... 33
8. Pengamatan ... 34
9. Pembongkaran Model Tanggul ... 34
10. Pengukuran Permeabilitas Tanah pada Model Tanggul ... 34
11. Analisis Debit Rembesan ... 34
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... ... 35
A. SIFAT FISIK TANAH ... 35
B. HASIL UJI PEMADATAN ... 38
C. HASIL UJI TUMBUK MANUAL ... 40
D. HASIL UJI PERMEABILITAS ... 43
E. GARIS FREATIK (PHREATIC LINE) PADA MODEL TANGGUL ... 43
F. DEBIT REMBESAN PADA TUBUH MODEL TANGGUL ... 48
1. Berdasarkan Pengukuran Langsung pada Model Tanggul ... 48
2. Berdasarkan Program Seep/W ... 50
3. Berdasarkan Rumus Empiris ... 51
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... ... 53
VI. DAFTAR PUSTAKA ... ... 54
DAFTAR TABEL
Nomor Halaman
1. Klasifikasi permeabilitas tanah ... 8
2. Berat jenis partikel tanah (specific gravity) ... 9
3. Klasifikasi partikel tanah menurut USDA dan Sistem Internasional ... 13
4. Kemiringan talud berdasarkan jenis bahan ... 15
5. Spesifikasi uji tumbuk manual ... 31
6. Dimensi tanggul ... 32
7. Sifat-sifat fisik tanah Latosol, Darmaga - Bogor ... 35
8. Hasil uji konsistensi tanah untuk jenis tanah Latosol ... 38
9. Hasil uji pemadatan tanah Latosol menggunakan ukuran partikel yang lolos saringan 1 mm ... 39
10. Perbandingan spesifikasi antara uji pemadatan standar dan uji tumbuk manual ... 40
11. Hasil uji tumbuk manual ... 41
12. Jumlah tumbukan pada tiap lapisan dengan luas permukaan yang berbeda ... 42
13. Hasil uji permeabilitas pada tanggul ... 43
14. Debit rembesan hasil pengukuran secara langsung pada model tanggul ... 49
15. Hasil analisis debit rembesan dengan program Seep/W ... 51
16. Hasil perhitungan debit rembesan berdasarkan rumus empiris (cara A. Casagrande, Grafik, dan Bowles) ... 52
DAFTAR GAMBAR
Nomor Halaman
1. Klasifikasi tanah menurut ISSS (Kalsim dan Sapei, 2003)... 5
2. Segitiga tekstur tanah menurut USDA (Dunn et al., 1992) ... 6
3. Klasifikasi tanah berdasarkan sistem Unified (Terzaghi dan Peck, 1987) .... 6
4. Hitungan rembesan cara A. Casagrande ... 17
5. Grafik hitungan rembesan (Taylor, 1948 dalam Sosrodarsono dan Takeda, 1977) ... 18
6. Garis rembesan dalam tubuh tanggul (Bowles,1989) ... 19
7. Bahan filter caphiphon drain belt ... 21
8. Tahapan penelitian ... 25
9. Kotak model tanggul ... 26
10. Uji batas cair dan batas plastis ... 28
11. Uji permeabilitas metode falling head ... 29
12. Kotak tumbuk manual dan rammer ... 31
13. Tahapan pembuatan model tanggul ... 32
14. Model tanggul dengan saluran drainase horizontal ... 33
15. Proses pengaliran air ... 33
16. Pengukuran debit outlet ... 33
17. Klasifikasi tanah Latosol berdasarkan sistem Unified ... 36
18. Klasifikasi tanah Latosol berdasarkan sistem USDA ... 37
19. Kurva hasil uji pemadatan standar tanah Latosol yang lolos saringan 1mm 39
20. Garis freatik pada model tanggul tanpa saluran drainase melalui Seep/W .... 44
21. Garis freatik pada model tanggul dengan saluran drainase horizontal melalui Seep/W ... 44
22. Pola aliran karena pengaruh waktu dan tinggi genangan pada model tanggul tanpa drainase melalui pengamatan langsung ... 45
23. Pola aliran karena pengaruh waktu dan tinggi genangan pada model tanggul dengan drainase horizontal melalui pengamatan langsung ... 45
Nomor Halaman
25. Kurva perbandingan debit outlet untuk model tanggul tanpa saluran
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Halaman
1. Batas cair dan batas plastis tanah Latosol, Darmaga – Bogor dengan
ukuran partikel tanah yang lolos saringan 1 mm ... 56 2. Tekstur tanah Latosol, Darmaga dengan ukuran partikel tanah
yang lolos saringan 1 mm ... 60 3. Permeabilitas tanah Latosol, Darmaga – Bogor dengan ukuran partikel
tanah yang lolos saringan 1 mm ... 61 4. Uji pemadatan standar (proctor) tanah Latosol, Darmaga – Bogor dengan ukuran partikel tanah yang lolos saringan 1 mm ... 62 5. Hasil uji tumbuk manual ... 65 6. Hasil pengukuran nilai permeabilitas tanah pada model tanggul setelah dialiri air ... 66 7. Hasil uji permeabilitas pasir ... 69 8. Hasil pengukuran debit rembesan (qoutlet) berdasarkan pengamatan
I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG
Tanggul merupakan salah satu bentuk dari bendungan urugan homogen. Tanggul yang banyak digunakan, dibangun dengan bahan tanah. Tanggul berfungsi untuk menahan aliran air dan menyangga permukaan air sehingga air yang masuk ke saluran dapat dikendalikan. Dalam sebuah pembangunan tanggul diperlukan suatu perencanaan yang efektif dan aman sehingga tanggul kokoh dan tidak mudah rusak. Perencanaan tanggul yang efektif diperlukan suatu disiplin ilmu seperti fisika tanah dan mekanika tanah. Permasalahan yang sering timbul yaitu pada tubuh tanggul. Tubuh tanggul yang terbuat dari urugan tanah yang dipadatkan mudah sekali mengalami kerusakan terutama pada saat musim hujan tiba. Tubuh tanggul akan mengalami penyusutan (konsolidasi) karena air yang jatuh saat musim hujan akan mengikis tubuh tanggul. Bila hal ini terus dibiarkan maka akan terjadinya keruntuhan tanggul.
Keruntuhan tanggul dapat diakibatkan oleh overtopping yaitu air melimpah melalui puncak tubuh tanggul yang dapat menyebabkan erosi serta longsor hingga akhirnya terjadi keruntuhan. Selain itu juga keruntuhan sebuah tanggul diakibatkan adanya rembesan atau bocoran pada tubuh tanggul. Rembesan yang mengalir dapat dipengaruhi oleh besarnya debit yang masuk ke dalam tubuh tanggul. Pengontrolan debit inlet pada tanggul perlu diperhatikan agar tidak melebihi debit kritis yang dapat mengakibatkan keruntuhan tanggul. Akibat keruntuhan tersebut, maka air yang tertampung dalam suatu bendungan akan mengalirkan ke lembah sungai di hilir tanggul dengan debit dan kecepatan yang sangat tinggi. Kejadian tersebut dapat menyebabkan terjadinya kerugian materi serta hancurnya infrastruktur yang ada di bagian hilir.
butir halusnya. Bila kecepatan aliran membesar akibat dari pengurangan tahanan aliran yang berangsur-angsur turun, akan terjadi erosi butiran yang lebih besar lagi, sehingga membentuk pipa-pipa di dalam tanah yang dapat mengakibatkan keruntuhan pada bendungan. Kondisi demikian dapat dicegah dengan pemakaian filter antara dua bahan tersebut. Pada penelitian ini dibuat model tanggul menggunakan saluan drainase dengan bahan pasir dan pemakaian filter diantara lapisan pasir dan tanah dengan chapiphon drian belt.
Ukuran partikel tanah dapat mempengaruhi rembesan dalam tubuh tanggul. Penggunaan ukuran partikel tanah didasarkan pada skala dalam pembuatan model tanggul. Pada penelitian ini dibuat model tanggul sesuai dengan standar perencanaan yang dikeluarkan oleh Departemen Pekerjaan Umum pada tahun 1986. Model tanggul dibuat dengan menggunakan skala 1 : 12 yang “geometrical similiar” yaitu skala horizontal dan vertikal bernilai sama. Penggunaan skala 1 : 12 digunakan pada dimensi dan bahan pembentuk tanggul. Model tanggul dibuat dengan bahan pembentuk dari tanah, sehingga ukuran partikel tanah yang digunakan disesuaikan dengan skala. Ukuran partikel yang digunakan adalah tanah yang lolos saringan 1 mm.
B. TUJUAN PENELITIAN Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Menghitung debit rembesan pada model tanggul, yaitu melalui pengamatan secara langsung, menggunakan metode perhitungan rumus dan analisis dengan program Seep/W, serta membandingkan hasil perhitungan debit rembesan dari ketiga metode tersebut.
2. Untuk mengetahui pengaruh ukuran partikel tanah maksimum 1 mm terhadap debit rembesan pada tubuh model tanggul dan membandingkan hasil penelitian sebelumnya dengan menggunakan ukuran partikel tanah 4760 μm..
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. TANAH SECARA UMUM
Tanah terdapat dimana-mana, tetapi kepentingan orang terhadap tanah berbeda-beda. Dalam kehidupan sehari-hari tanah diartikan sebagai wilayah darat dimana di atasnya dapat digunakan untuk berbagai usaha misalnya pertanian, peternakan, mendirikan bangunan, dan lain-lain. Tanah adalah kumpulan dari benda alam di permukaan bumi yang tersusun dalam horison-horison, terdiri dari campuran bahan mineral, bahan organik, air dan udara dan merupakan media untuk tumbuhnya tanaman. Tanah tersusun dari empat bahan utama yaitu bahan mineral, bahan organik, air dan udara (Hardjowigeno, 2003).
Dalam pengertian teknik secara umum, tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong di antara partikel-partikel tersebut (Das, 1988).
Istilah tanah dalam mekanika tanah adalah mencakup semua bahan dari tanah lempung (clay) sampai berangkal (batu-batu yang besar); jadi semua endapan alam yang bersangkutan dengan teknik sipil kecuali batuan tetap (Wesley, 1973).
Pengertian tanah dalam bidang teknik sipil sama dengan pengertian “regolith” dalam geologi yaitu selubung atau lapisan terluar dari permukaan bumi yang terdiri dari partikel-partikel batuan yang lepas dan butir-butir mineral, yang umumnya terletak di atas batuan induk atau batuan tetap ( bed-rock) (Flint dan Skinner, 1974 dalam Aryono dan Soetoto, 1980).
berkisar antara 10 – 100 m dari permukaan laut dan biasanya ditumbuhi oleh hutan hujan tropis (Soepraptohardjo, 1961 dalam Ishak, 1991).
Tanah latosol di Indonesia dicirikan dengan warna tanah merah sampai dengan coklat dengan warna yang tetap stabil dan solum tanah lebih besar dari 1.5 m. Tanah Latosol bertekstur liat seragam atau bertambah dengan naiknya kedalaman tanah (Soepraptohardjo dan Driessen, 1974 dalam Ishak, 1991).
B. SIFAT FISIK TANAH
1. Tekstur dan Struktur tanah
Tekstur tanah dapat didefinisikan sebagai penampilan visual suatu tanah berdasarkan komposisi kualitatif dari ukuran butiran tanah dalam suatu massa tanah tertentu. Partikel-partikel tanah yang besar dengan beberapa partikel kecil akan terlihat kasar atau disebut tanah yang bertekstur kasar. Gabungan partikel yang lebih kecil akan menghasilkan bahan yang bertekstur sedang dan gabungan partikel yang berbutir halus akan menghasilkan tanah yang bertekstur halus (Bowles, 1989).
Sistem klasifikasi tanah berdasarkan ukuran butir telah dikembangkan oleh Departemen Pertanian Amerika Serikat (USDA) dan International Soil Science Society (ISSS) seperti pada Gambar 1. Klasifikasi tanah juga dapat dilihat berdasarkan segitiga tekstur tanah dan Klasifikasi Sistem Unified seperti pada Gambar 2 dan Gambar 3.
Gambar 1. Klasifikasi tekstur tanah menurut ISSS (Kalsim dan Sapei, 2003)
2 0.02
20 200 2000 μm US Department of agriculture classification (USDA)
0.05 0.1 0.25 0.5 1.0 2.0
clay
clay silt silt
very fine fine
medi- um coarse
very coarse sand
sand
fine coarse
Gambar 2. Segitiga tekstur tanah menurut USDA (Dunn, et al., 1992)
Gambar 3. Klasifikasi tanah berdasarkan sistem Unified (Terzaghi dan Peck,1987)
Struktur tanah merupakan gumpalan kecil dari butir-butir tanah. Gumpalan struktur ini terjadi karena butir-butir pasir, debu dan liat terikat satu sama lain oleh perekat seperti bahan organik, oksida-oksida besi dan lain-lain. Menurut bentuknya struktur tanah dibedakan menjadi bentuk lempeng, prisma, tiang, gumpal bersudut, gumpal membulat, granuler dan remah.
Persen berat pasir
Diagram plastisitas:
Untuk mengidentifikasi kadar butiran halus yang terkandung dalam tanah berbutir halus dan tanah berbutir kasar. Batas
Atterberg yang termasuk dalam daerah yang diarsir berarti batasan klasifikasinya menggunakan dua simbol.
CL-ML
ML atau OLMH atau OH
CH
LH
70 80 90 10 10 20 40 30 60 50
Batas Cair LL (%) Garis A: PI = 0,73 (LL-20)
In de ks P la st is ita s P I ( % )
Garis A
Tanah dikatakan berstruktur baik (granuler, remah) mempunyai tata udara yang baik, unsur-unsur hara lebih mudah tersedia dan mudah diolah. Struktur tanah yang baik adalah bentuknya membulat sehingga tidak dapat saling bersinggungan dengan rapat (Hardjowigeno, 2003).
2. Kadar Air Tanah
Kadar air tanah merupakan banyaknya air yang terkandung di dalam tanah. Untuk menentukan kadar air tanah, dapat dinyatakan dalam beberapa cara diantaranya melalui perbandingan relatif terhadap massa padatan volume tanah, volume padatan tanah dan terhadap pori tanah.
Kadar air didefinisikan sebagai perbandingan antara berat air dan berat butiran padat dari volume tanah yang diselidiki (Das, 1988).
Menurut Wesley (1973) untuk menentukan kadar air, sejumlah tanah ditempatkan dalam wadah yang beratnya (W1) diketahui sebelumnya.
Wadah dengan tanah ditimbang (W2) dan kemudian dimasukkan dalam
oven yang temperaturnya 105 0C untuk masa waktu 24 jam. Kemudian wadah dan tanah ditimbang kembali (W3). Dengan demikian besarnya
kadar air tanah dapat diketahui. Kadar air =
1 3
3 2
W W
W W
− −
………(1)
3. Permeabilitas
Menurut Wesley (1973) rembesan (permeabilitas) adalah kemampuan tanah untuk dapat dirembes air. Rembesan air dalam tanah hampir selalu berjalan secara linier yaitu jalan atau garis yang ditempuh air merupakan garis dengan bentuk yang teratur (smooth curve).
Koefisien permeabilitas tanah tergantung beberapa faktor yaitu kekentalan cairan, distribusi ukuran pori, distribusi ukuran butir, angka pori, kekasaran permukaan butiran tanah, dan derajat keasaman jenuh (Das, 1988).
Tabel 1. Klasifikasi permeabilitas tanah Permeabilitas (cm/jam) Kelas
< 0.125 Sangat rendah
0.125 – 0.5 Rendah
0.5 – 0.2 Agak rendah
2.0 – 6.35 Sedang
6.35 – 12.7 Agak cepat
12.7 – 25.4 Cepat
> 25.4 Sangat cepat
Sumber : Sitorus (1980) dalam Ishak (1991)
4. Berat Jenis Partikel Tanah
Berat jenis tanah adalah perbandingan antara berat isi tanah di udara pada suhu tertentu dengan berat isi air yang sama pada suhu tertentu (Aryono dan Soetoto, 1980). Persamaan yang digunakan sebagai berikut :
w s
s s
V W G
γ
= ...………(2)
dimana : GS = Berat jenis butiran tanah (g/cm3)
Ws = Berat butiran (gram)
Vs = Volume butiran (cm3)
Tabel 2. Berat jenis partikel tanah (specific grafity) Jenis tanah Berat jenis (Gs)
Kerikil 2.65 – 2.68
Pasir 2.65 – 2.68
Lanau tak organik 2.62 – 2.68
Lanau organik 2.58 – 2.65
Lempung tak organik 2.68 – 2.75
Humus 1.37
Gambut 1.25 – 1.80
Sumber : Hardiyatmo (1992)
5. Berat Isi Tanah
Berat isi tanah ( ) adalah berat tanah per satuan volume tanah. Berat isi tanah dapat juga dinyatakan dalam berat butiran padat, kadar air, dan volume total (Das, 1988). Berat isi tanah atau unit weight atau density adalah perbandingan antara berat tanah seluruhnya dengan isi tanah seluruhnya .
Penentuan berat isi tanah di laboratorium digunakan silinder yang diisi oleh tanah yang akan ditentukan berat isinya. Bagian atas dan bawah silinder diratakan dengan batang gelas dan kemudian ditimbang, dan berat silinder diketahui sehingga didapat berat isi tanah (Aryono dan Soetoto, 1980).
Berat silinder dan tanah = a gram Berat silinder = b gram
Berat isi tanah =
nder volumesili
gram b
a )
( −
………...(3)
6. Porositas
Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara volume pori
dengan volume tanah total. Porositas dinyatakan dalam persamaan sebagai
t v
V V
n= ………(4)
dimana : n = porositas
Vv = volume pori
Vt = volume total
Porositas tanah dipengaruhi oleh kandungan bahan organik, struktur
tanah, dan tekstur tanah. Porositas tanah tinggi jika kandungan bahan
organik tinggi. Tanah dengan struktur granuler atau remah, mempunyai
porositas yang lebih tinggi daripada tanah dengan struktur massive (pejal).
Tanah dengan tekstur pasir banyak mempunyai pori-pori makro sehingga
sulit menahan air (Hardjowigeno, 2003).
7. Angka Pori
Angka pori (e) adalah rasio antara volume pori dan volume bahan
padat; yang selalu dinyatakan sebagai satuan desimal. Angka pori banyak
digunakan dalam mekanika tanah untuk menyatakan berbagai parameter
fisik sebagai fungsi dari kepadatan tanah (Dunn et al., 1992).
Angka pori dinyatakan hanya dalam bilangan saja. Nilainya berkisar
0.3 – 3.0. Angka pori didefinisikan sebagai perbandingan antara volume
pori dengan volume butiran padat. (Wesley, 1973).
s v V V
e= ……….(5)
dimana : e = angka pori
Vv = volume pori
Vs = volume padat
8. Potensial Air Tanah
Muka airtanah (water table) atau phreatic surface, adalah suatu batas
dalam tanah dimana tekanannya sama dengan tekanan atmosfir. Daerah di
atas muka airtanah disebut zona tak jenuh, meskipun sedikit batas tersebut
tanah masih dalam keadaan jenuh karena adanya proses kenaikan kapiler
moisture), sedangkan istilah airtanah (ground water) umumnya berkaitan dengan air dalam daerah jenuh di bawah muka airtanah (Kalsim dan
Sapei, 2003).
C. SIFAT MEKANIK TANAH 1. Konsistensi Tanah
Konsistensi tanah menunjukkan kekuatan daya kohesi butir-butir
tanah atau gaya adhesi butir-butir tanah terhadap gaya yang akan
mengubah bentuk. Tanah yang mempunyai konsistensi baik umumnya
mudah diolah dan tidak melekat pada alat pengolahan. Dalam keadaan
lembab, tanah dibedakan kedalam konsistensi gembur (mudah diolah) dan
teguh (agak sulit dicangkul). Dalam keadaan kering, tanah dibedakan
kedalam konsistensi lunak sampai keras. Dalam keadaan basah dibedakan
plastisitasnya yaitu dari plastis sampai tidak plastis atau kelekatannya dari
tidak lekat sampai lekat (Hardjowigeno, 2003).
Konsistensi tanah tergantung pada tekstur, sifat, jumlah koloid-koloid
inorganik dan organik, struktur dan terutama kandungan air tanah. Dengan
berkumpulnya kandungan air, umumnya tanah-tanah akan kehilangan sifat
melakatnya (stickness) dan plastisitasnya sehingga dapat menjadi gembur
(friabel) dan lunak (soft) dan akhirnya jika kering akan menjadi coherent
(Hakim et al., 1986).
2. Pemadatan Tanah
Tingkat pemadatan tanah diukur dari berat volume kering tanah yang
dipadatkan. Bila air ditambahkan kepada suatu tanah yang sedang
dipadatkan, air tersebut akan berfungsi sebagai unsur pembasah (pelumas)
pada partikel-partikel tanah. Karena adanya air, partikel-partikel tanah
tersebut akan lebih mudah bergerak dan bergeseran satu sama lain dan
membentuk kedudukan yang lebih rapat/ padat. Untuk usaha pemadatan
yang sama, berat volume kering dari tanah akan naik bila kadar air dalam
mempengaruhi tingkat pemadatan tanah adalah kadar air, jenis tanah dan
usaha pemadatan (Das, 1988).
Pemadatan tanah adalah suatu proses dimana udara pada pori-pori
tanah dikeluarkan dengan salah satu cara mekanis. Dilapangan pemadatan
biasanya dilakukan dengan cara menggilas dengan roller sedangkan di
laboratorium biasanya dilakukan dengan uji pemadatan standar (Proctor).
Kepadatan suatu tanah tercapai tergantung kepada kadar airnya. Bila kadar
air suatu tanah tertentu rendah maka tanah itu keras atau kaku dan sukar
dipadatkan. Bila kadar air ditambah maka air berlaku sebagai pelumas
sehingga tanah tersebut akan lebih mudah dipadatkan dan ruangan kosong
antara butir nanti akan menjadi lebih kecil. Kadar air ini selalu bergantung
pada gaya pemadatan. Bila daya pemadatan berlainan maka kadar air
optimum juga akan berlainan (Wesley, 1973).
D. UKURAN PARTIKEL TANAH
Ukuran partikel tanah berkisar dari batu bulat dengan diameter lebih dari 1
m sampai dengan partikel berukuran lempung dengan diameter kurang dari
0.001 mm. Pada umumnya, dasar-dasar mekanika tanah yang dikembangkan
adalah mempelajari tanah-tanah dengan ukuran partikel berkisar dari ukuran
lempung sampai kerikil (Dun et al., 1992).
Partikel-partikel pasir ukurannya jauh lebih besar dan memiliki luas
permukaan yang kecil (dengan berat yang sama) dibandingkan dengan
partikel-partikel debu dan liat (Tabel 3). Semakin tinggi persentasi pasir
dalam tanah, semakin banyak ruang pori-pori di antara partikel-partikel tanah
dan semakin dapat memperlancar gerakan udara dan air (Hakim et al., 1986).
Makin kecil ukuran partikel, makin kecil pula ukuran pori, dan makin
rendah koefisien permeabilitasnya. Partikel tanah berpengaruh terhadap
pengontrolan rembesan. Salah satu syarat untuk filter yang digunakan dalam
pengontrolan rembesan adalah ukuran pori harus cukup kecil. Gunanya untuk
mencegah adanya partikel-partikel yang terbawa ke tanah didekatnya (Craig,
Tabel 3. Klasifikasi partikel tanah menurut USDA dan Sistem Internasional
Jenis tanah
Diameter (cm)
Jumlah
partikel/gram
Luas
permukaan
untuk 1 gram
tanah (cm2) Sistem
USDA
Sistem
Internasional
Pasir sangat
kasar 2-1 - 90 11
Pasir kasar 1-0.5 2-0.2 720 23
Pasir sedang 0.5-0.25 - 5700 45
Pasir halus 0.25-0.1 0.2-0.02 46000 91
Pasir sangat
halus 0.1-0.05 - 722000 227
Debu 0.05-0.002 0.02-0.002 5776000 454
Liat <0.002 <0.002 90260853000 8000000
Sumber : Hakim et al. (1986)
Dari beberapa peneliti (Setyowati (2006), Sari (2005) dan Hakim (2004))
telah melakukan penelitian terhadap debit rembesan pada model tanggul
dengan penggunaan ukuran partikel tanah 4760 μm. Beberapa peneliti (Sakai
et al. (1999), Erizal et al. (1998) dan Sakai (1997)) telah membuktikan adanya perbedaan hasil pengukuran akibat adanya perbedaan ukuran partikel
yang digunakan. Hasil penelitian telah membuktikan bahwa ukuran partikel
tanah berpengaruh terhadap tahanan tanah.
E. MODEL
Menurut Suwarto (2006) model didefinisikan sebagai suatu perwakilan
atau abstraksi dari sebuah obyek atau situasi aktual. Model dikatakan lengkap
apabila dapat mewakili berbagai aspek dari realitas yang sedang dikaji. Secara
umum jenis model dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu : model ikonik,
model analog, dan model simbolik.
Lebih lanjut Suwarto (2006) menyatakan model ikonik adalah perwakilan
fisik dari beberapa hal baik dalam bentuk ideal ataupun dalam skala yang
(prototip mesin, alat). Model analog dapat mewakili situasi dinamik, yaitu
keadaan berubah menurut waktu. Contoh model analog adalah kurva
permintaan, kurva distribusi frekuensi pada statistik, dan diagram alir. Pada
hakekatnya, ilmu sistem memusatkan perhatian kepada model simbolik
sebagai perwakilan dari realitas yang sedang dikaji. Model simbolik dapat
berupa bentuk angka, simbol, dan rumus. Jenis model simbolik yang umum
dipakai adalahsuatu persamaan.
Sifat model: Probabilistik (biasanya mengkaji ulang data atau informasi
terdahulu untuk menduga peluang kejadian tersebut pada keadaan sekarang
atau yang akan datang). Deterministik (model kuantitatif yang tidak
mempertimbangkan peluang kejadian). Deskriptif (untuk mempermudah
penelaahan suatu permasalahan). Optimalisasi (perbandingan antar alternatif
dilakukan). Kegunaan model diantaranya untuk berfikir atau melakukan
analisis, sebagai media untuk berkomunikasi, melakukan prediksi
(peramalan), untuk kontrol / pengendalian dan untuk berlatih / melakukan
simulasi (Hutabarat M.T dan Rahardjo.B, 2006).
F. TANGGUL
Tanggul merupakan salah satu bentuk dari bendungan urugan homogen.
Dikatakan demikian karena ia mempunyai bentuk dan dimensi yang sama
dengan bendung. Hampir semua tanggul dibuat dengan bahan tanah yang
hampir sejenis dan gradasinya (susunan ukuran butirannya) hampir seragam.
Tanggul saluran adalah tanggul tanah yang berfungsi untuk menahan aliran air
dan menyangga permukaan air sehingga air yang masuk ke saluran dapat
dikendalikan (Sosrodarsono dan Takeda, 1976). Tanggul merupakan bendung
urugan serba sama karena lebih dari setengah volumenya terdiri atas bahan
bangunan yang seragam. Bendungan urugan serba sama dibagi menjadi 2 tipe
yaitu bendungan urugan tanah dan bendungan urugan pasir dan kerikil
(Soedibyo, 1988).
Lebih lanjut Soedibyo (1988) menyatakan bendungan urugan tanah masih
1. Bendungan urugan tanah dengan saluran drainase kaki
2. Bendungan urugan tanah dengan saluran drainase horizontal
3. Bendungan urugan tanah dengan saluran drainase tegak
4. Bendungan urugan tanah dengan saluran drainase kombinasi.
Tanggul dipakai untuk melindungi daerah irigasi dari banjir yang
disebabkan oleh sungai, pembuangan yang besar atau laut. Biaya pembuatan
tanggul banjir bisa menjadi sangat besar jika tanggul itu panjang dan tinggi.
Karena fungsi lindungnya yang besar terhadap daerah irigasi dan penduduk
yang tinggal di daerah-daerah ini, maka kekuatan dan keamanan tanggul harus
benar-benar diselidiki dan direncanakan sebaik-baiknya (DPU, 1986).
DPU (1986) menyatakan bahwa rembesan terjadi apabila tubuh tanggul
harus mengatasi beda tinggi muka air dan jika aliran yang diakibatkannya
meresap masuk ke dalam tanah di sekitar tanggul. Aliran ini mempunyai
pengaruh yang merusakkan stabilitas tanggul karena terangkutnya
bahan-bahan halus dapat menyebabkan erosi bawah tanah. Jika erosi bawah tanah
sudah terjadi, maka membentuk jalur rembesan antara bagian hulu dan bagian
hilir tanggul. Keadaan ini akan mengakibatkan kerusakan, sebagai terkikisnya
tanah pondasi.
G. DIMENSI TANGGUL
DPU (1986) menyatakan dimensi tanggul adalah sebagai berikut :
1. Tinggi Tanggul
Tinggi tanggul adalah beda tinggi tegak antara puncak dan bagian bawah
dari pondasi tanggul. Permukaan pondasi adalah dasar dinding kedap air
atau dasar zona kedap air. Apabila pada tanggul tidak terdapat dinding
atau zona kedap air, maka yang dianggap permukaan pondasi adalah garis
perpotongan antara bidang vertikal yang melalui tepi hulu mercu tanggul
dengan permukaan pondasi alas tanggul tersebut. Sedangkan mercu adalah
bidang teratas dari suatu tanggul yang tidak dilalui oleh luapan air dari
2. Tinggi Jagaan (Free Board)
Tinggi jagaan adalah perbedaan antara elevasi permukaan maksimum
rencana air dalam saluran dengan elevasi mercu tanggul. Elevasi
permukaan maksimum rencana merupakan elevasi banjir rencana saluran.
3. Kemiringan Lereng (Talud)
Kemiringan rata-rata lereng tanggul (hulu dan hilir) adalah perbandingan
antara panjang garis vertikal yang melalui puncak dan panjang garis
horizontal yang melalui tumit masing-masing lereng tersebut.
Chow (1989) menyatakan kemiringan saluran biasanya ditentukan oleh
keadaan topografi. Dalam berbagai hal, kemiringan ini dapat pula
tergantung kegunaan saluran. Misalnya sebagai saluran irigasi, persediaan
air minum, penambangan hidrolika dan proyek pembangkit. Kemiringan
dinding saluran terutama tergantung pada jenis bahan. Tabel 3. memuat
[image:39.612.173.486.393.624.2]kemiringan yang dapat dipakai pada berbagai jenis bahan.
Tabel 4. Kemiringan saluran berdasarkan jenis bahan
Bahan Kemiringan
Batu Hampir tegak lurus
Tanah gambut (peat), rawang (muck) ¼ : 1
Lempung teguh atau tanah berlapis beton ½ : 1 sampai 1 : 1
Tanah berlapis batu atau tanah bagi
saluran yang lebar
1 : 1
Lempung kaku atau tanah bagi parit kecil 1 ½ : 1
Tanah berlapis lepas 2 : 1
Lempung berpasir atau lempung berpori 3 : 1
H. DEBIT REMBESAN
Debit rembesan (aliran) adalah kapasitas rembesan air yang mengalir ke
hilir melalui tubuh dan pondasi tanggul. Debit rembesan suatu tanggul
mempunyai batas-batas tertentu yang mana apabila debit rembesan
melampaui batas tersebut, maka kehilangan air yang terjadi akan cukup besar.
Debit rembesan dapat menimbulkan gejala suforsi (piping) serta gejala
sembulan (boiling) yang sangat membahayakan kestabilan tubuh tanggul
(Sosrodarsono dan Takeda, 1977).
Setyowati (2006) menyatakan besarnya debit rembesan yang terjadi pada
tubuh tanggul dapat diperkecil dengan cara :
1. Pemakaian bahan pelapis dari beton, aspal, karet, plastik dan sebagainya.
2. Pemakaian adukan encer (grout).
3. Pemakaian filter pada bagian keluar dari elemen yang tidak tembus air.
4. Pemakaian inti atau dinding halang dengan koefisien permeabilitas yang
rendah.
Debit rembesan yang terjadi tidak boleh melebihi dari batas-batas yang
telah ditentukan karena akan membahayakan tanggul dan menyebabkan
pengoperasian waduk tidak efektif. Debit air harus dibatasi yaitu 2% - 5% dari
debit rata-rata yang masuk ke dalam waduk atau saluran. Semakin besar debit
rata-rata yang mengalir pada sebuah saluran irigasi maka presentase maksimal
yang diambil harus semakin kecil (Soedibyo, 1988).
Terdapat beberapa cara untuk menghitung debit rembesan yang melewati
tanggul yang dibangun dari tanah urugan homogen diantaranya adalah :
1. Cara A. Casagrande
A.Casagrande (1973) dalam Hardiyatmo (1992) mengusulkan cara untuk
menghitung rembesan lewat tubuh tanggul yang didasarkan pada
pengujian model parabola AB (Gambar 4). Berawal dari titik A’, dengan
Gambar 4. Hitungan rembesan cara A. Casagrande
Menurut A. Casagrande debit rembesan dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan sebagai berikut :
q = k
a
sin2α ……….(6)(
2 2) (
2 2 2α)
ctg H d H
d
a = + − − ...(7)
dimana : q = debit rembesan (m3/det) k = koefisien permeabilitas (m/det)
α = sudut hilir tanggul
d = jarak horizontal antara E dan C (m)
a
= panjang zona basah (m)H = tinggi muka air (m)
2. Cara Grafik
Taylor (1948) dalam Sosrodarsono dan Takeda (1977) memberikan
penyelesaian dalam bentuk grafik. Prosedur untuk mendapatkan debit
rembesan dengan cara grafik adalah dengan menentukan nilai banding d/H
dari Gambar 5. Dari nilai d/H dan α, nilai m dapat diperoleh dari grafik
pada Gambar 5, kemudian panjang
a
dihitung dengan menggunakan
rumus :
α
sin mH
a= ………...(8)
Gambar 5. Grafik Hitungan Rembesan (Taylor, 1948 dalam Sosrodarsono dan Takeda, 1977)
3. Cara Bowles
Berdasarkan Gambar 6 jumlah rembesan pada tanggul urugan dapat diketahui dengan menghitung panjang zona basah (
a
)
pada bagian hilir tanggul (Bowles, 1989) dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :0 2
2
2 2
30 sin
cos
cos − − ≤
=
α
α
α
α
untukH d
d
a ...(10) q = k a sin α tan α ………(11)
dimana : a = panjang zona basah
d = jarak antara titik asal dari garis freatik dengan ujung bawah hilir
H = tinggi tekan air (beda tinggi muka air hulu dan muka air hilir)
Gambar 6. Garis rembesan dalam tubuh tanggul (Bowles, 1989)
I. DRAINASE DAN FILTER
Sistem drainase digunakan untuk mengatasi luapan dan kandungan air yang tidak diinginkan. Air rembesan mengalir dari lapisan dengan butiran yang lebih halus menuju lapisan yang kasar, kemungkinan terangkutnya bahan butiran lebih halus lolos melewati bahan yang lebih kasar tersebut dapat terjadi. Pada waktu yang lama proses ini mungkin juga dapat terjadinya piping pada bagian butir halusnya. Erosi butiran mengakibatkan turunnya tahanan aliran air dan naiknya gradien hidrolis. Bila kecepatan aliran air membesar akibat dari pengurangan tahanan aliran yang berangsur-angsur turun, akan terjadi erosi butiran yang lebih besar lagi, sehingga membentuk pipa-pipa di dalam tanah yang dapat mengakibatkan keruntuhan pada bendungan. Kondisi demikian dapat dicegah dengan pemakaian filter antara dua bahan tersebut (Soedibyo, 1993).
Menurut Craig (1987) filter atau drainase dimaksudkan untuk mengendalikan rembesan harus memenuhi dua persyaratan yaitu :
2. Permeabilitas harus cukup tinggi untuk mengizinkan kecepatan drainase yang besar dari air yang masuk filternya.
[image:44.612.208.433.275.421.2]Salah satu dari bentuk filter yaitu Caphipon drain belt. Chapiphon merupakan penemuan terbaru berupa lajur yang terbuat dari plastik. Bahan ini mempunyai daya hisap, kekuatan menahan beban dan gravitasi yang baik untuk mencegah penyumbatan dan menghasilkan debit pembuangan yang tinggi dengan memanfaatkan sistem kapilarisasi. Aplikasi capiphon ini antara lain untuk pencegahan terhadap longsor dari erosi pantai, drainase pondasi, water proofing, drainase dalam tanah, proteksi lingkungan, irigasi untuk pertanian dan perkebunan serta pembuangan buatan air bawah tanah.
Gambar 7. Bahan filter caphiphon drain belt
J. PROGRAM GEO-SLOPE
GEO-SLOPE adalah suatu program dalam bidang geoteknik dan modeling geo-environment yang dibuat oleh GEO-SLOPE Internasional, Kanada pada tahun 2002. Program geoslope ini sendiri terdiri dari SLOPE/W, SEEP/W, SIGMA/W, QUAKE/W, TEMP/W dan CTRAN/W yang satu sama lainnya saling berhubungan sehingga dapat dianalisa dalam berbagai jenis permasalahan dengan memilih jenis program yang sesuai untuk tiap-tiap masalah yang berbeda (http://www.geoslope.com). Pengertian untuk tiap program tersebut adalah sebagai berikut:
1. SLOPE/W adalah suatu software untuk menghitung faktor keamanan dan stabilitas lereng.
3. SIGMA/W adalah suatu software untuk menganalisa tekanan geoteknik dan masalah deformasi.
4. QUAKE/W adalah suatu software untuk menganalisa gempa bumi yang berpengaruh terhadap perilaku tanggul, lahan, dan kemiringan lereng. 5. TEMP/W adalah suatu software untuk menganalisa masalah geothermal. 6. CTRAN/W adalah suatu software yang dapat digunakan bersama dengan
SEEP/W untuk model pengangkutan zat-zat pencemar.
Program SEEP/W
Seep/W merupakan suatu software yang digunakan dalam menganalisa rembesan air dalam tanah dan tekanan air rembesan, yang membuat material menyerap air seperti tanah dan batu. Seep/W dapat diaplikasikan dalam meganalisis dan mendesain pada bidang geoteknik, sipil hidrogeologika dan proyek pengembangan tambang.
Seep/W diformulasikan untuk aliran air baik kondisi jenuh maupun kondisi tak jenuh pada tanah yang didasarkan pada Hukum Darcy. Darcy menyatakan bahwa kecepatan perembesan berbanding langsung terhadap gradien hodrolik dan dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut (manual Seep/W, 2002):
q = k . i ... (12) dimana : q = kecepatan perembesan air
k = konduktivitas hidrolik i = gradien hidrolik
dengan i = L h
...(13)
dimana : i = gradien hidrolik
Fungsi Kadar Air Volumetrik (Volumetric Water Content Functions) merupakan pokok perumusan dari analisa rembesan. Diperlukan adanya suatu pemahaman dari hubungan antara tekanan pori air dan kadar air. Sebagai aliran air dalam tanah, sejumlah air tertentu disimpan atau ditahan di dalam struktur tanah. Ketika derajat kejenuhan mencapai 100%, maka volumetric water content akan sama dengan porositas tanah tersebut. Volumetric Water Content Functions didapatkan dari persamaan (manual Seep/W, 2002):
Θ = Vw/V ... (14) dimana : Θ = Volumetric water content
Vw = volume air V = volume total
Fungsi konduktivitas hidrolika (Hydroulic Conductivity Functions) tergantung pada kadar air. Ketika kadar air adalah fungsi dari tekanan pori air dan Konduktivitas hidrolika merupakan fungsi dari kadar air,dapat disimpulkan bahwa konduktivitas hidrolika juga merupakan suatu fungsi dari tekanan pori air (manual Seep/W, 2002).
III. METODOLOGI
A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN
Penelitian dilakukan di Laboratorium Fisika dan Mekanika Tanah serta Laboratorium Hidrolika dan Hidromekanika Depertaman Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Waktu penelitian dilaksanakan pada bulan Februari sampai Juli 2007.
B. BAHAN DAN ALAT 1. Bahan
Bahan yang digunakan untuk penelitian ini adalah :
a. Tanah jenis Latosol yang berasal dari lahan percobaan Leuwikopo, Darmaga –Bogor.
b. Acrylic, lem, pipa, selang, besi siku dan bambu untuk membuat kotak model.
2. Alat
a. Cangkul
b. Penumbuk tanah c. Wadah/ember d. Gergaji
e. Saringan tanah 1 mm f. Pisau
g. Timbangan h. Oven i. Desicator
j. Kotak pemadatan tanah k. Sendok pengaduk
l. Alat uji kuat geser m. Alat uji falling head n. LL Device Groving tools o. Penyemprot air
p. Pelantak (rammer) q. Stopwatch
r. Gelas ukur s. Gelas plastik t. Selang
C. METODE PENELITIAN
Pengambilan contoh tanah
Penghalusan tanah
Sifat Fisik tanah
Pembuatan model tanggul
Pengaliran air Pembuatan kotak model tanggul
Pembongkaran model tanggul Pengamatan
Selesai Uji permeabilitas
Mulai
Pengolahan Data (Analisis Debit Rembesan)
[image:48.612.198.441.107.599.2]Laporan Uji Tumbuk Manual
1. Pembuatan Kotak Model Tanggul
[image:49.612.201.441.160.301.2]Kotak model dibuat dengan menggunakan bahan acrylic (fiberglass) dan dilengkapi dengan inlet,spillway sebagai kontrol ketinggian air, outlet untuk pembuangan rembesan air dan saluran drainase horizontal
Gambar 9. Kotak model tanggul
2. Pengambilan Contoh Tanah
Untuk bahan timbunan model tanggul digunakan contoh tanah terganggu. Contoh tanah diambil dengan alat cangkul pada kedalaman 20 – 40 cm, kemudian tanah dikeringudarakan untuk mengurangi kadar airnya sehingga memudahkan dalam pengayakan. Tanah yang kering selanjutnya disaring dengan saringan 1 mm kemudian dikondisikan dahulu sekitar kadar air optimum dan ditutup rapat untuk menjaga agar tidak terjadi penguapan air tanah yang berlebihan. Kadar air optimum adalah kadar air pada saat mencapai berat isi maksimum. Kadar air optimum merupakan suatu indeks yang sangat penting didalam pekerjaan tanah untuk konstruksi.
3. Penghalusan Tanah
4. Pengukuran Sifat Fisik Tanah a. Kadar Air Tanah
Pengukuran kadar air pada contoh tanah dilakukan dengan menggunakan metode gravimetrik atau menggunakan metode JIS A 1203-1978. Kadar air merupakan nisbah antara berat air dengan berat tanah kering (basis kering) atau nisbah antara volume air dengan volume tanah utuh (basis volume). Kadar air tanah dapat dihitung dengan persamaan berikut (Sapei, et al., 1990) :
% 100 x m m
m m w
c b
b a
− −
= ………. (15)
dimana : w = kadar air tanah (%)
ma = barat tanah basah dan wadah (gram)
mb = berat tanah kering oven dan wadah (gram)
mc = berat wadah (gram)
b. Konsistensi Tanah
Atterberg mengembangkan suatu metode untuk menjelaskan sifat konsistensi tanah berbutir halus pada kadar air yang bervariasi. Kadar air dimana transisi dari keadaan semi padat ke keadaan plastis terjadi dinamakan batas plastis, sedangkan dari keadaan plastis ke keadaan cair dinamakan batas cair. Batas-batas ini dikenal dengan Atterberg Limit (Das, 1988).
Pengukuran batas cair dilakukan dengan menggunakan metode standar JIS 1205-1980 (Sapei et al., 1990). Alat untuk menentukan batas cair yaitu Alat Casagrande. Pasta tanah dimasukkan kedalam mangkuk kemudian diratakan permukaannya. Selanjutnya dibuat goresan dengan spatula sampai mengenai bagian bawah mangkuk, kemudian diputar dengan pengungkit sampai goresan tanah tersebut bertemu (Aryono dan Soetoto, 1980).
Casagrande. Metode ini dilakukan dengan cara menggulung pasta tanah pada permukaan kaca sehingga mencapai diameter ± 3mm.
[image:51.612.198.498.107.253.2]
Gambar 10. Uji batas cair dan batas plastis
c. Pemadatan Tanah
Uji pemadatan dilakukan dengan uji Proctor sebagai uji standar. Metode ini merupakan standar JIS A 1210- 1980 1.1.1. Dari uji ini diperoleh kadar air optimum (Wopt) dan berat isi kering maksimum
(ρmaks). Kedua nilai tersebut merupakan nilai uji pemadatan standar
sebagai acuan untuk melakukan pemadatan tanggul. Pengukuran berat isi dilakukan pada contoh tanah utuh dimana berat isi merupakan berat tanah kering oven yang terdapat dalam volume tanah utuh. Perhitungan menggunakan persamaan berikut :
) 100 (
100 w atau
V
W w
d tk
d = = +
ρ ρ
ρ ………...(16)
V Wtb w =
ρ ………....(17)
dimana : ρw = Berat isi basah (g/cm3) ρd = Berat isi kering (g/cm3)
Wtb = Berat tanah basah (g)
Wtk = Berat tanah kering (g)
d. Uji Permeabilitas Tanah
Metode yang digunakan dalam pengukuran ini adalah “falling head”. Tanah yang akan di uji harus direndam terlebih dahulu minimal 24 jam agar tanah menjadi jenuh. Persamaan untuk metode “falling head” adalah sebagai berikut:
Kt = 2.3 (al / AT) log10 (h1/h2) ...………...(18)
dimana : Kt = koefisien permeabilitas tanah (cm/dtk)
a = luas permukaan pipa gelas (cm2) l = panjang contoh tanah (cm)
A = luas permukaan contoh tanah (cm2) T = waktu (dtk)
h1 = tinggi miniskus atas (cm)
[image:52.612.203.467.204.547.2]h2 = tinggi miniskus bawah (cm)
Gambar 11. Uji permeabilitas metode falling head e. Uji Tekstur Tanah
5. Uji Tumbuk Manual
Uji tumbuk ini dilakukan untuk mendapatkan ratio compaction (RC) > 90 %. Pada bahan timbunan tanggul, tanah dipadatkam dengan menggunakan alat tumbuk manual yang memiliki berat, tinggi jatuh, jumlah tumbukan, jumlah lapisan, dan energi serta frekuensi penumbukan yang telah diperhitungkan sehingga jumlah tumbukan (besarnya energi yang diberikan) akan menunjukkan kepadatan maksimum dan kadar air optimum bahan tersebut.
Nilai RC didapatkan dari persamaan berikut : Ratio Compaction (%)
RC = octor dar UjiS dilapangan d d Pr tan max ρ ρ ...(19)
ρd =
w t + 100 100ρ ...(20)
ρt =
V m m2− 1
... (21) dengan :
ρd = berat isi kering (gram/cm3) ρt = berat isi basah (gram/cm3)
m1 = berat cetakan uji tumbuk manual (gram)
m2 = berat tanah dengan cetakannya (gram)
V = volume cetakan (cm3) w = kadar air tanah (%)
Jumlah energi yang diberikan saat melakukan pemadatan bahan tanah dihitung dengan persamaan :
CE =
L WxHxNxLxg
...(22) dengan :
H = tinggi jatuhan rammer (m)
N = jumlah tumbukan pada setiap lapisan L = jumlah lapisan
V = volume cetakan (m3) g = gravitasi (m/dtk2)
[image:54.612.181.445.241.483.2]Spesifikasi uji tumbuk manual seperti pada Tabel 7, sedangkan alat uji tumbuk manual pada Gambar 12.
Tabel 5. Spesifikasi uji tumbuk manual
Elemen Satuan Nilai
Berat Rammer kg 2.144
Tinggi jatuh m 0.2
Cetakan
panjang m 0.3
lebar m 0.4
tinggi m 0.075
Gambar 12. a) Kotak tumbuk manual b) rammer
6. Pembuatan Model Tanggul
[image:55.612.176.497.97.324.2]
Gambar 13. Tahapan pembuatan tanggul : a) penyemprotan tanah yang akan dibuat tanggul b) pemadatan tanah c) tanggul setelah dilakukan pemadatan d) tanggul yang sudah jadi.
Tabel 6. Dimensi tanggul
Dimensi Ukuran Lapang (cm) Model
(cm)
H (tinggi muka air), cm 150 12.5
Hf (tinggi jagaan), cm 60 5
Hd (tinggi tanggul), cm 210 17.5
b (lebar puncak atas), cm 150 12.5
L (lebar bagian bawah
tanggul), cm 1680 140
Hp (tinggi muka air dari
dasar tanggul), cm 180 15
Kemiringan 1/3 1/3
a)
d) c)
[image:55.612.167.508.396.617.2]b
1
3
15.0 cm 52.5 cm 12.5 cm 60.0 cm
L = 140.0 cm H
12.5 cm Hf 5 cm
[image:56.612.140.501.99.240.2]Hp 15 cm Hd 17.5 cm
Gambar 14. Model tanggul dengan saluran drainase horizontal
7. Pengaliran Air pada Kotak Model
Setelah model tanggul terbentuk, proses selanjutnya yaitu pengaliran air pada model tanggul. Air dialirkan melalui inlet dengan debit tert
