BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 OBJEK PENULISAN
Objek penulisan tugas akhir ini adalah Perencanaan kemantapan lereng (Slope
Stability) pada dasar galian basement pada Proyek Gedung Jakarta Pusat.
3.2 LOKASI PROYEK
Lokasi Pembangunan kemantapan lereng (Slope Stability) pada dasar galian basement pada Proyek Gedung di Jakarta Pusat itu merupakan lahan tanah kosong yang beralamat di Jl. Cikini IV, Jakarta Pusat.
3.3 METODE PENGUMPULAN DATA
Data – data parameter tanah yang mencakup Index Properties dan Engineering
Properties tanah pada lokasi proyek diperoleh dari Penyelidikan tanah ini meliputi
3 titik Sondir 2,5 Ton dan 2 titik bor pada tanggal 27 april 2011 sampai dengan 4 mei 2011.
Pengujian lapangan yang dilakukan antara lain: a. Soil Investigation (Drilling)
d. Pressuremeter Test
e. Water Standpipe Instalation f. Filed Permeability Test g. Water Level Monitoring
Pengujian laboratorium yang dilakukan antara lain:
a. Index Properties
Water content, bulk/dry density, specific gravity, atteberg limit test, grain size analysis.
b. Strength Test
Unconfined Compression Test, UU Triaxial Test, Consolidation Test.
Hasil Pengujian Sondir dan Bor Mesin masing-masing mencapai kedalaman sebagai berikut :
Tabel 3.1 Hasil Pengujian Sondir dan Bor
No Sondir 2.5 Ton Kedalaman (m) Bor Mesin (m)
1 S1 -18.4 1. DB1 -26.00
2 S2 -18.8 2. DB2 -30.00
3.4 PROSEDUR PEMBORAN DAN SONDIR
A. Machine Boring ( Bor Mesin )
Pemboran dilakukan dengan menggunakan mesin bor YBM Type YSO-1H dengan menggunakan Single Tube Barrel berdiameter 73 mm, dengan panjang 1.00 meter, serta menggunakan Casing berdiameter 89 mm, dimana pengeboran dihentikan sesuai permintaan pemberi tugas. Metode pengeboran dilakukan sesuai dengan Standard ASTM D-2113-87.
B. Standard Penetration Test ( Pengujian Penetrasi Standard )
Standard Penetration Test dilakukan dengan menggunakan “ Standard Split
Barrel Sampler Assembly ” yang dilengkapi dengan alat Automatic Drop Hammer. Pengetesan dilakukan dengan standard ASTM D-1586-92.
C. Dutch Cone Penetration Test ( Sondir )
Pekerjaan Sondir dilakukan dengan alat tipe Begemann peralatan yang terkalibrasi, termasuk pemeriksaan dimensi konus, selakup, piston dan kevakumen hidrolis untuk mendapatkan nilai Sondir yang tepat dan benar. Hasil tegangan konus dan selakup dihitung berdasarkan dimensi konus dan selakup
yang dipergunakan. Kecepatan penekanan penetrasi berkisar 1-2 cm/detik, sesuai dengan Standard ASTM D-3441-86.
3.5 PENGUJIAN LABORATORIUM
Pengujian laboratorium dilakukan sesuai dengan permintaan pemberi tugas yaitu : a. Grain Size Analysis Test ( ASTM D-421 & ASTM D-422 ).
b. Index Properties Test ( ASTM D-854-92 & ASTM D-2216-90 ). c. Atterberg Limit Test ( ASTM D-4318 ).
d. Unconfined Compression Test ( ASTM D-2166-91 ). e. Triaxial Test ( ASTM D-2850-57 ).
f. Consolidation Test (ASTM D-2435-90 ). g. Direct Shear Test ( ASTM D-3080-90 ).
Semua prosedur pengujian dilakukan sesuai dengan Standard ASTM.
3.5.1 PROFIL LAPISAN TANAH DAN BOR LOG
Profil lapisan tanah berdasarkan deskripsi secara visual dari lubang bor, dapat dilihat pada Borlog terlampir.
3.5.2 MUKA AIR TANAH
Menurut hasil pengujian, muka air tanah rata-rata terdapat pada kedalaman 1.5 m – 6 m dari permukaan tanah.
3.6 DIAGRAM ALIR DALAM PERENCANAAN KEMANTAPAN LERENG PADA GALIAN BASEMENT.
3.7 DIAGRAM ALIR PENGERJAAN BASEMENT PADA PROGRAM PLAXIS
Diagram alir pengerjaan perencanaan kemantapan lereng ( Slope Stability ) pada dasar galian pada program Plaxis dari mulai input data, calculation data, sampai dengan hasil output perhitungan diberikan sebagai berikut :
TIDAK OK DESAIN ULANG FS>1,3 Start General Setting * Plane Strain * 15 Node
Input Geomtery Project
* Soil Layer * Slope Geometry
Input Soil Parameter
Assign Soil Parameter
Mesh Generation
Initial Condition
Calculation (Phi/C Reduction) atau Cek Faktor Keamanan
Output
Finish
3.8 INTERPRETASI DAN KORELASI DATA TANAH
3.8.1 Interprestasi Hasil Penyelidikan Tanah
Tugas akhir ini membahas studi kasus perencanaan galian basement secara fiktif atau asumsi dengan mempertimbangkan kedalaman galian basement, lebar basement, serta kemiringan galian basement pada lokasi proyek gedung di Jakarta pusat.
Data yang digunakan untuk mendesain basement ini menggunakan data tanah soil
investigation pada proyek gedung di Jakarta pusat. Oleh karena perlu dibuat statigrafi (gambaran lapisan tanah) antara lokasi bor dan sondir masing masing.
Seperti yang terlihat denah suatu proyek yang akan dibuat basement pada BAB III dan lokasi yang akan dibuat basement itu terletak pada DB2. Adapun Statigrafinya terlihat pada gambar dibawah ini .
Gambar 3.5 Statigrafi pada proyek Gedung Pann Jakarta Pusat
DB1
S1
S2
S3
DB2
Clayey Silt Clayey Silt Clayey Silt Silty Clay Clayey Silt Silty Clay Clayey Silt Clayey Silt Cemented Silt Fine Sand Fine Sand Sand Clayey Silt Clayey Silt Clay Clay Silt Silt Sand Sand Cemented Sand Sand 2. 50 3. 50 2. 0 0 4. 0 0 3. 50 2. 50 2. 0 0 4. 50 3. 50 2. 0 0 2. 0 0 2. 0 0 2. 0 0 2. 0 0 2. 0 0 3. 50 2. 0 0 2. 50 2. 0 0 2. 0 0 4. 0 0 4. 0 0Adapun beban jalan diasumsikan 10 kn/m2, dengan asumsi jalan kolektor primer dengan lebar jalan 10 m.
Gambar 3.6 Kondisi lokasi yang akan dibuat basement
3.8.2 Penentuan Parameter Tanah
Penentuan parameter tanah ini penting dalam perencanaan khususnya dibidang geoteknik. Kesalahan dalam menentukan parameter tanah dapat berakibat buruk pada kestabilan bangunan. Untuk memperoleh nilai parameter yang dibutuhkan tersebut dapat dilakukan dengan pengujian dilapangan atau dilaboratorium.
J l. C ik in i IV J l. C ik in i V L o k a s i G a l ia n K o n d i s i L o k a s i / A r e a y a n g a k a n d i B u a t B a s e m e n t 3 0 m 1 0 m 1 0 m
Apabila ada data parameter yang hilang, maka perlu mencari data hilang tersebut dengan membandingkan korelasi nilai N-SPT dengan terhadap data yang hilang. Berikut adalah beberapa tabel nilai korelasi yang dipakai pada tugas akhir ini.
Tabel. 3.2 Korelasi empiris antara nilai N-SPT dengan unconfined compressive
strength dan berat jenis tanah jenuh untuk tanah kohesif
N-SPT (blow/ft) Konsistensi
qu (Unconfined
Compressive
Strength)
tons/ft2
sat
(kn/m3)
< 2
Very soft
< 0.25
16 – 19
2 s/d 4
Soft
0.25 - 0.50
16 – 19
4 s/d 8
Medium
0.50 - 1.00
17 – 20
8 s/d 15
Stiff
1.00 - 2.00
19 – 22
15 s/d 30
Very stiff
2.00 - 4.00
19 – 22
> 30
Hard
> 4.00
19 – 22
(Soil Mechanics, Lambe & Whitman, from Terzaghi and Peck 1948, International Edition 1969)
Tabel 3.4. Korelasi N-SPT dengan qu (Meyerhoff, 1956)
Tabel 3.5. Korelasi N-SPT dengan untuk pasir (Meyerhoff, 1956)
Tabel. 3.7. Parameter Elastis Tanah (Meyerhoff, 1956)
Tabel 3.8. Hubungan Antara Kohesi, N-SPT dan Sudut Geser pada Tanah Lempung
(Article Stream Stabilitation Project, 2007)
N-SPT
c
j
0 s/d 2
12,5
0
2 s/d 4
12,5 - 25
0
4 s/d 8
25 - 50
0
8 s/d 15
50 - 100
0
15 s/d 30 100 - 200
0
> 30
> 200
0
Tabel 3.9. Korelasi Berat Jenis Tanah Untuk Tanah Non Kohesif (Pasir) dan Kohesif (Lempung)
(Soil Mechanics, Whilliam T., Whitman, Robert V., 1962)
3.9 PENJELASAN DIAGRAM ALIR PENGERJAAN GALIAN
BASEMENT
a) Data
Mengumpulkan data dari laporan tanah soil investigation dan literature untuk membantu pengerjaan tugas akhir.
0 s/d 10
11 s/d 30
31 s/d 50
Unit WeightKn/m3 12 s/d 16
14 s/d 18
16 s/d 20
Angle of Friction j
25 s/d 32
28 s/d 36
30 s/d 40
Loose
Medium
Dense
< 4
4 s/d 6
6 s/d 15
16 s/d 25
>25
Unit WeightKn/m3 14 s/d 18
16 s/d 18
16 s/d 18
16 s/d 20
> 20
Angle of Friction j
< 25
20 s/d 50
30 s/d 60
40 s/d 200
> 100
Very soft
Soft
Medium
Stiff
Hard
N
State
> 50
18 s/d 23
> 35
Very Dense
Cohesive
N
State
Cohesionless Soil
b) Interpretasi dan korelasi data tanah
Data yang dimiliki oleh laporan tanah soil investigation itu tidak semuanya mengandung parameter tanah yang lengkap. untuk melengkapi data tanah yang hilang tersebut memerlukan tabel korelasi yang sudah tertuang pada bab III.
Adapun cara mengkorelasi nilai parameter tanah untuk kondisi drained pada model mohr coulomb yaitu
Pada tanah lapisan pertama (Clayey Silt) kedalaman 0-2,5 m dengan tanah soft. N-SPT = 3. Nilai itu sudah ada dilaporan soil investigation.
1. Mencari sat itu lihat pada tabel 3.6 pada saturated unit weight didapatkan 100 psf, lalu konversi 100 psf dengan 1 psf = 0,157087 maka didapat 15,7 kn/m3.
2. Mencari C (nilai C pada kondisi drained itu dianggap 0).
3. Mencari , itu sudah ada pada laporan soil investigation. tetapi hanya ada pada lapisan tanah pertama. cara mencarinya lihat tabel 3.5 dan nilai N-SPT = 3, lalu pada angle of internal friction dan ambil angka sesuai dengan N-SPT. didapat < 28.
4. Mencari E (Modulus Young), lihat tabel 3.7 pada type of soil cocokkan pada lapisan tanah tersebut soft clay, yaitu didapat 3,625 mn/m2 = 3,625 x 10^3 kn/m2.
5. Mencari (Poisson Ratio), lihat tabel 3.7 pada type of soil cocokkan pada lapisan tanah tersebut soft clay, yaitu didapat 0,25.
Untuk langkah mencari nilai parameter tanah lapisan 2,3 dan 4 kondisi drained pada model mohr coulomb yang hilang pada lapisan tanah selanjutnya itu sama, terpaku pada tabel korelasi diatas (meyerhoff, 1956).
Tabel 3.10 Hasil Korelasi Parameter Tanah Untuk Kondisi Drained pada Model Mohr Coulomb
Adapun cara mengkorelasi nilai parameter tanah untuk kondisi drained pada model Hardening Soil yaitu :
Pada tanah lapisan pertama (Clayey Silt) kedalaman 0-2,5 m dengan tanah soft. N-SPT = 3. Nilai itu sudah ada dilaporan soil investigation.
1. Mencari sat itu lihat pada tabel 3.6 pada saturated unit weight didapatkan 100 psf, lalu konversi 100 psf dengan 1 psf = 0,157087 maka didapat 15,7 kn/m3.
2. Mencari C (nilai C pada kondisi drained itu dianggap 0).
3. Mencari , itu sudah ada pada laporan soil investigation. tetapi hanya ada pada lapisan tanah pertama. cara mencarinya lihat tabel 3.5 dan nilai N-SPT = 3, lalu pada angle of internal friction dan ambil angka sesuai dengan N-SPT. didapat < 28.
4. Mencari (Poisson Ratio), lihat tabel 3.7 pada type of soil cocokkan pada lapisan tanah tersebut soft clay, yaitu didapat 0,25.
5. Mencari Eref 50, lihat N-SPT = 3 itu sifatnya very loose (pasit lepas). pada buku plaxis (gouw tjie-long, 2012), nilai Eref 50 didapat 15 mpa = 15000 kn/m2
6. Mencari Eref oed, nilai Eref oed itu sama dengan nilai Eref 50. nilai Eref oed didapat 15 mpa = 15000 kn/m2
7. Mencari Eref ur, nilai Eref ur didapat dengan rumus 3xEref 50. maka didapat 3x15= 45 mpa = 45000 kn/m2
8. Mencari m, itu didapat 0,5. karena tanahnya lanau dan pasir, lalu untuk m=1 itu khusus untuk tanah lempung.
9. Mencari K0 Nc itu didapat dari rumus 1-sin = 1- sin 18,04 = 0,690 Untuk langkah mencari nilai parameter tanah kondisi drained pada model
hardening soil yang hilang pada lapisan tanah selanjutnya itu sama, terpaku pada
pada tabel korelasi diatas (meyerhoff, 1956) dan buku plaxis (gouw tjie-long, 2012).
Tabel 3.11 Hasil Korelasi Parameter Tanah Untuk Kondisi Drained pada Model Hardening Soil
c) Perhitungan Safety Factor Galian Basement dengan Kemiringan Tertentu.
Setelah data parameter tanah didapatkan, selanjutnya menentukan geometri untuk membuat basement pada plaxis.
Setelah itu merencanakan suatu galian basement dengan kedalaman 6 m, dengan beban kiri dan kanan itu jalan raya 10 kn/m2 dan mencari kemiringan optimum.
d) SF > 1,3
Perhitungan plaxis dimulai hingga memperoleh Safety Factor > 1,3. maka, bisa dikatakan bahwa rencana membuat basement itu aman. Jika Safety Factor <1,3 maka, penentuan geometri dan kemiringan dirubah lagi hingga memperoleh Faktor aman.
e) Perhitungan Metode Konvensional (Metode Bishop)
Metode konvensional dengan menggunakan metode bishop ini digunakan hanya untuk membandingkan hasil faktor keamanan dengan cara program plaxis dengan manual itu akankah sama.
Tidak harus sama Safety Factor antara program plaxis dengan cara Konvensional, jika semua sudah dikerjakan dengan baik dan benar.
f) Selesai
Pembuatan tugas akhir ini dianggap selesai, jika sudah mengerjakan sesuai flow chart tugas akhir
3.10 PENJELASAN LANGKAH-LANGKAH PENGERJAAN GALIAN BASEMENT PADA PLAXIS.
Langkah pengerjaan galian basement dalam program plaxis akan tertuang pada Bab IV.
