BAB.2.
INVESTIGASI TANAH
Penyelidikan tanah di lapangan dimaksudkan untuk mendapatkan gambaran mengenai bentuk geologi maupun kondisi lapisan tanah dan air tanah secara keseluruhan dari suatu daerah tertentu. Untuk tujuan tersebut, diperlukan contoh-contoh tanah yang dapat diperoleh dengan metode-metode yang umum digunakan yaitu antara lain dengan cara percobaan penetrasi ataupun dengan cara pemboran.
Tanah biasanya merupakan bahan yang susunannya amat rumit dan beraneka ragam.
Walupun sifat fisik dan mekaniknya dapat diketahui dengan penyelidikan tanah atau pengujian tanah, namun hasilnya kadang tidak sesuai benar dengan kenyataannya.
Tidak seperti pada beton atau baja yang hasil penyelidikan dan pengujiannya dapat dipercaya. Pada bermacam-macam cara perhitungan yang diterapkan untuk analisa sifat dinamik dari tanah, seringkali dilakukan asumsi-asumsi yang berani dan sederhana.
Data pemboran lapisan geologi misalnya atau hasil pengujian tanah adalah harga pada suatu titik yang dipilih sembarang, sehingga untuk mengambil kesimpulan apakah harga-harga itu mencerminkan sifat-sifat keseluruhan dari tanah, harus diteliti berdasarkan latar belakang geologi mengenai proses pembentukan tanah itu.
Walaupun demikian, pelaksanaan penyelidikan tanah yang banyak dan pengujian dari contoh-contoh tanah pada setiap titik, tidak selalu akan memberikan hasil yang baik.
Oleh karena itu penyelidikan tanah harus dilakukan secara sistimatis tahap demi tahap dari lingkup yang luas sampai ke lingkup yang mendetail.
Hal yang penting dalam penyelidikan tanah atau pengujian tanah adalah bahwa hasil yang diperoleh itu dapat digunakan dengan efisien. Untuk maksud ini diperlukan pengertian yang mendalam mengenai metode pengujian tanah, batasan-batasan atau karakteristik dalam penyelidikan dan metode pengujian serta bagaimana menyimpulkan hasil-hasil yang diperoleh.
2.1 Penggunaan Hasil Penyelidikan Tanah
Hasil penyelidikan tanah di lapangan digunakan untuk : 1) Struktur baru :
a. Pemilihan jenis dan dalamnya pondasi.
b. Penentuan daya dukung (bearing capacity) pondasi.
c. Untuk meramalkan penurunan pondasi d. Untuk mengetahui muka air tanah
e. Untuk mengevaluasi tekanan tanah pada dinding, “abutment” jembatan.
f. Untuk mengatasi masalah-masalah konstruksi.
g. Untuk menentukan derajat kepadatan dari urugan (fill) dibawah pelat,
“pavement “ dan dinding penahan tanah.
2) Struktur yang sudah ada
a. Penyelidikan keamanan suatu struktur b. Meramalkan penurunan
c. Menentukan cara-cara perbaikan jika struktur tersebut tidak aman dan mengalami penurunan berlebihan.
2.2 Metode Penyelidikan Tanah Yang Dipergunakan
Metode-metode yang paling penting untuk melakukan penyelidikan tanah dilapangan adalah sebagai berikut :
1) Pemboran ( drilling ).
2) Sumur Percobaan ( Test Pits ).
3) Pengambilan Contoh Tanah ( Sampling ).
4) Percobaan Penetrasi ( Penetration Test ).
5) Pengujian balin-baling ( Vane Test ) a. Pemboran (drilling)
Ada beberapa cara untuk membuat lubang-lubang bor (mengebor tanah), yang prinsip- prinsipnya sebagai berikut :
- Bor tangan ( Hand bore ) - Bor mesin ( Machine drilling )
(1). Bor Tangan
Untuk bor dangkal biasanya tidak menggunakan mesin untuk menggerakkan mata bor, cukup dengan tangan. Bor tangan menggunakan berbagai macam bor tanah (“auger“) pada ujung bagian bawah dari stang bor. Bagian atas dari rangkaian stang bor ini mempunyai tangkai (handle) yang dipakai untuk memutar alat tersebut. Biasanya dipergunakan tripod (kaki tiga) dengan katrol dan tali, dipakai untuk mencabut kembali stang-stang dan auger-nya dari lubang bor tersebut.
Dengan mempergunakan tripod, pemboran tangan mungkin dapat mencapai kedalaman sampai 15 meter. Tanpa tripod biasanya pemboran tangan hanya mencapai kedalaman 8 sampai 10 meter. Bor tangan hanya dapat dilakukan dalam bahan-bahan yang cukup lunak, terutama pada lempung lunak (soft clay) sampai teguh (firm clay).
Pemboran tangan dalam batuan lunak (soft rock) atau dalam kerikil padat (dense gravel) tidak mungkin dilakukan.
Gambar 3.1 Beberapa macam Alat Bor Tangan
Casing bisanya tidak digunakan, kecuali dalam bahan-bahan yang amat lunak atau bahan-bahan yang lepas, yang akan mengalami keruntuhan, bila tidak menggunakan casing atau apabila muka air ditempat tersebut cukup tinggi.
(2). Pemboran dengan Mesin (Machine drilling)
Untuk bor yang dalam, biasanya digunakan rotary drilling machine. Kedalaman biasa mencapai 100 meter. Motor penggerak alat bor pada umumnya terdiri dari bagian- bagian berikut :
a) Alat yang dapat memutar stang-stang bor dengan kecepatan yang dapat diatur, dan dapat memberikan gaya kebawah.
b) Pompa, untuk memompakan air pencuci (wash water) kebawah, melalui bagian dalam stang bor.
c) Roda pemutar (winches) dan derrick atau tripod untuk menarik dan menurunkan stang-stang dan alat-alat bor ke dalam lubang.
Cara pengambilan inti (core) dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 3.2 Pengambilan Inti dengan alat Core Barrel
Core barrel terdiri dari dua tabung yaitu, tabung dalam dimana terkandung inti, tidak berputar, sedangkan tabung luar berputar, memutar pahat yang melakukan pemboran.
Air dipompakan kebawah melalui bagian dalam dari stang bor dan mengalir terus kebawah diantara kedua tabung tsb, lewat pahat dan kembali keatas melalui bagian luar dari barrel. Fungsi air, mendinginkan/ sebagai pelumas pahat (bit) dan untuk mengangkut potongan-potongan tanah keatas permukaan tanah.
Gambar 3.3 Rotary Core Drilling
b. Sumur Percobaan (Trial Pits)
Sumur-sumur percobaan atau sumur-sumur penyelidikan adalah lubang-lubang hasil penggalian dengan tangan yang berukuran diameter kira-kira 1 sampai 1½ meter.
Ini dapat dilakukan, sampai kedalaman tertentu, asalkan kohesi bahan yang digali
masih memungkinkan, dan permukaan air tanah ditempat tersebut masih lebih dalam dari pada dasar penggalian.
Dalam lapisan yang sangat tidak rembes air, mungkin kita dapat menggali sampai dibawah ketinggian muka air setempat. Keuntungan dari lubang-lubang percobaan, yaitu dapat memberikan gambaran yang lebih jelas tentang susunan lapisan tanah, dan juga kita dapat mengambil contoh yang berupa potongan-potongan yang besar dari dasar atau dinding lubang galian tersebut. guna mengetahui jenis tanah maupun tebal dari bermacam lapisan tanah yang dijumpai, sambil dibuat catatan yang teliti tentang lapisan-lapisan yang ada.
c. Pengambilan Contoh Tanah (Soil Sampling)
Sebagai kelanjutan dari catatan yang teliti tentang lapisan-lapisan tanah, biasanya perlu dilakukan penyelidikan-penyelidikan lanjutan mengenai sifat-sifat dari lapisan tersebut, misalnya mengenai kadar airnya, kekuatan, daya rembesan air dan sebagainya. Penyelidikan ini biasanya dilakukan di laboratorium.
Contoh-contoh ini ada 2 (dua) macam yaitu, contoh asli (undisturbed) dan contoh tidak asli (disturbed)
(1) Contoh Asli (Undisturbed Samples)
Contoh asli adalah suatu contoh yang masih menunjukkan sifat-sifat asli dari tanah yang ada padanya. Contoh ini tidak mengalami perubahan dalam struktur, kadar air atau susunan kimia.
Contoh yang benar-benar asli tidaklah mungkin diperoleh, akan tetapi dengan teknik pelaksanaan sebagaimana mestinya dan cara pengamatan yang tepat, maka kerusakan terhadap contoh bisa dibatasi sekecil mungkin. Contoh asli dapat diambil dengan memakai tabung-tabung contoh, core barrels, atau mengambilnya secara langsung dengan tangan dalam bentuk bongkah- bongkah.
(2) Contoh Tidak Asli (Disturbed Samples)
Contoh tidak asli diambil tanpa dilakukan usaha-usaha untuk melindungi struktur asli dari tanah tersebut. Contoh ini dibawah ke laboratorium dalam tempat tertutup sehingga kadar airnya tidak akan berubah. Contoh ini dapat
dipakai untuk segala penyelidikan yang tidak memerlukan contoh asli, seperti ukuran butiran, Batas-batas Atterberg, pemadatan, berat jenis dan sebagainya.
d. Percobaan Penetrasi (Penetration Test)
Dengan menekan atau memukul berbagai macam alat kedalam tanah, dan mengukur besarnya gaya atau jumlah pukulan yang diperlukan, kita dapat menentukan dalamnya berbagai lapisan yang berbeda, dan mendapatkan indikasi mengenai kekuatannya. Penyelidikan semacam ini disebut percobaan penetrasi dan alat yang dipakai disebut penetrometer.
Karena hasil penyelidikan ini tidak memberikan keterangan-keterangan tentang jenis tanah, maka dalam pemakaiannya sebaiknya selalu dihubungkan dengan lubang bor. Penyelidikan semacam ini terutama dipakai untuk mendapatkan keterangan pada titik-titik atau tempat-tempat diantara lubang-lubang bor.
Penetrometer dapat dibagi menjadi dua macam utama, yaitu penetrometer statis dan penetrometer dinamis.
(1) Penetrometer Statis
Ujungnya ditekan kedalam tanah pada kecepatan tertentu, dan gaya perlawanannya diukur (dalam Kg/cm² misalnya).
(2) Penetrometer Dinamis
Ujungnya dimasukkan kedalam tanah dengan pukulan, yang dilakukan dengan menjatuhkan beban. Beban dijatuhkan dari tinggi – jatuh tertentu, dan jumlah pukulan yang diperlukan untuk mendorong ujung tersebut menembus jarak tertentu diukur pula (misalnya dalam satuan pukulan meter)
e. Pengujian Baling-baling (Vane Test)
Percobaan yang disebut vane test adalah suatu cara untuk mengukur kekuatan geser setempat pada tanah yang berbutir halus, yaitu lempung atau lanau. Alat yang dipasang pada ujung stang-stang bor ditekan supaya masuk kedalam tanah pada dasar lubang bor. Setelah itu, vane diputar sehingga terjadi pergeseran pada suatu bidang tanah yang berbentuk selinder. Untuk memutar stang ini dipergunakan
suatu alat pengukur momen torsi yang dipasang pada ujung atas stang-stang tersebut.
Dengan alat ukur ini kita dapat menentukan momen torsi yang bekerja pada saat terjadi keruntuhan (failure). Dari momen torsi itu dapat ditentukan kekuatan geser tanah yang diperiksa, yaitu kekuatan geser “undrained”
