pengaruh tingkat kepadatan tanah terhadap daya ... - jurnalsmartek

Jurnal SMARTek, Vol. 7, No. 2, Mei 2009: 69 - 81Gambar 2. Bentuk keruntuhan daya dukung tanah di bawahpondasi dangkal (Das, 1998)Gambar 3. Pondasi dangkal (Das, 1998)................................................(1)Tanda-tanda I, II dan III dalamPersamaan (1) secara berurutanmerupakan kontribusi dari kohesibebean luar (surcharge), dan beratvolume tanah untuk daya dukungbatas. Karena cara untuk mengevaluasiharga Kc, Kq, dan Kγ adalah sangatrumit, maka Terzaghi menggunakansuatu metode pendekatan untukmenentukan daya dukung batas qu.Prinsip metode pendekatannyadiberikan di bawah:a. Apabila c = 0 dan beban luar(surcharge) q = 0 (yaitu, Df = 0),Persamaan (5) menjadi:....................................(2).b. Apabila γ = 0 (yaitu, tanah tidakmempunyai berat) dan q = 0,Persamaan (1) menjadi:…...(3)72

Pengaruh Tingkat Kepadatan Tanah terhadap Daya Dukung Tanah(Martini)c. Apabila γ = 0 (tanah tidakmempunyai berat) dan c = 0 maka:........(4)Dengan cara superposisi, apabilapengaruh berat volume tanah, kohesidan beban luar (surcharge)diperhitungkan, maka diperoleh:1qu= qc+ qq+ qγ = cNc+ qNq+ γBN γ2…………………………………(5)Persamaan (5) ini dinamakan“persamaan daya dukung menurutTerzaghi”. Sedangkan parameterparameterNc, Nq, dan Nγ dinamakan“faktor daya dukung”. Harga-hargadaya dukung tersebut akan diberikandalam Gambar 4.Untuk pondasi bentuk lingkaran danbujur sangkar, persamaan daya dukungbatas yang disyaratkan oleh Terzaghiadalah sebagai berikut:a. Pondasi bentuk bujur sangkar:qu = 1 ,3cNc+ qNq+ 0, 4b. Pondasi lingkaranqu = 1 ,3cNc+ qNq+ 0, 3 γBN γB = diameter pondasiγBN γ………..(6)…….(7)Gambar 4.Faktor daya dukung untuk keruntuhan geser menyeluruhmenurut Terzaghi (Das, 1998)73

Jurnal SMARTek, Vol. 7, No. 2, Mei 2009: 69 - 812.4 Angka keamananUmumnya, angka keamanan Fs,yang besarnya sekitar 3 digunakanuntuk menghitung daya dukung yangdiijinkan untuk tanah di bawah pondasi.Hal ini dilakukan mengingat bahwadalam keadaan yang sesungguhnya,tanah tidak homogen dan tidak isotropissehingga pada saat mengevaluasiparameter-parameter dasar darikekuatan tanah ini kita menemukanbanyak ketakpastian.Tiga definisi yang berbedamengenai daya dukung yang diijinkanuntuk pondasi dangkal, yaitu: dayadukung ijin gross, daya dukung ijin netto,dan daya dukung ijin gross denganmemberikan angka keamananterhadap keruntuhan geser.Daya dukung ijin gross,dihitung sebagai berikut:qijindapatquqijin=Fs………………………….(8)pondasi, agar kemungkinan terjadinyakeruntuhan dapat dihindari. Bebantersebut termasuk (Gambar 9); (a)beban mati dan beban hidup di ataspermukaan tanah, W( D + L); (b) beratpondasi itu sendiri WF, dan (c) berattanah yang terletak tepat di ataspondasi Ws. Jadi,qijinq=FuS⎡ W(D+L)+ WF+ W= ⎢⎣ A⎤⎥⎦S1FS……(9)denganA = luas dasar pondasiDaya dukung ijin netto dari pondasiadalah beban per satuan luas yangdiijinkan untuk suatu pondasi tanpamemasukkan berat tanah di sebelahkanan dan kiri pondasi dari permukaantanah sampai dengan kedalamandasar pondasi (surcharge) yangbesarnya adalah q = γDf . Jadi bebanbatas netto adalah:qu= qu− q( net)…………….(10)qijinyang didefinisikan olehPersamaan (8) adalah beban persatuan luas yang diijinkan untukdibebankan pada tanah di bawahqijin ( net)q=Fu ( net)Squ− q=FS……..(11)Gambar 5. Beban mati dan beban hidup di atas permukaa tanah W( D +; beratL)pondasi itu sendiri WF, dan berat tanah yang terletak tepat di ataspondasi Ws (Das, 1998)74

Pengaruh Tingkat Kepadatan Tanah terhadap Daya Dukung Tanah(Martini)Apabila kita menganggapberat beban luar (surcharge) adalahhampir sama dengan berat pondasidan tanah di atasnya, ataumaka:qq = γDijin ( net)fW=AWS+ WF=A …………….(12)( D+ L)qu− q=FS……….(13)Dalam beberapa keadaan,angka keamanan daya dukung batasgross dan netto adalah sekitar 3 sampaidengan 4, sedangkan untuk keruntuhangeser angka keamanan 2 sampaidengan 3 dianggap cukup.Faktor lain yang harus kitaperhatikan adalah besar penurunanpondasi yang diijinkan. Penurunanpondasi yang disebabkan oleh bebanbatas, qu (atau qu’) mungkin berkisarantara 5% sampai dengan 25 % dari B(lebar pondasi) untuk tanah berpasir,dan antara 3% sampai dengan 15% dariB untuk tanah lempung.3. Hasil dan Pembahasan3.1 Lokasi penelitian/pengambilanSampelLokasi penelitian adalah lahanyang berada disekitar Jalan Soekarno-Hatta, alasannya dengan topografiyang tidak datar/berbukit, maka biladigunakan sebagai lahanpemukiman/konstruksi bangunan, yangperlu dilakukan meratakan lahantersebut, baik dengan pemotonganatau penimbunan.Jenis tanah pada lokasi tersebutmerupakan tanah berbutir kasar (pasirdan kerikil) yang mengandung sedikitbutiran halus.3.2 Uji laboratoriuma. Uji berat isi tanahPengujian ini bertujuan untukmengetahui berat isi tanah dilapangan( tanah tak terganggu) danremolded. Untuk melakukanpengujian ini diperlukan beberapaperalatan antara lain cincin uji yangberdiameter 6 cm dengan tinggi 3cm, pisau pemotong contoh tanahdan neraca dengan ketelitian 0,01gram untuk menimbang berat contohtanah.Lokasi SampelGambar 6. Peta lokasi penelitian(Sumber: Peta rupa bumi)75

Pengaruh Tingkat Kepadatan Tanah terhadap Daya Dukung Tanah(Martini)benda uji dicetak langsung ke dalamcetakan sampai dicapai berat isi(kepadatan) yang diinginkan. Padapengujian geser langsung ini akandilakukan variasi kepadatan tanah,maka yang pertama kali diuji adalahnilai berat isi asli tanah tak terganggu,sudut gesek asli (φ) dan kohesi asli c.Bila nilai berat isi asli tanah dilapangan sudah diketahui, makaselanjutnya variasi kepadatan tanahdiatur berdasarkan nilai berat isi asli.Berdasarkan nilai γasli, dibuattingkat kepadatan tanah remoldeddengan nilai berat isi yang lebihrendah dan lebih tinggi dari nilai beratisi asli γasli, kemudian masing-masingdilakukan uji geser langsung untukmendapatkan nilai c dan φ untukmasing kepadatan yang lebihrendah/tinggi dari kepadatan aslinya.4. Hasil dan Pembahasan4.1 Hasil uji sifat-sifat tanahHasil pengujian berat isi untuktanah tak terganggu(undisturbed)ditabelkan pada Tabel 1.Hasil pengujian berat isi untuktanah remolded ditabelkan padaTabel 2.Kepadatan tanah timbunandivariasikan dengan menetapkan 3 nilaiberat isi yang lebih besar dan 3 nilaiberat isi yang lebih kecil dari berat isitanah tak terganggu pada masingmasingtitik sampel. Kepadatan sampelremolded (timbunan) dibentuk denganditurunkan dan dinaikan dari kondisiaslinya sebesar 13% - 39 %.Hasil pengujian geser langsunguntuk tanah tak terganggu dan tanahremolded diperlihatkan pada Tabel 3.Tabel 3. Hasil pengujian geser langsungNo.Contoh1γkg/cm31,44Tanah undisturbedc(kg/cm 2 )φ(Derajat)0.08 38.592 1,41 0.19 34.863 1,40 0.14 30.23Tanah remoldedγkg/cm3c(kg/cm 2 )φ(Derajat)0,81 0.07 23.301,01 0.09 23.901,22 0.07 24.511,60 0.06 39.031,80 0.16 47.112,02 0.17 47.780,81 0.05 23.321,01 0.10 23.901,22 0.06 26.291,60 0.15 39.891,80 0.14 46.092,02 0,17 47,780,8 0.14 22.061,01 0.14 25.111,22 0.14 29.131,59 0.14 34.861,79 0.14 45.371,99 0.14 46.7877

Jurnal SMARTek, Vol. 7, No. 2, Mei 2009: 69 - 81Tabel 3. Hasil pengujian geser langsungNo.Contohγkg/cm3Tanah undisturbedc(kg/cm 2 )φ(Derajat)4 1,59 0.12 42.765 1,66 0.11 42.76Tanah remoldedγkg/cm3c(kg/cm 2 )φ(Derajat)0,99 0.09 18.881,19 0.16 33.371,39 0.15 38.591,79 0.16 45.731,99 0.17 49.372,19 0.16 51.151,06 0.12 25.701,26 0.11 27.441,46 0.12 32.861,86 0.14 46.082,06 0.17 49.672,26 0.16 50.57Hasil pengujian geser langsunguntuk tanah tak terganggu diperolehbesarnya nilai kohesi (c) kelima titikberkisar antara 0,07 – 0,19 Kg/cm 2 danbesarnya sudut gesek (φ) berkisar antara30,23 o – 42,76 o . Berdasarkan pengujianyang dilakukan terhadap contoh tanahremolded menunjukan kecenderunganbertambahnya sudut gesek tanahsejalan dengan bertambahnyakepadatan tanah sedangkan untuk nilaikohesi cenderung tetap. Namun nilaikohesi untuk tanah remoldedcenderung sama dengan tanah takterganggu. Hal ini mengindikasikanbahwa semakin bertambahnyakepadatan berarti sudut geseknyabertambah tetapi tidak secara signifikanmempengaruhi nilai kohesinya karenajenis tanahnya adalah tanah berbutirsehingga lebih berpengaruh terhadapgesekan. Adanya perbedaanparameter kuat gesek dari beberapasampel tanah tak terganggu maupunsampel tanah remolded dengan beratvolume tanah yang sama, bahkan adapula sampel dengan berat isi yang lebihbesar justru parameter kuat geseknyalebih kecil dibandingkan dengansampel yang berat volume tanahnyalebih kecil atau sebaliknya. Inidipengaruhi oleh komposisi tanahnyaserta distribusi ukuran butirannya dankemungkinan dikarenakan faktor-faktorlain pada saat perlakuan sampel.4.2 Hasil perhitungan Daya DukungTanahDari hasil perhitungan nilai dayadukung tanah antara teori Terzaghi danteori Meyerhof memiliki perbedaan.Teori Terzaghi memiliki nilai daya dukungyang lebih kecil dibanding teoriMeyerhof. Dari perhitungan dayadukung dengan parameter tanah titik 1,persentase perbedaan 29%. Meyerhofmempertimbangkan faktor pengaruhkedalaman pondasi, bentuk pondasidan kemiringan beban, sedangkanTerzaghi hanya memperitimbangkanfaktor bentuk pondasi, sehinggawalaupun nilai-nilai faktor kapasitasdukung yang diberikan Meyerhof lebihrendah daripada yang disarankan olehTerzaghi, besarnya nilai kapasitasdukung yang diberikan oleh Meyerhoflebih besar dibandingkan nilai kapasitasdukung yang diberikan oleh Terzaghi.Hal tersebut dapat dilihat dari Tabel 4dan Gambar 10.Perbedaan tersebut juga dapat dilihatpada gambar 10 .78

Pengaruh Tingkat Kepadatan Tanah terhadap Daya Dukung Tanah(Martini)q all (kN/m 2 )100000100001000100105 10 15 20 25γ (kN/m 3 )Titik ITitik IITitik IIITitik IVTitik VGambar 8. Grafik daya dukung tanah berdasarkan teori Terzaghi10000qall (kN/m 2 )1000100Titik ITitik IITitik IIITitik IV105 10 15 20 25γ (kN/m 3 )Titik VGambar 9. Grafik daya dukung tanah berdasarkan teori MeyerhofTable 4. Hasil perhitungan perbandingan daya dukung Terzaghi danMeyerhof (titik 1)Parameter Terzaghi MeyerhofB 0.5 0.5Df 0.5 0.5MAT 0 0c 5,87 kN/m 2 5,87 kN/m 2φ 39,03 o 39,03 o 15,70 kN/m 3 15,70 kN/m 3Nc 81 68,1179

Jurnal SMARTek, Vol. 7, No. 2, Mei 2009: 69 - 81Table 4. Hasil perhitungan perbandingan daya dukung Terzaghi dan Meyerhof(titik 1) , lanjutanParameter Terzaghi MeyerhofNq 69 56,21Nγ 79 92,8qu 1409.66 kN/m 2 2008,52 kN/m 2Persentase 29,81 %Perbandingan Terzaghi & MeyerhofDaya dukung izin, q all (kN/m 2 )100000100001000100105 10 15 20 25MeyerhofTerzaghiBerat isi, γ (kN/m 3 )Gambar 10. Grafik perbandingan daya dukung tanah antara teori Terzaghi danMeyerhofTabel 5. Persentase perubahan berat isi tanah antara tanah tak terganggu(undisturbed) dan remolded dan persentase perubahan daya dukungtanah.TerzaghiMeyerhofγd=14,77(kN/m 3 )Persentaseperubahan(%)qall =427,65(kN/m 2 )Persentaseperubahan(%)γd=14,77(kN/m 3 )Persentaseperubahan(%)qall =522,79(kN/m 2 )Persentaseperubahan(%)8.90 -39,70 203.74 -52,35 8.90 -39,70 216.74 -58,5410.88 -26,31 258.53 -39,54 10.88 -26,31 292.86 -43,9812.79 -13,32 375.86 -12,11 12.79 -13,32 449.92 -13,9316.69 13,04 665.59 55,63 16.69 13,04 906.24 73,3418.67 26,42 2980.23 596,88 18.67 26,424341.12730,3720.64 39,81 3643.28 848,47 20.64 39,81 6050.95 1057,4380