Makalah Mekanika Tanah Ii [PDF]

Citation preview

MAKALAH MEKANIKA TANAH II TENTANG “FONDASI BANGUNAN DAN KONSOLIDASI”



OLEH: NAMA : SALMUN LETTE NPM : 2986/TS-ATK/19 KELAS :B SEMESTER : III (TIGA)



TEKNIK SIPIL AKADEMIK TEKNIK KUPANG 2020



KATA PENGANTAR



Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan rahmatnya sehingga saya mampu menyelesaukan makalah ini. Pada makalah ini saya akan membahas mengenai Pondasi bangunan dan Konsolidasi tanah yang mana telah dijelaskan pada mata kuliah Mekanika tanah 2. Makalah ini tidak munkin selesai tanpa adanya bantuan dan partisipasi dari berbagai pihak. Oleh karena saya mengucap terima kasih kepada: 1. Ir.M.S.Nurawi, M.Sc. Selaku pembawah mata kulua Mekanika Tanah 2 2. Teman-teman Prodi Pendidikan Teknik Sipil Saya menyadari bawah makalah ini jahu dari sempurna. Untuk itu saya mengharapkan saran dan kritik dari berbagai pihak demi kesempurnaan makalah ini. Akhir kata saya berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat maupun berinspirasi bagi pembaca.



Kupang, 08 Desember 2020



Penulis



DAFTAR ISI



Hal: KATA PENGANTAR …………………………………………………………………………………..



3



DAFTAR ISI ………………………………………………………………………………………………



33



BAB I: PENDAHULUA A. LATARBELAKANG ……………………………………….…………………………………



333



B. RUMUSAN MASALAH ……………………………………………………………………..



333



C. TUJUAN ………………………………………………………………………………………….



333



BAB II: PEMBAHASAN A. PONDASI BANGUNAN …………………………………………………………………….



1



1. Pengertian Pondasi ………………………………………………..…………………



1



2. Jenis-Jenis Pondasi ……………………………………….……………...……………



1



B. KONSOLIDASI ………………………………………………………………………………….



3



1. Pendahulian …………………………………………………….………………..………



3



2. Analogi Konsolidasi Satu Dimensi ……………………………………..………



3



3. Lempung Normally Consolidated Dan Overconsolidated ………….



6



4. Uji Konsolidasi …………………………………………………………….……..……..



7



5. Interpretasi Hasil Uji Konsolidasi ……………………………………..……….



9



BAB III: PENUTUP A. KESIMPULAN …………………………………………………………………………………..



11



B. SARA…………………………………………………………………………………..…..…………



11



DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………………………………….……….



12



BAB I PENDAHULUAN



A. LATAR BELAKANG Konsolidasi merupakan keluarnya air dari dalam pori yang menyebabkan perubahan volume pada tanah lempung. Perubahan volume tersebut akan menyebabkan penurunan tanah yang berhubungan erat dengan konstruksi dan bangunan teknik sipil. Pembebanan dari bangunan dan konstruksi teknik sipil terhadap tanah yang terdapat dibawahnya menyebabkan tanah tersebut mengalami deformasi elastis dalam jangka waktu yang cukup lama. Penurunan tanah yang terjadi berhubungan erat dengan waktu pembebanan, beban yang diberikan, keadaan dan karakteristik tanahnya. Penurunan yang terjadi pada tanah lempung akan terus berlangsung selama bertahun tahun. Penurunan akibat proses konsolidasi tidak akan terjadi secara merata, itu diakibatkan dari tekanan yang tidak sama dan bervariasi pada setiap titiknya di dalam tanah. Oleh karena itu maka diperlukan metode pengujian untuk memperkirakan atau menghitung besarnya penurunan yang akan terjadi. Banyak metode-metode pengujian yang dapat dilakukan untuk mengetahui perkiraan besar danlamanya penurunan konsolidasi yang akan terjadi. Metode yang akan diuji pada pengerjaan Tugas Akhir ini adalah pengujian konsolidasi di laboratorium dengan contoh tanah tidak terganggu (undisturbed) menggunakan metode Continuous Consolidation Test dengan spesifikasi Constant Rate of Strain (CRS). Sebagai perbandingan, dengan sample pada titik yang sama akan dilakukan juga pengujian dengan metode standar konsolidasi menggunakan oedometer sehingga didapat parameter parameter kons olidasi dari masing masing pengujian. Keuntungan pemakaian metode Constant Rate of Strain (CRS) adalah jangka waktu yang diperlukan untuk memperoleh hasil akhir konsolidasi lebih efektif dalam jangka waktu yang lebih singkat sehingga lebih praktis untuk pengujian konsolidasi. B. RUMUSAN MASALAH 1. Apa yang dimaksud dengan pondasi bangunan? 2. Apa yang dimaksud dengan konsolidasi? 3. Apa yang dimaksud dengan uji konsolidasi? C. TUJUAN 1. Untuk mengetauhi apa itu fondasi bangunan! 2. Untuk mengetauhi apa itu konolidasi! 3. Untuk mengetauhi bagaimana cara pengujiannya!



BAB II PEMBAHASAN



A. PONDASI BANGUNAN 1. Pengertian Pondasi Pondasi adalah suatu bagian dari konstruksi bangunan yang berfungsi untuk menempatkan bangunan dan meneruskan beban yang disalurkan dari struktur atas ke tanah dasar pondasi yang cukup kuat menahannya tanpa terjadinya differential settlement pada sistem strukturnya. 2. Jenis-Jenis Pondasi  Pondasi batu kali Pondasi batu kali merupakan pondasi yang sudah umum digunakan, khususnya untuk konstruksi rumah tinggal atau rumah tinggal sederhana. Selain kekuatan yang sudah teruji, pondasi ini juga cukup mudah dikerjakan dengan bahanbahan yang mudah didapat dan harganya yang relatif ekonomis. Pondasi ini berfungsi untuk menahan beban tembok dan dinding diatasnya, sedangkan untuk konstruksi bangunan 2 lantai atau lebih perlu dikombinasikan dengan pondasi jenis lain dengan perhitungan tertentu. 



Pondasi Batu Bata Batu bata yang kita kenal pada umumnya adalah bahan bangunan yang digunakan untuk membuat pasangan dinding, walaupun ada juga bata yang digunakan sebagai rolag diatas kusen. Rolag bata juga biasa dikenal untuk membuat konstruksi bawah, seperti sloof dan pondasi, walaupun sebenarnya batu bata kurang baik jika ditanam didalam tanah dalam jangka waktu yang lama karena akan mengalami penurunan kekuatan dari batu bata. Namun dari segi biaya, penggunaan batu bata sebagai bahan pondasi memang relative lebih ekonomis apa lagi jika kita berada di daerah penghasil batu bata. Batu bata akan cepat rusak jika terkena air dalam waktu yang terlalu lama, untuk menjaga pasangan bata yang digunakan untuk pondasi tidak cepat rusakmaka digunakan adukan kasar dengan ketebalan kurang lebih 1,5 cm. Dan bagianbagian sudut dari pasanmgan pondasi, dimana dapat menjadi sarang dari genangan air, juga dibuat miring supaya air tanah tidak terhenti di situ, melainkan dapat terus turun ke bawah hingga dapat diharapkan tidak berpengaruh pada kekuatan pondasi Selain itu pondasi jenis ini juga digunakan dalam bangunan-bangunan kuno, seperti arca, candi dan lainlain. Sehingga cukup sulit untuk mendapatkan gambarnya karena memang pondasi ini jarang digunakan karena dinilai pemasangannya kurang praktis, terlampau rumit dan memerlukan banyak waktu.







Pondasi Beton Bertulang Ada banyak jenis pondasi beton bertulang, yang penggunaannya tergantung kebutuhan dan perhitungan konstruksi yang akan dibangun diatasnya. Selain itu juga melihat jenis tanah dimana kita akan membangun. 



Pondasi Cakar Ayam/Tapak/Foot Plate Pondasi ini merupakan pondasi yang umum digunakan dalam konstruksi rumah sederhana. Kegunaanya sebagai penopang , penumpu suatu konstruksi atau beban yang ada diatasnya agar konstruksi tersebut posisinya tetap stabil dan tidak mengalami kerusakan, bahan utamanya adalah beton dengan konstruksi tulangan di dalamnya. Dengan dikombinasikan dengan pondasi batu kali menerus maka Pondasi Foot Plat ini menjadi pondasi setempat yang paling diminati di residence (Perumahan / pemukiman ) negara Indonesia karena faktor kekuatan dan kepraktisan yang baik dalam pengerjaannya. 



Pondasi Sarang Laba-laba Pondasi ini mungkin jarang kita lihat dalam kehidupan sehari-hari, namun sebenarnya sudah banyak diaplikasikan dalam dunia konstruksi. Diciptakan oleh Ir. Ryantori & Ir. Sutjipto pada tahun 1976, dan mulai digunakan pada dunia konstruksi tahun 1978. Saat ini dikembangkan oleh PT. Katama Suryabumi, selaku pemegang lisensi resmi dan pengembangan. konstruksi sarang laba-laba merupakan konstruksi pondasi dangkal yang kaku, kokoh, menyeluruh tetapi ekonomis dan ramah gempa. Konstruksi ini dirancang untuk mampu mengikuti arah gempa baik horisontal maupun vertikal karena menggunakan media tanah sebagai bagian dari struktur pondasi. 



Pondasi Tiang Pancang Tiang pancang atau yang dikenal sebagai paku bumi oleh sebagian masyarakat Indonesia, merupakan salah satu pondasi yang umum digunakan dalam konstruksikonstruksi besar. Kegunaanya sebagai penopang , penumpu suatu konstruksi atau beban yang ada diatasnya agar konstruksi tersebut posisinya tetap stabil dan tidak mengalami kerusakan, bahan utamanya adalah beton pracetak atau precast dengan konstruksi tulangan di dalamnya. Dipasang dengan cara ditumbuk vertikal sesuai ketentuan ke dalam tanah sampai menapak pada struktur tanah keras yang diijinkan. Untuk mengetahui kedalaman sampai tanah keras, salah satu tes yang dapat dilakukan adalah tes sondir yang kemudian hasilnya dapat menjadi acuan sedalam apa tiang pancang masuk kedalam tanah sampai dengan tanah keras. 



Pondasi Umpak (Kaiso Daiza Foundation) Kegunaanya sebagai penopang , penumpu suatu konstruksi atau beban yang ada diatasnya agar konstruksi tersebut posisinya tetap stabil dan tidak mengalami kerusakan, bahan utama tersusun dari Beton ataupun Batu alam. biasa digunakan untuk rumah tradisional (rumah joglo) pondasi ini menumpu setempat pada tiangtiang joglo dan tidak ditanam ke dalam tanah, jenis pondasi yang diadopsi dari rumah tradisional Jepang ini cukup efektif menahan gempa namun beresiko terjadi pergeseran posisi bangunan.



B. KONSOLIDASI 1. Pendahulian Bila lapisan tanah jenuh berpermeabilitas rendah dibebani, maka tekanan air pori di dalam tanah tersebut segera bertambah. Perbedaan tekanan air pori pada lapisan tanah, berakibat air mengalir ke lapisan tanah dengan tekanan air pori yang lebih rendah, yang diikuti penurunan tanahnya. Karena penneabilitas tanah yang rendah, proses inj membutuhkan waktu. Konsolidasi adalah proses berkurangnya volume atau berkurangnya rongga pori dari tanah jenuh berpermeabilitas rendah akibat pembebanan. dimana prosesnya dipengaruhi oleh kecepatan terperasnya air pori keluar dari rongga tanah. Proses konsolidasi dapat diamati dengan pemasangan piezometer, untuk mencatat perubahan tekanan air pori dengan waktunya. Besamya penurunan dapat diukur dengan berpedoman pada titik referensi ketinggian pada tempat tertentu . 2. Analogi Konsolidasi Satu Dimensi Mekanisme proses konsolidasi satu dimensi (one dinzensional consolidation) dapat digambarkan dengan cara analisis seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1. Silinder berpiston yang berlubang dan dihubungkan dengan pegas, diisi air sampai memenuhi volume silinder. Peg as dianggap bebas dari tegangan-tegangan dan tidak ada gesekan antara dinding silinder dengan tepi piston. Pegas meluktskan tanah yang mudah mampat, sedangkan air dalam piston n1eluki kan air pori dan lubang pada piston melukiskan kemampuan tanah dalam meloloskan air atau permeabilitas tanahnya. Gambar 2.1a melukis kondisi dimana system dalam kesimbangan. Kondisi ini identik dengan lapisan tanah yang dalam keseimbangan dengan takan overburden. Alat pengukur tekan yang dihubungkan dengan silinder memperlihatkan tekanan hidrostatis sebesar µ❑ pada lokasi tertentu di dalam tanah.



Gambar 2.1. Anologi piston dan pegas



Dalam Gambar 2.1b, tekanan p dikerjakan diatas piston dengan posisi kutup V tertutup. Namun akibat tekanan ini, piston tetap tidak bergerak, karena air tidak dapat keluar darii tabung, sedangkan air tidak dapat mampat. Pada kondisi ini, tekanan yang bekerja pada piston tidak dipindahkan ke pegas, tapi sepenuhnya didukung oleh air. Pengukur tekanan air dalam silinder menunjukkan kenaikan tekanan sebesar u = p, atau pembacaan tekanan sebesar uo + ∆ p . Kenaikan tekanan air pori (u) tersebut, disebut kelebihan tekanan air por (excess pore water pressure). Kondisi pada kedudukan kutup V tertutup ini melukiskan kondisi tak terdrainasi (undrained) d1 dalam tanah. Dalam Gambar 2.1c, katup V telah dibuka, sehingga air dapat keluar lewat lubang pada piston dengan kecepatan yang dipengaruhi oleh luas lubang. Keluamya air menyebabkan piston bergerak ke bawah, sehingga pegas secara berangsur-angsur mendukung beban akibat p. Pada setiap kenaikan tegangan yang didukung oleh pegas, kelebihan tekanan air pori (u) di dalam silinder berkurang. Kedudukan ini melukiskan tanah sedang berkonsolidasi. Akhirnya pada suatu saat, tekanan air pori nol dan seluruh tekanan p didukung oleh pegas dan piston tidak turun lagi(Gambar 2.1d). Kedudu.kan ini melukiskan tanah telah dalam kondisi terdrainasi (drained) dan konsolidasi telah berakhir. Pada sembarang waktunya. tekanan yang terjadi pada pegas identik dengan kondisi tegangan efektif di dalam tanah. Sedangkan tekanan air di dalam silinder identik dengan tekanan air pori. Kenaikan tekanan p akibat beban yang diterapkan, identik dengan tambahan tegangan normal yang bekerja. Gerakan piston menggambarkan perubahan volume tanah, dimana gerakan ini dipengaruhi oleh kompresibilitas (kemudahmampatan) pegas, yaitu ekivalen dengan kompresibilitas tanah. Walaupun model piston dan pegas ini agak kasar. tetapi cukup menggambarkan apa yang terjadi bila tanah kohesif jenuh di bebani di laboratorium maupun di Iapangan. Sebagai contoh nyata kejadian konsolidasi di lapangan dapat dilihat pada Gambar 2.2. Di sini diperlihatkan suatu fondasi yang dibangun di atas tanah lempung jenuh yang diapit oleh lapisan tanah pasir dengan tinggi muka air tanah dibatas lapisan lempung sebelah atas. Segera setelah pembebanan, lapisan lempung mengalami kenaikan tegangan sebesar p. Air pori di dalam lapisan lempung ini dianggap dapat mengalir dengan baik ke lapisan pasir dan arah aliran air hanya ke atas dan bawah saja. Dianggap pula bahwa besarnya tambahan tegangan p sama di sembarang kedalaman lapisan lempung.



Jalannya proses konsolidasi dapat diamati lewat pipa-pipa piezometer yang dipasang di sepanjang kedalaman tanah lempung (Gambar 2.2b ), sedemikian hingga tinggi air dalam



pipa piezometer menyatakan besarnya kelebihan tekanan air pori (excess pore water pressure) di lokasi pipa dipasang. Akibat tambahan tekanan p, yaitu segera setelah beban bekerja. tinggi air dalam pipa piezometer naik setinggi h= p/❑w (atau terdapat kenaikan tekanan air pori sebesar p=hγ w ¿ yang dinyatakan oleh garis DE. Garis DE ini menyatakan distribusi kelebihan tekanan air pori awal. Dalam waktu tertentu. tekanan air pori pada lapisan yang lebih dekat dengan lapisan pasir lebih dulu berkurang. Sedangkan tekanan air pori lapisan lempung di bagian tengah masih tetap. Kedudukan ini ditunjukkan oleh kurva K 1. Dalam tahapan waktu sesudahnya, ketinggian air dalam pipa ditunjukkan dalam kurva K 2. Setelah waktu yang lama, tinggi air dalam pipa piezometer mencapai kedudukan yang sama dengan kedudukan air tanah awal saat sebelum pembebanan (garis AC). Kedudukan garis AC ini menunjukan proses konsolidasi telah selesai, yaitu ketika kelebihan tekanan air pori (u) telah nol.



Gambar 2.2. Reaksi tekanan air padda pori terhadap beban findasi (a) Fondasi pada tanah lempung jenuh. (b) Diagram perubahan tekanan air pori terhafap waktu. Pada awalnya, tiap kenaikan beban didukung sepenuhnya oleh tekanan air pori, yaitu berupa kelebihan tekanan air pori (u) yang besanya sama dengan p. Dalam kondisi demikian tidak ada perubahan tegangan efektif di dalam tanah. Setelah air pori sedikit demi sedikit keluar dari rongga pori tanah lempung, secara berangsur-angsur tanah mampat, dan beban perlahan lahan ditransfer ke butiran tanah, sehingga tegangan efektif bertambah. Akhirnya, kelebihan tekanan air pori menjadi nol. Pada kondisi ini, tekanan air pori sama dengan tekanan hidrostatis yang diakibatkan oleh air tanahnya. 3. Lempung Normally Consolidated Dan Overconsolidated lstilah normally consolidated dan overconsolidated digunakan untuk menggambarkan suatu sifat penting dari tanah lempung. Lapisan tanah lempung biasanya terjadi dari proses



pengendapan. Selama proses pengendapan, lempung mengalami konsolidasi atau penurunan, akibat tekanan tanah yang berada di atasnya. Lapisan-lapisan tanah yang berada di atas ini suatu ketika mungkin kemudian hilang akibat proses alam. Hal ini berarti tanah lapisan bagian bawah pada suatu saat dalam sejarah geologinya pemah mengalami konsolidasi akibat dari tekanan yang lebih besar dari tekanan yang bekerja sekarang. Tanah semacam ini disebut tanah overconsolidated ( OC) atau terkonsolidasi berlebihan. Kondisi lain, bila tegangan efektif yang bekerja pada suatu titik di dalam tanah pada waktu sekarang merupakan tegangan maksimumnya (atau tanah tidak pernah mengalami tekanan yang lebih besar dari tekanan pada waktu sekarang), maka lempung disebut pada kondisi normally consolidated. (NC) atau terkonsolidasi normal. Jadi, lempung pada kondisi normally consolidated, bila tekanan prakonsolidasi (preconsolidation presure) (Pc') sama dengan tek.anan overburden efektif (Po'). Sedang lempung pada kondisi overconsolidated, jika tekanan prakonsolidasi lebih besar dari tekanan overburden efektif yang ada pada waktu sekarang (Pc'>Po'). Nilai banding overconsolidation ( Overconsolidation Ratio, OCR) didefinisikan sebagai nilai banding tekanan prakonsolidasi terhadap tegangan efektif yang ada, atau bila dinyatakan dalam persamaan: OCR=



PC PO



'



'



Tanah nornzally consolidated mempuyai nilai OCR = L dan tanah overconsolidated bila mempunyai OCR > 1. Dapat ditemui pula. Tanah lempung mempunyai OCR