Konsolidasi Tanah Dan Penurunan Tanah [PDF]

Citation preview

TUGAS GEOTEKNIK



KONSOLIDASI DAN PENURUNAN TANAH



Disusun Oleh: Ronaldo Sitorus 21100116120026



LABORATORIUM GEOLOGI TEKNIK, GEODINAMIK DAN GEOFISIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO



SEMARANG OKTOBER 2019



Defenisi KoNsolidasi Konsolidasi merupakan suatu proses berkurangnya volume secara perlahanlahan pada tanah jenuh sempurna dengan permeabilitas rendah akibat pengaliran sebagian air pori; proses tersebut berlangsung terus sampai kelebihan tekanan air pori yang disebabkan oleh kenaikan tegangan total telah benar-benar hilang (Craig,1987). Kasus yang paling sederhana adalah konsolidasi satu-dimensi, di mana kondisi regangan lateral nol mutlak ada. Pada umumnya konsolidasi ini akan berlangsung dalam satu jurusan saja, yaitu jurusan vertikal, karena lapisan yang kena tambahan beban itu tidak dapat bergerak dalam jurusan horizontal (ditahan oleh tanah disekelilingnya). Keadaan-keadaan demikian dapat dilihat pada gambar berikut.



Gambar 1. One Dimensional Consolidation



Dalam keadaan seperti ini pengaliran air juga akan berjalan terutama dalam jurusan vertikal saja. Ini disebut “one-dimensional consolidation” dan perhitungan konsolidasi hampir selalu berdasarkan teori “one-dimensional consolidation”. Dalam buku Craig (1987) edisi keempat tentang mekanika tanah perkembangan konsolidasi di lapangan (in-situ) dapat dipantau dengan memasang pizometer untuk mencatat perubahan tekanan air pori terhadap waktu. Besarnya penurunan dapat diukur dengan mencatat ketinggian suatu titik acuan yang sesuai pada suatu struktur atau pada permukaan tanah. Di sini diperlukan pengukuran beda tinggi yang teliti, yang dilakukan dari patok acuan (benchmark) di mana penurunan sangat kecil. Dalam mencari data penurunan, setiap kesempatan harus diambil, sebab hanya dengan pengukuran tersebut ketepatan metode teoritis dapat diwujudkan.



Normally Consolidated dan Overconsolidated Menurus Wesley (1977) istilah ini dipakai untuk menjelaskan suatu sifat dari lapisan lempung endapan (sedemintary clays). Lapisan semacam ini setelah pengendapan akan mengalami konsolidasi dan penurunan akibat tekanan dari lapisan-lapisan yang kemudian mengendap diatasnya. Lapisan-lapisan yang diatas ini lama kelamaan mungkin menjadi hilang lagi oleh karena sebab-sebab geologi, misalnya erosi air (atau es). Ini berarti lapisan-lapisan bawah pada suatu saat dalam sejarah geologinya pernah mengalami konsolidasi akibat tekanan yang lebih tinggi dari pada tekanan yang berlaku diatasnya pada masa sekarang. Lapisan-lapisan semacam ini disebut “overconsolidated”. Sedangkan lapisan yang belum pernah mengalami tekanan diatasnya lebih tinggi dari pada tekanan yang berlaku pada masa sekarang disebut “normally consolidated”. Berdasarkan teori Terzaghi tentang konsolidasi satu dimensi konsolidasi normal dapat dihitung dengan persamaan berikut:



Sedangkan untuk kondisi konsolidasi berlebih, penurunan dapat dihitung dengan persamaan berikut:



Pengukuran Konsolidasi Tanah Karakteristik suatu tanah selama terjadi konsolidasi satu-dimensi atau pemuaian dapat ditentukan dengan menggunakan uji oedometer. Gambar berikut memperlihatkan penampang melintang sebuah oedometer.



Gambar 2. Alat pengukur Konsolidasi Oedometer



Cara kerja alat pengukur konsolidasi tanah ini contoh tanah berbentuk suatu piringan ditahan di dalam sebuah cincin logam dan diletakkan di antara dua lapisan batu berpori (porous stone). Lapisan batu berpori sebelah atas, yang dapat bergerak di dalam cincin dengan suatu jaraj bebas yang kecil, dipasang dibawah tutup pembebanan (loading cap) dari logam di mana tekanan bekerja terhadap contoh tanah. Seluruh rakitan tersebut diletakkan di dalam sel terbuka yang berisi air, dimana air pori pada contoh tanah mendapat jalan masuk yang bebas. Cincin yang menahan/ membatasi contoh tanah dapat dijepit (diklem pada badan sel) atau mengapung (bebas bergerak secara vertikal): cincin bagian dalam harus memiliki permukaan yang halus untuk memperkecil gesekan. Cincin pembatas tersebut menentukan suatu kondisi regangan lateral nol pada contoh tanah, rasio tegangan efektif lateral terhadap tegangan efektif vertikal K0, koefisien tekanan tanah pada kondisi diam. Kompresi contohg tanah akibat tekanan diukur dengan menggunakan arloji pengukur (dial gauge) pada tutup pembebanan. Oedometer merupakan tipe cincin yang dijepit (fixed ring type). Tekanan awal akan tergantung pada jenis tanah, kemudian serangkaian tekanan dikerjakan pada contoh tanah, di mana setiap tekanan besarnya dua kali besar tekanan sebelumnya. Biasanya setiap tekanan dipertahankan selama 24 jam, pembacaan kompresi dilakukan dalam selang waktu tertentu selama periode ini. Pada akhir periode penambahan ini di mana tekanan air pori berlebihan telah terdisipasi secara sempurna, besarnya tekanan yang bekerja sama dengan tegangan vertikal efektif pada contoh tanah. Hasil-hasil tersebut diperlihatkan dengan memplot tebal (presentase perubahan tebal) contoh tanah atau angka pori pada akhir setiap periode penambahan tekanan tersebut terhadap tegangan efektif yang sesuai. Tegangan efektif tersebut dapat diplot dalam skala biasa maupun skala logaritmis. Bila diiginkan, pengembangan contoh tanah dapat diukur berdasarkan penurunan tekanan yang digunakan. Akan tetapi, walaupun karakteristik pemuain tanah tidak diperlukan pengembangan contoh tanah akibat disipasi tekanan akhir tetap harus di ukur.



Defenisi Penurunan Tanah Menurut Craig (1987) penurunan tanah adalah perpindahan vertikal permukaan tanah sehubungan dengan perubahan volume pada suatu tingkat dalam proses konsolidasi. Sebagai contoh, penurunan konsolidasi akan terjadi bila suatu struktur dibangun di atas suatu lapisan lempung jenuh atau bila muka air tanah turun secara permanen pada lapisan di atas lapisan lempung tersebut sebaliknya, bila dilakukan penggalian pada suatu lempung jenuh, pengangkatan (heaving), kebalikan dari penurunan, akan terjadi pada dasar galian akibat adanya pemuaian lempung tersebut.



Klasifikasi Penurunan Tanah Ketika tanah dibebani, maka sama dengan material lain, tanah akan mengalami penurunan. Dalam ilmu Geoteknik, dikenal tiga jenis penurunan tanah. 1. Penurunan seketika merupakan penurunan yang terjadi seketika saat beban diberikan. Pada tanah jenuh air dan permeabilitas rendah, beban yang bekerja diterima sepenuhnya oleh tegangan air pori. Pada tanah dengan permeabilitas tinggi, tegangan air pori yang terjadi muncul hanya sebentar karena tegangan air pori ini terdisipasi dengan cepat. Deformasi yang terjadi pada tanah tidak disertai dengan perubahan volume. Perhitungan untuk penurunan seketika ini didasarkan pada hukum elastisitas material (contoh, hukum Hooke). 2. Penurunan konsolidasi adalah penurunan pada tanah kohesif yang diakibatkan terdisipasinya tegangan air berlebih di dalam tanah, dan akhirnya menghasilkan perubahan dari segi volume. Jenis penurunan ini terjadi bersama dengan waktu yang berlalu. Tegangan air pori berlebih di transfer menuju partikel tanah menjadi tegangan efektif (α’=α-u). Saat tegangan air pori berlebih ini = 0, penurunan konsolidasi sudah selesai dan tanah berada dalam keadaan Drained.



Gambar 3. Penurunan Konsolidasi (Craig, 1987)



3. Penurunan sekunder merupakan penurunan yang terjadi setelah penurunan konsolidasi. Penurunan ini terjadi seiring dengan waktu berlalu dan biasanya terjadi sangat lama setelah beban mulai bekerja,di mana partikel tanah mengalami creep. Penurunan ini terjadi saat semua tegangan air pori berlebih di dalma tanah telah terdisipasi dam saat tegangan efektif yang terjadi berada dalam keadaan konstan.



DAFTAR PUSTAKA Craig, R. G. 1987.



Mekanika Tanah Edisi Keempat. Britania Raya.



Departement of Civil Engineering, University of Dundee. Wesley, L.D. 1977. Mekanika Tanah Cetakan Keenam. Jakarta. Badan Penerbit pekerjaan Umum.