Makalah Penurunan [PDF]

Citation preview

LAPORAN KONSOLIDASI TANAH



NAMA MATA KULIAH : MEKANIKA TANAH II



OLEH : GUSTI NGURAH WISNU WARDANA



(1705511062)



MUHAMAD PUTRA DIANTO SANTU RAFAEL



(1705511063)



KADEK DODY BUDI SAYOGA



(1705511064)



ANAK AGUNG FERRY SATYA ARIANTO



(1705511070)



ALIFIAN AKRAM FACHREZA SITORUS



(1705511071)



HASAN FERDI PANIGORO



(1705511074)



I GEDE AGUNG WISNU SEGARA



(1705511076)



RAFII DITO HENDRARTO



(1705511080)



PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2019



1



KATA PENGANTAR



Puji syukur kami panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena atas Asung Kertha Waranugraha-Nyalah Laporan Mekanika Tanah II mengenai Konsolidasi dan Settlement ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Adapun laporan ini merupakan tugas bagi Mahasiswa Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil yang mengikuti mata kuliah Mekanika Tanah II. Dalam penyusunan laporan ini penulis banyak mendapat bimbingan dan informasi yang sangat berharga dari berbagai pihak, oleh karena itu dalam kesempatan ini kami ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Dodiek selaku dosen pengajar mata kuliah Mekanika Tanah II 2. Serta semua pihak yang turut membantu kami dalam menyelesaikan Laporan ini. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu sangat diharapkan saran–saran maupun kritik–kritik yang sifatnya membangun dari pembaca, sebagai bahan pertimbangan dan penyempurnaan laporan ini di masa mendatang.



Denpasar, 19 Mei 2019



Tim Penulis



i



DAFTAR ISI



KATA PENGANTAR ................................................................................................... i DAFTAR ISI ................................................................................................................. ii BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................. 1 1.2 Latar Belakang .................................................................................................... 1 1.2 rumusan masalah ................................................................................................. 1 1.3 Tujuan .................................................................................................................. 1 BAB II ........................................................................................................................... 2 ISI .................................................................................................................................. 2 2.1 Teori Penurunan .................................................................................................. 2 2.2 Immediate Settlement – Penurunan Seketika ...................................................... 3 2.3 Primary Consolidation – Konsolidasi Primer ...................................................... 4 2.4 Secondary Consolidation – Konsolidasi Sekunder ............................................. 7 BAB III ....................................................................................................................... 10 PENUTUP ................................................................................................................... 10 3.1 Kesimpulan ........................................................................................................ 10 3.2 Saran .................................................................................................................. 10 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 11



ii



BAB



I



PENDAHULUAN 1.2 Latar Belakang Konsolidasi adalah suatu proses pengecilan volume secara perlahan-lahan pada tanah jenuh sempurna dengan permeabilitas rendah akibat pengaliran sebagian air Pori.Dengan kata lain, pengertian konsolidasi adalah proses terperasnya air tanah akibatbekerjanya beban, yang terjadi sebagai fungsi waktu karena kecilnya permeabilitastanah. Proses ini berlangsung terus sampai kelebihan tekanan air Pori yang disebabkan oleh kenaikan tegangan total telah benar-benar hilang. Kasus yang paling sederhana adalah konsolidasi satu dimensi, di mana kondisi regangan lateral nol mutlak ada. Proses konsolidasi dapat diamati dengan pemasangan piezimeter, untuk mencatat perubahan tekanan air



pori dengan



waktunya. Besarnya penurunan dapat diukur dengan berpedoman pada titik referensi ketinggian pada tempat tertentu. 1.2 rumusan masalah Apakah yang dimaksud dengan konsolidasi primer, sekunder dan sementara 1.3 Tujuan Untuk mengetahui lebih dalam perihal konsolidasi primer, sekunder dan sementara



1



BAB II ISI 2.1 Teori Penurunan Bila suatu lapisan tanah mengalami pembebanan akibat beban di atasnya, maka tanah di dibawah beban yang bekerja tersebut akan mengalami kenaikan tegangan, ekses dari kenaikan tegangan ini adalah terjadinya penurunan elevasi tanah dasar (settlement). Pembebanan ini mengakibatkan adanya deformasi partikel tanah, relokasi partikel tanah, dan keluarnya air pori dari tanah yang disertai berkurangnya volume tanah. Hal inilah yang mengakibatkan terjadinya penurunan tanah. Pada umumnya tanah, dalam bidang geoteknik, dibagi menjadi 2 jenis, yaitu tanah berbutir dan tanah kohesif. Pada tanah berbutir (pasir/sand), air pori dapat mengalir keluar struktur tanah dengan mudah, karena tanah berbutir memiliki permeabilitas yang tinggi. Sedangkan pada tanah kohesif (clay), air pori memerlukan waktu yang lama untuk mengalir keluar seluruhnya. Hal ini disebabkan karena tanah kohesif memiliki permeabilitas yang rendah. Secara umum, penurunan dapat diklasifikasikan menjadi 3 tahap, yaitu : 1) Immediate Settlement (penurunan seketika), diakibatkan dari deformasi elastis tanah kering, basah, dan jenuh air, tanpa adanya perubahan kadar air. Umumnya, penurunan ini diturunkan dari teori elastisitas. Immediate settlement ini biasanya terjadi selama proses konstruksi berlangsung. Parameter tanah yang dibutuhkan untuk perhitungan adalah undrained modulus dengan uji coba tanah yang diperlukan seperti SPT, Sondir (dutch cone penetration test), dan Pressuremeter test. 2) Primary Consolidation Settlement (penurunan konsolidasi primer), yaitu penurunan yang disebabkan perubahan volume tanah selama periode keluarnya air pori dari tanah. Pada penurunan ini, tegangan air pori secara kontinyu berpindah ke dalam tegangan efektif sebagai akibat dari keluarnya air pori. Penurunan konsolidasi ini umumnya terjadi pada lapisan tanah kohesif (clay / lempung)



2



3) Secondary Consolidation Settlement (penurunan konsolidasi sekunder), adalah penurunan setelah tekanan air pori hilang seluruhnya. Hal ini lebih disebabkan oleh proses pemampatan akibat penyesuaian yang bersifat plastis dari butir-butir tanah.



2.2 Immediate Settlement – Penurunan Seketika Penurunan seketika / penurunan elastic terjadi dalam kondisi undrained (tidak ada perubahan volume). Penurunan ini terjadi dalam waktu yang sangat singkat saat dibebani secara cepat. Besarnya penurunan elastic ini tergantung dari besarnya modulus elastisitas kekakuan tanah dan beban timbunan diatas tanah.



Dimana : Sc = Immediate settlement Δσ = Beban timbunan (kN/m2) Es = Modulus elastisitas tanah μs = Poisson’s Ratio 3



B = Lebar / diameter timbunan (m) Ip = non-dimensional influence factor Schleicher (1926) mendefinisikan factor Ip ini sebagai :



Dimana m1 = L/B (panjang/lebar beban yang bekerja)



2.3 Primary Consolidation – Konsolidasi Primer Pada tanah lempung jenuh air, penambahan total tegangan akan diteruskan ke air pori dan butiran tanah. Hal ini berarti penambahan tegangan total (Δσ) akan terbagi ke tegangan efektif dan tegangan air pori. Dari prinsip tegangan efektif, dapat diambil korelasi : Δσ = Δσ’ + Δu Dimana : Δσ’ = penambahan tegangan efektif Δu = penambahan tegangan air pori Karena lempung mempunyai daya rembes yang sangat rendah dan air adalah tidak termampatkan (incompressible) dibandingkan butiran tanah, maka pada saat t =



4



0, seluruh penambahan tegangan, Δσ, akan dipikul oleh air (Δu = Δσ) pada seluruh kedalaman lapisan tanah. Penambahan tegangan tersebut tidak dipikul oleh butiran tanah (Δσ’ = 0).Sesaat setelah pemberian penambahan tegangan, Δσ, pada lapisan lempung, air dalam pori mulai tertekan dan akan mengalir keluar. Dengan proses ini, tekanan air pori pada tiap-tiap kedalaman pada lapisan lempung akan berkurang secara perlahanlahan, dan tegangan yang dipikul oleh butiran tanah keseluruhan (tegangan efektif / Δσ’) akan bertambah. Jadi pada saat 0 < t < ∞ Δσ = Δσ’+ Δu



(Δσ’ > 0 dan Δu < Δσ)



Tetapi, besarnya Δσ’ dan Δu pada setiap kedalaman tidak sama, tergantung pada jarak minimum yang harus ditempuh air pori untuk mengalir keluar lapisan pasir yang berada di bawah atau di atas lapisan lempung. Pada saat t = ∞, seluruh kelebihan air pori sudah hilang dari lapisan lempung, jadi Δu = 0. Pada saar ini tegangan total, Δσ, akan dipikul seluruhnya oleh butiran tanah seluruhnya (tegangan efektif, Δσ’). Jadi Δσ = Δσ’. Berikut adalah variasi tegangan total, tegangan air pori, dan tegangan efektif pada suatu lapisan lempung dimana air dapat mengalir keluar struktur tanah akibat penambahan tegangan, Δσ, yang ditunjukan gambar dibawah.



5



Proses terdisipasinya air pori secara perlahan, sebagai akibat pembebanan yang disertai dengan pemindahan kelebihan tegangan air pori ke tegangan efektif, akan menyebabkan terjadinya penurunan yang merupakan fungsi dari waktu (timedependent settlement) pada lapisan lempung. Suatu tanah di lapangan pada kedalaman tertentu telah mengalami tegangan efektif maksimum akibat beban tanah diatasnya (maximum effective overburden pressure) dalam sejarah geologisnya. Tegangan ini mungkin sama, atau lebih kecil dari tegangan overburden pada saat pengambilan sample. Berkurangnya tegangan di lapangan tersebut bisa diakibatkan oleh beban hidup. Pada saat diambil, contoh tanah tersebut terlepas dari tegangan overburden yang telah membebani selama ini. Sebagai akibatnya, tanah tersebut akang mengalami pengembangan. Pada saat dilakukan uji konsolidasi pada tanah tersebut, suatu pemampatan yang kecil (perubahan angka pori yang kecil) akan terjadi bila beban total yang diberikan pada saat percobaan adalah lebih kecil dari tegangan efektif overburden maksimum (maximum effective overburden pressure) yang pernah dialami sebelumnya. Apabila beban total yang dialami pada saar percobaan lebih besar dari maximum effective overburden pressure, maka perubahan angka pori yang terjadi 6



akan lebih besar. Ada 3 definisi dasar yang didasarkan pada riwayat geologis dan sejarah tegangan pada tanah, yaitu : Normally consolidated (Terkonsolidasi secara normal), dimana tegangan efektif overburden saat ini merupakan tegangan maksimum yang pernah dialami oleh tanah selama dia ada. Overconsolidated, dimana tegangan efektif overburden saat ini lebih kecil daripada tegangan yang pernah dialami oleh tanag tersebut. Tegangan efektif overburden maksimum yang pernah dialami sebelumnya dinamakan tegangan prakonsolidasi. (preconsolidation pressure / PC). Underconsolidated, dimana tegangan efektif overburden saat ini belum mencapai maksimum, sehingga peristiwa konsolidasi masih berlangsung pada saat sample tanah diambil. Ada 2 hal penting yang perlu diperhatikan dalam penurunan konsolidasi ini, yaitu : 1. Besarnya penurunan yang terjadi. 2. Kecepatan penurunan terjadi. 2.4 Secondary Consolidation – Konsolidasi Sekunder Pada akhir konsolidasi primer (setelah tegangan air pori U = 0), penurunan pada tanah masih tetap terjadi sebagai akibat dari penyesuaian plastis butiran tanah. Tahapan konsolidasi ini dinamakan konsolidasi sekunder. Variasi angka pori dan waktu untuk penambahan beban akan sama seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.



7



Besarnya konsolidasi sekunder dapat dihitung dengan rumus :



dimana :



Ca = Indeks pemampatan sekunder Δe = Perubahan angka pori t



= Waktu



ep = angka pori pada akhir konsolidasi primer H = tebal lapisan lempung, m



8



Penurunan yang diakibatkan konsolidasi sekunder sangat penting untuk semua jenis tanag organic dan tanah anorganik yang sangat mampu mampat (compressible). Untuk lempung anorganik yang terlalu terkonsolidasi, indeks pemampatan sekunder sangat kecil sehingga dapat diabaikan.



9



BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan 1. Konsolidasi adalah suatu peristiwa terjadinya pemampatan atau pengurangan volume tanah sebagai akibat beban statis yang bekerja diatasnya. Peristiwa ini terjadi secara perlahan-lahan seiringnya keluar air dari dalam tanah. 2. Tahapan dari penurunan yaitu Immediate Settlement (Penurunan Seketika), Primary



Consolidation



Settlement



(Penurunan



Konsolidasi



Primer),



Secondary Consolidation Settlement (Penurunan Konsolidasi Sekunder). 3. Konsolidasi primer atau Primary Consolidation yaitu penurunan yang disebabkan perubahan volume tanah selama periode keluarnya air pori dari tanah. Penurunan konsolidasi ini umumnya terjadi pada lapisan tanah kohesif (clay / lempung).



3.2 Saran Penulisan laporan ini merupakan langkah awal dalam mempelajari penurunan konsolidasi. Untuk dapat memperoleh hasil yang lebih baik dan akurat, kiranya dapat dilakukan penulisan dan penelitian lebih lanjut agar bisa bermanfaat bagi yang membaca.



10



DAFTAR PUSTAKA



Apriliana,



Restu.



2015.



Konsolidasi



Mekanika



Tanah



2



(Diakses



di



:



https://www.academia.edu/12512160/konsolidasi-mekanika_tanah_2) Diakses pada : 20 Mei 2019 Doni, Kahardiansyah. 2017. Makalah Konsolidasi Teknik Sipil (Diakses di : http://kahardiansyahsipil.blogspot.com/2017/05/contoh-makalah-konsolidasiteknik-sipil.html) Diakses pada : 20 Mei 2019 Fery, Eka Apriadi, Aprinato.2010. Studi Pemampatan Tanah Timbunan Reklamasi Pelabuhan



Kendawangan



Kabupaten



Ketapang



(Diakses



di



:



https://media.neliti.com/media/publications/192628-ID-studi-pemampatantanah-timbunan-reklamas.pdf) Diakses pada : 20 Mei 2019 Nustyani,



Fauziah.



2019.



Konsolidasi



Primer



(Diakses



https://www.academia.edu/9467088/KONSOLIDASI_PRIMER)



di



:



Diakses



pada : 20 Mei 2019



11