Jalan Tol Analisis Struktur Pilar dan Pondasi Jembatan pada Proyek Jalan Tol Cimanggis-Cibitung
9 mendapatkan informasi mengenai keadaan tanah di titik rencana tersebut.
Pengamatan secara mendetail ini dilakukan dengan beberapa metode penyelidikan tanah.
Tanah terdiri dari lapisan-lapisan berurutan dalam arah vertikal, kecuali untuk tanah sangat muda, lereng yang sangat tidak stabil, atau bahan yang secara kimia
tidak bereaksi dengan bahan lain, misal pasir kuarsa Pedoman Konstruksi dan Bangunan PU 2006. Dalam Luthfi 1973, disebutkan klasifikasi tanah dalam
sudut pemandangan teknik, yakni:
- Batu kerikil gravel - Pasir sand
- Lanau silt - Lempung clay : organik atau inorganik
Golongan batu kerikil dan pasir sering kali dikenal sebagai kelas bahan-bahan yang berbutir kasar atau bahan-bahan tidak cohesive, sedangkan golongan lanau
dan lempung dikenal sebagai kelas bahan-bahan yang berbutir halus atau bahan- bahan yang cohesive.
Dalam Unified Soil Clasification System USCS, suatu tanah diklasifikasikan kedalam tanah berbutir kasar kerikil dan pasir jika lebih dari 50 tinggal dalam
saringan nomer 200, dan sebagai tanah berbutir halus lanau dan lempung jika lebih dari 50 lewat saringan nomer 200 Hardiyatmo 1992. Sifat tanah berbutir
kasar terutama bergantung pada ukuran butirannya sedangkan pada tanah berbutir halus lebih tergantung pada komposisi mineralnya. Pada tanah berbutir halus, batas
plastisitasnya lebih menunjukkan sifat tanah tersebut dari pada ukuran butirannya.
Lebih lanjut, Hardiyatmo 1992 menjelaskan, suatu hal yang terpenting pada tanah berbutir halus adalah sifat plastisitasnya. Plastisitas disebabkan oleh adanya
partikel mineral lempung dalam tanah. Tergantung pada kadar airnya, tanah dapat berbentuk cair, plastis, semi padat atau padat. Atterberg 1911, memberikan cara
untuk menggambarkan batas-batas konsistensi dari tanah berbutir halus dengan mempertimbangkan kadar airnya. Batas-batas tersebut adalah batas cair, batas
plastis, dan batas susut. Batas cair LL didefinisikan sebagai kadar air tanah pada batas antara keadaan cair dan keadaan plastis, yaitu batas atas dari daerah plastis.
Batas plastis PL didefinisikan sebagai kadar air pada kedudukan antara daerah plastis dan semi padat, yaitu presentase kadar air dimana tanah dengan diameter
silinder 3.2 mm mulai retak-retak ketika digulung. Batas susut SL didefiniskan sebagai kadar air pada kedudukan antara daerah semi padat dan padat, yaitu
presentase kadar air dimana pengurangan kadar air selanjutnya tidak mengakibatkan perubahan volume tanahnya. Indeks plastisitas adalah selisih batas
cair dan batas plastis. Indeks plastisitas merupakan interval kadar air dimana tanah masih bersifat plastis. Karena itu, indeks plastisitas menunjukkan sifat
keplastisitasan tanahnya. Batas mengenai indeks plastis, sifat, macam tanah, dan kohesinya diberikan oleh Atterberg terdapat pada Tabel 3.
Tabel 3 Indeks plastis, sifat, macam tanah, dan kohesi berdasarkan Atterberg
PI Sifat
Macam Tanah Kohesi
Nonplastis Pasir
Nonkohesif 7
Plastisitas rendah Lanau
Kohesif sebagian 7-17
Plastisitas sedang Lempung berlanau
Kohesif 17
Plastisitas tinggi Lempung
Kohesif
Sumber : Hardiyatmo 1992
10 Hardiyatmo 1992 menjelaskan, bila tanah mengalami tekanan akibat
pembebanan seperti beban pondasi, maka angka pori tanah akan berkurang. Selain itu, tekanan akibat beban pondasi juga dapat mengakibatkan perubahan-perubahan
sifat mekanis tanah seperti menambah tahanan geser tanah. Jika tanah berada di dalam air, tanah dipengaruhi oleh gaya angkat ke atas sebagai akibat tekanan air
hidrostatis. Berat tanah yang terendam ini, disebut berat tanah efektif, sedang tegangan yang terjadi akibat berat tekan efektif di dalam tanahnya disebut tegangan
efektif. Tegangan efektif ini merupakan tegangan yang mempengaruhi kuat geser dan perubahan volume atau penurunan tanahnya. Terzaghi 1923 memberikan
prinsip tegangan efektif yang bekerja pada segumpal tanah. Prinsip ini hanya berlaku pada tanah yang jenuh sempurna, yaitu:
1. Tegangan normal total pada bidang di dalam massa tanah, yaitu tegangan yang dihasilkan dari beban akibat berat tanah total termasuk air
dalam ruang pori, per satuan luas, yang arahnya tegak lurus. 2. Tekanan air pori u, disebut juga dengan tekanan netral yang bekerja ke
segala arah sama besar, yaitu tekanan air yang mengisi rongga di antara butiran padat.
3. Tegangan normal efektif ’ pada bidang di dalam massa tanah, yaitu tegangan yang dihasilkan dari beban akibat berat butiran tanah per satuan
luas bidangnya. Parameter kuat geser tanah diperlukan untuk analisis-analisis daya dukung
tanah, stabilitas lereng, dan tegangan dorong untuk dinding penahan tanah. Mohr 1910 memberikan teori mengenai kondisi keruntuhan suatu bahan. Teorinya
adalah bahwa keruntuhan suatu bahan dapat terjadi oleh akibat adanya kombinasi keadaan kritis dari tegangan normal dan tegangan geser. Selanjutnya, hubungan
fungsi antara tegangan normal dan tegangan geser pada bidang runtuhnya, dinyatakan menurut persamaan berikut Hardiyatmo 1992:
� = � 20
Kuat geser tanah adalah gaya perlawanan yang dilakukan oleh butir-butir tanah terhadap desakan atau tarikan. Dengan dasar pengertian ini, bila tanah
mengalami pembebanan akan ditahan oleh: 1. Kohesi tanah yang tergantung pada jenis tanah dan kepadatannya, tetapi
tidak tergantung dari tegangan vertikal yang bekeja pada bidang gesernya. 2. Gesekan antara butir-butir tanah yang besarnya berbanding lurus dengan
tegangan vertikal pada bidang geserannya. Coulomb 1776 mendefinisikan fungsi
� sebagai: � = + �
∅ 21
Dengan: : kuat geser tanah
c : kohesi tanah ∅ : sudut gesek dalam tanah
: tegangan normal pada bidang runtuh Karena tanah pasir bersifat kasar, jika tahanan geser tanah pasir bertambah,
akan menambah pula sudut gesek dalamnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi kuat geser tanah pasir antara lain:
1. Ukuran butiran 2. Air yang terdapat di antara butirnya
11 3. Kekasaran permukaan butirannya
4. Angka pori atau kerapatan relatifnya relatif density 5. Distribusi ukuran partikel
6. Bentuk butiran 7. Sejarah tegangan yang pernah dialami overconsolidation
Dari faktor yang mempengaruhi kuat geser tanah pasir di atas, yang paling besar pengaruhnya adalah nilai angka pori karena angka pori akan berpengaruh
pada kerapatannya. Pada pengujian geser langsung maupun triaksial, bila angka pori rendah atau kerapatan relatif tinggi, nilai kuat geser sudut gesek dalam akan
tinggi pula. Jika dua macam tanah pasir mempunyai kerapatan relatif yang sama, tetapi gradasinya berlainan, pasir yang bergradasi lebih baik akan mempunyai sudut
gesek dalam yang lebih besar Hardiyatmo 1992
Penyelidikan tanah diperlukan untuk mengetahui daya dukung tanah, karakteristik tanah, susunan lapisan tanah ataupun sifat tanah, serta untuk
mengetahui kedalaman tanah keras. Kemampuan tanah dalam menahan beban dinamakan dengan daya dukung tanah. Daya dukung tanah dapat diprediksi dari
hasil penyelidikan tanah yakni menggunakan uji sondir, uji bor, serta uji laboratorium. Pemilihan jenis penyelidikan ini didasarkan pada peruntukan hasil
penyelidikan dan jenis lapisan tanah yang diuji. Menurut Wiraga 2011, untuk perencanaan bangunan gedung pada tanah dari jenis lempung dan lanau biasanya
dipakai peralatan sondir. Pada bangunan jembatan dan tanah bergravel biasanya dilakukan pengeboran serta uji Standard Penetration Test SPT. Mengingat
ketidakpastian jenis lapisan tanah yang akan diuji, maka sebagai pembanding kedua jenis pengujian diatas sondir dan SPT dapat dilakukan bersama pada satu lokasi.
Pengujian laboratorium diperlukan sebagai pelengkap bagi pengujian lapangan atau bila parameter tanah yang ingin diketahui tidak dapat dilakukan melalui
penyelidikan lapangan.