BAB III METODE PENELITIAN - HUBUNGAN ANTARA NILAI CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR) BERDASARKAN UJI DYNAMIC CONE PENETROMETER (DCP) DENGAN DAYA DUKUNG TANAH TERZAGHI - Unika Repository

BAB III METODE PENELITIAN 3.1. DIAGRAM ALIR PENELITIAN Kesimpulan dan Saran Selesai Pengujian DCP di Lapangan Pengambilan Sampel Tanah di Lapangan Pengujian di Laboratorium Analisis Nilai CBR Analisis Daya Dukung Terzaghi Mulai Studi Literatur Pembahasan Penentuan Titik Uji di Lapangan Analisis Hidrometer Analisis Saringan Direct Shear

  3.2. STUDI LITERATUR

  Tinjauan pustaka dilakukan untuk menjelaskan beberapa teori penunjang yang diperlukan dalam menganalisis penelitian terutama yang berkaitan dengan CBR, DCP, Direct Shear, analisis saringan, analisis hidrometer dan analisis Terzaghi.

  3.3. PENENTUAN TITIK UJI DI LAPANGAN

  Penentuan titik uji di lapangan dimaksutkan untuk menentukan titik- titik mana saja yang akan dilakukan pengujian DCP yang bejumlah 9 titik dalam satu wilayah dan 2 titik untuk pengambilan sampel tanah undisturbed dan tanah disturbed.

  3.4. PENGUJIAN DCP DI LAPANGAN

  Pengujian DCP di lapangan dilakukan untuk mendapatkan nilai CBR tanah asli berdasarkan nilai DCP. Tanah akan digali sedalam kurang lebih 80 cm dengan luas 80 cm × 80 cm. Jumlah titik yang akan diuji sebanyak 9 titik dalam satu wilayah agar diperoleh nilai yang lebih representatif.

Gambar 3.1 Situasi Pengujian di Lapangan

  

Sumber: Dokumen Pribadi

  3.5. PENGAMBILAN SAMPEL TANAH DI LAPANGAN

  Pengambilan sampel tanah di lapangan dilakukan dengan dua cara, yaitu sampel tanah undisturbed (tidak terganggu) dan sampel tanah (terganggu).

  disturbed

  Pengambilan sampel tanah undisturbed (tidak terganggu) dilakukan untuk mengetahui kadar air tanah asli dan berat isi tanah asli yang akan diteliti sehingga diketahui kondisi tanah yang sebenarnya. Pengambilan sampel tanah undisturbed menggunakan alat bor tangan (hand bores) dengan prosedur standar. Sampel tanah undisturbed (tidak terganggu) akan digunakan untuk pengujian direct shear.

  Pengambilan sampel tanah disturbed (terganggu) menggunakan cangkul dan sekop kemudian dimasukan ke dalam plastik sesuai dengan kebutuhan. Sampel tanah disturbed (terganggu) akan digunakan untuk pengujian analisis saringan dan analisis hidrometer.

  3.6 PENGUJIAN DI LABORATORIUM

  Pengujian di laboratorium dilakukan di laboratorium Mekanika Tanah Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Katolik Soegijapranata. Tahapan yang dilakukan di laboratorium antara lain: persiapan tanah, direct shear, analisis saringan, dan analisis hidrometer.

  3.6.1 Direct Shear

  Pengujian ini dimaksudkan untuk menentukan sudut geser dalam (Ø) dan nilai kohesi (c) dari suatu jenis tanah.

  3.6.2 Analisis Saringan

  Pengujian ini dimaksudkan untuk menentukan pembagian butir (gradasi) agregat halus dengan menggunakan saringan berbagai ukuran. Pengujian ini menggunakan standar ASTM E-II.

  3.6.3 Analisis Hidrometer Pengujian ini digunakan untuk tanah yang lolos saringan No.

  200. Analisis hidrometer di dasarkan pada prinsip pengendapan butir- butir tanah dalam air. Sampel tanah yang dilarutkan dalam air, akan mengendap denggan kecepatan yang berbeda tergantung pada bentuk, ukuran dan beratnya. Pengujian ini menggunakan standar ASTM-152 H.

3.7 PENGOLAHAN DATA

  Data-data yang diperoleh dari hasil penelitian di lapangan dan di laboratorium diolah menurut klasifikasi data dengan menggunakan persamaan-persamaan dan rumus-rumus yang berlaku. Hasil dari pengolahan data tersebut diuraikan dalam bentuk tabel dan grafik pada BAB

  IV yang mencakup Hasil dan Pembahasan.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  4.1 URAIAN UMUM

  Tanah pada umumnya mempunyai karateristik yang sangat beragam dalam setiap jenisnya. Pengujian klasifikasi tanah dilakukan di laboratorium mekanika tanah Unika Soegijapranata, meliputi pengujian: saringan (grain

  ), hidrometer, dan uji geser langsung (direct shear) merupakan pengujian

  size awal untuk mengetahui sifat-sifat dasar fisis dari tanah tersebut.

  Salah satu tujuan dari penelitian yang dilakukan adalah untuk mengetahui daya dukung tanah di wilayah Gunungpati, Ungaran, dan Ngaliyan. Sampel tanah yang digunakan dalam penelitian adalah sampel tanah asli (undisturb sample) dan tanah terganggu (disturbed) pada kedalaman ±80 cm. Sampel tanah dilakukan pengujian klasifikasi tanah untuk mengetahui karakteristik tanah.

  4.2 STUDI KASUS GUNUNGPATI

  Peneliti memilih tanah wilayah Gunungpati karena wilayah tersebut sangat berpotensi untuk dibangun perumahan khususnya di wilayah kelurahan Ngijo, karena wilayah kelurahan Ngijo dekat dengan kampus UNNES.

4.2.1 Klasifikasi Tanah Gunungpati

  Klasifikasi tanah diperlukan agar dapat mengetahui jenis dan karakteristik tanah.

4.2.1.1 Analisis Butiran Tanah

  Material tanah pada wilayah penelitian di wilayah Gunungpati dapat berupa butiran kasar maupun butiran halus. Oleh karena itu dilakukan penelitian atau uji analisis distribusi ukuran butir tanah dengan pengujian saringan dan pengujian hidrometer. Pengujian dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Unika Soegijapranata. a.

  Analisis Saringan Hasil dari pengujian saringan diketahui bahwa tanah pada wilayah Gunungpati mempunyai material butiran halus.

  Pada Tabel (4.1) diketahui bahwa sampel tanah mengandung 0,04% gravel, 69,6% sand, 30% silt - clay.

  Hasil Analisis Saringan Tanah Gunungpati

  Tabel 4.1

  Berat Diameter Berat Berat

  No. tanah + % % Saringan Saringan Tertahan

  Saringan Saringan Tertahan Lolos (mm) (gr) (gr)

  (gr)

• 100 - -
• 4 4,750 419,8 420 0,2 0,04 99,96 10 2,000 407,8 438,4 30,6 6,12 93,84 20 0,850 397,8 527,8 130

  26 67,84 40 0,425 381,2 455,3 74,1 14,82 53,02 80 0,180 400,6 430,7 30,1 6,02

  47 100 0,125 382 398,8 16,8 3,36 43,64 200 0,075 351,6 369,6 18 3,6 40,04 Pan 594,8 200,2 40,04 - 394,6 Jumlah

  500 100

  Sumber: Dokumen Pribadi b.

  Analisis Hidrometer Pengujian hidrometer didasarkan pada hasil pengujian saringan (grain size). Menurut Bowles (1991), apabila tanah uji ≥ 20% lolos saringan No. 200, maka perlu dilakukan pengujian hidrometer.

  Peneliti membuat 3 sampel pengujian hidrometer agar mendapatkan hasil yang akurat. Berdasarkan pengujian saringan sampel tanah Gunungpati, persentase tanah uji yang lolos saringan No. 200 lebih dari 20%, yaitu sebanyak 40,04%. Oleh sebab itu dilakukan pengujian hidrometer. Peneliti mengambil salah satu sampel tanah dari ketiga sampel analisis hidrometer untuk memperoleh grafik analisis butiran tanah.

• – clay (%)

  30

  Sumber: Dokumen Pribadi

  = 0,5

  c

  C

  = 157,5

  u

  0,035 C

  0,63 D

Gambar 4.1 Grafik Analisis Butiran Tanah Gunungpati

  60

  0,004 D

  10

  30 D

  19 Persentase silt

  Prosentase Analisis Butiran Tanah Gunungpati Persentase gravel (%) 0,04 Persentase coarse to medium sand (%) 50,6 Persentase fine sand (%)

  

Sumber: Dokumen Pribadi

Tabel 4.2

  Menurut Das (1995) sistem ini mengelompokkan tanah kedalam dua kelompok, yaitu:

  (peat ).

  1. Tanah berbutir kasar (coarse grained soil), yaitu: tanah kerikil dan pasir dimana kurang dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan No. 200, simbolnya dimulai dengan huruf G adalah untuk kerikil (gravel) dan S untuk pasir (sand) 2. Tanah berbutir halus (fine grained soil), yaitu: tanah dimana lebih dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan No. 200, simbolnya berawal dengan huruf M untuk lanau (silt) anorganik, C untuk lempung (clay) anorganik dan O untuk lanau-organik dan lempung organik Simbol PT digunakan untuk tanah gambut

  Tanah yang bergradasi baik mempunyai nilai Cu > 4 (untuk tanah kerikil), Cu > 6 (untuk pasir), dan Cc antara 1

• – 3 (untuk kerikil & pasir), Sedangkan hasil penelitian sempel tanah Gunungpati Cc sebesar 0,5. Tanah tersebut bergradasi buruk, Sedangkan nilai Cu sebesar 157,5 menunjukan campuran tanah berpasir. Saringan No. 4 diameter 4,75 mm persentase kerikil tertahan kurang dari 50% yaitu 0,04%, dan persentase pasir lolos lebih dari 50% yaitu 69,6% maka termasuk jenis tanah pasir bergradasi buruk sedikit mengandung butiran halus.

  Tabel 4.3

  Klasifikasi Tanah Gunungpati

  Sumber: Buku Teknik Fondasi 1 (Hardiyatmo, 1996)

4.2.1.2 Uji Geser Langsung

  Nilai kuat geser langsung diperoleh dari hubungan nilai tegangan normal dan tegangan geser tanah yang dilakukan dengan uji direct shear. Dari hasil pengujian direct

  shear

  akan didapatkan nilai sudut geser tanah dan kohesi tanah. Pada pengujian direct shear diperoleh pula nilai berat isi tanah asli yaitu sebesar 1,82 t/m

  3 .

  Sampel tanah Gunungpati yang digunakan dalam uji geser langsung yaitu tanah asli (undisturb) yang memiliki jenis tanah pasir bergradasi buruk sedikit mengandung butiran halus.

  Dalam pengujian uji geser langsung peneliti melakukan pengujian sebanyak 3 kali percobaan dengan beban yang berbeda-beda yaitu 5 kg, 10 kg dan 15 kg agar memperoleh nilai sudut geser tanah dan kohesi tanah yang akurat. Dalam Tabel (4.4) ditampilkan nilai-nilai tegangan normal dan tegangan geser maksimum.

Tabel 4.4 Tegangan-tegangan Normal dan Geser Maks

  Tanah Gunungpati Beban Tegangan Normal Tegangan Geser Maks

  2

  2

  (Kg) (Kg/cm ) (Kg/cm ) 5 0,1769 1,5476 10 0,3539 1,7714 15 0,5308 2,0032

  Sumber: Dokumen Pribadi

  2.2

  2.1

  2

  1.9

  1.8

  1.7

  1.6 ²)

  1.5 cm

  1.4 (kg/

  1.3 ) (τ r

  1.2 Beban 15 kg ese

  1.1 G Beban 10 kg

1 Beban 5 kg

  gan

  0.9 egan

0.8 T

  0.7

  0.6

  0.5

  0.4

  0.3

  0.2

  0.1

  10

  20

  30

  40

  50

  60

  70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 Peralihan Horizontal (mm)

Gambar 4.2 Grafik Hubungan antara Tegangan Geser dengan Peralihan Horizontal Tanah Gunungpati

  Sumber: Dokumen Pribadi

  2.2

  2.1

  2

  1.9

  1.8

  1.7

  1.6 ²)

  1.5 cm

  1.4 (kg/

  1.3 ) s k a m

  1.2 τ s (

  1.1 ak

1 M

  r

  0.9 ese G

  0.8 gan

  0.7

  0.6 egan T

  0.5

  0.4

  0.3

  0.2

  0.1

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2

  Tegangan Normal ( σ) (kg/cm²) Beban 5 kg Beban 10 kg Beban 15 kg

Gambar 4.3 Grafik Nilai Phi dan Kohesi Tanah Gunungpati

  Sumber: Dokumen Pribadi

  Nilai yang didapat: c = 1,4 Kg/cm

• 1
• 1

  Dalam perhitungan CBR berdasarkan Rumus Log, menggunakan persamaan Log model NCDOT (Pavement,

  Pada pengujian di lapangan diperoleh nilai DCP berdasarkan kedalaman konus yang masuk ke dalam tanah dengan satu kali tumbukan palu. Untuk mengetahui besarnya nilai CBR, maka ditentukan sembilan titik pengujian DCP dengan lima puluh kali tumbukan palu pada masing-masing titik.

  Kelanauan ”, dimana tanah tersebut memiliki tekstur kaku dan keras ketika ditekan dengan ibu jari.

  = 47,29 dari Tabel (4.5) didapat tanah termasuk “Pasir

  Berdasarkan percobaan diperoleh nilai > 34 yaitu

  Sumber: Laporan Praktikum Mekanika Tanah UNIKA Soegijapranata

  19 Lempung padat >30 Lempung lunak <19

  25 Clay of hight plasticity CH

  28 Clayey silts, elasticsilt MH

  32 Clay of low plasticity CL

  31 Silt and clayey silts ML

  34 Clayey sand, sand- clay mix SC

  SM

  ) Silty sand, sand- silt mix

   (

  Soil Description Class

  Diskripsi Tanah Berdasarkan Phi Tanah Gunungpati

  Tabel 4.5

  = 47,29

  = TAN

  = TAN

  2

4.2.2 Nilai CBR Berdasarkan Uji DCP Tanah Gunungpati

4.2.2.1 Nilai CBR Berdasarkan Rumus Log Tanah Gunungpati

  1998) dengan material yang diuji agregat tanah dasar dan kohesif.

  Berdasarkan hasil pengujian di lapangan diperoleh nilai DCP di lapangan yang bervariasi, oleh karena itu nilai CBR lapangan yang diperoleh berbeda-beda setiap titik pengujian DCP di lapangan. Hasil perhitungan nilai CBR berdasarkan persamaan Log model dapat dilihat pada Tabel (4.6).

Tabel 4.6 Nilai CBR dengan Persamaan Log Model Tanah

  Gunungpati CBR (%)

  Titik Ke Log 1 32,96646

  2 25,43474 3 24,25551 4 25,37602 5 26,60949 6 26,85809 7 27,64969 8 27,501 9 25,38787

  Sumber: Dokumen Pribadi

4.2.2.2 Nilai CBR Berdasarkan Grafik Korelasi Nilai CBR Tanah

  Gunungpati Untuk mengetahui nilai CBR berdasarkan grafik korelasi, dibutuhkan kedalaman konus DCP yang masuk ke dalam tanah setiap lima tumbukan. Maka akan didapat grafik hubungan antara kedalaman dengan penetrasi. Hasil perhitungan nilai CBR berdasarkan Grafik Korelasi CBR dapat dilihat pada Tabel (4.7).

  Nilai CBR dengan Grafik Korelasi CBR Tanah

  Tabel 4.7

  Gunungpati CBR (%)

  Titik Ke Korelasi CBR

  1

  27

  2

  25

  3

  25

  4

  25

  5

  26

  6

  27 7 26,5 8 26,5

  9

  26 Sumber: Dokumen Pribadi

4.2.2.3 Nilai CBR Metode Log dengan Metode Grafik Korelasi Nilai

  CBR Tanah Gunungpati Hasil perhitungan nilai CBR lapangan berdasarkan persamaan Log Model dengan grafik korelasi dapat dilihat pada Tabel (4.8).

  Nilai CBR antara Metode Log dengan Grafik

  Tabel 4.8

  Korelasi Tanah Gunungpati Titik CBR (%)

  Ke Log Korelasi CBR 1 32,96646 27 2 25,43474 25 3 24,25551 25 4 25,37602 25 5 26,60949 26 6 26,85809 27 7 27,64969 26,5

  8 27,501 26,5 9 25,38787

  26 Sumber: Dokumen Pribadi Dalam penelitian ini digunakan nilai CBR berdasarkan nilai terendah. Nilai rata-rata CBR lapangan metode Log adalah sebesar 26,89% dan metode Grafik Korelalsi CBR adalah sebesar 25,94%. Untuk menentukan nilai CBR desain dari nilai CBR sebanyak sembilan titik seperti dalam Tabel (4.8), maka digunakan nilai Standard Deviasi sampel untuk tingkat kesalahan maksimum 5% dengan rumus sebagai berikut:

  ∑ ̅ Rumus ini digunakan karena pengumpulan data penelitian dilakukan secara sampling. ̅ Pada Tabel (4.9) ditampilkan nilai CBR dengan metode Log.

Tabel 4.9 Nilai CBR Desain Berdasarkan Metode Log Tanah

  Gunungpati Titik CBR (%)

  ̅ Ke Log 1 32,96646 36,8844

  2 25,43474 2,127124 3 24,25551 6,957446 4 25,37602 2,30187 5 26,60949 0,080496 6 26,85809 0,001233 7 27,64969 0,572267 8 27,501 0,369411 9 25,38787 2,266034

  51,56 ∑

  S 2,538707 CBR desain 22,72

  Sumber: Dokumen Pribadi

  Pada Tabel (4.10) ditampilkan nilai CBR dengan metode grafik korelasi nilai CBR.

  Tabel 4.10

4.2.3 Hubungan antara Nilai CBR dengan Daya Dukung Ultimit Terzaghi Tanah Gunungpati

  Tabel 4.11

  Sumber: Dokumen Pribadi

  Ø 47,29 235 252 625

  2

  14 t/m

  1,82 t/m

  22,72% γ

  0,1``

  CBR

  Nilai-nilai yang Diperoleh dari Hasil Penyelidikan Tanah Gunungpati

  Berdasarkan olah data dari penyelidikan di lapangan untuk mendapatkan nilai CBR desain serta penyelidikan di laboratorium untuk mendapatkan berat isi tanah asli, nilai sudut geser dan kohesi, maka diperoleh hasil dalam Tabel (4.11).

  Nilai CBR Desain Berdasarkan Metode Grafik Korelasi CBR Tanah Gunungpati

  Berdasarkan kedua nilai yang diperoleh dipilih CBR desain sebesar 22,72%.

  Sumber: Dokumen Pribadi

  5,72 s 0,845741 CBR desain 24,5532

  9 26 0,003086 ∑

  4 25 0,891975 5 25,5 0,197531 6 27 1,114198 7 26,5 0,308642 8 26,5 0,308642

  3 25 0,891975

  2 25 0,891975

  1 27 1,114198

  Korelasi CBR

  CBR (%) ̅

  Titik Ke

3 C

  Nilai CBR

  (m ² ) (in ² ) Parsial Rerata 0,9 0,81 1255,50 1 5145,140

  , dan nilai pendekatan CBR sebesar 5249,98 ton. Adapun nilai yang lebih tepat ditemukan jika B = 0,994 m dengan nilai qu sebesar 5187,91 t/m

  2

  Pada Tabel (4.12) ditampilkan berbagai ukuran fondasi telapak dengan qu dan CBR terkait. Agar nilai CBR dapat setara dengan nilai qu, maka nilai CBR dikalikan dengan parameter rerata, dengan angka sebesar 32,84 (merupakan nilai rata-rata dari hasil bagi antara qu dengan nilai CBR). Sebagai contoh pada B = 1 m, maka nilai qu untuk kedalaman fondasi Df = 1 m adalah sebesar 5190,64 t/m

  

0,994 0,988036 1531,46 5187,910 157,95 32,85 5187,17

Sumber: Dokumen Pribadi

  1 1 1550,00 5190,640 159,86 32,47 5249,98

1,02 1,0404 1612,62 5199,740 166,32 31,26 5462,08

1,04 1,0816 1676,48 5208,840 172,90 30,13 5678,38

1,06 1,1236 1741,58 5217,940 179,62 29,05 5898,88

1,08 1,1664 1807,92 5227,040 186,46 28,03 6123,58

1,1 1,21 1875,50 5236,140 193,43 27,07 6352,48

  

0,92 0,8464 1311,92 5154,240 135,31 38,09 4443,59

0,94 0,8836 1369,58 5163,340 141,25 36,55 4638,89

0,96 0,9216 1428,48 5172,440 147,33 35,11 4838,38

0,98 0,9604 1488,62 5181,540 153,53 33,75 5042,08

  22,72 129,49 39,73 32,84 4252,49

  (ton) Parameter 32,84×CBR (ton)

  0,1``

  (%) Beban Berdasarkan Nilai CBR

  (m) qu (t/m ² ) CBR

  B (m) A Df

  meter Tanah Gunungpati

Tabel 4.12 Hasil Olah Data Perhitungan Terzaghi dan CBR pada Kedalaman 1

  Berdasarkan hasil yang diperoleh pada Tabel (4.11) maka diperoleh nilai daya dukung ultimit Terzaghi dan beban berdasarkan nilai CBR. Nilai tersebut ditampilkan pada Tabel (4.12).

  diperoleh dari hasil olah data nilai CBR lapangan berdasarkan metode Log. Sedangkan untuk nilai , dan diperoleh dari hasil nilai sudut geser sebesar 47,29 kemudian ditarik garis pada grafik hubungan Ø dan , , .

  2 dan nilai pendekatan CBR sebesar 5187,17 ton. Pada Gambar (4.4) ditampilkan hubungan antara daya dukung ultimit berdasarkan rumus Terzaghi dengan nilai pendekatan CBR untuk dapat mengetahui perpotongan antara daya dukung ultimit Terzaghi dan nilai pendekatan CBR.

Gambar 4.4 Hubungan antara Daya Dukung Ultimit Terzaghi dengan Nilai

  0.85

  1.15

  1.1

  

1.05

  1

  0.95

  0.9

  0.8

  Pendekatan CBR pada Kedalaman 1 meter Tanah Gunungpati

  3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000

  , maka diperoleh beban izin aksial kolom sebesar 1729 ton berdasarkan perhitungan berikut: ton

  2

  Untuk dapat mengetahui beban izin aksial kolom, maka diambil B praktis sebesar 1 m dan daya dukung ultimit sebesar 5187 t/m

  2 .

  Pada Gambar (4.4) dapat dilihat perpotongan antara garis daya dukung ultimit Terzaghi dengan nilai pendekatan CBR pada B = 0,994 m dan daya dukung sebesar 5187 t/m

  

Sumber: Dokumen Pribadi

  1.2 Daya D u k u n g Lebar Fondasi qu 32,84*CBR ton Berdasarkan contoh perhitungan di atas, diperoleh hasil-hasil dengan kedalaman fondasi telapak 0,5 meter, 1 meter, 1,5 meter dan

  2 meter dalam Tabel (4.13):

Tabel 4.13 Nilai Beban Izin Aksial Kolom dengan Kedalaman 0,5 meter, 1 meter, 1,5 meter, 2 meter pada Tanah Gunungpati.

  Df (m) Pa (ton) 0,5 1652,67 1 1729,00 1,5 1805,67 2 1882,00

  Sumber: Dokumen Pribadi

  Berdasarkan Tabel (4.13) dapat diketahui semakin dalam fondasi direncanakan, maka semakin besar pula beban izin aksial kolom yang dapat dipikul oleh tanah tersebut.

4.3 STUDI KASUS UNGARAN

  Peneliti memilih tanah wilayah Ungaran Desa Leyangan karena wilayah tersebut dekat dengan pintu masuk Tol Ungaran, dekat dengan pusat kota Ungaran sehingga sangat berpotensi dikembangkan untuk dijadikan perumahan.

4.3.1 Klasifikasi Tanah Ungaran

  Klasifikasi tanah diperlukan agar dapat mengetahui jenis dan karakteristik tanah.

4.3.1.1 Analisis Butiran Tanah

  Material tanah pada wilayah penelitian di wilayah Ungaran dapat berupa butiran kasar maupun butiran halus.

  Peneliti membuat 3 sampel pengujian hidrometer agar mendapatkan hasil yang akurat. Berdasarkan pengujian saringan sampel tanah Ungaran, persentase tanah uji yang lolos saringan No. 200 lebih dari 20%,

  % Tertahan

  Analisis Hidrometer Pengujian hidrometer didasarkan pada hasil pengujian saringan (grain size). Menurut Bowles (1991), apabila tanah uji ≥ 20% lolos saringan No. 200, maka perlu dilakukan pengujian hidrometer.

  Sumber: Dokumen Pribadi b.

  500 100

  Pan - 394,6 670,8 276,2 55,24 Jumlah

  100 0,125 382 419,6 37,6 7,52 63,64 200 0,075 351,6 393,6 42 8,4 55,24

  20 0,850 397,8 430 32,2 6,44 93,08 40 0,425 381,2 451,2 70 14 79,08 80 0,180 400,6 440,2 39,6 7,92 71,16

  100 4 4,750 419,8 420,8 1 0,2 99,8 10 2,000 407,8 409,2 1,4 0,28 99,52

  % Lolos

  Tertahan (gr)

  Oleh karena itu dilakukan penelitian atau uji analisis distribusi ukuran butir tanah dengan pengujian saringan dan pengujian hidrometer. Pengujian dilakukan di laboratorium mekanika tanah Unika Soegijapranata.

  (gr) Berat

  Berat tanah + Saringan

  Saringan (gr)

  (mm) Berat

  Diameter Saringan

  Hasil Analisis Saringan Tanah Ungaran No. Saringan

  Tabel 4.14

  Analisis Saringan Hasil dari pengujian saringan diketahui bahwa tanah pada wilayah Ungaran mempunyai material butiran halus. Pada Tabel (4.14) diketahui bahwa sampel tanah mengandung 0,2% gravel, 49,8% sand, 50% silt - clay.

  a.

• – clay (%)

  yaitu sebanyak 55,24 %. Oleh sebab itu dilakukan pengujian hidrometer. Peneliti mengambil salah satu sampel tanah dari ketiga sampel analisis hidrometer untuk memperoleh grafik analisis butiran tanah.

  0,1 D

  = 1,923

  c

  C

  = 769,231

  u

  0,005 C

  30

  60

Gambar 4.5 Grafik Analisis Butiran Tanah Ungaran

  0,00013 D

  10

  50 D

  24 Persentase silt

  Persentase gravel (%) 0,2 Persentase coarse to medium sand (%) 25,8 Persentase fine sand (%)

Tabel 4.15 Prosentase Analisis Butiran Tanah Ungaran

  

Sumber: Dokumen Pribadi

  Sumber: Dokumen Pribadi

  Menurut Das (1995) sistem ini mengelompokkan tanah kedalam dua kelompok, yaitu:

  1. Tanah berbutir kasar (coarse grained soil), yaitu: tanah kerikil dan pasir dimana kurang dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan No. 200, simbolnya dimulai dengan huruf G adalah untuk kerikil (gravel) dan S untuk pasir (sand) 2. Tanah berbutir halus (fine grained soil), yaitu: tanah dimana lebih dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan No. 200, simbolnya berawal dengan huruf M untuk lanau (silt) anorganik, C untuk lempung (clay) anorganik dan O untuk lanau-organik dan lempung organik Simbol PT digunakan untuk tanah gambut (peat).

  Tanah yang bergradasi baik mempunyai nilai Cu > 4

• – (untuk tanah kerikil), Cu > 6 (untuk pasir), dan Cc antara 1 3 (untuk kerikil & pasir), Sedangkan hasil penelitian sempel tanah Ungaran Cc sebesar 1,923. Tanah tersebut bergradasi baik, Sedangkan nilai Cu sebesar 769,231 menunjukan campuran tanah berpasir. Saringan No. 4 diameter 4,75 mm persentase kerikil tertahan kurang dari 50% yaitu 0,2%, dan saringan No. 200 diameter 0,075 mm persentase tanah lolos lebih dari 50% yaitu 55,2% maka termasuk jenis tanah lanau tak organik dan pasir sangat halus, serbuk batuan atau pasir halus berlanau atau berlempung.

  Tabel 4.16

  Klasifikasi Tanah Ungaran

  Sumber: Buku Teknik Fondasi 1 (Hardiyatmo, 1996)

4.3.1.2 Uji Geser Langsung

  Nilai kuat geser langsung diperoleh dari hubungan nilai tegangan normal dan tegangan geser tanah yang dilakukan dengan uji direct shear. Dari hasil pengujian direct

  shear

  juga akan didapatkan nilai sudut geser tanah dan kohesi tanah. Pada pengujian direct shear diperoleh pula nilai berat isi tanah asli yaitu sebesar 1,8 t/m

  3 .

  Sampel tanah Ungaran yang digunakan dalam uji geser langsung yaitu tanah asli (undisturb) yang memiliki jenis tanah lanau tak organik dan pasir sangat halus, serbuk batuan atau pasir halus berlanau atau berlempung.

  Dalam pengujian uji geser langsung peneliti melakukan pengujian sebanyak 3 kali percobaan dengan beban yang berbeda-beda yaitu 5 kg, 10 kg dan 15 kg agar memperoleh nilai sudut geser tanah dan kohesi tanah yang akurat. Dalam Tabel (4.17) ditampilkan nilai-nilai tegangan normal dan tegangan geser maksimum.

Tabel 4.17 Tegangan-tegangan Normal dan Geser Maks

  Tanah Ungaran Beban Tegangan Normal Tegangan Geser Maks

  2

  2

  (Kg) (Kg/cm ) (Kg/cm ) 5 0,1769 1,1312 10 0,3539 1,4062 15 0,5308 1,5751

  Sumber: Dokumen Pribadi

  1.7

  1.6

  1.5

  1.4

  1.3 ²) cm

  1.2 (kg/

  1.1 ) (τ r

  1 ese

  0.9 G gan

  Beban 15 kg

  0.8 Beban 10 kg egan

  0.7 T Beban 5 kg

  0.6

  0.5

  0.4

  0.3

  0.2

  0.1

  10

  20

  30

  40

  50

  60

  70

  80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 Peralihan Horizontal (mm)

  Grafik Hubungan antara Tegangan Geser dengan Peralihan Horizontal Tanah Ungaran

  Gambar 4.6 Sumber: Dokumen Pribadi

  2.2

  2.1

  2

  1.9

  1.8

  1.7

  1.6 ²)

  1.5 cm

  1.4 (kg/

  1.3 ) s k a m

  1.2 τ s (

  1.1 ak

1 M

  r

  0.9 ese G

  0.8 gan

  0.7

  0.6 egan T

  0.5

  0.4

  0.3

  0.2

  0.1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2

  Tegangan Normal ( σ) (kg/cm²) Beban 5 kg Beban 10 kg Beban 15 kg

  Grafik Nilai Phi dan Kohesi Tanah Ungaran

  Gambar 4.7 Sumber: Dokumen Pribadi

  Nilai yang didapat: c = 1 Kg/cm

• 1
• 1

  Dalam perhitungan CBR berdasarkan Rumus Log, menggunakan persamaan Log model NCDOT (Pavement,

  Pada pengujian di lapangan diperoleh nilai DCP berdasarkan kedalaman konus yang masuk ke dalam tanah dengan satu kali tumbukan palu. Untuk mengetahui besarnya nilai CBR, maka ditentukan sembilan titik pengujian DCP dengan lima puluh kali tumbukan palu pada masing-masing titik.

  Lanau ”, dimana tanah tersebut memiliki tekstur kaku dan keras ketika ditekan dengan ibu jari.

  = 45 dari Tabel (4.18) didapat tanah “Campuran Pasir-

  Berdasarkan percobaan diperoleh nilai > 34 yaitu

  Sumber: Laporan Praktikum Mekanika Tanah UNIKA Soegijapranata

  19 Lempung padat >30 Lempung lunak <19

  25 Clay of hight plasticity CH

  28 Clayey silts, elasticsilt MH

  32 Clay of low plasticity CL

  31 Silt and clayey silts ML

  34 Clayey sand, sand- clay mix SC

  ) Silty sand, sand- silt mix SM

   (

  Soil Description Class

Tabel 4.18 Diskripsi Tanah Berdasarkan Phi Tanah Ungaran

  = 45

  = TAN

  = TAN

  

2

4.3.2 Nilai CBR Berdasarkan Uji DCP Tanah Ungaran

4.3.2.1 Nilai CBR Berdasarkan Rumus Log Tanah Ungaran

  1998) dengan material yang diuji agregat tanah dasar dan kohesif.

  Berdasarkan hasil pengujian di lapangan diperoleh nilai DCP di lapangan yang bervariasi, oleh karena itu nilai CBR lapangan yang diperoleh berbeda-beda setiap titik pengujian DCP di lapangan. Hasil perhitungan nilai CBR berdasarkan persamaan Log model dapat dilihat pada Tabel (4.19).

Tabel 4.19 Nilai CBR dengan Persamaan Log Model Tanah

  Ungaran CBR (%)

  Titik Ke Log 1 20,28271

  2 20,8364 3 18,66924 4 19,94982 5 18,76709 6 21,77669 7 23,11831 8 20,99027 9 19,95269

  Sumber: Dokumen Pribadi

4.3.2.2 Nilai CBR Berdasarkan Grafik Korelasi Nilai CBR Tanah

  Ungaran Untuk mengetahui nilai CBR berdasarkan grafik korelasi, dibutuhkan kedalaman konus DCP yang masuk ke dalam tanah setiap lima tumbukan. Maka akan didapat grafik hubungan antara kedalaman dengan penetrasi. Hasil perhitungan nilai CBR berdasarkan Grafik Korelasi CBR dapat dilihat pada Tabel (4.20).

  Nilai CBR dengan Grafik Korelasi CBR Tanah

  Tabel 4.20

  Ungaran CBR (%)

  Titik Ke Korelasi CBR

  1

  20

  2

  20 3 18,8

  4

  20

  5

  19 6 20,8 7 20,5 8 20,5 9 19,9

  Sumber: Dokumen Pribadi

4.3.2.3 Nilai CBR Metode Log dengan Metode Grafik Korelasi Nilai

  CBR Tanah Ungaran Hasil perhitungan nilai CBR lapangan berdasarkan persamaan Log Model dengan grafik korelasi dapat dilihat pada Tabel (4.21).

  Nilai CBR antara Metode Log dengan Grafik

  Tabel 4.21

  Korelasi Tanah Ungaran Titik CBR (%)

  Ke Log Kolerasi CBR 1 20,28271 20 2 20,8364 20 3 18,66924 18,8

  4 19,94982

  20 5 18,76709 19 6 21,77669 20,8

  7 23,11831 20,5 8 20,99027 20,5 9 19,95269 19,9

  Sumber: Dokumen Pribadi

  Dalam penelitian ini digunakan nilai CBR berdasarkan nilai terendah. Nilai rata-rata CBR lapangan metode Log adalah sebesar 20,48% dan metode Grafik Korelasi CBR adalah sebesar 19,94%. Untuk menentukan nilai CBR desain dari nilai CBR sebanyak sembilan titik seperti dalam Tabel (4.21), maka digunakan nilai Standard Deviasi sampel untuk tingkat kesalahan maksimum 5% dengan rumus sebagai berikut:

  ∑ ̅ Rumus ini digunakan karena pengumpulan data penelitian dilakukan secara sampling. ̅ Pada Tabel (4.22) ditampilkan nilai CBR metode Log.

Tabel 4.22 Nilai CBR Desain Berdasarkan Metode Log

  Tanah Ungaran Titik

  Ke CBR (%)

  ̅ Log 1 20,28271 0,9806

  2 20,8364 1,0348 3 18,66924 0,8308 4 19,94982 0,9487 5 18,76709 0,8395 6 21,77669 1,1304 7 23,11831 1,2739 8 20,99027 1,0502 9 19,95269 0,9489

  ∑ 9,0378 s 1,0629

  CBR desain 18,734139

  Sumber: Dokumen Pribadi

  Pada Tabel (4.23) ditampilkan nilai CBR metode grafik korelasi nilai CBR.

  Nilai CBR Desain Berdasarkan Metode Grafik

  Tabel 4.23

  Korelasi CBR Tanah Ungaran CBR (%)

  Titik ̅

  Ke Kolerasi CBR

  1 20 1,005579

  2 20 1,005579 3 18,8 0,888529 4 20 1,005579

  5 19 0,907535 6 20,8 1,087634 7 20,5 1,056486 8 20,5 1,056486 9 19,9 0,995548

  9,008955 ∑ s 1,061188

  CBR desain 18,19879

  Sumber: Dokumen Pribadi

  Berdasarkan kedua nilai yang diperoleh dipilih CBR desain sebesar 18,19%.

4.3.3 Hubungan antara Nilai CBR dengan Daya Dukung Ultimit Terzaghi Tanah Ungaran

  Berdasarkan olah data dari penyelidikan di lapangan untuk mendapatkan nilai CBR desain serta penyelidikan di laboratorium untuk mendapatkan berat isi tanah asli, nilai sudut geser dan kohesi, maka diperoleh hasil dalam Tabel (4.24).

Tabel 4.24 Nilai-nilai yang Diperoleh dari Hasil Penyelidikan Tanah

  Ungaran CBR 18,19%

  0,1``

  3

  1,8 t/m γ

2 C

  10 t/m Ø

  45 172,3 173,3 297,5

  Sumber: Dokumen Pribadi

  Nilai CBR

  (ton) Parameter 21,86×CBR (ton)

  2 , dan nilai pendekatan CBR sebesar 2797,89 ton.

  Pada Tabel (4.25) ditampilkan berbagai ukuran fondasi telapak dengan nilai qu dan CBR terkait. Agar nilai CBR dapat setara dengan nilai qu, maka nilai CBR dikalikan dengan parameter rerata, dengan angka sebesar 21,86 (merupakan nilai rata-rata dari hasil bagi antara qu dengan nilai CBR). Sebagai contoh pada B = 1 m, maka nilai qu untuk kedalaman fondasi Df = 1 m adalah sebesar 2766,04 t/m

  

0,994 0,988036 1531,46 2764,755 126,47 21,86 2764,42

Sumber: Dokumen Pribadi

  1 1 1550,00 2766,040 128,00 21,61 2797,89

1,02 1,0404 1612,62 2770,324 133,17 20,80 2910,93

1,04 1,0816 1676,48 2774,608 138,45 20,04 3026,20

1,06 1,1236 1741,58 2778,892 143,82 19,32 3143,71

1,08 1,1664 1807,92 2783,176 149,30 18,64 3263,46

1,1 1,21 1875,50 2787,460 154,88 18,00 3385,45

  

0,92 0,8464 1311,92 2748,904 108,34 25,37 2368,14

0,94 0,8836 1369,58 2753,188 113,10 24,34 2472,22

0,96 0,9216 1428,48 2757,472 117,97 23,37 2578,54

0,98 0,9604 1488,62 2761,756 122,93 22,47 2687,10

  18,19 103,68 26,47 21,86 2266,29

  (m ² ) (in ² ) Parsial Rerata 0,9 0,81 1255,50 1 2744,620

  (%) Beban Berdasarkan Nilai CBR

  0,1``

  (m) qu (t/m ² ) CBR

  B (m) A Df

  meter Tanah Ungaran

Tabel 4.25 Hasil Olah Data Perhitungan Terzaghi dan CBR pada Kedalaman 1

  Berdasarkan hasil yang diperoleh pada Tabel (4.24) maka diperoleh nilai daya dukung ultimit Terzaghi dan beban berdasarkan nilai CBR. Nilai tersebut ditampilkan pada Tabel (4.25).

  , .

  diperoleh dari hasil olah data nilai CBR lapangan berdasarkan metode Grafik Korelasi Nilai CBR. Sedangkan untuk nilai , dan diperoleh dari hasil nilai sudut geser sebesar 45 kemudian ditarik garis pada grafik hubungan Ø dan ,

  Adapun nilai yang lebih tepat ditemukan jika B = 0,994 m dengan

  2

  nilai qu sebesar 2764,755 t/m dan nilai pendekatan CBR sebesar 2764,42 ton.

  Pada Gambar (4.8) ditampilkan hubungan antara daya dukung ultimit berdasarkan rumus Terzaghi dengan nilai pendekatan CBR untuk dapat mengetahui perpotongan antara daya dukung ultimit Terzaghi dan nilai pendekatan CBR.

  4000 3500 g n

  3000 u k u

  2500 qu

  Daya D 21,86*CBR 2000

  1500 1000

  0.8

  0.85

  0.9

  0.95

  1

  1.05

  1.1

  1.15 Lebar Fondasi

Gambar 4.8 Hubungan antara Daya Dukung Ultimit Terzaghi dengan Nilai

  Pendekatan CBR pada Kedalaman 1 meter Tanah Ungaran

  

Sumber: Dokumen Pribadi

  Pada Gambar (4.8) dapat dilihat perpotongan antara garis daya dukung ultimit Terzaghi dengan nilai pendekatan CBR pada B

  2 = 0,994 m dan daya dukung sebesar 2764 t/m .

  Untuk dapat mengetahui beban izin aksial kolom, maka diambil B praktis sebesar 1 m dan daya dukung ultimit sebesar 2764

  2

  t/m , maka diperoleh beban izin aksial kolom sebesar 921,33 ton berdasarkan perhitungan berikut: ton ton Berdasarkan contoh perhitungan di atas, diperoleh hasil-hasil dengan kedalaman fondasi telapak 0,5 meter, 1 meter, 1,5 meter dan

  2 meter dalam Tabel (4.26): Nilai Beban Izin Aksial Kolom dengan Kedalaman 0,5

  Tabel 4.26

  meter, 1 meter, 1,5 meter, 2 meter pada Tanah Ungaran Df (m) Pa (ton)

  0,5 869,33 1 921,33 1,5 973,33 2 1025,33

  Sumber: Dokumen Pribadi

  Berdasarkan Tabel (4.26) dapat diketahui semakin dalam fondasi direncanakan, maka semakin besar pula beban izin aksial kolom yang dapat dipikul oleh tanah tersebut.

4.4 STUDI KASUS NGALIYAN

  Peneliti memilih tanah wilayah Ngaliyan karena wilayah tersebut sangat berpotensi untuk dibangun perumahan. Wilayah yang dekat BSB dan masih banyaknya lahan kosong yang dapat dijadikan perumahan.

4.4.1 Klasifikasi Tanah Ngaliyan

  Klasifikasi tanah diperlukan agar dapat mengetahui jenis dan karakteristik tanah.

4.4.1.1 Analisis Butiran Tanah

  Material tanah pada wilayah penelitian di wilayah Ngaliyan dapat berupa butiran kasar maupun butiran halus.

  Peneliti membuat 3 sampel pengujian hidrometer agar mendapatkan hasil yang akurat. Berdasarkan pengujian saringan sampel tanah Ngaliyan, persentase tanah uji yang lolos saringan No. 200 lebih dari 20%,

  (gr) Berat

  Analisis Hidrometer Pengujian hidrometer didasarkan pada hasil pengujian saringan (grain size). Menurut Bowles (1991), apabila tanah uji ≥ 20% lolos saringan No. 200, maka perlu dilakukan pengujian hidrometer.

  Sumber: Dokumen Pribadi b.

  500 100

  100 4 4,750 419,8 419,8 100 10 2,000 407,8 408,6 0,8 0,16 99,84 20 0,850 397,8 433,4 35,6 7,12 92,72 40 0,425 381,2 467,6 86,4 17,28 75,44 80 0,180 400,6 445,2 44,6 8,92 66,52 100 0,125 382 435,1 53,1 10,62 55,9 200 0,075 351,6 417,2 65,6 13,12 42,78 Pan - 394,6 608,5 213,9 42,78 Jumlah

  % Lolos

  % Tertahan

  Tertahan (gr)

  Berat tanah + Saringan

  Oleh karena itu dilakukan penelitian atau uji analisis distribusi ukuran butir tanah dengan pengujian saringan dan pengujian hidrometer. Pengujian dilakukan di laboratorium mekanika tanah Unika Soegijapranata.

  Saringan (gr)

  (mm) Berat

  Diameter Saringan

  Hasil Analisis Saringan Tanah Ngaliyan No. Saringan

  Tabel 4.27

  Analisis Saringan Hasil dari pengujian saringan diketahui bahwa tanah pada wilayah Ngaliyan mempunyai material butiran halus. Pada Tabel (4.27) diketahui bahwa sampel tanah mengandung 0% gravel, 65,5% sand, 34,5% silt - clay.

  a.

• – clay (%)

  yaitu sebanyak 42,78%. Oleh sebab itu dilakukan pengujian hidrometer. Peneliti mengambil salah satu sampel tanah dari ketiga sampel analisis hidrometer untuk memperoleh grafik analisis butiran tanah.

  0,15 D

  = 1,333

  c

  75 C

  =

  u

  0,02 C

  30

  60

Gambar 4.9 Grafik Analisis Butiran Tanah Ngaliyan

  0,002 D

  10

  34,5 D

  30 Persentase fine sand (%) 35,5 Persentase silt

  Persentase gravel (%) Persentase coarse to medium sand (%)

Tabel 4.28 Prosentase Analisis Butiran Tanah Ngaliyan

  

Sumber: Dokumen Pribadi

  Sumber: Dokumen Pribadi

  Menurut Das (1995) sistem ini mengelompokkan tanah kedalam dua kelompok, yaitu:

  1. Tanah berbutir kasar (coarse grained soil), yaitu: tanah kerikil dan pasir dimana kurang dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan No. 200, simbolnya dimulai dengan huruf G adalah untuk kerikil (gravel) dan S untuk pasir (sand) 2. Tanah berbutir halus (fine grained soil), yaitu: tanah dimana lebih dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan No. 200, simbolnya berawal dengan huruf M untuk lanau (silt) anorganik, C untuk lempung (clay) anorganik dan O untuk lanau-organik dan lempung organik Simbol PT digunakan untuk tanah gambut (peat).

  Tanah yang bergradasi baik mempunyai nilai Cu > 4

• – (untuk tanah kerikil), Cu > 6 (untuk pasir), dan Cc antara 1 3 (untuk kerikil & pasir), Sedangkan hasil penelitian sempel tanah Ngaliyan Cc sebesar 1,333. Tanah tersebut bergradasi baik, Sedangkan nilai Cu sebesar 75 menunjukan campuran tanah berpasir. Saringan No. 4 diameter 4,75 mm persentase kerikil tertahan kurang dari 50% yaitu 0%, dan saringan No. 200 diameter 0,075 mm persentase tanah lolos kurang dari 50% yaitu 42,78% maka termasuk jenis tanah pasir berlanau campuran pasir lempung.

Klasifikasi Tanah Ngaliyan

  Tabel 4.29 Sumber: Buku Teknik Fondasi 1 (Hardiyatmo, 1996)

4.4.1.2 Uji Geser Langsung

  Nilai kuat geser langsung diperoleh dari hubungan nilai tegangan normal dan tegangan geser tanah yang dilakukan dengan uji direct shear. Dari hasil pengujian direct juga akan didapatkan nilai sudut geser tanah dan kohesi

  shear

  tanah. Pada pengujian direct shear diperoleh pula nilai berat

  3 isi tanah asli yaitu sebesar 1,8 t/m .

  Sampel tanah Ngaliyan yang digunakan dalam uji geser langsung yaitu tanah asli (undisturb) yang termasuk dalam jenis tanah pasir berlanau campuran pasir lempung.