BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN - HUBUNGAN ANTARA NILAI CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR) BERDASARKAN UJI DYNAMIC CONE PENETROMETER (DCP) DENGAN DAYA DUKUNG TANAH TERZAGHI - Unika Repository

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer

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.

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer 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.

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

– clay (%)

0,63 D

Sumber: Dokumen Pribadi

= 0,5

= 157,5

0,035 C

Cone Penetrometer (DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi

0,004 D

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

Gambar 4.1 Grafik Analisis Butiran Tanah Gunungpati

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

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

Cone Penetrometer (DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi

– 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.

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

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

Cone Penetrometer (DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072 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

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer

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

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

Sumber: Dokumen Pribadi Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer

2.2

2.1

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

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 Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer

2.2

2.1

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

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 Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

Cone Penetrometer (DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi

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

) Silty sand, sand- silt mix

(

Soil Description Class

Diskripsi Tanah Berdasarkan Phi Tanah Gunungpati

Tabel 4.5

= 47,29

= TAN

Nilai yang didapat: c = 1,4 Kg/cm

4.2.2 Nilai CBR Berdasarkan Uji DCP Tanah Gunungpati

4.2.2.1 Nilai CBR Berdasarkan Rumus Log Tanah Gunungpati

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer

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).

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer

Nilai CBR dengan Grafik Korelasi CBR Tanah

Tabel 4.7

Gunungpati CBR (%)

Titik Ke Korelasi CBR

27 7 26,5 8 26,5

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

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer

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.

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

Cone Penetrometer (DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi

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).

Sumber: Dokumen Pribadi

Ø 47,29 235 252 625

14 t/m

1,82 t/m

22,72% γ

0,1``

CBR

Nilai-nilai yang Diperoleh dari Hasil Penyelidikan Tanah Gunungpati

Tabel 4.11

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

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072 Tabel 4.10

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

Nilai CBR Desain Berdasarkan Metode Grafik Korelasi CBR Tanah Gunungpati

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

3 C

Cone Penetrometer (DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi

(ton) Parameter 32,84×CBR (ton)

, 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

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

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

(%) Beban Berdasarkan Nilai CBR

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

(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 , , .

0,1``

Nilai CBR

2 dan nilai pendekatan CBR sebesar 5187,17 ton.

Cone Penetrometer (DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi

3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000

1.15

1.1

1.05

0.95

0.9

0.85

0.8

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

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

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

Pendekatan CBR pada Kedalaman 1 meter Tanah Gunungpati

Gambar 4.4 Hubungan antara Daya Dukung Ultimit Terzaghi dengan Nilai

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.

1.2 Daya D u k u n g Lebar Fondasi qu 32,84*CBR

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer

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.

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

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 (gr)

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) Berat

Cone Penetrometer (DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi

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.

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.

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

– clay (%)

= 1,923

= 769,231

0,005 C

0,1 D

0,00013 D

Cone Penetrometer (DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi

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

Gambar 4.5 Grafik Analisis Butiran Tanah Ungaran

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.

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

Sumber: Dokumen Pribadi

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer

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

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.

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

Cone Penetrometer (DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072 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

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer

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

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

Sumber: Dokumen Pribadi Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer

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

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 Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056

Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer

2.2

2.1

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

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 Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056

Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

Cone Penetrometer (DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi

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

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

Nilai yang didapat: c = 1 Kg/cm

4.3.2 Nilai CBR Berdasarkan Uji DCP Tanah Ungaran

4.3.2.1 Nilai CBR Berdasarkan Rumus Log Tanah Ungaran

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer

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

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).

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer

Nilai CBR dengan Grafik Korelasi CBR Tanah

Tabel 4.20

Ungaran CBR (%)

Titik Ke Korelasi CBR

20 3 18,8

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

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

Cone Penetrometer (DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

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.

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer

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

Tabel 4.24 Nilai-nilai yang Diperoleh dari Hasil Penyelidikan Tanah

Ungaran CBR 18,19%

0,1``

1,8 t/m γ

2 C

10 t/m Ø

45 172,3 173,3 297,5

Sumber: Dokumen Pribadi Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

Cone Penetrometer (DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi

(%) Beban Berdasarkan Nilai CBR

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

(ton) Parameter 21,86×CBR (ton)

(m) qu (t/m ² ) CBR

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

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 ,

0,1``

Nilai CBR

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

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer

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

1.05

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

t/m , maka diperoleh beban izin aksial kolom sebesar 921,33 ton berdasarkan perhitungan berikut:

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

(DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi Cone Penetrometer

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.

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

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%,

Berat tanah + Saringan

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)

(gr) Berat

Saringan (gr)

Cone Penetrometer (DCP) Dengan Daya Dukung Tanah Terzaghi

(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.

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Yogi Ardiansah 13.12.0056 Universitas Katolik Soegijapranata Junarso 13.12.0072

– clay (%)

= 1,333

75 C

0,02 C

0,15 D

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN - HUBUNGAN ANTARA NILAI CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR) BERDASARKAN UJI DYNAMIC CONE PENETROMETER (DCP) DENGAN DAYA DUKUNG TANAH TERZAGHI - Unika Repository