Analisis Stabilitas Fondasi Dangkal Deng

TUGAS AKHIR

Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana

Oleh

Fauzi Achmad Zaky

NIM 15510004

Program Studi Teknik Kelautan Fakultas Teknik Sipil Dan Lingkungan INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

LEMBAR PENGESAHAN

Tugas Akhir Sarjana

ANALISIS STABILITAS FONDASI DANGKAL DENGAN MENGGUNAKAN

PROSEDUR ISO 19901-4

Adalah benar dibuat oleh saya sendiri dan belum pernah dibuat dan diserahkan

sebelumnya baik sebagian ataupun seluruhnya, baik oleh saya maupun orang lain, baik di ITB maupun institusi pendidikan lainnya.

Bandung, 26 September 2014 Bandung, September 2014 Penulis Penulis

Fauzi Achmad Zaky Fauzi Achmad Zaky NIM 15510004 NIM 15510004

Bandung, 26 September 2014

Pembimbing

Dr. Hendriyawan, ST., MT. NIP. 19720816 200801 1 010

Mengetahui: Program Studi Teknik Kelautan

Ketua,

Harman Ajiwibowo, Ph.D

NIP. 19651213 199001 1 001

PROGRAM STUDI TEKNIK KELAUTAN FAKULTAS TEKNIK SIPIL & LINGKUNGAN

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG TUGAS AKHIR

Diberikan kepada

Nama

: Fauzi Achmad Zaky

NIM

Judul Tugas Akhir adalah ANALISIS STABILITAS FONDASI DANGKAL DENGAN

MENGGUNAKAN PROSEDUR ISO 19901-4

Dengan isi Tugas Akhir sebagai berikut : BAB 1

PENDAHULUAN BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA BAB 3 PERHITUNGAN STABILITAS FONDASI BERDASARKAN PROSEDUR ISO 19901-4 BAB 4 PERHITUNGAN STABILITAS FONDASI MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA BAB 5

ANALISIS STABILITAS FONDASI BAB 6

PENUTUP

Tugas Akhir ini dibuat rangkap 6 (enam) :

1. Untuk Mahasiswa ( 1 buah )

2. Untuk Pembimbing ( 1 buah )

3. Untuk Penguji Sidang Tugas Akhir ( 2 buah )

4. Untuk Tata Usaha Program Studi Teknik Kelautan ( 1 buah )

5. Untuk Perpustakaan ( 1 buah )

Bandung, 26 September 2014 Menyetujui,

Koordinator, Pembimbing,

Sri Murti Adiyastuti, Ph.D Dr. Hendriyawan, ST., MT. NIP. 19620407 199512 2 001

NIP. 19720816 200801 1 010

ABSTRAK

Analisis Stabilitas Fondasi Dangkal Dengan Menggunakan

Prosedur ISO 19901-4

Fauzi Achmad Zaky 1

Program Studi Sarjana Teknik Kelautan, FTSL, ITB

1 fauziachmadzaky@gmail.com

Stabilitas fondasi adalah salah satu aspek yang harus diperhatikan dalam pembuatan anjungan lepas pantai. Fondasi yang stabil dibutuhkan agar kegiatan eksplorasi dan eksploitasi minyak dan gas aman dilakukan. Kini dunia internasional memiliki satu acuan bersama dalam melakukan analisis stabilitas fondasi, yaitu ISO 19901-4. Studi kasus ini bertujuan untuk melakukan analisis stabilitas fondasi pada kondisi tanah undrained di perairan dangkal berdasarkan prosedur ISO 19901-4. Dalam studi kasus ini, analisis yang dilakukan menggunakan data yang telah ada sebelumnya. Data tersebut diolah untuk mendapatkan nilai beban yang diterima fondasi dan nilai parameter tanah. Setelah itu, nilai kekuatan tanah dihitung sesuai prosedur ISO 19901-4. Tanah yang menopang fondasi juga dimodelkan dengan perangkat lunak PLAXIS untuk mendapatkan perbandingan hasil kekuatan tanah. Nilai yang didapat dari kedua metode diatas kemudian dibandingkan dan dicocokkan dengan nilai beban pada fondasi. Kesimpulan dari studi kasus ini adalah bahwa struktur fondasi yang dianalisis telah memenuhi kriteria stabilitas fondasi menurut ISO 19901-4.

Kata Kunci : stabilitas fondasi dangkal, ISO 19901-4, metode elemen hingga

K ATA P ENGANTAR

Segala puji serta syukur hanya patut dihaturkan kepada Allah SWT, Tuhan Semesta Alam. Shalawat dan salam semoga senantiasa tercurah kepada teladan umat manusia, Rasulullah Muhammad SAW. Alhamdulillah, berkat rahmat, izin, dan pertolonganNya, penulisan Laporan Tugas Akhir ini dapat penulis selesaikan. Adapun Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk dapat lulus tahap pendidikan Strata 1 (S1) dan memperoleh gelar sarjana di Program Studi Teknik Kelautan Institut Teknologi Bandung.

Laporan Tugas Akhir ini berjudul “Analisis Stabilitas Fondasi Dangkal Dengan

Menggunakan Prosedur ISO 19901-4 ”. Di dalam laporan ini dijelaskan tentang perhitungan stabilitas fondasi dangkal anjungan lepas pantai menggunakan dua metode : prosedur ISO 19901-4 dan metode elemen hingga dengan bantuan perangkat lunak PLAXIS. Hasil yang didapat kemudian dianalisis apakah memenuhi kriteria kestabilan fondasi atau tidak.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Laporan Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat berbahagia apabila terdapat saran dan kritik yang disampaikan kepada penulis. Penulis berharap Laporan Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat khususnya kepada penulis pribadi dan umumnya kepada semua yang membaca laporan ini.

Bandung, 26 September 2014

Penulis

N OMENKLATUR

𝐴 = area fondasi total 𝐴′

= area fondasi efektif 𝑎

= soil attraction 𝐵′

= lebar fondasi efektif 𝑐 𝑢 = gaya geser undrained tanah

𝑐 𝑎𝑣𝑒 = gaya geser undrained rata-rata tanah antara dasar tanah dan dasar fondasi untuk gaya geser yang naik secara linear 𝑐 𝑢,0 = gaya geser undrained tanah pada dasar fondasi

𝐷 𝑏 = kedalaman hingga dasar fondasi 𝑒

= eccentricity 𝐻 𝑏 = beban horizontal pada area dasar fondasi 𝐾 𝑐 = faktor koreksi, yang terdiri atas faktor bentuk fondasi, faktor kedalaman,

dan faktor kemiringan 𝐿

= lebar efektif area fondasi 𝑁 𝑐 = faktor daya dukung tanah

𝑝′ 0 = overburden stres pada dasar fondasi 𝑄 𝑑,ℎ = desain tahanan geser (sliding resistance) tanah 𝑄 𝑑,𝑣 = desain daya dukung (bearing capacity) tanah tanpa pengaruh gaya

horizontal

𝑞 𝑎𝑙𝑙 = beban/daya dukung yang diperbolehkan (allowable) pada tanah 𝑞 𝑑,𝑣 = desain unit daya dukung (unit bearing capacity) tanah 𝑞 𝑢𝑙𝑡 = beban/daya dukung ultimate pada tanah

𝑆𝐹 = faktor keamanan (safety factor) 𝛾 𝑚 = faktor material

𝛾′ = berat jenis tanah (submerged unit weights) 𝜅

= kenaikan gaya geser tanah terhadap kedalaman 𝜙′

= sudut efektif dari internal friction

B AB 1 P ENDAHULUAN

1.1 U MUM

Industri energi dan pertambangan masih diharapkan menjadi primadona dalam penerimaan devisa negara. Sektor energi dan sumber daya mineral, khususnya minyak dan gas, memberikan porsi tersendiri yang cukup banyak dalam penerimaan nasional. Gambar 1.1 menjelaskan kontribusi sektor energi dan sumber daya mineral dalam penerimaan Nasional tahun 2008. Data Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) tahun 2011 mengatakan bahwa sumber daya minyak dan gas di Indonesia masih diperkirakan mencapai 87,22 miliar barel dan 594,43 TSCF tersebar di berbagai wilayah di Indonesia. Selain itu, terakumulasi

60 cekungan sedimen (basin) masih tersebar hampir di seluruh wilayah Indonesia. Di antara 60 cekungan yang ada tersebut, 38 cekungan di antaranya telah dilakukan kegiatan eksplorasi dan sisanya masih belum. Sebagian besar lokasi cekungan, baik yang sudah dilakukan eksplorasi maupun yang belum, berada di kawasan lepas pantai ( offshore). Untuk memenuhi kebutuhan eksplorasi dan pertambangan minyak dan gas, maka dibutuhkan pembangunan infrastruktur lepas pantai sebagai penunjangnya. Salah satu infrastruktur yang menjadi penunjang adalah anjungan lepas pantai.

Gambar 1.1 Kontribusi sektor ESDM dalam penerimaan nasional

(Sumber : Renstra Kementerian ESDM 2010 – 2014)

Anjungan lepas pantai adalah struktur atau bangunan yang dibangun di area lepas pantai untuk mendukung proses eksplorasi atau eksploitasi bahan tambang dan mineral. Biasanya anjungan lepas pantai memiliki sebuah rig pengeboran yang berfungsi untuk membuat lubang yang memungkinkan pengambilan cadangan minyak bumi atau gas alam dari reservoir yang telah ditemukan. Telah banyak dibangun anjungan lepas pantai di beberapa wilayah laut Indonesia. Menurut data litbang Kementerian ESDM, saat ini terdapat sekitar 530 buah anjungan minyak bumi dan gas alam lepas pantai di laut Indonesia dan masih akan terus bertambah seiring dengan kegiatan eksplorasi dan pertambangan yang terus berlangsung.

Sebagian besar perairan di Indonesia adalah perairan dangkal sehingga struktur yang umum digunakan di perairan Indonesia adalah struktur tipe tetap ( jacket Steel platform), karena struktur dengan tipe seperti itu cocok digunakan untuk perairan dangkal dengan kedalaman sampai dengan 100 meter (Subrata, 2005). Ilustrasi anjungan lepas pantai dengan tipe jacket steel platform dapat dilihat pada Gambar

Gambar 1.2 Anjungan lepas pantai jenis Jacket Steel Platform

(Sumber : indomigas.wordpress.com)

Untuk memenuhi tuntutan kegiatan eksplorasi dan eksploitasi minyak bumi dan gas alam di lepas pantai yang tinggi, maka dibutuhkan struktur anjungan lepas pantai yang lebih efisien baik dari segi teknis maupun ekonomis. Selain itu, anjungan lepas pantai harus dirancang sesuai kriteria yang disyaratkan oleh standar/peraturan mengenai desain anjungan lepas pantai (Rizaldi, 2013).

1.2 L ATAR B ELAKANG

Pembuatan anjungan lepas pantai di perairan Indonesia akan terus bertambah seiring bertambahnya kebutuhan untuk melakukan kegiatan eksplorasi dan eksploitasi minyak bumi dan gas alam. Untuk itu, pengawasan terhadap pembuatan anjungan lepas pantai di Indonesia harus senantiasa dilakukan agar Pembuatan anjungan lepas pantai di perairan Indonesia akan terus bertambah seiring bertambahnya kebutuhan untuk melakukan kegiatan eksplorasi dan eksploitasi minyak bumi dan gas alam. Untuk itu, pengawasan terhadap pembuatan anjungan lepas pantai di Indonesia harus senantiasa dilakukan agar

Standar Internasional ISO 19900 – 19906 membahas aspek-aspek umum yang harus dipenuhi dalam pembuatan dan penentuan elemen struktur saat proses desain serta melakukan penilaian terhadap seluruh struktur lepas pantai yang digunakan oleh industri minyak dan gas di dunia. Standar Internasional ini dibuat dengan tujuan untuk memberikan ruang gerak dalam menentukan konfigurasi struktur, material, dan teknis tanpa menghalangi proses inovasi.

Fondasi adalah salah satu aspek penting dari struktur anjungan lepas pantai yang harus diawasi karena menyangkut kestabilan struktur di atasnya. Oleh karenanya, rancangan desain fondasi dan penyelidikan tanah harus dilakukan sebaik mungkin agar fondasi stabil dan tanah tidak mengalami keruntuhan.

Analisis kestabilan fondasi tidak akan memberikan hasil yang mendekati presisi jika hanya menggunakan satu metode saja. Oleh karena itu, dibutuhkan minimal dua metode yang digunakan dalam menganalisis stabilitas fondasi. Hasil dari perhitungan satu metode dapat melengkapi atau menguatkan hasil perhitungan dari metode lainnya. Selain itu, hasil dari satu metode juga dapat dijadikan referensi ketika melakukan cross check hasil dari metode lain.

Metode yang dapat digunakan dalam melakukan analisis stabilitas fondasi dangkal adalah metode perhitungan manual yang mengacu pada prosedur ISO 19901-4 Geotechnical and Foundation Design Consideration dan metode elemen hingga dengan bantuan perangkat lunak PLAXIS sebagai komparasi. Dengan dilakukannya analisis ini, diharapkan kestabilan fondasi dapat dicapai dan hal-hal yang dapat mengganggu stabilitas fondasi dapat dihindari .

1.3 T UJUAN

Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk menganalisis stabilitas fondasi dangkal menggunakan prosedur ISO 19901-4 : Geotechnical and Foundation Design Consideration.

1.4 L INGKUP P EMBAHASAN

Lingkup pembahasan dalam penulisan tugas akhir ini meliputi :

a) Studi literatur yang berkaitan dengan analisis dan desain untuk fondasi dangkal sesuai dengan prosedur pada ISO 19901-4 Geotechnical and Foundation Design Consideration 2003.

b) Stabilitas fondasi dianalisis pada kondisi tanah undrained soil .

c) Perhitungan stabilitas fondasi berdasarkan persamaan dan kriteria standar yang terdapat pada ISO 19901-4 Geotechnical and Foundation Design Consideration 2003.

d) Pemodelan stabilitas fondasi dangkal menggunakan metode elemen hingga dengan bantuan perangkat lunak PLAXIS.

e) Perbandingan hasil analisis stabilitas fondasi dangkal antara perhitungan

manual sesuai prosedur ISO 19901-4 dan pemodelan menggunakan metode elemen hingga .

1.5 M ETODOLOGI

Laporan Tugas Akhir ini berisi analisis mengenai stabilitas fondasi dangkal. Analisis yang dilakukan menggunakan metode keseimbangan batas (limit equilibrium method) untuk memastikan keseimbangan antara kekuatan pada rancangan desain (design actions) dengan desain kekuatan tanah terhadap fondasi (design resistance). Secara umum, pengerjaan tugas akhir ini berdasarkan tahapan kerja seperti berikut :

a) Pengumpulan data tanah yang meliputi data properti tanah, data lapisan tanah, data spesifikasi fondasi struktur anjungan lepas pantai.

b) Pengolahan properti tanah hingga akhirnya menghasilkan nilai-nilai parameter tanah.

c) Perhitungan stabilitas fondasi berdasarkan prosedur ISO 19901-4 Geotechnical and Foundation Design Consideration 2003.

d) Pemodelan stabilitas fondasi menggunakan metode elemen hingga dengan bantuan perangkat lunak PLAXIS.

e) Analisis stabilitas fondasi struktur dari hasil perhitungan manual berdasarkan ISO 19901-4 dan metode elemen hingga.

Gambar 1.3 menunjukkan diagram alir sederhana untuk menjelaskan secara garis besar studi dari tugas akhir ini .

Mulai

Studi Literatur dan Pengumpulan Data

Pengolahan Data

Perhitungan Manual Stabilitas Fondasi

Perhitungan dengan Metode Elemen Hingga

Analisis Stabilitas Fondasi

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Gambar 1.3 Metodologi pengerjaan tugas akhir

1.6 S ISTEMATIKA L APORAN

Laporan ini disusun berdasarkan outline laporan dengan sistematika sebagai berikut :

BAB 1 PENDAHULUAN

Bab ini membahas penjelasan mengenai latar belakang, tujuan pengerjaan, ruang lingkup pembahasan, metodologi penulisan, serta sistematika dari laporan tugas akhir ini .

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini menjelaskan mengenai teori dasar dan kriteria desain yang dijadikan acuan dalam pengerjaan tugas akhir ini .

BAB 3 PERHITUNGAN STABILITAS FONDASI BERDASARKAN PROSEDUR ISO 19901-4

Pada bab ini dilakukan perhitungan stabilitas fondasi berdasarkan prosedur perhitungan pada ISO 19901-4 Geotechnical and Foundation Design Consideration 2003.

BAB 4 PERHITUNGAN STABILITAS FONDASI MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

Bab ini berisikan perhitungan stabilitas fondasi dengan menggunakan metode elemen hingga . Perhitungan menggunakan bantuan perangkat lunak PLAXIS .

BAB 5 ANALISIS STABILITAS FONDASI

Pada bab ini dilakukan analisis berdasarkan hasil perhitungan yang telah dibuat, baik hasil perhitungan manual maupun hasil perhitungan dengan menggunakan metode elemen hingga .

BAB 6 PENUTUP

Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari pengerjaan tugas akhir ini.

B AB 2 T INJAUAN P USTAKA

2.1 U MUM

Memahami kondisi tanah adalah prasyarat berhasilnya pembangunan sebuah fondasi. Secara keseluruhan, tujuan dari investigasi tanah dalam mendesain sebuah fondasi adalah untuk menentukan profil tanah, karakteristik tanah di setiap lapisan, dan kendala-kendala apa saja yang memungkinkan mengganggu stabilitas tanah (GEO, 2006). Dengan demikian, diperlukan studi khusus tentang tanah sebelum membuat sebuah fondasi, khususnya untuk fondasi anjungan lepas pantai.

Untuk mendapatkan data tanah yang akurat, maka dibutuhkan beberapa jenis survei. Dua survei utama yang harus dilakukan dalam investigasi tanah adalah survei geofisika ( geophysical survey) dan survei geoteknik (geotechnical survey). Informasi yang didapat dari survei tersebut digunakan untuk mendapatkan parameter desain yang nantinya akan digunakan untuk membuat model tanah ( geological model). Model tanah yang telah dibuat dapat dijadikan pertimbangan dan data awal dalam pembuatan fondasi anjungan lepas pantai.

Satu hal lain yang harus dipertimbangkan dalam pembuatan fondasi dan investigasi tanah adalah jenis tanah dan permasalahan tanah yang sering muncul di lepas pantai. Salah satu yang sering menjadi masalah dalam pembuatan fondasi adalah tanah karbonat ( carbonate soil). Tanah karbonat yang tersusun dari calcium carbonate (CaCO3) ini menjadi perhatian utama bagi insinyur fondasi lepas pantai. Saat persentase komposisi calcium carbonate ini mencapai lebih dari 20%, menurut

API RP 2A (1993), maka tanah ini akan menimbulkan masalah pada struktur di atasnya (Tyrant, 1994) .

2.2 S URVEI T ANAH D I L AUT

Survei tanah adalah sebuah proses identifikasi lapisan-lapisan tanah di bawah struktur beserta karakteristik fisiknya. Survei tanah lazim dilakukan sebelum membuat struktur fondasi, khususnya fondasi struktur anjungan lepas pantai. Pada umumnya, survei tanah dilakukan untuk mendapat data stratigrafi tanah, data yang memuat komposisi, umur relatif, properti tanah, dan distribusi pelapisan tanah serta interpretasi lapisan-lapisan batuan.

Tujuan dari survei tanah ini adalah untuk mendapatkan informasi yang dapat membantu insinyur dalam hal berikut (Das, 2006) :

a) Memilih tipe dan kedalaman yang sesuai dengan struktur yang akan dibuat.

b) Melakukan evaluasi daya dukung fondasi.

c) Melakukan estimasi kemungkinan terjadinya penurunan tanah di bawah struktur fondasi.

d) Menentukan potensi permasalahan yang muncul pada fondasi, seperti : tanah yang mengembang, tanah runtuh, dan lain-lain).

e) Menentukan lokasi permukaan air tanah.

f) Memprediksi tekanan lateral pada struktur seperti tembok penahan ( retaining wall) atau dinding sheet pile.

g) Menentukan metode konstruksi yang akan digunakan jika terdapat perubahan kondisi tanah.

Secara umum, survei tanah yang dapat dilakukan terbagi menjadi dua : survei Geofisika dan survei Geoteknik seperti yang dijelaskan sederhana pada Gambar

2.1. Survei geofisika dilakukan untuk mendapatkan data kualitatif tanah seperti bentuk permukaan tanah dan lapisan-lapisan tanah secara umum dan menyeluruh. Sedangkan survei geoteknik bertujuan untuk mendapatkan data kuantitatif tanah di titik-titik tertentu. Hasil dari kedua survei ini kemudian dikombinasikan untuk mendapatkan informasi stratigrafi tanah .

Kualitatif

Geofisika

Menyeluruh Survei Kuantitatif

Geoteknik

Spot Tertentu

Gambar 2.1 Jenis survei penyelidikan tanah

2.2.1 Survei Geofisika di Laut

Survei geofisika dapat membantu memberikan suplai data untuk pembuatan stratigrafi tanah serta memberikan informasi terkait aspek karakteristik geologi dari tanah seperti lereng curam, topografi tanah, lumpur vulkanik, gelombang pasir, retakan, erosi, gelembung gas pada sedimen, dan beberapa variasi dari ketebalan lapisan batuan. Informasi yang didapat dari hasil survei dasar laut ini bila dikombinasikan dengan data tanah (soil boring) dan tes in situ akan memberikan Survei geofisika dapat membantu memberikan suplai data untuk pembuatan stratigrafi tanah serta memberikan informasi terkait aspek karakteristik geologi dari tanah seperti lereng curam, topografi tanah, lumpur vulkanik, gelombang pasir, retakan, erosi, gelembung gas pada sedimen, dan beberapa variasi dari ketebalan lapisan batuan. Informasi yang didapat dari hasil survei dasar laut ini bila dikombinasikan dengan data tanah (soil boring) dan tes in situ akan memberikan

Terdapat beberapa alat perlengkapan survei yang direkomendasikan untuk dijadikan pertimbangan saat melakukan survei geofisika berdasarkan ISO 19901-4 Geotechnical and Foundation Design Considerations :

a) Echo Sounder Echo sounder adalah salah satu tipe SONAR (Sound Navigation And Ranging) yang

digunakan untuk menentukan kedalaman air di laut dengan mengirimkan gelombang suara ke dasar laut (sounding). Jarak antara gelombang dipancarkan dan ditangkap kembali digunakan dalam perhitungan jarak antara permukaan laut dan dasar laut. Gambar 2.2 memperlihatkan secara visual proses sounding menggunakan echo sounder. Echo Sounder disebut dengan sistem penyapuan batimetri ( swathe batymetric system) yang juga dapat digunakan untuk mendefinisikan morfologi dari dasar laut. Data-data yang didapat dari sistem pembuatan batimetri ini hanya bisa digunakan untuk evaluasi awal .

Gambar 2.2 Bagaimana echo sounder bekerja

(sumber : en.wikipedia.org/wiki/Echo_sounding ) (sumber : en.wikipedia.org/wiki/Echo_sounding )

dasar laut di dekat area sedimentasi. SBP mengaplikasikan ilmu akustik dengan menggunakan refleksi seismologi untuk membuat gambar dua dimensi (2D) dari permukaan dasar laut. Boomer atau speaker pada alat ini dihubungkan pada kabel dengan voltase tinggi kemudian melakukan transfer energi melewati air laut untuk melakukan penetrasi ke dalam dasar laut. Ilustrasi bagaimana SBP bekerja dapat

dilihat pada Gambar 2.3 .

Gambar 2.3 Bagaimana sub bottom profiler bekerja

(Sumber : www.ets.wessexarch.co.uk )

c) Side Scan Sonar Side Scan Sonar merupakan salah satu sistem SONAR (Sound Navigation And

Ranging) yang sering digunakan untuk survei maritim. Alat ini membantu mendefinisikan struktur permukaan dasar laut dan daya pemantulan dari dasar laut dalam sebuah gambar dengan skala besar. Hasil yang dihasilkan dari alat ini Ranging) yang sering digunakan untuk survei maritim. Alat ini membantu mendefinisikan struktur permukaan dasar laut dan daya pemantulan dari dasar laut dalam sebuah gambar dengan skala besar. Hasil yang dihasilkan dari alat ini

2.4 memberikan gambaran bagaimana side scan sonar bekerja .

Gambar 2.4 Bagaimana side scan sonar bekerja

(Sumber : www.iloapp.gasss-tech.com )

d) Survei Seismik Survei ini menggunakan bantuan gelombang suara dengan prinsip seismologi

untuk memperkirakan properti tanah. Kapal survei telah dilengkapi oleh kabel dengan sumber seismik dan hidrofon. Sumber seismik digunakan untuk menghasilkan energi akustik, sedangkan hidrofon digunakan untuk menangkap gelombang yang kembali setelah dipantulkan. Sumber seismik dalam survei ini dapat mendefinisikan struktur pada kedalaman sekitar 100 m di bawah dasar laut dan dapat dikaitkan dengan data seismik dari studi reservoir. Sinyal dari sumber seismik dapat diterima dengan menggunakan hidrofon analog (single-channel) untuk memperkirakan properti tanah. Kapal survei telah dilengkapi oleh kabel dengan sumber seismik dan hidrofon. Sumber seismik digunakan untuk menghasilkan energi akustik, sedangkan hidrofon digunakan untuk menangkap gelombang yang kembali setelah dipantulkan. Sumber seismik dalam survei ini dapat mendefinisikan struktur pada kedalaman sekitar 100 m di bawah dasar laut dan dapat dikaitkan dengan data seismik dari studi reservoir. Sinyal dari sumber seismik dapat diterima dengan menggunakan hidrofon analog (single-channel)

Gambar 2.5 Bagaimana alat survei seismik bekerja

(Sumber : www.fishsafe.eu )

e) Refraksi Dasar Laut Perlengkapan refraksi dasar laut (seabed refraction) memberikan informasi

stratifikasi tanah beberapa meter di bawah dasar laut. Survei ini menggunakan metode tarikan secara berkesinambungan. Sistem refraksi ini menghasilkan penampang dasar laut yang analog dengan rekaman refraksi dalam real time. Informasi langsung didapat dari variasi kekerasan permukaan laut. Gambar 2.6 menggambarkan ilustrasi dari seabed refraction .

Gambar 2.6 Bagaimana alat refraksi dasar laut bekerja

(sumber : http://www.fugrosurveytechnical.com/ )

2.2.2 Survei Geoteknik Di Laut

Survei geoteknik merupakan jenis survei lain dalam penyelidikan tanah. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bahwa survei geoteknik lebih bersifat kuantitatif dan spesifik pada satu area saja. Hasil dari survei geoteknik ini, dikombinasikan dengan hasil dari survei geofisika, akan menghasilkan model tanah dan stratigrafi tanah.

Langkah awal sebelum melakukan survei geoteknik, menurut ISO 19901-4, adalah dengan melakukan review terlebih dahulu terhadap data investigasi tanah sebelumnya, data geofisika, dan data geologi setempat. Hal ini bertujuan untuk mengidentifikasi hambatan yang mungkin akan muncul dan membantu dalam melakukan perencanaan investigasi selanjutnya.

Di dalam ISO 19901-4 terdapat dua hal yang dilakukan dalam melakukan investigasi geoteknik : Di dalam ISO 19901-4 terdapat dua hal yang dilakukan dalam melakukan investigasi geoteknik :

b) Tes in-situ, untuk menentukan profil beserta kekuatan tanah Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa terdapat dua jenis tes yang harus

dilakukan pada survei geoteknik ini : tes lapangan dan tes laboratorium. Di dalam API RP 2A disebutkan bahwa jangkauan atau scope dari kedua tes ini merupakan fungsi dari desain platform dan karakteristik geologi tanah yang memungkinkan memberikan dampak pada struktur. Detail dari kedua tes ini bergantung pada variasi tanah, desain kondisi lingkungan (semisal gempa bumi), tipe struktur yang akan dibuat, perlengkapan yang akan dipasang, serta kemungkinan ada atau tidaknya bencana alam (geohazard). Selain itu, ISO 19901-4 memberikan tambahan rekomendasi untuk melakukan sebuah tes yang dapat membantu menentukan properti tanah dinamis dan potensi terjadinya likuifaksi pada area aktif seismik.

Satu hal yang harus diperhatikan ketika melakukan investigasi geoteknik adalah keberadaan tanah yang mengandung material karbonat. Ketika melakukan investigasi geoteknik di area perbatasan (frontier areas) yang dimana disinyalir mengandung material karbonat, maka investigasi tanah tersebut harus disertai metode diagnostik untuk menentukan ada atau tidaknya tanah karbonat (API RP 2A, 2000). Di dalam ISO 19901-4 dijelaskan bahwa ketika tanah memiliki 15% - 20% material karbonat, maka kemungkinan besar akan memberikan pengaruh pada fondasi, berupa penampakan fondasi yang buruk. Contoh tanah karbonat dapat dilihat pada Gambar 2.7 .

Gambar 2.7 Tanah karbonat

(Sumber : www.nbmg.unr.edu )

Tanah karbonat berbeda dalam banyak hal dengan jenis tanah lainnya. Perbedaan paling utama dari tanah karbonat adalah unsur pokoknya adalah kalsium karbonat, material yang memiliki tingkat kekerasan yang rendah dibandingkan dengan quartz. Tanah karbonat memiliki void ratio yang tinggi dan kepadatan yang rendah. Selain itu, tanah ini cenderung mudah menghasilkan perubahan endapan akibat adanya proses biologis dan kimiafisik ( physiochemical) sehingga memberikan pengaruh yang amat besar terhadap karakteristik mekaniknya (ISO 19901-4, 2003).

Hingga saat ini belum ada prosedur desain yang baku dalam membuat fondasi di atas tanah karbonat. Sejauh ini, pendekatan konservatif masih dilakukan dalam mendesain struktur di tanah karbonat .

2.2.2.1 Tes Lapangan Tes lapangan sering juga disebut in situ test. Tes ini biasa dilakukan saat investigasi

tanah berlangsung. Tes-tes yang biasa dilakukan diantaranya adalah Standard Penentration Test (SPT), Cone Penetration Test (CPT), Pressuremeter Test, Vane Shear Test, dan beberapa jenis lainnya (GEO, 2006). Namun, khusus untuk tes tanah di laut, tidak dilakukan SPT dan CPT. Profil tanah di laut didapatkan melalui Piezocone Penetration Test (PCPT). Di dalam ISO 19901-4 dijelaskan bahwa in situ test harus dipertimbangkan dalam investigasi tanah ketika gangguan pada saat sampling dan pemulihan tanah yang buruk (poor recovery) ditemukan. Gangguan pada sampel dan permasalahan pada pemulihan tanah biasanya ditemukan pada tanah silika, material yang mengandung karbonat, dan tanah halus. Tes in situ dilakukan untuk melakukan penyelidikan kekuatan tanah, membuat profil kuat geser tanah secara berkesinambungan, dan untuk memperkirakan kepadatan relatif, friksi pada tiang pancang, serta nilai end bearing .

a) Piezocone Penetration Test (PCPT) PCPT merupakan tes sederhana yang pada umumnya digunakan pada tanah

lempung halus (soft clay), tanah lumpur halus (soft silts), dan tanah yang seukuran dengan endapan pasir dengan menggunakan alat penetrasi bernama piezocone. PCPT ini khusus digunakan pada survei geoteknik di laut.

PCPT pada umumnya dilakukan di dasar laut dan pengujiannya bergantung pada kedalaman yang dibutuhkan untuk data investigasi tanah. Hasil dari PCPT dapat dikombinasikan dengan data tanah sebelumnya dan dapat digunakan untuk menentukan data profil kuat geser tanah lempung. Pada tanah pasir, hasil tes PCPT digunakan untuk melakukan estimasi kepadatan relatif (relative density) dari tanah, friksi pada tiang pancang, dan nilai end bearing.

b) Vane Shear Test (VST) VST digunakan selama operasi pengeboran untuk menentukan kuat geser tanah

lempung pada suatu area. VST juga bisa digunakan untuk eksplorasi tanah di area lepas pantai. Peralatan yang digunakan dalam tes ini terdiri dari empat buah pisau di ujung batang, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.8.

Sumber tenaga putar (torque) diletakkan di ujung atas batang untuk memutar baling-baling o (vane) dengan kecepatan standar 0.1 /detik. Mula-mula, baling-

baling diletakkan kemudian dimasukkan ke dalam tanah. Lalu sumber tenaga putar digerakkan beberapa saat kemudian selama kurang lebih 5 sampai 10 menit. Jika waktu kurang dari itu, maka nilai kuat geser akan berkurang. Sebaliknya, jika lebih dari waktu itu, maka akan terjadi konsolidasi tanah dimana nilai kuat geser bertambah.

Tes ini akan memberikan hasil yang baik pada tanah lempung derajat halus dan sedang, serta memberikan hasil yang sangat baik dalam hal menentukan properti dari tanah lempung sensitif.

Kemungkinan munculnya eror yang cukup signifikan pada tes ini berasal dari buruknya kalibrasi dari sumber tenaga putar (torque) dan baling-baling yang rusak. Selain itu, eror dapat muncul dari kecepatan putar baling-baling tidak dapat diatur dengan baik.

VST dijelaskan lebih detail pada ASTM D- 2573 “Standard Test Method for Field Vane Shear Test in Cohesive Soil, ” (2004) .

Gambar 2.8 Geometri dari baling-baling ( vane) pada VST

(Sumber : ASTM D-2573, 2004)

c) Pressuremeter Test (PMT) PMT merupakan tes in situ dengan menggunakan borehole berbentuk silinder

yang dapat mengembang secara radikal. PMT digunakan untuk mengukur kekuatan dan kemampuan tanah mengalami deformasi atau perubahan bentuk. Tabung (probe) pressuremeter terdiri atas tiga bagian : atas, tengah, dan bawah seperti yang ditampilkan pada Gambar 2.9. Bagian atas dan bawah disebut guard cells, sedangkan bagian tengah disebut measuring cells. Perbandingan diameter tabung (probe) dan borehole dapat dilihat pada Tabel 2.1. Tabung yang sering digunakan berdiameter 58 mm dan panjang 420 mm. Sel tabung (probe cell) dapat dibuat mengembang dengan menggunakan liquid atau gas .

Tabel 2.1 Dimensi Alat Pressuremeter Menurut ASTM

Diameter Borehole

Diameter Probe

Nominal

Maksimum

(mm)

(mm)

(mm)

(Sumber : ASTM D-4719, 2004)

Setelah pressuremeter dimasukkan ke dalam tanah, tekanan diberikan agar tabungnya kemudian mengembang. Tekanan yang diberikan bertambah secara bertahap kemudian volume baru dari cell dihitung. Proses berlanjut hingga tanah runtuh atau batas tekanan pada alat uji tercapai. Tanah dianggap gagal ketika total volume dari rongga yang mengembang sekitar dua kali lebih besar dibandingkan dengan rongga asal. Untuk mendapatkan hasil yang akurat, segala macam gangguan pada borehole harus diminimalisir. Setelah uji tekan selesai, tabung kembali mengempis dan siap digunakan pada tes yang lain .

Detail dari Presuremeter Test dapat dilihat pada ASTM D 4719-00 “Standard Test Method for Prebored Pressu remeter Testing in Soils.” (2004) .

Gambar 2.9 Tampak samping dari alat Presuremeter Test (PMT)

(Sumber : ASTM D-4719, 2004)

2.2.2.2 Tes Laboratorium Salah satu bagian esensial dalam investigasi fondasi adalah tes laboratorium. Di

dalam ISO 19901-4 dijelaskan bahwa tujuan dari adanya tes laboratorium adalah untuk menentukan properti kekuatan-deformasi-konsolidasi endapan tanah.

Tes laboratorium dimulai setelah survei geofisika selesai dilaksanakan. Karena sampel tanah dapat mengering atau dapat mengalami perubahan struktur tanah seiring berjalannya waktu, maka setelah pengambilan sampel tanah, tanah harus sesegera mungkin diuji di laboratorium.

Program uji tanah dalam tes laboratorium ini seharusnya lebih diutamakan pada area yang memiliki lapisan tanah kritis, yang dapat memberikan pengaruh langsung pada struktur fondasi. Dalam membuat sebuah struktur fondasi, juga penting untuk menentukan banyaknya pergerakan tanah yang dapat memberikan Program uji tanah dalam tes laboratorium ini seharusnya lebih diutamakan pada area yang memiliki lapisan tanah kritis, yang dapat memberikan pengaruh langsung pada struktur fondasi. Dalam membuat sebuah struktur fondasi, juga penting untuk menentukan banyaknya pergerakan tanah yang dapat memberikan

Tes laboratorium ini harus sejalan dengan prosedur standar, seperti yang direkomendasikan oleh American Society for Testing Materials (ASTM) atau prosedur yang direkomendasikan oleh buku manual spesifik yang lain..

Terdapat beberapa tes laboratorium yang umum dilakukan sebagai bagian dari proses desain fondasi struktur, seperti uji kadar air (water content), atterberg limits, analisis saringan (sieve analysis), berat unit (unit weight), specific gravity. Tes-tes tersebut merupakan tes dasar yang biasa dilakukan pada penyelidikan sampel tanah. Tes dasar ini disebut juga index test .

a) Uji Kadar Air Uji kadar air (water content test) merupakan jenis uji laboratorium yang sering dan

mudah untuk dilakukan. Tujuan dari tes ini adalah untuk mendapatkan natural water content. Data kadar air ini umum digunakan pada studi perbaikan tanah.

Tes ini meliputi penentuan massa dari tanah basah, kemudian pemanasan tanah basah tersebut selama 12 o – 16 jam pada temperatur 110

C dengan tujuan untuk menentukan massa dari tanah kering. Dengan mengurangi massa tanah basah awal dengan massa tanah kering, massa air dalam tanah dapat dihitung.

Data kadar air dapat memberikan informasi yang cukup diperlukan untuk mengidentifikasi permasalahan yang mungkin muncul pada fondasi. Sebagai contoh, jika lapisan lempung terletak di bawah struktur fondasi dangkal memiliki kadar air 100%, maka tanah tersebut memungkinkan untuk mudah mampat. Sebaliknya, jika lapisan lempung di bawah struktur fondasi memiliki kadar air 5%, Data kadar air dapat memberikan informasi yang cukup diperlukan untuk mengidentifikasi permasalahan yang mungkin muncul pada fondasi. Sebagai contoh, jika lapisan lempung terletak di bawah struktur fondasi dangkal memiliki kadar air 100%, maka tanah tersebut memungkinkan untuk mudah mampat. Sebaliknya, jika lapisan lempung di bawah struktur fondasi memiliki kadar air 5%,

Penjelasan lebih detail dari tes ini dapat dilihat pada ASTM D 2216-98 (2004) “Standard Test Method for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and Rock by Mass ”, atau untuk metode alternatif menggunakan microwave oven, dapat mengikuti prosedur pada ASTM D 4643-

00 (2004) “Standard Test Method for Determination of Water (Moisture) Content of Soil by The Microwave

Oven Heating.”

b) Uji Berat Unit Tanah Berat unit tanah (total unit weight) didefinisikan sebagai berat tanah basah per unit

volume. Istilah weight di sini diartikan sebagai gaya (Force). Unit weight mudah untuk diperkirakan pada tanah kohesif dengan memotong satu blok tanah kohesif menjadi potongan kecil, menimbangnya, lalu meletakkannya pada sebuah penghitung volume ( volumetri), setelah itu dilakukan perhitungan berat air.

Berat unit tanah diperlukan untuk menghitung tekanan berlebih (overburden pressure) pada area in situ. Lebih jauh lagi, data tekanan berlebih yang didapat akan digunakan pada perhitungan penurunan tanah nantinya.

c) Uji Specific Gravity Specific gravity merupakan parameter tanpa dimensi yang berhubungan dengan

kepadatan ( density) partikel tanah dengan kepadatan (density) air. Dengan menentukan massa kering dari tanah dan menggunakan pycnometer (Gambar

2.10) untuk mendapatkan volume tanah padat, maka nilai specific gravity dari tanah tersebut akan didapatkan. Specific Gravity didapat dari pembagian nilai 2.10) untuk mendapatkan volume tanah padat, maka nilai specific gravity dari tanah tersebut akan didapatkan. Specific Gravity didapat dari pembagian nilai

Gambar 2.10 Pycnometer

(Sumber : Foundation Engineering Handbook 2nd)

Tes ini memerlukan kemampuan yang cukup baik dan waktu yang cukup lama. Oleh karena itu, tes ini sering dilakukan pada satu atau dua sampel tanah yang dinilai cukup representatif pada suatu proyek pembuatan fondasi. Penjelasan detail mengenai tes specific gravity ini terdapat pada ASTM D 854- 02 (2004) “Standard Test Methods for Specific Gravity of Soil Solids by Water Pycnometer.”

Di beberapa proyek pembuatan struktur fondasi, uji specific gravity ini tidak dilakukan para engineer. Mereka lebih memilih untuk membuat asumsi dari tabel specific gravity yang telah ada seperti pada Tabel 2.2 .

Tabel 2.2 Specific Gravity pada Tanah Secara Umum

Tipe Tanah

Specific Gravity

Gravel

Sand

Silt, inorganic

Clay, organic

Clay, inorganic

(Sumber : Foundation Analysis and Design)

Karena nilai specific gravity tidak terlalu bervariasi pada sebagian besar jenis tanah, maka nilai yang tertera pada tabel di atas umumnya digunakan sebagai alternatif. Ketika ketidakpastian dari nilai specific gravity didapatkan, maka dilakukan tes minimal pada tiga jenis sampel tanah yang representatif terhadap tanah pada proyek pembuatan fondasi.

d) Uji Analisis Saringan Elemen mendasar dari sistem klasifikasi tanah adalah penentuan jumlah distribusi

partikel tanah. Analisis Saringan (Sieve Analysis) ini dilakukan pada partikel tanah kering yang berukuran lebih besar dari 0.075 mm (saringan standar US nomor 200). Saringan standar US digunakan untuk memisahkan partikel dari sampel tanah menjadi beberapa jenis ukuran. Jenis dan ukuran pori-pori pada saringan standar US dapat dilihat pada Tabel 2.3. Semakin bawah, ukuran pori pada saringan semakin kecil sehingga saat saringan itu digetarkan secara mekanik, partikel tanah berukuran besar akan tertahan pada saringan paling atas sedangkan partikel tanah partikel tanah. Analisis Saringan (Sieve Analysis) ini dilakukan pada partikel tanah kering yang berukuran lebih besar dari 0.075 mm (saringan standar US nomor 200). Saringan standar US digunakan untuk memisahkan partikel dari sampel tanah menjadi beberapa jenis ukuran. Jenis dan ukuran pori-pori pada saringan standar US dapat dilihat pada Tabel 2.3. Semakin bawah, ukuran pori pada saringan semakin kecil sehingga saat saringan itu digetarkan secara mekanik, partikel tanah berukuran besar akan tertahan pada saringan paling atas sedangkan partikel tanah

Tabel 2.3 Tabel Jenis dan Ukuran Pori Saringan Standar U.S.

No. Saringan Ukuran Pori

4 4.75 mm

10 2.00 mm

20 0.85 mm

40 0.425 mm

60 0.25 mm

0.15 mm

0.106 mm

0.075 mm

(Sumber : U.S. Sieve Standard)

Prosedur tes analisis saringan ini dijelaskan lebih detail pada ASTM D 422-02 (2004) “Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils”.

Gambar 2.11 Ilustrasi saringan

(Sumber : The Asphalt Handbook, 1989) (Sumber : The Asphalt Handbook, 1989)

lebih halus dari partikel tertahan pada saringan standar U.S. ukuran 200. Hidrometer digunakan untuk mendapatkan data penting selama proses sedimentasi berlangsung.

Pada tes ini, butiran tanah dengan diameter tertentu dihitung waktu tempuh saat ia dijatuhkan dengan jarak tertentu pada sebuah liquid yang telah diketahui nilai viskositasnya. Ketika analisis saringan menggunakan ukuran pori pada saringan untuk mendefinisikan ukuran partikel tanah, tes hidrometer menggunakan diameter butiran yang ekuivalen dengan butiran pada analisis saringan untuk mendefinisikan ukuran partikel tanah. Peralatan yang digunakan pada tes hidrometer dapat dilihat pada Gambar 2.12.

Gambar 2.12 Hidrometer

(Sumber : Foundation Engineering Handbook 2nd)

Saat ukuran kehalusan tanah lebih kecil dari 5% (persentase lolos nomor 200 pada saringan lebih kecil dari 5%), tes hidrometer tidak dilakukan. Demikian juga jika persentase lolos saringan nomor 200 antara 5% dan 15%, tanah mungkin berjenis nonplastik dan tes hidrometer tidak perlu dilakukan untuk klasifikasi tanah. Pada umumnya, saat persentase lolos saringan nomor 200 lebih dari 15%, tes hidrometer dilakukan.

Penjelasan detail dari tes hidrometer ini terdapat pada ASTM D 422-02 (2004) “Standard Test Method for Particle- Size Analysis of Soils.”

f) Uji Atterberg Limits Atterberg limits didefinisikan sebagai kadar air pada kondisi berbeda dari tanah

lumpur ( silts) dan tanah lempung (clays). Istilah Atterberg limits hanya mengacu pada liquid limit (LL), plastic limit (PL), dan shrinkage limit (SL).

Liquid limit adalah water content yang berhubungan dengan perubahan perilaku antara kondisi liquid dan plastik pada tanah silts atau clays. Plastic limit adalah water content yang berhubungan dengan perubahan perilaku antara kondisi plastik dan semi-padat pada tanah silts atau clays. Shrinkage limit adalah water content yang berhubungan dengan perubahan perilaku antara kondisi semi-padat dan padat pada tanah silts atau clays.

Jika tanah tergolong jenis nonplastik, tes atterberg limit tidak dilakukan. Hal ini dikarenakan tanah jenis nonplastik tidak dapat digulung atau dibentuk. Beberapa jenis tanah dapat mengalami kemiripan karakteristik dengan tanah nonplastik, karena kering dan mudah rapuh. Untuk mengecek apakah tanah tersebut merupakan tanah nonplastik atau tidak, air harus ditambahkan pada tanah tersebut. Jika tanah tersebut tidak dapat digulung ataupun dibentuk, maka tanah Jika tanah tergolong jenis nonplastik, tes atterberg limit tidak dilakukan. Hal ini dikarenakan tanah jenis nonplastik tidak dapat digulung atau dibentuk. Beberapa jenis tanah dapat mengalami kemiripan karakteristik dengan tanah nonplastik, karena kering dan mudah rapuh. Untuk mengecek apakah tanah tersebut merupakan tanah nonplastik atau tidak, air harus ditambahkan pada tanah tersebut. Jika tanah tersebut tidak dapat digulung ataupun dibentuk, maka tanah

Menurut ASTM, tes LL dan PL harus dilakukan pada tanah yang lolos melewati saringan nomor 40 (0.425 mm). Penjelasan lebih detail tentang tes ini terdapat pada ASTM D 4318- 00 (2004) “Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils .”

g) Uji Triaxial Tes ini tidak tergolong tes-tes sebelumnya yang termasuk ke dalam index test,

namun merupakan salah satu tes yang sangat penting untuk dilakukan. Tes ini bertujuan untuk memahami gaya geser pada tanah, khususnya tanah kohesif.

Prosedur pada tes triaxial meliputi menempatkan sampel berbentuk silinder dari tanah kohesif di tengah-tengah peralatan triaxial, menahan tanah dengan menggunakan selaput karet (rubber membrane), memberikan tanah tekanan fluida, lalu contoh tanah dipotong dengan menambah tekanan vertikal.

Gambar 2.13 sebelah kiri mengilustrasikan alat yang digunakan dalam tes triaxial. Sedangkan bagian kanan menggambarkan tekanan yang bekerja pada tanah sampel selama tes triaxial berlangsung .

Gambar 2.13 Peralatan uji triaxial

(Sumber : Foundation Engineering Handbook 2nd)

2.3 M EKANIKA T ANAH

Dalam proses mendirikan sebuah anjungan lepas pantai ataupun struktur bangunan jenis lain, fondasi adalah bagian penting dari struktur tersebut yang harus dirancang dengan baik. Perancangan fondasi yang baik tentu membutuhkan pengetahuan tentang mekanika tanah yang baik pula. Implementasi dari pengetahuan tentang mekanika tanah ini diperlukan pada saat proses perancangan dan pembuatan desain serta konstruksi fondasi, baik fondasi bangunan anjungan lepas pantai atau struktur bangunan lain.

2.3.1 Mineral Tanah

Jenis dan jumlah mineral dalam tanah sangat berperngaruh signifikan terhadap karakteristik tanah seperti kepekatan tanah ( plasticity), penggembungan tanah ( swelling), penyusutan tanah (shrinkage), penurunan tanah (consolidation), gaya geser tanah ( shear strength) , dan permeabilitas tanah (permeability).

Ukuran kepekatan tanah disebut dengan plasticity index (PI). Definisi dari PI ini dapat dilihat pada persamaan di bawah ini :

dimana : LI = Liquidity Index PL = Plastic Limit w = persentase air dalam tanah

Liquidity Index digunakan untuk mengidentifikasi tanah sensitif. Nilai liquidity index mengindikasikan tanah tersebut telah kering dan memungkinkan mempunyai potensi mengembang lebih besar.

Pengembangan dari perhitungan plasticity index adalah grafik kepekatan tanah ( plasticity chart). Grafik ini kemudian digunakan pada Unified Soil Classification System (USCS) untuk mengklasifikasikan jenis tanah. Pada Gambar 2.14, grafik kepekatan tanah merupakan plot dari Liquid Limit (LL) dan Plasticity Index (PI). Casagrande (1932a), pengembang grafik ini, mendefinisikan dua garis pembagi mendasar dalam grafik kepekatan tanah, diantaranya sebagai berikut :

1. LL = 50 skala. Garis ini digunakan untuk membagi tanah lempung dengan tanah lumpur menjadi kepekatan tinggi (LL > 50) dan kepekatan rendah (LL < 50).

2. A-line. Garis ini digunakan untuk memisahkan tanah lempung, yang diplot di atas A-line, dari tanah lumpur, yang diplot di bawah A-line. A-line ini didefinisikan sebagai :

𝑃𝐼 = 0.73 (𝐿𝐿 − 20) Selain itu, terdapat juga U-line (upper-limit line). U-line sangat baik

digunakan untuk mengecek data yang keliru dan setiap hasil tes yang terplot di atas U-line harus dicek ulang. U-line didefinisikan sebagai :

Gambar 2.14 Grafik kepekatan tanah ( plasticity chart)

(Sumber : Foundation Engineering Handbook 2nd)

2.3.2 Klasifikasi Tanah

Klasifikasi tanah adalah hal paling mendasar dalam mekanika tanah. Sistem klasifikasi tanah ini bertujuan untuk memudahkan para insinyur geoteknik memprediksi karakteristik tanah sehingga memudahkan mereka dalam merancang suatu struktur bangunan yang kokoh dan dapat bertahan dalam waktu yang lama.

Terdapat beberapa macam sistem klasifikasi tanah, beberapa diantaranya yang umum digunakan adalah Unified Soil Classification System (USCS) dan American Association of Stage Highway and Transportation Official (AASHTO). Secara keseluruhan, semua sistem klasifikasi tersebut membagikan jenis tanah berdasarkan ukuran partikel tanah.

a) United Soil Classification System (USCS) USCS pertama kali diusulkan oleh Casagrande saat Perang Dunia II tahun 1942.

Saat ini, system klasifikasi ini dipakai oleh banyak insinyur. Ketika hendak menggunakan sistem klasifikasi unified soil, ada empat hal yang harus diingat :

1. Sistem klasifikasi didasarkan pada material tanah yang lolos melewati saringan 75 mm (3 in).

2. Coarse friction = persen tertahan di atas saringan No. 200 = 100 –F 200 = R 200

3. Fine friction = persen lolos saringan No. 200 = F 200

4. Gravel friction = persen tertahan di atas saringan No. 4 = R 4 USCS membagi tanah pada dua kelompok : tanah coarse-grained dan tanah fine-

grained. Tanah coarse-grained dikelompokkan berdasarkan distribusi ukuran tanah, sedangkan tanah fine-grained didasarkan pada kedekatan dengan grained. Tanah coarse-grained dikelompokkan berdasarkan distribusi ukuran tanah, sedangkan tanah fine-grained didasarkan pada kedekatan dengan

1. Tanah coarse-grained. Didefinisikan sebagai tanah yang partikelnya 50% (massa kering) tertahan pada saringan No. 200 (F 200 < 50). Tanah coarse- grained dibagi menjadi pasir dan kerikil. Keduanya kemudian dibagi menjadi empat subbagian.

2. Tanah fine-grained. Didefinisikan sebagai tanah yang partikelnya sejumlah 50% atau lebih melewati saringan No. 200. Tanah fine-grained dibagi menjadi tanah dengan kepekatan yang rendah dan tinggi. Kemudian dibagi lagi menjadi tiga subbagian mengacu pada liquid limit (LL) dan karakteristik

kepekatan (PI) . USCS menggunakan grup simbol untuk mengidentifikasi tipe tanah. Grup simbol

tersebut terdiri dari dua huruf kapital dan huruf pertama mengindikasikan sebagai berikut :

G = Gravel (kerikil) S

= Sand (pasir) M

= Silt (lumpur)

C = Clay (lempung) O

= Organic (organik) Huruf kedua mengindikasikan sebagai berikut : W

= Well-graded. Mengindikasikan tanah coarse-grained memiliki partikel pada semua ukuran

P = poorly-graded. Mengindikasikan tanah coarse-grained memiliki partikel pada ukuran yang sama

M = Mengindikasikan tanah coarse-grained yang memiliki partikel ukuran lumpur ( silt)

C = Mengindikasikan tanah coarse-grained yang memiliki partikel ukuran lempung ( clay)

L = Mengindikasikan tanah fine-grained dengan tingkat kepekatan ( plasticity) tinggi

H = Mengindikasikan tanah fine-grained dengan tingkat kepekatan ( plasticity) rendah

b) AASHTO Soil Classification System