Pengaruh Geotekstil Pada Angka Permeabilitas Tanah Pasir Dengan Kepadatan Yang Berbeda-Beda (Studi Laboratorium).
PENGARUH GEOTEKSTIL PADA ANGKA PERMEABILITAS
TANAH PASIR DENGAN KEPADATAN YANG BERBEDA-BEDA
(STUDI LABORATORIUM)
Disusun Oleh :
Richard R. Sitorus.
NRP : 9821058
UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN SIPIL
BANDUNG
2004
ABSTRAK
Pengaruh aliran air terhadap tanah dan konstruksi bangunan berakibat besar
pada kelangsungan umur sistim tersebut. Masalah erosi tanah misalnya yang
terjadi akibat gaya gelombang, banjir, aliran permukaan, air rembesan, arus sungai
dan hempasan pasang surut menjadi penyebab kerusakan suatu sistim pada tepian
sungai, pesisir pantai, pilar dan abutmen jembatan, serta pada parit dan saluransaluran.
Dalam Tugas Akhir ini dilakukan pengujian pengaruh geotekstil pada
angka permeabilitas tanah pasir dengan dicoba pemodelan geotekstil
sebagai
filter. Kondisi tanah pasir dalam keadaan lepas, menggunakan kepadatan relatif
10%, 20%, dan 30%.
Dari hasil pengujian didapat persentase penurunan angka permeabilitas
dengan menggunakan geotekstil tipe Polyfelt :
-
TS 30 sebesar 12%, TS 50 sebesar 26%, dan TS 70 sebesar 37% untuk
kepadatan relatif 10%,
-
TS 30 sebesar 10%, TS 50 sebesar 31%, dan TS 70 sebesar 42% untuk
kepadatan relatif 20%,
-
TS 30 sebesar 23%, TS 50 sebesar 33%, dan TS 70 sebesar 51% untuk
kepadatan relatif 30%.
iii
DAFTAR ISI
Halaman
SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR………………………………….….i
SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR ………………………....ii
ABSTRAK………………………………………………………...……………...iii
PRAKATA………………………………...………………….…………………..iv
DAFTAR ISI…...……………………………………….....……………………..vi
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN.………...…………………………….ix
DAFTAR GAMBAR………..………………………...…………....……………xi
DAFTAR TABEL……….….…………………………………………....….….xiii
DAFTAR LAMPIRAN...…..……………………………………….…...….…..xiv
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah……………………………………….……..1
1.2 Maksud dan Tujuan…....……………………………………….…….2
1.3 Pembatasan Masalah………………………………………………....2
1.4 Sistimatika Pembahasan………………………………………….…..3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sifat dan Klasifikasi Tanah……………………………….……....….5
2.2 Parameter-Parameter Tanah..……………………………….…....…..9
2.3 Aliran Air Dalam Tanah……………………………………...….…14
2.3.1 Daya Rembes (Permeability)……………….….………...…14
2.3.2 Hukum Darcy…………………………...…...………….…..15
vi
2.3.3 Gradien Hidrolik.…..….…..……………….....….....….…...17
2.3.4 Koefisien Rembesan……………………...………...…..…..20
2.3.5 Hubungan Empiris untuk Koefisien rembesan………....…..22
2.3.6 Penentuan Koefisien rembesan (k) di Laboratorium
dengan Cara Uji Tinggi Jatuh (Constant Head Test)…...…..24
2.3.7 Pengaruh Temperatur Air Terhadap
Koefisien Rembesan……………………………...…….…..25
2.3.8 Pengaruh Kepadatan Relatif Terhadap Permeabilitas…..….27
2.4 Tinjauan Umum Geotekstil…………….…………….…...…….…..28
2.4.1 Latar Belakang Penggunaan Geotekstil…….………………28
2.4.2 Jenis-Jenis Geotekstil……………………….………...…….30
2.4.3 Kegunaan Geotekstil……………………….…………...…..32
2.4.3.1 Sebagai Perkuatan………………….…………...….32
2.4.3.2 Sebagai Pemisah………………………...………....33
2.4.3.3 Sebagai Filter………………….….……...………...34
2.4.3.4 Sebagai Drainasi………………….….……...……..35
2.4.4 Spesifikasi Teknis Geotekstil Non Woven…....…………....35
2.5 Pengaruh Geotekstil Pada material Sebagai filter untuk drainasi…..36
BAB 3 PENGUJIAN DAN HASIL UJI CONTOH TANAH AWAL
3.1 Rencana Kerja Penelitian…………………….…….…..…………...40
3.2 Pengujian Awal…………………….………..….…………………..42
3.2.1 Pengujian Analisa Saringan (Grain Size Analysis)...……....42
3.2.2
Pengujian Berat Jenis Tanah….………….…...………..…...45
3.2.3 Pengujian Berat Isi Tanah……………….…………...……..46
vii
3.3 Hasil Pengujian Awal……………………………..……….……….48
3.3.1 Analisa Saringan…………………………………………....48
3.3.2 Berat Jenis Tanah (Gs)……………………………………...49
3.3.3 Berat Isi Tanah (ã min dan ã maks)……...……………………...50
BAB 4 PENGUJIAN PERMEABILITAS SERTA ANALISISNYA
4.1 Pengujian Permeabilitas………………………….…..…………..…53
4.1.1 Sebelum Menggunakan Geotekstil…….……………….…..54
4.1.2 Menggunakan Geotekstil….…………………...……….…..56
4.2 Hasil Pengujian Permeabilitas…………………………..…….……58
4.2.1 Angka permeabilitas (k) Sebelum
Menggunakan Geotekstil…….……….……...………….….61
4.2.2 Angka Permeabilitas (k) Dengan
Menggunakan Geotekstil………………………….………..61
4.3 Analisis Hasil Pengujian….……………………..….………………62
4.3.1 Analisis Angka Permeabilitas sebelum dan menggunakan
Geotekstil………………………………...…………………63
4.3.2 Analisis Angka Permeabilitas kv3 yang
Menggunakan Geotekstil……….……...…….……………..68
4.4 Analisis Biaya…...…………..…...……………..…..………………69
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan……………………….……………..…….……………70
5.2 Saran……………………….…………………..….……….……….72
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
viii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
A
= luas
Bb
= berat butir
Cu
= koefisien keseragaman
Cc
= koefisien kecekungan atau gradasi
D10
= diameter yang bersesuaian dengan 10% lolos saringan
D30
= diameter yang bersesuaian dengan 30% lolos saringan
D60
= diameter yang bersesuaian dengan 60% lolos saringan
Dr
= kepadatan relatif
e
= angka pori
Gs
= berat jenis butir
Gt
= berat jenis air pada temperatur suhu t ºC
gr
= gram
gr/cm
= gram per centimeter
gr/cm²
= gram per centimeter persegi
gr/cm³
= gram per centimeter kubik
h
= tinggi air
i
= gradien hidrolik
k
= angka permeabilitas
kv(eq)
= angka permeabilitas ekivalen dalam arah vertikal
kv1
= angka permeabilitas lapisan tanah pertama (tanpa geotekstil) dalam
arah vertikal
kv2
= angka permeabilitas geotekstil (dari tabel spesifikasi)
ix
kv3
= angka permeabilitas lapisan tanah ketiga
l
= panjang contoh tanah
mm
= milimeter
Q
= debit rata-rata
t
= waktu
USCS
= Unified Soil Clasification System
Vrenc.
= volume rencana
Ws
= berat butiran tanah
Ww
= berat air
ã
= berat isi tanah
ãw
= berat isi air
ãdry
= berat isi tanah kering
ãmin
= berat isi tanah minimum
ãmaks
= berat isi tanah maksimum.
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
2.1 Sketsa penampang melintang dari pengujian…………………..…...……….15
2.2 Tekanan, elevasi, dan tinggi total energi untuk aliran air di dalam tanah..….19
2.3 Variasi kecepatan aliran v dengan gradien hidrolik i…...………..…….….…19
2.4 Uji rembesan dengan cara tinggi konstan………………………………..…..25
2.5 Variasi ç Tº C/ç 20ºC dengan temperatur uji…….…………..……….…….…..26
2.6 Kelengkapan sarang burung layang-layang merupakan sebuah
contoh perkuatan struktur komposit………………………..……….……….30
2.7 Contoh aplikasi geotekstil sebagai perkuatan tanah………..……….……….32
2.8 Contoh aplikasi geotekstil sebagai pemisah…………..…………….……….34
2.9 Geotekstil sebagai filter untuk drainasi………………..…………….………34
2.10 Geotekstil sebagai drainasi pada tanggul……………………...…….………35
3.1 Diagram alir rencana kerja………………………………………….………..41
3.2 Macam-macam tipe kurva distribusi ukuran butir………………….………..45
3.3 Kurva distribusi ukuran butir……………………………………….………..48
3.4 Diagram alir prosedur pembuatan kepadatan rencana…...………….……….52
4.1 Grafik hubungan antara k dan Dr tanpa geotekstil..…………...…….……….63
4.2 Grafik persentase penurunan angka permeabilitas tanpa geotekstil….……...63
4.3 Grafik hubungan antara k dan Dr menggunakan
geotekstil Polyfelt TS 30………………………..…………………….….…..64
4.4 Grafik persentase penurunan angka permeabilitas
dengan geotekstil Polyfelt TS 30……………………………………….……64
xi
4.5 Grafik hubungan antara k dan Dr menggunakan
geotekstil Polyfelt TS 50……………………….……………..……………..65
4.6 Grafik persentase penurunan angka permeabilitas
dengan geotekstil Polyfelt TS 50……...……….……………………….……65
4.7 Grafik hubungan antara k dan Dr menggunakan
geotekstil Polyfelt TS 70……………………………………………….……66
4.8 Grafik persentase penurunan angka permeabilitas
dengan geotekstil Polyfelt TS 70…...………….……...………………….….66
4.9 Grafik hubungan antara k dan Dr tanpa dan mengunakan geotekstil…...…....67
4.10 Grafik hubungan antara penurunan k terhadap Dr……..……….…………....67
xii
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
2.1 Penjelasan secara kualitatif mengenai deposit tanah berbutir……….………12
2.2 Harga-harga koefisien rembesan pada umumnya…..………………….…… 21
2.3 Technical spesification of Non Woven Geotextile Polyfelt.….…….….……36
3.1 Contoh tabel pembuatan jenis gradasi…………...………………….….……44
3.2 Hasil pengujian analisa saringan…..…………………………………….…..48
4.1 Hasil pengujian tanpa geotekstil…………………………………………..…61
4.2 Hasil pengujian menggunakan geotekstil Polyfelt TS 30….………….….….62
4.3 Hasil pengujian menggunakan geotekstil Polyfelt TS 50….………….….….62
4.4 Hasil pengujian menggunakan geotekstil Polyfelt TS 70…….…………..….62
4.5 Persentase penurunan angka permeabilitas tanpa geotekstil……………..….63
4.6 Persentase penurunan angka permeabilitas
dengan geotekstil Polyfelt TS 30………..…………………………….….….64
4.7 Persentase penurunan angka permeabilitas
dengan geotekstil Polyfelt TS 50…………………...……………….…….…65
4.8 Persentase penurunan angka permeabilitas
dengan geotekstil Polyfelt TS 70………...………………………….…….…66
4.9 Persentase penurunan angka permeabilitas
dengan menggunakan geotekstil Polyfelt……………………………….…...67
4.10 kv3 berdasarkan data hasil pengujian dengan Polyfelt TS 30…….….…....….68
4.11 kv3 berdasarkan data hasil pengujian dengan Polyfelt TS 50…….……….….68
4.12 kv3 berdasarkan data hasil pengujian dengan Polyfelt TS 70…….……….….68
4.13 Perbandingan biaya……………………………………………………….….69
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Prosedur pengujian berat jenis butir (Spesific Gravity-Gs).…….……….….…74
2. Prosedur pengujian analisis ukuran butir (Analisa Tapis)..…………………....81
3. Tabel USCS (ASTM D 2487)……………………………………………….…87
4. Hasil pengujian berat isi tanah (ãmin dan ãmaks)……...……….……..….....……88
5. Hasil pengujian permeabilitas (pengujian tinggi konstan)…...……..…....…….93
6. Harga k yang dinyatakan pada temperatur 20ºC……....……………………...117
7. Classification of Soils According to Their Coefficients of Permeability...….118
8. Geotekstil tipe Polyfelt yang digunakan dalam pengujian……..…....…...…..119
9. Contoh aplikasi geotekstil tipe Polyfelt…………...……………...…….…….122
10.Bahan dan alat yang digunakan dalam pengujian……..……….…….….……123
xiv
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Tanah yang merupakan susunan butiran padat dan pori-pori yang saling
berhubungan satu sama lain mengakibatkan air dapat mengalir di dalamnya dari
satu titik ke titik yang lain atau dari suatu titik dengan energi
titik lain yang
mempunyai
melalui pori-pori
tanah
energi lebih rendah. Studi
diperlukan dalam
lebih
mengenai
tinggi
ke
aliran
air
mekanika tanah karena sangat
berguna di dalam :
Ø memperkirakan jumlah rembesan air di dalam tanah,
Ø memperkirakan rembesan air pada bagian belakang dari dinding basement
suatu bangunan,
Ø menganalisis kestabilan dari suatu bendungan tanah dan konstruksi dinding
penahan tanah yang terkena gaya rembesan, dan lain sebagainya.
2
Apabila air yang mengalir melalui pori-pori dalam tanah tersebut terlalu
besar, maka akan mengakibatkan kerusakan pada tanah atau struktur bangunan
yang dilalui air tersebut. Beberapa cara untuk mengatur permeabilitas dalam tanah
antara lain :
Ø penggunaan filter,
Ø penggunaan core atau dinding halang rembesan,
Ø penggunaan geotekstil,
Ø dan lain sebagainya.
1.2 Maksud dan Tujuan
Adapun maksud dari penulisan dan penelitian Tugas Akhir ini untuk
mengetahui pengaruh geotekstil pada angka permeabilitas tanah pasir.
Tujuannya untuk mempelajari angka permeabilitas yang terjadi pada tanah
pasir yang menggunakan geotekstil tersebut.
1.3 Pembatasan Masalah
Dalam pembahasan pengaruh geotekstil pada material tanah pasir yang
mengalami rembesan air akan dilakukan pengujian permeabilitas. Penelitian dan
penulisan Tugas Akhir ini akan dibatasi pada hal-hal sebagai berikut :
1.
Pengujian dilakukan dalam laboratorium.
2.
Jenis material adalah pasir, dengan kepadatan relatif 10%, 20%, 30%.
3.
Pasir yang digunakan adalah
pasir
galunggung
bergradasi
buruk (Cu < 6
dan 1 > Cc > 3).
4.
Standar pengujian ASTM D 2434 (menggunakan alat Constant Head).
3
5.
Letak
geotekstil
di
tengah-tengah
contoh
tanah
menyesuaikan
dengan
aplikasinya di lapangan.
6.
Geotekstil yang digunakan jenis Non Woven tipe Polyfelt TS 30, TS 50, dan
TS 70.
7.
Sketsa gambar pengujian :
Corong
Selang
batu pori
tabung silinder
pasir
Lapisan geotekstil tipe polyfelt TS 30, 50, 70
Batu Pori
Kran
Dr 10%, 20%, 30%
Gelas ukur
1.4 Sistematika Pembahasan
Secara garis besar sistematika dari penulisan Tugas Akhir ini adalah
sebagai berikut :
4
BAB 1 Pendahuluan
Membahas mengenai latar belakang masalah, maksud dan tujuan studi,
ruang lingkup pembahasan, dan sistematika pembahasan yang digunakan.
BAB 2 Tinjauan Pustaka
Bab ini berisi tentang sifat dan klasifikasi tanah, parameter-parameter
tanah, aliran air yang terjadi dalam tanah, serta tinjauan umum geotekstil.
BAB 3 Pengujian Contoh Tanah Awal Serta Hasilnya
Bab ini berisi tentang pembahasan rencana kerja, pengujian awal yang
dilakukan, serta analisis datanya.
BAB 4 Pengujian Permeabilitas serta Analisisnya
Bab ini berisi tentang pengujian permeabilitas, data hasil pengujian yang
dilakukan, dibahas, dibandingkan, kemudian dianalisa.
BAB 5 Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi tentang kesimpulan yang diambil dari hasil analisa data dan
saran-saran berdasarkan pembahasan selama waktu pengujian serta hasil
analisa dari pengujian tersebut.
70
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Berdasarkan
hasil
pengujian
yang
telah
dilakukan,
dapat
ditarik
kesimpulan bahwa :
1. Angka
permeabilitas
sebelum
menggunakan
geotekstil
dengan
kepadatan
relatif 10%, 20%, dan 30% mengalami persentase penurunan sebesar :
Ø 0% untuk Dr 10,
Ø 4% untuk Dr 20, dan
Ø 7% untuk Dr 30.
Dengan asumsi adanya kepadatan relatif, angka permeabilitas mengalami
penurunan sebesar 4% untuk Dr 20 dan 7% untuk Dr 30.
2. Angka permeabilitas menggunakan geotekstil TS 30 dengan kepadatan relatif
10%, 20%, dan 30% mengalami persentase penurunan sebesar :
Ø 0% untuk Dr 10,
Ø 4% untuk Dr 20, dan
71
Ø 21% untuk Dr 30.
Dengan asumsi adanya kepadatan relatif dan penggunaan geotekstil Polyfelt
TS 30, angka permeabilitas mengalami penurunan sebesar 4% untuk Dr 20 dan
21% untuk Dr 30.
3. Angka permeabilitas menggunakan geotekstil TS 50 dengan kepadatan relatif
10%, 20%, dan 30% mengalami persentase penurunan sebesar :
Ø 0% untuk Dr 10,
Ø 11% untuk Dr 20, dan
Ø 17% untuk Dr 30.
Dengan asumsi adanya kepadatan relatif dan penggunaan geotekstil Polyfelt
TS 50, angka permeabilitas mengalami penurunan sebesar 11% untuk Dr 20
dan 17% untuk Dr 30.
4. Angka permeabilitas menggunakan geotekstil TS 70 dengan kepadatan relatif
10%, 20%, dan 30% mengalami persentase penurunan sebesar :
Ø 0% untuk Dr 10,
Ø 12% untuk Dr 20, dan
Ø 28% untuk Dr 30%.
Dengan asumsi adanya kepadatan relatif dan penggunaan geotekstil Polyfelt
TS 70, angka permeabilitas mengalami penurunan sebesar 12% untuk Dr 20
dan 28% untuk Dr 30.
5. Persentase
perbandingan
penurunan
angka
permeabilitas
sebelum
menggunakan geotekstil dan menggunakan geotekstil TS 30, TS 50, dan TS
70 terhadap kepadatan relatif, masing-masing sebesar :
Ø 12% TS 30, 26% TS 50, dan 37% TS 70 untuk Dr 10%,
72
Ø 10% TS 30, 31% TS 50, dan 42% TS 70 untuk Dr 20%,
Ø 23% TS 30, 33% TS 50, dan 51% TS 70 untuk Dr 30%.
Dengan menggunakan geotekstil Polyfelt TS 30, TS 50, dan TS 70 angka
permeabilitas mengalami penurunan sebesar masing-masing tertera di atas
lebih kecil dari tanpa menggunakan geotekstil.
5.2 SARAN
Beberapa saran yang dapat diberikan penulis :
Ø Pasir
dalam
pengujian
tinggi konstan sebaiknya
pasir
yang
bersih dan
silinder
sebaiknya
digunakan hanya untuk sekali pakai,
Ø Dalam
pembuatan
kepadatan
di
dalam
tabung
memperhatikan ketinggian dan berat butir yang direncanakan,
Ø Pada waktu memasukkan tanah pasir ke dalam tabung silinder sebaiknya,
diberi alas di atas batu pori (seperti kertas pori), sehingga pembuatan
kepadatan tanah menjadi lebih baik,
Ø Dalam proses pemadatan tanah dengan stamper, sebaiknya memperhatikan
kepadatan tanah yang direncanakan dan pemadatan sebaiknya dilakukan
diberbagai tempat agar didapat suatu kepadatan yang baik,
Ø Gelembung udara yang terperangkap sebaiknya dikeluarkan karena akan
berpengaruh pada angka permeabilitasnya,
Ø Pengambilan sampel air dalam proses pengujian dengan geotekstil sebaiknya
dilakukan setelah kondisi air konstan.
73
DAFTAR PUSTAKA
1. Annual Book Of ASTM Standards Vol. 04-08, 1996.
2.
Bowles, J. E., (1989), Sifat-Sifat Fisis dan Geoteknis Tanah, edisi kedua,
Erlangga, Jakarta.
3. Das, B. M., (1988), Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis, Penerbit Erlangga,
Jakarta.
4.
Hary Christady Hardiyatmo., (1992), Mekanika Tanah 1, Penerbit Gramedia
Pustaka Utama, Jakarta.
5.
Jewell, R. A. MA. PhD. Ceng., (1996), Soil Reinforcement With Geotextile,
Thomas Telford, London.
6.
Laboratorium Mekanika Tanah., (1999), Laporan Praktikum, Universitas
Kristen Maranatha, Bandung.
7.
Lambe, T. W., Whitman, R. V., (1979), Soil Mechanics ‘SI Version,
Massachusetts Institute of Technology with the Assistance of H. G. Poulos
University of Sidney.
8.
Rankilor, P. R., (1981), Membrane in Ground Engineering, Wiley, New York.
TANAH PASIR DENGAN KEPADATAN YANG BERBEDA-BEDA
(STUDI LABORATORIUM)
Disusun Oleh :
Richard R. Sitorus.
NRP : 9821058
UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN SIPIL
BANDUNG
2004
ABSTRAK
Pengaruh aliran air terhadap tanah dan konstruksi bangunan berakibat besar
pada kelangsungan umur sistim tersebut. Masalah erosi tanah misalnya yang
terjadi akibat gaya gelombang, banjir, aliran permukaan, air rembesan, arus sungai
dan hempasan pasang surut menjadi penyebab kerusakan suatu sistim pada tepian
sungai, pesisir pantai, pilar dan abutmen jembatan, serta pada parit dan saluransaluran.
Dalam Tugas Akhir ini dilakukan pengujian pengaruh geotekstil pada
angka permeabilitas tanah pasir dengan dicoba pemodelan geotekstil
sebagai
filter. Kondisi tanah pasir dalam keadaan lepas, menggunakan kepadatan relatif
10%, 20%, dan 30%.
Dari hasil pengujian didapat persentase penurunan angka permeabilitas
dengan menggunakan geotekstil tipe Polyfelt :
-
TS 30 sebesar 12%, TS 50 sebesar 26%, dan TS 70 sebesar 37% untuk
kepadatan relatif 10%,
-
TS 30 sebesar 10%, TS 50 sebesar 31%, dan TS 70 sebesar 42% untuk
kepadatan relatif 20%,
-
TS 30 sebesar 23%, TS 50 sebesar 33%, dan TS 70 sebesar 51% untuk
kepadatan relatif 30%.
iii
DAFTAR ISI
Halaman
SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR………………………………….….i
SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR ………………………....ii
ABSTRAK………………………………………………………...……………...iii
PRAKATA………………………………...………………….…………………..iv
DAFTAR ISI…...……………………………………….....……………………..vi
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN.………...…………………………….ix
DAFTAR GAMBAR………..………………………...…………....……………xi
DAFTAR TABEL……….….…………………………………………....….….xiii
DAFTAR LAMPIRAN...…..……………………………………….…...….…..xiv
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah……………………………………….……..1
1.2 Maksud dan Tujuan…....……………………………………….…….2
1.3 Pembatasan Masalah………………………………………………....2
1.4 Sistimatika Pembahasan………………………………………….…..3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sifat dan Klasifikasi Tanah……………………………….……....….5
2.2 Parameter-Parameter Tanah..……………………………….…....…..9
2.3 Aliran Air Dalam Tanah……………………………………...….…14
2.3.1 Daya Rembes (Permeability)……………….….………...…14
2.3.2 Hukum Darcy…………………………...…...………….…..15
vi
2.3.3 Gradien Hidrolik.…..….…..……………….....….....….…...17
2.3.4 Koefisien Rembesan……………………...………...…..…..20
2.3.5 Hubungan Empiris untuk Koefisien rembesan………....…..22
2.3.6 Penentuan Koefisien rembesan (k) di Laboratorium
dengan Cara Uji Tinggi Jatuh (Constant Head Test)…...…..24
2.3.7 Pengaruh Temperatur Air Terhadap
Koefisien Rembesan……………………………...…….…..25
2.3.8 Pengaruh Kepadatan Relatif Terhadap Permeabilitas…..….27
2.4 Tinjauan Umum Geotekstil…………….…………….…...…….…..28
2.4.1 Latar Belakang Penggunaan Geotekstil…….………………28
2.4.2 Jenis-Jenis Geotekstil……………………….………...…….30
2.4.3 Kegunaan Geotekstil……………………….…………...…..32
2.4.3.1 Sebagai Perkuatan………………….…………...….32
2.4.3.2 Sebagai Pemisah………………………...………....33
2.4.3.3 Sebagai Filter………………….….……...………...34
2.4.3.4 Sebagai Drainasi………………….….……...……..35
2.4.4 Spesifikasi Teknis Geotekstil Non Woven…....…………....35
2.5 Pengaruh Geotekstil Pada material Sebagai filter untuk drainasi…..36
BAB 3 PENGUJIAN DAN HASIL UJI CONTOH TANAH AWAL
3.1 Rencana Kerja Penelitian…………………….…….…..…………...40
3.2 Pengujian Awal…………………….………..….…………………..42
3.2.1 Pengujian Analisa Saringan (Grain Size Analysis)...……....42
3.2.2
Pengujian Berat Jenis Tanah….………….…...………..…...45
3.2.3 Pengujian Berat Isi Tanah……………….…………...……..46
vii
3.3 Hasil Pengujian Awal……………………………..……….……….48
3.3.1 Analisa Saringan…………………………………………....48
3.3.2 Berat Jenis Tanah (Gs)……………………………………...49
3.3.3 Berat Isi Tanah (ã min dan ã maks)……...……………………...50
BAB 4 PENGUJIAN PERMEABILITAS SERTA ANALISISNYA
4.1 Pengujian Permeabilitas………………………….…..…………..…53
4.1.1 Sebelum Menggunakan Geotekstil…….……………….…..54
4.1.2 Menggunakan Geotekstil….…………………...……….…..56
4.2 Hasil Pengujian Permeabilitas…………………………..…….……58
4.2.1 Angka permeabilitas (k) Sebelum
Menggunakan Geotekstil…….……….……...………….….61
4.2.2 Angka Permeabilitas (k) Dengan
Menggunakan Geotekstil………………………….………..61
4.3 Analisis Hasil Pengujian….……………………..….………………62
4.3.1 Analisis Angka Permeabilitas sebelum dan menggunakan
Geotekstil………………………………...…………………63
4.3.2 Analisis Angka Permeabilitas kv3 yang
Menggunakan Geotekstil……….……...…….……………..68
4.4 Analisis Biaya…...…………..…...……………..…..………………69
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan……………………….……………..…….……………70
5.2 Saran……………………….…………………..….……….……….72
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
viii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
A
= luas
Bb
= berat butir
Cu
= koefisien keseragaman
Cc
= koefisien kecekungan atau gradasi
D10
= diameter yang bersesuaian dengan 10% lolos saringan
D30
= diameter yang bersesuaian dengan 30% lolos saringan
D60
= diameter yang bersesuaian dengan 60% lolos saringan
Dr
= kepadatan relatif
e
= angka pori
Gs
= berat jenis butir
Gt
= berat jenis air pada temperatur suhu t ºC
gr
= gram
gr/cm
= gram per centimeter
gr/cm²
= gram per centimeter persegi
gr/cm³
= gram per centimeter kubik
h
= tinggi air
i
= gradien hidrolik
k
= angka permeabilitas
kv(eq)
= angka permeabilitas ekivalen dalam arah vertikal
kv1
= angka permeabilitas lapisan tanah pertama (tanpa geotekstil) dalam
arah vertikal
kv2
= angka permeabilitas geotekstil (dari tabel spesifikasi)
ix
kv3
= angka permeabilitas lapisan tanah ketiga
l
= panjang contoh tanah
mm
= milimeter
Q
= debit rata-rata
t
= waktu
USCS
= Unified Soil Clasification System
Vrenc.
= volume rencana
Ws
= berat butiran tanah
Ww
= berat air
ã
= berat isi tanah
ãw
= berat isi air
ãdry
= berat isi tanah kering
ãmin
= berat isi tanah minimum
ãmaks
= berat isi tanah maksimum.
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
2.1 Sketsa penampang melintang dari pengujian…………………..…...……….15
2.2 Tekanan, elevasi, dan tinggi total energi untuk aliran air di dalam tanah..….19
2.3 Variasi kecepatan aliran v dengan gradien hidrolik i…...………..…….….…19
2.4 Uji rembesan dengan cara tinggi konstan………………………………..…..25
2.5 Variasi ç Tº C/ç 20ºC dengan temperatur uji…….…………..……….…….…..26
2.6 Kelengkapan sarang burung layang-layang merupakan sebuah
contoh perkuatan struktur komposit………………………..……….……….30
2.7 Contoh aplikasi geotekstil sebagai perkuatan tanah………..……….……….32
2.8 Contoh aplikasi geotekstil sebagai pemisah…………..…………….……….34
2.9 Geotekstil sebagai filter untuk drainasi………………..…………….………34
2.10 Geotekstil sebagai drainasi pada tanggul……………………...…….………35
3.1 Diagram alir rencana kerja………………………………………….………..41
3.2 Macam-macam tipe kurva distribusi ukuran butir………………….………..45
3.3 Kurva distribusi ukuran butir……………………………………….………..48
3.4 Diagram alir prosedur pembuatan kepadatan rencana…...………….……….52
4.1 Grafik hubungan antara k dan Dr tanpa geotekstil..…………...…….……….63
4.2 Grafik persentase penurunan angka permeabilitas tanpa geotekstil….……...63
4.3 Grafik hubungan antara k dan Dr menggunakan
geotekstil Polyfelt TS 30………………………..…………………….….…..64
4.4 Grafik persentase penurunan angka permeabilitas
dengan geotekstil Polyfelt TS 30……………………………………….……64
xi
4.5 Grafik hubungan antara k dan Dr menggunakan
geotekstil Polyfelt TS 50……………………….……………..……………..65
4.6 Grafik persentase penurunan angka permeabilitas
dengan geotekstil Polyfelt TS 50……...……….……………………….……65
4.7 Grafik hubungan antara k dan Dr menggunakan
geotekstil Polyfelt TS 70……………………………………………….……66
4.8 Grafik persentase penurunan angka permeabilitas
dengan geotekstil Polyfelt TS 70…...………….……...………………….….66
4.9 Grafik hubungan antara k dan Dr tanpa dan mengunakan geotekstil…...…....67
4.10 Grafik hubungan antara penurunan k terhadap Dr……..……….…………....67
xii
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
2.1 Penjelasan secara kualitatif mengenai deposit tanah berbutir……….………12
2.2 Harga-harga koefisien rembesan pada umumnya…..………………….…… 21
2.3 Technical spesification of Non Woven Geotextile Polyfelt.….…….….……36
3.1 Contoh tabel pembuatan jenis gradasi…………...………………….….……44
3.2 Hasil pengujian analisa saringan…..…………………………………….…..48
4.1 Hasil pengujian tanpa geotekstil…………………………………………..…61
4.2 Hasil pengujian menggunakan geotekstil Polyfelt TS 30….………….….….62
4.3 Hasil pengujian menggunakan geotekstil Polyfelt TS 50….………….….….62
4.4 Hasil pengujian menggunakan geotekstil Polyfelt TS 70…….…………..….62
4.5 Persentase penurunan angka permeabilitas tanpa geotekstil……………..….63
4.6 Persentase penurunan angka permeabilitas
dengan geotekstil Polyfelt TS 30………..…………………………….….….64
4.7 Persentase penurunan angka permeabilitas
dengan geotekstil Polyfelt TS 50…………………...……………….…….…65
4.8 Persentase penurunan angka permeabilitas
dengan geotekstil Polyfelt TS 70………...………………………….…….…66
4.9 Persentase penurunan angka permeabilitas
dengan menggunakan geotekstil Polyfelt……………………………….…...67
4.10 kv3 berdasarkan data hasil pengujian dengan Polyfelt TS 30…….….…....….68
4.11 kv3 berdasarkan data hasil pengujian dengan Polyfelt TS 50…….……….….68
4.12 kv3 berdasarkan data hasil pengujian dengan Polyfelt TS 70…….……….….68
4.13 Perbandingan biaya……………………………………………………….….69
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Prosedur pengujian berat jenis butir (Spesific Gravity-Gs).…….……….….…74
2. Prosedur pengujian analisis ukuran butir (Analisa Tapis)..…………………....81
3. Tabel USCS (ASTM D 2487)……………………………………………….…87
4. Hasil pengujian berat isi tanah (ãmin dan ãmaks)……...……….……..….....……88
5. Hasil pengujian permeabilitas (pengujian tinggi konstan)…...……..…....…….93
6. Harga k yang dinyatakan pada temperatur 20ºC……....……………………...117
7. Classification of Soils According to Their Coefficients of Permeability...….118
8. Geotekstil tipe Polyfelt yang digunakan dalam pengujian……..…....…...…..119
9. Contoh aplikasi geotekstil tipe Polyfelt…………...……………...…….…….122
10.Bahan dan alat yang digunakan dalam pengujian……..……….…….….……123
xiv
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Tanah yang merupakan susunan butiran padat dan pori-pori yang saling
berhubungan satu sama lain mengakibatkan air dapat mengalir di dalamnya dari
satu titik ke titik yang lain atau dari suatu titik dengan energi
titik lain yang
mempunyai
melalui pori-pori
tanah
energi lebih rendah. Studi
diperlukan dalam
lebih
mengenai
tinggi
ke
aliran
air
mekanika tanah karena sangat
berguna di dalam :
Ø memperkirakan jumlah rembesan air di dalam tanah,
Ø memperkirakan rembesan air pada bagian belakang dari dinding basement
suatu bangunan,
Ø menganalisis kestabilan dari suatu bendungan tanah dan konstruksi dinding
penahan tanah yang terkena gaya rembesan, dan lain sebagainya.
2
Apabila air yang mengalir melalui pori-pori dalam tanah tersebut terlalu
besar, maka akan mengakibatkan kerusakan pada tanah atau struktur bangunan
yang dilalui air tersebut. Beberapa cara untuk mengatur permeabilitas dalam tanah
antara lain :
Ø penggunaan filter,
Ø penggunaan core atau dinding halang rembesan,
Ø penggunaan geotekstil,
Ø dan lain sebagainya.
1.2 Maksud dan Tujuan
Adapun maksud dari penulisan dan penelitian Tugas Akhir ini untuk
mengetahui pengaruh geotekstil pada angka permeabilitas tanah pasir.
Tujuannya untuk mempelajari angka permeabilitas yang terjadi pada tanah
pasir yang menggunakan geotekstil tersebut.
1.3 Pembatasan Masalah
Dalam pembahasan pengaruh geotekstil pada material tanah pasir yang
mengalami rembesan air akan dilakukan pengujian permeabilitas. Penelitian dan
penulisan Tugas Akhir ini akan dibatasi pada hal-hal sebagai berikut :
1.
Pengujian dilakukan dalam laboratorium.
2.
Jenis material adalah pasir, dengan kepadatan relatif 10%, 20%, 30%.
3.
Pasir yang digunakan adalah
pasir
galunggung
bergradasi
buruk (Cu < 6
dan 1 > Cc > 3).
4.
Standar pengujian ASTM D 2434 (menggunakan alat Constant Head).
3
5.
Letak
geotekstil
di
tengah-tengah
contoh
tanah
menyesuaikan
dengan
aplikasinya di lapangan.
6.
Geotekstil yang digunakan jenis Non Woven tipe Polyfelt TS 30, TS 50, dan
TS 70.
7.
Sketsa gambar pengujian :
Corong
Selang
batu pori
tabung silinder
pasir
Lapisan geotekstil tipe polyfelt TS 30, 50, 70
Batu Pori
Kran
Dr 10%, 20%, 30%
Gelas ukur
1.4 Sistematika Pembahasan
Secara garis besar sistematika dari penulisan Tugas Akhir ini adalah
sebagai berikut :
4
BAB 1 Pendahuluan
Membahas mengenai latar belakang masalah, maksud dan tujuan studi,
ruang lingkup pembahasan, dan sistematika pembahasan yang digunakan.
BAB 2 Tinjauan Pustaka
Bab ini berisi tentang sifat dan klasifikasi tanah, parameter-parameter
tanah, aliran air yang terjadi dalam tanah, serta tinjauan umum geotekstil.
BAB 3 Pengujian Contoh Tanah Awal Serta Hasilnya
Bab ini berisi tentang pembahasan rencana kerja, pengujian awal yang
dilakukan, serta analisis datanya.
BAB 4 Pengujian Permeabilitas serta Analisisnya
Bab ini berisi tentang pengujian permeabilitas, data hasil pengujian yang
dilakukan, dibahas, dibandingkan, kemudian dianalisa.
BAB 5 Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi tentang kesimpulan yang diambil dari hasil analisa data dan
saran-saran berdasarkan pembahasan selama waktu pengujian serta hasil
analisa dari pengujian tersebut.
70
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Berdasarkan
hasil
pengujian
yang
telah
dilakukan,
dapat
ditarik
kesimpulan bahwa :
1. Angka
permeabilitas
sebelum
menggunakan
geotekstil
dengan
kepadatan
relatif 10%, 20%, dan 30% mengalami persentase penurunan sebesar :
Ø 0% untuk Dr 10,
Ø 4% untuk Dr 20, dan
Ø 7% untuk Dr 30.
Dengan asumsi adanya kepadatan relatif, angka permeabilitas mengalami
penurunan sebesar 4% untuk Dr 20 dan 7% untuk Dr 30.
2. Angka permeabilitas menggunakan geotekstil TS 30 dengan kepadatan relatif
10%, 20%, dan 30% mengalami persentase penurunan sebesar :
Ø 0% untuk Dr 10,
Ø 4% untuk Dr 20, dan
71
Ø 21% untuk Dr 30.
Dengan asumsi adanya kepadatan relatif dan penggunaan geotekstil Polyfelt
TS 30, angka permeabilitas mengalami penurunan sebesar 4% untuk Dr 20 dan
21% untuk Dr 30.
3. Angka permeabilitas menggunakan geotekstil TS 50 dengan kepadatan relatif
10%, 20%, dan 30% mengalami persentase penurunan sebesar :
Ø 0% untuk Dr 10,
Ø 11% untuk Dr 20, dan
Ø 17% untuk Dr 30.
Dengan asumsi adanya kepadatan relatif dan penggunaan geotekstil Polyfelt
TS 50, angka permeabilitas mengalami penurunan sebesar 11% untuk Dr 20
dan 17% untuk Dr 30.
4. Angka permeabilitas menggunakan geotekstil TS 70 dengan kepadatan relatif
10%, 20%, dan 30% mengalami persentase penurunan sebesar :
Ø 0% untuk Dr 10,
Ø 12% untuk Dr 20, dan
Ø 28% untuk Dr 30%.
Dengan asumsi adanya kepadatan relatif dan penggunaan geotekstil Polyfelt
TS 70, angka permeabilitas mengalami penurunan sebesar 12% untuk Dr 20
dan 28% untuk Dr 30.
5. Persentase
perbandingan
penurunan
angka
permeabilitas
sebelum
menggunakan geotekstil dan menggunakan geotekstil TS 30, TS 50, dan TS
70 terhadap kepadatan relatif, masing-masing sebesar :
Ø 12% TS 30, 26% TS 50, dan 37% TS 70 untuk Dr 10%,
72
Ø 10% TS 30, 31% TS 50, dan 42% TS 70 untuk Dr 20%,
Ø 23% TS 30, 33% TS 50, dan 51% TS 70 untuk Dr 30%.
Dengan menggunakan geotekstil Polyfelt TS 30, TS 50, dan TS 70 angka
permeabilitas mengalami penurunan sebesar masing-masing tertera di atas
lebih kecil dari tanpa menggunakan geotekstil.
5.2 SARAN
Beberapa saran yang dapat diberikan penulis :
Ø Pasir
dalam
pengujian
tinggi konstan sebaiknya
pasir
yang
bersih dan
silinder
sebaiknya
digunakan hanya untuk sekali pakai,
Ø Dalam
pembuatan
kepadatan
di
dalam
tabung
memperhatikan ketinggian dan berat butir yang direncanakan,
Ø Pada waktu memasukkan tanah pasir ke dalam tabung silinder sebaiknya,
diberi alas di atas batu pori (seperti kertas pori), sehingga pembuatan
kepadatan tanah menjadi lebih baik,
Ø Dalam proses pemadatan tanah dengan stamper, sebaiknya memperhatikan
kepadatan tanah yang direncanakan dan pemadatan sebaiknya dilakukan
diberbagai tempat agar didapat suatu kepadatan yang baik,
Ø Gelembung udara yang terperangkap sebaiknya dikeluarkan karena akan
berpengaruh pada angka permeabilitasnya,
Ø Pengambilan sampel air dalam proses pengujian dengan geotekstil sebaiknya
dilakukan setelah kondisi air konstan.
73
DAFTAR PUSTAKA
1. Annual Book Of ASTM Standards Vol. 04-08, 1996.
2.
Bowles, J. E., (1989), Sifat-Sifat Fisis dan Geoteknis Tanah, edisi kedua,
Erlangga, Jakarta.
3. Das, B. M., (1988), Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis, Penerbit Erlangga,
Jakarta.
4.
Hary Christady Hardiyatmo., (1992), Mekanika Tanah 1, Penerbit Gramedia
Pustaka Utama, Jakarta.
5.
Jewell, R. A. MA. PhD. Ceng., (1996), Soil Reinforcement With Geotextile,
Thomas Telford, London.
6.
Laboratorium Mekanika Tanah., (1999), Laporan Praktikum, Universitas
Kristen Maranatha, Bandung.
7.
Lambe, T. W., Whitman, R. V., (1979), Soil Mechanics ‘SI Version,
Massachusetts Institute of Technology with the Assistance of H. G. Poulos
University of Sidney.
8.
Rankilor, P. R., (1981), Membrane in Ground Engineering, Wiley, New York.