BOX UJI MODEL SEBAGAI SOLUSI PENDEKATAN
Seminar Nasional Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta
2015
BOX UJI MODEL SEBAGAI SOLUSI PENDEKATAN
LOADING TEST
STRUKTUR BAWAH BANGUNAN
Yuwono1, Andikanoza Pradiptiya2
Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta
Email : yuwono_20@yahoo.co.id
ABSTRACT
Identification of a soil material can be carried out in the laboratory to determine whether the soil
parameters such as: soil classification, index Engeneering propertys or the propertys of a soil. The
results of this investigation can be used as reference in designing a building structure, especially the
sub structures. The results of the draft form of the theoretical approach and use certain safety factor.
However, if in the data collection and calculation less accurate then there is still a lot of possibility
the failure of the structure of the receiving load. To assure the truth of design designed it is
necessary to direct loading test in the field but with a very high cost. By moving media to the media
field with a scale model of a particular laboratory that is by making a test box models as testing
medium, with actual model in the form of a scale model. This method is quite cheap and efficient as
it can be used for a variety of models and can be repeated
Key words: The box, loading test, the sub structures
1. PENDAHULUAN
2.
Geoteknik adalah salah satu
cabang dari ilmu teknik sipil
yang mendalami tentang struktur
bawah (sub structure) maupun
metode konstruksi yang berada di
dalam tanah. Hingga saat ini
masih
banyak
fenomena
kerusakan/kegagalan
struktur
bangunan yang masih sulit
diprediksi, hal ini diakibatkan
oleh
kurangnya
data
dan
pemahaman
terhadap
jenis
maupun karakter dari suatu tanah
yang
mendukung
bangunan
tersebut.
Untuk
mengetahui
perilaku struktur yang sebenarnya
terhadap pembebanan maka
haruslah dilakukan uji coba di
lapangan. Pengujuian secara
langsung
di
lapangan
memerlukan biaya yang sangat
tinggi. Untuk mengatasi kondisi
ini maka perlu dibuatkan media
lapangan yang dapat dipindahkan
ke
laboratorium
dengan
menggunakan
model
skala
tertentu dengan box uji model.
3.
Box uji model’ ini bersifat
portable yang di dalamnya
dilengkapi dengan ruang media
tanah, angkur, penempatan model
struktur, serta dapat dilengkapi
alat alat ukur lainnya. Pada ‘box
uji model’ ini dapat dipergunakan
untuk mengamati berbagai model
struktur bangunan bawah. Proses
pemakaian ‘box uji model’ ini
dapat disimulasikan dari kondisi
tanah yang ada dilapangan,
selanjutnya dapat dilakukan
loading test pada berbagai model
struktur yang diamati tersebut.
Dari hasil pengujian dengan skala
model ini dapat memperoleh data
respon struktur yang lebih dekat
dengan kondisi di lapangan, serta
biaya yang lebih murah.
4.
Box uji model’ ini berfungsi
untuk mengukur respon struktur
bawah
akibat
pembebanan
khususnya gaya eksternal yang
hasilnya dapat dipergunakan
sebagai
pedoman
maupun
pelengkap data dalam mendesign suatu struktur serta dapat
dipergunakan sebagai media
Hal | 1
Seminar Nasional Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta
2015
untuk
pengamatan
terhadap
pembaharuan /penemuan suatu
model struktur yang baru
khususnya
pada
bangunan
struktur bawah.
5.
Box uji model’ ini dirancang
bukan untuk beban dinamis
melainkan untuk mengakomodasi
pembebanan statis berlanjut
maupun beban statis berulang
(siklik) pada model struktur pada
media tanah yang berbeda-beda.
6.
Perencanaan/design
secara
teoritis suatu struktur bangunan
bawah
dapat
dilakukan
berdasarkan
data
dari
laboratorium baik dari segi
indeks property maupun dari segi
engeneering propertys dari suatu
tanah. Namun demikian untuk
meyakinkan hasil unjuk kerja dari
suatu design yang dilaksanakan
maka masih perlu dilakukan uji
langsung atau loading test di
lapangan, sehingga melalui ‘box
uji model’ ini dapat dipakai
sebagai
pengamatan
yang
mendekati kondisi lapangan.
7.
Tinjauan Pustaka
8.
Penggunaan model fisik
9.
Aplikasi dan pembelajaran pada
bidang teknik sipil sebagai suatu
hal yang nyata dan dapat
direalisasikan
dalam
bentuk/model struktur bangunan
yang dapat menghubungkan
antara teoritis dengan respon
struktur yang diranacang.
10. Felder (1996) dalam Hanson
et.al. (2006) mencatat bahwa
siswa yang diajar secara eksklusif
teoritis
mungkin
tidak
mempunyai ketangkasan mental
yang dibutuhkan dalam dunia
Hal | 2
profesional untuk berurusan
dengan informasi yang beragam.
Ini mengarah langsung ke
kesimpulan bahwa salah satu
tujuan
pendidikan
harus
membantu siswa membangun
keterampilan dan kreatifitas
mereka dengan secara langsung
memperlihatkan
keadaan
sesungguh nya di lapangan
maupun dengan pendekatan
pemodelan fisik.
11. Paradigma metode pengajaran
klasik yang hanya berdasarkan
textbook , papan tulis dan
ceramah hanya akan menjadikan
motode pembelajaran yang pasif.
Nirmalakhan
et.al.
(2002)
mengkaji
keaktifan
proses
pembelajaran
dengan
menerapkan
pendekatan
kombinasi
pengajaran
menggunakan metode pemodelan
fisik, matematika dan simulasi
komputer. Siswa ditantang untuk
menerapkan
konsep-konsep
teoritis untuk merasionalisasi,
merekonsiliasi, memprediksi, dan
memvalidasi fenomena melalui
model fisik. Latihan-latihan itu
memungkinkan siswa untuk
berpartisipasi,
bertindak,
bereaksi, dan merefleksikan, baik
secara individu maupun kolektif.
12. Landasan teori
13. Keilmuan bidang geoteknik
14. Geoteknik adalah salah satu
cabang dari ilmu teknik sipil, di
dalamnya
diperdalam
pembahasan
mengenai
permasalahan kekuatan tanah dan
batuan serta hubungannya dengan
kemampuan menahan beban
bangunan yang berdiri diatasnya.
Pada dasarnya ilmu ini tergolong
ilmu tua yang berjalan bersamaan
Seminar Nasional Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta
2015
dengan
tingkat
peradaban
manusia,
dari
mulai
pembangunan piramid di Mesir,
candi
Borobudur
hingga
pembangunan gedung pencakar
langit sekarang ini. Salah satu
permasalahan geoteknik yang
melegenda ialah kemiringan
menara Pisa di Italia, yang
disebabkan
oleh
ketidak
seragaman dukungan tanah di
bawahnya
terhadap
menara
tersebut (Wikipedia).
15. Peran pemodelan fisik dalam
desain geoteknik
16. Sebagian besar proses desain
teknik bergantung pada iterasi
dan siklus test untuk memastikan
keberhasilan dari desain akhir.
Namun, jenis siklus berulang
tersebut tidak mungkin di
gunakan untuk desain sistem
geoteknik karena biaya, skala,
dan kompleksitas proyek-proyek
geoteknik. Insinyur geoteknik
mengandalkan pemodelan fisik
skala
tertentu
untuk
mengevaluasi kinerja atau untuk
memverifikasi perilaku sistem
geoteknik. Teknologi centrifuge
geoteknik secara luas diadopsi
untuk tujuan pemodelan fisik
skala tertentu tersebut.
17. Faktor skala untuk pemodelan
geoteknik diberikan oleh Taylor,
1995 dapat dilihat dalam Tabel 1.
Kim
N.R.,
et.al.
(2011)
menyarankan
penggunaan
pemodelan fisik untuk desain
geoteknik
terutama
pada
pekerjaan dengan konsep design
baru
dan
pada
bangunan
infrastruktur
dengan
resiko
tinggi.
19. Item
21. Stress,
modulus
23. Density
25. Length
27. Gravity
29. Strain
31. Force, Load
33. Mass
35. Diffusion
Time
37. Wave Velocity
39. Acceleration
20. S.F
22. 1
24.
26.
28.
30.
32.
34.
36.
1
N-1
N
1
N-2
N-3
N-2
38. 1
40. N
41.
42.
Beberapa fungsi box uji model
ini adalah dapat dipergunakan di
dalam pengamatan berbagai jenis
model sub strukur yang dirancang
terhadap
pembebanan
yang
diterapkan, baik pada tanah
lempung biasa maupun pada
tanah lempung ekspasif. Hingga
saat ini perilaku tanah lempung
ekspansif sangat sulit untuk
diprediksi
karena
adanya
keterbatasan
peralatan
yang
tersedia serta penelitian yang
masih minimum pada tanah
tersebut sehingga masih banyak
menimbulkan
pertanyaanpertanyaan yang belum terjawab.
43. Mekanisme
pengembangan
dalam tanah lempung ekspansif
(expansive clay) sangat komplek
dan dipengaruhi oleh hasil dari
perubahan sistem air dalam tanah
yang mengganggu keseimbangan
tegangan internalnya. Akibat
adanya interaksi antara tanah
lempung dengan air maka tanah
akan
mengembang
atau
volumenya bertambah (Gambar
1).
18. Tabel 1. Faktor skala pemodelan sistem
geoteknik (Taylor, 1995)
Hal | 3
Seminar Nasional Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta
2015
44.
45. Gambar 1 Penyusutan dan
pengembangan lempung ekspansif
(Conduto, 1994)
46. Menurut Krebs (1971), kadar air
dan
kepadatan
akan
mempengaruhi
tingkat
pengembangan
dan
tekanan
pengembangan. Ketika tanah
bertambah
kadar
airnya,
fenomena osmotik yang terjadi
dapat menyebabkan tertariknya
molekul-molekul air ke arah
bahan yang larut. Penambahan
volume air dalam rongga pori
tanah diikuti oleh perpindahan
partikel secara simultan, sehingga
terjadi
pengembangan.
Hardiyatmo (2006) menyatakan
bahwa penarikan molekul air ke
arah permukaan (atau pusat
penyerapan bebas) menimbulkan
tekanan desakan internal yang
berpengaruh pada pemisahan
partikel-partikel
tanah.
Pengumpulan air dalam tanah
tidak
menentukan
proses
pengembangan. Pengembangan
membutuhkan tekanan yang
dapat menambah jarak dan
ketahanan
partikel
untuk
mengatasi
perpindahan
ini.
Karena itu, pengembangan adalah
proses bertambahnya volume
tanah yang terjadi saat tanah
berinteraksi dengan air. Hal ini
dipengaruhi oleh kenaikan kadar
air dan berkembangnya tekanan
dalam film air yang terdapat pada
titik-titik kontak antara partikelpertikel dan agregat (atau di
dalam kelompok partikel).
Hal | 4
47. METODE PENELITIAN
48. Prosedur pembuatan box uji
model
49. Pembuatan box uji meliputi dari
tahapan awal persiapan, tahapan
pembuatan kerangka dan dinding
serta dilanjutkan dengan tahapan
finishing yang dilengkapi dengan
alat ukur gaya dan pergerakan.
Beberapa tahapan antara lain :
50. Tahapan persiapan.
51. Pada tahap persiapan ini mulai
menghitung kebutuhan bahan dan
alat yang akan dipergunakan.
Kebutuhan bahan dan alat yang
diperlukan ditabelkan sehingga
penyediaan bahan dan alat dapat
dilakukan sesuai kebutuhan.
Kemudian dilanjutkan dengan
pemotongan bahan sesuai dengan
ukuran
dan
jumlah
yang
dibutuhkan untuk pembuatan
model.
Dalam
pemotongan
ukuran maupun jumlah dapat
dilakukan dengan pembuatan
tabel ukuran dan jumlah bahan
yang diperlukan. Pada kondisi ini
dapat dievaluasi tentang jumlah
dan jenis bahan yang diperlukan.
52. Tahapan perakitan.
53. Pada
tahap
ini
dilakukan
perakitan
penyambungan
kerangka
box
uji
dengan
menggunakan system las listrik.
Serta penyempurnaan kerangka
box uji dengan pengukuran
kesikuan sudut-sudut pertemuan
kerangka serta memperbaikinya
apabila terdapat kekurangan.
54. Tahap perakitan dinding.
55. Setelah pembuatan kerangka
telah
selesai
maka
dapat
dilakukan pemasangan dindingdinding samping dan lantai.
Seminar Nasional Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta
2015
61. Dinding box uji , Alat penguat
dan Alat ukur
II
62. Peralatan
yang diperlukan untuk
Fondasi cakar ayam dengan pelat koperan
pembuatan
box uji model adalah
Proving ring
I alat mesin dan alat tangan
I
Dial gauge
63. Gambar rancangan box uji
model
Fondasi cakar ayam pelat polos
64. Gambar rancangan box uji
berukuran 120750cm x 120 cm x
120
cm seperti pada
Gambar
2.
II
125
125
baja
kotak
b.
Dua pasang Tiang
kedudukan kerangka.
ekspansif
Lembaran Plastik
c.
Kait tiang angkur yang diletakan
pada dasar box untuk mengikat
tiang angkur agar tidak bergerak.
Untuk kebutuhan angkur ini
1200
66.
c) Potongan
I -I
Gambar
2. Potongan
box uji
67.
68. Gambar 3. Contoh penggunaan
pembebanan statis pada model
Hal | 5
1200
Lempung
300
Dial gauge
system
angkur
1
b) Poton
Lapisan pasir
Kerangka
Cremona
Lapisa
65. atas
a) Tampak
59. Besi Kerangka
a.
Lembaran
1200
57. Bahan dan Alat
58. Bahan-bahan yang digunakan
dalam pembuatan box uji model.
60. Besi yang digunakan sebagai
kerangka untuk pembuatan kotak
uji (box uji model) harus kuat
menahan beban lateral maupun
vertical dari tanah di dalam box
uji model tanpa mengalami
lendutan
yang
berlebihan,
sehingga dipilih baja profil
ukuran L 50.50.5. Sedangkan
untuk angkur terdiri dari tiga
bagian yaitu :
Lempung
1200
Dial gauge
Dial
gauge
Pasir
56. Pada tahap terakhir adalah
pekerjaan finishing yang berupa
pengecatan kerangka maupun
dinding box uji serta pemasangan
asesoris
lainnya.
Dalam
pengoperasiannya box uji ini
dilengkapi dengan proving ring
untuk mengukur gaya dan dial
gauge dipakai untuk mengukur
pergerakan dengan ketelitian
tertentu.
dipilih dari batang baja kotak
ukuran 60.40.4.
Pasir
Selanjutnya dilakukan pembuatan
angkur dari bahan baja berbentuk
holo (pipa kotak berlubang).
Angkur yang terbuat dari
kerangka baja ini berfungsi
sebagai penempatan alat – alat
ukur apabila dikemudian hari box
uji ini dipergunakan.
Seminar Nasional Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta
2015
69.
Gambar 4. Contoh penggunaan beban tarik
pada suatu model
70.
71. Box uji yang telah dilengkapi
dipergunakan sebagai pedoman
maupun pelengkap data dalam
men-design suatu struktur serta
dapat
dipergunakan
sebagai
media
untuk
pengamatan
terhadap pembaharuan/penemuan
suatu model struktur yang baru
khususnya
pada
bangunan
struktur bawah. Box uji yang
sudah dirangkai dapat dilihat
pada Gambar 6.
77.
dengan media tanah yang diteliti,
kerangka angkur, beberapa model
dan alat pengukur gaya serta dial
gauge
untuk
mengukur
displacement.. Adapun diagram
alir pembuatan box uji seperti
gambar 5 berikut.
72.
78. Gambar 6. Box uji
79. Variasi pemodelan struktur
bawah dalam box uji.
80. Box uji dapat digunakan untuk
memodelkan perilaku struktur
bawah dengan skala tertentu
dalam tanah. Pemodelan dapat
dilakukan untuk memodelkan
fondasi dangkal dan fondasi
dalam dengan aplikasi gaya
external dan jenis tanah tertentu
seperti Gambar 7.
81.
73. Gambar 5. Diagram alir penelitian
74. HASIL YANG DICAPAI
75. Box Uji
76. Box uji dapat memodelkan
perilaku struktur bawah akibat
pembebanan khususnya gaya
eksternal yang hasilnya dapat
Hal | 6
82. Gambar 7. Contoh kerangka angkur
Seminar Nasional Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta
2015
dengan model beserta alat ukur gaya
(proving ring)
83.
84.
dapat
dilakukan
dengan melengkapi
sesuai kebutuhan.
pengujian
asesosoris
89. DAFTAR PUSTAKA
[1] Al-Rawas, A.A. and Goosen, M.
F. A., 2006, Exspansive Soils,
Taylor & Francis, London, UK.
[2] ASTM, 2007, Annual Book of
ASTM
Standards, section 4,
Volume
04 09, Philadelphia,
USA.
85. Gambar 8. Model fondasi tiang
86. Perilaku struktur bawah dalam
box uji dapat divariasikan dari
sisi pembebanan seperti gaya
tarik, tekan dan dinamik. Ukuran
model struktur bawah juga dapat
dibuat dengan skala tertentu
sehingga hasil pengujian dalam
box dapat memberikan hasil
sesuai
dengan
masalah
dilapangan.
87. KESIMPULAN
88. Hasil pembuatan ‘box uji model’
ini untuk melengkapi peralatan
Laboratorium Mekanika Tanah
Jurusan Teknik Sipil Politeknik
Negeri Jakarta. Alat ini dapat
dipergunakan untuk melakukan
uji pembebanan (loading test)
dari model struktur bawah suatu
konstruksi yaitu berbagai jenis
fondasi dangkal maupun fondasi
dalam. Box ini juga dapat
dipergunakan untuk menguji
CBR dari berbagai kepadatan
tanah dasar pada umumnya
maupun tanah dasar yang telah
diperbaiki Respon dari berbagai
macam model struktur yang telah
dirancang dapat dilihat dari hasil
uji yang selanjutnya dapat
dipakai
untuk
memprediksi
kemampuan
struktur
yang
dibangun. Pengujian pada box ini
dapat dilakukan dengan uji beban
statis, masing masing model
[3] Bowles, J.E., 1977, Foundation
Analysis and Design. International
Student Edition, Civil Engineering
of Bradly University, Mc GrawHill Book Company, New York.
[4] Chen, F.H.,(1975), Foundation On
Expansive Soil, Elsevier Science
Publishing
Company
Inc,
Netherlands.
[5] Coduto, D.P., 1994, Foundation
Design; Priciples and Practis,
Practice Hall International, New
Jersey.
[6] Hardiyatmo,H.C., Suhendro, B.,
Hutagamisfardal dan Susanto,
H.A.,(1999), Perilaku Sistem
Cakar Ayam Kontribusi untuk
Perancangan, Seminar Nasional
1999, Yogyakarta.
[7] Hanson, A.,
Hanson T. and
Bawazir S. (2006). Use of
Physical Models to Encage
Student Interest. Proceedings of
the 2006 ASEE Gulf-Southwest
Annual Conference Southern
University and A&M College.
American Society for Engineering
Education.
[8] Hetenyi, M., (1974), Beams on
Elastic
Foundation,
The
University of Michigan Press,
United States of America.
Hal | 7
Seminar Nasional Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta
2015
[9] Kim N.R., et.al. (2011). The Role
of Physical Modeling in the
Design of Geotechnical
Institute and State University,
McGraw-Hill Book Company,
New York.
[10] Systems. First International
Workshop on Design in Civil and
Environmental
Engineering.
KAIST. Korea.
[12] Nirmalakhandan, N. et.al.
(2002). Teaching Tools to
Promote Active Learning: A Case
Study. Civil & Geological
Engineering Department. New
Mexico State University.
[11] Krebs,
1971,
Highway
Materials, Virginia Polytechnic
Hal | 8
90.
91.
2015
BOX UJI MODEL SEBAGAI SOLUSI PENDEKATAN
LOADING TEST
STRUKTUR BAWAH BANGUNAN
Yuwono1, Andikanoza Pradiptiya2
Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta
Email : yuwono_20@yahoo.co.id
ABSTRACT
Identification of a soil material can be carried out in the laboratory to determine whether the soil
parameters such as: soil classification, index Engeneering propertys or the propertys of a soil. The
results of this investigation can be used as reference in designing a building structure, especially the
sub structures. The results of the draft form of the theoretical approach and use certain safety factor.
However, if in the data collection and calculation less accurate then there is still a lot of possibility
the failure of the structure of the receiving load. To assure the truth of design designed it is
necessary to direct loading test in the field but with a very high cost. By moving media to the media
field with a scale model of a particular laboratory that is by making a test box models as testing
medium, with actual model in the form of a scale model. This method is quite cheap and efficient as
it can be used for a variety of models and can be repeated
Key words: The box, loading test, the sub structures
1. PENDAHULUAN
2.
Geoteknik adalah salah satu
cabang dari ilmu teknik sipil
yang mendalami tentang struktur
bawah (sub structure) maupun
metode konstruksi yang berada di
dalam tanah. Hingga saat ini
masih
banyak
fenomena
kerusakan/kegagalan
struktur
bangunan yang masih sulit
diprediksi, hal ini diakibatkan
oleh
kurangnya
data
dan
pemahaman
terhadap
jenis
maupun karakter dari suatu tanah
yang
mendukung
bangunan
tersebut.
Untuk
mengetahui
perilaku struktur yang sebenarnya
terhadap pembebanan maka
haruslah dilakukan uji coba di
lapangan. Pengujuian secara
langsung
di
lapangan
memerlukan biaya yang sangat
tinggi. Untuk mengatasi kondisi
ini maka perlu dibuatkan media
lapangan yang dapat dipindahkan
ke
laboratorium
dengan
menggunakan
model
skala
tertentu dengan box uji model.
3.
Box uji model’ ini bersifat
portable yang di dalamnya
dilengkapi dengan ruang media
tanah, angkur, penempatan model
struktur, serta dapat dilengkapi
alat alat ukur lainnya. Pada ‘box
uji model’ ini dapat dipergunakan
untuk mengamati berbagai model
struktur bangunan bawah. Proses
pemakaian ‘box uji model’ ini
dapat disimulasikan dari kondisi
tanah yang ada dilapangan,
selanjutnya dapat dilakukan
loading test pada berbagai model
struktur yang diamati tersebut.
Dari hasil pengujian dengan skala
model ini dapat memperoleh data
respon struktur yang lebih dekat
dengan kondisi di lapangan, serta
biaya yang lebih murah.
4.
Box uji model’ ini berfungsi
untuk mengukur respon struktur
bawah
akibat
pembebanan
khususnya gaya eksternal yang
hasilnya dapat dipergunakan
sebagai
pedoman
maupun
pelengkap data dalam mendesign suatu struktur serta dapat
dipergunakan sebagai media
Hal | 1
Seminar Nasional Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta
2015
untuk
pengamatan
terhadap
pembaharuan /penemuan suatu
model struktur yang baru
khususnya
pada
bangunan
struktur bawah.
5.
Box uji model’ ini dirancang
bukan untuk beban dinamis
melainkan untuk mengakomodasi
pembebanan statis berlanjut
maupun beban statis berulang
(siklik) pada model struktur pada
media tanah yang berbeda-beda.
6.
Perencanaan/design
secara
teoritis suatu struktur bangunan
bawah
dapat
dilakukan
berdasarkan
data
dari
laboratorium baik dari segi
indeks property maupun dari segi
engeneering propertys dari suatu
tanah. Namun demikian untuk
meyakinkan hasil unjuk kerja dari
suatu design yang dilaksanakan
maka masih perlu dilakukan uji
langsung atau loading test di
lapangan, sehingga melalui ‘box
uji model’ ini dapat dipakai
sebagai
pengamatan
yang
mendekati kondisi lapangan.
7.
Tinjauan Pustaka
8.
Penggunaan model fisik
9.
Aplikasi dan pembelajaran pada
bidang teknik sipil sebagai suatu
hal yang nyata dan dapat
direalisasikan
dalam
bentuk/model struktur bangunan
yang dapat menghubungkan
antara teoritis dengan respon
struktur yang diranacang.
10. Felder (1996) dalam Hanson
et.al. (2006) mencatat bahwa
siswa yang diajar secara eksklusif
teoritis
mungkin
tidak
mempunyai ketangkasan mental
yang dibutuhkan dalam dunia
Hal | 2
profesional untuk berurusan
dengan informasi yang beragam.
Ini mengarah langsung ke
kesimpulan bahwa salah satu
tujuan
pendidikan
harus
membantu siswa membangun
keterampilan dan kreatifitas
mereka dengan secara langsung
memperlihatkan
keadaan
sesungguh nya di lapangan
maupun dengan pendekatan
pemodelan fisik.
11. Paradigma metode pengajaran
klasik yang hanya berdasarkan
textbook , papan tulis dan
ceramah hanya akan menjadikan
motode pembelajaran yang pasif.
Nirmalakhan
et.al.
(2002)
mengkaji
keaktifan
proses
pembelajaran
dengan
menerapkan
pendekatan
kombinasi
pengajaran
menggunakan metode pemodelan
fisik, matematika dan simulasi
komputer. Siswa ditantang untuk
menerapkan
konsep-konsep
teoritis untuk merasionalisasi,
merekonsiliasi, memprediksi, dan
memvalidasi fenomena melalui
model fisik. Latihan-latihan itu
memungkinkan siswa untuk
berpartisipasi,
bertindak,
bereaksi, dan merefleksikan, baik
secara individu maupun kolektif.
12. Landasan teori
13. Keilmuan bidang geoteknik
14. Geoteknik adalah salah satu
cabang dari ilmu teknik sipil, di
dalamnya
diperdalam
pembahasan
mengenai
permasalahan kekuatan tanah dan
batuan serta hubungannya dengan
kemampuan menahan beban
bangunan yang berdiri diatasnya.
Pada dasarnya ilmu ini tergolong
ilmu tua yang berjalan bersamaan
Seminar Nasional Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta
2015
dengan
tingkat
peradaban
manusia,
dari
mulai
pembangunan piramid di Mesir,
candi
Borobudur
hingga
pembangunan gedung pencakar
langit sekarang ini. Salah satu
permasalahan geoteknik yang
melegenda ialah kemiringan
menara Pisa di Italia, yang
disebabkan
oleh
ketidak
seragaman dukungan tanah di
bawahnya
terhadap
menara
tersebut (Wikipedia).
15. Peran pemodelan fisik dalam
desain geoteknik
16. Sebagian besar proses desain
teknik bergantung pada iterasi
dan siklus test untuk memastikan
keberhasilan dari desain akhir.
Namun, jenis siklus berulang
tersebut tidak mungkin di
gunakan untuk desain sistem
geoteknik karena biaya, skala,
dan kompleksitas proyek-proyek
geoteknik. Insinyur geoteknik
mengandalkan pemodelan fisik
skala
tertentu
untuk
mengevaluasi kinerja atau untuk
memverifikasi perilaku sistem
geoteknik. Teknologi centrifuge
geoteknik secara luas diadopsi
untuk tujuan pemodelan fisik
skala tertentu tersebut.
17. Faktor skala untuk pemodelan
geoteknik diberikan oleh Taylor,
1995 dapat dilihat dalam Tabel 1.
Kim
N.R.,
et.al.
(2011)
menyarankan
penggunaan
pemodelan fisik untuk desain
geoteknik
terutama
pada
pekerjaan dengan konsep design
baru
dan
pada
bangunan
infrastruktur
dengan
resiko
tinggi.
19. Item
21. Stress,
modulus
23. Density
25. Length
27. Gravity
29. Strain
31. Force, Load
33. Mass
35. Diffusion
Time
37. Wave Velocity
39. Acceleration
20. S.F
22. 1
24.
26.
28.
30.
32.
34.
36.
1
N-1
N
1
N-2
N-3
N-2
38. 1
40. N
41.
42.
Beberapa fungsi box uji model
ini adalah dapat dipergunakan di
dalam pengamatan berbagai jenis
model sub strukur yang dirancang
terhadap
pembebanan
yang
diterapkan, baik pada tanah
lempung biasa maupun pada
tanah lempung ekspasif. Hingga
saat ini perilaku tanah lempung
ekspansif sangat sulit untuk
diprediksi
karena
adanya
keterbatasan
peralatan
yang
tersedia serta penelitian yang
masih minimum pada tanah
tersebut sehingga masih banyak
menimbulkan
pertanyaanpertanyaan yang belum terjawab.
43. Mekanisme
pengembangan
dalam tanah lempung ekspansif
(expansive clay) sangat komplek
dan dipengaruhi oleh hasil dari
perubahan sistem air dalam tanah
yang mengganggu keseimbangan
tegangan internalnya. Akibat
adanya interaksi antara tanah
lempung dengan air maka tanah
akan
mengembang
atau
volumenya bertambah (Gambar
1).
18. Tabel 1. Faktor skala pemodelan sistem
geoteknik (Taylor, 1995)
Hal | 3
Seminar Nasional Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta
2015
44.
45. Gambar 1 Penyusutan dan
pengembangan lempung ekspansif
(Conduto, 1994)
46. Menurut Krebs (1971), kadar air
dan
kepadatan
akan
mempengaruhi
tingkat
pengembangan
dan
tekanan
pengembangan. Ketika tanah
bertambah
kadar
airnya,
fenomena osmotik yang terjadi
dapat menyebabkan tertariknya
molekul-molekul air ke arah
bahan yang larut. Penambahan
volume air dalam rongga pori
tanah diikuti oleh perpindahan
partikel secara simultan, sehingga
terjadi
pengembangan.
Hardiyatmo (2006) menyatakan
bahwa penarikan molekul air ke
arah permukaan (atau pusat
penyerapan bebas) menimbulkan
tekanan desakan internal yang
berpengaruh pada pemisahan
partikel-partikel
tanah.
Pengumpulan air dalam tanah
tidak
menentukan
proses
pengembangan. Pengembangan
membutuhkan tekanan yang
dapat menambah jarak dan
ketahanan
partikel
untuk
mengatasi
perpindahan
ini.
Karena itu, pengembangan adalah
proses bertambahnya volume
tanah yang terjadi saat tanah
berinteraksi dengan air. Hal ini
dipengaruhi oleh kenaikan kadar
air dan berkembangnya tekanan
dalam film air yang terdapat pada
titik-titik kontak antara partikelpertikel dan agregat (atau di
dalam kelompok partikel).
Hal | 4
47. METODE PENELITIAN
48. Prosedur pembuatan box uji
model
49. Pembuatan box uji meliputi dari
tahapan awal persiapan, tahapan
pembuatan kerangka dan dinding
serta dilanjutkan dengan tahapan
finishing yang dilengkapi dengan
alat ukur gaya dan pergerakan.
Beberapa tahapan antara lain :
50. Tahapan persiapan.
51. Pada tahap persiapan ini mulai
menghitung kebutuhan bahan dan
alat yang akan dipergunakan.
Kebutuhan bahan dan alat yang
diperlukan ditabelkan sehingga
penyediaan bahan dan alat dapat
dilakukan sesuai kebutuhan.
Kemudian dilanjutkan dengan
pemotongan bahan sesuai dengan
ukuran
dan
jumlah
yang
dibutuhkan untuk pembuatan
model.
Dalam
pemotongan
ukuran maupun jumlah dapat
dilakukan dengan pembuatan
tabel ukuran dan jumlah bahan
yang diperlukan. Pada kondisi ini
dapat dievaluasi tentang jumlah
dan jenis bahan yang diperlukan.
52. Tahapan perakitan.
53. Pada
tahap
ini
dilakukan
perakitan
penyambungan
kerangka
box
uji
dengan
menggunakan system las listrik.
Serta penyempurnaan kerangka
box uji dengan pengukuran
kesikuan sudut-sudut pertemuan
kerangka serta memperbaikinya
apabila terdapat kekurangan.
54. Tahap perakitan dinding.
55. Setelah pembuatan kerangka
telah
selesai
maka
dapat
dilakukan pemasangan dindingdinding samping dan lantai.
Seminar Nasional Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta
2015
61. Dinding box uji , Alat penguat
dan Alat ukur
II
62. Peralatan
yang diperlukan untuk
Fondasi cakar ayam dengan pelat koperan
pembuatan
box uji model adalah
Proving ring
I alat mesin dan alat tangan
I
Dial gauge
63. Gambar rancangan box uji
model
Fondasi cakar ayam pelat polos
64. Gambar rancangan box uji
berukuran 120750cm x 120 cm x
120
cm seperti pada
Gambar
2.
II
125
125
baja
kotak
b.
Dua pasang Tiang
kedudukan kerangka.
ekspansif
Lembaran Plastik
c.
Kait tiang angkur yang diletakan
pada dasar box untuk mengikat
tiang angkur agar tidak bergerak.
Untuk kebutuhan angkur ini
1200
66.
c) Potongan
I -I
Gambar
2. Potongan
box uji
67.
68. Gambar 3. Contoh penggunaan
pembebanan statis pada model
Hal | 5
1200
Lempung
300
Dial gauge
system
angkur
1
b) Poton
Lapisan pasir
Kerangka
Cremona
Lapisa
65. atas
a) Tampak
59. Besi Kerangka
a.
Lembaran
1200
57. Bahan dan Alat
58. Bahan-bahan yang digunakan
dalam pembuatan box uji model.
60. Besi yang digunakan sebagai
kerangka untuk pembuatan kotak
uji (box uji model) harus kuat
menahan beban lateral maupun
vertical dari tanah di dalam box
uji model tanpa mengalami
lendutan
yang
berlebihan,
sehingga dipilih baja profil
ukuran L 50.50.5. Sedangkan
untuk angkur terdiri dari tiga
bagian yaitu :
Lempung
1200
Dial gauge
Dial
gauge
Pasir
56. Pada tahap terakhir adalah
pekerjaan finishing yang berupa
pengecatan kerangka maupun
dinding box uji serta pemasangan
asesoris
lainnya.
Dalam
pengoperasiannya box uji ini
dilengkapi dengan proving ring
untuk mengukur gaya dan dial
gauge dipakai untuk mengukur
pergerakan dengan ketelitian
tertentu.
dipilih dari batang baja kotak
ukuran 60.40.4.
Pasir
Selanjutnya dilakukan pembuatan
angkur dari bahan baja berbentuk
holo (pipa kotak berlubang).
Angkur yang terbuat dari
kerangka baja ini berfungsi
sebagai penempatan alat – alat
ukur apabila dikemudian hari box
uji ini dipergunakan.
Seminar Nasional Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta
2015
69.
Gambar 4. Contoh penggunaan beban tarik
pada suatu model
70.
71. Box uji yang telah dilengkapi
dipergunakan sebagai pedoman
maupun pelengkap data dalam
men-design suatu struktur serta
dapat
dipergunakan
sebagai
media
untuk
pengamatan
terhadap pembaharuan/penemuan
suatu model struktur yang baru
khususnya
pada
bangunan
struktur bawah. Box uji yang
sudah dirangkai dapat dilihat
pada Gambar 6.
77.
dengan media tanah yang diteliti,
kerangka angkur, beberapa model
dan alat pengukur gaya serta dial
gauge
untuk
mengukur
displacement.. Adapun diagram
alir pembuatan box uji seperti
gambar 5 berikut.
72.
78. Gambar 6. Box uji
79. Variasi pemodelan struktur
bawah dalam box uji.
80. Box uji dapat digunakan untuk
memodelkan perilaku struktur
bawah dengan skala tertentu
dalam tanah. Pemodelan dapat
dilakukan untuk memodelkan
fondasi dangkal dan fondasi
dalam dengan aplikasi gaya
external dan jenis tanah tertentu
seperti Gambar 7.
81.
73. Gambar 5. Diagram alir penelitian
74. HASIL YANG DICAPAI
75. Box Uji
76. Box uji dapat memodelkan
perilaku struktur bawah akibat
pembebanan khususnya gaya
eksternal yang hasilnya dapat
Hal | 6
82. Gambar 7. Contoh kerangka angkur
Seminar Nasional Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta
2015
dengan model beserta alat ukur gaya
(proving ring)
83.
84.
dapat
dilakukan
dengan melengkapi
sesuai kebutuhan.
pengujian
asesosoris
89. DAFTAR PUSTAKA
[1] Al-Rawas, A.A. and Goosen, M.
F. A., 2006, Exspansive Soils,
Taylor & Francis, London, UK.
[2] ASTM, 2007, Annual Book of
ASTM
Standards, section 4,
Volume
04 09, Philadelphia,
USA.
85. Gambar 8. Model fondasi tiang
86. Perilaku struktur bawah dalam
box uji dapat divariasikan dari
sisi pembebanan seperti gaya
tarik, tekan dan dinamik. Ukuran
model struktur bawah juga dapat
dibuat dengan skala tertentu
sehingga hasil pengujian dalam
box dapat memberikan hasil
sesuai
dengan
masalah
dilapangan.
87. KESIMPULAN
88. Hasil pembuatan ‘box uji model’
ini untuk melengkapi peralatan
Laboratorium Mekanika Tanah
Jurusan Teknik Sipil Politeknik
Negeri Jakarta. Alat ini dapat
dipergunakan untuk melakukan
uji pembebanan (loading test)
dari model struktur bawah suatu
konstruksi yaitu berbagai jenis
fondasi dangkal maupun fondasi
dalam. Box ini juga dapat
dipergunakan untuk menguji
CBR dari berbagai kepadatan
tanah dasar pada umumnya
maupun tanah dasar yang telah
diperbaiki Respon dari berbagai
macam model struktur yang telah
dirancang dapat dilihat dari hasil
uji yang selanjutnya dapat
dipakai
untuk
memprediksi
kemampuan
struktur
yang
dibangun. Pengujian pada box ini
dapat dilakukan dengan uji beban
statis, masing masing model
[3] Bowles, J.E., 1977, Foundation
Analysis and Design. International
Student Edition, Civil Engineering
of Bradly University, Mc GrawHill Book Company, New York.
[4] Chen, F.H.,(1975), Foundation On
Expansive Soil, Elsevier Science
Publishing
Company
Inc,
Netherlands.
[5] Coduto, D.P., 1994, Foundation
Design; Priciples and Practis,
Practice Hall International, New
Jersey.
[6] Hardiyatmo,H.C., Suhendro, B.,
Hutagamisfardal dan Susanto,
H.A.,(1999), Perilaku Sistem
Cakar Ayam Kontribusi untuk
Perancangan, Seminar Nasional
1999, Yogyakarta.
[7] Hanson, A.,
Hanson T. and
Bawazir S. (2006). Use of
Physical Models to Encage
Student Interest. Proceedings of
the 2006 ASEE Gulf-Southwest
Annual Conference Southern
University and A&M College.
American Society for Engineering
Education.
[8] Hetenyi, M., (1974), Beams on
Elastic
Foundation,
The
University of Michigan Press,
United States of America.
Hal | 7
Seminar Nasional Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta
2015
[9] Kim N.R., et.al. (2011). The Role
of Physical Modeling in the
Design of Geotechnical
Institute and State University,
McGraw-Hill Book Company,
New York.
[10] Systems. First International
Workshop on Design in Civil and
Environmental
Engineering.
KAIST. Korea.
[12] Nirmalakhandan, N. et.al.
(2002). Teaching Tools to
Promote Active Learning: A Case
Study. Civil & Geological
Engineering Department. New
Mexico State University.
[11] Krebs,
1971,
Highway
Materials, Virginia Polytechnic
Hal | 8
90.
91.