BAHAN MEKANIKA TANAH


BAB I

PENDAHULUAN

  1. Latar Belakang Masalah

Tanah sebagai salah satu kekayaan bangsa Indonesia harus dimanfaatkan untuk sebesar besarnya kemakmuran rakyat. Untuk mewujudkan hal itu maka pemanfaatan tanah perlu dilaksanakan dalam bentuk pengaturan, penguasaan, dan penatagunaan tanah. Model yang dapat digunakan adalah konsolidasi tanah sebagai salah satu upaya untuk meningkatkan daya guna dan hasil guna tanah serta menyelaraskan kepentingan individu dengan fungsi sosial tanah dalam rangka pelaksanaan pembangunan.

Dewasa ini pembangunan wilayah permukiman di kawasan perkotaan berkembang dengan pesat. Oleh karena itu diperlukan penguasaan dan pemanfaatan tanah secara optimal melalui peningkatan efisiensi dan produktivitas penggunaan tanah, demi terwujudnya suatu tatanan penguasaan dan penggunaan yang tertib dan teratur.

Optimalisasi penguasaan dan pemanfaatan tanah dimaksud dilandasi dengan suatu keyakinan kebahagiaan hidup akan terwujud apabila didasarkan atas keserasian, keselarasan, dan keseimbangan hidup manusia sebagai pribadi, dan terjalinnya hubungan antar manusia-manuasia dengan sesamanya, hubungan manusia dengan alam, dan hubungan manusia dengan Tuhan Yang Maha Esa. Keyakinan tersebut merupakan landasan ideal dan moral dalam pelaksanaan konsolidasi tanah. Selain landasan ideal dan moral tersebut, maka konsolidasi tanah sebagai salah satu manifestasi pelaksanaan pembangunan didasarkan pula pada landasan konstitusional yakni pasal 33 ayat (3) Undang- Undang Dasar 1945 dan landasan operasional yakni Tap MPR No.IV/MPR/1999 tentang Garis-Garis Besar Haluan Negara yang menghendaki agar bumi, air, dan kekayaan alam yang terkandung di dalamnya dipergunakan untuk sebesar-besarnya kemakmuran rakyat dengan memperhatikan keseimbangan antara kemakmuran lahiriah dan kepuasan batiniah.

 

BAB II

PEMBAHASAN

  1. Pengertian Konsolidasi

Konsolidasi adalah suatu proses pengecilan volume secara perlahan–lahan pada tanah jenuh sempurna dengan permeabilitas rendah akibat pengaliran sebagian air pori. Proses tersebut berlangsung terus–menerus sampai kelebihan tekanan air pori yang disebabkan oleh kenaikan tegangan total benar–benar hilang. Jangka waktu.

terjadinya konsolidasi tergantung pada bagaimana cepatnya tekanan air pori yang berlebih akibat beban yang bekerja dapat dihilangkan. Karena itu koefisien permeabilitas merupakan faktor penting di samping penentuan berapa jauh jarak air pori yang harus dikeluarkan dari pori-pori yang ukurannya bertambah kecil untuk dapat  meniadakan tekanan yang berlebihan.  Kasus  yang paling sederhana adalah konsolidasi satu dimensi, di mana kondisi regangan lateral nol mutlak ada.

  1. Konsolidasi 1-D Terzaghi

Prosedur untuk melakukan uji konsolidasi satu dimensi pertama-tama diperkenalkan oleh Terzaghi. Uji tersebut dilakukan di dalam konsolidometer (kadang-kadang disebut sebagai oedometer). Skema konsolidometer ditunjukkan dalam gambar 2.4. Contoh tanah diletakkan di dalam cincin logam dengan dua buah batu berpori diletakkan di atas dan di bawah contoh tanah tersebut, ukuran contoh tanah yang digunakan biasanya adalah diameter 2,5 inci (63,5 mm) dan tebal 1 inci (25,4 mm). Pembebanan pada contoh tanah dilakukan dengan cara meletakkan beban pada ujung sebuah balok datar, dan pemampatan (compression) contoh tanah diukur dengan  menggunakan  skala  ukur  dengan  skala  mikrometer.  Contoh tanah  selalu direndam air selama percobaan. Tiap-tiap beban biasanya diberikan selama 24 jam. Setelah itu, beban dinaikkan sampai dengan dua kali lipat  dari sebelumnya, dan pengukuran pemampatan diteruskan.

 

Gambar 2.5 Konsolidometer

Angka pori pada akhir setiap periode penambahan tekanan (beban) dapat dihitung dari pembacaan arloji pengukur dan begitu pula halnya dengan kadar air (water  content)  atau  berat  kering  (dry  weight)  dari  contoh  tanah  pada  akhir pengujian. Berdasarkan diagram fase pada gambar 2.5 terdapat dua buah metode perhitungan sebagai berikut :

  • Kadar air yang diukur pada akhir pengujian = wt

         e  1 e0

H     H 0

dimana :

e1 = angka pori pada akhir pengujian = w1Gs (diasumsikan Sr = 100%)

e0 = angka pori pada awal pengujian

Δe = perubahan angka pori selama pengujian = e1-e0

H0 = tebal contoh tanah pada awal pengujian

ΔH = Perubahan tebal selama pengujian

Dengan cara yang sama Δe dapat dihitung sampai akhir periode penambahan beban atau tekanan.

  • Berat kering yang diukur pada akhir pengujian = Ms (yaitu massa partike l padat tanah).

dimana :

H       M s        = tebal ekivalen partikel pada tanah

AGsPw

H1 = tebal pada akhir setiap periode penambahan tekanan

A = luas contoh tanah

 

Gambar 2.6 Diagram fase

Ada  tiga  tahapan  yang  berbeda   yang  diperoleh  dari  hasil  percobaan konsolidasi, yaitu :

Tahap I : Pemampatan awal (initial compression), yang pada umumnya disebabkan oleh pembebanan awal (preloading).

Tahap II : Konsolidasi primer (primary consolidation), yaitu periode selama tekanan air pori secara lambat laun dipindahkan ke dalam tegangan efektif, sebagai akibat dari keluarnya air dari pori-pori tanah.

Tahap III : Konsolidasi sekunder (secondary consolidation), yang  terjadi setelah tekanan air pori hilang seluruhnya. Pemampatan yang terjadi di sini disebabkan oleh penyesuaian yang bersifat plastis dari butir-butir tanah.

Asumsi-asumsi yang dibuat dalam teori Terzaghi ini adalah :

  1. Tanah adalah homoge
  2. Tanah benar-benar jenuh.
  3. Partikel padat tanah dan partikel air tidak kompresibel.
  4. Kompresi dan aliran adalah satu dimensi (vertikal).
  5. Regangan kecil.
  6. Hukum Darcy berlaku untuk semua gradien hidrol
  7. Koefisien permeabilitas dan koefisien kompresibilitas volume tetap konstan selama proses berlangsu
  8. Terdapat hubungan yang khusus (unik), tidak tergantung waktu, antara angka pori dan tegangan efektif.

Dengan melihat asumsi 6, terdapat bukti adanya penyimpangan dari hukum Darcy pada gradien hidrolik rendah dari asumsi 7, koefisien permeabilitas menurun sewaktu angka pori menurun selama konsolidasi, koefisien ko mpresibilitas volume juga menurun selama konsolidasi karena hubungan e-σ’ tidak linear. Tetapi untuk kenaikan tegangan kecil,  asumsi 7  beralasan.  Pembatasan  yang  utama dari teori Terzaghi ini adalah asumsi 8 (bagian dari keadaan satu dimensi). Hasil-hasil pengujian memperlihatkan bahwa hubungan antara angka pori dan tegangan efektif tergantung pada waktu.

  1. Jenis Konsolidasi
  2. Konsolidasi radial

Konsolidasi radial akan terjadi dalam situasi-situasi yang meliputi drainase terhadap suatu sumber pusat, seperti pada suatu vertikal drain yang dipakai di bawah timbunan untuk mempercepat drainase air pori dengan mengurangi jarak drainase dan karena itu juga mempercepat konsolidasi.

  1. Waktu Konsolidasi

Penurunan total akibat konsolidasi primer yang disebabkan oleh adanya penambahan tegangan di atas permukaan tanah dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.10.

Tetapi persamaan 2.10 tersebut tidak memberikan penjelasan mengenai kecepatan (rate) dari konsolidasi primer. Terzaghi (1925) memperkenalkan teori yang pertama kali mengenai kecepatan konsolidasi satu dimensi untuk tanah lempung yang jenuh air. Penurunan matematis dari persamaan tersebut didasarkan pada anggapan- anggapan berikut ini :

  1. Tanah (sistem lempung-air) adalah homoge
  2. Tanah benar-benar jenuh
  3. Kemampumampatan air diabaikan.
  4. Kemampumampatan butiran tanah diabaika
  5. Aliran air hanya satu arah saja (yaitu pada arah pemampatan).
  6. Hukum Darcy berla

Jika suatu lapisan lempung dengan tebal 2Hdr yang terletak antara dua lapisan pasir yang sangat tembus air (highly permeable) diberi penambahan tekanan sebesar Δp, maka tekanan air pori pada suatu titik di dalam lapisan tanah lempung tersebut akan naik. Untuk konsolidasi satu dimensi, air pori akan mengalir ke luar dalam arah vertikal, yaitu ke arah lapisan pasir.

  1. Penurunan (Settlement)

Semua tanah yang mengalami tegangan akan mengalami regangan di dalam kerangka tanah tersebut. Regangan ini disebabkan oleh penggulingan, penggeseran, atau penggelinciran dan terkadang juga karena kehancuran partikel-partikel tanah pada titik-titik kontak, serta distorsi elastis. Akumulasi statistik dari deformasi dalam arah yang ditinjau ini merupakan regangan. Integrasi regangan (deformasi per satuan panjang) sepanjang kedalaman yang dipengaruhi oleh tegangan disebut penurunan

Metode penurunan seperti ini sebagian besar tidak dapat mengembalikan tanah pada keadaan semula apabila tegangan ditiadakan karena terjadi pengurangan angka pori yang permanen. Regangan pada tanah berbutir kasar dan tanah berbutir halus yang kering atau jenuh sebagian akan terjadi sesudah bekerjanya tegangan. Bekerjanya tegangan terhadap tanah yang berbutir halus yang jenuh akan menghasilkan tegangan yang bergantung pada waktu. Penurunan yang dihasilkan akan bergantung juga pada waktu dan disebut penurunan konsolidasi.

Secara umum, penurunan (settlement) pada tanah yang disebabkan oleh pembebanan dapat dibagi dalam dua kelompok besar, yaitu :

  1. Penurunan konsolidasi, yang merupakan hasil dari perubahan volume tanah jenuh air sebagai akibat proses konsolidasi. Penurunan konsolidasi dibagi menjadi dua, yaitu penurunan konsolidasi primer dan penurunan konsolidasi sekunder.
  2. Penurunan segera, yang merupakan akibat dari deformasi elastis tanah kering, basah, dan jenuh air tanpa adanya perubahan kadar air.

Bilamana suatu lapisan tanah jenuh air diberi penambahan beban, angka tekanan air pori akan naik secara mendadak. Pada tanah berpasir yang  tembus air (permeable), air dapat mengalir dengan cepat sehingga pengaliran air pori ke luar sabagai akibat dari kenaikan tekanan air pori dapat selesai dengan cepat. Keluarnya air dari dalam pori selalu disertai dengan berkurangnya volume tanah; berkurangnya volume tanah tersebut dapat menyebabkan penurunan lapisan tanah itu. Karena air pori di dalam tanah berpasir dapat mengalir ke luar dengan cepat, maka penurunan segera dan penurunan konsolidasi terjadi bersamaan.

Bilamana suatu lapisan tanah lempung jenuh air yang mampumampat (compressible) diberi penambahan tegangan, maka penurunan (settlement) akan terjadi dengan segera. Koefisien rembesan lempung sangat kecil bila dibandingkan dengan koefisien rembesan pasir sehingga penambahan tekanan air pori yang disebabkan oleh pembebanan akan berkurang secara lambat laun dalam waktu yang sangat lama. Jadi untuk tanah lempung lembek perubahan volume yang disebabkan oleh konsolidasi akan terjadi sesudah penurunan segera. Penurunan konsolidasi tersebut biasanya jauh lebih besar dan lebih lambat dibandingkan dengan penurunan segera.

Dengan pengetahuan yang didapat dari analisis hasil uji konsolidasi, sekarang dapat  dihitung  penurunan  yang  disebabkan oleh  konsolidasi primer  di  lapangan, dengan menganggap bahwa konsolidasi tersebut adalah satu dimensi.

BAB III

PENUTUP

  1. KESIMPULAN

Suatu lapisan tanah yang mengalami tambahan beban di atasnya, maka air pori akan keluar dari dalam pori, sehingga isi (volume) tanah akan mengecil. (lihat gambar)

Umumnya konsolidasi berlangsung hanya satu jurusan saja, yaitu jurusan vertical, karena lapisan yang kena tambahan beban itu tidak dapat bergerak dalam jurusan horizontal (ditahan oleh tanah di sekelilingnya).

Konsolidasi adalah suatu proses pengecilan volume secara perlahan–lahan pada tanah jenuh sempurna dengan permeabilitas rendah akibat pengaliran sebagian air pori. Proses tersebut berlangsung terus–menerus sampai kelebihan tekanan air pori yang disebabkan oleh kenaikan tegangan total benar–benar hilang. Jangka waktu.

 

 

By Acehmillano Ganto Posted in MAKALAH

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s