Tanah Lunak

8/10/2019 Tanah Lunak

1/47

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 TANAH LUNAK

Sebagian besar deposit tanah yang ada di Indonesia merpa!an tanah "na!. Tanah

#enis ini mmnya dapat ditemi di $i"ayah Smatera% Ka"imantan% dan Irian Jaya.

Keteba"an tanah "na! pada !etiga $i"ayah di atas dapat men&apai "ebih dari '( m.

Se"ain !etiga $i"ayah yang te"ah disebt!an di atas% tanah "na! #ga tersebar di

!a$asan Indonesia "ainnya $a"apn da"am #m"ah yang re"ati) "ebih sedi!it.

*ambar 2.1 Peta Penyebaran Tanah Lna! di Indonesia

+Smber, Pandan *eote!ni! 1% -epartemen Pem!iman dan Prasarana i"ayah/

Tanah "na! merpa!an tanah yang ber!ara!teristi! br!. Ha" ini !arena tanah

"na! memi"i!i si)at !ompresibi"itas yang sangat tinggi. Sa"ah sat )a!tor yang

menyebab!an tingginya ting!at !ompresibi"itas pada tanah "na! ada"ah !arena

tanah #enis ini memi"i!i ang!a pori yang tinggi. Se"ain it tanah #enis ini #ga

memi"i!i !adar air yang tinggi sehingga menyebab!an tanah "na! memi"i!i daya

0


2/47

2

d!ng yang sangat rendah dan memi"i!i masa"ah penrnan yang besar se"ama

dan sete"ah !onstr!si dibangn. Unt! menangani permasa"ahan yang ada pada

tanah "na!% ma!a sebe"m di"a!!an pe!er#aan !onstr!si% ter"ebih dah" per"

di"a!!an paya perbai!an pada tanah #enis ini% diantaranya dengan menggna!an

materia" geosinteti! nt! per!atan pada dasar timbnan yang berada di atas

tanah "na!.

Tanah "empng #enh air merpa!an sa"ah sat #enis tanah "na! yang mm

ditemi. Sebagaimana yang te"ah di#e"as!an di atas% #i!a tanah "na! +da"am ha" ini

tanah "empng #enh air/ menerima beban% ma!a a!an ter#adi penrnan yang

re"ati) besar da"am sat #ang!a $a!t tertent. Proses penrnan yang sebenarnya

sangat !omp"e!s tersebt dapat disederhana!an dengan membaginya !e da"am tiga

!e"ompo!% yait,

1. Penrnan segera +penrnan e"astis/

Penrnan segera +penrnan e"astis/ ter#adi pada saat beban diberi!an. Pada

saat ini% beban pertama !a"i diterima o"eh air pori sehingga timb" tegangan air

pori. Pada tanah yang berpermeabi"itas rendah% nt! sementara tida! ada air

pori yang terdisipasi dan tanah disebt da"am !eadaan ndrained. Tanah a!an

berde)ormasi tanpa menga"ami perbahan o"me sedemi!ian sehingga

de)ormasi erti!a" +penrnan/ yang dia"ami o"eh tanah dii!ti dengan

pengembangan !e arah "atera". enrt Janb% B#errm% dan K#aerns"i +1345/%

besarnya penrnan segera dapat dihitng dengan persamaan,

Si

=1

(

6B

............................................................................................ +2.1/7


3/47

-imana,

Si 8 Penrnan segera

1 8 Koe)isien +ter!ait perbandingan antara H dan B/

( 8 Koe)isien +ter!ait perbandingan antara - dan B/

6 8 Tegangan pada bidang !onta! antara beban dengan tanah dasar

B 8 Lebar timbnan e!ia"en

7 8 od"s 9ong

Besarnya ni"ai !oe)isien 1 dan ( dapat ditent!an dengan menggna!an

gra)i! sebagaimana yang diberi!an pada *ambar 2.2.

*ambar 2.2 Koe)isien ( dan 1 +Janb% B#errm% dan K#aerns"i: 1345/

+Smber, Short ;orse on *eote&hni&a" 7ngineering by *


4/47

2. Penrnan !onso"idasi +penrnanprimer/

Penrnan !onso"idasi ter#adi bersama dengan ber"a"nya $a!t% yait ter#adi

bersama=sama dengan terdisipasinya tegangan air pori. A!ibatnya% penrnan

yang ter#adi disertai dengan perbahan o"me tanah. Tegangan air pori yang

timb" a!an dipindah!an !e parti!e" tanah da"am sat #ang!a $a!t tertent

men#adi tegangan e)e!ti) tanah. Ke&epatan ter#adinya !onso"idasi bergantng

pada !e&epatan !e"arnya air pori yang merpa!an )ngsi dari permeabi"itas

tanah dan batas=batas drainase. Besarnya penrnan !onso"idasi dapat dihitng

dengan menggna!an persamaan beri!t,

a. Unt! tanah ter!onso"idasi norma"

S&

=H(

;&

1 +e(

"og

(>+>

...................................................................... +2.2/

(>

b. Unt! tanah ter!onso"idasi ber"ebih

Ji!a +(> ? >/ @ (>% ma!a besarnya penrnan !onso"idasi ada"ah,

S&

=H(

;s

1 +e(

"og ( >+> ...................................................................... +2.'/

( >

Sedang!an #i!a (> p> +(> ? >/% besarnya penrnan !onso"idasi

ada"ah sebagai beri!t,

S&

=H(

;s

1 +e(

p

>"og +H

((>

;&

1 +e(

"og

(>+>

......................................... +2./

p>


5/47

-imana,

S& 8 Penrnan !onso"idasi

H( 8 Teba" "apisan tanah

;& 8 Inde!s !ompresi

;s 8 Inde!s s$e""ing

e( 8 Ang!a pori a$a"

(> 8 Tegangan e)e!ti) a$a"

p> 8 Tegangan pra!onso"idasi e)e!ti) a$a"

> 8 Perbahan tegangan e)e!ti)

'. Penrnan rang!a! +penrnan se!nder/

Penrnan se!nder merpa!an penrnan #ang!a pan#ang yang ter#adi sete"ah

se"rh tegangan air pori terdisipasi dan tegangan e)e!ti) tanah te"ah !onstan.

-e)ormasi ini ter#adi a!ibat e)e! rang!a! yang disebt drained &reep. Besarnya

penrnan se!nder dapat dihitng dengan menggna!an Persamaan +2.4/.

Ss

=H;

(1 +e

tp

+t"og t

p

.............................................................................. +2.4/

-imana,

Ss 8 Penrnan rang!a! +se!nder/

H( 8 Teba" "apisan tanah

; 8 Inde!s !ompresi penrnan se!nder

ep 8 Ang!a pori pada a!hir !onso"idasi

tp 8 a!t !eti!a !onso"idasi se"esai

t 8 Se"ang $a!t ter#adinya penrnan se!nder

p


6/47


7/47

Besarnya !etiga ma&am penrnan ini sangat bergantng !epada tipe tanah% si)at=

si)at !ompresibi"itas% ri$ayat tegangan +stress history/% besar dan !e&epatan

pembebanan% dan ber!aitan #ga dengan perbandingan "as bidang pembebanan

terhadap !eteba"an tanah !ompresi) tersebt. Tanah inorgani! mmnya

menga"ami penrnan se!eti!a dan penrnan se!nder yang #ah re"ati) "ebih

!e&i" dibanding!an dengan penrnan !onso"idasi. Karena it penrnan

!onso"idasi disebt #ga penrnan primer.

P

*aya

P

P Pegas

Air pori

Pa!t

*ambar 2. Hbngan *aya Terhadap a!t Penrnan Tota"

+Smber, Short ;orse on *eote&hni&a" 7ngineering by *


8/47

Ber"angsngnya !onso"idasi yang ter#adi pada tanah "na! a!ibat beban !er#a%

seperti timbnan% a!an menrn!an tegangan air pori ber"ebih dan ang!a pori pada

tanah "na! sehingga !epadatan dan tegangan erti!a" e)e!ti) tanah "na! a!an

nai!. A!ibatnya% !at geser ta! terdrainase +ndrained/ tanah "na! dan )a!tor

!eamanan a!an nai!. Pening!atan !at geser pada tanah dasar merpa!an )ngsi

dari dera#at !onso"idasi% seperti ditn#!!an pada Persamaan 2.C.


9/47

Lebar e!ia"en Titi! tengah dari"ereng samping


10/47

Kat geser tida! bertambah Kat geser

bertambah

Kat geser

tida! bertambah

*ambar 2.4 Kenai!an Kat *eser Tanah -asar A!ibat Konso"idasi

+Smber, Pandan *eote!ni! % -epartemen Pem!iman dan Prasarana i"ayah/

Pening!atan !at geser pada tanah "na! ber"angsng se&ara per"ahan se#a"an

dengan proses !onso"idasi tanah "na!. Adapn $a!t !onso"idasi tanah dapat

dihitng dengan menggna!an Persamaan +2.0/.

t =T

H

dr

;

.......................................................................................................... +2.0/

-imana,

U Unt! U 5( E% T = 1((

........................................................................ +2.3/

Unt! U F 5( E% T=1%C01 (%3''"og(1(( U).............................................

+2.1(/

2

2


11/47

Keterangan,

t 8 a!t !onso"idasi

T 8 Ga!tor $a!t

Hdr 8 Pan#ang "intasan drainase air

; 8 Koe)isien !onso"idasi

U 8 -era#at !onso"idasi

Ni"ai !oe)isien !onso"idasi mmnya dapat dipero"eh me"a"i peng#ian di

"aboratorim. Apabi"a peng#ian tida! di"a!!an% ma!a !oe)isien !onso"idasi tanah

dapat dide!ati dengan menggna!an persamaan +Teraghi: 1335/,

;=

!

$

m

....................................................................................................... +2.11/

-imana,

; 8 Koe)isien !onso"idasi

! 8 Koe)isien permeabi"itas

$ 8 Berat isi air

m 8 Koe)isien !ompresibi"itas


12/47

2.2 *7


13/47

Se&ara mm ada enam )ngsi tama geosinteti! yang dapat be!er#a se&ara

mandiri atapn ber!o"aborasi sat sama "ain% yait,

1. Sebagai "apis pemisah +separation/

*eosinteti! ber)ngsi nt! memisah!an da #enis materia" yang berbeda

da"am !ara!teristi! dan !rannya% misa"nya antara materia" timbnan dengan

tanah dasar yang "na!. e"a"i )ngsi separasi ini% diharap!an properti dan

!ara!teristi! materia" timbnan a!an tetap ter#aga.

*eosinteti!

*ambar 2.5 ateria" *eosinteti! Sebagai Lapis Pemisah


14/47

2. Sebagai "apis per!atan +rein)or&ement/

T

AM

IK

8

L

7

A

H

T7

K

A

N

8

KU

A

T

?


15/47

TAMIK 8 KUAT*7


16/47

. Sebagai "apis drainase +drainage/

Pada )ngsi drainase ini% geosinteti! digna!an sebagai media nt!

menga"ir!an air searah dengan bidang geosinteti!. Unt! it% geosinteti! yang

digna!an hars mempnyai !oe)isien transmissiity +penga"iran searah

bidang/ yang &!p besar.

4. Sebagai "apis !edap +impermeab"e "iner/

*eote!sti" merpa!an materia" yang poros% namn #i!a di!ombinasi!an

dengan &airan bitmen ata semen pada geote!sti" non$oen a!an didapat!an

sat "apisan yang &!p !edap air. A"ternati) "ain yang "ebih mm digna!an

ada"ah menggna!an materia" geomembran.

5. Sebagai "apis pe"indng +prote&tion/

Ummnya )ngsi ini diper"!an nt! me"indngi sat materia" ata "apisan

dari !ersa!an a!ibat pengarh benda=benda ta#am. Jenis "apisan yang

mmnya per" di"indngi ada"ah geomembran yang merpa!an materia"

!edap air.

Stabi"itas tanah disebab!an o"eh adanya !at geser tanah yang berasa" dari gese!an

antara parti!e" tanah dan tegangan te!an pada tanah. *aya penggera! yang

menyebab!an !ernthan pada tanah hars dapat ditangg"angi o"eh gaya

resistansi a!ibat !at geser pada tanah di sepan#ang bidang !ernthan. Sebe"m

ter#adi !egaga"an +)ai"re/ pada massa tanah% parti!e"=parti!e" tanah di sepan#ang

bidang !e"ongsoran a!an sa"ing bergeser sat sama "ain. Ha" ini menyebab!an

ter#adinya regangan tari! dan regangan te!an pada massa tanah di sepan#ang

bidang !e"ongsoran yang ter#adi.


17/47

Peman)aatan materia" per!atan seperti geosinteti! hars memperhati!an peri"a!

tanah sebagaimana yang di#e"as!an sebe"mnya agar materia" per!atan yang

digna!an dapat be!er#a bersama=sama dengan massa tanah da"am men&egah

!egaga"an pada tanah. Karena si)at tanah yang "emah terhadap gaya tari!% ma!a

materia" per!atan hars di"eta!!an pada arah dimana ter#adi regangan tari!

sehingga timb" gaya tari! pada materia" per!atan a!ibat de)ormasi yang ter#adi

pada tanah. *aya tari! yang timb" pada materia" per!atan a!an mening!at!an

stabi"itas tanah dengan &ara mengrangi gaya penyebab !ernthan pada tanah dan

mening!at!an gaya resistansi pada tanah. Peri"a! dari materia" per!atan ini

dapat dii"strasi!an pada *ambar 2.0.

Pada *ambar 2.0+a/% regangan te!an dan regangan tari! a!an timb" pada bidang

geser a!ibat be!er#anya gaya horionta" +Ph/ pada massa tanah. *aya horionta"

yang diberi!an tersebt a!an ditahan o"eh gaya resistansi pada tanah +Pr/ a!ibat

gaya gese! antar parti!e" tanah. Pada *ambar 2.0+b/% de)ormasi geser yang ter#adi

pada tanah menyebab!an timb"nya gaya tari! +Pr/ pada materia" per!atan.

A!ibat gaya tari! yang timb" pada materia" per!atan tersebt% ma!a a!an timb"

gaya resistansi tambahan di sepan#ang bidang geser. Adapn gaya resistansi

tersebt ada"ah,

1. Komponen gaya tari! +Pr/ pada materia" per!atan disepan#ang bidang geser

+Prsin /

Komponen gaya resistansi ini se&ara "angsng a!an mengrangi gaya geser

yang disebab!an o"eh gaya horionta" +Ph/.


18/47

2. Komponen gaya tari! +Pr/ pada materia" per!atan yang be!er#a da"am arah

tega! "rs terhadap bidang geser +Pr&os /

Komponen gaya ini mening!at!an gaya te!an pada tanah disepan#ang bidang

geser. -engan adanya tambahan gaya te!an% ma!a gaya geser yang bertinda!

sebagai gaya penahan #ga a!an menga"ami pening!atan.

+a/P

Soi"%

Ph

Shearing soi"

Tensi"e strain

;ompressie strain

Shearing resistan&e,

Presisting 8 Ptan

P+b/

Mein)or&ement

Soi"%

Ph

Pr Pr&os

Prsin

Shearing soi"

Shearing resistan&e,

Grom soi" a"one, Ptan Med&tion in )or&es &asing )ai"re, Prsin In&rease in )or&es resisting )ai"re, Pr&os tan Tota" shearing resistan&e,

Presisting 8 Ptan ? Pr+sin ? &os tan /

*ambar 2.0 I"strasi Peri"a! ateria" Per!atan pada Peng#ian -ire&t Shear

+a/ Megangan Te!an dan Megangan Tari! pada Saat Ter#adi

Pergera!an pada assa Tanah +b/ *aya pada ateria" Per!atan

ening!at!an *aya Mesistansi pada Saat Ter#adi Pergera!an assa

Tanah

+Smber, Terram -esign *ide/


19/47

*eote!sti"

g gP

Hg Hg

*ambar 2.3 Konsep Per!atan Tanah dengan ateria" *eote!sti"

Pada per!atan geote!sti"% de)ormasi yang ter#adi pada geote!sti" a!ibat beban

!er#a menyebab!an geote!sti" tertari!. A!ibatnya% timb" rea!si berpa gaya tari!

pada geote!sti". Komponen erti!a" dari gaya tari! geote!sti" +g/ ini a!an

menge"iminasi sebagian dari beban yang be!er#a% sehingga gaya yang hars dipi!"

o"eh tanah dasar men#adi "ebih !e&i". e!anisme !er#a per!atan dengan geote!sti"

ini di!ena" dengan nama e)e! !ra +&ratre e))e&t/. Tanpa ana"isa dengan

menggna!an metode e"emen hingga sangat s"it nt! memper!ira!an besarnya

de)ormasi yang ter#adi pada geote!sti".


20/47

2.' T7KNIK P7NIN*KATAN STABILITAS TANAH -ASAM PA-A

K


21/47

2. embangn timbnan dengan menggna!an berm

Penggnaan berm pada timbnan bert#an nt! men&egah s6eee pada

tanah dasar dan mening!at!an area pembebanan sehingga dapat mengrangi

tegangan yang ter#adi pada tanah dasar. -engan demi!ian% ma!a stabi"itas

tanah dasar dapat tetap ter#aga. A!an tetapi metode ini memer"!an "as "ahan

yang besar sehingga metode ini #arang nt! digna!an.

Berm

Timbnan

*ambar 2.11 Te!ni! Penimbnan dengan enggna!an Berm

'. embangn timbnan dengan menggna!an per!atan pada dasar timbnan

Pema!aian sistem per!atan pada dasar timbnan seperti geote!sti" merpa!an

metode yang pa"ing e!onomis dan pa"ing banya! digna!an a!hir=a!hir ini

!arena metode ini dapat meminima"!an geometri timbnan +meminima"!an

"as area penimbnan dan mema!sima"!an tinggi timbnan/ serta mengrangi

masa pe"a!sanaan !onstr!si timbnan.

Timbnan

Per!atan geosinteti!

*ambar 2.12 Te!ni! Penimbnan dengan Per!atan -asar Timbnan


22/47

2. ANALISA K7S7I2BAN*AN BATAS PA-A TIBUNAN -7N*AN

P7MKUATAN *7


23/47

*ambar 2.1' ode" Kernthan pada Interna" Stabi"ity +Hird dan Je$e": 133(/

+Smber, Pro&eeding o) Seminar Moad ;onstr&tion in Indonesia $ith Spe&ia" Me)eren&e to the

Mo"e o) *eosyntheti&s/

Ana"isa stabi"itas interna" +interna" stabi"ity/ bert#an nt! men&egah pergera!an

"atera" pada !onstr!si timbnan. *aya "atera" yang timb" hars dapat ditahan

o"eh !a!i timbnan.


24/47

7a=

1 2 Ka

H

2

............................................................................................ +2.12/

-imana,

7a 8 Tegangan "atera" a!ti)

Ka 8 Koe)isien tegangan "atera" a!ti)

8 Berat isi

H 8 Tinggi timbnan

Unt! timbnan tanpa per!atan +nrein)or&ed emban!ment/ yang berada di atas

tanah "na! #enh air ta! ter!onso"idasi% pada inter)a&e antara timbnan dan tanah

dasar a!an timb" sebah bidang geser. Bidang geser ini"ah yang a!an

mengimbangi gaya "atera" yang ada. Besarnya gaya geser yang timb" pada bagian

inter)a&e antara materia" timbnan dan tanah dasar ini dipengarhi o"eh ni"ai

!ohesi tanah dasar yang dapat dihitng dengan menggna!an Persamaan +2.1'/.

Ginterna"

=&

n H ...............................................................................................

+2.1'/ -imana,

Ginterna" 8 *aya interna"

& 8 Kohesi ndrained

n 8 Kemiringan !a!i timbnan

H 8 Tinggi timbnan


25/47

Sedang!an nt! timbnan dengan per!atan +rein)or&ed emban!ment/% !at geser

yang timb" pada area inter)a&e ditent!an berdasar!an besarnya gese!an antara

materia" timbnan dan materia" per!atan geote!sti" yang digna!an. Adapn

besarnya !at geser yang timb" dapat ditent!an dengan Persamaan +2.1/.

Ginterna"=nH

1H tan ....................................................................................

+2.1/2

-imana,


n 8 Kemiringan !a!i timbnan

H 8 Tinggi timbnan

8 Berat isi

8 Sdt geser da"am

-engan demi!ian% str!tr timbnan di!ata!an aman terhadap stabi"itas interna"

#i!a,

SG 7a

Ginterna"

..................................................................................................

+2.14/ -imana,

SG 8 Ga!tor !eamanan




26/47

Apabi"a !ondisi !eseimbangan batas tida! ter&apai% ma!a diper"!an adanya sat

gaya tambahan nt! menahan gaya "atera" yang timb". *aya tambahan ini

berasa" dari materia" per!atan +geote!sti"/ yang digna!an. Adapn besarnya !at

tari! materia" geote!sti" yang diper"!an dapat dihitng dengan menggna!an

Persamaan +2.15/.

T =SG 7a

Ginterna"

............................................................................................

+2.15/ -imana,

T 8 Kat tari! per" geote!sti"




*ambar 2.14 ode" Kernthan pada Gondation Stabi"ity +Hird dan Je$e":

133(/

+Smber, Pro&eeding o) Seminar Moad ;onstr&tion in Indonesia $ith Spe&ia" Me)eren&e to the

Mo"e o) *eosyntheti&s/

A!ibat adanya beban timbnan% ma!a tanah dasar yang berpa tanah "na! a!an

terdorong !e"ar. Ha" ini"ah yang men#adi perhatian da"am ana"isa stabi"itas tanah

dasar pada metode !eseimbangan batas. Pada ana"isa !eseimbangan batas nt!

)ondation stabi"ity% mods !ernthan yang ter#adi ada"ah mods !ernthan

trans"asi dimana bidang !ernthan a!an ter#adi pada bidang O9 sebagaimana


27/47

yang ditn#!!an o"eh *ambar 2.15. Pada bidang ini a!an be!er#a te!anan tanah

a!ti) +7a/ dan te!anan tanah pasi) +7p/ yang besarnya dapat dihitng dengan

menggna!an Teori Man!ine atapn Teori ;o"omb. Adapn asmsi yang

digna!an da"am ana"isa !eseimbangan batas nt! )ondation stabi"ity ada"ah

pada bidang O dan 9 tida! be!er#a gaya geser. -engan demi!ian% se&ara

matematis besarnya !at tari! materia" geote!sti" yang diper"!an dapat dihitng

dengan menggna!an Persamaan +2.1C/.

n

H

&

1Mein)or&ing mat T

*

&- s

So)t sbsoi"

7a 7p

O 9

L 8 nH

*ambar 2.15 Keseimbangan Batas pada Stabi"itas Pondasi

+Smber, Stabi"en!a -esign *ide/

T =(7 7 p * )SG ......................................................................................... +2.1C/

-imana,

7 =1

a

2s

- 2 2 &

- + H - ..................................................................+2.10/

7 =1

p2

s

- 2 +2 &

- ................................................................................ +2.13/

* =&

n H .....................................................................................................

+2.2(/

a


28/47

Keterangan,



7p 8 Tegangan "atera" pasi)

* 8 *aya geser


s% 8 Berat isi

& 8 Kohesi ndrained

H 8 Tinggi timbnan

- 8 Teba" "apisan tanah dasar dimana ter#adi !ernthan

*ambar 2.1C ode" Kernthan pada


29/47

ma!a )a!tor !eamanan pada ana"isa stabi"itas !ese"rhan sat str!tr timbnan

dide)inisi!an sebagai perbandingan antara momen penahan yang tersedia dengan

momen pendorong yang ada. Perhitngan di"a!!an se&ara iterasi nt! se#m"ah

me!anisme !ernthan rotasi hingga dipero"eh )a!tor !eamanan ter!e&i".


30/47

Apabi"a )a!tor !eamanan str!tr timbnan tanpa per!atan tida! men&!pi%

ma!a )a!tor !eamanan str!tr timbnan dapat diting!at!an dengan menggna!an

per!atan geote!sti" pada dasar timbnan. *aya yang timb" pada materia"

geote!sti" a!an mening!at!an momen penahan pada str!tr timbnan sehingga

a!an mening!at!an )a!tor !eamanan timbnan se&ara !ese"rhan. Besarnya

momen penahan tambahan yang ter#adi pada str!tr timbnan a!ibat adanya

per!atan geote!sti" pada dasar timbnan ada"ah,

r

=Ty ........................................................................................................

+2.22/ -imana,

r 8 omen penahan tambahan a!ibat materia" geote!sti"


y 8


31/47

8 Sdt geser da"am

8 Kemiringan s"i&e pada bidang !ernthan

y 8 Jara! antara res"tan gaya tari! pada materia" geote!sti" dengan psat

!e"ongsoran

a"apn per!atan geote!sti" pada dasar timbnan dapat memberi!an gaya

penahan tambahan da"am arah horionta" sehingga )a!tor !eamanan timbnan

mening!at% beban erti!a" yang be!er#a pada tanah dasar a!ibat timbnan tetap

dipi!" o"eh tanah dasar. Apabi"a daya d!ng tanah dasar tida! men&!pi% ma!a

a!an ter#adi de)ormasi yang besar pada str!tr timbnan. Besarnya daya d!ng

timbnan di atas tanah "na! dapat dihitng dengan menggna!an Persamaan

+2.2/.

Q"t

=&N

&.......................................................................................................

+2.2/ -imana,

Q"t 8 -aya d!ng batas

& 8 Kohesi ndrained

N& 8 Ga!tor !apasitas daya d!ng

Adapn ni"ai N& dipero"eh dari gra)i! yang dipb"i!asi!an o"eh Pi"ot +13C5/ seperti

pada *ambar 2.10.


32/47

*ambar 2.10 Ga!tor Kapasitas -aya -!ng +Pi"ot: 13C5/


2.4 7T


33/47

2.5 PLAOIS

PLAOIS ada"ah sebah pa!et program yang dissn berdasar!an metode e"emen

hingga yang te"ah di!embang!an se&ara !hss nt! me"a!!an ana"isa

de)ormasi dan stabi"itas da"am bidang *eote!ni!. Prosedr pembatan mode"

se&ara gra)is yang mdah memng!in!an pembatan sat mode" e"emen hingga

yang rmit dapat di"a!!an dengan &epat% sedang!an berbagai )asi"itas yang

tersedia dapat digna!an nt! menampi"!an hasi" !omptasi se&ara mendetai".

Proses perhitngannya sendiri sepenhnya ber#a"an se&ara otomatis dan didasar!an

pada prosedr nmeri!.

Pengembangan PLAOIS dim"ai pada tahn 130C di Uniersitas Te!ni! -e")t

+Te&hni&a" Uniersity o) -e")t/ atas inisiati) -epartemen Tenaga Ker#a dan

Penge"o"aan Smber -aya Air Be"anda +-t&h -epartment o) Pb"i& or!s and

ater anagement/. T#an a$a" dari pembatan Program PLAOIS ada"ah nt!

men&ipta!an sebah program !ompter berdasar!an metode e"emen hingga da

dimensi yang mdah digna!an nt! mengana"isa tangg"=tangg" yang dibangn

di atas tanah "na! di dataran rendah Ho""and. Pada tahn=tahn beri!tnya%

PLAOIS di!embang!an "ebih "an#t hingga men&a!p hampir se"rh aspe!

peren&anaan *eote!ni! "ainnya.


34/47

Pada PLAOIS% str!tr *eote!ni! pada !ondisi sesngghnya dapat dimode"!an

da"am regangan bidang mapn se&ara ai=simetri. ode" regangan bidang

digna!an nt! mode" geometri dengan penampang me"intang yang !rang "ebih

seragam% dengan !ondisi tegangan dan !ondisi pembebanan yang &!p pan#ang

da"am arah tega! "rs terhadap penampang tersebt. Perpindahan dan regangan

da"am arah tega! "rs terhadap penampang diasmsi!an tida! ter#adi ata berni"ai

no". a"apn demi!ian% tegangan norma" pada arah tega! "rs terhadap

penampang diperhitng!an sepenhnya da"am ana"isa. ode" ai=simetri

digna!an nt! str!tr berbent! "ing!aran dengan penampang me"intang radia"

yang !rang "ebih seragam dan !ondisi pembebanan menge"i"ingi smb a!sia"%

dimana de)ormasi dan !ondisi tegangan diasmsi!an sama pada setiap arah radia".

-a"am mode" ai=simetri !oordinat menyata!an radis dan !oordinat y

merpa!an smb simetris da"am arah a!sia". Koordinat negati) tida! digna!an.

Penggnaan regangan bidang mapn ai=simetri a!an menghasi"!an mode"

e"emen hingga da dimensi dengan da bah dera#at !ebebasan trans"asi pada

setiap titi! noda"nya +arah dan y/.


35/47

y

y

*ambar 2.13 ;ontoh Permasa"ahan Megangan Bidang dan Ai=simetri

+Smber, ana" PLAOIS/

7"emen tanah da"am Program PLAOIS dimode"!an sebagai e"emen segitiga.

PLAOIS membagi e"emen segitiga !e da"am da #enis% yait e"emen segitiga

dengan 5 titi! noda" dan e"emen segitiga dengan 14 titi! noda". 7"emen segitiga

dengan 14 titi! noda" menggna!an interpo"asi ordo empat nt! menghitng

perpindahan dan integrasi nmeri! me"ibat!an 12 titi! *ass +titi! tegangan/.

Unt! e"emen segitiga dengan 5 titi! noda"% ordo interpo"asi ada"ah da dan

integrasi nmeri! me"ibat!an tiga bah titi! *ass. -engan demi!ian% ma!a

ana"isa e"emen hingga dengan menggna!an segitiga dengan 14 titi! noda" a!an

menghasi"!an hasi" yang "ebih a!rat dibanding!an dengan ana"isa dengan


36/47

menggna!an 5 titi! noda". A!an tetapi proses perhitngan a!an "ebih "ambat #i!a

ana"isa di"a!!an dengan menggna!an e"emen segitiga dengan 14 titi! noda".

R

R

R RR

R RR R

R R R R R R

*ambar 2.2( Posisi Titi! Noda" dan Titi! Tegangan pada 7"emen Tanah


-a"am mode" ana"isa regangan bidang% gaya yang dihasi"!an a!ibat adanya

perpindahan yang diberi!an dinyata!an da"am gaya per sat satan "ebar da"am

arah tega! "rs terhadap penampang. -a"am mode" ana"isa ai=simetri% gaya=gaya

yang dihasi"!an ada"ah gaya=gaya yang be!er#a pada bidang batas yang

membent! bsr "ing!aran sebesar 1 radian yang sa"ing berhadapan. Unt!

mempero"eh besarnya gaya yang be!er#a pada mode"% ma!a gaya=gaya tersebt

hars di!a"i!an dengan )a!tor sebesar 2. Se"rh !e"aran "ainnya pada mode"

ai=simetri diberi!an per sat satan pan#ang dan b!an per radian.


37/47

PLAOIS se"a" menghasi"!an mode" e"emen hingga da dimensi dengan

berdasar!an pada sat mode" geometri. ode" geometri dibat da"am bidang y

yang berada da"am sistem !oordinat g"oba" dimana arah positi) ada"ah arah yang

tega! "rs !e"ar dari bidang gambar.

a"apn PLAOIS merpa!an program da dimensi% namn tegangan=tegangan

tetap diperhitng!an berdasar!an sistem !oordinat ;artesis tiga dimensi. -a"am

sat ana"isa regangan bidang% ada"ah tegangan yang be!er#a tega! "rs !e"ar

dari bidang gambar. -a"am ana"isa ai=simetri% menyata!an !oordinat radia"% y

menyata!an !oordinat a!sia" dan menyata!an arah tangensia". -a"am !ass ini%

menyata!an tegangan radia" dan menyata!an tegangan me"ing!ar +hoop

stress/.

y

yH

yy

y

yL

Ly

HH

*ambar 2.21 Sistem Koordinat dan Per#an#ian Tanda Positi) nt! Tegangan



38/47

-a"am se"rh data !e"aran% gaya dan tegangan te!an% termas! tegangan air pori

ditetap!an berni"ai negati)% dan seba"i!nya gaya dan tegangan tari! a!an berni"ai

positi). *ambar 2.21 menn#!!an arah=arah tegangan yang berni"ai positi).

Ga!tor !eamanan mmnya dide)inisi!an sebagai rasio antara beban rnth

dengan beban !er#a. Namn demi!ian% nt! str!tr tanah de)inisi di atas tida!

se"a" dapat diap"i!asi!an. Sebagai &ontoh% pada str!tr timbnan sebagian besar

beban yang be!er#a dia!ibat!an o"eh berat sendiri tanah dan pening!atan berat

tanah mmnya tida! menga!ibat!an !ernthan. -engan demi!ian% de)inisi yang

"ebih tepat nt! )a!tor !eamanan ada"ah,

SG =

"t

a""

........................................................................................................... +2.24/

-imana,


"t 8 Kat geser batas

a"" 8 Kat geser i#in

Masio dari !e!atan tanah yang tersedia terhadap !e!atan minimm yang dihitng

nt! men&apai !eseimbangan ada"ah )a!tor !eamanan yang se&ara !onensiona"

digna!an da"am e!ani!a Tanah. -engan menerap!an !ondisi standar dari

;o"omb% )a!tor !eamanan dapat dipero"eh dengan persamaan,

SG =&

"t+

ntan

"t

&a""

+n

tan a""

........................................................................................ +2.25/


39/47

-imana,


n 8 Tegangan norma"

&a"" 8 Kohesi yang dii#in!an

&"t 8 Kohesi yang tersedia

a"" 8 Sdt geser da"am yang dii#in!an

"t 8 Sdt geser da"am yang tersedia

Prinsip di atas ada"ah dasar dari metode phi& red&tion yang digna!an da"am

PLAOIS nt! menghitng )a!tor !eamanan g"oba". -engan pende!atan ini%

parameter tanah & dan tan dired!si dengan proporsi yang sama. Med!si

parameter !e!atan diatr o"eh )a!tor penga"i tota" s). Parameter ini a!an

diting!at!an se&ara bertahap hingga !ernthan ter#adi. Ga!tor !eamanan

!emdian dide)inisi!an sebagai ni"ai s) saat !ernthan ter#adi% hanya #i!a saat

!ernthan ter#adi sat ni"ai yang !rang "ebih !onstan te"ah dipero"eh nt!

beberapa "ang!ah pembebanan se&ara bertrt=trt. Adapn penentan )a!tor

!eamanan da"am PLAOIS se&ara matematis dapat dinyata!an dengan,

s) =&

"t

&r

=tan

"t

tan r

.................................................................................... +2.2C/


40/47

-imana,

s) 8 Ga!tor !eamanan pada PLAOIS

&"t 8 Kohesi yang tersedia

"t 8 Sdt geser da"am yang tersedia

&r 8 Kohesi tered!si

r 8 Sdt geser da"am tered!si

2.C 2AT7MIAL *7


41/47

7A =G

............................................................................................................. +2.20/

-imana,

=""

............................................................................................................... +2.23/

Keterangan,

7A 8 Ke!a!an a!sia" materia" geote!sti"geogrid

G 8 Kat tari! materia" geote!sti"geogrid

8 Megangan a!sia" materia" geote!sti"geogrid

" 8 Pertambahan pan#ang materia" geosinteti!geogrid a!ibat G

" 8 Pan#ang a$a" materia" geosinteti!geogrid

7"emen geogrid merpa!an e"emen garis dengan da bah dera#at !ebebasan

trans"asi pada setiap titi! noda"nya +% y/. Ji!a e"emen tanah dimode"!an dengan

menggna!an e"emen segitiga dengan 14 titi! noda"% ma!a setiap e"emen geogrid

dide)inisi!an dengan "ima bah titi! noda"% sedang!an e"emen geogrid dengan tiga

titi! noda" digna!an nt! e"emen tanah dengan 5 titi! noda". *aya a!sia"

dihitng pada setiap titi! tegangan Ne$ton=;otes dan titi!=titi! tegangan ini

mempnyai "o!asi yang sama dengan titi! noda". Posisi titi! noda" dan titi!=titi!

tegangan da"am e"emen geogrid ditn#!!an pada *ambar 2.22.


42/47

S Titi! noda"

R Titi! tegangan

R R R

RS RS R R R

*ambar 2.22 Posisi Titi! Noda" dan Titi! Tegangan da"am 7"emen *eogrid

dengan ' dan 4 Bah Titi! Noda"


2.0 K


43/47

1. Hbngan antara !onsistensi tanah dengan !ohesi tanah ndrained +&/

Hami"ton +130C/ memberi!an intera" ni"ai !ohesi tanah da"am !ondisi

ndrained berdasar!an !onsistensi tanah. Adapn hbngan tersebt disa#i!an

pada *ambar 2.2'.

*ambar 2.2' Intera" Ni"ai Kohesi Tanah da"am Kondisi Undrained

Berdasar!an Konsistensi Tanah +Hami"ton: 130C/


2. Kore"asi antara mod"s 9ong +7/ dengan !ohesi +&/ tanah

-&an dan B&hignani +13C5/ memberi!an hbngan antara mod"s 9ong

dengan !ohesi tanah pada !ondisi ndrained sebagai )ngsi dari inde!s

p"astisitas tanah dan oer&onso"idation ratio. Adapn hbngan tersebt dapat

di"ihat pada *ambar 2.2.


44/47

*ambar 2.2 Kore"asi Antara Kohesi Tanah dan od"s 9ong Tanah

da"am Kondisi Undrained Berdasar!an Ni"ai


45/47

*ambar 2.24 Kore"asi Antara Kohesi Tanah dan od"s 9ong Tanah

da"am Kondisi Undrained Berdasar!an Ni"ai Inde!s P"astisitas

+Termaat% ermeer% dan ergeer: 1304/

+Smber, PLAOIS Standard ;orse/

'. Kore"asi antara Poisson rasio +/ dengan inde!s p"astisitas +IP/ tanah

Unt! tanah yang ter!onso"idasi norma"% roth +13C4/ menyata!an bah$a

Poisson rasio tanah merpa!an )ngsi dari inde!s p"astisitas tanah. Adapn

hbngan antara !eda parameter tanah tersebt dapat di"ihat pada *ambar

2.25.

*ambar 2.25 Hbngan Antara Inde!s P"astisitas dengan Poisson Masio

+roth: 13C4/

+Smber, PLAOIS Standard ;orse/


46/47

. Ni"ai !isaran parameter pada tanah "na!

-epartemen Pem!iman dan Prasarana i"ayah da"am Pedoman Kimpras$i"

No, Pt T=1(=2((2=B memberi!an !isaran ni"ai parameter pada tanah "na!.

Adapn !isaran ni"ai yang diberi!an dapat di"ihat pada Tabe" 2.1.

Tabe" 2.1 Ni"ai Kisaran Parameter pada Tanah Lna! +-epartemen

Pem!iman dan Prasarana i"ayah: 2((2/

ParameterTanah

LempngLempng !Pa ( (

> 21 D 2C 24 D '4 ';& D D

;&+1 ? ;(/ (%1 D (%' (%' D 1%(

; m2th 1 D 1( 4 D 4( 1

;V &mdt +(%(' D (%(4/;& +(%( D (%(5/;&

4. Hbngan antara peri"a! drainase dengan !oe)isien permeabi"itas +!/ tanah

enrt ;asagrande dan Gedm +13(/% hbngan antara !oe)isien

permeabi"itas dan !ara!teristi! penga"iran tanah diberi!an pada *ambar 2.2C.

*ambar 2.2C #ga memberi!an metode peng#ian yang tepat da"am

menent!an !oe)isien permeabi"itas tanah.


47/47

;oe))i&ient o) Permeabi"ity ! +&ms/ +"og s&a"e/

1(2

1(1

1((

1(D 1

1(D 2

1(D '

1(D

1(D 4

1(D5

1(DC

1(D0

1(D 3

-rainage *ood Poor Pra&ti&a""y impe

Soi" type ;"eangrae"

;"ean sands%&"ean sand

and grae"

mitres

ery )ine sands% organi& andinorgani& si"ts% mitres o)

sand si"t and &"ay% g"a&ia" ti""%

strati)ied &"ay deposits% et&.

Imperiosoi"s +e.g.

homogen

&"ays be"oone o)

$eatherin

Imperios soi"s modi)ied by e))e&ts

o) egetation and $eathering

-ire&t determi= nation o) ! -ire&t testing o) soi" in its origina"position D pmping test: re"iab"e i)

proper"y &ond&ted: &onsiderab"e

eperien&e re6ired

;onstant=head permeameter:

"itt"e eperien&e re6ired

Indire&t determi= nation o)

!

Ga""ing=head

permeameter:re"iab"e: "itt"e

eperien&e re6ired

Ga""ing=

headpermeame=

ter

nre"iab"e:

m&heperien&e

re6ired

Ga""ing=head

permeameter: )air"re"iab"e: &onsiderab

eperien&e ne&essa

;omptation )rom grain=siedistribtion: app"i&ab"e on"y to

&"ean &ohesion"ess sands and

grae"s

;omptatiobased on re

&onso"idatiotests: re"iab"

&onsiderab"eperien&e

re6ired

*ambar 2.2C Intera" Ni"ai Koe)isien Permeabi"itas Tanah Berdasar!an Jenis

Tanah +;asagrande dan Gadm: 13(/

+Smber, Soi"s and Gondations% Prenti&e Ha""/

Documents

Tanah Lunak