MODUL 2014.pdf

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

1/116

Modul Geologi Teknik 2014

Laboratorium Geologi Teknik -1

BAB I

PENDAHULUAN

Bangunan sipil berdiri atau dibangun di atas tanah dan batuan karenanya

kestabilan dan keamanan bangunan tergantung pada kestabilan fondasinya. Berdasarkan

hal tersebut dapat kita ketahui bahwa langkah pertama adalah merencanakan fondasi

yang baik dan memenuhi syarat. Untuk dapat memenuhi hal tersebut maka diperlukan

pengetahuan dasar tentang mekanika tanah dan mekanika batuan dalam kajian geologi

teknik.

Pengetahuan tentang mekanika tanah dan mekanika batuan meliputi pembagian

jenis dan sifat-sifat mekanis bahan-bahan bawah permukaan. Namun kedua hal tersebut

tidak sama, masing-masing memerlukan metode tersendiri untuk mengetahuinya.

Penelitian tanah dan batuan yang lengkap akan memberikan keterangan yang cukup bagi

perencanaan bangunan teknik yang bersangkutan dan memungkinkan pemilihan bentuk

fundasi yang terbaik, memenuhi syarat dan ekonomis, penelitian tersebut meliputi

berbagai langkah ysng diantaranya adalah sebagai berikut.

1.1 SURVEI PENDAHULUAN

Penelitian dilapangan dapat direncanakan dengan lebih teliti jika data penunjang

sekitar lokasi yang ada dipelajari lebih dahulu sebelum penelitian lapangan

sesungguhnya dilaksanakan, sebagai persiapan.

Persiapan penelitian ini dapat dibagi dalam dua tahap, yaitu :

a. Persiapan di kantor

b. Penelitian di lapangan

1.1.1 Persiapan Di Kantor

Pada tahap ini, disarankan beberapa langkah yang perlu diambil sebagai langkah

awal, antara lain :

- Penelitian pada bangunan-bangunan yang sudah ada :

Pemeriksaan peta situasi yang memuat keterangan tentang bangunan-bangunan

yang ada pada lokasi rencana akan memberikan gambaran awal tentang keadaan

setempat

- Penelitian perencana awal :

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

2/116



Kadang-kadang sketsa dan rencana awal tergantung pada data fundasi tetapi jika

perencana awal sudah ada, perencana akan lebih mudah lagi dalam menganalisa

karena telah mendapat gambaran tentang bangunan rencana sehingga lebih mudah

dalam memperkirakan besar beban yang akan bekerja.

- Konsultasi

Jika telah ada bangunan-bangunan disekitar lokasi rencana maka diskusi dan

konsultasi dengan pemilik bangunan atau kontraktor akan sangat membantu terutama

keterangan-keterangan mengenai jenis tanah dan batuan, muka air tanah dan

sebagainya serta jenis fundasi yang telah digunakan.

Perlengkapan yang dibutuhkan antara lain:

a. Peta topografi

Peta topografi sangat dibutuhkan dalam merencanakan dan merupakan

keterangan yang berguna untuk penelitian lapangan. Dari hasil penelitian maka

elevasi titik bor, daerah-daerah longsor dan lain-lain bisa digambarkan pada peta

ini.

b. Peta geologi

Pada peta ini ditunjukkan usia dan nama batuan dan tanah, sehingga dari peta ini

dapat ditentukan formasi khusus tentang jenis tanah yang membentuk daerah

lokasi rencana berada.Misalnya, lapisan lempung-lempung lunak kemungkinan

sehubungan dengan formasi batu kapur, sehingga juru bor dapat memperkirakan

jenis kebutuhan alat dalam pengambilan contoh tanah.

Keterangan lain yang bisa diperoleh misalnya batuan gunung api yang telah

mengalami proses metamorfosis adalah bahaya longsor. Lapisan dasar lengkung

atau lereng pada formasi endapan dapat mengakibatkan juga daya dukung yang

lemah.

c. Foto udara

Peta foto udara dapat memberikan gambaran keseluruhan dari lokasi rencana dansekitarnya dan dapat memberikan keterangan secara kasar tentang topografi,

pertanian, pemukiman dan lain-lain. Juga keadaan tanah dibawah permukaan

dapat memperkirakan setelah mempelajari peta ini.

d. Gambar Penampang Bor

Jika lokasi pernah dilaksanakan pemboran sumur maka gambar penampang bor

yang ada dapat menjadi petunjuk yang berguna akan susunan jenis tanah yang

ada.

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

3/116



Berdasarkan penelitian dikantor dari data petunjuk seperti yang diuraikan di atas,

maka dapat dibuat rencana titik-titik penelitian dilapangan yang akan dilaksanakan

Rencana penelitian ini termasuk :

- Jenis penelitian lapangan yang harus dilaksanakan

- Lokasi dan jarak antar titik penelitian

Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi antara lain :

- Keterangan si perencana

- Kebijaksanaan pemerintah setempat

- Dampak sosial pada daerah lokasi rencana

- Pengetahuan tentang rencana bangunan

Rencana penelitian awal ini kemudian dibawa kelapangan sebagai survai

pendahuluan untuk mendapat rencana yang betul-betul matang.

Jenis, lokasi dan jarak titik penelitian tanah tergantung pada jenis tanah dan keadaan

lapisan tanah.

Untuk lapisan tanah dasar yang dangkal, pemboran pada tiap kepala jembatan

sudah cukup sedang pada daerah timbunan yang tinggi dibutuhkan pemboran pada

setiap timbunan untuk mendapatkan data tentang penurunan dan kestabilan timbunan

tersebut.

Kedalaman penelitian akan bervariasi sesuai kebutuhan akan tetapi dalam hal ini

dapat diambil sebagai dasar dalam analisa Westergaard atau Bousinesq, yaitu teori

penyebaran tegangan, dimana dasar pemboran dapat diambil pada kedalaman dimana

tegangan yang terjadi menjadi sebesar 10 % beban yang bekerja pada permukaan.

Interval pengambilan contoh tanah tergantung homogenitas bahan yang dibawah

permukaan. Sebagai patokan umum dapat diambil bahwa contoh tanah harus diambil

pada setiap perubahan jenis, konsisten dan kekuatan lapisan tanah. Untuk lapisan yang

berbeda-beda dan tipis dapat disarankan pengambilan contoh menerus, sedangkan untuklapisan yang homogen dapat diambil contoh setiap 1,50 meter.

Penelitian dilapangan harus dapat memberikan data yang cukup bagi perencanaan,

karena itu penelitian dilapangan harus mencakup pekerjaan sebagai berikut :

- Pemboran

- Pengambilan contoh tanah

- Penelitian langsung dilapangan

Yang juga bisa ditambahkan dengan :

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

4/116



- Penelitian penampang melintang

- Penelitian gempa

- Penelitian profil bawah permukaan dengan electromagnet

- Dan lain-lain

1.1.2 Survei Lapangan Pendahuluan

Berdasarkan analisa data data yang telah terkumpul maka sebaiknya dilakukan

pengenalan pada daerah-daerah lokasi rencana berupa survai pendahuluan. Sebaiknya

hal ini dilakukan sebelum penelitian lapangan dilaksanakan, sehingga diharapkan tidak

akan terjadi hambatan-hambatan dalam pelaksanaannya.

Tujuan survai lapangan pendahuluan adalah :

- Mengadakan penelitian dan pencatatan keadaan yang mungkin mengganggu

perencanaan atau pelaksanaan penelitian lapangan.

- Mengumpulkan keterangan yang kelak dan mungkin diperlukan oleh regu peneliti

lapangan.

Sehubungan dengan tujuan tersebut, maka beberapa hal yang perlu diteliti dalam

survei ini adalah :

- Lokasi rencana bangunan seperti kepala jembatan, pilar dan lain-lain

- Tanah permukaan

Tanah permukaan dapat dengan mudah diambil dan diidentifikasi sesuai dengan

jenis-jenis tertentu, dan biasanya mengidentifikasi lapisan dibawahnya. Tanah

defosit, sungai dapat mengidentifikasikan sifat-sifat sungai yang ada.

Adanya batuan kerakal pada sungai yang besar menunjukkan arus yang deras dan

adanya kemungkinan persoalan gerusan dalam hal ini biasanya menyulitkan

pelaksanaan pemboran dan pemancangan tiang.

-

Tebing sungai, giliran timbunan dan lerengSetiap galian pada daerah sekitar lokasi merupakan “jendela” untuk mengintip

keadaan lapisan dibawah permukaan, sehingga bisa di data gambaran secara

umum.

- Air permukaan dan air tanah

Adanya air baik dipermukaan maupun air tanah merupakan faktor penting untuk

perencanaan dan pemboran.

- Penelitian terhadap bangunan yang ada

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

5/116



Penelitian terhadap bangunan yang sudah ada terutama tentang jenis fundasi,

penurunan yang terjadi, beban yang bekerja dan usia bangunan itu sendiri

merupakan keterangan yang berharga, disamping dampak bangunan yang ada

terhadap bangunan yang direncanakan.

- Topografi dan jenis tanaman

Topografi penting dalam menentukan lokasi bangunan rencana dan secara tidak

langsung menunjukkan keadaan lapisan bawah permukaan.

Sebagai contoh sungai yang sempit dan terjal biasanya mempunyai lapisan keras

dekat dengan permukaan sedang lembah yang lebar dan datar menunjukkan

lapisan deposit yang dalam.

Peta topografi juga sangat membantu regu pemboran dalam mempersiapkan

peralatan yang dibutuhkan. Jenis tanaman juga dapat menunjukkan jenis tanah

bawah permukaan dan keadaan air.

- Keterangan-keterangan yang dibutuhkan regu pemboran :

Mereka harus mengetahui antara lain :

1. Bagaimana cara mencapai lokasi

2. Peralatan apa saja yang dibutuhkan dan jenisnya serta suku cadang

3. Kesulitan-kesulitan yang mungkin dihadapi

4. Titik-titik patok utama yang ada ( titik BM )

5. Surat-surat ijin dari instansi/pemilik yang bersangkutan

6. Ada atau tidaknya bangunan-bangunan bawah tanah seperti kabel telepon,

pipa PAM dan lain-lain serta lokasinya yang tepat.

Sebaiknya survai pendahuluan diikuti dengan survai geofisik sedang survai

secara visual dilapangan bertujuan untuk mendapatkan keterangan tentang geologi

permukaan dan topografi setempat.

Survei geofisik diadakan untuk mendapatkan keterangan dibawah

permukaan yaitu untuk mendapatkan kedalaman tiap lapisan tanah dan batuanyang ada.

Keterangan-keterangan ini dapat menjadi penunjang bagi rencana penelitian

lapangan yang sesungguhnya.

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

6/116



BAB II

PENYELIDIKAN GEOLOGI TEKNIK

2.1 UMUM

Setelah survei pendahuluan selesai maka dapat dibuat rencana penelitian

lapangan yang seksama. Penelitian di lapangan merupakan penunjang dasar bagi

perencana dalam merancang bangunan yang stabil, aman dan ekonomis.

Untuk merencanakan hal tersebut si perencana harus mengerti bagaimana reaksi

tanah terhadap rencana bangunannya dan bagaimana bangunannya kelak akan

dipengaruhi oleh keadaan tanah tersebut.

Penelitian lapangan di sini adalah penelitian terhadap lingkungan dan tanah pada

lokasi rencana bangunan, jadi yang dimaksud dangan penelitian lapangan bukan hanya

penyelidikan tanah tetapi juga termasuk penelitian-penelitian lain yang bisa memberikan

keterangan tambahan yang berguna bagi si perencana, misalnya bangunan tidak boleh

runtuh akibat gaya geser atau penurunan tanah, bendung tidak boleh bocor atau

bergerak dan lain-lain.

Yang akan dibicarakan dalam buku ini adalah penyelidikan tanah baik lapangan

maupun laboratorium dimana dalam bab ini akan dibahas tentang penyelidikan tanah di

lapangan.

2.2 PEMETAAN GEOLOGI TEKNIK

Pada umumnya peta adalah sarana guna memperoleh gambaran data ilmiah yang

terdapat diatas permukaan bumi dengan cara menggambarkan berbagai tanda-tanda dan

keterangan-keterangan sehingga dapat dibaca dan dimengerti. Jadi peta dapat diartikan

sebagai gambaran dari seluruh atau sebagian atau sebagian dari permukaan bumi atau

unsur-unsur yang ada kaitannya dengan permukaan bumi yang dipilih dan diskalakan.

Pembuatan peta didasarkan pada kenyataan bahwa pada dasarnya permukaan

bumi bukan merupakan permukaan bidang yang datar, akan tetapi bentuk elips,

berhubungan dengan bentuk kulit bumi yang demikian itu maka telah ditetapkan suatu

karakteristik tersebut untuk permukaan bumi tersebut yaitu perpotongan antara

permukaan bumi dengan bidang datar yang melalui sumbu disebut meridian atau garis

bujur.

Peta geologi adalah peta yang memberikan gambaran mengenai seluruh

penyebaran dan susunan dari lapisan-lapisan batuan dengan memakai warna atau

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

7/116



simbul,sedangkan tanda-tanda yang terlihat di dalamnya dapat memberikan pencerminan

dalam tiga dimensi mengenai susunan batuan dibawah permukaan bumi.

Macam-macam peta geologi yang dihasilkan tergantung pada tujuan pemetaan, di

antaranya :

- Keilmuan

- Geologi ekonomi

- Geologi minyak

- Geologi teknik

Peta-peta tersebut walaupun pada dasarnya sama tetapi tiap macam mengandung

penekanan-penekanan tertentu dan sifat-sifat yang diperlukan dalam tujuan masing-

masing. Sebagai contoh pemetaan untuk lokasi bendungan (geologi teknik), yang

nantinya akan digunakan untuk teknik sipil, tidak ada gunanya bila yang dikemukakan itu

hanya geologi sejarah saja. Peta tersebut akan mendukung apabila di dalamnya

terkandung semua aspek yang berkaitan dengan komunikasi bendungan.

Kegunaan

- Untuk mengetahui morfologi daerah penelitian

- Untuk mengetahui luas daerah telitian

Prosedur pelaksanaannya

Tahap pelaksanaan pemetaan geologi dapat dibagi dalam 3 tahap utama yaitu :

1. Tahapan perencanaan

Perencanaan ini meliputi kegiatan diruang kerja dan perencanaan kerja dilapangan.

Perencanaan kerja antara lain :

a. Pengumpulan data mengenai keadaan daerah (medan)

b. Membuat rencana, tenaga, perlengkapan, biaya.

c. Penyusunan jadwalSetelah dilapangan melakukan penyelidikan untuk dapat mengenali medan, jalan,

sungai, nama kampung, mengetahui secara sepintas jenis-jenis litologi dan membuat

perencanaan mengenai lintasan-lintasan yang akan ditempuh.

2. Tahapan pemetaan dilapangan

Terlebih dulu menyiapkan secara umum seperti :

a. Membiasakan mulai bekerja dilapangan pagi-pagi dan kembali tidak terlalu sore. Ini

sarankan supaya pengambilan data lebih akurat karena keadaan personilnya masih

segar dan kalibrasi akibat sinar matahari yang berlebihan bisa terhindarkan.

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

8/116



b. Persoalan geologi yang tidak bisa dibawa kebasecamp selalu dipecahkan dilapangan.

Pengamatan di lapangan

Semua yang dapat dilihat, bagi pemeta mempunyai arti tertentu yang berfungsi

untuk memberikan informasi yang lebih kepadanya, adalah kewajiban bagi para pemeta

untuk mencatat segala yang diamati, walaupun yang ada pada saat itu mungkin

tampaknya tidak ada gunanya, sebab data tersebut mungkin akan diperlukan saat

mendatang.

Ada 3 hal pokok yang harus direkam di dalam suatu buku lapangan, yaitu :

- Unsur struktur

Jurus dan kemiringan untuk struktur bidang (misalnya bidang perlapisan, kekar, sesar,

foliasi dan lain-lain), serta arah dan penunjaman struktur gawir (misalnya sumbu

microfold , goresgaris, liniasi mineral).

- Deskripsi litologi

Dilapangan harus di usahakan pada singkapan yang baik serta dapat diharapkan

mewakili satu satuan.

- Membuat sketsa atau potret

Mungkin tujuannya perlu dilakukan sebab dengan foto ada saja kemungkinan gagal

dan pada sketsa dapat memperjelas hal-hal yang ingin ditonjolkan.

2.3 JENIS PENELITIAN LAPANGAN

Pasal ini bermaksud memberikan pedoman singkat tentang bentuk-bentuk

penyelidikan tanah yang sesuai untuk suatu keadaan tertentu.

Setelah selesai survai pendahuluan maka akan diperoleh keterangan tentang jenis

tanah, batuan dan keadaan air tanah secara umum. Berdasarkan keterangan ini dan

pengetahuan yang ada maka dapat direncanakan jenis percobaan dan peralatan yangdibutuhkan.

Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan :

1. Ruang lingkup bangunan rencana

2. Jumlah keterangan yang ada

3. Kemungkinan jenis tanah yang ada

4. kemungkinan air tanah yang ada

5. Jenis contoh yang dibutuhkan

6. Jenis pekerjaan dilapangan dan laboratorium yang dibutuhkan

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

9/116



7. Tersedianya peralatan dan perlengkapannya dan kesesuaian dengan keadaan

dilokasi

8. Biaya penyelidikan yang dibutuhkan

9. Kemampuan setiap alat

10. Kebutuhan tenaga manusia, jumlah dan kemampuannya

11. Peta topografi, batasan-batasan pekerjaan penunjang lain yang dibutuhkan

12. Kebutuhan alat penunjang

Di sini akan dijelaskan beberapa metode yang ada, penggunaan dan batasannya

sehingga memungkinkan penentuan jenis pekerjaan.

1. Sumur Uji/Parit Uji

Untuk sumur uji sampai kedalaman 5,00 m digunakan alat backhoe, jika sampai

kedalaman 1,00 – 1,50 m dapat digunakan tenaga menusia.

Penggunaan umum

Sumur uji berguna untuk daerah timbunan dan secara visual dapat memberikan

gambaran tentang lapisan tanah yang ada. Dengan sumur uji juga dapat dilihat

adanya daerah-daerah patahan, lapisan dasar batuan. Sumur uji daerah diperpanjang

menjadi paritan uji (trenches) untuk mengikuti atau menyilang daerah longsor.

Contoh tanah dan percobaan ditempat

Contoh tanah terganggu bisa diperoleh langsung. Contoh tanah asli bisa

diperoleh dengan menekan tabung contoh pada dasar sumuran.

Percobaan ditempat yang dapat dilaksanakan :

- Percobaan kipas geser (vane test )

- Percobaan penetrometer

- Percobaan daya dukung plat ( plate bearing )

Batasan

Untuk tanah yang ada lepas dan adanya muka air tanah yang tinggi makapercobaan ini sulit dilaksanakan, juga untuk daerah batuan yang keras.

2. Probing

Dalam bentuk yang paling sederhana adalah dengan cara memukul batang baja

yang tajam atau berbentuk peluru ke dalam tanah. Jumlah pukulan yang dibutuhkan

untuk memasukkan batang dapat dikorelasikan dengan kekuatan tanah yang

bersangkutan

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

10/116



Penggunaan umum

Percobaan ini adalah percobaan yang mudah, sederhana dan murah dalam

menentukan kedalaman lapisan tanah lepas.

Pengambilan conto h dan percobaan ditemp at

Dalam hal ini tidak dapat diambil contoh tanah dan juga tidak dapat dilaksanakan

percobaan ditempat.

Batasan

Alat ini hanya dapat digunakan pada lapisan tanah mengandung kerikil/kerakal

dapat memberikan indikasi lapisan tanah keras yang salah. Hal ini hanya dapat

dilakukan sebagai petunjuk awal lubang bor.

3. Bor Tangan

Metode ini dijalankan dengan tangan untuk membedakan lapisan tanah yang

ada. Hasil yang didapat adalah lubang bor dengan kedalaman maksimum 6,00 –

10,00 meter dengan dimeter 50- 200 mm

Penggunaan umum

Pemboran tangan adalah metode yang cepat dan murah untuk tanah yang lunak

percobaan ini dapat dilaksanakan pada daerah yang terpencil dan sulit untuk

transportasi alat besar.

Percobaan ini berguna sebagai perencana awal dan dapat digunakan untuk

pencarian muka air tanah dan untuk memasang peralatan-peralatan.


Pengambilan contoh dapat dilaksanakan baik asli maupun terganggu. Percobaan

ditempat yang dapat dilaksanakan adalah percobaan kipas geser dan penetrometer.

Batasan

Biasanya jarang digunakan pipa pelindung dan kadang-kadang tanah berguna

dan air dapat menghambat penetrasi, juga batuan atau lempung yang sangat kenyal.

4. Pemboran dengan Tabung tipis

Metode ini menggunakan anjungan ringan yang dikembangkan dari teknik

pemboran kuno dan dirakit oleh Land Rover . Alat ini terdiri dari kaki tidak yang

disambung dangan rantai digunakan untuk menaikkan dan menjatuhkan berbagai alat

kedalam lubang yang biasanya berdiameter 150 – 200 mm.

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

11/116



Peralatan yang digunakan dipilih sesuai dengan keadaan lapisan tanah dan

muka air tanah yang akan ditembus. Sering dikenal sebagai “pemboran dengan

tumbukan ringan”.

Kadang-kadang dibutuhkan pipa pelindung menjaga tanah untuh atau mencegah

meresapnya air tanah.

Penggunaan umum

Metode ini paling umum digunakan di Inggris. Dapat digunakan untuk segala

macam jenis tanah dan dapat mencapai kedalaman 60,00 m.

Batuan dapat dipahat atau batuan yang sangat keras dapat dibor dengan bor

putar. Alat ini cukup ringan sehingga dapat diletakkan pada permukaan tanah yang

lunak.


Dapat diambil contoh tanah terganggu menerus atau contoh tanah asli dengan

diameter 100 mm.

Juga percobaan penetrasi standar (SPT) dapat dilaksanakan dengan

menggunakan palu seberat 63,5 kg.

Batasan

Pengoperasiannya membutuhkan keahlian tersendiri dan dalam pengambilan

contoh asli dan mewakili perlu kecermatan. Butiran halus akan hilang dalam

pemboran dibawah permukaan air tanah.

5. Pemboran putar

Dengan sistem ini batang bor diputar secara mekanis dan putaran ini diteruskan

kemata bor pada dasar mata lubang bor. Anjungan juga memberikan tekanan pada

mata bor. Batangnya bisa dipasang pada pahat mekanis yang berputar atau diputar

dari atas oleh motor hidrolis.

Mata bor dilumasi dan hasil potongannya diangkat kepermukaan denganbantuan pelumas (Lumpur, air, udara atau busa). Inti batuan yang terpotong akan

tertinggal dalam tabung inti dan diangkat kepermukaan untuk diuji.

Penggunaan umum

Ini adalah metode umum dalam penyelidikan tanah dan anjungan yang berbeda-

beda mulai dari yang ringan sampai yang berat sehingga memerlukan kran untuk

pemasangan. Mata bornya pun bermacam-macam tergantung dari jenis tanah atau

batuan, alat bor dan kapasitas pemboran yang dikehendaki.

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

12/116




Dengan teknik pemboran yang benar, seluruh contoh inti dapat terambil untuk

pengujian yang dibutuhkan, juga berbagai macam percobaan ditempat dapat

dilaksanakan.

Batasan

Pipa pelindung mungkin dibutuhkan untuk tanah yang tidak stabil untuk menjaga

supaya lubang tidak tertutup. Pengalaman tertentu dibutuhkan untuk memilih jenis

mata bor, penentuan jumlah media pelumas, kecepatan putaran, tekanan mata bor

dan lain-lain untuk mendapatkan contoh inti yang baik.

6. Pemboran Penumbukkan Berputar dan Lubang Terbuka

Sering pemboran ini dapat ditemukan pada pelaksanaan pengambilan bahan

(quarry ) dan peledakan. Alat ini dipasang pada traktor, lori atau crawler dan media

pelumas yang digunakan adalah udara. Kadang-kadang alat ini dikenal sebagai palu

tekan atau bor wagon.

Mata bor tanpa inti dapat digunakan untuk alat bor Ikama untuk menghasilkan

langsung lubang bor yang terbuka.

Penggunaan umum

Metode ini menghasilkan lubang yang cepat dan murah dan sering digunakan

dalam pencarian barang tambang dimana dibutuhkan sejumlah besar lubang dalam

jarak dekat untuk melokasikan rongga-rongga.

Gambaran kasar tentang lapisan yang ada bisa diperoleh dari penetrasi rata-rata

dan dari keadaan dan arna gumpalan-gumpalan kecil tanah yang dihasilkan.


Seperti dijelaskan diatas, contoh yang bisa diperoleh hanya debu atau

gumpalan-gumpalan kecil tetapi berbagai percobaan ditempat dapat dilaksanakan.

BatasanContoh yang dihasilkan hanya dapat memberikan gambaran tentang lapisan

secara kasar sehingga dibutuhkan pengawasan yang terus menerus. Percobaan ini

menimbulkan suara yang bising dan debu. Untuk tanah yang lepas dibutuhkan pipa

pelindung sehingga ada biaya tambahan.

7. Pemboran Mekanis

Dalam proses ini anjungan yang berputar secara mekanis menekan bor yang

bisa yang berbentuk pipa penuh atau berlubang ditengah. Batang yang penuh hanya

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

13/116



bisa menghasilkan contoh terganggu tetapi batang berlubang bisa menghasilkan baik

contoh asli maupun contoh seni terganggu menerus. Anjungan ini biasanya dipasang

pada lori.

Penggunaan umum

Metode ini pelaksanaannya cepat pada tanah kohesif dan jika diperoleh contoh

menerus hal ini akan sangat berguna dalam mendeteksi perubahan yang kecil pada

tanah misalnya ada lensa pasir yang tipis. Ukuran bor tipikal adalah 150-250 mm dan

kedalaman yang bisa dicapai 50 m. Pada tanah yang bulat dapat digunakan bor yang

bulat yang pendek digunakan untuk memindahkan tanah permukaan. Jika ditemui

lapisan batuan, pemboran dapat dilanjutkan dengan menggunakan pemboran inti

dengan diameter kecil dengan batang yang berlubang.


Contoh terganggu dapat diperoleh secara keseluruhan dan berbagai percobaan

di tempat dapat dilaksanakan melalui batang berlubang seperti penetrasi standar dan

kipas geser. Sebagai tambahan, dapat diambil contoh tabung melalui batang

berlubang.

Batasan

Persoalan akan timbul jika digunakan pada lapisan tanah lepas khususnya

dibawah permukaan air tanah atau jika ada kerakal. Anjungan cederung berat karena

dibutuhkan tenaga yang besar dan jalan masuk yang lunak akan menyulitkan.

2.4 METODE PENELITIAN LAPANGAN YANG BANYAK DIPAKAI

Seperti telah disebutkan banyak faktor yang mempengaruhi pemilihan jenis

penelitian tanah yang diharapkan akan bisa memberikan data yang cukup lengkap bagi

perencana. Dalam hal ini akan dibicarakan beberapa metode tersebut.

1. Sumur Ujia. Kegunaan

- Penelitian visual tentang keadaan tanah setempat

- Pengujian detail tentang perbedaan tanah, sruktur dan profil akibat perubahan

cuaca

- Observasi aliran air dan pengukurannya

- Pengujian rendaman

- Pencarian benda-benda geologi dan arkeologi atau detail fondasi yang ada

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

14/116



- Penetapan model kelongsoran dari lereng galian, fundasi atau timbunan dengan

melokasikan daerah longsor

- Mencari kelongsoran geologis dengan membuat/memperluas sumur uji menjadi

paritan untuk mendapatkan kedalaman lapisan tanah/batuan

- Mendapatkan cara yang mudah untuk penggalian ditinjau dari segi biaya dan

untuk menetapkan kedalaman lapisan batuan

- Mengadakan percobaan ditempat dalam skala besar termasuk percobaan daya

dukung pelat dan percobaan pembebanan horizontal

- Menenentukan lokasi titik bor

- Mendapatkan contoh-contoh tanah

- Menetapkan kestabilan galian

Selain untuk keperluan di atas biasanya sumur uji juga dilaksanakan untuk daerah

yang terpencil dimana peralatan sukar mencapai lokasi.

b. Pelaksanaan

Bagian ini mengungkapkan kebutuhan peralatan untuk percobaan sumur uji

dan prosedur lapangan yang disarankan.

Peralatan yang dibutuhkan antara lain :

- Skop

- Palu biasa

- Cangkul

- Kompas

- Tali

Tidak semua peralatan ini dibutuhkan untuk dan kadang dibutuhkan

tambahan. Sebelum pekerjaan dimulai semua peralatan yang dibutuhkan harus

dipersiapkan.

Salah satu langkah pertama adalah pemilihan lokasi yang tepat sehinggadata yang diharapkan bisa diperoleh. Kadang-kadang perlu diperhatikan

kerusakan yang timbul pada lengkungan baik akibat sumur uji itu sendiri maupun

akibat peralatan yang dibawa. Setelah lokasi ditemukan, rencana sumur uji

ditandai dengan patok. Lapisan humus dibuang terlebih dahulu. Setiap penggalian

dilakukan lapis demi lapis setebal kurang lebih 30 cm untuk memungkinkan

pengujian setempat. Untuk sumur uji dengan kedalaman lebih dari 1,50 m harus

diberi kemiringan atau diberi turak pelindung tetapi untuk tanah lumpur yang

sangat lunak kadang-kadang diperlukan turak meskipun kedalaman kurang dari

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

15/116



1,50 m. Untuk tanah lempung kenyal kadang-kadang tidak dibutuhkan turak

sampai kedalaman 1,50 m tetapi untuk kedalaman > 1,50 m diperlukan turak.

Tanah pasir dan lanau akan membahayakan terutama jika mengandung air

dan terutama jika berada dibawah permukaan air tanah. Tanah batuan sering-

sering tidak membutuhkan turak hanya perlu diperhatikan bahaya batu jatuh.

Setelah galian selesai maka diadakan pengukuran dan kemudian dapat

dibuat penampang lapisan tanah. Jika tidak dibutuhkan lagi maka sumur uji harus

ditutup kembali tetapi jika masih dibutuhkan untuk penelitian maka sumur uji harus

dijaga agar tidak tertimbun kembali.

c. Pengambilan contoh dan percobaan ditempat

Prosedur pengambilan contoh biasanya tergantung jenis bangunan rencana

tetapi biasanya diambil pada setiap interval 0,5 m atau setiap perubahan lapisan.

Untuk contoh balok harus diambil setelah tanah bersih dan lapisannya rata.

Untuk keperluan percobaan gradasi, klasifikasi dan CBR harus diambil

contoh seberat 25 kg untuk tanah berbutir halus dan 50 kg untuk tanah berbutir

kasar. Untuk percobaan pemandatan atau perencanaan campuran beton diambil

contoh seberat 100 kg. Dapat juga diambil contoh asli untuk percobaan CBR

kedalam tanah. Beberapa percobaan yang dapat dilaksanakan adalah

penetrometer saku dan percobaan kipas manual yang hanya bisa memberikan

nilai secara kasar. Penetrometer konus yang sederhana juga bisa dilaksanakan

dengan cara menekan batang dengan konus kecil pada ujungnya. CBR ditempat

dengan cara menghitung penurunan plunyer yang berbeban, untuk mendapatkan

gambaran harga CBR lapangan secara umum, selain juga percobaan daya

dukung pelat, untuk percobaan kepadatan lapangan dapat diadakan percobaan

konus pasir (sand cone).

2. Pemboran Tangan

Pemboran tangan bisa digunakan untuk pengambilan contoh tanah dalam

lapisan dangkal (

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

16/116



b. Pelaksanaan

Bor tangan dilaksanakan dengan menggunakan berbagai macam bor (auger )

pada ujung bagian bawah dari stang berbentuk T untuk memutar stang bor.

Sebelum pemboran dilaksanakan perlu diketahui beberapa hal antara lain :

- Letak titik pemboran

- Kedalaman pemboran yang diharapkan

- Jenis contoh yang dikehendaki

- Macam bor yang akan digunakan

c. Peralatan yang dibutuhkan :

- Bor jenis Jarret diameter 10 cm dengan mata bor spiral

- Bor jenis Iwan diameter 10 m dengan mata bor helical

- Kepala pengambilan contoh 6,8 cm dengan kuncinya

- Satu set stang bor

- Tabung contoh ukuran diameter 6,8 cm dan panjangnya 40 cm

- Pemutar stang bor

- Satu set pipa pelindung (casing ) dengan sepatu dan dongkrak pencabut pipa

- Kantong plastik

- Lilin atau parafin

- Pisau pemotong contoh

- Kunci pipa dan obeng

- Pita ukur

- Pensil, kertas dan lembaran data

- Alas terpal untuk tempat contoh

d. Prosedur pelaksanaan

Setelah lubang untuk pemeriksa dibuat dan bersih, kemudian bor dimasukkankedalam tanah dengan memutar stang bor hingga bor penuh terisi tanah dan

kemudian stang ditarik ke atas. Tanah dalam mata bor dibersihkan dan dimasukkan

kedalam kantong plastik.

- Pengambilan contoh tidak asli

Untuk contoh ini dapat diambil dari contoh tanah dengan bor. Tanah yang

diambil adalah contah dari setiap lapisan yang ditentukan dengan pemeriksaan

visual.

Contoh kemudian dimasukkan dalam kantung plastik dan diberi label.

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

17/116



- Pengambilan contoh asli (undis t rubed s amples )

Untuk cara ini diperlukan tabung contoh dengan ukuran 6,8 cm dan panjang

40 cm

Tabung contoh dimasukkan kedalam lubang bor dan kemudian ditekan

perlahan-lahan sampai mencapai kedalaman 40 cm

Untuk memudahkan pemeriksaan laboraturium minimal 60 % dari tabung

baru berisi tanah

Stang bor kemudian diputar dengan arah terbalik sehingga contoh tanah

terlepas dari kelilingnya dan contoh dapat diangkat keatas

Setelah contoh diangkat keluar, dilepas dari kepala tabung. Ujung tanah

diratakan dan dibersihkan kemudian diberi lilin/paraffin pada ujung-ujungnya

sebagai isolator

Setelah lilin/parafin mengering, contoh diberi label dan ditempatkan pada

tempat yang terlindung.

3. Pemboran putar

a. Kegunaan

- Penyelidikan bahan tabung/endapan mineral

- Mengetahui struktur geologi suatu daerah

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

18/116



- Menyilidiki tanah dasar untuk tujuan teknik sipil, seperti untuk fondasi bangunan

gedung, jalan, jembatan bendungan, pelabuhan, dan lapangan terbang

- Pembuatan sumur ekplorasi dan eksploitasi minyak atau air

- Pembuatan lubang udara ventilasi dan lubang pengeringan air dalam tambang

di bawah tanah

- Maksud pemecahan batu dan pembuatan terowongan

b. Peralatan yang dibutuhkan

- Mesin bor dengan alat lengkap dengan alat pengatur geral, alat pemegang bor

dan sebagainya

- Mesin pompa lengkap dengan selang air dan alat penggerak air

- Alat penembus tanah (mata bor) dan stangnya

- Menara atau tripod sebagai pembantu dalam pemasukkan dan pengeluaran

batang bor dari dalam tanah

- Batang bor yang biasa dipakai dengan panjang 2,5 dan 10 feet

- Pipa pelindung dengan panjang 2,3,5, dan 10 feet

- Macam-macam matam bor : straight chopping bit , cross chopping bit , three

cone roller bit , carbide core bit

- Unit cere barrel (penginti)

- Kotak contoh

c. Posedur Pelaksanaan :

- Untuk lapisan permukaan yang terdiri dari lapisan lempung, lanau atau pasir

dapat dimulai dengan bor spiral dari common auger (1 7/8”), closed spiral dari

auger (2 1/2") atau open spiral auger , dimana pemboran dengan sistem kering.

Tapi dari pengalaman lebih baik di pakai jenis pertama. Pemboran dari spiral ini

dilakukan tiap 40 cm sampai kedalaman 2 atau 3 meter. Bila ini sudah selesaidapat diteruskan dengan pencucian (washing ) sampai kedalaman bor spiral

tadi. Maksud pencucian disini adalah untuk melebarkan lubang bekas bor spiral

yang maksudnya sebagai persiapan langkah-langkah selanjutnya. Pencucian

dapat dilakukan dengan three cone roller bit yang berdiameter 4 1/2” atau 4

1/8”. Maksud penggunaan mata bor yang besar ini adalah sebagai persiapan

untuk memasukkan pipa pelindung dengan diameter luar 4 1/2".

- Untuk lapisan permukaan yang tediri dari campuran kerakal, kerikil dan pasir

yang bersifat lepas, maka langkah pertama adalah membuat lubang dan

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

19/116



langsung dipasang pipa pelindung. Untuk membersihkan lubang dipakai 3 cone

bit yang diameternya lebih kecil dari diameter pipa pelindung. Hasil pemotongan

contoh tanah (cutting ) dapat diambil sebagai contoh tidak asli. Pengambilan

kotoran dalam pipa pelindung juga dapat dilakukan dengan pompa.

Pengambilan conto h asl i

- Pada umumnya dilakukan terhadap contoh tanah dari jenis lempung, lanau,

pasir lempung atau pasir lanauan.

- Alat yang dipakai adalah tabung dinding tipis dengan diameter 75 mm dan

panjang 76 cm

Cara Pengambilan Contoh Asli:

- Bersihkan lubang bor sampai dasarnya dilakukan dengan pemboran basah dan

untuk mengangkat kerikil yang tersisa dapat dikerjakan dengan pompa pasir.

- Pasang tabung contoh dan kepalanya pada batang bor dan turunkan kedasar

lubang.

- Batang bor ditekan dengan mesin bor (secara hidrolis) sehingga tabung masuk

kedalam contoh tanah maksimum sedalam 60 cm.

- Sesudah tabung masuk sampai kedalaman yang diinginkan putar tabung untuk

memisahkan contoh tanah dengan sekitarnya.

- Tabung diangkat dengan hati-hati dan dilapaskan dari kepalanya dan

dibersihkan kedua ujungnya, kemudian ditutup dengan parafin dan diberi label.

Percobaan Penetrasi Standar

Selain pengambilan contoh dilakukan percobaan penetrasi standar untuk

mengetahui kekuatan lapisan tanah yang bersangkutan

Alat yang dibutuhkan :

- Batang bor

-

Split spoon sampler- Penembuk dengan berat 63,5 kg

- Batang peluncur penumbuk dengan panjang minimum 0.5 cm

- Kepala batang penumbuk

- Ring penumbuk

Pelaksanaan :

- Bersihkan lubang bor sampai dasarnya

- Pasang split spoon pada batang bornya

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

20/116



- Turunkan batang bor sampai ke dasar lubang dan beri tanda 15 cm sebanyak 3

kali pada batang bor yang tersisa di atas permukaan tanah. Pengukuran 3 x 15

cm diukur dari muka tanah keatas

- Sambung batang yang tersisa ini dengan unit kepala penumbukan dan

penumbuk serta batangnya

- Dalam pemotongan mesin bor tumbuklah batang ini dengan penumbukan

diatas dengan tinggi jatuh bebas 75 cm. Jumlah tumbukan untuk tiap 15 cm tadi

dicatat, yaitu nilai N1, N2, dan N3.

Yang disebut dengan nilai N SPT adalah N2 + N3.

- Angkat split spoon perlahan-lahan agar contoh yang didalamnya tidak jatuh

Pemboran mekanis dan lainnya dalam hal ini jarang digunakan sehingga tidak

dibahas dalam buku ini

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

21/116



8/15/2019 MODUL 2014.pdf

22/116

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

23/116



8/15/2019 MODUL 2014.pdf

24/116



8/15/2019 MODUL 2014.pdf

25/116



8/15/2019 MODUL 2014.pdf

26/116



8/15/2019 MODUL 2014.pdf

27/116



4. Sondir

Kegunaan

Untuk mengetahui kedalamannya lapisan tanah keras serta sifat daya dukung

maupun daya lekat setiap kedalaman.

Pelaksanaan

Alat yang biasa digunakan adalah Dutch Cone Penetrometer dengan bikonus

jenis Gegemann dengan kapasitas maksimum 250 kg/cm

2

Bikonus yang digunakan bekerja ganda sehingga dapat menunjukkan tingkat

kepadatan lapisan tanah yang dicapai sehingga ujung konus dan geseran setempat

yang diukur oleh geseran mantel konus.

Peralatan yang digu nakan :

- Mesin sondir

- Satu set (30) buah batang stang sondir lengkap dengan stang dalam yang

panjangnya masing-masing 1,0 meter

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

28/116



- Manometer 2 buah

a. Kapasitas 0-50 kg/cm2

b. Kapasitas 0-250 kg/cm2

- Satu buah bikonus dan satu buah paten konus

- Satu set angker

- Peralatan kunci pipa, kunci plunyer, palu, kunci manometer, waterpass dll

- Minyak hidrolik (kastrol Oli, SEA 10).

Prosedur Pelaksanaan

- Pasang mesin tegak lurus pada tempat yang akan diselidiki yang diperkuat dengan

angker yang dipasang dalam tanah.

- Pasang traker, tekan stang dalam. Pada penekanan pertama ujung konus akan

bergerak kebawah sedalam 4 cm, kemudian baca manometer yang menyatakan

perlawanan ujung. Pada penekanan selanjutnya conus dan mantelnya bergerak

kebawah 4 cm. Nilai pada manometer yang terbaca adalah nilai tahanan ujung dan

perlawanan lekat.

- Tekan stang luar sampai kedalaman baru, penekanan stang dilakukan sampai

setiap kedalaman tambahan sebanyak 20 cm

- Pekerjaan sondir dihentikan pada keadaan sebagai berikut :

Jika bacaan manometer tiga kali berturut-turut menunjukkan nilai > 150 kg/cm2

Jika alat sondir terangkat ke atas sedangkan bacaan manometer belum

menunjukkan angka yang maksimum maka alat sondir diberi pemberat

Perhitungan

- Hambatan lekat (HL) dihitung dengan rumus

= ( ) ⁄

= () = ℎ - Jumlah hambatan lekat =

dimana i = kedalaman lapisan yang ditinjau

- Grafik yang dibuat :

* Perlawanan penetrasi konus PK pada tiap kedalaman

* Jumlah hambatan pelekat (JHP) pada tiap kedalaman

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

29/116



A = interval pembacaan = 20 cm

B = faktor alat =

= 10 cm

Keuntungan alat sondir

a. Dapat dengan cepat menentukan lapisan keras

b. Dapat diperkirakan perbedaan lapisan

c. Dengan rumus empiris hasilnya dapat digunakan untuk menghitung daya dukung

tiang

d. Cukup baik untuk digunakan pada lapisan yang berbutir halus

Kekurangannya

a. Jika terdapat batuan lepas bisa memberikan indikasi lapisan keras yang salah

b. Tidak dapat mengetahui jenis tanah secara langsung

c. Jika alat tidak lurus dan konus tidak bekerja baik maka hasil yang diperoleh bisa

meragukan

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

30/116



8/15/2019 MODUL 2014.pdf

31/116



8/15/2019 MODUL 2014.pdf

32/116



8/15/2019 MODUL 2014.pdf

33/116



8/15/2019 MODUL 2014.pdf

34/116



5. Percobaan permeabilitas

Untuk mengukur rata-rata aliran air melalui suatu jenis tanah.

Percobaan dengan menurunkan muka air adalah percobaan yang paling

sederhana dan baik untuk tanah berbutir halus sedang cara dengan permukaan tetap

lebih teliti tetapi juga tidak cocok untuk tanah berbutir kasar. Percobaan Packer sering

digunakan pada batuan sedang percobaan dengan pemompaan bisa dilaksanakan

baik tanah maupun batuan dengan permeabilitas tinggi dan biasanya digunakan untuk

mengevaluasi sumber air (aquifer) untuk penyediaan air.

a. Percobaan dengan ujung terbuka

Kegunaan

Untuk mendapatkan harga rata-rata dari permeabilitas (daya rembes dari

suatu lapisan)

Peralatan yang digun akan :

- Alat pembor

- Pipa pelindung

- Meteran air

- Manometer tekanan

- Pompa

- Pipa air dan penyambungnya

Prosedur Pelaksanaan :

- Pipa pelindung ditanamkan sampai kedalaman yang diinginkan

- Jika pipa harus ditanamkan dibawah muka air tanah maka harus diperhatikan

bahwa air harus selalu ada dalam pipa untuk mencegah naiknya tanah

- Lubang kemudian di bersihkan

- Setelah bersih tambahkan air bersih melalui suatu sistem meter untuk menjaga

aliran gravitas pada ketinggian tetap- Kemudian dicatat tinggi permukaan tetap, aliran rata-rata tetap kedalaman

lubang, ukuran pipa pelindung, ketinggian pipa pelindung sebelah atas dan

bawah.

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

35/116



Perhitungan:

=

2 ln >10

= 2 sinℎ− > 1 0 > > k = permeabilitas

Q = aliran rata-rata konstan dalam lubang

L = panjang bagian yang diuji

H = perbedaan tinggi muka air

r = jari-jari lubang yang diuji

b. Metode sumur uji

Kegunaan

Untuk menetapkan permeabilitas tanah ditempat dan biasanya untuk

menghitung aliran pada saluran untuk menetapkan arah saluran.

Peralatan yang digun akan

1. Bor

2. Alat penampung

3. Klep dengan alat pengaturnya

4. Pengapung

5. Pipa pelindung

6. Beban pemberat

Prosedur pelaksanaan :

a. Ukuran sumur uji

Kedalaman sumur uji harus diantara 10 – 150 x jari-jari. Ukuran praktis terkecil

adalah 10 cm dan kedalaman 60 cm

b. Persiapan sumur uji

Lubang digali dengan hati-hati dinding harus dibersihkan hingga tidak ada

kemungkinan tanah yang terpadatkan

Jika kedalaman yang akan diuji di bawah permukaan air tanah maka

diperlukan bantuan pipa pelindung yang kelak akan dicabut apabila praktikum

akan dilaksanakan. setelah sumur bersih kemudian diurug dengan pasir bersih

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

36/116



atau kerikil halus sampai ketinggian ±15 cm dibawah permukaan air yang

harus dijaga.

Pipa pelindung galvanis berisi ditempatkan secara vertikal pada ruang diatas

pasir dan pasir porus ditempatkan diantara pipa dan pelindung sumur.

c. Pasir untuk sumur uji

Pasir untuk sumur uji mempunyai dua kegunaan :

1. Mengganti pipa pelindung sebagai pencegah longsornya dinding

2. Sebagai alat pengukur tidak langsung jari-jari sumuran

d. Pengaturan peralatan uji

Bak penampung harus ditaruh dalam daerah datar dan pada ketinggian

tertentu. Tabung 1/2 inchi pada sisi pipa pelindung dapat digunakan sebagai

pencatat suhu (termometer) sumuran atau pipa air pleksibel dari klep apung

dapat disambungkan. Panjang rantai ringan dari batang apung kebatang

pengatur klep harus dipasang dan pemberat banding ditempatkan

mengimbangi jika di airi.

e. Suhu Air

Karena adanya kemungkinan perubahan suhu dilapangan dan perubahan

kekentalan air karena suhu, maka perlu dicatat suhu selama percobaan dan

mengoreksi koefisien permeabilitas ke standar 20° C.

f. Pencatatan aliran dan waktu

Uji permeabilitas diadakan dengan mencatat pembacaan pada tabung

manometer pada interval waktu. Dari data ini bisa digambar kurva yang

menunjukkan hubungan akumulatif aliran dengan waktu dan bisa dihitung

aliran rata-rata pada setiap waktu

g. Lama waktu pengujian

Pengujian harus dilaksanakan cukup lama untuk mendapat selimut jenuh pada

tanah tapi tidak perlu cukup lama untuk menghasilkan muka air ataumenghasilkan kejernihan yang berlebihan sehingga timbul kelongsoran.

Waktu minimum

Waktu minimum adalah waktu yang dibutuhkan untuk memenuhi volume

minimum.

= 2.09 ℎ√ 2

sinℎ−

ℎ

⁄ −

3

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

37/116



: Volume minimum, ft3 : spesifik tanahh : tinggi air disumur, ft

r : jari-jari sumuran, ft

Waktu maksimum

Perhitungan koefisien permeabilitas

:525.6 sinℎ− ℎ ⁄ 1 2⁄

ℎ ⁄

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

38/116



BAB III

MEKANIKA TANAH

3.1 SEJARAH TERJADINYA TANAH

Pada mulanya bumi berupa bola magma cair yang sangat panas. Karena

pendinginan, permukaannya membeku, maka terjadi batuan beku oleh proses fisika

(panas/dingin, membeku/mencairnya), batu hancur menjadi butir-butir tanah (sifatnya

tetap seperti batu aslinya : kerikil, pasir, lanau). Oleh proses kimia (migrasi, hidrasi,

oksidasi) batu lapuk, sehingga terjadi tanah dengan sifat berubah dari batuan aslinya.

1. Transported soil adalah merupakan tanah yang lokasinya pindah dari tempat

terjadinya akibat aliran air, angin, dan atau es.

2. Residual soil adalah merupakan tanah yang tidak pindah lokasi dari tempat terjadinya.

Oleh proses alam, proses perubahan dapat bermacam-macam dan berulang. Batu

menjadi tanah karena pelapukan dan penghancuran. Tanah dapat menjadi batu lagi

karena pemadatan, sedimentasi, mencair kembali. Batu bisa menjadi batuan jenis lain

karena panas, tekanan, dan larutan.

Tanah terdiri dari butir-butir diantaranya berupa ruang pori. Ruang pori terisi udara

dan atau air. Tanah yang mengandung bahan organik, sisa atau pelapukan tumbuhan

atau hewan disebut tanah organik, jika kandungan bahan organiknya cukup banyak.

Mekanika tanah merupakan ilmu yang mempelajari tanah dari pandangan teknik

sipil. Tanah dianggap sebagai bahan konstruksi teknik, dipelajari sifat-sifat dan perilaku

terhadap pengaruh beban, pengaruh dari rembesan air dan sebagainya. Kekurangannya

jika dibandingkan dengan bahan konstruksi lain adalah tanah tidak dibuat dengan standar

tertentu sehingga kondisinya tidak homogen.

Tabel jenis tanah (ASTM)

No FRAKSI-FRAKSI TANAHJENIS TANAH BERDASARKAN

UKURAN BUTIR

1. Kerikil (Gravel) > 4,75 mm

2. Pasir (Sand ) 4,75 – 0,075 mm

3. Lanau (Silt ) 0,075 – 0,005 mm

4. Lempung (Clay ) < 0,005 mm

5. Koloid (Colloid ) < 0,002 mm

Butir lempung sangat halus kurang dari 0,002 mm disebut colloid

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

39/116



3.2 PENGUJIAN LABORATORIUM

Uji laboratorium bertujuan untuk mendapatkan sifat fisik maupun parameter

keteknikan yang diperlukan. Pengujian laboratorium ini dilakukan pada laboratorium

mekanika tanah yang meliputi :

1. Uji laboratorium untuk mendapatkan sifat fisik tanah.

Sifat-sifat yang dimaksud di sini adalah indeks properties dari tanah, antara lain :

a. Kadar air (Water content ).

b. Berat jenis (Specific gravity ).

c. Batas-batas atterberg ( Atterberg limit ).

d. Analisa besar butir (Grain size analysis).

e. Pemadatan.

f. Hidrometer.

2. Uji laboratorium untuk mendapatkan sifat keteknikan tanah.

Sifat keteknikan tanah didapatkan antara lain dengan melakukan :

a. Uji geser langsung (Direct shear test ).

b. Kuat tekan bebas (Unconfined compressive strength test )

3.2.1 Mekanika Tanah

3.2.1.1 Uji Laboratorium Untuk Mendapatkan Sifat Fisik Tanah

A. Berat Isi Tanah

Kegunaan

Test ini dilakukan untuk mendapatkan berat isi tanah yang merupakan

perbandingan antara berat tanah basah dengan volumenya dalam gr/cm3. Standart uji

yang dilakukan bedasarkan SNI 1965:2008.

Peralatan Yang Digunakan

1. Cincin uji dengan diameter 6 cm dan tinggi 2 cm.2. Pisau pemotong contoh.

3. Neraca dengan ketelitian 0,01 gram.

4. Jangka sorong.


1. Cincin dalam keadaan bersih ditimbang (W1).

2. Benda uji (undisturb) disiapkan dengan menekan cincin pada tabung contoh

sampai cincin terisi penuh.

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

40/116



3. Ratakan kedua permukaan dan bersihkan cincin sebelah luar.

4. Timbang cincin beserta isinya (W2).

5. Hitung volume tanah dengan mengukur ukuran dalam cincin dengan ketelitian

0,01 cm dengan menggunakan jangka sorong.

Perhitungan

= ⁄ B. Kadar Air (Natural Water Conten t )

Kegunaan

Test ini dilakukan untuk mengetahui kadar air dari contoh tanah. Perbandingan ini

dinyatakan dalam prosentase dari berat air pada suatu massa terhadap berat dari suatu

partikel tanah. Pengukuran dilakukan dengan mengikuti standar SNI 1965:2008.


1. Oven pemanas / heater dengan suhu sampai 110 oC.

2. Cawan kedap udara.


4. Desikator.

5. Jangka sorong.


1. Tanah yang akan diperiksa baik disturb maupun undisturb ditempatkan dalam

cawan yang bersih, kering, dan telah diketahui beratnya (disturb), dan dalam

cincin (undisturb).

2. Kedua wadah tersebut beserta isinya kemudian ditimbang dan beratnya dicatat

dalam formulir yang tersedia.

3. Kemudian kedua wadah tersebut dipanaskan dalam oven pemanas / heater

sampai berat contoh tanah konstan.

4. Setelah konstan, kedua wadah tersebut didinginkan dalam desikator.

5. Setelah dingin, ditimbang dan beratnya dicatat.

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

41/116



Perhitungan

Berat wadah + tanah basah = W1 gram.

Berat wadah + tanah kering = W2 gram.

Berat wadah kosong = W3 gram.

Berat air = (W1 – W2) gram.

Berat tanah kering = (W2 – W3) gram.

= ×% C. Berat Jenis Tanah (Specif ic gravi ty )Kegunaan

Test ini dilakukan untuk mengetahui dan menentukan berat jenis tanah yang lolos

saringan No. 100 dengan menggunakan labu ukur (piknometer). Test ini diperoleh

dengan membandingkan berat satuan bahan di dalam udara terhadap berat air suling

pada suhu 4o C. prosedur pelaksanaannya mengikuti cara SNI 1964:2004.


1. Piknometer kapasitas 25 ml.


3. Desikator.

4. Oven pemanas / heater .

5. Thermometer kapasitas 0 – 50o C.

6. Wadah untuk merendam.


a. Kalibrasi Piknometer

1. Timbang piknometer dalam keadaan bersih dan kering (W1)

2. Isi piknometer dengan air suling dengan suhu ruang, kemudian timbang

beratnya (Wa) dan ukuran suhu air tersebut (ta) = × Dimana :

W 4 : berat piknometer dan air pada suhu T.

W a : berat piknometer dan air pada suhu Ta.

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

42/116



W 1 : berat piknometer.

k : perbandingan kerapatan air pada suhu standar (25o C) dibanding

kerapatan air pada suhu tertentu (suhu ruang).

b. Benda Uji

1. Siapkan contoh (disturb dan undisturb) tanah sebanyak 6,25 gram dan

kemudian keringkan dengan oven.

2. Masukkan contoh tanah.

3. Timbang contoh tanah + piknometer (W2).

4. Didihkan contoh tanah tersebut dengan menggunakan larutan gliserin untuk

menghilangkan udara yang terperangkap dalam contoh tanah atau dengan

menghisap udara yang terperangkap dengan pompa vakum.

5. Rendam dan diamkan piknometer sampai mencapai suhu konstan dan tambah

air suling sampai batas leher. Bersihkan bagian luar piknometer dan keringkan

kemudian timbang (W3).

Perhitungan

=

( ) + ( )

D. Batas Atterberg (Atterberg Limit )

1. Batas Cair (Liquid Limi t )

Kegunaan

Batas cair adalah kadar air yang dibutuhkan oleh tanah kering yang ditunjukan

dalam prosen sampai mencapai kondisi plastis. Test ini dilaksanakan dengan mengikuti

ketentuan SNI 1966:2008.

Peralatan Yang Digun akan

1. Cawan porselin 115 mm untuk

mencampur tanah dengan air.

2. Spatula dengan panjang 75 mm

dan lebar 20 mm.

3. Cassagrande.

4. Grooving tool .


6. Neraca dengan ketelitian 0,01

gram.

7. Wadah penguap.

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

43/116




1. Ambil contoh tanah (disturb) secukupnya.

2. Tempatkan dalam cawan porselin dan campurkan dengan air suling sebanyak 15

– 20 ml. Campur dengan merata dengan bantuan spatula.

3. Ambil contoh tanah yang telah terampur homogen dan taruh pada cawan alat

cassagrande.

4. Ratakan permukaan contoh tanah dalam cawan sehingga sejajar dengan

permukaan alas cawan.

5. Buat alur di tengah pada contoh tanah tersebut (dibelah) dengan bantuan

grooving tool.

6. Pasang cawan pada rangkaian alat cassagrande kemudian operasikan.

7. Hentikan percobaan apabila alur yang telah dibuat telah menyatu kembali pertama

kali, dan hitung berapa ketukan yang dibutuhkan.

8. Ambil contoh tanah sebagian untuk diperiksa kadar airnya dalam wadah yang

telah diketahui beratnya.

9. Ulangi percobaan di atas dengan kadar air yang berbeda (minimal 4 kali).

Perhitungan

Buat grafik dimana absis adalah jumlah ketukan (N) dan ordinat adalah kadar air

contoh tanah yang bersangkutan. Yang disebut batas cair adalah kadar air dimana N = 25

ketukan.

2. Batas Plastis (Plast ic Lim it )

Kegunaan

Batas plastis suatu contoh tanah adalah suatu kadar air yang dinyatakan dalam

prosen dari suatu massa tanah pada kondisi kering pada batas antara kondisi plastis dan

setengah cair. Kadar air pada batas ini secara jelas didefinisikan sebagai harga kadar airterendah dimana contoh tanah dapat digulung sampai 3,2 mm tanpa mengalami

keretakan. Test ini dilakukan dengan mengikuti standar SNI 1966:2008. secara lebih jelas

dapat dikatakan bahwa test atterberg limit dimaksudkan untuk mengetahui sifat-sifat

karakteristik serta klasifikasi dari tanah berbutir halus.

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

44/116




1. Wadah penguap.

2. Spatula.

3. Pelat kaca.

4. Cawan pencampur.


6. Oven pemanas/heater .

7. Jangka sorong.


1. Tempatkan contoh tanah dalam cawan pecampur dan campurkan dengan air

suling sehingga contoh tanah jenuh dan tidak lagi terdapat gelembung udara.

Kadar air yang dibutuhkan minimal sama dengan kadar air pada batas cair.

2. Ambil contoh tanah secukupnya dari cawan pencampur, kemudian buat gulungan

kecil-kecil dengan 3,2 mm dan panjangnya 8 cm sebanyak 8 buah.

3. Setelah jadi, bagi 2 gulungan tadi dan tempat pada 2 wadah yang berbeda. Berarti

satu wadah terdapat 4 gulungan.

4. Lakukan prosedur penentuan kadar air.

Perhitungan

Sama dengan perhitungan kadar air.

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

45/116



Tabel Klasifikasi Kepadatan Relatif (Terzaghi & Peck, 1967)

KELAS

KEPADATAN

RELATIF

(%)

JUMLAH KETUKAN

(N)

ISTILAH

1 < 15 < 4 Sangat urai

2 15 – 35 4 – 10 Urai

3 35 – 60 10 – 30 Agak Padat

4 60 – 85 30 – 50 Padat

5 > 85 > 50 Sangat Padat

Tabel Klasifikasi Konsistensi (CEGM, 1979)

KELASIDENTIFIKASI

LAPANGAN

JUMLAH

TUMBUKAN (N)ISTILAH

1Keluar diantara jari

bila ditekan< 2 Sangat lembek

2Mudah dibentuk oleh

tekanan jari2 – 4 Lembek

3Dapat dibentuk oleh

tekanan kuat jari4 – 8 Teguh

4Tidak dapat dibentuk

oleh tekanan jari8 – 15 Kaku

5Rapuh (getas) atau

sangat liat15 – 30 Sangat kaku

Tabel Klasifikasi Kelulusan (CEGM, 1978 dan Lemment)

KELAS

KOEFISIEN

KELULUSAN

(cm/detik)

ISTILAH

UMUMNYA TERDAPAT

TANAHBATU

BERKEKAR

1 > 10 Sangat tinggi Kerikil bersih Sangat rapat

2 10 – 10-2 Tinggi Pasir kasar bersih Rapat

3 10-2 – 10-3 Sedang Pasir halus Sedang

4 10-3 – 10-5 Rendah Pasir lanauan – lanau Sangat jarang

5 10-5 – 10-7 Sangat rendah Lempung Tidak berkekar

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

46/116



Gambar Alat Cassagrande

E. Pemeriksaan Gradasi / Analisa Saringan (Grain size analisys )Kegunaan

Test ini dilakukan untuk mengetahui gradasi dari material dan dilaksanakan baik

dengan menggunakan analisa saringan maupun analisa hidrometer. Test ini merupakan

penentuan kuantitatif dari distribusi ukuran butir 0,075 mm (tertahan saringan No. 200)

yang didapatkan dari penyaringan. Cara-cara pelaksanaan dilakukan dengan mengikuti

standar ASTM D 421/63.

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

47/116



Peralatan Yang Digu nakan


2. Satu set saringan dengan No. 4, 6, 8, 12, 16, 20, 40, 80, 100, 200, PAN.

3. Oven pemanas/.

4. Alat pemisah contoh.

5. Mesin pengguncang saringan.

6. Talam-talam.

7. Kuas, sikat kuningan, sendok.


1. Benda uji dikeringkan dalam oven/heater .

2. Saringan benda uji lewat uuran saringan dengan ukuran saringan paling besar

ditempatkan paling atas. Saringan diguncang dengan mesin pengguncang selama

15 menit.

3. Benda uji yang tertahan pada masing-masing saringan ditimbang.

Perhitungan = ( +) = ℎ = ℎ ∑ ×100% = 100%

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

48/116



Tabel Klasifikasi Tanah (USCS)

PEMBAGIAN UTAMA SIMBOL JENIS TANAH

TANAHBERBUTIRKASAR

TertahansaringanNo

.200(0.075mm)>50%

KERIKIL

TertahansaringanNo.4(4.75

mm)>50%

Kerikil bersih (tanpa

atausedikit

mengandung bahan

halus). Melalui

saringan No. 200

12%

GMKerikil lanauan, kerikil campur pasir

dan lanau

GCKerikil lempungan, kerikil campur pasir

dan lempung

PASIR

MelaluisaringanNo.4

(4.75mm)≥50%

Pasir bersih (tanpa

atau sedikit

mengandung bahan

halus)

SWPasir, pasir krikilan, bergradasi baik

tanpa atay dengan sedikit bahan halus

SPPasir, pasir krikilan bergradasi buruk

tanpa atau dengan sedikit bahan halus

Pasir dengan bahan

halus (banyak

mengandung bahan

halus). Melalui

saringan No. 200

>12%

SM Pasir lanauan, pasir campur lanau

SCPasir kelempungan, pasir campur

lempung

TANAHBERBUTIRKASAR

Melaluis

aringanNo.200(0.075mm)>50%

LANAUDANLEMPUNG

Batas cair kurang dari

50

ML

Lanau organic dan pasir sangat halus,

tepung batu, pasir halus kelanauanatau kelempungan atau lanau

kelempungan sedikit plastis

CL

Lempung organic dengan plastisitas

rendah sampai sedang, lempung

krikilan, lempung pasiran, lempung

lanauan, lempung humus

OLLempung organic dan lempung lanauan

organic dengan plastisitas rendah

Batas cair lebih dari50

MH

Lempung anorganik, tanah pasiran

halus atau tanah lanauan mengandung

mika atau diatome lanau elastis

CH Lempung anorganik dengan plastisitastinggi, lempung ekspansif

OHLempung organic dengan plastisitas

sedang sampai tinggi, lanau organik

TANAH ORGANIK Pt Gambut dan tanah organic lainnya

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

49/116




SIMBOL

PROSEDUR IDENTIFIKASI LA PANGAN

(Tidak termasuk part ikel yang berukuran lebih dar i 3

inch & berat fraksinya diperki rakan )

KETERANGAN YANG

DIPERLUKAN DALAM

ANALISA TANAH

GWUkuran butirnya bervariasi dan banyak mengandung

partikel berukuran sedang

Untuk tanah tidak terganggu

diperlukan keterangan

tambahan seperti perlapisan,

tingkat kepadatan, segmentasi,

kondisi kadar air dan

karakteristik drainase. Berikan

nama jenis tanahnya,

perkirakan % pasir dan kerikil,

ukuran butir maksimum, bentuk

butir, kondisi permukaan,

kekerasan tanah berbutir kasar,

nama setempat atau nama

geologi, dan keterangan lainuntuk kepentingan deskripsi

serta symbol huruf kapital

GPUmumnya ukuran butirnya sama atau sedikit

mengandung partikel berukuran sedang

GMBahan halusnya nonplastik atau plastisitasnya rendah

(lihat prosedur identifikasi ML)

GC Bahan halusnya plastis (lihat prosedur identifikasi CL)

SWUkuran butirnya bervariasi dan banyak mengandung

partikel ukuran sedang

SPUmumnya ukuran butirnya sama atau sedikit

mengandung partikel berukuran sedang.

SM Bahan halusnya non plastis atau plastisitasnya rendah(lihat prosedur identifikasi ML)

SC Bahan halusnya plastis (lihat prosedur identifikasi CL)

PROSEDUR IDENTIFIKASI

(Untuk fraksi lebih halus dari saringan No. 4)

Kekuatan kering

(karakteristik

pecah)

Dilatansi

(reaksi thd

goncangan)

Keteguhan

(konsistensi

mendekati batas

plastis)

ML Nol – rendah Lambat – cepat Nol Berikan nama jenis tanahnya,

tingkat dan sifat plastisitas,

jumlah dan ukuran maksimum

dari tanah berbutir kasar, warna

dan kondisi basah, bau bila ada,

nama setempat atau nama

geologi dan keterangan lainnya

untuk deskripsi serta symbol

tanah dengan huruf kapital.

Untuk tanah tidak terganggu

diperlukan keterangan

tambahan seperti struktur,

perlapisan, konsistensi tidak

terganggu dan remasan, kondisi

kadar air dan drainase.

CL Rendah – tinggi Lambat Sedang

OL Rendah – tinggi Lambat Rendah

MH Rendah – sedangTidak bereaksi

– sgt lambatRendah – sedang

CH Tinggi – sgt tinggi Tidak bereaksi Tinggi

OH Sedang – tinggiTidak bereaksi

– sgt lambatRendah – sedang

Pt

Secara langsung dapat diidentifikasikan dari warna, bau.

Rasanya seperti bunga kerang dan seringkali teksturnya

berbentuk serat.

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

50/116




SIMBOL KRITERIA KLASIFIKASI LABORATORIUM

GW

Ten

tukan

prosentase

kerikildan

pasirdarikurva

pembagian

butir.

Ber

dasarkanpadaprosentasebahanha

lus(fraksilebihhalusdarimess

No.200).Tanahberbutirkasardiklasifika

sikansebagaiberikut:

a.

Kurangdari5%

GW,GP,SW,SP

b.

Lebihdari12%

GM,G

C,SM,SC

c.

5%

-12%

Pada

grsbts

D60

Cu = ------ lebih besar dari 4

D10

(D30)2

Cc = ---------- antara 1 dan 3

D10 x D60

GP Tidak ditemukan semua persyaratan gradasi untuk GW

GMBatas Atterberg di bawah garis A

atau PI kurang dari 4

Di atas garis A dengan PI

antara 4 dan 7 terdapat pada

garis batas dan

menggunakan symbol gandaGC

Batas Atterberg di atas garis A atau

PI lebih besar dari 7

SW

D60

Cu = ------ lebih besar dari 6

D10

(D30)2

Cc = ---------- antara 1 dan 3

D10 x D60

SP Tidak ditemukan semua persyaratan gradasi untuk SW

SM Batas Atterberg di atas garis A atau

PI lebih besar dari 7

Batas Atterberg yang masuk

pada daerah arsir dengan PI

antara 4 dan 7 disebut kasus

garis batas denganmenggunakan symbol ganda

SC

ML

CL

OL

MH

CH

OH

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

51/116



F. Hidrometer (Hydrom eter Analysis )

Kegunaan

Test ini dilakukan untuk mengetahui gradasi dari material dengan < 0,075 mm.

Cara pelaksanaannya dilakukan dengan metode ASTM D 421/63.


1. Hidrometer dengan skala-skala konsentrasi (5 – 60 gr/lt) atau untuk pembacaan

berat jenis campuran (0,995 – 1,038).

2. Tabung-tabung gelas ukuran kapasitas 1000 ml, 6,5 cm.

3. Thermometer 0 – 50o C, ketelitian 0,1o C.

4. Pengaduk mekanik dan mangkuk dispersi.

5. Saringan No. 10, 20, 40, 80, 100, dan No. 200.



8. Tabung-tabung gelas dengan ukuran 50 ml dan 100 ml.

9. Batang pengaduk dari gelas.

10. Jam.

11. Pipet.


1. Rendam 50 gram contoh tanah yang lolos saringan No. 200 dengan disversi water

glass. Aduk sampai merata dan biarkan 24 jam.

2. Sesudah perendaman, campuran dipindahkan dalam mangkok pengaduk dan

tambahkan air suling secukupnya. Aduk dengan pengaduk mekanik selama 15

menit.

3. Pindahkan campuran ke dalam tabung gelass ukuran dan tambahkan air suling

sampai 100 ml. Mulut tabung ditutup rapat dengan telapak tangan dan kocokdalam arah horizontal selama 1 menit.

4. Setelah dikocok, tabing diletakkan dan masukkan hidrometer dengan hati-hjati dan

biarkan terapung bebas, lalu jalankan stop watch / jam. Angka hidrometer dibaca

pada waktu-waktu 0,5 , 1, 2 menit dan dicatat pembacaan-pembacaan itu sampai

0,5 gr/lt yang terdekat atau mendekati 0,001 berat jenis. Sesudah pembacaan

pada menit kedua, hidrometer diangkat hati-hati. Kemudian dicucii dengan air

suling dan masukan ke dalam tabung yang berisi air suling yang bersuhu sama

seperti suhu tabung percobaan.

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

52/116



5. Hidrometer dimasukan kembali dengan hati-hati ke dalam tabung berisi campuran

dan lakukan pembacaan hidrometer pada saat-saat 5, 15, 30 menit, dan 1, 4, 24

jam. Setiap setelah pembacaan, hidrometer dicuci dan dikembalikan ke dalam

tabung air suling. Proses pemasukan dan mengeluarkan hidrometer dilakukan

masing-masing 10 detik.

6. Suhu campuran diukur pada 15 menit pertama dan kemudian pada setiap

pembacaan berikutnya.

7. Sesudah pembacaan yang terakhir, campuran dipindahkan ke dalam saringan No.

200 dan dicuci sampai air pencucian jernih dan biarkan air yang mengalir

terbuang. Fraksi yang tertinggal di atas saringan No. 200 dikeringkan dan

dilakukan Pemeriksaan Analisa Saringan.

Perhitungan

Hitung persen berat dan butiran yang lebih kecil dari diameter dengan rumus :

= ( + ) ×% Tabel Faktor Koreksi a Untuk Hidrometer 152 H Terhadap Berat Jenis Tanah

NO. BERAT JENIS ( G ) FAKTOR KOREKSI ( a )

1. 2,95 0,94

2. 2,90 0,95

3. 2,85 0,96

4. 2,80 0,97

5. 2,75 0,98

6. 2,70 0,99

7. 2,65 1,00

8. 2,60 1,01

9. 2,55 1.02

10. 2,50 1,03

11. 2,45 1,05

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

53/116



Tabel Penentuan Kedalaman Efektif Hidrometer

PEMBACAAN

HIDROMETER

(R 1 + MENISKUS)

KEDALAMAN EFEKTIF

( L)

(cm)

PEMBACAAN

HIDROMETER

(R 1 + MENISKUS)

KEDALAMAN EFEKTIF

( L)

(cm)

0 16.3 31 11.2

1 16.1 32 11.1

2 16.0 33 10.8

3 15.8 34 10.7

4 15.6 35 10.6

5 15.5 36 10.4

6 15.3 37 10.2

7 15.2 38 10.1

8 15.0 39 9.99 14.8 40 9.8

10 14.7 41 9.8

11 14.5 42 9.6

12 14.3 43 9.4

13 14.2 44 9.2

14 14.0 45 9.1

15 13.8 46 8.9

16 13.7 47 8.6

17 13.5 48 8.418 13.3 49 8.2

19 13.2 50 8.1

20 13.0 51 7.9

21 12.9 52 7.8

22 12.7 53 7.6

23 12.5 54 7.4

24 12.4 55 7.3

25 12.2 56 7.1

26 12.0 57 7.027 11.9 58 6.8

28 11.7 59 6.6

29 11.5 60 6.3

30 11.4

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

54/116



Tabel Harga K Untuk Menghitung Butir Dengan Hidrometer

T(

o

C)

BERAT JENIS BUTIRAN TANAH

2.45 2.50 2.55 2.60 2.65 2.70 2.75 2.80 2.85

16 0.01510 0.01505 0.01481 0.01457 0.01435 0.01414 0.01394 0.01374 0.01356

17 0.01511 0.01486 0.01462 0.01439 0.01417 0.01396 0.01376 0.01356 0.01338

18 0.01492 0.01467 0.01443 0.01421 0.01399 0.01378 0.01359 0.01339 0.01321

19 0.01474 0.01449 0.01425 0.01403 0.01382 0.01361 0.01342 0.01323 0.01305

20 0.01456 0.01431 0.01408 0.01386 0.01365 0.01344 0.01325 0.01307 0.01289

21 0.01438 0.01414 0.01391 0.01369 0.01348 0.01328 0.01309 0.01291 0.01273

22 0.01421 0.01397 0.01374 0.01353 0.01332 0.01312 0.01294 0.01276 0.01258

23 0.01404 0.01381 0.01358 0.01337 0.01317 0.01297 0.01279 0.01261 0.01243

24 0.01388 0.01365 0.01342 0.01321 0.01301 0.01282 0.01264 0.01246 0.01229

25 0.01372 0.01349 0.01327 0.01306 0.01286 0.01267 0.01249 0.01232 0.01215

26 0.01357 0.01334 0.01312 0.01291 0.01275 0.01253 0.01235 0.01218 0.01201

27 0.01342 0.01319 0.01297 0.01277 0.01258 0.01239 0.01221 0.01204 0.01188

28 0.01327 0.01304 0.01283 0.01264 0.01244 0.01225 0.01208 0.01191 0.01175

29 0.01312 0.01290 0.01269 0.01249 0.01230 0.01212 0.01195 0.02278 0.01162

30 0.01298 0.01276 0.01256 0.01236 0.01217 0.01199 0.01182 0.01165 0.01149

G. Test Pemadatan Standar

Kegunaan

Test ini dilakukan untuk menentukan hubungan antara kadar air dan kepadatan

tanah sehingga bisa diketahui kepadatan maksimum dan kadar air optimum. Uji

pemadatan ini mengikuti standart AASHTO T 180 – 74


1. Cetakan (mold ) dengan 102 mm dan tinggi 11,5 cm.

2. Alat tumbuk tangan dengan 50,8 mm dan berat 2,5 kg serta tinggi jatuh 32 cm

dengan selubung yang mempunyai paling tidak 4 buah lubang udara dengan 9,5

mm.

3. Alat pengeluar contoh.

4. Timbangan kapasitas 50 kg dengan ketelitian 1 kg.

5. Oven pemanas/heater .

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

55/116



6. Kapi.

7. Saringan No. 4.

8. Kuas.

9. Wadah / cawan.



1. Contoh tanah sebanyak 2 kg (disaring dengan mess No. 4) dikeringkan.

2. Sample tanah dibagi menjadi tiga bagian yang sama, kemudian dicampur dengan

air yang sudah ditentukan dan diaduk sampai rata.

3. Untuk sample yang pertama tidak perlu ditambahkan air, atau dianggap

penambahan air sebanyak 0 ml, selanjutnya penambahan air dilakukan sebanyak

15 ml.

4. Penambahan air pada sample diatur setiap kelipatan 15 ml, sehingga didapatkan

kadar air benda uji masing-masing 1-3 %.

5. Timbang cetakan (mold ) dan alasnya dengan ketelitian 5 kg.

6. Mold dan keeping dijadikan satu dan ditempatkan pada alas yang kokoh.

7. Ambil salah satu dari contoh tanah (yang sudah dicampur air dan dibagi menjadi

tiga), lalu dipadatkan dengan cara :

- Pemadatan dilakukan dengan alat penumbuk standart 2,5 kg. Dengan tinggi

jatuh 30,5 cm.

- Tanah dipadatkan dalam tiga lapisan dan tiap lapisan didapatkan dengan 25

tumbukan.

8. Potong kelebihan tanah dari bagian keliling leher dengan pisau dan lepeskan

leher sambung.

9. Pergunakan alat perata untuk meratakan kelebihan tanah sehingga betul-betul

rata dengan permukaan cetakan.10. Timbang cetakan berisi sample uji dengan ketelitian 1 kg.

11. Keluarkan benda uji tersebut dan ambil sebagian kecil untuk pemeriksaan kadar

air.

12. Selanjutnya uji pemadatan dilakukan dengan menambahkan sample dengan

kelipatan 15 ml sampai total air yang ditambahkan pada sample sebanyak 75 ml.

Prosedurnya sama dengan diatas.

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

56/116



Perhitungan

Berat isi tanah :

= Berat isi kering : = × (+) Dimana:

B 1 : berat mold.

B 2

: berat + berat mold.V : volume mold

W : kadar air sesudah kompaksi.

3.2.1.2 Uji Laboratorium Untuk Mendapatkan Sifat Keteknikan Tanah

A. Uji Geser Langsung (Direct Shear Test )

Kegunaan

Dimaksudkan untuk menentukan nilai kekuatan geser tanah dengan mengubah-

ubah tegangan axial pada beberapa contoh. Maka diperoleh tegangan gesernya,

kecepatan perubahan contoh tanah pada arah horizontal disesuaikan dengan keadaan

jenis tanahnya. Kecepatan perubahan gerakan ini ditentukan dari waktu yang dicapai

hingga contoh tanah longsor. Dengan ini diperoleh garis yang memberikan hubungan

antara tegangan geser dan tegangan axial. Pada percobaan ini mengikuti metode SNI

2813:2008


1. Direct Shear Box

2. Benda Uji

3. Alat pengeluaran contoh

4. Pisau pemotong

5. Dial indicator

6. Proving Ring

7. Stop Watch / Jam

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

57/116




1. Siapkan benda uji sebanyak 3 buah (undisturb)

2. Hitung luas dan volume dari benda uji

3. Masukan benda uji kedalam cincin geser yang masih terkunci menjadi satu, posisi

tanah berada pada dua batu pori.

4. Atur posisi setang penekan dalam posisi vertical dan tepat menyentuh bidang

penekan.

5. Putar engkol pendorong sampai tepat menyentuh stang penggeser benda uji.

6. Buka kunci cincin geser.

7. Pasang dial konsolidasi pada posisi Nol (0).

8. Berikan beban normal pertama sesuai dengan beban yang diperlukan.

9. Putar engkol pendorong sehingga tanah mulai menerima benda geser. Baca nilai

proving ring dan dial pergeseran setiap 15 detik sampai terapai beban maksimum

atau deformasi 10 % benda uji.

10. Berikan beban normal pada benda uji kedua dan ketiga sebesar 2 kali dan 3 kali

beban normal pertama dengan mengulangi prosedur di atas.

Perhitungan

Tegangan normal :

= Tegangan geser :

=

Kuat geser :

= +

Dimana:

N : beban (kg).

A : luas contoh (cm2).

P : tekanan terbesar (kg/cm2).

c : kohesi.

: sudut geser dalam ( o ).

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

58/116



Tabel Kuatan Geser Relatif Dari Tanah

NO. KETERANGAN

KUAT GESER

(Kpa) URAIAN DI LAPANGAN

1. Keras > 288 Getas atau sangat kokoh

2. Sangat kaku 144 – 288Tidak dapat diremas dengan jari-

jari tangan

3. Kaku 72 – 144

Peremasan hanya mungkin jika

jari-jari tangan ditekan dengan

kuat

4. Kokoh 36 – 72Memungkinkan peremasan

secara normal

5. Lunak 18 – 36 Dapat dengan mudah diremas

6. Sangat lunak < 18 Akan ke luar dari sela jari pada

saat diremas

Tabel Nilai-Nilai Khas Untuk Kemungkinan Pemampatan Tanah

NO. JENIS TANAH m v (m 2 /MN)

1. Gambut 10,0 – 2,0

2. Lempung plastis 2,0 – 0,25

3. Lempung kaku 0,25 – 0,125

4.Lempung keras (napal-

bongkah)0,125 – 0,0625

Tabel Kerapatan Relatif Tanah Berbutir Kasar

NO. KERAPATAN RELATIF KETERANGAN SPT

1. 0 – 15 Sangat longgar lepas 0 – 4

2. 15 – 35 Lepas 4 – 10

3. 35 – 65 Cukup rapat 10 – 30

4. 65 – 85 Rapat 30 – 50

5. 85 – 100 Sangat rapat > 50

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

59/116



Tabel Kerapatan Relatif, Kerapatan Kering, dan Nilai Untuk Pasir Kuarsa

NO. KERAPATAN RELATIF NILAI KERAPATAN KERING (mg/m3 )

1. Sangat lepas < 28 < 1,44

2. Lepas 28 – 30 1,44 – 1,60

3. Cukup rapat 30 – 36 1,44 – 1,60

4. Rapat 36 – 41 1,60 – 1,76

5. Sangat rapat > 41 1,60 – 1,76

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

60/116



Gambar Alat Direct Shear Test

Keterangan :

1. Dial pengeser 8.Box gigi penggerak

2. Bak perendam 9. Meja pudukan

3. Plat beban 10. Engkol pemutar

4. Lengan keseimbangan 11. Skrup pendorong

5. Dial konsolidasi 12. Tiang penekan

6. As pendorong 13. Landasan bawah

7. Proving ring 14. Beban

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

61/116



B. Kuat Tekan Bebas (Unconfin ed Compressive Strength )

Kegunaan

Pemeriksaan in dimaksudkan untuk mendapatkan besarnya kekuatan tekan bebas

contoh tanah atau batuan yang bersifat kohesif baik dalam keadaan asli mapun buatan

(Remolded ). Kecepatan pergerakan perubahan tinggi pada arah vertical 1 %. Hasilnya

merupakan gambar yang memberikan hubungan antara besar tegangan dengan

perubahan tinggi contoh tanah. Prosedur percobaan mengikuti standar ASTM D 2166/66.

Tabel Klasifikasi Tanah Berdasarkan Harga Kuat Tekan Bebas

NO. NILAI qu (kg/cm2 ) SIFAT

1. < 0,25 Sangat lembek

2. 0,25 – 0,50 Lembek

3. 1,5 – 1,00 Teguh

4. 1,00 – 2,00 Kenyal

5. 2,00 – 4,00 Sangat kenyal

6. > 4,00 Keras

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

62/116



BAB IV

MEKANIKA BATUAN

4.1 DEFINISI BATUAN

Berbagai definisi dari batuan sebagai obyek dari mekanika batuan telah diberikan

oleh ahli dari berbagai disiplin ilmu yang saling berhubungan, antara lain :

1. Menurut para Geologist

a. Batuan adalah susunan mineral dan bahan organis yang bersatu membentuk

kulit bumi.

b. Batuan adalah semua material yang membentuk kulit bumi yang dibagi atas :

Batuan yang terkonsolidasi (Consolidated rock ). Batuan yang tidak terkonsolidasi (Uncosolidated rock ).

2. Menurut para ahli Teknik Sipil khususnya para ahli Geoteknik

a. Istilah batuan hanya untuk formasi yang keras dan solid dari kulit bumi.

b. Batuan adalah suatu bahan yang keras dan koheren atau yang telah

terkonsolidasi dan tidak dapat digali dengan cara biasa.

3. Menurut TALOBRE, orang yang pertama kali memperkenalkan mekanika batuan

di Perancis pada tahun 1948. batuan adalah material yang membentuk kulit bumi

termasuk fluida yang berada di dalamnya (seperti minyak, air, dll).

4. Menurut ASTM, batuan adalah suatu bahan yang terdiri dari mineral padat (solid )

berupa massa yang berukuran besar atau pun berupa fragmen-fragmen.

5. Batuan adalah campuran dari satu atau lebih mineral yang berbeda, tidak

mempunyai komposisi kimia tetap.

Dari definisi di atas dapat disimpulkan bahwa batuan tidak sama dengan tanah.

Tanah dikenal sebagai material yang mobile, rapuh dan letaknya dekat dengan

permukaan bumi.

4.2 DEFINISI MEKANIKA BATUAN

Definisi mekanika batuan telah diberikan oleh beberapa ahli atau komisi-komisi

yang bergerak di bidang ilmu tersebut, antara lain :

1. Menurut TALOBRE

Mekanika batuan adalah sebuah teknik dan juga sains yang tujuannya adalah

mempelajari prilaku (behaviour ) batuan di tempat asalnya untuk

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

63/116



dapatmengendalikan pekerjaan-pekerjaan yang dibuat pada batuan tersebut.

Untuk mencapai tujuan tersebut, mekanika batuan merupakan gabungan dari :

Sehingga mekanika batuan tidak sama dengan ilmu geologi yang

didefinisikan oleh TALOBRE sebagai berikut deskriptif yang mengidentifikasikan

batuan dan mempelajari sejarah dari batuan.

2. Menurut COATES

a. Mekanika adalah ilmu yang mempelajari efek dari gaya atau tekanan pada

sebuah benda. Efek ini bermacam-macam, misalnya percepatan, kecepatan,

perpindahan.

b. Mekanika batuan adalah ilmu yang mempelajari efek dari pada gaya terhadap

batuan. Efek utama yang menarik bagi para geologiawan adalah perubahan

bentuk.

3. Bagi para insinyur, mekanika batuan adalah :

a. Analisis dari pada beban atau gaya yang dikenakan pada batuan.

b. Analisis dari dampak dalam yang dinyatakan dalam tegangan (stress),

regangan (strain) atau energi yang disimpan.

c. Analisis akibat dari dampak dalam tersebut, yaitu rekahan (fracture), aliran

atau deformasi dari batuan.

4. Menurut US National Committee on Rock Mechanics (1964) :

Mekanika batuan adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang

perilaku (behaviour ) batuan baik secara teoritis maupun terapan, merupakan

cabang dari ilmu menkanika yang berkenaan dengan sikap batuan terhadap

medan-medan gaya pada lingkungannya.

4.3 BEBERAPA CIRI MEKANIKA BATUAN Adapun ciri-ciri mekanika batuan adalah sebagai berikut :

1. Dalam ukuran besar, solid, dan massa batuan kuat/keras, maka batuan dapat

dianggap kontinu.

2. Bagaimanapun juga karena keadaan alamiah danlingkungan geologi, maka

batuan tidak kontinu (diskontinu) Karena adanya kekar, fissure, schistocity , crack ,

cavities, dan diskontinuitas lainnya. Untuk kondisi tertentu, dapat dikatakan bahwa

mekanika dari struktur batuan.

3. Secara mekanik, batuan adalah system multiple body .

TEORI + PENGALAMAN + TEST LABORATORIUM + TEST IN-SITU

8/15/2019 MODUL 2014.pdf

64/116



4. Analisis mekanika tanah dilakukan pada bidang, sedang analisi mekanika batuan

dilakukan pada bidang dan ruang.

5. Mekanika batuan dikembangkan secara terpisah dari mekanika tanah, tetapi ada

beberapa yang tumpang tindih.

6. Mekanika bauan banyak menggunakan :

MODUL 2014.pdf

Documents

Transcript of MODUL 2014.pdf