penyelidikan tanah

iii

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Mercu Buana

14

MODUL14 Penyelidikan tanah di lapanganPenyelidikan tanah di lapanganPenyelidikan tanah di lapanganPenyelidikan tanah di lapangan

I. PENDAHULUAN

Penyelidikan tanah di lapangan di butuhkan untuk data perancangan

fondasi bangunan-bangunan, seperti : bangunan gedung, dinding penahan tanah,

bendungan, jalan, dermaga, dll. Bergantung pada maksud dan tujuannya,

penyelidikan dapat dilakukan dengan cara-cara : menggali lubang uji ( test pit ),

pengeboran, dan uji secara langsung di lapangan ( is-situ test ). Dari data yang

diperoleh sifat-sifat teknis tanah dipelajari, kemudian digunakan sebagai bahan

pertimbangan dalam menganalisa kapasitas dukung dan penurunan.

Tuntutan ketelitian penyelidikan tanah tergantung dari besarnya beban

bangunan, tingkat keamanan yang diinginkan, kondisi lapisan tanah, dan biaya

yang tersedia untuk penyelidikan. Oleh karena itu, untuk bangunan-bangunan

sederhana atau ringan, kadang-kadang tidak dibutuhkan penyelidikan tanah,

karena kondisi tanahnya dapat diketahui berdasarkan pengalaman setempat.

Tujuan penyelidikan tanah amtara lain:

1. menentukan kapasitas dukung tanah menurut tipe fondasi yang dipilih

2. menentukan tipe dan kedalaman fondasi

3. untuk mengetahui posisi muka air tanah

4. untuk mengetahui besarnya penurunan

5. menentukan besarnya tekanan tanah terhadap dinding penahan tanah atau

pangkal jembatan ( abutment )

6. menyelidiki keamanan suatu struktur bila penyelidikan dilakukan pada

bangunan yang telah ada sebelumnya

7. pada proyek jalan raya dan irigasi, penyelidikan tanah berguna untuk

menentukan letak-letak saluran, gorong-gorong, pennetuan lokasi dan maca

bahan timbunan

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Desiana Vidayanti MT MEKANIKA TANAH 1

II. CARA PENYELIDIKAN

Informasi kondisi tanah dasar fondasi, dapat diperoleh dengan cara

menggali lubang secara langsung di permukaan tanah yang disebut lubang uji

(test-pit), maupun dengan cara pengeboran tanah. Penyelidikan mendetail

dengan pengeboran tanah yang diikuti dengan pengujian-pengujian di

laboraturium dan atau dilapangan, selaludilakukan untuk penyelidikan tanah pada

proyek-proyek besar seperti : gedung bertingkat tinggi, jembatan, bendungan,

bangunan industri, dll.

Penyelidikan tanah terdiri dari 3 tahap yaitu : pengeboran atau penggalian lubang

uji, pengambilan contoh tanah (sampling) dan pengujian contoh tanah. Pengujian

contoh tanah dapat dilakukan di laboraturium atau dilapangan.

Bergantung pada tingkat ketelitian yang dikehendaki, pengam \bilan contoh

tanah dilakukan pada setiap jarak kedalaman0,75-2 meter dengan cara menekan

tabung contoh tanah (sampler) secara hati-hati (terutama untuk contoh tak

terganggu) yang dipasang pada ujung bawah batang bor. Pada waktu

pengeboran dilakukan, contoh tanah dapat diperiksa didalam pipa bor yang ditarik

keluar. Jika pada tahap ini ditemui perubaan jenis tanah, kedalaman perubahan

jenis tanah dan kedalamannya dicatat, dan kemudian, contoh tanah tambahan

diambil. Pada lapisan-lapisan yang dianggap penting untuk dikatahui karakteristik

tanahnya, kadang-kadang pengambilan contoh kontinu (continous sampling)

diperlukan. Bila pengeboran dilakukan pada lapisan batuan, contoh inti batu (rock

core) diambil dengan alat bor putar (rotary drill).

Kedalaman muka air tanah harus diperiksa dengan teliti. Kesalahan data muka

air tanah dapat mempersulit pelaksanaan pembangunan fondasi dan dapat

mengakibatkan kesalahan analisis stabilitasnya.

III.ALAT- ALAT PENYELIDIKAN

Data hasil penyelidikan tanah dapt memberikan gambaran tentang kondisi-

kondisi lapisan pada sifat-sifat fisik tanah dalam arah vertical. Berdasarkan data

ini, perancang dituntut untuk menggabar profil lapisan tanah dengan cara inter

3

polasi data dari tiap-tiap lapisan yang mengandung material-material yang secara

pendekatan mempunyai sifat-sifat yang sama.

Terdapat beberapa cara penyelidikan yang berguna untuk mengetahui kondisi

lapisan tanah dan sifat-sifat teknisnya.

1. Lubang-uji (test pit)

Cara ini berguna untuk mengetahui kondisi lapisan tanah dengan teliti. Lagi

pula, bila perlu dapat mengambil contoh tanah tak terganggu (undisturbed

sample) pada lapisan-lapisan yang dikehendaki.

2. Bor tangan (hand auger)

Cara ini termasuk yang paling sederhana dalam pembuatan lubang dalam

tanah dengan menggunakan alat bor. Alat bor seperti pada gambar.. hanya

dapat digunakan bila tanah mempunyai kohesi yang cukup, sehingga lubang bor

dapat tetap stabil di sepanjang lubangnya. Alat ini tidak dapat digunakan pada

pasir yang terendam air. Penetrasi mata bor terbatas pada kekuatan tangan yang

memutarnya, oleh karena itu tanah harus tidak mengandung batu atau lapisan

tanah keras lainnya.bor tangan dapat menembus sampai 10m, tapi umumnya

kedalaman bor maksimum 6 sampai 8 meter. Alat ini sering digunakan dalam

penyelidikan tanah untuk proyek-proyek jalan raya , kereta api, dan lapangan

terbang, dimana kedalaman lubang yang dibutuhkan pada jalan raya hanya

berkisar pada kedalaman 4m. untuk pembuatan lubang yang lebih dalam pada

tanah kohesif, bor ulir dapat digunakan ( GAMBAR 2.2B).


3. Bor cuci (wash boring)

Pada cara ini, pengeboran tanah dilakukan dilakukan dengan cara penyemprotan

air sambil memutar-mutar pipa selubung (casing) untuk memudahkan penetrasi

ujung mata bor gambar… . Tanah yang diambil merupakan contoh terganggu

(disturbed) yang terangkut keluar bersama aliran air. Tanah yang keluar dari

lubang bor diidentifikasi secara kasar. Pengambilan contoh tanah dilakukan secara

kering dengan cara mengganti ujung mata bor denga tabung contoh. Cara ini tidak

mengganggu tanah dibawah mata bor . oleh karena itu contoh tanah yang diambil

memungkinkan dalam kondisi tak terganggu (udisterbed sample). Metode bor cuci

tidak dapat digunakan jika tanah mengandung batu-batu besar.

5

Penyelidikan dengan pencucian (wash Probing)

Wash probing digunakan untuk mengetahui kedalaman pertemuan antara tanah

lunak dan tanah keras atau padat . caranya, air yang bertekanan tinggi

disemprotkan melalui pipa-pipa yang digerakan keatas dan kebawah pada lubang

yang dilindung pipa gambar… cara ini dilakukan untuk penyelidikan tanah di

pelabuhan dan penentuan lapisan tanah dibawah lipisan sungai, yang

dimaksudkan untuk menentukan kedalaman pasir atau lanau yang terletak di atas

lapisan keras atau batu. Hal tersebut teutama digunakan dalam pekerjaan

pemancangan dan pengerukan.

3.Bor putar (rotary drill)

Penyelidikan tanah dengan menggunakan bor putar atau bor mesin

gambar… dapat dilakukan pada semua jenis tanah. Alat bor putar yang

digerakan dengan mesin dapat menembus lapisan tanah keras atau bat sampai

kedalaman lebih dari 40m. alat ini dapat digunakan pada lapisan tanah keras,

batu,tanah lempung dan bahkan tanah pasir.

Pengeboran inti dilakukan jika pengeboran menembus lapisan batu. Dan bila

pada penyelidikan diinginkan untuk memperoleh contoh inti kontinu (continous

core sample) . putaran batang bor menekan ujung matan bor. Tabung inti luar


berputar bersama-sama batang bor dan manekan ke lapisan keras atau batu di

bawahnya mata bor dipasang pada ujung alat bornya. Putaran mata bor

membentuk gerusan yang berbentuk cincin. Contoh inti batu masuk kebagian

mata bor dan sekaligus masuk kedalam tabung inti dalam , yang dibuat tidak ikut

berputar. Selama pengeboran, air disirkulasikan lewat batang bor yang

berlubang. Contoh bentuk mata bor dari type double-tube core barrel, ditunjukan

dalam. Gambar..

Pengeboran dapat dilakukan dengan tanpa mengunakan pipa selubung

(casing). Jika lubang cenderung akan longsor, dilakukan pengeboran dengan

memasukan kedalam lubang bor suatu cairan kental dari bahan lempung vulkanik

tiksotropik dan air. Cairan ini berfungsi menahan sisi lubang bor dan menutup

pori-pori tanah yang lolos air sekeliling lubang bor.

II.ALAT – ALAT PANGAMBILAN CONTOH TANAH

Macam-macam contoh tanah yang harus diperoleh dari pengeboran bergantung

pada maksud penyelidikannya. Untuk indentifikasi serta penentuan sifat-sifat

teknis tanah, dibutuhkan contoh tanah yang mewakili. Dari sini, kemudian

7

ditentukan nilai-nilai kuat geser, batas-batas Atterbeg, berat volume, kandungan

karbonat, dan kandunga material organiknya.

Contoh tanah diambil dari pengeboran dengan cara memasang tabung contoh

(sampler) pada ujung pipa bor di kedalaman yang berbeda-beda. Pada contoh

tanah yang tidak rusak susunan tanahnya atau sedikit sekali drajat

ketergantungannya, maka contoh tersebut disebut contoh tak terganggu

(undisturbed sample). Karakteristik tegangasn-tegangan tanah harus diambil dari

contoh tanah tak terganggu.

Dalam praktek, sangat sulit diperoleh contoh yang benar-benar tak terganggu,

walaupun penanganan contohnya sudah sangat hati-hati. Gangguan contoh ini

sering mempengaruhi hasil-hasil pengujian laboraturium. Penyebab gannguan

contoh tanah yang diambil dengan cara pengeboran, antara lain:

1. perubahan kondisi tegangan dari tempat asal.

2. perubahan kadar air tanah dan angka pori.

3. gangguan susunan butir tanah.

4. perubahan kandungan bahan kimia.

Hvorslev (1984) menyaran dalam pengambilan contoh tanah, yang terbaik adalah

dengan cara menekan tabung dengan tidak memukulnya kedalam tanah. Selain

itu, dimensi tabung contoh harus sedemikian hingga rasio area (Ca) direduksi

sampai minimum.


Untuk memperkecil gesekan antara tanah dengan dinding bagian dalam tabung,

supaya derajat gangguan contohnya kecil, ujung tabung agak dibengkokkan

kedalam atau dilengkapi dengan alat pemotong yang diiameterdalamnya lebih

kecil dari dimeter dalam tabung contoh (Gambar 2.6a). Namun, hal ini juga

menyebabkan akibat sampingan yang berupa pengembangan contoh setelah

berada didalam tabung.

Untuk klasifikasi dan untuk mempelajari karakteristik kepadatan tanah, contoh

targanggu (disturbed sample) dapat digunakan. Prinsip persyaratan contoh

terganggu adalah bahwa contoh tersebut harus mewakili kondisi lapisan tanahnya.

Hasil penyelidikan dengan bor tangan mewakili kondisi tanah dalam kondisi

terganggu.

Berbagai macam tabumg pengambilan contoh tanah telah dipakai hingga saat ini,

beberapa contohnya antara lain :

A.Tabung Contoh Tekanan Terbuka (Open Drive Sample)

Tabung contoh tekan terbuka terdiri dari tabung tabung baja yang dilengkapi

dengan alat pemotong pada ujungnya. Batang bor dihubungkan dengan ujung

atas tabung contoh (gambar 2.7). Diameter dalam tabung berkisar antara 100

sampai 450 mm. Pada saat pengambilan contoh tanah, tabung contoh ditekan

secara dinamis atau statis oleh alat penekan.

9

Tabung contoh tipe ini cocok untuk tanah berlempung. Jika digunakan dalam

tanahgranuler (berbutir lepas), penahan inti (core catcher) yang berfungsi

menahan contoh tanah agar tertahan dalam tabung harud digunakan.

Akibat pengaruh pekerjaan pengeboran, tanah dasar lubang bor yang berupa

lempung atau lanau sensitive, akan terganggu sampai pada kedalamn tertentu.

Oleh karena itu, bila tabung tekan terbuka kedalaman terbuka ditekan, bagian

atas dari tabung tersebutakan terisi oleh tanah yang telah rusak susunannya.

Selain itu, pada waktu tabung diputar untuk memotong tanah didalam lubang bor,

putaran akan merusakkan susunan tanahnya pada bagian bawah contoh. Untuk

menanggulangi kerusakan ini, lebih baik jika digunakan tabung contoh berpiston.

B.Tabung Contoh Berpiston

Tabung contoh berdinding tipis yang cocok digunakan untuk tanah kohesifini ini,

diperkenalkan oleh Hvorslev (1949). Diameter dalam tabung bervariasi dari 50-

100 mm, dan panjangnya bervariasi dari 450-750. tabung yang pendek dipakai

untuk dipakai tabung yang berdiameter kecil. Terdapat 2 tipe tabung contoh

untuk tabung berdinding tipis, yaitu tabung berpiston mengapung dan tabung

berpiston tetap . tabung contoh berpiston cocok digunakan untuk tanah-tanah

yang sensitive terhadap gangguan, seperti lempung lunak dan lempung plastis.

Kecuali itu dapat pula digunakan dalam pengambilan contoh tanah pada lubang

uji dan pengambilan contoh tanah pada lubag bor yang dangkal.

( a ) tabung contoh berpiston mengapung (floating piston)


Alat ini terdiri dari tabung baja tipis yang kadang-kadang dilengkapi dengan alat

pemotong pada ujungnya (gambar 2.8). Tabung contoh dilengkapi dengan

piston yang tergantung oleh sebuah kabel. Pada waktu tabung dimasukan

kedalam lubang bor hingga menyentuh dasar lubang, posisi piston mula-mula

terletak pada ujung bawah tabung, agar tanah tidak masuk kedalamnya. Setelah

tabung dan piston menyentuh tanah dasar, tabung contoh ditekan kebawah

sedang piston tetap ditempatnya. Untuk pengambilan contoh, tabung harus

sedikit diputar (atau alat pemotong tambahan harus dipasang pada ujungnya).

Gesekan antara contoh tanah dan dinding tabung membuat contoh tanah tetap

tinggal dalam tabungnya. Pada tabung contoh ditarik keluar dan dilepas dari

tangkai bor, kedua ujung tabung contoh tanah yang telah berisi tanah tidak

terganggu ditutup dengan lilin, dan dibawa ke laboraturium.

( b. ) tabung contoh berpiston tetap (fixed piston)

Pada tabung contoh berpiston tetap (gambar 2.8) piston dapat diletakan pada

posisinya oleh sebuah batang baja yang memanjangsampai permukaan tanah.

Pengambilan contoh tanah dipilih pada kedalaman tertentu, dimana

diperkirakan tanahnya tidak terganggu oleh operasi pengeboran. Saat pengam

bilan contoh tanah, piston ditahan pada posisinya dan tabung ditekan ke bawah.

Dengan cara ini, jika tanah lunak, tabung dapat ditekan ke bawah sampai

kedalaman yang diinginkan dngan tanpa memperdalam pengeboran.

( c ) tabung contoh belah (split barrel sample)

Tabung contoh terdiri dari tabung yang dapat dibelah menjadi dua bagian satu

sama lain pada waktu mengeluarkan contoh tanah (gambar 2.9) secara

keseluruhan, bagian-bagian tabung contoh tanah dari bawah keatas terdiri dari:

bagian pemotong pada ujung bawah tabung yang dapat dibelah, tabung

penghubung dan bagian kepala tabung. Untuk menahan contoh tanah tetap di

tempatnya, pada bagian atas alat pemotong diberi katup penutup. Salah satu

dari jenis tabung contoh ini, digunakan untuk pengujian penetrasi standart

(SPT).

11

III,PENANGANAN CONTOH TANAH

Hal penting yang perlu diperhatikan dalam penanganan contoh tanah adalah

bahwa setelah tabung contoh tanah diambil dari lubang bor, ujung-ujungnya

harus dibersihkan dan ditutup lilin. Maksudnya adalah agar contoh tanah tidak

berubah kadar airnya, dan juga unuk menahan gangguan contoh tanah yang

mungkin timbul dalam perjalanan ke laboraturium. Selain itu pada tabung contoh

tanah bor, dan kedalaman contoh. Ujung atas dan bawah tabung contoh harus

ditandai dengan benar, sehingga pada pengujian di laboraturium akan diketahui

ke arah mana contoh tanah akan dikeluarkan dari dalam tabung contoh. Contoh

tanah lempung sensitive harus dijaga dengan baik pada waktu diangkut ke

laboraturium,terutama jangan sampai terjadi getaran yang besar yang dapat

merusak contoh tanah.

IV.LAPORAN HASIL PENGEBORAN

Laporan hasil pengeboran tanah harus dibuat jelas dan tepat pengawas

lapangan yang menangani pekerjaan selain harus selalu mencatat hal-hal kecil

yang berkaitan dengan pelaksanaan pekerjaan, seperti : pergantian alat dan

tipenya, kedalaman pada waktu penggantian alat, metode penahanan lubang bor

agar stabil atau penahan tebing lubang uji.

Sesudah contoh tanah diuji di laboratorium, ditentukan klasifikasinya. Catatan

lapangan bersama dengan hasil pengujian laboratorium tersebut dirangkum

sedemikian sehingga batas-batas antara material yang berbeda diplot pada

elevasi yang benar, menurut skala yang ditentukan.

Semua hasil-hasil pengeboran dicatat dalam laporan hasil pengeboran (atau

disebut boring log), yang berisi antara lain:


1. Kedalaman lapisan tanah.

2. Elevasi permukaan tiik bor, lapisan tanah dan muka air tanah.

3. Simbol jenis tanah secara grafis.

4. Deskripsi tanah.

5. Posisi dan kedalaman pengambilan contoh. Disebutkan kondisi contoh

terganggu atau tak terganggu.

6. Nama proyek, lokasi, tanggal, dan nama penanggung jawab pekerjaan

pengeboran.

Dalam penggambaran profil lapisan tanah, lapisan tanah disajikan dalam bentuk

simbol-simbol yang digambar secara vertical. Gambar 2.10 menyajikan contoh

symbol-simbol tersebut. Kebanyakan tanah terdiri dari beberapa campuran dari

jenis tanah-tanah tertentu, seperti lempung berlapis, lanau berlapis, lanau

berpasir, kerikil berlanau, dan sebagainya. Dalam kondisi ini, symbol-simbol

dapat dikombinasokan, dengan kandungan tanah yang dominan digambar lebih

banyak atau lebih tebal.

V.PENYELIDIKAN TANAH DILAPANGAN

Jenis-jenis tanah tertentu sangat mudah sekali terganggu oleh pengaruh

pengambilan contoh didalam tanah. Unuk menanggulanginya sering dilakukan

beberapa pengujian-pengujian tersebut antara lain :

13

o Uji penetrasi standart atau uji SPT (standart penetration test)

o Uji penetrasi kerucut statis (static penetration test)

o Uji beban plat (plate load test)

o Uji geser kipas atau geser baling-baling (vane shear test)

Pengujian dilapangan sangat berguna untuk mengetahui karakter tanah dalam

mendukung beban fondasi dengan tidak dipengaruhi oleh kerusakan Contoh :

tanah akibat operasi pengeboran dan penanganan, contoh. Khususnya berguna

untuk menyelidiki tanah lempung sensitive, lanau dan tanah pasir tidak padat.

Perlu diperhatikan bahwa hasil-hasil uji geser kipas dan uji penetrasi , hanya

memberikan informasi kuat geser (kekuatan) tanah saja, oleh karena itu

pengujian-pungujian tersebut seharusnya tidak digunakan sebagai pengganti

pengeboran, namun hanya sebagai pelengkap data hasil penyelidikan. Suatu

yang tidak dapat diidentifikasikan oleh pengujian tersebut adalah mengenai jenis

tanah yang ditembusnya secara pasti, atau perbedaan jenis tanahnya. Sebagai

contoh, pengujian tidak dapat memberikan informasi mengenai tanah yang diuji

apakah tanah organic atau lempung lunak, atau tanah berupa pasir tak padat

atau lempung kaku, karena yang diketahui hanya tahanan penetrasi atau kuat

gesernya saja. Demikian pula, hasil-hasil pengujian tidak dapat memberikan

informasi mengenai kondisi air tanah. Untuk itu, kekurangan-kekurangan data

dapat dilengkapi dengan mengadakan pengeboran tanah.

a.Uji Penetrasi Standar (SPT)

Uji penetrasi standar dilakukan karena sulitnya memperoleh contoh tanah tak

terganggu pada tanah granuler. Pada pengujian ini, sifat-sifat tanah ditentukan

dari pengukuran kerapatan relative secara langsung dilapangan. Pengujian untuk

mengetahui nilai kerapaatan relative yang sering digunakan adalah Uji Penetrasi

Standar atau disebut Uji SPT (Standar Penetration Test).

Uji SPT dilakukan dengan cara sebagai berikut:

Sewaktu melakukan pengeboran inti, jika kedalaman pengeboran telah mencapai

lapisan tanah yang akan diuji, mata bor dilepas dan diganti dengan alat yang

disebut tabung belah standar (Standar Split barrel sampler) (Gambar 2.11a ).

Setelah tabung ini dipasang, bersama-sama dengan pipa bor, alat diturunkan

sampai ujungnya menumpu lapisan tanah dasar, dan kemudian dipukul dari atas.


Pukulan diberikan oleh alat pemukul yang beratnya 63,5 kg (140 pon), yang

ditarik naik turun denagn tinggi jatuh 76,2 cm (30”) (Gambar 2.11c).

Nilai SPT diperoleh dengan cara sebagai berikut:

Tahapan pertama , tabung belah standar dipukul sedalam 15 cm (6”). Kemudian

dilanjutkan pemukulan tahap kedua sedalam 30,48 (12”). Jumlah pukulan tahap

kedua ini, yaitu jumlah pukulan yang dibutuhkan untuk penetrasi tabung belah

standar sedalam 30,48 cm, didevinisikan sebagai nilai-N. Pengujian yang lebih

baik dilakukan dengan menghitung pukulan pada tiap-tiap penembusan sedalam

7,62 cm (3 inci) atau setiap 15 cm (6 inci). Dengan cara ini, kedalaman sembarang

jenis tanahdidasar lubang bor dapat ditaksir, dan elevasi dimana gangguan terjadi

dalam usaha menembus lapisan yang keras seperti batu, dapat dicatat.

Pada kasus-kasus umum, uji SPT dilakukan setiap penetrasi bor 1,5 – 2 m atau

paling sedikit pada tiap-tiap pergantian jenis lapisan tanah disepanjang kedalaman

lubang bornya. Untuk fondasi dangkal interval pengujian dapat lebih rapat lagi.

Untuk tanah berbatu, palmer dan stuart (1957) memodifikasi tabung belah standar

yang terbuka menjadi tertutup dan meruncing 30º pada ujungnya (Gambar 2.22b ).

pengamatan telah menunjukan bahwa pada umumnya nilai N yang diperoleh oleh

kedua tipe alat ini mendekati sama, untuk jenis tanah dan kerapatan relative tanah

yang sama.

Pada perancangan fondasi, nilai N dapat dipakai sebagai indikasi kemungkinan

model keruntuhan fondasi yang akan terjadi (Terzaghi dan Peck, 1948). Kondisi

keruntuhan geser local (Local shear failure) dapat dianggap mterjadi, bila N < 5,

dan keruntuhan geser umum (general shear failure) terjadi pada nilai N >30. Untuk

nilai N antara 5 dan 30, interpolasi linier dari koefisien kapasitas dulung tanah Na,

Nq dan Ny dapat dilakukan. Bila nilai-nilai kerapatan relative (Dr) diketahui, nilai N

dapat didekati dengan persamaan (meyerhof, 1957).

N = 1,7 D r² (14,2po´ + 10)

Dengan:

Dr = Kerapatan relative

15

po ’ = tekanan vertical akibat beban tanah efektif pada kedalaman tanah

yang ditijau, atau tekanan overburden efektif.


Hubungan nilai N dengan kerapatan relative (Dr) yang diusulkan oleh Terzaghi dan Peck (1948), untuk tanah pasir, disajikan dalam Tabel 2.1

Nilai N Kerapatan relative (Dr)

<4

4-10

10-30

30-50

>50

Sangat tidak padat

Tidak padat

Kepadatan sedang

Padat

Sangat padat

Untuk tanah lempung jenuh, Terzaghidan Peck (1948) memberikan hubungan N

secara kasar dengan kuat tekan-bebas, seperti yang diperlihatkan dalam Tabel

2.2. kuat tekan-bebas (qu) diperoleh dari uji tekan-bebas, Cu= 0,5qu dan simbul .

akan tetapi, penggunaan hubungan nilai N dan kuat geser tanah lempung jenuh

pada Tabel 2.2tersebut tidak direkomendasikan. Peck, dkk. (1953) menyatkan

bahwa nilai N hasil uji SPT untuk tanah lempung hanyalah sebagai pendekatan

kasar, sedang pada tanah pasir, nilai N hasil uji SPT dapat di percaya. Untuk

menentukan kuat geser tanah lempung jenuh, lebih baik jika nilainya di peroleh

dari uji geser kipas (vane shear test) di lapangan atau dari pengujian contoh tanah

tak terganggu di laboraturium.

Untuk menentukan kapasitas dukung izin dari hasil uji SPT, diperlukan estimasi

kasar nilai lebar fondasi (B) dari fondasi terbesar pada bangunan. Untuk fondasi

dangkal, uji SPT dilakukan pada interval 2,5 ft (76 cm) dibawah dasar fondasi,

dimulai dari kedalaman dasar fondasi (Df) sampai kedalaman Df + B (Terzaghi dan

Peck, 1948). Nilai N rata-rata sepanjang kedalaman ini akan berfungsi sebagai

gambaran kasar dari kerpatan relative pasir ang berada di bawah dasar fondasi,

yang masih mempengaruhi besar penurunan. Jika uji SPT dilakukan pada

beberapa lubang pada lokasi yang berlainan, nilai N rata-rata terkecil digunakan

dalam mamperkirakan nilai kapasitas dukung tanahnya (Terzaghi dan Peck, 1948).

17

Table 2.2 Hubungan nilai N, konsistensi dan kuat tekan bebas (qu) untuk tanah lempung jenuh (Terzaghi dan Peck, 1948)

Nilai N Konsistensi Kuat tekan bebas (qu)

(KN/m²) < 2

2 - 4

4 - 8

8 - 15

15 - 30

> 15

Sangat lunak

Lunak

Sedang

Kaku

Sangat Kaku

Keras

< 25

25 – 50

50 – 100

100 – 200

200 – 400

> 400

b. Uji Penetrasi Kerucut Statis

Uji penetrasi kerucut statis atau uji sondir banyak digunakan diindonesia, di

samping uji SPT. Pengujian ini sangat berguna untuk memperoleh nilai variasi

kepadatan tanah pasir yang tidak padat. Pada tanah pasir yang padat dan tanah

– tanah berkerikil dan berbatu, penggunaan alat sondir menjadi tidak efektif,

karena mengalami kesulitan dalam menembus tanah. Nilai –nilai tahanan kerucut

statis atau tahanan konus (q˛) yang diperoleh dari pengujian, dapat dikorelasikan

secara langsung dengan kapasitas dukung tanah dan penurunan pada fondasi –

fondasi dangkal dan fondasi tiang.

Ujung alat ini terdiri dari kerusut baja yang mempunyai sudut kemiringan 60°dan

berdiameter 35,7 mm atau mempunyai luas tampang 1000 mm²bentukstematis

dan cara kerja alat ini dapat dilihat pada Gambar 2.12 a. Salah atu macam alat

sondir dibuat sedemikian rupa sehingga dapat mengukur tahanan ujung dan

tahanan gesek dari selimut silinder mata sondirnya.

Cara pengguanaan alat ini, adalah dengan menekan pipa penekanan dan mata

sondir secara terpisah, melalui alata penekanan mekanis atau dengan tangan

yang memberikan gerakan kebawah. Kecepatan penekanan kira – kira 10

mm/detik. Pembacaan tahanan kerucut statis atau tahan konus dilakukan dengan

melihat arloji pengukur. Nilai q˛ adalah besarnya tahanan kerucut dibagi dengan


luas penampangnya. Pembacaan arloji pengukur, dilakukan pada tiap – tiap

penetrasi sedalam 20 cm. Tahanan ujung serta tahanan gesek selimut alat sondir

dicatat. Dari sini diperoleh grafik tahanan kerucut statis atau tahanan konus yang

menyajikan nialai ke duanya ( Gambar 2.12 b).

Karena uji kerucut statis ( sondir) tidak mengeluarkan tanah saat pengujian

berlangsung, maka jenis tanah tidak diketahui dengan pasti. Robertson dan

Campanella (1983) mengusulkan hubungtan tanah konus (q˛) dengan rasio

gesekan Rf, untuk mengklasifikasikan tanah secara pendekatan, seperti yang

ditunjukan dalam Gambar 2.12 b dan 2. 13. pada Gambar tersebut Rf adalah

rasio gesekan ( Fricition ratio ) yang merupakan perbandingan antara gesekan

selimut local, fs ( gaya gesek yang bekerja pada selimut konus dibagi dengan

luas selimutnya atau disebut gesek satuan ) dengan tahanan konus q˛ atau rasio

gesekan dinyatakan oleh persamaan:

Rf = fs/q˛ x100%

19

c. Uji Beban Pelat

Uji beban pelat (plate lood test ) sangat cocok untuk penyediaan tanah timbunan

atau tanah yang mengan dung banyak kerikil atau batuan, dimana uji-uji lapanga

yang sulit dilaksanakan.

Pelat beban berupa pelat besi berbentuk lingkaran atau bujursangkar dengan

diameter yang bervariasi dari 30 cm atau lebih besa lagi. Dimensi pelat

tergantung dar ketelitian hasil pengujian yang dikehendaki. Pada prinsipnya, bila

ukuran pelat menedekati atau sama dengan lebar pondasi sebenarnya, maka

semakin teliti hasil yang diperoleh. Pelat diletakan pada dasar pondasi rencana

dengna lebar lubang paling sedikit 4 kali lebar pelat yang digunakan ( Gambar

2.14). Pengamatan besar beban dan penurunan terjadi dilakukan sampai tanah

mengalami keruntuhan atau pengujian dihentikan bila tekanannya mencapai kira-

kira 2 kali kapasitas dukungan pondasi yang dirancang. Penambahan beban yang

diterapkan, kira kira 0,1 kali nilai estimasi kapasitas dukungan tanah.

Bentuk dan ukuran pelat pengujian bervariasi tergantung dari tujuan pengujian.

Kapasitas dukungan ultimit yan gdiperoleh dapat digunakan langsung, jika ukuran

pelat beban sama dengan ukuran pondasi yang akan digunakan. Untuk itu,

kapasitas ujung izin dihitung dengan cara membagi kapasitas dukung ultimit

dengan factor aman. Jika penurunan merupakan kriteria yang dijadikan pedoman

dalam penentuan kapasitas dukung , kapasitas beban yang menyebabkan

terlampauinya persyaratan penurunan yang perlu diperhatikan.


d. Uji kipas di Lapangan

Beberapa macam alat telah digunakan untuk mengukur tahanan geser tanah

kohesif. Salah satunya adalah, alat uji geser kipas atau geser baling baling (vane

shear test). Salah satu macam alatnya terdiri dari kipas baja seinggi 10 cm dan

diameter 5 cm yang berpotongan saling tegak lurus (Gambar 2.15a). dalam

peraktek, terdapat beberpa ukuran kipas yang bisa digunakan.

Pada saat melakukan pengujian, alat ini di pasang pada ujung bor, kipas berserta

tangkainya ditekan ke dalam tanah, kemudian di putar dengan kecepatan 6

sampai 12˚ per menit. Besarnya torsi (tenga puntiran) yang di butuh kan untuk

memutar kipas diukur karena tanah tergeser menurut bentuk silinder vertical yang

terjadi di pinggir baling-baling, tahanan geser tanah dapat dihitung, jika dimesi

baling-baling dan gaya puntiran diketahui.untuk kipas berbentuk segi empat, kuat

geser tanah lempung jenuh, dihitung dengan persamaan:1

Pengukuran dilakukan sepanjang kedalaman tanah yang diselidiki, pada jarak

interval kira-kira 30 cm. bila pengukuran dilakukan dengan pembuatan lubang

dari alat bor, kipas ditancapkan paling sedikit berjarak 3 kali diameter lubang bor

diukur dari dasar lubangnya. Hal ini dimaksudkan untuk menyelidiki tanah yang

benar-benar tak terganggu oleh operasi pengeboran. Kuat geser tanah yang telah

berubah susunan tanahnya (remoulded) dapat pula dilakukan dengan

pengukuran torsi minimum yang dibutuhkan untuk memutar baling-baling secara

cepat dan kontinu.

21

Studi yang mendetail telah membuktikan bahwa kuat geser tanah lempung yang

diperoleh dari uji geser kipas di lapangan terlalu besar (Aman,dkk., 1975). Hal ini

disebabkan oleh zona geser yang terjadi saat tanah geser,lebih besar dari bidang

runtuh tanahnya (Gambar 2.15b). perluasan bidang runtuh, tergantung dari macam

dan kohesi tanah. Bjerrum (1972), mengusulkan koreksi kuat geser dari kuat geser

yang diperoleh dari uji geser kipas di lapangan, sebagai berikut :

Su (nyata) = α Su (lapangan) (2.7)

Dengan:

Su = cu = kohesi tak terdrainasi (kohesi undrained).

Su (nyata) = Kuat geser tak terdrainasi yang digunakan dalam perancangan.

Su (lapangan) = kuat geser tak terdrainasi yang diperoleh dari uji geser kipas

dilapangan.

α = factor kohesi yang ditunjukkan pada Gambar 2.16.


VI. DENAH TITIK-TITIK PENYELIDIKAN

Lokasi titik-titik penyelidikan tanah harus diusahakan sedekat mungkin dengan

letak fondasi. Hal ini penting, terutama bila bentuk lapisan tanah pendukung

fondasi tidak beraturan. Bila denah struktur belum tersedia pada waktu di lakukan

penyelidikan tanah, maka denah bor umumnya disusun dalam bentuk segiempat

(lihat Gambar 2.17 ).

23

Untuk area yang luas, diperlukan jarak lubang bor yang agak lebar dan diselengi

dengan beberpa uji lapangan tambahan, seperti : uji kerucut stastis (sondir)atau

pemeriksaan dengan cara lubang uji (test-pi). Letak titik-titik penyelidikan

tambahan tersebut, dipilih pada jarak yang dekat, yaitu diantara lubang-lubang

bor.

Jumlah lubang bor yang diperlukan sangat bergantung pada kekomplekan kondisi

pada lapisan tanah dan biaya yang tersedia. Yang jelas, semakin banyak lubang

bor, semakin teliti informasi yang di peroleh dari kondisi tanahnya. Bila biaya

penyelidikan terbatas, diperlukanpertimbaqngan matang guna memutuskan

jumlah lubang bor yang mewakili kondisi tanah.

Pada bangunan yang bebannya tidak begitu besar, paling tidak harus ada 2 atau

sebaliknya 3 lubang bor, sehingga benuk kemiringan lapisan tanah dapat

diketahui. Jika jumlah lubang terlalu sedikit, estimasi bentuk kemiringan lapisan

tanah dpat meleset dari sebenarnya, disamping kurangny informasi yang

diperoleh dari kondisi tanah.


Untuk fondasi bangunan tingkat tinggi dan bangunan industri, paling sedikit

diperlukan satu lubang bor pada tiap-tiap sudut bangunannyayang diselingi

dengan uji penetrasi kerucut statis. Untuk tiap-tiap sudut bangunan-bangunan

tersebut, sebaiknya jarak titik bor tidak melebihi 15 m (Terzaghi dan Peck, 1948).

Untuk jembatan dan bendungan, 2 set pengeboran perlu dikerjakan. Pengeboran

pertama terletakpada sumbu-sumbuny, untuk mengetahui apakah pada lokasi

tersebut tanahnya mampu mendukung beban. Pengeboran kedua dilakukan pada

lokasi tepat dibawah pangkal jembatan atau pilarnya. Pada bendungan, set kedua

dilakukan pada lokasi bangunan pelengkap, seperti lokasi bendungan elak.

Terzaghi dan Peck (1948),menyarankan jarak titik borminimum 30 m dan

maksimum 60 m untuk proyek yang sangat luas dan besar. Untuk proyek jalan

raya, pengeboran dilakukan pada jarak interval kira-kira 30 msepanjang jalannya.

Kedalaman lubang bor disarankan 2-4 m dibawah tanah asli, bila dasr perkersan

tanah asli, dan 1-4 m dibawh perkerasn jalan, bila perkersannya diletakkan

dengan menggali tanah asli.

VII. KEDALAMAN LUBANG BOR

Kedalaman pada lubang bor bergantung pada kedalaman tanah yang masih

dipengaruhi oleh penyebaran tekanan fondasi bangunan. Tekanan vertical pada

kedalaman 1,5 kali lebar fondasi (B) adalah masih kira-kira 0,2 kali besarnya

tekanan pada dasar fondasi. Oleh karna itu, kedalaman lubang bor harus kira-kira

1,5 kali lebar fondasinya atau 1,5B, dengan B adalah lebar fondasi.

Untuk fondasi telapak (sepread footing) atau fondasi memanjang (continuous

footing) kedalaman lubang bor agak dangkal (Gambar 2.18a ). namun untuk

fondasi rakit (raft atau mat foundation) kedalaman lubang bor akan lebih dalam

(Gambar 2.18c ).

25

Pada fondasi telapak yang jaraknya terlalu dekat, penyebaran beban

ketanahdibawahnya saling tumpang indih, maka kedalaman lubang bor akan sama

halnya dengan kedalaman fondasi rakit, yaitu1,5B (Gambar 2.18b ) untuk fondasi

tiang, kedalamanlubsng bor harus lebih dalam dari bawah dasar tiangnya. Dengan

pertimbangan bahwa lapisan tanah di bawah tiang masih mendukung beban yang

ditranfer lewat tiang, umumnya, untuk fondasi tiang yangterletak pada tanah

homogen, prilakunya akan sama seperti rakit yang dasar fondasinya dihitung dari

kedalaman 2/3 panjang tiang (Gambar 2.18c ). Untuk itu, kedaslaman lubang bor

untuk fondasi tiang adalah 2/3D + 1,5B, dengan D adalah panjang tiang dan B

adalah lebar area kelompok tiang.

Dalam hal fondasi akan di letakkan pada lapisan batu, harus yakin benar apakah

ketebalan lapisan batu tersebut mampu mendukung penyebaran bebannya. Untuk

itu, apabila lapisan batu terletak dipermukaan, ketebalan lapisan dapat diketahui

dengan cara membuat lubang uji secara langsung.

IX.INFORMASI YANG DIBUTUHKAN UNTUK PENYELIDIKAN TAN AH

Bila Penyelidikan tanah dilakukan secara detail, maka perancang harus berusaha

memperolah data, sebagai berikut :


(1) Kondisi topografi lokasi pekerjaan. Data ini diperlukan untuk perancangan

fondasi dan penentuan cara pelaksanaan di lapangan terutama pada proyek-

proyek bangunan air dan jalan.

(2) Lokasi-lokasi bangunan yang terpendam di dalam tanah, seperti kabel telepon,

pipa-pipa atau gorong-gorong untuk air kotor dan air bersih, dan lain-lainnya.

(3) Pengalaman setempat sehubungan dengan kerusakan-kerusakan bangunan

yang sering terjadi di sekitar lokasi pekerjaan.

(4) Kondisi tanah secara global, muka air tanah dan kedalaman batuan. Keterangan

ini sering dapat diperoleh dari penduduk setempat.

(5) Keadaan iklim, elevasi muka air banjir, erosi tanah, dan besarnya gempa yang

sering terjadi.

(6) Tersedianya material alam dan kualitasnya,yang berguna untuk bahan

pembentuk bangunan seperti campuran beton.

(7) Data geologi yang disertai keterangan tentang proses pembentukan lapisan

tanah dan batuan di lokasi pekerjaan, serta kemungkinan terjadinya penurunan

tanah maupun bangunan akibat penurunan muka air tanah.

(8) Hasil-hasil penyelidikan laboratorium pada contoh-contoh tanah dan batuan,

yang dibutuhkan untuk perancangan fondasi atau penanganan problem-problem

pelaksanaannya.

(9) Foto kondisi lapangan dan bangunan-bangunan di dekatnya.

Di bawah ini diberikan data tambahan yang diperlukan untuk perancangan

fondasi bangunan-bangunan tertentu.

(a) Fondasi Bangunan Gedung

(1) Ukuran dan tinggi bangunan serta kedalaman ruang bawah tanah (basement),

bila ada.

(2) Susunan dan jarak antar kolom serta besar beban.

(3) Tipe rangka bangunan dan bentangnya, serta kemungkinan adanya tempat-

tempat tertentu yang mendukung beban khusus, seperti fondasi mesin.

(4) Tipe tembok luar dan kaca pintu jendela yang sensitive terhadap penurunan

bangunan.

(b) Fondasi Jembatan

(1) Tipe dan bentang jembatan.

(2) Besarnya beban pada pangkal jembatan dan pilar.

27

Perlu diperatikan bahwa pemeriksaan langsung di lapangan dengan berjalan kaki

sangat penting pada penyelidikan tanah. Pertimbangan-pertimbangan dalam

perancangan fondasi sering dihasilkan dari pekerjaan tersebut. Hal ini untuk

mengetahui masalah-masalah penting yang perlu dipertimbangkan dalam

perancangan dan pelaksanaan. Selain itu, juga untuk mengetahui bentuk dan kondisi

permukaan tanahnya.

X.LAPORAN PENYELIDIKAN TANAH UNTUK PERANCANGAN FON DASI

Laporan penyelidikan tanah untuk perancangan fondasi dibuat untuk

mempertimbangkan seluruh data bor, lubang uji, observasi lapangan, uji-uji lapangan

dan laboratorium. Selanjutnya, laporan penyelidikan tanah secara lengkap harus

berisi:

(1) Pendahuluan.

(2) Deskripsi Lokasi Proyek.

(3) Kondisi Geologi Lokasi Proyek.

(4) Deskripsi Lapisan Tanah yang diperoleh dari hasil pengeboran.

(5) Hasil pengujian Laboratorium.

(6) Pembahasan.

(7) Kesimpulan.

Berikut ini penjelasan mengenai isi dari bab-bab tersebut.

Pendahuluan. Pendahuluan berisi tentang maksud dan tujuan diadakannya

penyelidikan tanah, waktu penyelidikan, dan untuk siapa penyelidikan tersebut

dilakukan. Harus dijelaskan maksud penyelidikan yang dilakukan: hanya untuk

memperoleh data yang terbatas, yang akan digunakan dalam penyelidikan yang

sifatnya taksiran, atau untuk penyelidikan lengkap dengan pengeboran, pengujian

laboratorium, dan analisis hasil, yang dilaksanakan untuk pertimbangan

perancangan fondasi, cara pelaksanaan, serta untuk menghitung kapasitas hitung

dukung tanah izin.

Deskripsi Lokasi Proyek. Pada bagian ini harus dijelaskan: letak proyek, kondisi

permukaan tanah, adanya pohon-pohon, bangunan lama, kubangan, tempat

pembuangan sampah, sungai, jalan, saluran atau gorong-gorong air, dan lain-

lainnya. Selian itu, dijelaskan pula mengenai kemungkinan adanya banjir, erosi


permukaan, gempa bumi, stabilitas tebing, serta retakan-retakan akibat penurunan

yang seringkali terjadi pada bangunan di sekitar lokasi tersebut.

Kondisi Geologi Lokasi Proyek. Keterangan kondisi geologi di lokasi pekerjaan

diberikan berdasarkan hasil data pengeboran. Data hasil pengeboran sebaiknya

dibandingkan dengan data yang telah ada sebelumnya, untuk pertimbangan

ketelitian hasil pengujian. Dari data geologi yang diperoleh, perhatian diberikan jika

terdapat patahan, sumber air, rongga-rongga bawah tanah, lapisan lunak, dan lain-

lain yang nantinya akan sangat mempengaruhi basarnya kapasitas dukung fondasi.

Deskripsi Lapisan Tanah yang diperoleh dari hasil P engeboran. Pada bab ini,

deskripsi kondisi lapisan tanah dibuat dari hasil data pengeboran. Disini harus

dijelaskan mengenai gambaran jenis dan bentuk lapisan tanah, elevasi perubahan

lapisan serta elevasi muka air tanah. Penggambaran bentuk lapisan akan berguna

sebagai pertimbangan teknis dalam perancangan. Gambar 2.19 memberikan contoh

cara penggambaran gabungan beberapa data bor.

Hasil Uji Laboratorium. Bab ini berisi penjelasan mengenai macam-macam

pengujian laboratorium yang dilakukan. Prosedur pengujian dijelaskan hanya bila

dilakukan pengujian yang tidak standar, khususnya untuk alat penyelidikan.

Perhatian diberikan bila terdapat hasil pengujian yang tidak seperti biasanya atau

ada hal-hal khusus lainnya. Untuk penjelasan secara detail, hasil pengujian

sebaiknya dibuat dalam bentuk tabel-tabel dan grafik-grafik. Hal ini dilakukan pada

hasl-hasil uji triaksial, tekan-bebas, geser-langsung, analisis butiran, dan uji

konsolidasi.

29

Pembahasan. Bab ini merupakan inti pokok dari isi laporan. Penyajian harus

diusahakan untuk membahas masalahnya secara jelas dan singkat. Pembahasan

dilakukan pada kondisi bangunan rencana dan beban-beban rencana yang nantinya

akan dipertimbangkan terhadap kondisi tanah fondasi dan jenis fondasi yang cocok

untuk mendukung bangunan. Bagian selanjutnya adalah pembahasan pada

bangunan pelengkap, seperti ruang generator listrik, ruang mesin-mesin yang berat,

ruang pemanas, dan lain-lain, yang akan membutuhkan fondasi yang khusus.

Bila dipakai fondasi memanjang atau fondasi telapak, harus ditetapkan beberapa

kedalaman fondasi, dimensi, kapasitas dukung izin dan penurunan yang diharapkan

akan terjadi pada tekanan tanah yang diizinkan tersebut. Dijelaskan pula,

kemungkinan keuntungan-keuntungan yang dapat diperoleh bila elevasi dasar

fondasi lebih dalam, untuk memperoleh kapasitas dukung tanah yang lebih besar

atau dapat memperkecil penurunan tanpa mengabaikan segi ekonomis.

Jika dipakai fondasi tiang, dijelaskan mengenai lapisan tanah pendukung tempat

tiang harus dipancang, kedalaman penetrasi ke lapisan pendukung, beban

maksimum yang diizinkan per tiang atau kelompok tiang, serta penurunan yang

diharapkan akan terjadi pada tiang tunggal atau kelompok tiangnya.

Masalah-masalah harus dipelajari dengan tanpa prasangka,sebagai contoh hasil

pengujian yang hasilnya terlalu yang hasilnya rendah herus tidak diabaikan hanya

karena tidak cocok dengan kapasitas dukung yang diperkirakan sebelumnya.

Selanjutnya, sebab-sebab kenapa kapasitas dukung sangant rendah harus dipelajari.

Jika hal itu akibat kerusakan contoh, aau jika nilai yang terlalu rendah hanya sedikit

saja sehingga tidak berpengaruh besar pada hasil keseluruhannya, hasil tersebut

dapat diabaikan. Jika hasil pengeboran lokasi tertetu menunjukkan perbedaan

dengan hasil-hasil lain di sekitarnya, sehingga susunan fondasi menjadi tidak teratur,

maka mengenai hal ini harus diberikan. Bila terdapat keraguan mengenai hasil

pengeboran, pengeboran ulang harus diadakan, sehingga diperoleh hasil yang

memuaskan.

Rekomendasi untuk perancangan fondasi harus didasarkan pada hal- hal yang

hubungannya dengan hasil penyelidikan yang diperoleh, yaitu didasarkan pada hasil

pengeboran dan pengujian, dan tidak boleh didasarkan pada dugaan.

Kesimpulan. Jika laporan penylidikan yang disajikan terlalu panjang, maka

sebaiknya diringkas dalam bentuk item-item, dan di dalam bab kesimpulan. Hal ini


berguna untuk membantu perancangan yang terlalu sibuk yang tidak mempunyai

cukup waktu untuk membaca seluruh pembahasan. Atau dengan cara lain, laporan

penyelidikan dimulai denga ringkasan prosedur penyelidikan dan garis besar

kesimpulan.

penyelidikan tanah

Documents