Seminar II Karakterisasi Tanah Lempung Lunak di Porong-Sidoarjo

                                                                                              

METODE PENELITIAN

Pendahuluan

            Metode penelitian pada tesis ini memanfaatkan data-data penyelidikan geoteknik pada beberapa lokasi di daerah Porong-Sidoarjo yang melingkupi beberapa proyek-proyek yaitu :

Ø  Relokasi infrastruktur jalan arteri raya, Porong-Sidoarjo.

Ø  Relokasi jalan arteri raya, Porong-Siring Paket II, Porong-Sidoarjo.

Ø  Relokasi jalan arteri Siring Paket I, Porong-Sidoarjo.

Ø  Relokasi jalan tol Porong-Gempol, Porong-Sidoarjo.

Ø  Jembatan Kebon Agung, Porong-Sidoarjo.

Ø  Pondasi Crane Pabrik Gula Kremboong, Porong-Sidoarjo.

Penyelidikan geoteknik yang dilakukan pada proyek-proyek tersebut diatas meliputi :

Ø  Pemboran tanah/geoteknik termasuk uji tes pit dan pengambilan contoh tanah tak terganggu (UDS).

Ø  Uji SPT atau tes penetrasi standar.

Ø  Uji CPT atau uji sondir dan Uji CPTu atau Piezocone.

Selain itu terdapat data sekunder dari uji SBPMT (Self Boring Pressuremeter Test) yang juga dipertimbangkan sebagai data tambahan. Pengujian untuk contoh tanah tak terganggu termasuk uji index properties, uji konsolidasi (Oedometer) dan uji triaxial uu. Tabel 3.1 dibawah menjabarkan sebaran lokasi penyelidikan geoteknik.

Uji di Lapangan

Metode Pemboran Geoteknik dan Uji SPT

Metode pemboran geoteknik dilaksanakan dengan mengunakan mesin bor sesuai dengan standar ASTM D1452 dan juga SNI 03-6802-2002, dengan menggunakan sebuah mesin pompa air, dan dilengkapi juga dengan sebuah mesin diesel penggerak. Metode pemboran yaitu metode dry coring dengan bit mata bor dengan menggunakan single core barrel berdiameter 76 mm dan untuk mencegah kemungkinan kelongsoran pada dinding lubang bor maka digunakan casing dengan berdiameter 89 mm.

Uji SPT dilakukan dengan menggunakan standar ASTM D1582-92, ASTM1586-99, ASTM D6066-96 dan juga SNI 03-4153-1996 dengan jarak antar uji sebesar 1.5-2 m, dengan tinggi jatuh 76.2 cm dan berat hammer 63.5 kg. Gambar 3.1 memperlihatkan denah tipikal dari pemboran geoteknik

Pengambilan UDS

Metode pengambilan contoh tanah dengan menggunakan metode shelby tube dengan standar ASTM D1587 yaitu berupa tabung thin wall sampler tube dengan diameter luar 60-63 cm dan panjang tabung 60 cm yang ditekan ke dalam massa tanah. Adalah disayangkan bahwa pengambilan contoh tanah tidak dilakukan dengan menggunakan metode yang lebih sesuai untuk tanah-tanah lempung yang lunak seperti metode piston sampling.

 

Uji Sondir/CPT dan CPTu

Uji CPT dan CPTu dilakukan dengan menggunakan standar ASTM D3441-79, ASTM D5778 dan juga SNI 03-2827-1992 dengan luas selimut 150 cm² dan kecepatan penetrasi ± 2 cm/detik. Parameter langsung yang didapat adalah q_c dan f_s (CPT) dan parameter u₂ (CPTu). Uji CPTu dianggap akan lebih handal untuk melakukan karaterisasi pada tanah lempung lunak atau sangat lunak karena kemampuannya yang akan meminimalkan gangguan dalam proses tesnya namun yang juga perlu diperhatikan adalah kualitas data yang dihasilkan.

Pada uji CPTu, pembacaaan tekanan air pori adalah sangat penting terlebih pada tanah lunak maka sensor tekanan air pori harus berfungsi baik. Maka untuk menghasilkan tekanan air pori dengan kualitas data yang handal, filter (Ceramic atau batu pori) harus dalam keadaan jenuh. Penjenuhannya umumnya dilakukan dengan meredam filter ke dalam cairan yang tidak berudara (De-aired liquid) minimal 1 hari atau dengan merendam filter ke dalam air dan memanaskannya bersama-sama selama ± 15 menit. Tujuan dari proses ini yaitu agar cairan mendesak udara pada rongga-rongga filter untuk ke luar dari filter dan membuat filter menjadi jenuh. Setelah jenuh maka filter akan dipasang pada konus dan untuk menjaga tingkat kejenuhannya jangan berkurang maka ujung konus akan ditutupi dengan membran

Selain itu juga, kejenuhan batu pori atau filter dapat berkurang jika konus dipenetrasi pada lapisan yang sangat permeabel misalnya lapisan pasir. Pada keadaan ini dapat dilakukan 2 hal yaitu : melakukan preboring untuk menembus lapisan tersebut atau melakukan penjenuhan kembali setelah menembus lapisan yang permeabel itu.

Salah satu keunggulan utama dari CPTu adalah kemampuannya untuk mengukur besarnya tekanan air pori selama dipenetrasi dan juga dapat merekam perubahan tekanan air pori terhadap waktu pada kedalaman tertentu (Uji disipasi). Pada uji ini, perubahan tekanan air pori atau proses disipasi dibiarkan terjadi sampai tekanan air pori yang terekam itu mendekati tekanan air pori hidrostatik atau 50% tekanan air pori telah terdisipasi. Gambar 3.3 menunjukkan tipikal uji CPT/CPTu.

Tes Pit

Dilakukan dengan membuat galian dangkal dengan kedalaman (± 3-4m) dengan dimensi tertentu (± 2 x 2m) yang membolehkan dilakukan pengambilan contoh tanah box sample dan ruangan yang cukup untuk identifikasi visual jenis tanah.

SBPMT (CAMBRIDGE SBPMT)

Data tambahan yang digunakan adalah hasil Uji PMT (ASTM D4719) yaitu uji SBPMT atau Self Boring PMT tipe Cambridge SMPMT.  Alat ini dikembangkan awalnya di Prancis pada tahun 1967, lalu di Inggris pada tahun 1972 dan mulai diproduksi pada tahun 1975 dengan memiliki diameter ± 84 mm, panjang membran ± 1 m dengan bagian yang bisa dikembangkan sepanjang 500 mm. Kapasitas alat sebesar 4.5 – 10 MPa.

 

Hal-hal penting yang adalah prosedur pengujian, mekanisme pengembangan Cambridge SBPMT, metode interpretasi dan prosedur pemboran. Data dan interpretasi hasil SBPMT yang dipakai adalah data tesis Ade T. Gumilar (Wisnu Yoga Brotodihardjo) pada tahu 2001 yang juga berlokasi di daerah Sidoarjo.

Salah satu yang sangat penting pada proses uji Cambridge SBPMT adalah metode pemboran yang harus seminimal mungkin memberikan gangguan pada terhadap tanah disekitarnya apalagi pemboran pada tanah lunak.

Uji di Laboratorium

Uji di laboratorium bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat indeks dan sifat-sifat geoteknik (Mekanis) dari contoh tanah tak terganggu yang didapatkan dari hasil pemboran geoteknik. Pengujian di laboratorium meliputi uji-uji dibawah ini :

Berat Jenis Tanah

Uji specific gravity dilakukan dengan standar ASTM D854 dan SNI 03-1964-1990 bertujuan mendapatkan tipikal berat spesifik dari massa tanah, yang didapatkan dari nilai perbandingan antara berat satuan butiran tanah dengan berat satuan air.

Kadar Air Alami

Uji dilakukan dengan standar ASTM D2116 dan SNI 03-1965-1990 bertujuan untuk mengetahui kandungan air atau persentasi kandungan air dalam massa tanah.

3.3.3. Berat Volome Tanah

Bertujuan untuk mendapatkan berat isi tanah atau unit weight tanah dengan standar ASTM C29 dan SNI 03-3637-1994 yang akan dipakai dalam semua perhitungan analisa geoteknik

3.3.4. Batas-batas Atterberg

Dilakukan dengan standar ASTM D423, ASTM D424 dan SNI 03-1996-1990 untuk mendapatkan LL dan PL yang akan digunakan didalam banyak rumus empiris dalam menentukan prilaku tanah.

Analisa Butiran

Grain size distribution dilakukan dengan standar ASTM D421 dan ASTM D422 bertujuan untuk mengetahui persentasi ukuran butiran tanah yang sesuai dengan klasifikasi jenis-jenis tanah yang ada.

Uji Triaxial UU

Uji dilakukan engan standar ASTM D2850 dengan tujuan untuk mendapatkan kuat geser tanah tak terdrainase yaitu kohesi atau c dan Ф (Total stress).

Uji Konsolidasi

Uji ini dilakukan dengan standar ASTM D2435 pada tanah lempung dengan alat oedometer dengan dasar teori konsolidasi 1 dimensi dari Terzaghi. Uji ini akan menghasilkan parameter tekanan prakonsolidasi, riwayat tegangan atau OCR, koefisien konsolidasi arah vertikal atau c_v dan koefisien kemampatan tanah atau m_v.

Korelasi Empiris

Pada penelitian ini dilakukan karaterisasi tanah lempung lunak dari hasil uji di laboratorium yaitu mencari hubungan antara parameter-parameter tanah seperti PI vs s_u/σ_v0’, LL vs w_n LL vs C_c, LL vs C_v, LI vs s_u,  LI vs s_u/σ_v0’, OCR vs s_u/σ_v0’.Salah satu yang utama yaitu korelasi antara OCR vs kedalaman dan s_u/σ_v0’ vs kedalaman.

Dari hasil uji laboratorium juga akan dicari korelasi dengan menggunakan teknik statistik yaitu dengan mencari hubungan regresi antara 2 parameter s_u/σ_v0’ dan OCR dalam skala logaritma vs logaritma.

Salah satu nilai pengontrol korelasi empiris dalam regresi yaitu koefisien determinasi/koefisien kesesuaian atau R² dimana semakin mendekati 1 nilai R² maka semakin baik model regresinya.

Setelah itu, korelasi OCR vs kedalaman dan s_u/σ_v0’ vs kedalaman ini akan dibandingkan dengan formula dalam mencari OCR dan s_u dari hasil CPTu untuk mencari beberapa range tipikal dari koefisien-koefisien dalam uji CPTu untuk tanah lunak di Porong-Sidoarjo seperti N_KT, N_e dan N_Δu dan k.  

Hasil konsolidasi juga dianalisa khususnya plotting antara volume vs tegangan dan  regangan vs tegangan untuk mengidentifikasi prilaku tanah terhadap pembebanan