Pusat Litbang Prasarana Transportasi
Timbunan Jalan pada Tanah Lunak
Panduan Geoteknik 3 Penyelidikan Tanah Lunak
Pengujian Laboratorium
Latar Belakang Dari pertengahan tahun 1980-an hingga 1997 perekonomian Indonesia mengalami tingkat pertumbuhan lebih dari 6% per tahun. Dengan tingkat pertumbuhan seperti ini, dibutuhkan akan adanya pengembangan sistem transportasi yang andal yang berbasis pada transportasi darat, utamanya jalan raya. Banyak daerah yang lebih mudah dijangkau yang umumnya merupakan kawasan perkebunan dan industri, terletak pada dataran rendah dimana dijumpai tanah lunak, sehingga kebutuhan akan pengembangan suatu metode kons truksi yang andal membutuhkan pengembangan suatu teknik desain dan konstruksi yang baru. Tanah lunak ini diperkirakan meliputi sekitar 20 juta hektar atau sekitar 10 persen dari luas total daratan Indonesia dan ditemukan terutama di daerah sekitar pantai. Pelapukan tanah yang terjadi pada kondisi tropis berbeda dengan yang terjadi pada daerah dengan iklim sedang, sehingga masing-masing tipe tanah dengan karakteristik yang berbeda tersebut membutuhkan penanganan yang berbeda pula dalam mengatasi permasalahan konstruksi. Penerapan berbagai metode penanggulangan yang telah dikembangkan untuk daerah dengan iklim sedang tidak akan selalu cocok untuk diterapkan pada tanah beriklim tropis. Oleh karenanya perlu dilakukan suatu evaluasi terhadap teknologi yang telah dikembangkan untuk daerah dengan iklim sedang tersebut sebelum diterapkan di Indonesia dan untuk itu dikembangkan suatu teknologi yang lebih cocok melalui upaya-upaya penelitian setempat. Panduan Geoteknik yang dibuat pada proyek Indonesian Geotechnical Materials and Construction (IGMC) ini dirancang sebagai sebuah studi terhadap tanah lunak dan tanah lapukan tropis Indonesia yang diharapkan dapat menghasilkan panduan geoteknik dan kontruksi yang cocok untuk kondisi di Indonesia. Diharapkan pula, dengan pengembangan sumber daya manusia dan peralatan yang tepat, dapat meningkatkan kemampuan penelitian dalam bidang geoteknik di Pusat Litbang Prasarana Transportasi. Proyek ini merupakan bagian dari kerangka penelitian pembangunan jalan di atas tanah lunak yang dimulai sejak permulaan tahun 1990.
Tujuan Penerapan langsung mekanika tanah dan batuan “klasik” yang dikembangkan di daerah beriklim sedang akan tidak serta merta cocok untuk menyelesaikan permasalahan yang ada di daerah tropis. Sifat-sifat alami dari m aterial bumi daerah tropis memerlukan pengujian dan analisis yang berbeda dengan material di daerah beriklim sedang. Prinsip yang sama berlaku untuk teknik desain dan konstruksi. Oleh karenanya dibutuhkan fasilitas penelitian yang khusus untuk melakukan penyelidikan, bila praktek-praktek desain dan konstruksi yang ada ingin ditingkatkan agar jalan yang dibangun di atas tanah lunak dapat memberikan tingkat paelayanan yang disyaratkan. Melanjutkan Tahap 1 dari proyek yang dilaksanakan pada tahun 1997-8, Tahap 2 mendapat tugas untuk mempersiapkan edisi pertama dari seri Panduan Geoteknik ini, yang berhubungan dengan tanah lunak. Disadari bahwa masih banyak hal yang harus dipelajari dan dicapai mengenai tanah lunak Indonesia untuk dapat menghasilkan suatu des ain pembangunan jalan yang lebih ekonomis. Oleh karenanya diharapkan berdasarkan pengalaman selama penggunaan edisi pertama Panduan Geoteknik ini, akan diperoleh suatu umpan balik yang berharga untuk meningkatkan dan memperluas panduan ini di masa mendatang. Program kegiatan ini dilaksanakan oleh Pusat Litbang Prasarana Transportasi bersama Tim Konsultan. Proyek ini seluruhnya didanai oleh pinjaman Pemerintah Indonesia dari International Bank for Reconstruction and Development, Highway Sector Investment Programme 2 , Loan Number 3712-IND.
Sampul depan menunjukkan Peta Geologi Indonesia. Areal tanah lunak ditunjukkan dengan warna hitam.
Pusat Litbang Prasarana Transportasi
Panduan Geoteknik Indonesia Timbunan Jalan pada Tanah Lunak
Panduan Geoteknik 3 Penyelidikan Tanah Lunak
Pengujian Laboratorium Edisi Pertama Bahasa Indonesia © Nopember 2001
WSP International Kerja sama dengan
PT Virama Karya PT Trikarla Cipta
Pengantar Tanah lunak yang dimaksudkan dalam Panduan Geoteknik ini meliputi lempung inorganik (lempung bukan organik), lempung organik dan gambut. Tanah ini terdapat pada area lebih dari 20 juta hektar, lebih dari 10 % dari tanah daratan Indonesia. Pada masa lalu, banyak proyek mengalami penundaan atau keterlambatan, memerlukan tambahan biaya yang beasar, membutuhkan biaya perawatan dan pemeliharaan yang lebih tinggi atau malahan mengalami kegagalan total, yang diakibatkan oleh adanya tanah lunak ini.
Untuk Siapa ‘Panduan’ ini dibuat ? Panduan Geoteknik ini dan seri lainnya diperuntukkan para praktisi di lapangan dengan maksud memberikan pedoman dan petunjuk dalam disain dan pelaksaan konstruksi jalan di atas tanah lunak. Berbagai panduan yang dibuat, sangat cocok untuk diterapkan dalam disain berbagai tipe jalan, mulai dari Jalan Nasional hingga Jalan Kabupaten. Panduan-panduan disajikan untuk kelompok-kelompok praktisi, sbb: Para Manajer Proyek Termasuk pihak-pihak yang terlibat dalam proses perencanaan, pembiayaan dan manajemen proyek. ‘Panduan’ ini akan menjelaskan kepada anda mengapa pada lokasi tanah lunak diperlukan investigasi khusus, waktu untuk melaksanakn investigasi, dan pertimbangan terhadap pembiayaan secara khusus untuk melaksanakan investigasi yang memadai serta interpretasi yang tepat. Para Desainer (Desaign Engineers) ‘Panduan’ ini akan memberikan gambaran kepada anda, bagaimana lokasi tanah lunak harus diidentifikasi, prosedur-prosedur yang harus anda terapkan dalam investigasi tersebut, dan prosedur-prosedur desain dan pelaksanaan yang harus diikuti. ‘Panduan’ ini juga mengarahkan, kapan informasi yang didapatkan tersebut memerlukan masukan dari spesialis/ahli yang telah berpengalaman. Ahli-ahli Geoteknik Para ahli geoteknik yang berpengalaman dalam konstruksi jalan di atas tanah lunakpun, dapat memanfaatkan ‘Panduan’ ini untuk mendapatkan rangkuman prosedur-prosedur yang bermanfaat yang dapat digunakan dan diterapkan pada proyek-proyek yang lebih kompleks dimana mereka terlibat secara langsung. Walaupun panduan-panduan ini ini hanya berkaitan dengan jalan di atas tanah lunak, namun para perekayasa yang menangani jalan pada tipe tanah lainpun, dan
bangunan sipil tipe lainpun akan mendapatkan informasi yang sangat bermanfaat dalam menghadapi permasalahan yang serupa.
Maksud dan Tujuan dari Panduan Panduan Geoteknik 1: Tanah Lunak Indonesia: Pembentukan dan Sifatsifat Dasar Panduan ini memberikan informasi yang cukup kepada para pembaca untuk: • Memahami perbedaan tipe-tipe dari tanah yang akan ditemukan di Indonesia dan bagaimana hubungannya dengan konteks regional dan dunia. • Menentukan penilaian awal dari segala kemungkinan dimana tanah-tanah tersebut akan ditemukan pada lokasi-loksasi tertentu. • Mengidentifikasi keberadaan tanah lunak, sehingga prosedur-prosedur yang disebutkan dalam Panduan Geoteknik 2 hingga 4 perlu diterapkan dalam proyek tersebut. Panduan Geoteknik 2: Tanah Lunak Indonesia: Penyelidikan Lapangan dan Pengujian Setempat pada Tanah Lunak Panduan ini menjelaskan prosedur-prosedur yang harus diterapkan dalam : • Studi awal yang perlu dilakukan dalam pengumpulan segala informasi yang ada • Informasi-informasi yang dibutuhkan dalam kegiatan proyek jalan sebelum merencanakan penyelidikan lapangan • Menentukan tipe-tipe penyelidikan lapangan serta pengujian laboratorium yang akan dilakukan. • Prosedur mendisain penyelidikan lapangan. • Persyaratan-persyaratan khusus untuk melaksanakan pekerjaan-pekerjaan tertentu pada tanah lunak, sebagaimana juga telah dikemukakan pada manualmanual lainnya untuk keperluan pekerjaan penyelidikan lapangan rutin. • Persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi untuk pelaporan dari hasil-hasil pekerjaan yang telah dilakukan. • Daftar simak untuk meyakinkan bahwa prosedur-prosedur yang tercantum dalam panduan ini telah diikuti • Prosedur-prosedur yang harus dilaksanakan jika penyelidikan lapangan yang dilakukan tidak mengikuti rekomendasi yang diberikan oleh panduan ini. Panduan Geoteknik 3: Tanah Lunak Indonesia: Pengujian Laboratorium untuk Keperluan Rekayasa Sipil Panduan ini menjelaskan: • Daftar simak untuk mengevaluasi kemanapun laboratorium geoteknik dan kriteria pemilihan laboratorium. • Faktor-faktor yang berpengaruh pada perencanaan dan pengembangan program pengujian laboratorium.
• Rangkuman prosedur pengujian baku (standard) terutama acuan pengujian lempung organik lunak dan gambut serta interpretasi hasil pengujiannya. • Prosedur mengurangi sementara mungkin gangguan terhadap contoh selama penanganan contoh dan penyiapan benda uji; interpretasi data pengujian untuk mengevaluasi kualitas contoh. • Prosedur untuk mengidentifikasi dan menjelaskan kemas & struktur tanah (“soil fabric and structure”). • Persaratan-persaratan pelaporan. Panduan Geoteknik 4: Tanah Lunak Indonesia: Disain dan Metode Konstruksi untuk Timbunan Jalan Panduan ini menjelaskan: • Metoda-metoda yang harus diterapkan untuk menguji keabsahan data penyelidikan. • Prosedur-prosedur untuk mendapatkan parameter-parameter. • Proses pengambilan keputusan dalam memilih teknik dan metoda yang menghasilkan yang memuaskan. • Metoda-metoda yang akan digunakan dalam menganalisis stabilitas yang diharapkan dan perilaku penurunan jalan • Persyaratan-persyaratan dalam penyusunan laporan disain, penyiapan kesimpulan-kesimpulan dan bagaimana hal-hal tersebut dapat dicapai • Daftar simak untuk meyakinkan bahwa semua prosedur dalam panduan ini telah dilaksanakan • Prosedur-prosedur yang harus dilaksanakan jika rekomendasi-relomendasi tidak dilaksanakan sesuai dengan apa yang telah diberikan dalam panduan ini Panduan Geoteknik CD Sebuah CD akan dilampirkan dalam Panduan Geoteknik 1 ini (Lampiran A) yang memberikan penjelasan tentang isi dari CD tersebut serta cara penggunaannya
Skala Mutu Panduan ini mengasumsikan bahwa pada setiap pelaksanaan proyek jalan, seorang (Engineer) Perekayasa yang selanjutnya disebut Perekayasa Geoteknik yang Ditunjuk (PGD) akan ditunjuk untuk bertanggung jawab terhadap seluruh pekerjaan geoteknik mulai dari tahapan penyelidikan, desain dan pelaksanaan konstruksi. Petunjuk ini dilakukan Ketua Tim (Team Leader), Ketua Tim Desain atau seseorang yang secara keseluruhan bertanggungjawab atas perkembangan teknik dari proyek. Pemimpin proyek mempunyai tanggung jawab menyakinkan PGD ada di pos selama proyek berlangsung. Panduan ini menggambarkan bagaimana seorang PGD yang telah ditunjuk tersebut harus mencatat dan menandatangani setiap tahapan pekerjaan. Jika PGD tersebut suatu saat diganti, maka prosedur-prosedur yang telah ditetapkan tersebut harus diadopsi di dalam klausal serahterima, yang mana PGD-Baru tersebut akan melanjutkannya dengan tanggung jawab sebagaimana yang telah dijelaskan di dalam Panduan Geoteknik 4. Latar belakang dan pengalaman dari PGD tersebut akan bervariasi berdasarkan kuantitas dan kompleksitas dari proyek yang bersangkutan. Untuk Jalan Kabupaten, Perekayasa yang ditunjuk harus memiliki kemampuan/latarbelakang keteknikan dasar yang cukup serta pengetahuan lokal yang memadai. Sedangkan untuk skala proyek yang lebih besar, Perekayasa dengan latar belakang khusus kegeoteknikan, umumnya menjadi persyaratan yang harus dipenuhi. Untuk skala proyek Jalan Nasional, dimana permasalahan-permasalahan tanah lunak cukup banyak ditemui, PGD harus memiliki pengetahuan dan pengalaman kegeoteknikan yang luas. Bila dipandang perlu ia dapat di dukung oleh ahli geoteknik; walaupun demikian, PGD tersebut tetap bertanggungjawab secara keseluruhan dari skala Mutu, sebagaimana telah dijelaskan dalam Panduan ini.
Daftar Isi 1
Pendahuluan Panduan Geoteknik 3 .........................................................1 1.1 Batasan Dari Panduan.....................................................................1
2
Kriteria untuk Pemilihan Laboratorium ...................................................3 2.1 2.2 2.3 2.4
Pendahuluan...................................................................................3 Akreditasi Laboratorium di Indonesia ..............................................4 Pesyaratan Umum untuk Laboratorium Pengujian Tanah...................6 Evaluasi Kemampuan Laboratorium Menurut ASTM D3740-92........8 2.4.1 Organisasi dari Laboratorium ..............................................8 2.4.2 Sumber Daya Manusia dari Laboratorium ............................8 2.4.3 Kualifikasi Personil ............................................................9 2.4.4 Verifikasi terhadap Kemampuan..........................................9 2.4.5 Persyaratan pengujian .........................................................9 2.4.6 Persyaratan Tambahan untuk Peralatan Pengujian.................9 2.4.7 Persyaratan Sistem Mutu................................................... 10 2.4.8 Persyaratan Pencatatan dan Pelaporan................................ 11 2.5 Kriteria untuk Mengevaluasi Laboratorium .................................... 11 2.5.1 Informasi Umum yang Dibutuhkan pada Tahap Awal dari Evaluasi Laboratorium ............................................... 12 2.5.2 Pemeriksaan Fasilitas Laboratorium oleh Insinyur Geoteknik yand Ditunjuk .................................................. 12 2.6 Pemeringkatan Kemampuan Pengujian Laboratorium ..................... 16 2.7 Kontrol Mutu ............................................................................... 20 2.7.1 Urutan Penanganan Sampel............................................... 22 3
Perencanaan Program Pengujian Laboratorium ......................................27 3.1 Pendahuluan................................................................................. 27 3.2 Pengembangan Program Pengujian Awal Laboratorium .................. 27
4
Pengujian-pengujian Laboratorium .......................................................30 4.1 Klasifikasi Tanah.......................................................................... 30 4.1.1 Klasifikasi Lempung dan Lanau Organik dan Inorganik ...... 30 4.1.2 Klasifikasi gambut ............................................................ 34 4.2 Tes-tes Indeks yang Dilakukan untuk Tujuan Klasifikasi dan Tujuan Lain .................................................................................. 36 4.2.1 Kadar Air Alami............................................................... 36 4.2.2 Distribusi Ukuran Partikel................................................. 37 4.2.3 Berat Jenis ....................................................................... 38 4.2.4 Kerapatan Total................................................................ 39 4.2.5 Bata-batas Konsistensi (Atterberg)..................................... 40
(i)
4.2.5.1
Indeks Likuiditas (LI) ....................................................... 44
4.2.5.2 4.2.6 4.2.7
Aktifitas ........................................................................... 44 Tes Geser Baling Laboratorium ......................................... 45 Kadar Bahan Organik Gambut dan Tanah Organik Lainnya............................................................................ 46
4.2.7.1
Metode Kehilangan akibat Pembakaran.............................. 47
4.2.7.2
Metode Oksidasi Dichromate............................................. 48
4.2.7.3
Komentar Mengenai Metode-metode yang Digunakan untuk Menentukan Kadar Bahan Organik ........................... 49 Berat Isi Gambut .............................................................. 50 Kadar Serat Gambut ......................................................... 51 Ekstraksi Air Pori dan Pengukuran Salinitas....................... 51 Konduktifitas ................................................................... 52 pH Bahan-bahan Gambut .................................................. 54 pH Tanah......................................................................... 54 Kadar Karbonat................................................................ 54 Kadar Klorida................................................................... 55 Kadar Sulfat..................................................................... 55
4.2.8 4.2.9 4.2.10 4.2.11 4.2.12 4.2.13 4.2.14 4.2.15 4.2.16
4.3 Tes-tes Kekuatan.......................................................................... 56 4.3.1 Tes Geser Langsung ......................................................... 56 4.3.2 Tes-tes Kompresi Triaksial................................................ 58 4.3.2.1
Tes Tak Terkonsolidasi-Tak Terdrainase (UU) ................... 60
4.3.2.2
Tes Terkonsolidasi-Tak Terdrainase (CU).......................... 61
4.3.2.3 4.3.3
Tes Terkonsolidasi-Terdrainase (CD)................................. 62 Komentar-komentar mengenai Tes-tes Laboratorium untuk Menentukan Kuat Geser Tanah-tanah Organik dan Gambut ............................................................................ 65
4.4 Tes Konsolidasi............................................................................ 67 4.4.1 Tes Konsolidasi Satu Dimensi........................................... 67 4.4.1.1 4.4.2 4.4.3
Penentuan Karateristik Pengembangan dan Keruntuhan....... 69 Penentuan Sifat-sifat Konsolidasi Menggunakan Sel Hidraulik .......................................................................... 69 Komentar-komentar Mengenai Tes-tes Laboratorium untuk Menentukan Karakteristik Konsolidasi Tanahtanah Organik dan Gambut ................................................ 70
4.5 Tes-tes Permeabilitas .................................................................... 70 4.6 Spesifikasi Program Pengujian Laboratorium dan Parameterparameter Tes Laboratorium.......................................................... 72
(ii)
4.6.1 4.6.2 4.6.3 5
Program Pengujian Laboratorium ...................................... 72 Parameter-parameter Tes Laboratorium.............................. 73 Konsistensi Data............................................................... 80
Kualitas dan Kerusakan Sampel............................................................82 5.1 Pendahuluan................................................................................. 82 5.2 Prosedur Laboratorium untuk Meminimalisasi Gangguan yang Terjadi Pada Tanah....................................................................... 82 5.2.1 Penyimpanan Sampel........................................................ 82 5.2.2 Penanganan Sampel dan Persiapan Spesimen untuk Pengujian......................................................................... 86 5.3 Evaluasi Terhadap Tingkat Gangguan Pada Sampel........................ 90 5.3.1 Tegangan-Regangan Tak Terdrainase dan Prilaku Kuat Geser............................................................................... 90 5.3.2 Kurva Konsolidasi Satu Dimensi....................................... 93 5.3.3 Tegangan Efektif Residual ................................................ 95 5.3.4 Penilaian Kualitas Sampel................................................. 96
6
Struktur dan Kemas Tanah ...................................................................97 6.1 Definisi 97 6.2 Deskripsi dan Identifikasi Tanah.................................................... 98 6.3 Prosedur Pencatatan dan Analisis Kemas...................................... 101 6.3.1 Identifikasi dan Klasifikasi dari Fitur Kemas.................... 102 6.3.2 Prosedur Laboratorium ................................................... 106
7
6.3.2.1
Pengeluaran Sampel dan Pembongkaran dari Permukaan yang Diperiksa................................................................ 106
6.3.2.2
Pemeriksaan dan Pemotretan Susunan Makro................... 106
6.3.2.3
Penyimpanan Data dan Pelaporan .................................... 106
Pelaporan.......................................................................................... 108 7.1 Persyaratan Khusus..................................................................... 108 7.2 Persyaratan Umum ..................................................................... 109 7.3 Laporan Laboratorium ................................................................ 110
8
Referensi........................................................................................... 113
(iii)
LAMPIRAN Lampiran A
Metode-metode Pengujian Standar yang Diterbitkan oleh SNI, ASTM dan BSI.
Lampiran B
Pengujian Triaksial Kompresi yang TerkonsolidasiTerdrainase dengan Pengukuran Perubahan Volume; Clauses 5, 6 and 8 of BS 1377 : Part 8 : 1990.
Lampiran C
Persiapan Pengujian Sampel-sampel Tak Terganggu; Clause 8, BS 1377 : Part 1 : 1990.
(iv)
1
Pendahuluan Panduan Geoteknik 3
1.1
BATASAN DARI PANDUAN Panduan Geoteknik 3 ini utamanya membicarakan tentang pengujian-pengujian yang dilaksanakan di laboratorium untuk keperluan evaluasi terhadap stabilitas, daya dukung dan penurunan dari konstruksi jalan yang dibangun di atas tanah lunak. Dalam Panduan Geoteknik ini juga dibicarakan mengenai lempung inorganik dan lempung organik, gambut, dan penekanan khusus diberikan untuk tindakan pencegahan yang harus diambil ketika melakukan pengujian terhadap lempung organik dan gambut serta interpretasi terhadap data yang dihasilkan. Sedangkan uji untuk material timbunan yang dipadatkan (misalnya untuk mendapatkan nilai maksimum dari kepadatan kering (dry density), nilai CBR, California Bearing Ratio) tidak akan dibahas. Supaya hasil pengujian dari laboratorium dapat digunakan, maka penting untuk diperhatikan bahwa laboratorium yang dipilih untuk melakukan pengujian tersebut harus memiliki kemampuan dan kapasitas yang diiginkan, khususnya dengan memperhatikan sistem kontrol mutunya. Bab 2 dari Panduan Geoteknik ini menjelaskan secara detil prosedur yang harus ditempuh untuk menilai dan menentukan kelas atau tingkatan dari sebuah laboratorium dipandang dari tingkat kemampuannya melakukan suatu pengujian. Perencanaan sebuah penyelidikan lapangan membutuhkan koordinasi dan kesatuan antara lapangan dan kegiatan laboratorium itu sendiri dengan tujuan untuk mendapatkan informasi yang dibutuhkan dengan biaya seminimalminimalnya. Bab 3 dari Panduan Geoteknik ini membicarakan tentang perencanaan program uji laboratorium dan memeriksa faktor-faktor yang mempengaruhi batasan dari program tersebut. Pada Bab 4 dari Panduan Geoteknik ini, sistem yang digunakan untuk mengklasifikasi tanah organik dan inorganik berbutir halus serta gambut akan dijelaskan; jenis-jenis pengujian yang harus dilakukan untuk mengklasifikasikan tanah, dan untuk mendapatkan karakteristik kuat geser, kompresibilitas dan permeabilitasnya juga dijelaskan. Jenis-jenis tanah tersebut umumnya diuji dengan metode-metode pengujian standar sebagaimana tercantum dalam Lampiran A. Merupakan hal yang penting bagi seorang Insinyur Geoteknik yand Ditunjuk untuk merumuskan secara jelas program pengujian yang akan dilakukan pada sebuah sampel serta parameter pengujian apa yang akan digunakan; sebuah contoh mengenai hal ini diberikan dalam bentuk sebuah prosedur yang diusulkan.
1
Bab 5 dari Panduan Geoteknik ini membicarakan mengenai gangguan atau kerusakan yang terjadi pada tanah, dan konsekuensi kemungkinan terjadinya penurunan kualitas yang terjadi di laboratorium selama proses penanganan sampel dan persiapan pengujian spesimen; tindakan pencegahan yang harus dilakukan untuk meminimalisasi gangguan yang timbul tersebut juga didiskusikan. Prosedur yang diterbitkan oleh Masyarakat Internasional untuk Mekanikan Tanah dan Teknik Fondasi (International Society for Soil Mechanics and Foundation Engineering, ISSMFE, 1981) untuk mengevaluasi kualitas relatif dari sampel berdasarkan pada interpretasi dari data pengujian memberikan detil tahapan kegiatan yang harus dilakukan. Bab 6 dari Panduan Geoteknik ini membicarakan susunan dan struktur tanah. Prosedur ASTM menjelaskan secara detil bagaimana caranya mengidentifikasi tanah yang dapat digunakan baik untuk di lapangan maupun di laboratorium. Analisis terhadap makrofabrik (macrofabric) tanah, dengan menggunakan metode yang diusulkan oleh Mc Gown dan Jarrett (1997a) juga didiskusikan, bersama dengan prosedur laboratorium untuk pemotretan dan pelaksanaan dari makfrofabrik tersebut. Bagian akhir dari Panduan Geoteknik ini membicarakan persyaratanpersyaratan yang harus dipenuhi dalam pelaporan hasil dari penyelidikan laboratorium tersebut.
2
2
Kriteria untuk Pemilihan Laboratorium
2.1
PENDAHULUAN Akses ke laboratorium yang (i) memiliki kapasitas dan kemampuan untuk melaksanakan seluruh kegiatan penyelidikan lapangan sesuai dengan yang direncanakan dan (ii) terletak pada lokasi yang mudah dijangkau dari lokasi proyek merupakan hal penting yang utama. Laboratorium Geoteknik di Indonesia meliputi: • Laboratorium-laboratorium di lingkungan Pusat Penelitian dan Pengembangan dari Badan Penelitian dan Pengembangan pada Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah. •
Laboratorium-laboratorium di Departemeen Teknik Sipil di universitasuniversitas.
•
Laboratorium-laboratorium di lingkungan Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI).
•
Laboratorium-laboratorium material dan tanah di propinsi-propinsi yang dulunya merupakan bagian dari DinasPekerjaan Umum Daerah.
•
Laboratorium-laboratorium Komersial.
Akreditasi laboratorium yang dilakukan oleh sebuah badan yang diakui merupakan suatu prosedur yang biasa digunakan untuk menjamin keberadaan dan konsistensi dari laboratorium tersebut, standar yang ketat pada kemampuan untuk melakukan pekerjaan-pekerjaan tertentu dan kewajiban yang harus dilakukan dalam proses pemilihan laboratorium biasanya dibuat sedikit lebih mudah jika proses akreditasi resmi yang berlaku hanya diakui dalam lingkup nasional saja. Meskipun demikian, dalam hal akreditasi laboratorium ini, seorang Insinyur Geoteknik yand Ditunjuk harus mengetahui hal-hal yang berkaitan dengan masa berlaku akreditasi tersebut, misalnya bahwa tidak ditemukan adanya penyimpangan yang terjadi terhadap standar yang berlaku sejak masa akreditasi tersebut diperoleh. Dalam hal ketiadaan dari akreditasi, sebuah evaluasi yang lebih seksama harus dilakukan untuk menilai kenyataan yang ada, yang biasanya dievaluasi dalam sebuah prosedur baku akreditasi. Pada banyak kasus umumnya agak sulit untuk menemukan laboratorium yang sesuai dengan jarak yang memadai dari lokasi proyek. Hal ini akan berpengaruh terhadap biaya yang harus dikeluarkan untuk transportasi yang le bih jauh serta perlakuan sedemikian rupa terhadap sampel sehingga dapat terlindungi dari
3
kerusakan dan gangguan. Juga dibutuhkan kontrol yang lebih ketat terhadap jadwal pengambilan sampel dan pengujian laboratorium. Pemilihan laboratorium merupakan sebuah bagian yang tak terpisahkan dengan proses perencanaan penyelidikan lapangan. Sebelum rencana detil diselesaikan, perlu kiranya untuk menominasikan laboratorium yang akan melaksanakan pengujian, dengan melibatkan manajemen laboratorium dalam diskusi tentang program pengujian dan membuat perencanaan untuk pembelian berbagai macam peralatan khusus yang dibutuhkan.
2.2
AKREDITASI LABORATORIUM DI INDONESIA Badan Standardisasi Nasional (BSN) pada tahun 1991 mengeluarkan Pedoman 01 – 1991 mengenai Persyaratan Umum Kemampuan Pengujian. Pedoman tersebut disusun berdasarkan pada Standar Internasional ISO/IEC (International Standard ISO/IEC Guide 25:1982), yang dikeluarkan oleh Organisasi Standar Internasional, ISO (the International Organization for Standardization) dan Komisi Elektronik Internasional, IEC (the International Electrotechnical Commission). Pada tahun 1993, Komisi Akreditasi Laboratorium pada Departemen Pekerjaan Umum mengeluarkan sebuah pedoman untuk akreditasi laboratorium pengujian yang dikenal sebagai Petunjuk Penilaian Laboratorium Pengujian. Pedoman tersebut dikeluarkan oleh Ketua Komisi yaitu Sekretaris Menteri Riset dan Teknologi; daftar isi dari pedoman tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.1. Pedoman tersebut dikembangkan untuk kepentingan akreditasi laboratoriumlaboratorium milik PU propinsi dan swasta yang melakukan pekerjaan dalam lingkup departemen pekerjaan umum; laboratorium yang melakukan akreditasi tersebut adalah laboratorium-laboratorium pada Puslitbang Jalan, Puslitbang Air dan Puslitbang Pemukiman.
4
Gambar 2-1 Daftar Isi dari Panduan (Guide) untuk Akreditasi Laboratorium Pengujian, Komisi Akreditasi Laboratorium (PU), 1993.
Standar yang dikeluarkan oleh ISO dan IEC pada tahun 1999 merupakan edisi pertama dari Standar Internasional tentang Persyaratan Umum untuk Kemampuan Laboratorium Pengujian dan Kalibrasi (International Standard ISO/IEC 17025:1999 – General Requirements for the Competence of Testing and Calibration Laboratories. Dokumen ini telah dicabut dan digantikan degan edisi tahun 1990 dari ISO/IEC Guide 25. Pedoman dari ISO/IEC 17025:1999 telah diterjemahkan kedalam Bahasa Indonesia dan dikeluarkan oleh Badan Standardisasi Nasional – BSN sebagai Rancangan Standar Nasional Indonesia (RSNI) untuk didiskusikan. Rancangan tersebut diberi judul “ Persyaratan Umum Kompetensi Laboratorium Penguji dan Laboratorium Kalibrasi “ seperti ditunjukkan dalam SNI 19-17025-2000. Daftar isi dari ISO/IEC 17025-1999 dapat dilihat pada Gambar 2-2.
5
Gambar 2-2 Daftar Isi-ISO/IEC 17025 : 1999
2.3
PESYARATAN UMUM UNTUK LABORATORIUM PENGUJIAN TANAH Persyaratan yang harus dipenuhi oleh sebuah laboratorium mekanika tanah disebutkan dalam AASHTO (1988) yang meliputi 3 hal pokok sebagai berikut: Peralatan • laboratorium harus terletak pada lantai dasar atau ruangan bawah tanah yang memilikik lantai keras/kaku yang bebas dari getaran akibat mesin atau lalu lintas.
6
•
laboratorium harus dilengkapi dengan perlalatan uji tanah yang terbaru yang sesuai untuk melakukan pengujian-pengujian untuk pengklasifikasian dan mengetahui sifat-sifat material yang dibutuhkan.
•
idealnya, lokasi yang terpisah harus dibuat sedemikian rupa untuk kegiatankegiatan yang menghasilkan debu, seperti uji analisa saringan dan persiapan sampel.
•
peralatan harus diatur berdasarkan kelas dan tipe pengujian untuk menghasilkan suatu sistem pemanfaatan dan perletakan yang paling efisien.
•
jika memungkinkan, temperatur untuk seluruh laboratorium harus dapat dikontrol; jika ruangan yang suhunya dapat dikontrol terbatas, maka ruangan ini hanya dipakai untuk uji konsolidasi, triaksial dan permeabilitas.
•
sebuah ruangan yang lembab yang cukup luas untuk menyimpan sampelsampel tak terganggu dan untuk mempersiapkan spesimen untuk pengujian harus tersedia.
•
pengawasan reguler dan kalibrasi peralatan pengujian harus selalu dilakukan untuk menjamin keakuratan dari hasil yang didapat.
Personil • seluruh pengujian laboratorium harus dikerjakan dan diawasi oleh personilpersonil yang memiliki kemampuan yang didapat melalui pelatihan dan pengalaman untuk melaksanakan tugas-tugas yang diberikan kepada mereka. •
personil yang ditugasi harus terbiasa dengan peralatan, prosedur pengujian dan teknik-teknik laboratorium yang baik secara keseluruhan, dan juga harus memahami tujuan dari setiap pengujian yang ditugaskan kepada mereka.
•
program-program pelatihan untuk personil-personil di laboratorium harus selalu dijalankan.
Jaminan Mutu • kontrol terhadap jaminan mutu harus tersedia untuk memeriksa dan menilai kegiatan-kegiatan berikut secara minimal: •
pengangkutan dan penyimpanan contoh tanah
•
persiapan spesimen uji
•
kepatuhan pada prosedur pengujian yang tepat
•
keakuratan pembacaan
•
pemeliharaan peralatan
•
pemeriksaan dan penilaian terhadap data pengujian
•
penyajian data hasil pengujian
7
BS 1377 : Part 1 : 1990 menyebutkan informasi umum yang berhubungan dengan pengujian-pengujian tersebut, kalibrasi umum dan persyaratan khusus, serta persyaratan umum untuk pekerjaan laboratorium pengujian tanah dan kegiatan lapangan.
2.4
EVALUASI KEMAMPUAN LABORATORIUM MENURUT ASTM D3740-92 Aspek Standar yang dijelaskan dalam ASTM D3740-92 memberikan sebuah dasar standarisasi untuk menilai sebuah laboratorium pengujian mengenai kemampuannya secara obyektif dalam memberikan pelayanan tertentu yang dibutuhkan oleh pengguna jasa. Aspek yang dapat digunakan sebagai dasar akreditasi, meliputi baik untuk lapangan dan laboratorium; namun pada Panduan ini hanya kegiatan di laboratorium saja yang dibicarakan. Prosedur-prosedur untuk membuat sebuah evaluasi terhadap laboratorium dijelaskan dalam aspek-aspek yang meliputi 8 hal pokok. Kesimpulan yang diberikan berikut memberikan petunjuk umum dari persyaratan yang harus dipenuhi.
2.4.1
Organisasi dari Laboratorium Informasi-informasi berikut harus tersedia: • nama dan alamat resmi dari kantor utama
2.4.2
•
nama dan jabatan petugas-petugasnya
•
kepemilikan dari laboratorium
•
wilayah bidang pelayanan secara geografis
•
pelayanan teknis terkait yang ada
•
tipe-tipe para pengguna jasa
•
organisasi atau laboratorium lain yang bekerja sama yang memberikan dukungan dalam pelayanan
•
akreditas atau sertifikat pengakuan lainnya yang menunjukkan tingkat kemampuan laboratorium.
Sumber Daya Manusia dari Laboratorium Informasi-informasi berikut harus tersedia: • grafik organisasi laboratorium yang menunjukkan jabatan dari personil dan garis otoritas dan tanggungjawabnya masing-masing
8
2.4.3
2.4.4
2.4.5
2.4.6
•
deskripsi tugas untuk masing-masing kategori personil, termasuk pendidikan, pelatihan dan pengalamannya
•
sistem yang digunakan dalam mengevaluasi tingkat kemampuan personil yang ditunjukkan untuk melaksanakan pengujian-pengujian tertentu.
Kualifikasi Personil •
seorang insinyur yang profesional yang bertanggungjawab memberikan perintah-perintah teknik dan manajemen terhadap jasa yang diberikan. Personil pada posisi ini harus merupakan karyawan tetap dari laboratorium dengan pengalaman minimal 5 tahun dalam bidang pengujian tanah
•
teknisi pengawas yang paling tidak memiliki pengalaman selama 5 tahun dalam melakukan pengujian tanah dan dapat mendemonstrasikan kemampuannya, baik secara tertulis maupun penjelasan lisan, atau keduanya; memiliki kemampuan untuk melakukan pengujian-pengujian dengan prosedur-prosedur yang telah ditentukan; ia juga harus mampu untuk mengevaluasi hasil pengujian untuk memenuhi persyaratan yang diminta
•
teknisi pelaksana pengujian merupakan personil yang telah mendapatkan pelatihan yang memadai untuk melaksanakan pengujian-pengujian yang ditugaskan kepadanya secara tepat dan dapat mendemonstrasikan kemampuannya; ia harus bekerja dibawah pengawasan dari teknisi pengawas dan tidak boleh diijinkan untuk mengevaluasi hasil pengujian secara mandiri.
Verifikasi terhadap Kemampuan •
fasilitas laboratorium harus diperiksa kembali untuk minimal setiap dua tahun sekali oleh pihak-pihak yang berwenang
•
laboratorium juga harus terlibat dalam kelancaran dari program pengujian.
Persyaratan pengujian •
laboratorium harus memenuhi persyaratan mengenai peralatan dan prosedur-prosedur pengujian sebagaimana yang dispesifikasikan dalam metode-metode pengujia n standar yang digunakan
•
laboraotium harus memiliki peralatan uji yang memadai dan memiliki fasilitas penyimpanan sampel, persiapan sampel serta pengujian dan analisis sampel.
Persyaratan Tambahan untuk Peralatan Pengujian Bab ini dalam membicarakan persyaratan peralatan untuk pengujian dan analisis yang merupakan tambahan dari yang telah disebutkan dalam metode pengujian ASTM terutama tentang frekuensi kalibrasi yang harus dilakukan.
9
Frekuensi kalibrasi yang harus dilakukan untuk berbagai variasi peralatan dijelaskan sebagai berikut: Jenis Peralatan
2.4.7
Frekuensi Kalibrasi
* Alat penekan atau pembebanan
Minimal setiap 12 bulan sekali (kecuali disebutkan dalam metode standar yag digunakan)
* Timbangan, neraca dan beban
Minimal setiap 12 bulan sekali
* Alat Penumbuk Mekanik dan Manual
Minimal setiap 12 bulan sekali
* Oven
Temperaturnya harus diverifikasi minimal setiap 4 bulan sekali
* Cetakan-cetakan Spesimen
Diameter dalam dan tingginya harus diperiksa minimal setiap 12 bulan sekali
* Saringan
Kondisi fisik dari ayakan harus diperiksa secara visual sebelum setiap percobaan dilakukan; dimensi fisik dari ayakan kawat harus diperiksa setiap 6 bulan sekali.
* Alat Pengayak Mekanik
Kecukupan dari jumlah pengayakan dari alat ini minimal harus diperiksa setiap 12 bulan sekali
Persyaratan Sistem Mutu Laboratorium harus: • memiliki manual mutu yang tertulis •
menunjuk seorang dalam organisasi laboratorium yang bertanggung jawab memelihara sistem mutu laboratorium tersebut
•
menyimpan daftar inventaris yang sesuai dengan keberadaan peralatan secara fisik
•
menyimpan dokumen-dokumen yang berhubungan dengan sertifikat kalibrasi, verifikasi dan toleransi yang diijinkan
•
menyimpan dokumen-dokumen yang menjelaskan.
prosedur penanganan keluhan teknik dari klien. prosedur penjaminan kualitas unit-unit pelayanan teknik eksternal. prosedur pencatatan, pemeriksaan dan pemrosesan data, pelaporan hasil-hasil pengujian.
10
prosedur untuk identifikasi, penyimpanan sementara, penyimpanan tetap dan pembuangan spesimen.
2.4.8
Persyaratan Pencatatan dan Pelaporan •
sebuah laboratorium harus menyimpan catatan verifikasi dari setiap laporan yang dikeluarkan.
•
sebuah catatan untuk setiap laporan, dan catatan-catatan lainnya yang berkaitan, harus disimpan untuk paling tidak selama tiga tahun dan harus meliputi nama-nama personil yang melakukan pekerjaan pengujian masingmasing.
Catatan-catatan yang harus disimpan oleh laboratorium tersebut antara lain meliputi hal-hal berikut; termasuk hasil-hasil dari audit internal maupun eksternal, hasil-hasil program pelatihan yang diberikan pada personil di laboratorium, verifikasi dari kemampuan organisasi/laboratorium eksternal dan hasil-hasil detil persyaratan untuk kalibrasi dan verifikasi. Informasi lain yang akan dimasukkan ke dalam laporan juga diberikan lebih detil, misalnya sebuah identifikasi tentang laporan, proyek, sampel atau jenis pengujian yang dilakukan, nama dan kedudukan dari personil yang bertanggungjawab secara teknik terhadap laporan dan metode-metode standar yang digunakan.
2.5
KRITERIA UNTUK MENGEVALUASI LABORATORIUM Panduan Geoteknik ini terutama membicarakan masalah pengujian laboratorium untuk tanah, dan kriteria untuk mengevaluasi kemampuan dari laboratorium yang ada dalam memberikan pelayanan tertentu diberikan di bawah ini. Bagaimanapun juga, dalam melaksanakan pengujian terhadap sampel yang diambil selama pelaksanaan penyelidikan lapangan serta kemampuannya untuk memberikan pelayanan pada tingkat yang memuaskan merupakan hal kritis dari sebuah laboratorium yang sangat bergantung pada bagaimana penyelidikan lapangan tersebut dilakukan. Untuk alasan tersebut, akan lebih baik jika tak ada pemisahan tanggungjawab untuk kedua penyelidikan baik laboratorium maupun lapangan tersebut, oleh karenanya sebaiknya tanggungjawab atas kedua pekerjaan tersebut diberikan pada satu institusi yang sama. Karena bukan merupakan bagian dari Panduan Geoteknik ini untuk membahas kriteria dalam mengevaluasi kemampuan dari suatu organisasi dalam melakukan penyelidikan lapangan, perlu digaris bawahi bahwa besar tanggungjawab yang diberikan untuk kedua penyelidikan tersebut merupakan bagian tak terpisahkan satu dengan lainnya, dan untuk mendapatkan pelayanan sesuai dengan mutu yang diharapkan, maka kemampuan dari
11
organisasi/laboratorium yang melakukan pekerjaan penyelidikan lapangan tersebut harus dievaluasi dengan cara yang sama dengan pengujian laboratorium, sebagaimana akan dijelaskan pada bab-bab berikut.
2.5.1
Informasi Umum yang Dibutuhkan pada Tahap Awal dari Evaluasi Laboratorium Tahap pertama dalam proses evaluasi terhadap laboratorium adalah mengundang berbagai organisasi/laboratorium yang memberikan pelayanan pengujian laboratorium untuk mendapatkan informasi sebagaimana yang terdaftar pada Gambar 2-3. Pada tahapan ini, wilayah daerah pencarian terhadap laboratorium yang ada secara geografis harus ditetapkan pula. Pada beberapa lokasi proyek mungkin terdapat sejumlah laboratorium dengan jarak dari lokasi proyek yang cukup memadai yang dapat memberikan alternatif pilihan. Pada lokasi yang lain, alternatif pilihan dapat saja terbatas, dimana pada kasus ini perlu diputuskan untuk memperluas wilayah pencarian secara geografis. Tipe-tipe pengujian yang akan dilaksanakan juga akan sangat mempengaruhi wilayah pencarian; jika proyek yang ada secara relatif tidak terlalu penting dan data untuk keperluan disain yang didapat dari pengujian pengklasifikasian dianggap sudah memadai, maka perluasan wilayah pencarian tak perlu dilakukan lagi seperti harus dilakukan pada kasus dimana proyeknya dipandang sangat penting dan membutuhkan data dari pengujian laboratorium yang lebih canggih. Jika telah didapatkan sejumlah laboratorium, evaluasi berdasarkan syarat-syarat yang diberikan pada Gambar 2-3 merupakan dasar bagi seorang Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk untuk melakukan pengamatan singkat terhadap laboratorium-laboratorium tersebut.
2.5.2
Pemeriksaan Fasilitas Laboratorium oleh Insinyur Geoteknik yand Ditunjuk Sebagai bahan pertimbangan lebih jauh dalam membuat penilaian terhadap keakuratan informasi yang disajikan pada Gambar 2-3 dan untuk mengembangkannya lebih jauh sebagai dasar dalam pemeringkatan laboratorium, sejumlah laboratorium perlu diperiksa atau diamati seorang Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk. Jawaban-jawaban atas pertanyaan yang terdapat pada Gambar 2-4 merupakan penilaian awal yang harus dilakukan terhadap fasilitas umum yang tersedia pada laboratorium dan seberapa besar tingkat efisiensi operasionalnya. Semua pertanyaan dianggap sesuai untuk diterapkan tetapi penekanan khusus harus perhatikan terhadap adanya (i) sebuah fasilitas penyimpanan sampel dan (ii) area untuk persiapan dan pengujian sampel yang kelembaban/temperaturnya dapat dikontrol dan jika juga memungkinkan adanya sistem penyimpanan data dan sistem penelusuran kembali dari data yang ada.
12
Gambar 2-5 menyajikan daftar informasi yang dibutuhkan untuk mengevaluasi kapasitas pengujian dari laboratorium yang ditunjukkan oleh ketersedian peralatan yang ada. Pada banyak kasus, laboratorium pengujian tanah tidak memiliki peralatan, bahan dan keahlian yang dibutuhkan untuk melaksanakan berbagai pengujian kimia. Jika hal ini dijumpai, perhatian khusus harus diberikan terhadap informasi yang diberikan dari Item 4 pada Gambar 2-3 yaitu “organisasi/laboratorium luar yang digunakan untuk mendukung pelayanan teknik yang signifikan”. Organisasi/laboratorium luar yang terlibat dalam program pengujian disyaratkan untuk dievaluasi secara penuh berdasarkan pada kemampuan mereka dalam memberikan pelayanan yang diinginkan secara memuaskan. Seorang Insinyur Geoteknik yand Ditunjuk harus memeriksa: (i) format mengenai permintaan mana saja yang dilakukan di luar, misalnya apakah berdasarkan metode pengujian tertentu, data pengujian spesifik apa yang dibutuhkan, dan (ii) data pendukung lain yang dihasilkan bersama data hasil pengujian. Insinyur Geoteknik yand Ditunjuk tersebut juga harus mengetahui bagaimana laboratorium utama tersebut dapat mengontrol mutu dari hasil test yang dilakukan oleh organisasi/laboratorium luar tesebut. Gambar 2-6 dimaksudkan untuk memberi informasi mengenai metode pengujian yang digunakan di laboratorium, ketersedian dari salinan dari metode-metode tersebut dan nama-nama dari personil yang melaksanakan pengujian, yang mengawasi dan yang menyetujui hasil serta yang melakukan analisis dari hasil pengujian. Merupakan suatu hal yang sangat penting bahwa seluruh lembar pencatatan data pengujian dan lembar analisis data disetujui oleh seseorang yang berwenang; lembar yang tidak ditandatangani merupakan dokumen yang tidak sah. Informasi terhadap personil yang terlibat dalam kegiatan pengujian harus dicek dengan informasi yang ada berdasarkan data yang ada pada Items 10 dan 11 dari Gambar 2-3 untuk memastikan jika personil yang ditugasi melakukan pengujian tersebut telah memiliki latar belakang dan pengalaman yang memadai.
13
Informasi yang didapat
Informasi umum yang dibutuhkan dari laboratorium
Lengkap
1.
Nama dan alamat resmi dari kantor utama
2.
Nama dan posisi dari direktur dan petugas -petugas utama
3.
Kepemilikan utama laboratorium, struktur manajerial dan prinsip-prinsip keanggotaan dan afiliasinya
4.
Organisasi/laboratorium lain yang bekerja sama yang memberikan dukungan signifikan dalam hal pelayanan teknis
5.
Sejarah lengkap dari laboratorium
6.
Wilayah bidang pelayanan secara geografi
7.
Daftar pelayanan-pelayanan teknis terkait yang ada
8.
Tipe para pengguna jasa
9.
Akreditas atau sertifikat pengakuan lainnya yang menunjukkan tingkat kemampuan laboratorium
10.
Grafik organisasi laboratorium yang menunjukkan posisi dari personil dan garis otoritas dan tanggungjawab masing-masing
11.
Deskripsi tugas untuk masing-masing personil
12.
Sistem yang digunakan secara kontinyu dalam mengevaluasi tingkat kemampuan personil yang ditunjukkan dari kemampuannya menjalankan tugas yang diberikan
13.
Inventarisasi dari peralatan-peralatan utama
14.
Detil dari sistem jaminan mutu
15.
Nama dan posisi dari personil yang bertanggungjawab terhadap kontrol atau jaminan mutu (jika belum diberikan baik di item 10 ataupun 14 di atas)
Tak Lengkap
Catatan
Nama laboratorium Diselesaikan oleh
Tanggal
Nama Posisi Gambar 2-3 Informasi Umum yang Dibutuhkan pada Tahap Awal Pemilihan Laboratorium
14
Jawaban
Pertanyaan Ya 1.
Apakah terdapat lantai/ruangan yang cukup untuk menempatkan peralatan di laboratorium?
2.
Apakah lantai laboratorium tahan terhadap getaran?
3.
Apakah terdapat ruangan yang berbeda untuk berbagai tipe pengujian yang berbeda?
4.
Apakah laboratorium tersebut temperaturnya dapat dikontrol seluruhnya?
5.
Apakah terdapat ruangan khusus yang temperaturnya dapat dikontrol di laboratorium tersebut?
6.
Apakah ruangan yang temperaturnya dapat dikontrol tersebut digunakan untuk jenis pengujian tertentu?
7.
Apakah ruangan yang temperaturnya dapat dikontrol tersebut digunakan untuk ruangan komputer, penyimpanan data/ peralatan pemrosesan?
8.
Apakah terdapat ruangan untuk penyimpanan sampel?
9.
Apakah ruangan penyimpanan sampelnya dapat dikontrol kelembabannya?
10.
Apakah ruangan penyimpanan sampelnya dapat dikontrol temperaturnya?
11.
Apakah terdapat ruangan yang kelembabannya dapat dikontrol untuk mempersiapkan spesimen uji?
12.
Apakah kegiatan yang menghasilkan debu dilakukan pada tempat yang terpisah dari laboratorium utama?
13.
Apakah permukaan lantai kerja untuk kegiatan penumbukan terletak pada ruangan yang lantainya tahan terhadap getaran?
14.
Apakah terdapat sejumlah titik-titik sumber listrik yang kedap air yang terletak berdekatan dengan lantai kerja?
15.
Apakah terdapat fasilitas untuk penyimpanan peralatan secara baik jika tidak sedang digunakan?
16.
Apakah setiap peralatan selalu dipelihara kerapian dan kebersihannya sehingga selalu digunakan dalam kondisi yang baik?
17.
Apakah ada ruangan khusus yang ditujukan untuk penyimpanan data pengujian?
18.
Apakah ada ruangan khusus yang ditujukan untuk penyimpanan analisis data pengujian?
19.
Apakah ada ruangan khusus yang ditujukan untuk penyimpanan:
Keterangan
Tidak
Sertifikat Kalibrasi? Jadwal Kalibrasi Kembali? Jadwal Pemeliharaan? Prosedur Pengujian Standar? 20.
Apakah pernah memiliki pengalaman melakukan pengujian pada tanah lunak organik?
21.
Apakah pernah memiliki pengalaman melakukan pengujian pada gam but?
22.
Apakah ada peralatan khusus yang dibeli untuk pengujian tanah lunak organik?
23.
Apakah ada peralatan khusus yang dibeli untuk pengujian gambut?
Nama Laboratorium: Tanggal Kunjungan: Oleh:
Gambar 2-4 Penilaian Fasilitas Umum dari Laboratorium Selama Peninjauan Laboratorium
15
Jenis Pengujian 1.
2.
3.
Peralatan yang Ada Ya Tidak
Keterangan
Pengujian untuk pengklasifikasian: •
Kadar Air
•
Distribusi Ukuran Partikel
•
Specific Gravity
•
Batas-batas Atterberg
•
Baling-baling Laboratorium
•
Kadar Organik (Loss on Ignition)
•
Bulk Density dari Gambut
•
Kadar Serat dari Gambut
Pengujian Kimia: •
Kadar Organik (dichromate oxidation)
•
Pore Water Extraction dan Pengukuran Salinitas
•
Konduktifitas
•
pH dari material gambut
•
pH dari tanah
•
Kadar Karbonat
•
Kadar Klorida
• Kadar Sulfat Pengujian Kuat Geser: Uji geser langsung Triaksial UU Triaksial CU Triaksial CD
4.
Pengujian Konsolidasi: Uji konsolidasi satu dimensi Sel Hidrolik (Rowe Cell)
5.
Pengujian Permeabilitas
Nama Laboratorium: Tanggal Kunjungan: Oleh:
Gambar 2-5 Penilaian Fasilitas dari Laboratorium Selama Peninjauan Laboratorium
2.6
PEMERINGKATAN KEMAMPUAN PENGUJIAN LABORATORIUM Informasi yang diberikan dalam Gambar 2-3 hingga 2-6 seharusnya memungkinkan bagi Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk untuk membuat sebuah analisis yang sistematis mengenai kemampuan uji laboratorium yang sedang dievaluasi dan merekomendasikan laboratorium yang dipilih secara murni
16
berdasarkan fakta yang ada. Tetapi perlu disadari bahwa ceklis yang diberikan disini hanyalah memberikan panduan saja; Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk tersebut dapat saja meminta informasi tambahan lain berdasarkan pengalaman dan pengetahuannya terhadap kondisi lokal. Kriteria yang tercantum pada Gambar 2-7 dapat membantu Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk tersebut dalam melakukan pemeringkatan laboratorium yang diamati berdasarkan tingkat kemampuannya dalam melakukan pengujian. Pada gambar ini laboratorium diperingkatkan secara sederhana sebagai A,B dan C dengan mengacu pada kriteria -kriteria yang ada. Semua kriteria dapat diterapkan secara sama dan berlaku umum, karena kriteria tersebut tidak dibuat untuk tujuan-tujuan tertentu secara khusus. Kriteria peringkat yang ada tersebut dijelaskan sebagai berikut: A : adalah laboratorium yang secara umum memenuhi kriteria dan dipertimbangkan dapat memberikan pelayanan yang diminta secara memuaskan sesuai dengan apa yang diharapkan. B : adalah laboratorium yang secara jelas tidak dapat memenuhi seluruh kriteria, dan hasil pengujian yang didapat harus diperiksa secara teliti kembali untuk dapat digunakan; pada peringkat ini masih memungkinkan untuk dapat memperbaiki hasil pengujian yang diperoleh jika usulan yang dibuat oleh engineer geoteknik untuk mendapatkan hasil yang lebih baik diterima oleh manajemen la boratorium dan dilaksanakan. C : adalah laboratorium yang tidak mampu untuk memenuhi kriteria dan hasil pengujian yang dihasilkan tidak dapat digunakan kecuali untuk pengujian yang relatif sederhana tetapi itupun harus dengan pengawasan langsung. Ketika melakukan penilaian terhadap masing-masing kriteria, akan lebih tepat jika dalam memberi nilai tersebut menggunakan skala 1 hingga 10, untuk Peringkat A dengan batasan 8 hingga 10, Peringkat B dengan batasan 4 hingga 7 dan Peringkat C dengan batasan 1 hingga 3. Tetapi sistem pemeringkatan dengan menggunakan angka ini tidak boleh diterapkan secara kolektif untuk kriteria secara keseluruhan karena hal tersebut akan menimbulkan persoalan akan adanya tingkat kepentingan relatif dari kriteria -kriteria yang berbeda. Jika peringkat yang diberikan kepada laboratorium yang berbeda seperti terdapat pada Gambar 2-7 disimpulkan dalam format sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2-8, sebuah pola yang jelas akan dapat dilihat yang menunjukkan tingkat kemampuan yang dibutuhkan dari laboratorium dalam melaksanakan penyelidikan. Pada kasus yang sangat jarang, dimana terdapat lebih dari satu laboratorium yang memenuhi persyaratan secara memuaskan, maka biaya dan jaraknya dari lokasi proyek merupakan faktor-faktor utama lain yang harus dipertimbangkan dalam mengambil keputusan akhir dalam memilih sebuah laboratorium. Proses pemilihan laboratorium sebagaimana dijelaskan di atas merupakan suatu proses yang cukup panjang, karena membutuhkan pengumpulan dan evaluasi terhadap sejumlah data. Jika tingkat kepentingan dari proyek mangharuskan
17
adanya evaluasi terhadap sejumlah laboratorium yang tersebar pada areal geografis yang luas, paling tidak dibutuhkan waktu 10 minggu untuk menyelesaikan proses tersebut, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2-9; untuk proyek-proyek yang tingkat kepentingannya relatif lebih kecil, perkiraan jadwal seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2-9 dapat dibuat lebih singkat.
Jenis Pengujian
Peralatan yang Ada
Adanya Dokumentasi untuk Metode Pengujian Ya
1.
Tidak
Teknisi Pengawa s
Disetujui Oleh: Teknisi Data Pengujian
Analisis Data
Pengujian untuk pengklasifikasian: Kadar Air Distribusi Ukuran Partikel Specific Gravity Batas-batas Atterberg Baling-baling Laboratorium Kadar Organik (Loss on Ignition) Bulk Density dari Gambut Kadar Serat dari Gambut
2.
Pengujian Kimia: Kadar Organik (dichromate oxidation) Pore Water Extraction dan Pengukuran Salinitas Konduktifitas pH dari material gambut pH dari tanah Kadar Karbonat Kadar Klorida Kadar Sulfat
3.
Pengujian Kuat Geser: Uji geser langsung Triaksial UU Triaksial CU Triaksial CD
4.
Pengujian Konsolidasi: Uji konsolidasi satu dimensi
5.
Pengujian Permeabilitas
Sel Hidrolik (Rowe Cell)
Gambar 2-6 Evaluasi terhadap Kapasitas Kontrol Pengujian dan Pengawasan Selama Peninjauan Laboratorium
18
Pemeringkatan Laboratorium berdasarkan Pada: 1.
Akreditasi atau pengakuan lainnya tentang kemampuan pengujian
2.
Manajemen laboratorium dan organisasi
3.
Tipe para pengguna jasa
4.
Penempatan secara umum dan kelengkapan fasilitas laboratorium seperti lantai yang luas, ruangan-ruangan khusus, lantai kerja, dan lain-lain
5.
Ketersediaan dan ketepatan dari fasilitas penyimpanan sampel
6.
Ketersediaan dari ruangan dengan temperatur dan kelembaban yang terkontrol
7.
Kemampuan untuk melakukan seluruh pengujian untuk pengklasifikasian (peralatan dan personil)
8.
Kemampuan untuk melakukan seluruh pengujian kimia (peralatan dan personil)
9.
Kemampuan untuk melakukan seluruh pengujian kuat geser (peralatan dan personil)
10.
Kemampuan untuk melakukan seluruh pengujian konsolidasi (peralatan dan personil)
11.
Kecukupan atas pengaturan untuk penyimpanan dan penelusuran kembali atas catatan data pengujian
12.
Kecukupan atas pengaturan untuk penyimpanan dan penelusuran kembali atas catatan analisis data
13.
Kecukupan atas pengaturan untuk cek silang atas keakuratan data dan analisis data
14.
Kecukupan atas pengaturan untuk melakukan kalibrasi dan pemeliharaan peralatan
15.
Kecukupan atas pengaturan untuk penyimpanan kalibrasi peralatan dan jadwal pemeliharaan
16.
Pengalaman sebelumnya dalam melakukan pengujian pada tanah lunak organik
17.
Pengalaman sebelumnya dalam melakukan pengujian pada gambut
18.
Peralatan khusus yang ada untuk pengujian tanah lunak organik untuk pengujian:
Peringkat A
B
Keterangan C
klasifikasi analisis kimia kuat geser kompresibilitas 19.
Peralatan khusus yang ada untuk pengujian gambut untuk pengujian: klasifikasi analisis kimia kuat geser kompresibilitas
Gambar 2-7 Kriteria untuk Pemeringkatan Kemampuan Pengujian dari Laboratorium
Kriteria No. (Dari Gambar 2.7)
L1
Identifikasi Laboratorium L2 L3 Dst Peringkat
1 2
dst dst
3
dst
Dst
dst
Keterangan
Gambar 2-8 Kesimpulan dari Peringkat yang Diberikan untuk Kriteria sebagaimana Tercantum pada
Pertimbangan juga harus diberikan terhadap interval waktu antara identifikasi atas kecocokan kemampuan laboratorium dengan penandatanganan kontrak.
19
Akan sulit untuk memperkirakan waktu yang dibutuhkan untuk melakukan seluruh kegiatan ini, tapi pemberian waktu antara 10-12 minggu akan cukup memadai. Oleh karena itu dalam sebuah proyek yang dipandang penting, waktu yang telah dilalui mulai dari permulaan proses pemilihan laboratorium hingga ke penandatanganan kontrak umumnya berkisar antara 5-6 bulan. Sebagaiman telah diketahui bahwa ketika seluruh proses pemilihan laboratorium telah selesai untuk bidang tertentu, hasil dari evaluasi dapat dikembangkan untuk digunakan kembali untuk proyek-proyek akan datang yang memiliki tipe yang sama dan terletak pada daerah yang sama. Meskipun demikian, sebuah evaluasi tetap masih harus dilakukan untuk setiap proyek, misalnya dengan luas batasan yang lebih kecil dibanding dengan evaluasi yang sama yang pertama kali dilakukan; karena sehubungan dengan waktu yang telah dilewati, dapat saja kemampuan pengujian dari laboratorium yang bersangkutan telah mengalami peningkatan atau malah mengalami kemunduran (memburuk). Jadwal dari penyelidikan lapangan harus mencakup waktu yang dibutuhkan untuk memilih dan menunjuk laboratorium yang akan melakukan pengujian. Jadwal tersebut juga harus dibuat sedemikian rupa sehingga manajemen laboratorium memiliki waktu yang cukup untuk memberikan masukan-masukan yang berarti dalam penyusunan rencana penyelidikan lapangan yang lebih detil. Minggu ke:
Kegiatan 1 1. 2.
Informasi yang diminta dan didapat seperti yang terdapat pada Gambar 2.3 Analisis terhadap balasan dari sejumlah laboratorium untuk diperiksa
3.
Pemeriksaan Laboratorium
4.
Evaluasi terhadap data yang didapat selama pemeriksaan laboratorium
5.
Identifikasi terhadap sebuah laboratorium yang sesuai atau laboratorium-laboratorium lainnya
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
---- - - - - - - - - - - - - - ------------------- --------------- - - - - - - - - - - - - - - - ------------------- - - - - - - - - - - - - - - ------------------- --------------- - - - - - - - - - - - - - - - ------------------- ---------------
----------------
Gambar 2-9 Estimasi Waktu yang Dibutuhkan untuk Melakukan Proses Seleksi Laboratorium yang Komprehensif
2.7
KONTROL MUTU Persyaratan sistem mutu sebagaimana tertuang dalam ASTM D3740-92 disimpulkan dalam Bab 2.3.7. Untuk kepentingan akreditasi, sebuah laboratorium biasanya disyaratkan untuk memiliki manual mutu yang tertulis yang menggambarkan secara detil sistem jaminan mutunya. Karena Panduan Geoteknik ini tidak membicarakan masalah evaluasi laboratorium untuk tujuan akreditasi tetapi lebih menekankan pada pemberian pedoman untuk melakukan evaluasi atas kemampuan suatu laboratorium dalam memberikan pelayanan sebagaimana yang dibutuhkan secara memuaskan, sebuah manual mutu, yang tentunya akan bermanfaat, tak perlu dipertimbangkan sebagai salah satu persyaratan yang esensial. Walaupun demikian, perlu kiranya menunjuk seorang staf laboratorium yang senior yang memiliki akses langsung ke
20
pimpinan dari laboratorium, sebagai orang yang bertanggunjawab dalam hal kontrol mutu. Prinsip-prinsipdari sebuah Sistem Jaminan Mutu (Quality Assurance System, QAS) yand dikembangkan pada Tahap 1 dari Proyek INDON-GMC di Puslitbang Sarana Transportasi Bandung adalah sebagai berikut: • Mutu yang baik, pemeliharaan peralatan yang baik mulai dari yang paling kompleks hingga ke peralatan yang paling sederhana. •
Kalibrasi dan pemeriksaaan setiap bagian dari peralatan yang teratur.
•
Prosedur pengujian yang dibuat secara detil untuk setia p kegiatan mulai dari yang paling kompleks hingga yang paling sederhana.
•
Teknisi yang dilatih secara baik yang secara ketat selalu mengikuti seluruh prosedur pengujian.
•
Pencatatan yang detil dan akurat dari setiap data pengujian.
•
Pengisian dan penyimpanan seluruh data pengujian pada satu lokasi secara hati-hati.
•
Analisis seluruh data pengujian pada satu lokasi secara tepat dan akurat.
•
Untuk meminimalisasi dan mengontrol kesalahan-kesalahan yang terjadi, cek silang harus dilakukan secara cepat sebanyak-banyaknya.
Setelah Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk menyelesaikan pemeriksaannya terhadap laboratorium-laboratorium dalam jumlah yang terbatas dan mengevaluasi catatan-catatan mengenai laboratorium tersebut seperti tercantum pada Gambar 2-3 hingga 2-7, ia harus memiliki informasi yang cukup untuk memutuskan tambahan persyarataan dari Sistem Jaminan Mutu yang mana yang dimasukkan ke dalam persyaratan untuk mengevaluasi laboratorium yang sedang dievaluasi tersebut. Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk tersebut juga harus mengunjungi laboratorium pengujian tersebut sesering mungkin untuk memastikan bahwa program pengujian yang dibuat dilaksanakan secara memuaskan. Ia harus pula memelihara hubungan yang baik dengan manajer laboratorium setiap saat sehingga jika ada permasalahan yang timbul dapat dipecahkan dengan segera. Untuk kepentingan pencatatan dan untuk menjaga kontrol terhadap kualitas, formulir yang terdapat pada Gambar 2-10 harus dilengkapi untuk setiap tipe pengujian yang dilakukan.
21
Laboratorium Proyek Jenis Pengujian Metode Pengujian Tanggal
: : : Mengetahui dan Menyetujui
Hal/pokok 1. 2. 3. 4.
5.
6.
Teknisi
Teknisi Pengawas
Manajer Laboratorium
Seluruh bagian peralatan lengkap dan dirawat dengan baik Susunan peralatan yang terpasang dicatat Sertifikat kalibrasi ada dan salinannya terlampir Formulir prosedur pengujian ada dan telah dibaca dan dimengerti oleh seluruh personil Formulir pencatatan data pengujian ada dan telah dibaca dan dimengerti oleh seluruh personil Formulir analisis data pengujian ada dan telah dibaca dan dimengerti oleh seluruh personil
Gambar 2-10 Pemeriksaan Jaminan Mutu atas Prosedur dan Peralatan Pengujian Laboratorium
2.7.1
Urutan Penanganan Sampel Salah satu komponen dari kontrol mutu yang penting adalah menjaga kesatuan dari urutan penanganan sampel mulai dari pengambilan sampel hingga pengiriman, penerimaan, pengujian dan analisis. Laboratorium mungkin telah menjalankan sebuah sistem yang dianggap cukup memuaskan oleh Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk. Meskipun demikian, jika sistem tersebut dipandang tidak tepat maka Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk tersebut harus menerapkan sebuah sistem yang dapat mencatat kemajuan sampel dari berbagai tahapan dari berbagai proses penyelidikan lapangan. Sebuah sistem yang diusulkan untuk tujuan ini dijelaskan pada bagaian berikut. Metode penomoran lubang bor dan sampel serta pelabelan tabung sampel harus distandarkan dan disebutkan dalan instruksi tertulis yang diberikan pada tim yang melaksanakan penyelidikan lapangan maupun laboratorium. Sampel-sampel yang tiba di laboratorium dari lapangan harus dilengkapi dengan sebuah Formulir Pemindahan Sampel, FPS (Sample Transfer Sheet, STS) dan Formulir Pencatatan Pengeboran Harian, FPPH (Daily Boring Log, DBL) yang sesuai. Contoh format yang diusulkan untuk FPS dan FPPH ditunjukkan masing-masing pada Gambar 2-11 dan 2-12. Jika tak ada formulir FPS yang telah baku, maka manajer laboratorium harus membuat sebuah
22
formulir yang berfungsi sama dengan formulir FPS tersebut dan dipahami oleh manajer lapangan. Segera setelah sampel diterima di laboratorium Formulir Pemeriksaan Sampel, FPmS (Sample Assignment Sheet, SAS) harus dilengkapi dan dicatatkan ke dalam Catatan Pemeriksaan Sampel (Sample Assignment File). Contoh formulir/lembar untuk ini diberikan pada Gambar 2-13. Formulir tersebut dicetak dan digunakan untuk tabung sampel tapi formulir yang sama juga dapat digunakan untuk blok sampel maupun sampel tak terganggu. Formulir Pemeriksaan Sampel tersebut harus dibuat untuk setiap sampel yang masuk ke laboratorium. Nomor formulir FPmS dicatat pada Formulir FPS di kolom “No Lembar Pemeriksaan Sampel”. Manajer laboratorium harus mengirim salinan dari formulir FPS yang dilengkapi dengan catatan pemboran masing-masing kepada manajer lapangan untuk dimasukkan dalam laporan penyelidikan lapangan. Ketika mengisi formulir FPmS ini, manajer laboratorium atau teknisi pengawas harus memperhatikan secara seksama bagian penyegelan dengan lilin yang digunakan pada tabung sampel. Setiap kerusakan yang terjadi pada bagian tersebut harus dicatat pada formulir FPmS dan kerusakan harus tersebut segera diperbaiki. Formulir FPmS ini juga harus mencatat setiap gangguan yang muncul atau sifat-sifat yang tak lazim pada sampel. Nomor formulir FPmS harus dicatat pula pada formulir catatan data pengujian dan formulir analisis data pengujian.
23
FORMULIR PEMINDAHAN SAMPEL (FPS) Proyek :
Lokasi :
No. Lubang :
Tipe No. Pengecekan Pengecekan Sampel Pengambilan Lapangan Laboratorium Sampel
No. Formulir :
No. Formulir Pemeriksaan Sampel
Manajer Lapangan
Tanggal :
Tanda Tangan :
Manajer Laboratorium
Tanggal :
Tanda Tangan :
Keterangan
Gambar 2-11 Formulir Pemindahan Sampel, FPS
24
Formulir Pencatatan Pengeboran Harian (FPPH) Daerah :
Lokasi :
Lubang Bor
Mesin Bor
Tanggal
Metode Pengeboran
No. Formulir
Diameter
Pencatatan Lapisan Dari
Sampai Dengan
Casing
Deskripsi
Pengambilan Sampel Dari
Sampai Dengan
Jumlah
Tipe
Dari
Air
Sampai Dengan
Jumlah
Tipe
Standpipe
Waktu Kedalaman Pengambilan Sampel Kedalaman Lubang Kedalaman terhadap muka air
Kedalaman Tipe
Keterangan :
Nama Kru
Cuaca
Gambar 2-12 Formulir Pencatatan Pengeboran Harian, FPPH
25
Gambar 2-13 Formulir Pemeriksaan Sampel, FPS
26
3
Perencanaan Program Pengujian Laboratorium
3.1
PENDAHULUAN Tujuan-tujuan dari penyelidikan lapangan telah dijabarkan oleh Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk mengikuti persyaratan-persyaratan yang diterangkan pada Panduan Geoteknik 2.
3.2
PENGEMBANGAN PROGRAM PENGUJIAN AWAL LABORATORIUM Uji-uji laboratorium yang diterapkan pada tanah yang dibicarakan pada Bab 4 dapat dikelompokkan sebagai berikut: • Uji klasifikasi •
Uji kimia
•
Uji kuat geser
•
Uji kompresibilitas
•
Uji permeabilitas
AASHTO (1988) telah menyusun daftar pengujian yang penting bagi seorang engineer geoteknik dengan urutan perkiraan biaya yang semakin meningkat sebagai berikut: • pemeriksaan visual •
kadar air alami
•
batas plastis dan cair
•
analisis butiran (mekanik)
•
uji baling-baling laboratorium
•
kompresi takterikat(unconfined compression)
•
kepadatan relatif (moisture-density or relative density)
•
California Bearing Ratio
27
•
permeabilitas
•
geser langsung
•
kompresi triaksial
•
konsolidasi
Sebuah catatan diberikan oleh penulis dari Manual AASHTO tersebut bahwa “pengujian yang kompleks dan mahal hanya dibenarkan jika data yang didapat dapat mengurangi biaya atau resiko keruntuhan yang jika terjadi akan menyebabkan pengeluaran biaya yang lebih besar lagi; secara umum, secara relatif pengujian yang dilakukan dengan lebih hati-hati pada spesimen yang ditentukan yang meliputi uji sifat-sifat tanah dengan hasil yang dikorelasikan dengan klasifikasi atau tes indeks akan memberikan data cukup yang baik untuk dapat digunakan”. Jumlah dari pengujian laboratorium akan bervariasi pada setiap proyek bergantung pada faktor-faktor yang telah didiskusikan sebelumnya. Meskipun demikian, pengujian klasifikasi secara lengkap seharusnya dilaksanakan pada setiap proyek. Jika sebuah proyek diputuskan merupakan proyek yang tidak terlalu penting, seperti misalnya proyek jalan kecil yang memikul lalu lintas yang relatif kecil, Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk dapat saja memutuskan bahwa akan cukup akurat untuk mendapatkan parameter tanah yang lain hanya berdasarkan pada korelasi yang telah ada dengan data klasifikasi (lihat Bab 7) dan sudah memadai hanya dengan melakukan sedikit pengujian untuk memeriksa validitas dari korelasi yang digunakan tersebut. Pada proyek yang dianggap lebih penting, perlu kiranya untuk memperluas batasan dari penyelidikan dengan memasukkan uji kuat geser, permeabilitas dan kompresibilitas. Jenis pengujian yang dilakukan akan bergantung pada masukan data yang dibutuhkan untuk analisis kestabilan fondasi, daya dukung dan penurunan. Seorang engineer geoteknik harus memutuskan pada kedalaman berapa sampel harus diambil dan menentukan parameter laboratorium apa yang dibutuhkan yang harus konsisten dengan kedalaman tersebut misalnya/seperti parameter uji yang ditunjukkan oleh tegangan di lapangan (in situ stress) dan kondisi kadar airnya (lihat Bab 4.6). Pengujian kimia dilaksanakan utamanya untuk memperkirakan agresifitas dari tanah dan kondisi air tanah yang menimbun beton dan baja yang secara umum tidak perlu dilakukan, kecuali pada kondisi dimana adanya kegiatan bawah permukaan (subsurface installations), seperti tiang pancang, gorong-gorong dan sebagainya. Meskipun demikian, diusulkan agar kadar karbonat yang ada untuk diukur, karena keberadaan dari karbonat ini akan dapat mempengaruhi hasil dari penentuan kadar organik ketika metode loss on ignition digunakan (lihat Bab 4.2.6.3). Suatu penjadwalan pengujian laboratorium yang dipersiapkan oleh Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk berdasarkan sampel diperlihatkan pada Gambar 3-1.
28
Nama Laboratorium ___________________________ BH
No Sampel
Kedalaman (m)
Unit Tanah Awal
m
LL/PL
Berat Isi Asli
SG
Organik
PSD
Hidrom eter
Baling Lab
Triaksial
Geser Langsung [1]
[1] UU
CU
Konsol
Perm.
Oed. [1]
[1]
pH
SO4
CD
[1] paremeter-parameter tes harus disebutkan Jadwal Tes Laboratorium
Proyek ____________________________________ Gambar 3-1 Jadwal Pengujian Laboratorium
29
No Lembar _______
CO3
4
Pengujian-pengujian Laboratorium
Pengujian-pengujian laboratorium dilaksanakan dengan tujuan untuk memperoleh informasi geoteknik yang dibutuhkan untuk disain struktur yang aman dan ekonomis. Hasil-hasil pengujian akan memberikan suatu dasar untuk mengidentifikasi dan menklasifikasi tanah dan untuk mengevaluasi karakteristik kekuatan dan kompresibilitas.
4.1
KLASIFIKASI TANAH Klasifikasi tanah melibatkan penggolongan sistematik berbagai jenis tanah atas dasar karakteristik pembeda tertentu. Unified soil classification system (USCS) membagi tanah-tanah menjadi tiga bagian besar: • Berbutir kasar (lebih besar dari 50% tertahan pada saringan No. 200). •
Berbutir halus (kurang dari 50% tertahan pada saringan No. 200); pembagian kembali dalam bagian ini terdiri dari lempung inorganik dan lanau dan le mpung organik dan lanau.
•
Tanah yang sangat organik (kegambut-gambutan).
Tanah-tanah dalam bagian berbutir kasar dan berbutir halus diklasifikasikan berdasarkan ukuran partikel dan gradasi, batas cair, indeks plastisitas dan keberadaan zat organik; tanah-tanah dalam bagian 'Sangat Organik' dengan sederhana diklasifikasikan sebagai 'gambut'. ASTM D2487-93 menerangkan prosedur untuk mengklasifikasikan tanah sesuai dengan USCS. Khusus berkenaan dengan Panduan Geoteknik ini adalah prosedur-prosedur untuk mengkla sifikasikan lempung dan lanau inorganik dan lempung dan lanau organik dan hal ini diuraikan pada Bagian 4.1.1 di bawah. ASTM D4427-92 menjelaskan suatu klasifikasi standar untuk sampel gambut dengan pengujian laboratorium dan suatu ringkasan prosedur tersebut diberikan pada Bagian 4.1.2. Pengujian yang dilaksanakan pada material-material ini untuk klasifikasi dan tujuan lain akan didiskusikan nanti.
4.1.1
Klasifikasi Lempung dan Lanau Organik dan Inorganik Jika klasifikasi tanah berbutir halus mengikuti USCS (ASTM D2487-93), nilainilai batas cair (LL) dan indeks plastisitas (PI) diplotkan pada suatu 'grafik plastisitas' seperti terlihat pada Gambar 4-1. Ciri utama dari grafik ini adalah garis "A" yang horizontal pada PI = 4 sampai LL = 25.5 dan kemudian didefinisikan dengan suatu hubungan: PI = 0.73(LL-20).
30
Lempung dan lanau didefinisikan pada ASTM D2487-93 sebagai tanah-tanah yang melewati saringan No. 200. Lempung bisa dibuat untuk menampakkan plastisitas dalam suatu rentang kadar air dan menampakkan kekuatan yang tinggi jika dikeringkan dengan udara; lanau merupakan nonplastik atau sangat sedikit plastis dan memiliki sedikit atau tanpa kekuatan jika dikeringkan dengan udara. Untuk tujuan klasifikasi, lempung dan lanau dan lempung organik dan lanau organik didefinisikan sebagai berikut:
Gambar 4-1 Grafik Plastisitas
Lempung: tanah berbutir halus, atau porsi berbutir halus dari suatu tanah, dengan suatu PI sama dengan atau lebih besar dari 4 dan plot PI terhadap LL jatuh pada atau di atas garis 'A'. Lanau: tanah berbutir halus, atau porsi berbutir halus dari suatu tanah, dengan suatu PI kurang dari 4 atau jika plot PI terhadap LL jatuh di bawah garis 'A'. Lempung Organik : suatu tanah yang akan diklasifikasikan sebagai lempung namun nilai LL-nya setelah dikeringkan dengan oven kurang dari 75% dari nilai LL-nya sebelum dikeringkan dengan oven. Lanau organik : suatu tanah yang akan diklasifikasikan sebagai lanau namun nilai LL-nya setelah dikeringkan dengan oven kurang dari 75% dari nilai LLnya sebelum dikeringkan dengan oven. Jika suatu tanah memiliki warna gelap dan bau organik pada saat lembab dan hangat, tes LL kedua dibutuhkan untuk dilaksanakan pada spesimen tes yang telah dikeringkan dengan oven pada suhu 110 ± 5° C sampai dengan suatu massa yang konstan, biasanya semalam.
31
Diagram alir diberikan dalam ASTM D2487-93 untuk mengklasifikasikan tanah berbutir halus yang didefinisikan sebagai organik atau inorganik berdasarkan kriteria LL seperti dijelaskan di atas. Diagram alir prosedur yang disederhanakan untuk mengklasifikasikan lempung dan lanau inorganik dan lempung dan lanau organik diperlihatkan, masing-masing, pada Gambar 4-2 dan 4-3.
Gambar 4-2 Diagram alir yang disederhanakan untuk mengklasifikasikan lempung dan lanau inorganik
Gambar 4-3 Diagram alir yang disederhanakan untuk mengklasifikasikan lempung dan lanau organik
32
Lempung Inorganik • Tanah tersebut adalah lempung inorganik jika posisi plot PI terhadap LL jatuh pada atau di atas garis 'A', PI-nya lebih besar dari 4 dan kehadiran bahan organik tidak mempengaruhi LL sebagaimana didiskusikan sebelumnya. •
Jika LL kurang dari 50, tanah tersebut diklasifikasikan sebagai lempung lean dan diberikan Simbol Grup CL.
•
Jika LL sama dengan atau lebih dari 50, tanah tersebut diklasifikasikan sebagai lempung fat dan diberikan Simbol Grup CH.
•
Jika posisi plot PI terhadap LL jatuh pada atau di atas garis 'A' dan PI berkisar antara 4 sampai 7, tanah tersebut diklasifikasikan sebagai lempung kelanauan dan diberikan Simbol Grup CL-ML.
Lanau Inorganik • Tanah diklasifikasikan sebagai lanau inorganik jika posisi plot PI terhadap LL jatuh di bawah garis 'A' atau PI kurang dari 4 dan kehadiran bahan organik tidak mempengaruhi LL sebagaimana didiskusikan sebelumnya. •
Tanah diklasifikasikan sebagai lanau dan diberikan Simbol Grup ML jika LL kurang dari 50.
•
Tanah diklasifikasikan sebagai lanau elastik dan diberikan Simbol Grup MH jika LL sama dengan 50 atau lebih besar.
Lempung dan Lanau Organik (seperti didefinisikan sebelumnya) Simbol Grup OL • Tanah diklasifikasikan sebagai lempung organik atau lanau organik, dan diberikan Simbol Grup OL, jika LL (tidak dikeringkan dengan oven) kurang dari 50. •
Tanah diklasifikasikan sebagai lempung organik (OL) jika PI sama dengan 4 atau lebih dan posisi plot PI terhadap LL jatuh pada atau di atas garis 'A'.
•
Tanah diklasifikasikan sebagai lanau organik (OL) jika PI kurang dari 4 atau posisi plot PI terhadap LL jatuh di bawah garis 'A'.
Organic Symbol OH • Tanah diklasifikasikan sebagai lempung organik atau lanau organik, dan diberikan Simbol Grup OH, jika LL (tidak dikeringkan dengan oven) sama dengan 50 atau lebih besar. •
Tanah diklasifikasikan sebagai lempung organik (OH) jika posisi plot PI terhadap LL jatuh pada atau di bawah garis 'A'.
•
Tanah diklasifikasikan sebagai lanau organik (OH), jika posisi plot PI terhadap LL jatuh di bawah garis 'A'.
33
4.1.2
Klasifikasi gambut Pada USCS, tanah-tanah di bagian 'Sangat Organik' (terutama bahan organik, berwarna gelap, dan bau organik) diberi Simbol Grup PT dan Nama Grup 'Gambut'; tidak ada pembagian lebih lanjut terhadap tanah-tanah ini. Sistem-sistem klasifikasi untuk gambut dan tanah organik telah dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan yang berbeda-beda berbagai kalangan yang terlibat, contohnya, pertanian, sumber-sumber bahan bakar, rekayasa geoteknik. Sementara terdapat pendapat yang berlainan mengenai definisi gambut dan tanah organik, semua sistem berdasarkan kandungan bahan organik, seperti ditunjukkan oleh kandungan abu. Perbedaan pendapat dalam rekayasa geoteknik mengenai definisi gambut dan tanah organik diilustrasikan pada Gambar 4-4 di mana klasifikasi yang digunakan atau disarankan untuk digunakan pada rekayasa geoteknik di berbagai negara dibandingkan berdasarkan kandungan abu (lihat Bagian 4.2.7). Negara-negara di mana sistemnya dibandingkan adalah: 1) Rusia 2)
Swedia
3)
Kanada
4)
AS
5)
Polandia
Gambar 4-4 Perbandingan beberapa sistem-sistem klasifikasi untuk tanah organik berdasarkan kandungan abu (Wolski seperti dilaporkan oleh Larsson, 1996)
Klasifikasi standar sampel gambut melalui pengujian la boratorium diberikan pada ASTM D4427-92. Parameter-parameter yang dipilih untuk digunakan
34
pada klasifikasi dinyatakan sebagai "yang telah ditentukan untuk menghubungkan agrikultural/hortikultural, geoteknik, dan pemanfaatan gambut untuk energi". Pada metode ini, gambut didefinisikan sebagai zat sangat organik yang terjadi secara alami yang dibedakan dari bahan tanah organik lainnya berdasarkan kandungan abunya yang rendah (kurang dari 25 persen kandungan kering) seperti didefinisikan oleh Method C (Ash Content), ASTM D2974-87. Kandungan abu ditentukan melalui pembakaran sampel dari penentuan kandungan air yang telah dikeringkan oleh oven di tungku bakar pada suhu 440°C. Gambut diklasifikasikan berdasarkan: • Kandungan serat (ASTM D1997-91) •
Kandungan abu (ASTM D2974-87)
•
Keasaman (ASTM D2976-71, reapproved 1990)
•
Daya serap (ASTM D2980-71, reapproved 1990)
•
Komposisi tumbuh-tumbuhan (jika diperlukan).
Kandungan serat dan deskripsi gambut yang sesuai adalah sebagai berikut: Fibric : gambut dengan serat yang lebih besar dari 67 Hemic: gambut dengan serat antara 33 dan 67 persen Sapric: gambut dengan serat kurang dari 33 persen Kategori kandungan serat bisa dihubungkan dengan pengamatan lapangan von Post terhadap derajat pembusukan (H): fibric berkenaan dengan kurang lebih rentang H1 -H3 , hemic terhadap rentang H4 -H6 dan sapric terhadap rentang H7 H10 . Untuk keperluan klasifikasi, serat didefinisikan sebagai fragmen atau potongan jaringan tanaman yang tetap memperlihatkan struktur sel yang bisa dikenal dan cukup besar untuk tertahan pada saringan 100 (bukaan 0,15 mm); bahan tumbuhan yang lebih besar dari 20 mm pada dimensi yang paling kecil tidak dianggap sebagai serat. Berkenaan dengan kandungan abu, gambut diklasifikasikan sebagai: Abu rendah
-
gambut dengan abu kurang dari 5%
Abu medium
-
gambut dengan abu antara 5 dan 15%
Abu tinggi
-
gambut dengan abu lebih dari 15%
Ingat bahwa kandungan bahan organik (%) sama dengan 100 - kandungan abu (%).
35
4.2
TES-TES INDEKS YANG DILAKUKAN UNTUK TUJUAN KLASIFIKASI DAN TUJUAN LAIN Semua tes harus dilakukan dengan mengikuti sepenuhnya metode tes yang standar yang dispesifikasikan oleh Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk. Penyimpangan dari suatu standar harus disetujui secara tertulis oleh Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk dan alasan-alasan penyimpangan dinyatakan dengan jelas.
4.2.1
Kadar Air Alami Kadar air adalah sifat tanah yang penting. Dia digunakan untuk menciptakan suatu korelaasi antara perilaku tanah dan sifat-sifatnya, untuk menyatakan hubungan fase antara udara, air dan solid pada suatu volume bahan dan untuk menyatakan konsistensi relatif tanah kohesif dalam bentuk Indeks Likuiditas (lihat Bagian 4.2.5.1). ASTM D2216-92 menjelaskan suatu metode untuk penentuan laboratorium kadar air tanah dan batuan. Pada metode ini, kadar air adala h rasio antara massa air 'pori' atau 'bebas' pada suatu massa material terhadap massa material solid, dinyatakan dalam persentase. The standard drying temperature for the method is 110°C and it is noted in the method that : • Beberapa material organik mungkin mengalami pembusukan akibat pengeringan dengan oven pada temperatur pengeringan standar. •
Bahan-bahan yang mengandung gipsum mungkin mengalami dehidrasi.
Dengan alasan-alasan di atas, pengeringan dengan oven bahan-bahan tersebut pada suhu 60°C atau mengeringkannya dalam suatu desikator pada temperatur ruangan lebih disarankan. Namun, seperti ditunjukan oleh metode tersebut, jika temperatur pengeringan yang digunakan berbeda dari temperatur pengeringan standar (110°C) kadar air yang dihasilkannya bisa berbeda terhadap kadar air standar yang ditentukan pada temperatur pengeringan standar. Kategori air yang mengelilingi suatu partikel diperlihatkan pada Gambar 4-5.
36
Gambar 4-5 Gambaran kategori air yang mengelilingi partikel-partikel lempung (Head, 1984)
Air pada kategori (1) di atas tidak ikut diperhitungkan pada penentuan kadar air; kemungkinan hadirnya air kategori (5) adalah salah satu alasan untuk menghindari pengeringan dengan oven tanah-tanah tropik. Berkenaan dengan temperatur oven yang digunakan pada penentuan kadar air, Head (1984) menyebutkan bahwa untuk gambut dan tanah yang mengandung bahan organik suhu pengeringan 60°C lebih disukai. Pada umumnya perlu disadari bahwa pengeringan dengan oven adalah suatu perlakuan yang keras sehingga mengakibatkan reaksi yang tidak dapat dibalik pada kebanyakan tanah; jika suatu tanah yang lembab dikeringkan dengan oven penambahan air tidak akan menghilangkan efek perlakuan panas yang keras pada sifat-sifat material. Metode alternatif untuk menentukan kadar air gambut dan tanah organik lainnya diberikan pada ASTM D2974-87 (lihat Bagian 4.2.7).
4.2.2
Distribusi Ukuran Partikel ASTM D422-63 menjelaskan prosedur-prosedur untuk: • Analisis saringan pada tanah yang tertahan pada saringan No. 10 (2.00 mm). •
Analisis sedimentasi pada tanah yang melalui saringan No. 10.
•
Analisis saringan pada residu yang diperoleh dengan pencucian sedimen melalui suatu saringan No. 200 dan pengeringan material yang tertahan.
Pada analisis sedimentasi, hukum Stoke digunakan untuk menghitung diameter partikel maksimum yang tersisa di atas kedalaman tertentu setelah periode
37
waktu tertentu dari permulaan tes; massa partikel solid yang ada ditentukan melalui pengukuran kerapatan suspensi dengan suatu hidrometer. Suatu zat penyebar digunakan untuk meyakinkan bahwa partikel-partikel yang berbeda tetap terpisah pada suspensi dan tidak saling menggumpal. Zat penyebar yang dispesifikasikan adalah suatu larutan sodium hexametaphosphate dengan air suling, pada konsentrasi 40 gram sodium haxametaphosphate per liter larutan. Suatu larutan yang baru harus dipersiapkan sesering mungkin, setidaknya satu kali tiap bulan. Suspensi tanah harus dipertahankan pada suhu yang konstan selama analisis sedimentasi. Jika suatu ruangan yang memiliki kontrol temperatur tidak dipunyai maka kamar mandi terisolasi yang memiliki kontrol temperatur yang jenisnya dijelaskan pada metode tersebut harus digunakan. Temperatur dasar untuk analisis sedimentasi adalah 20°C. Variasi temperatur yang kecil tidak akan mengakibatkan perbedaan-perbedaan yang penting dipandang dari sudut praktis; suatu prosedur untuk memperbaiki variasi temperatur yang diberikan pada metode ini.
4.2.3
Berat Jenis ASTM D854-92 mencakup penentuan berat jenis tanah yang melalui saringan No. 4 (4.75 mm), dengan suatu pycnometer; suatu metode tes untuk penentuan berat jenis dan penyerapan agregat kasar (material yang tertahan pada saringan 4.75 mm) dijelaskan pada ASTM C127. Pada ASTM D854-92, dua prosedur dispesifikasikan untuk melakukan tes berat jenis. Pada Metode A, tes dilakukan pada spesimen yang dikeringkan dengan oven (spesimen dikeringkan sampai mencapai massa yang konstan pada suatu oven dengan suhu 110 ± 5°C yang dipertahankan dan didinginkan pada suatu desikator). Pada Metode B, tes dilakukan pada spesimen yang lembab. Pada Metode B, spesimen-spesimen diuraikan dengan air suling sebelum mereka dimasukkan pada pycnometer menggunakan peralatan pengurai yang dispesifikasikan pada ASTM D422-63 untuk penguraian spesimen tanah pada larutan sodium hexametaphosphate sebelum analisis sedimentasi. Untuk spesimen tanah organik dan tanah berbutir halus yang sangat plastis, dinyatakan bahwa Metode B 'adalah metode yang lebih disukai'. Jika berat jenis akan digunakan pada perhitungan berkenaan dengan analisis sedimentasi ASTM D422-63, tes berat jenis dilakukan pada porsi sampel yang melalui saringan No. 10 (2.00 mm). Prosedur eksperimental untuk menentukan berat jenis bagian solid gambut diterangkan oleh Akroyd (1957). Prosedurnya melibatkan meletakkan sampel gambut yang telah dihancurkan pada suatu labu atau botol, mencampurkannya dengan kerosin yang telah difilter sehingga tidak mengandung udara, dan memberi suatu vakum yang besar sampai gelombang-gelombang udara menghilang dari sampel. Wadah kemudian diisi dengan kerosin dan dibiarkan
38
sampai mencapai suatu suhu yang konstan. Berat jenis (Gs) bisa dihitung dari persamaan:
GS =
berat tana h kering × berat jenis kerosin berat kerosin yang terganti
Detail dari metode ini diberikan pada Appendiks A. Berat jenis tanah gambut juga bisa diestimasi dari hubungan empiris antara berat jenis dan kadar organik seperti terlihat pada Gambar 4-6 (Lechowicz et al, 1996). Berat jenis gambut murni berkisar antara 1.4-1.5 dan mineral-mineral yang paling sering ditemui memiliki berat jenis sekitar 2.7. Menurut Hobbs seperti dilaporkan oleh Lechowicz et al., untuk keperluan praktis berat jenis gambut Gs bisa diestimasi dari hubungan:
GS =
3.8 (0.013) × kadar organik (%) + 1.4
Gambar 4-6 Berat jenis versus kadar organik (Lechowicz et al, 1996)
4.2.4
Kerapatan Total Klausa 7 BS 1377:Part 2:1990 menerangkan tiga metode penentuan kerapatan tanah.
39
Metode pertama berlaku untuk tanah-tanah yang bisa dibentuk menjadi bentuk geometrik yang reguler, yang volumenya bisa dihitung dari pengukuran linear. Metode kedua, volume spesimen ditentukan dengan menimbangnya dalam keadaan terendam air. Metode ketiga, volume spesimen ditentukan dengan pemindahan air. Pada standar, kerapatan dinyatakan dalam bentuk kerapatan massa. Kerapatan total suatu tanah, ñ, adalah massa per satuan volume deposit tanah, termasuk kandungan air yang dimilikinya; kerapatan kering, ñd , adalah massa kering tanah yang terdapat pada satuan volume. Keduanya dinyatakan dalam Mg/m3 yang secara numerik sama dengan g/cm3 dan dihubungkan oleh persamaan:
ñd =
100ñ 100 + w
di mana: w = kadar air tanah, persen. Berat isi (berat unit), dinyatakan dengan γ, digunakan waktu menghitung gaya dikerjakan oleh suatu massa tanah dan diperoleh dari kerapatan massa melalui persamaan: γ
= ñg
di mana: g = akselerasi akibat gravitasi (m/s2 ) Nilai γ (dalam kN/m3 ) secara numerik berhubungan dengan ñ (dalam Mg/m3 ) melalui persamaan: γ
= 9.807ñ
Prosedur-prosedur yang diterangkan di ASTM D4531-86 untuk penetuan kerapatan gambut dijelaskan di Bagian 4.2.8.
4.2.5
Bata-batas Konsistensi (Atterberg) Berdasarkan kadar airnya, keadaan konsistensi atau fase campuran tanah-air dijelaskan sebagai cair, plastik , semi-solid atau solid, seperti diilustrasikan pada Gambar 4-7. Transisi dari satu keadaan ke lainnya adalah bertahap dan batasan antara keadaan-keadaan telah ditentukan secara berubah-ubah: batas cair (LL) adalah kadar air berkenaan dengan batasan antara keadaan cair dan plastik dan batas plastis (PL) adalah kadar air yang berkenaan dengan batasan antara keadaan plastik dan semi-solid; batas susut (SL) adalah kadar air di bawah PL di mana kesusutan tanah setara dengan pengeringan lebih lanjut terhenti. Indeks plastisitas (PI) adalah perbedaan angka antara LL dan PL.
40
Gambar 4-7 Fase-fase tanah dan Batas-batas Atterberg (Head 1984)
Di laboratorium, tes-tes LL dan PL dilaksanakan pada porsi tanah yang melalui saringan No. 40. LL dan PL beberapa tanah berbutir halus sensitif terhadap cairan pori dan perlakuan sebelumnya (dikeringkan dengan udara, dikeringkan dengan oven atau kadar air alami) sebelum melakukan tes. Tanah-tanah yang sensitif terhadap pengeringan dengan oven biasanya mengandung salah satu berikut ini: • Bahan-bahan organik •
Kandungan montmorillonite tinggi
•
Halloysite terhidrasi
•
Oksida hidrat
Tanah-tanah organik dan tanah-tanah tropis harus selalu diuji pada kondisi asli untuk penentuan LL dan PL; mereka tidak boleh dikeringkan dengan oven kecuali sebagai contoh jika pengaruh pengeringan dengan oven pada LL perlu diketahui untuk membedakan antara lanau/lempung organik dan lanau/lempung inorganik untuk tujuan klasifikasi (ASTM D2487-93). Pengujian Batas Cair Metode ASTM untuk pengujian LL dan PL tanah, yang dijelaskan pada ASTM D4318-93, menggunakan alat Casagrande untuk menentukan LL. Tes kerucut jatuh adalah metode yang disarankan pada kebanyakan negara tetapi tidak digunakan, setidaknya untuk tujuan tes rutin, di Indonesia.
41
ASTM D4318-93 memberikan dua prosedur untuk mempersiapkan spesimen tes, prosedur persiapan basah dan prosedur persiapan kering. Pada prosedur persiapan basah, contoh yang melalui saringan No. 40 dan contoh yang mengandung material yang tertahan pada saringan No. 40 dipertimbangkan secara terpisah. Pada prosedur persiapan kering, contoh dikeringkan pada suhu ruangan atau pada oven yang suhunya tidak melewati 60°C sampai gumpalangumpalan tanah siap untuk dihancurkan. LL ditentukan kalau tidak menggunakan metode beberapa titik (Metode A) atau metode satu titik (Metode B). Untuk menentukan LL beberapa titik, tiga atau lebih percobaan terhadap serangkaian kadar air dilakukan dan hubungan antara kadar air dan jumlah kejatuhan mangkuk dibentuk dengan menggunakan metode grafis atau perhitungan. Jika metode yang disebutkan belakangan digunakan, adalah penting untuk mengabaikan titik-titik data yang abnormal dalam analisis.LL satu titik menggunakan data dari dua percobaan pada satu kadar air dikalikan dengan faktor koreksi untuk menentukan LL. ASTM D4318-93 menganjurkan penggunaan metode beberapa titik jika operator tidak mempunyai pengalaman dan/atau presisi yang lebih tinggi dibutuhkan; sangat disarankan menggunakan metode beberapa titik untuk tanah-tanah organik dan untuk tanah-tanah dari lingkungan marina. Alat LL harus diinspeksi secara rutin untuk menguji apakah dia memenuhi batasan-batasan yang berlaku terhadap kerusakan dan untuk menyesuaikan ketinggian kejatuhan mangkuk; suatu daftar cek diberikan pada Bagian 9.0 dari standar tersebut. Air suling atau air de-ionized harus digunakan pada waktu menyiapkan spesimen percobaan untuk mengurangi kemungkinan pertukaran ion yang mungkin mempengaruhi hasil-hasil tes. Perintah-perintah yang diberik an oleh manajer laboratorium, Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk harus secara jelas menyatakan prosedur persiapan spesimen yang harus diikuti dan metode tes yang akan digunakan. Tes Batas Plastis Tes PL dilakukan pada 20 gram contoh tanah yang dipilih dari material yang dipersiapkan untuk tes LL. Kadar air sampel dikurangi sampai mencapai suatu konsistensi di mana dia bisa digulung-gulung tanpa menempel pada tangan. Spesimen contoh, yang memiliki massa 1,5 sampai 2,0 gram, dipilih dari 20 gram massa dan dibentuk menjadi suatu massa ellips. Massa ini digulung menjadi suatu benang yang memiliki diameter yang sama pada keseluruhan panjangnya dan penggulungan diteruskan sampai diameter benang mencapai 3.2 mm, yang memakan waktu kurang dari 2 menit. PL dicapai selama percobaan ulang sampai sampel lama kelamaan mengering; PL adalah kadar air di mana tanah mulai hancur jika digulung menjadi suatu benang 3,2 mm. Bagian-bagian dari benang yang hancur disimpan pada suatu tempat yang telah ditimbang, yang kemudian segera ditutup. Spesimen tes berikutnya diambil dari 20 gram massa dan proses tersebut diulangi sampai sedikitnya 6 gram tanah didapati
42
pada wadah. Serangkaian tes kedua dilakukan seperti dijelaskan di atas pada 20 gram sampel yang lain untuk menyediakan wadah kedua yang setidaknya 6 gram tanah. Kadar air tanah yang didapati pada wadah ditentukan dan jika perbedaan di antara kedua kadar air berada dalam rentang yang dapat diterima untuk kedua hasil tersebut, PL diambil sebagai rata-rata kedua kadar air tersebut. PL kurang sensitif dibandingkan LL terhadap perlakuan fisika dan kimiawi pada tanah. Beberapa perlakuan yang mengurangi LL secara tajam (contohnya pengeringan lempung organik atau perbaikan dengan kapur) mungkin menyebabkan sedikit pertambahan PL pada beberapa tanah. Kepentingan praktis PL bersama dengan LL adalah, dia mendefinisikan rentang kadar air di mana tanah berperilaku sebagai material plastis. Seperti diperlihatkan pada Tabel 4-1, kehadiran bahan organik, dinyatakan pada tabel dalam kadar karbon, memiliki pengaruh yang besar pada LL dan PL; juga diperlihatkan pada tabel adalah pengaruh kenaikan kadar berukuran lempung dan kadar montmorillonite pada parameter-parameter ini. Kadar
Kadar
Karbon
Berukuran lempung
%
< 0,002 mm, %
Rentang yang diuji
0 to 5,5
8 to 68
0 to 90
Batas cair (WL)
36 to 63
28 to 69
39 to 50
Batas plastis (WP )
19 to 40
23 to 29
24 to 27
Kenaikan WL per 1% tambahan
4,9
0,7
0,12
Kenaikan WP per 1% tambahan
3,8
0,1
0,03
Kadar Montmorillonite, %
(Mitchell seperti dilaporkan oleh Landva et al, 1983) Tabel 4-1 Pengaruh-pengaruh karbon organik, kadar berukuran lempung dan montmorillonite pada batas-batas Atterberg
Tes Batas Susut Metode-metode ASTM untuk menentukan batas susut (SL) tanah dijelaskan pada ASTM D4943-89 (Standard Test Method for Shrinkage Factors of Soil by the Wax Method) dan ASTM D427-93 (Test Method for Shrinkage Factors of Soil by the Mercury Method). ‘Metode lilin’ (Wax Method) dihadirkan sebagai alternatif 'metode merkuri' (mercury method) dengan alasan kekhawatiran bahwa merkuri adalah suatu zat yang berbahaya. Kedua metode pengujian dilakukan hanya pada porsi tanah yang melalui saringan No. 40. Hasil-hasil tes dari ASTM D427-93 digunakan untuk menghitung batas susut dan rasio susut. Dalam ASTM D4943-89, sifat-sifat yang dihitung dari hasil-hasil adalah batas susut, rasio susut, susut volumetrik dan susut linear.
43
Keberhati-hatian yang harus diambil pada waktu penyimpanan, penanganan dan pembuangan merkuri diberi penekanan khusus pada ASTM D427-93.
4.2.5.1
Indeks Likuiditas (LI) Indeks likuiditas (LI) didefinisikan sebagai:
LI =
w - PL LL - PL
Di mana: w = kadar air alami tanah LI, yang mengindikasikan kedekatan suatu tanah alami terhadap LL (LI mendekati 1 seraya dengan w mendekati LL), adalah suatu karakteristik tanah yang terutama berguna. Head (1984) berkomentar bahwa sementara LL dan PL mengindikasikan jenis lempung suatu tanah kohesif, kondisi lempung yang tergantung pada kadar air sehubungan dengan batas-batas tersebut, dinyatakan dengan LI; sifat-sifat rekayasa yang mengatur kuat geser dan kompresibilitas sangat bergantung pada hubungan ini.
4.2.5.2
Aktifitas Aktifitas (A) tanah didefinisikan oleh hubungan:
A=
PI C
di mana: C = kadar lempung (persen lebih halus dari 0.002 mm) Konsep aktifitas dikembangkan oleh Skempton (1953) yang memperlihatkan bahwa untuk suatu jenis lempung tertentu, PI tergantung pada persentase partikel yang lebih halus dari 0.002 mm (C) dan bahwa rasio PI/C adalah konstan; rasio-rasio yang berbeda diperoleh untuk jenis lempung yang berbeda tetapi rasionya bisa dianggap konstan untuk setiap jenis lempung. Aktifitas relatif tanah bisa diklasifikasikan sebagai berikut: AKTIFITAS
KLASIFIKASI
< 0.75
lempung tidak aktif
0.75 – 1.25
lempung normal
1.25 – 2.00
lempung aktif
> 2.00
lempung sangat aktif
44
Nilai-nilai aktifitas untuk lempung berkisar dari sekitar 0,4 untuk kaolinite sampai 5 untuk montmorillonite. Aktifitas suatu lempung bisa digunakan untuk mengevaluasi potensi pengembangan; suatu grafik yang dikembangkan oleh Seed et al. (seperti dilaporkan oleh Krebs dan Walker, 1971) diperlihatkan pada Gambar 4-8. Pada grafik tersebut, potensi pengembangan didefinisikan sebagai persen kembang untuk suatu spesimen yang tertahan secara lateral akibat perendaman di bawah suatu beban 1 psi (6,9 kPa) setelah dipadatkan oleh pemadatan AASHTO standar pada kadar air yang berkenaan dengan kerapatan kering maksimum. Jika menggunakan grafik, penyebut 'C', seperti telah dijelaskan pada definisi A yang diberikan sebelumnya, diganti dengan 'C-5'.
Gambar 4-8 Grafik klasifikasi untuk potensi pengembangan (Krebs dan Walker, 1971)
4.2.6
Tes Geser Baling Laboratorium Tes geser baling laboratorium adalah suatu prosedur yang relatif sederhana untuk menentukan kuat geser tak terdrainase tanah berbutir halus, terutama lempung yang memiliki kuat geser tak terdrainase di bawah 100 kPa. Hasilhasil tes yang dilaksanakan pada gambut, terutama gambut berserat, memiliki nilai yang meragukan. Dikarenakan baling memberikan suatu sistem tegangan selama geser yang berbeda dengan mode keruntuhan yang ditemukan pada praktek maka tes ini harus dianggap sebagai suatu tes indeks kekuatan.
45
Baling-baling yang biasanya digunakan di laboratorium memiliki rasio tinggi terhadap diameter sebesar 2 dan tes biasanya dilakukan pada suatu sampel tak terganggu pada saat masih di dalam tabung pengambilan contoh. Baling dimasukan ke dalam sampel dan diputar pada suatu laju yang konstan untuk menentukan torsi yang dibutuhkan untuk meruntuhkan sampel. Perhitungan kuat geser tak terdrainase mengasumsikan permukaan runtuh berupa silinder yaitu dia diasumsikan bahwa distribusi tegangan geser pada saat keruntuhan adalah seragam pada kelilingnya dan sepanjang ujung-ujung silinder tanah yang membatasi baling. Mode keruntuhan ini adalah dasar untuk hubungan yang diasumsikan antara kuat geser baling (τ) dan torsi yang bekerja (T): ô=
T K
di mana: K = suatu konstanta yang bergantung pada dimensi baling =
ðD 2H D 1 + 2 3H
dan D = diameter baling H = tinggi baling Adalah penting pada saat menggunakan hubungan di atas untuk memastikan konsistensi unit contohnya jika T diukur dalam N.m dan τ yang dibutuhkan dalam Pa (N/m²) maka K harus dinyatakan dalam m³. ASTM D4648-87 menjelaskan suatu metode pengujian standar untuk melakukan suatu tes geser baling miniatur laboratorium. Metode tersebut menggunakan alat baling motor bersama dengan pegas torsi konvensional atau transducer torsi elektrik. Prosedur-prosedur dijelaskan untuk menentukan kuat geser tak terganggu dan terganggu. Pada Bagian 12 metode tersebut, dengan kepala ‘Calculation’, konstanta bilah baling K dinyatakan dalam m³ dan nilai-nilai K diberikan untuk H/D = 1 dan H/D = 2. Nilai-nilai tersebut tepat untuk baling-baling ini tetapi jika nilai K membutuhkan untuk dihitung untuk jenis baling lainnya harus diingat bahwa faktor 10 harus dihapus dari penyebut Persamaan 3 jika, seperti diperlihatkan, dimensi baling dimasukkan dalam milimeter pada persamaan untuk K.
4.2.7
Kadar Bahan Organik Gambut dan Tanah Organik Lainnya Metode-metode tes yang digunakan untuk menentukan kadar bahan organik suatu tanah termasuk metode kehilangan akibat pembakaran (ASTM D2974-87; Klausa 4, BS 1377: Part 3 : 1990) dan metode oksidasi dichromate (Klausa 3, BS 1377: Part 3 : 1990). Metode kehilangan akibat pembakaran, yang dispesifikasikan oleh ASTM dijelaskan pada Bagian 4.2.7.1, metode oksidasi dichromate pada Bagian 4.2.7.2.
46
4.2.7.1
Metode Kehilangan akibat Pembakaran ASTM D2974-87 menjelaskan “standard test methods for moisture, ash and organic matter of peat and other organic soils”. Dua metode diberikan untuk penentuan kadar air, Metode A dan Metode B. Pada Metode A, sampel gambut dan tanah organik dikeringkan dengan oven pada suhu 105°C; kadar air dinyatakan sebagai persentase massa yang dikeringkan dengan oven atau massa yang diterima. Metode B digunakan jika tes lebih lanjut, (contoh untuk pH, pertukaran kation), akan dilakukan pada sampel. Pada metode ini air dihilangkan dengan dua langkah: (i) penguapan air di udara pada suhu ruangan (pengeringan dengan udara) dan (ii) pengeringan dengan oven pada suhu 105°C sampel yang dikeringkan dengan udara. Pengeringan dengan udara menyediakan sampel yang lebih stabil untuk tes-tes tambahan; bahan untuk tes-tes ini diperoleh dengan menggiling suatu porsi yang representatif sampel yang dikeringkan dengan selama 1 sampai 2 dengan penggiling berkecepatan tinggi. Seperti halnya dengan Metode A, kadar air yang ditentukan dengan menggunakan Metode B bisa dihitung sebagai persentase massa yang dikeringkan dengan oven atau persentase massa seperti yang diterima. Pada saat pelaporan hasil-hasil dasar perhitungan harus diterangkan dengan jelas. Berkenaan dengan kadar abu, Metode C harus dipakai untuk keperluan klasifikasi geoteknik dan umum. Pada metode tersebut, sebagian atau semua spesimen contoh dari suatu penentuan kadar air dimasukkan pada tungku pembakaran. Suhu di tungku dinaikkan secara bertahap sampai 440°C dan dipertahankan pada suhu tersebut sampai spesimen seluruhnya menjadi abu yaitu tidak ada perubahan massa yang terjadi setelah suatu periode pengeringan lebih lanjut. Pada saat dikeluarkan dari tungku, sampel ditutup dengan suatu penutup dari kertas aluminium, didinginkan dengan suatu desikator dan massanya ditentukan. Kadar abu dan kadar bahan organik dihitung sebagai berikut:
Kadar abu (%) =
(massa abu, gram) × 100 massa spesimen yang dikeringka n dengan oven, gram
Kadar bahan organik (%) = 100.0 – Kadar abu (%) Diasumsikan, tetapi tidak disebutkan pada metode ini, bahwa tidak ada kehilangan bahan organik selama pengeringan dengan oven spesimen tes pada suhu 105°C, bahwa suhu pembakaran pada tungku pembakaran dan lamanya pembakaran adalah cukup untuk membakar semua jenis bahan organik dan bahwa mineral-mineral pada spesimen tes tidak bisa terbakar. Pada metode British Standard, spesimen percobaan untuk tes kehilangan akibat pembakaran diperoleh dari suatu sampel yang dikeringkan dengan oven pada suhu 50 ± 2.5°C; temperatur tungku pembakaran, 440 ± 25°C, adalah sama dengan yang dispesifikasikan pada metode ASTM.
47
Kecuali jika kadar mineral tinggi atau tanah mengandung karbonat (lihat Bagian 4.2.7.3), kesalahan-kesalahan pada kadar abu/kadar bahan organik yang dijelaskan pada ASTM D2974-87 biasanya bisa diabaikan. Jika ada keraguraguan, metode ini bisa ditambahkan dengan metode-metode lainnya yang lebih rumit seperti metode oksidasi dichromate yang dijelaskan di bawah.
4.2.7.2
Metode Oksidasi Dichromate Suatu prosedur untuk menentukan persentase massa kering bahan organik yang ada pada suatu tanah menggunakan oksidasi dichromate dijelaskan pada Klausa 3, BS 1377 : Part 3 : 1990. Tanah-tanah yang mengandung sulfida atau klorida didapati memberikan hasil-hasil yang tinggi dengan prosedur ini. Pengujian keberadaan sulfida secara kualitatif, dan prosedur-prosedur untuk menghilangkannya, jika ada, sebelum pengetesan dijelaskan pada prosedur tersebut. Pengujian keberadaan sulfida secara kualitatif dijelaskan pada Klausa 7 BS (Determination of the Chloride Content); prosedur-prosedur untuk menghilangkannya, jika ada, dijelaskan pada Klausa 3. Persen kadar bahan organik (OMC, %) dihitung dari persamaan:
OMC, % =
0.67V m
di mana: V = volume total (ml) larutan dichromate potassium yang digunakan untuk mengoksidasi bahan organik pada contoh tanah. m = massa (gram) tanah yang digunakan pada tes. Metode ini berdasarkan oksidasi basah kadar organik tanah dan mengasumsikan bahwa bahan organik tanah mengandung rata-rata 58% (m/m) karbon. Metode yang diterapkan mengoksidasi sekitar 77% karbon pada bahan organik dan faktor-faktor ini dimasukkan pada persamaan yang diberikan di atas. Suatu metode oksidasi dichromate yang memanfaatkan suatu colorimeter secara singkat dijelaskan oleh Lechowicz et al. (1996); rincian lengkap metode tersebut diberikan pada Swedish Geotechnical Institute Report No. 27E (Larson et al. 1987). Pada metode ini, suatu spesimen tanah kering yang dihancurkan dicampurkan dengan larutan dichromate potassium pada sebuah tabung kimia. Bahan organik kemudian dibakar secara basah dengan penambahan suatu konsentrasi asam sufur. Pada oksidasi karbon organik dengan dichromate, warna cairan oksidasi berubah dari oranye menjadi hijau. Pengukuran kadar karbon yang sederhana tetapi dapat diandalkan diperoleh dengan mengukur kerapatan warna hijau dengan suatu colorimeter yang disuplai dengan suatu filter untuk panjang gelombang yang dekat dengan 620 nm. Colorimeter dikalibrasi untuk prosedur tes yang ditentukan dengan jumlah karbon organik yang diketahui. Sumber-sumber utama kesalahan pada metode ini dijelaskan oleh Lechowicz et al. yaitu jumlah sampel yang sedikit pada masing-masing tes dan kenyataan bahwa faktor konversi yang digunakan untuk menghitung kadar
48
organik dari karbon organik bisa agak bervariasi; bahan organik biasanya dianggap mengandung 58% bahan organik (lihat metode British Standard).
4.2.7.3
Komentar Mengenai Metode-metode yang Digunakan untuk Menentukan Kadar Bahan Organik Larsson et al. (1989) telah membandingkan sejumlah metode untuk untuk menentukan kadar organik tanah. Para peneliti ini mencatat bahwa mineralmineral yang berbeda memiliki sifat-sifat yang berbeda berkaitan dengan perubahan berat pada temperatur yang berbeda, karena itu rekomendasi yang berbeda mengenai suhu pembakaran pada metode kehilangan akibat pembakaran pada berbagai daerah di dunia. Pada daerah-daerah di mana tanah memiliki komposisi tertentu, kehilangan berat komponen mineral suatu tanah bisa, sampai beberapa tahap, dihindari dengan menjaga suhu pembakaran relatif rendah contohnya 440°C. Pada daerah lain, di mana banyak mineral yang berbeda didapati pada komposisi tanah, kehilangan berat berlangsung terus menerus dan tidak stabil sampai suhu 800-900°C tercapai. Di Swedia di mana suhu pembakaran tersebut berkisar digunakan, koreksi empiris dibuat untuk memperhitungkan kehilangan berat pada komponen mineral. Jika karbonat hadir di dalam tanah, koreksi lebih lanjut dibutuhkan untuk mengikutsertakan kehilangan berat yang besar yang terjadi pada saat pemanasan menyebabkan karbonat terdekomposisi menjadi oksida dan karbon monoksida. Di Swedia karbonat yang dominan adalah kalsium karbonat atau kalsit. Diasumsikan bahwa kadar karbonat, sebenarnya, sama dengan kadar kalsit dan kehilangan berat karena dekomposisi keseluruhan kalsit diambil sama dengan 44% kadar karbonat. Untuk mengilustrasikan pentingnya penyesuaian nilai kehilangan akibat pembakaran untuk komposisi mineral dan kadar karbonat, Larsson et al. memperlihatkan suatu profil kadar bahan organik terhadap kedalaman yang ditentukan oleh penganalisis karbon, kehilangan akibat pembakaran tak terkoreksi, kehilangan akibat pembakaran yang dikoreksi terhadap penguapan air kristal (suatu fungsi kadar lempung), dan kehilangan akibat pembakaran yang lebih lanjut disesuaikan terhadap kadar karbonat. Kadar organik berkisar antara 9 sampai 10% didapati pada metode kehilangan akibat pembakaran tak terkoreksi. Ini berkurang menjadi 5,5% dan 1,5% jika data tidak dikoreksi terhadap, masing-masing, penguapan air kristal dan kadar karbonat (yang berkisar antara 9 sampai 10%). Nilai akhir sebesar 1,5% adalah konsisten dengan nilai-nilai yang diperoleh dari penganalisis karbon. (Pada profil yang sama, nilai-nilai yang diperoleh dari colorimeter, lihat Bagian 4.2.7.2, berkesesuaian dengan baik terhadap yang diperoleh dari penganalisis karbon). Di Swedia, batas bawah tanah yang disebut sebagai ‘organik’ adalah 2% kadar bahan organik. Penggunaan nilai kehilangan akibat pembakaran tak terkoreksi bisa menghasilkan penyebutan tanah yang salah pada profil yang didiskusikan di atas.
49
Larsson et al. meletakkan sejumlah batasan-batasan pada penggunaan metode kehilangan akibat pembakaran untuk penentuan kadar bahan organik tanahtanah mineral dan organik mineral Swedia: kadar karbonat harus kurang dari 20% dan kadar sulfida harus rendah; koreksi harus dilakukan pada penguapan air kristal dan kadar karbonat; contoh harus dibakar pada suhu 900°C selama kurang lebih satu jam. Mereka mencatat bahwa tanah yang sangat organik, dan terutama gambut, metode kehilangan akibat pembakaran bisa digunakan untuk penentuan kadar organik; asalkan kadar organiknya harus tidak terlalu tinggi. Untuk tanahtanah ini, metode kehilangan akibat pembakaran memiliki kelebihan bahwa sampel yang lebih besar dan representatif bisa digunakan dibandingkan dengan metode lain. Juga, berkaitan dengan metode lainnya, ada beberapa ketidakpastian pada saat merubah dari karbon organik ke kadar karbon.
4.2.8
Berat Isi Gambut ASTM D4531-86 (reapproved 1992) memberikan dua metode untuk penentuan berat isi gambut dalam keadaan asli: Core Method (Method A) dan Paraffin Wax Method (Method B). Pada kedua metode, volume gambut didefinisikan dan massa volume spesifik ditentukan; metode-metode tersebut berbeda pada prosedur yang digunakan untuk menentukan volume. Pada core method, spesimen pengujian diambil dari suatu inti yang representatif, tak terganggu yang diambil dengan suatu pengambil contoh piston atau alat penginti lainnya. Spesimen uji yang panja ngnya tidak kurang dari 50 mm dipotong (menggunakan pisau listrik atau pisau tukang cukur) dari berbagai panjang yang ditemui pada inti. Panjang spesimen, diukur sampai dengan milimeter terdekat, dikalikan dengan luas potongan melintang alat pengambil contoh inti untuk menghitung volume spesimen. Pada paraffin wax method, suatu sampel yang representatif, tak terganggu dipotong menjadi bentuk yang sehalus mungkin dan dilapisi dengan lilin paraffin dengan suatu cara yang ditentukan. Sampel yang telah dilapisi direndam dalam air di dalam sebuah silinder yang memiliki tanda ukuran dan volumenya ditentukan dengan mengamati volume air yang terbuang. Volume pelapis lilin paraffin dikurangi dari volume sehingga didapat volume sampel gambut. Data yang diperoleh dari kedua metode tes memungkinkan perhitungan: • berat isi basah •
kadar air (massa kering spesimen atau dalam massa total)
•
berat isi kering.
Dasar perhitungan kadar air harus diterangkan dengan jelas pada saat pelaporan hasil.
50
4.2.9
Kadar Serat Gambut Metode pengujian yang diberikan pada ASTM D1997-91 meliputi penetuan laboratorium kadar serat sampel gambut (seperti didefinisikan pada ASTM D4427-92) dengan massa kering. Untuk melaksanakan tes, suatu sampel gambut tak terdrainase yang representatif dipilih dan kadar airnya ditentukan sesuai dengan ASTM D297487. Suatu spesimen gambut tak terdrainase, tak terganggu yang memiliki massa sekitar 100 gram dipisahkan dari sampel dan direndam dalam suatu zat pengurai (5 persen sodium hexametaphosphate) selama kurang lebih 15 ja m. Bahan tersebut kemudian disiram melalui saringan No. 100 (0,15 mm) dengan pemberian aliran air keran secara perlahan. Saringan dengan serat gambut diletakkan pada suatu tangki yang dangkal berisi 2% larutan asam hidroklorida (HCl) selama sedikitnya 10 menit untuk menguraikan karbonat-karbonat yang mungkin ada. Bahan tersebut kemudian disiram dengan air selama sekitat 5 menit untuk menghilangkan sisa-sisa HCl. Bahan berserat yang tertinggal pada saringan dikeringkan dengan oven pada suhu 105°C sampai suatu massa konstan diperoleh. Massa serat dinyatakan sebagai persentase massa contoh asli yang dikeringkan dengan oven.
4.2.10
Ekstraksi Air Pori dan Pengukuran Salinitas ASTM D4542-85 (re-approved 1990) menjelaskan suatu prosedur cepat meremas air pori dari tanah berbutir halus untuk keperluan penentuan jumlah garam terlarutkan yang hadir pada air pori yang terekstraksi. Prosedur tersebut dikembangkan untuk tanah-tanah yang memiliki kadar air sama dengan atau lebih besar dari sekitar 14%, sebagai contoh tanah-tanah marina. Peralatan yang diperlukan untuk melakukan tes termasuk suatu penekan tanah dan refraktometer penyeimbang-suhu, berskala terhadap indeks refraksi atau bagian per seribu (parts per thousand, ppt). Air pori diekstraksi sebagai berikut. Suatu sampel tanah representatif yang memiliki massa sekitar 50 gram diletakkan pada penekan tanah. Tekanan diberikan perlahan-lahan sampai beberapa tetes air pertama keluar; suatu alat semprotan plastik 25 ml yang dapat dibuang kemudian dimasukkan pada suatu saluran pembuangan yang terletak pada dasar penekan tanah. Tekanan diberikan secara bertahap sampai maksimum sebesar 80 MPa dan ditahan pada tingkatan tersebut sampai tidak ada lagi air yang keluar atau alat semprotan penuh. Cairan dari alat semprotan dikeluarkan melalui suatu penahan alat semprotan mikro yang terbuat dari stainless steel ke dalam suatu botol 100 ml yang bersih yang kemudian segera ditutup. Botol tersebut disimpan pada suhu antara 1 dan 5°C. Jika suatu refraktometer dengan skala indeks refraksi digunakan, salinitas dalam bagian per seribu dibaca dari suatu grafik indeks refraksi terhadap salinitas; salinitas dibaca langsung dari refraktometer dengan skala ppt. Untuk kedua tipe refraktometer, hanya beberapa tetes air pori yang dibutuhkan, sekitar 5 ml.
51
Penekan tanah dan refraktometer harus dibersihkan secara menyeluruh sebelum digunakan; prosedur pembersihan dijelaskan dalam metode tersebut.
4.2.11
Konduktifitas Konduktifitas menandakan konsentrasi total berbagai ion-ion terlarut, kecuali ion-ion hidrogen. Riley (1989) menjelaskan suatu prosedur untuk menentukan konduktifitas gambut; sampel yang sama juga digunakan untuk penentuan pH. Prosedurnya dijelaskan dalam "Laboratory Methods for Testing Peat – Ontario Peatland Inventory Project". Karena laporan ini mungkin tidak beredar luas, prosedur tersebut secara rinci dijelaskan di sini. Prosedur: • Timbang 20 gram gambut asli yang telah sepenuhnya dicampur ke dalam suatu cangkir kertas. •
Tambahkan 20 ml air bebas ion (pH 6.6 sampai 7.5) yang telah dididihkan selama sedikitnya satu jam untuk meyakinkan dia bebas terhadap karbon dioksida (CO2 ).
•
Untuk contoh-contoh berserat yang tidak cukup basah untuk pengukuran konduktifitas dan pH, tambahkan 80 ml air suling, bebas ion. Air suling yang telah mendidih ditambahkan menggunakan pembuang yang sesuai yang mengambil dari suatu penampung yang dilengkapi dengan jebakan KOH (potassium hidroksida) pada sumber udara pengganti.
•
Tutupi dan kocok pada sebuah pengocok selama 10 menit.
•
Biarkan selama 30 menit setelah pengocokan.
•
Ukur konduktifitas supernatant menggunakan suatu konduktifitas meter dan sel dengan suatu konstanta 1.0 cm-1 .
•
Menstandarisasikan sel secara rutin terhadap 0.01-N KCl pada suhu 25°C (konduktifitas 1300 mmhos/cm, lihat catatan di bawah) atau catat suhu dan perbaiki bacaan berdasarkan formula berikut:
L 25 =
Lt 1 + 0.02∆ t
di mana: L25 = konduktifitas pada suhu 25°C Lt = konduktifitas pada suhu yang diukur Ät = perbedaan antara suhu yang diukur dengan dan 25°C Catatan: Nilai 1300 mmhos/cm yang dikutip sebagai konduktifitas 0.01 – N KCl pada suhu 25°C tidak konsisten dengan nilai yang diberikan oleh Alkhafazi dan Andersland (1992).
52
•
Para penulis mentabulasikan nilai-nilai yang ditentukan pada interval 5°C pada rentang suhu 10-30°C. Nilai pada 25°C adalah 1413 mmhos/cm dan nilai-nilai yang ditabulasikan untuk suhu-suhu yang lain bisa diubah menjadi sekitar 1413 mmhos/cm menggunakan formula yang diberikan di atas. Segera setelah pengukuran konduktifitas, pH bisa diukur pada larutan supernatant yang sama. Pengukuran konduktifitas harus dilakukan sebelum pengukuran pH.
•
Ukur pH pada sebuah pH meter yang akurat sampai 0.1 satuan dan dilengkapi dengan kompensasi temperatur. Standarisasikan pH meter secara rutin menggunakan larutan penyangga yang pH-nya diketahui (Asam Potassium Phthalate, pH 4.01 ± 0.01; Larutan penyangga Fosfat, pH 7.00 ± 0.01).
•
Jika pH supernatant 5.1 atau lebih rendah, konduktifitas dikoreksi dengan mengurangi konduktifitas dikarenakan ion-ion hidrogen seperti terlihat di bawah dan data dilaporkan sebagai L25 , H+ dikoreksi.
•
pH H+ (ìmhos/cm pada 25°C) 3.0 350.0 3.1 278.0 3.2 220.3 3.3 175.5 3.4 139.3 3.5 110.7 3.6 87.9 3.7 69.8 3.8 55.5 3.9 44.0 4.0 35.0 4.1 27.8 4.2 22.1 4.3 17.5 4.4 13.9 4.5 11.1 4.6 8.8 4.7 7.0 4.8 5.6 4.9 4.4 5.0 3.6 5.1 2.8 Untuk sampel-sampel yang akan ditambahkan dengan 80 ml air bebas ion yang disuling konduktifitas dikoreksi terhadap 20 ml air dengan mengalikan konduktifitas pada 80 ml dengan faktor 2.4.
53
4.2.12
pH Bahan-bahan Gambut ASTM D2976-71 (reapproved 1990) menjelaskan prosedur-prosedur untuk mengukur pH (derajat keasaman dan kebasaan) suatu sampel gambut yang dikeringkan dengan udara yang mengapung pada air suling bebas karbon dioksida dan larutan kalsium klorida. Nilai-nilai yang diperoleh pada larutan kalsium klorida biasanya sekitar 0,5 sampai 0,8 satuan pH unit lebih rendah dari pengukuran yang dilakukan di air. pH meter dikalilbrasi menggunakan asam potassium phthalate dan larutan penyangga fosfat yang disiapkan seperti yang dijelaskan pada metode tersebut. Prosedur untuk menyiapkan suatu larutan biasa kalsium klorida dan larutan kalsium klorida yang digunakan pada tes juga dijela skan. Seperti didiskusikan pada Bagian 4.2.11, pH pada air gambut bisa juga ditentukan pada supernatant setelah tes konduktifitas.
4.2.13
pH Tanah Metode tes yang dijelaskan pada ASTM D4972-89 mencakup pengukuran pH tanah untuk keperluan selain untuk pengujian korosi. Pengukuran dilakukan pada tanah yang mengapung pada air suling dan pada larutan kalsium klorida. Pengukuran pada kedua cairan tersebut diperlukan untuk mendefinisikan pH tanah secara lengkap; pengukuran yang dilakukan pada larutan kalsium klorida bia sanya lebih rendah dibandingkan yang pada air. Pengukuran yang dilakukan pada tanah yang dikeringkan dengan udara yang lolos saringan No. 10 (2.0 mm). Pengukuran pH dilakukan dengan pH meter atau kertas yang sensitif terhadap pH; kertas yang sensitif terhadap pH menghasilkan pengukuran yang kurang akurat dan hanya digunakan untuk suatu perkiraan kasar pH tanah. Rincian diberikan pada persiapan larutan-larutan asam potassium phthalate dan penyangga fosfat di mana pH meter dikalibrasi. Persiapan larutan biasa kalsium klorida dan larutan kalsium klorida yang digunakan pada tes juga dijelaskan.
4.2.14
Kadar Karbonat Dua metode untuk penentuan kadar karbonat tanah diberikan pada Klausa 6, BS 1377: Part 3 : 1990. Kedua metode tersebut bergantung pada reaksi asam karbonat dan hidroklorik, yang membebaskan karbon dioksida. Metode pertama melibatkan tes titration yang cepat yang cocok untuk tanahtanah yang karbonatnya melebihi 10% (m/m) dan di mana akurasi sekitar 1% dianggap cukup. Pada metode ini spesimen tanah diperlakukan dengan asam hidroklorik yang jumlahnya diketahui sampai akhir. Jumlah kelebihan asam ditentukan dengan titration terhadap sodium hidroksida. Hasilnya dihitung dalam bentuk proporsi ekuivalen karbon dioksida.
54
Metode kedua menggunakan metode gravimetrik yang diterangkan untuk beton yang mengeras pada BS 1881 : Part 124. Pada metode ini, karbon dioksida berubah pada saat tanah yang diperlakukan dengan asam hidroklorik dilewati melalui suatu penghisap butiran yang memungkinkan massa karbon dioksida ditentukan secara gravimetrik. Persiapan awal spesimen contoh sama untuk kedua metode tersebut. Metode-metode lainnya yang digunakan untuk menentukan kadar karbonat disarikan oleh Lechowicz et al. (1996) dan dijelaskan secara detail pada Swedish Geotechnical Institute Report No. 27E (Larsson et al, 1987). Seperti yang didiskusikan pada Bagian 4.2.7.3 kadar karbonat mempengaruhi hasil-hasil metode kehilangan akibat pembakaran untuk menentukan kadar bahan organik.
4.2.15
Kadar Klorida Tes-tes untuk menentukan kandungan garam klorida pada tanah yang dapat larut dalam air atau asam dijelaskan pada Klausa 7, BS 1377 ; Part 3 : 1990. Untuk penentuan klorida yang dapat larut dalam air, klorida disarikan dari sampel tanah yang kering dengan melarutkannya pada suatu massa air yang banyaknya dua kali massa sampel; hasilnya dinyatakan sebagai kadar ion klorida (persentase terhadap massa kering tanah). Metode ekstraksi air hanya berlaku untuk tanah-tanah yang kadar kloridanya berasal dari kontak yang baru terjadi dengan, atau perendaman dalam, air garam; metode ekstraksi asam bisa digunakan untuk penentuan kadar klorida air dari daerah-daerah padang pasir atau di mana asal klorida tidak dapat ditentukan. Suatu prosedur dijelaskan untuk membuat suatu pengujian secara kualitatif mengenai kehadiran klorida. Jika hasilnya negatif, analisis kuantitatif tidak perlu dilaksanakan. Serangan klorida pada baja, termasuk tulangan baja pada beton, jika mereka ada di dalam tanah, dan konsentrasinya diketahui, tindakan-tindakan preventif yang sesuai bisa diambil.
4.2.16
Kadar Sulfat Dengan beberapa perkecualian yang jarang, semua sulfat yang alami terjadi bisa terlarutkan dalam asam. Sodium sulfat dan magnesium sulfat juga dapat terlarutkan dalam air kecuali kalsium sulfat, garam sulfat yang paling sering dijumpai, memiliki kemampuan larut dalam air yang rendah. Beton dan bahanbahan yang diperlakukan dengan semen bisa terkena serangan oleh sulfat, terutama sodium dan magnesium sulfat. Oleh karenanya penting untuk menentukan jenis dan konsentrasi sulfat dalam tanah dan air tanah.
55
Klausa 5, BS 1377 : Part 3 : 1990 menjelaskan prosedur-prosedur untuk menentukan kadar sulfat tanah dan air tanah. Prosedur-prosedur tes dijelaskan untuk: • Kadar sulfat tanah yang larut dalam asam (juga disebut sebagai kadar sulfat total) di mana ekstrak asam dipersiapkan terlebih dahulu. •
Kadar sulfat tanah yang larut dalam air di mana ekstrak air dipersiapkan terlebih dahulu.
•
Sulfat yang larut dalam air tanah.
•
Dua metode analisis dijelaskan:
•
Metode gravimetrik untuk ekstrak asam, ekstrak air dan sampel air tanah.
•
Prosedur pergantian ion untuk ekstrak air dan sampel air tanah.
Dinyatakan pada prosedur bahwa jika sulfat yang hadir dalam tanah terutama garam kalsium, kadar sulfat total tanah yang didapati pada ekstrak asamnya kemungkinan memberikan kesan yang salah dan pesimistis akan bahayanya terhadap beton atau bahan-bahan yang distabilisasi dengan semen akibat kehadiran sulfat. Pada kasus-kasus di mana keseluruhan sulfat melebihi 0,5% disarankan bahwa kadar sulfat yang dapat larut dalam air dari suatu ekstrak airtanah 2 terhadap 1 harus ditentukan. Jika kalsium sulfat adalah satu-satunya garam sulfat yang hadir kelarutannya yang rendah akan menjamin kadar sulfat ekstrak air tidak melebihi 1,2 g/L. Kadar sulfat yang melebihi nilai ini pada ekstrak air-tanah atau di dalam air tanah seperti yang didapati pada tes ini oleh karenanya menandakan kehadiran garam sulfat yang lain dan lebih berbahaya.
4.3
TES-TES KEKUATAN Tes-tes yang dilakukan di laboratorium untuk mengukur kuat geser termasuk tes baling laboratorium, tes geser langsung dan tes tekan triaksial. Tes baling bisa dianggap sebagai tes indeks kekuatan dan dijelaskan pada Bagian 4.2.5; tes-tes geser langsung dan triaksial dijelaskan pada bagian-bagian berikut ini.
4.3.1
Tes Geser Langsung Metode tes standar untuk tes geser langsung tanah dalam kondisi terkonsolidasi, terdrainase dijelaskan pada ASTM D3080-90. Metode tes tersebut diringkaskan pada standar sebagai berikut: • spesimen diletakkan pada alat geser langsung •
tegangan normal yang telah ditentukan diberikan
•
ketetapan dibuat terhadap pembasahan atau drainase spesimen tes, atau keduanya
•
spesimen dikonsolidasikan dengan suatu tegangan normal
56
•
rangka-rangka yang menahan spesimen tes kemudian dibuka dan satu rangka digerakkan secara horizontal terhadap lainnya pada suatu laju deformasi geser yang konstan
•
gaya geser dan perpindahan horizontal selagi spesimen digeser diukur.
Hal-hal berikut diambil dari penjelasan metode pengujian: • tiga atau lebih spesimen diuji, masing-masing pada beban normal yang berbeda, untuk menentukan pengaruhnya terhadap tahanan geser dan perpindahan, dan terhadap sifat-sifat kekuatan seperti selubung kekuatan Mohr •
kondisi-kondisi pengujian, termasuk termasuk normal, laju penggeseran dan lingkungan kelembaban, dipilih yang mewakili kondisi lapangan yang sedang diselidiki
•
diameter spesimen minimum untuk spesimen bundar, atau lebar untuk spesimen bujur sangkar, dan ketebalan spesimen awal minimum ditentukan; rasio minimum diameter spesimen terhadap tebal atau lebar terhadap ketebalan ditentukan sebagai 2:1
•
keruntuhan sering diambil berkaitan dengan tegangan geser maksimum yang dicapai atau tegangan geser pada 15 sampai 20 persen perpindahan lateral relatif
•
Spesimen dikonsolidasikan pada beban normal yang diinginkan yang bisa diberikan pada satu atau lebih kenaikan. Pemberian beban pada satu kenaikan cocok untuk tanah-tanah yang relatif keras; untuk tanah yang relatif lunak pemberian beban normal pada beberapa kenaikan mungkin diperlukan untuk mencegah kerusakan pada spesimen
•
Untuk semua kenaikan beban, akhir dari konsolidasi primer harus diperiksa sebelum melanjutkan tes (lihat ASTM D2435-90); perpindahan normal diplot terhadap terhadap kalau tidak log waktu atau akar kuadrat waktu dalam menit
•
Setelah konsolidasi primer dicapai, spesimen digeser pada laju perpindahan yang bergantung pada karakteristik konsolidasi tanah. Laju perpindahan harus sedemikian rupa sehingga tak ada tekanan air pori ekses pada saat keruntuhan
•
Perkiraan laju perpindahan yang cocok diperoleh sebagai berikut: Perkirakan waktu minimum yang diperlukan dari awal tes sampai keruntuhan, (dalam menit), berdasarkan hubungan: tf = 50t50 di mana: t50 = waktu yang diperlukan spesimen untuk mencapai 50 persen konsolidasi akibat tegangan normal yang ditentukan (atau kenaikan daripadanya) dalam menit.
57
tentukan laju perpindahan dari hubungan: d r = d f/tf di mana d r = laju perpindahan, mm/menit. d f = perkiraan perpindahan horizontal pada saat keruntuhan, mm. Sebagai petunjuk, nilai d f = 12 mm disarankan untuk digunakan jika bahan tersebut tanah berbutir halus yang terkonsolidasi normal atau ringan; kalau tidak gunakan d f = 5 mm •
Beberapa tanah seperti pasir padat dan lempung terkonsolidasi lebih kemungkinan tidak menampakan kurva perpindahan normal terhadap waktu yang jelas. Saran-saran diberikan berkenaan dengan pemilihan nilai tf yang sesuai untuk tanah-tanah ini. Suatu metode untuk menentukan nilai tf untuk tanah yang mengembang juga diberikan
•
Bidang keruntuhan spesimen tanah kohesif harus dipotret, disketsa atau dijelaskan secara tertulis.
Penerapan Hasil-hasil tes bisa diterapkan untuk menilai kekuatan pada situasi lapangan di mana konsolidasi telah selesai akibat tegangan normal yang ada. Hasil-hasil dari beberapa tes bisa digunakan untuk menyatakan hubungan antara tegangan konsolidasi dan kuat geser terdrainase. Kuat geser yang didapat dari tes geser langsung bisa langsung digunakan untuk perhitungan stabilitas dan berlaku terutama untuk bagian tengah bidang keruntuhan yang kurang lebih horizontal. Meskipun begitu, pada tes, keruntuhan mungkin tidak terjadi pada bidang yang paling lemah karena keruntuhan dipaksa untuk terjadi pada atau mendekati bidang horizontal pada tengah spesimen. Juga, sementara laju perpindahan yang lambat menghasilkan disipasi tekanan air pori ekses, dia juga menyebabkan aliran plastik tanah kohesif lunak.
4.3.2
Tes-tes Kompresi Triaksial Pada tes kompresi triaksial konvensional, suatu spesimen silinder yang dibungkus dengan membran karet dan diletakkan pada suatu sel triaksial di mana dia dikenakan tekanan fluida. Suatu beban kemudian diberikan mengikuti sumbu spesimen, menaikan tegangan sumbu sampai keruntuhan terjadi. Pada kondisi-kondisi tersebut, tegangan-tegangan minor dan pertengahan, masingmasing s3 dan s 2 , sama dengan tekanan fluida; tegangan utama mayor, s1 , disediakan oleh baik tekanan fluida dan tegangan aksial yang diberikan oleh piston beban. Tegangan deviator atau perbedaan tegangan utama adalah (s1 -s 3 ) yaitu perbedaan antara tegangan-tegangan utama mayor dan minor.
58
Segi-segi utama suatu sel triaksial pada umumnya diperlihatkan pada Gambar 4-9.
Gambar 4-9 Ciri-ciri Penting Suatu Sel Triaksial pada Umumnya
Kondisi-kondisi drainase selama pemberian tekanan sel dan beban aksial, masing-masing, menjadi dasar klasifiksasi umum tes kompresi triaksial sebagai berikut: • Tak terkonsolidasi dan tak terdrainase (UU). Pada tes ini, suatu tekanan sel diberikan pada spesimen tes dan tegangan deviator atau penggeseran diberikan segera setelah tekanan sel stabil. Drainase tidak diizinkan selama pemberian tekanan sel (tegangan keliling) dan drainase tidak diizinkan selama pemberian tegangan deviator •
Terkonsolidasi-tak terdrainase (CU). Pada tes ini, drainase diizinkan selama pemberian tegangan keliling dan spesimen sepenuhnyan terkonsolidasi di bawah tegangan ini. Drainase tidak diizinkan selama pemberian tegangan deviator
•
Terkonsolidasi-terdrainase (CD). Pada tes ini, drainase diizinkan baik selama pemberian tegangan keliling dan tegangan deviator sehingga spesimen sepenuhnya terkonsolidasi di bawah tegangan keliling dan tekanan pori ekses tidak terbentuk selama penggeseran.
59
4.3.2.1
Tes Tak Terkonsolidasi-Tak Terdrainase (UU) ASTM D2850-87 menjelaskan suatu metode standar untuk menentukan kuat tekan tak terkonsolidasi, tak terdrainase tanah kohesif pada kompresi triaksial. Hal-hal berikut berkenaan dengan metode tes dibuat: • suatu prosedur untuk mendapatkan pengukuran tekanan pori tidak dimasukkan •
keruntuhan didefinisikan sebagai tegangan pada spesimen berkaitan dengan tegangan deviator maksimum yang dicapai atau tegangan deviator pada regangan aksial 15%, tergantung yang mana tercapai terlebih dahulu selama pengetesan
•
Jika spesimen tes sepenuhnya jenuh, selubung keruntuhan Mohr biasanya akan berupa garis lurus horizontal sepanjang keseluruhan tegangan keliling yang bekerja pada spesimen; pada kasus tanah-tanah yang jenuh sebagian, selubung keruntuhan Mohr failure biasanya melengkung
•
Beban diberikan sedemikian rupa sehingga menghasilkan regangan aksial pada suatu laju sekitar 1% per menit untuk bahan-bahan plastik, dan 0,3% per menit untuk bahan-bahan getas yang mencapai tegangan deviator maksimum pada sekitar 3 sampai 6 % regangan. Pembebanan dilanjutkan sampai mencapai 15% regangan aksial tetapi bisa dihentikan jika tegangan deviator telah mencapai puncak dan kemudian turun 20%, atau regangan aksial telah mencapai 5% di luar regangan di mana tegangan deviator puncak terjadi
•
Beban yang cukup dan pembacaan deformasi harus diambil untuk mendefinisikan kurva tegangan-regangan
•
Suatu sketsa atau foto harus dibuat berisi spesimen tes pada saat keruntuhan, memperlihatkan sudut kemiringan bidang keruntuhan jika sudut terlihat dan dapat diukur.
Suatu selubung keruntuhan Mohr yang tidak horizontal pada suatu lempung lunak kemungkinan pertanda bahwa sampel tidak sepenuhnya jenuh. Hal ini harus disebutkan pada lembar pengujian dan jika suatu nilai f didapati hasil tersebut harus disertai dengan suatu catatan berisi peringatan.
Penerapan Kekuatan triaksial yang didapat pada kondisi-kondisi tak terkonsolidasi tak terdrainase berlaku untuk situasi-situasi desain di mana pembebanan sangat cepat sehingga tidak cukup waktu untuk tekanan air pori yang terbentuk untuk berdisipasi dan untuk konsolidasi terjadi (artinya drainase tidak terjadi). Kekuatan triaksial yang diukur pada kondisi-kondisi UU digunakan untuk menentukan kekuatan pada akhir konstruksi. Konstruksi timbunan pada deposit lempung merupakan suatu contoh situasi di mana kuat geser tak terdrainase in situ akan menentukan stabilitas.
60
Perlu dicatat bahwa kuat geser tak terdrainase ôf, tegangan geser pada bidang keruntuhan pada saat keruntuhan diambil sebagai setengah kuat tekan tak terdrainase (s1 -s3 ) yaitu
ôf =
4.3.2.2
ó 1 − ó3 2
Tes Terkonsolidasi-Tak Terdrainase (CU) Suatu metode standar untuk melaksanakan tes kompresi triaksial terkonsolidasitak terdrainase pada tanah-tanah kohesif dijelaskan pada ASTM D4767-88. Halhal berikut dibuat berkenaan dengan penjelasan metode tes: • spesimen yang dikonsolidasikan secara isotropis digeser tak terdrainase pada kompresi dengan laju deformasi aksial yang konstan (kontrol regangan) •
metode tersebut menyediakan perhitungan tegangan total dan efektif pada, dan kompresi aksial spesimen tes melalui pengukuran beban aksial, deformasi aksial dan tekanan air pori
•
kekuatan dan sifat-sifat deformasi tanah-tanah kohesif, seperti selubung kekuatan Mohr dan modulus Young, bisa ditentukan dari data tes
•
tiga spesimen biasanya diuji pada tegangan konsolidasi efektif yang berbeda untuk membuat suatu selubung kekuatan
•
keruntuhan sering diambil berkaitan dengan tegangan deviator maksimum yang dicapai atau tegangan deviator yang dicapai pada 15% regangan aksial, tergantung yang mana dulu tercapai pada tes. Bergantung pada perilaku tanah dan aplikasi lapangan, kriteria keruntuhan lainnya bisa didefinisikan seperti rasio tegangan utama efektif s'1 /s'3 , atau tegangan deviator pada regangan aksial yang dipilih selain 15%
•
tekanan air pori bisa diukur menggunakan kalau tidak transducer tekanan elektronik yang sangat kaku atau suatu alat yang menandakan nol
•
komponen-komponen konsolidasi dan penggeseran dari tes harus dilakukan pada suatu lingkungan di mana fluktuasi suhu kurang dari ±4°C dan tidak ada kontak langsung dengan cahaya matahari
•
penjenuhan dicapai dengan memberikan tekanan balik pada air pori spesimen untuk membuat udara pada rongga pori menjadi larutan pada air pori. Derajat penjenuhan diukur menggunakan parameter tekanan pori B yang didefinisikan sebagai: B = Äu/Äs3 di mana: Äu = perubahan tekanan pori spesimen yang terjadi sebagai akibat perubahan tekanan sel pada saat katup drainase spesimen tertutup dan
61
•
Äs3 = perubahan tekanan sel selama konsolidasi, data-data didapat untuk penggunaan pada penentuan kapan konsolidasi selesai dan untuk menghitung laju regangan yang akan digunakan untuk komponen penggeseran tes
•
Konsolidasi dibiarkan berlanjut selama sekurang-kurangnya satu seri log waktu atau satu periode semalam setelah 100% konsolidasi primer dicapai, seperti yang ditentukan oleh salah satu prosedur yang dijelaskan di ASTM D2435-90; waktu untuk 50% konsolidasi primer, t50 , ditentukan oleh salah satu prosedur yang dijelaskan di ASTM D2435-90
•
Jika keruntuhan diasumsikan terjadi setelah 4% regangan aksial, laju regangan yang sesuai bisa diperoleh dengan membagi 4% terhadap 10 kali nilai t50 ; jika diperkirakan keruntuhan akan terjadi pada nilai regangan yang lebih rendah dari 4%, laju regangan yang sesuai didapat dengan membagi regangan pada saat keruntuhan dengan 10 kali nilai t50
•
Suatu sketsa atau foto harus dibuat mengenai spesimen yang runtuh yang memperlihatkan cara keruntuhan (bidang geser, penonjolan, dan sebagainya).
Penerapan Kuat geser pada tes ini diukur pada kondisi-kondisi tak terdrainase dan bisa diterapkan untuk kondisi lapangan di mana (i) tanah-tanah yang telah sepenuhnya dikonsolidasikan pada satu rangkaian tegangan diberi suatu perubahan tegangan tanpa kesempatan konsolidasi lebih lanjut terjadi dan (ii) kondisi-kondisi tegangan lapangan mirip dengan yang di tes. Karena pengukuran tekanan air pori dilakukan, kuat geser bisa dinyatakan dalam bentuk tegangan efektif dan bisa diterapkan untuk kondisi-kondisi lapangan di mana (i) drainase sempurna bisa terjadi atau (ii) di mana tekanan pori yang timbul akibat pembebanan bisa diperkirakan dan (iii) di mana kondisi-kondisi tegangan lapangan mirip dengan yang di lapangan. Kuat geser yang didapat dari tes, dinyatakan dalam bentuk tegangan-tegangan total atau efektif, biasanya digunakan pada analisis stabilitas timbunan.
4.3.2.3
Tes Terkonsolidasi-Terdrainase (CD) Tahap-tahap penjenuhan, konsolidasi dan kompresi dari sebuah tes kompresi triaksial terkonsolidasi terdrainase dengan pengukuran perubahan volume dijelaskan pada Klausa 5,6 dan 8, masing-masing pada BS 1377: Part 8 : 1990. Untuk kemudahan perujukan, klausa-klausa tersebut dicantumkan di sini pada Appendiks B. Persiapan contoh tak terganggu untuk pengujian dijelaskan pada Appendiks C.
Tahap Penjenuhan Dua prosedur penjenuhan dijelaskan:
62
•
Penjenuhan dengan memberikan kenaikan tekanan sel dan tekanan balik secara bergantian. Tahap-tahap kenaikan tekanan sel dilaksanakan tanpa membiarkan drainase masuk atau keluar spesimen, yang memungkinkan nilai-nilai koefisien tekanan pori B untuk ditentukan pada masing-masing tingkatan tekanan total
•
Penjenuhan dengan hanya menaikkan tekanan sel; air tidak diizinkan untuk masuk atau keluar spesimen selama prosedur ini sehingga diberi nama "penjenuhan pada kadar air yang konstan".
Pada prosedur pertama spesimen dianggap jenuh jika tekanan pori tetap stabil setelah 12 jam, atau semalam, dan nilai B sama dengan atau lebih besar dari 0,95. Pada prosedur kedua, spesimen dianggap jenuh jika salah satu kriteria ini dipenuhi. Tahap Konsolidasi Tahap konsolidasi berlangsung segera setelah tahap penjenuhan dan memakai alat yang sama. Tujuan dari tahap ini adalah untuk membuat spesimen berada dalam keadaan tegangan efektif yang dibutuhkan untuk melaksanakan tes kompresi. Data dari tahap konsolidasi digunakan untuk: • Memperkirakan laju regangan yang cocok untuk diterapkan selama tes kompresi •
Menentukan kapan konsolidasi selesai
•
Menghitung dimensi spesimen pada permulaan tahap kompresi.
Konsolidasi spesimen dilanjutkan sampai tidak ada lagi perubahan volume yang signifikan dan sampai derajat konsolidasi U, seperti didefinisikan dalam prosedur, sama dengan atau lebih besar dari 95%. Suatu grafik perubahan volume yang terukur terhadap akar kuadrat waktu diplot dan suatu metode penentuan t100 dari grafik dijelaskan; t100 digunakan untuk memperkirakan waktu pengujian yang siginifikan (dalam menit) pada tes kompresi dan sebab itu laju perpindahan aksial. Formula-formula disajikan untuk menghitung koefisien konsolidasi cv (m²/tahun), dan koefisien kompresibilitas volume mv (m²/MN) untuk konsolidasi isotropik. Faktor-faktor yang akan digunakan waktu menghitung cv , dan waktu pengujian yang signifikan pada tes kompresi, diberikan pada sebuah tabel sebagai fungsi kondisi drainase selama konsolidasi. Tahap Kompresi Selama kompresi, drainase bebas air pori dari spesimen diizinkan. Volume cairan pori yang keluar atau masuk spesimen diukur melalui indikator perubahan volume pada garis tekanan balik dan sama dengan perubahan volume
63
spesimen selama geser; tekanan pori bisa dimonitor pada dasar alat sebagai suatu pengetesan efisiensi drainase. Tes dilaksanakan dengan cukup lamban untuk menjaga perubahan-perubahan tekanan pori akibat penggeseran dapat diabaikan. Kompresi diberi pada suatu laju perpindahan aksial (dr, dalam mm/min) sedekat mungkin terhadap, tetapi tidak melebihi yang diberikan oleh formula: dr = (åf ×Lc)/tf di mana: Lc = panjang spesimen yang terkonsolidasi, mm
åf = interval regangan yang signifikan untuk spesimen tes tf = waktu pengujian yang siginifikan, menit Nilai tf diberikan sebagai: tf = Ft100 di mana F diambil dari tabel yang disebutkan sebelumnya. Sebagai contoh, jika rasio tinggi terhadap diameter spesimen adalah 2 dan drainase selama konsolidasi adalah dari batas radial dan kedua ujung, nilai F untuk suatu tes terdrainase adalah 16. Nilai åf diperkirakan dengan mempertimbangkan hal-hal berikut: 1) jika hanya kondisi tegangan pada saat keruntuhan (seperti didefinisikan di bawah) yang signifikan, åf adalah regangan perkiraan pada saat keruntuhan akan terjadi 2) jika pembacaan-pembacaan antara yang memiliki rentang kurang lebih sama, masing-masing membutuhkan penyamaan tekanan pori, adalah signifikan, åf adalah kenaikan regangan antara masing-masing pembacaan. Kriteria untuk kondisi tegangan pada saat keruntuhan diberikan pada Klausa 1 BS 1377 : Part 8 : 1990 dan adalah sebagai berikut: • tegangan maksimum deviator, yaitu perbedaan tegangan utama maksimum, (s 1 - s3 )f. •
rasio tegangan utama efektif maksimum, s '1 /s '3 .
•
jika penggeseran berlanjut pada tekanan pori yang konstan (kondisi tak terdrainase) atau tanpa perubahan volume (kondisi terdrainase), di kedua kasus pada tegangan geser yang konstan.
Tekanan pori harus diamati secara periodik dan jika dia bervariasi terhadap nilai-nilai tekanan balik dengan lebih dari 4% tekanan keliling efektif, laju regangan harus dikurangi 50% atau lebih.
64
Sekurangnya 20 rangkaian pembacaan pengukur deformasi, alat gaya dan pengukur perubahan volume harus dilakukan agar kurva tegangan-regangan dapat didefinisikan secara jelas di sekitar keruntuhan. Tes dilanjutkan sampai kondisi-kondisi berikut telah secara jelas diidentifikasi: • tegangan deviator maksimum, atau •
deformasi geser tetap berlangsung pada volume konstan dan tegangan geser konstan.
Jika tidak satupun kondisi-kondisi keruntuhan yang diperlukan nampak, tes dihentikan pada regangan aksial 20%; pada kasus ini kuat geser tidak dilaporkan. Penerapan Hasil-hasil tes CD yang dilakukan pada tanah kohesif bisa diterapkan pada situasi-situasi di mana konstruksi akan berlangsung pada laju yang cukup lambat sehingga tidak ada tekanan pori ekses yang terjadi atau waktu yang cukup telah lewat sehingga semua tekanan pori ekses telah terdisipasi (AASHTO 1988).
4.3.3
Komentar-komentar mengenai Tes-tes Laboratorium untuk Menentukan Kuat Geser Tanah-tanah Organik dan Gambut Pada kasus tanah-tanah organik dengan permeabilitas yang rendah, penggeseran sampai runtuh pada tes triaksial bisa kadang-kadang berlangsung bermingguminggu (Lechowicz et al., 1996). Hasil-hasil tes triaksial pada gambut berserat sangat sulit untuk diinterpretasi. Serat-serat bertindak sebagai perkuatan horizontal dengan hasil bahwa keruntuhan jarang terjadi pada tes terdrainase; hanya kompresi yang besar terjadi. Pada tes-tes tak terdrainase, keruntuhan biasanya terjadi saat timbulnya tekanan pori sangat besar sehingga tegangan tarik terjadi dan sampel retak. Perilaku ini sangat berbeda dengan bahan-bahan berbutir dan lempung dan memerlukan interpretasi yang berbeda (Lechowicz et al., 1996). Sehubungan dengan penentuan kuat geser di laboratorium, McGown dan Jarrett (1997b) mempertimbangkan dua kategori luas tanah-tanah organik dan gambut: Bahan-bahan kategori A memiliki kadar organik yang rendah atau dengan kadar organik yang terurai dengan baik (amorphous); Bahan-bahan kategori B memiliki kadar organik yang tinggi dan pembusukan yang rendah. Pada kasus bahan-bahan kategori B, kehadiran serat akan mengontrol atau sangat mempengaruhi perilaku. Sumber yang disarikan langsung dari McGown dan Jarret (1997b) diberikan di bawah.
65
Pada kategori pertama (A), bahan-bahan akan memiliki permeabilitas yang relatif rendah, tetap akan agak sangat mudah terkompresi berdasarkan standarstandar pada umumnya dan memiliki kuat geser yang relatif rendah jika terkonsolidasi normal. Desain dan analisis mungkin bisa dicoba menggunakan metode-metode untuk "tanah inorganik normal". Stabilitas awal bisa dihitung sebagai tak terdrainase, umumnya menggunakan parameter-parameter dari testes baling, penetrometer atau triaksial. Perilaku jangka panjang akan menggunakan parameter-parameter tegangan efektif yang bisa diperoleh dari tes triaksial. Untuk kategori kedua (B), bahan berserat, gambaran yang lebih kompleks terlihat. Bahan-bahan ini cenderung memiliki permeabilitas yang tinggi sampai kompresi yang signifikan terjadi. Karena permeabilitas yang tinggi, kondisi tak terdrainase tidak bia sanya terjadi di lapangan, baik di bawah timbunan atau selama percobaan-percobaan pengujian kuat geser in situ. Oleh karena itu metode-metode stabilitas awal yang terdrainase tak berlaku. Skenario kekuatan lebih lanjut diperumit dengan efek perkuatan dari serat-serat. Tes-tes kompresi triaksial terkonsolidasi-terdrainase dari bahan-bahan ini biasanya menghasilkan kompresi yang sangat besar namun tanpa keruntuhan geser bahkan pada regangan 40 sampai 50 persen. Dengan drainase yang diizinkan, sampel-sampel menyerupai papan serat yang terkompresi setelah pengujian. Landva dan La Rochelle memberikan suatu diskusi yang rinci berkenaan dengan efek serat pada kebanyakan tes-tes kekuatan tanah "standar". Mereka menyimpulkan bahwa untuk bahan-bahan berserat nampaknya semua tes-tes tersebut tidak dapat diterapkan untuk mencari parameter-parameter kuat geser untuk desain geoteknik. Mereka berpendapat bahwa tes geser cincin akan memberikan estimasi parameter-parameter kuat geser yang paling baik. Namun sejauh penilaian tertentu, hal ini tidak penting karena timbunan-timbunan pada bahan-bahan ini cenderung tidak runtuh karena kurangnya stabilitas geser tetapi lebih karena kompresi yang berlebihan dan penurunan. Pengujian triaksial meskipun begitu tetap penting karena hasil-hasil tegangan-regangan dibutuhkan untuk meneliti deformasi dan kompresi geser tetapi tidak selubung keruntuhan. Karena regangan yang besar tanpa keruntuhan pada gambutgambut berserat, beberapa peneliti mendapatkan selubung kekuatan berdasarkan pada tegangan-tegangan pada nilai regangan yang sembarang, contohnya 20% atau 25%. Pendekatan ini tidak tepat dan rancu. Baru-baru ini penggunaan tes Geser Murni untuk mendapatkan baik selubung keruntuhan dan parameter-parameter deformasi tegangan baik bahan-bahan berserat dan bahan-bahan amorphous teruraikan. Rowe dan Myleville menampilkan analisis suatu catatan kasus di mana selubung keruntuhan dan perilaku tegangan regangan untuk baik lanau organik, (Kategeori A) dan untuk gambut berserat, (Kategori B) diperoleh menggunakan alat geser murni. Informasi tes yang dihasilkan digunakan untuk menyediakan input terhadap suatu analisis elemen hingga. Penelitian yang disebutkan pada sari di atas sepenuhnya dirujuk pada McGown dan Jarrett (1997b).
66
4.4
TES KONSOLIDASI Jika suatu beban diberikan pada suatu deposit lempung jenuh ada tiga jenis penurunan: • penurunan awal. •
penurunan konsolidasi.
•
kompresi sekunder (konsolidasi).
Penurunan konsolidasi terjadi sebagai akibat perubahan volume yang berkaitan dengan disipasi tekanan pori ekses; kompresi sekunder melibatkan perubahan volume pada tegangan efektif konstan yaitu setelah disipasi tekanan pori ekses selesai. Tes laboratorium yang biasanya digunakan untuk mengevaluasi penurunan konsolidasi dan kompresi sekunder adalah tes konsolidasi satu dimensi atau tes oedometer. Tes ini dijelaskan pada Bagian 4.4.1 di bawah. Suatu prosedur untuk menentukan sifat-sifat konsolidasi menggunakan sel hidrolik dijelaskan pada Bagian 4.4.2.
4.4.1
Tes Konsolidasi Satu Dimensi ASTM D2435-90 menjelaskan suatu metode tes standar untuk menentukan besar dan laju konsolidasi tanah saat dia ditahan secara lateral dan didrainase secara aksial sementara diberi beban tegangan terkontrol secara bertahap. ASTM D4186-89 menjelaskan beberapa prosedur untuk menentukan sifat-sifat tanah tersebut saat pembebanan regangan terkontrol digunakan. ASTM D2435-90 menyediakan dua metode tes sebagai berikut: Metode Tes A: tes dilaksanakan dengan suatu tambahan beban konstan selama 24 jam atau kelipatannya. Bacaan waktu-deformasi diperlukan sekurangkurangnya dua tambahan beban, termasuk sedikitnya satu tambahan setelah tekanan prakonsolidasi telah dilewati. Metode Tes B: bacaan-bacaan waktu-deformasi diperlukan untuk semua tambahan beban. Tambahan beban secara bergantian diberikan setela h 100% konsolidasi primer dicapai atau pada tambahan waktu konstan seperti dijelaskan pada Metode Tes A. Urutan pembebanan standar menerapkan suatu rasio tambahan beban (LIR) satu (artinya tekanan yang diberikan pada tahap manapun dua kali tahap sebelumnya pada urutan) untuk mendapatkan nilai-nilai sekitar 12, 25, 50, 100 kPa dan seterusnya. (Saat konsolidometer diletakkan pada alat pembebanan suatu tekanan dudukan sebesar 5 kPa diberikan). Rangkaian pantulan pelepasan beban standar dilakukan dengan membagi dua besarnya tekanan pada tanah yaitu tambahan yang sama seperti diterangkan di atas tetapi dengan urutan yang terbalik. Jika diinginkan, masing-masing beban bergantian pada urutan pelepasan beban bisa seperempat besarnya beban sebelumnya.
67
Sifat-sifat waktu-deformasi: untuk tambahan-tambahan beban di mana bacaan waktu-deformasi diperoleh, dua prosedur alternatif disediakan untuk menyajikan data, menentukan akhir konsolidasi primer dan menghitung laju konsolidasi. Pada satu prosedur, deformasi diplot terhadap log waktu, pada lainnya terhadap akar kuadrat waktu. Nilai-nilai yang sesuai dengan prosedur yang digunakan dimasukkan ke dalam suatu persamaan untuk menghitung koefisien konsolidasi cv untuk masing-masing tambahan beban. Koefisien kompresi sekunder die valuasi untuk masing-masing tambahan beban dan didapatkan dari deformasi versus plot log waktu. Sifat-sifat beban-deformasi: karakteristik kompresibitas diperoleh dengan memplot kompresi spesimen (dalam bentuk angka pori atau regangan) sebagai ordinat terhadap tekanan yang diberikan sebagai absis, pada suatu skala logaritmik. Tekanan prakonsolidasi (tekanan maksimum yang dialami tanah) ditentukan dari plot tersebut menggunakan Metode Casagrande. Metode tes menggunakan teori konsolidasi konvensional berdasarkan persamaan konsolidasi Terzaghi untuk menghitung koefisien konsolidasi cv . Analisis berdasarkan pada asumsi-asumsi berikut ini: • tanah jenuh dan memiliki sifat-sifat homogen. •
aliran tekanan pori arahnya vertikal.
•
kompresibilitas partikel-partikel tanah dan air pori bisa diabaikan bila dibandingkan terhadap kompresibilitas kerangka tanah.
•
hubungan tegangan-regangan linear sepanjang tambahan beban.
•
rasio permeabilitas tanah terhadap kompresibilitas tanah konstan sepanjang tambahan beban.
•
hukum Darcy untuk aliran melalui media berpori berlaku.
Rasio diameter spesimen minimum terhadap rasio tinggi adalah 2,5 tetapi untuk meminimalkan pengaruh friksi antara sisi-sisi spesimen dan cincin konsolidometer, rasio diameter terhadap tinggi yang lebih besar dari 4 lebih disukai. Gangguan contoh sangat mengurangi kualitas dari hasil-hasil tes konsolidasi; pemeriksaan yang teliti terhadap sampel penting pada saat pemilihan sampel untuk pengujian. Tes harus dilaksanakan pada suatu lingkungan di mana fluktuasi suhu kurang dari ±4°C dan tidak ada pencahayaan langsung dari sinar matahari. Penerapan Data yang diperoleh dari tes, jika dilaksanakan pada spesimen tak terganggu representatif yang berkualitas baik, memungkinkan besarnya penurunan di bawah suatu struktur untuk diestimasi. Nilai-nilai koefisien konsolidasi memungkinkan suatu indikasi laju penurunan teoritis untuk diperoleh.
68
Meskipun begitu, waktu penurunan yang diprediksi bisa lebih besar dari yang diperoleh di praktek dan harus dipandang secara berhati-hati.
4.4.1.1
Penentuan Karateristik Pengembangan dan Keruntuhan ASTM D4546-90 menjelaskan tiga metode laboratorium alternatif untuk menentukan besarnya kembang atau penurunan dari tanah kohesif yang relatif tak terganggu atau dipadatkan. Metode-metode tes bisa digunakan untuk: (i) menentukan besarnya kembang atau penurunan akibat tekanan (aksial) vertikal yang diketahui atau (ii) menentukan besarnya tekanan vertikal yang diperlukan untuk mempertahankan volume yang tidak berubah dari spesimen yang dibatasi secara lateral dan dibebani secara aksial Alat yang digunakan adalah yang dipakai untuk tes konsolidasi satu dimensi (ASTM D2435-90) yang dijelaskan pada Bagian 4.4.1 di atas. Prosedur-prosedur dijelaskan pada Klausa 4, BS 1377 : Part 5 : 1990 untuk penentuan karakteristik pengembangan dan keruntuhan tanah menggunakan alat yang sama seperti konsolidasi satu dimensi yang dijelaskan pada Klause 3 dari Standar.
4.4.2
Penentuan Sifat-sifat Konsolidasi Menggunakan Sel Hidraulik Klausa 3 BS 1377 : Part 6 : 1990 menjelaskan prosedur-prosedur untuk menentukan besar dan laju konsolidasi spesimen tanah yang memiliki permeabilitas yang relatif rendah menggunakan alat yang membebani secara hidraulik (Alat yang dikenal sebagai Rowe Cell termasuk jenis ini). Spesimen berbentuk silinder, dibatasi secara lateral dan diberi tekanan aksial vertikal secara hidraulik. Diameter spesimen biasanya berkisar antara 75 mm sampai 254 mm, dan spesimen bisa dianggap lebih representatif dibandingkan dengan yang digunakan pada konsolidometer standar. Berbagai pilihan drainase tersedia: • drainase vertikal hanya ke permukaan atas, dengan pengukuran tekanan pori pada tengah-tengah dasar •
drainase vertikal ke kedua permukaan atas dan dasar
•
drainase radial hanya ke arah luar keliling, dengan pengukuran tekanan pori pada tengah-tengah dasar
•
drainase radial ke arah dalam menuju suatu drainase tengah dengan pengukuran tekanan pori pada satu atau lebih titik di luar tengah.
69
Permeabilitas pada arah horizontal dan vertikal bisa ditentukan menggunakan alat yang sama, dan beberapa peralatan tambahan, seperti dijelaskan pada Klausa 4, BS 1377 : Part 6 : 1990.
4.4.3
Komentar-komentar Mengenai Tes-tes Laboratorium untuk Menentukan Karakteristik Konsolidasi Tanahtanah Organik dan Gambut Mc Gown dan Jarret (1997b) mengamati bahwa terdapat variasi pada perilaku tanah organik yang membutuhkan ketelitian saat menganalisis konsolidasi; kelonggaran harus diberikan untuk perubahan yang besar pada sifat-sifat bahan seperti permeabilitas sepanjang rentang tegangan yang relatif kecil, nonlinearitas kurva kompresi virjin dan pengaruh ketergantungan pada waktu yang besar. Meskipun begitu, seperti yang dinyatakan oleh penulis-penulis tersebut, parameter-parameter yang layak untuk konsolidasi primer bisa diperoleh dari pengujian yang cermat spesimen-spesimen yang besar; spesimen dengan diameter minimum 100 mm dan lebih baik yang 150 mm atau lebih besar dibutuhkan untuk meliputi variabilitas skala kecil. Tantangan utama menurut McGown dan Jarret adalah membedakan kompresi primer dan sekunder saat perilaku penurunan versus waktu pada tes tidak mengikuti pola yang normal untuk tanah-tanah lunak inorganik. Pada saat ini tidak ada kesepakatan mengenai metodologi umum untuk mengatasi masalah ini dan pendekatan yang disarankan oleh para penulis tersebut untuk analisis satu dimensi adalah dengan mengikuti prosedur-prosedur normal untuk mendapatkan hubungan dasar tegangan yang diberikan versus angka pori. Studi yang cermat terhadap hasil-hasil tersebut akan diperlukan untuk meneliti koefisien kompresi sekunder. Ini bisa dibantu dengan melakukan tes konsolidasi dengan satu tambahan yang besar sepanjang rentang tegangan problem. Problem yang tersisa kemudian adalah bagaimana mengkombinasikan konsolidasi primer dan sekunder.
4.5
TES-TES PERMEABILITAS Sifat-sifat tanah fundamental yang berkaitan dengan aliran cairan adalah permeabilitas. Karakteristik cairan (atau permeant) dan tanah yang mempengaruhi permeabilitas didiskusikan oleh Lambe dan Whitman (1979). Pada kasus tanah-tanah yang bisa tembus air, viskositas dan berat isi adalah satu-satunya variabel-variabel cairan yang mempengaruhi permeabilitas. Variabel lebih lanjut yang bisa memiliki pengaruh yang besar terhadap permeabilitas tanah berbutir halus yang relatif kedap air adalah polaritas cairan. Karakteristik-karakteristik tanah yang mempengaruhi permeabilitas adalah: 1) Ukuran partikel 2)
Angka pori
70
3)
Komposisi
4)
Fabric
5)
Derajat penjenuhan.
Karena karakteristik-karakteristik ini saling berhubungan, sulit untuk mengisolasikan pengaruh mereka secara terpisah. Tes-tes yang digunakan di laboratorium untuk mengukur permeabilitas termasuk: • permeameter •
permeameter tinggi tenaga jatuh
•
pengukuran langsung atau tidak langsung selama tes oedometer
•
sel konsolidasi hidraulik.
Dinyatakan dalam Lambe danWhitman (1979) bahwa penentuan permeabilitas laboratorium lebih mudah dibandingkan penentuan lapangan. Meskipun begitu, permeabilitas sangat bergantung pada fabric tanah (baik microstructure dan macrostructure) dan karena sulitnya mengambil sampel tanah yang representatif, penentuan permeabilitas lapangan sering diperlukan untuk mendapatkan petunjuk permeabilitas rata-rata yang baik. Klausa 5 BS 1377: Part: 1990 menjelaskan suatu prosedur untuk penentuan permeabilitas menggunakan permeameter tinggi tenaga konstan di mana aliran air melalui sampel adalah laminer. Volume air yang melewati tanah pada suatu waktu yang diketahui diukur, dan gradien hidraulik diukur menggunakan tabung-tabung manometer. Prosedur ini cocok untuk tanah-tanah yang memiliki koefisien permeabilitas antara 10 –2 sampai 10 –5 m/detik. Klausa 6 BS 1377: Part 6: 1990 menjelaskan suatu metode untuk mengukur koefisien permeabilitas spesimen silinder tanah pada alat triaksial yang kondisi tegangan efektif diketahui, dan diberi tekanan balik. Volume air yang melalui tanah pada waktu yang diketahui, dan gradien hidraulik yang konstan, diukur. Metode ini cocok untuk tanah-tanah yang memiliki permeabilitas rendah dan menengah. Spesimen tes biasanya memiliki diameter sekitar 100 mm dan tinggi 100 mm tetapi spesimen dengan dimensi yang berbeda dari diameter 38 mm ke atas bisa digunakan. Sebelum memulai tes, kondisi-kondisi tes berikut harus dinyatakan: • ukuran spesimen tes •
arah aliran air
•
metode penjenuhan
•
tegangan efektif pada masing-masing pengukuran permeabilitas yang akan dilaksanakan
71
•
apakah angka pori akan dihitung.
Pengaturan sel dan peralatan untuk tes permeabilitas triaksial diperlihatkan pada Figure 10 BS 1377: Part 6: 1990. Suatu metode penentuan permeabilitas pada sel konsolidasi hidraulik dijelaskan pada Klausa 4, BS 1377: Part 6: 1990. Metode tersebut mencakup pengukuran koefisien permeabilitas dari spesimen tanah yang dibatasi secara lateral dengan tegangan efektif vertikal yang diketahui, dan diberi tekanan balik. Volume air yang melewati tanah pada suatu waktu yang diketahui, dan dengan suatu gradien hidraulik konstan, diukur. Arah aliran bisa kalau tidak vertikal (paralel terhadap sumbu spesimen) atau horizontal (ke arah luar atau dalam secara radial). Metode ini cocok untuk tanah-tanah dengan permeabilitas rendah dan menengah.
4.6
SPESIFIKASI PROGRAM PENGUJIAN LABORATORIUM DAN PARAMETER-PARAMETER TES LABORATORIUM Insinyur geoteknik harus menetapkan tes yang akan dilaksanakan pada sampel yang diambil dari masing-masing lubang bor dan, bila perlu, kondisi-kondisi tegangan dan kelembaban yang akan digunakan pada saat pelaksanaan tes. Dia harus memberikan kepada manajer laboratorium program tes tertulis yang detail yang akan dilaksanakan dan suatu komentar mengenai parameter-parameter tes yang akan digunakan. Contoh-contoh format yang disarankan untuk merinci program tes dan komentarnya diberikan di bawah. Jadwal pengujian umum disertakan pada Bagian 3.
4.6.1
Program Pengujian Laboratorium Proyek Petunjuk Indon-GMC di Institute of Road Engineering (IRE) Bandung yang terutama merupakan proyek penelitian dan penyelidikan lapangan dan laboratorium didesain dengan tujuan karakterisasi tanah lunak dan gambut pada tempat-tempat yang representatif di Indonesia. Tempat-tempat yang diteliti termasuk tempat 'tanah lunak' di Bandung yang berdekatan dengan jalan tol Padalarang-Cileunyi (Panci) dan tempat 'gambut' di Pulang Pisau Kalimantan Tengah. Program pengujian laboratorium yang dikembangkan, instruksi yang diberikan kepada tim lapangan dan parameter-parameter tes laboratorium yang dispesifikasikan menggambarkan pendekatan yang penyelidikan lapangan yang terintegrasi. Instruksi rinci yang diberikan kepada pekerja -pekerja pengeboran pada tempat Panci diperlihatkan pada Gambar 4-10. Program pengujian laboratorium yang dikembangkan untuk Lubang Bor 103 dan 105 Panci diperlihatkan pada
72
Gambar 4-11 dan 4-12, masing-masing; program-program tes yang dikembangkan untuk sampel yang diambil dari Lubang Bor 201 dan 203 di tempat 'gambut' Pulang Pisau diperlihatkan, secara bergantian, pada Gambar 4-13 dan 4-14.
4.6.2
Parameter-parameter Tes Laboratorium Gambar 4-15 dan 4-16, secara bergantian, memperlihatkan parameter-parameter tes yang digunakan saat menerapkan program tes yang ditetapkan untuk Lubang Bor 103 dan 105 Panci (Gambar 4-11 dan 4-12); parameter-parameter tes diberikan pada Gambar 4-17 dan 4-18 secara bergantian untuk programprogram tes yang dikembangkan untuk Lubang Bor 201 dan 203 Pulang Pisau (Gambar 4-13 dan 4-14). Instruksi-instruksi yang diberikan kepada tim-tim lapangan dan laboratorium untuk penyelidikan Panci dan Pulang Pisau komprehensif dan jelas. Tes-tes yang akan dilaksanakan pada masing-masing sampel dari masing-masing lubang bor ditentukan, seperti halnya parameter-parameter tes. Rujukan dibuat terhadap standar-standar yang sesuai karena penting untuk melakukan tes-tes. Tidak semua dari tes yang diperlihatkan pada program tes mungkin diperlukan untuk suatu penyelidikan tertentu. Meskipun begitu, apapun ruang lingkup pekerjaan, tingkat detail yang sama diperlukan saat menetapkan parameterparameter tes dan prosedur-prosedur.
73
PROYEK PANDUAN INDON-GMC No. LOKASI Kedalaman (m)
102
1001 103
LOKASI
Bandung
104
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
DETIL INSTRUKSI PEMBORAN = Sampel yang diambil dengan Piston PENGAMBILAN SAMPEL TAK TERGANGGU DENGAN PISTON HINGGA KEDALAMAN 15 m di 102, 103, 104 102 DIBOR HINGGA DASAR SEDIMEN LUNAK DARI 15m DENGAN PENGAMBILAN SAMPEL TERGANGGU Lubang Bor yang lain: a. Kuat Geser Baling-baling NGI max hingga 15m di BH 105 b. Kuat Geser Baling-baling FARNELL max hingga 15 m di BH 106 c. Sondir max hingga 15m di BH 107
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 DST Gambar 4-10 Lembar Instruksi Sampel Lubang Bor Tipikal
74
NO. SAMPEL
KEDALAMAN m
PS 1 PS 2 PS 3 PS 4 PS 5 PS 6 PS 7 PS 8 PS 9 PS 10 PS 11 PS 12 PS 13 PS 14 PS 15 PS 16
PANJANG SAMPEL cm
0.4 0.4 0.44 0.33 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.42 0.38 0.4 0.41 0.41 0.4
PENGUJIAN TRIAKSIAL UU
CU
GESER LANGSUNG
CD
Xd
UJI BALINGBALING
X X X X X Xd Xd X X X X X X X X X
Xd Xd Xd X
X X X
X X X X X
X X
KONSOLIDASI
KLASIFIKASI
VERTIKAL
HORISONTAL
Xd Xd Xd Xd Xd X X X X X X X X X X X
Xd Xd Xd Xd X X X X X X
X X X X
Xd Xd Xd Xd Xd Xd Xd Xd X X X X X X X X
Klasifikasi terdiri dari keseluruhan pengujian yang sesuai : * Batas-batas Atterberg * Distribusi Ukuran Partikel * Loss on Ignition * pH * Pengujian-pengujian Kimia, - Kadar Garam, Kadar Karbonat, Kadar Sulfat, Kadar Organik
Gambar 4-11 Program Pengujian Laboratorium BH 103 Panci NO. SAMPEL
PS 1 PS 2 PS 3 PS 4 PS 5 PS 6 PS 7 PS 8 PS 9 PS 10 PS 11 PS 12 PS 13 PS 14
KEDALAMAN m
PANJANG SAMPEL cm
0.3 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.33 0.4 0.4 0.4
PENGUJIAN TRIAKSIAL UU
CU
GESER LANGSUNG
CD
UJI BALINGBALING
X X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
KONSOLIDASI VERTIKAL
X X X X X X X X X X X X X X
KLASIFIKASI
HORISONTAL
X X X X X X X X X X X X X X
Klasifikasi terdiri dari keseluruhan pengujian yang sesuai : * Batas-batas Atterberg * Distribusi Ukuran Partikel * Loss on Ignition * pH * Pengujian-pengujian Kimia, - Kadar Garam, Kadar Karbonat, Kadar Sulfat, Kadar Organik
Gambar 4-12 Program Pengujian Laboratorium BH 105 Panci
75
NO. SAMPEL
JENIS TANAH
201.001 Gambut 201.002 Gambut 201.003 Gambut 201.004 Gambut 201.005 Gambut 201.006 Gambut 201.007 Gambut 201.008 Lempung Organik 201.009 Lempung 201.01 Lempung 201.011 Lempung 201.012 Lempung 201.013 Pasir Kelempungan 201.014 Pasir Kelempungan
TIPE SAMPEL
PS DS DS PS PS PS PS PS PS PS PS PS PS DS
KEDALAMAN m
0.5-0.93 1.40-1.50 1.50-1.90 2.50-2.93 3.50-3.93 4.50-4.93 5.50-5.93 6.50-6.93 7.50-7.93 8.50-8.93 9.50-9.93 10.50-10.93 11.50-11.93 11.93-11.93
PANJANG SAMPEL cm
PENGUJIAN TRIAKSIAL
0.43
X
0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43
X
UU
CU
GESER LANGSUNG
UJI BALINGBALING
CD
KONSOLIDASI VERTIKAL
HORISONTAL
X
X X X X X X X X X X
X X X X X X X X X
KLASIFIKASI : untuk Gambur lakukan Pengujian LL dan PL, Kadar Serat, Von Post, Kadar Organik, (Loss on Ignition dan Kimia), pH dan Konduktivitas. Untuk lebih jelasnya, lihat komentar untuk Kalimantan. Untuk lempung, sama seperti proses di Panci.
Gambar 4-13 Program Pengujian Laboratorium BH 201 Pulang Pisau NO. SAMPEL
JENIS TANAH
201.001 Gambut 201.002 Gambut 201.003 Gambut 201.004 Gambut 201.005 Gambut 201.006 Gambut 201.007 Lempung Organik 201.008 Lempung 201.009 Lempung 201.01 Lempung 201.011 Lempung 201.012 Lempung 201.013 Pasir Kelempungan 201.014 Pasir Kelempungan
CATATAN
TIPE SAMPEL
PS DS DS PS PS PS PS PS PS PS PS PS PS DS
KEDALAMAN m
0.5-0.93 1.40-1.50 1.50-1.90 2.50-2.93 3.50-3.93 4.50-4.93 5.50-5.93 6.50-6.93 7.50-7.93 8.50-8.93 9.50-9.93 10.50-10.93 11.50-11.93 11.93-11.93
PANJANG SAMPEL cm
PENGUJIAN TRIAKSIAL
0.43
X
0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43
X
UU
CU
CD
GESER LANGSUNG
UJI BALINGBALING
KONSOLIDASI VERTIKAL
HORISONTAL
X
X X X X X X X X X
X X X X X X X X X X
Pada formulir yang saya terima ada dua Sampel 203.005.1 yang diindikasikan sebagai sebuah sampel DS tetapi memiliki panjang sampel seperti pada PS melebihi kisaran PS yang disyaratkan. Sampel-sampel ini juga menunjukkan panjang penembusan 0.48m, saya tidak yakin hal ini dapat terjadi tanpa "penembusan berlebihan (oberdriving)" pada sampel. Hal ini harus diklarifikasi. Dalam menyusun pengujian-pengujian ini, saya mengasumsikan Kotak Penggeseran telah diubah untuk sampel dengan ketebalan 25mm. Saya masih lebih menyetujui agar kita melakukan pengujian konsolidasi yang terdrainase sempurna pada kotak geser ini. Hal ini harus dilakukan pada level Tegangan Normal yang berada pada kisaran Tegangan Efektif Setempat
KLASIFIKASI : untuk Gambur lakukan Pengujian LL dan PL, Kadar Serat, Von Post, Kadar Organik, (Loss on Ignition dan Kimia), pH dan Konduktivitas. Untuk lebih jelasnya, lihat komentar untuk Kalimantan. Untuk lempung, sama seperti proses di Panci.
Gambar 4-14 Program Pengujian Laboratorium BH 203 Pulang Pisau
76
1) Pengujian untuk tabung-tabung tersebut harus dikoordinasikan dengan Manajer Laboratorium untuk meyakinkan bahwa kebanyakan pengujian UU, Geser Langsung dan Konsolidasi bisa dimulai secara bersamaan. 2) Pengujian UU harus menggunakan tekanan sel berikut: 0.2 dan 0.8 kg/cm2
•
PS. 1,3,5,7
•
PS 9, 12, 14, 16 0.4 dan 1.6 kg/cm2
3) Uji Geser Langsung harus menggunakan tegangan-tegangan normal berikut: 0,2, 0,4 dan 0,8 kg/cm2
•
PS 1 sampai PS 7
•
PS 8 sampai PS 16 0,4, 0,8 dan 1,6 kg/ cm2 Usaha-usaha harus dilakukan untuk merubah alat sehingga sampel bisa lebih tebal dan memungkinkan pengujian bisa lebih lambat untuk meyakinkan sampel sepenuhnya terdrainase selama geser.
•
4) Tes Baling harus dilaksanakan pada tabung-tabung PS 2, 4, 6, 8, 10, 13, 15 dengan tes baling di antara kedalaman berikut dari atas sampel: •
2,5 sampai 5,0 cm
• •
7,5 sampai 10,0 cm 23 sampai 25,5 cm
•
36,5 sampai 39 cm
•
Prosedur tes baling yaitu memasukkan dengan SANGAT HATI-HATI baling sehingga ujung atas baling 2,5 cm dari permukaan tanah, lalu lakukan tes.
5) Spesimen Konsolidasi harus diambil dari 12,5 sampai 20,5 cm dari ujung sampel. 6) Spesimen Geser Langsung harus diambil dari 28 sampai 34 cm dari ujung sampel.
Gambar 4-15 Komentar mengenai pengujian BH 103 Panci
77
1)
Tes-tes CU akan dilaksanakan pertama kali dengan spesimen-spesimen CD dicadangkan sampai hasil tes CU telah selesai dianalisis. 2) Tabung-tabung tidak boleh dibuka sampai spesimen CU dari tabung tersebut dibutuhkan. Baru setelah spesimen-spesimen CU dikeluarkan kemudian pengujian konsolidasi dan klasifikasi untuk tabung tersebut bisa berlangsung. 3) Pengujian klasifikasi dilaksanakan pada 5 cm bagian atas setiap tabung ditambah kelebihan bahan yang dipotong dari sekitar spesimen lainnya. Kadar air alami diperoleh dari pemotongan semua spesimen untuk membentuk suatu profil lengkap kadar air terhadap kedalaman. 4) Pengujian Terkonsolidasi Tak Terdrainase dengan pengukuran tekanan air pori. Tekanan Balik minimum harus sebesar 1.0 kg/cm2 Tekanan sel efektif harus seperti yang ditunjukkan berikut untuk 3 spesimen pada masingmasing set: PS 2 dan PS 4, 0,2, 0,4, 0,8 kg/ cm2 PS 6 dan PS 8, 0,3, 0,6, 1,2 kg/ cm2 PS 10 dan PS 12, 0,4, 0,8, 1,6 kg/ cm2 PS 14, 0,5, 1,0, 2,0 kg/ cm2 • •
• •
Catatan: Tekanan Sel Efektif = Tekanan Sel – Tekanan Balik Pada awalnya Laju Regangan 2% per jam disarankan untuk digunakan untuk memungkinkan keruntuhan geser terjadi dalam waktu Tujuh Jam (Jam Kerja). Hal ini bisa dirubah seraya pengalaman pengujian bertambah. Fase konsolidasi akan dilaksanakan dengan drainase dari KEDUA ujung spesimen. Drainase Spiral bisa digunakan untuk mempercepat penyamaan baik konsolidasi maupun air pori.
•
5)
Kelola dan percobaan analisis Laju Konsolidasi, dengan melakukan beberapa tes dengan drainase satu arah dan pengukuran tekanan air pori selama konsolidasi. Testes ini untuk meyakinkan bahwa konsolidasi primer telah selesai selama periode konsolidasi semalam yang ditetapkan pada jadwal. Hal ini juga memungkinkan kita untuk mengevaluasi apakah drainase spriral sesungguhnya dibutuhkan untuk tanahtanah ini. • Pengujian Koefisien Air Pori, B, akan dilaksanakan. Klasifikasi: •
Pengujian akan dilaksanakan mengikuti standar-standar ASTM kecuali jika dinyatakan dan akan dimulai dari kadar air ASLI tanpa pengeringan kecuali jika standar menyatakan sebaliknya.
•
LL, PL, SL dari kadar air asli
•
PSD dimulai dengan Sampel Basah dari kadar air asli Kehilangan akibat Pembakaran, standar ASTM, keringkan bahan dengan oven pada permulaan tes
• • •
pH, bisa dimulai dengan sampel basah atau kering Tes-tes kimia, tes oksidasi kimia untuk mendapatkan kadar organik harus mengikuti British Standard seperti dijelaskan di Head. Tes ini menggunakan Potassium Dichromate dan bahan-bahan kimia lain dan untuk keselamatan personal penanganan bahan-bahan kimia tersebut harus dengan hati-hati sekali.
Gambar 4-16 Komentar Mengenai Pengujian BH 201 Pulang Pisau
78
1) Tes-tes CU akan dilaksanakan pertama kali dengan spesimen-spesimen CD dicadangkan sampai hasil tes CU telah selesai dianalisis. 2) Tabung-tabung tidak boleh dibuka sampai spesimen CU dari tabung tersebut dibutuhkan. Baru setelah spesimen-spesimen CU dikeluarkan kemudian pengujian konsolidasi dan klasifikasi untuk tabung tersebut bisa berlangsung. 3) Pengujian klasifikasi dilaksanakan pada 5 cm bagian atas setiap tabung ditambah kelebihan bahan yang dipotong dari sekitar spesimen lainnya. Kadar air alami diperoleh dari pemotongan semua spesimen untuk membentuk suatu profil lengkap kadar air terhadap kedalaman. 4) Pengujian Terkonsolidasi Tak Terdrainase dengan pengukuran tekanan air pori. Tekanan Balik minimum harus sebesar 1.0 kg/cm2 Tekanan sel efektif harus seperti yang ditunjukkan berikut untuk 3 spesimen pada masingmasing set: 201.001, 201.004, 201.006 0,1, 0,2, 0,4 kg/ cm2 201.007, 201.008, 201.010 0,2, 0,4, 0,8 kg/ cm2 201.012, 0,4, 0,8, 1,6 kg/ cm2 Catatan: Tekanan Sel Efektif = Tekanan Sel - Tekanan Balik •
•
Pada awalnya Laju Regangan 2% per jam disarankan untuk digunakan untuk memungkinkan keruntuhan geser terjadi dalam waktu Tujuh Jam (Jam Kerja). Hal ini bisa dirubah seraya pengalaman pengujian bertambah. Fase konsolidasi akan dilaksanakan dengan drainase dari KEDUA ujung spesimen.
•
Drainase Spiral bisa digunakan untuk mempercepat penyamaan baik konsolidasi maupun air pori. Hal ini mungkin tidak diperlukan untuk bahan-bahan gambut yang mungkin agak bisa ditembus air.
•
Kelola dan percobaan analisis Laju Konsolidasi, dengan melakukan beberapa tes dengan drainase satu arah dan pengukuran tekanan air pori selama konsolidasi. Tes-tes ini untuk meyakinkan bahwa konsolidasi primer telah selesai selama periode konsolidasi semalam yang ditetapkan pada jadwal. Hal ini juga memungkinkan kita untuk mengevaluasi apakah drainase spriral sesungguhnya dibutuhkan untuk tanahtanah ini.
•
Pengujian Koefisien Air Pori, B, akan dilaksanakan. 5) Klasifikasi untuk lempung, instruksi-instruksi mengikuti yang untuk Panci. 6) Klasifikasi untuk gambut. •
Pengujian akan dilaksanakan mengikuti standar-standar ASTM kecuali jika dinyatakan dan akan dimulai dari kadar air ASLI tanpa pengeringan kecuali jika instruksi dari kami menyatakan sebaliknya.
•
LL dan PL, dari kadar air asli.
•
Penentuan Kadar Serat, ASTM D 1997, Sampel basah dari kadar air asli.
•
Kehilangan akibat Pembakaran, Standar ASTM D2974, keringkan bahan dengan oven pada permulaan tes.
•
pH. ASTM D2976. Meskipun begitu kita akan menggunakan suatu tes yang dirubah yang dikeluarkan oleh Ontario Geological Survey karena ini memungkinkan KONDUKTIFITAS diambil pada spesimen yang sama. Mulai dengan spesimen pada kadar air yang ASLI.
•
Tes-tes kimia, tes oksidasi kimia untuk mendapatkan kadar organik harus mengikuti British Standard seperti dijelaskan di Head. Tes ini menggunakan Potassium Dichromate dan bahan-bahan kimia lain dan untuk keselamatan personal penanganan bahan-bahan kimia tersebut harus dengan hati-hati sekali.
Gambar 4-17 Komentar Mengenai Pengujian BH 201Pulang Pisau
79
1) Pengujian pada tabung-tabung ini harus dikoordinasikan dengan Manajer Laboratorium untuk meyakinkan bahwa kebanyakan pengujian UU, Geser Langsung dan Konsolidasi bisa dimulai secara simultan. 2) Pengujian UU harus menggunakan tekanan-tekanan sel berikut: 203. 001, 203. 003 0,1 dan 0,4 kg/cm2 • 203. 005, 203.007 0,4 dan 1,6 kg/cm2 3) Pengujian Geser Langsung harus mengikuti tegangan-tegangan normal berikut: •
• •
203. 002, 203. 004 203. 006
0,1, 0,2 dan 0,4 kg/cm2 0,4, 0,8 dan 1,6 kg/cm2
•
Usaha-usaha harus dilakukan untuk merubah alat sehingga sampel bisa lebih tebal dan memungkinkan pengujian bisa lebih lambat untuk meyakinkan sampel sepenuhnya terdrainase selama geser. 4) Tes-tes baling harus dilaksanakan pada tabung-tabung 203. 002, 203. 004, 203. 006. Kedalaman untuk tes-tes baling pada tabung harus berubah dari yang untuk lokasi Panci jika spesimen Geser Langsung sekarang lebih tebal. 5) Hal ini juga mempengaruhi lokasi untuk spesimen Konsolidasi dan Geser Langsung. Gambar 4-18 Komentar Mengenai Pengujian BH 203 Pulang Pisau
4.6.3
Konsistensi Data Seperti disebutkan pada Bagian 4.1, tanah-tanah secara sistematis dikelompokkan berdasarkan karakteristik-karakteristik pembeda tertentu. Testes indeks digunakan untuk keperluan ini dan dia bisa diharapkan dengan baik bahwa tanah-tanah yang dikelompokkan dengan cara ini akan memperlihatkan sifat-sifat rekayasa yang sama. Adalah tidak mengherankan kemudian bahwa selama bertahun-tahun sejumlah hubungan empiris telah dikembangkan yang mengkorelasikan sifat-sifat indeks dengan karakteristik-karakteristik kekuatan dan kompresibilitas. Korelasi-korelasi ini bisa digunakan dengan berbagai cara. Pada proyek-proyek yang tingkat kepentingannya relatif kecil dan di mana anggaran yang tersedia untuk penyelidikan lapangan terbatas, karakteristik-karakteristik kekuatan dan kompresibilitas bisa diduga dari hasil-hasil tes indeks. Pada proyek-proyek yang penting di mana kekuatan dan kompresibilitas tanah ditentukan langsung dari laboratorium, korelasi-korelasi bisa digunakan untuk sebagai suatu pengujian terhadap konsistensi data dan oleh karenanya merupakan elemen yang penting dalam suatu proses pengontrolan kualitas. Perincian mengenai korelasi-korelasi yang lebih sering digunakan diberikan dalam Panduan Geoteknik 4 di mana penerapan desain didiskusikan. Untuk keperluan pengontrolan kualitas, manajer laboratorium sebaiknya menggunakan korelasi-korelasi ini sebagai suatu uji silang berkenaan dengan konsistensi data. Suatu catatan berisi uji-uji silang ini harus disimpan; ini harus disertakan dalam laporan faktual untuk memberikan suatu dasar untuk menilai kualitas dari data-data tes laboratorium.
80
Jika selama penyelidikan, perbedaan-perbedaan yang mencolok tampak di antara sifat-sifat yang diduga dan diukur, ini harus diungkapkan agar menjadi perhatian segera Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk. Jika perbedaan-perbedaan tidak dapat diterima data-data tersebut harus ditolak. Namun, data-data yang ditolak harus dimasukkan dalam laporan faktual dan alasan-alasan berkenaan dengan penolakannya harus dinyatakan. Contoh-contoh yang tidak terganggu diperlukan untuk tes-tes kekuatan dan kompresibilitas. Topik yang penting ini dicakup dalam Bagian 5 dari Panduan Geoteknik ini di mana prosedur-prosedur yang diberikan dalam ISSMFE (1981) untuk menilai kualitas sampel rela tif berdasarkan data-data tes laboratorium dijelaskan. Agar suatu sistem uji ulang efektif dan berfungsi sesuai dengan yang diharapkan, data-data mentah harus diplot pada grafik-grafik pada saat telah tersedia sehingga tindakan-tindakan perbaikan, jika perlu, bisa diimplementasikan sesegera mungkin. Deskripsi-deskripsi tanah yang diberikan pada catatan-catatan pemboran lapangan juga perlu diperiksa terhadap konsistensi dengan data tes laboratorium. Suatu standar praktek dari ASTM untuk mengenali dan menjelaskan tanah-tanah dirinci pada Bagian 6.2 dari Panduan Geoteknik ini; praktek ini bisa diterapkan baik untuk di lapangan maupun di laboratorium. Praktek tersebut harus digunakan sebagai standar untuk pengenalan lapangan dan deskripsi tanah-tanah. Meskipun begitu, seperti dinyatakan dalam Bagian 6.2, inspeksi lapangan terhadap inti-inti sampel harus dilaksanakan hanya oleh personel-personel yang berpengalaman. Ketidakkonsistenan antara deskripsi lapangan dan laboratorium dan pengenalan tanah harus diselesaikan sebelum laporan-laporan faktual pada kedua penyelidikan disetujui. Penekanan yang diberikan pada Panduan Geoteknik ini terhadap tes-tes indeks dimaksudkan untuk mereflesikan peran yang penting yang tes-tes ini miliki terhadap proses penyelidikan tanah. Tes-tes harus dilaksanakan tidak hanya sebagai suatu rutinitas belaka tetapi dengan perhatian yang penuh terhadap tujuan-tujuan dari hasil-hasil tes tersebut dimaksudkan. Jika hasil-hasil tes indeks tidak dapat diandalkan, maka mereka sama sekali tidak bernilai untuk dipakai untuk menguji ulang data atau untuk menduga data-data lainnya. Testes ini harus ditugaskan kepada personel yang berpengalaman yang mengikuti prosedur-prosedur tes dengan ketat, yang paham atas tujuan dari data-data tes dan yang akan menjamin bahwa peralatan dirawat dan dikalibrasi dengan baik.
81
5
Kualitas dan Kerusakan Sampel
5.1
PENDAHULUAN Kualitas sampel dan penyebab-penyebab gangguan pada sampel dijelaskan pada Panduan Geoteknik 2.
5.2
PROSEDUR LABORATORIUM UNTUK MEMINIMALISASI GANGGUAN YANG TERJADI PADA TANAH Tipe-tipe dasar dari penyebab gangguan yang terjadi di tanah telah diklasifikasikan oleh Hvorslev sebagai berikut: (i) Perubahan kondisi tegangan (ii) Perubahan kadar air dan rasio pori (iii) Perubahan pada struktur tanah (iv) Perubahan kimia (v) Pencampuran dan segragasi dari unsur-unsur tanah Perubahan pada kondisi tegangan tidak dapat diabaikan. Meskipun demikian, sebuah sampel dapat saja digunakan untuk pengujian laboratorium, dan untuk tujuan praktis dapat dianggap sebagai tak terganggu, jika jenis-jenis gangguan lain diabaikan atau paling tidak dibuat seminimal mungkin. Penilaian kualitas relatif dari sebuah sampel dapat dilakukan hanya jika hasil pengujian telah ada dan telah dievaluasi. ISSMFE (1981) memberikan sebuah dasar untuk melakukan penilaian tersebut dan hal ini ditampilkan kembali pada bab 5.4 berikut. Pengalaman dan penelitian telah menghasilkan suatu prosedur laboratorium yang jika diterapkan secara tepat, dapat diharapkan untuk meminimalisasi gangguan pada sampel selama proses penyimpanan, pemindahan dan penangan sampel serta persiapan spesimen uji. Prosedur-prosedur ini akan didiskusikan pada bab-bab selanjutnya.
5.2.1
Penyimpanan Sampel Sebagai aturan umum, sampel harus diuji sesegera mungkin setelah tiba di laboratorium. Kapasitas dari laboratorium, seperti peralatan dan personil yang ada, biasanya akan menentukan lamanya suatu sampel disimpan di tempat
82
penyimpanan. Juga merupakan suatu hal yang bijaksana jika menyimpan sebagian sampel sebagai cadangan untuk pengujian yang akan datang untuk mendapatkan data tambahan untuk mengevaluasi tujuan dan /atau untuk memeriksa inkonsistensi yang terlihat pada data. Sampel untuk keperluan ini akan disimpan untuk waktu yang relatif lama dan perhatian khusus harus diberikan terhadap kondisi ruang penyimpanan. Untuk meminimalisasi gangguan yang terjadi pada sampel selama peyimpanan, tindakan pencegahan standar yang diambil adalah menyimpan tabung sampel di ruangan dengan: • kelembaban relatif mendekati 100 persen •
temperatur dengan kisaran yang sama dengan kondisi dari mana sampel tersebut diambil. Ruangan tersebut harus memiliki ukuran yang memadai yang dapat menampung sejumlah sampel yang harus ditangani tanpa harus tumpang tindih. Brand & Brenner (1981) mengatakan bahwa walaupun dengan kondisi ruangan penyimpanan yang memiliki perlengkapan terbaik sekalipun, sampel tanah tetap saja akan mengalami perubahan seiring berjalannya waktu. Distribusi kembali dari air, bakteri dan aktifitas kimia dan pengembangan (swelling) dan pengeringan merupakan proses-proses yang akan terjadi yang merupakan fungsi dari waktu. Pada AASHTO (1988) disebutkan bahwa bahaya terbesar dari perubahan kimia akan terjadi pada sampel yang disimpan di dalam tabung baja yang tak dirawat sedemikian rupa supaya tidak mengalami perubahan untuk waktu yang lama. Pada ASTM D1587-83 tentang Praktek Standar untuk Pengambilan Sampel dengan Tabung Tipis (Standard Practice for Thin-Walled Tube Sampling of Soils) disebutkan bahwa pengaratan, baik yang berasal dari galvanisasi atau reaksi kimia, dapat merusak atau menghancurkan baik dinding tabung yang tipis maupun sampel itu sendiri. Tingkat kerusakan yang terjadi merupakan fungsi dari waktu, demikian pula dengan interaksi yang terjadi antara sampel dan tabung. Tabung yang menyimpan sampel yang lebih dari 72 jam harus di lapisi sedemikian rupa dimana jenis lapisannya harus dispesifikasikan oleh seorang Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk. Sebagai alternatif tabung-tabung stainless steel harus dispesifikasikan. Dengan memperhitungkan kemungkinan akan perubahan kimia akibat interaksi antara sampel dan tabung contoh, sebagaimana didiskusikan di atas, dan/atau akibat oksidasi dari sampel jika sampel tersebut mempunyai akses ke udara luar karena penyegelan yang tidak sempurna, diusulkan sesuai dengan tujuan dari Panduan ini bahwa sampel yang dikirim ke laboratorium untuk pengujian, "segera" harus diuji tak lebih dari 15 hari setelah pengambilan sampel. Sampel untuk cadangan pengujian selanjutnya harus dikeluarkan dari tabung, disegel dan diberi label, kemudian disimpan secara hati-hati. La Rochelle et al. (1986) melaporkan bahwa ada bukti yang mengindikasikan bahwa walaupun hanya terdapat sedikit oksigen yang ada, sudah akan cukup
83
untuk memulai suatu proses kimia yang dapat menyebabkan terjadinya penuaan pada lempung, dan bukti lain yang dapat dipertimbangkan pula, bahwa lilin parafin, walaupun diberikan dengan cukup tebal, tidak cukup memadai untuk melindungi sampel; karena retakan kecil yang terjadi pada parafin akibat penempatan dan perubahan suhu akan mengakibatkan masuknya oksigen pada permukaan lempung tersebut. Pada tulisan mereka, La Rochelle et al. menjelaskan prosedur penyegelan sampel yang digunakan pada Laboratorium Mekanika Tanah di Universitas Laval, di Quebec, Kanada. Prosedur tersebut telah dikembangkan bertahuntahun dengan coba-coba selama pengamatan berikut ini dilakukan: • Parafin terlalu rapuh untuk melindungi sampel dengan baik •
Penggunaan dari bahan campuran dengan kadar plastik yang lebih banyak yang terdiri dari 50% lilin parafin dan 50% vaselin akan memperpanjang waktu secara cukup berarti sebelum adanya tanda -tanda oksidasi telah terjadi
•
Sebuah lapisan yang kedap udara yang lebih efisien dapat dibuat dengan membungkus sampel dengan lembaran plastik rumah tangga yang biasa. Untuk mengatasi permasalahan kebocoran udara yang terjebak antara lembaran dan sampel, lembaran tersebut dimasukkan ke dalam campuran lilin yang hangat, kemudian permukaan sampel dilapisi dan dihaluskan permukaannya dengan tangan untuk membuang udara yang terjebak di dalamnya.
Dari pengamatan mereka tersebut, teknik pelapisan berikut ini dikembangkan. Siapkan sebuah bahan campuran lilin dari campuran 50% berat lilin parafin dan 50% berat vaselin dan pertahankan kehangatannya pada suhu yang terkontrol antara 60 dan 65°C; suhu dari lilin harus dipertahankan di bawah 70°C untuk mencegah terjadinya evaporasi dari volatile hydrocarbons dan meniadakan pelebaran yang besar dari lembaran plastik yang akan di masukkan ke dalam lilin. Siapkan papan plywood berukuran 250 mm persegi dengan tebal 20 mm dan cat permukaan bagian atasnya dengan satu lapisan bahan campuran lilin, kemudian tambahkan selembar plastik, lalu cat kembali dengan satu lapisan lilin lagi pada permukaan atas dari lembaran plastik tersebut. Plastik dimasukkan dengan celupan pertama ke dalam bahan campuran yang hangat, kemudian diletakkan pada papan, sambil diratakan permukaannya dengan menggunakan tangan kosong untuk mengurangi adanya gelembung udara yang dapat terjebak di antara lembaran dan lapisan lilin yang melapisinya. Sebuah contoh lempung dikeluarkan dari tabung dan sebuah irisan dibuat dengan memotong dengan pemotong kawat baja dan letakkan irisan tersebut pada papan dengan meluncurkannya pada permukaan papan tersebut sehingga dapat mencegah adanya udara yang terjebak pada dasar irisan tersebut. Bagian sisi yang terbuka dari sampel kemudian dicat dengan bahan vampuran lilin dan dibungkus dengan dua lapisan lembaran plastik yang mengapit diantara lapisan campuran. Untuk memasang lembaran plasrtik, plastik tersebut pertama dimasukkan ke dalam campuran, diletakkan pada permukaan sampel, dan ratakan dengan tangan kosong. Sebelum memasang setiap lapisan, lakukan pengamatan visual untuk mendeteksi kemungkinan adanya gelembung udara yang terperangkap di bawah lapisan sebelumnya,
84
jika hal tersebut ditemui, maka tusuk gelembung udara tersebut kemudian ratakan dengan jari, lalu lubangnya ditutup kembali dengan lilin.
Penyegelan/penutupan contoh tanah dilakukan di lapangan; sampel dengan diameter 200 mm, dikeluarkan dengan segera dari tabung, dipotong menjadi irisan dengan tebal 125 mm atau lebih, bergantung pada ukuran sampel yang dibutuhkan di laboratorium, kemudian disegel. Walaupun tidak disebutkan oleh para pengamat ini (La Rochelle et al.), sepertinya tidak sulit untuk melaksanakan teknik ini pada sampel yang dikeluarkan dari laboratorium, walaupun hal ini dapat menyebabkan terjadinya sedikit oksidasi pada sampel pada interval waktu antara pengambilan sampel dan pengeluaran sampel. Nilai Batas Cair dan Indeks Likuiditas akan secara signifikan dipengaruhi oleh efek penuaan yang terjadi; ada peningkatan yang cukup berarti dari nilai batas cair ini terhadap proses penuaan, demikian juga halnya dengan terjadinya penurunan pada indeks likuiditas. Parameter-parameter ini digunakan oleh La Rochelle et al. untuk mengevaluasi keefektifan dari teknik penyegelan tersebut. Sampel yang diambil pada kedalaman yang berbeda dari dua lokasi diamati selama periode 3 tahun dan hasilnya menunjukkan bahwa tak ada kecenderungan dari nilai batas cair untuk meningkat atau indeks likuiditas untuk menurun. Oleh karenanya teknik penyegelan tersebut dianggap cukup memadai untuk digunakan dalam penyimpanan sampel selama periode 3 tahun; akhir-akhir ini sebuah metode penyegelan yang le bih maju telah diterapkan pada sampel untuk disimpan pada periode yang lebih lama. Sebagai kesimpulan, La Rochelle et al. mengatakan bahwa gangguan sampel (yang diindikasikan oleh efek terhadap batas cair dan indeks likuiditas) walaupun disimpan pada waktu yang lama, dapat diabaikan jika sampel tersebut telah disegel dengan sempurna. Pada penyelidikan lapangan rutin, maksimum masa penyimpanan sepertinya harus diterapkan untuk periode beberapa bulan saja dan tidak untuk masa tahunan, dan prosedur penyegelan yang dijelaskan oleh La Rochelle et al. (1986) bisa dianggap terlalu rumit. Prosedur yang diusulkan oleh ISSMFE (1981) dilakukan dengan menutupi sampel dengan sebuah kertas perak yang kedap udara (seperti lapisan yang lengket) sebelum dimasukkan ke dalam lilin parafin yang panas. Setelah label yang memberikan semua informasi penting tentang sampel tersebut ditempel, sampel tersebut kemudian dibungkus dengan sebuah paket polietilin (polyethylene) dan diletakkan pada kotak yang kedap udara atau ke dalam sebuah tangki air. Seorang Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk harus memutuskan material yang tidak diperlukan lagi untuk pengujian “segera” (seperti sisa-sisa material yang tertinggal di tabung setelah pengeluaran terpisah atau material yang terdapat di dalam tabung yang belum dibuka ) apakah harus ditinggalkan di dalam tabung atau harus dikeluarkan dan dipotong dengan panjang yang diinginkan. Jika diputuskan bahwa material tersebut harus ditinggalkan di dalam tabung, ia harus menyebutkan bagaimana prosedur untuk menyegel kembali tabung yang telah dibuka tersebut. Jika semua material akan dikeluarkan dan dipertahankan untuk digunakan untuk penelitian yang akan datang, ia juga harus menyebutkan
85
prosedur untuk menyegel masing-masing sampel dan bagaimana cara untuk menyimpannya.
5.2.2
Penanganan Sampel dan Persiapan Spesimen untuk Pengujian Pengeluaran sampel Sampel harus dikeluarkan dengan arah yang sama dengan arah pada saat diambil di lapangan, dengan menggunakan gerakan standar yang ada pada alat pengeluar sampel. Pada umumnya akan sangat baik jika menggunakan sampel yang dikeluarkan dari tabung sesegera mungkin setelah dibuka. Jika diputuskan untuk meninggalkan sejumlah material pada tabung untuk keperluan penyelidikan mendatang, atau jika tidak semua material dalam tabung dapat segera diuji dikarenakan keterbatasan sumber daya yang ada, maka sebagaimana telah didiskusikan pada bagian terdahulu, keputusan harus segera diambil untuk menentukan bagaimana caranya untuk menyegel dan menyimpan kembali sampel tersebut dengan sebaik-baiknya. Untuk mengeluarkan sampel dari tabungnya, prosedur berikut ini diusulkan untuk digunakan (dengan asumsi bahwa tabung telah disegel dengan lilin parafin atau campuran lilin parafin): • segel lilin pada ujung atas sampel dibuka •
jarak antara ujung tabung dengan sampel tanah diukur dan dicatat pada Formuilir Pemeriksaan Sampel (lihat Bab 2.6)
•
lilin pada ujung bawah tabung (dengan ujung yang terpotong) dilepaskan dari ujung tabung
•
ukur massa dari ‘tabung contoh dan tanah’ dan catatkan ke dalam Formulir Pemeriksaan Sampel
•
sampel diletakkan pada alat pengeluar sampel vertikal (vertical extruder) dengan ujung atasnya terletak pada bagian paling atas; kemudian proses pengeluaran dapat dimulai
•
sampel tersebut kemudian dipotong sesuai dengan panjang yang dibutuhkan untuk pengujian atau dikeluarkan secara langsung ke dalam cincin pemotong (cutting ring) untuk membentuk spesimen uji untuk pengujian triaksial, konsolidasi atau geser langsung
•
contoh dipotong dengan panjang tertentu sehingga dapat dipangkas menjadi spesimen uji triaksial dengan menggunakan mesin pemotong tanah (soil lathe); spesimen uji untuk konsolidasi dapat dipangkas lebih lanjut dengan ditekan ke dalam cincin konsolidasi (consolidation ring)
•
jika sampel dikeluarkan langsung ke dalam cincin pemotong, biasanya akan lebih baik jika memangkas sampel mendekati ukuran diameter spesimen uji dengan sebuah kawat sebelum dipangkas dengan cincin. Hal ini dapat mengurangi kerusakan yang dapat terjadi pada sampel
86
•
ketika sebuah contoh telah dipotong, berikan sebuah Nomor Spesimen Uji. Nomor Spesimen Uji, panjangnya dan jenis pengujian dimana contoh tersebut digunakan dicatat ke dalam Formulir Pemeriksaan Sampel
•
jika terjadi penundaan pada saat sedang mengeluarkan sampel, maka bagian yang terbuka dari sampel, yang masih terdapat di dalam tabung, harus di tutup untuk mencegah terjadinya pengeringan dan sebuah kain yang lembabharus diletakkan di atas penutup tersebut.
•
setelah sampel telah dikeluarkan seluruhnya, lilin yang menempel pada ujung bawah dari sampel dikumpulkan. Tebal rata-rata dari lilin diukur dan ditimbang. Nilai ini dicatat ke dalam Formulir Pemeriksaan Sampel
•
tabung contoh kemudian dibersihkan dan ditimbangdan hasilnya dicatat ke dalam Formulir Pemeriksaan Sampel. Pada tahap ini nilai Bulk Density dari sampel dapat dihitung
•
tabung contoh kemudian diperiksa untuk memastikan adanya kerusakan khususnya akibat pemotongan pada ujungnya, jika dirasakan perlu dapat diperbaiki dengan memberi lapisan oli secukupnya dan simpan dengan hatihati.
Segera setelah dikeluarkan dari tabung, kondisi dari sampel seperti tipe tanah, keberadaan dari lapisan tipis pasir dan campuran antar material organik atau sisa-sisa kerang harus dicatat ke dalam Formulir Pemeriksaan Sampel. Persiapan spesimen uji Secara umum, praktek laboratorium yang baik mensyaratkan tindakan pencegahan berikut untuk dilakukan: • penanganan dan pembongkaran atau pembukaan ke udara luar dari sebuah sampel tak terganggu harus dilakukan seminimum mungkin •
jika memungkinkan, contoh tanah tak terganggu harus disiapkan di dalam ruangan dengan tingkat kelembaban yang tinggi untuk meminimalisasi perubahan kadar air
•
contoh tanah seharusnya tidak ditangani dengan tangan kosong, karena dapat mengurangi kadar air dari contoh
•
selembar kertas lilin dapat digunakan untuk meminimalisasi kehilangan kadar air selama penanganan dan persiapan contoh
•
contoh tersebut harus diletakkan bertumpu pada sepanjang sisinya ketika sedang dipindahkan dari satu tempat ke tempat lainnya
Persiapan spesimen uji untuk pengujian triaksial, geser langsung dan konsolidasi membutuhkan kesabaran dan keahlian serta menggunakan metode pengujian yang telah distandarisasi oleh berbagai badan yang telah merumuskan prosedur yang harus diikuti dalam mempersiapkan contoh untuk pengujianpengujian tertentu.
87
Pasal 8 dari BS 1377 : Part 1 : 1990 menjelaskan persiapan spesimen uji dari sampel tanah tak terganggu yang diterima dari lapangan dimana prosedurnya umum digunakan untuk lebih dari satu macam jenis pengujian. Prosedur tersebut menjelaskan tentang: • spesimen uji berbentuk silinder diameternya harus sama dengan diameter tabung contoh •
spesimen uji berbentuk silinder atau sekelompok spesimen dengan diameter yang lebih kecil dari diamer tabung contoh
•
spesimen uji berbentuk silinder untuk sampel blok
•
spesimen uji berbentuk cakram dari sebuah sampel di dalam tabung contoh
•
bagian cakram atau persegi dari sebuah sampel blok.
Untuk pengujian tertentu, metode persiapan spesimen uji yang disebutkan dalam prosedur tersebut dapat digunakan. Pasal 8 tersebut dila mpirkan dalam Lampiran C untuk memberikan panduan dalam melakukan persiapan spesimen uji dan untuk menunjukkan jenis peralatan yang dibutuhkan. Standar Industri Jepang (Japanese Industrial Standard, JIS ) A1217-1960 menjelaskan Metode Pengujian Konsolidasi Tanah (Method of Test for Consolidation of Soils). Pasal 3 dari Standar tersebut membahas masalah persiapan sampel dan hal tersebut ditampilkan kembali sebagai berikut. 3.
Persiapan Spesimen Uji Spesimen uji harus disiapkan di dalam ruangan yang lembab jika memungkinkan, sehingga tidak akan menyebabkan terjadi perubahan terhadap kadar airnya. Diusulkan agar sampel tersebut ditangani dengan menggunakan sarung tangan karet.
3.1 Spesimen Uji Tak Terganggu 3.1.1 Sebuah sampel yang diambil dari sebuah alat pengambil contoh harus dipotong pada ukuran diameter maupun tinggi sekitar 10 mm lebih besar dari diameter dalam dan tinggi cincin ujinya. Kemudian sampel tersebut harus ditempatkan pada sebuah pemotong dan dipangkas menjadi berbentuk cakram/piringan bundar yang memiliki diameter 2 hingga 3 mm lebih besar dari diameter dalam dari cincin tersebut. Tanah yang telah dipotong dapat digunakan untuk mendapatkan nilai kadar air, Wc (%) dan nilai specific gravity dari partikel tanah, Gs. 3.1.2 Berat, Wr (gr), tinggi, ho, dan diamter dalam, D dari cincin harus diukur. 3.1.3 Sampel yang telah dipangkas tersebut kemudian diletakkan pada cincin konsolidometer dan pada permukaan sisinya harus dipangkas dengan pisau kawat atau spatula sampai spesimen uji tersebut dapat secara perlahan dimasukkan kedalam cincin uji pada posisi yang tepat. Dan harus dieperhatikan bahwa tak boleh terdapat ronga antara cicncin dan spesimen uji tersebut. 3.1.4 Setelah spesimen uji dimasukkan seluruhnya ke dalam cincin, bagian atas dan bawah dari spesimen uji tersebut harus dipangkas rata dengan cincin tersebut dengan menggunakan pisau kawat atau batangan besi yang lurus. 3.1.5 Berat dari spesimen uji yang telah disiapkan bersama dengan cincin tersebut, Wt (gr) harus diukur. Jika digunakan cicin mengambang, sebuah penahan harus digunakan setelah dilakukan penimbangan berat.
88
Peralatan dan perlengkapan yang digunakan dalam persiapan spesimen uji untuk pengujian diberikan dan referensi dibuat ke dalam JIS A1216-1977 (Metode Uji Kompresi Tak Terbatas untuk Tanah) (Method of Unconfined Compression Test of Soil) dimana diagram peralatan yang digunakan untuk mempersiapkan contoh untuk kedua jenis pengujian juga diberikan. Standar Jepang tersebut dimaksudkan sebagai contoh prosedur yang dirumuskan dalam sebuah metode uji standar; prosedur yang sebenarnya digunakan di dalam sebuah laboratorium pengujian harus mematuhi atau sesuai dengan detil metode pengujian yang dirumuskan oleh seorang Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk. Perhatian khusus harus diberikan dalam metode standar pengujian untuk mempersiapkan spesimen uji untuk pengujian dari gambut dan tanah sangat lunak. Dengan memperhatikan kompresibilitas yang besar dari gambut, McGown dan Jarrett (1997b) menyatakan bahwa sudah menjadi umum dalam pengujian konsolidasi untuk menggunakan contoh gambut yang lebih tebal dari yang dinyatakan dalam metode standar. Hal ini tentu akan mengurangi rasio diameter terhadap tinggi dan konsekuensinya akan meningkatkan efek dari gesekan samping, oleh karenaya dianggap le bih bermanfaat jika sebuah contoh yang lebih representatif dapat diperoleh dimana kandungan seratnya tidak akan mempengaruhi secara radikal kompresibilitas sesungguhnya dari sampel. Para peneliti ini juga mengamati bahwa akan timbul masalah pada saat melakukan pemangkasan gambut berserat, baik untuk menyesuaikan dengan cincin konsolidasi maupun untuk pengujian triaksial atau pengujian kuat geser lainnya; oleh karena itu akan lebih baik jika laboratorium memiliki cincin atau sel triaksial yang menggunakan contoh yang memiliki diameter yang sama dengan diameter tabung contoh. Pada standar ASTM untuk Metode Pengujian untuk Uji Sifat-sifat Konsolidasi Satu Dimensi dari Tanah dinyatakan bahwa ‘tanah berserat seperti gambut, dan tanah-tanah yang dapat dengan mudah terganggu akibat pemangkasan/perampingan, dapat dipindahkan langsung dari tabung contoh ke dalam cincin, dimana cincin yang digunakan harus memiliki ukuran diameter yang sama dengan diameter tabung contoh’. Contoh yang sulit untuk dipangkas juga akan cukup sulit untuk diambil secara sempurna di tempat pertama kali, sebab tabung contoh juga akan menemui kesulitan yang sama bagaimana memotong sampel tersebut. Oleh karenanya, perhatian khusus harus diberikan pada rasio pengembalian (recovery ratio) dalam menaksir/menilai kompresi gambut yang mungkin terjadi selama proses pengambilan sampel (McGown dan Jarrett, 1997b). Landva et al. (1993) menyatakan bahwa pada kasus gambut berserat dengan sedikit atau tidak ada kadar mineral dan dengan derajat pembusukan (humification) yang rendah, sebagian besar perampingan/pemangkasan dapat di lakukan dengan sebuah pisau elektrik standar. Meskipun pemangkasan samping masih merupakan hal yang agak sukar, khususnya untuk contoh triaksial dengan rasio tinggi terhadap diameter bernilai 2. Untuk alasan ini, tabung contoh dengan ukuran diameter 100 mm diuji pada peralatan yang didisain khusus untuk spesimen uji dengan diamter 100 mm sehingga hanya pemangkasan pada ujungnya saja yang diperlukan. Peralatan yang untuk gambut berserat dengan
89
derajat kebusukan yang rendah sering dipandang tidak terlalu perlu, untuk gambut yang tingkat pembusukannya tinggi dan untuk tanah organik dipandang sebagai “sebuah persyaratan mutlak, karena jenis tanah tersebut bisa sangat lunak sehingga sebuah contoh bahkan tidak cukup kuat untuk mendukung beratnya sendiri”. Peralatan yang digunakan oleh Landva et al., dikembangkan sebagai bagian dari proyek penelitian di Universitas New Brunswick, Kanada dan dirakit sendiri. Peralatan khusus lain yang dibutuhkan untuk mengimplementasikan sebuah penyelidikan lapangan dalam kaitannya dengan jenis tanah yang sepertinya akan ditemukan, harus diidentifikasi pada tahap awal dari perencanaan penyelidikan dan pertimbangan mengenai hal ini harus diperhitungkan ketika melakukan evaluasi terhadap kemampuan dan kapasitas dari organisasi atau pihak-pihak yang ada dalam melakukan pekerjaan yang dimaksud.
5.3
EVALUASI TERHADAP TINGKAT GANGGUAN PADA SAMPEL Metode untuk mengevaluasi kualitas sampel dengan pengamatan visual di lapangan dan dengan data dari hasil pengujian di laboratorium telah dibahas oleh ISSMFE (1981). Kutipan dari publikasi ISSMFE tersebut diberikan pada berikut di bawah ini. Pengamatan visual terhadap sampel dapat memberikan gambaran terhadap tingkat kerusakan atau gangguan pada sampel sebagai berikut: • jika pada ujung sampel yang terdapat dalam tabung lunak terlihat tidak seperti biasanya, maka seluruh sampel mungkin telah terganggu •
jika ujung tabung bengkok atau rusak, sampel mungkin telah terganggu
•
sebuah rasio pengembalian (recovery ratio) lebih dari 95% menunjukkan adanya prosedur dan pengukuran yang tidak akurat selama pengambilan sampel atau kehilangan sampel dan dapat dianggap sebagai sebuah tandatranda kemungkinan adanya kerusakan atau gangguan.
Gangguan pada sampel akan mempengaruhi hubungan tegangan-regangan, kuat geser, konsolidasi dan parameter lainnya dari material yang diukur dengan pengujian laboratorium; oleh karenanya evaluasi terhadap hasil pengujian tersebut akan dapat memberikan sebuah penilaian terhadap kualitas dari sampel tanah.
5.3.1
Tegangan-Regangan Tak Terdrainase dan Prilaku Kuat Geser Kurva tegangan-regangan
90
Kurva tegangan-regangan yang diperoleh dari uji triaksial tak terdrainase pada Gambar 5-1, mengindikasikan kualitas sampel yang digunakan. Untuk sampel dengan kualitas sangat baik pada kurva (a), kurva tegangan-regangan akan linier hingga mencapai sekitar puncak tegangan dan regangan yang terjadi pada saat runtuhcukup kecil. Untuk sampel yang sedikit terganggu pada kurva (b), kurvanya berbentuk melengkung (roundish) dan regangan pada saat runtuh lebih besar dibanding dengan sampel dengan kualitas yang sangat baik; dan sebuah sampel yang dicetak kembali (remolded) seperti pada kurva (c), tidak memiliki puncak tegangan yang jelas.
Gambar 5-1 Evaluasi Kualitas Sampel dengan Menggunakan Kurva Tegangan-Regangan
Regangan pada saat runtuh Regangan pada saat runtuh dari sebuah tanah lunak kohesif umumnya akan bertambah seiring dengan bertambahnya gangguan yang terjadi dan oleh karenanya merupakan sebuah indikator yang dapat digunakan untuk menilai kualitas suatu sampel. Tetapi, penilaian kualitas berdasarkan parameter ini harus memperhitungkan jenis pengujian yang dilakukan, tekanan tak terbatas yang diberikan (confining pressure) serta jenis tanahnya. Regangan pada saat runtuh yang terjadi untuk jenis tanah yang berbeda dalam sebuah uji kompresi tak terdrainase ditunjukkan pada Tabel 5-1. Jenis Tanah
Regangan saat Runtuh (%)
Lempung Kanada
1
Lempung Yugoslavia
1.5
Lempung Marina Jepang
6
Lempung Perancis
3-8
Tabel 5-1 Regangan saat Runtuh dari Sampel Tak Terganggu dalam Uji Kompresi Tak Terdrainase
91
Pengamatan pada tanah lunak dari lokasi karakterisasi Bandung dan Jakarta menunjukkan bahwa kisaran regangan runtuh untuk tanah tersebut dalam uji triaksial CU, UU dan uji geser langsung umumnya sekitar 6%. Untuk material gambut regangan umumnya lebih tinggi dan tak ada puncak kuat geser yang pasti yang dapat ditemukan. Distribusi dan deviasi dari kuat geser tak terdrainase Pada umumnya, kuat geser tak terdrainase dari lempung yang terkonsolidasi normal akan meningkat terhadap kedalaman, dan hubungan antara kuat geser dan kedalaman akan linier untuk lempung yang terkonsolidasi normal pada lapisan tanah yang seragam. Gambar 5.2 menunjukkan sebuah contoh dari deviasi terhadap kelinieran tersebut, yang menunjukkan bahwa sampel No. 4 merupakan sampel yang sangat terganggu.
Gambar 5-2 Evaluasi Kualitas Sampel dengan Menggunakan Nilai Kuat Geser Tak Terdrainase
Modulus deformasi tak terdrainase Nilai dari modulus deformasi tak terdrainase E50 , yang merupakan modulus sekan (secant modulus) dari kurva tegangan-regangan pada setengah dari nilai tengangan maksimum dari suatu uji tak terdrainase, akan menurun seiring dengan meningkatnya gangguan yang terjadi pada sampel. Sebagai tambahan, kecepatan perubahan dari E50 akibat dari gangguan sampel akan lebih besar dibanding E50 dari kuat geser dan regangan saat runtuh. Oleh karenanya, modulus deformasi merupakan indeks yang lebih sensitif dari tingkat gangguan sampel dibanding dengan indeks yang sama pada kuat geser atau regangan saat runtuh.
92
5.3.2
Kurva Konsolidasi Satu Dimensi Kurva rasio pori– tekanan konsolidasi Gambar 5-3 membandingkan kurva khas dari rasio pori – tekanan konsolidasi, dalam skala logaritma, untuk sampel tak terganggu dan sampel yang dicetak kembali. Rasio pori dari sampel tak terganggu tidak banyak berubah selama tekanan kritis (yaitu tekanan prakonsolidasi atau tekanan akhir maksimum) kemudian setelah itu menurun relatif tajam. Pada sisi lain, rasio pori dari sampel terganggu megalami penurunan secara tajam dan rasio porinya akan lebih kecil pada setiap titik. Selanjutnya, pada sampel terganggu, kemiringan dari bagian yang terkompresi kembali dari kurva tersebut, Cr, terlalu tinggi (overestimated) sementara bagian asli yang terkompresi, Cc, terlalu rendah (underestimated).
Gambar 5-3 Evaluasi Kualitas Sampel dengan Menggunakan Kurva Angka Pori-Tekanan Konsolidasi
Tekanan Kritis Tekanan kritis, yang didapat dari pengujian konsolidasi satu dimensi, akan menurun seiring dengan peningkatan pada derajat gangguan/kerusakan yang terjadi pada sampel. Pada endapan lempung dimana tegangan dan kondisi
93
sekitar dapat diperkirakan berdasarkan informasi geologi dan/ atau berdasarkan pengujian langsung di lapangan, nilai tekanan kritis merupakan indikator yang baik untuk menilai kualitas suatu sampel. Koefisien konsolidasi– tekanan konsolidasi Contoh dari kurva konsolidasi-tekanan konsolidasi, dalam skala log – log, untuk sampel tak terganggu dan sampel yang dicetak kembali diberikan pada Gambar 5-4. Koefsien konsolidasi dari sebuah sampel tak terganggu memiliki nilai lebih tinggi pada tekanan konsolidasi yang lebih rendah, dan akan menurun secara cepat di sekitar tekanan kritis. Untuk sampel yang sangat terganggu, koefisien konsolidasinya relatif rendah di bawah seluruh tekanan dan akan meningkat secara linier terhadap tekanan konsolidasi.
Gambar 5-4 Evaluasi Kualitas Sampel dengan Menggunakan Kurva Koefisien Konsolidasi Sekunder – Tekanan Konsolidasi
Kurva kecepatan konsolidasi sekunder– tekanan konsolidasi Uji konsolidasi satu dimensi yang dilakukan pada sampel dengan kualitas tak terganggu yang tinggi menunjukkan bahwa kecepatan konsolidasi sekunder, Cα akan meningkat secara tajam ketika tekanan konsoliodasinya ( s ) mendekati tekanan kritis dan akan menurun ketika tekanan kritisnya meningkat. Sebuah contoh dari Cα versus s yang diukur dalam pengujian pada sampel tak terganggu dan sampel yang dicetak kembali dari le mpung yang sama, ditunjukkan pada Gambar 5.5. Pada gambar tersebut, Cα untuk sampel tak
94
terganggu tidak banyak megalami perubahan dalam berbagai variasi tekanan konsolidasi.
Gambar 5-5 Evaluasi Kualitas Sampel dengan Menggunakan Kurva Kecepatan Konsolidasi Sekunder-Tekanan Konsolidasi
5.3.3
Tegangan Efektif Residual Ketika tanah dikeluarkan dari dasarnya, tanah tersebut akan terbebaskan dari tegangan setempat dan tegangan total akan menjadi nol. Sebuah sampel yang “sempurna” didefinisikan sebagai sebuah sampel yang telah terbebaskan dari segala tegangan tetapi belum mengalami kerusakan atau gangguan secara mekanik (yaitu selama pengeboran, pengambilan sampel dan pemangkasan/pemotongan sampel). Bagaimanapun ketika tegangan total menjadi nol, tegangan efektif residual (sebuah tegangan internal) tidak perlu menjadi nol tetapi akan mencapai kesetimbangan dengan tegangan air pori negatif. Ganguan secara mekanik yang merupakan faktor tambahan yang disebabkan oleh pembebasan tegangan dapat dievaluasi dari perbedaan yang ada antara tegangan air pori dalam sebuah sampel yang “sempurna” dengan yang ada di dalam sampel yang sedang dievaluasi. Tegangan efektif residual dapat diukur di dalam sel triaksial dimana tekanan tak terbatas (confining)-nya dinaikkan secara bertahap pada kondisi tak terdrainase dan tekanan air porinya diukur. Tegangan efektif residual pada sampel yang “sempurna” akan lebih tinggi dibanding dengan sampel yang telah terganggu secara mekanik.
95
5.3.4
Penilaian Kualitas Sampel Laboratorium harus meninjau kualitas sampel mengikuti prosedur-prosedur yang dijelaskan di atas dan merevisi klasifikasi kualitas sampel, sesuai dengan yang dijabarkan pada Panduan Geoteknik 2.
96
6
Struktur dan Kemas Tanah
6.1
DEFINISI Istilah kemas biasanya dipakai dalam susunan fisik dari partikel tanah dan kelompok partikel, termasuk jarak partikel dan spasi yang ada antara pori atau distribusi ukuran pori (Brenner et al. 1981). Biasanya istilah kemas ini dibedakan menjadi dua tingkatan, yaitu: • kemas makro (macrofabric), yang merupakan tingkatan dari susunan tanah yang dapat diamati dengan mata telanjang atau dengan lensa sederhana (hand lens) •
kemas mikro (microfabric), yang merupakan tingkatan dari susunan tanah yang untuk mengamatinya paling tidak dibutuhkan sebuah mikroskop polaroid (polarizing microscope).
Brand dan Brenner menyatakan bahwa istilah struktur seharusnya digunakan lebih luas sehingga mencakup efek gabungan dari kemas serta komposisi dan gaya antar partikel, tetapi harus diingat bahwa istilah struktur dan kemas sering digunakan secara bertukar tempat. Menurut Krebs dan Walker (1971), istilah struktur tanah, dalam pengertian yang luas, meliputi: “susunan partikel tanah dalam sebuah massa tanah serta faktor-faktor yang mempengaruhi susunannya, temasuk komposisi tanah, karakteristik mineralogi dan fisik dari partikel padat, sifat dasar dan komposisi dari air tanah serta interaksi kompleks antara partikel dan air. Jika mengacu pada istilah penyatuan/kumpulan (aggregation) dari partikel tanah, maka juga mencakup arah (orientation) dan ikatan dari partikel dengan agregat, serta prilakunya sebagai akibat dari massa tanah”. Lambe dan Whitman (1979) mengamati bahwa perilaku keteknikan dari sebuah elemen tanah akan sangat bergantung pada struktur yang ada, yang diistilahkan oleh mereka sebagai “arah (orientation) dan distribusi dari partikel di dalam sebuah massa tanah yang juga disebut sebagai kemas dan arsitektur (fabric and architecture) dan gaya-gaya antara partikel tanah terdekat”. Dengan mengacu pada partikel kecil dan berbentuk datar, mereka menganggap bahwa dua perbedaan yang sangat besar dari struktur tanah akan diwakili oleh sebuah struktur terflokulasi ( flocculated structure) dan sebuah struktur terdispersi (dispersed structure). Pada struktur terflokulasi, partikel tanah akan berada di sisi hingga depan dan akan saling menarik; sedangkan sebuah struktur terdispersi memiliki partikel yang paralel, yang cenderung untuk saling
97
menolak. Antara kedua perbedaan besar ini ada sebuah tahapan lanjutan yang tak terhingga. Pada umumnya sebuah elemen dari tanah terflokulasi memiliki kuat geser yang lebih tinggi, kompresibilitas yang lebih rendah dan permeabilitas yang lebih tinggi dibanding dengan elemen yang sama dari tanah dengan rasio pori yang sama, tetapi berada dalam keadaan terdispersi. Kuat geser yang lebih tinggi dan kompresibilitas yang lebih rendah pada keadaan terflokusasi disebabkan oleh tarik menarik antara partikel dan kesulitan yang lebih besar dari pemindahan partikel ketika berada dalam keadaan susunan yang tak beraturan; sedangkan permeabilitas yang lebih tinggi disebabkan oleh terdapatnya saluran yang lebih besar untuk mengalirkan air. Brenner dan Brenner (1981) menyatakan bahwa walaupun kemas mikro (microfabric) lebih sering dibicarakan/diperhatikan, namun kemas makro (macrofabric) dapat saja menyebabkan sebuah pengaruh yang dominan dalam banyak masalah keteknikan. Dalam kasus lempung lunak, ciri-ciri dari kemas makro (macrofabric) adalah: • perlapisan horisontal
6.2
•
lapisan lanau atau pasir
•
lubang-lubang akar
•
retakan syneresis
•
bidang runtuh lama
•
inklusi organik
DESKRIPSI DAN IDENTIFIKASI TANAH ASTM D 2488-93 menjelaskan sebuah praktek standar yang dapat digunakan untuk menggambarkan dan mengidentifikasi tanah, tidak hanya di lapangan tapi juga dapat digunakan di kantor, di laboratorium atau dimana saja sampel tanah diperiksa dan dan digambarkan. Sebuah ceklis dari praktek tersebut yang digunakan untuk mendeskripsikan tanah diberikan pada Tabel 13 dan memuat 23 hal; dimana sebuah contoh dari hal ini akan dibahas di bawah ini. Warna. Warna merupakan sifat yang penting dalam mengidentifikasikan tanah organik, dan dengan lingkungan sekitarnya yang diketahui, akan sangat memudahkan dalam mengidentifikasikan material geologi yang terbentuk dari proses yang sama. Jika sampel tersebut mengandung lapisan atau potongan dengan warna yang bervariasi, hal ini harus dicatat dan semua warna yang ada digambarkan dan dijelaskan. Warna tersebut harus digambarkan dalam kondisi sampel yang basah. Jika warna yang dirumuskan merupakan warna dalam kondisi kering, hal ini harus dicatat dalam laporan.
98
Aroma. Aroma harus dijelaskan jika material yang ada merupakan material organik dan tidak umum. Tanah yang mengandung unsur organik dalam jumlah yang signifikan biasanya akan memiliki aroma khusus sebagai akibat pembusukan dari vegetasi yang ada. Hal ini akan jelas terlihat pada sampel yang masih baru/segar, tetapi jika sampel tersebut telah mengering, aromanya dapat muncul kembali dengan memanaskan sebuah sampel yang basah. Kondisi Kadar Air (Moisture Condition). Hal ini digambarkan dengan istilah kering, lembab atau basah dengan mengacu pada kriteria -kriteria berikut. Kering : tak ada kandungan air, berdebu, dan terasa kering jika dipegang Lembab
: lembab tapi tak tampak adanya air
Basah
: tampak adanya air bebas, biasanya tanah berada pada muka air.
Konsistensi. Konsistensi dari sampel yang utuh dari tanah berbutir halus digambarkan dengan istilah sangat lunak, lunak, agak keras, keras atau sangat keras berdasarkan kriteria -kriteria berikut ini. Deskripsi Sangat lunak Lunak Agak keras Keras
Sangat keras
Kriteria penekanan dengan jari akan menembus tanah lebih dari 25 mm penekanan dengan jari akan menembus tanah sekitar 25 mm penekanan dengan jari akan masuk ke tanah sekitar 6 mm penekanan dengan jari tak akan menekuk tanah tapi akan dengan mudah menekuk dengan ibu jari penekanan dengan ibu jari tak akan menekuk tanah
Struktur. Struktur tanah yang lengkap digambarkan berdasarkan kriteria -kriteria di bawah ini: Deskripsi Bertingkat
Kriteria Lapisan yang berubah-ubah (alternating layers) dengan warna dan material yang bervariasi dengan tebal minimal 6 mm: perhatikan ketebalannya Berlapis-lapis Lapisan yang berubah-ubah (alternating layers) dengan warna dan material yang bervariasi dengan tebal kurang dari 6mm: perhatikan ketebalannya Bercelah Patahan sepanjang bidang retak tertentu dengan sedikit tahanan terhadap keretakan Berlapis di Sisi (Slickensided) Terdapat bidang retakan yang halus atau mengkilat, kadang striated
99
Berblok
Berlensa
Homogen
Tanah kohesif yang dapat diuraikan menjadi gumpalan kecil yang kaku yang tak dapat diuraikan lagi Inklusi dari kantung-kantung kecil dari tanah yang berbeda, seperti lensa-lensa kecil dari pasir yang tersebar sepanjang massa lempung: perhatikan ketebalannya Warna sama dan terdapat di seluruh bagian
Keterangan Tambahan. Keberadaan dari akar-akaran atau lubang akar, menyebabkan kesulitan dalam pengeboran atau pembuatan lubang, penggalian parit atau lubang, keberadaan dari mika, gipsum, dan lain-lain harus dicatat. Dalam hal identifikasi tanah, prosedur untuk mengidentifikasikan tanah berbutir halus dan tanah berbutir kasar dijelaskan maisng-masing pada Bab 14 dan 15, pada standar tersebut. Tanah berbutir halus diidentifikasikan berdasarkan kuat geser kering, dilatansi, kekerasan dan plastisitas; kriteria untuk mendeskripsikan setiap sifat-sifat ini diberikan jika sifat-sifat yang telah ditentukan tersebut ditemukan. Dalam proses identifikasi, sebuah pemisahan harus dilakukan untuk tanah inorganik berbutir halus dengan tanah berbutir halus. Tanah diidentifikasikan sebagai tanah organik (OL/OH dalam sistem USCS) jika mengandung sejumlah partikel organik yang dapat mempengaruhi sifatsifat tanah. Untuk membantu identifikasi dari tanah-tanah ini, karakteristik berikut harus diperhatikan: • Tanah organik biasanya memiliki warna coklat gelap hingga hitam dan memiliki aroma organik •
Sering terjadi, tanah organik akan mengalami perubahan warna, misalnya dari hitam menjadi coklat, ketika bersentuhan dengan udara luar
•
Beberapa tanah organik akan berubah warna menjadi lebih muda secara signifikan jika dikeringkan di udara luar
•
Tanah organik umumnya tidak memiliki kekerasan dan plastisitas yang tinggi; galur dari uji tingkat kekerasan dari tanah ini akan bersifat seperti sepon (spongy).
Tanah inorganik diidentifikasikan berdasarkan sifat-sifatnya, dan diberikan Lambang/Simbol Kelompok dengan mengacu kepada sistem yang digunakan dalam USCS sebagaimana terlihat pada Tabel 6-1 berikut:
100
Simbol Tanah
Kuat Geser Kering
Dilatansi
Kekerasan
ML
Nol sampai dengan rendah
Lambat sampai dengan cepat
Rendah atau galur (thread ) tidak dapat dibentuk
CL
Sedang sampai dengan tinggi
Nol sampai dengan lambat
Sedang
MH
Rendah sampai dengan sedang
Nol sampai dengan lambat
Rendah sampai dengan sedang
CH
Tinggi sampai dengan sangat tinggi
Nol
Tinggi
Tabel 6-1 Identifikasi Tanah Inorganik Berbutir Halus berdasarkan Manual Pengujian (ASTM D 2488-93)
Deskripsi dan identifikasi dari tanah berbutir halus berdasarkan pada penjelasan di atas dapat diterapkan pada sampel-sampel tak terganggu (yang didapat berdasarkan, misalnya, ASTM D 1587-83), yang diambil pada kedalaman di antara lokasi pengambilan sampel dengan sampel yang diambil ketika melakukan Uji Penetrasi Standar (ASTM D 1586-84, diterbitkan kembali tahun 1992). Dalam praktek di Indonesia umumnya dilakukan pemeriksaan (coring) untuk identifikasi di antara lokasi pengambilan sampel tetapi karena sebagian besar pemeriksaan tersebut jarang dilakukan dengan detil, ahli pengeboran menjadi tidak tahu seberapa besar kebutuhan akan pemeriksaan secara hati-hati tersebut harus dilakukan. Karena pemeriksaan ini relatif murah untuk sebuah informasi yang bernilai, kebutuhan untuk melakukan pemeriksaan (coring) yang hati-hati seharusnya ditekankan oleh seorang engineer geoteknik. Dan karena evaluasi ini merupakan sesuatu yang agak subyektif dan membutuhkan latihan dalam pengambilan keputusan keteknikan, pemeriksaan (coring) ini harus ditugaskan kepada personil yang berpengalaman; dan seharusnya tidak ditugaskan kepada engineer atau geolog muda atau kepada seorang teknisi. Pencatatan kemas (fabric logging) yang detil umumnya dilakukan di laboratorium pada sampel tak terganggu. Prosedur yang digunakan selama Tahap 1 dari Indon-GMC Guides Project pada Pusat Litbang Prasarana Transportasi Bandung (IRE), dalam menganalisis kemas makro (macrofabric) dijelaskan pada Bab 6.3 berikut:
6.3
PROSEDUR PENCATATAN DAN ANALISIS KEMAS Studi kemas makro dari tanah telah dilakukan oleh McGown dan Jarrett (1997a). Mereka menyatakan bahwa sebagian besar endapan aluvial terbentuk selama periode dimana perubahan musim dan variasi lain dalam kondisi pengendapat terjadi, dan partikel tanah yang membentuk endapan ini umumnya ditemukan dalam unit yang jelas dalam susunannya, ketebalan yang bervariasi, gradasi partikel, densitas dan mungkin saja mineralogi. Dalam hal untuk mengukur keberadaan unit ini dari susunan tersebut (ciri atau fitur), sebuah
101
penyelidikan permukaan harus dilakukan, baik pada blok yang digali ataupun pada sampel yang diambil dengan tabung. Sebuah metode untuk melakukan pemeriksaan permukaan adalah dengan melakukan pemotongan parsial (partial cutting) secara hati-hati, membelah (splitting) dan pengeringan di udara luar (air-drying).
6.3.1
Identifikasi dan Klasifikasi dari Fitur Kemas Metode investigasi yang diusulkan oleh McGown dan Jarrett dan telah digunakan di Pusat Litbang Prasarana Transportasi (IRE) adalah dengan menggambarkan fitur tersebut berdasarkan: sifat-sifat dasarnya bentuknya, dan susunan ruang (spatial)-nya. Sifat Dasar dari Fitur Sifat-sifat dasar dari fitur dikarakterisasikan dengan istilah secara fisik dengan sebuah deskripsi fisik dari fitur dan klasifikasi dari partikel tanah yang membentuk fitur tersebut. Istilah deskripsi yang diusulkan tersebut diberikan pada Tabel 6-2. Ketebalan
Sifat Dasar dari Fitur
Pemisahan (Parting) Fitur unit tunggal (Single unit features)
Kurang dari 0.1
(Dusting)
Lapisan tipis
0.5
Sebuah unit material yang membentuk sebuah permukaan pemisah yang tipis
0.5
→
5.0
Sebuah unit tunggal dari material dengan ketebalan terbatas
→
50.0
50.0 → 500.0
Lapisan tebal
Lebih dari 500.0
Material yang membentuk sebuah unit tunggal atau sebuah unit kombinasi dari susunan partikel yang secara signifikan langsung membedakan antara lapisan di atas dan di bawahnya.
-
Sebuah kombinasi unit dari susunan partikel yang membedakan secara signifikan lapisan di atas dan di bawahnya
-
Pelapisan biasa atau perubahan dari material akibat pengaruh perubahan musim. Endapan setiap tahun diubah menjadi sebuah varve tunggal dan dapat mengandung dua atau lebih unit dari susunan partikel tersebut
Fitur multi unit (Multi-unit features) Varve
Sebuah unit lapisan tipis dimana tanah cenderung membelah
→
Lapisan normal
Lapisan
Deskripsi
0.1
Pendebuan
Lamina
Fitur unit tunggal atau multi-unit (Single or multi-unit features)
(mm)
Tabel 6-2 Deskripsi yang Diusulkan untuk Pengkarakterisasian Sifat-sifat Dasar dari Fitur pada Endapan Berlapis
102
Klasifikasi dari partikel tanah yang terdiri dari fitur-fitur tersebut, ditentukan berdasarkan data distribusi ukuran partikel, kadar air, karakteristik plastisitas dan sifat-sifat lainnya yang dianggap tepat. Bentuk dari Fitur Bentuk dari fitur dikarakterisasikan dengan istilah berdasarkan ketebalannya, dengan penilaian terhadap kontinuitasnya serta bentuk geometri permukaannya. Ketebalan dari berbagai ciri tersebut diukur dalam arah normal terhadap bidang dimana fitur tersebut meluas. Sebagai contoh, jika fitur tersebut horisontal dan datar (planar), ketebalan diukur dalam arah vertikal. Sehubungan dengan penilaian terhadap kontinuitasnya, permukaan yang diperiksa akan sering dibatasi perluasannya, oleh karenanya sebuah penilaian yang benar terhadap kontinuitasnya tidak akan dapat dilakukan. Kemungkinan terbaik penilaian secara kuatitatif atau bahkan kualitatif seharusnya dibuat, dengan menggunakan korelasi apa saja yang memungkinkan antara lokasi yang berbeda pada suatu tempat. Dasar untuk pengkarakterisasian geometeri permukaan dari fitur tersebut diberikan dalam Tabel 6-3 dan pada Gambar 6-1. Tipe
Deskripsi
Planar
Datar
Melengkung (Curved)
Baik cekung maupun cembung ke atas dengan radius lengkungan ratarata, R.
Menggantung (Hinged)
Kombinasi dari datar dan melengkung
Terlipat (Folded)
Rapi (Gentle)
Kombinasi dari kurva cekung dan cembung alternatif dengan panjang gelombang, S, lebih besar dari tinggi gelombang, h.
Kasar (Severe)
Kombinasi dari kurva cekung dan cembung alternatif dengan panjang gelombang, S, kurang dari tinggi gelombang, h.
Tabel 6-3 Karakterisasi dari Geometeri Permukaan dari Fitur-fitur pada Endapan Berlapis
103
Gambar 6-1 Geometri Permukaan dari Fitur-fitur pada Endapan Berlapis (McGown dan Jarrett 1997a)
Data Orientasi Dasar dan Susunan Ruang Untuk fitur yang datar (planar), melengkung dan menggantung, tumbukan dan turunan rata-rata dari fitur tersebut seharusnya diberikan sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 6-1; untuk fitur-fitur yang terlipat, rata-rata pukulan dan turunan dari seluruh fitur dan perubahan cabangnya harus diberikan. Data mengenai spasi didapat dengan mengukur secara sederhana jarak antara fitur sejenis dalam arah normal terhadap bidang dimana spasi tersebut meluas. Frekuensi dari keberadaan fitur tersebut dapat diklasifikasikan sebagaimana diindikasikan pada Tabel 6-4. Jarak dari fitur sejenis, S1: mm
Klasifikasi Frekuensi
Jumlah fitur sejenis per meter, f
Lebih dari 40
Sangat rendah
Kurang dari 25
40 – 20
Rendah
25 - 50
20 – 10
Sedang
50 - 100
10 – 5
Tinggi
100 - 200
5 - 2.5
Sangat tinggi
200 - 400
Kurang dari 2.5
Sangat sering
Lebih dari 400
Tabel 6-4 Klasifikasi Frekuensi dari Sedimen Berlapis
104
Persentase ketebalan keseluruhan: Klasifikasi intensitas
Ketebalan rata-rata, tav x jumlah fitur sejenis per meter, f
Sangat rendah
Kurang dari 2.5
Rendah
2.5 - 5.0
Sedang
5
- 10
Tinggi
10 - 20
Sangat tinggi
20 - 50
Dominan*
Lebih dari 50
*Jika fitur sejenis melebihi 50% dari tebal keseluruhan, maka harus di istilahkan sebagai matriks tanah (soil matrix). Tabel 6-5 Klasifikasi Intensitas dari Sedimen Berlapis
Data spasi dasar dapat digabung dengan data ketebalan fitur untuk menghitung persentase ketebalan dari berbagai fitur pada arah pengukuran. Hal ini penting dalam hal untuk mendapatkan pengaruh dari fitur terhadap sifat-sifat keteknikan tertentu seperti permeabilitas dan kompresibilitas. Klasifikasi yang diusulkan oleh McGown dan Jarrett untuk prosentase ketebalan keseluruhan dari setiap kelompok fitur dalam arah pengukuran diberikan pada Tabel 6-5. Sebuah metode yang lebih tepat untuk menampilkan data yang diukur dan diturunkan dari analis kemas makro ditunjukkan pada Gambar 6-2 1 2 3 4 5 6 7
Lokasi : Tanggal : Blok, detil lubang : Arah terhadap aksis dasar : Deskripsi tanah : Fitur yang dimaksud: Pengukuran: No. fitur
Kedalaman (m):
Sifat dasar Klasifikasi Tanah
Tipe fitur
Ketebalan, t (mm)
Bentuk Penilaian kontinuitas
Sampel:
Tipe dan Ukuran:
Orientasi Geometri permukaan
Pukulan
Spasi, S (mm)
Turunan
1 2 3 4 5 6 7 8
8
Pengukuran pada fitur sejenis Ketebalan rata -rata, tav (mm) Spasi rata -rata, Sav (mm) Jumlah fitur pada kedalaman yang diukur, N Frekuensi per meter, f Ketebalan relatif keseluruhan dari fitur per meter, tavf
(a)
(c)
Jumlah fitur
20 Jenis feature (b)
15 10 5 0 4
8 12 Spasi, mm
16
Gambar 6-2 Formulir Pencatatan Kemas Makro untuk Endapan Berlapis
105
6.3.2
Prosedur Laboratorium
6.3.2.1
Pengeluaran Sampel dan Pembongkaran dari Permukaan yang Diperiksa
6.3.2.2
6.3.2.3
•
Keluarkan sampel tak terganggu ke dalam sebuah tabung yang telah diolesi air dan separuh lingkarannya terbuat dari plastik.
•
Bungkus sampel yang telah dikeluarkan tersebut dengan separuh tabung kedua dan putar hingga sambungan antara keduanya telah vertikal.
•
Masukkan dua batang penggaris baja ke dalam sambungan tersebut hingga mencapai 2/3 dari kedalamannya.
•
Secara perlahan tarik sampel tersebut keluar, sehingga kedua bagian yang sama panjang tersebut masuk ke dalam tabung separuh plastik tersebut.
•
Pilih sampel yang paling baik untuk pemeriksaan makro dan pemotretan; sementara separuh sisanya ditujukan untuk pemeriksaan sifat-sifat indeksnya.
Pemeriksaan dan Pemotretan Susunan Makro •
Pada hari pertama letakkan sebagian sampel yang baik pada bingkai pemotretan dengan diberi label yang jelas. Perhatikan, nomor film, kecepatan dan waktu pencahayaan.
•
Ukur dari titik spesifik pada bagian atas sampel ke masing-masing bagian fitur kemas makro yang tak terlindung. Catat jarak ke pusat dari setiap fitur dan gambarkan dengan menggunakan istilah standar yang diberikan dalam formulir pencatatan kemas makro (Gambar 6.2). Kemudian tandai dengan jelas pada formulir tersebut dengan Hari Pertama.
•
Pada hari ke-3, lakukan pemotretan kembali sampel tersebut pada bingkai pemotretan seperti pada hari pertama, jangan lupa untuk merubah semua detil menjadi HARI KE-3.
•
Ukur dan catat kembali, dari titik yang sama seperti pada hari pertama, fitur kemas makro yang tak terlindung pada formulir pencatatan susunan makro yang baru, tandai dengan jelas sebagai hari ke-3.
•
Ulangi proses di atas untuk hari ke-5, dan tandai dengan jelas foto dan formulir pencatatan kemas makro yang baru sebagai HARI KE-5.
Penyimpanan Data dan Pelaporan •
Simpan data yang dapat ditelusuri kembali pada format lembar pengolahan data dasar.
•
Setelah memproses film kemas makro tersebut, tandai dengan jelas pada bagian belakang dari foto yang dicetak tersebut dengan nomor referensi film yang sesuai dengan film negatif dan nomor sampel serta hari dan tanggal dilakukannya pemotretan tersebut.
•
Simpan film negatif tersebut dan dicetak.
106
•
Tampilkan kembali fitur yang diukur tersebut ke dalam formulir standar bersama dengan hasil foto baik yang dipilih untuk setiap harinya. Pilih hasil yang paling baik untuk dimasukkan dalam laporan.
107
7
Pelaporan
7.1
PERSYARATAN KHUSUS Dalam metode pengujian yang dijelaskan dalam standar-standar SNI, ASTM dan BSI, detil dari data diberikan untuk dilaporkan dalam setiap pengujian. Jumlah dari sifat-sifat dasar (nature) dari data pengujian yang dilaporkan bergantung pada kompleksitas dan jenis pengujian. Sebagai contoh, pada kasus pengujian Konsolidasi Tak Terdrainase (CD) yang dijelaskan pada bab 4.3.2.3 dari Panduan Geoteknik ini, ada empat tahapan yang dijalani: persiapan spesimen uji, penjenuhan, konsolidasi dan kompresi. Data yang dilaporkan untuk setiap spesimen dicantumkan dalam BS dengan 15 bagian, tidak termasuk persyaratan untuk pengeplotan grafis dari data, yang dicantumkan secara terpisah. Laporan pengujian juga harus menegaskan bahwa pengujian tersebut dilaksanakan berdasarkan pasal 4,5,6 dan 8 dari BS 1377:Part 8: 1990, dimana pada bagian tersebut dinyatakan tentang metode yang digunakan (pada kasus khusus ini adalah pengujian triaksial yang terkonsolidasi dan terdrainase dengan pengukuran perubahan volume) dan memberikan informasi lain yang sesuai seperti tercantum pada Bab 8.2 berikut. Tak ada format standar untuk formulir penghitungan dan pencatatan data pengujian. Meskipun demikian, sebuah persyaratan yang pasti adalah apapun formulir yang digunakan, harus cukup untuk menampung pencatatan lengkap dari spesimen uji, metode pengujian, data pengujian dan perhitungan yang dilakukan pada data tersebut. Pada lampiran dari 9 Parts of BS 1377 (1990), sebuah contoh formulir untuk penghitungan dan pencatatan data untuk pengujian tipikal (khusus) diberikan. Ketika melakukan pemeriksaan kemampuan dari sejumlah laboratorium sebagaimana didiskusikan pada Bab 2, seorang Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk harus memberikan perhatian khusus dalam memeriksa kelengkapan dari formulir yang digunakan untuk mencatat dan menganalisis data dan sistem yang digunakan untuk menyimpan data. Suatu formulir harus berisi informasi-informasi berikut ini: • Acuan atau nomor identifikasi sampel, dan lokasi •
Jenis sampel
•
Metode persiapan spesimen tes
•
Lokasi dan orientasi spesimen tes dalam sampel asli
108
•
Deskripsi visual tanah, termasuk kemas tanah dan semua ciri-ciri yang tidak biasa
•
Komentar-komentar berkenaan dengan gangguan sampel yang nampak atau diduga, termasuk kemungkinan kehilangan kelembaban
•
Variasi-variasi terhadap prosedur-prosedur yang diterapkan, beserta alasanalasannya
•
Tanggal pengujian
•
Nama organisasi yang melaksanakan pengujian
Setiap formulir di mana setiap data pengujian dicatat harus mempunyai tempat untuk nama dan tandatangan sebagai berikut: Operator
Diperiksa
Disetujui
Nama Tanda tangan
Grafik harus menunjukkan semua titik yang diplot, tidak hanya berupa kurva garis saja dan diberikan skala sebesar mungkin, dalam satuan yang memudahkan seperti 1, 2, atau 5 divisi per satuan (AASHTO 1988). Ketika hasil dari sejumlah pengujian ditunjukkan dalam sebuah grafik, sebuah lambang harus digunakan untuk mengidentifikasikan data yag diplot untuk spesimen uji yang berbeda dan sebuah kotak judul harus ditunjukkan untuk setiap grafiknya, yang meliputi: • Nama proyek
7.2
•
Nomor proyek
•
Tanggal ketika pekerjaan tersebut dilakukan
•
Jenis tanah
•
Nomor lubang bor dan sampel serta kedalaman elevasinya
•
Data lain yang berkaitan yang menidentifikasikan spesimen uji.
PERSYARATAN UMUM Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk harus memantau secara langsung kemajuan dari penyelidikan dan harus diberi salinan dari data yang telah diperiksa dan ditandatangani jika datanya telah ada. Dokumen laboratorium harus ada untuk diperiksa oleh Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk ini ketika mengunjungi laboratorium dan harus memuat catatan minimum berikut: • Penampang Pengeboran. •
Formulir Pemindahan Sampel.
109
•
Formulir Pemeriksaan Sampel.
•
Data pengujian laboratorium dan perhitungannya.
•
Detil dari penyimpangan terhadap prosedur standar atau yang telah diterima.
Berkaitan dengan penyimpangan dari standar, hal ini hanya diijinkan dengan persetujuan sebelumnya dari engineer geoteknik yang ditunjuk; dan persetujuan tersebut harus diberikan secara tertulis dan disimpan oleh insinyur laboratorium dan Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk.
7.3
LAPORAN LABORATORIUM Laporan untuk penyelidikan laboratorium harus mengandung informasi yang dicantumkan di bawah ini jika relevan. Jika bagian-bagian yang relevan tidak diikutsertakan dalam Laporan maka alasan-alasan penghilangannya harus diberikan. Sampul Suatu format contoh diberikan pada Panduan Geoteknik 4. Laporan harus secara jelas diberi tanda sebagai Pendahuluan:
jika tidak semua isi yang diinginkan diikutsertakan
Konsep:
jika isi dari laporan lengkap, tetapi diedarkan untuk dikomentari. Konsep bisa juga mengandung isi-isi yang belum diedit.
Akhir Tanggal harus selalu nampak pada sampul. Daftar Isi Ini harus mencantumkan setiap bagian dari laporan, dengan nomor halaman. Dia harus berisi semua Tabel, Gambar, Gambar Teknik dan Lampiran. Suatu format contoh diberikan pada Panduan Geoteknik 4. Lembar Persetujuan Suatu format contoh diberikan pada Panduan Geoteknik 4. Jika Laporan berupa Pendahuluan atau Konsep makan hal ini harus diungkapkan.
110
Pengantar Menyediakan acuan-acuan lengkap terhadap Laporan-laporan sebelumnya. Menyebutkan tanggal-tanggal saat pekerjaan berlangsung. Menyebutkan Proyek, Pemberi tugas, Insinyur, tujuan dari penyelidikan dan semua aspek-aspek khusus pekerjaan. Jika Laporan berupa Pendahuluan cantumkan ruang lingkup pekerjaan yang dilaksanakan dan sisa-sisa yang akan dilaksankan. Penjelasan Tempat Suatu Peta Lokasi dengan rincian yang memadai sehingga seseorang bisa menemukan lokasinya di darat. Ini harus menandai tempat dalam hubungannya dengan kota atau desa terdekat dan menyertakan suatu skala dan penunjuk Utara. Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk harus mempersiapkan suatu Peta Lokasi pada tahap studi meja dan menyediakan gambar teknik untuk digunakan pada semua laporan-laporan yang tersisa. Suatu Peta Umum dengan rincian yang memadai untuk memperlihatkan perincian dari proyek dan lokasi posisi-posisi penyelidikan yang dihubungkan dengan sistem koordinat tempat. Semua penyelidikan yang dilaksanakan pada tahap pendahuluan harus telah ditandai dengan cara mengukur jaraknya terhadap berbagai ciri-ciri tempat. Lokasi-lokasi ini kemudian harus telah dikoordinasikan selama survai utama untuk penyelidikan lapangan. Laboratorium Eksternal Nama semua laboratorium eksternal yang terlibat dalam program pengujian, dan dasar pemilihannya harus dinyatakan dalam laporan; tes-tes yang dilaksanakan oleh laboratorium eksternal harus secara jelas dinyatakan. Laporan harus memberi komentar mengenai kualitas dari fasilitas-fasilitas yang ada pada laboratorium eksternal dengan penekanan utama pada semua aspek operasinya yang dianggap di bawah standar. Laporan harus menjelaskan bagaimana performa laboratorium eksternal dimonitor dan terutama pemenuhannya terhadap prosedur-prosedur pengontrolan kualitas. Tes-tes Laboratorium Rangkuman hasil-hasil tes menggunakan format yang sama seperti Jadwal Pengujian Laboratorium. Jika ada bagian pengujian yang diinginkan yang tidak dilaksanakan dengan alasan apapun maka hal ini harus dinyatakan. Suatu daftar masing-masing tes dan standar yang digunakan untuk tes. Jika suatu standar yang diakui tidak dipakai, atau ada deviasi dari standar, maka hal ini harus dijelaskan. Jika metode tersebut membutuhkan penjelasan yang panjang dia harus dimasukkan dalam Lampiran. Laboratorium harus mengembangkan penjelasan-penjelasan yang baku untuk laporan-laporannya.
111
Referensi-referensi Semua sumber informasi, dan data eksternal lainnya yang digunakan dalam laporan harus dirujuk dengan lengkap. Lampiran-lampiran Lampiran-lampiran harus menyertakan Catatan-catatan pemboran yang telah direvisi dengan mempertimbangkan hasilhasil tes laboratorium. Lembar-lembar Penyerahan Sampel Lembar-lembar Penetapan Sampel Hasil-hasil Tes Laboratorium Semua lembar-lembar hasil tes harus berisi informasi yang dijabarkan pada Bagian 7.1. Gambar-gambar Teknik Semua gambar-gambar teknik harus berisi informasi berikut: Untuk semua gambar-gambar teknik: skala batang, nomor gambar teknik, rujukan terhadap data sumber untuk informasi survei dan sebagainya Untuk peta-peta, sebagai tambahan: penunjuk utara, jaringan. Data-data Tambahan Data-data mentah dari laboratorium tidak umum untuk dimasukkan dalam laporan-laporan. Namun Insinyur Geoteknik yang Ditunjuk harus menyimpan suatu dokumen bersi data-data mentah yang diterima dari laboratorium untuk keperluan-keperluan perujukkan.
112
8
Referensi
Suatu bibliografi sekitar sebilan ratus referensi dipersiapkan sebagai bagian dari proyek IGMC2 dan dimasukkan pada yang menyertai CD Panduan Geoteknik ini. Semua dokumen pada Bibliografi disimpan di Perpustakaan IRE, kecuali yang disebutkan pada database sebagai tersedia di tempat lain di Bandung. AASHTO (1988), Manual on Subsurface Investigations, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, DC, USA. Akroyd T N W (1957), Laboratory Testing in Soil Engineering, Soil Mechanics Limited, London, UK, reprinted 1969. Al-Khafazi A W & Andersland O B (1992), Geotechnical Engineering and Soil Testing, Saunders College Publishing, USA. ASTM Standards (1994), Section 4, Construction: Volumes 04.08 and 04.09, Soils and Rock, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, USA. Brand E W & Brenner R P (1981), Soft Clay Engineering, Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam, The Netherlands. BS 1377 (1990), Methods of Test for Soils for Civil Engineering Purposes, Parts 1-9, British Standards Institution, London. Head K H (1984), Manual of Soil Laboratory Testing, Volume 1: Soil Classification and Compaction Tests, Pentech Press Limited, Plymouth, UK. Hvorslev M J (1949), Subsurface Exploration and Sampling of Soils for Civil Engineering Purposes, US Army Waterways Experimental Station, Vicksburg, Miss, USA. ISO/IEC (1999), International Standard ISO/IEC 17025: 1999 (E), General Requirements for the Competence of Testing and Calibration Laboratories, The International Organization for Standardization and the International Electrotechnical Commission, Geneva, Switzerland. ISSMFE (1981), International Manual for the Sampling of Soft Cohesive Soils, The Sub-Committee on Soil Sampling (ed), International Society for Soil Mechanics and Foundation Engineering, Tokai University Press, Tokyo, Japan. Japanese Standards Association (1960), Method of Test for Consolidation of Soils, Japanese Industrial Standard JIS A 1217-1960. Japanese Standards Association (1977), Method of Unconfined Compression Test of Soil, Japanese Industrial Standard JIS A 1216-1958 (revised 1977).
113
Krebs R D & Walker R D (1971), Highway Materials, McGraw-Hill Book Company, New York. Lambe T W & Whitman R V (1979), Soil Mechanics, SI Version, John Wiley and Sons, Inc, New York. Landva A O, Pheeney P E & Mersereau D E (1983), Undisturbed Sampling of Peat, Testing of Peats and Organic Soils, ASTM STP 820, P M Jarrett (ed), American Society for Testing and Materials, Philadelphia, USA. Landva A O, Korpijaakko E O & Pheeney P E (1983) Geotechnical Classification of Peats and Organic Soils, Testing of Peats and Organic Soils, ASTM STP 820, P M Jarrett (ed), American Society for Testing and Materials, Philadelphia, USA. La Rochelle P, Leroueil S & Tavenas F (1986), A Technique for Long – Term Storage of Clay Samples, Canadian Geotechnical Journal, 23, pp602-605. Larsson R, Nilsson G & Rogbeck J (1987), Determination of Organic Content, Carbonate Content and Sulphur Content in Soils, Swedish Geotechnical Institute, Linköping, Report No. 27E. Larsson R, Nilsson G & Rogbeck J (1989) Determination of Organic Matter, Carbonates and Sulphides in Soils, 12th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Rio De Janeiro, pp2091-2094. Larsson R (1996), Organic Soils, Chapter 1, Embankments on Organic Soils, J Hartlen and W Wolski Eds, Elsevier Science B V, The Netherlands. Lechowicz Z, Szymanski A & Barankski T (1996) Laboratory Investigations, Chapter 3, Embankments on Organic Soils, J Hartlen and W Wolski (eds), Elsevier Science B V, The Netherlands. McGown A & Jarrett P M (1997a), The Origins, Nature and Characterization of Soft Soils, Organic Soils and Peat, Seminar 1, INDON-GMC Guides Project, Stage 1, Institute of Road Engineering, Bandung. McGown A & Jarrett P M (1997b), Tropical Soft Soils and Peat: Site Investigation and Laboratory Testing, Notes on Short Course Presented at the Institute of Road Engineering, Bandung (July 1997). Riley J L (1989), Laboratory Methods for Testing Peat – Ontario Peatland Inventory Project, Ontario Geological Survey, Miscellaneous Paper 145, Mines and Minerals Division, Ministry of Northern Development and Mines, Ontario, Canada. Skempton A W (1953), The Colloidal ‘Activity‘ of Clays, Proceedings of the Third International Conference on Soil Mechanics, 1, Zurich.
114
Lampiran A Metode-metode Tes Standar yang Diterbitkan oleh SNI, ASTM dan BSI
Metode Tes Standar Tes • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Klasifikasi lempung dan lanau organik dan inorganik Klasifikasi gambut Kadar air asli tanah Distribusi ukuran partikel Berat jenis Berat isi total tanah Batas cair (metode Casagrande) Batas plastis Batas susut (metode merkuri) Batas susut (metode lilin) Tes geser baling laboratorium Kadar bahan organik (metode kehilangan akibat pembakaran) Kadar bahan organik (metode oksidasi dichromate) Kadar air asli gambut dan tanah organik lainnya Berat isi total gambut
SNI
ASTM (1994)
BS 1377 (1990)
-
D 2487-93
-
SK SNI M -05-1989F (SNI 03-1965-1990) SK SNI M -23-1993-03 (SNI-03-3423-1994) SK SNI M -07-1993-03 (SNI 03-3637-1994) -
D 4427-92 D 2216-92
-
D 422-63
-
D 854-92 -
Klausa 7, Part 2
D 4318-93
-
-
D 4318-93 D 427-93
-
-
D 4943-89
-
-
D 4648-87
-
-
D 2974-87
Klausa 4, Part 3
-
-
Klausa 3, Part 3
-
D 2974-87
-
-
D 44531-86 (reapproved 1992) D 1997-85 D 4542-85 (reapproved 1990)
-
D 2976-71 (reapproved 1990) D 4972-89 D 4373-84 (re-approved 1990)
-
Kadar serat gambut Ekstraksi air pori dan pengukuran salinitas Konduktivitas
-
pH bahan-bahan gambut pH tanah Kandungan karbonat
Pd.M -12-1997-03 -
-
Klausa 6, Part 3
Tabel A1 Metode-metode tes standar yang diterbitkan oleh SNI, ASTM dan BSI.
A1
Test • • •
Kandungan klorida Kandungan sulfat Tes geser langsung
•
Tes kompresi triaksial tak terkonsolidasi tak terdrainase (UU) Tes kompresi triaksial terkonsolidasi tak terdrainase (CU) Tes kompresi triaksial terkonsolidasi terdrainase (CD) Tes konsolidasi satu-dimensi Sifat-sifat konsolidasi menggunakan sel hidraulik (Rowe) Tes permeabilitas (permeameter tinggi energi konstan) Tes permeabilitas (alat triaksial) Tes permeabilitas (sel konsolidasi hidraulik) Deskripsi dan identifikasi tanah
•
•
• •
•
• • •
SNI
Standard Method of Test ASTM (1994)
BS 1377 (1990)
SK SNI M-108-1990-03 (SNI 03-2813-1992) Pd.M22-1996-03 (SNI 03-4813-1998)
D 3080-90
Klausa 7, Part 3 Klausa 5, Part 3 -
D 2850-87
-
SK SNI M-05-1990F (SNI 03-2455-1991)
D 4767-88
-
-
-
Klausa-klausa 4, 5, 6 dan 8 dari Part 3
SK SNI M-107-1990-03 (SNI 03-2812-1992) -
D 2435-90
-
-
Klausa 3, Part 6
-
-
Klausa 5, Part 5
-
-
Klausa 6, Part 6
-
-
Klausa 4, Part 6
-
D 2488-93
-
Tabel A1 Metode-metode tes standar yang diterbitkan oleh SNI, ASTM dan BSI (lanjutan).
A2
Lampiran B Tes Kompresi Triaksial Terkonsolidasi Terdrainase dengn Pengukuran Perubahan Volume: Klausa-klausa 5, 6 dan 8 dari BS 1377: Part 8: 1990
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
Lampiran C Persiapan Sampel-sampel Tak Terganggu untuk Pengujian: Klausa 8, BS 1377: Part 1: 1990
C1
C2
C3
C4
Peserta dan Ucapan Terima Kasih
Penyiapan Panduan Geoteknik ini dilakukan oleh Pusat Litbang Prasarana Transportasi, Bandung melalui Kontrak Proyek Tahap 2 Indonesian Geotechnical Materials and Construction Guides. Pekerjaan tersebut dilaksanakan antara bulan Nopember 1999 dan Oktober 2001. Tim Pusat Litbang Prasarana Transportasi: Dr. Ir. Hedy Rahadian,MSc., Ir. GJW Fernandez, Dayat, B.E., Lanalyawati, B.E., Iyus Rusmana, B.E., Drs. Bambang Purwadi, Ir. Saroso B.S., Ir. Suhaimi Daud, Drs. Suherman, Ir. Benny Moestofa, Ir. Rudy Febrijanto, M.T., Rakhman Taufik, S.T., Ir. Djoko Oetomo, Dian Asri, S.T., Slamet Prabudi, S.T., Endang Suwanda, Ahmad Rusdi, Ir. Haliena Armela, Irdam Buyung Adik, Wachjoe Poernama, Sumarno, Silvester Fransisko, Ahmad Jaenudin, Hartiti Rochkyatun, Yayah Rokayah, Maman Suherman, Purbo Santoso, Wagiman, Deni Hidayat.
Konsultan Proyek terdiri atas WSP International bekerja sama dengan PT Virama Karya dan PT Trikarla Cipta Staf Konsultan: Michael Ellis, Alan Rachlan, MSc., Jeremy Burto n, Dr. Jim McElvaney, Tony Barry, Ir. Suprapto, Ir. A. E. Sulistiadi, Ir. Tata Peryoga, M.T., Ir. Budi Satriyo, Sugeng Parwoto, Susilowati, Renny Susanty.
Pengkaji eksternal Panduan Geoteknik, oleh: Abdul Aziz Djajaputra, Prof. Dr. Ir. Bigman Hutapea, Dr. Ir. Damrizal Damoerin, Ir. Masyhur Irsyam, Dr. Ir. Paulus P Rahardjo, Prof. Dr. Ir. Richard Langford Johnson Sudaryono, M.M. Dr. Ir. Yun Yunus Kusumahbrata, Dr.
(ITB – Bandung ) (HATTI-Jakarta) (UI – Jakarta) (ITB – Bandung ) (UNPAR – Bandung) (Proyek PMU SURIP) (HPJI – Jakarta ) (Puslitbang Geologi-Bandung)
Para penyusun Panduan ingin menyampaikan ucapan terima kasih atas dukungan yang telah diberikan oleh: Ir. Frankie Tayu,
Mantan Kepala Pusat Prasarana Transportasi
Ir. Hendro Ryanto, MEngSc.
Kepala Pusat Transportasi
Dr. Ir. Hikmat Iskandar,
Kepala Bidang Tata Operasional, Pusat Litbang Prasarana Transportasi
Litbang
dan Bambang Dwiyanto, M.Sc. Kepala Puslitbang dukungan serta ijin penggunaan peta geologi Indonesia.
Litbang Prasarana
Geologi
atas
Pusat Litbang Prasarana Transportasi Jl Raya Timur 264 Bandung 40294 Indonesia Telp +62 (0)22 7802251-3 Email
[email protected]
