Parameter Tanah

PARAMETER TANAH

Klasifikasi Tanah dari Data Sondir

Data tekanan conus (qc) dan hambatan pelekat (fs) yang didapatkan dari hasil pengujian sondir dapat digunakan untuk menentukan jenis tanah seperti yang ditunjukkan dalam tabel : Tabel Tabel Klasifikasi Tanah dari Data Da ta Sondir  Hasil Sondir qc

6!

Klasifikasi

fs

!"# !"# $ !% !%! ! &umu &umus s lemp lempun ung g san sanga gatt lun lunak  ak  !'!

6! $ "!!

asir kelanauan lepas pasir sangat lepas

!'! !'! $ !6! !6! empu empung ng lemb lembek ek lempun lempung g kelan kelanaua auan n lembe lembek  k  !"!

Kerikil lepas

!"! !"! $ !%! !%! asir asir lepa lepass "!! $ *!!

!%! !%! $ !+! !+! emp empun ung g atau atau lem lempu pung ng kel kelan anau auan an !+! !+! $ '! '!! ! empu empung ng agak agak keny kenyal al "#!

*! $ 6!

asir kelanauan pasir agak padat

"! "! $ *! *! "!

6! $ "#!

Kerikil kepasiran lepas

"! $ *! *! *!

"#! $ *!!

"!

empu empung ng atau atau lemp lempun ung g kel kelan anau auan an keny kenyal al

$ '! '!

asir asir padat padat pasir pasir kelana kelanauan uan atau atau lemp lempung ung padat padat dan lempun lempung g Kelanauan empung kekerikilan kenyal asir asir pada padat t pasi pasirr keker kekeriki ikilan lan pasir pasir kasar kasar pasi pasir r pasir pasir kelana kelanauan uan sangat padat

(Sumber : ,uku -ekanika -ekan ika Tanah Tanah ,raja -. Das /ilid ")

&ubungan antara konsistensi terhadap tekanan conus dan undrained cohesion adalah sebanding dimana semakin tinggi nilai c dan qc maka semakin keras tanah tersebut. Seperti yang terlihat dalam tabel : Tabel Tabel &ubungan 0ntara Konsistensi Kon sistensi Dengan Tekanan 1onus Konsistensi tanah

Tekanan Konus qc ( kg/c! "

#ndrained $ohesion ( T/! "

2ery Soft Soft -edium Stiff Stiff  2ery Stiff &ard

3 '#! '#! 4 #! #!4 "!! "!!4 '!! '!!4 %!! 5 % ! !

3 "'# "'# 4 '#! '#! 4 #! #! 4 "!! "!! 4 '!! 5 '!! (Sumber : ,egeman "6# )

,egitu pula hubungan antara kepadatan dengan relati7e density nilai 8 ST qc dan 9 adalah sebanding. &al ini dapat dilihat dalam pada tabel : Tabel Tabel &ubungan 0ntara Kepadatan Ke padatan elati7e Density 8ilai 8 ST qc dan 9

Ke%adatan

2ery 2ery oose (sangat lepas)

Relatif  Tekanan Nilai N Densit& Konus qc SPT ('d" ( kg/c! "

3 !'

3%

3 '!

Sudut eser ()"

3 *!

oose (lepas) '! 4 %! !' 4 !% % 4 "! *! 4 *# -edium Dense (agak kompak) !% 4 !6 "! 4 *! %!! 4 "'! * # 4 %! Dense (kompak) !6 4 !+ *! 4 #! "'! 4 '!! %! 4 %# 2ery 2ery Dense (sangat kompak) !+ 4 "! 5 '!! 5 #! 5 %# ( Sumber : -ayerhof "6# )

Siste Klasifikasi Tanah

Sistem klasifikasi tanah yang ada mempunyai beberapa 7ersi hal ini disebabkan karena tanah memiliki sifat$sifat yang ber7ariasi.

a. Klasif Klasifikas ikasii Tanah Tanah ,erdas ,erdasar ar Tek Tekstu sturr engaruh daripada ukuran tiap$tiap butir tanah yang ada didalam tanah tersebut merupakan pembentuk testur tanah. Tanah tersebut dibagi dalam beberapa kelompok  berdasar ukuran butir$butirnya: pasir (sand) lanau (silt) lempung (clay) kerikil (gra7el). Departernen ertanian 0S telah mengembangkan suatu sistem klasifikasi ukuran butir melalui prosentase pasir lanau dan lempung yang digambar pada grafik segitiga. 1ara ini tidak memperhitungkan sifat plastisitas tanah yang disebabkan adanya kandungan (baik dalam segi jumlah dan jenis) mineral lempung yang terdapat pada tanah. ;ntuk dapat menafsirkan ciri$ciri suatu tanah perlu memperhatikan jumlah dan  jenis mineral lempung yang dikandungnya. dikandungn ya.

(Sumber : -ekanikaTanah /ilid " ,raja -. Das)

 b. Klasifikasi Tanah ,erdasarkan emakaian Sistem klasifikasi tanah berdasarkan tekstur adalah relatif sederhana karena ia hanya didasarkan pada distribusi ukuran butiran tanah saja. Dalam kenyataannya jumlah dan  jenis dari mineral lempung yang dikandung oleh tanah sangat mempengaruhi sifat fisis tanah yang bersangkutan.


Sistem Klasifikasi 00S&T<

Tanah *er+utir Klasifikasi #u (,-. atau kurang dari seluruh contoh tanah lolos a&akan No!00" 0$" Klasifikasi ayakan

0$"$ a

0$' 0$"$b

0$*

0$'

%$0$'$#

0$'$6

0$'$=

0nalisis 0yakan (> olos)  8o. "!  8o. %!  8o.'!!

-aks #! -aks *! -aks "#

-aks #! -aks '#

-in #"

-aks "! -aks *#

-aks* -aks*# -aks*# #

Sifat fraksi &ang lolos

??."."." a&akan No10 ,atas 1air () ?ndeks lastisitas (?)

 8( -aks 6

-aks %! -aks "!

-in %" -aks

-in %"

%! -in "" -aks -in "" "!

,atu Tipe material yang  paling dominan

pecah

asir  

kerikil  pasir 

halus

Kerikil dan pasir yang  berlanau

enilaian sebagai  bahan

,aik sekali sampai baik  tanah dasar  (Sumber : -ekanikaTanah /ilid " ,raja -. Das)

Klasifikasi ;mum

Tanah anau$empung (lebih dari *#> au kurang dari seluruh contoh tanah lolos ayakan 8o.'!!)

Klasifikasi kelompok

0

%$0$#

0$6

0$= 0$=$# 0$=$6

0nalisis 0yakan (> olos)  8o. "!  8o. %!  8o.'!!

-in *6

-in *6

-in *6

-in *6

Sifat fraksi &ang lolos a&akan No10 ,atas 1air () -aks %! ?ndeks lastisitas (?) -aks "!

-aks %" -aks "!

-aks %! -in ""

-in %" -in ""

Tipe material yang  paling dominan

Tanah ,erlanau

enilaian sebagai bahan tanah dasar 

Tanah ,erlempung

,iasa sampai jelek 

(Sumber : -ekanika Tanah /ilid " ,raja -. Das)



Klasifikasi Tanah Sistem ;8?@?AD Sistem ini pertama kali diperkenalkan oleh 1assagrande dalam tahun "%' untuk dipergunakan pada pekerjaan pembuatan lapangan ternagn yang dilaksanakan oleh The 0rmy 1orps Angineers. Sistem ini telah dipakai dengan sedikit modifikasi oleh ;.S. ,ureau of eclamation dan ;.S 1orps of Angineers dalam tahun "#'. ada tahun "6 0merican Society for Testing and -aterial telah menjadikan sistem ini sebagai prosedur standar guna mengklasifikasikan tanah untuk tujuan rekayasa.

(Sumber : MekanikaTanah Jilid 1, Braja M. Das)

(Sumber : Mekanika Tanah Jilid 1, Braja M. Das)

Modulus 2oung

 8ilai modulus young menunjukkan besarnya nilai elastisitas tanah yang merupakan  perbandingan antara tegangan yang terjadi terhadap regangan. 8ilai ini bisa didapa tkan dari TraBial Test. 8ilai -odulus Alastisitas ( As ) secara empiris dapat ditentuka n dari jenis tanah dan data sondir. Tabel &ubungan 0ntara As dengan qc 3enis Tanah

$PT (kg/c !"

asir terkonsolidasi normal

As C (' 4 %) qc

asir o7er konsolidasi

As C (6 4 *!) qc

asir berlempung

As C ( * 4 6) qc

asir berlanau

As C ( " 4 ') qc

empung lunak

As C ( * 4 +) qc

Tabel '.. 8ilai erkiraan -odulus Alastisitas Tanah Maca Tanah

E ( Kg/c! "

4EMP#N

 Sangat unak

*4 *!

 unak

'! 4 %!

 Sedang

%# 4 !

 ,erpasir

*!! 4 %'#

PAS5R 



,erlanau

 Tidak adat  adat

#!4 '!! "!!4 '#! #!!4 "!!!

PAS5R DAN KER5K54

+!!4 '!!!  adat #!!4 "%!!  Tidak adat '!4 '!! 4ANA#

"#! 4 6!! 46SES

"%!! $ "%!!! $ADAS

( Sumber ,oEles "=)

Poisson Ratio

 8ilai poisson ratio ditentukan sebagai rasio kompresi poros terhadap regangan pe rmuaian lateral. 8ilai poisson ratio dapat ditentukan berdasar jenis tanah.

Tabel &ubungan 0ntara /enis Tanah dan oisson atio 3enis Tanah

Poisson Ratio ( 7 "

empung jenuh

!% 4 !#

empung tak jenuh

!" 4 !*

empung berpasir 

!' 4 !*

anau

!* 4 !*#

asir 

!" 4 "!

,atuan

!" 4 !%

;mum dipakai untuk tanah

!* 4 !%  (Sumber : ,uku -ekanika Tanah ,raja -. Das /ilid ")

Sudut eser Dala

Kekuatan geser dalam mempunyai 7ariabel kohesi dan sudut geser dalam. Sudut geser dalam bersamaan dengan kohesi menentukan ketahanan tanah akibat tegangan yang bekerja  berupa tekanan lateral tanah. 8ilai ini juga didapatk an dari pengukuran engineering properties tanah dengan Direct Shear Test. Tabel &ubungan 0ntara Sudut Feser Dalam dengan /enis Tanah 3enis Tanah

Kerikil kepasiran Kerikil kerakal asir padat asir lepas empung kelanauan empung

Kohesi

Sudut eser Dala ()" *#o 4 %!o *#o 4 %!o *#o 4 %!o *!o '#o 4 *!o '!o 4 '#o (Sumber : ,uku -ekanika Tanah ,raja -. Das /ilid ")

Kohesi merupakan gaya tarik menarik antar partikel tanah. ,ersama dengan sudut geser dalam kohesi merupakan parameter kuat geser tanah yang menentukan ketahanan tanah terhadap deformasi akibat tegangan yang bekerja pada tanah dalam hal ini berupa gerakan lateral tanah. Deformasi ini terjadi akibat kombinasi keadaan kritis pada tegangan normal dan tegangan geser yang tidak sesuai dengan faktor aman dari yang direncanakan. 8ilai ini didapat dari pengujian Direct Shear Test. 8ilai kohesi secara empiris dapat ditentukan dari data sondir (qc) yaitu sebagai berikut : Kohesi ( c ) C qcG'!

KEK#ATAN ESER TANAH

Kekuatan geser tanah diperlukan untuk menghitung daya dukung tanah (bearing capacity) tegangan tanah terhadap dinding penahan (earth pressure) dan kestabilan lereng. Kekuatan geser tanah dalam tugas akhir ini pada ruas jalan Kalibodri 4 Kendal menggunakan ' (dua) analisa yaitu Direct Shear Test . Kekuatan geser tanah terdiri dari dua parameter yaitu : ". ,agian yang bersifat kohesi c yang tergantung pada jenis tanah dan kepadatan  butirannya. '. ,agian yang mempunyai sifat gesekan G frictional yang sebanding dengan tegangan efektif (H) yang bekerja pada bidang geser.

Kekuatan geser tanah tak jenuh dapat dihitung dengan rumus :

Is C c J (H u) tan L Dimana : Is

C

Kekuatan geser  

H

C

Tegangan total pada bidang geser  

u

C

Tegangan air pori

c

C

Kohesi

M

C

Sudut geser  

Kekuatan geser tanah jenuh dapat dihitung dengan rumus

Is C H NJ u

ada tanah jenuh air besarnya tegangan normal total pada sebuah titik adalah sama dengan  jumlah tegangan efektif ditambah dengan tegangan air pori. Dimana: Is

C

Kekuatan geser  

HO

C

Tegangan efektif  

u

C

Tegangan air pori

DA2A D#K#N TANAH

KapasitasGdaya dukung tanah (bearing capacit)  adalah kekuatan tanah untuk menahan suatu beban yang bekerja padanya yang biasanya disalurkan melalui pondasi. KapasitasGdaya dukung tanah batas (qu C q ult C ultimate bearing capacit) adalah tekanan maksimum yang dapat diterima oleh tanah akibat beban yang bekerja tanpa menimbulkan kelongsoran geser pada tanah  pendukung tepat di baEah dan sekeliling pondasi. Terdapat * kemungkinan pola keruntuhan kapasitas dukung tanah yaitu : ".

Keruntuhan geser umum (!eneral Shear "ailure)

")

Kondisi kesetimbangan plastis terjadi penuh diatas #ailure plane

')

-uka tanah di sekitarnya mengembang (naik)

*)

Keruntuhan terjadi di satu sisi sehingga pondasi miring

%)

Terjadi pada tanah dengan kompresibilitas rendah (padat dan kaku)

#)

Kapasitas dukung batas (qu) bisa diamati dengan baik.

ola keruntuhan geser umum (!eneral Shear "ailure). '.

Keruntuhan geser setempat ( $%cal Shear "ailure) ")

-uka

tanah

disekitar

tidak terlalu mengembang karena dorongan kebaEah dasar pondasi lebih besar 

pondasi

')

Kondisi

kesetimbangan

plastis

hanya terjadi pada sebagian tanah saja *)

-iring yang terjadi pada pondasi tidak terlalu besar terjadi

%)

Terjadi

pada

tanah

dengan

kompresibilitas tinggi yang ditunjukkan dengan penurunan yang relatif besar  #)

Kapasitas dukung batas (qu) sulit dipastikan sulit dianalisis hanya bisa diamati penurunannya saja.

ola keruntuhan geser setempat ( $%cal Shear "ailure). *.

Keruntuhan geser bajiGpenetrasi ( &unching Shear "ailure) ")

Terjadi desakan di baEah dasar    pondasi disertai pergeseran arah 7ertikal sepanjang tepi

')

Tidak terjadi kemiringan pondasi dan pengangkatan di permukaan tanah

*)

enurunan

yang

terjadi

cukup

 besar  %)

Terjadi

pada

tanah

dengan

kompresibilitas tinggi dan kompresibilitas rendah jika kedalaman pondasi agak dalam

ola Keruntuhan geser baji ( &unching Shear "ailure) PARAMETER K6NS645DAS5 o

Konsolidasi adalah proses dimana tanah yang jenuh air mengalami kompresi akibat  beban dalam suatu periode Eaktu tertentu dimana kompresi berlangsung akiba t

o

 pengaliran air keluar dari pori$ pori tanah. Tekanan air pori ekses adalah tekanan air pori tanah akibat pemberian beban seketika. Dengan mengalirnya air dari pori$pori tanah tekanan air pori ekses ini akan menurun

o

secara berangsur$angsur peristiEa ini disebut disipasi tekanan air pori. Derajat konsolidasi adalah rasio antara tekanan air pori yang menurun setelah beberapa Eaktu berdisipasi terhadap tekanan air pori ekses mula 4 mula selama proses konsolidasi.

o

Disebut juga sebagai persentase disipasi tekanan air pori. Derajat konsolidasi rata$rata (;) adalah rata$rata derajat konsolidasi sepanjang ketinggian contoh tanah. Dapat dibuktikan bahEa derajat konsolidasi rata$rata sama dengan rasio pemampatan tanah pada saat tertentu terhadap pemampatan final dari

o

contoh tanah. Kompresi aEal adalah pemampatan yang terjadi seketika setelah beban diberikan kepada

o

contoh tanah sebelum proses disipasi berlangsung. Konsolidasi primer adalah bagian dari kompresi tanah akibat pengaliran air pori dari pori

o

tanah hingga seluruh proses disipasi selesai. Konsolidasi Sekunder adalah pemampatan tanah yang berlangsung setelah konsolidasi

o

o

o

o

 primer selesai. Koefisien kemampatan a7 adalah perubahan angka pori per satuan perubahan tegangan akibat konsolidasi pada perubahan tegangan tersebut. Koefisien pemampatan 7olume (coefficient of 7olume compressibility) my adalah  perubahan 7olume per satuan 7olume untuk setiap satuan perubahan tegangan. Koefisien konsolidasi (c7) adalah parameter yang menghubungkan perubahan tekanan air pori ekses terhadap Eaktu. @aktor Eaktu (Time @actor) T7 adalah parameter tak berdimensi yang menghubungkan Eaktu koefisien konsolidasi dan jarak pengaliran (drainage path)P digunakan untuk menentukan kecepatan pengaliran air secara teoritis pada kur7a konsolidasi.

Konsolidasi adalah suatu proses pengecilan 7olume secara perlahan$lahan pada tanah  jenuh sempurna dengan permeabilitas rendah akibat pengaliran scbagian air pori. Dengan k ata lain pengertian konsolidasi adalah proses terperasnya air tanah akibat bekerjanya beban yang terjadi sebagai fungsi Eaktu karena kecilnya permeabilitas tanah. roses ini berlangsung terus sampai kelebihan tekanan air pori yang disebabkan oleh kenaikan tegangan total telah benar$benar hilang. Kasus yang paling sederhana adalah konsolidasi satu dimensi di mana kondisi regangan lateral nol mutlak ada. roses konsolidasi dapat diamati dengan pemasangan pieQimeter untuk mencatat perubahan tekanan air pori dengan Eaktunya. ,esarnya penurunan dapat diukur dengan berpedoman pada titik referensi ketinggian pada tempat tertentu. ?stilah n%rmall c%ns%lidated  dan %'er c%ns%lidated  digunakan untuk menggambarkan suatu sifat penting pada dari tanah lempung. apisan tanah lempung biasanya terjadi dari proses  pengendapan. Selama proses pengendapan lempung mengalami proses konsolidasi atau  penurunan akibat tekanan tanah yang berada di atasnya. apisan$lapisan tanah yang berada di atas ini suatu ketika mungkin kemudian hilang akibat proses alam. &al ini berarti tanah lapisan  bagian baEah pada suatu saat dalam sejarah geologinya pernah mengalami konsolidasi akibat dari tekanan yang lebih besar dari sekarang. Tanah semacam ini disebut tanah %'erc%ns%lidated  (<1) atau terkonsolidasi berlebihan. Kondisi lain  bila tegangan efektif yang bekerja pada suatu titik di dalam tanahpada Eaktu sekarang merupakan tegangan maksimumnya (atau tanah tidak  pernah mengalami tekanan yang lebih besar dari tekanan pada Eaktu sekarang) maka lempung disebut pada kondisi n%rmall c%ns%lidated  (81) atau terkonsolidasi normal. /adi lempung pada kondisi n%rmall c%ns%lidated  bila tekanan prakonsolidasi ( prec%ns%lidati%n pressure) atau tekanan prakonsolidasi sama dengan tekanan o7erburden efektif. Sedang lempung pada kondisi %'erc%ns%lidated  jika tekanan prakonsolidasi lebih besar dari tekanan o7erburden efektif yang ada pada Eaktu sekarang. 8ilai banding o7erconsolidation (o7erconsolidation ratio <1) didefinisikan sebagai nilai banding tekanan prakonsolidasi terhadap tegangan efektif yang ada atau bila dinyatakan dalam persamaan σ  c

OCR

er c ons ol i dat i onr at i o= = ov

σ  o'

Di mana: p'

= pr ec ons ol i dat i onpr es sur e

o'

= eff ek t i v eo v er bu r denpr es s ur e

σ σ

A45RAN DAN REM*ESAN

PERMEA*545TAS

Didefinisikan sebagai sifat bahan berpori yang memungkinkan aliran rembesan dari cairan yang berupa air atau minyak mengalir leEat rongga pori. ;ntuk tanah ermeabilitas dilukiskan sebagai sifat tanah yang mengalirkan air melalui rongga pori tanah. Didalam tanahsifat aliran mungkin laminar atau turbulen. Tahanan terhadap aliran bergantung pada jenis tanah ukuran  butiran bentuk butiran rapat massa serta bentuk geometri rongga pori. Temperatur juga sangat mempengaruhi tahanan aliran (kekentalan dan tegangan permukaan. Aliran Air Dala Tanah

Tinggi energi t%tal (t%tal ead) adalah tinggi energi ele'asi atau le'ati%n ead(*)  ,

ditambah tinggi energi tekanan atau pressure ead (h) aitu +etinggian k%l%m air h

atau h B

Didalam pipa diukur dalam millimeter atau meter diatas titiknya. Tekanan hidrostatis bergantung pada kedalaman suatu titik dibaEah muka air tanah. ;ntuk mengetahui besar tekanan air pori Te%rema Bernaulli dapat diterapkan. -enurut  Bernaulli, tinggi energi t%tal (t%tal ead) pada suatu titik dapat dinyatakan oleh persamaan :  p

γ  

+

'' ' g 

 * 

+

hDengan : h

C tinggi energi total (t%tal head)(m)

γ    p/  

C tinggi energi tekanan (pressure head) (m)

 p

C tekanan air (tGm'k8Gm')

'0 / ' g

C tinggi energi kecepatan ('el%cit head) (m)

'

C kecepatan air (mGdet)

γ   

C berat 7olume air (tGm*k8Gm*)

 g 

C percepatan gra7itasi (mGdt')

 * 

C tinggi energi ela7asi (m)

Karena kecepatan renbesan didalam tanah sangat kecilmaka tinggi energi kecepatan dalam suku persamaan ,ernoulli dapat diabaikan.Sehingga persamaan tinggi energi total menjadi :  p

γ  .

+ * 

hC ;ntuk menghitung debit rembesan leEat tanah pada kondisi tertentu di tinjau kondisi tanah. Huku Darc&

Darcy ("#6) mengusulkan hubungan antara kecepatan dan gradient hidrolik sebagai  berikut : ' - ki dengan : '

C Kecepatan air (cmGdet)

i

C Fradien hidrolik 

k 

C Koefisien permeabilitas (cmGdet)

Debit rembesan (q)dinyatakan dalam persamaan :  - ki Koefisien permeabilitas (k) mempunyai satuan yang sama dengan kecepatan cmGdet atau mmGdet. Raitu menunjukkan ukuran tahanan tanah terhadap air bila pengaruh sifat$sifatya dimasukkan -aka :

k  ρ  . g 

 µ  k (cm/det) C dengan : '

K

C

koefisien absolute (cm ) tergantung dari sifat butiran tanah

 ρ .

*

C

apat massa air (gGcm )

C

koefisien kekentalan air (gGcm.det)

 µ 

'

g

C

percepatan gra7itasi ( cmGdet )

#8i Perea+ilitas Di 4a+oratoriu

0da empat macam pengujian untuk menentukan koefisien permeabilitas dilaboratorium yaitu : a). ;ji tinggi energi tetap (1onstant 4 &ead)  b). ;ji tinggi energi turun (failing 4 &ead) c). enentuan secara tidak langsung dari uji konsolidasi d). enentuan secara tidak langsung dari uji kapiler horiQontal

#8i Perea+ilitas Di 4a%angan 1. Uji Permeabilitas Dengan Menggunakan Sumur Uji

1ara pemompaan dari air sumur uji dapat dipakai untuk menentukan koefisien  permeabilitas (k ) di lapangan.dalam cara inisebuah sumur digali danairnya di pompa dengan debit air tertentu secara kontinu.permukaan penurunan yang telah stabil yaitu garis penurunan muka air tanah yang terendah. /ari$jari 2 dalam teori hidrolika sumuran di sebut jari3jari pengaruh kerucut penurunan (radius %# in#luence %# the depressi%n c%ne).0liran air ke dalam sumur merupakan aliran gra7itasidimana muka air tanah mengalami tekanan atmosfer.Debit pemompaan pada kondisi aliran yang telah stabil dinyatakan oleh persamaan D01R :

*

 - ' - ki - k (d/d4) 

(m  /det)

dengan : '

C Kecepatan aliran (mGdet)

 

C uas aliran (m')

i

C d/d4 C gradient hidrolik 

d

C ordinat kur7a penurunan

d4

C absis kur7a penurunan

2. Uji Permeabilitas Pada Sumur Artesis

0ir yang mengalir dipengaruhi oleh tekanan artesis. Debit arah adial : d

 - k

d4

dengan : *



C Debit arah radial (m Gdet) × T  =

'

 

C '

uas tegak lurus arah aliran (m )

T 

C Tebal lapisan lolos air (m)

d/d4 C i C Fradien &idrolik 

3. Hitungan Koefisien Permeabilitas Secara eoritis

-enurut &agen dan oiseuillebanyaknya aliran air dalam satuan Eaktu (q) yang leEat  pipa dengan jari$jari dapat dinyatakan de ngan persamaan :

γ  . S  '  2 a + µ  qC dengan : γ   .

C ,erat 7olume air

 µ  C Koefisien kekentalan absolute a

C uas penampang pipa

S

C gradient hidrolik    ( 

/ari$jari hidrolik 2  dari pipa kapiler dinyatakan dalam persamaan :

π  2 '  2 = = keliling  basah 'π  2 '  $uas

 2

 ( 

-

REM*ESAN

embesan yang akan dipelajari disini didasarkan pada analisis dua dimensi. ,ila tanah dianggap homogen dan isotropis maka dalam bidang 43* hokum darcy dapat dinyatakan sebagai  berikut:

 4

δ h δ  4

 4

'  - ki - 3k 

 * 

 * 

δ h δ  * 

'  - ki - 3k   !aring Arus "#lo$ %et&

Sekelompok garis aliran dan garis ekipotensial disebut  jaring arus (#l% net). Faris ekipotensial adalah garis$garis yang mempunyai tinggi energi potensial yang sama (h konstan).  4

"

ermeabilitas lapisan lolos air dianggap isotropis ( k  C k   C k ).

ekanan 'embesan

0ir pada keadaan statis didalam tanah akan mengakibatkan tekanan hidrostatis yang arahnya keatas (upli#t). 0kan tetapi jika air mengalir leEat lapisan tanah aliran air akan mendesak partikel tanah sebesar tekanan rembesan hidrodinamis yang bekerja menurut arah alirannya. ,esarnya tekanan rembesan akan merupakan fungsi dari gradient hidrolik .(i) 1.

Pengaru( ekanan Air er(ada) Stabilitas ana(

Tekanan hidrodinamis mempunyai pengruh yang besar pada stabilitas tanah. Tergantung  pada arah aliran tekanan hidrodinamis dapat dipengaruhi oleh berat 7olume tanah. 2.

eori Kondisi Menga)ung "*uick + condition&

Telah disebutkan bahEa tekanan hidrodinamis dapat mengubah keseimbangan lapisan

γ   tanah. ada keadaan seimbang besarnya gayayang bekeja dibaEah  C  sama dengan gaya γ  . i

rembesan

DC

c

 atau $D C <

ic

Dengan

adalah gradient hidrolikkritis pada keseimbangan gaya diatas. ,esarnya berat

tanah terendam air adalah :

!S  − " N

C 3.

γ  5 

! S 

γ   C ( "$n )(

N

γ  

 $ " )

C

"+ e

. γ  .

* *

(k8Gm . tGm )

Keamanan ,angunan er(ada) ,a(a-a Pi)ing 

Telah disebutkan bahEa bila tekanan rembesan keatas yang terjadi dalam tanah sama c

dengan i  maka tanah akan pada kondisi mengapung. Keadaan semacam ini juga dapat  berakibat terangkutnya butir$butir tanah halus sehingga terjadi pipa$pipa didalam tanah yang disebut &iping. 0kibat pipa$pipa yang berbentuk rongga$rongga dapat mengakibatkan fondasi  bangunan mengalami penurunan hingga mengganggu stabilitas bangunan. @aktor keamanan  bangunan air terhadap bahaya piping sebagai berikut :

ie ie S" -

e

γ   γ  

e

Dengan i adalah  gradien keluar maksimum (ma4imum e4it gradient )  dan

i

-

!radien keluar maksimum tersebut dapat ditentukan dari jarring arus dan besarnya sama dengan tinggi energi antara garis ekipotensial terakhir dan l adalah panjang dari elemen aliran. ane ("*#) menyelidiki keamanan struktur bendungan terhadap bahaya piping. anjang lintasan air melalui dasar bendungan dengan memprhatikan bahaya pipingdihitung dengan cara  pendekatan empiris sebagai berikut : Σ $h 5 

 $  C

*

+ Σ $6 

dengan : 5 

 $

- 5eighted 7 creep 7 distance

Σ $h

- /umlah jarak horiQontal menurut lintasan terpendek Σ $'

C /umlah jarak 7ertical menurut lintasan terpendek Setelah eighted 7 creep 7 distance dihitung eighted 7 creep 7 rati% (582) dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan : Σ $5 

 ( "

− ( '

582 -

 Kondisi ana( Anisotro)is

Dalam tinjauan tanah anisotropis Ealaupun tanah mungkin homogen tapi mempunyai  permeabilitas yang berbeda pada arah 7ertical dan horiQontalnya. Kebanyakan tanah pada kondisi alamnya dalam keadaan anisotropis artinya mempunyai koefisien permeabilitas yang tidak sama kesegala arah yaitu maksimum searah lapisan (arah horiQontal) dan minimum kearah tegak lurus lapisannya (arah 7ertical). 0rah$arah ini selanjutnya dinyatakan dalam arah 4

dan *. Dalam kondisi ini permeabilitas pada arah horiQontal dan 7ertikalnya dapat dinyatakan dalam bentuk :  4

 * 

k  - k 

mak 

min

 dan k  - k 

;ntuk hal ini persamaan Dracy akan bernentuk :

 4

 4

 4

 4

δ  h δ  4

6  - 3k  i - 3k 

δ  h δ  *   *   *   *  6* - 3k  i  - 3k   'embesan Pada Struktur ,angunan

&ukum Dracy dapat digunakan untuk menghitung dabit rembesan yang melalui struktur   bendungan. Dalam perencanaan sebuah bendungan perlu diperhatikan stabilitasnya terhadap  bahaya longsoran erosi lereng dan kehilangan air akibat rembesan yang melalui tubuh  bendungan. /ika bentuk dan posisi garis rembesan paling atas pada potongan melintang bendungan diketahui besarnya rembesan rembesan dapat dihitung. ,entuk garis rembesan  kecuali dapat ditentukan secara analistis  dapat juga ditentukan secara grafis atau dari pengamatan laboratorium dari sebuah model bendungan sebagai prototype ataupun juga secara analogi elektris. engamatan menunjukkan bahEa garis rembesan yang melalui yang melalui bendungan  berbentuk kur7a parabolis akan tetapi penyimpangan kur7a terjadi pada daerah hulu dan hilirnya. engamatan secara grafis didasarkan pada sifat khusus dari kur7a parabola. #ilter 

,ila air rembesan mengalir dari lapisan berbutir lebih halus menuju lapisan lebih kasar kemungkinan terangkutnya butiran lebih halus lolos meleEati bahan yang lebih kasar tersebut dapat terjadi. Arosi butiran dapat mengakibatkan turunnya tahanan aliran air dan naiknya gradient hidrolik.

,ila kecepatan aliran membesar akibat dari pengurangan tahanan aliran yang berangsur$ angsur turun akan terjadi erosi butiran yang lebih besar lagi sehingga membentuk pipa$pipa didalam tanah yang dapat mengakibatkan keruntuhan pada bendungan. @ilter atau drainase untuk mengendalikan rembesan harus memenuhi dua persyaratan: ". ;kuran pori$pori halus cukup kecil untuk mencegah butir$butir tanah terbaEa aliran. '. ermeabilitas harus cukup tinggi untuk mengiQinkan kecepatan drainase yang besar  dari air masuk filternya.

PEN2E45D5KAN TANAH

". enyelidikan apangan o

angsung

$

Sondir (Dutch 1one enetration Test)

$

ST (Standard enetration Test)

o

Tidak angsung (metode geofisika)

$

Feolistrik resisti7ity

$

Feoseismic

$

Feoradar

'. enyelidikan aboratorium o

Sifat fisisG indeB properties

o

Sifat teknis (mekanis hidrolis pemadatan konsolidasi)

o

Sifat kimia dan komposisi mineral

a. Sifat @isik Tanah (indeB properties of soil) o

Kadar 0ir

o

,erat ?si (basah dan kering)

o

,erat /enis ,utiran Tanah

o

0ngka ori G orositas

o

Derajat Kejenuhan

o

Distribusi ukuran butir (Saringan dan &idrometer)

o

,atas 0tterberg (,atas cair batas plastis batas susut dan indeks plastisitas)

 b. Sifat -ekanis Tanah o

;ji Kuat Tekan ,ebas

o

;ji Kuat Feser angsung

o

;ji TriaBial

c. Sifat &idraulis Tanah (ermeabilitas) o

Tinggi tetap (constant head)

o

Tinggi jatuh (falling head)

o

TriaBial permeability test

d. Sifat emadatan dan 1,  o

;ji emadatan Standard

o

;ji 1, 

e. Sifat Konsolidasi o

;ji Konsolidasi