SETTLEMENT (PENURUNAN) (Rangkaian dan pembahasan serta penjelasan tentang settlement PDF

Preview

Summary

SETTLEMENT (PENURUNAN) (Rangkaian dan pembahasan serta penjelasan tentang settlement) Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Mengikuti Mata Kuliah Penyelidikan Lokasi. Dosen pengampu: Dwi Kurniati, S.T., M.T. HALAMAN SAMPUL DIDIEK HERMANSYAH 5150811095 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI...

Description

Accelerat ing t he world's research.

SETTLEMENT (PENURUNAN) (Rangkaian dan pembahasan serta penjelasan tentang settlement Didiek Hermansyah

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

Mat eri mekanika t anah 1 nur khumairoh

BAB II ST UDI PUSTAKA 2.1. Tanah 2.1.1. Komposisi Tanah Abdhan Cook Fisika t anah ahmad al imbron

SETTLEMENT (PENURUNAN) (Rangkaian dan pembahasan serta penjelasan tentang settlement) Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Mengikuti Mata Kuliah Penyelidikan Lokasi. Dosen pengampu: Dwi Kurniati, S.T., M.T.

HALAMAN SAMPUL DIDIEK HERMANSYAH 5150811095

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS TEKNOLOGI YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2018

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ........................................................................................... i DAFTAR ISI .......................................................................................................... ii 1.1

Pendahuluan ...................................................................................... 1

1.2

Tinjauan Pustaka ............................................................................... 2 1.2.1 Gerakan tanah........................................................................... 2 1.2.2 Konsolidasi ............................................................................ 3

1.3

Penurunan (Settlement) ..................................................................... 3 1.3.1 Pengertian Penurunan (Settlement) (WHAT) ........................... 3 1.3.2 Terjadinya Penurunan (Settlement) (WHEN) .......................... 5 1.3.3 Penyebab terjadinya penurunan (settlement) (WHY)............... 5 1.3.4 Bagaimana penurunan (settlement) terjadinya. (HOW) ........... 7 1.3.5 Dimana penurunan (settlement) terjadinya. (WHERE) ........... 8 1.3.6 Bagian/sesuatu yang mengalami penurunan (settlement) (WHO) .............................................................................................. 9

1.4

Tingkat Kerusakan ............................................................................ 9

1.5

Kesimpulan dan Saran..................................................................... 10 1.5.2 Simpulan ................................................................................ 10 1.5.2 Saran ....................................................................................... 10

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 11

ii

1.1

Pendahuluan

Tanah merupakan salah komponen penting untuk menopang

struktur

konstruksi,

mengingat

hampir semua bangunan dibuat

diatas

atau

di

bawah permukaan tanah. Istilah tanah dalam ilmu Mekanika Tanah mencakup semua bahan, dari tanah lempung (clay) sampai berangkal (batu-batu yang besar), jadi menurut ilmu mekanika tanah, tanah bisa dianggap sebagai semua endapan alam yang bersangkutan dengan teknik sipil, kecuali batuan tetap.mutu serta pengukuran dan pembayaran untuk penyelidikan. Meningkatnya Pembangunan, secara tidak langsung berpengaruh terhadap berkurangnya lahan tempat bangunan dilaksanakan. Tidak tertutup kemungkinan bangunan tersebut harus dibangun pada lokasi yang tanahnya sangat jelek dalam artian sifat mekanis tanah tersebut sangat rendah yang menyangkut daya dukung tanah kecil, penurunan / settlement yang besar seperti misalnya tanah lunak, sangat lunat dan lempung. Namun yang menjadi permasalahan adalah bahwa di pada tanah-tanah tertentu terdapat lapisan tanah lunak yang cukup tebal dan mengandung mineral organik sebagai hasil pelapukan tumbuh-tumbuhan. Bahkan didaerah tertentu terdapat tanah dengan kadar organik tinggi yang di sebut juga dengan tanah gambut. Tanah lunak ini merupakan partikel mineral yang tidak mempunyai ikatan yang kuat antara partikelnya yang terbentuk karena adanya pelapukan dari batuan. Partikel tanah tersebut berisi ruang kosong yang disebut pori (void space) yang berisi air dan udara. Dalam studi ini penulis akan menyajikan, apa itu settlement (penurunan), tanah dan pengertian pengertian lain tentang settlement. Kerusakan bangunan teknik sipil banyak sekali penyebabnya, salah satu penyebab kerusakan terletak pada kondisi tanah. Penyebab kerusakan tersebut biasanya pada penurunan tanah yang terjadi dan daya dukung tanah yang rendah,

1

seperti pada tanah kohesif khususnya yang mengandung kadar air yang cukup tinggi. Oleh karena itu harus diperhatikan dengan seksama mengenai daya dukung dari tanah kohesif tersebut, apakah perlu usaha perbaikan atau stabilitas tanah, untuk mendapatkan sifat-sifat tanah yang diinginkan sehingga kontruksi dapat dicegah (Das,1995). Konsolidasi merupakan suatu proses perubahan volume secara perlahanlahan pada tanah jenuh sempurna dengan permeabilitas rendah akibat pengaliran sebagian air pori, proses tersebut berlangsung terus sampai kelebihan tekanan air pori yang di sebabkan oleh kenaikan tegangan total telah benar-benar hilang. Penurunan konsolidasi (consolidation settlement) adalah perpindahan vertikal permukaan tanah sehubungan dengan perubahan volume pada suatu tingkat dalam proses konsolidasi. Penurunan massa tanah dikontrol oleh perubahan tegangan massa tanah, beban struktur diatas tanah dan penurunan muka air tanah.

1.2

Tinjauan Pustaka 1.2.1 Gerakan tanah Tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut (Das, 1991). Gerakan tanah adalah perpindahan massa tanah atau batuan pada arah tegak, datar, atau miring dari kedudukannya semula, yang terjadi bila ada gangguan kesetimbangan pada saat itu. Gerakan tanah merupakan suatu konsekuensi fenomena dinamis alam untuk mencapai kondisi baru akibat gangguan keseimbangan terhadap tanah yang terjadi, baik secara alamiah maupun akibat ulah manusia. Pergerakan tersebut meliputi perpindahan material tanah, berupa batuan, bahan timbunan, tanah atau material campuran tersebut. Dalam keadaan tidak terganggu (alamiah), tanah atau batuan umumnya berada dalam keadaan seimbang terhadap gaya-gaya yang timbul dari dalam. Apabila mengalami perubahan keseimbangan maka

2

tanah atau batuan itu akan berusaha untuk mencapai keadaan keseimbangan yang baru secara alamiah. Cara ini berupa proses degradasi atau pengurangan beban, terutama dalam bentuk longsoran atau gerakan lain sampai tercapai keadaan keseimbangan yang baru. 1.2.2

Konsolidasi Konsolidasi

dapat

diartikan

sebagai suatu peristiwa pemampatan (compression) beban

karena

dari

tetap/kontinyu

mendapat

atasnya yang

secara

diakibatkan

oleh suatu konstruksi atau timbunan tanah

sehingga

terjadi

proses

pengeluaran air dari pori-porinya. Keadaan ini bisa terjadi apabila tanah dalam keadaan jenuh atau hanya sebagian saja yang jenuh. (Prabandiyani, dkk, 2004). 1.3

Penurunan (Settlement) 1.3.1 Pengertian Penurunan (Settlement) (WHAT) Istilah

penurunan

menunjukkan

amblesnya

suatu

bangunan

akibat

kompresi dan deformasi lapisan tanah di bawah bangunan.

Penurunan

(settlement) akan terjadi jika suatu lapisan tanah mengalami pembebanan. Penurunan juga dipengaruhi oleh sebaran tanah lunak atau lempung yang terdapat di bawah permukaan pada dataran aluvial. Penurunan akibat beban adalah jumlah total penurunan segera (immediate settlement) dan penurunan konsolidasi (consolidation settlement). Tanah mempunyai sifat kemampatan yang sangat besar jika dibandingkan bahan konstruksi seperti baja atau beton. Hal ini disebabkan tanah mempunyai rongga pori yang besar, sehingga apabila dibebani

3

melalui fondasi maka akan mengakibatkan perubahan struktur tanah (deformasi) dan terjadi penurunan fondasi. Jika penurunan yang terjadi terlalu besar maka dapat mengakibatkan kerusakan pada konstruksi di atasnya. Berbeda dengan bahan-bahan konstruksi yang lain, karakteristik tanah ini didominasi oleh karakteristik mekanisnya seperti kekuatan geser dan permeabilitas (kemampuan mengalirkan air). Secara umum, penurunan pada tanah akibat beban yang bekerja pada fondasi dapat diklasifikasikan dalam tiga jenis penurunan, yaitu: a) Penurunan seketika, yaitu penurunan yang langsung terjadi begitu pembebanan bekerja atau dilaksanakan, biasanya terjadi berkisar antara 0 – 7 hari dan terjadi pada tanah lanau, pasir dan tanah liat yang mempunyai Sr (derajat kejenuhan) < 90%. b) Penurunan konsolidasi, yaitu penurunan yang diakibatkan keluarnya air dalam pori tanah akibat beban yang bekerja pada fondasi yang besarnya 33 ditentukan oleh waktu pembebanan dan terjadi pada tanah jenuh (Sr = 100%) atau yang mendekati jenuh (Sr = 90% – 100%) atau pada tanah berbutir halus, yang mempunyai harga k ≤ 10-6 m/s. c) Penurunan sekunder (rangkak); Ss Penurunan sekunder terjadi sesudah penurunan konsolidasi terjadi, didefinisikan sebagai penyesuaian kerangka tanah sesudah tekanan pori yang berlebih menghilang. Terzaghi (1925) memperkenalkan teori konsolidasi satu arah (one way) yang pertama kali untuk tanah lempung jenuh air. Teori ini menyajikan cara penentuan distribusi kelebihan tekanan hidrostatis dalam lapisan yang sedang mengalami konsolidasi pada sembarang waktu setelah bekerjanya beban. Beberapa asumsi dasar dalam analisis konsolidasi satu arah, antara lain tanah bersifat homogen, tanah jenuh sempurna (Sr = 100%), partikel/butiran tanah dan air bersifat inkompresibel (tak termampatkan), arah pemampatan dan aliran air pori terjadi hanya dalam arah vertikal. Ketebalan lapisan tanah yang diperhitungkan adalah setebal lapisan tanah lempung jenuh air yang ditinjau.

4

1.3.2 Terjadinya Penurunan (Settlement) (WHEN) Pelapukan (denuation), pengendapan (deposition), dan pergerakan kerak bumi (crustal movement). Adapun keterkaitannya yaitu pelapukan bisa disebabkan oleh air seperti pelapukan batuan karena erosi baik secara mekanis maupun kimia, oleh perubahan temperature yang mengakibatkan terurainya permukaan batuan, oleh angin terutama di daerah yang kering dan gersang karena pengaruh glacial dan oleh gelombang yang biasanya terjadi di daerah pantai (abrasi). Selain itu Settlement dapat terjadi ketika: 1) Adanya gaya berat dari beban yang ditimbulkan oleh endapan dan juga ditambah dengan air menyebabkan kelenturan pada lapisan kerak bumi. 2) Aktivitas internal yang menyebabkan naiknya temperature kerak bumi dan kemudian mengembang menyebabkan kenaikan pada permukaan pada permukaan tanah. Setelah itu proses erosi dan pendinginan kembali menyebabkan penurunan muka tanah. 3) Karakteristik deformasi dari lapisan tanah yang berkaitan dengan tekanan – tekanan yang ada

1.3.3 Penyebab terjadinya penurunan (settlement) (WHY) Sedangkan

Beberapa

penyebab

terjadinya

penurunan

akibat

pembebanan yang bekerja diatas tanah antara lain: a) Kegagalan atau keruntuhan geser akibat terlampauinya kapasitas dukung tanah, b) Kerusakan atau terjadi defleksi yang besar pada pondasi, c) Distorsi geser (shear distorsion) dari tanah pendukungnya, d) Turunnya tanah akibat perubahan angka pori Berdasarkan Whittaker and Reddish, 1989 dalam Metasari 2010, secara umum faktor penyebabnya antara lain ; 1. Penurunan tanah alami (natural subsidence) yang disebabkan oleh prosesproses geologi seperti siklus geologi, sedimentasi daerah cekungan dan

5

sebagainya. Beberapa penyebab terjadinya penurunan tanah alami bisa digolongkan menjadi : a. Siklus Geologi Penurunan muka tanah terkait dengan siklus geologi. Proses-proses yang terlihat dalam siklus geologi. b. Sedimentasi daerah cekungan biasanya daerah cekungan terdapat di daerah–daerah tektonik lempeng terutama di dekat perbatasan lempeng. Sedimen yang terkumpul di Cekungan semakin lama semakin banyak dan menimbulkan beban yang bekerja semakin meningkat,

kemudian

proses

kompaksi

sedimen

tersebut

menyebabkan terjadinya penurunan pada permukaan tanah. 2. Penurunan tanah akibat pengambilan airtanah (groundwater extraction) Pengambilan airtanah secara besar–besaran yang melebihi kemampuan pengambilannya akan mengakibatkan berkurangnya jumlah airtanah pada suatu lapisan akuifer. Hilangnya airtanah ini menyebabkan terjadinya kekosongan pori–pori tanah sehingga tekanan hidrostatis di bawah permukaan tanah berkurang sebesar hilangnya airtanah tersebut. Selanjutnya akan terjadi pemampatan lapisan akuifer. 3. Penurunan akibat beban bangunan (settlement) Tanah memiliki peranan penting dalam pekerjaan konstruksi. Tanah dapat menjadi pondasi pendukung bangunan atau bahan konstruksi dari bangunan itu sendiri seperti tanggul atau bendungan. Penambahan bangunan di atas permukaan tanah dapat menyebabkan lapisan di bawahnya mengalami pemampatan. Pemampatan tersebut disebabkan adanya deformasi partikel tanah, relokasi partikel, keluarnya air atau udara dari dalam pori, dan sebab lainnya yang sangat terkait dengan keadaan tanah yang bersangkutan. Proses pemampatan ini pada akhirnya menyebabkan terjadinya penurunan permukaan tanah. Secara umum penurunan tanah akibat pembebanan dapat dibagi ke dalam dua jenis, yaitu : a. Penurunan konsolidasi yang merupakan hasil dari perubahan volume tanah jenuh air sebagai akibat dari keluarnya air yang menenpati pori– pori air tanah.

6

b. Penurunan segera yang merupakan akibat dari deforamasi elastik tanah kering, basah, dan jenuh air tanpa adanya perubahan kadar air.

1.3.4 Bagaimana penurunan (settlement) terjadinya. (HOW) Konsolidasi berlangsung hanya satu jurusan saja, yaitu jurusan vertical, karena lapisan yang kena tambahan beban itu tidak dapat bergerak dalam jurusan hori#ontal &ditahan oleh tanah di sekelilingnya. Beberapa kajian teoritis di dalam literatur menyebutkan penurunan pada bangunan dapat terjadi setempat, sebagian atau secara keseluruhan dan dapat diakibatkan oleh beberapa faktor sebagai berikut: 1. Penurunan yang merata (Uniform Settlement) Tanah di suatu lokasi mempunyai kepadatan tertentu yang tergantung pada jenis tanah dan kandungan air yang ada di dalam tanah atau air di lingkungannya. Tanah akan berubah kepadatannya bila mengalami pembebanan atau dengan kata lain tanah akan terkonsolidasi. Bila tanah memiliki sifat yang seragam, maka akan menghasilkan penurunan

akibat terkonsolidasi dengan besaran yang sama atau

seragam. Kondisi ini tidak akan mempengaruhi stabilitas struktur, hanya bila besaran penurunan tidak diperhitungkan akan dapat mempengaruhi penampilan bangunan dari segi arsitektur. 2. Penurunan yang tidak merata (Differential Settlement) Penurunan yang tidak merata dapat terjadi bila sifat tanah di bawah

bangunan

tidak

homogen,

baik

akibat

proses

pembentukannya secara alamiaj ataupun akibat proses galian dan timbunan (cut and fill), dan reklamasi. Kondisi ini akan sangat berbahaya bila menggunakan

pondasi

langsung

yang

tidak

mencapai tanah asli/ tanah keras, atau penggunaan tiang pancang yang hanya memperhitungkan kemampuan lekatannya (friction tipe) saja, karena pemancangan tiang tidak mencapai tanah keras. Tiang dipancang disamping kemampuan lekatannya, kemampuan daya dukung ujung tiang (end bearing tipe) juga turut diperhitungkan. Dengan demikian untuk kondisi sifat tanah yang tidak homogen,

7

komponen pondasi harus dipasang hingga mencapai tanah keras, baik pada pondasi langsung maupun tidak langsung. Bila terjadi proses penurunan yang tidak merata, akan timbul tegangan ekstra pada komponen bangunan atas maupun bangunan bawah. Bila tegangan yang timbul melampaui tegangan ijin, maka komponen bangunan mengalami retakan atau patah, tergantung pada besaran tegangan yang dilampaui. 3. Liquifaksi (Liquifaction) Penurunan bangunan gedung hampir pasti tidak berkaitan dengan liquifaksi karena kerusakan gedung tidak disebabkan oleh gempa. Kerusakan liquifaksi merupakan pengaruh ikutan peristiwa gempa sebagaimana gelombang tsumani. Fenomena ini biasanya terjadi bila gempa terjadi dengan besaran intensitas lebih besar daripada 7 Skala Richter. Liquifaksi adalah peristiwa dimana tanah di bawah bangunan berubah menjadi bubur akibat terlampuinya tegangan air tanah ketika gempa tejadi. Tanah yang mengalami liqufaksi biasanya adalah tanah berpasir dengan gradasi butiran yang halus dan seragam.

1.3.5 Dimana penurunan (settlement) terjadinya. (WHERE) Penurunan (settlement) umumnya terjadi pada lapisan tanah kohesif (clay/lempung) Pada penurunan ini, tegangan air pori secara kontinyu berpindah ke dalam tegangan efektif sebagai akibat dari keluarnya air pori. Pada tanah lempung jenuh air, penambahan total tegangan akan diteruskan ke air pori dan butiran tanah. Hal ini berarti penambahan tegangan total (Δσ) akan terbagi ke tegangan efektif dan tegangan air pori. Selain itu penurunan juga terjadi setelah tekanan air pori hilang seluruhnya. Hal ini lebih disebabkan oleh proses pemampatan akibat penyesuaian yang bersifat plastis dari butir-butir tanah.

8

Dari grafik di samping, dapat dilihat settlement yang terjadi akibat adanya beban tambahan (surcharge) lebih besar daripada beban rencana (design load) pada selang waktu yang sama. Selain teknik

dengan

preloading

dan

menggunakan menggunakan

beban tambahan sementara (surcharge), peningkatan

mutu

tanah

dapat

juga

dilakukan dengan menggunakan vertical drains, selain itu waktu konsolidasi pun juga semakin singkat sebab aliran drainase yang terjadi bukan hanya ke arah vertikal tapi juga ke arah horizontal.

1.3.6 Bagian/sesuatu yang mengalami penurunan (settlement) (WHO) Beberapa kajian teoritis di dalam literatur menyebutkan penurunan pada dapat terjadi pada semua tanah yang memiliki daya dukung yang tidak stabil, selain itu dampak faktor alam juga bisa menyebabkan terjadinya penurunan (settlement), sebagian atau secara keseluruhan dan dapat terjadi oleh beberapa bangunan sebagai berikut: a. Bangunan dengan volume yang melebihi kapasitas dan penanganan tanah yang kurang tepat. b. Pemilihan jenis pondasi yang kurang tepat. c. Banyaknya kandungan air dalam tanah. d. Pengaruh abrasi oleh air.

1.4

Tingkat Kerusakan Pengklasifikasian tingkat kerusakan bangunan dapat ditentukan dengan

cepat berdasarkan penurunan (settlement), kemiringan/inklinasi, dan tingkat kerusakan komponen bangunan seperti yang ditampilkan pada Tabel 1.

9

Tabel 1. Kriteria Peringkat Kerusakan Komponen Struktur Beton dan Beton Pracetak (Sjafei Amri, 2006). TINGKAT I

DESKRIPSI KERUSAKAN Retak rambut di permukaan beton terlihat dari jarak tidak terlalu jauh (lebar Retakan < 0.2mm

II

Retakan di permukaan beton terlihat dengan mata telanjang (lebar retakan kirakira 0.2 – 1.0 mm)

III

IV

V



Selimut beton hancur di sebagian tempat



Retakan besar meluas (lebar retakan E1 – 2 mm)



Selimut beton hancur dalam jumlah besar dan baja tulangan terlihat



Selimut beton meletus (spalling)



...