FILOSOFI RUPA

SEKEDAR SHARING AJA KAWAN

A.Pengertian Ilmu Mekanika Tanah.  

mekanika tanah diberikan oleh Karl von Terzaghi pada tahun 1925 melalui bukunya “Erdbaumechanik auf bodenphysikalicher Grundlage” (Mekanika Tanah berdasar pada Sifat-Sifat Dasar Fisik Tanah), yang membahas prinsip-prinsip dasar dari ilmu mekanika tanah modern, dan menjadi dasar studi-studi lanjutan ilmu ini, sehingga Terzaghi disebut sebagai “Bapak Mekanika Tanah”. 

B.   Definisi Tanah

Tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari:

1. Agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak terikat secara kimia satu sama lain.
2. Zat Cair.
3. Gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara butiran mineral-mineral padat tersebut.  

Tanah berguna sebagai pendukung pondasi bangunan dan juga tentunya sebagai bahan bangunan itu sendiri (contoh: batu bata). 

C.   Percobaan di laboratorium

• Distribusi Butiran Tanah, untuk tanah berbutir besar digunakan Uji Ayak A(eng: Sieve nalysis, de: Siebanalyse), untuk tanah berbutir halus digunakan Uji Hidrometer (eng: Hydrometer, de: Aräometer / Sedimentationsanalyse).
• Berat Jenis Tanah (eng: Specific Grafity, de: Wichte)
• Kerapatan Tanah (eng: Bulk Density, de: Dichte) dengan menggunakan Piknometer.
• Kadar Air, Angka Pori dan Kejenuhan Tanah (eng: Water Content, Pore Ratio and Saturation Ratio; de: Wassergehalt, Hohlraumgehalt, Sättigungszahl)
• Permeabilitas (eng: Permeability, de: Wasserdurchlässigkeit)
• Plastisitas Tanah, dengan menggunakan Atterberg Limit Test untuk mencari:

-        Batas Cair dan Plastis,

-        Batas Plastis dan Semi Padat,

-        Batas Semi Padat dan Padat (eng: Liquid Limit, Plastic Limit, Shrinkage Limit; de: Zustandgrenzen und Konsistenzgrenzen)

• Konsolidasi (eng: Consolidation Test, de: Konsolidationversuch)
• Uji Kekuatan Geser Tanah, di laboratorium terdapat tiga percobaan untuk menentukan kekuatan geser tanah, yaitu:

-        Percobaan Geser Langsung (eng: Direct Shear Test, de: Direktscherversuch),

-        Uji Pembebanan Satu Arah (eng: Unconvined Test, de: Einaxialversuch) dan

-        Uji Pembebanan Tiga Arah (eng & de: Triaxial)

• Uji Kemampatan dengan menggunakan Uji Proctor 

• Perencanaan pondasi
• Perencanaan perkerasan lapisan dasar jalan (pavement design)
• Perencanaan struktur di bawah tanah (terowongan, basement) dan dinding penahan tanah)
• Perencanaan galian
• Perencanaan bendungan

D.   Terjadinya Tanah

Proses Terjadinya tanah dijelaskan menurut urutan sebagai berikut :

-        Pada mulanya bumi berupa bola magma cair yang sangat panas.

-        Karena pendinginan permukaannya membeku menjadi batuan beku.

-        Karena proses fisika (panas, dingin, membeku dan mencair) batuan tersebut hancur menjadi butiran-butiran tanah.

-        Oleh proses kimia (hidrasi, oksidasi) batuan menjadi lapuk sehingga menjadi tanah

E.   Pengelompokan Jenis Tanah Berdasarkan Campuran Butir :

-        Tanah berbutir kasar adalah tanah yang sebagian besar butir-butir tanahnya berupa pasir dan kerikil.

-        Tanah berbutir halus adalah tanah yang sebagian besar butir-butir tanahnya berupa lempung dan lanau.

-        Tanah organik adalah tanah yang banyak mengandung bahan-bahan organik.

F.    Jenis-Jenis Batuan

-        Batuan Beku (Granit, Basalt)

-        Batuan Sedimen (gamping batu pasir)

-        Batuan metamorf (marmer)

G.   Sifat-Sifat Lapisan tanah

Sifat-sifat fisik lapisan tanah dasar harus diketahui dengan baik, karena dengan mengetahui sifat-sifat tanah dasar akan mengetahui

1.    Pemilihan konstruksi yang paling aman dan ekonomis.

2.    Sistem pelaksanaan yang baik, sehingga dapat mendekati syarat-syarat pokok konstruksi jalan.

3.    Cara pemeliharaan secara intensif dan terus menerus terutama pada musim hujan.

Umumnya ada beberapa persoalan yang menyangkut tanah dasar (subgrade) antara lain :

1.    Perubahan bentuk tetap (deformasi permanent ) dari macam tanah tertentu akibat beban lalulintas.

2.    Sifat mengembang dan menyusut dari tanah ntertentu akibat perubahan kadar air.

3.    Kuat dukung tanah yang tidak merata dan sulit ditentukan secara pasti pada daerah dengan macam tanah yang sangat berbeda sifat dan kedudukannya. Bila tanah dasar (subgrade) tidak memenuhi kekuatan untuk memikul beban kendaraan yang lewat maka jalan tersebut akan mengalami penurunan dan apabila badan jalan merupakan tanah timbunan maka akan terjadi kelongsoran.

Tekstur tanah adalah keadaan permukaan tanah yang bersangkutan. Tekstur tanah dipengaruhi oleh ukuran tiap-tiap butir yang ada di dalam tanah. Tanah dibagi dalam beberapa kelompok : kerikil (gravel), pasir (sand), lanau (silt), dan lempung (clay). Umumnya tanah asli merupakan campuran dari butirbutir yang mempunyai ukuran yang berbeda – beda (Das,1995).

Istilah pasir, lempung, lanau, atau lumpur digunakan untuk menggambarkan ukuran partikel pada batas yang telah ditentukan, akan tetapi istilah yang sama juga digunakan untuk menggambarkan sifat-sifat yang khusus. Sebagai contoh, lempung adalah jenis tanah yang bersifat kohesif dan plastis, sedang pasir digambarkan sebagai tanah yang tidak kohesif dan tidak plastis. Kebanyakan jenis tanah terdiri dari banyak campuran lebih dari satu macam ukuran partikelnya. Tanah lempung belum tentu terdiri dari partikel lempung saja, akan tetapi dapat bercampur dengan

butir-butiran lanau maupun pasir dan mungkin juga terdapat campuran bahan organik (Hardiyatmo, 1992).

H.   Pengelompokan Tanah Berdasarkan Sifat Lekatannya :

-        Tanah Kohesif : tanah yang mempunyai sifat lekatan antara butir-butirnya.

-        Tanah Non Kohesif : tanah yang tidak mempunyai atau sedikit sekali lekatan antara butir-butirnya.

-        Tanah organik : tanah yang sifatnya sangat dipengaruhi oleh bahan-bahan organik.

I.      Penggolongan Tanah

Berdasarkan kadar airnya, tanah digolongkan menjadi tiga kondisi ; yaitu kondisi cair, plastis atau semi padat dan padat (solid). Keadaan tersebut dapat digambarkan sebagai berikut :

1.    Batas cair (Liquid limit) Batas cair (LL), didefinisikan sebagai kadar air tanah pada batas antara keadaan cair dan keadaan plastis.

2.    Batas plastis (Plastic limit) Batas plastis (PL), didefinisikan sebagai kadar air pada kedudukan antara daerah plastis dan semi plastis, yaitu persentasi kadar air pada saat tanah digulung dengan diameter silinder 3,2 mm mulai retak-retak.

Klasifikasi Tanah Penentuan sifat-sifat tanah banyak dijumpai dalam masalah teknis yang berhubungan dengan tanah. Hasil dari penyelidikan sifat-sifat ini kemudian dapat digunakan untuk mengevaluasi masalahmasalah tertentu, tetapi perancangan yang harus berhati-hati dalam penerapan karena penyelesaian masalah, seperti: penurunan bangunan, kecepatan aliran air, dan stabilitas tanah yang miring, didasarkan pada klasifikasi tanah yang sering menimbulkan masalah yang berarti (Hardiyatmo, 2002).

Sistem klasifikasi tanah adalah suatu system pengaturan beberapa jenis tanah yang berbeda-beda tapi mempunyai sifat yang serupa ke dalam kelompok-kelompok dan subkelompok-subkelompok berdasarkan pemakaiannya (Das, 1995).

Terdapat dua sistem klasifikasi yang sering digunakan, yaitu :

1.    Sistem klasifikasi USCS (Unified Soil Classification System) Pada sistem ini tanah diklasifikasikan ke dalam tanah berbutir kasar (kerikil dan pasir) jika kurang dari 50% lolos saringan Nomer 200, dan tanah berbutir halus (lanau/lempung) jika lebih dari 50% lolos saringan Nomer 200. Selanjutnya, tanah diklasifikasikan dalam sejumlah kelompok dan subkelompok.

2.    Sistem klasifikasi AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials). Sistem klasifikasi AASHTO berguna untuk menentukan kualitas tanah untuk perencanaan timbunan jalan, subbase dan subgrade. Sistem ini terutama ditujukan untuk maksud-maksud dalam lingkup tersebut. Sistem klasifikasi AASHTO membagi tanah ke dalam 8 kelompok, A-1 sampai A-8 termasuk subsub kelompok. Tanah-tanah dalam tiap kelompoknya dievaluasi terhadap indeks kelompoknya yang dihitung dengan rumus-rumus empiris. Pengujian yang digunakan adalah analisis saringan dan batasbatas Atterberg.

J.    Pemadatan Tanah (Soil Compaction)

Pemadatan dengan beban dinamis, proses bertambahnya berat volume kering tanah sebagai akibat pemadatan partikel yang diikuti oleh pengurangan volume air tetap tidak berubah. Jika tanah di lapangan membutuhkan perbaikan guna mendukung bangunan di atasnya, maka tanah akan digunakan sebagai bahan timbunan, maka pemadatan sering dilakukan (Hardiyatmo, 2002). Tujuan dari pemadatan antara lain adalah :

1.    Memperkuat kuat geser tanah.

2.    Mengurangi sifat mudah mampat (kompresibilitas).

3.    Mengurangi permeabilitas.

4.    Mengurangi perubahan volume sebagai akibat perubahan kadar air.

Maksud tersebut dapat tercapai dengan pemilihan tanah bahan timbunan, cara pemadatan, pemilihan mesin pemadat, dan jumlah lintasan yang sesuai. Tingkat kepadatan diukur dari nilai berat volume keringnya (γ d). Tanah lempung yang dipadatkan dengan cara yang benar akan dapat memberikan kuat geser tinggi. Stabilitas terhadap sifat kembang-susut tergantung dari jenis kandungan mineralnya.(Hardiyatmo, 2002).

K.   Kekuatan Geser Tanah

Salah satu cara untuk mengetahui kuat geser tanah di lakukan percobaan geser langsung (Direct Shear Test) yang mempunyai tujuan untuk mengetahui gaya geser dengan tegangan geser langsung, sudut geser dalam dan kohesi tanah. Data-data hasil pembacan arloji pengukuran horisontal, dapat digunakan untuk mengetahui gaya geser dan tegangan geser sebagai berikut :

L.    Sifat Indeks dan Klasifikasi Tanah

Nama dan sifat tanah ditentukan dan dipengaruhi oleh : gradasinya (untuk tanah berbutir kasar), dan batas-batas konsistennya (untuk tanah berbutir halus). Dalam hal ini disebut Sifat Indek Tanah

            Untuk menganalisa gradasi tanah berbutir kasar digunakan Analisa Saringan, untuk tanah berbutir halus digunakan cara pengendapan

Analisa Ukuran Partikel

            Distribusi ukuran partikel butiran kasar ditentukan dengan metode pengayaan atau sieving. Sedangkan untuk tanah berbutir halus ditentukan dengan metode sedimentasi pengendapan dengan alat Hidrometer.

M.   Metode Pengayakan

Pada metode ini alat yang digunakan adalah susunan saringan dan sampel butiran-butiran kering ditaruh pada ayakan paling atas. Kemudian saringan digetarkan dan butiran-butiran akan tertinggal pada masing-masing saringan sesuai ukuran dan prosentasenya.

N.   Uji volume konstan atau uji tekanan pengembangan

Prosedur yang dilakukan dalam pengujian meliputi perendaman sampel di dalam oedometer untuk mencegah mengembangnya sampel. Pada kondisi ini, tekanan pengembangan merupakan tegangan maksimum yang diberikan untuk mempertahankan volume konstan.

Pada saat tekanan pengembangan tidak bertambah lagi setelah direndam, sampel tersebut akan terlepas akibat penarikan seluruh aplikasi beban atau beban tambahan.