1
BAB I PENDAHULUAN
A. Lata Latarr Bel Belak akan ang g
Penggunaan kereta api sampai saat ini masih menjadi alternatif pilihan moda transportasi darat bagi sebagian besar masyarakat Indonesia I ndonesia . Dikarenakan Dikarenakan minimnya minimnya kecelakaan kecelakaan yang terjadi, waktu tempuh yang relatif relatif lebih lebih cepat, cepat, dan hargan harganya ya yang yang relatif relatif lebih lebih murah murahdib diband anding ingkan kan dengan dengan moda moda transp transport ortasi asi darat darat lainny lainnya. a. Oleh Oleh karena karena itu, itu, diperlu diperlukan kan prasarana yang baik untuk mendukung kenyamanan para pengguna moda transportasi tersebut. Baik itu dari segi prasarananya maupun sarana dari kereta api tersebut. tersebut. Misalnya Misalnya prasarana untuk jalan relnya, relnya, stasiun kereta api, dan sebagainya. erta sarananya berupa kereta api itu sendiri. Pere Perenc ncan anaa aan n stru strukt ktur ur jala jalan n rel rel yang yang baik baik dipe diperl rluk ukan an untu untuk k menci mencipt ptak akan an keny kenyam amana anan n dan dan keam keamana anan n dari dari para para peng penggu guna na moda moda transportasi tersebut. !al ini dimulai dengan melakukan sur"ei dan studi geolog geologii yang yang akan akan menjad menjadii pandua panduan n perenc perencana anaan an jalan jalan rel terseb tersebut. ut. #ujuanny #ujuannyaa untuk untuk mengurangi mengurangi dan mencegah mencegah terjadinya terjadinya penurunan penurunan saat tubuh rel dilewati oleh beban secara terus$menerus. Diguna Digunakan kan beberap beberapaa teori teori untuk untuk analisi analisiss perhit perhitung ungan an tegang tegangan an "ertikal yang dialami oleh tanah dasar dibawah permukaan rel kereta api.
B. Rumu Rumusa san n Mas Masal alah ah
%. Berapa Berapa besar besar koefisien koefisien penuru penurunan nan &'"( &'"( dan indek indek kompresi kompresi &'c( &'c( dari sampel tanah di lokasi ) *. Baga Bagaim iman anaa meto metode de perb perbai aika kan n tana tanah h yang yang coco cocok k digu diguna naka kan n untu untuk k menyelesaikan permasalahan di sekitar lokasi ) +. Baga Bagaim iman anaa perb perban andi ding ngan an anali analisi siss pere perenc ncan anaa aan n subs substr truk uktu turr deng dengan an beberapa metode) . Bagaima Bagaimana na simula simulasi si dampak dampak stru struktu kturr tanah tanah di lapan lapangan gan jika jika dibe diberi ri beban rel dengan software dengan software plaxis) plaxis)
`
2
C. Tujuan juan Pene Penelit litian ian
%. Mengetahui Mengetahui besar besar koefisien koefisien konsol konsolidasi idasi &'"( &'"( dan indeks indeks kompre kompresi si &'c( dari sampel tanah di sekitar lokasi. *. Menget Mengetahu ahuii metode metode perbaika perbaikan n tanah denga dengan n campuran campuran kapur kapur dan fly ash untuk ash untuk menyelesaikan permasalahan di sekitar lokasi. +. Menget Mengetahu ahuii perban perbandin dingan gan analisis analisis perencana perencanaan an substru substruktu kturr jalan jalan rel dengan berbagai metode. . Menget Mengetahu ahuii simulasi simulasi damp dampak ak strukt struktur ur tanah tanah di lapan lapangan gan jika jika dibe diberi ri beban rel dengan software dengan software plaxis. plaxis.
D. Manfa Manfaat at Peneli Penelitia tian n
Penelit Penelitian ian ini dihara diharapka pkan n mampu mampu menjad menjadii bahan bahan pertim pertimban bangan gan bagi konsultan perencana dalam masalah penanganan terhadap kondisi struktur jalan rel yang sering mengalami penurunan.
E. Bata Batasa san n Mas Masal alah ah
-ntuk memaksimalkan hasil yang akan diperoleh pada penelitian ini penulis membatasi masalah ini dengan %. Peng Pengam ambi bila lan n sam sampel tan tanah dise diseki kita tarr
lok lokasi asi
seri sering ng
ter terjadi jadiny nyaa
penurunan. *. Penelit Penelitii hanya melaluk melalukan an uji geser langsu langsung ng dan uji triaksi triaksial al dalam menentukan kuat geser tanah. +. Menelit Menelitii besarny besarnyaa koefisi koefisien en penurun penurunan an tanah disekit disekitar ar lokasi lokasi dengan dengan uji konsolidasi. . Peneliti Peneliti hanya hanya menganalisis menganalisis bagian bagian substru substruktur ktur..
BAB II LANDAAN TE!RI
`
2
C. Tujuan juan Pene Penelit litian ian
%. Mengetahui Mengetahui besar besar koefisien koefisien konsol konsolidasi idasi &'"( &'"( dan indeks indeks kompre kompresi si &'c( dari sampel tanah di sekitar lokasi. *. Menget Mengetahu ahuii metode metode perbaika perbaikan n tanah denga dengan n campuran campuran kapur kapur dan fly ash untuk ash untuk menyelesaikan permasalahan di sekitar lokasi. +. Menget Mengetahu ahuii perban perbandin dingan gan analisis analisis perencana perencanaan an substru substruktu kturr jalan jalan rel dengan berbagai metode. . Menget Mengetahu ahuii simulasi simulasi damp dampak ak strukt struktur ur tanah tanah di lapan lapangan gan jika jika dibe diberi ri beban rel dengan software dengan software plaxis. plaxis.
D. Manfa Manfaat at Peneli Penelitia tian n
Penelit Penelitian ian ini dihara diharapka pkan n mampu mampu menjad menjadii bahan bahan pertim pertimban bangan gan bagi konsultan perencana dalam masalah penanganan terhadap kondisi struktur jalan rel yang sering mengalami penurunan.
E. Bata Batasa san n Mas Masal alah ah
-ntuk memaksimalkan hasil yang akan diperoleh pada penelitian ini penulis membatasi masalah ini dengan %. Peng Pengam ambi bila lan n sam sampel tan tanah dise diseki kita tarr
lok lokasi asi
seri sering ng
ter terjadi jadiny nyaa
penurunan. *. Penelit Penelitii hanya melaluk melalukan an uji geser langsu langsung ng dan uji triaksi triaksial al dalam menentukan kuat geser tanah. +. Menelit Menelitii besarny besarnyaa koefisi koefisien en penurun penurunan an tanah disekit disekitar ar lokasi lokasi dengan dengan uji konsolidasi. . Peneliti Peneliti hanya hanya menganalisis menganalisis bagian bagian substru substruktur ktur..
BAB II LANDAAN TE!RI
`
3
A. Uji Uji Penet Penetras rasii tan" tan"ar ar
-ji penet enetra rasi si stan standa darr atau atau Stan Standa dard rd Pene Penetra tratio tion n Test &P#( merupakan uji penetrasi dinamis yang digunakan untuk mengetahui nilai kekuat kekuatan an tanah. tanah. Prinsip Prinsip kerjany kerjanyaa adalah adalah dengan dengan memasu memasukan kan alat alat yang yang dinamakan / split spoom tube0 tube0 ke tanah pada dasar lubang bor dengan mema memaka kaii beba beban n penu penumb mbuk uk yang ang bera beratn tny ya %1 %1 pond pond &2+ &2+ kg( kg( yang ang dijatuhkan dijatuhkan dari ketinggian +1 inchi &32,* cm(. etelah / split / split spoom tube0 tube0 ini ini dima dimasu suka kan n 2 inch inchii &%4, &%4,* * cm(, cm(, juml jumlah ah puku pukula lan n dihi dihitu tung ng untu untuk k mema memasu suka kan n % foot &%* inchi( inchi( beriku berikutny tnya. a. 5umlah 5umlah pukula pukulan n ini disebu disebutt dengan dengan nilai 6 dengan dengan satuan pukulan7kaki pukulan7kaki yang biasa dituliskan dituliskan sebagai 6$P#. #anah #anah dinyatakan keras jika nilai 6$P# 8 1 &'oduto dalam 9i:;i, *1%*(.
#am$ar %.&Split Spoom Tube
B. Parameter Parameter ifat ifat'sif 'sifat at In"eks In"eks "an (isik Ta Tanah
Dalam mendesain mendesain struktur struktur geoteknik geoteknik seperti fondasi,dip fondasi,diperlukan erlukan data tanah yang dapat mempresentasi mempresentasikan kan kondisi tanah di lapangan. Data
`
4
yang diperlukan dapat berupa data pengujian laboratorium dan hasil pengujian di lapangan untuk menentukan sifat$sifat indeks dan fisik tanah yang meliputi kadar air, berat "olume, berat jenis, klasifikasi tanah, 'B9 laboratorium, kuat geser, dan konsolidasi. Pengambilan contoh tanah dan pengujian laboratorium tidak dilakukan pada seluruh lokasi melainkan di tempat$ tempat yang memungkinkan dan dianggap mewakili lokasi keseluruhan.
Bentley dalam 9i:;i, *1%*(. %.
w=
Ww Ws
? kadar air
Ww ? berat air Ws ? berat butiran tanah
*. Berat @olume #anah Dalam
geoteknik,
berat
"olume
sangat
diperlukan
dalam
perhitungan kondisi tanah, biasanya digunakan dalam analisis fondasi
`
5
untuk menghitung tekanan tanah. Berat "olume tanah & γ ( adalah berat total tanah per satuan "olume total. Dalam penyelidikan tanah laboratorium biasanya akan didapat nilai berat "olume total dan berat "olume kering.
#abel *.% #ipikal nilai angka pori, kadar air, berat "olume kering untuk beberapa jenis tanah &Muntohar,*11A( 5enis #anah
Pasir lepas seragam Pasir padat seragam Pasir berlanau lepas Pasir berlanau padat empung keras empung lunak empung lunak
=ngka
Berat "olume
pori, e
pondasi jenuh,
kering,
1,C 1,4 1,24 1, 1,2 1,A$%, *,4$+,*
w &( +1 %2 *4 %4 *% +1$41 A1$%31
γ d
&k67m+( %,4 %C %2 %* %3 %%,4$%,4 2$C
organik +. Berat 5enis #anah Berat jenis merupakan nilai yang tidak bersatuan. 6ilai berat jenis suatu tanah akan sangat ber"ariasi tergantung pada material penyusunnya, namun secara umum tanah mempunyai berat jenis *,2 dan *,C. Berdasarkan pengalaman pada permasalahan geoteknik, berat jenis tanah yang biasa diambil sebesar *,3. Beberapa nilai berat jenis untuk tipikal tanah diberikan pada tabel +.*.
#abel *.* 6ilai berat jenis untuk tipikal tanah &Muntohar,*11A( 5enis #anah
`
9entang 6ilai Berat 5enis, Es *,24$*,2C *,24$*,2C *,22$*,3 *,2C$*,C %,*4$%,C1
6
.
indeks
mengindentifikasi jenis hubungan
terhadap
pemampatan
atau
menunjukan
sifat$sifat
dan
tanah, serta memberikan
sifat$sifat
kondisi
mekanis
kecenderungan
seperti
untuk
tanah
kekuatan
mengembang
yang
dan dan
permeabilitas. -ntuk menentukan rentang ukuran partikel tanah yang biasanya dinyatakan dalam presentase dari berat kering total dilakukan analisis secara mekanis. =da dua metode yang umum digunakan untuk memberikan informasi ukuran partikel tanah, yaitu analisis saringan dan analisis pengendapan.
4. -ji 'B9 aboratorium &California Bearing Ratio( Pengujian 'B9 dapat dilakukan dilapangan secara langsung maupun di laboratorium. Pengujian 'B9 lapangan, langsung ditempat, dengan membandingkan tegangan penetrasi pada suatu lapisan atau bahan tanah dengan tegangan penetrasi pada pada suatu lapisan atau bahan tanah dengan tegangan penetrasi bahan standar. 'ara uji ini digunakan untuk mengukur kekuatan struktural tanah dasar, lapisan fondasi bawah, dan lapis pondasi yang digunakan dalam perencanaan tebal perkerasan jalan. 'ara ini biasanya menggunakan alat seperti speedy, alat konus pasir. Bila pengujian 'B9 lapangan tidak dapat dilakukan dilapangan, maka nilai 'B9 dapat diperoleh dengan pengujian 'B9 laboratorium, benda uji yang digunakan adalah benda uji undisturb. Pemadatan menghasilkan kur"a hubungan kadar air dan berat "olume kering tanah.
`
7
2.
∅
(.
'oulomb &%332( menyebutkan bahwa bila tanah mengalami pembebanan maka akan ditahan oleh a(
`
8
b( Eesekan antara butir$butir tanah yang besarnya berbanding lurus dengan tegangan "ertikal pada bidang gesernya. Dalam menentukan parameter kuat geser tanah di laboratorium, penulis menggunakan uji geser langsung &direct shear test (, uji tekan bebas dan uji triaksial &triaxial test (.
3. Penurunan
konsolidasi
sekunder
& secondary
consolidation
settlement (, yang merupakan hasil dari perubahan plastis struktur tanah. Pada kondisi tanah permampatan tanah berlanjut pada tegangan efektif yang tetap &Muntohar, *11A(.
`
9
C. Analisis Settlement
dimana, si sc
? penurunan segera yang timbul pada kondisi tak$terdrainasi. ? penurunan konsolidasi akibat berkurangnya "olume yang diikuti oleh dispasi tekanan air pori berlebihan secara perlahan$lahan.
*. #eori konsolidasi satu dimensi #er:aghi &%A*4( telah lama dipergunakan untuk memprediksi penurunan serta waktu konsolidasi. =sumsi$asumsi yang dibuat dalam teori ini adalah a. #anah adalah homogen. b. #anah adalah jenuh sempurna. c. Partikel padat tanah dan partikel air tidak kompresible. d.
`
10
h. #erdapat hubungan yang khusus &unik(, tidak tergantung waktu, antara angka pori dan tegangan efektif. !asil$hasil dari pengujian memperlihatkan bahwa hubungan antara angka pori dan tegangan efektif tergantung terhadap waktu. #eori ini berhubungan dengan besaran$besaran di bawah ini a. #ekanan air pori berlebihan &u(. b.
Dalam menghitung besar dan lamanya penurunan suatu lapisan tanah, maka perlu diketahui salah satu dari parameter kompresibilitasnya. %.
T v . H dr t
'" ? dimana,
!dr ? panjang aliran rata$rata yang harus ditempuh air pori selama konsolidasi &m( #" ? faktor waktu t
? waktu &hari(
'" ? koefisien konsolidasi "ertikal *. Derajat konsolidasi tanah &-( Derajat konsolidasi tanah &-( adalah perbandingan penurunan tanah pada waktu tertentu dengan penurunan tanah total. -ntuk 1 J - J 21,
`
11
#" ?
( )
π U 4 100
2
-ntuk - 8 21, #" ? %,3C%$ 1,A++log &%11$-( +. aktu konsolidasi aktu konsolidasi dilapangan dapat mempergunakan rumus sebagai berikut 2
t
?
T v . H dr Cv
. Besar penurunan konsolidasi Besar penurunan konsolidasi dapat dicari mempergunakan persamaan
P0 (i )+¿ ∆ P( ) i
Pc
¿
?
C c . H i log ( ¿ ] 1 +e0
¿
∑¿ edangkan
bila
jumlah
tegangan
efektif
o"erburden
dengan
penambahan tegangan efektif &akibat beban( lebih besar dari tegangan prakonsolidasi, & po&i(H ∆ p&i( ( 8 pc
P0 (i )+¿ ∆P ( ) i
?
∑
[
( )]
C s . H i Pc log 1 +e0 p 0( i)
Pc
¿
H
C c . H i log ( ¿ ] 1 +e 0
¿
∑¿ dimana,
`
? penurunan &settlement(
pc
? tekanan prakonsolidasi
12
's
? indeks pengembangan &swelling indeK(
'c
? indeks penampatan &compression indeK(
!i
? tebal tanah untuk sub$lapisan i
e1
? angka pori awal
po&i( ? tekanan o"erburden untuk sub$lapisan i
∆ p&i(
? penambahan tekanan untuk sub$lapisan i
D. Per$aikan Tanah Dengan Cam)uran *a)ur Dan Fly Ash
Dalam membangun suatu jalan tanah dasar merupakan bagian yang sangat penting karena tanah dasar akan mendukung seluruh beban lalu lintas7beban konstruksi diatasnya. 5ika tanah dasar yang ada berupa tanah lempung yang mempunyai daya dukung rendah, maka bangunan yang ada sering mengalami kerusakan yang diakibatkan oleh kondisi tanah. #anah dengan nilai kembang susut yang tinggi, air sangat berpengaruh terhadap perilaku fisis dan mekanis. -ntuk mengatasi permasalahan tersebut salah satu cara atau metode yang digunakan adalah memperbaiki kualitas tanah asli &stabilisasi(. Permasalahan yang dapat dirumuskan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut %. #anah lempung mempunyai daya dukung tanah dan kuat geser tanah rendah. *. tabilisasi tanah dengan kapur dan fly ash diharapkan apa meningkatkan daya dukung tanah dan kuat geser tanah. +. Besarnya prosentase kapur dan fly ash dalam stabilisasi tanah sehingga diperoleh daya dukung dan kuat geser maksimum.
#abel *.+ Macam tanah dan metode stabilisasi yang cocok untuk stabilitas dan keawetan tanah$dasar &subgrade( &5ohnson, %A24( Item Macam tanah Metode stabilisasi
`
13
Eranuler kasar
Perbaikan stabilitas
Eranuler halus
-ntuk tanah berlanau dan berlempung. #ermasuk reduksi resilient tanah elastis pada tanah antara lanau dan lempung &juga tanah micaceous! Pencegahan erosi tanah dasar, semua tipe tanah terkait masalah pumping &pemompaan( pada perkerasan beton
`
Pemadatan, tanah$aspal, tanah$semen, cement$ treated base, semen modifikasi tanah, stabilitas mekanis. #anah$kapur atau kapur memodifikasi tanah jika tanah mengandung bahan reaktif Pemadatan, tanah$aspal, tanah$semen, semen memodifikasi tanah, stabilisasi mekanis, tanah$kapur atau kapur memodifikasi tanah jika tanah mengandung bahan halus yang reaktif, atau jika ditambahkan pozzolan &missal abu terbang( Pemadata n tanah$semen, semen memodifikasi tanah, stabilitas mekanis dengan atau tanpa semen, tanah$kapur jika reaksinya seperti yang dikehendaki. ,
#anah sangat berlanau
#anah berlempung plastisitas r endah. Dempung plastisitas tinggi. #anah$tanah berlempung plastisitas rendah
Pemadatan, tanah$kapur, dan kapur memodifikasi tanah atau kombinasi semen dan kapur. Pembungkus aspal.
Mengontrol kadar air dan kepadatan agar menghasilkan sedikit perubahan "olume dari kondisi awal sampai akhir masa layanan . Dengan menggunakan tanah se men, semen memodiftkasi tanah, tanah kapur, kapur memodifikasi tanah, atau
14
Dempung plastisitas tinggi
.campuran yang melibatkan keduanya. Perantara penahan air, jika efektif Mengontrol kadar air dan kcpadatan dalam por si lebih rendah dari tanah$ dasa r ditambah tanah$kapur atau kapur modifi k asi tanah dengan tebal secukupnyaL perlindungan dengan selimut aspal secuk u pnya
E. Peren+anaan Ballast Dengan Ber$agai Met,"e
%. =nalisis ballast Berikut ini adalah solusi teoritis sederhana mengenai distribusi tekanan "ertikal dengan kedalaman ballast a. #eori boussines" elastis %( Perubahan tegangan "ertikal σ z &
¿
σ z ?
3 QO
z
&*.%(
3
× ¿ 2 π *( Perubahan tegangan radial 2
r + z τ r ?
2
τ r &
2.5
¿
¿ 3 QO 2 π
×
r z
3
&*.*(
¿
dimana , o
? Beban mati
:
?
r
? radius hori:ontal dari "ertikal pada posisi beban titik ke posisi di bawah permukaan &m(
`
15
Integrasi persamaan boussines" pada permasalahan seragam dimuat melingkar di permukaan semi elastis sedang yang tidak terbatas dengan mengikuti persamaan, yang menghubungkan antara tegangan dengan kedalaman pada sumbu "ertikal dibawah pusat beban & #epartement of Scientific and $ndustrial Research %A2%( %( #egangan "ertikal σ z &
¿
1−
z
¿
&*.+(
3
¿
*( #egangan hori:antal σ x dan
σ y &
kedalaman : 2
2 0.5
a + z ¿ 2
¿
2 1.5
a + z ¿ σ x ?
¿ ¿
σ y ?
( 1 + 2 ∪ )−
2 ( 1 + ∪ ) z
¿
Pa ¿ 2 +( #egangan "ertikal dan hori:ontal menekankan dari sumbu terbesar sehingga memperkecil tegangan. #egangan geser
τ max &
¿
Maka dari itu,
`
16
2
a + z
2
0.5
¿
¿ 2
a + z
2
1.5
¿
4¿ ¿
τ max ? Pa
&*.4(
( 1 + 2 ∪) ( 1 +∪ ) z +
4
¿
¿
Dimana, Pa
?
rata$rata tegangan merata pada area pembebanan. &
a
?
radius pada area pembebanan &m(
?
angka poisson
Perlu diingat bahwa formula ini tidak tergantung pada modulus elastisitasnya. 5adi jika memiliki berbagai sifat elastis, perubahan
tegangan
"ertikal
di
ballast
kira$kira
pada
kedalaman dengan penggabungan persamaan boussines" lebih besar dari beban seragam pada area tertentu.
Eambar *.% #egangan "ertikal dibawah beban titik pada permukaan Maka dari itu perlu dimodifikasi untuk memperhitungkan pengaruh dari koefisien &pada persamaan *.+( .
`
a?
[ ]
1.4
?
[ ]
1.4
s π
!" π
&*.2(
17
Dimana, a
?
?
Panjang efektif bantalan &m(
B
?
lebar bantalan &m(
-ntuk + dimensi pada persamaan *.% menjadi.
σ z ?
3 QO z 2π r
3
5
&*.3( σ z ?
tegangan "ertikal pada kedalaman : dibawah beban titik &
o
?
beban titik &<6(
N
?
kedalaman "ertikal untuk titik M dibawah permukaan &m(
r jarak dari asal &posisi beban titik( untuk setiap titik M &K,y,:( yang dicari tegangan "ertikal : &m( ? &K* H y* H :*(1.4
σ z dan d σ z
Disibtitusikan dan
o dari d σ z ? Pad= ? Pad ε d #
Dimana
Pa
?
rata$rata beban seragam persegi
#egangan "ertikal yang sangat kecil d σ z , pada d= karena do mengikuti persamaan *.3
d σ z ? &*.C(
`
3 p a z 2πr
3
5
d ε dn
18
integral σ z ?
3 p a
ε =+ #=+ !
2 π
$
$
2
2 5
y −# ¿ + z } 2 x −ε ¿ +¿
&*.A(
{¿
ε =− # =−!
d d
¿
Eambar *.* Penerapan dasar Boussines; "ertikal terkonsenstrasi dengan beban merata pada bantalan persegi panjang b. #eori isenmann &%A31( %( #egangan "ertikal σ z &
`
19
2 sin2
%1
%2
−sin ¿
1 % 2 − %1 − ¿ 2 P a ¿ π
σ z ?
&*.%1(
Dimana, P
?
#ekanan seragam rata$rata antara bantalan dan ballast
a
&
%1 dan
%2 sudut yang ditunjakan pada &Eambar *.(.
σ y &
*( #egangan hori:ontal 2
%1
%2
sin 2 −sin ¿
σ y ?
+( Prinsip tegangan geser 2
&*.%%(
P a 1 % 2 − %1 + ¿ π 2
τ xz &
%1
%2
cos2 − cos ¿
Pa ¿ τ xz= 2 π
&*.%*(
( #egangan geser maksimum
τ max =
P a sin& %2− % 1 ¿ π
τ max &
olusi metode semi empiris dan empiris untuk menghitung hubungan distribusi tekanan "ertikal dengan kedalaman ballast. -ntuk pembebanan yang berbentuk persegi panjang &yaitu diasumsikan daerah yang efektif dibawah dudukan rel( tekanan "ertikal maksimum
`
σ z
&
20
permukaan,dapat diperkirakan * kali tekanan "ertikal rata$ rata dengan menggunakan perbandingan %% metode penyebaran pembebanan. σ z=2 Pa
[
!. " ( ! + 2 z ) ( " + 2 z )
]
&*.%( Dimana, P
?
tekanan langsung rata$rata yang seragam diantara
a
bantalan dan ballast
:
?
kedalaman dibawah permukaan &m(
B
?
ebar bantalan &m(
?
panjang efektif bantalan dibawah dudukan rel &m(
c. olusi chramms Maka menurut scrhamm tekanan tanah dasar maksimum
σ z
&
(
1.5 & − '
σ z= Pa
). !
{ 3 ( & − ' ) + ! } z tan %
Dimana, P
?
rata$rata tekanan seragam yang terjadi pada dudukan rel
a
& ?
panjang bantalan &m(
' ? jarak antara pusat rel &m( B
?
lebar bantalan &m(
:
?
kedalamn lapisan ballast &m(
% ? sudut geser internal pada ballast &O(
`
21
chramm
juga
berpendapat
bahwa
diperlukan
beberapa
pengembangan mengenai tekanan "ertikal antara bantalan sehingga mengurangi bahaya pada perbedaan lebar pada ballast atau tekanan tanah dasar dimana hasil ini berpengaruh terhadap kekuatan tanah lunak antara bantalan dan pengaruh ballast &Eambar *.3( Oleh karena itu kedalaman ballast minimum :min &m( pada persamaan berikut
z mi(=
)− ! 2 tan %
&*.%2( Dimana,
?
jarak bantalan &m(
B
?
lebar bantalan &m(
% ?
udut geser pada ballast
Metode empiris emua metode yang diperoleh dari perbedaan "ariasi tekanan "ertikal maksimum langsung dibawah dudukan rel tentang hubungan antara tekanan "ertikal
σ z
&
kedalaman : &m( pada hubungan tekanan yang seragam Pa &
σ z= pa {* ( z ) }
&*.%3(
Dimana Pa didefinisikan dalam semua masalah yang berhubungan dengan rata$rata tekanan seragam pada semua panjang bantalan. =kibatnya,
Pa= &*.%C(
`
2 +r
22
Dimana,
+ ? =
?
Beban maksimum pada dudukan rel &<6( hubungan seluruh ballast pada bantalan &m*(
Eambar *.3 tegangan "ertikal maksimum dibawah tanah dasar &chramm %A2%(
`
23
Eambar *.C tegangan "ertikal maksimum
σ z kedalaman : dibawah dudukan rel
sesuai dengan metode empiris
d. Persamaan #albot #ekanan "ertikal maksimum
σ z
&
pada setiap kedalaman ballast dijelaskan pada persamaan berikut 1 σ z= Pa &*.%A( 1.25 5.9 z
{
P
?
a
}
9ata$rata tekanan seragam antara bantalan dan ballast &
=
?
Persamaan ini dikembangkan untuk ukuran &*2* K *1+mm( pada bantalan,dan pendapat ini disetujui dengan obser"asi lapangan kecuali untuk kedalaman ballast.
dengan
persamaan berikut 0.254 σ z= Pa z =sumsi bahwa intensitas tekanan maksimum pada susunan yang
{ }
berbanding terbalik dengan kedalaman ballast terutama pada beban bantalan.
`
24
BAB III MET!DE PENELITIAN
A. Bagan Alir Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yang dilaksanakan melalui pengujian di laboratorium..-ntuk lebih jelasnya, langkah$langkah penelitian yang dilakukan dapat dilihat pada Eambar +.% Bagan alir penelitian di bawah ini. Mulai
Pembuatan Proposal
Proposal Disetujui
Qa Pengujian laboratorium %. *. +. . 4.
-ji konsolidasi tanah -ji kadar air tanah -ji triaKial -ji berat jenis tanah -ji geser langsung
=nalisis dan pembahasan %. Menggunakan beberapa metode *. imulasi plaKis
`
#idak
25
elesai
Eambar Bagan alir penelitian B. Alat+.% "an Bahan
&. Uji k,ns,li"asi tanah
Pada penelitian ini, alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut a.
=lat =lat$alat yang digunakan pada penelitian ini dari pemeriksaan bahan sampai dengan pengujian untuk benda uji yaitu %(
%. Uji ka"ar air tanah
Pada penelitian ini, alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut a. =lat =lat$alat yang digunakan pada penelitian ini dari pemeriksaan bahan sampai dengan pengujian untuk benda uji yaitu %( 'awan timbang tertutup dari logam tahan karat
`
26
*( #imbangan +( O"en dengan suhu dapat diatur konstan pada %14 o$%%1o ' ( Desikator b. Bahan Bahan$bahan yang digunakan untuk pengujian konsolidasi adalah sebagai berikut %( Sample tanah dari lampung tanah tidak terusik dan tanah terusik dengan berat minimum tergantung pada ukuran terbesar dari butir tanah.
-. Uji triaial
Pada penelitian ini, alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut a. =lat =lat$alat yang digunakan pada penelitian ini dari pemeriksaan bahan sampai dengan pengujian untuk benda uji yaitu %( =lat pemberi tekanan tekanan pada cairan dalam sel dengan keelitian 1,% atau 1,14 kg7cm *( =lat penetrasi untuk menekan benda uji secara aksial dengan kecepatan yang dapat diatur secara 1,14$3,4 mm7menit +( Peralatan untuk meletakkan contoh tanah ke dalam ring konsolidasi ( =rloji ukur untuk mengukur pemendekan aksial benda uji 4( =lat peregang membran 2( O$ring seal 3( 'etakan benda uji C( =lat pemotong tanah & soil pulverizer ( A( =lat$alat pemeriksaan kadar air tanah
b. Bahan
`
27
Bahan$bahan yang digunakan untuk pengujian konsolidasi adalah sebagai berikut %( Sample tanah dari lampung disediakan sekurang$kurangnya + buah. Benda uji berbentuk silinder dengan perbandingan tinggi terhadap diameter *% dan +%. Diameter minimum benda uji adalah +1 mm. =pabila diameter benda uji lebih kecil dari 3* mm maka butir tanah terbesar yang diijinkan dalam benda uji adalah %7%1 diameter benda uji. edangkan bila diameter benda uji lebih besar dari 3* mm, butir tanah yang diijinkan adalah %72 diameter benda uji. /. Uji $erat jenis tanah
Pada penelitian ini, alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut a. =lat =lat$alat yang digunakan pada penelitian ini dari pemeriksaan bahan sampai dengan pengujian untuk benda uji yaitu %( Piknometer, yaitu botol gelas dengan leher sempit dan tertutup &dari kaca( yang berlubang kapiler dengan kapasitas 41 cc atau lebih besar *( #imbangan dengan ketelitian 1,1% gram +( =ir destilasi bebas udara &dalam wash bottle( ( Desikator 4( #ermometer 2( 'awan porselen &mortar( dengan alat penumbuknya untuk menghancurkan gumpalan tanah menjadi butir$butir tanpa merusak butir$butirnya sendiri. 3( O"en dengan suhu dapat diatur konstan pada %14 o$%%1o ' b. Bahan Bahan$bahan yang digunakan untuk pengujian konsolidasi adalah sebagai berikut
`
28
%( Sample tanah dari lampung yang berukuran kurang dari ,34 mm atau lolos saringan 6o..
0. Uji geser langsung
Pada penelitian ini, alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut a. =lat =lat$alat yang digunakan pada penelitian ini dari pemeriksaan bahan sampai dengan pengujian untuk benda uji yaitu %( =lat geser langsung a(
1. *lasifikasi Tanah
Pada penelitian ini, alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut a. =lat
`
29
=lat$alat yang digunakan pada penelitian ini dari pemeriksaan bahan sampai dengan pengujian untuk benda uji yaitu %( !idrometer =#M %4* ! untuk mengetahui berat jenis larutan dengan skala sampai H21 g7l *( aringan, tersusun dari % set susun saringan beserta tutup atas bawah +( #imbangan dengan ketelitian sekurang$kurangnya 1,1% g ( Eelas silinder kapasitas %111cc, diameter *,40 ? 2,+4cm, tinggi %C0?,43cm, dengan tanda "olume %111cc disebelah dalam pada ketinggian +2 R*cm dari dasar 4( Eelas kaca kapasitas *41cc 2( 'awan porselen &mortar( dan pestle 3( =lat pengaduk suspensi tanah dalam air C( #ermometer dengan skala 1$411' dengan ketelitian 1,4 1' A( topwatch %1( =ir destilasi %%( Bahan larutan reagent, dapat berupa sodium silikat &6a *iO+( atau sodium heKametaphospate &6aPO +( b. Bahan Bahan$bahan yang digunakan untuk pengujian geser langsung adalah sebagai berikut %( Sample tanah dari lampung 2. CBR La$,rat,rium
Pada penelitian ini, alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut a. =lat =lat$alat yang digunakan pada penelitian ini dari pemeriksaan bahan sampai dengan pengujian untuk benda uji yaitu %( Mesin penekan dengan kapasitas dukung sekurang$kurangnya ,4 ton yang mempunyai kepala atau dasar yang dapat bergerak teratur dengan kecepatan %,*3 mm7menit &1,14
`
30
in7menit( , yang dilengkapi dengan cincin beban dan arloji ukurnya *( ilinder pemadatan 'B9 dengan diameter 2 in dan tinggi 3 in, dilengkapi dengan silinder sambungan tinggi * in, dan pelat alas tebal +7C in yang berlubang$lubang +( Pelat ganjal diameter 4 47%2 in dan tebal *,* in ( Penumbuk standar 4( Pengukur pengembangan tanah, terdiri atas pelat berlubang$ lubang dengan batang pengatur, tripod dan arloji pengukur penetrasi 2( Pelat$pelat beban berlubang ditengah yang utuh atau belah berat masing$masing 4 lbs &*,*3 kg( 3( Piston penetrasi penampang bulat luas + in* panjang sekurang$ kurang in C( =lat perlengkapan lain seperti talam, timbangan, o"en, kertas filter, dsb A(
C. Taha)an Penelitian
Penelitian ini dibagi menjadi 4 tahapan utama yang saling berkaitan, yaitu &. Taha)an )ersia)an alat "an $ahan
Pada tahapan ini, persiapan alat berupa pengecekan kondisi untuk setiap alat bahwa alat dalam kondisi bersih dan baik, sehingga tidak mengganggu selama proses penelitian berlangsung seperti timbangan yang harus dikalibrasi terlebih dahulu sebelum digunakan agar tidak terjadi kesalahan dalam proses penimbangan bahan$bahan.
`
31
a. -ntuk persiapan bahan adalah berupa pengadaan bahan$bahan yang akan digunakan dalam penelitian yakni sample tanah dari lampung. Dan memastikan bahan$bahan tersebut ada sebelum proses penelitian.
%. Pemeriksaan $ahan
Persiapan bahan meliputi kegiatan pengadaan bahan yang akan digunakan dalam penelitian. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sample tanah dari lampung . -. Pengujian $en"a uji "engan alat uji k,nli"asi
=lat uji konlidasimerupakan alat yang dilengkapi dengan a! (xtensometer b! Water reservoir c! Porous stone
D. L,kasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di aboratorium Mekanika #anah, 5urusan #eknik ipil, Fakultas #eknik, -ni"ersitas Muhammadiyah Qogyakarta.
E. Met,"e Pengam$ilan Data
#eknik pengambilan dan pengumpulan data dilakukan dengan metode eksperimen di laboratorium terhadap benda uji yang dibawa dari lokasi proyek di ampung.5enis data yang terdapat dalam penelitian ini adalah data primer.Data primer adalah data yang diperoleh secara langsung dari hasil penelitian.Meliputi data hasil pengujian dari benda uji yang telah dibuat. (. 3aria$el Penelitian
Beberapa "ariabel penelitian yang diamati dalam penelitian ini antara lain
`