pengertian dan contoh soal mekanika tanah dasar

PENGERTIAN MEKANIKA TANAH

Mekanika tanah adalah bagian dari geoteknik yang merupakan salah satu cabang dari ilmu teknik sipil, dalam bahasa Inggris mekanika tanah berarti soil mechanics  atau soil engineering dan dalam bahasa Jerman adalah bodenmechanik.

Mekanika tanah adalah cabang dari ilmu teknik dimana mekanika tanah khusus mempelajari tentang perilaku tanah serta sifat yang diakibatkan oleh tegangan dan regangan yang disebabkan oleh gaya - gaya yang bekerja pada tanah itu sendiri. Ini berkaitan dengan struktur tanah serta bahan yang terdapat pada tanah tersebut. Karena pada dasarnya tanah berasal dari bebatuan yang lapuk. .

Ilmu mekanika tanah sangat berhubungan erat dengan pekerjaan teknik, seperti halnya pekerjaan perkerasan jalan raya, perencanaan pembuatan pondasi, perencanaan pembangunan bawah tanah (seperti: gorong - gorong, terowongan, dan lain-lain), perencanaan pekerjaan penggalian tanah, perencanaan pembuatan bendungan, sampai pada perencanaan pembangunan penahan longsor. 

Mekanika tanah sangat berhubungan dengan teknik pondasi. Karena pada dasarnya teknik pondasi merupakan penerapan dari prinsip - prinsip yang terdapat pada ilmu mekanika tanah. Sehingga bila suatu saat terjadi kesalahan dalam pembangunan, maka hal yang perlu dikaji pertama kali adalah mekanika tanah pada saat melakukan perencanaan pondasi. Disitu akan terlihat apakah terjadi penyimpangan di lapangan dalam pelaksanaan pembangunan atau bahkan terjadi penyimpangan pada tahap perencanaan awal?

Hal - hal yang menjadi pokok perhatian dalam ilmu mekanika tanah adalah kadar air, angka pori, porositas, serta derajat kejenuhan. Karakteristik tanah juga merupakan poin terpenting dalam mekanika tanah.

Istilah mekanika tanah diberikan oleh Karl Von Terzaghi pada tahun 1925 melalui bukunya ”Erdbaumechanik Auf Bodenphysikalicher Grundlage” (Mekanika Tanah berdasar pada Sifat-Sifat Dasar Tanah). Buku ini membahas tentang prinsip dasar ilmu mekanika tanah dan menjadi dasar studi lanjutan. Sehingga Terzaghi disebut sebagai “Bapak Mekanika Tanah”.

Dalam pengertian teknik secara umum, tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasikan (terikat secara kimia) satu sama lain dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas mengisi ruang-ruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut. Tanah berguna sebagai bahan bangunan pada berbagai macam pekerjaan teknik sipil, disamping itu tanah berfungsi juga sebagai pendukung pondasi dari bangunan.

JENIS-JENIS TANAH

Tanah berbutir kasar:

Macam Tanah	Batas-Batas Ukuran Butir
Berangkal (boulder)	> 20 cm
Kerakal (cobblestone)	8 – 20 cm
Kerikil (gravel)	0.2 – 8 cm
Pasir Kasar (course sand)	0.06 – 0.2 cm
Pasir Sedang (medium sand)	0.02 – 0.06 cm
Pasir Halus (fine sand)	0.006 – 0.02 cm

Tanah berbutiran halus:

Macam Tanah	Batas-Batas Ukuran Butir
Lanau (slit)	0.0002 – 0.0006 cm
Lempung (clay)	< 0.0002 cm

Dalam kebanyakan hal,  tanah terdiri dari ukuran-ukuranbutir yang meliputi beberapa macam ukuran, sehingga kita akan meneuka tanah dalam satu contoh.

Adapun cara pemberian nama-nya sebagai berikut:

ü  Kerikil kepasiran.

Artinya tanah yang sebagian besar terdiri dari kerikil dan mengandung sejumlah pasir.

ü  Pasir kelanauan.

Artinya tanah yang sebagian besar terdiri dari pasir dan mengandung sejumlah lanau.

ü  Pasir kelempungan.

Artinya tanah yang sebagian besar terdiri dari pasir dan mengandung sejumlah lempung.

PENAFSIRAN HASIL PENYELIDIKAN TANAH DENGAN MEMAKAI ALAT SONDIR

Hasil Sondir ( kg/cm2 )		Klasifikasi
Tekanan Konis	Hambatan Pelekat
6	0.15 – 0.40	Humus, lempung sangat lunak
6 - 10	0.20	Pasir kelanauan lepas, pasir sangat lepas
	0.20 – 0.60	Lempung lembek, lempung kelanauan lembek
10 - 30	0.10	Kerikil lepas
	0.10 – 0.40	Pasir lepas
	0.40 – 0.80	Lempung atau lempung kelanauan
	0.80 – 2.00	Lempung agak kenyal
30-60	1.50	Pasir kelanauan, pasir agak padat
	1.00 – 3.00	Lempung atau lempung kelanauan kenyal
60 - 150	1.00	Kerikil kepasiran lepas
	1.00 – 3.00	Pasir padat, pasir kelanauan atau lempung padat dan kerikil kelempungan
	3.00	Lempung kekerikilan kenyal
150 - 300	1.00 – 2.00	Pasir padat, pasir kekerikilan padat, pasir kasar padat, pasir kelanauan sangat padat

STANDAR PENETRATION TEST ( SPT )

Percobaan ini adalah suatu percobaan dinamis, alatnya yang dinamakan “split sample spoon” dimasukan kedalam tanahpada dasar lubang bor dengan memakai suatu beban penumbuk yang seberat 140 pound (63kg) yang dijatuhkan dari ketinggian 30 inchi (76.2 cm).

Setelah “split spoon” dimasukkkan 6 inchi, jumlah pukulan dihitungkan untuk memasukkan 1 foot (12 inchi) berikutnya. Jumlah pukulan ini disebut nilai N dengan satuan pukulan/kaki.

Nilai “N” yang diperoleh dengan percobaan SPT dapat dihubungkan secara empiris dengan beberapa sifat lain daripada tanah yang bersangkutan..

Untuk nilai “N” pada lapisan pasir halus dan pasir kelanauan dengan ukuran butir 0.1 – 0.05 mm dipengaruhi permukaan air tanah,  jadi perlu di koreksi ( menurut Terzaghi dan Peck) :

N = 15+1/2 (N’ – 15)

Dimana ;

                N =  nilai SPT setelah di koreksi

                N’= nilai SPT yang diukur dengan catatan percobaan , N’>15

Pada lapisan tanah tidak berkohesi ( pasir & lanau ) harga N dapat dihubungkan dengan kepadatan relatif ( relative density ) dan sudut geser dalam:

Tingkatkan Kepadatan	Dr	N	Kohesi
Sangat lepas	< 0.2	< 4	< 30
Lepas	0.2 – 0.4	4 – 10	30 – 35
Agak padat	0.4 – 0.6	10 – 30	35 – 40
Padat	0.6 – 0.8	30 – 50	40 – 45
Sangat padat	0.8 – 1.0	> 50	> 45

                                  D_r = ℮_maks  -  ℮ 

                                          ℮_min  - ℮_maks

Dimana:

            D_r      = kerapatan relatif

            ℮       = angka pori tanah dilapangan

            ℮_maks = angka pori tanah dalam keadaan paling lepas

℮_min   = angka pori tanah dalam keadaan paling padat

Harga kohesi dan sudut geser dalam tanah tergantung pada macam dan sifat bahan timbunan, sebaiknya ditentukan berdasarkan hasil pemeriksaan laboratorium.

Tapi bagi yang sudah cukup berpengalaman, maka harga kohesi dapat diambil menurut sebagai berikut:

Macam tanah	Harga kohesi
Kerikil kepasiran	35 – 40
Kerikil kerakal	35 – 40
Pasir padat	35 – 40
Pasir lepas	30
Lempung kelanauan	25 – 30
Lempung	20 – 25

Untuk praktisnya, daya dukung pada lapisan bantuan untuk pondasi sumuran, besarnya dapat diberikan sebagai berikut:

Sifat batuan	Macam batuan	(kg/cm2)
Batuan lunak	Batu gamping, batu lempung, batuan lanau, batu tufa, nafal	4 - 8
Batuan sedang	Breksi, batu pasir, konglomerat, aglomerat	8 – 16
Batuan keras	Basalt, anderat, granit	16 – 50