Download - Jurusan Teknik sipil FT UNS

Geoteknik

REPRESENTASI PARAMETER STATISTIK NILAI CC MENGGUNAKAN RUMUS KORELASI EMPIRIS (048G) Niken Silmi Surjandari1 1

Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami 36 A Surakarta Email: [email protected]

ABSTRAK Pada saat parameter tanah untuk keperluan desain tidak diperoleh secara langsung, maka digunakan korelasi antar parameter tanah. Salah satu korelasi parameter tanah adalah mencari indeks pemampatan (compression index), Cc. Penelitian ini bertujuan mendapatkan nilai parameter statistik dari rumus korelasi Terzaghi dan Peck, Naccl et al., dan Azzouuz et al. terhadap nilai Cc laboratorium sehingga dapat direkomendasikan terhadap beberapa rumus empiris tersebut apabila uji konsolidasi tidak dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah. Pertimbangan pemilihan rumus empiris tersebut adalah karena rumus-rumus tersebut menggunakan nilai plastisitas. Uji plastisitas hampir selalu dilakukan di laboratorium Mekanika Tanah sehingga diharapkan hasil penelitian ini dapat lebih bermanfaat. Penelitian ini menggunakan data sekunder berupa Laporan Penyelidikan Tanah. Jumlah data sebanyak 149 titik yang merupakan Undisturb Sample. Parameter statistik yang digunakan untuk evaluasi adalah: koefisien determinasi (R2), kemiringan garis regresi (m), mean (X), dan standard deviation (SD). Evaluasi performa total masing-masing rumus dilakukan dengan membuat rangking indeks (RI) yaitu jumlah aljabar semua kriteria yang dipakai (RI = R2+ m + X+ (1-SD). Nilai Cc laboratorium digunakan sebagai nilai referensi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai koefisien determinasi rumus Terzaghi dan Peck, Naccl et al., dan Azzouuz et al. berturut-turut 0,449; 0,414; dan 0,45. Nilai gradien menggunakan rumus Terzaghi dan Peck, Naccl et al., dan Azzouuz et al. berturut-turut 0,515; 0,641; dan 0,263. Nilai mean rumus Terzaghi dan Peck, Naccl et al., dan Azzouuz et al. berturut-turut 1,393; 1,449; dan 0,727. Nilai SD rumus Terzaghi dan Peck, Naccl et al., dan Azzouuz et al. berturut-turut 0,997; 1,105; dan 0,518. Evaluasi masing-masing rumus menggunakan RI, diperoleh untuk rumus Terzaghi dan Peck, Naccl et al., dan Azzouuz et al. berturut-turut adalah 2,36; 2,61; dan 1,92. RI akan mencapai optimumnya pada saat memiliki nilai paling kecil. Berdasarkan evaluasi terhadap nilai parameter statistik diperoleh bahwa rumus Azzouuz et al. memberikan hasil yang paling mendekati nilai Cc laboratorium. Kata kunci: indeks pemampatan, korelasi empiris, parameter statistik

1. PENDAHULUAN Tanah berdasarkan induknya dibedakan menjadi tanah-tanah mineral (lempung, lanau, pasir, dan kerikil) yang merupakan hasil lapukan batuan dan tanah-tanah organik misalnya gambut yang merupakan hasil lapukan bahan organik. Hasil lapukan tersebut kemudian mengendap ditempat terjadinya (disebut residual soil) dan diendapkan ditempat lain (disebut transported soil). Berdasarkan riwayat terjadinya tanah, maka secara historis tanah di tempat yang satu dengan tempat yang lainnya memiliki korelasi karena proses geologisnya (Grifith et al., 2002). Satu perbedaan mendasar antara rekayasa struktur dan rekayasa geoteknik adalah dalam hal caranya menentukan engineering properties dari material yang dipakai. Pada masalah desain praktis, seorang structural engineer dapat menggunakan handbook untuk mendapatkan propertis materialnya. Sementara, seorang geotechnical engineer bekerja dengan tanah dan batuan, dimana keduanya merupakan material alam yang belum diketahui engineering propertis nya, sehingga untuk mendapatkan sifat-sifat tanah (dan batuan) atau parameter geotekniknya diperlukan tes pada suatu lokasi sebelum melakukan analisis. Untuk mendapatkan propertis tanah, maka hal-hal yang dapat dilakukan adalah sebagai berikut: penyelidikan lapangan (site investigation), pengujian di laboratorium (laboratory testing), dan pengujian di lapangan (in-situ testing). Akan tetapi pada kondisi tertentu, seringkali seorang geotechnical engineer menggunakan data masa lalu (data empiris) untuk mendapatkan parameter geoteknik (Fenton dan Griffiths, 2002). Konsolidasi adalah proses pengecilan volume secara perlahan-lahan pada tanah jenuh sempurna yang mempunyai permeabilitas rendah akibat keluarnya air pori. Penurunan konsolidasi adalah perpindahan vertikal permukaan tanah

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7) Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013

G - 39

Geoteknik

sehubungan dengan perubahan volume pada suatu tingkat konsolidasi. Sebagai contoh, penurunan konsolidasi akan terjadi bila suatu struktur di bangun di atas suatu lapisan lempung jenuh. (Craig, 1989). Karakteristik suatu tanah selama terjadi konsolidasi satu dimensi dicari dengan menggunakan uji oedometer. Karakteristik kompresibiltas lempung dapat diwakili oleh sebuah besaran yang dinamakan indeks pemampatan (Cc), yaitu kemiringan pada bagian linear dari plot e-log P. Nilai Cc digunakan untuk menghitung besarnya penurunan konsolidasi. Penurunan konsolidasi merupakan salah satu masalah utama di bidang rekayasa geoteknik selain masalah daya dukung tanah. Pada kondisi tertentu, seringkali seorang geotechnical engineer dihadapkan pada situasi tidak mempunyai nilai Cc karena tidak dilakukannya pengujian konsolidasi. Penggunaan rumus-rumus korelasi empiris menjadi salah satu alternatif menyelesaikan kondisi tersebut. Beberapa rumus korelasi empiris untuk mendapatkan nilai Cc diberikan pada Persamaan 1a, 1b, dan 1c. (Bowles, 1988). Terzaghi dan Peck (1967) Cc = 0,009(LL-10) (1a) (1b) Naccl et al. (1975) Cc = 0,02+0,014(PI) Azzouz et al. (1976) Cc = 0,0046(LL-9) (1c) dengan Cc = indeks pemampatan, LL= batas cair, PI = indeks plastisitas. Salah satu manfaat metode statistika adalah memberikan gambaran terhadap persoalan yang diteliti, kemudian memberikan rekomendasi terhadap kondisi-kondisi yang mungkin muncul berkaitan dengan masalah yang diteliti. Secara garis besar ada 3(tiga) permasalahan dasar pada statistika yaitu: rata-rata (average), pemencaran atau penyebaran (variability atau dispersion), dan saling hubungan (correlation). Ketiga persoalan statistika yaitu ratarata, pemencaran, dan korelasi dapat dinyatakan dengan suatu besaran dan dengan batas-batas tertentu sehingga dapat dilakukan suatu rekomendasi terhadap suatu kondisi yang diteliti (Somantri dan Muhidin, 2006). Cooper dan Emory, 1997 dalam Somantri dan Muhidin, 2006 mendefinisikan presisi (precision) sebagai ukuran seberapa jauh sesuatu alat akan memberikan hasil yang konsisten. Presisi erat kaitannnya dengan variasi data. Oleh karena itu tingkat presisi diukur dengan menggunakan koefisien kesalahan standar. Semakin kecil koefisien kesalahan standar mengindikasikan semakin tinggi presisi dari alat ukur yang diperiksa. Sedangkan akurasi adalah seberapa tepat suatu alat mengukur apa yang seharusnya diukur. Jadi akurasi berbicara tentang jarak yang diukur dari target. Dengan demikian akurasi menunjukkan ketepatan atau ketelitian. Oleh karena itu tingkat akurasi diukur dengan menggunakan rata-rata. Semakin mendekati nilai 1 (satu) menunjukkan semakin akurat alat ukur yang diperiksa. Pada penelitian ini, Cc hasil uji oedometer digunakan sebagai referensi untuk mengukur presisi dan akurasi Cc hasil ketiga rumus empiris.

2. TUJUAN PENELITIAN Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Menghitung parameter statistik dari tiga rumus korelasi empiris Terzaghi dan Peck, Naccl et al. dan Azzouuz et al. b. Membandingkan nilai Cc yang dihitung dengan tiga rumus korelasi empiris Terzaghi dan Peck, Naccl et al. dan Azzouuz et al. dengan nilai Cc yang diperoleh dari uji oedometer berdasarkan parameter statistik.

3. METODE PENELITIAN Data yang digunakan pada penelitian ini adalah data sekunder berupa Laporan Penyelidikan Tanah beberapa proyek. Data tanah tersebut adalah nilai plastisitas (LL dan PI) dan parameter konsolidasi yaitu Cc. Lokasi proyek yang digunakan tersebar di beberapa tempat di Pulau Jawa dan Pulau Kalimantan. Jumlah sampel yang digunakan adalah 149 buah. Langkah-langkah penelitian adalah sebagai berikut: 1. Mengumpulkan data laboratorium LL, PI, dan Cc dari Laporan Penyelidikan Tanah. 2. Menghitung nilai Cc menggunakan data LL dan PI dengan rumus Terzaghi dan Peck, Naccl et al. dan Azzouuz et al. 3.

Menghitung parameter statistik mean (X) dan standard deviation (SD) dari nilai

4.

Menggambarkan hubungan Cc laboratorium dengan Cc hasil rumus-rumus korelasi empiris sehingga diperoleh koefisien determinasi (R2) dan gradien garis regresi (m). Mengevaluasi performa rumus-rumus korelasi dengan menggunakan ranking indeks (RI).

5.

.

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)

G - 40

Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013

Geoteknik

4. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perhitungan nilai Cc dari beberapa proyek dengan menggunakan rumus-rumus korelasi empiris dilakukan dengan bantuan Ms excel. Input perhitungan adalah nilai LL dan PI . Nilai Cc hasil rumus-rumus tersebut merupakan nilai prediksi (predicted value). Nilai Cc laboratorium digunakan sebagai alat pencocokan/calibration (observed value). Rangkuman evaluasi secara analitis dan evaluasi secara grafis (Gambar 1 sampai dengan Gambar 3) diberikan di Tabel 1.

Gambar 1. Nilai Cc laboratorium dan Hasil Rumus Terzagi dan Peck (1967)

Gambar 2. Nilai Cc laboratorium dan Hasil Rumus Naccl et al. (1975)

Gambar 3. Nilai Cc laboratorium dan Hasil Rumus Azzouz et al. (1976) Tabel 1. Nilai Parameter Statistik Rumus Empiris dan Nilai Ranking Indeksnya Terzaghi&Peck(1967) Naccl et al. (1975) Azzous et al. (1976)

R2 (= R1)

m ( = R2)

X ( = R3)

(1-SD) (=R4)

0,449 0,414 0,45

0,515 0,641 0,263

1,393 1,449 0,727

0,003 0,104 0,482

RI (=R1+R2+R3+R4) 2,36 2,61 1,92

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7) Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013

G - 41

Geoteknik

Merujuk Tabel 1 terlihat bahwa rumus Azzous et al tahun 1976 mempunyai nilai RI paling mendekati 1 sehingga dapat dikatakan Cc hasil rumus Azzous et al tahun 1976 paling mendekati nilai Cc laboratorium. Pada ketiga rumus yang dievaluasi memberikan nilai R2 dan m yang relatif tidak bagus (nilai R2 dan m yang ideal sama dengan satu) meskipun dari sisi jumlah sampel cukup banyak. Kondisi ini diduga karena sampel yang digunakan tersebar pada beberapa lokasi di Jawa dan di Kalimantan, dimana berdasarkan sejarah geologisnya, tanah di kedua Pulau tersebut mempunyai perbedaan usia. Sejarah geologis mempengaruhi derajat konsolidasi sehingga mempengaruhi kompresibilitasnya. Kemungkinan lain yang diduga menjadi penyebab rendahnya nilai R2 dan m adalah sampel tanah yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari beberapa jenis tanah yaitu CH, CL, dan MH. Pada tiga rumus empiris yang diperbandingkan, semuanya berlaku untuk tanah jenis ‘clay’. Pada dua rumus empiris (Terzaghi & Peck dan Azzous et al) hanya menggunakan parameter batas cair (LL) sedangkan untuk Naccl et al. menggunakan parameter indeks plastisitas (PI), besarnya tergantung dua parameter yaitu batas cair/LL dan batas plastis/PL (PI=LL-PL). Pengujian batas plastis merupakan uji yang sederhana, tetapi akurasi hasilnya sangat dipengaruhi tingkat pengalaman dari operator. Apabila ditinjau dari aspek kepraktisan, rumus Naccl et al membutuhkan uji yang lebih banyak dibandingkan rumus Terzaghi & Peck dan Azzous et al. Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang sudah diuraikan, kecermatan pada pemilihan rumus empiris perlu menjadi perhatian sebelum digunakan untuk mencari sebuah parameter tanah. Beberapa hal yang perlu menjadi pertimbangan antara lain kesesuaian jenis tanah yang mendasari sebuah rumusan dibangun dengan jenis tanah yang akan dicari parameternya.

5. KESIMPULAN Hasil penelitian memberikan kesimpulan sebagai berikut: a. b. c. d. e.

Koefisien determinasi (R2) rumus Terzaghi & Peck (1967), Naccl et al. (1975), dan Azzouuz et al (1976) berturut-turut adalah: 0,449; 0,414; dan 0,45. Gradien (m) rumus Terzaghi & Peck (1967), Naccl et al. (1975), dan Azzouuz et al (1976)berturut-turut adalah: 0,515; 0,641 dan 0,263. Mean (X) rumus Terzaghi & Peck (1967), Naccl et al. (1975), dan Azzouuz et al (1976) berturut-turut adalah: 1,393; 1,449; dan 0,727. Standar deviasi (SD) rumus Terzaghi & Peck (1967), Naccl et al. (1975), dan Azzouuz et al (1976) berturut-turut adalah: 0,997; 1,105; dan 0,518. Rank indeks rumus Terzaghi & Peck (1967), Naccl et al. (1975), dan Azzouuz et al (1976) berturut-turut adalah: 2,36; 2,61; dan 1,92.

UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil FT UNS, PT Pembangunan Perumahan Jakarta, PT Soilens Bandung untuk peminjaman data yang digunakan pada penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA Bowles, J.E. (1988). Foundation Analysis And Design. Mc Graw Hill International Edition, Singapore. Craig, R.F. (1989). Mekanika Tanah (alih bahasa: Budi Soesilo Soepandji). PT. Erlangga, Jakarta Fenton, G.A. dan D.V. Griffiths (2002). “Probabilistic Foundation Settlement on Spatially Random Soil”. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 381-390. Griffith, D.V., G.A. Fenton, N. Manoharan (2002), “Bearing Capacity of Rough Rigid Strip Footing on Cohesive Soil: Probability Study”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, pp. 743-755. Soemantri, A. dan S.A. Muhidin (2006). Aplikasi Statistika Dalam Penelitian. PT Pustaka Setia, Bandung. Titi, H.H. dan M.Y.A. Farsakh (1999). “Evaluation of Bearing Capacity of Piles from Cone Penetration Test Data”, Lousiana Transportation Research Center 4101 Gourrier Avenue Baton Rouge Los Angeles.

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)

G - 42

Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013