KAJIAN KENAIKAN MODULUS REAKSI SUBGRADE DARI HASIL UJI BEBAN PELAT YANG DIDUKUNG TIANG PADA SISTEM PELAT TERPAKU

Jamalun Togubu, Dr. Ir. Hary Christady Hardiyatmo, M.Eng., DEA

2012 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Tanah lempung dan tanah pasir mempunyai karakteristik yang berbeda, sehingga apabila diatasnya dibangun konstruksi pelat rigid pavement akan memberikan perilaku penurunan pelat dan nilai modulus reaksi subgrade yang berbeda pula. Sistem pelat terpaku merupakan salah satu solusi dalam meningkatkan nilai modulus reaksi subgrade (k). Tiang yang dipasang monolit pada pelat berfungsi untuk meredam penurunan pelat yang terjadi ketika terjadi pembebanan. Penelitian ini mengkaji besarnya pertambahan nilai k (nilai Δk) akibat dukungan tiang pada sistem pelat terpaku, yang dilakukan dengan menggunakan 2 cara yaitu uji beban pelat di laboratorium dan hitungan menggunakan rumus usulan Hardiyatmo (2011). Penelitian ini dilakukan dengan permodelan benda uji skala 1:10, bahan tanah yang dipakai adalah tanah lempung dan tanah pasir. Kepadatan tanah saat pengujian adalah 95 % MDD dan 95 % OMC (standard Proctor). Uji beban pelat didukung tiang tunggal berukuran 9 ⨉ 9 cm 2 serta tiang berdiameter 1,5 cm dan panjang 15 cm. Pada uji beban pelat yang didukung tiang-tiang ukuran pelat berdasarkan variasi jumlah tiang (2, 3 dan 4 tiang) dan variasi jarak antar tiang, s (s = 5d, 6d dan 7d). Tiang ditanam pada tanah dengan media box uji berukuran 1,2  1,2  0,5 m 3 . Pembebanan diterapkan secara bertahap hingga mencapai 0,8 kN, sehingga pelat masih bersifat elastis dan belum menalami retak atau rusak. Uji tarik dilakukan pada tiang berukuran diameter 1,5 cm dan panjang tiang 15 cm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tiang memberikan kontribusi besar dalam mereduksi penurunan pelat dan meningkatkan nilai modulus reaksi subgrade (nilai k). Jumlah tiang yang mendukung pelat lebih banyak (4 tiang) mampu mereduksi penurunan pelat lebih besar dari jumlah tiang sedikit (2 tiang). Besarnya reduksi penurunan pelat pada pelat didukung 4 tiang yaitu, tanah lempung = 52 % dan tanah pasir = 53 %. Penentuan modulus reaksi subgrade dapat dihitung menggunakan rumus usulan Hardiyatmo (2011), hasil hitungan (Δkhit) menunjukkan selisih yang relatif kecil dari hasil uji (Δkuji). Pada tanah lempung kenaikan rata-rata Δkhit = 22 % dan Δkuji = 23 %, sedangkan pada tanah pasir kenaikan rata-rata Δkhit = 62 % dan Δkuji = 64 %. Penurunan pelat hasil hitungan program BoEF efektif dipakai pada ukuran pelat yang panjang (pelat didukung 3 dan 4 tiang pada jenis tanah lempung serta pelat didukung 4 tiang pada jenis tanah pasir), sedangkan pada panjang pelat yang kecil (pelat didukung 2 tiang) program BoEF tidak efektif dipakai. Selisih penurunan pelat (δuji dan δhit) pada jarak antar tiang (s) = 6d, pada tanah lempung pelat didukung 2 tiang = 42 %, 3 tiang = 7 %, dan 4 tiang = 14 % sedangkan pada tanah pasir pelat didukung 2 tiang = 204 %, 3 tiang = 107 % dan 4 tiang = 23 %.

Having different characteristics, when rigid pavement structure is constructed above clay and sand soil, they will indicate behavior of slab deflection and subgrade reaction modulus. The nailed slab system is one of the solutions to increase the modulus of subgrade reaction (k). Piles set in monolite on the slab are used to muffle the slab deflection when loading is in progress. This study observed the increment value of modulus subgrade reaction (Δk) due to the pile support to the nailed slab system, which was carried out in two methods: observed plate bearing test in the laboratory and calculation under the formula proposed by Hardiyatmo (2011). This research was taken in two specimens modeling within 1:10 scale. The soil used was clay and sand. The soil density during the test was 95 % MDD and 95 % OMC (standard Proctor). The plate load test was supported by single pile in 9 ⨉ 9 cm 2 dimension and pile in 1,5 cm diameter and 15 cm length. The plate bearing test was supported by piles with plate sizes based on the variations of plate numbers (2, 3 and 4 piles) and variations of distance between the piles, s (s = 5d, 6d and 7d). The pile was buried in the ground by using the test media box in 1, 2  1, 2  0, 5 m 3 dimension. The loading was applied in sequences up to reach 0,8 kN that the slab was still elastic and has not experience damage and crack. The tension test on pile was carried out to pile in 1,5 cm diameter and pile of 15 cm length. Results of the test indicated that the pile contributed significantly to reduce the slab deflection and to increase the modulus of subgrade reaction (k value). More numbers of pile supporting the slab (4 piles) were capable to reduce the slab deflection more than the less numbers if piles (2 piles). The reduction of the slab deflection supported by 4 piles was 52 % for clay and 53 % for sand. The determination of modulus subgrade reaction was calculated by using the formula proposed by Hardiyatmo (2011). It was indicated that the calculation result (Δkhit) difference was relatively smaller than the observed results (Δkuji). On clay, the average increase for Δkhit and Δkuji were 22 % and 23 %, respetively. On sand, the average increase for Δkhit and Δkuji were 62 % and 64 %, respectively. The slab deflection resulted from BoEF program calculation indicated that it was effective for long slab (slab supported by 3 and 4 piles on clay and 4 piles on sand). For shorter slab (slab supported by 2 piles), the BoEF program was not effective. The difference of the slab deflection(δuji and δhit) for the distance (s) = 6d indicated that slab supported by 2 , 3 and 4 piles on clay were 42 %, 7 %, and 14 % , respectively. Where as for slab supported by 2, 3 and 4 piles on sand were 204 %, 107 % and 23 %.

Kata Kunci : uji beban pelat, tiang, modulus reaksi subgrade ekivalen, BoEF