Uji Konsolidasi Tanah: Pengertian, Alat, Metode, dan Tujuan

Tak bisa dipungkiri jika tanah punya peranan penting dalam proyek konstruksi. Karena itu, Anda wajib melakukan pengujian tanah terlebih dahulu agar hasil pembangunannya jauh lebih maksimal. Salah satu jenis pengujian yang perlu Anda lakukan selama proyek berlangsung adalah uji konsolidasi tanah.

Hanya saja, beberapa dari Anda mungkin belum paham tujuan uji konsolidasi tanah untuk apa. Bahkan, ada juga yang belum tahu apa pengertiannya. Maka dari itu, Anda bisa mempelajari semua hal yang berkaitan dengan pengujian tanah tersebut di sini. 

Selain pengertian dan tujuan, Anda juga akan mempelajari alat dan metode pengujiannya. Berikut adalah penjelasan lengkapnya!

Pengertian Uji Konsolidasi Tanah

Secara literal, konsolidasi adalah perbuatan yang bisa memperkuat sesuatu.^[1] Namun, jika berkaitan dengan tanah, pengertian yang lebih tepatnya adalah perubahan volume pada rongga tanah. Hal ini terjadi karena ada tekanan dan beban yang diberikan secara bertahap, menyebabkan air dalam pori-pori tanah keluar secara bertahap dan mengurangi volume rongga tanah. 

Pengujian ini sangat esensial dalam proyek pembangunan. Pasalnya, ketika membangun bangunan, jalan, atau proyek lainnya, Anda pasti akan memberi tekanan dan beban di atas tanah. Tekanan dan beban ini tidak akan diberikan sekaligus, namun secara bertahap sesuai rancangan konstruksi.

Anda dapat menghitung kecepatan penurunan konsolidasi dengan rumus koefisien konsolidasi (Cv). Caranya dengan membandingkan grafik konsolidasi tanah dan waktu untuk satu beban tertentu. 

Selain uji konsolidasi tanah, pengujian lain yang tidak kalah penting adalah uji permeabilitas tanah. Hal ini karena uji konsolidasi berkaitan dengan volume rongga tanah. Sedangkan volume rongga tanah adalah salah satu faktor penentu permeabilitas atau kemampuan tanah mengalirkan air melalui pori-porinya.

Tujuan Uji Konsolidasi Tanah

Pastinya, banyak dari Anda yang penasaran tentang alasan mengapa uji konsolidasi dilakukan. Ternyata, beberapa alasannya adalah sebagai berikut!

1. Memprediksi Laju Penurunan Konsolidasi Primer dan Sekunder

Tujuan pertama Anda melakukan pengujian konsolidasi tanah adalah untuk memprediksi laju penurunan konsolidasi primer dan sekunder. Terutama konsolidasi pada suatu struktur atau timbunan tanah. Hal ini mengingat ada 3 tahap konsolidasi yang penting dalam konstruksi, yaitu konsolidasi:

• Awal: Pada tahap ini, volume berubah segera setelah beban diterapkan. Terutama akibat penempatan udara di dalam rongga tanah dan deformasi elastis partikel tanah. 
• Primer: Pada tahap ini tanah mulai mengalami penurunan. Akibatnya, tekanan air berlebih yang ada di pori-pori tanah mulai mengalir ke kerangka tanah. Hal ini terjadi karena air keluar dari pori-pori tanah akibat peningkatan tegangan efektif. 
• Sekunder: Pada tahap ini, mulai terlihat perubahan internal pada struktur tanah. Hal ini karena tanah sudah mendapatkan tekanan yang konstan. Anda akan mengenal tahap ini dengan istilah “creep”. 

Anda perlu estimasi yang tepat agar struktur rekayasa sipil berjalan lebih lancar. Terlebih untuk memprediksi kondisi tanah pada tahap konsolidasi primer dan konsolidasi sekunder.

Setelah mengetahui kira-kira berapa penurunan konsolidasi primer dan sekunder, Anda bisa memutuskan apakah pembangunan aman atau tidak. Jadi, pastikan Anda mengujinya dengan tepat dan akurat. Sebagai informasi, SNI konsolidasi tanah yang terbaru adalah SNI 2812:2011.^[2]

2. Memprediksi Kondisi Tanah Pasca Mengalami Penurunan 

Tujuan uji konsolidasi lainnya adalah agar Anda mengetahui apakah kondisi tanah di proyek konstruksi sudah seragam atau tidak. Jika kondisi tidak seragam, maka proses penurunan volume tanah bisa saja tidak merata. Hal ini bisa merusak bangunan, jalan, dan pembangunan lainnya seperti retak, miring, bahkan runtuh. 

Alat Uji Konsolidasi Tanah

Supaya mempermudah pengujian, Anda bisa menggunakan alat uji konsolidasi tanah. Ada beberapa alat yang perlu Anda persiapkan, yaitu sebagai berikut!

1. Consolidation Test Set

Pertama-tama, siapkan consolidation test set karena sebagian besar alat penting yang akan Anda butuhkan untuk pengujian konsolidasi ada di sana. Alat tersebut sudah berisi satu set lengkap, yang terdiri dari alat-alat berikut ini! 

• 1 set rangka konsolidasi + oedometer yang terdiri dari alat pembebanan dan sel konsolidasi. 
• 2 unit  ring/cincin konsolidometer (bagian dari sel konsolidasi). 
• 2 set pembebanan (loading set). 
• 3 lengan tuas alternatif (1:9, 1:10, dan 1:11). 
• 2 set konsolidometer. 
• Kuningan dengan diameter sampel 50,5 mm. 
• Loads dengan beban 500 gr (4 pcs), 1000 gr (2 pc), 2000 gr (2 pc), 4000 gr (2 pc), dan 8000 gr (2 pc). 
• 1 set tabung sampel + sampel undisturbed (tak terganggu). 
• Cincin pemotong baja dengan diameter 50,5 mm galvanis, dengan ekstruder. 
• 2 buah dial indikator, dengan rentang 10 mm x 0,01 mm. 
• 1 buah gergaji kawat, dengan ukuran kira-kira 10 cm. 
• Kertas pori
• Cawan
• Oven

2. Alat Pendukung Lainnya

Selain alat-alat tersebut, Anda juga bisa menyiapkan alat pendukung lain seperti  stopwatch untuk mengukur waktu pengujian konsolidasi, vaseline atau oli untuk melumasi ring consolidometer, dan jangka sorong dan timbangan untuk mengukur diameter dalam, tinggi dan berat ring consolidometer. Anda juga bisa menyiapkan beberapa alat lain yang sekiranya perlu. 

Metode Uji Konsolidasi Tanah

Setelah semua alat-alatnya siap, langkah yang berikutnya adalah memahami metode dan contoh perhitungan uji konsolidasi tanah. Ada beberapa langkah yang bisa Anda lakukan, yaitu:

1. Bersihkan ring consolidometer, lalu olesi dengan vaseline atau oli, lalu ukur diameter, tinggi dan berat ring menggunakan jangka sorong dan timbangan.
2. Siapkan sampel tanah undisturbed, lalu hitung kadar air awal dan berat jenisnya. 
3. Masukkan sampel ke dalam cincin pemotong baja dengan hati-hati, sebelum dipotong pastikan permukaan sudah rata dan tegak lurus terhadap sumbu contoh. Keluarkan sampel ke dalam ring konsolidometer menggunakan extruder, ratakan sesuai tinggi ring, pastikan tidak ada ruang kosong di antara keduanya. 
4. Timbang cincin yang sudah berisi sampel tanah, lalu hitung:
   • Diameter (d)
   • Tebal (t) 
   • Berat (W) 
   • Kedalaman 
   • Luas (Ao)
5. Gunting kertas pori seukuran cincin pemotong baja sebanyak 2 lembar.
6. Letakkan kertas pori tersebut di atas dan di bawah cincin pemotong baja yang berisi tanah.
7. Masukkan benda uji tersebut dimasukkan ke dalam sel consolidometer sesuai dengan urutannya dari atas ke bawah (penahan dengan 3 mur, silinder tembaga sebagai pemerata beban, batu porous, kertas pori, dan sampel tanah)
8. Timbang berat sampel tanah beserta sel konsolidasinya untuk mendapatkan berat basah.
9. Tempatkan sel konsolidasi pada alat pembebanan, lalu tambahkan air suling.
10. Atur pembacaan dial agar menjadi 0 sebelum beban ditambahkan, sedang lengan beban masih ditahan baut penyeimbang.
11. Lakukan pembebanan awal, lalu catat pembacaan dial pada interval waktu yang telah ditentukan (0, 0,1, 0,25, 0,5, 1, 2, 4, 8, 15, 30, 60 hingga 1440 menit (24 jam). 
12. Lakukan percobaan dengan sampel yang sama sesuai tahapan tahapan sebelumnya untuk ditambah pembebanan lebih besar dari beban awal secara berurutan.
13. Setelah penurunan beban selesai, maka tanah dan ring dikeluarkan dari sel konsolidasi, lalu timbang dan masukkan ke dalam oven selama 24 jam dalam suhu 110o C,  lalu timbang kembali setelah kering.
14. Hitung dan catat: (a) Berat tanah basah, (b) Berat isi basah, (c) Kadar air, (d) Berat tanah kering.
15. Gambarkan hasil percobaan konsolidasi.

Jadi, apakah Anda sudah siap untuk memulai uji konsolidasi tanah? Karena pengujian ini sangat penting dalam proyek konstruksi, pastikan Anda menggunakan consolidation test set untuk mempermudah proses pengujiannya. Alat tersebut bisa Anda temukan di Garuda Testing. Jadi, ayo segera hubungi kami!