1. Suatu lapisan tanah yang mengalami tambahan beban akan mengalami konsolidasi dimana air pori keluar dari pori tanah sehingga volume tanah mengecil. 2. Konsolidasi biasanya hanya berlangsung secara vertikal karena lapisan tanah di sekelilingnya. 3. Pada tanah lempung, konsolidasi berjalan lambat dan penurunan yang terjadi besar dibanding pasir.

1. KONSOLIDASI PRIMER
A. DEFINISI
Primary Consolidation Settlement (penurunan konsolidasi primer), yaitu
penurunan yang disebabkan perubahan volume tanah selama periode keluarnya air
pori dari tanah. Pada penurunan ini, tegangan air pori secara kontinyu berpindah ke
dalam tegangan efektif sebagai akibat dari keluarnya air pori. Penurunan konsolidasi
ini umumnya terjadi pada lapisan tanah kohesif (clay / lempung).
Pada tanah lempung jenuh air, penambahan total tegangan akan diteruskan ke
air pori dan butiran tanah. Hal ini berarti penambahan tegangan total (Δσ) akan
terbagi ke tegangan efektif dan tegangan air pori. Dari prinsip tegangan efektif, dapat
diambil korelasi :
Δσ = Δσ’ + Δu
Dimana :
Δσ’ = penambahan tegangan efektif
Δu = penambahan tegangan air pori
Karena lempung mempunyai daya rembes yang sangat rendah dan air adalah
tidak termampatkan (incompressible) dibandingkan butiran tanah, maka pada saat t =
0, seluruh penambahan tegangan, Δσ, akan dipikul oleh air (Δu = Δσ) pada seluruh
kedalaman lapisan tanah.
Penambahan tegangan tersebut tidak dipikul oleh butiran tanah (Δσ’ =
0).Sesaat setelah pemberian penambahan tegangan, Δσ, pada lapisan lempung, air
dalam pori mulai tertekan dan akan mengalir keluar. Dengan proses ini, tekanan air
pori pada tiap-tiap kedalaman pada lapisan lempung akan berkurang secara perlahan-
lahan, dan tegangan yang dipikul oleh butiran tanah keseluruhan (tegangan efektif /
Δσ’) akan bertambah. Jadi pada saat 0 < t < ∞
Δσ = Δσ’+ Δu (Δσ’ > 0 dan Δu < Δσ)
Tetapi, besarnya Δσ’ dan Δu pada setiap kedalaman tidak sama, tergantung
pada jarak minimum yang harus ditempuh air pori untuk mengalir keluar lapisan pasir
yang berada di bawah atau di atas lapisan lempung.
Pada saat t = ∞, seluruh kelebihan air pori sudah hilang dari lapisan lempung,
jadi Δu = 0. Pada saar ini tegangan total, Δσ, akan dipikul seluruhnya oleh butiran
tanah seluruhnya (tegangan efektif, Δσ’). Jadi Δσ = Δσ’.

2. Berikut adalah variasi tegangan total, tegangan air pori, dan tegangan efektif
pada suatu lapisan lempung dimana air dapat mengalir keluar struktur tanah akibat
penambahan tegangan, Δσ, yang ditunjukan gambar dibawah.
Proses terdisipasinya air pori secara perlahan, sebagai akibat pembebanan
yang disertai dengan pemindahan kelebihan tegangan air pori ke tegangan efektif,
akan menyebabkan terjadinya penurunan yang merupakan fungsi dari waktu (time-
dependent settlement) pada lapisan lempung. Suatu tanah di lapangan pada kedalaman
tertentu telah mengalami tegangan efektif maksimum akibat beban tanah diatasnya
(maximum effective overburden pressure) dalam sejarah geologisnya. Tegangan ini
mungkin sama, atau lebih kecil dari tegangan overburden pada saat
pengambilan sample.
Berkurangnya tegangan di lapangan tersebut bisa diakibatkan oleh beban
hidup. Pada saat diambil, contoh tanah tersebut terlepas dari tegangan overburden
yang telah membebani selama ini. Sebagai akibatnya, tanah tersebut akang mengalami
pengembangan. Pada saat dilakukan uji konsolidasi pada tanah tersebut, suatu
pemampatan yang kecil (perubahan angka pori yang kecil) akan terjadi bila beban
total yang diberikan pada saat percobaan adalah lebih kecil dari tegangan efektif
overburden maksimum (maximum effective overburden pressure) yang pernah
dialami sebelumnya.

3. B. Normally Consolidated dan Over Consolidated
Normally consolidated (Terkonsolidasi secara normal), dimana tegangan efektif
overburden saat ini merupakan tegangan maksimum yang pernah dialami oleh tanah
selama dia ada.
1. Overconsolidated, dimana tegangan efektif overburden saat ini lebih kecil
daripada tegangan yang pernah dialami oleh tanag tersebut. Tegangan
efektifoverburden maksimum yang pernah dialami sebelumnya dinamakan
tegangan prakonsolidasi. (preconsolidation pressure / PC).
C. Derajat Konsolidasi
D. Waktu Konsolidasi
Penurunantotal akibatkonsolidasi primeryangdisebabkanolehadanyapenambahan
tegangandiataspermukaantanahdapat dihitungdenganmenggunakanpersamaan-persamaan.
Penurunanmatematisdari persamaandidasarkanpada anggapan-anggapanberikutini :
1) Tanah ( sistemlempungair) adalahhomogen.
2) Tanah benar-benarjenuh.
3) Kemampumampatanairdiabaikan.
4) Kemampumampatanbutirantanahdiabaikan.
5) Aliranairhanyasatu arah saja.
6) Hukumdarcy berlaku.
www.pu.go.id/.../infopublik20120831130408.pdf
https://aryansah.wordpress.com/2011/05/03/teori-penurunan-konsolidasi/
yulvi.lecture.ub.ac.id/.../kuliah-1-peristiwa-konsolidasi
M. Das Braja, Braja M. Das, Endah Noor, B. Mochtar
1985. Mekanika tanah (Prinsp-prinsip Rekayasa Geoteknis)
Jilid I. Surabaya: Universitas Institut teknologi 10 November.

4. Pendahuluan
Suatu lapisan tanah yang mengalami tambahan beban di atasnya, maka air pori
akan keluar dari dalam pori, sehingga isi (volume) tanah akan mengecil. (lihat
gambar)
Umumnya konsolidasi berlangsung hanya satu jurusan saja, yaitu jurusan
vertical, karena lapisan yang kena tambahan beban itu tidak dapat bergerak
dalam jurusan horizontal (ditahan oleh tanah di sekelilingnya).
Dalam keadaan ini pengaliran air juga berjalan satu jurusan, yaitu jurusan
vertical atau disebut “one dimensional consolidation” (konsolidasi satu jurusan),
dan perhitungan konsolidasi hampir selalu berdasarkan teori “one dimensional
consolidation” ini.
Pada waktu konsolidasi berlangsung, bangunan di atasnya akan menurun
(settle). Dalam bidang teknik sipil ada dua hal yang perlu diketahui mengenai
penurunan ini, yaitu :
a. Besarnya penurunan yang akan terjadi
b. Kecepatan penurunan
Pada lapisan pasir, penurunan berlangsung cepat (segera) dan menyeluruh, serta
penurunan yang terjadi kecil, karena pasir mempunyai sifat “low compressibility”
Pada lapisan tanah lempung, penurunan yang terjadi berjalan agak lambat
(memerlukan waktu lama) dan penurunan yang terjadi juga besar. Oleh karena
itu penelitian konsolidasi umumnya hanya pada tanah lempung (butir halus).
Karena lempung mempunyai sifat “high compressibility”.
2. Istilah Normally Consolidated dan Over Consolidated
a. Over Consolidated (Pre Consolidation)
Istilah ini adalah tekanan pada suatu lapisan tanah pada waktu dahulu pernah
mengalami pembebanan. Misalnya lapisan endapan, oleh sebab geologis endapan
tersebut hilang, saehingga lapisan tanah tersebut pernah mengalami tekanan lebih
tinggi dari pada tekanan yang berlaku di atasnya saat ini.
b. Normally Consolidated
Istilah ini adalah menyatakan suatu lapisan tanah yang belum pernah mengalami
tekanan di atasnya lebih tinggi dari pada tekanan yang berlaku saat ini.

5. 3. Pengukuran Konsolidasi
Pengukuran konsolidasi di laboratorium menggunakan alat konsolidasi
(consolidated apparatus ) atau Oedometer. Prinsif alat tersebut dapat di lihat
pada gambar.
Beban ditambah setiap 24 jam, dengan harga tegangan : 0,25 ; 0,5 ; 1,0 ; 2,0;
4,0; 8,0 kg/cm2. Setelah mencapai 8,0 kg/cm2, beban dikurangi lagi sampai
mencapai 0,25 kg/cm2.
Besarnya penurunan yang terjadi pada setiap tegangan diambil dari pembacaan
arloji petunjuk yang terakhir untuk tegangan tersebut. Angka-angka penurunan
ini dipakai untuk membuat grafik penurunan terhadap tegangan sebagai absis
(dengan skala logaritma) dan angka pori sebagai ordinat (dengan skala biasa).
4. Persamaan Umum Konsolidasi
Cv =
mv =

6. av = = =
dimana :
Cv = koefisien konsolidasi (cm2/det)
K = koefisien rembesan (permeabilitas)
= berat isi air
= koefisien kompresibilitas volume (pengecilan isi)
= koefisien pemampatan
= angka pori sebelum ada tambahan tekanan ( )
= angka pori sesudah adanya tambahan tekanan ( )
= tekanan tambahan
Atau dapat ditulis :
= = . = .
Dimana :
= tebal contoh tanah sebelum penambahan beban
= selisih tebal contoh sebelum dan sesudah adanya penambahan beban
5. Hubungan Antara Angka Pori dan Tebal Contoh
eo = =
Perubahan angka pori :
= .
6. Hubungan Antara Tekanan dan Angka Pori
Tekanan pre consolidation dan angka pori mempunyai hubungan sebagai berikut
:
- e = Cc (logp – logpo)
Cc = Compression Index (indek pemampatan)

7. Menurut Terzaghi harga Cc dapat ditentukan :
Cc = 0,009 (LL – 10)
LL = Batas air dari tanah (dalam %)
7. Persamaan Penurunan
S = mv . h .
S = log -------------- S = penurunan (m, cm)
8. Teori Konsolidasi Terzaghi
Teori ini merupakan dasar yang telah disederhanakan untuk menentukan
distribusi tekanan hidrostatis yang bekerja dalam lapisan-lapisan yang
berkonsolidasi di dalam waktu tertentu sesudah bekerjanya beban/muatan dan
ini disebut derajat konsolidasi (U)
U adalah tekanan hidrostatis pada suatu titik dalam lapisan lempung.
Penentuan distribusi tekanan hidrostatis yang bekrja dalam lapisan tanah pada
interval waktu yang berbeda dapat dilakukan sebagai berikut :
U = f (Tv) -------------- Tv =
U = derajat konsolidasi
Tv = Faktor waktu (Time Faktor)
Cv =
h = jalan air terpanjang tanah yang berkonsolidasi
Derajat konsolidasi :
U =

8. Harga U dapat diperoleh dari rumus Terzaghi U = f (Tv), atau dapat diperkirakan
dengan persamaan :
U 50 % ; U2 = .
U 50 % ; U = 1 - . .
h = jalan air terpanjang
dari persamaan di atas dapat dihitung harga-harga U dan Tv sebagai berikut :
U % 20 40 60 80 90
Tv 0,031 0,126 0,287 0,567 0,848
Contoh :
Waktu yang diperlukan lapisan tanah untuk penurunan 90 % selesai adalah :
U = 90 % ----- Tv =
0,848 =
=
Jadi dalam waktu t90, konsolidasi sudah mencapai 90 % dari keseluruhan. Untuk
mencapai konsolidasi seluruhnya memerlukan waktu lama ( t100), yaitu untuk
menyelesaikan Secondary Consolidation.
Menurut teori konsolidasi Terzaghi, konsolidasi seluruhnya terdiri dari dua bagian,
yaitu :
1. Primary Consolidation
Adalah penurunan yang berjalan akibat pengaliran air dari tanah dengan demikian
penurunan ini adalah akibat penurunan tegangan efektif.
2. Secondary Consolidation
Penurunan yang amsih berjalan setelah primary consolidation selesai, yaitu setelah
tidak terdapat lagi tegangan air pori. Dan berlangsung dalam waktu yang lama serta
nilainya kecil.