BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.5 Analisis Data Laboratorium
Setelah seluruh data-data diperoleh baik dari pengujian sifat fisik dan sifat mekanis, kemudian dilakukan pengumpulan data yang diperoleh. Setelah data dikumpulkan, lalu dilakukan analisa data dari hasil pengujian yang diperoleh.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pendahuluan
Pada bab ini akan menjelaskan mengenai hasil pengujian dan pembahasan penelitian uji kuat tekan bebas tanah lempung dengan campuran semen 2 % dan arang tempurung kelapa yang bervariasi antara 2 % sampai 14 %. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara dengan sampel tanah yang diperoleh dari Desa Matapao,Serdang Berdagai Sumatera Utara.
4.2 Pengujian Sifat Fisik Tanah 4.2.1 Pengujian Sifat Fisik Tanah Asli
Adapun hasil uji sifat fisik tanah asli ditunjukkan pada Tabel 4.1 berikut. Hasil-hasil pengujian sifat fisik tanah ini meliputi :
Kadar Air
Berat Jenis
Batas-batas Atterberg
Uji Analisa Butiran
Dari data tabel 4.1, berdasarkan sistem klasifikasi AASHTO dimana diperoleh data berupa persentase tanah lolos ayakan no. 200 sebesar 56,50% dan nilai batas cair (liquid limit) sebesar 45,93% maka sampel tanah memenuhi persyaratan minimal lolos ayakan no. 200 sebesar 36%, memiliki batas cair (liquid
limit) ≥ 41 dan indeks plastisitas (plasticity index) > 11, sehingga tanah sampel
dapat diklasifikasikan dalam jenis tanah A-7-6.
No. Pengujian Hasil
1. Kadar air ( water content ) 19,08%
2. Berat jenis ( specific gravity ) 2,67
3. Batas cair ( liquid limit ) 45,93 %
4. Batas plastis ( plastic limit ) 13,11 %
5. Indeks plastisitas ( plasticity index ) 32,82 %
6. Persen lolos saringan no 200 56,50 %
Tabel 4.1 Data Uji Sifat Fisik Tanah
Menurut sistem klasifikasi USCS, dimana diperoleh data berupa persentase tanah lolos ayakan no. 200 sebesar 56,50% dan nilai batas cair (liquid limit) sebesar 45,93% sehingga dilakukan plot pada grafik penentuan klasifikasi tanah yaitu yang ditunjukkan pada Gambar 4.1. Dari hasil plot diperoleh tanah termasuk dalam kelompok CL yaitu lempung anorganik dengan plastisitas rendah sampai sedang.
4.2.2 Pengujian Sifat Fisik Tanah dengan Bahan Stabilisator
Hasil pengujian sifat fisik tanah yang telah dicampur dengan bahan semen dan arang tempurung ditunjukkan pada Tabel 4.2. Grafik hubungan antara nilai batas cair (LL) dengan variasi campuran ditunjukkan pada Gambar 4.4, hubungan antara nilai batas plastis (PL) dengan variasi campuran ditunjukkan pada Gambar 4.5.
Gambar 4.1 Plot grafik klasifikasi USCS
Gambar 4.3 Grafik batas cair (Liquid Limit), Atterberg Limit
Hubungan antara nilai indeks plastisitas (IP) dengan variasi campuran ditunjukkan pada Gambar 4.6.
Gambar 4.4 tersebut menunjukkan bahwa batas cair akibat penambahan bahan stabilisasi semen dan arang tempurung mengalami penurunan. Semakin besar persentase arang tempurung, maka semakin kecil batas cairnya. Pada tanah asli batas cair mencapai 45,93 % sedangkan nilai batas cair terendah pada penambahan 2 % semen dan abu gunung vulkanik 14 % sebesar 31,33 %. Hal ini disebabkan akibat tanah mengalami proses sementasi oleh semen dan arang sehingga tanah menjadi butiran yang lebih besar yang menjadikan gaya tarik menarik antar partikel dalam tanah menurun.
30 40 50 60 10 20 30 40 K ad ar A ir (% ) Pukulan
Sampel Batas – Batas Atterberg LL PL PI Tanah Asli 45,93 13,11 32,82 2% Portland Cement 45,06 14,78 30,28 2% PC + 2% ATK 44,96 15,05 29,91 2% PC + 3% ATK 43,27 15,17 28,1 2% PC + 4% ATK 42,97 15,76 27,21 2% PC + 5% ATK 42,62 15,86 26,29 2% PC + 6% ATK 40,46 15,91 24,55 2% PC + 7% ATK 39,97 16,23 23,73 2% PC + 8% ATK 39,77 16,31 23,46 2% PC + 9% ATK 37,35 17,82 19,53 2% PC + 10% ATK 35,37 18,3 17,08 2% PC + 11% ATK 34,74 18,86 16,44 2% PC + 12% ATK 34,05 18,92 15,13 2% PC + 13% ATK 33,67 19,12 14,55 2% PC + 14% ATK 31,33 19,45 11,77
Tabel 4.2 Data Hasil Uji Atterberg Limi
Gambar 4.4 Grafik hubungan antara nilai batas cair (LL) dengan variasi campuran PC dan ATK
4.2.2.2 Batas Plastis (Plastic Limit)
Gambar 4.5 Grafik hubungan antara nilai batas plastis (PL) dengan variasi campuran PC dan ATK
Pada Gambar 4.5 menunjukkan terjadinya peningkatan nilai batas plastis akibat penambahan bahan stabilisasi. Nilai batas plastis meningkat seiring dengan
pertambahan kadar abu gunung vulkanik yang ditambahkan. Untuk tanah asli batas plastisnya yaitu 13,11 % dan terus meningkat sampai variasi campuran 2% PC + 14% ATK.
4.2.2.3 Indeks Plastisitas (Plasticity Index)
Gambar 4.6 Grafik hubungan antara nilai Indeks Plastisitas (IP) dengan variasi campuran PC dan ATK
Gambar 4.6 memperlihatkan bahwa dengan penambahan bahan stabilisasi maka nilai indeks plastisitas akan menurun. Penurunan nilai indeks plastisitas tersebut dapat mengurangi potensi pengembangan dan penyusutan dari tanah. Hal ini disebabkan oleh adanya proses hidrasi dari semen yang ditambahkan ke tanah. Proses ini memperkuat ikatan antara partikel-partikel tanah, sehingga terbentuk butiran yang lebih keras dan stabil. Terisinya pori-pori tanah memperkecil terjadinya rembesan pada campuran tanah-semen tersebut yang berdampak pada berkurangnya potensi kembang susut.
Ditambah dengan bahan stabilisasi berupa abu gunung vulkanik. Silika dan alumina dari arang bercampur dengan air membentuk pasta yang mengikat
partikel lempung dan menutupi pori-pori tanah. Rongga-rongga pori yang dikelilingi bahan sementasi yang lebih sulit ditembus air akan membuat campuran tanah-abu gunung vulkanik lebih tahan terhadap penyerapan air sehingga menurunkan sifat plastisitasnya.
Dari Gambar 4.6 dapat dilihat penurunan indeks plastisitas dari tanah asli yang awalnya dengan nilainya sebesar 32,82 % kemudian turun sampai menjadi 11,77 % pada penambahan 14% arang.
4.3 Pengujian Sifat Mekanis Tanah
4.3.1 Pengujian Pemadatan Tanah Asli (Compaction)
Dalam pengujian ini diperoleh hubungan antara kadar air optimum dan berat isi kering maksimum. Peneliti menggunakan metode pengujian dengan uji pemadatan Proctor Standart. Dimana alat dan bahan yang digunakan diantaranya:
• Mould cetakan Ø 10,2 cm, diameter dalam Ø 10,16 cm. • Berat penumbuk 2,5 kg dengan tinggi jatuh 30 cm.
• Sampel tanah lolos saringan no 4.
Hasil uji pemadatan Proctor Standart ditampilkan pada Tabel 4.3 dan kurva pemadatan ditampilkan pada Gambar 4.7.
No Hasil pengujian Nilai
1 Kadar air optimum 17,05%
2 Berat isi kering maksimum 1,38 gr/cm3 Tabel 4.3 Data Uji Pemadatan Tanah Asli
Gambar 4.7 Kurva kepadatan tanah asli
4.3.2 Pengujian Pemadatan Tanah (Compaction) dengan Bahan Stabilisator
Hasil pengujian sifat mekanis tanah yang telah dicampur dengan bahan stabilisator berupa semen dan arang tempurung kelapa ditunjukkan pada Tabel 4.4 dan hubungan antara nilai berat isi kering dengan variasi campuran ditunjukkan pada Gambar 4.8 serta hubungan kadar air optimum dengan variasi campuran ditunjukkan pada Gambar 4.9.
4.3.2.1Berat Isi Kering Maksimum (γd maks)
Dari pengujian pemadatan tanah yang telah dilakukan pada tanah asli diperoleh nilai berat isi kering tanah sebesar 1,38 gr/cm³. Gambar 4.8 menunjukkan bahwa nilai berat isi kering semakin meningkat jika ditambahkan arang tempurung kelapa dan yang paling besar ketika tanah ditambahan bahan stabilisasi 2 % Portland Cement (PC) + 10 % Arang Tempurung Kelapa (ATK)
yakni sebesar 1,531 gr/cm³ dan mengalami penurunan ketika penambahan kadar selanjutnya. Sampel γd maks (gr/cm³) Wopt (%) Tanah Asli 1,38 17,05 2% PC 1,42 16,96 2% PC + 2% ATK 1,43 16,61 2% PC + 3% ATK 1,44 16,58 2% PC + 4% ATK 1,45 16,45 2% PC + 5% ATK 1,47 16,38 2% PC + 6% ATK 1,48 16,30 2% PC + 7% ATK 1,49 16,21 2% PC + 8% ATK 1,51 16,11 2% PC + 9% ATK 1,52 16,06 2% PC + 10% ATK 1,53 16,01 2% PC + 11% ATK 1,52 16,13 2% PC + 12% ATK 1,50 16,36 2% PC + 13% ATK 1,49 16,45 2% PC + 14% ATK 1,48 16,52
Gambar 4.8 Grafik hubungan antara berat isi kering maksimum (γd maks) tanah
dengan variasi campuran
4.3.2.2Kadar Air Optimum (wopt )
Hasil kadar air optimum dari percobaan yang dilakukan diketahui bahwa nilai kadar air optimum tanah asli yaitu 17,05 % dan selanjutnya mengalami penurunan. Gambar 4.9 menunjukkan nilai kadar air optimum paling kecil pada saat penambahan 2% Portland Cement (PC) + 10 % Arang Tempurung Kelapa (ATK) yakni sebesar 16,01 % dan mengalami peningkatan ketika penambahan kadar selanutnya.
4.3.3 Pengujian Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test)
Dalam pengujian ini akan diperoleh hubungan antara nilai kuat tekan bebas tanah (qu) pada tanah asli dan tanah remoulded (buatan) serta nilai kuat tekan
bebas tanah (qu) pada tiap variasi tanah yang telah dicampur dengan bahan
14 hari. Selanjutnya dari hasil nilai qu diperoleh nilai kohesi (cu) yaitu sebesar ½ qu.
Gambar 4.9 Grafik hubungan antara kadar air optimum tanah (wopt ) dengan
variasi campuran
Hasil pengujian kuat tekan bebas yang dilakukan pada setiap variasi campuran ditunjukkan pada Tabel 4.5. Pada Gambar 4.10 ditunjukkan perbandingan nilai kuat tekan tanah (qu) antara tanah asli dengan tanah remoulded
dan pada Gambar 4.11 ditunjukkan nilai kuat tekan tanah (qu) yang diperoleh di
setiap variasi campuran.
Dari hasil pengujian diperoleh nilai kadar arang tempurung kelapa sebesar 10 % sebagai kadar abu maksimal. Pada Tabel 4.6 menampilkan perbandingan antara kuat tekan tanah asli dan tanah remoulded.
Sampel qu (kg/cm²) cu (kg/cm²) Tanah Asli 1,59 0,799 Tanah Remoulded 0,55 0,279 2% PC 2,26 1,130 2% PC + 2% AGV 2,28 1,141 2% PC + 3% AGV 2,39 1,197 2% PC + 4% AGV 2,41 1,208 2% PC + 5% AGV 2,43 1,216 2% PC + 6% AGV 2,53 1,269 2% PC + 7% AGV 2,59 1,297 2% PC + 8% AGV 2,72 1,365 2% PC + 9% AGV 2,86 1,433 2% PC + 10% AGV 3,01 1,503 2% PC + 11% AGV 2,63 1,319 2% PC + 12% AGV 2,40 1,201 2% PC + 13% AGV 2,31 1,159 2% PC + 14% AGV 2,22 1,113
Tabel 4.5 Data Hasil Uji Kuat Tekan Bebas 2 % PC dengan Berbagai Variasi Penambahan ATK
Strain (%) Tanah asli qu (kg/cm²) Tanah remoulded qu (kg/cm²) 0,5 0,19 0,062 1 0,52 0,10 2 1,02 0,21 3 1,34 0,34 4 1,59 0,55 5 1,43 0,30 6 0,59 0,25 7 0,40 0,25
Tabel 4.6 Perbandingan Antara Kuat Tekan Tanah Asli dan Tanah Remoulded
Gambar 4.10 Grafik hubungan antara nilai kuat tekan tanah (qu) dengan
regangan (strain) yang diberikan pada sampel tanah asli dan tanah remoulded
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 0 1 2 3 4 5 6 7
q
u(k
g/c
m
2)
Strain Undisturbed Remoulded"Gambar 4.11 Grafik perbandingan kuat tekan 1% PC dan 2% PC dengan berbagai variasi penambahan ATK dengan waktu pemeraman selama 14 hari.
Dari hasil percobaan diperoleh nilai kuat tekan tanah pada tanah asli adalah sebesar 1,59 kg/cm², sedangkan pada tanah remoulded diperoleh sebesar 0,55 kg/cm². Gambar 4.11 memperlihatkan perbandingan antara kuat tekan tanah (qu) dengan penambahan 2% PC dan 1% PC dengan kadar variasi penambahan ATK. Kuat tekan tanah dengan menggunakan 2% PC memiliki nilai maksimal pada kadar abu 10 % yakni sebesar 3,01 kg/cm², sedangkan pada penggunaan 1% PC memiliki nilai kuat tekan paling tinggi pada saat penambahan arang tempurung kelapa sebanyak 12 % yakni bernilai 2,33 kg/cm².
Dari hasil percobaan yang dilakukan pada kadar 2% PC + 10 % ATK akan menaikkan nilai qu tanah sebesar 88,11 %, 3,01 kg/cm² dari tanah asli. Sedangkan
untuk 1 % PC + 12 % ATK akan menaikkan nilai qu tanah sebesar 28,71 %, 2,33 kg/cm². Kenaikan kuat tekan tanah ini terjadi karena adanya absorbsi air oleh semen dan reaksi pertukaran ion dan membentuk kalsium silikat dan kalsium aluminat yang mengakibatkan kekuatan tanah meningkat. Reaksi pozolan membuat partikel-partikel lempung menggumpal sehingga mengakibatkan konsistensi tanah menjadi lebih baik. Reaksi antara silika (SiO2) dan alumina
(AL2O3) yang membentuk kalsium silikat hidrat seperti: tobermorit, kalsium aluminat hidrat 4CaO.Al2O3.12H2O dan gehlenit hidrat 2CaO.Al2O3.SiO2.6H2O yang tidak larut dalam air. Pembentukan senyawa-senyawa ini berlangsung lambat dan menyebabkan tanah menjadi lebih keras, lebih padat dan lebih stabil.
Begitu pula dengan arang tempurung kelapa yang mengandung unsur kimia seperti Al2O3, Fe2O3, CaO dan MgO akan diserap oleh permukaan butiran lempung yang memiliki kandungan yang berbentuk halus dan bermuatan negatif. Ion positif seperti ion hydrogen (H+), ion sodium (Na+), dan ion kalium (K+), serta air yang berpolarisasi, semuanya melekat pada permukaan butiran lempung. Jadi, permukaan butiran lempung tadi kehilangan kekuatan tolaknya (repulsion force), dan terjadilah kohesi pada butiran itu sehingga berakibat kenaikan kekuatan konsistensi tanah tersebut.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan mengenai pengaruh bahan stabilisator semen portland tipe I dan arang tempurung kelapa terhadap tanah lempung dengan kadar campuran yang telah ditetapkan dan masa peram (curing
time) selama 14 hari, dapat disimpulkan bahwa :
1. Berdasarkan klasifikasi USCS, sampel tanah tersebut termasuk dalam jenis CL (Clay-Low Plasticity) yaitu lempung anorganik dengan plastisitas rendah sampai sedang.
2. Berdasarkan klasifikasi AASHTO (American Association of State Highway
Transportation Official), sampel tanah tersebut termasuk dalam jenis A-7-6.
3. Dari hasil uji Water Content didapat bahwa nilai kadar air tanah asli sebesar 19,08 %.
4. Dari hasil uji Specific Gravity didapat bahwa nilai berat jenis tanah yaitu sebesar 2,67.
5. Dari uji Atterberg pada tanah asli diperoleh nilai Liquid Limit sebesar 45,93 % dan indeks plastisitas (IP) sebesar 32,82%. Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan diketahui bahwa dengan penambahan 2% PC + 14% ATK, memiliki indeks plastisitas (IP) yang paling rendah yakni 9,40%. Dengan nilai Liquid Limit sebesar 29,11%.
6. Dari hasil uji Proctor Standart menghasilkan nilai kadar air optimum pada tanah asli sebesar 17,05% dan berat isi kering maksimum sebesar 1,37
gr/cm³, sedangkan nilai berat isi kering yang paling maksimum dari semua campuran yaitu pada variasi campuran 2% PC + 10% ATK dimana sebesar 1,53 gr/cm³ dan kadar air optimumnya yaitu 16,01% dengan waktu pemeraman selama 14 hari.
7. Dari uji Unconfined Compression Test yang dilakukan pada tanah asli diperoleh nilai kuat tekan tanah (qu) sebesar 1,59 kg/cm², sedangkan pada
tanah remoulded diperoleh nilai kuat tekan tanah (qu) sebesar 0,55 kg/cm².
Dari hasil penelitian yang dilakukan penambahan 2% PC + 10% ATK memiliki nilai kuat tekan tanah (qu) yang paling besar yakni 3,01 kg/cm².
5.2 Saran
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan mengenai pengaruh bahan stabilisator semen dan arang tempurung kelapa terhadap tanah lempung, penulis memberikan saran bahwa:
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk memperoleh variasi kadar campuran semen yang mampu menghasilkan nilai kuat tekan yang lebih besar terhadap pencampuran dengan bahan tambah arang tempurung kelapa. 2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan variasi lama pemeraman yang berbeda sehingga dapat dilakukan perbandingan nilai antar variasi untuk setiap bahan pencampur.
3. Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai nilai ekonomis penggunaan arang tempurung sebagai bahan stabilisator (stabilizing agents) pada tanah lempung jika dikombinasikan dengan bahan pencampur semen.
4. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap proses stabilisasi ini dengan jenis pengujian yang berbeda misalnya Triaxial Test, CBR, dan sebagainya. 5. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut pengaruh penambahan semen dan
BAB II
TINJAUN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Umum 2.1.1 Tanah
Tanah adalah material yang terdiri dari agregat mineral – mineral padat yang tidak terikat satu sama lain dengan bahan – bahan organik yang telah hancur yang kemudian disertai zat cair dan gas yang mengisi ruang – ruang kosong di antara partikel – partikel padat tersebut (Das ,1991). Tanah biasanya terdiri dari dua atau tiga fase bagian. Tanah kering terdiri dari dua bagian, yaitu butiran padat tanah dan rongga yang diisi oleh udara. Tanah asli terdiri terdiri tiga bagian, yaitu butiran padat tanah, air, dan rongga yang diisi oleh udara. Bagian-bagian tanah dapat digambarkan dalam bentuk diagram fase, seperti yang ditunjukkan Gambar 2.1 .
Gambar 2.1 (a) elemen tanah dalam keadaan asli ; (b) tiga fase elemen tanah
sumber : Das, Braja M, 1998, Mekanika Tanah Jilid 1, hal 30
Dari gambar di atas, kita dapat menggunakan persamaan 2.1 menghitung volume total dari suatu tanah.
� = ��+�� = ��+ �� + �� (2.1)
Vs = volume butiran padat Vv = volume pori
Vw = volume air di dalam pori Va = volume udara di dalam pori
Jika diasumsikan bahwa udara tidak memiliki berat, maka untuk menghitung berat total tanah (W) dapat menggunakan persamaan 2.2 :
� =��+�� (2.2)
Dimana :
�� = berat butiran padat
�� = berat air
2.1.2 Sifat-sifat fisik tanah
2.1.2.1 Kadar air (moisture content)
Kadar air tanah (ω) yang disebut juga sebagai water content didefenisikan sebagai perbandingan antara berat air dan berat butiran padat pada volume tanah yang diselidiki. Persamaan 2.3 digunakan untuk menhitung kadar air (ω) suatu tanah.
ω (%) = ���
� � 100 (2.3)
2.1.2.2 Porositas (porocity)
Porositas (�) didefenisikan sebagai perbandingan antara volume pori (��) dengan volume total (�) pada tanah tersebut. Persamaan 2.4 digunakan untuk menghitung nilai porositas tanah (�).
� = ��
� � 100 (2.4)
2.1.2.3 Angka pori (void ratio)
Angka pori (�) didefenisikan sebagai perbandingan antara volume pori (��) dengan volume butiran padat (��) pada tanah tersebut. Persamaan 2.5 digunakan untuk menghitung angka pori tanah (�) .
�= ��
�� (2.5)
2.1.2.4 Berat jenis (specific gravity)
Berat jenis tanah (��) didefenisikan sebagai perbandingan antara berat volume butiran padat (��) dengan berat volume air (��) dengan isi yang sama
pada temperatur tertentu. Nilai suatu berat jenis tanah tidak memiliki satuan (tidak berdimensi). Persamaan 2.6 dapat digunakan untuk menghitung berat jenis tanah (��) dari suatu tanah. Tabel 2.1 menunjukkan nilai berat jenis dari bermacam jenis tanah.
�� = ���� (2.6)
2.1.2.5 Berat volume (unit weight)
Berat volume (γ) adalah berat tanah per satuan volume. Jadi,
γ = �� (2.7)
Para ahli tanah kadang-kadang menyebut berat volume (unit weight) sebagai berat volume basah (moist unit weight).
2.1.2.6. Berat volume kering (dry unit weight)
Berat volume kering (��) didefenisikan sebagai perbandingan antara berat butiran padat tanah (��) dengan volume total tanah (�). Persamaan 2.8 digunakan untuk menghitung berat volume kering (��) dari suatu tanah.
�� = ��� (2.8)
Tabel 2.1 Berat jenis tanah (Hardiyatmo,2002) Macam Tanah Berat Jenis
Kerikil 2,65 - 2,68
Pasir 2,65 - 2,68
Lanau tak organik 2,62 - 2,68 Lempung organik 2,58 - 2,65 Lempung tak organik 2,68 - 2,75
Humus 1,37
Gambut 1,25 - 1,80
2.1.2.7 Berat volume butiran padat (soil volume weight)
Berat volume butiran padat (��) didefenisikan sebagai perbandingan antara berat butiran tanah (��) dengan volume butiran tanah padat (��). Persamaan 2.9 digunakan untuk menhitung berat volume butiran padat (��) suatu tanah.
2.1.2.8 Derajat kejenuhan (S)
Derajat kejenuhan (�) didefenisikan sebagai perbandingan antara volume air (��) dengan volume total rongga tanah (��). Bila suatu tanah dalam keadaan jenuh, maka nilai � = 1. Persamaan 2.10 dapat digunakan untuk menghitung derajat kejenuhan suatu tanah (�). Tabel 2.2 menunjukkan nilai derajat kejenuhan dari beragam keadaan tanah.
� (%) = ��
�� � 100 (2.10)
Tabel 2.2 Derajat kejenuhan dan kondisi tanah (Hardiyatmo,2002) Keadaan Tanah Derajat Kejenuhan
Tanah kering 0
Tanah agak lembab > 0 - 0,25 Tanah lembab 0,26 - 0,50 Tanah sangat lembab 0,51 - 0,75
Tanah basah 0,76 - 0,99
Tanah jenuh 1
2.1.2.9 Batas-batas Atterberg (Atterberg limit)
Batas-batas Atterberg ditemukan oleh peneliti tanah berkebangsaan Swedia, Atterberg pada tahun 1911. Batas-batas Atterberg digunakan untuk mengklasifikasikan jenis tanah untuk mengetahui engineering properties dan
engineering behavior tanah berbutir halus.
Dua hal yang menjadi parameter utama untuk mengetahui plastisitas tanah lempung yaitu batas atas dan batas bawah plastisitas. Atterberg memberikan cara untuk menggambarkan batas-batas konsistensi dari tanah berbutir halus dengan mempertimbangkan kandungan kadar airnya (Holtz dan Kovacs, 1981). Batas-batas tersebut adalah Batas-batas cair, Batas-batas plastis dan Batas-batas susut. Hal ini dapat dilihat dalam Gambar 2.2 .
2.1.2.9.1 Batas cair (liquid limit)
Batas cair (liquid limit) adalah sebagai kadar air pada tanah ketika tanah berada diantara keadaan plastis dan keadaan cair. Batas cair ditentukan dari pengujian Cassagrande (1948), yakni dengan menggunakan cawan yang telah
dibentuk sedemikian rupa yang telah berisi sampel tanah yang telah dibelah oleh
grooving tool dan dilakukan dengan pemukulan
Gambar 2.2. Batas-batas Atterberg
sampel dengan dua sampel dengan pukulan diatas 25 pukulan dan dua sampel dengan pukulan dibawah 25 pukulan sampai tanah yang telah dibelah tersebut menyatu.
Hal ini dimaksudkan agar mendapatkan persamaan sehingga didapatkan nilai kadar air pada 25 kali pukulan. Batas cair memiliki batas nilai antara 0 – 1000, akan tetapi kebanyakan tanah memiliki nilai batas cair kurang dari 100. (Holtz dan Kovacs, 1981).
Alat uji batas cair berupa cawan Cassagrande dan grooving tool dapat dilihat pada Gambar 2.3.
2.1.2.9.2 Batas plastis (plastic limit)
Batas plastis (plastic limit) dapat diartikan sebagai kadar air pada tanah ketika tanah berada diantara keadaan semi padat dan keadaan plastis. Untuk mengetahui batas plastis suatu tanah dilakukan dengan pecobaan menggulung tanah berbentuk silinder dengan diameter sekitar 3,2 mm dan mulai mengalami retak-retak ketika digulung. Kadar air dari sampel tersebut adalah batas plastisitas.
Gambar 2.3 Cawan Casagrande dan grooving tool (Das,1998)
2.1.2.9.3 Batas susut (shrinkage limit)
Batas susut (shrinkage limit) adalah kadar air tanah pada kedudukan antara daerah semi padat dan padat, yaitu persentase kadar air di mana pengurangan kadar air selanjutnya mengakibatkan perubahan volume tanahnya. Percobaan batas susut dilaksanakan dalam laboratorium dengan cawan porselin diameter 44,4 mm dengan tinggi 12,7 mm. Bagian dalam cawan dilapisi oleh pelumas dan diisi dengan tanah jenuh sempurna yang kemudian dikeringkan dalam oven. Volume ditentukan dengan mencelupkannya dalam air raksa. Batas susut dapat dinyatakan dalam persamaan
�� = �(�1−�2)
�2 −(�1−�2)��
�2 � � 100 % (2.11)
dengan :
�1 = berat tanah basah dalam cawan percobaan (gr)
�2 = berat tanah kering oven (gr)
�2 = volume tanah kering oven (��3)
�� = berat jenis air
2.1.2.9.4 Indeks plastisitas (plasticity index)
Indeks plastisitas merupakan interval kadar air dimana tanah masih bersifat plastis. Indeks plastisitas dapat menunjukkan sifat keplastisitasan tanah tersebut. Apabila tanah memiliki interval kadar air daerah plastis yang kecil, maka tanah tersebut disebut tanah kurus, sedangkan apabila suatu tanah memiliki interval kadar air daerah plastis yang besar disebut tanah gemuk. Indeks Plastisitas (PI) dapat diketahui dengan menghitung selisih antara batas cair dengan batas plastis dari tanah tersebut. Persamaan 2.12 dapat digunakan untuk menghitung besarnya nilai indeks plastisitas dari suatu tanah. Tabel 2.3 menunjukkan batasan nilai indeks plastisitas dari jenis-jenis tanah.
�� =�� − �� (2.12)
Dimana : LL = batas cair PL = batas plastis
2.1.2.10 Klasifikasi tanah
Klasisfikasi tanah merupakan hal yang dapat membantu perencana dalam pengarahan melalui cara empiris yang tersedia dari hasil pengalaman yang lalu. Namun perencana harus berhati-hati dalam penerapannya karena penyelesaian masalah stabilitas, penurunan dan aliran air yang didasarkan pada klasifikasi tanah biasanya menimbulkan kesalahan yang berarti. Umumnya klasifikasi tanah didasarkan atas ukuran partikel yang diperoleh dari analisa saringan dan plastisitasnya. Terdapat dua sistem klasifikasi yang dapat digunakan yaitu Unified
Soil Classification System (USCS) dan AASHTO.
Tabel 2.3 Indeks Plastisitas Tanah (Hardiyatmo,2002)
PI Sifat Macam tanah Kohesi
0 Non – Plastis Pasir Non - Kohesif
< 7 Plastisitas Rendah Lanau Kohesif Sebagian 7 – 17 Plastisitas Sedang Lempung berlanau Kohesif
> 17 Plastisitas Tinggi Lempung Kohesif
2.1.2.10.1. Sistem klasifikasi Unified soil classification system (USCS)
Pengklasifikasian menurut sistem Unified Soil Classification System (USCS) didasari atas hasil analisa saringan. Jika suatu tanah tertahan pada saringan nomor 200 lebih dari 50% dari berat total tanah diklasifikasikan sebagai tanah berbutir kasar, namun apabila tanah yang tertahan pada saringan nomor 200 lebih kecil dari pada 50% dari berat total tanah diklasifikasikan sebagai tanah berbutir halus. Pengklasifikasian tanah berdasarkan system USCS dapat dilihat pada Gambar 2.4. Simbol-simbol yang digunakan dalam sistem klasifikasi ini diantaranya :
G = kerikil (gravel)
W = bergradasi baik (well-graded) S = pasir (sand)
P = bergradasi buruk (poor-graded) C = lempung (clay)
H = plastisitas tinggi(high-plasticity) M = lanau (silt)
L = plastisitas rendah (low-plasticity)
O = lanau/empung organik (organic silt or clay) Pt = gambut (peat)
Sistem AASHTO (American Association of State Highway Transportation
Official) berguna untuk menentukan kualitas tanah dalam perencanaan timbunan
jalan, subbase dan subgrade. Sistem AASHTO membagi tanah ke dalam 7
kelompok, A-1 sampai dengan A-7. Tanah dalam tiap kelompok dievaluasi terhadap indeks kelompoknya yang dihitung dalam rumus empiris. Pengujian yang digunakan hanya berupa analisa saringan dan nilai batas-batas Atterberg.