C. Tanah Lempung
III. METODE PENELITIAN
A. Sampel Tanah
Sampel tanah yang diuji menggunakan material tanah lempung yang disubtitusi
dengan material pasir. Sampel tanah yang akan digunakan adalah dari daerah
Belimbing Sari, Kecamatan Jabung, Lampung Timur dengan titik koordinat 105o
39’ 10.74”T dan 5o 31’ 44.26”S. Pengambilan sampel dilakukan pada Bulan
Agustus 2014. Kondisi cuaca pada saat pengambilan sampel cerah, namun pada
bulan ini masih mengalami musim hujan. Untuk pasir yang digunakan sebagai
bahan campuran pada penelitian ini yaitu pasir dari daerah Gunung Sugih.
33
B. Metode Pengambilan Sampel
Pengambilan sampel dilakukan dengan menggunakan pipa dengan ukuran
diameter 6 cm tinggi 30 cm sebanyak dua buah. Dimana tanah yang diambil
setinggi 50 cm. Sedangkan untuk pengujian fisik diambil tanah menggunakan satu
buah tabung sampel.
Gambar 3.2. Pengambilan sampel tanah asli
34
C. Pelaksanaan Pengujian
Pelaksanaan pengujian dilakukan dalam 2 tahap. Pelaksanaan pengujian yang
pertama dilakukan yaitu pengujian sifat fisik dan pelaksanaan pengujian yang
kedua yaitu pengujian kuat tekan bebas dan pengujian kuat geser pada tanah
lempung. Tahap pengujian tersebut dilakukan di laboratorium Mekanika Tanah
Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
1. Pengujian Sifat Fisik Tanah
a. Kadar air (Moisture Content)
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kadar air suatu sampel tanah, yaitu
perbandingan antara berat air yang terkandung dalam tanah dengan berat butir
kering tanah tersebut . Pengujian ini akan dilakukan pada tanah tanpa campuran
pasir sebanyak empat sampel, dan pada tanah yang dicampur pasir 10%, 20%,
30%, 40% masing-masing satu sampel. Pengujian berdasarkan ASTM D 2216-98.
b. Berat Volume (Unit Weight)
Pengujian ini bertujuan untuk menentukan berat volume tanah basah dalam
keadaan asli (undisturbed sample), yaitu perbadingan antara berat tanah dengan
35
c. Berat Jenis (Specific Gravity)
Percobaan ini dilakukan untuk menentukan kepadatan massa butiran atau partikel
tanah yaitu perbandingan antara berat butiran tanah dan berat air suling dengan
volume yang sama pada suhu tertentu. Pengujian ini akan dilakukan pada tanah
tanpa campuran pasir sebanyak dua sampel, dan pada tanah yang di campur
dengan pasir 10%, 20%, 30%, 40% masing - masing satu sampel. Pengujian
berdasarkan ASTM D 854-02.
d. Batas Cair (Liquid Limit)
Tujuan pengujian ini adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah pada
batas antara keadaan plastis dan keadaan cair. Pengujian berdasarkan ASTM D
4318-00.
e. Batas Plastis (Plastic Limit)
Tujuannya adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah pada keadaan
batas antara keadaan plastis dan keadaan semi padat. Pengujian berdasarkan
ASTM D 4318-00.
f. Analisis Saringan (Sieve Analysis)
Pengujian analisa saringan hydrometer bertujuan untuk menentukan pembagian
ukuran butiran dari tanah yang lolos saringan No. 10, Pengujian berdasarkan
36
g. Uji Hidrometer
Pengujian ini bertujuan untuk menentukan ukuran butir-butir tanah untuk tanah
yang tidak mengandung butir tertahan saringan No.10.
2. Penentuan OMC Standard Proctor
Sebelum pengujian-pengujian untuk kuat geser dan kuat tekan tanah dilakukan,
terlebih dahulu dilakukan pengujian pemadatan standar untuk mencari kadar air optimum (Wopt), γb maks dan γd maks . Pemadatan adalah suatu proses dimana udara pada pori-pori tanah dikeluarkan dengan salah satu cara mekanis yang
merupakan usaha untuk mempertinggi kerapatan tanah dengan pemakaian energi
mekanis guna menghasilkan pemampatan partikel. Uji pemadatan (Proctor
Standar Test) yang umumnya dilakukan di laboratorium guna penelitian tanah
lempung ekspansif ini bertujuan untuk mencari berat volume kering maksimum (γd maks) dan kadar air optimum (Wopt). Pemadatan standar ini biasanya masih dipakai untuk pekerjaan ringan seperti pembuatan jalan, bendungan tanah tetapi
untuk pekerjaan berat seperti pembuatan landasan lapangan terbang, jalan raya
kepadatan yang tercapai dengan pemadatan standar belum cukup, dalam hal ini
dipakai Modified Compaction Test.
37
3. Pengujian kuat tekan bebas
Pengujian ini bertujuan untuk menentukan kekuatan tekan bebas (tanpa ada
tekanan horizontal atau tekanan samping) qu, dalam keadaan asli maupun buatan,
dan juga untuk mengetahui derajat kepekaan tanah, sensitivity (ST). Dalam
pengujian ini akan dilakukan 4 ( empat ) sampel tanah yang akan dicampur
dengan pasir, dengan persentase campuran yaitu 10%, 20%, 30% dan 40% dan
masing-masing campuran terdiri dari 3 (tiga) sampel. Hal ini dilakukan untuk
memperoleh ketelitian dan keakuratan data dari masing-masing percobaan.
a. Bahan-bahan:
1) Sampel tanah asli (undisturbed sample) yang diambil melalui tabung contoh
atau sumur percobaan.
2) Air bersih secukupnya.
b. Peralatan yang digunakan:
1) Alat Unconfined Compression Test.
2) Ring silinder untuk mengambil contoh tanah.
c. Prosedur kerja
1) Mengeluarkan sampel tanah dari tabung contoh dan memasukkan cetakan
dengan menekan pada sampel tanah, sehingga cetakan terisi penuh.
2) Meratakan kedua permukaan tanah pada tabung dengan pisau pemotong dan
mengeluarkannya dengan extruder.
3) Menimbang sampel tanah yang akan digunakan untuk menentukan berat
38
4) Meletakkan sampel tanah diatas plat penekan bawah.
5) Mengatur ketinggian plat atas dengan tepat menyentuh permukaan atas
sampel tanah.
6) Mengatur dial beban dan dial deformasi pada posisi nol.
7) Menghidupkan mesin (cara electrical). Kecepatan regangan diambil ½ - 2%
per menit dari tinggi sampel tanah.
8) Mencatat hasil pembacaan dial pada regangan 0,5%, 1%, 2% dan seterusnya
sampai tanah mengalami keruntuhan.
9) Menghentikan percobaan, jika regangan sudah mencapai 20%.
4. Pengujian Geser Langsung (Direct Shear Test)
Pengujian ini dimaksudkan untuk memperoleh tahanan geser tanah pada tegangan
normal tertentu. Tujuannya adalah untuk mendapatkan kuat geser tanah. Dalam
pengujian ini akan sampel tanah akan dicampur dengan pasir dengan persentase
campuran yaitu 10%, 20%, dan 30%, 40% dan masing-masing campuran terdiri
dari tiga sampel.
a. Bahan-bahan:
1) Sampel tanah lempung yang dicampur dengan pasir.
2) Air bersih.
b. Alat-alat yang digunakan:
1) Frame alat geser langsung beserta proving ring.
2) Shear box (sel geser langsung).
3) Extruder (alat untuk mengeluarkan sampel).
39
c. Prosedur kerja
1) Mengeluarkan sampel dari tabung sampel, kemudian memasukkan sampel ke
dalam cetakan benda uji dengan menekan ke sampel tanah sehingga cetakan
penuh dengan sampel.
2) Memotong dan meratakan kedua permukaan cetakan dengan pisau potong.
3) Mengeluarkan benda uji dari cetakkan dengan extruder.
4) Menimbang benda uji.
5) Memasukkan benda uji ke dalam cincin geser yang masih terkunci dan
menutup kedua cincin geser sehingga menjadi satu bagian, posisi benda uji
berada di antara dua batu pori dan kertas saring.
6) Meletakkan cincin geser beserta sampel tanah pada shear box.
7) Mengatur stang penekan dalam posisi vertikal dan tepat menyentuh stang
penggeser benda uji (Dial Proving tepat mulai bergerak).
8) Membuka kunci cincin geser.
9) Memberikan beban pertama seberat 3320 gram dan mengisi shear box dengan
air sampai penuh sehingga benda uji terendam.
10) Memutar enggkol pendorong dengan konstan dan stabil perlahan-lahan
selama 15 detik sambil membaca dial pergeseran.
11) Melakukan terus menerus pembacaan Dial Proving Ring, dalam selisih waktu
15 menit (waktu dari stopwatch).
12) Setelah pembacaan Proving Ring maksimum dan mulai turun dua kali atau
40
D. Analisis Data
Hasil data yang diperoleh dan didapatkan dari penelitian yang dilakukan diolah,
41
Gambar 3.5. Bagan Alir Penelitian
Mulai
Selesai
Uji Compact Test
Klasifikasi Tanah Pengujian Sifat Fisik
1. Kadar Air 4. Berat Jenis
2. Berat Volume 5. Batas Atterberg
3. Analisa Saringan 6. Hidrometer
Pengambilan Sampel Tanah
Uji Kuat Tekan Bebas
Analisis data
Kesimpulan dan Saran Pencampuran pasir sebanyak
10%, 20%, 30% dan 40%
Uji Kuat Geser Langsung
85
V. PENUTUP
A. Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan, maka dapat
disimpulkan bahwa :
1. Tanah lempung yang digunakan sebagai sampel penelitian ini termasuk dalam
kategori tanah lempung lunak plastisitas tinggi dengan nilai Plasticity Index
yang tinggi > 11%. Berdasarkan klasifikasi tanah menurut USCS (Uniffied
Soil Clasification System) tanah ini termasuk ke dalam kelompok CH yaitu tanah lempung anorganik dengan plastisitas tinggi, lempung “gemuk” (fat clays). Tanah yang digunakan berasal dari Daerah Rawa Sragi, Desa
Belimbing Sari Kecamatan Jabung, Kabupaten Lampung Timur.
2. Dari hasil pengujian pemadatan standar di dapat nilai Kadar Air Optimum
untuk Sampel tanah asli sebesar 32%, untuk sampel tanah asli yang dicampur
dengan pasir mulai dari persentase 10% , 20% , 30% dan 40% mengalami
penurunan nilai kadar air dari 27% menjadi 20% pada pencampuran 40%
pasir.
3. Dari hasil penelitian yang dilakukan di laboratorium didapat nilai kuat tekan
bebas (qu) pada tanah tanpa campuran sebesar 0,2975 kg/cm2 dan mengalami
84
0,4996 kg/cm2 dan pada pencampuran 40% mengalami penurunan yang tidak
terlalu signifikan yaitu sebesar 0,4658 kg/cm2. Hal ini disebabkan karena
pasir memiliki plastisitas yang rendah, tidak memiliki daya ikat antar partikel
serta tidak adanya perlawanan tanah dari samping dan tanah akan umudah
terlepas.sehingga semakin banyak penambahan persentase pasir akan
mengurangi nilai kuat tekan bebas.
4. Dari hasil pengujian kuat geser langsung di peroleh nilai kohesi pada tanah
tanpa campuran sebesar 0,24 kg/cm2, dan nilai kuat geser maksimum sebesar
0,4754 kg/cm2. Pada pencampuran pasir, terjadi penurunan nilai kohesi
sampai pada persentasi pasir 40% sebesar 10 kg/cm2 dari nilai kohesi tanah
tanpa campuran 0,22 kg/cm2. Selain itu nilai kuat geser meningkat seiring
bertambahnya kadar campuran pasir dari kuat geser tanah tanpa campuran
sebesar 0,4754 kg/cm2 menjadi 0,7537 kg/cm2.
5. Dari hasil analisis regresi linier berganda didapat persamaan rumus untuk
mencari atau memprediksi nilai kuat tekan (qu), nilai kohesi(C), nilai sudut
geser ( ) dengan menghubungkan data-data yang sudah diketahui yaitu data
nilai sudut geser ( ) , berat jenis (BJ) dan fraksi lempung (Fc). Persamaan
rumus yang didapat yaitu:
qu = -19,7561 + 1,565C + 7,624BJ
qu = 0.9315 + 2.2538C - 1.1398Fc
C = - 0.311 + 0.315qu + 0.443Fc
85
6. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan pencampuran pasir pada tanah lempung
bisa dikatakan baik karena kuat tekan dan kuat geser terjadi kenaikan pada
pencapuran 30% pasir walaupun pada kuat tekannya menurun pada
pencampuran 40% pasir dan tidak bisa lebih dari 30% pencampuran. Karena
semakin banyak kandungan pasir kontak antara butiran semakin kecil atau
bisa dikatakan tidak ada kontak antar butiran dan pasir akan cenderung
terlepas dengan tidak adanya perlawanan dari samping.
B. Saran
1. Untuk penelitian kedepannya sebaiknya menggunakan campuran yang
berbeda karena untuk perbandingan antara nilai kuat geser dan kuat tekan
dengan campuran yang berbeda.
2. Untuk penelitian ke depannya sebaiknya menggunakan persentase campuran
pasir dengan jumlah yang lebih besar untuk mendapatkan nilai yang
maksimum terutama pada kuat gesernya.
3. Sampel tanah yang digunakan untuk penelitian selanjutnya seharusnya
menggunakan jenis tanah yang berbeda atau dari tempat yang berbeda karena
untuk melihat nilai konsolidasi dan kuat tekan pada jenis tanah yang berbeda.
4. Perlunya penggantian alat uji geser lama dengan alat uji geser yang baru
