BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.5 Pelaksanaan Pengujian
3.5.1 Pengujian index properties
Adapun pengetesan kadar abu dan kadar organik yang terkandung pada tanah gambut Desa Pohan Tonga Kecamatan Siborongborong Kabupaten Tapanuli Utara yang dilakukan di Balai Riset dan Standarisasi Industri Medan yang setelah itu digunakan untuk pengklasifikasian tanah gambut.
2. Kadar air
Yang dimaksud kadar air adalah perbandingan antara massa air yang terkandung dalam tanah dengan massa partikel padatnya. Untuk menentukan kadar air tanah organik, maka prosedur yang digunakan adalah SNI 1965(2008).
28 Sesuai prosedur tersebut, contoh tanah dikeringkan dalam oven dengan temperatur 105°C selama 16 jam hingga tidak ada perubahan massa hingga 1 jam kedepan.
Pengeringan dengan suhu 110°C tidak dilakukan, karena untuk tanah organik, temperatur 105°C adalah temperatur kritis, sehingga apabila tanah dikeringkan dalam suhu lebih dari itu, dikhawatirkan sampel tanah akan terbakar. Untuk mengetahui kadar air, dilakukan penimbangan contoh tanah sebelum dimasukkan ke dalam oven. Setelah dicapai waktu yang diinginkan, sampel dikeluarkan dari oven lalu ditimbang kembali. Kadar air dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.1).
3. Specific gravity
Pada pengujian specific gravity digunakan aturan SNI 1964 (2008).
Sampel dikeringkan ke dalam oven pada temperatur 110°C ± 5°C (230°F ± 9°F) selama 24 jam. Setelah itu didinginkan dalam desikator lalu disaring dengan saringan No.4 untuk sampel tanah disturbed. Untuk mengetahui specific gravity, dilakukan penimbangan terhadap berat piknometer dengan air suling lalu dikeringkan (W1) , penimbangan piknometer yang diisi oleh tanah 1/3 bagian piknometer (W2) , serta piknomter yang terisi oleh air dan tanah hingga 2/3 bagian volume piknometer. Setelah itu piknometer yang sudah terisi oleh air dan tanah 2/3 bagian volume piknometer dipanaskan selama 10 menit atau lebih agar udara dalam benda uji dikeluarkan seluruhnya. Piknometer yang telah dipanaskan dimasukkan ke dalam desikator untuk didinginkan sampai temperaturnya tetap.
Lalu tambahkan air suling secukupnya sampai penuh lalu keringkan bagian luarnya kemudian ditimbang (W3). Bila isi piknometer belum diketahui isinya ditentukan dengan mengosongkan dan membersihkan piknometer atau botol ukur yang digunakan lalu diisi dengan air suling yang temperaturnya sama kemudian ditimbang (W4). Adapun rumus yang akan digunakan untuk menghitung specific gravity seperti dijelaskan pada Persamaan (2.3).
4. Berat isi basah, berat isi kering dan angka pori
Pengujian berat isi basah dan berat isi kering dilakukan denganmenggunakan aturan SNI 03-3637(1994). Sedangkan angka pori didapat dari perhitungan seperti pada Persamaan (2.2).
29 5. Kadar keasaman (pH) dan kandungan mineral
Adapun pengetestan keasaman dan kandungan mineral tanah gambut Desa Pohan Tonga Kecamatan Siborongborong Kabupaten Tapanuli Utara. Keasaman diuji dengan menggunakan indikator kertas lakmus. Sedangkan untuk pengujian kandungan mineral dilakukan di Balai Riset dan Standarisasi Industri Medan.
3.5.2 Compaction test
Pemadatan tanah gambut yang dilakukan di laboratorium berpedoman pada standar SNI 1742 (2008), yaitu menggunakan pengujian Standard Proctor dengan ketentuan sebagai berikut :
1. Diameter mould = 101,600 mm
2. Tinggi mould = 116,430 mm ± 0,13 mm 3. Berat hammer = 2,495 kg ± 0,009 kg 4. Tinggi jatuh = 305 mm ± 2 mm 5. Jumlah lapis = 3 lapis
6. Jumlah tumbukan/lapis = 25 tumbukan/lapis 7. Volume tanah = 943 cm3
Nilai yang akan didapatkan dari pengujian ini adalah kadar air optimum(wopt) dan berat isi kering (γdmaks) tanah gambut. Dalam pengujian ini dilakukan dengan menggunakan 5 variasi kadar air dengan penambahan air 3% di tiap variasi kadar air. Tahapan proses pemadatan contoh tanah gambut adalah sebagai berikut:
1. Persiapan percobaan
a. Menyiapkan contoh tanah gambut yang telah kering paling sedikit 2 kg yang lolos saringan no.4.
b. Menyiapkan kadar air yang akan ditambahkan ke dalam tanah gambut kira-kira mendekati kadar air optimum tetapi dibawah kadar air optimum.
c. Pada tahap awal, penambahan air sebesar 3% sampai dengan 15%.
Penambahan air tahap berikutnya dilakukan setelah pemadatan dan pemecahan kembali benda uji. Perbedaan kadar air masing-masing tahap sekitar 3%.
30 d. Masing-masing contoh uji dimasukkan ke dalam kantong plastik dan
diikat dengan erat, kemudian didiamkan selama 24 jam.
2. Pemadatan tanah
a. Timbang massa cetakan dan keping alas dengan ketelitian 1 gram serta ukur diameter dalam dan tingginya dengan ketelitian 0,1 mm..
b. Pasang leher sambung pada cetakan dan keping alas, kemudian dikunci dan ditempatkan pada landasan.
c. Ambil contoh uji yang akan dipadatkan, tuangkan ke dalam baki dan aduk sampai merata.
d. Padatkan contoh uji di dalam cetakan (dengan leher sambung) dalam 3 lapis dengan ketebalan yang sama sehingga ketebalan total setelah dipadatkan kirakira 125 mm. Pemadatan dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:
a) Untuk lapis 1, isi contoh uji ke dalam cetakan dengan jumlah sedikit melebihi 1/3 dari ketebalan padat total, sebarkan secara merata dan ditekan sedikit dengan alat penumbuk atau alat lain yang serupa agar tidak lepas atau rata. Padatkan secara merata pada seluruh bagian permukaan contoh uji di dalam cetakan dengan menggunakan alat penumbuk dengan massa 2,5 kg yang dijatuhkan secara bebas dari ketinggian 305 mm di atas permukaan contoh uji tersebut sebanyak 25 kali.
b) Lakukan pemadatan untuk lapis 2 dan lapis 3 dengan cara yang sama seperti pada lapis 1.
e. Lepaskan leher sambung, potong kelebihan contoh uji yang telah dipadatkan dan ratakan permukaannya menggunakan pisau perata sehingga betul-betul rata dengan permukaan cetakan.
f. Timbang massa cetakan yang berisi benda uji dan keping alasnya dengan ketelitian 1 gram.
g. Buka keping alas dan keluarkan benda uji dari dalam cetakan menggunakan alat pengeluar benda uji (extruder). Belah benda uji secara vertikal menjadi 2 bagian yang sama, kemudian ambil sejumlah
31 contoh yang mewakili dari salah satu bagian untuk pengujian kadar air, sesuai SNI 03-1966-1990 (2005).
h. Pecahkan benda uji sampai secara visual lolos saringan No.4 (4,75 mm) dan campurkan dengan sisa contoh uji di dalam baki. Tambahkan air secukupnya sehingga kadar airnya meningkat 1% sampai dengan 2% dari kadar air benda uji pertama, kemudian diaduk sampai merata.
i. Ulangi langkah-langkah seperti diuraikan dalam langkah satu sampai dengan langkah 8 di atas beberapa kali sampai massa benda uji berkurang atau tetap.
3.5.3 Direct shear test 1. Persiapan percobaan
Dilakukan persiapan benda uji untuk tanah disturbed dan undisturbed.
Untuk tanah undisturbed permukaan benda uji tanah asli dari tabung harus diratakan dengan pisau perata. Sedangkan untuk benda uji disturbed 108%, 106%
dan 103% disiapkan dari compaction test. Jumlah benda uji minimal tiga buah untuk setiap sampel yang diuji. Tebal minimal benda uji 1,3 cm tidak kurang dari enam kali diameter maksimum butiran tanah dan memiliki perbandingan diameter terhadap tebal benda uji minimal 3:1 lalu benda uji diberi label.
2. Uji geser langsung
Pengujian kuat geser langsung dilakukan dengan prosedur sebagai berikut:
1. Ukur diameter serta volume cincin dan timbang massanya.
2. Cetak benda uji dengan cincin atau ring, ratakan kedua permukaannya dengan pisau lalu timbang massanya.
3. Dilakukan pengujian kadar air pada benda uji sesuai SNI 1965 (2008).
4. Dilakukan pengujian berat isi pada benda uji sesuai SNI 03-363(1994).
5. Masukan benda uji ke dalam kotak geser pengujian yang telah terkunci menjadi satu serta pasangkan batu pori yang sudah dilapisi dengan kertas saring pada bagian bawah dan atas benda uji.
6. Pasang kotak geser pada arah mendatar dan pasang piston penekan vertikal untuk memberi beban normal pada benda uji. Piston harus
32 dipasang tegak lurus permukaan benda uji sehingga beban yang diterima oleh benda uji sama dengan beban yang diberikan pada piston tersebut.
7. Berikan beban normal pertama 19,620 N lalu isi kotak geser pengujian dengan air sampai penuh di atas permukaan benda uji.
8. Buka kunci kotak geser, setel arloji ukur beban dan arloji ukur regangan sehingga jarum ada pada posisi nol.
9. Pengujian dihentikan apabila nilai pada pengukur beban menunjukkan nilai yang sama berturut-turut atau terjadi penurun nilai pada pengukur.
10. Turunkan beban yang terpasang, keluarkan benda uji ambil sebagian untuk pengujian kadar air sesudah pengujian.
11. Ulangi pekerjaan 1 sampai dengan 9 pada benda uji kedua dengan beban normal 39,240 N.
12. Ulangi pekerjaan 1 sampai dengan 9 pada benda uji ketiga dengan beban normal 78,480 N.
13. Hitung gaya geser (P) yaitu mengalikan pembacaan pengukur beban geser dengan angka kalibrasi.
14. Hitung tegangan geser maksimum (τmax).
15. Buat grafik hubungan antara tegangan normal sebagai sumbu x dengan tegangan geser maksimum sebagai sumbu y.
16. Hubungkan ketiga titik yang diperoleh sehingga membentuk garis lurus hingga memotong sumbu y lalu tentukan c dan ϕ.
33 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pendahuluan
Pada bab ini akan menjelaskan mengenai hasil pengujian dan pembahasan penelitian yaitu data index properties yakni kadar air (w), berat spesifik (Gs), angka pori (e), berat isi basah (𝛾𝑏), berat isi kering (𝛾𝑑), yang dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. Pengujian unsur-unsur mineral tanah gambut dilakukan di Balai Riset dan Standarisasi Industri Medan. Pada bab ini juga dijelaskan hasil uji pemadatan dan uji geser langsung berupa nilai berat isi kering maksimum, kadar air optimum, dan hasil nilai kuat geser tanah gambut. Uji pemadatan dan geser langsung dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah CV Lima Saudara dengan menggunakan sampel yang diperoleh dari Desa Pohan Tonga, Kecamatan Siborongborong, Kabupaten Tapanuli Utara, Sumatera Utara.
4.2 Index Properties Tanah Gambut
Data Index properties tanah gambut Desa Pohan Tonga, Kecamatan Siborongborong, Kabupaten Tapanuli Utara di dapat dari hasil uji laboratorium yang ditampilkan pada Tabel 4.1 berikut.
Tabel 4.1 Hasil pengujian index properties tanah gambut No. Data Pengujian Hasil Sifat Fisik Tanah
Gambut Normal 1 Kadar air(w) 729,333% 100-1300%
2 Berat spesifik(Gs) 1,364 1,250-1,800
3 Angka pori (e) 5,604 5-15
4 Berat isi basah (𝛾𝑏) 1,044 gr/cm3 5 Berat isi kering (𝛾𝑑) 0,126 gr/cm3
Berdasarkan hasil pengujian, tanah gambut Desa Pohan Tonga memiliki kadar air 729,333%. Tanah gambut Desa Pohan Tonga memiliki berat spesifik (Gs) yaitu 1,364 yang berarti bahwa berat spesifik tanah gambut tersebut diantara berat spesifik tanah gambut normal. Berat isi basah tanah gambut Desa Pohan
34 Tonga yaitu 1,044 gr/cm3 dan berat isi kering tanah gambut Desa Pohan Tonga yaitu 0,126 gr/cm3. Angka pori tanah gambut Desa Pohan Tonga sebesar 5,604 yang berada diantara besar angka pori tanah gambut normal yaitu 5-15.
4.3 Klasifikasi Tanah Gambut
Adapun hasil pengujian derajat keasaman (pH), kadar abu, dan kadar organik tanah gambut Desa Pohan Tonga ditampilkan dalam Tabel 4.2 berikut.
Tabel 4.2 Klasifikasi Tanah Gambut
No. Data Pengujian Hasil Klasifikasi Tanah Gambut Berdasarkan ASTM D 4427-92 (2002) 1 Keasaman (pH) 5,500 Moderately acidic
2 Kadar abu 8,260% Medium ash peat 3 Kadar organik 91,740%
Berdasarkan hasil penelitian seperti pada Tabel 4.2 tanah gambut Desa Pohan Tonga menurut ASTM D 4427-92 (2002) termasuk dalam jenis Medium ash peat, karena memiliki kadar abu sebesar 8,260 % sehingga sesuai rumus dari ASTM 2974-87 kadar organik tanah gambut adalah 91,740% menggunakan Persamaan (2.5) seperti pada perhitungan dibawah ini.
Kadar organik (%) = 100,0 – kadar abu (%)
= 100,0 – 8,260%
= 91,740%
Nilai pH sebesar 5,5 yang berarti menurut ASTM 4427-92 (2002) tanah gambut Desa Pohan Tonga termasuk dalam jenis Moderately acidic.
4.4 Unsur Mineral Tanah Gambut
Adapun hasil unsur mineral yang diuji pada tanah gambut dimana yang menguntungkan bagi dunia konstruksi seperti Calsium (CaO), Ferrum (Fe2O3), Silika (SiO2) dan Aluminium (Al2O3). Sedangkan Magnesium (MgO), Kalium (K2O) dan Natrium (Na2O) sering merugikan dalam dunia konstruksi. Kandungan unsur mineral tanah gambut Desa Pohan Tonga ditampilkan pada Tabel 4.3 berikut.
35 Tabel 4.3 Unsur-unsur mineral tanah gambut
No. Data Pengujian Hasil (%)
1 Kalsium (CaO) 1,590
2 Besi (Fe2O3) 2,980 3 Silika (SiO2) 21,200 4 Aluminium (Al2O3) 9,620 5 Magnesium (MgO) 13,300
6 Kalium (K2O) 0,270
7 Natrium (Na2O) 0,250
Sumber : Balai Riset dan Standarisasi Industri Medan, 2020
4.5 Hasil Pengujian Sifat Mekanis Tanah Gambut 4.5.1 Compaction test
Dalam pengujian ini diperoleh hubungan antara kadar air optimum dan berat isi kering maksimum. Peneliti menggunakan metode pengujian dengan uji pemadatan Proctor Standar. Hasil uji pemadatan Proctor Standar sampel tanah gambut ditampilkan pada Tabel 4.4 dan kurva pemadatan ditampilkan pada Gambar 4.1.
Tabel 4.4 Hasil pengujian pemadatan tanah gambut
Data Pengujian Hasil
Kadar air optimum (wopt) 98%
Berat isi kering maksimum (𝛾𝑑) 0,419 gr/cm3
36 Gambar 4.1 Grafik hasil uji pemadatan tanah gambut
Berdasarkan Gambar 4.1 diatas kadar air optimum tanah gambut sebesar 98% sedangkan untuk berat isi kering maksimum didapat 0,419 gr/cm3. Pembuatan sampel untuk direct shear test yang telah dipadatkan menggunakan data berat isi kering maksimum pada hasil pengujian Proctor Standar sebelumnya yaitu 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥, 106% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 dan 103% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥.
4.5.2 Direct shear test
Hasil pengujian direct shear terhadap sampel tanah gambut 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 disajikan dalam Tabel 4.5 kemudian dilakukan analisis perhitungan untuk mengetahui nilai kohesi (c) dan sudut geser dalam (ϕ).
Data Sampel
Nama Sampel = 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 Diameter = 60 mm Tinggi = 20 mm Luas = 2826 mm2 Kalibrasi = 0,5
y = -0,0002x2+ 0,0450x - 1,7788
0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65
85 90 95 100 105 110
Berat Isi Kering (gr/cm3)
Kadar Air (%)
Berat Isi Kering ZAVL Regresi Berat Isi Kering
37 Tabel 4.5 Data hasil pengujian geser langsung tanah gambut 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥
Gaya
38
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00
Shear Stress, τ(MPa)
Setelah hasil tegangan geser pada setiap pergesaran horizontal di setiap pembebanan diketahui maka dibuat grafik hubungan antara pergesaran horizontal dengan tegangan geser yang ditampilkan dalam Gambar 4.2.
Gambar 4.2 Grafik hubungan horizontal displacement dengan shear stress pada tanah gambut 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥
39 Perhitungan regresi linear
Untuk mendapatkan perhitungan regresi linear, data-data tegangan normal dan tegangan geser dirangkum ke dalam Tabel 4.6.
Tabel 4.6 Data perhitungan regresi linear tanah gambut 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥
No. x y xy x2
1 0,007 0,024 0,000 0,000
2 0,014 0,026 0,000 0,000
3 0,028 0,027 0,001 0,001
Ʃ 0,049 0,078 0,001 0,001
Persamaan regresi ( y = Ax + B )
A= 𝑛 ∑ 𝑥𝑦−∑ 𝑥 ∑ 𝑦
𝑛 ∑ 𝑥2−(∑ 𝑥)2
=
3(0,001)−(0,049)(0,078)3(0,001)−(0,049)2 = 0,092 𝐵 =∑ 𝑦 − 𝐴 ∑ 𝑥
𝑛 =(0,078) − (0,092)(0,049)
3 = 0,024
y = 0,106x + 0,024
Maka, persamaan regresi yang telah diperoleh dirangkum ke dalam Tabel 4.7.
Tabel 4.7 Hasil perhitungan regresi linear tanah gambut 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥
x (MPa) y1 (MPa)
0,000 0,024
0,007 0,025
0,014 0,026
0,028 0,027
40 Gambar 4.3 Grafik hubungan normal stress dengan shear stress pada tanah
gambut 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 Dari Gambar 4.3 di dapat persamaan
𝜏f = 𝑐 + 𝜎𝑡𝑎𝑛𝜙
a. 0,025 = c + 0,007 tanɸ b. 0,026 = c + 0,014 tanɸ c. 0,027 = c + 0,028 tanɸ Eliminasi persamaan b dan persamaan a
0,025 = c + 0,007 tanɸ 0,026 = c + 0,014 tanɸ - -0,001 = 0,007 tanɸ tanɸ = 0,129
ɸ = 7,326 0 c = 0,024 MPa Eliminasi persamaan c dan persamaan a
0,025 = c + 0,007 tanɸ 0,027 = c + 0,028 tanɸ - -0,002 = -0,021 tanɸ
tanɸ = 0,090 ɸ = 5,170 0 c =0,024 Mpa
0,0240 0,0260 0,0280
0,0000 0,0300
Shear Stress (MPa)
Normal Stress (MPa) Sebelum regresi Sesudah regresi
41 Eliminasi persamaan c dan persamaan b
0,026 = c + 0,014 tanɸ 0,027 = c + 0,0128 tanɸ - 0,001 = -0,014 tanɸ tanɸ = 0,064 ɸ = 3,678 0 c = 0,025 MPa Maka,
ɸ𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 =7,326 + 5,170 + 3,678
3 = 5,391O
𝐶𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = 0,024 + 0,024 + 0,025
3 = 0,024 MPa
Setelah melakukan perhitungan seperti diatas untuk setiap sampel diperoleh nilai sudut geser dalam dan kohesi yang disajikan dalam Tabel 4.9.
4.6 Variasi Nilai Berat Isi Kering Tanah Gambut
Berdasarkan Tabel 4.8 diperoleh nilai berat isi kering tertinggi adalah sampel 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 yaitu sebesar 0,457 gr/cm3 dan nilai berat isi kering terendah adalah sampel undisturbed sebesar 0,126 gr/cm3.
Tabel 4.8 Variasi nilai berat isi kering tanah gambut.
No. Nama Sampel Berat Isi Kering (gr/cm3) Sampel 1 Sampel 2
1 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 0,451 0,457
2 106% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 0,443 0,445
3 103% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 0,432 0,434
4 Disturbed 0,138 0,139
5 Undisturbed 0,126 0,126
Dari Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa sampel yang dipadatkan memiliki nilai berat isi kering yang lebih tinggi dari sampel undisturbed dan sampel disturbed. Jenis sampel yang telah mengalami pemadatan memiliki nilai berat isi kering yang tinggi karena telah mengalami pengeringan sampel terlebih dahulu
42 hingga kadar air 0% dan kadar air yang lebih rendah daripada jenis sampel undisturbed dan disturbed.
Gambar 4.4 Grafik variasi nilai berat isi kering tanah gambut
4.7 Pengaruh Kepadatan Relatif Terhadap Nilai Sudut Geser Dalam dan Kohesi Tanah Gambut
Pada Tabel 4.9 dan Gambar 4.5 dengan jenis sampel yang berbeda dapat dilihat bahwa semakin rendah nilai dari berat isi kering tanah gambut maka semakin menurun nilai suatu kepadatan relatif tanah gambut tersebut.
Tabel 4.9 Pengaruh kepadatan relatif (Rc) terhadap sudut geser dalam dan nilai kohesi tanah gambut
43 0,000
20,000 40,000 60,000 80,000 100,000 120,000
0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600
Berat Isi Kering, γd (gr/cm3)
Kepadatan Relatif, Rc (%)
Begitu juga sebaliknya dengan meningkatnya nilai berat isi kering tersebut maka semakin meningkat pula nilai kepadatan relatif tanah gambut. Maka, dapat disimpulkan bahwa nilai berat isi kering dengan kepadatan relatif berbanding lurus.
Gambar 4.5 Grafik pengaruh berat volume kering tanah gambut terhadap kepadatan relatif (Rc)
Pada Tabel 4.9 diperoleh bahwa berat volume kering mempengaruhi nilai sudut geser dalam tanah gambut (ϕ). Nilai sudut geser dalam (ϕ) tertinggi adalah jenis sampel 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 yaitu 5,391o. Hal tersebut dipengaruhi oleh pemadatan yang telah dilakukan terlebih dahulu dengan tujuan menaikkan nilai sudut geser dalam dan kohesi tanah gambut. Nilai sudut geser dalam tanah gambut tersebut sangat dipengaruhi oleh berat volume kering tanah gambut. Semakin tinggi nilai berat volume kering gambut tersebut maka semakin tinggi kepadatan relatifnya dan menyebabkan nilai sudut geser dalam tanah gambut semakin tinggi juga seperti di tunjukkan pada Gambar 4.6.
44 0
0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03
0,000 20,000 40,000 60,000 80,000 100,000 120,000
Kohesi, C (MPa)
Kepadatan Relatif, Rc (%) 0,000
1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000
0,000 20,000 40,000 60,000 80,000 100,000 120,000 Sudut geser dalam ϕ(o)
Kepadatan Relatif, Rc (%)
Gambar 4.6 Grafik pengaruh kepadatan relatif (Rc) terhadap sudut geser dalam tanah gambut
Gambar 4.7 Grafik pengaruh kepadatan relatif (Rc)terhadap nilai kohesi tanah gambut
Berdasarkan Tabel 4.9 dan Gambar 4.7 nilai kohesi tanah gambut bervariasi dikarenakan berat volume kering diperoleh bervariasi. Dan nilai kohesi tertinggi adalah jenis sampel 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 yaitu 0,024 MPa. Dari Gambar 4.6 dan Gambar 4.7 juga diketahui bahwa uji pemadatan yang dilakukan memiliki pengaruh yang sangat kecil terhadap nilai kohesi tanah gambut tetapi cukup berpengaruh untuk sudut geser dalam tanah gambut. Namun, nilai kohesi tanah gambut tetap rendah dan sudut geser dalamnya tetap rendah juga.
45 4.8 Normal Stress dan Shear Stress pada Jenis Sampel Tanah Gambut
Dari Tabel 4.10 dapat dilihat bahwa nilai shear stress mengalami peningkatan pada sampel yang dipadatkan dibandingkan dengan sampel yang tidak dipadatkan. Nilai shear stress tertinggi ada pada sampel 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 yaitu sebesar 0,027 Mpa pada pembebanan 78,480 N.
Tabel 4.10 Rekapitulasi nilai normal stress dan shear stress pada jenis sampel tanah gambut
Beban (N)
Jenis Sampel Undisturbed(MPa) Disturbed(MPa) 103%
𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥(MPa)
Gambar 4.8 Grafik hubungan antara normal stress dengan shear stress
4.9 Perbandingan Data Penelitian Tanah Gambut Desa Pohan Tonga dan Desa Nagasaribu
Tanah gambut memiliki karakteristik tanah yang bervariasi pada setiap daerah dipengaruhi oleh kematangan serat gambut tersebut serta kandungan unsur-unsur di dalamnya. Berikut ini data hasil penelitian tanah gambut dari Desa Pohan Tonga dan Desa Nagasaribu ditinjau dari beberapa parameter berikut :
0,015
0,002 0,007 0,012 0,017 0,022 0,027 0,032
Shear Stress, τ(MPa)
Normal Stress, σn(MPa)
Disturbed Undisturbed Disturbed 103%
Disturbed 106% Disturbed 108%
46 1. Index properties
Adapun data hasil penelitian tanah gambut Desa Pohan Tonga dan Desa Nagasaribu, ditampilkan pada Tabel 4.11.
2. Klasifikasi tanah gambut
Klasifikasi tanah gambut berdasarkan nilai kadar abu, kadar organik dan nilai pH ditunjukkan pada Tabel 4.12.
3. Unsur mineral tanah gambut
Unsur-unsur mineral tanah gambut ditampilkan pada Tabel 4.13.
4. Pengujian pemadatan tanah (compaction test)
Hasil pengujian pemadatan tanah gambut yang terdiri dari kadar air optimum dan berat isi kering maksimum ditampilkan pada Tabel 4.14.
5. Pengujian kuat geser tanah (direct shear test)
Pengujian kuat geser tanah gambut berguna untuk mencari parameter kuat geser tanah gambut yang terdiri dari kohesi dan sudut geser dalam, ditunjukkan pada Tabel 4.15.
Tabel 4.11 Hasil penelitian index properties tanah gambut Pohan Tonga dan Nagasaribu
No. Data pengujian Hasil penelitian
Pohan Tonga Nagasaribu
1 Kadar air(w)% 729,333 752,833
2 Specific gravity ( Gs) 1,364 1,533
3 Angka pori (e) 5,604 3,908
4 Berat volume basah (γb)gr/cm³ 1,044 0,760 5 Berat volume kering (γd)gr/cm³ 0,126 0,196
Tabel 4.12 Hasil penelitian klasifikasi tanah gambut Pohan Tonga dan Nagasaribu
No. Data pengujian Hasil penelitian
Pohan Tonga Nagasaribu
1 Kadar abu% 8,260 22,424
2 Kadar Organik% 91,740 77,576
3 Keasaman (pH) 5,5 6
47 Tabel 4.13 Hasil penelitian unsur mineral tanah gambut Pohan Tonga dan
Nagasaribu
No. Data pengujian Hasil penelitian
Pohan Tonga Nagasaribu
Tabel 4.14 Hasil pengujian pemadatan tanah gambut Pohan Tonga dan Nagasaribu
No. Data pengujian Pohan
Tonga
Nagasaribu
1 Kadar air optimum% 98 94
2 Berat volume kering maksimum gr/cm³ 0,419 0,474 Tabel 4.15 Hasil pengujian geser lansung tanah gambut Pohan Tonga dan
Nagasaribu
Undisturbed 0,019 0,375
Nagasaribu
108 % 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 0,024 5,935
105% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 0,023 4,942
103% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 0,024 4,279
Disturbed 0,019 0,813
Undisturbed 0,019 0,417
48 4.10 Perbandingan Daya Dukung Tanah Gambut Sebelum
Dipadatkan dan Sesudah Dipadatkan
Direncanakan sebuah pondasi bujur sangkar di lokasi pengambilan sampel sampel tanah gambut dengan kedalaman pondasi 1,4 m dan ukuran pondasi 2,0 m
× 2,0 m. Kedudukan muka air tanah sama dengan muka tanah, seperti ditampilkan pada Gambar 4.8.
Data :
Dr = 140 cm B = 200 cm
Tabel 4.16 Rekapilutasi sudut geser dalam, kohesi dan berat volume tanah gambut sampel undisturbed dan 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥
Jenis sampel Φ (ᴼ)
c (kg/cm²)
𝛾sat
(kg/cm³) Nc Nq Nγ
Undisturbed 0,375 0,019 0,001044 5,823 1,048 0,0105 108%𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 5,391 0,024 0,00101 7,518 1,722 0,173
Gambar 4.9 Sketsa pondasi bujur sangkar 1. Sampel undisturbed
qu =1,3cNc + qNq + 0,4γBNγ
qu=(1,3)(0,019)(5,823) + (0,001044-0,001)(140)(1,048) + (0,4)( 0,001044-0,001)(200)( 0,0105)
qu = 0,150 kg/cm2 2. Sampel 108%𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥
qu = 1,3cNc + qNq + 0,4γBNγ
qu = (1,3)( 0,024)( 7,518) + (0,00101-0,001)(140)( 1,722) + (0,4)( 0,00101-0,001)(200)( 0,173)
2,00 m
1,40 m
49 qu = 0,237 kg/cm2
Dari hasil perhitungan diatas dapat dilihat bahwa selain meningkatkan nilai kuat geser tanah gambut, pemadatan tanah juga dapat meningkatkan nilai daya dukung tanah gambut. Tanah gambut undisturbed mempunyai daya dukung ultimit sebesar 0,150 kg/cm
2
sedangkan nilai daya dukung tanah gambut ultimit setelah dipadatkan yaitu jenis sampel 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 sebesar 0,237 kg/cm2.
50 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
Dari data penelitian yang kemudian dianalisis dapat diambil kesimpulan diantaranya:
1. Tanah gambut Desa Pohan Tonga Kecamatan Siborongborong Kabupaten Tapanuli Utara memiliki kadar air lapangan 729,333%
serta berat spesifik sebesar 1,364.
2. Berdasarkan ASTM D447-992 (2002) tanah gambut Desa Pohan Tonga Kecamatan Siborongborong Kabupaten Tapanuli Utara diklasifikasikan sebagai tanah gambut berkadar abu medium (Medium ash) karena memiliki kadar abu 8,260% dan memiliki kadar organik sebesar 91,740%.
3. Berdasarkan ASTM D447-992 (2002) tanah gambut Desa Pohan Tonga Kecamatan Siborongborong Kabupaten Tapanuli Utara termasuk dalam jenis Moderately acidic peat karena memiliki kadar keasaman (pH) 5,5.
4. Dari uji pemampatan Proctor Standar diperoleh kadar air optimum sebesar 98% dan berat isi kering maksimum sebesar 0,419 gr/cm3. Pengaruh pemampatan tanah gambut adalah menaikkan nilai berat isi kering sampel undisturbed 0,126 gr/cm3menjadi 0,454 gr/cm3 pada sampel108%𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 Proctor Standar sehingga kepadatan relatif juga meningkat dari 30,048% menjadi 108% pada sampel 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 Proctor Standar.
5. Nilai sudut geser dalam tanah gambut tertinggi adalah jenis sampel 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 Proctor Standar yaitu 5,391o dengan kohesi 0,024 MPa dibandingkan jenis sampel undisturbed yang memiliki sudut geser dalam sebesar 0,375o dengan kohesi 0,019 MPa.
6. Pemampatan tanah gambut dengan Proctor Standar yang dilakukan tidak besar pengaruhnya terhadap nilai kohesi, tetapi berpengaruh besar dalam meningkatkan nilai sudut geser dalam yaitu dari
51 0,375opada sampel undisturbed menjadi 5,391o pada sampel 108% 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 Proctor Standar.
7. Dari hasil penelitian tanah gambut Desa Pohan Tonga dan Desa
7. Dari hasil penelitian tanah gambut Desa Pohan Tonga dan Desa