MODIFIKASI ALAT UJI PERMEABILITAS LAPANGAN UNTUK MENENTUKAN NILAI KOEFISIEN PERMEABILITAS TANAH CAMPURAN ABU SEKAM PADI

ABSTRAK

MODIFIKASI ALAT UJI PERMEABILITAS LAPANGAN UNTUK MENENTUKAN NILAI KOEFISIEN PERMEABILITAS TANAH

CAMPURAN ABU SEKAM PADI

Oleh

ABDUL AZIZ AL HAKIM

Nilai permeabilitas tanah berbeda-beda tergantung dari jenis tanah. Oleh karena itu, perlu adanya penelitian dalam menentukan nilai permeabilitas tanah. Nilai permeabilitas tanah dapat berbeda dari tanah aslinya tergantung dari bahan campuran yang digunakan. Bahan campuran yang dipakai memiliki nilai perekat tanah yang kuat, sehingga nilai permeabilitas yang didapat menjadi semakin kecil. Bahan campuran tersebut memiliki nilai ekonomis, sehingga murah dan mudah didapat, seperti abu sekam padi.

Ketersedian alat yang terbatas atau jauhnya jarak yang tidak memungkinkan dalam menguji nilai permeabilitas di laboratorium, menjadi faktor sulitnya dalam menguji nilai permeabilitas tanah. Oleh karena itu, perlu adanya modifikasi dari alat permeabilitas yang dapat digunakan secara praktis.

Sampel tanah yang diuji pada penelitian ini yaitu tanah lempung yang berasal dari Perumahan Bhayangkara, Kelurahan Beringin Jaya, Kecamatan Kemiling, Bandar Lampung. Abu sekam padi yang digunakan diperoleh dari Kelurahan Tanjung Seneng Kecamatan Way Kandis Kota Bandar Lampung. Penelitian ini dilakukan untuk menentukan nilai koefisien permeabilitas tanah campuran abu sekam padi menggunakan modifikasi alat uji permeabilitas lapangan.

Hasil analisa dan perhitungan yang dilakukan di laboratorium antara tanah asli dan tanah campuran abu sekam padi diperoleh nilai permeabilitas (k) rata-rata untuk tanah asli sebesar 3,46 x 10-6 cm/dtk, untuk campuran abu sekam padi 5% sebesar 6,38 x 10-6 cm/dtk, untuk campuran abu sekam padi 10% sebesar 1,16 x 10-5 cm/dtk, untuk campuran abu sekam padi 15% sebesar 3,71 x 10-5 cm/dtk.

MODIFIKASI ALAT UJI PERMEABILITAS LAPANGAN

UNTUK MENENTUKAN NILAI KOEFISIEN

PERMEABILITAS TANAH CAMPURAN ABU SEKAM PADI

Oleh

ABDUL AZIZ AL HAKIM

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar

Sarjana Teknik

Pada

Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

DAFTAR ISI

3. Uji Permeabilitas Laboratorium ... 15

D. Pengujian Kadar Air (Water Content)... 18

E. Pengujian Berat Jenis (Spesific Gravity) ... 18

G. Pengujian Analisis Saringan (Sieve Analysis) ... 20

H. Tinjauan Penelitian Terdahulu ... 20

III.METODE PENELITIAN ... 23

A. Pembuatan Alat Modifikasi Permeabilitas Laboratorium Metode Falling Head ... 21

a. Pengujian Permeabilitas... 28

F. Pengolahan dan Analisis Data ... 30

C.Hasil Pengujian Permeabilitas Tanah Campuran Abu Sekam Padi Dengan Menggunakan Alat Modifikasi Permeabilitas Metode Falling Head di Laboratorium ... 48

1. Waktu Pengujian Permeabilitas dengan Menggunakan Alat Modifikasi Uji Permeabilitas Lapangan di Laboratorium ... 49

1. Perbandingan Nilai Permeabilitas Laboratorium

Menggunakan Alat Uji Permeabilitas Laboratorium Metode

Falling Head ... 56

2. Perbandingan Nilai Tanah Asli Dan Tanah Campuran Abu Sekam Padi Menggunakan Alat Modifikasi Permeabilitas Lapangan ... 60

E. Perbandingan Nilai Permeabilitas Laboratorium Dengan Menggunakan Alat Permeabilitas Falling Head Dan Alat Modifikasi Permeabilitas Lapangan di Laboratorium ... 65

V. KESIMPULAN ... 68

A. Kesimpulan... 68

B. Saran... 70

DAFTAR PUSTAKA

BAB I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Konstruksi bangunan teknik sipil memerlukan bahan bangunan yang sangat kokoh agar konstruksi tersebut dapat bertahan lama dan dapat menahan beban yang direncanakan sesuai peruntukkan. Untuk mendukung konstruksi tersebut, maka tanah harus memiliki struktur yang baik, karena tanah merupakan material yang memegang peranan penting dalam mendukung suatu konstruksi. Kebutuhan nilai permeabilitas tanah untuk suatu kontruksi berbeda-beda. Perbedaan tersebut mempengaruhi kekuatan dari suatu konstruksi sipil yang akan dibangun. Oleh karena itu, perlu adanya usaha dalam merekayasa nilai permeabilitas tanah dengan menambahkan zat additive pada suatu tanah agar nilai permeabilitas yang didapat memenuhi standar konstruksi sipil yang akan dibangun. Bahan additive yang dipakai sebaiknya memiliki nilai perekat tanah yg kuat sehingga nilai permeabilitas yang didapat menjadi semakin kecil (rapat).

Abu sekam padi merupakan bahan limbah dari pembakaran sekam padi. Bahan limbah tersebut jarang dimanfaatkan oleh masyarakat pada umumnya, padahal abu sekam padi memiliki kandungan sillika yang cukup besar. Oleh karena itu, diperlukan usaha dalam memanfaatkan abu sekam padi untuk suatu konstruksi bangunan.

Pengujian untuk nilai permeabilitas tanah biasanya dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan pengujian permeabilitas lapangan dan permeabilitas laboratorium. Untuk pengujian permeabilitas laboratorium, ada dua metode yang digunakan, yaitu metode Constant Head dan Falling Head. Metode Constant Head adalah metode pengujian permeabilitas yang biasanya digunakan untuk tanah yang memiliki butiran kasar dan memiliki koefisien permeabilitas yang tinggi, seperti pasir, kerikil atau beberapa campuran pasir dan lanau. Kemudian untuk Metode Falling Head adalah metode pengujian permeabilitas yang biasanya digunakan untuk tanah yang memiliki butiran halus dan memiliki koefisien permeabilitas yang rendah seperti tanah lempung.

Ketersedian alat yang terbatas atau jauhnya jarak yang tidak memungkinkan dalam menguji nilai permeabilitas di laboratorium, menjadi faktor sulitnya dalam menguji nilai permeabilitas tanah. Oleh karena itu, perlu adanya modifikasi dari alat permeabilitas lapangan yang dapat digunakan dengan metode permeabilitas laboratorium agar nilai permeabilitas yang didapat lebih akurat.

yang begitu besar cenderung menimbulkan masalah lain karena masih dianggap sebagai bahan limbah . Penelitian yang telah dilakukan oleh Setiawan,D.2015 untuk mengetahui pengaruh penambahan abu sekam padi sebesar 5%, 10%, dan 15% terhadap nilai permeabilitas tanah asli dengan alat permeabilitas laboratorium menjadi tolak ukur sehingga tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai koefisien permeabilitas tanah campuran abu sekam padi sebanyak 0%, 5%, 10%, dan 15% dengan menggunakan alat modifikasi permeabilitas lapangan yang diaplikasikan di laboratorium.

Dalam penelitian ini juga dilakukan pembuatan alat modifikasi lapangan untuk aplikasi di laboratorium, kemudian mengambil sampel tanah pada lokasi yang sama dengan penelitian terdahulu agar hasil yang diperoleh pada penelitian terdahulu dapat digunakan sebagai data skunder, meliputi uji fisik tanah, pemadatan, dan permeabilitas tanah. Kemudian selanjutnya dilakukan penambahan bahan additive abu sekam padi dan menguji permeabilitas tanah menggunakan alat modifikasi lapangan lalu membandingkan nilai permeabilitas tanah asli dan campuran serta membandingkan nilai koefisien permeabilitas yang diperoleh menggunakan alat modifikasi permeabilitas lapangan dengan alat permeabilitas laboratorium.

B. Pembatasan Masalah

1. Sampel tanah yang digunakan adalah tanah lempung yang terdapat di sekitar Kelurahan Beringin Jaya Kecamatan Kemiling Kota Bandar Lampung. 2. Pengujian sifat mekanik tanah di laboratorium meliputi :

a. Pengujian Permeabilitas menggunakan alat modifikasi lapangan di laboratorium.

C. Tujuan Penelitian

Penelitian ini menggunakan alat permeabilitas lapangan yang telah didesain oleh Randi, (2014). Pada penelitian ini alat tersebut dicoba utuk digunakan di laboratorium dengan beberapa modifikasi. Metode yang dipakai pada penelitian ini mengacu pada metode Falling Head. Adapun tanah yang digunakan sebagai sampel pada penelitian ini adalah tanah asli (tanah tanpa campuran) dan tanah asli yang dicampur dengan abu sekam padi (tanah campuran). Adapun tujuan dari penelitian ini antara lain :

1. Mengetahui pengaruh penambahan abu sekam padi terhadap nilai koefisien nilai permeabilitas tanah.

2. Menganalisa perbandingan nilai permeabilitas tanah asli dan tanah yang telah ditambahkan abu sekam padi.

3. Mendapatkan nilai konstanta perbandingan antara uji permeabilitas tanah asli dan tanah yang telah ditambahkan bahan additive berupa abu sekam padi.

nilai permeabilitas tanah menggunakan alat permeabilitas laboratorium metode Falling Head.

5. Memanfaatkan bahan limbah abu sekam padi sebagai bahan additive suatu konstruksi sipil.

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Tanah

1. Definisi Tanah

Lapisan bumi ditutupi oleh batuan, dimana material tersebut mengandung berbagai macam unsur senyawa kimia yang dinyatakan sebagai material pembentuk kulit bumi. Kulit bumi yang akan dipelajari adalah mengenai batuannya sesuai dengan ilmu teknik sipil yang mempelajari sifat batuan/tanah untuk kepentingan disain kontruksi bangunan, jalan tanggul dan sebagainya. Adapun unsur utama yag terkandung didalam batuan adalah terdiri dari beberapa mineral. Setiap mineral terdiri atas suatu senyawa kimia anorganik dan terjadi secara alami.

Tanah dalam pandangan teknik sipil adalah himpunan mineral, bahan organik dan endapan-endapan yang relatif lepas (loose) yang terletak di atas batu dasar (bedrock) ( Hardiyatmo, H.C., 2001).

Menurut Bowles (1991), tanah adalah campuran partikel-partikel yang terdiri dari salah satu atau seluruh jenis berikut :

b. Kerikil (gravel), yaitu partikel batuan yang berukuran 5 mm sampai 150 mm.

c. Pasir (sand), yaitu batuan yang berukuran 0,074 mm sampai 5 mm. Berkisar dari kasar (3 mm sampai 5 mm) samapai halus (< 1mm).

d. Lanau (silt), yaitu partikel batuan yang berukuran dari 0,002 mm sampai 0,074 mm.

e. Lempung (clay), yaitu partikel mineral yang berukuran lebih kecil dari 0,002 mm. Partikel-partikel ini merupakan sumber utama dari kohesif pada tanah yang “kohesif”.

2. Klasifikasi Tanah

Sistem klasifikasi tanah adalah pengelompokkan tanah sesuai dengan perilaku umum dari tanah pada kondisi fisis tertentu. Tujuan klasifikasi tanah adalah untuk menentukan dan mengidentifikasi tanah, untuk menentukan kesesuaian terhadap pemakaian tertentu, dan berguna untuk menyampaikan informasi mengenai keadaan tanah dari suatu daerah dengan daerah lainnya dalam bentuk suatu data dasar (Bowles, 1991).

Sistem klasifikasi tanah yang umum digunakan dalam perencanaan jalan adalah sebagai berikut :

 Klasifikasi Tanah Sistem Unified

Klasifikasi berdasarkan Unified System (Das. Braja. M, 1988), tanah dikelompokkan menjadi :

1. Tanah butir kasar (coarse-grained-soil) yaitu tanah kerikil dan pasir dimana kurang dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan no.200. Simbol dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal G atau S. G adalah untuk kerikil (gravel atau tanah berkerikil, dan S adalah untuk pasir (sand) atau tanah berpasir.

2. Tanah berbutir halus (fine-grained-soil) yaitu tanah dimana lebih dari 50 % berat total contoh tanah lolos ayakan no.200. Simbol dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal M untuk lanau (silt) anorganik, C untuk lempung (clay) anorganik, dan O untuk lanau organik dan lempung organik. Simbol PT digunakan untuk tanah gambut (peat), muck, dan tanah-tanah lain dengan kadar organik yang tinggi.

Untuk klasifikasi yang benar, perlu memperhatikan faktor-faktor berikut ini: 1. Prosentase butiran yang lolos ayakan no.200 (fraksi halus).

2. Prosentase fraksi kasar yang lolos ayakan no.40.

3. Koefisien keseragaman (Uniformity coefficient, Cu) dan koefisien gradasi (gradation coefficient, Cc) untuk tanah dimana 0-12% lolos ayakan no.200. 4. Batas cair (LL) dan Indeks Plastisitas (PI) bagian tanah yang lolos ayakan

Tabel 1. Simbol klasifikasi tanah berdasarkan Unified System

Jenis Tanah Simbol Sub Kelompok Simbol

Kerikil

Tanah lempung merupakan tanah yang berukuran mikroskopis sampai dengan sub mikroskopis yang berasal dari pelapukan unsur-unsur kimiawi penyusun batuan, tanah lempung sangat keras dalam keadaan kering dan bersifat plastis pada kadar air sedang. Pada kadar air lebih tinggi lempung bersifat lengket (kohesif) dan sangat lunak (Das, 1988).

Warna tanah pada tanah lempung tidak dipengaruhi oleh unsur kimia yang terkandung didalamnya, karena tidak adanya perbedaan yang dominan, dimana kesemuanya hanya dipengaruhi oleh unsur Natrium saja yang paling mendominasi. Semakin tinggi plastisitas, grafik yang di hasilkan pada masing-masing unsur kimia belum tentu sama. Hal ini disebabkan karena unsur-unsur warna tanah dipengaruhi oleh nilai Liquid Limit (LL) yang berbeda-beda (Afryana, 2009).

Sifat-sifat yang dimiliki tanah lempung adalah sebagai berikut (Hardiyatmo, 2001) :

b. Permeabilitas rendah. c. Kenaikan air kapiler tinggi. d. Bersifat sangat kohesif.

e. Kadar kembang susut yang tinggi. f. Proses konsolidasi lambat.

B. Abu Sekam Padi

a. Pengertian Sekam dan Abu Sekam Padi

Sekam adalah kulit gabah yang telah terkelupas setelah mengalami proses penggilingan. Sedangkan abu sekam adalah hasil dari dari proses pembakaran sekam, baik yang dilakukan pada oven maupun yang dilakukan pada ruang terbuka. Sekam dan abu sekam banyak terdapat di tempat penggilingan padi.

penglihatan. Dari uraian di atas dapat dusahakan agar limbah abu sekam tersebut dapat bermanfaat sehingga mempunyai nilai ekonomis dan masalah yang ditimbulkannya dapat teratasi.

b. Sifat-sifat Abu Sekam Padi

Abu hasil pembakaran sekam termasuk pembakaran sekam di tempat terbuka, pembakaran sekam dalam tungku, dan pembakaran sekam dalam oven pada umumnya mengandung silika. “Abu hasil pembakaran sekam di tempat terbuka biasanya mengandung 85% - 90% silika dalam bentuk amorf dan 10% - 15% karbon”. (Soematmaja, 1980) dalam Arafah (1994).

Sebagai gambaran, disajikan tabel 2 untuk komposisi contoh abu sekam pada suhu kurang dari 300ºC.

Tabel 2. Komposisi Contoh Abu Sekam Padi pada suhu kurang dari 300ºC.

No. Komposisi ( % )

dapat didefinisikan sebagai sifat bahan yang memungkinkan aliran rembesan zat cair mengalir melalui rongga pori (Hardiyatmo, 2001).

Permeabilitas tanah bergantung pada ukuran butiran tanah. Karena butiran tanah lempung berukuran kecil, kemampuan meloloskan air juga kecil. Dalam praktik, tanah lempung dianggap sebagai lapisan yang tak lolos air atau kedap air, karena pada kenyataannya permeabilitasnya lebih kecil daripada beton. Tanah granuler merupakan tanah dengan permeabilitas yang relatif besar hingga sering digunakan sebagai bahan filter. Namun, akibat permeabilitas yang besar, tanah ini menyulitkan pekerjaan galian tanah pondasi yang dipengaruhi air tanah, karena tebing galian menjadi mudah longsor. Lagi pula, aliran yang terlalu cepat dapat merusak struktur tanah dengan menimbulkan rongga-rongga yang dapat mengakibatkan penurunan pondasi (Hardiyatmo, 2001).

Permeabilitas suatu massa tanah penting untuk :

1. Mengevaluasi jumlah rembesan (seepage) yang melalui bendungan dan tanggul sampai ke sumur air.

2. Mengevaluasi gaya angkat atau gaya rembesan di bawah struktur hidrolik untuk analisis stabilitas.

3. Menyediakan kontrol terhadap kecepatan rembesan sehingga partikel tanah berbutir halus tidak tererosi dari massa tanah.

4. Studi mengenali laju penurunan (konsolidasi) dimana perubahan volume tanah terjadi pada saat air tersingkir dari rongga tanah pada saat proses terjadi pada suatu gradien energi tertentu.

 Hukum Darcy

Pada ilmu tanah, permeabilitas didefinisikan secara kualitatif sebagai pengurangan gas-gas, cairan-cairan atau penetrasi akar tanaman. Selain itu permeabilitas juga merupakan pengukuran hantaran hidraulik tanah. Hantaran hidraulik tanah timbul adanya pori kapiler yang saling bersambungan antara satu dengan yang lain. Secara kuantitatif hantaran hidraulik jenuh dapat diartikan sebagai kecepatan bergeraknya suatu cairan adalah air dan media pori adalah tanah. Penetapan hantaran hidraulik didasarkan pada hukum Darcy (1856).

Hukum Darcy (1856) menjelaskan tentang kemampuan air mengalir pada rongga-rongga (pori-pori) dalam tanah dan sifat-sifat yang mempengaruhinya.

Menurut Darcy (1856), kecepatan aliran air di dalam tanah dinyatakan dengan persamaan :

V = k . i ...(1)

dengan :

v = kecepatan aliran (m/dtk atau cm/dtk) k = koefisien permeabilitas

i = gradient hidraulik

Lalu telah diketahui bahwa

v = ...(2)

dan

dengan :

Q = debit konstan, air yang dituangkan ke dalam sumur uji (cm3/dt) A = luas penampang aliran (m² atau cm²)

t = waktu tempuh fluida sepanjang L (s/detik) ∆h = selisih ketinggian (m atau cm)

L = panjang daerah yang dilewati aliran (m atau cm)

 Koefisien Permeabilitas

Hukum Darcy menunjukkan bahwa permeabilitas tanah ditentukan oleh koefisien permeabilitasnya. Koefisien permeabilitas tanah bergantung pada beberapa faktor.

Beberapa harga koefisien permeabilitas tanah diberikan dalam Tabel dibawah ini: Tabel 3. Harga-Harga Koefisien Permeabilitas Tanah Pada Umumnya, Das 1988

Jenis Tanah K

 Uji Permeabilitas di Laboratorium

Untuk menentukan koefisien permeabilitas di laboratorium, ada 2 macam cara pengujian yang sering digunakan, yaitu Uji Tinggi Energi Tetap (Constant Head) dan Uji Tinggi Energi Turun (Falling Head).

Uji permeabilitas Constant Head cocok untuk tanah granular, seperti pasir, kerikil atau beberapa campuran pasir dan lanau. Umumnya tanah jenis ini memiliki nilai permeabilitas yang tinggi, karena jenis tanah ini mempunyai angka pori tinggi, yang bergantung pada distribusi ukuran butiran, susunan serta kerapatan butiran.

Uji permeabilitas Falling Head cocok digunakan untuk mengukur permeabilitas tanah berbutir halus. Oleh karena itu, dalam penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode Falling Head, karena contoh tanah yang digunakan adalah tanah lempung.

Pada pengujian ini, air dari dalam pipa tegak yang dipasang di atas contoh tanah mengalir melalui contoh tanah. Ketinggian air pada awal pengujian h1 pada saat waktu t1 = 0 dicatat, kemudian air dibiarkan mengalir melaiui contoh tanah hingga perbedaan tinggi air pada waktu t2 adalah h2. Rumus dalam mencari nilai

permeabilitas metode Falling Head menurut Sosrodarsono, S. Takeda, Kensaku. (1977) dapat dituliskan sebagai berikut :

. ...(6)

dimana :

k = nilai permeablitas laboratorium (cm/dtk)

a = luas penampang melintang pipa pengukur (pipa tegak) A = luas penampang melintang contoh tanah (m² atau cm²) L = panjang contoh tanah (m atau cm)

t = waktu tempuh fluida sepanjang L (s/detik) h1 = ketinggian awal (m/cm)

h2 = ketinggian akhir (m/cm)

Gambar 2. Prinsip Uji Permeabilitas Metode Falling Head

Namun, alat yang dipakai pada penelitian kali ini dengan memodifikasi alat pada laboratorium, dengan menggunakan prinsip Uji Tinggi Energi Turun (Falling Head). Prinsip kerja alat modifikasi uji permeabilitas di laboratorium ini cukup mudah dan sederhana, yaitu dengan memadatkan sampel tanah yang telah ditambahkan additive abu sekam padi yang telah dicampurkan dengan komposisi 0%, 5%, 10%, dan 15% yang akan kita uji dengan 25 kali tumbukan pada mold tabung besi 4 inchi dengan ukuran jari-jari dalam (A) sebesar 5,08 cm, dan panjang mold sampel (L) adalah 15 cm, lalu mengisi tabung dengan air yang diletakkan diatas tanah uji yang telah dipadatkan kemudian dilakukan pembacaan penurunan ketinggian air dengan melihat nilai pengukuran yang terdapat pada tabung ukur.

Area A Area a Saat

t

1 = 0

Saat

t

1 =

t

2 h1

D. Pengujian Kadar Air (Water Content)

Kadar air adalah perbandingan berat air yang terkandung dalam tanah dengan berat kering tanah tersebut. Kadar air tanah dapat digunakan untuk menghitung parameter sifat-sifat tanah.

Besarnya kadar air dinyatakan dalam persen dan dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

Kadar air = W1 - W2

x 100 % ...(7) W2 - W3

dimana :

W1 = berat cawan + tanah basah (gram) W2 = berat cawan + tanah kering (gram) W3 = berat cawan kosong (gram)

W1 - W2 = berat air (gram)

W2 - W3 = berat tanah kering (gram)

E. Pengujian Berat Jenis (Spesific Gravity)

Berat jenis tanah adalah suatu nilai dari perbandingan antara berat butir tanah dengan berat isi air suling dengan isi yang sama pada suhu 40 °C. Berat jenis tanah diperoleh dengan melakukan pengujian di laboratorium dan dihitung dengan menggunakan rumus :

Gs =

...(8)

Gs = berat jenis

W1 = berat picnometer (gram)

W2 = berat picnometer tanah kering (gram) W3 = berat picnometer + tanah + air (gram) W4 = berat picnometer air (gram)

F. Pengujian Batas-Batas Atterberg

1. Pengujian Batas Cair (Liquid Limit)

Batas cair tanah adalah kadar air minimum dimana sifat suatu tanah yang akan berubah dari keadaan cair menjadi keadaan plastis. Besaran batas cair tanah digunakan untuk menentukan sifat dan klasifikasi tanah.

Batas cair ditentukan dengan terlebih dahulu menghitung kadar air dari masing-masing sampel tanah sesuai dengan jumlah pukulan, kemudian menggambarkan jumlah pukulan dan kadar dalam suatu grafik, lalu menarik sebuah garis lurus melalui titik-titiknya. Besarnya kadar air pada jumlah pukulan ke-25 merupakan batas cair dari sampel tanah tersebut.

2. Pengujian Batas Plastis (Plastis Limit)

Batas plastis adalah kadar air dimana suatu tanah berubah sifatnya dari keadaan plastis menjadi semi padat. Besaran batas palstis tanah biasanya digunakan untuk menentukan jenis, sifat dan klasifikasi tanah.

PI = LL – PL ...(9) dimana:

PI = indeks plastis LL = batas cair PL = batas plastis

G. Pengujian Analisis Saringan (Sieve Analysis)

Analisis saringan adalah penentuan persentase berat butiran tanah yang lolos dari satu set saringan. Analisis saringan bertujuan untuk menentukan persentase ukuran butiran tanah dan susunan butiran tanah (gradasi) dari suatu jenis tanah yang tertahan di atas saringan no. 200.

Analisis saringan digunakan untuk pembagian butir (gradasi) tanah dengan tujuan untuk memperoleh distribusi besarannya. Hasil dari analisis saringan dapat digunakan antara lain untuk penyelidikan quarry agregat, untuk perencanaan campuran dan pengendalian mutu.

H. Tinjauan Penelitian Terdahulu

Penelitian terdahulu yang menjadi bahan pertimbangan dan acuan penelitian ini. Berikut adalah tinjauan terdahulu yang pernah dilakukan:

1. Pengaruh Air Hujan Pada Tanah Berlempung Terhadap Muka Air

Hujan Berdasarkan Hasil Uji Permeabilitas

menggunakan sampel tanah yang sama yang diambil dari Perumahan Bhayangkara Kelurahan Beringin Jaya Kecamatan Kemiling Kota Bandar Lampung. Pada penelitian terdahulu didapat beberapa hasil pengujian sifat fisik dan mekanis pada sampel tanah. Kemudian hasil seluruh uji sifat fisik tanah di sajikan dalam tabel di bawah.

Tabel 5. Simbol klasifikasi tanah berdasarkan Unified System

Jenis Tanah Simbol Sub Kelompok Simbol

Kerikil laboratorium diperoleh nilai k rata-rata 3,78 x 10-7 cm/dt.

Berikut ini adalah tabel hasil pengujian permeabilitas lapangan dan laboratorium.

Gambar 3. Grafik Nilai Permeabilitas Uji Lapangan, Randi, H. 2014

BAB III. METODE PENELITIAN

A. Pembuatan Alat Modifikasi Permeabilitas Lapangan Untuk Aplikasi di

Laboratorium Metode Falling Head

Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah modifikasi dari alat permeabilitas yang dipakai di lapangan, yang dimodifikasi untuk pemakaian di laboratorium.

Alat permeabilitas lapangan yang dimodifikasi tersebut adalah alat yang digunakan pada skripsi Randi, (2014).

Alat permeabilitas lapangan tersebut dimodifikasi agar dapat digunakan untuk pemakaian di laboratorium.

Pengujian untuk nilai permeabilitas tanah dilaboratorium biasanya dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan pengujian permeabilitas lapangan dan permeabilitas laboratorium. Untuk pengujian permeabilitas laboratorium, ada dua metode yang digunakan, yaitu metode Constant Head dan Falling Head. Metode Constant Head adalah metode pengujian permeabilitas yang biasanya digunakan untuk tanah yang memiliki butiran kasar dan memiliki koefisien permeabilitas yang tinggi, seperti pasir, kerikil atau beberapa campuran pasir dan lanau. Kemudian untuk Metode Falling Head adalah metode pengujian permeabilitas yang biasanya digunakan untuk tanah yang memiliki butiran halus dan memiliki koefisien permeabilitas yang rendah seperti tanah lempung.

Alat yang digunakan pada penelitian kali ini adalah modifikasi dari alat permeabilitas lapangan yang di aplikasikan di laboratorium dengan menggunakan metode Falling Head. Konsep dari alat ini adalah gabungan dari alat permeabilitas lapangan dan alat permeabilitas metode Falling Head sehingga alat permeabilitas lapangan tersebut dapat digunakan dalam pengujian di laboratorium untuk mendapatkan nilai permeabilitas yang lebih akurat dan lebih murah dalam pembuatannya. Alat modifikasi ini cukup sederhana, yaitu dengan menggunakan tabung baja sebagai tempat sampel tanah yang akan diuji. Pengujian untuk alat modifikasi ini menggunakan metode Falling Head, yaitu sampel tanah yang diambil dari lapangan kemudian dipadatkan dengan nilai pemadatan maksimum. Kemudian alat permeabilitas lapangan yang berupa tabung sebagai tempat air yang diletakkan di atas sampel tanah uji tersebut lalu dibawah tabung sampel tanah uji tersebut dipasang besi bulat sebagai penutup tabung sampel pori sebagai filter agar air pada tabung tidak mengalir keluar begitu saja. Kemudian kita tinggal menghitung penurunan debit air yang terbaca pada tabung air setelah tanah uji tersebut dalam kondisi jenuh.

Gambar 7. Alat Modifikasi Permeabilitas Lapangan di Laboratorium

B. Bahan Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanah lempung dan abu sekam padi. Tanah sebagai bahan peneliatian ini diambil dari lokasi Perumahan Bhayangkara Kelurahan Beringin Jaya Kecamatan Kemiling, karena tanah pada lokasi tersebut merupakan tanah yang menjadi sampel pada penelitian terdahulu yang menjadi tinjauan penelitian kali ini. Bahan penelitian abu sekam

Tebal mold 0,5 cm Pengujian di lapangan

Pengujian di laboratorium dengan alat permeabilitas yang sama di lapangan

Tanah

dipadatkan

Pelat berlubang Batu pori

H Ht ? h

permukaan tanah

d

padi diambil dari Kelurahan Tanjung Seneng Kecamatan Way Kandis karena jarak tempuh pengambilan sampel tidak terlalu jauh dari lokasi pengujian dan pada lokasi tersebut memiliki limbah abu sekam padi yang cukup banyak.

C. Metode Pengambilan Sampel

1. Tanah

Pengambilan sampel tanah dilakukan dengan menggunakan tabung pipa diameter 4 inchi dengan kedalaman 15 cm. Lalu tabung ditutup rapat dengan lakban untuk menjaga kondisi tanah agar tidak mengalami penguapan dan untuk menjaga kadar air tanah agar tetap sama seperti kondisi di lapangan.

Gambar 8. Lokasi pengambilan sampel uji

2. Abu Sekam Padi

D. Data Sekunder

Data sekunder yang digunakan pada penelitian ini adalah hasil pengujian yang telah dilakukan pada penelitian terdahulu, yaitu:

1. Skripsi Randi, (2014) yang berjudul “Pengaruh Air Hujan Pada Tanah Lempung Terhadap Debit Sumur Resapan Berdasarkan Hasil Uji Permeabilitas Lapangan”.

2. Skripsi Setiawan, (2015) yang berjudul “ Studi dan Analisa Campuran Tanah Lempung dengan Abu Sekam Padi Terhadap Nilai Permeabilitas dengan Metode Falling Head”.

E. Data Primer

Data primer pada penelitian ini didapat dari pengujian sifat mekanik tanah yang dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Universitas Lampung berupa pengujian permeabilitas dengan menggunakan alat modifikasi permeabilitas lapangan di laboratorium metode Falling Head.

 Pengujian Permeabilitas

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui koefisien permeabilitas (k) tanah timbunan dengan metode Falling Head menggunakan alat modifikasi.

 Bahan-bahan

3. Air

 Peralatan

1. Alat modifikasi permeabilitas di laboratorium dengan metode Falling Head.

 Langkah kerja

1. Memadatkan sampel tanah pada mold dengan nilai pemadatan maksimum. 2. Meratakan permukaan sampel bagian atas dan bawah, kemudian memasang

batu pori pada bagian atas dan dasar tanah uji.

3. Menjenuhkan sampel tanah uji dengan merendam sampel kedalam air selama 24 jam.

4. Menyatukan alat uji permeabilitas dengan cara meyambungkan buret (pipa besi) dengan mold sampel tanah.

5. Memasang lem kaca pada tiap sambungan alat modifikasi. 6. Memasukkan air sebanyak 2 liter.

7. Mencatat ketinggian air awal (h1) dan tinggi air setelah waktu (t) yang ditentukan (h2).

F. Pengolahan dan Analisis Data

1. Pengolahan Data

Data-data yang diperoleh dari hasil penelitian di laboratorium diolah menurut klasifikasi data dengan menggunakan persamaan-persamaan dan rumus-rumus yang berlaku. Hasil dari pengolahan data tersebut diuraikan dalam bentuk tabel dan grafik.

2. Analisis Data

Dari rangkaian pengujian-pengujian yang dilaksanakan di laboratorium, maka :

a. Dari pengujian permeabilitas dengan menggunakan alat uji modifikasi permeabilitas, diperoleh nilai koefisien permeabilitas (k) laboratorium dari sampel tanah asli dan tanah yang telah dicampurkan abu sekam padi sebanyak 0%, 5% , 10%, dan 15%.

\

Ya Tidak

Ya

Gambar 9. Bagan Alir Penelitian

Mulai

Pendesainan alat uji modifikasi permeabilitas di laboratorium

Pengambilan sampel tanah asli di lapangan

Uji permeabilitas laboratorium dengan modifikasi alat laboratorium

Analisa hasil

Kesimpulan dan saran

Selesai

Mencampurkan sampel tanah asli dengan bahan additive abu sekam padi sebanyak 5%, 10%,

dan 15%

Pengambilan bahan additive abu sekam padi

Uji pemadatan

BAB V. KESIMPULAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian, analisis dan pembahasan yang dilakukan maka kesimpulan yang didapatkan adalah :

1. Dari uji permeabilitas dengan menggunakan alat modifikasi permeabilitas modifikasi Falling Head diperoleh data sebagai berikut :

a. Tanah Asli (S-0%)

Diperoleh nilai rata-rata permeabilitas tanah asli sebesar 3,46 x 10-6 cm/dtk. b. Tanah Campuran 5% Abu Sekam Padi (S-5%)

Diperoleh nilai rata-rata permeabilitas tanah campuran sebesar 6,38 x 10-6 atau meningkat sebesar 3,43 x 10-6 cm/dtk dari nilai permeabilitas tanah asli. c. Tanah Campuran 10% Abu Sekam Padi (S-10%)

d. Tanah Campuran 15% Abu Sekam Padi (S-15%)

Diperoleh nilai rata-rata permeabilitas tanah campuran sebesar 3,71 x 10-5 cm/dtk atau meningkat sebesar 36,15 x 10-6 cm/dtk dari nilai permeabilitas tanah asli.

2. Dari hasil perbandingan uji permeabilitas tanah asli dengan tanah campuran abu sekam padi yang telah dilakukan maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

a. Dari perbandingan tersebut didapat nilai permeabilitas tanah campuran abu sekam padi lebih besar daripada nilai permeabilitas tanah asli.

b. Unsur silika yang terkandung pada abu sekam padi menjadi faktor dari peningkatan nilai permeabilitas tanah campuran

c. Abu sekam padi tidak cocok digunakan sebagai campuran tanah untuk pembuatan konstruksi tanggul atau bangunan sipil lain yang memerlukan nilai permeabilitas yang kecil karena justru akan memperbesar nilai permeabilitas tanah.

3. Dari hasil perbandingan nilai permeabilitas yang didapat dengan menggunakan alat permeabilitas laboratorium dengan alat modifikasi lapangan menggunakan metode Falling Head, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut: a. Nilai permeabilitas yang didapat dari alat modifikasi lapangan cenderung

alat ini cukup lama, yaitu selama 240 menit (4 jam) dan menghabiskan waktu 1200 menit (20 jam) untuk menyelesaikan pembacaan.

b. Nilai permeabilitas yang didapat menggunakan alat modifikasi lapangan berbeda jauh dari alat permeabilitas laboratorium, sehingga alat ini masih jauh dari sempurna apabila digunakan dalam mencari nilai permeabilitas. c. Alat modifikasi permeabilitas Falling Head yang digunakan pada

penelitian ini dapat digunakan untuk alternatif dalam mencari nilai permeabilitas laboratorium apabila ada penelitian lebih lanjut dalam menentukan angka koreksi agar nilai permeabilitas yang didapat dari alat ini sama dengan alat permeabilitas pada umumnya.

B. Saran

Berdasarkan hasil pengujian, analisis dan pembahasan yang dilakukan maka saran yang dapat diberikan adalah :

1. Dalam pelaksanaan penelitian atau pengujian sampel sebaiknya menggunakan peralatan yang otomatis/digital untuk mendapatkan data yang lebih akurat dan konstan.

2. Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan memperhitungkan faktor penguapan yang terjadi di laboratorium dan perilaku aliran melalui pori-pori pada tanah lempung.

DAFTAR PUSTAKA

Bowles, Joseph E. Johan K. Helnim. 1991. Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah (Mekanika tanah). PT. Erlangga. Jakarta, 151 Halaman

Craig, R.F. 1991. Mekanika Tanah. PT. Erlangga. Jakarta, 374 Halaman Dunn, Anderson dan Kiefer. 1992. Dasar-dasar Analisis Geoteknik. IKIP Semarang Press. Semarang, 426 Halaman

D, Subardja. 2004. Petunjuk Teknis Pengamatan Tanah. Balai Penelitian Tanah. Puslitbang. Jakarta, 111 Halaman

Das, B. M. 1988. Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid I . PT. Erlangga. Jakarta, 281 Halaman

Hardiyatmo, H.C. 2001. Teknik Fondasi 1, Edisi II. Beta Offset. Yogyakarta, 93 Halaman

Randi, Hafidz. 2014. Pengaruh Air Hujan Pada Tanah Berlempung Terhadap Muka Air Hujan Berdasarkan Hasil Uji Permeabilitas Skripsi Universitas Lampung. Lampung, 83 Halaman

Setiawan, Dedi. 2015. Studi dan Analisa Campuran Tanah Lempung dan Abu Sekam Padi Terhadap Nilai Permeabilitas Dengan Alat Falling Head. Skripsi Universitas Lampung. Lampung , 74 Halaman

Lampung, Universitas. 2008. Buku Petunjuk Pratikum Mekanika Tanah I dan Mekanikan Tanah II. Laboratorium Mekanikan Tanah Jurusan Teknik Sipil Universitas Lampung. Lampung, 83 Halaman

Lampung, Universitas. 2011. Format Penulisan Karya llmiah Universitas Lampung. Universitas Lampung. Lampung, 60 Halaman

Sosrodarsono, S. Takeda, Kensaku. 1977. Bendungan Type Urugan. Pradnya Paramitha. Jakarta, 327 Halaman

http://www.ndu.edu.lb/academics/faculty_research/fe/jacques~harb/falling_head_permea bility_asce.pdf.