SAMPEL
DRY SIDE OF OPTIMUM
(KERING OPTIMUM)
DAN
WET SIDE OF OPTIMUM
(BASAH OPTIMUM) TANAH
ORGANIK
( Skripsi)
Oleh
ADE SETIAWAN
0915011097
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
ABSTRACT
THE EFFECT OF COMPRESSIVE STRENGTH AND SHEAR STRENGTH DRY SIDE OF OPTIMUM AND WET SIDE OF OPTIMUM (WET
OPTIMUM) ORGANIC SOIL SAMPLE
By:
ADE SETIAWAN
Organic soils causing many problems for the construction to be built on it, is generally caused by the physical properties of organic soils that have a very high water content and low carrying capacity, so that organic soils have less favorable properties for the construction of civil buildings. In this case, there should be a study of compressive strength and shear strength.
This research was conducted in the laboratory by making a sample of the results of a standard compaction, then the sample is done in Optimum condition Dry side of optimum and Wet side of optimum. On the Dry Side Of Optimum process, sample was given a reduction of 10% of the optimum water content, while the Wet Side Of Optimum given the addition of 10% of the optimum water content, then the sample is done soaking for 4 days after compaction testing standards.
The test results of compressive strength and shear strength shows a sample of soil behavior in an Optimum conditions better than the sample in Dry Side Of Optimum conditions and Wet Side Of Optimum. This is due to the pores of the soil Optimum conditions experienced stability and development of the soil is very minimum to occurs. Compressive strength and shear strength test is to measure how strong soil receiving compressive strength and shear strength given to the soil separated from the grains.
ABSTRAK
PENGARUH KUAT TEKAN DAN KUAT GESER PADA SAMPEL DRY SIDE
OF OPTIMUM (KERING OPTIMUM) DAN WET SIDE OF OPTIMUM
(BASAH OPTIMUM) TANAH ORGANIK
Oleh ADE SETIAWAN
Tanah organik menimbulkan banyak kendala bagi konstruksi yang akan dibangun di atasnya, pada umumnya diakibatkan oleh sifat-sifat fisik tanah organik yang mempunyai kandungan air yang sangat tinggi dan daya dukung rendah, sehingga tanah organik mempunyai sifat kurang menguntungkan bagi konstruksi bangunan sipil. Hal ini, perlu diadakan penelitian terhadap kuat tekan dan kuat geser.
Penelitian ini dilakukan di laboratorium dengan cara membuat sampel dari hasil pemadatan standar, kemudian sampel dilakukan dalam keadaan kondisi Optimum, Dry Side Of Optimum dan WetSide Of Optimum. Pada proses Dry Side Of Optimum
sampel diberi pengurangan 10% dari kadar air optimum, sedangkan pada Wet Side Of Optimum diberi penambahan 10% dari kadar air optimum, kemudian sampel dilakukan perendaman selama 4 hari setelah pengujian pemadatan standar.
Hasil pengujian kuat tekan dan kuat geser menunjukkan perilaku tanah dalam keadaan sampel kondisi Optimum lebih baik dari sampel kondisi Dry Side Of Optimum dan Wet Side Of Optimum. Hal ini disebabkan pada pori-pori tanah kondisi
Optimum mengalami kestabilan dan pengembangan tanah pun sangat minimum terjadi. Uji kuat tekan dan kuat geser ini mengukur seberapa kuat tanah menerima kuat tekan dan kuat geser yang diberikan sampai tanah tersebut terpisah dari butiran-butirannya.
PENGARUH KUAT TEKAN DAN KUAT GESER PADA
SAMPEL
DRY SIDE OF OPTIMUM
(KERING OPTIMUM)
DAN
WET SIDE OF OPTIMUM
(BASAH OPTIMUM) TANAH
ORGANIK
Oleh
ADE SETIAWAN
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Ade Setiawan lahir di Bandar Lampung, pada tanggal 16 September 1990, merupakan anak kedua dari pasangan Bapak Alfakar, BA (Alm) dan Ibu Suhainah S.Pd. Penulis memiliki tiga orang saudara bernama Alfiandri, Konita dan Dodi Maulana.
Penulis menempuh pendidikan dasar di SDN 1 Rawa Laut Bandar Lampung, yang diselesaikan pada tahun 2003. Pendidikan tingkat pertama ditempuh di Mts.N 2 Sukarame yang diselesaikan pada tahun 2006. Kemudian melanjutkan pendidikan tingkat atas di SMA Al-Azhar 3 Bandar Lampung yang diselesaikan pada tahun 2009.
MOTO
“
Jangan Pernah Menyerah Sebelum Mencoba
”
“
Pengetahuan tidaklah cukup; kita harus mengamalkannya. Niat tidaklah
cukup; kita harus melakukannya
”
(Johann Wolfgang von Goethe)
“
Raihlah ilmu, dan untuk meraih ilmu be
lajarlah untuk tenang dan sabar”
(
Khalifah ‘Umar
)
“Hidup adalah pengorbanan, karena hidup tidak akan mencapai kesuksesan
tanpa suatu pengorbanan”
“Jangan pernah menyerah pada nasib karena Allah tidak akan merubah
nasib
seseorang kecuali kita yang merubahnya sendiri”
“Sesungguhnya dibalik kesukaran itu ada kemudahan”
(Al-Quran : Al-ayat)
Persembahan
Sebuah karya kecil buah pemikiran dan kerja keras untuk,
Ayahandaku tercinta Alfakar, BA (Alm)
Ibundaku tercinta Suhainah, S.Pd
Kakanda Alfiandri, S.ST
Adinda Konita Lutfiana
Ananda Dodi Maulana
Serta saudara seperjuangan Teknik Sipil Angkatan 2009
SIPIL JAYA !!!!!
SANWACANA
Alhamdulillahi Robbil ‘Alamin, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah
Subhanahu Wa Ta’ala yang senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga skripsi dengan judul Pengaruh Kuat Tekan dan Kuat Geser Pada Sampel
Dry Side Of Optimum (kering Optimum) dan Wet Side Of Optimum (Basah
Optimum) Tanah Organik dapat terselesaikan. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk meraih gelar Sarjana Teknik pada program reguler Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa pada penulisan skripsi ini masih banyak terdapat kekurangan dan kesalahan, oleh sebab itu penulis mohon maaf dan mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang setulusnya kepada :
1. Bapak Prof. Drs. Suharno, M.sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
ii
3. Bapak Iswan S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I atas waktu dan kesabarannya selama proses bimbingan, sehingga skripsi ini dapat dibuat dan diselesaikan.
4. Setyanto, M.T. selaku Bapak Ir. Dosen Pembimbing II atas arahannya dalam penyusunan skripsi ini yang membuat skripsi ini menjadi lebih baik.
5. Bapak Ir. Idharmahadi Adha, M.T. selaku Dosen Penguji atas kritik membangun, serta argumentasinya yang mendorong penulis untuk terus belajar dan penulis yakin beliau melakukannya untuk membuat penulis menjadi seseorang yang lebih baik.
6. Ibu Ir. Laksmi Irianti, M.T. selaku Dosen Pembimbing Akademis.
7. Seluruh Dosen dan Karyawan Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung, untuk segala dedikasinya yang telah membantu penulis dalam proses pendidikan. Penulis bahkan sadar ucapan terima kasih tidak akan cukup untuk menggambarkan dedikasi dan pengabdian beliau-beliau terhadap perkembangan pendidikan penulis.
8. Seluruh karyawan di laboratorium Mekanika Tanah Universitas Lampung, Mas Pardin, Mas Miswanto, Mas Budi, Mas Bayu dan Mas Andi yang telah memberikan bantuan dan bimbingan selama penulis melakukan penelitian.
10. Rekan-rekan seperjuangan vegas, Wenny, Dedy K, Dobir, Iqbal, Reza, Nay, Armen, Willy, Rambe, Datuk, Kiki, Paul, Owob, Pepeng, Badrun, Iduy, Uwak, Teguh, Jajuli, Roy, Sarkis, Budi, Jadot, Damar, Ciguk, Singgih, K327 dan Ocnop semoga kita semua berhasil menggapai impian. Amin.
11. Tema-teman angkatan 2009 yang tidak pernah bosan untuk memotivasi dan dimotivasi penulis agar terus berusaha.
12. Seluruh keluarga besar Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung yang tergabung dalam HIMATEKS
Akhir kata, Penulis menyadari skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, akan tetapi dengan sedikit harapan semoga skripsi ini dapat berguna dan bermafaat bagi kita semua. Amin.
Bandar Lampung, Maret 2015 Penulis,
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN PENGESAHAN
SANWACANA ... i
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR NOTASI ... xiv
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Batasan Masalah ... 4
C. Lokasi ... 5
D. Tujuan Penelitian ... 5
E. Manfaat Penelitian ... 6
II. TINJAUAN PUSTAKA A. Tanah ... 7
B. Klasifikasi Tanah ... 9
C. Tanah Organik ... 13
D. Sifat – sifat Fisik Tanah ... 16
F. Pengeringan dan Pembasahan ... 20
G. Kuat Tekan ... 21
H. Kuat Geser Tanah ... 22
III. METODE PENELITIAN A.Sempel Tanah ... 26
B.Metode Pengambilan Sampel .………. 27
C.Pelaksanaan Pengujian Di Laboratorium ... 28
1. Pengujian Sifat Kimia Tanah ... 28
a. Kadar Abu ... 28
b. Kadar Organik ... 28
c. Kadar Serat ... 30
2. Pengujian Sifat Fisik Tanah ... 31
a. Kadar Air ... 31
b. Berat Volume ... 32
c. Berat Jenis ... 32
d. Batas Cair ... 33
e. Batas Plastis ... 34
f. Analisis Saringan ... 35
g. Uji Pemadatan ……….. 37
h. Pengujian Kuat Tekan Bebas ... 39
vi
D. Pengolahan dan Analisis Data ... 45
1. Pengolahan Data ……….. 45
2. Analisis Data ……….... 45
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Uji Fisik ... 48
1. Analisa Hasil Pengujian Kadar Air ... 49
2. Analisa Hasil Pengujian Berat jenis ... 49
3. Analisa Hasil Pengujian Berat volume ... 50
4. Uji Analisa Saringan ... 51
5. Uji Batas Atterberg……….. 53
6. Data Hasil Pengujian Pemadatan Tanah ... 54
B. Uji Kimia ... 55
1.Kadar Organik ………. 55
2.Kadar Abu ……..……… ... 56
3.Kadar Serat ……….. 56
C.Klasifikasi Tanah ... 56
D.Analisis Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Perendaman 4 hari ... 58
E. Analisis Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Tanpa Perendaman ... 62
F. Analisis Hasil Pengujian Kuat Geser Langsung Perendaman 4 Hari …… ... 66
G.Analisis Hasil Pengujian Kuat Geser Langsung Tanpa Perendaman .………. 75
I. Korelasi Kuat Tekan Bebas Dilakukan Perendaman 4 Hari Dengan
Berat Volume Kering (γd) ……… 85 J. Korelasi Kuat Geser Langsung Dilakukan Perendaman 4 Hari Dengan
Berat Volume Kering (γd) ………... 87 K.Grafik Hubungan Kuat Tekan Dengan Kuat Geser Tanpa Rendaman ……... 88
IV. PENUTUP
A.Simpulan ... 91 B.Saran ………. 93
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Klasifikasi Tanah Unified Soil Classification System(Bowles, 1991) ... 11
2. Sistem Klasifikasi Tanah Unified Soil Classification System (USCS) ... 12
3. Penggolongan Tanah Berdasarkan Kandungan Organik ... 16
4. Hubungan Antara Sifat Mekanis Tanah Dengan Tekanan Bebas ……….. 21
5. Hasil Pengujian Sifat Fisik Tanah Organik ... 48
6. Hasil Pengujian Berat Jenis (Gs) Tanah Asli ……….. 49
7. Hasil Pengujian Berat Volume Tanah Asli ... 50
8. Hasil Pengujian Analisis Saringan ... 51
9. Hasil Pengujian Batas Atterberg Tanah Asli ... 53
10.Hasil Uji Kadar Organik ... 55
11.Hasil Uji Kadar Abu ... 56
12.Hasil Uji Kadar Serat ... 56
13.Perhitungan Nilai Kuat Tekan Bebas Kondisi Wet Side Of Optimum perendaman 4 hari ... 58
14.HasilPengujian Kuat Tekan Bebas Pada Sampel Tanah Kondisi Optimum Perendaman 4 hari ... 59
15.HasilPengujian Kuat Tekan Bebas Pada Sampel Kondisi Dry Side Of Optimum Perendaman 4 Hari ... 60
17.Perhitungan Nilai Kuat Tekan Bebas Kondisi Wet Side Of Optimum
Tanpa Perendaman ……….. 62
18.Perhitungan Nilai Kuat Tekan Bebas Pada Sampel Tanah Kondisi
Optimum Tanpa Perendaman ... 63 19.Perhitungan Nilai Kuat Tekan Bebas Pada Sampel Kondisi
Dry Side Of Optimum Tanpa Perendaman ... 64 20.Nilai Rata-Rata Kuat Tekan Bebas (qu) Tanpa Perendaman …………... 65 21.Pengujian Kuat Geser Langsung Pada Sampel A1 Tanah Dalam Kondisi
Wet Side Of Optimum Perendaman 4 Hari ... 66 22.Pengujian Kuat Geser Langsung Pada Sampel A2 Tanah Dalam Kondisi
Wet Side Of Optimum Perendaman 4 Hari ... 67 23.Pengujian Kuat Geser Langsung Pada Sampel A3 Tanah Dalam Kondisi
Wet Side Of Optimum Perendaman 4 Hari ... 67 24.Pengujian Kuat Geser Langsung Pada Sampel B1 Tanah Dalam Kondisi
Dry Side Of Optimum Perendaman 4 Hari ... 68 25.Pengujian Kuat Geser Langsung Pada Sampel B2 Tanah Dalam Kondisi
Dry Side Of Optimum Perendaman 4 Hari ... 69 26.Pengujian Kuat Geser Langsung Pada Sampel B3 Tanah Dalam Kondisi
Dry Side Of Optimum Perendaman 4 Hari ... 69 27.Pengujian Kuat Geser Langsung Pada Sampel C1 Tanah Kondisi
Optimum Perendaman 4 Hari ... 70 28.Pengujian Kuat Geser Langsung Pada Sampel C2 Tanah Dalam Kondisi
x
Optimum Perendaman 4 Hari ... 71 30.Hasil Pengujian Rata-Rata Kuat Geser Langsung Kondisi Perendaman
4 Hari ... 72
31.Hasil Pengujian Kohesi dan Sudut Geser Dalam φ Kondisi Perendaman
4 Hari ... 74 32.Pengujian Kuat Geser Langsung Pada Sampel A1 Tanah Dalam Kondisi
Wet Side Of Optimum Tanpa Perendaman ... 75 33.Pengujian Kuat Geser Langsung Pada Sampel A2 Tanah Dalam Kondisi
Wet Side Of Optimum Tanpa Perendaman ………... 76
34.Pengujian Kuat Geser Langsung Pada Sampel A3 Tanah Dalam Kondisi
Wet Side Of Optimum Tanpa Perendaman ... 77
35.Pengujian Kuat Geser Langsung Pada Sampel B1 Tanah Dalam Kondisi
Dry Side Of Optimum Tanpa Perendaman ... 77
36.Pengujian Kuat Geser Langsung Pada Sampel B2 Tanah Dalam Kondisi
Dry Side Of Optimum Tanpa Perendaman ... 78
37.Pengujian Kuat Geser Langsung Pada Sampel B3 Tanah Dalam Kondisi
Dry Side Of Optimum Tanpa Perendaman ... 79
38.Pengujian Kuat Geser Langsung Pada Sampel C1 Tanah Dalam Kondisi
Optimum Tanpa Perendaman ... 79
Optimum Tanpa Perendaman ... 80
40.Pengujian Kuat Geser Langsung Dada Sampel C3 Tanah Dalam Kondisi
Optimum Tanpa Perendaman ... 81
41.Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Dengan Kuat Geser Langsung Yang
Dilakukan Perendaman 4 Hari ... 82
42.Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas dan Sudut Geser Dalam (φ)
Dilakukan Perendaman 4 Hari. ... 84 43.Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Perendaman 4 Hari
Dengan Berat Volume Kering ... 85 44.Hasil Pengujian Kuat Geser Langsung Dilakukan Perendaman 4 Hari
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Lokasi Rawa Sragi, Lampung Timur ... 26 2. Pengambilan Sampel Tanah Terganggu ... 27 3. Alat uji Kuat Tekan Bebas ... 40 4. Alat Uji Kuat Geser Langsung ... 42 5. Diagram Alir Penelitian ... 47 6. Grafik Hasil Analisa Saringan ... 52 7. Grafik Kadar Air Optimum Tanah Asli ... 54 8. Grafik Nilai Kuat Tekan Bebas Rat-Rata Dengan Kadar air dilakukan
Perendaman 4 hari ... 61 9. Grafik Nilai Kuat Tekan Bebas Rat-Rata Dengan Kadar air Tanpa
Perendaman ... 65
10.Grafik Hubungan Antara Tegangan Normal Dan Tegangan Geser Pada Kondisi Basah, Kering dan Optimum Perendaman 4 Hari ... 73 11.Grafik Hubungan Antara Kohesi Dengan Sudut Geser Dalam φ
Kondisi Perendaman 4 Hari ... 74 12.Grafik Korelasi Kuat Tekan Bebas Dengan Kohesi Tanah yang
Tanah Dilakukan Perendaman 4 Hari ... 83 14.Grafik Korelasi Kuat Tekan Bebas Dan Sudut Geser Dalam
Dilakukan Perendaman 4 Hari ... 84 15.Grafik Korelasi Kuat Tekan Bebas Tanah Perendaman 4 Hari
Dengan Berat Volume Kering ... 86 16.Grafik Korelasi Kuat Geser Maksimum Tanah dilakukan Perendaman 4 Hari
Dengan beret Volume Kering ... 87 17.Grafik Korelasi Kuat Tekan Bebas Dengan Kuat Geser Maksimum Tanah
Tanpa Perendaman ... 89 18.Hubungan Kadar Air Dengan Nilai Kohesi Hasil Pengujian Direct Shear Test
Pada Kondisi Perendaman dan Tanpa Perendaman ... 89 19.Hubungan Kadar Air Dengan Nilai Sudut Geser Langsung Pada Kondisi
DAFTAR NOTASI
γ = Berat Volume
γu = Berat Volume Maksimum
ω = Kadar Air
Gs = Berat Jenis LL = Batas Cair PI = Indeks Plastisitas PL = Batas Plastis
q = Persentase Berat Tanah yang Lolos Saringan Ww = Berat Air
Wc = Berat Container
Wcs = Berat Container + Sampel Tanah Sebelum dioven Wds = Berat Container + Sampel Tanah Setelah dioven Wn = Kadar Air Pada Ketukan ke-n
W1 = Berat Picnometer
W2 = Berat Picnometer + Tanah Kering W3 = Berat Picnometer + Tanah Kering + Air W4 = Berat Picnometer + Air
Wci = Berat Saringan
Wai = Berat Tanah Tertahan
H = Pengembangan Akibat Peningkatan Air
H1 = Tinggi Benda Uji Sebelum Penambahan Air H2 = Tinggi Benda Uji Setelah Penambahan Air C = Kohesi
Φ = Sudut Geser Dalam
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam pembangunan konstruksi sipil, pekrjaan Teknik Sipil tidak akan lepas kaitannya dalam tanah, dimana tanah merupakan material yang sangat berpengaruh pada berbagai macam pekerjaan konstruksi ataupun sebagai tempat diletakkannya struktur. Dalam hal ini, tanah berfungsi sebagai penahan beban akibat konstruksi di atas tanah yang harus bisa memikul seluruh beban bangunan dan beban lainnya yang turut diperhitungkan, kemudian dapat meneruskannya ke dalam tanah sampai ke lapisan atau kedalaman tertentu. Sehingga kuat atau tidaknya bangunan/konstruksi itu juga dipengaruhi oleh kondisi tanah yang ada. Salah satu tanah yang biasa ditemukan pada suatu konstruksi yaitu jenis tanah organik/gambut.
Sehingga tanah organik mempunyai sifat kurang menguntungkan bagi konstruksi bangunan sipil. Maka pembangunan konstruksi pada lokasi tanah organik mempunyai banyak kendala, karena penyelidikan dan penelitian memadai untuk mengetahui karakteristik serta perilaku tanah organik belum cukup dilakukan, maka diharapkan dari penelitian ini dapat menambah pengetahuan tentang pengaruh kuat tekan dan kuat geser pada tanah organik.
Pada tanah organik memiliki sifat dan karakteristik yang sangat berbeda dengan tanah lempung. Untuk mengetahui karakteristik kimia tanah organik pula diperlukan pengujian - pengujian kadar organik, kadar abu, dan kadar serat, sebagai pertimbangan untuk mengetahui karakteristik tanah organik. Berbagai penyelidikan terhadap daya dukung tanah gambut menunjukkan bahwa daya dukungnya bahkan lebih rendah dari soft clay (Jelisic & Leppanen, 1992).
Ada yang yang baik untuk bangunan dan ada pula tanah yang kurang baik untuk bangunan. Pada keadaan tertentu tanah mengalami kondisi basah dan kering yang membuat struktur tanah mengalami tidak stabil. Dalam penelitian ini maka pemadatan merupakan langkah awal untuk mengetahui perilaku tanah organik pada kondisi kering optimum, basah optimum dan kondisi optimum.
3
dari suatu tanah organik. Tanah organik tergolong jenis tanah yang mempunyai daya dukung yang rendah.
Bilamana ini terjadi konstruksi akan dibangun mempunyai beban relative merata seperti jalan, maka salah satu alternatif untuk memperbaiki tanah organik tersebut sebelum mendirikan bangunan di atasnya adalah mempelajari perilaku – perilaku tanah organik setelah mendapatkan penambahan beban. Untuk mengetahui perilaku sifat tanah organik/gambut maka dilakukan suatu penelitian dengan melakukan pengujian kuat tekan dan kuat geser. Sehingga apabila dalam pengujian menerima tegangan geser, tanah akan mengalami distorsi dan apabila distorsi yang terjadi cukup tinggi maka partikel-partikelnya akan terpeleset satu sama lain dan tanah akan dikatakan gagal dalam geser. Dalam arah vertikal semua jenis tanah daya dukung terhadap tegangan tarik sangat kecil atau bahkan tidak mampu sama sekali, unsur-unsur tarikan jarang sekali terjadi dalam geser. Kekuatan geser dari gambut berbeda dengan kekuatan geser dari tanah lunak. Hal ini disebabkan antara lain oleh kadar serat yang dimiliki oleh gambut sehingga kekuatan geser maksimumnya akan terjadi pada regangan geser yang besar (Termaat, 1994).
Dalam penelitian ini, untuk mencari kuat tekan (Unconfined Compresion Test)
Tegangan-regangan bergantung pada sifat tanah bila diberi beban, artinya dalam hitungan tegangan didalam tanah, tanah dianggap bersifat homogen, elastis, isotropis dan terdapat hubungan linier antara tegangan dan regangan. Apabila kebanyakan bahan teknik terdapat hubungan antara tegangan dan regangan untuk setiap peningkatan tegangan terjadi peningkatan regangan yang sebanding sebelum batas tegangan tercapai. Jika tegangan mencapai nilai batas, hubungan regangan tidak lagi proposional dengan tegangan.
Permasalahan yang akan dikaji dalam penelitian ini adalah bagaimanakah Pengaruh Kuat Tekan Dan Kuat Geser Pada Sampel Dryside Of Optimum
(Kering Optimum) Dan Wetside Of Optimum (Basah Optimum) Pada tanah Organik.
B. Batasan Masalah
Pada penelitian ini lingkup pembahasan dan masalah yang akan dianalisis dibatasi dengan:
1. Sampel tanah yang diuji menggunakan material tanah organik. Sampel tanah organik ini mengacu pada penelitian sebelumnya oleh Anton Sangaji Fakultas Teknik Universitas Lampung, 2014. Dari penelitian tersebut tanah organik didapat dari Desa Pasir Gedong Kelurahan Benteng Sari, Kecamatan Jabung, Kabupaten Lampung Timur.
2. Pengujian karakteristik kimia tanah : a. Pengujian kadar serat.
5
3. Pengujian sifat fisik tanah yang dilakukan adalah: a. Pengujian kadar air
b. Pengujian berat volume c. Pengujian analisa saringan d. Pengujian berat jenis e. Pengujian batas atterberg
4. Pengujian sifat mekanik tanah yang dilakukan adalah: Pengujian kuat tekan dan kuat geser.
C. Lokasi
1. Pengujian sifat fisik tanah untuk menentukan karakteristik tanah organik dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Universitas Lampung.
2. Pengujian sifat kimia tanah untuk menentukan karakteristik tanah organik serta kandungan organik tanah dilakukan di Laboratorium Tanah Polinela (Politeknik Negeri Lampung)
3. Pengujian kuat tekan dan kuat geser pada tanah organik dilkakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Universitas Lampung
D. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
2. Untuk mengetahui perilaku tanah organik dengan melakukan pengujian kuat geser tanah pada kondisi Dry Side Of Optimum dan Wet Side Of Optimum.
3. Untuk melihat perbandingan nilai pengujian kuat tekan dan kuat geser tanah dengan kondisi Dry Side Of Optimum dan Wet Side OfOptimum pada tanah organik.
E. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan mempunyai manfaat antara lain :
1. Sebagai bahan pertimbangan bagi para engineer bidang teknik sipil untuk penerapan di lapangan khususnya pondasi pada tanah yang kurang baik. 2. Sebagai bahan untuk penelitian lanjutan dalam bidang teknologi material. 3. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan sumbangan kepada ilmu
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Tanah
Tanah adalah material yang terdiri dari butiran mineral-mineral padat yang tidak terikat secara kimia satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel padat tersebut (Das, 1988). Selain itu dalam arti lain tanah merupakan akumulasi partikel mineral atau ikatan antar partikelnya, yang terbentuk karena pelapukan dari batuan (Craig,1991).
Menurut ASTM D2607-69 dalam Farni.I., (1996), Istilah tanah gambut hanya berhubungan dengan bahan organik berasal dari proses geologi selain batubara. Terbentuk dari tumbuhan-tumbuhan yang telah mati, berada didalam air dan hampir tidak ada udara didalamnya, terjadi dirawa-rawa dan mempunyai kadar abu tidak lebih 25% berat kering. Dengan demikian rawa merupakan tempat pembentukan tanah gambut, dipengaruhi oleh iklim, hujan, peristiwa pasang surut, jenis vegetasi rawa, topografi serta beberapa aspek geologi serta hidrologi daerah setempat.
Tanah menurut Bowles (1989) adalah campuran partikel-partikel yang terdiri dari salah satu atau seluruh jenis berikut :
1. Berangkal (Boulders) adalah potongan batuan batu besar, biasanya lebih besar dari 250 mm sampai 300 mm dan untuk kisaran ukuran-ukuran 150 mm-250 mm, fragmen batuan ini disebut kerakal (cobbles/pebbles).
2. Pasir (sand) adalah partikel batuan yang berukuran 0,074 mm–5 mm, yang berkisar dari kasar (3 mm–5 mm) sampai halus (< 1 mm).
3. Lanau (silt) adalah partikel batuan yang berukuran dari 0,002 mm–0,074 mm. Lanau dan lempung dalam jumlah besar ditemukan dalam deposit yang disedimentasikan ke dalam danau atau di dekat garis pantai pada muara sungai.
4. Lempung (clay) adalah partikel yang berukuran lebih dari 0,002 mm, partikel ini merupakan sumber utama dari kohesi dari tanah yang kohesif. 5. Koloid (colloids) adalah partikel mineral yang diam, berukuran lebih dari
0,01 mm.
6. Kerikil (gravel), partikel batuan yang berukuran 5 mm sampai 150 mm.
9
Adapun menurut para ahli teknik sipil, tanah dapat didefinisikan sebagai :
1. Tanah adalah kumpulan butiran (agregat) mineral alami yang bisa dipisahkan oleh suatu cara mekanik bila agregat termaksud diaduk dalam air (Terzaghi, 1987).
2. Tanah adalah akumulasi partikel mineral yang tidak mempunyai/lemah ikatan antar partikelnya, yang terbentuk karena pelapukan dari batuan (Craig, 1987)
3. Tanah adalah material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang terikat secara kimia satu dengan yang lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (partikel padat) disertai zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara parikel-partikel padat tersebut (Das, 1995).
4. Secara umum tanah terdiri dari tiga bahan, yaitu butir tanahnya sendiri serta air dan udara yang terdapat dalam ruangan antar butir-butir tersebut (Wesley, 1997).
B . Klasifikasi Tanah
dengan perilaku umum dari tanah tersebut. Tanah-tanah yang dikelompokkan dalam urutan berdasarkan suatu kondisi fisik tertentu. Tujuan klasifikasi tanah adalah untuk menentukan kesesuaian terhadap pemakaian tertentu, serta untuk menginformasikan tentang keadaan tanah dari suatu daerah kepada daerah lainnya dalam bentuk berupa data dasar. Jenis dan sifat tanah yang sangat bervariasi ditentukan oleh perbandingan banyak fraksi-fraksi, sifat plastisitas butir halus. Klasifikasi bermaksud membagi tanah menjadi beberapa golongan tanah dengan kondisi dan sifat yang serupa diberi simbol nama yang sama.
Ada cara klasifikasi yang umum yang digunakan :
1. Sistem Klasifikasi Unified Soil Classification System (USCS)
Sistem ini pada awalnya diperkenalkan oleh Casagrande (1942) untuk dipergunakan pada pekerjaan pembuatan lapangan terbang yang dilaksanakan oleh The Army Corps of Engineers (Das, 1995). Sistem klasifikasi USCS mengklasifikasi tanah ke dalam dua kategori utama yaitu :
11
b. Tanah berbutir halus (fire-grained-soil), yaitu: tanah di mana lebih dari 50 % berat total contoh tanah lolos saringan No. 200, yaitu tanah berlanau dan berlempung. 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.
Tabel 1. Sistem klasifikasi tanah Unified Soil Classification System (Bowles, 1991)
Jenis Tanah Prefiks Sub Kelompok Sufiks
Kerikil G Gradasi Baik W
Gradasi Buruk P
Pasir S Berlanau M
Berlempung C
Lanau M
Lempung C wL < 50% L
Organik O wL > 50% H
Tabel 2. Sistem Klasifikasi UnifiedSoil Classification System (USCS)
Sumber : Hary Christady, 1996.
Divisi Utama Simbol Nama Umum Kriteria Klasifikasi
Ta na h be rb ut ir ka sa r≥ 5 0 % b u ti ra n te rt ah an s ari n g an N o . 2 00 K eri k il 5 0 % ≥ fra ks i k as ar te rt ah an s ari n g an N o . 4 K eri k il b ers ih (h an y a ke ri k il
) GW
Kerikil bergradasi-baik dan campuran kerikil-pasir, sedikit atau sama sekali tidak mengandung butiran halus
K la si fi k as i b erd as ark an p ro se n ta se b u ti ra n h al u s ; K u ra n g d ari 5 % l o lo s sa ri n g an n o .2 0 0 : G M , G P , S W , S P . L eb ih d ari 1 2 % l o lo s sa ri n g an n o .2 0 0 : G M , G C , S M , S C. 5 % 1 2 % l o lo s sa ri n g an N o .2 00 : Ba ta sa n k la si fi k as i y an g m em pu n y ai s im b o l d ob el
Cu = D60 > 4
D10
Cc = (D30)2 Antara 1 dan 3
D10 x D60
GP
Kerikil bergradasi-buruk dan campuran kerikil-pasir, sedikit atau sama sekali tidak mengandung butiran halus
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk GW K eri k il d en g an Bu ti ra n h al u
s GM
Kerikil berlanau, campuran kerikil-pasir-lanau
Batas-batas Atterberg di bawah garis A atau PI < 4
Bila batas Atterberg berada didaerah arsir dari diagram plastisitas, maka dipakai dobel simbol GC Kerikil berlempung, campuran
kerikil-pasir-lempung
Batas-batas Atterberg di bawah garis A atau PI > 7
Pa sir ≥ 50 % fra k si k as ar lo lo s sa ri n g an N o . 4 P as ir b ers ih (h an y a p as ir) SW
Pasir bergradasi-baik , pasir berkerikil, sedikit atau sama sekali tidak mengandung butiran halus
Cu = D60 > 6
D10
Cc = (D30)2 Antara 1 dan 3
D10 x D60
SP
Pasir bergradasi-buruk, pasir berkerikil, sedikit atau sama sekali tidak mengandung butiran halus
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk SW P as ir d en g an b u ti ra n h al u s
SM Pasir berlanau, campuran pasir-lanau
Batas-batas Atterberg di bawah garis A atau PI < 4
Bila batas Atterberg berada didaerah arsir dari diagram plastisitas, maka dipakai dobel simbol SC Pasir berlempung, campuran
pasir-lempung
Batas-batas Atterberg di bawah garis A atau PI > 7
T an ah b erb u ti r h al u s 50 % a ta u l eb ih l o lo s ay ak an N o . 2 00 L an au d an l em pu n g ba ta s c ai r ≤ 5 0 % ML
Lanau anorganik, pasir halus sekali, serbuk batuan, pasir halus berlanau atau berlempung
Diagram Plastisitas:
Untuk mengklasifikasi kadar butiran halus yang terkandung dalam tanah berbutir halus dan kasar. Batas Atterberg yang termasuk dalam daerah yang di arsir berarti batasan klasifikasinya menggunakan dua simbol.
60
50 CH
40 CL
30 Garis A CL-ML
20
4 ML ML atau OH
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Garis A : PI = 0.73 (LL-20) CL
Lempung anorganik dengan plastisitas rendah sampai dengan sedang lempung berkerikil, lempung berpasir, lempung berlanau, lempung “kurus” (lean clays)
OL
Lanau-organik dan lempung berlanau organik dengan plastisitas rendah L an au d an l e m pu ng b at as ca ir ≥ 50 % MH
Lanau anorganik atau pasir halus diatomae, atau lanau diatomae, lanau yang elastis
CH
Lempung anorganik dengan plastisitas tinggi, lempung “gemuk” (fat clays)
OH
Lempung organik dengan plastisitas sedang sampai dengan tinggi
Tanah-tanah dengan kandungan organik sangat tinggi
PT
Peat (gambut), muck, dan tanah-tanah lain dengan kandungan organik tinggi
Manual untuk identifikasi secara visual dapat dilihat di ASTM Designation D-2488
Ba ta s P la st is (% )
13
C. Tanah Organik
Di Indonesia tanah organik ( Organosol) secara umum dinamakan tanah gambut (Veen, Peat). Jenis tanah ini mengandung bahan organik sedemikian banyaknya, sehingga tidak mengalami perkembangan profil ke arah terbentuknya horizon-horizon yang berbeda, berwarna coklat kelam sampai hitam, berkadar air tinggi dan bereaksi asam (pH 3-5)
Tanah organik memiliki tekstur terbuka dimana selain pori-pori makro, tekstur tanah organik juga didominasi oleh pori-pori mikro yang berada di dalam serat-serat organik. Dengan sistem pori ganda dan tingkat homogenitas yang tidak merata tersebut, serta berat isi tanah yang mendekati berat isi air, maka masalah pemampatan (compressibility) yang besar bisa mengakibatkan penurunan (settlement) yang besar juga. Selain itu karena tanah organik ini sangat lembek pada umumnya mempunyai daya dukung (bearing capacity)
yang rendah. Tanah jenis ini umumnya mudah mengalami penurunan yang besar. perilaku tanah organik sangat tergantung pada kadar organik (organic content), kadar abu (ash content), kadar serat (fibrous content). Makin tinggi kandungan organiknya makin rendah daya dukungnya (bearing capacity) dan kekuatan gesernya (shear strength).
ukuran, bentuk, dan sifat fisik serta kimia dari partikel gambut. Sampai saat ini, penelitian gambut dibidang teknik sipil masih sangat sedikit sekali dilakukan di Indonesia. Sehingga pengetahuan tentang gambut masih sangat sedikit sekali. Oleh karena itu, pemecahan dengan metode yang benar dan tepat adalah sangat diharapkan agar konstruksi yang dibangun dapat berdiri dengan kuat dan aman. Di dalam rekayasa geoteknik telah lama dikenal beberapa cara bagaimana memanfaatkan tanah asli yang memenuhi syarat sebagai material konstruksi, misalnya pada tanah lunak, gambut dan sebagainya. Hasil dari upaya rekayasa tersebut didapat keadaan tanah dengan daya dukung yang lebih baik serta sifat-sifat lainnya yang positif dilihat dari sudut pandang konstruksi. Sehingga sifat-sifat dan karakteristik tanah tersebut menjadi memadai sebagai material konstruksi.
a. Hubungan Antara Morfologi dan Sifat-Sifat Gambut :
Hoobs memperlihatkan bahwa sifat-sifat gambut merupakan hasil dari proses morfologis, yang memberikan beberapa hubungan sebagai berikut: 1. Akibat pengaruh seratnya, stabilitas sepertinya bukan masalah pada gambut rancah berserat yang permeabel, sementara bila dilihat pada gambut rumput yang kurang permeabel, plastik, dan sangat berhumus, maka kestabilan dan laju pembebanan merupakan pertimbangan yang paling penting.
15
3. Napal dan lumpur pendukungnya merintangi penyidikan, menyulitkan pemantauan, yang mengakibatkan bahaya pada pekerjaan teknik. 4. Stratifikasi pada gambut rumput sepertinya relatif mendatar.
Digabungkan dengan penghumusan yang tinggi dan permeabilitas yang kurang, drainase tegak mungkin memiliki penggunaan yang bermanfaat dalam mempercepat lendutan-pampat primer. Sedangkan gambut rancah sering memiliki drainase tegak alami dalam bentuk
betting cotton-grass berlajur sehingga drainase tegak mungkin saja terbukti tidak efisen.
5. Permukaan batas antara gambut lumut sangat lapuk dan terlestarikan baik, yang disebabkan oleh pergeseran iklim menyebabkan stratigrafi berlapis yang sangat berbeda jika dibandingkan dengan karakteristik tegak yang diakibatkan oleh pertumbuhan mendatar. Keadaan hidrolik
anistropi akan terjadi. Satu permukaan berulang umumnya akan muncul dan akan cenderung bertindak sebagai akuiklud mendatar pada drainase tegak dan tekanan pori akan terbebas pada waktu pekerjaan teknik berlangsung (Horison Weber-Grenz).
6. Rancah selubung umumnya tidak memiliki suatu dasar yang berupa lempung lunak yang secara normal terkonsolidasi.
b.Identifikasi Geoteknik dan Penggolongan Tanah Organik
Terdapat dua sistem penggolongan utama yang dilakukan, yakni sistem penanggulangan AASHTO (metode AASHTO M 145 atau penandaan ASTM D-3282) dan sistem penggolongan tanah bersatu (penandaan ASTM D-2487). Berdasarkan sistem klasifikasi USCS maka tanah pada desa Pasir Gedong Kelurahan Benteng Sari Kecamatan Jabung merupakan jenis tanah berbutir halus yang digunakan termasuk kedalam kelompok OH yaitu tanah organik (Anton Sangaji, UNILA, 2014). Dalam metode AASHTO, tidak tercantum untuk gambut dan tanah yang organik, sehingga ASTM D-2487 harus digunakan sebagai langkah pertama pada pengidentifikasian gambut.
Tabel 3. Penggolongan tanah berdasarkan kandungan organik.
KANDUNGAN ORGANIK KELOMPOK TANAH
≥ 75 % GAMBUT
25 % - 75 % TANAH ORGANIK
≤ 25 %
TANAH DENGAN KANDUNGAN
ORGANIK RENDAH
(SUMBER : PEDOMAN KONSTRUKSI JALAN DI ATAS TANAH GAMBUT DAN ORGANIK, 1996)
D. Sifat-Sifat Fisik Tanah
17
Tanah gambut mempunyai sifat-sifat yang menonjol antara lain:
1. Kerapatan massa yang lebih bila dibandingkan dengan tanah mineral 2. Kecilnya berat tanah gambut bila kering
3. Kemampuan menahan air tinggi
4. Mengenai stukturnya yaitu keadaan fisik yang hampir tidak berubah.
Sifat fisik tanah gambut lainnya adalah sifat mengering tidak balik. Gambut yang telah mengering, dengan kadar air <100% (berdasarkan berat), tidak bisa menyerap air lagi kalau dibasahi. Gambut yang mengering ini sifatnya sama dengan kayu kering yang mudah hanyut dibawa aliran air dan mudah terbakar dalam keadaan kering. Gambut yang terbakar menghasilkan energi panas yang lebih besar dari kayu/arang terbakar. Sifat-sifat fisik tanah berhubungan erat dengan kelayakan pada banyak penggunaan tanah. Kekokohan dan kekuatan pendukung, kapasitas penyimpanan air, plastisitas semuanya secara erat berkaitan dengan kondisi fisik tanah. Hal ini berlaku pada tanah yang digunakan sebagai bahan struktural dalam pembangunan jalan raya, bendungan, dan pondasi untuk sebuah gedung atau untuk sistem pembuangan limbah (Hendry D. Foth, Soenartono A.S, 1994).
Untuk mendapatkan sifat-sifat fisik tanah, ada beberapa ketentuan yang harus diketahui terlebih dahulu, diantaranya adalah sebagai berikut :
Menurut USSR System (1982) dalam Noor E. (1997), tanah organik diklasifikasikan sebagai tanah gambut apabila kandungan organiknya 50% atau lebih.
Parameter tanah organik untuk menentukan karakteristik tanah biasa yang dapat dilakukan dengan pengujian kadar abu, kadar organik, dan kadar serat. 1. Kadar Organik
Kadar organik merupakan hal yang paling dalam geoteknik, dalam hal ini hambatan air mayoritas dari tanah gambut yang tergantung pada kadar organiknya. Menurut ASTM 1969 (D2607), mengklasifikasi tanah gambut berdasarkan kandungan bahan organik dan kadar serat, yaitu:
Sphagnum moss peat (peat moss) : Apabila dikeringkan pada suhu
105°C, kandungan serat dari sphagnum moss minimum 2/3%
Hypnum-sedge peat : Apabila dikeringkan pada 105°C, kandungan
seratnya minimum 33 1/3% dimana lebih dari 50% dari serat-serat tersebut berasal dari bermacam-macam jenis hypnum moss peat
Reed-sedge peat : Apabila dikeringkan pada 105°C, kandungan
seratnya minimum 33 1/3% dimana lebih dari 50% dari serat-serat tersebut berasal dari ree-sedge peat dan dari non moss yang lain
Peat humus : Apabila dikeringkan pada 105°C, kandungan
seratnya kurang dari 33 1/3%
Peat-peat lainnya : Gambut yang dikelompokan disini adalah
19
2. Kadar abu
Pengujian kadar abu merupakan tahapan untuk mendapatkan nilai dari dari kadar organik suatu tanah. Menurut ASTM D4427-84 (1989) dalam Noor E 1997, mengklasifikasi tanah gambut berdasarkan kadar abu yang ada, yaitu:
Low ash-peat, bila kadar abu 5%
Medium ash-peat, bila kadar abu 5-15%
High abb-peat, bila kadar abu lebih besar 15%
3. Kadar serat
ASTM D4427-84 (1989), mengklasifikasi tanah gambut berdasarkan kadar serat, yaitu:
Fibric-peat, bila kadar serat lebih besar dari 67%
Hemic-peat, bila kadar serat 33-67%
Sapric-peat, bila kadar abu. lebih kecil 33%
Sedangkan menurut Mac Farlane dan Radforth (1965) dalam Endah dan Eding (1999) tanah gambut dibagi menjadi 2 golongan yaitu:
Tanah gambut berserat mempunyai kandungan serat ≥ 20% .
Tanah gambut tak berserat < 20%.
E. Perilaku Tanah Organik
terdiri dari serat-serat yang berisi air dan gas. Oleh sebab itu, Mac Farlane (1959), dalam Indra Farni 1996, menyebutkan bahwa gambut berserat mempunyai 2 jenis pori yaitu pori diantara serat-serat (makro pori) dan pori yang ada dalam serat-serat yang bersangkutan (mikro pori), sifat fisik tanah gambut dan tanah lempung sangat berbeda satu terhadap yang lain, hal ini disebabkan fase solit yang ada pada tanah gambut pada umumnya berupa serat-serat yang berisi air atau gas. Tipe dan jumlah kadar organik, kadar abu, dan kadar serat yang ada di dalam tanah.
1. Kadar air. 2. Susunan tanah.
3. Konsentrasi garam dalam air pori 4. Sementasi
5. Adanya bahan organik.
F. Pengeringan Dan Pembasahan
Proses pembasahan adalah tahap dimana terjadinya peningkatan kadar air pada pori-pori tanah. Sedangkan proses pengeringan adalah tahap dimana kondisi kadar air dalam pori-pori mengalami penurunan. Moch Sholeh (2010).
21
G. Kuat Tekan
Uji kuat tekan adalah salah satu cara untuk mengetahui geser tanah. Pada
pengujian kuat tekan bebas, tegangan penyekap
�
3 adalah nol. Pada titikkeruntuhan, harga tegangan total utama kecil (total minor principal stress)
adalah nol dan tegangan total utama besar adalah
�
1 (Braja, M. Das, 1998).1. Maksud dan tujuan
Uji kuat ini mengukur seberapa kuat tanah menerima kuat tekan yang diberikan sampai tanah tersebut terpisah dari butiran-butirannya juga mengukur regangan tanah akibat tekanan tersebut. Pemeriksaan dimaksudkan agar dapat mengetahui kekuatan tekan bebas tanah kohesi dalam keadaan asli (undisturbed) maupun keadaan buatan (remoulded). Tujuan ini adalah menentukan dan mengetahui nilai kuat tekan bebas (qu) dari suatu tanah.
Tabel 4. Hubungan Antara Sifat Mekanis Tanah Dengan Tekanan Bebas.
Sifat Mekanis Tanah
Kuat Tekan Bebas
(kg/cm2)
Sangat lunak < 0.25
Lunak 0.25-0.50
Sedang 0.50-1.00
Kaku 1.00-2.00
Sangat Kaku 2.00-4.00
Keras >4.00
Analisa Perhitungan Pengujian Kuat Tekan Bebas
Nilai kuat tekan bebas ( Unconfined compressive strength ), qu didapat dari pembacaan proving ring dial yang maksimum.
qu = A kxR
Dimana :
qu = kuat tekan bebas
k = kalibrasi proving ring
R = pembacaan maksimum – pembacaan awal
A = luas penampang contoh tanah pada saat pembacaan R.
H. Kuat Geser Tanah
1. Parameter Kuat Geser
Kekuatan geser tanah ditentukan untuk mengukur kemampuan tanah menahan tekanan tanpa terjadi keruntuhan. Apabila menerima tegangan geser, tanah akan mengalami distorsi dan apabila distorsi yang terjadi cukup besar, maka partikel-partikelnya akan terpeleset satu sama lain dan tanah akan dikatakan gagal dalam geser. Dalam hampir semua jenis tanah daya dukungnya terhadap tegangan tarik sangat kecil atau bahkan tidak mampu sama sekali.
23
terhadap dinding penahan (earth preassure) dan kestabilan lereng (slope stability).
Kuat geser tanah adalah gaya perlawanan yang dilakukan oleh butir-butir tanah terhadap desakan atau tarikan (Hary Cristady, 2002). Dengan dasar seperti ini, bila tanah mengalami pembebanan akan ditahan oleh :
a. Kohesi tanah yang tergantung pada jenis tanah dan pemadatannya, tetapi tidak tergantung dari tegangan vertikal yang bekerja pada gesernya
b. Gesekan antara butir-butir tanah yang besarnya berbanding lurus dengan tegangan vertikal pada bidang gesernya
Menurut Mohr (1910) keruntuhan terjadi akibat adanya kombinasi keadaan kritis dari tegangan normal dan tegangan geser. Hubungan fungsi tersebut dinyatakan :
= f ( )
dimana :
= tegangan geser (kN/m2)
= tegangan normal (kN/m2)
Kuat geser tanah adalah gaya perlawanan yang dilakukan oleh butir tanah terhadap desakan atau tarikan. Bila`tanah mengalami pembebanan akan ditahan oleh :
• Kohesi tanah yang tergantung pada jenis tanah dan kepadatannya
• Gesekan antar butir – butir tanah
Coulomb (1776) mendefinisikan :
dengan ;
= kuat geser tanah (kN/m2)
= tegangan normal pada bidang runtuh (kN/m2) c = kohesi tanah (kN/m2)
ϕ = sudut gesek dalam tanah (derajad)
Ada beberapa cara untuk menentukan kuat geser tanah, antara lain : a. Pengujian geser langsung (Direct shear test)
b. Pengujian triaksial (Triaxial test)
c. Pengujian kuat tekan bebas (Unconfined compression test) d. Pengujian baling-baling (Vane shear test)
Namun dalam penelitian ini yang digunakan untuk menentukan kuat geser tanah adalah Pengujian geser langsung (Direct shear test). Pengujian kuat geser ini dilakukan untuk mendapatkan parameter kuat tekan, kuat geser.
2. Uji Geser Langsung
Percobaan geser langsung merupakan salah satu jenis pengujian tertua dan sangat sederhana untuk menentukan parameter kuat geser tanah (shear strength parameter) c dan ϕ di laboratorium. Dalam percobaan ini dapat dilakukan pengukuran secara langsung dan cepat nilai kekuatan geser tanah dengan kondisi tanpa pengaliran (undrained), atau dalam konsep tegangan total (total stress).
Cara pengujian geser langsung ini terdapat dua cara yaitu, tegangan geser terkendali (stress controlled) dan regangan terkendali (strain controlled).
25
sama besarnya setiap kali sampai runtuh. Pada uji regangan terkendali, suatu kecepatan gerak mendatar tertentu dilakukan pada bagian belahan atas dari pergerakan geser horizontal tersebut dapat diukur dengan bantuan sebuah arloji ukur horizontal.
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Sampel Tanah
Tanah yang akan diuji adalah jenis tanah organik yang diambil dari daerah Rawa Sragi, Desa Pasir Gedong Kelurahan Benteng Sari, Kecamatan Jabung, Kabupaten Lampung Timur dengan titik koordinat lintang (-5° 71’ 84,26”)
dan bujur (105° 39’ 10,73”). Berdasarkan penelitian sebelumnya setelah diuji
bahwa tanah di desa tersebut termasuk dalam kategori tanah organik.
27
B. Metode Pengambilan Sampel
Sampel tanah yang diambil dengan 2 cara :
1. Tanah tak terganggu ( Undisturb ) sampel tanah diambil di beberapa titik pada lokasi pengambilam sampel dengan kedalaman kira-kira 40 cm di bawah permukaan tanah guna menghilangkan sisa-sisa kotoran tanah. Contoh tanah asli dapat diambil dengan memakai tabung contoh (samples tubes). Tabung contoh ini dimasukkan ke dalam dasar lubang bor. Tabung-tabung contoh yang biasanya dipakai memiliki diameter 6 samapi dengan 7 cm.
[image:52.595.149.516.386.625.2]2. Tanah terganggu ( disturb ) pengambilan sampel ini cukup dimasukkan kedalam karung plastik.
C. Pelaksanaan Pengujian di Laboratorium
1. Pengujian Sifat Kimia Tanah a. Kadar Abu
Pengujian kadar abu merupakan tahapan untuk mendapatkan nilai dari Organik suatu tanah. Menurut ASTM D4427-87 (1989),Mengklasifikasi tanah gambut berdasarkan kandungan kadar abu yang ada, yaitu
Low ash-peat, bila kadar abu 5%
Medium ash-peat, bila kadar abu 5-15%
High abb-peat, bila kadar abu lebih besar 15%
Prosedur pengujian:
Cawan porselin dikeringkan pada temperatur 600°C selaa 30
menit.
Dinginkan dalam eksikator kemudian ditimbang.
Kira-kira 2 gram sampel tanah organik dimasukkan ke dalam
cawan porselin
Cawan dan isinya dipanaskan dengan nyala bunsen sampai tidak
berasap lagi.
Kemudian dimasukkan kedalam tanur listrik dengan temperatur
600°C selama 30 menit.
Setelah didinginkan dalam eksikator, cawan dan isinya ditimbang.
b. Kadar Organik
29
mengklasifikasi tanah gambut berdasarkan kandungan bahan organk dan kadar serat, yaitu:
Sphagnum moss peat (peat moss), bila kandungan serat lebih besar
atau sama dengan1/3 berat kering.
Hypnum mos – peat, bila kandungan serat lebih besar atau sama
Dengan 1/3 berat kering.
Reed-sedge peat, bila kandungan serat lebih besar atau sama
dengan 1/3 dari reed-sedge dan serat-serat lain kering.
Peat humus, bila kandungan serat lebih kecil 1/3 berat kering.
Peat lainnya, selain dari klasifikasi tanah gambut di atas.
Prosedur pengujian:
Timbang 0,1 gr sampel tanah organik (di ayak 2 mm).
Masukkan sampel tanah ke dalam erlenmeyer + 10 ml K2Cr2O7 1N
, Sambil dikocok tambahkan larutan K2Cr2O7 (kromat) melalui biuret 50 ml.
Tambahkan H2SO4 pekat 4 ml dan putar pada alas selama 1 menit
lalu diamkan selama 20-30 menit.
Tambahkan 40 ml air suling dan 2 ml 85% H3PO4, 0,2 gr NaF dan
6 tetes indikator difanilamin.
Titrasikan segera dengan 0,5 N FeSO4 1N.
Lakukan cara 1-5 pada waktu yang bersamaan untuk belangko (
c. Kadar Serat
ASTM D4427-84 (1989), mengklasifikasi tanah gambut berdasarkan kadar serat, yaitu:
Fibric-peat, bila kadar serat lebih besar dari 67%
Hemic-peat, bila kadar serat 33-67%
Sapric-peat, bila kadar abu lebih kecil 33%
Prosedur pengujian:
Ditimbang sampel sebanyak 5 gram secara teliti dengan neraca
analitik digital.
Menimbang kertas saring sebelum digunakan.
Pindahkan sampel ke dalam gelas kimia 250 mL.
Untuk pembebasan atau memisahkan serat dengan komponen lain,
tambahkan NaOH sebanyak secukupnya, lalu aduk dan kemudian
disaring dengan penggunakan kertas saring.
Menuangkan larutan tersebut dengan kertas saring ke dalam
Erlenmeyer 250 mL.
Melakukan proses menuang dua kali dengan %NaOH tersebut,
dimana untuk ketiga kalinya endapan disertakan dalam
penyaringan
Lalu, angkat kertas saring yang telah berisi padatan dan keringkan
dengan oven.
Setelah itu mendinginkannya didalam desikator dan
menimbangnya.
31
2. Pengujian Sifat Fisik Tanah
Pengujian-pengujian yang dilakukan antara lain:
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 yang dinyatakan dalam persen. Pengujian berdasarkan ASTM D 2216-98.
Bahan - bahan:
1) Sampel tanah yang akan diuji seberat 30 – 50 gram sebanyak 2 sampel
2) Air secukupnya
Peralatan yang digunakan: 1. Container sebanyak 3 buah 2. Oven
3. Neraca dengan ketelitian 0,01 gram 4. Desicator
Perhitungan:
Berat air (Ww) = Wcs – Wds
Berat tanah kering (Ws) = Wds – Wc
Kadar air (ω) = x100% Ws
Ww
Dimana:
Wc = Berat cawan yang akan digunakan Wcs = Berat benda uji + cawan
Perbedaan kadar air diantara ketiga sampel tersebut maksimum sebesar 5% dengan nilai rata-rata
b. Berat Volume (Moist Unit Weight)
Pengujian ini bertujuan untuk menentukan berat volume tanah basah dalam keadaan asli (undisturbed sample), yaitu perbandingan antara berat tanah dengan volume tanah. Pengujian berdasarkan ASTM D 2167.
Bahan-bahan: Sampel tanah Peralatan:
1) Ring contoh. 2) Pisau.
3) Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram. Perhitungan:
1) Berat ring (Wc).
2) Volume ring bagian dalam (V). 3) Berat ring dan tanah (Wcs). 4) Berat tanah (W) = Wcs – Wc.
5) Berat Volume (γ). V W
(gr/cm3 atau t/m3)
c. Berat Jenis (Specific Gravity)
33
Bahan-bahan :
1) Sampel tanah lempung seberat 30 – 50 gram sebanyak 2 sampel. 2) Air Suling.
Peralatan :
1) Labu Ukur 100 ml / picnometer.
2) Thermometerdengan ketelitian 0,01 ˚ C. 3) Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram. 4) Boiler (tungku pemanas) atau Hot plate.
Perhitungan :
) (
)
( 4 1 3 2
1 2 W W W W W W Gs
Dimana : Gs = Berat jenis
W1 = Berat picnometer (gram)
W2 = Berat picnometer dan tanah kering (gram). W3 = Berat picnometer, tanah dan air (gram) W4 = Berat picnometer dan air bersih (gram)
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.
Bahan-bahan :
1) Sampel tanah yang telah dikeringkan di udara atau oven. 2) Air bersih atau air suling sebanyak 300 cc.
1) Alat batas cair (mangkuk cassagrande).
2) Alat pembuat alur (grooving tool) ASTM untuk tanah yang lebih plastis.
3) Spatula.
4) Gelas ukur 100 cc. 5) Container 4 buah. 6) Plat kaca.
7) Porselin dish (mangkuk porselin)
8) Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram. 9) Oven.
Perhitungan :
1) Menghitung kadar air (w) masing-masing sampel sesuai dengan jumlah ketukan
2) Membuat hubungan antara kadar air dan jumlah ketukan pada grafik semi logaritma, yaitu sumbu x sebagai jumlah pukulan dan sumbu y sebagai kadar air.
3) Menarik garis lurus dari keempat titik yang tergambar.
4) Menentukan nilai batas cair pada ketukan ke-25 atau x = log 25
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. Bahan-bahan :
35
2) Air bersih atau suling sebanyak 50 cc. Peralatan :
1) Plat kaca. 2) Spatula.
3) Gelas ukur 100 cc. 4) Container 3 buah.
5) Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram. 6) Oven.
Perhitungan :
1) Nilai batas plastik (PL) adalah kadar air rata-rata dari ketiga benda uji
2) Plastik Indek (PI) adalah harga rata-rata dari ketiga sampel tanah yang diuji, dengan rumus:
PI = LL – PL
f. Analisis Saringan (Sieve Analysis)
Tujuan pengujian analisis saringan adalah untuk mengetahui persentasi butiran tanah dan susunan butiran tanah (gradasi) dari suatu jenis tanah yang tertahan di atas saringan No. 200 (Ø 0,075 mm). Pengujian berdasarkan ASTM D 422.
Bahan-bahan :
1) Tanah asli yang telah dikeringkan dengan oven sebanyak 500 gram.
1) Saringan (sieve) 1 set.
2) Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram. 3) Mesin penggetar (sieve shaker).
4) Kuas halus. 5) Oven. 6) Pan. Perhitungan :
1) Berat masing-masing saringan (Wci).
2) Berat masing-masing saringan beserta sampel tanah yang tertahan di atas saringan (Wbi).
3) Berat tanah yang tertahan (Wai) = Wbi – Wci.
4) Jumlah seluruh berat tanah yang tertahan di atas saringan ( Wai
Wtot.).
5) Persentase berat tanah yang tertahan di atas masing-masing saringan (Pi)
x100%W Wci Wbi Pi
total
6) Persentase berat tanah yang lolos masing-masing saringan (q): qi100% pi%
q
11
qi p
i137
g. Uji Pemadatan Tanah( Standar Proctor)
Uji pemadatan ini dilakukan dengan mengacu pada ASTM D 698. Pengujian ini dilakukan untuk menentukan hubungan antara kadar air dan kepadatan tanah dengan cara memadatkan sampel dalam cetakan silinder berukuran tertentu dengan menggunakan alat penumbuk 2,5 kg dan tinggi jatuh 30 cm.
Adapun langkah kerja pengujian pemadatan tanah, antara lain : a. Pencampuran
1) Mengambil tanah dengan menggunakan karung goni lalu dijemur.
2) Mengambil sebagian butiran tanah yang mewakili sampel tanah untuk menentukan kadar air awal.
3) Setelah kering tanah yang masih menggumpal dihancurkan dengan tangan.
4) Butiran tanah yang telah terpisah diayak dengan saringan No. 4.
5) Butiran tanah yang lolos saringan No. 4 dipindahkan atas 5 bagian, masing-masing 2,5 kg, masukkan masing-masing bagian ke dalam plastik dan ikat rapat-rapat.
Setelah dapat campuran tanah, mencatat berapa cc air yang ditambahkan untuk setiap 2,5 kg tanah.
7) Penambahan air untuk setiap sampel tanah dalam plastik dapat dihitung dengan rumus :
Wwb = wb . W 1 + wb W = Berat tanah
Wb = Kadar air yang dibutuhkan Penambahan air : Ww = Wwb – Wwa
8) Setelah air dicampur dengan sampel tanah diamkan selama ± 24 jam.
b. Pemadatan tanah
1) Menimbang mold standar beserta alas.
2) Memasang collar pada mold, lalu meletakkannya di atas papan.
3) Mengambil salah satu sampel lalu masukkan sampel tanah ke dalam mol untuk dilakukannya pemadatan standar.
4) Pemadatan dilakukan dengan 3 lapisan dimana pada setiap masing-masing lapisan ditumbuk sebanyak 25 kali tumbukan. 5) Melepaskan collar dan meratakan permukaan tanah pada
mold dengan menggunakan pisau pemotong.
6) Menimbang mold berikut alas dan tanah didalamnya.
39
c. Perhitungan : Kadar air :
1) Berat cawan + berat tanah basah = W1 (gr) 2) Berat cawan + berat tanah kering = W2 (gr) 3) Berat air = W1 – W2 (gr)
4) Berat cawan = Wc (gr)
5) Berat tanah kering = W2 – Wc (gr) 6) Kadar air (w) = W1 – W2 (%)
W2 – Wc Berat isi :
1) Berat mold = Wm (gr)
2) Berat mold + sampel = Wms (gr) 3) Berat tanah (W) = Wms – Wm (gr) 4) Volume mold = V (cm3)
5) Berat volume = W/V (gr/cm3) 6) Kadar air (w)
7) Berat volume kering (γd)
γd = (gr/cm3)
8). Berat volume zero air void ( γz ) γz = (gr/cm3)
h. Uji Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test)
Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui kekuatan tekan bebas suatu jenis tanah yang bersifat kohesif dalam keadaan asli. Kuat tekan bebas adalah besarnya gaya per satuan luas pada saat sampel tanah
w . Gs 1
w x Gs
100 x
1w
mengalami keruntuhan atau pada saat regangan aksial telah mencapai 20%. Uji kuat tekan adalah salah satu untuk mengetahui geser tanah. Pengujian menggunakan alat uji kuat tekan bebas unconfined
compression test.
[image:65.595.220.426.194.389.2]
Gambar 3. Alat uji Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test).
Bahan-bahan:
1) Sampel tanah asli (undisturbed) dan terganggu (disturbed) yang diambil melalui tabung contoh dan cangkul kemudian dimasukkan ke dalam karung. Dalam penelitian ini menggunakan tanah terganggu (disturbed)
2) Air bersih secukupnya. Peralatan yang digunakan:
1) Mesin Tekan Bebas dan proving ring
2) Cetakan tabung belah atau cetakan tabung penuh
3) Extruder
41
5) Dial Deformasi
6) Trimmer
7) Timbangan dengan ketelitian 0,001 gram 8) Stopwatch
9) Container
Cara kerjanya, yaitu :
1) Mengeluarkan sampel tanah dari tabung dan memasukkan cetakan benda uji dengan menekan tanah sehinga cetakan terisi penuh
2) Meratakan kedua permukaan tanah dengan pisau pemotong dan keluarkan dengan extrude
3) Menimbang sampel tanah yang akan digunakan
4) Meletakkan sampel tanah di atas plat penekan bawah secara sentris 5) Mengatur ketinggian plat atas dengan tepat menyentuh permukaan atas sampel tanah
6) Mengatur dial beban dan dial deformasi pada posisi nol.
7) Melakukan percobaan dengan cara menghidupkan. Kecepatan regangan diambil ½ % - 2 % permenit
8) Membaca dial beban dan mencatat pada regangan 0,5 %, 1 %, 2% dan seterusnya sampai tanah mengalami keruntuhan
9) Setelah didapat beban maksimum atau regangan telah mencapai 20%, gambar keruntuhan tanah
Perhitungan :
3) Menghitung luas sampel (A) = ¼ . 3,14 . D2 4) Menimbang berat sampel (W)
5) Menghitung volume sampel (V) = A . Tinggi sampel 6) Menghitung berat volume = W / V
7) Menghitung beban (P) = Pembacaan x Proving Ring 8) Menghitung tegangan = P / A
9) Menghitung sensitivitas (St) = qu / qu’
I. Uji Geser Langsung (Direct Shear Test).
Pengujian ini dimaksudkan untuk menentukan sudut geser dalam (Ø) dan nilai kohesi (C) dari suatu jenis tanah dalam keadaan kering optimum dan basah optimum. Pengujian dilakukan di laboratorium dengan menggunakan alat Direct Shear Apparatus Tipe 50-520 CV 2-1
43
Bahan-bahan : 1) Sampel tanah asli 2) Air bersih secukupnya Peralatan :
1) Frame alat geser langsung beserta Proving ring 2) Shear box (sel geser langsung)
3) Extrude (alat untuk mengeluarkan sampel) 4) Cincin (cetakan) benda uji
5) Pisau potong 6) Dial pergeseran 7) Stopwatch Cara kerjanya yaitu :
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 extruder 4) Menimbang benda uji
6) Meletakkan cincin geser beserta sampel tanah pada shear box 7) Mengatur stang penekan dalam posisi vertical dan tepat
menyentuh stang penggeser benda uji (Dial Proving tepat mulai bergerak)
8) Membuka kunci cincin geser
9) Memberikan beban pertama dan mengisi shear box dengan air sampai penuh sehingga benda uji terendam
10) Memutar engkol pendorong dengan konstan dan stabil perlahan-lahan selama 15 detik sambil membaca dial pergeseran
11) Melakukan terus menerus pembacaan Dial Proving Ring, dal selisih waktu 15 menit (waktu dari stopwatch)
12) Setelah pembacaan Proving Ring maksimum dan mulai turun dua kali atau tiga kali pembacaan, percobaan dihentikan
13) Membersihkan cincin geser dan shear box dari kotoran sampel tanah didalamnya
14) Mengulang langkah kerja 3 sampai langkah 10 untuk sampel tanah yang kedua dengan berat dua kali beban pertama (6640 gram)
15) Untuk sampel ketiga, berat beban adalah tiga kali beban pertama (9960 gram)
Perhitungan :
1. Perhitungan luas permukaan sampel : A = ¼ . 3,14 . D2
45
T = P / A
3. Pembacaan dial maksimum : T max = Dial max . kalibrasi alat Luas
4. Menentukan nilai kohesi (c) dan sudut geser (Ø) dari grafik. Dimana :
D = Diameter sampel (cm)
P = Beban yang diberikan (gram) A = Luas permukaan sampel (cm2)
D. Pengolahan dan Analisis Data
1. Pengolahan Data
Dari data yang didapatkan dari percobaan yang telah dilakukan, kemudian dilakukan pengolahan data perhitungan. Hasil dari perhitungan tersebut ditabelkan dan dibuat grafik.
2. Analisis Data
Dari rangkaian pengujian-pengujian yang dilaksanakan dilaboratorium, maka :
a. Dari pengujian kadar air sampel tanah, diperoleh nilai kadar air tanah dalam persentase.
b. Dari pengujian berat jenis sampel tanah, diperoleh berat jenis tanah. c. Dari pengujian batas-batas Atterberg, diperoleh nilai batas cair (liquid
d. Dari pengujian analisis saringan (sieve analysis), diperoleh persentase pembagian ukuran butiran tanah, yang akan digunakan untuk mengklasifikasikan tanah dengan Sistem Klasifikasi Unified.
e. Dari Pengujian Pemadatan Tanah Standar, diperoleh nilai Optimum Moisture Content (OMC).
47
Gambar 5. Diagram Alir Penelitian
Pengambilan Sampel Tanah
Pengujian Sifat Kimia dan Sifst Fisik Tanah
a. Kadar Organik f. Berat Volume b. Kadar Abu g. Batas Plastis c. Kadar Serat h. Batas Cair d. Kadar Air i. Analisa Saringan
e. Berat Jenis
Klasifikasi Tanah
Analisis Data
Kesimpulan dan saran
Selesai Mulai
Uji Pemadatan
Uji Kuat Tekan Bebas
Tanah Organik Kering Optimum
Uji Kuat Tekan Bebas
Tanah Organik Basah Optimum
Uji Geser Langsung
Tanah Organik Kering Optimum
Uji Geser Langsung
V. PENUTUP
A. Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Tanah organik yang digunakan sebagai sampel penelitian berasal dari daerah Rawa Sragi, Desa Pasir Gedong Kelurahan Benteng Sari Kecamatan Jabung, Kabupaten Lampung Timur termasuk dalam kategori tanah organik dengan kandungan organik antara 25%-75%. Berdasarkan klasifikasi tanah menurut USCS (Uniffied Soil Clasification System) ASTM D-2488 tan
