PENGARUH PENAMBAHAN PASIR TERHADAP TINGKAT KEPADATAN DAN DAYA DUKUNG TANAH
Ir. Bunga Onty Sihombing, M.T1 , Pieter Leuvanggi Hutagalung,S.T, M.T2 1(Teknik Sipil, Teknik, Akademi Teknik Deli Serdang)
2(Teknik Sipil, Teknik, Akademi Teknik Deli Serdang)
ABSTRAK
Penulis makalah ini bertujuan untuk mengetahui pengambilan sampel tanah, untuk mengetahui metode campuran sampel tanah dengan pasir dan mengetahui cara pelaksanaan pengujian tanah. Salah satu yang mungkin dihadapi para perencana dan pelaksanaan bangunan adalah menangani tanah yang buruk agar dapat digunakan sebagai bahan perkerasan. Pembangunan konstruksi di Indonesia berada diatas tanah lempung merupakan material tanah dasar yang buruk dan kekuatan gesernya sangat rendah sehingga daya dukung tanah rendah.
Bermacam metode dilakukan secara moderen dengan melakukan perbaikan tanah dengan cara mekanis dengan perkerasan secara hidrolis dan dengan mengubah bahan kimia untuk mengalami hal ini perlu alternatif penanganan tersedia yaitu dengan menggunakan stabilitas tanah,
Kata kunci :Tanah lempung, Stabilitas tanah , konstruksi
1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang
Salah satu persoaalan yang dihadapi perencana dan pelaksana pembangunan adalah cara menangani tanah atau bahan yang buruk agar dapat digunakan sebagai bahan perkerasan untuk pembanunan perkerasan jalan atau sebagai pembangunan konstruksi diatas tanah. Pada umumnya pembangunan konstruksi di Indonesia diatas tanah lempung.
Tanah lempung pada umumnya material tanah dasar yang buruk, karena kekuatan geser yang rendah dan daya dukung yang rendah.
Untuk mengatasi keadaan tanah tersebut diadakan berbagai macam metode tradisional dan moderen. Secara tradisional dengan menambahkan tanah tersebut dengan tanah yang baik, batu, pasir. Metode moderen yaitu dengan cara mekanis, dengan perlakuan secara hidrolis menambah bahan kimia.
1.2. Tujuan Penelitian
1) Untuk mengetahui cara pengambilan tanah
2) Untuk mengetahui metode percampuran sampel tanah dengan pasir 3) Untuk mengetahui cara pelaksanaan pengujian tanah
2. Uraian Koritis
Tindakan yang dilakukan untuk menstabilkan tanah adalah dengan cara meningkatkan kerapatan tanah, menambah material yang sehingga meningkatkan kohesi dan tahan gesek yang timbul, juga menambah bahan untuk perubahan kimiawi dan fisik
pada tanah, menurunkan muka air tanah (drainase tanah), dan mengganti tanah yang buruk.
2.1. Jenis Material Lempung
Factor utama yang digunakan untuk mengontrol ukuran, bentuk, sifat fisik, sifat kimia dan partikel tanah adalah mineralogi. Sifat fisik dan mekanis tanah lempung dikendalikan oleh mineral yang terkandung ditanah tersebut. Mineral tersebut terdiri dari Alumunium silikat yang terdiri dari silikat tetrahedral dan alumunium octahedral.
2.2. Tanah Lempung Lunak
Tanah yang mengandung mineral mineral lempung dan memiliki kadar air yang tinggi akibatnya kuat geser yang sangat rendah. Tanah lempung lunak ini memiliki nilai pengembangan dan penyusutan yang besar sehingga menimbulkan kerusakan pada struktur bangunan yang diatasnya aktifitas tanah lempung dipengaruhi oleh Indeks Plastisitas (PI). Tanah lempung yang memiliki potensi pengembangan yang sangat tinggi disebut tnah lempung ekspansip Batasan nilai PI > 35%.
2.3. Stabilitas Tanah
Adalah suatu proses untuk memperbaiki sifat tanah dengan menambahkan sesuatu pada tanah tersebut, agar dapat menaikan kekuatasn tanah dan mempertahankan geser. Tujuan stabilitas tanah adalah untuk mengikat dan menyatukan agregat material yang ada.
2.4. Pemadatan Tanah
Berat volume tanah kering (gd) bertambah dengan ditambah kadar air. Pada kadar air nol (w = 0), berat volume tanah basah (gb) sama dengan berat volume kering (gd). Kadar air berangsur ditambah, berat butiran tanah padat pada per volume satuan (gd) juga bertambah pada kadar air lebih besar dari kadar air tertentu, yaitu saat kadar air optimum, kenaikan kadar air justru mengurangi berat volume keringnya. Hal ini karena, air mengisi rongga pori yang sebelumnya diisi oleh butiran padat. Kadar air pada saat berat volume kering mencapai maksimum (gd max) disebut kadar optimum (Herdiyatmo, 2004). Berat volume kering setelah pemadatan bergantung jenis tanah, kadar air dan usaha yang diberikan oleh alat penumbuknya. Karakteristik kepadatan tanah dapat dinilai dari pengujian standar laboratorium yang disebut uji proctor.
2.5. California Bearing Ratio (CBR)
Metode perencanaan perkerasan jalan yang umum dipakai adalah cara empiris yang biasa dikenal dengan cara (CBR). Harga CBR adalah harga nilai yang menyatakan kualitas tanah dasar dibandingkan dengan bahan standar berupa batu batu pecah yang mempunyai nilai CBR sebesar 100% dalam memikul beban. Sedang nilai CBR yang didapat akan digunakan untuk menentukan tebal perkerasan yang diperlukan diatas lapisan yang mempunyai nilai CBR tertentu. Untuk memnentukan tebal perkerasan dari nilai CBR digunakan grafik-grafik yang dikembangkan untuk berbagai muatan roda kendaraan dengan intensitas lalu lintas.
3. Metode Penelitian
1) Menghitung terlebih dahulu nilai kadar air yang terkandung pada sampel tanah asli 2) Melakukan uji Analisa saringan pada sampel tanah asli
3) Melakukan uji berat jenis pada sampel tanah asli 4) Melakukan uji batas Atterberg pada sampel tanah asli
5) Melakukan uji pemadatan tanah pada sampel tanah asli 4. Pembahasan
Penelitian sifat fisik tanah adalah sebagai pertimbangan untuk merencanakan dan melaksanaakan pembangunan suatu konstruksi. Penelitian dilakukan di laboratorium mekanik tanah Fakultas Teknik Sipil ATDS.
4.1. Uji Kadar Air
No Contoh Tanah Simbol 1 2
1 Berat container tanah basah (gr) A 81,37 76,36 2 Berat container tanah kering (gr) B 72,05 67,03
3 Berat air (gr) Ww 10,69 11,39
4 Berat container (gr) C 14,2 14,1
5 Berat tanah basah (gr) W 67,17 62,26
6 Berat tanah kering (gr) Ws 57,85 52,93
7 Kadar air (%) w 18,478 21,518
8 Kadar air rata-rata (%) w 19,998
Perhitungan w = WwWs x 100 %.
Dari hasil tersebut tanah mempunyai kandungan air yang cukup bagi tanah tersebut adalah tanah lempung lunak berkisar 30-50%.
4.2. Uji Analisa Saringan No Size (inch) Berat Saringan (Wci) (gr) Berat Saringan + Berat Tertahan (Wbi) Berat Tanah Tertahan (%) ∑ Berat Tertahan (%) Presentase Tertahan Lolos 1 3” 35,05 401,5 366,45 366 18,7 81,29 2 3/8” 33,08 421,8 388,72 754 38,52 48,59 3 No 4 35,23 287,23 252 1006 51,4 48,6 4 No 8 36,42 452,42 416 1422 72,66 28,32 5 No 10 38,02 354,2 316,18 1738 88,8 11,2 6 No 30 38,69 196,69 158 1896 96,87 3,16 7 No 50 42,47 67,47 25 1919 98,22 1,94 8 No 100 52,89 69,89 17 1931 96,67 1,33 9 No 200 54 65 11 1935 99,02 0,97 10 PAN 40,08 70,8 30,72 871 100 0 11 Total 405,93 2387 1981,07 13839 762,86 225,4 Dari hasil sampel tanah yang diambil secara umumnya dikategorikan golongan tanah berbutir halus (lempung)
4.3. Uji Berat Jenis
No Keterangan Satuan Sampel
I II III
1 Berat Piknometer (W1) Gr 69,80 70,00 70,80
2 Berat Piknometer + Contoh (W2) Gr 85,80 86,10 85,10 3 Berat Piknometer + Contoh + Air
(W3)
Gr 179,80 179,90 179,50 4 Berat Piknometer + Contoh (W4) Gr 169,80 170,00 170,80
5 Temperatur (t) C 60 60 60
6 A = W2-W1 Gr 16 16,1 14,3
7 B= W3-W4 Gr 10 9,9 8,7
8 C = A-B Gr 6 6,2 5,6
9 Berat Jenis (Gs = A/C) 2,66 2,60 2.55
10 Berat Jenis Rata-rata 2,60
Perhitungan : Sampel I W1 = 69,80 W2 = 85,80 W3 = 179,80 W4 =169,80 GsI = w 2−w 1 (w 2−w 1)−(w 3−w 4)=2,66 Sampel II GsII = 2,60 Sampel III GsIII = 2,50
Berat jenis rata-rata = 2,60
Hasil pengujian Berat jenis = 2,60. Angka ini menunjukkan bahwa sampel adalah golongan tanah lempung.
4.4. Uji Batas Atterberg
No test 1 2 3 4 5 6
Nomor container B1 B2 B3 B4 B5 B6
Jumlah pukulan 11 25 32 45 53 68
Berat container (W1) 14,3 14,35 14,3 14,4 15,8 15,7 Berat container + tanah basah
(W2)
80,3 89,8 76,6 89,9 36,7 34,3 Berat container + tanah Kering 78,75 88,92 75,27 89,09 35,06 32,57
(W3)
Berat tanah basah (W4) 66 75,45 62,3 Berat tanah kering (W5) 64,45 75,57 60,97
Berat air (W6) 1,55 0,88 1,33
Kadar air (W) 2,40 1,18 2,18S
Batas Cair (WL) 4,26
Perhitungan Batas Cair
No uji = 1
No Container = B1
Berat Container W1 = 14,3 gr Berat Tanah + Containet W2 = 80,3 gr Berat tanah kering + container W3 = 78,75 gr Berat tanah basah W4 = w2 – w1
= 80,3 – 14,3 = 66 gr Berat tanah kering W5 = w3 – w1
= 78,75 – 14,3 = 64,45 gr Berat air W6 = w4 – w5 = 66 – 64,45 = 1,55 gr Kadar air W = w 6w 5 x 100 %=2,40 %
Hasil pengujian Batas Atterberg : Hasil pengujian batas cair yang telah dilakukan adalah sebesar 4,26 artinya kadar air yang dibutuhkan oleh tanah asli tersebut untuk mentransisi tanah dari keadaan plastis ke cair adalah 4,26 %
4.5. Uji Pemadatan Tanah
No Test 1 2 3 4 5
Nomor Container 1 2 3 4 5
Berat Container (Wc) 14,2 14,1 14,5 14,3 14,3 Berat container + tanah basah (W1) 16,7 16,6 117 16,8 16,8 Berat Container + tanah kering
(W2)
15,9 15,7 16,5 16,1 16
Berat air 0,8 0,9 0,5 0,7 0,8
Berat tanah basah 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
Berat tanah kering 1,7 1,6 2 1,8 1,7
Kadar air 47,05 56,25 25 38,88 47,05
Perhitungan Kadar Air
No test = 1
Nomor container = 1
Berat container + berat tanah basah (W1) = 16,7 gr Berat container + berat tanah kering (W2) = 15,9 gr
Berat air = W1 – W2
= 16,7 – 15,9 = 0,8 gr
Berat container (Wc) = 14,2 gr
Berat tanah basah = 2,5
Berat tanah kering = W2 – Wc
= 15,9 – 14,2 = 1,7 gr Kadar air = W 1−W 2 W 2−Wc x 100 % = 16,7−15,915,9−14,2 x 100 % = 47,05 gr 4.6. Klarifikasi Tanah
Gambar 4.1 Hubungan Campuran Pasir dan kadar air optimum
Dari pengujian di laboratorium yang harus ditunjukkan pada gambar bahwa nilai wopt modified mengalami penurunan.Pada pengujia pemadatan standard penurunan nilai kadar optimum cenderung linear karena campuran pasir yang tidak membutuhkan air untuk mencapai kemampatan. Semakin banyak campuran pasir yang digunakan makin sedikit tanah asli yang digunakan maka air yang digunakan untuk mendapat nilai kemampatan lebih sedikit.Pemadatan standar dan pemadatan modified semakin banyak campuran pasir, penurunan nilai pemadatan lebih besar.
4.6.2. Uji Berat Jenis (Gs)
Gambar 4.2 Hubungan Campuran Pasir dan Berat Jenis
Gambar 4.3 Hubungan Campuran Pasir dan Batas Cair
Pada gambar 4.2 dijelaskan nilai berat jenis mengalami peningkatan statis ditiap campuran pasirnya. Ini disebabkan karena pengaruh perbandingan antara berat/massa butiran tanah, kadar pasir dengan berat air betambah.
4.6.3. Uji Batas Atterberg dan Batas Cair (LL)
Penambahan pasir dapat menurunkan nilai batas cair tanah lempung dan akan mengalami penurunan yang lebih dari nilai batas cair 40%.Pasir tidak mengikat air sehingga hanya butuh sedikit air untuk merubah tanah lempung berpasir dari keadaan plastis ke keadaan cair.
4.6.4. Batas Plastis (PL)
Gambar 4.4 Hubungan antara campuran pasir dan batas plastis
Nilai plastis mengalami kenaikan tiap persentase penambahan pasir karena nilai batas plastis dapat didefinisikan sebagai kadar air pada kedudukan antara plastis dan semi padat
4.6.5. Indeks Plastisitas
Gambar 4.5 Hubungan Campuran Pasir dan Indeks Plastisitas
Dari gambar 4.5 nilai indeks plastis semakin menurun. Semakin besar IP dari campuran tanah semakin besar potensi pengembangan tanah tersebut.Indeks plastisitas merupakan keadaan sampel berada pada antara batas cair dan plastis.Dari grafik diatas dapat diambil kesimpulan penambahan pasir menurunkan plastisitas indeks pada tanah
lempung tersebut.Penambahan pasir dapat mengendalikan sifat plastis tanah tersebut, karena sifat tidak mengikat air.
5.1. Kesimpulan
1. Pengambilan sampel tanah digolongkan pada kelompok (tanah lempung) sesuai sistem klasifikasi AASHTO, tanah ini kurang baik untuk dasar pondasi.
2. Campuran pasir sebagai bahan stabilitas terhadap tanah lempung plastisitasnya rendah mampu menaikkan berat jenis tanah pada setiap penambahan pasirnya. 3. Pada pengujian Atterberg kadar campuran pasir dapat menaikkan nilai batas plastis.
Nilai indeks plastisitas pada masing masing kadar campuran mengalami penurunan. 5.2. Saran
Pembangunan yang akan dibangun di area pengambilan sampel tanah merupakan tanah lempung, tidak bisa untuk didudukkan bangunan. Sebaiknya membuat pondasi lebih dalam lagi.
DAFTAR PUSTAKA
1. Hardiyatmo, Hary Christady. 2002. Mekanika Tanah 2. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama
2. Das, B. M. 1993. Mekanika tanah. (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis).Jilid I. Jakarta: Penerbit Erlangga
3. Canonica, Lucio. 1991. Memahami Mekanika Tanah. Bandung: Angkasa 4. Bowles, J. E. 1989. Sifat-sifat Fisis dan Geotekni Tanah. Jakarta: Erlangga
5. Terzaghi, K., Peck, R. B. 1987. Mekanika Tanah Dalam Praktek Rekayasa. Jakarta: Penerbit Erlangga
