PENGARUH PENAMBAHAN PASIR TERHADAP TINGKAT
KEPADATAN DAN DAYA DUKUNG TANAH LEMPUNG
ORGANIK
(Skripsi)
Oleh
FERDI FERDIAN
0715011057
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
CLAY
By FERDI FERDIAN
The problem of density level and bearing capacity of soil is one of things that really need to considered in the planning and construction work of a civilian building . This is because the land in question serves as a medium that holds the load or the action of a construction that is built on it . Stabilization using sand material is one way to meet the needs of the required strength . Changes in weather and temperature in the field are factors that makes the soil unstable .
The type of soil is organic clay stabilized from the Gedong Pasir village, Jabung District, East Lampung District. This research was conducted by using a mixture of sand with variations mixture of 5%, 10% and 15%. After the CBR testing, Density, Atterberg Limits and Specific Gravity for each sample.
The more variations of a mixture of sand were added resulting in declining water levels that would make the value of the soil carrying capacity increases, the value of density and plastic limit increased, while the value of the liquid limit and plasticity index decrease.
ABSTRAK
PENGARUH PENAMBAHAN PASIR TERHADAP TINGKAT KEPADATAN DAN DAYA DUKUNG TANAH LEMPUNG ORGANIK
Oleh FERDI FERDIAN
Permasalahan akan tingkat kepadatan dan daya dukung tanah merupakan salah satu hal yang sangat perlu diperhatikan dalam suatu perencanaan dan pekerjaan suatu konstruksi bangunan sipil. Hal ini dikarenakan tanah berfungsi sebagai media yang menahan beban atau aksi dari konstruksi yang dibangun di atasnya. Stabilisasi menggunakan bahan pasir merupakan salah satu cara untuk memenuhi kebutuhan kekuatan yang diperlukan. Perubahan cuaca dan suhu di lapangan merupakan faktor yang menjadikan tanah tidak stabil.
Jenis tanah yang distabilisasi adalah lempung organik yang berasal dari desa Gedong Pasir, Kelurahan Benteng Sari, Kecamatan Jabung , Kabupaten Lampung Timur. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan campuran pasir dengan variasi campuran sebanyak 5%,10% dan 15%. Setelah itu dilakukan pengujian CBR, Berat Jenis, Batas-batas Atterberg dan Berat Volume untuk setiap sampel. Semakin banyak variasi campuran pasir yang ditambahkan mengakibatkan kadar air semakin menurun yang akan membuat nilai daya dukung tanah meningkat, nilai berat jenis dan batas plastis meningkat, sedangkan nilai batas cair dan indeks plastisitasnya menurun.
ORGANIK
Oleh
FERDI FERDIAN
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
Ferdi Ferdian lahir di Tanjung Karang, Bandar Lampung, Lampung, pada tanggal 13 Februari 1989, merupakan anak ketiga dari tiga bersaudara pasangan Bapak Andri dan Ibu Dendayati.
Penulis memiliki satu orang saudara laki-laki bernama Hormen Rizki Kurniawan serta satu orang saudara perempuan bernama Devi Okta Andika Sari.
Penulis menempuh pendidikan dasar di SD Kartika II-5 Bandar Lampung yang diselesaikan pada tahun 2001. Pendidikan tingkat pertama ditempuh di SMPN 2 Bandar Lampung yang diselesaikan pada tahun 2004. Kemudian melanjutkan pendidikan tingkat atas di SMAN 3 Bandar Lampung Program Studi Ilmu Alam yang diselesaikan pada tahun 2007.
MOTO
Learn from yesterday, live for today, hope for tomorrow.
The important thing is not to to stop questioning
(Albert Einstein)
The only way to do great work is love what you do
(Steve jobs)
Hidup itu seperti sebuah perjalanan. Untuk mencapai
tujuan, yang diperlukan adalah perbuatan
Sebuah karya kecil buah pemikiran dan kerja keras untuk kedua orang tuaku
tercinta yang telah membesarkan dan mendidikku dengan penuh kesabaran dan
keikhlasan hati,
Ibundaku tercinta Dendadyati
Ayahhandaku tercinta Andri,
Kakakku Devi Okta Andika Sari dan Hormen Rizki Kurniawan
Serta teman dan sahabatku angkatan 2006, 2007, dan 2009.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahi Robbi ‘Alamin, segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat
Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi dengan judul “Pengaruh Penambahan Pasir Terhadap Tingkat Kepadatan dan Daya Dukung Lempung Organik” ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Lampung. Pada kesempatan ini pula secara tulus penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada mereka yang penuh kesabaran dan dedikasi membantu penulis dalam proses penyelesaian skripsiini:
1. Bapak Ir. M. Jafri, M.T., Dosen Pembimbing Utama atas waktu dan kesabarannya selama proses bimbingan, sehingga skripsi ini dapat dibuat dan diselesaikan juga membuat penulis belajar tentang arti disiplin dan kerja keras;
2. Bapak Iswan, S.T., M.T., Dosen Pembimbing Kedua atas arahannya dalam penyusunan skripsi ini yang membuat skripsi ini menjadi lebih baik; 3. Bapak Ir. Setyanto, M.T., Dosen Penguji atas kritik membangun, serta
4. Bapak Dwi Joko Winarno, S.T., M.Eng., Dosen Pembimbing Akademik yang telah memberikan kasih sayang, serta pendidikan bagaimana menjadi seorang mahasiswa yang lugas, tegas, dan bertanggung jawab;
5. Bapak Ir. Idharmahadi Adha, M.T., Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung;
6. Bapak Prof. Drs. Suharno, M.sc., Ph.d., Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung;
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 Riyadi, Mas Syaiful, Mas Budi dan Andi yang telah memberikan bantuan dan bimbingan selama penulis melakukan penelitian.
9. Ayahku Andry, Ibuku Dendayati dan saudaraku Devi Okta Andika Sari, dan Hormen Rizki Kurniawan yang aku sayangi yang telah memberikan dorongan material dan spiritual dalam menyelesaikan kuliah di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
iii
11. Teman dan sahabat angkatan 2006, 2007, dan 2009 yang tidak mungkin penulis sebutkan satu per satu. Semoga kita semua berhasil menggapai impian.
12. Seluruh civitas mahasiswa teknik sipil 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 bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Bandar Lampung, 20 Februari 2015 Penulis,
Halaman HALAMAN PENGESAHAN
KATA PENGANTAR... i
DAFTAR ISI... iv
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR NOTASI ... xi
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Batasan Masalah ... 3
C. Tujuan Penelitian ... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA A. Tanah... 5
1. Definisi Tanah ... 5
2. Klasifikasi Tanah... 7
a. Sistem Klasifikasi AASHTO... 8
b. Sistem Klasifikasi TanahUnified(USCS) ... 10
B. Tanah Lempung ... 12
1. Sifat Tanah Lempung ... 14
v
D. Stabilisasi Tanah ... 18
E. Pemadatan Tanah ... 19
F. California Bearing Ratio(CBR)... 23
1. Jenis - Jenis CBR... 25
a. CBR Lapangan ... 25
b. CBR Lapangan Rendaman ... 26
c. CBR Laboratorium ... 27
2. Pengujian Kekuatan dengan CBR... 27
G. Batas-BatasAtterberg... 28
1. Batas Plastis(Plastic Limit) ... 28
2. Batas Cair(Liquid Limit)... 29
3. Indeks Plastisitas(Plasticity Index)... 29
H. Tinjauan Penelitian Terdahulu ... 29
III. METODE PENELITIAN A. Pengambilan Sampel... 37
B. Peralatan... 38
C. Benda Uji ... 38
D. Metode Pencampuran Sampel Tanah dengan Pasir ... 38
E. Data Penelitian ... 39
F. Pelaksanaan Pengujian... 39
1. Uji Kadar Air ... 40
2. Uji Analisa Saringan ... 41
3.Uji BatasAtterberg... 42
5.Uji Pemadatan Tanah(Proctor Modified)... 45
6. Uji CBR(California Bearing Ratio)... 48
G. Urutan Prosedur Penelitian ... 50
H. Analisa Hasil Penelitian ... 51
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Uji Fisik ... 54
1. Analisa Hasil Pengujian Kadar Air ... 55
2. Analisa Hasil Pengujian Berat Jenis ... 55
3. Analisa Hasil Pengujian Analisa Saringan... 55
4. Analisa Hasil Pengujian Batas Atterberg ... 57
5. Analisa Hasil Pengujian Pemadatan Tanah... 58
6. Analisa Hasil Pengujian CBR(California Bearing Ratio)... 59
B. Klasifikasi Tanah ... 59
1. Klasifikasi Sistem Unified (USCS) ... 59
2. Klasifikasi Sistem AASHTO ... 60
C. Hasil Pengujian CBR, Berat Jenis, Batas Atterberg Campuran ... 61
1. Uji CBR... 61
2. Uji Pemadatan Tanah ... 64
3. Uji Berat Jenis (Gs) ... 66
4. Uji BatasAtterberg... 67
D. Analisa Variasi Campuran CBR, Berat Jenis, Batas Atterberg ... 73
vii
A. Kesimpulan ... 83 B. Saran ... 84 DAFTAR PUSTAKA
Halaman
Tabel 2.1.Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASHTO ... 9
Tabel 2.2. Sistem Klasifikasi TanahUnified... 11
Tabel 2.3. Nilai Angka Pori dan Kadar Air Lempung Organik ... 17
Tabel 2.4. Hasil Pengujian CBR Tiap Variasi Campuran ... 30
Tabel 2.5. Hasil Pengujian Pemadatan Tiap Variasi Campuran... 31
Tabel 2.6. Hasil Pengujian Batas Cair Tiap Variasi Campuran ... 32
Tabel 2.7. Hasil Pengujian Batas Plastis Tiap Variasi Campuran... 34
Tabel 2.8. Hasil Pengujian Indeks Plastisitas Tiap Variasi Campuran... 35
Tabel 3.1. Kode Pada Mold untuk Masing-masing Sampel ... 51
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Sifat Fisik Tanah Lempung Organik... 54
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Analisis Saringan ... 56
Tabel 4.3. Hasil PengujianAtterbergTanah Asli... 57
Tabel 4.4. Hasil Pengujian CBR Tiap Variasi Campuran... 62
Tabel 4.5. Hasil Pengujian Pemadatan Tiap Variasi Campuran ... 64
Tabel 4.6. Hasil pengujian Berat Jenis Tiap Variasi Campuran ... 66
Tabel 4.7. Hasil pengujian Batas Cair Tiap Variasi Campuran ... 68
Tabel 4.8.Hasil pengujian Batas Plastis tiap variasi campuran ... 70
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1.Variasi Indeks Plastisitas dengan Persen Fraksi Lempung ... 15
Gambar 2.2. Batas–batasAtterberg... 28
Gambar 2.3.Hubungan Campuran Pasir dan Nilai CBRstandarddan CBR modified... 30
Gambar 2.4.Hubungan Campuran Pasir dan Nilai KAOStandarddan KAOModified... 32
Gambar 2.5. Hubungan Campuran Pasir dan Batas Cair... 33
Gambar 2.6. Hubungan Campuran Pasir dengan Nilai Batas Plastis... 34
Gambar 2.7. Hubungan Campuran Pasir dengan Nilai Indeks Plastisitas... 35
Gambar 4.1. Grafik Hasil Analisa Saringan... 57
Gambar 4.2. Diagram Plastisitas Berdasarkan USCS... 60
Gambar 4.3. Hubungan Campuran Pasir dan Nilai CBRStandarddan CBR Modified... 62
Gambar 4.4. Hubungan Campuran Pasir dan Nilai KAOStandarddan KAO Modified... . 64
Gambar 4.5. Hubungan Campuran Pasir dan Berat Jenis ... 67
Gambar 4.6. Hubungan Campuran Pasir dan Batas Cair ... 68
Gambar 4.7. Hubungan Campuran Pasir dengan Nilai Batas Plastis... 70
berbeda dengan Bahan Stabilisasi Sama... 75 Gambar 4.10. Grafik Perbandingan Nilai CBR Modified Terhadap Jenis
Tanah yang Berbeda dengan Bahan Stabilisasi Sama... ... 77 Gambar 4.11. Grafik Perbandingan nilai Batas Cair terhadap Jenis Tanah
yang berbeda dengan Bahan Stabilisasi yang Sama... 79 Gambar 4.12. Grafik Perbandingan Nilai Batas Plastis terhadap Jenis Tanah
yang Berbeda dengan Bahan Stabilisasi Sama... 80 Gambar 4.13. Grafik Perbandingan Nilai Indeks Plastisitas terhadap Jenis
DAFTAR NOTASI
γ = Berat Volume
γd = Berat Volume Kering
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 Wai = Berat Tanah Tertahan
Wbi = Berat Saringan + Tanah Tertahan
Wc = BeratContainer
Wci = Berat Saringan
Wcs = BeratContainer+ Sampel Tanah Sebelum dioven Wds = BeratContainer+ Sampel Tanah Setelahdioven
Wm = BeratMold
Wms = BeratMold+ Sampel
Wn = Kadar Air Pada Ketukan ke-n
Ww = Berat Air
W1 = BeratPicnometer
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Tanah merupakan material dasar yang sangat berpengaruh dari suatu struktur maupun konstruksi dalam pekerjaan Teknik Sipil, baik itu konstruksi bangunan maupun konstruksi jalan. Konstruksi jalan membutuhkan tanah dasar yang baik untuk meletakkan bagian-bagian perkerasan jalan yang diletakkan di atas tanah dasar
tersebut.Kekuatan dan keawetan maupun tebal dari lapisan konstruksi perkerasan
jalan sangat tergantung dari sifat-sifat dan daya dukung tanah dasar ini.
Salah satu persoalan yang mungkin dihadapi oleh para perencana dan pelaksana pembangunan (khususnya untuk sebuah pembangunan perkerasan jalan) adalah cara menangani tanah atau bahan yang buruk agar dapat digunakan sebagai bahan perkerasan. Pada umumnya suatu pembangunan konstruksi di Indonesia berada di
atas tanah lempung.Tanah lempung merupakan tanah berbutir halus koloidal yang
tersebut tanah yang baik, batu, pasir, atau pun kayu seadanya pada permukaan secara vertikal. Metode modern seperti melakukan perbaikan tanah dengan cara mekanis, dengan perkuatan, secara hidrolis, dan dengan menambahkan bahan kimia. Untuk mengatasi hal ini diperlukan alternatif penanganan yang tersedia antara lain dengan menggunakan teknologi stabilisasi tanah.
Umumnya perbaikan tanah dilakukan pada tanah lempung karena tanah lempung memiliki sifat fisik dan mekanis yang khusus, diantaranya kadar air yang tinggi, angka pori yang besar, berat volume yang kecil, plastisitas indeks yang besar, sehingga ini semua mengakibatkan daya dukung tanah lempung menjadi rendah dan pemampatan yang besar. Secara teknis tidak layak untuk kontruksi jalan dan bangunan tanpa pondasi dalam. Masalah yang mungkin sering terjadi adalah retak
– retak bahkan runtuh, pada jalan terjadi penurunan yang tidak seragam bahkan amblas. Maka penilitian kali ini mencoba perbaikan tanah lempung organik dengan menggunakan campuran pasir untuk mencoba apakah daya dukung tanah lempung organik akan naik dengan campuran tersebut.
3
tertentu. Dalam karya ilmiah ini akan dijelaskan seberapa besar pengaruh campuran pasir untuk stabilisasi tanah lempung organik, perubahan daya dukungnya setelah dicampur dengan pasir. Sehingga pada akhirnya dapat disimpulkan bahwa pasir rmerupakan bahan alternatif untuk stabilisasi tanah.
B. Batasan Masalah
Masalah pada penelitian ini dibatasi pada sifat dan karakteristik tanah lempung organik sebelum dan sesudah dicampur menggunakan pasir sebagai campuran dengan melaksanakan pengujian yang dilakukan di Laboratorium. Adapun ruang lingkup dan batasan masalah pada penelitian ini adalah :
1. Sampel tanah yang digunakan merupakan sampel tanah terganggu pada jenis tanah lempung organik di Desa Gedong Pasir, Kelurahan Benteng Sari, Kecamatan Jabung, Kabupaten Lampung Timur–Provinsi Lampung. 2. Pasir yang digunakan pasir kali yang diambil dari Desa Fajar Bulan, Kecamatan Padang Ratu, Kabupaten Lampung Tengah – Provinsi Lampung.
3. Pengujian – pengujian yang dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Universitas Lampung antara lain, sebagai berikut :
a. Pengujian pada tanah asli meliputi : 1. Uji Analisis Saringan
2. Uji Kadar Air
3. Uji Batas-BatasAtterberg
6. Uji Berat Jenis
b. Pengujian pada tanah yang telah distabilisasi meliputi : 1. Uji CBR
2. Batas-BatasAtterberg 3. Uji Kadar Air
4. Uji Berat Jenis
C. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Klasifikasi tanah yang digunakan pada penelitian.
2. Mengetahui kadar air optimum sampel tanah lempung organik.
3. Mengetahui pengaruh pemadatan terhadap daya dukung tanah lempung organik terhadap campuran pasir.
4. Mengetahui pengaruh kadar pasir pada campuran tanah lempung organik terhadap dukung.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Tanah
Tanah merupakan material yang sangat penting dalam bidang Teknik Sipil. Semua sistem pembebanan produk Teknik Sipil berhubungan langsung dengan tanah serta sifat-sifatnya, baik itu sifat fisik, mekanis, maupun kimiawi. Tanah pada kondisi alam, terdiri dari campuran butiran-butiran mineral dengan atau tanpa kandungan bahan organik. Butiran-butiran tersebut dapat dengan mudah dipisahkan satu sama lain dengan kocokan air. Material ini berasal dari hasil pelapukan batuan, baik secara fisik maupun kimia. Sifat-sifat fisik tanah, kecuali dipengaruhi oleh Sifat-sifat batuan induk yang merupakan material asalnya, juga dipengaruhi oleh unsur-unsur luar yang menjadi penyebab terjadinya pelapukan batuan tersebut (Setyanto, 1999).
1. Definisi Tanah
Tanah adalah kumpulan dari bagian-bagian yang padat dan tidak terikat antara satu dengan yang lain (diantaranya mungkin material organik) rongga-rongga diantara material tersebut berisi udara dan air (Verhoef, 1994).
Ikatan antara butiran yang relatif lemah dapat disebabkan oleh karbonat, zat organik, atau oksida-oksida yang mengendap-ngendap diantara partikel-partikel. Ruang diantara partikel-partikel dapat berisi air, udara, ataupun yang lainnya (Hardiyatmo, H.C., 1992).
Tanah dari pandangan ilmu Teknik Sipil merupakan himpunan mineral, bahan organic dan endapan-endapan yang relative lepas (loose) yang terletak di atas batu dasar (bedrock) (Hardiyatmo,H.C., 1992).
7
padat yang besar menjadi batuan yang lebih kecil berukuran sekitar batu besar (boulder) sampai tanah lempung yang sangat kecil sekali (Das, 1993).
2. Klasifikasi Tanah
Sistem klasifikasi tanah adalah suatu sistem pengaturan beberapa jenis tanah yang berbeda-beda tetapi mempunyai sifat yang serupa ke dalam kelompok-kelompok dan subkelompok berdasarkan pemakaiannya. Sistem klasifikasi memberikan suatu bahasa yang mudah untuk menjelaskan secara singkat sifat-sifat umum tanah yang sangat bervariasi tanpa penjelasan yang terinci (Das, 1995). Sistem klasifikasi tanah dibuat pada dasarnya untuk memberikan informasi tentang karakteristik dan sifat-sifat fisis tanah. Karena variasi sifat dan perilaku tanah yang begitu beragam, sistem klasifikasi secara umum mengelompokan tanah ke dalam kategori yang umum dimana tanah memiliki kesamaan sifat fisis. Sistem klasifikasi bukan merupakan sistem identifikasi untuk menentukan sifat-sifat mekanis dan geoteknis tanah. Karenanya, klasifikasi tanah bukanlah satu-satunya cara yang digunakan sebagai dasar untuk perencanaan dan perancangan konstruksi.
a. Sistem Klasifikasi AASHTO
Dalam sistem ini tanah dikelompokkan menjadi tujuh kelompok besar yaitu A-1 sampai dengan A-7. Tanah yang termasuk dalam golongan A1, A-2, dan A-3 masuk dalam tanah berbutir dimana 35 % atau kurang dari jumlah tanah yang lolos ayakan No. 200. Sedangkan tanah yang masuk dalam golongan A-4, A-5, A-6, dan A-7 adalah tanah lempung atau lanau. A-8 adalah kelompok tanah organik (Das, 1995).
Sistem klasifikasi ini didasarkan pada kriteria dibawah ini: 1) Ukuran butiran
a) Kerikil : bagian tanah yang lolos ayakan diameter 75 mm (3mm) dan yang tertahan pada ayakan No. 10 (2 mm).
b) Pasir : bagian tanah yang lolos ayakan No. 10 (2 mm) dan yang tertahan pada ayakan No. 200 (0.075 mm).
c) Lanau dan lempung : bagian tanah yang lolos ayakan No. 200. 2) Plastisitas
Tabel 2.1.Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASTHO
Klasifikasi Umum
Tanah berbutir
(35 % atau kurang dari seluruh contoh tanah lolos ayakan No. 200)
Tanah lanau - lempung (lebih dari 35 % dari seluruh contoh
tanah lolos ayakan No. 200)
Klasifikasi Kelompok
A-1a A-1b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 A-7-5*
A-7-6**
Kerikil dan pasir yang berlanau
atau berlempung Tanah berlanau Tanah berlempung Penilaian sebagai
bahan tanah dasar Baik sekali sampai baik Biasa sampai jelek
dipergunakan pada pekerjaan pembuatan lapangan terbang (Das, 1995). Oleh Casagrande sistem ini pada garis besarnya membedakan tanah atas tiga kelompok besar (Sukirman, 1992), yaitu :
1) Tanah berbutir kasar (coarse-grained-soil), kurang dari 50 % lolos saringan No. 200, yaitu tanah berkerikil dan berpasir. Simbol kelompok ini dimulai dari huruf awal G untuk kerikil (gravel) atau tanah berkerikil dan S untuk Pasir (Sand) atau tanah berpasir.
2) Tanah berbutir halus (fire-grained-soil), lebih dari 50 % lolos saringan No. 200, yaitu tanah berlanau dan berlempung. Simbol dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal M untuk lanau anorganik, C untuk lempung anorganik, dan O untuk lanau organik dan lempung organik.
11
Tabel 2.2. Sistem KlasifikasiUnified
Divisi Utama Simbol Nama Umum Kriteria Klasifikasi
T
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk GW
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk SW
SM Pasir berlanau, campuran pasir-lanau SC Pasir berlempung, campuranpasir-lempung
Batas-batas sekali, serbuk batuan, pasir halus berlanau atau berlempung
Diagram Plastisitas:
Untuk mengklasifikasi kadar butiran halus yang terkandung dalam tanah berbutir halus dan kasar. BatasAtterbergyang termasuk dalam daerah yang di arsir berarti batasan klasifikasinya menggunakan dua simbol.
berlanau, lempung “kurus” (lean clays)
Lanau anorganik atau pasir halus diatomae, atau lanau diatomae, 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
B. Tanah Lempung
Tanah lempung merupakan agregat partikel-partikel berukuran mikroskopik dan submikroskopik yang berasal dari pembusukan kimiawi unsur-unsur penyusun batuan, dan bersifat plastis dalam selang kadar air sedang sampai luas. Dalam keadaan kering sangat keras, dan tidak mudah terkelupas hanya dengan jari tangan. Selain itu, permeabilitas lempung sangat rendah (Terzaghidan Peck, 1987).
Sifat khas yang dimiliki oleh tanah lempung adalah dalam keadaan kering akan bersifat keras, dan jika basah akan bersifat lunak plastis, dan kohesif, mengembang dan menyusut dengan cepat, sehingga mempunyai perubahan volume yang besar dan itu terjadi karena pengaruh air. Sedangkan untuk jenis tanah lempung organik mempunyai karakteristik yang khusus diantaranya daya dukung yang rendah, kemampatan yang tinggi, indeks plastisitas yang tinggi, kadar air yang relatif tinggi dan mempunyai gaya geser yang kecil. Kondisi tanah seperti itu akan menimbulkan masalah jika dibangun konstruksi diatasnya.
Tanah lempung terdiri dari berbagai golongan tekstur yang agak susah dicirikan secara umum. Sifat fisika tanah lempung umumnya terletak di antara sifat tanah pasir dan liat. Pengolahan tanah tidak terlampau berat, sifat merembeskan airnya sedang dan tidak terlalu melekat.
masing-13
masing unsur kimia belum tentu sama. Hal ini disebabkan karena unsur-unsur warna tanah dipengaruhi oleh nilai Liquid Limit (LL) yang berbeda-beda (Marindo, 2005 dan Afryana,2009).
Tanah lempung terdiri dari butir–butir yang sangat kecil ( < 0.002 mm) dan menunjukkan sifat – sifat plastisitas dan kohesi. Kohesi menunjukkan kenyataan bahwa bagian – bagian itu melekat satu sama lainnya, sedangkan plastisitas adalah sifat yang memungkinkan bentuk bahan itu diubah – ubah tanpa perubahan isi atau tanpa kembali ke bentuk aslinya, dan tanpa terjadi retakan–retakan atau terpecah–pecah (L.DWesley, 1977).
Mineral lempung merupakan senyawa alumunium silikat yang kompleks yang terdiri dari satu atau dua unit dasar, yaitu silica tetrahedral dan alumunium octahedral. Silicon dan alumunium mungkin juga diganti sebagian dengan unsur lain yang disebut dengan substitusi isomorfis. Sifat-sifat yang dimiliki tanah lempung adalah sebagai berikut:
a. Ukuran butir halus, kurang dari 0,002 mm. b. Permeabilitas rendah.
c. Kenaikan air kapiler tinggi. d. Bersifat sangat kohesif.
e. Kadar kembang susut yang tinggi. f. Proses konsolidasi lambat.
optimum relatif kekurangan air, oleh karena itu lempung ini mempunyai kecenderungan yang lebih besar untuk meresap air sebagai hasilnya adalah sifat mudah mengembang (Hardiyatmo, 1999).
Tanah lempung adalah tanah yang mempunyai partikel mineral tertentu yang menghasilkan sifat-sifat plastis pada tanah bila dicampur dengan air (Grim, 1953).
Partikel lempung dapat berbentuk seperti lembaran yang mempunyai permukaan khusus. Karena itu, tanah lempung mempunyai sifat sangat dipengaruhi oleh gaya-gaya permukaan. Umumnya, terdapat kira-kira 15 macam mineral yang diklasifikasikan sebagai mineral lempung. Beberapa mineral yang diklasifikasikan sebagia mineral lempung yakni :montmorrillonite, illite, kaolinite, danpolygorskite(Hardiyatmo, 2006).
1. Sifat-Sifat Umum Mineral Lempung :
a. Hidrasi
15
b. Aktivitas(A)
Mendefinisikan aktivitas tanah lempung sebagai perbandingan antara Indeks Plastisitas (PI) dengan presentase butiran yang lebih kecil dari 0,002 mm atau dapat pula dituliskan sebagai persamaan berikut:
A =
%
Aktivitas digunakan sebagai indeks untuk mengidentifikasi kemampuan mengembang dari suatu tanah lempung. Ketebalan air mengelilingi butiran tanah lempung tergantung dari macam mineralnya. Jadi dapat disimpulkan plastisitas tanah lempung tergantung dari (Kempton, 1953).
1. Sifat mineral lempung yang ada pada butiran 2. Jumlah mineral
Bila ukuran butiran semakin kecil, maka luas permukaan butiran akan semakin besar. Pada konsep Atterberg, jumlah air yang tertarik oleh permukaan partikel tanah akan bergantung pada jumlah partikel lempung yang ada di dalam tanah.
Gambar 2.1.Variasi indeks plastisitas dengan persen fraksi lempung
Gambar di atas mengklasifikasikan mineral lempung berdasarkan nilai aktivitasnya, yaitu :
1.Montmorrillonite: Tanah lempung dengan nilai aktivitas (A)≥ 7,2
2.Illite: Tanah lempung dengan nilai aktivitas (A)≥ 0,9dan< 7,2 3.Kaolinite: Tanah lempung dengan nilai aktivitas (A)≥ 0,38dan < 0,9
4.Polygorskite: Tanah lempung dengan nilai aktivitas (A) < 0,38
c. Flokulasi dan Disversi
17
d. Pengaruh Zat Cair
Fase air yang berada di dalam struktur tanah lempung adalah air yang tidak murni secara kimiawi. Pada pengujian di laboratorium untuk batas Atterberg, ASTM menentukan bahwa air suling ditambahkan sesuai dengan keperluan. Pemakaian air suling yang relatif bebas ion dapat membuat hasil yang cukup berbeda dari apa yang didapatkan dari tanah di lapangan dengan air yang telah terkontaminasi. Air berfungsi sebagai penentu sifat plastisitas dari lempung. Satu molekul air memiliki muatan positif dan muatan negatif pada ujung yang berbeda (dipolar). Fenomena hanya terjadi pada air yang molekulnya dipolar dan tidak terjadi pada cairan yang tidak dipolar seperti karbon tetrakolrida yang jika dicampur lempung tidak akan terjadi apapun.
C. Tanah Lempung Organik
Tanah lempung organik adalah tanah butiran halus yang memiliki ukuran lebih kecil dari 0,074 mm (No. 200) dan mengandung kadar organik.
Nilai angka pori, kadar air, dan berat volume kering pada tanah lempung organik (Mitchell, 1976)
Tabel 2.3.Angka Pori, Kadar Air dan Berat Volume Lempung Organik
Angka Pori, e 2,5–3,2
Kadar air dalam keadaan jenuh 30–120 Berat volume kering (kN/m3) 6 - 8
Perbedaan tersebut adalah:
- Tahanan friksi tanah kohesif < tanah non kohesif - Kohesi Lempung > tanah granular
- Permeability lempung < tanah berpasir
- Pengaliran air pada lempung lebih lambat dibandingkan pada tanah berpasir
- Perubahan volume pada lempung lebih lambat dibandingkan pada tanah granular.
D. Stabilisasi Tanah
Stabilisasi tanah adalah suatu proses untuk memperbaiki sifat-sifat tanah dengan menambahkan sesuatu pada tanah tersebut, agar dapat menaikkan kekuatan tanah dan mempertahankan kekuatan geser. Adapun tujuan stabilisasi tanah adalah untuk mengikat dan menyatukan agregat material yang ada sehingga membentuk tanah yang padat. Pada umumnya cara yang digunakan untuk menstabilisasi tanah terdiri dari salah satu atau kombinasi dari pekerjaan-pekerjaan berikut (Bowles, 1991) :
1. Mekanis, yaitu pemadatan dengan berbagai jenis peralatan mekanis seperti mesin gilas (roller), benda berat yang dijatuhkan, ledakan, tekanan statis, tekstur, pembekuan, pemanasan dan sebagainya.
19
bergantung pada lama waktu pemeraman, hal ini disebabkan karena didalam proses perbaikan sifat – sifat tanah terjadi proses kimia yang dimana memerlukan waktu untuk zat kimia yang ada didalam additive untuk bereaksi.
Menurut Bowles, 1991 beberapa tindakan yang dilakukan untuk menstabilisasikan tanah adalah sebagai berikut :
1. Meningkatkan kerapatan tanah.
2. Menambah material yang tidak aktif sehingga meningkatkan kohesidan atau tahanan gesek yang timbul.
3. Menambah bahan untuk menyebabkan perubahan-perubahan kimiawi atau fisis pada tanah.
4. Menurunkan muka air tanah (drainase tanah). 5. Mengganti tanah yang buruk.
Tanah yang akan digunakan pada suatu konstruksi bangunan harus memiliki sifat-sifat fisik maupun teknis yang baik. Namun kenyataan menunjukan bahwa tidak semua tanah dalam kondisi aslinya memiliki sifat-sifat yang diinginkan. Apabila tanah bersifat sangat lepas atau sangat mudah tertekan, permeabilitas yang terlalu tinggi, dan sifat-sifat lain yang tidak diinginkan sehingga tidak sesuai untuk proyek pembangunan, maka tanah tersebut harus distabilisasi.
E. Pemadatan Tanah
1. Prinsip-prinsip pemadatan
Pada awal proses pemadatan, berat volume tanah kering (γd) bertambah
volume tanah basah (γb) sama dengan berat volume tanah kering (γd).
Ketika kadar air berangsur-angsur ditambah (dengan usaha pemadatan yang sama), berat butiran tanah padat tiap volume satuan (γd) 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(γdmaks) disebut kadar air optimum (Hardiyatmo, 2004).
2. Pengujian pemadatan
Untuk menentukan hubungan kadar air dan berat volume, dan untuk mengevaluasi tanah agar memenuhi persyaratan kepadatan, maka umumnya dilakukan pengujian pemadatan. Proctor (1933) telah mengamati bahwa ada hubungan yang pasti antara kadar air dan berat volume kering tanah padat untuk berbagai jenis tanah.
Pada umumnya, terdapat satu nilai kadar air optimum tertentu untuk mencapai berat volume kering maksimumnya (gdmaks). Hubungan berat volume kering (gd) dengan berat volume basah (gb) dan kadar air (w). Berat volume kering setelah pemadatan bergantung pada jenis tanah, kadar air, dan usaha yang diberikan oleh alat penumbuknya. Karakteristik kepadatan tanah dapat dinilai dari pengujian standar laboratorium yang disebut ujiProctor.
a. Uji PemadatanStandard Proctor
21
dan kepadatan tanah dengan cara memadatkan sampel dalam cetakan silinder berukuran tertentu dengan menggunakan alat penumbuk 2,5 kg dan tinggi jatuh 30 cm.
b. Uji PemadatanModified Proctor
Di dalam uji proctor dimodifikasi (Modified Proctor), mold yang digunakan masih tetap sama, hanya berat penumbuknya diganti dengan yang 4,54 kg dengan tinggi jatuh penumbuk 45,72 cm. Pada pengujian ini, tanah di dalam mold ditumbuk dalam 5 (lima) lapisan.
gzav (pori-pori tanah tidak mengandung udara sama sekali), dapat dihitung dari persamaan :
Karena saat tanah jenuh 100 % (S = 1) dan e = w Gs, dimana : gzav : berat volume pada kondisizero air voids
gw : berat volume air e : angka pori
Gs :berat spesifik butiran padat tanah
Berat volume kering (gd) setelah pemadatan pada kadar air (w) dengan kadar udara (air content), A (A = Va/V = volume udara/volume total). Hubungan berat volume kering pada kadar udara tertentu dengan kadar air, dari hasil ujistandard proctordanmodified proctor.
3. Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil pemadatan
Menurut Hardiyatmo (2004) faktor-faktor yang mempengaruhi pemadatan antara lain :
a. Pengaruh macam tanah
23
partikel tanah untuk bergerak sehingga butiran cenderung merapat (padat).
b. Pengaruh usaha pemadatan
Jika energi pemadatan ditambah, maka berat volume kering tanah juga bertambah. Jika energi pemadatan ditambah, kadar air optimum berkurang. Kedua hal tersebut berlaku untuk hampir semua jenis tanah. Namun, harus diperhatikan bahwa derajat kepadatan tidak secara langsung proposional dengan energi pemadatan. Keuntungan yang diperoleh dari tes pemadatan diantarannya :
1. Meningkatkan kekuatan tanah.
2. Berkurangnya penyusutan akibat berkurang kadar air dari nilai patokan pada saat pengeringan.
3. Berkurangnya penurunan permulaan tanah (subsidence), yaitu gerakan vertikal di dalam massa tanah itu sendiri akibat berkurangnya angka pori.
4. Kekuatan geser dan daya dukung meningkat. 5. Pemampatan(compressibility)tanah berkurang.
F.California Bearing Ratio(CBRMethod)
beban yang diperlukan untuk menekan piston logam ke dalam tanah untuk mencapai penurunan (penetrasi) tertentu dengan beban yang diperlukan pada penekanan piston terhadap material batu pecah di California pada penetrasi yang sama (Canonica, 1991).
Metode CBR (California Bearing Ratio) adalah suatu metode empiris untuk mengukur nilai kepadatan tanah. Metode ini mula-mula diciptakan oleh 0.J. Porter, kemudian dikembangkan di Califonia, Amerika serikat. Metode ini mengkombinasikan Percobaan Pembebanan Penetrasi dilaboratorium atau dilapangan dengan rencana empiris untuk menentukan tebal lapisan perkerasan. Untuk mendapatkan nilai CBR tersebut dinamakan test CBR. Test CBR ini dikembangkan sekitar tahun 1930-an di laboratorium of Materials Research Departement of The California Division of Highways, USA.
Prinsip dari uji CBR ini adalah menekan suatu contoh tanah dalam cetakan berbentuk silinder dengan alat penekan standard dengan kecepatan penetrasi tetap dan diukur beban yang diperlukan untuk penetrasi contoh tanah sebesar 0,1" atau 0,2"’. Nilai California Bearing Ratio (CBR) adalah perbandingan antara beban yang diperlukan untuk penetrasi contoh tanah sebesar 0,1" atau 0,2" dengan beban yang ditahan bahan standar pada penetrasi 0,1" atau 0,2".
Ada dua cara untuk menentukan besarnya nilai CBR yaitu:
1. CBR untuk tekanan penetrasi pada 0,l” (0,254 cm) terhadap penetrasi standar yang besarnya 70,37 kg/cm2 (1000 psi).
CBR =
25
CBR = × 100 % (P1 dalam psi)
2. CBR untuk penetrasi 0,2" (0,508 cm) terhadap tekanan penetrasi standar yang besarnya 105,56 kg/ cm2 (1500 psi).
CBR =
, × 100 % (P2 dalam kg/cm2)
CBR = × 100 % (P2 dalam psi)
Dari kedua cara tersebut digunakan nilai yang terbesar. Harga CBR adalah nilai yang menyatakan kualitas tanah dasar dibandingkan dengan bahan standar berupa batu pecah yang mempunyai nilai CBR sebesar 100% dalam memikul beban. Sedangkan nilai CBR yang didapat akan digunakan untuk menentukan tebal lapisan perkerasan yang diperlukan di atas lapisan yang mempunyai nilai CBR tertentu. Untuk menentukan tebal lapis perkerasan dari nilai CBR digunakan grafik-grafik yang dikembangkan untuk berbagai muatan roda kendaraan dengan intensitas lalu lintas.
1. Jenis-Jenis CBR
Berdasarkan cara mendapatkan contoh tanahnya, CBR dapat dibagi atas :
a. CBR Lapangan
CBR lapangan disebut juga CBR inplaceatau field inplacedengan kegunaan sebagai berikut :
tebal lapis perkerasan yang lapisan tanah dasarnya sudah tidak akan dipadatkan lagi.
2. Untuk mengontrol apakah kepadatan yang diperoleh sudah sesuai dengan yang diinginkan. Pemeriksaan ini tidak umum digunakan. Metode pemeriksaannya dengan meletakkan piston pada kedalaman dimana nilai CBR akan ditentukan lalu dipenetrasi dengan menggunakan beban yang dilimpahkan melalui garden truk.
b. CBR Lapangan Rendaman
27
c. CBR Laboratorium
Tanah dasar pada konstruksi jalan baru dapat berupa tanah asli, tanah timbunan atau tanah galian yang dipadatkan sampai mencapai 95 % kepadatan maksimum. Dengan demikian daya dukung tanah dasar merupakan kemampuan lapisan tanah yang memikul beban setelah tanah itu dipadatkan. CBR ini disebut CBR Laboratorium
2. Pengujian Kekuatan dengan CBR
Alat yang digunakan untuk menentukan besarnya CBR berupa alat yang mempunyai piston dengan luas 3 inch2 dengan kecepatan gerak vertikal kebawah 0,05 inch/menit, Proving Ring digunakan untuk mengukur beban yang dibutuhkan pada penetrasi tertentu yang diukur dengan arloji pengukur (dial). Penentuan nilai CBR yang biasa digunakan untuk menghitung kekuatan pondasi jalan adalah penetrasi
0,1” dan penetrasi 0,2”, yaitu dengan rumus sebagai berikut :
Nilai CBR pada penetrsai 0,1” = × 100 %
Nilai CBR pada penetrsai 0,2” = × 100 %
Dimana :
A = pembacaan dialpada saat penetrasi 0,1” B = pembacaan dial pada saat penetrasi 0,2”
G. Batas-BatasAtterberg
Batas kadar air yang mengakibatkan perubahan kondisi dan bentuk tanah dikenal pula sebagai batas-batas konsistensi atau batas-batas Atterberg (yang mana diambil dari nama peneliti pertamanya yaitu Atterberg pada tahun 1911). Pada kebanyakan tanah di alam, berada dalam kondisi plastis. Kadar air yang terkandung dalam tanah berbeda-beda pada setiap kondisi tersebut yang mana bergantung pada interaksi antara partikel mineral lempung. Bila kandungan air berkurang maka ketebalan lapisan kation akan berkurang pula yang mengakibatkan bertambahnya gaya-gaya tarik antara partikel-partikel. Sedangkan jika kadar airnya sangat tinggi, campuran tanah dan air akan menjadi sangat lembek seperti cairan. Oleh karena itu, atas dasar air yang dikandung tanah, tanah dapat dibedakan ke dalam empat (4) keadaan dasar, yaitu : padat (solid), semi padat (semi solid), plastis (plastic), dan cair (liquid), seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2.2. berikut.
Kadar Air Bertambah
Kering Makin Basah
Padat Semi Padat Plastis Cair
Cakupan
Plasticity Index (PI) PI–LL–PL
Batas Susut Batas Plastis Batas Cair
(Shrinkage Limit) (Plastic Limit) (Liquid Limit)
Gambar 2.2.Batas-batasAtterberg
29
Batas plastis (PL) adalah kadar air pada kedudukan antara daerah plastis dan semi padat, yaitu persentase kadar air dimana tanah yang di buat menyerupai lidi-lidi sampai dengan diameter silinder 3 mm mulai retak-retak, putus atau terpisah ketika digulung.
2. Batas Cair (Liquid Limit)
Batas cair (LL) adalah kadar air tanah pada batas antara keadaan cair dan keadaan plastis, yaitu batas atas dari daerah plastis.
3. Indeks Plastisitas (Plasticity Index)
Indeks plastisitas (PI) adalah selisih antara batas cair dan batas plastis. Indeks plastisitas merupakan interval kadar air tanah yang masih bersifat plastis.
H. Tinjauan Penelitian Terdahulu
Beberapa penelitian laboratorium yang menjadi bahan pertimbangan dan acuan penelitian ini dikarenakan adanya kesamaan metode dan bahan aditif yang digunakan, tetapi untuk jenis tanah yang digunakan berbeda, antara lain:
Tabel 2.4 .Hasil Pengujian CBR Tiap Variasi Campuran
Hubungan antara nilai CBR terhadap masing-masing variasi campuran pasir dapat dilihat pada gambar berikut
Gambar 2.3.Hubungan Campuran Pasir dan NilaiCBR Standard
danCBR Modified
Dari hasil pengujian laboratorium didapat kenaikan nilai CBR pada tiap variasi campuran. Hal ini dapat dilihat pada tabel dan gambar
31
yang menunjukkan nilai CBR pada tiap variasi campuran mengalami kenaikan nilai CBR.
2. Uji Pemadatan Tanah
Pengujian pemadatan tanah dilakukan untuk menentukan kepadatan maksimum tanah dengan cara tumbukan yaitu dengan mengetahui hubungan antara kadar air dengan kepadatan tanah. Pengujian pemadatan tanah dilakukan dengan Standard Proctor dan Modified Proctor.
Tabel 2.5.Hasil Pengujian Pemadatan Tiap Variasi Campuran
Sampel + Kadar Pasir (%)
Standard Proctor Modified Proctor
KAO % γd KAO % γd
A (0%) Pasir 33 0,89 29,5 1,12
B (5%) Pasir 31,5 1,04 28,5 1,15
C (10%) Pasir 28,7 1,08 27,5 1,19
D (15%) Pasir 27,2 1,1 26 1,24
Hubungan antara nilai kadar air optimum (ωopt) terhadap masing –
Gambar 2.4. Hubungan Campuran Pasir dan Nilaiωopt Standarddanωopt Modified
Dari hasil pengujian di laboratorium seperti yang ditunjukkan pada tabel 2.5. dan gambar 2.4. dapat dijelaskan bahwa dan Nilai ωopt Standarddanωopt Modifiedmengalami penurunan.
Hasil pengujian batas cair untuk masing-masing waktu siklus terhadap tanah stabilisasi menggunakan pasir adalah seperti pada Tabel berikut :
Tabel 2.6.Hasil Pengujian Batas Cair Tiap Variasi Campuran
Sampel + Campuran Pasir Batas Cair
A (0%) Pasir 89,1071
33
Hubungan antara nilai Batas Cair dan kadar campuran pasir pada tanah lempung lunak dengan menggunakan bahan stabilisasi pasir pada masing-masing campuran :
Gambar 2.5.Hubungan Campuran Pasir dan Batas Cair
Dari hasil pengujian di laboratorium yang dapat dilihat pada tabel dan gambar di atas bahwa nilai batas cair mengalami penurunan saat penambahan campuran pasir dari tanah asli ke pencampuran pasir.
Tabel 2.7.Hasil Pengujian Batas Plastis tiap Variasi Campuran
Sampel + Campuran Pasir Batas Plastis
A (0%) Pasir 38,92
B (5%) Pasir 46,48
C (10%) Pasir 58,22
D (15%) Pasir
67,61
Hubungan antara nilai Batas Plastis pada tanah lempung lunak dengan menggunakan bahan stabilisasi pasir dengan masing-masing campuran :
Gambar 2.6.Hubungan Campuran Pasir dengan Nilai Batas Plastis
Dari hasil pengujian di laboratorium yang tersaji pada tabel dan gambar di atas dapat dilihat bahwa nilai batas plastis mengalami kenaikan pada tiap persentase penambahan pasir. Hasil pengujian
35
Indeks Plastisitas pada tanah lempung lunak dengan bahan stabilisasi pasir pada masing–masing campuran adalah:
Tabel 2.8.Hasil pengujian Indeks Plastisitas tiap variasi campuran
Sampel + Campuran Pasir Indeks Plastisitas
A (0%) Pasir 50,1841
Hubungan antara nilai Indeks Plastisitas terhadap masing -masing variasi campuran pasir dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 2.7. Grafik Hubungan campuran pasir dengan nilai
III . METODE PENELITIAN
A. Pengambilan Sampel
Sampel tanah yang diambil meliputi tanah terganggu (disturb soil) yaitu tanah yang telah terjamah atau sudah tidak alami lagi yang telah terganggu oleh lingkungan luar, dan tanah tidak terganggu (undistrub soil) yaitu tanah yang belum terjamah atau masih alami yang tidak terganggu oleh lingkungan luar. Akan tetapi dalam penelitian ini cukup dengan pengambilan sampel dengan cara disturb soil (tanah terganggu). Sampel tanah diambil di beberapa titik pada lokasi pengambilan sampel menggunakan cangkul sedalam 50 cm, hal ini dilakukan agar membuang tanah-tanah yang mengandung humus dan akar-akar tanaman. Sampel tanah yang diambil merupakan sampel tanah yang mewakili tanah di lokasi pengambilan sampel.
B. Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat untuk uji analisis
saringan, uji berat jenis, uji kadar air, uji batas-batas konsistensi, uji proctor
modified, uji CBR dan peralatan lainnya yang ada di Laboratorium Mekanika
Tanah Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung yang telah sesuai dengan
standardisasiAmerican Society for Testing Material(ASTM).
C. Benda Uji
1. Sampel tanah yang diuji pada penelitian ini yaitu tanah lunak dengan klasifikasi lempung organik dengan plastisitas rendah yang berasal dari desa Gedong Pasir, Kabupaten Lampung Timur – Provinsi Lampung dengan titik koordinat lintang (-5o 71’ 84,26”) dan bujur (105o 39’
10,73”).
Meninjau dari penelitian terdahulu yang mengatakan jenis tanah lempung organik, salah satunya berada di lokasi tersebut. Tanah tersebut sebelum diuji, dikeringkan dengan cara diletakkan di tempat yang sejuk terlebih dahulu untuk memudahkan dalam proses penyaringan agar butirannya tidak melekat satu sama lain, kemudian diayak lolos saringan No. 4 (4,75 mm).
2. Pasir yang digunakan pasir kali yang diambil dari Desa Fajar Bulan, Kecamatan Padang Ratu, Kabupaten Lampung Tengah Provinsi Lampung.
D. Metode Pencampuran Sampel Tanah dengan Pasir
39
E. Data Penelitian
Data-data yang digunakan dalam penilitian ini adalah sebagai berikut : 1. Nilai Analisis Saringan
2. Nilai Berat Jenis 3. Nilai Kadar Air 4. Nilai BatasAtterberg 5. Nilai Pemadatan Tanah 6. Nilai CBR Tanah Asli
7. Nilai CBR Campuran Tanah + Kadar Pasir ( sesuai persentase pasir yang telah ditentukan)
8. Nilai Kadar Pasir Optimum
F. Pelaksanaan Pengujian
Pelaksanaan pengujian dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung. Pengujian yang dilakukan dibagi menjadi 2 bagian pengujian yaitu pengujian untuk tanah asli dan tanah yang telah distabilisasi, adapun pengujian-pengujian tersebut adalah sebagai berikut : 1. Pengujian Sampel Tanah Asli
a. Pengujian Analisis Saringan b. Pengujian Berat Jenis c. Pengujian Kadar Air d. Pengujian BatasAtterberg e. Pengujian Pemadatan Tanah
g. Uji CBR Campuran Tanah + Kadar Pasir ( sesuai persentase pasir yang telah ditentukan)
h. Pengujian Kadar Pasir Optimum
1. Uji Kadar Air
Pengujian ini digunakan untuk mengetahui kadar air suatu sampel tanah yaitu perbandingan antara berat air dengan berat tanah kering. Pengujian ini menggunakan standar ASTM D-2216.
Adapun cara kerja berdasarkan ASTM D-2216, yaitu:
a. Menimbang cawan yang akan digunakan dan memasukkan benda uji kedalam cawan dan menimbangnya.
b. Memasukkan cawan yang berisi sampel ke dalam oven dengan suhu 110oC selama 24 jam.
c. Menimbang cawan berisi tanah yang sudah di oven dan menghitung presentase kadar air.
Perhitungan :
a. Berat air (Ww) = Wcs–Wds b. Berat tanah kering (Ws) = Wds–Wc
c. Kadar air (ω) = x100%
Ws Ww
Dimana:
Wc = Berat cawan yang akan digunakan Wcs = Berat benda uji + cawan
41
2. Uji Analisis Saringan
Analisis saringan adalah mengayak atau menggetarkan contoh tanah melalui satu set ayakan di mana lubang-lubang ayakan tersebut makin kecil secara berurutan. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui presentase ukuran butir sampel tanah yang dipakai. Pengujian ini menggunakan standar ASTM D-422, AASHTO T88 (Bowles, 1991). Langkah Kerja :
a. Mengambil sampel tanah sebanyak 500 gram, memeriksa kadar airnya.
b. Meletakkan susunan saringan diatas mesin penggetar dan memasukkan sampel tanah pada susunan yang paling atas kemudian menutup rapat. c. Mengencangkan penjepit mesin dan menghidupkan mesin penggetar
selama kira-kira 15 menit.
d. Menimbang masing-masing saringan beserta sampel tanah yang tertahan di atasnya.
Perhitungan :
a. Berat masing-masing saringan (Wci)
b. Berat masing-masing saringan beserta sampel tanah yang tertahan di atas saringan (Wbi)
c. Berat tanah yang tertahan (Wai) = Wbi–Wci
d. Jumlah seluruh berat tanah yang tertahan di atas saringan (Wai Wtot)
f. Persentase berat tanah yang lolos masing-masing saringan (q) :
% %
100 pi
qi
11 qip
i1 qDimana : i = l (saringan yang dipakai dari saringan dengan diameter maksimum sampai saringan No. 200)
3. Uji BatasAtterberg
a. Batas Cair (Liquid Limit)
Tujuan pengujian ini adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah pada batas antara keadaan plastis dan keadaan cair. Pengujian ini menggunakan standar ASTM D-4318.
Adapun cara kerja berdasarkan ASTM D-4318, antara lain :
1. Mengayak sampel tanah yang sudah dihancurkan dengan menggunakan saringan No. 40.
2. Mengatur tinggi jatuh mangkuk Casagrande setinggi 10 mm. 3. Mengambil sampel tanah yang lolos saringan No. 40, kemudian
diberi air sedikit demi sedikit dan aduk hingga merata, kemudian dimasukkan kedalam mangkuk cassagrande dan meratakan permukaan adonan sehingga sejajar dengan alas.
43
5. Memutar tuas pemutar sampai kedua sisi tanah bertemu sepanjang 13 mm sambil menghitung jumlah ketukan dengan jumlah ketukan harus berada diantara 10–40 kali.
6. Mengambil sebagian benda uji di bagian tengah mangkuk untuk pemeriksaan kadar air dan melakukan langkah kerja yang sama untuk benda uji dengan keadaan adonan benda uji yang berbeda sehingga diperoleh 4 macam benda uji dengan jumlah ketukan yang berbeda yaitu 2 buah dibawah 25 ketukan dan 2 buah di atas 25 ketukan.
Perhitungan :
1. Menghitung kadar air masing-masing sampel tanah sesuai jumlah pukulan.
2. Membuat hubungan antara kadar air dan jumlah ketukan pada grafik semi logritma, 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 jumlah pukulan ke-25.
b. Batas Plastis (Plastic limit)
Tujuannya adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah pada keadaan batas antara keadaan plastis dan keadaan semi padat. Nilai batas plastis adalah nilai dari kadar air rata-rata sampel. Pengujian ini menggunakan standar ASTM D-4318.
1. Mengayak sampel tanah yang telah dihancurkan dengan saringan No. 40.
2. Mengambil sampel tanah kira-kira sebesar ibu jari kemudian digulung-gulung di atas plat kaca hingga mencapai diameter 3 mm sampai retak-retak atau putus-putus.
3. Memasukkan benda uji ke dalam container kemudian ditimbang 4. Menentukan kadar air benda uji.
Perhitungan :
1. Nilai batas plastis (PL) adalah kadar air rata-rata dari ketiga benda uji.
2. Indeks Plastisitas (PI) adalah harga rata-rata dari ketiga sampel tanah yang diuji, dengan rumus:
PI = LL–PL
4. Uji Berat Jenis
Pengujian ini mencakup penentuan berat jenis (specific gravity) tanah dengan menggunakan botol piknometer. Tanah yang diuji harus lolos saringan No. 40. Bila nilai berat jenis dan uji ini hendak digunakan dalam perhitungan untuk uji hydrometer, maka tanah harus lolos saringan No. 200 (diameter = 0.074 mm). Uji berat jenis ini menggunakan standar ASTM D-854.
Adapun cara kerja berdasarkan ASTM D-854, antara lain :
45
b. Mendinginkan tanah dengan Desikator lalu menyaring dengan saringan No. 40 dan apabila tanah menggumpal ditumbuk lebih dahulu.
c. Mencuci labu ukur dengan air suling dan mengeringkannya. d. Menimbang labu tersebut dalam keadaan kosong.
e. Mengambil sampel tanah.
f. Memasukkan sampel tanah kedalam labu ukur dan menambahkan air suling sampai menyentuh garis batas labu ukur.
g. Mengeluarkan gelembung-gelembung udara yang terperangkap di dalam butiran tanah dengan menggunakan pompa vakum.
h. Mengeringkan bagian luar labu ukur, menimbang dan mencatat hasilnya dalam temperatur tertentu.
Perhitungan :
Dimana :
Gs = Berat jenis
W1 = Beratpicnometer(gram)
W2 = Beratpicnometerdan tanah kering (gram) W3 =Beratpicnometer, tanah, dan air (gram) W4 = Beratpicnometerdan air bersih (gram)
5. Uji Pemadatan Tanah (Proctor Modified)
Tujuannya adalah untuk menentukan kepadatan maksimum tanah dengan cara tumbukan yaitu dengan mengetahui hubungan antara kadar air
dengan kepadatan tanah. Pengujian ini menggunakan standar ASTM D-1557.
Adapun langkah kerja pengujian pemadatan tanah, antara lain : a. Pencampuran
1. Mengambil tanah sebanyak 12,5 kg dengan menggunakan karung goni lalu dijemur.
2. Setelah kering tanah yang masih menggumpal dihancurkan dengan tangan.
3. Butiran tanah yang telah terpisah diayak dengan saringan No. 4. 4. Butiran tanah yang lolos saringan No. 4 dipindahkan atas 5 bagian,
masing-masing 2,5 kg, masukkan masing-masing bagian kedalam plastik dan ikat rapat-rapat.
5. Mengambil sebagian butiran tanah yang mewakili sampel tanah untuk menentukan kadar air awal.
6. Mengambil tanah seberat 2,5 kg, menambahkan air sedikit demi sedikit sambil diaduk dengan tanah sampai merata. Bila tanah yang diaduk telah merata, dikepalkan dengan tangan. Bila tangan dibuka, tanah tidak hancur dan tidak lengket ditangan.
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 :
47
Wb = Kadar air yang dibutuhkan Penambahan air : Ww = Wwb–Wwa
8. Sesuai perhitungan, lalu melakukan penambahan air setiap 2,5 kg sampel diatas pan dan mengaduknya sampai rata dengan sendok pengaduk.
b. Pemadatan tanah
1. Menimbangmoldstandar beserta alas.
2. Memasangcollarpadamold, lalu meletakkannya di atas papan. 3. Mengambil salah satu sampel yang telah ditambahkan air sesuai
dengan penambahannya.
4. Dengan modified proctor, tanah dibagi kedalam 5 bagian. Bagian pertama dimasukkan kedalam mold, ditumbuk 25 kali sampai merata. Dengan cara yang sama dilakukan pula untuk bagian kedua, ketiga, keempat dan kelima, sehingga bagian kelima mengisi sebagiancollar(berada sedikit diatas bagianmold).
5. Melepaskan collar dan meratakan permukaan tanah pada mold dengan menggunakan pisau pemotong.
6. Menimbangmoldberikut alas dan tanah didalamnya.
7. Mengeluarkan tanah dari mold dengan extruder, ambil bagian tanah (alas dan bawah) dengan menggunakan 2 container untuk pemeriksaan kadar air (w).
Perhitungan : Kadar air :
a. Berat cawan + berat tanah basah = W1 (gr) b. Berat cawan + berat tanah kering = W2 (gr) c. Berat air = W1–W2 (gr)
g. Berat volume kering (γd)
γd = (gr/cm3)
h. Berat volumezero air void( γz ) γz = (gr/cm3)
6. Uji CBR (California Bearing Ratio)
49
Langkah Kerja :
a. Menyiapkan 3 sampel tanah yang lolos saringan No. 4 masing-masing sebanyak 5 kg ditambah sedikit untuk mengetahui kadar airnya.
b. Menentukan penambahan air dengan rumus : Penambahan Air : Berat sampel x (OMC X MC)
100 + MC dimana :
OMC : Kadar air optimum dari hasil uji pemadatan MC : Kadar air sekarang
c. Menambahkan air yang didapat dari perhitungan di atas dengan sampel tanah lalu diaduk hingga merata. Setelah itu melakukan pemeraman selama 24 jam.
d. Memasukkan sampel kedalam mold lalu menumbuk secara merata. Melakukan penumbukan sampel dalam mold dengan 5 lapisan dan banyaknya tumbukan pada masing-masing sampel adalah :
Sampel 1 : Setiap lapisan ditumbuk 10 kali Sampel 2 : Setiap lapisan ditumbuk 25 kali Sampel 3 : Setiap lapisan ditumbuk 55 kali
e. Melepaskan collar dan meratakan sampel dengan mold lalu menimbangmoldberikut sampel tersebut.
f. Mengambil sebagian sampel yang tidak terpakai untuk memeriksa kadar air.
Perhitungan :
7. Berat volume kering (γd)
(γd) = (gr/cm3)
8. Harga CBR :
a. Untuk 0,1 “ :
b. Untuk 0,2 “ :
Dari kedua nilai CBR tersebut diambil nilai yang terkecil.
9. Dari ketiga sampel didapat nilai CBR yaitu untuk penumbukan 10 kali, 25 kali dan 55 kali.
G. Urutan Prosedur 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 BatasAtterbergpada sampel tanah asli. 5. Melakukan Uji Pemadatan Tanah pada sampel tanah asli.
51
6. Melakukan Uji CBR(California Bearing Ratio)pada sampel tanah asli. 7. Memberikan kode/nama pada mold untuk masing-masing sampel yang
akan digunakan untuk proses pemadatan. Kode pada mold untuk masing-masing sampel dan variasi campuran kadar pasir dilihat pada tabel 9 :
Tabel 3.1.Tabel Kode Pada Mold untuk Masing-Masing Sampel
Siklus Jumlah Sampel
Jumlah tumbukan
10x 25x 55x
Kode Mold Kode Mold Kode Mold
0 3 A0 B0 C0
2 3 A2 B2 C2
4 3 A4 B4 C4
6 3 A6 B6 C6
8. Melakukan Uji CBR pada sampel tanh dengan masing-masing variasi campuran pasir.
H. Analisis Hasil Penelitian
Semua hasil yang didapat dari pelaksanaan penelitian akan ditampilkan Dalam bentuk tabel, grafik hubungan serta
penjelasan-penjelasan yang didapat dari :
a. Dari Hasil Uji Kadar Air akan didapat nilai kadar air 1. Uji Analisa Saringan
6. Uji CBR Campuran Tanah + Kadar Pasir (persentase kadar pasir yang digunakan adalah 5 %, 10 %, dan 15 %)
b. Dari hasil pengujian batas cair dan batas plastis (batas atterberg) didapatkan hasil pengujian yang ditampilkan dalam bentuk tabel dan grafik dengan cara membandingkan nilai batas cair dan batas plastis kadar campuran pasir optimum pada masing-masing siklus.
53
Gambar 8. Diagram Alir Percobaan
Pengambilan sampel tanah dan pasir
1. Uji Analisis Saringan 2. Uji Kadar Air
3. Uji Batas-BatasAtterberg
4. Uji Pemadatan tanah (Modified Proctor) 5. Uji CBR
6. Uji Berat jenis
Pembuatan sampel tanah ( tanah + pasir ) dengan kadar air optimum untuk masing- masing kadar pasir (5%, 10%,15%)
1. Uji CBR
2. Batas-BatasAtterberg 3. Uji Kadar Air
4. Uji Berat jenis
Kesimpulan
Selesai Analisis data
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian dan pembahasan yang telah dilakukan terhadap sampel tanah lempung organik yang distabilisasi menggunakan pasir, maka diperoleh beberapa kesimpulan :
1. Sampel tanah yang digunakan berasal dari daerah Desa Gedong Pasir, Kelurahan Benteng Sari, Kecamatan Jabung, Kabupaten Lampung Timur, menurut sistem klasifikasi AASHTO digolongkan pada kelompok tanah A-7-5 (tanah lempung). Tanah golongan ini termasuk golongan biasa sampai kurang baik digunakan sebagai tanah dasar pondasi.
2. Pemakaian kadar pasir sebagai bahan stabilisasi terhadap tanah lempung organik mampu menaikkan nilai berat jenis tanah pada setiap penambahan pasirnya.
84
4. Nilai CBR pada pencampuran kadar pasir mengalami kenaikan nilai CBR meskipun tidak terjadi peningkatan nilai CBR standard maupun CBR Modified yang signifikan dengan hasil yang lebih besar pada CBR modified.
5. Pada pengujian dapat dilihat bahwa penggunaan CBRmodifiedlebih baik dibandingkan menggunakan CBR standard, hal ini disebabkan oleh proses pemadatan yang lebih banyak sehingga membuat daya dukung tanah menjadi lebih besar.
6. Penggunaan campuran pasir pada tanah lempung lunak berdasarkan nilai CBR-nya lebih baik dibandingkan penggunaan campuran pasir pada tanah lempung organik.
B. Saran
Untuk penelitian selanjutnya mengenai stabilisasi tanah dengan menggunakan bahan pasir , disarankan beberapa hal dibawah ini untuk dipertimbangkan :
1. Untuk mengetahui efektif atau tidaknya campuran pasir perlu diteliti lebih lanjut untuk tanah dari daerah yang lain dengan menggunakan campuran yang sama, sehingga akan diketahui nilai nyata terjadinya perubahan akibat pengaruh penambahan pasir.
3. Untuk kondisi perlakuan stabilisasi tanah menggunakan pasir di lapangan, disarankan pada saat pencampuran kondisi pasir tersebut dalam keadaan kering.
DAFTAR PUSTAKA
Bowles, Joseph E. 1991.Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah(Mekanika tanah), Erlangga, Jakarta.
Canonica, Lucio. 1991.Memahami Mekanika Tanah. Angkasa. Bandung.
Das, Braja.M. 1995. Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid I. Erlangga. Jakarta.
Hardiyatmo, Hary Christady. 1992. Mekanika Tanah 1. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.
Hardiyatmo, Hary Christady. 2002. Mekanika Tanah 2. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.
Universitas Lampung. 2003. Petunjuk Praktikum Mekanika I dan Mekanika II. Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Lampung. Bandar Lampung. Universitas Lampung. 2012. Format Penulisan Karya Ilmiah Universitas
Lampung. UPT Percetakan Universitas Lampung. Bandar Lampung.
