SIFAT FISIS DAN MEKANIS TANAH DESA NAMBUHAN KECAMATAN PURWODADI KABUPATEN GROBOGAN
Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Oleh :
PUSPITA SARI D 100 130 075
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017
iii
1
SIFAT FISIS DAN MEKANIS TANAH DESA NAMBUHAN KECAMATAN PURWODADI KABUPATEN GROBOGAN
ABSTRAK
Tanah digunakan sebagai dasar suatu konstruksi dalam pekerjaan teknik sipil. Sebagai dasar suatu konstruksi tanah memiliki banyak permasalahan, seperti daya dukung rendah, kompresibilitas tinggi, konsolidasi terjadi pada waktu lama, dan kuat geser rendah. Kondisi tanah seperti ini terjadi pada tanah berbutir halus terutama tanah jenis lempung. Desa Nambuhan Kecamatan Purwodadi Kabupaten Grobogan memiliki karakteristik tanah yang sangat lengket pada musim penghujan, dan menjadi sangat keras atau pecah-pecah pada musim kemarau. Berdasarkan hal tersebut, maka dilakukan penelitian untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis tanah dari Desa Nambuhan Kecamatan Purwodadi Kabupaten Grobogan. Penelitian dilakukan melalui beberapa tahap pengujian, yaitu kadar air, berat jenis, batas-batas Atterberg, hydrometer dan analisa saringan, DST, UCT, konsolidasi tanah, CBR soaked dan unsoaked dengan mengacu pada standar ASTM dan prosedur pengujian di Laboraturium Mekanika Tanah Universitas Muhammadiyah Surakarta. Hasil dari penelitian ini adalah w = 11,809%, Gs = 2,57, LL = 84,24%, PL = 33,35%, SL = 28,52%, PI = 50,89%, hasil uji gradasi menunjukkan butiran tanah lolos saringan nomor 200 sebesar 94,01%. Klasifikasi tanah menurut USCS sampel termasuk golongan CH yang merupakan kategori tanah lempung anorganik dengan plastisitas tinggi dan menurut AASHTO sampel termasuk klasifikasi A-7-5. Hasil uji Standard Proctor didapatkan nilai kadar air optimum 32% dan berat isi kering sebesar 1,29 gr/cm3. Hasil uji DST didapat nilai kohesi tanah (c) = 1,3629 kg/cm2 serta nilai sudut gesek (φ) = 6,92°. Hasil uji UCT didapatkan nilai qu= 2,55 kg/cm2. Hasil
uji konsolidasi didapatkan nilai Cv sebesar 0,00305 cm2/dt, nilai Cc sebesar 0,501, dan juga nilai Sc sebesar 0,1580 cm. Hasil uji CBR soaked adalah 0,162 % serta CBR unsoaked didapatkan nilai sebesar 1%.
Kata kunci : sifat fisis, sifat mekanis, tanah lempung
ABSTRACT
Soil is used as a foundation of construction in the work of civil engineering. As a foundation of construction, soil has many problems. Consolidation occurs in a long time and has low frictional strength. This condition occurs to the fine grained soil, especially clay. The characteristic of the soil at Nambuhan village at
2
Grobogan regency is sticky in rainy season. However, It becomes solid and fractional in dry season.
Based on the case above, the research was conducted to know the physical characteristics and soil mechanism at Nambuhan village, Purwodadi subdistrict, Grobogan regency. The research was conducted through several testing steps, namely water content, specific gravity, limit of Atterberg, hydrometer and filter analysis, DST, UCT, soil consolidation, soaked and unsoaked CBR by concerning on standard of ASTM and testing procedure at laboratory of soil mechanism at Muhammadiyah University of Surakarta.
The result showed that w = 11,809%, Gs = 2,57, LL = 84,24%, PL = 33,35%, SL = 28,52%, PI = 50,89%. The result of gradation test showed that the grained soil passed the filter at number 200 with the percentage of 94,01%. According to USCS sampling, soil classification belongs to CH category. The category belongs to inorganic clay category with high plasticity. According to AASHTO, the sample belongs to classification of A-7-5. The testing result of Standard Proctor resulted the value of the optimal water content of 32% and dried content weight of 1,29 gr/cm3.
The testing result of DST showed the value of soil cohesion (c) =1,3629 kg/cm2 and the value of frictional angle (φ) = 6,92°. Meanwhile, the testing result of UCT showed the value of qu= 2,55 kg/cm2. The testing result of consolidation showed that the value of Cv was 0,00305 cm2/dt, the value of Cc was 0,501, and the value of Sc was 0,1580 cm. At last, the testing result of soaked CBR was 0,162% and unsoaked CBR was 1%.
Keywords:physical characters, mechanical characters, clay.
1. PENDAHULUAN
Konstruksi di Desa Nambuhan Kecamatan Purwodadi Kabupaten Grobogan sering mengalami kerusakan mungkin disebabkan adanya fenomena karakter tanah kohesif yang memiliki sifat kurang menguntungkan. Daya dukung rendah, kompresibilisas tinggi, konsolidasi terjadi pada waktu yang lama, dan kuat geser yang rendah merupakan beberapa kekurangan pada tanah kohesif. Berdasarkan kondisi tersebut perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis tanah di Desa Nambuhan Kecamatan Purwodadi Kabupaten Grobogan.
3 2. METODE PENELITIAN
Pembuatan sampel untuk uji sifat-sifat mekanis tanah , pengujian ini meliputi DST, UCT, Konsolidasi, dan CBR Soaked serta CBR Unsoaked. Melakukan pengujian sifat mekanis tanah.
Kadar Air (%) (kering udara) Specific Gravity Batas Cair (%) Batas Plastis (%) Batas Susut (%) Indeks Plastis (%) Lolos Saringan No. 200 (%) 11,809 2,570 84,24 33,35 28,52 50,89 94,01
Berdasarkan Tabel tersebut didapat nilai kadar air 11,809%, specific gravity 2,570, batas cair 84,24%, batas plastis 33,35%, batas susut 28,52%, indeks Penelitian ini terdiri dari beberapa tahap, antara lain:
2.1 Tahap I
Merupakan tahap awal yang dimulai dengan studi literatur dan penyediaan bahan berupa sampel tanah yang berasal dari Desa Nambuhan Kecamatan Purwodadi Kabupaten Grobogan. Sampel tanah kemudian dikeringkan dan disaring menggunakan saringan Nomor 4.
2.2 Tahap II
Melakukan uji sifat-sifat fisis tanah asli, pengujian ini meliputi kadar air, berat jenis, batas-batas Atterberg, dan analisa ukuran butiran. Kemudian melakukan uji kepadatan tanah dengan Standard Proctor guna mendapatkan kepadatan tanah maksimum dan kadar air optimumnya.
2.3Tahap III
3.1) Hasil Uji Sifat Fisis
4
plastisitas 50,89%, dan lolos saringan No. 200 sebesar 94,01%. Menurut (Hardiyatmo, 2012) dalam Tabel III.2 sampel tanah yang berasal dari Desa Nambuhan Kecamatan Purwodadi Kabupaten Grobogan merupakan jenis tanah lempung kohesif berplastisitas tinggi karena nilai PI lebih dari 17% yaitu sebesar 50,89%. Hasil uji gradasi menunjukkan, butiran tanah yang lolos saringan nomor 200 pada tanah asli sebesar 94,01%. Hal ini menunjukkan bahwa sampel tanah dari Desa Nambuhan Kecamatan Purwodadi Kabupaten Grobogan berbutir halus karena lebih dari 50% lolos saringan Nomor 200.
Klasifikasi Tanah
1) Klasifikasi menurut USCS
Dari hasil uji gradasi menunjukkan, butiran tanah yang lolos saringan Nomor 200 pada tanah asli sebesar 94,01%. Hal ini menunjukkan bahwa sampel tanah dari Desa Nambuhan Kecamatan Purwodadi Kabupaten Grobogan berbutir halus karena lebih dari 50% lolos saringan Nomor 200. Selanjutnya tanah tersebut masuk kedalam kategori lanau dan lempung dengan nilai batas cair lebih dari 50% yaitu 84,24%. Untuk mengetahui sampel tanah termasuk dalam klasifikasi MH,CH, atau OH dilihat dari grafik yang tertera pada Tabel III.4. Berdasarkan tabel tersebut dapat diketahui bahwa sampel tanah masuk kedalam kategori CH karena perpotongan antara nilai batas cair sebesar 84,24% dan juga plastisitas indek sebesar 50,89% berada di bagian CH. Berdasarkan USCS sampel tanah dari Desa Nambuhan Kecamatan Purwodadi Kabupaten Grobogan termasuk kategori tanah lempung anorganik dengan plastisitas tinggi, lempung “gemuk”(fat clays).
2) Klasifikasi menurut AASHTO
Sampel tanah dari Desa Nambuhan Kecamatan Purwodadi Kabupaten Grobogan memiliki nilai persen lolos saringan no.200 lebih dari 35%, maka masuk kedalam klasifikasi umum tanah-tanah lanau-lempung. Nilai batas cair sebesar 84,24% dan juga plastisitas indek sebesar 50,89% sampel tanah masuk kedalam kelompok A-7. Kelompok A-7 dibagi atas A-7-5 dan A-7-6
5
tergantung pada batas plastisnya (PL),yaitu PL >30 klasifikasi A-7-5 dan PL<30 klasifikasi A-7-6, karena nilai PL dari sampel tanah sebesar 33,35% maka sampel tanah dari Desa Nambuhan Kecamatan Purwodadi Kabupaten Grobogan masuk ke dalam klasifikasi A-7-5 (58) dengan tipe material tanah berlempung, sedang sampai buruk adalah penilaian umum sebagai tanah dasar untuk tanah dengan klasifikasi A-7-5 (58).
Gambar tersebut menunjukkan nilai kadar air optimum yang dihasilkan dari pemadatan Standard Proctor sebesar 32%. Dan nilai ɣd maks = 1.29 gr/cm3.
Selanjutnya nilai kadar air optimum ini digunakan sebagai acuan penambahan air pada pembuatan sampel pengujian geser langsung (Direct Shear Test), pengujian kuat tekan (Unconfined Compression Test), pengujian konsolidasi tanah, pengujian CBR soaked dan unsoaked.
1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 5 15 25 35 45 55 B er a t Vo l Ta na h K er ing da n Z AVL Kadar Air ( % ) ω optimum = 32 % ɣd maks = 1.29
3.3)Hasil Uji Sifat Mekanis 3.3.1) Uji Standard Proctor
6
Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa hasil uji kuat geser pada tanah dari Desa Nambuhan Kecamatan Purwodadi Kabupaten Grobogan didapatkan nilai kohesi
Pada pengujian UCT hubungan antara tegangan dan regangan menghasilkan nilai qu atau kuat tekan bebas tanah sebesar 2,55 kg/cm2. Berdasarkan hubungan kuat tekan
bebas (qu) lempung dengan konsistensinya (Hardiyatmo, 2012), maka tanah dari Desa Nambuhan Kecamatan Purwodadi Kabupaten Grobogan memiliki konsistensi tanah lempung sangat kaku karena memiliki nilai qu sebesar 2,55 kg/cm2 atau 250,07 kN/m2. Nilai qu dapat dilihat pada grafik berikut:
y = 0.1217x + 1.3748 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 T eg ang an Ge se r (kg /cm 2 ) Tegangan Normal (kg/cm2) c 6,94 ° 3.3.2) UJI DST (Direct Shear Test)
tanah (c) = 1,374 kg/cm2 serta nilai sudut geser (φ) = 6,94 °.
7
Pengujian konsolidasi sampel tanah dari Desa Nambuhan Kecamatan Purwodadi Kabupaten Grobogan mendapatkan nilai Cv sebesar 0,00305 cm2/dt, nilai Cc sebesar 0,501, dan juga nilai Sc sebesar 0,1580 cm.
CBR
CBR Soaked (rendaman) ( % )
Unsoaked (tanpa rendaman) ( % )
Nilai CBR (%) 0,162 1
Nilai Swelling 0,423
Hasil uji CBR menunjukkan bahwa nilai CBR Soaked maupun Unsoaked keduanya mempunyai daya dukung (CBR) yang rendah yaitu 0,162% untuk CBR Soaked dan 1% untuk CBR Unsoaked. Nilai Swelling pada CBR Soaked sebesar 0,423%. Nilai CBR dipertimbangkan terhadap kekuatan subgrade jalan raya. Berdasarkan Tabel III.11 yang menunjukkan nilai CBR terhadap kekuatan Subgrade jalan memperlihatkan bahwa tanah Desa Nambuhan Kecamatan
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 0 2 4 6 8 10 12 T eg a ng a n ( k g /cm 2) Regangan % qu = 2.55 kg/cm2
3.3.4) Hasil Uji Konsolidasi
3.3.5) Hasil Uji CBR Pengujian
8
Purwodadi Kabupaten Grobogan memiliki nilai CBR < 3% sehingga kekuatan Subgradenya jelek dan pemadatan perlu dilakukan.
berat jenis 2,570, LL 84,24%, PL 33,35%, SL 28,52% dan PI 50,89% hal ini menunjukkan bahwa tanah dari Desa Nambuhan Kecamatan Purwodadi Kabupaten Grobogan merupakan tanah lempung kohesif berplastisitas tinggi. Menurut metode AASHTO tanah asli termasuk dalam kelompok A-7-5 dan merupakan tanah lempung yang bersifat buruk dan tidak baik digunakan sebagain lapis pondasi perkerasan jalan dan bangunan. Sedangkan klasifikasi tanah menurut USCS tanah asli termasuk dalam kelompok CH, yaitu tanah lempung dengan plastisitas tinggi.
1) Uji Geser Langsung (Direct Shear Test) didapatkan nilai kohesi tanah (c) = 1,3629 kg/cm2 serta nilai sudut geser (φ) = 6,92 °.
2) Uji Kuat Tekan (Unconfined Compression Test) didapatkan nilai qu sebesar 2,55 kg/cm2 atau 250,07 kN/m2 yang termasuk dalam konsistensi tanah lempung sangat kaku.
3) Uji Konsolidasi Tanah mendapatkan nilai Cv sebesar 0,00305 cm2/dt, nilai Cc sebesar 0,501, dan juga nilai Sc sebesar 0,1580 cm.
4) Uji CBR, pada pengujian ini didapatkan nilai 1% untuk CBR Soaked dan CBR Unsoaked. Dan dari nilai tersebut maka subgradenya jelek dan perlu dilakukan perbaikan tanah.
4. PENUTUP 4.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan dan pengujian di laboratorium serta analisis data percobaan maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
4.1.1Berdasarkan hasil uji sifat fisis tanah asli didapatkan nilai kadar air 11,809%,
4.1.2 Berdasarkan hasil uji sifat mekanis tanah asli didapatkan nilai-nilai sebagai berikut :
9 yang valid.
DAFTAR PUSTAKA
ASTM, 1981, “Annual Book of ASTM”, Philadelphia, USA.
Cassagrande, A., 1948, “Classification and Identification of Soils”, Transsactiions, ASCE, Vol.113.
Ariyani.N dan Wahyuni P.D. 2007 “Perbaikan Tanah Lempung dari Grobogan Purwodadi dengan Campuran Semen dan Abu Sekam Padi” http://www.e-jurnal.ukrimuniversity.ac.id/file/21206.pdf (11 oktober 2017)
Amalia, Naura Alif., Vera Rohmadoniati., dkk, 2013, “ANALISA PERILAKU TANAH EKSPANSIF PADA TIANG PANCANG, DITINJAU DARI VARIABEL KADAR AIR DAN MATERIAL”
https://www.slideshare.net/veradoniati/analisa-perilaku-tanah-ekspansif-pada-tiang-pancang-ditinjau-dari-variabel-kadar-air-material-dan-beban
Choirudin, Jalu (2013) Pengaruh Penambahan Abu Ampas Tebu Terhadap Kuat Dukung Tanah Lempung Yang Distabilisasi Dengan Kapur. Skripsi thesis, Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Das, B.M., Endah Noor., Mochtar, I.B., 1995, “Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknik) Jilid 1”, Erlangga, Jakarta.
Hardiyatmo, H.C., 2012, “Mekanika Tanah I” edisi keenam. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.
4.2 Saran
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka untuk penelitian selanjutnya ada beberapa saran, antara lain:
4.2.1 Pastikan tanah benar-benar dalam keadaan kering udara agar data yang didapatkan lebih baik dan benar.
10
Nurdian, Syahreza., Setyanto., Lusmelia, Afriyani., “Korelasi Parameter Kekuatan Geser Tanah Dengan Menggunakan Uji Triaksial Dan Uji Geser Langsung Pada Tanah Lempung Substitusi Pasir”, JRSDD,Edisi Maret 2015, Vol. 3, No. 1, Hal 13-26 (ISSN:2303-0011)
Sengeoris, Meiriza and -, Qunik Wiqoyah, S.T., M.T and -, Ir. Renaningsih, M.T. (2016) Pemanfaatan Bubuk Arang Kayu Sebagai Bahan Stabilisasi Terhadap Kuat Dukung Tanah Lempung Sukodono Dengan Variasi Perawatan. Skripsi thesis, Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Susanti, E. 2017. Pemanfaatan Kapur Sebagai Bahan Stabilisasi Terhadap Penurunan Konsolidasi Tanah Lempung Tanon Dengan Variasi Ukuran Butiran Tanah (Studi Kasus Tanah Lempung Tanon Sragen)., Tugas Akhir, S1 Teknik Sipil, UMS
Soedarmo, G. D. & Purnomo, S. J. E., 1997, “Mekanika Tanah I”, Yogyakarta : Kanisius.
Wesley, L.D., 1994, “Mekanika Tanah”, (Cetakan ke VI), Badan penerbit Pekerjaan umum, Jakarta.
