1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Bagi para lnsinyur Sipil, tanah adalah akumulasi partikel mineral yang tidak mempunyai atau lemah ikatan antar partikelnya, yang terbentuk karena pelapukan dari batuan. Di antara partikel-partikel tanah terdapat ruang kosong yang disebut pori-pori (void space) yang berisi air dan/atau udara. Ikatan yang lemah antara partikel-partikel tanah disebabkan oleh pengaruh karbonat atau oksida yang tersenyawa di antara partikel-partikel tersebut, atau dapat juga disebabkan oleh adanya material organik. Bila hasil dari pelapukan tersebut di atas tetap berada pada tempat semula, maka bagian ini disebut tanah sisa (residual soil). Hasil pelapukan yang terangkut ke tempat lain dan mengendap di beberapa tempat yang berlainan disebut tanah bawaan (transportation soil). Media pengangkut tanah berupa gaya gravitasi, angin, air, dan gletsyer. Pada saat berpindah tempat, ukuran dan bentuk partikel-partikel dapat berubah dan terbagi dalam beberapa rentang ukuran.
Ditinjau dari segi asal-usul, tanah merupakan hasil alih rupa (transformation) dan alih tempat (translocation) zat-zat mineral dan organik yang berlangsung di permukaan daratan di bawah pengaruh faktor-faktor lingkungan yang bekerja selama waktu sangat panjang, dan berbentuk tubuh dengan organisasi dan morfologi tertentu (Schroeder, 1984) [1]. Pengertian tubuh menandakan bahwa tanah merupakan bangunan bermatra tiga, dua matra berkaitan dengan luas bentangan dan satu matra berkaitan dengan tebal. Sifat-sifat tanah muncul dan berkembang secara berangsur menuruti perjalanan waktu yang sangat panjang.
Maka waktu menjadi matra keempat tanah. Dengan demikian tanah disebut bangunan bermatra empat, atau sistem ruang-waktu. Ini berarti hakekat tanah hanya terungkapkan secara baik kalau setiap gejala tanah didudukkan menurut ruang dan waktu.
Setiap tubuh tanah menempati suatu bagian bentanglahan (lanscape) dan menjadi salah satu tampakan alamiah (natural feature) bentang lahan bersama dengan sungai, rawa, gunung, hutan, dsb. Keseluruhan tampakan tanah dalam suatu wilayah membentuk bentang tanah (soilscape) yang menjadi salah satu ciri bentang
2 lahan di wilayah bersangkutan. Ada lima faktor pokok yang mempengaruhi pembentukan tanah dan menentukan rona bentang tanah, yaitu bahan induk, iklim, organisme hidup, timbulan, dan waktu. Dengan peningkatan intensitas penggunaan tanah, khusus dalam bidang pertanian, manusia dapat dimasukkan sebagai faktor pembentuk tanah. Dengan tindakannya mengolah tanah, mengirigasi, memupuk, mengubah bentuk muka tanah (meratakan, menteras) dan mereklamasi, manusia dapat mengubah atau mengganti proses tanah yang semula dikendalikan oleh faktor-faktor alam.
Ilmu rekayasa tanah merupakan aplikasi dari prinsip-prinsip mekanika tanah dalam problema-problema praktisnya. Tidak dapat diketahui sejak kapan manusia mulai menggunakan tanah sebagai bahan bangunan. Untuk beberapa lama pada mulanya, seni rekayasa tanah hanya dilaksanakan berdasarkan pengalaman di masa lalu saja.
Tetapi dengan pertumbuhan ilmu pengetahuan dan teknologi, perancangan dan pelaksanaan struktur yang lebih baik dan lebih ekonomis menjadi lebih diperlukan.
Hal ini menyebabkan terjadinya studi yang lebih terinci terhadap sifat dan konfusi dasar dari tanah dalam hubungannya dengan ilmu teknik pacta awal abad kedua puluh. Dengan diterbitkannya buku Erdbaumechanik oleh Karl Terzaghi pada tahun 1925, lahirlah sudah ilmu mekanika tanah modern. Dalam arti umumnya, rekayasa geoteknik juga mengikutsertakan aplikasi dari prinsip-prinsip dasar mekanika tanah dan mekanika batuan dalam masalah-masalah perancangan pondasi.
1.2. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari dilakukan nya praktikum Mekanika Tanah 1 ini sebagai berikut :
a. Bagaimana cara mengetahui berat volume dari sampel tanah?
b. Bagaimana cara mengatahui kadar air dari suatu sampel tanah?
c. Bagaimana cara mengetahui nilai Specific Gravity dari suatu tanah?
d. Bagaimana cara mengetahui nilai batas-batas Atterberg pada sampel tanah?
e. Bagaimana cara mengetahui gradasi tanah yang tertahan saringan No.200?
f. Bagaimana cara mengetahui gradasi tanah yang lolos saringan No. 200?
g. Bagaimana cara mengetahui nilai berat kering maksimum dan kadar air optimum suatu jenis tanah?
3 h. Bagaimana cara mengetahui nilai California Beaaring Rasio (CBR) tanah yang
dipadatkan?
i. Bagaimana cara menetukan koefisien permeabilitas (k) dari suatu contoh tanah berbutir kasar?
j. Bagaimana cara menghitung nilai kepadatan (berat isi kering) tanah di lapangan dan menentukan nilai derajat kepadatan (Dr) tanah?
k. Bagaimana cara menguji kekuatan atau daya dukung (CBR) di lapangan secara cepat dengan menggunakan alat penetrometer konus dinamis (Dynamic Cone Penetrometer)?
1.3. Tujuan
Adapun tujuan dilakukannya praktikum kali ini sebagai berikut : a. Untuk mengetahui berat volume dari sampel tanah.
b. Untuk mengetahui kadar air dari suatu sampel tanah.
c. Untuk mengetahui nilai Specific Gravity (Gs) suatu tanah.
d. Untuk mengetahui nilai batas-batas Atterberg, yaitu batas cair (LL), batas plastis (PL) dan untuk menghitung nilai indeks plastisitas suatu tanah (PI).
e. Untuk mengetahui gradasi tanah yang tertahan saringan No. 200 dan mengerahui nilai koefisien gradasi (Cc) serta koefisien keseragaman (Cu).
f. Untuk mengetahui gradasi tanah yang lolos saringan No.200 serta mengetahui nilai koefisien gradasi (Cc) dan koefisien keseragaman (Cu)
g. Untuk mengetahui nilai berat kering maksimum dan kadar air optimum suatu jenis tanah yang dipadatkan di laboratorium.
h. Untuk mengetahui nilai California Beaaring Rasio (CBR) tanah yang dipadatkan di laboratorium.
i. Untuk menetukan koefisien permeabilitas (k) dari suatu contoh tanah berbutir kasar.
j. Untuk menghitung nilai kepadatan (berat isi kering) tanah di lapangan dan menentukan nilai derajat kepadatan (Dr) tanah di lapangan.
k. Untuk menguji kekuatan atau daya dukung (CBR) di lapangan secara cepat dengan menggunakan alat penetrometer konus dinamis (Dynamic Cone Penetrometer).
4 1.4. Sistematika Penulisan Laporan
Adapun sistematika dari penulisan laporan ini sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Pada BAB I ini, berisi tentang pendahuluan, antara lain, latar belakang, yaitu mengenai penulisan laporan. Selanjutnya ada rumusan masalah yang berisi tentang masalah yang akan dikaji. Lalu ada tujuan, yaitu untuk mengetahui hasil dari pembahasan masalah. Terakhir ada sistematika penulisan laporan yang digunakan dalam pembuatan laporan praktikum dan paparan singkat setiap bab nya.
BAB II TEORI DASAR DAN METODOLOGI
Pada BAB II ini, berisi tentang materi yang berkaitan dengan praktikum dan metodologi praktikum setiap modulnya.
BAB III PEMBAHASAN
Pada BAB III ini, berisi tentang perhitungan dari data-data hasil percobaaan.
BAB IV PENUTUP
Pada BAB IV ini, berisi tentang kesimpulan dari hasil praktikum dan saran untuk praktikum selanjutnya.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Teori Dasar
Menurut M. Isa Darmawijaya (1990), tanah merupakan akumulasi alam bebas yang menduduki sebagian planet bumi yang mampu menumbuhkan tumbuhan dan memiliki sifat sebagai akibat pengaruh iklim dan jasad hidup yang bertindak terhadap bahan induknya dalam keadaan relief tertentu selama jangka waktu tertentu [2]. Dari pengertian tersebut, terdapat lima faktor yang mempengaruhi pembentukan tanah, yaitu iklim, organisme, batuan, relief, dan waktu.
Tanah di permukaan bumi juga memiliki beberapa sifat, yaitu sifat fisik, sifat kimia, dan sifat biologi. Sifat fisik merupakan sifat morfologi tanah, yaitu sifatsifat tanah yang dapat diamati dan dipelajari di lapangan, seperti warna tanah, tekstur, struktur, konsistensi, pori-pori tanah, bulk density dan lain macam sebagainya. Sedangkan faktor kimia berkaitan dengan pertumbuhan tanaman yang dipengaruhi oleh berbagai macam faktor seperti sinar matahari, suhu, udara, air, dan unsur hara di dalam tanah (N, P, K, dan lain-lain). Sehingga tanah merupakan perantara penyediaan faktor-faktor tersebut kecuali sinar matahari. Lalu demikian, sifat biologi berkaitan dengan berbagai jenis organisme yang hidup di dalam tanah baik yang berukuran mikro maupun makro. Hal ini penting adanya, karena jika organisme-organisme tersebut mati bersamaan dengan kotoran dan bahan organik yang dihancurkan maka akan menjadi humus (Sarwono Hardjowigeno, 1987 halaman 37, 59 dan 151) [3].
Berat volume tanah merupakan salah satu sifat fisik tanah yang paling sering ditentukan, karena keterkaitannya yang erat dengan kemudahan penetrasi akar di dalam tanah, drainase dan aerasi tanah, serta sifat fisik tanah lainnya. Seperti sifat tanah yang lainnya, berat volume mempunyai variabilitas spasial (ruang) dan temporal (waktu). Nilai berat volume, Db, bervariasi antara satu titik dengan titik yang lain disebabkan oleh variasi kandungan bahan organik, tekstur tanah, kedalaman perakaran, struktur tanah, jenis fauna, dan lain-lain. Nilai Db sangat dipengaruhi oleh pengelolaan yang dilakukan terhadap tanah. Nilai Db terendah
6 biasanya didapatkan di permukaan tanah sesudah pengolahan tanah. Bagian tanah yang berada di bawah lintasan traktor akan jauh lebih tinggi berat volume nya dibandingkan dengan bagian tanah lainnya.
Pada tanah yang mudah mengembang dan mengerut, Db berubah-ubah seiring dengan berubahnya kadar air tanah. Oleh sebab itu, untuk tanah yang mengembang mengerut, nilai Db perlu disertai dengan data kadar air. Tanah dengan bahan organik yang tinggi mempunyai berat volume relatif rendah. Tanah dengan ruang pori total tinggi, seperti tanah liat, cenderung mempunyai berat volume lebih rendah. Sebaliknya, tanah dengan tekstur kasar, walaupun ukuran porinya lebih besar, namun total ruang porinya lebih kecil, mempunyai berat volume yang lebih tinggi. Komposisi mineral tanah, seperti dominannya mineral dengan berat jenis partikel tinggi di dalam tanah, menyebabkan berat volume tanah menjadi lebih tinggi pula (Grossman dan Reinsch, 2002) [4].
Berat volume tanah mineral berkisar antara 0,6 - 1,4 g cm-3. Tanah andisols mempunyai berat volume yang rendah (0,6 - 0,9 g cm-3), sedangkan tanah mineral lainnya mempunyai berat volume antara 0,8 - 1,4 g cm-3. Tanah gambut mempunyai berat volume yang rendah (0,4 - 0,6 g cm-3). Berat volume didefinisikan sebagai masa fase padat tanah, Ms dibagi dengan volume total tanah, Vt.
Db = Ms
V1 (1)
Volume total tanah adalah jumlah volume dari fase padat, cair dan gas di dalam tanah. Nilai Db yang umum untuk tanah pasir adalah sekitar 1,4 - 1,7 g cm-3 sedangkan untuk tanah liat adalah antara 0,95 - 1,2 g cm-3.
Air mengendalikan hampir seluruh proses fisik, kimia, dan biologi yang terjadi di dalam tanah. Air dalam tanah berperan sebagai pelarut dan agen pengikat antar partikel-partikel tanah, yang selanjutnya berpengaruh terhadap stabilitas struktur dan kekuatan tanah serta bahan geologik. Secara kimia, air berperan sebagai agen pengangkut zat terlarut dan suspensi yang terlibat dalam perkembangan tanah dan degradasi. Dengan melalui pengaruhnya pada hampir semua proses kimia dan fisika alami, seluruh proses kehidupan tergantung air tanah. Produksi biologi dalam tanah, juga produksi hutan dan tanaman pertanian sangat dipengaruhi oleh ketersediaan
7 air, yang ada gilirannya tergantung sifar-sifat tanah dan kandungan air di dalam tanah. Kadar air dapat mempengaruhi berat volume sampel tanah yang mengakibatkan kemudahan deformasi. Segala keadaan dalam tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti tekstur tanah, iklim, topografi, dan sebagainya.
W ( % ) =
MMw4
×100
(2)2.2. Metodologi
Metode yang digunakan adalah metode kuantitatif, yaitu metode yang dilakukan secara sistematis dan menggunakan model-model yang bersifat matematis.
Hipotesa dan teori yang digunakan biasanya berkaitan dengan fenomena alam. Sifat penelitian ini adalah objektif, dan analitis. Untuk memperoleh data-data penelitian biasa digunakan beberapa metode seperti tes, pengujian dan wawancara terstruktur.
Data penelitian yang di dapat berupa angka, skala maupun grafik yang bisa dihitung.
Pada praktikum mekanika tanah 1 ini, praktikan melakukan nya secara online dengan menyimak dan mendapatkan data via Youtube. Lalu, praktikan akan mencatat data dan menghitung setiap data yang telah diberikan.
1.2.1. Pengujian Berat Volume Tanah 1.2.1.1. Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan pada praktikum kali ini adalah:
a. Extruder
Gambar 2.1. Extruder
8 b. Cincin Sampel
Gambar 2.2. Cincin Sampel c. Skrap
Gambar 2.3. Skrap d. Pisau Perata
Gambar 2.4. Pisau Perata
9 e. Sampel Tanah
Gambar 2.5. Sampel Tanah 1.2.1.2. Prosedur Percobaan
Adapun prosedur yang dilakukan pada percobaan kali ini adalah:
a. Mengukur dimensi cincin sampel.
Gambar 2.6. Mengukur Dimensi Cincin Sampel b. Mencetak sampel tanah dengan cincin sampel dan extruder.
Gambar 2.7. Mencetak Sampel Tanah dan Ektruder
10 c. Menimbang berat sampel tanah yang telah di bentuk.
Gambar 2.8. Menimbang Berat Sampel Tanah 2.2.2. Pemeriksaan Kadar Air
2.2.2.1. Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan adalah:
a. Sampel tanah
Gambar 2.9. Tanah b. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram
Gambar 2.10. Timbangan Ketelitian 0,01 gram
11 c. Kontainer
Gambar 2.11. Kontainer d. Sarung tangan anti panas
Gambar 2.12. Sarung Tangan 2.2.2.2. Prosedur Percobaan
Adapun prosedur percobaan yang dilakukan adalah:
a. Siapkan kontainer dan timbang beratnya lalu catat.
Gambar 2.13. Menimbang Kontainer
12 b. Memasukkan sampel tanah SSD ke dalam kontainer lalu timbang beratnya
dan catat.
Gambar 2.14. Memasukkan Sampel Tanah dan Timbang
c. Memasukkan sampel tanah kedalam oven selama 24 jam lalu keluarkan.
Gambar 2.15. Memasukkan Sampel Tanah kedalam Oven d. Menimbang berat kering tanah dan mencatat hasilnya.
Gambar 2.16. Menimbang Berat Kering Tanah
13
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Pemeriksaan Berat Volume Tanah 3.1.1. Data Hasil Percobaan
Tabel 3.1. Tabel Hasil Percobaan
Sampel Keterangan Hasil Satuan
1 Massa cincin 80,14 gram
Massa cincin + tanah 198,37 gram
2
Massa cincin 80,14 gram
Massa cincin + tanah 197,24 gram
3
Massa cincin 80,14 gram
Massa cincin + tanah 193,95 gram
Diameter cincin 6 cm
Tinggi cincin 2 cm
Sumber: Data Hasil Percobaan
3.1.2. Perhitungan a. Sampel 1 ΔM = Massa tanah ΔM = M2 – M1
= 198,37 gram – 80,14 gram = 118,23 gram
V = πr2t
= 𝜋. (3 cm)2. 2 cm = 56,52 cm3 γ = M
V
= 118,37 gram 56,52 cm3 = 2,094 gram/cm3
14 b. Sampel 2
ΔM = Massa tanah ΔM = M2 – M1
= 197,24 gram – 80,14 gram = 117,1 gram
V = πr2t
= 𝜋. (3 cm)2. 2 cm = 56,52 cm3 γ = M
V
= 117,1 gram 56,52 cm3 = 2,071 gram/cm3 c. Sampel 3
ΔM = Massa tanah ΔM = M2 – M1
= 193,95 gram – 80,14 gram = 113,81 gram
V = πr2t
= 𝜋. (3 cm)2. 2 cm = 56,52 cm3 γ = M
V
= 113,81 gram 56,52 cm3 = 2,013 gram/cm3
15 3.1.3. Data Hasil Perhitungan
Tabel 3.2. Tabel Hasil Perhitungan
Keterangan 1 2 3 Satuan
Massa tanah 118,23 117,1 113,81 gram
Volume cincin 56,52 56,52 56,52 cm3
Berat volume 2,094 2,071 2,013 gram/cm3
Sumber: Data Hasil Perhitungan
3.1.4. Analisis
Pada praktikum kali ini dilakukan pemeriksaan berat volume pada sampel tanah.
Dengan memasukkan sampel tanah kedalam cincin sampel dan kemudian ditekan menggunakan extruder akan memberikan kuat geser yang tinggi. Massa tanah didapatkan dari perhitungan massa total dikurang dengan massa cincin.. Dari hasil perhitungan didapatkan nilai dari masing-masing sampel tanah adalah 2,094 gram/cm3; 2,071 gram/cm3; 2,013 gram/cm3. Rata-rata berat volume yang didapatkan sebesar 2.0593 gram/cm3. Berdasarkan SNI 6801:2015 pemeriksaan berat volume pada sampel tanah dapat mengevaluasi sifat penetrasi tanah dan kapasitas meningkat air dari bahan gambut sesuai dengan kondisi lapangan.
3.2. Pengujian Kadar Air 3.2.1. Data Hasil Percobaan
Tabel 3.3. Tabel Hasil Percobaan
Benda Uji 1 2 3 Satuan
Massa kontainer 9.18 10.77 12 gram
Masa tanah basah + kontainer 132.65 145.11 151.35 gram Masa tanah basah + kontainer 121.23 132.22 138.42 gram
Sumber : Data Hasil Percobaan
16 3.2.2. Perhitungan
Dengan menggunakan rumus kedua yang terdapat di teori dasar, maka:
W1 = Mw
M4 x 100%
= 11,42 gram
112,05 gramx 100%
= 0,1019 % W2 = Mw
M4 x 100%
= 12,89 gram
121,45 gramx 100%
= 0,1061%
W3 = Mw
M4 x 100%
= 12,93 gram
126,42 gramx 100%
= 0,1022 %
3.2.3. Data Hasil Perhitungan
Tabel 3.4. Tabel Hasil Perhitungan
Keterangan 1 2 3 Satuan
Massa air 11,42 12,89 12,93 gram
Massa tanah kering 112,05 121,45 126,42 gram
Kadar air 0,1019 0,1061 0,1022 %
Rata – rata kadar air 0,1034 %
Sumber : Data Hasil Perhitungan
17 3.2.4. Analisis
Pada praktikum yang telah dilakukan kali ini adalah untuk mengetahui besarnya kadar air dari suatu sampel tanah. Didapatkan nilai kadar air pada masing-masing sampel sebesar 0,1019 %; 0,1061%; 0,1022%. Rata-rata nilai kadar air yang didapatkan sebesar 0,1034%. Nilai maksimum kadar air pada suatu sampel tanah ditentukan pada ASTM D3441-98 yaitu sebesar 5%. Maka pada data hasil perhitungan kadar air yang didapatkan, diketahui bahwa sampel tanah memiliki kadar air yang baik untuk digunakan. Kadar air dapat mempengaruhi berat volume sampel tanah yang mengakibatkan kemudahan deformasi. Segala keadaan dalam tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti tekstur tanah, iklim, topografi, dan sebagainya.
18
BAB IV PENUTUP
4.1. Kesimpulan
1. Berdasarkan SNI 6801:2015 pemeriksaan berat volume pada sempel tanah dapat mengevaluasi sifat penetrasi tanah dan kapasitas meningkat air dari bahan gambut sesuai dengan kondisi lapangan. Jadi, dapat kita simpulkan rata-rata berat volume dari ketiga sampel adalah 2.0593 gram/cm3. 2. Dapat disimpulkan bahwa rata-rata nilai kadar air yang didapatkan sebesar
0,1034%.
4.2. Saran
19
DAFTAR PUSTAKA
[1] T. Notohadiprawiro, "Ilmu Tanah - Universitas Gajah Mada," 2006.
[Online]. Available:
http://faperta.ugm.ac.id/download/publikasi_dosen/tejoyuwono/1991/1991
%20tana.pdf. [Accessed 19 02 2021].
[2] I. Darmawijaya, "UMS Library," 29 February 2009. [Online]. Available:
http://eprints.ums.ac.id/969/. [Accessed 18 February 2021].
[3] E. D. Yuniawati, MANAJEMEN TANAH:(TEKNIK PERBAIKAN KUALITAS TANAH), Malang, Jawa Timur: Intimedia, 2017.
[4] R. D. Y. d. U. H. Fahmuddin Agus, Sifat Fisik Tanah dan Metode Analisisnya, Bogor: Lembaga Penelitian Tanah, 1979.
