Perilaku Beton Prategang Dengan Menambahkan Serat Bambu Betung (Fiber Prestressed Concrete)
STUDI SIFAT FISIK TANAH TIMBUNAN
YANG DISTABILISASI MENGGUNAKAN
CORNICE ADHESIVE
Oleh
RONI RENDIKA PUTRA
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2014
ABSTRAK
STUDI SIFAT FISIK TANAH TIMBUNAN YANG DISTABILISASI
MENGGUNAKAN CORNICE ADHESIVE
Oleh
RONI RENDIKA PUTRA
Pada suatu perencanaan konstruksi jalan raya, lapisan subgrade merupakan
lapisan paling bawah yang berfungsi meneruskan beban dari lapisan perkerasan.
Suatu konstruksi sangat berhubungan dengan keadaan kondisi fisik tanah. Untuk
memperbaiki sifat tanah yang ada sehingga tanah mempunyai sifat yang
memenuhi tuntutan teknis maka dilakukanlah stabilisasi. Usaha stabilisasi yang
banyak dilakukan adalah stabilisasi dengan menggunakan bahan additive. Salah
satunya menggunakan bahan additive alternatif yaitu cornice adhesive, yang
diharapkan mampu memperbaiki sifat tanah sehingga lapisan tanah tersebut layak
digunakan sebagai subgrade.
Sampel tanah yang diuji pada penelitian ini adalah tanah timbunan yang berasal
dari daerah Sukarame, Bandar Lampung. Variasi kadar campuran yang digunakan
yaitu 4%, 8%, 12%, dan 16%. Pada tiap kadar campuran dilakukan waktu
pemeraman yang sama selama 7 hari. Berdasarkan pemeriksaan sifat fisik tanah
asli, AASHTO mengklasifikasikan sampel tanah sebagai tanah lempung berpasir,
dan pada kelompok A-7 (tanah berlempung) dan subkelompok A-7-5, sedangkan
USCS mengklasifikasikan tanah sebagai tanah berbutir halus, dan termasuk
kedalam kelompok CL.
Hasil penelitian di laboratorium menunjukkan bahwa bahan additive cornice
adhesive belum dapat memperbaiki sifat fisik tanah lempung berpasir. Cornice
adhesive memberikan pengaruh pada berat jenis untuk jalan raya yang baik.
Kata kunci : Cornice Adhesive, Tanah Lempung Berpasir.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .............................................................................................. viii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................
x
I.
PENDAHULUAN .....................................................................................
1
A. Latar Belakang .......................................................................................
B. Rumusan Masalah .................................................................................
C. Batasan Masalah ....................................................................................
D. Tujuan Penelitian ..................................................................................
1
3
3
4
II. TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................
5
A. Tanah ...................................................................................................
B. Klasifikasi Tanah ..................................................................................
1. Sistem Klasifikasi AASHTO (American Association of State
Highway and Transportation Official) ...........................................
2. Sistem Klasifikasi Unified Soil Classification System (USCS) .......
C. Tanah Lempung ....................................................................................
1. Sifat-Sifat Tanah Lempung ..............................................................
2. Jenis Mineral Lempung ....................................................................
3. Karakteristik Mineral Tanah Lempung ............................................
D. Cornice Adhesive ..................................................................................
E. Stabilisasi Tanah ...................................................................................
F. Batas – batas Atterberg .........................................................................
G. Tinjauan Penelitian Terdahulu ..............................................................
5
6
7
8
11
11
13
14
17
19
20
22
III. METODE PENELITIAN ........................................................................... 25
A. Bahan Penelitian ....................................................................................
B. Metode Pengambilan Sampel Tanah .....................................................
C. Metode Pencampuran Sampel Tanah dengan Cornice Adhesive ...........
D. Pelaksanaan Pengujian ...........................................................................
1. Uji Kadar Air ....................................................................................
2. Uji Berat Jenis ..................................................................................
3. Uji Analisis Saringan .........................................................................
4. Uji Hidrometer...................................................................................
5. Uji Batas Atterberg ............................................................................
25
25
26
27
27
28
28
29
32
vii
5.1 Batas Cair .................................................................................... 32
5.2 Batas Plastis ................................................................................. 33
E. Analisis Hasil Penelitian ....................................................................... 34
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................... 37
A. Hasil Pengujian Sampel Tanah Asli .......................................................
1. Uji Kadar Air .....................................................................................
2. Uji Berat Jenis ...................................................................................
3. Uji Analisis Saringan .........................................................................
4. Uji Hidrometer...................................................................................
5. Uji Batas Atteberg .............................................................................
B. Klasifikasi Sampel Tanah Asli ...............................................................
1. Sistem Klasifikasi AASHTO ..............................................................
2. Sistem Klasifikasi Unified Soil Classification System (USCS) .........
C. Hasil Uji Sampel Tanah dengan Penambahan Cornice Adhesive ..........
1. Uji Kadar Air .....................................................................................
2. Uji Berat Jenis ...................................................................................
3. Uji Analisis Saringan .........................................................................
4. Uji Hidrometer...................................................................................
5. Uji Batas Atteberg .............................................................................
5.1. Batas Cair (LL) ..........................................................................
5.2. Batas Plastis (PL) ......................................................................
5.3. Indeks Plastisitas (PI) .................................................................
D. Analisis Hubungan Antara Batas Atteberg dengan Kadar Campuran
Cornice Adhesive....................................................................................
E. Perbandingan Nilai Indeks Plastisitas Dengan Bahan Stabilisasi Yang
Sama Terhadap Pemakaian Jenis Tanah Yang Berbeda ........................
37
37
38
38
40
41
42
42
43
44
44
45
46
51
54
54
54
55
56
57
V. SIMPULAN DAN SARAN ........................................................................ 60
A. Simpulan .............................................................................................. 60
B. Saran .................................................................................................... 61
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 62
LAMPIRAN ....................................................................................................... 63
Lampiran A. Lembar Asistensi .......................................................................... 63
Lampiran B. Hasil Pengujian Laboratorium ...................................................... 70
Lampiran C. Dokumentasi Penelitian ................................................................. 96
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Tanah tidak akan lepas kaitannya dalam pekerjaan Teknik Sipil yang
berkecimpung dalam dunia kerja di bidang konstruksi. Dalam bidang
konstruksi, tanah mempunyai peranan yang sangat penting karena tanah
adalah pondasi pendukung suatu bangunan atau bahan konstruksi dari
bangunan itu sendiri seperti tanggul, jalan raya, dan sebagainya. Karena
merupakan media yang akan memikul beban yang diterima oleh konstruksi
yang direncanakan, maka tanah harus mampu menerima beban yang
diteruskan oleh pondasi. Oleh karena itu dalam pekerjaan Teknik Sipil perlu
adanya penguasaan yang lebih mendalam mengenai masalah Mekanika
Tanah, baik itu secara analitis mengenai perilaku tanah, sifat fisik dan
mekanis tanah.
Pada umumnya, wilayah Indonesia diliputi oleh tanah berbutir halus, dengan
iklim tropis serta pengaruh dari geologi/alam yang dilintasi garis khatulistiwa,
daerah gempa dan pertemuan lempeng-lempeng bumi. Tanah berbutir halus
terkenal dengan istilah lempung. Tanah lempung pada umumnya memiliki
sifat plastisitas tinggi, artinya tanah tersebut memiliki pengembangan yang
cukup besar, akan berubah volume tanahnya (mengembang) bila bertambah
2
atau berubah kadar airnya. Perubahan kadar air disebabkan oleh faktor alam
yaitu hujan dan kelembaban yang cukup tinggi. Plastisitas tanah adalah sifat
tanah dalam keadaan konsistensi, konsistensi yang dimaksud yaitu sifat cair,
plastis, semi padat, atau padat bergantung pada kadar airnya. Kebanyakan
dari tanah lempung yang ada di permukaan bumi dalam keadaan plastis
karena volume tanah tersebut akan membesar dalam kondisi basah dan akan
menyusut bila dalam kondisi kering. Sifat inilah yang akan menyebabkan
kerusakan pada konstruksi-kontruksi bangunan, khususnya bagian konstruksi
pondasi bangunan yang mendistribusikan beban bangunan langsung ke tanah.
Salah satu cara yang terbaik adalah mengganti tanah dasar tersebut dengan
tanah yang cukup baik, tetapi hal ini biasanya membutuhkan biaya yang
cukup besar. Para ahli geoteknik mencoba mengatasi dengan cara merubah
sifat-sifat fisiknya untuk menekan biaya. Perbaikan sifat-sifat fisik dan
mekanik dari tanah kurang baik menjadi tanah yang baik dibidang rekayasa
Teknik Sipil disebut sebagai Stabilisasi Tanah.
Stabilisasi tanah merupakan salah satu cara yang dapat digunakan untuk
memperbaiki tanah. Stabilisasi tanah adalah suatu cara untuk memperbaiki
tanah dengan menambah material tambahan yang berfungsi meningkatkan
kekuatan tanah. Banyak material yang dapat digunakan sebagai stabilisator
tanah, salah satunya dengan menggunakan bahan additive, yaitu cornice
adhesive (perekat gypsum) yang digunakan sebagai stabilisator tanah, additive
ini juga mudah diperoleh di pasaran.
3
Karena cornice adhesive merupakan bahan additive yang belum banyak orang
pergunakan dalam stabilisasi tanah, banyak pula yang belum mengetahui sifat
dan karakteristik serta hal-hal yang dapat mempengaruhi kualitas dari tanah
yang distabilisasi dengan menggunakan cornice adhesive.
B. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang akan digunakan pada penelitian ini adalah
pengaruh pencampuran tanah lempung dengan cornice adhesive untuk
stabilisasi dengan variasi kadar campuran yang berbeda-beda, adakah
perubahan yang dialami oleh tanah yang melingkupi perubahan nilai batasbatas konsistensi tanah asli dengan tanah yang telah dicampur atau
distabilisasi
dengan
menggunakan
cornice
adhesive
sebagai
bahan
pencampur, sehingga nantinya dapat disimpulkan bahwa cornice adhesive ini
dapat digunakan sebagai bahan alternatif untuk stabilisasi tanah.
C. Batasan Masalah
Untuk memberikan hasil yang baik dan terarah dalam penelitian ini, maka
permasalahan dibatasi pada :
1. Sampel tanah yang digunakan pada penelitian ini adalah sampel tanah
terganggu (disturbed) dengan menggunakan jenis tanah timbunan yang
berasal dari Sukarame, Bandar Lampung.
2. Cornice adhesive yang digunakan adalah merk A-Plus.
4
3. Penelitian hanya terbatas pada sifat fisik tanah dan tidak menganalisis
unsur kimia tanah.
4. Pengujian yang dilakukan pada tanah yang distabilisasi meliputi pengujian
kadar air, analisis saringan, berat jenis, batas atterberg, dan hidrometer.
5. Pencampuran bahan stabilisasi cornice adhesive dengan persentase 4%,
8%, 12%, 16%.
D. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk :
1. Mengetahui perbedaan sifat fisik tanah sebelum dan setelah dicampur
dengan cornice adhesive.
2. Mengetahui seberapa efektif dan seberapa besar pengaruh stabilisasi tanah
lempung setelah dicampur dengan cornice adhesive.
3. Mencari salah satu alternatif bahan stabilisasi untuk tanah lempung.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Tanah
Tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran)
mineral-mineral padat tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan
dari bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai
dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel
padat tersebut (Das, 1995).
Tanah adalah himpunan mineral, bahan organik dan endapan-endapan yang
relative lepas (loose) yang terletak di atas batu dasar (bedrock) (Hardiyatmo,
H.C., 1992).
Menurut Bowles, tanah adalah campuran partikel-partikel yang terdiri dari
salah satu atau seluruh jenis berikut :
1. Berangkal (boulders), merupakan potongan batu yang besar, biasanya
lebih besar dari 250 mm sampai 300 mm. Untuk kisaran antara 150 mm
sampai 250 mm, fragmen batuan ini disebut kerakal (cobbles).
2. Kerikil (gravel), partikel batuan yang berukuran 5 mm sampai 150 mm.
3. Pasir (sand), partikel batuan yang berukuran 0,074 mm sampai 5 mm,
berkisar dari kasar (3-5 mm) sampai halus (kurang dari 1 mm).
4. Lanau (silt), partikel batuan berukuran dari 0,002 mm sampai 0,074 mm.
Lanau dan lempung dalam jumlah besar ditemukan dalam deposit yang
6
disedimentasikan ke dalam danau atau di dekat garis pantai pada muara
sungai.
5. Lempung (clay), partikel mineral yang berukuran lebih kecil dari 0,002
mm. Partikel-partikel ini merupakan sumber utama dari kohesi pada tanah
yang kohesif.
6. Koloid (colloids), partikel mineral yang “diam” yang berukuran lebih kecil
dari 0,001 mm.
B. Klasifikasi Tanah
Sistem Klasifikasi Tanah adalah suatu sistem pengaturan beberapa jenis tanah
yang berbeda-beda tapi mempunyai sifat yang serupa ke dalam kelompokkelompok dan subkelompok-subkelompok berdasarkan pemakaiannya (Das,
1995).
Sistem
klasifikasi
tanah
dimaksudkan
untuk
menentukan
dan
mengidentifikasikan tanah dengan cara sistematis guna menentukan
kesesuaian
terhadap
pemakaian
tertentu
dan
juga
berguna
untuk
menyampaikan informasi mengenai kondisi tanah dari suatu daerah ke daerah
lain dalam bentuk suatu data dasar. Klasifikasi tanah juga berfungsi untuk
studi yang lebih terperinci mengenai keadaan tanah tersebut serta kebutuhan
akan pengujian untuk menentukan sifat teknis seperti karakteristik
pemadatan, kekuatan tanah, berat isi, dan sebagainya (Bowles, 1991).
Kebanyakan klasifikasi tanah menggunakan indek pengujian yang sangat
sederhana untuk memperoleh karakteristik tanahnya. Umumnya klasifikasi
7
didasarkan atas ukuran partikel yang diperoleh dari analisis saringan
(percobaan sedimentasi) dan plastisitasnya (Hardiyatmo, 2002).
Adapun sistem klasifikasi tersebut adalah sebagai berikut :
1. Sistem Klasifikasi AASHTO (American Association of State Highway
and Transportation Official)
Sistem klasifikasi ini didasarkan pada kriteria berikut ini :
a. Ukuran butir dibagi menjadi :
Kerikil
: bagian tanah yang lolos ayakan dengan
diameter 75 mm dan tertahan pada ayakan
diameter 2 mm.
Pasir
: bagian tanah yang lolos ayakan dengan diameter
2 mm dan tertahan pada ayakan diameter 0,0075
mm.
Lanau & Lempung : bagian tanah yang lolos ayakan dengan diameter
0,0075 mm.
b. Plastisitas, nama berlanau dipakai apabila bagian–bagian yang halus
dari tanah mempunyai indeks plastisitas (IP) sebesar 10 atau kurang.
Nama berlempung dipakai bila bagian-bagian yang halus dari tanah
mempunyai indeks plastisitas sebesar 11 atau lebih.
c. Apabila batuan (ukuran lebih besar dari 75 mm) ditemukan dalam
contoh tanah yang akan diuji maka batuan-batuan tersebut harus
dikeluarkan terlebih dahulu, tetapi persentase dari batuan yang
dikeluarkan tersebut harus dicatat.
8
Tabel 1. Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASHTO
Klasifikasi umum
Klasifikasi kelompok
Analisis ayakan (%
lolos)
No.10
No.40
No.200
Sifat fraksi yang lolos
ayakan No.40
Batas Cair (LL)
Indeks Plastisitas (PI)
Tanah berbutir
(35% atau kurang dari seluruh contoh tanah lolos ayakan No.200
A-1
A-2
A-3
A-1-a
A-1-b
A-2-4
A-2-5
A-2-6
A-2-7
Maks 50
Maks 30
Maks 15
Maks 50
Maks 25
Min 51
Maks 10
Maks 35
Maks 35
Maks 35
Maks
35
Maks 6
NP
Maks 40
Maks 10
Min 41
Maks 10
Maks 40
Min 11
Min 41
Min 11
Tipe material yang
paling dominan
Batu pecah, kerikil
dan pasir
Pasir
halus
Kerikil dan pasir yang berlanau atau
berlempung
Penilaian sebagai bahan
tanah dasar
Baik sekali sampai baik
Tanah berbutir
(Lebih dari 35% dari seluruh contoh tanah lolos ayakan No.200
Klasifikasi umum
Klasifikasi kelompok
A-4
A-5
A-6
A-7
A-7-5 A-7-6
Analisis ayakan (%
lolos)
No.10
No.40
No.200
Sifat fraksi yang lolos
ayakan No.40
Batas Cair (LL)
Indeks Plastisitas (PI)
Min 36
Min 36
Min 36
Min 36
Maks 40
Maks 10
Min 41
Maks 10
Maks 40
Min 11
Min 41
Min 11
Tipe material yang
paling dominan
Tanah berlanau
Penilaian sebagai bahan
tanah dasar
Biasa sampai jelek
Tanah Berlempung
Catatan:
Kelompok A-7 dibagi atas A-7-5 dan A-7-6 bergantung pada batas plastisnya (PL)
Untuk PL > 30, klasifikasinya A-7-5;
Untuk PL < 30, klasifikasinya A-7-6.
NP = Non Plastis.
Sumber: Hardiyatmo (1992).
2. Sistem Unified Soil Classification System (USCS)
Unified Soil Classification System (USCS) diajukan pertama kali oleh
Casagrande dan selanjutnya dikembangkan oleh United State Bureau of
Reclamation (USBR) dan United State Army Corps of Engineer (USACE).
9
Kemudian American Society for Testing and Materials (ASTM) memakai
USCS sebagai metode standar guna mengklasifikasikan tanah. Dalam
USCS, suatu tanah diklasifikasikan ke dalam dua kategori utama, yaitu :
1. Tanah berbutir kasar (coarse-grained soil), yaitu tanah kerikil dan pasir
yang kurang dari 50% berat total contoh tanah lolos saringan No.200.
Simbol untuk kelompok ini adalah G untuk tanah berkerikil dan S untuk
tanah berpasir. Selain itu juga dinyatakan gradasi tanah dengan simbol
W untuk tanah bergradasi baik dan P untuk tanah bergradasi buruk.
2. Tanah berbutir halus (fine-grained soil), yaitu tanah yang lebih dari
50% berat contoh tanahnya lolos dari saringan No.200. Simbol
kelompok ini adalah C untuk lempung anorganik dan O untuk lanau
organik. Simbol Pt digunakan untuk gambut (peat), dan tanah dengan
kandungan organik tinggi. Plastisitas dinyatakan dengan L untuk
plastisitas rendah dan H untuk plastisitas tinggi.
Menurut Bowles, Kelompok-kelompok tanah utama sistem klasifikasi
USCS dapat dilihat pada tabel 2. berikut ini :
Tabel 2. Sistem Klasifikasi Tanah USCS
Jenis Tanah
Prefiks
Kerikil
G
Pasir
S
Lanau
Lempung
Organik
Gambut
M
C
O
Pt
Sub Kelompok
Gradasi baik
Gradasi buruk
Berlanau
Berlempung
Sufiks
W
P
M
C
wL< 50 %
wL> 50 %
L
H
10
Tabel 3. Klasifikasi Tanah Berdasarkan Sistem USCS
Kerikil bersih
(hanya kerikil)
Kerikil dengan
Butiran halus
Kerikil 50%≥ fraksi kasar
tertahan saringan No. 4
GW
GP
Pasir bersih
(hanya pasir)
Pasir
dengan butiran
halus
Lanau dan lempung
batas cair ≥ 50%
Lanau dan lempung
batas cair ≤ 50%
Pasir≥ 50% fraksi kasar
l olos saringan No. 4
Tanah berbutir kasar≥ 50% butiran
tertahan saringan No. 200
Kerikil bergradasi-buruk dan
campuran kerikil-pasir, sedikit
atau sama sekali tidak
mengandung butiran halus
Kerikil berlanau, campuran
kerikil-pasir-lanau
GC
Kerikil berlempung, campuran
kerikil-pasir-lempung
SP
Pasir bergradasi-baik , pasir
berkerikil, sedikit atau sama
sekali tidak mengandung butiran
halus
Pasir bergradasi-buruk, pasir
berkerikil, sedikit atau sama
sekali tidak mengandung butiran
halus
SM
Pasir berlanau, campuran pasirlanau
SC
Pasir berlempung, campuran
pasir-lempung
ML
Lanau anorganik, pasir halus
sekali, serbuk batuan, pasir halus
berlanau atau berlempung
CL
Lempung anorganik dengan
plastisitas rendah sampai dengan
sedang lempung berkerikil,
lempung berpasir, lempung
berlanau, lempung “kurus” (lean
clays)
OL
Lanau-organik dan lempung
berlanau organik dengan
plastisitas rendah
MH
Lanau anorganik atau pasir halus
diatomae, atau lanau diatomae,
lanau yang elastis
CH
Kriteria Klasifikasi
Kerikil bergradasi-baik dan
campuran kerikil-pasir, sedikit
atau sama sekali tidak
mengandung butiran halus
GM
SW
Tanah berbutir halus
50% atau lebih lolos ayakan No. 200
Nama Umum
Klasifikasi berdasarkan prosentase butiran halus ; Kurang dari 5% lolos saringan no.200: GM,
GP, SW, SP. Lebih dari 12% lolos saringan no.200 : GM, GC, SM, SC. 5% - 12% lolos
saringan No.200 : Batasan klasifikasi yang mempunyai simbol dobel
Simbol
Lempung anorganik dengan
plastisitas tinggi, lempung
“gemuk” (fat clays)
OH
Lempung organik dengan
plastisitas sedang sampai dengan
tinggi
Tanah-tanah dengan
PT
kandungan organik
sangat tinggi
Sumber : Hardiyatmo, 1999.
Peat (gambut), muck, dan tanahtanah lain dengan kandungan
organik tinggi
Cu = D60> 4
D10
Cc =
(D30)2 Antara 1 dan 3
D10 x D60
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk
GW
Batas-batas
Atterberg di
bawah garis A
atau PI < 4
Batas-batas
Atterberg di
bawah garis A
atau PI > 7
Cu = D60> 6
D10
Cc =
Bila batas
Atterberg
berada didaerah
arsir dari
diagram
plastisitas,
maka dipakai
dobel simbol
(D30)2 Antara 1 dan 3
D10 x D60
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk
SW
Batas-batas
Bila batas
Atterberg di
Atterberg
bawah garis A
berada didaerah
atau PI < 4
arsir dari
diagram
Batas-batas
plastisitas,
Atterberg di
maka dipakai
bawah garis A
dobel simbol
atau PI > 7
Diagram Plastisitas:
Untuk mengklasifikasi kadar butiran halus yang
terkandung dalam tanah berbutir halus dan kasar.
Batas Attebergyang termasuk dalam daerah yang di
arsir berarti batasan klasifikasinya menggunakan
dua simbol.
6 0
Batas Plastis (%)
Divisi Utama
5 50
CH
40
CL
30
CL-ML
20
4
ML
0
10 20 30
40 50 60 70
80
Batas Cair (%)
Garis A : PI = 0.73 (LL-20)
Manual untuk identifikasi secara visual dapat
dilihat di ASTM Designation D-2488
11
C. Tanah Lempung
Tanah lempung merupakan partikel mineral yang berukuran lebih kecil dari
0,002 mm. Partikel-partikel ini merupakan sumber utama dari kohesi di
dalam tanah yang kohesif (Bowles, 1991).
Tanah lempung merupakan tanah yang berukuran mikroskopis sampai dengan
sub mikroskopis yang berasal dari pelapukan unsur-unsur kimiawi penyusun
batuan, tanah lempung sangat keras dalam keadaan kering dan bersifat plastis
pada kadar air sedang. Pada kadar air lebih tinggi lempung bersifat lengket
(kohesif) dan sangat lunak (Das, 1995).
Tanah butiran halus khususnya tanah lempung akan banyak dipengaruhi oleh
air. Sifat pengembangan tanah lempung yang dipadatkan akan lebih besar
pada lempung yang dipadatkan pada kering optimum dari pada yang
dipadatkan pada basah optimum. Lempung yang dipadatkan pada kering
optimum relatif kekurangan air oleh karena itu lempung ini mempunyai
kecenderungan yang lebih besar untuk meresap air sebagai hasilnya adalah
sifat mudah mengembang (Hardiyatmo, 2002).
1.
Sifat–Sifat Tanah Lempung
Sifat yang khas dari tanah lempung adalah dalam keadaan kering, maka
tanah lempung 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.
12
Sifat-sifat yang dimiliki tanah lempung (clay) adalah sebagai berikut
(Hardiyatmo, 2002) :
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
Tabel 4. Sifat Tanah Lempung
Tanah
Sifat
Sangat Lunak
Uji Lapangan
Meleleh diantara jari ketika diperas
Lunak
Dapat diperas dengan mudah
Keras
Dapat diperas dengan jari yang kuat
Lempung
Tidak dapat diremas dengan jari, tapi
Kaku
dapat di gencet dengan ibu jari
Sangat Kaku
Dapat digencet dengan kuku ibu jari
Sumber : Craig, (1991).
Pada tabel 4 menunjukkan bahwa untuk menguji sifat dari tanah lempung
di lapangan, dapat dilakukan dengan cara yang sederhana. Yaitu dengan
meremas sampel tanah lempung dengan tangan, apabila tanah tersebut
meleleh diantara jari ketika diperas maka tanah tersebut merupakan tanah
lempung yang bersifat sangat lunak. Struktur tanah lempung dijelaskan
pada tabel 5.
13
Tabel 5. Struktur Tanah Lempung
Hal
Struktur
terdispersi
Struktur
terflokulasi
Domain
Claster
Ped
Keterangan
Terbentuk oleh partikel–partikel lempung yang
mengendap secara individu. Orientasi butir-butirnya
hampir parallel.
Terbentuk oleh gumpalan–gumpalan butiran lempung
yang mengendap.
Kelompok unit–unit submikrokopis dari partikel
lempung.
Kelompok dari domain yang membentuk cluster.
Dapat dilihat dengan mikroskop biasa.
Kelompok dari cluster yang membentuk ped. Dapat
dilihat tanpa mikroskop.
Sumber : M. Das (1995)
2.
Jenis Mineral Lempung
a. Kaolinite
Kaolinite merupakan anggota kelompok kaolinite serpentin, yaitu
hidrus alumino silikat dengan rumus kimia Al2 Si2O5(OH)4.
Kekokohan sifat struktur dari partikel kaolinite menyebabkan sifatsifat plastisitas dan daya pengembangan atau menyusut kaolinite
menjadi rendah.
b. Illite
Illite adalah mineral bermika yang sering dikenal sebagai mika tanha
dan merupakan mika yang berukuran lempung. Istilah illite dipakai
untuk tanah berbutir halus, sedangkan tanah berbutir kasar disebut
mika hidrus.
14
c. Montmorillonite
Mineral ini memiliki potensi plastisitas dan mengembang atau
menyusut yang tinggi sehingga bersifat plastis pada keadaan basah dan
keras pada keadaan kering.
3.
Karakteristik Mineral Tanah Lempung
Menurut Bowles (1995), mineral-mineral pada tanah lempung umumnya
memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
1. Hidrasi
Partikel-partikel lempung dikelilingi oleh lapisan-lapisan molekul air
yangdisebut sebagai air terabsorbsi. Lapisan ini umumnya mempunyai
tebal dua molekul karena itu disebut sebagai lapisan difusi ganda atau
lapisan ganda.
2. Aktifitas
Tepi-tepi mineral lempung mempunyai muatan negatif netto. Ini
mengakibatkan terjadinya usaha untuk menyeimbangkan muatan ini
dengan tarikan kation. Tarikan ini akan sebanding dengan kekurangan
muatan netto dan dapat juga dihubungkan dengan aktifitas lempung
tersebut. Aktifitas inididefinisikan sebagai :
Dimana persentase lempung diambil dari fraksi tanah yang < 2 µm.
Aktivitas juga berhubungan dengan kadar air potensial relatif. Nilainilai khas dari aktifitas dapat dilihat pada tabel 6 berikut ini:
15
Tabel 6. Nilai-Nilai Khas Dari Aktifitas
Mineral
Nilai Aktivitas
Kaolinite
0,4 – 0,5
Illite
0,5 – 1,0
Montmorillonite
1,0 – 7,0
3. Flokulasi dan dispersi
Flokulasi adalah peristiwa penggumpalan mineral lempung didalam
larutan air akibat mineral lempung umumnya mempunyai pH > 7 dan
bersifat alkali tertarik oleh ion-ion H+dari air, gaya Van der Waal.
Untuk menghindari flokulasi larutan air dapat ditambahkan zat asam.
4. Pengaruh Air
Air pada mineral-mineral lempung mempengaruhi flokulasi dan
disperse yang terjadi pada partikel lempung. Untuk meninjau
karakteristik tanah lempung maka perlu diketahui sifat fisik atau Index
Properties dari tanah lempung tersebut, yaitu:
a. Batas-batas Atterberg (Atterberg Limits)
Atterberg telah meneliti sifat konsistensi mineral lempung pada
kadar air, bervariasi yang dinyatakan dalam batas cair, plastis, dan
batas susut. Batas Atteberg dapat dilihat pada tabel 7 berikut ini :
16
Tabel 7. Batas-Batas Atterberg Untuk Mineral Lempung
Mineral
Batas Cair Batas Plastis
Batas Susut
Montmorillonite
100 -900
50-100
8,5-15
Illite
60-120
35-60
15-17
Kaolinite
30-110
25-40
25-29
Berdasarkan tabel tersebut maka dapat dilihat pada gambar 1, tanah
lempung dapat dikategorikan ke dalam kelompok MH atau OH.
Gambar 1. Grafik Plastisitas.
b. Berat Jenis (Gs)
Nilai berat jenis yang didasarkan pada tiap-tiap mineral pada tanah
lempung lunak dapat dilihat pada tabel 8 .
Tabel 8. Nilai Berat Jenis Untuk Tiap Mineral Tanah Lempung
Lunak
Mineral Lempung Lunak
Berat Jenis ( Gs )
Kaolinite
2,6 – 2,63
Illite
2,8
Montmorillonite
2,4
17
c. Komposisi Tanah
Angka pori, kadar air, dan berat volum kering pada beberapa tipe
tanah lempung dapat dilihat pada tabel 9.
Tabel 9. Nilai Angka Pori, Kadar Air, dan Berat Volume Kering
pada Tanah Lempung
Tipe Tanah
Angka
pori,
e
Kadar Air Dalam
Keadaan Jenuh
Berat Volume
Kering,
(kN/m3 )
Lempung kaku
0,6
21
17
Lempung lunak
0,9 – 1,4
30 – 50
11,5 – 14,5
Lempung organik
lembek
2,5 – 3,2
30 – 120
6–8
Kesimpulannya adalah tanah kohesif seperti lempung memiliki
perbedaan yang cukup mencolok terhadap tanah non kohesif
seperti pasir. Perbedaan tersebut adalah :
1. Tahanan friksi tanah kohesif < tanah nonkohesif
2. Kohesi lempung > tanah granular
3. Permeabilitas lempung < tanah berpasir
4. Pengaliran air pada lempung lebih lambat dibandingkan pada
tanah berpasir.
5. Perubahan volume pada lempung lebih lambat dibandingkan
pada tanah granular.
D. Cornice Adhesive
Cornice Adhesive adalah bubuk plaster yang berdaya rekat kuat, sangat
dianjurkan dalam aplikasi di atas permukaan papan gypsum, semen, dan
18
plasterglass. Material cornice adhesive banyak digunakan sebagai perekat
gypsum pada pemasangan plafond pada suatu konstruksi bangunan. Berat
jenis (Gs) dari cornice adhesive berkisar antara 2,6–2,7. Komposisi cornice
adhesive ditampilkan pada tabel 10.
Tabel 10. Komposisi Cornice Adhesive
Bahan
Rumus
Nomor CAS
Kadar
Silika, Kristal-kuarsa
Si-O2
14808-60-7
60 %
Batu Kapur
Ca-CO3
1317-65-3
YANG DISTABILISASI MENGGUNAKAN
CORNICE ADHESIVE
Oleh
RONI RENDIKA PUTRA
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2014
ABSTRAK
STUDI SIFAT FISIK TANAH TIMBUNAN YANG DISTABILISASI
MENGGUNAKAN CORNICE ADHESIVE
Oleh
RONI RENDIKA PUTRA
Pada suatu perencanaan konstruksi jalan raya, lapisan subgrade merupakan
lapisan paling bawah yang berfungsi meneruskan beban dari lapisan perkerasan.
Suatu konstruksi sangat berhubungan dengan keadaan kondisi fisik tanah. Untuk
memperbaiki sifat tanah yang ada sehingga tanah mempunyai sifat yang
memenuhi tuntutan teknis maka dilakukanlah stabilisasi. Usaha stabilisasi yang
banyak dilakukan adalah stabilisasi dengan menggunakan bahan additive. Salah
satunya menggunakan bahan additive alternatif yaitu cornice adhesive, yang
diharapkan mampu memperbaiki sifat tanah sehingga lapisan tanah tersebut layak
digunakan sebagai subgrade.
Sampel tanah yang diuji pada penelitian ini adalah tanah timbunan yang berasal
dari daerah Sukarame, Bandar Lampung. Variasi kadar campuran yang digunakan
yaitu 4%, 8%, 12%, dan 16%. Pada tiap kadar campuran dilakukan waktu
pemeraman yang sama selama 7 hari. Berdasarkan pemeriksaan sifat fisik tanah
asli, AASHTO mengklasifikasikan sampel tanah sebagai tanah lempung berpasir,
dan pada kelompok A-7 (tanah berlempung) dan subkelompok A-7-5, sedangkan
USCS mengklasifikasikan tanah sebagai tanah berbutir halus, dan termasuk
kedalam kelompok CL.
Hasil penelitian di laboratorium menunjukkan bahwa bahan additive cornice
adhesive belum dapat memperbaiki sifat fisik tanah lempung berpasir. Cornice
adhesive memberikan pengaruh pada berat jenis untuk jalan raya yang baik.
Kata kunci : Cornice Adhesive, Tanah Lempung Berpasir.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .............................................................................................. viii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................
x
I.
PENDAHULUAN .....................................................................................
1
A. Latar Belakang .......................................................................................
B. Rumusan Masalah .................................................................................
C. Batasan Masalah ....................................................................................
D. Tujuan Penelitian ..................................................................................
1
3
3
4
II. TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................
5
A. Tanah ...................................................................................................
B. Klasifikasi Tanah ..................................................................................
1. Sistem Klasifikasi AASHTO (American Association of State
Highway and Transportation Official) ...........................................
2. Sistem Klasifikasi Unified Soil Classification System (USCS) .......
C. Tanah Lempung ....................................................................................
1. Sifat-Sifat Tanah Lempung ..............................................................
2. Jenis Mineral Lempung ....................................................................
3. Karakteristik Mineral Tanah Lempung ............................................
D. Cornice Adhesive ..................................................................................
E. Stabilisasi Tanah ...................................................................................
F. Batas – batas Atterberg .........................................................................
G. Tinjauan Penelitian Terdahulu ..............................................................
5
6
7
8
11
11
13
14
17
19
20
22
III. METODE PENELITIAN ........................................................................... 25
A. Bahan Penelitian ....................................................................................
B. Metode Pengambilan Sampel Tanah .....................................................
C. Metode Pencampuran Sampel Tanah dengan Cornice Adhesive ...........
D. Pelaksanaan Pengujian ...........................................................................
1. Uji Kadar Air ....................................................................................
2. Uji Berat Jenis ..................................................................................
3. Uji Analisis Saringan .........................................................................
4. Uji Hidrometer...................................................................................
5. Uji Batas Atterberg ............................................................................
25
25
26
27
27
28
28
29
32
vii
5.1 Batas Cair .................................................................................... 32
5.2 Batas Plastis ................................................................................. 33
E. Analisis Hasil Penelitian ....................................................................... 34
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................... 37
A. Hasil Pengujian Sampel Tanah Asli .......................................................
1. Uji Kadar Air .....................................................................................
2. Uji Berat Jenis ...................................................................................
3. Uji Analisis Saringan .........................................................................
4. Uji Hidrometer...................................................................................
5. Uji Batas Atteberg .............................................................................
B. Klasifikasi Sampel Tanah Asli ...............................................................
1. Sistem Klasifikasi AASHTO ..............................................................
2. Sistem Klasifikasi Unified Soil Classification System (USCS) .........
C. Hasil Uji Sampel Tanah dengan Penambahan Cornice Adhesive ..........
1. Uji Kadar Air .....................................................................................
2. Uji Berat Jenis ...................................................................................
3. Uji Analisis Saringan .........................................................................
4. Uji Hidrometer...................................................................................
5. Uji Batas Atteberg .............................................................................
5.1. Batas Cair (LL) ..........................................................................
5.2. Batas Plastis (PL) ......................................................................
5.3. Indeks Plastisitas (PI) .................................................................
D. Analisis Hubungan Antara Batas Atteberg dengan Kadar Campuran
Cornice Adhesive....................................................................................
E. Perbandingan Nilai Indeks Plastisitas Dengan Bahan Stabilisasi Yang
Sama Terhadap Pemakaian Jenis Tanah Yang Berbeda ........................
37
37
38
38
40
41
42
42
43
44
44
45
46
51
54
54
54
55
56
57
V. SIMPULAN DAN SARAN ........................................................................ 60
A. Simpulan .............................................................................................. 60
B. Saran .................................................................................................... 61
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 62
LAMPIRAN ....................................................................................................... 63
Lampiran A. Lembar Asistensi .......................................................................... 63
Lampiran B. Hasil Pengujian Laboratorium ...................................................... 70
Lampiran C. Dokumentasi Penelitian ................................................................. 96
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Tanah tidak akan lepas kaitannya dalam pekerjaan Teknik Sipil yang
berkecimpung dalam dunia kerja di bidang konstruksi. Dalam bidang
konstruksi, tanah mempunyai peranan yang sangat penting karena tanah
adalah pondasi pendukung suatu bangunan atau bahan konstruksi dari
bangunan itu sendiri seperti tanggul, jalan raya, dan sebagainya. Karena
merupakan media yang akan memikul beban yang diterima oleh konstruksi
yang direncanakan, maka tanah harus mampu menerima beban yang
diteruskan oleh pondasi. Oleh karena itu dalam pekerjaan Teknik Sipil perlu
adanya penguasaan yang lebih mendalam mengenai masalah Mekanika
Tanah, baik itu secara analitis mengenai perilaku tanah, sifat fisik dan
mekanis tanah.
Pada umumnya, wilayah Indonesia diliputi oleh tanah berbutir halus, dengan
iklim tropis serta pengaruh dari geologi/alam yang dilintasi garis khatulistiwa,
daerah gempa dan pertemuan lempeng-lempeng bumi. Tanah berbutir halus
terkenal dengan istilah lempung. Tanah lempung pada umumnya memiliki
sifat plastisitas tinggi, artinya tanah tersebut memiliki pengembangan yang
cukup besar, akan berubah volume tanahnya (mengembang) bila bertambah
2
atau berubah kadar airnya. Perubahan kadar air disebabkan oleh faktor alam
yaitu hujan dan kelembaban yang cukup tinggi. Plastisitas tanah adalah sifat
tanah dalam keadaan konsistensi, konsistensi yang dimaksud yaitu sifat cair,
plastis, semi padat, atau padat bergantung pada kadar airnya. Kebanyakan
dari tanah lempung yang ada di permukaan bumi dalam keadaan plastis
karena volume tanah tersebut akan membesar dalam kondisi basah dan akan
menyusut bila dalam kondisi kering. Sifat inilah yang akan menyebabkan
kerusakan pada konstruksi-kontruksi bangunan, khususnya bagian konstruksi
pondasi bangunan yang mendistribusikan beban bangunan langsung ke tanah.
Salah satu cara yang terbaik adalah mengganti tanah dasar tersebut dengan
tanah yang cukup baik, tetapi hal ini biasanya membutuhkan biaya yang
cukup besar. Para ahli geoteknik mencoba mengatasi dengan cara merubah
sifat-sifat fisiknya untuk menekan biaya. Perbaikan sifat-sifat fisik dan
mekanik dari tanah kurang baik menjadi tanah yang baik dibidang rekayasa
Teknik Sipil disebut sebagai Stabilisasi Tanah.
Stabilisasi tanah merupakan salah satu cara yang dapat digunakan untuk
memperbaiki tanah. Stabilisasi tanah adalah suatu cara untuk memperbaiki
tanah dengan menambah material tambahan yang berfungsi meningkatkan
kekuatan tanah. Banyak material yang dapat digunakan sebagai stabilisator
tanah, salah satunya dengan menggunakan bahan additive, yaitu cornice
adhesive (perekat gypsum) yang digunakan sebagai stabilisator tanah, additive
ini juga mudah diperoleh di pasaran.
3
Karena cornice adhesive merupakan bahan additive yang belum banyak orang
pergunakan dalam stabilisasi tanah, banyak pula yang belum mengetahui sifat
dan karakteristik serta hal-hal yang dapat mempengaruhi kualitas dari tanah
yang distabilisasi dengan menggunakan cornice adhesive.
B. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang akan digunakan pada penelitian ini adalah
pengaruh pencampuran tanah lempung dengan cornice adhesive untuk
stabilisasi dengan variasi kadar campuran yang berbeda-beda, adakah
perubahan yang dialami oleh tanah yang melingkupi perubahan nilai batasbatas konsistensi tanah asli dengan tanah yang telah dicampur atau
distabilisasi
dengan
menggunakan
cornice
adhesive
sebagai
bahan
pencampur, sehingga nantinya dapat disimpulkan bahwa cornice adhesive ini
dapat digunakan sebagai bahan alternatif untuk stabilisasi tanah.
C. Batasan Masalah
Untuk memberikan hasil yang baik dan terarah dalam penelitian ini, maka
permasalahan dibatasi pada :
1. Sampel tanah yang digunakan pada penelitian ini adalah sampel tanah
terganggu (disturbed) dengan menggunakan jenis tanah timbunan yang
berasal dari Sukarame, Bandar Lampung.
2. Cornice adhesive yang digunakan adalah merk A-Plus.
4
3. Penelitian hanya terbatas pada sifat fisik tanah dan tidak menganalisis
unsur kimia tanah.
4. Pengujian yang dilakukan pada tanah yang distabilisasi meliputi pengujian
kadar air, analisis saringan, berat jenis, batas atterberg, dan hidrometer.
5. Pencampuran bahan stabilisasi cornice adhesive dengan persentase 4%,
8%, 12%, 16%.
D. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk :
1. Mengetahui perbedaan sifat fisik tanah sebelum dan setelah dicampur
dengan cornice adhesive.
2. Mengetahui seberapa efektif dan seberapa besar pengaruh stabilisasi tanah
lempung setelah dicampur dengan cornice adhesive.
3. Mencari salah satu alternatif bahan stabilisasi untuk tanah lempung.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Tanah
Tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran)
mineral-mineral padat tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan
dari bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai
dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel
padat tersebut (Das, 1995).
Tanah adalah himpunan mineral, bahan organik dan endapan-endapan yang
relative lepas (loose) yang terletak di atas batu dasar (bedrock) (Hardiyatmo,
H.C., 1992).
Menurut Bowles, tanah adalah campuran partikel-partikel yang terdiri dari
salah satu atau seluruh jenis berikut :
1. Berangkal (boulders), merupakan potongan batu yang besar, biasanya
lebih besar dari 250 mm sampai 300 mm. Untuk kisaran antara 150 mm
sampai 250 mm, fragmen batuan ini disebut kerakal (cobbles).
2. Kerikil (gravel), partikel batuan yang berukuran 5 mm sampai 150 mm.
3. Pasir (sand), partikel batuan yang berukuran 0,074 mm sampai 5 mm,
berkisar dari kasar (3-5 mm) sampai halus (kurang dari 1 mm).
4. Lanau (silt), partikel batuan berukuran dari 0,002 mm sampai 0,074 mm.
Lanau dan lempung dalam jumlah besar ditemukan dalam deposit yang
6
disedimentasikan ke dalam danau atau di dekat garis pantai pada muara
sungai.
5. Lempung (clay), partikel mineral yang berukuran lebih kecil dari 0,002
mm. Partikel-partikel ini merupakan sumber utama dari kohesi pada tanah
yang kohesif.
6. Koloid (colloids), partikel mineral yang “diam” yang berukuran lebih kecil
dari 0,001 mm.
B. Klasifikasi Tanah
Sistem Klasifikasi Tanah adalah suatu sistem pengaturan beberapa jenis tanah
yang berbeda-beda tapi mempunyai sifat yang serupa ke dalam kelompokkelompok dan subkelompok-subkelompok berdasarkan pemakaiannya (Das,
1995).
Sistem
klasifikasi
tanah
dimaksudkan
untuk
menentukan
dan
mengidentifikasikan tanah dengan cara sistematis guna menentukan
kesesuaian
terhadap
pemakaian
tertentu
dan
juga
berguna
untuk
menyampaikan informasi mengenai kondisi tanah dari suatu daerah ke daerah
lain dalam bentuk suatu data dasar. Klasifikasi tanah juga berfungsi untuk
studi yang lebih terperinci mengenai keadaan tanah tersebut serta kebutuhan
akan pengujian untuk menentukan sifat teknis seperti karakteristik
pemadatan, kekuatan tanah, berat isi, dan sebagainya (Bowles, 1991).
Kebanyakan klasifikasi tanah menggunakan indek pengujian yang sangat
sederhana untuk memperoleh karakteristik tanahnya. Umumnya klasifikasi
7
didasarkan atas ukuran partikel yang diperoleh dari analisis saringan
(percobaan sedimentasi) dan plastisitasnya (Hardiyatmo, 2002).
Adapun sistem klasifikasi tersebut adalah sebagai berikut :
1. Sistem Klasifikasi AASHTO (American Association of State Highway
and Transportation Official)
Sistem klasifikasi ini didasarkan pada kriteria berikut ini :
a. Ukuran butir dibagi menjadi :
Kerikil
: bagian tanah yang lolos ayakan dengan
diameter 75 mm dan tertahan pada ayakan
diameter 2 mm.
Pasir
: bagian tanah yang lolos ayakan dengan diameter
2 mm dan tertahan pada ayakan diameter 0,0075
mm.
Lanau & Lempung : bagian tanah yang lolos ayakan dengan diameter
0,0075 mm.
b. Plastisitas, nama berlanau dipakai apabila bagian–bagian yang halus
dari tanah mempunyai indeks plastisitas (IP) sebesar 10 atau kurang.
Nama berlempung dipakai bila bagian-bagian yang halus dari tanah
mempunyai indeks plastisitas sebesar 11 atau lebih.
c. Apabila batuan (ukuran lebih besar dari 75 mm) ditemukan dalam
contoh tanah yang akan diuji maka batuan-batuan tersebut harus
dikeluarkan terlebih dahulu, tetapi persentase dari batuan yang
dikeluarkan tersebut harus dicatat.
8
Tabel 1. Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASHTO
Klasifikasi umum
Klasifikasi kelompok
Analisis ayakan (%
lolos)
No.10
No.40
No.200
Sifat fraksi yang lolos
ayakan No.40
Batas Cair (LL)
Indeks Plastisitas (PI)
Tanah berbutir
(35% atau kurang dari seluruh contoh tanah lolos ayakan No.200
A-1
A-2
A-3
A-1-a
A-1-b
A-2-4
A-2-5
A-2-6
A-2-7
Maks 50
Maks 30
Maks 15
Maks 50
Maks 25
Min 51
Maks 10
Maks 35
Maks 35
Maks 35
Maks
35
Maks 6
NP
Maks 40
Maks 10
Min 41
Maks 10
Maks 40
Min 11
Min 41
Min 11
Tipe material yang
paling dominan
Batu pecah, kerikil
dan pasir
Pasir
halus
Kerikil dan pasir yang berlanau atau
berlempung
Penilaian sebagai bahan
tanah dasar
Baik sekali sampai baik
Tanah berbutir
(Lebih dari 35% dari seluruh contoh tanah lolos ayakan No.200
Klasifikasi umum
Klasifikasi kelompok
A-4
A-5
A-6
A-7
A-7-5 A-7-6
Analisis ayakan (%
lolos)
No.10
No.40
No.200
Sifat fraksi yang lolos
ayakan No.40
Batas Cair (LL)
Indeks Plastisitas (PI)
Min 36
Min 36
Min 36
Min 36
Maks 40
Maks 10
Min 41
Maks 10
Maks 40
Min 11
Min 41
Min 11
Tipe material yang
paling dominan
Tanah berlanau
Penilaian sebagai bahan
tanah dasar
Biasa sampai jelek
Tanah Berlempung
Catatan:
Kelompok A-7 dibagi atas A-7-5 dan A-7-6 bergantung pada batas plastisnya (PL)
Untuk PL > 30, klasifikasinya A-7-5;
Untuk PL < 30, klasifikasinya A-7-6.
NP = Non Plastis.
Sumber: Hardiyatmo (1992).
2. Sistem Unified Soil Classification System (USCS)
Unified Soil Classification System (USCS) diajukan pertama kali oleh
Casagrande dan selanjutnya dikembangkan oleh United State Bureau of
Reclamation (USBR) dan United State Army Corps of Engineer (USACE).
9
Kemudian American Society for Testing and Materials (ASTM) memakai
USCS sebagai metode standar guna mengklasifikasikan tanah. Dalam
USCS, suatu tanah diklasifikasikan ke dalam dua kategori utama, yaitu :
1. Tanah berbutir kasar (coarse-grained soil), yaitu tanah kerikil dan pasir
yang kurang dari 50% berat total contoh tanah lolos saringan No.200.
Simbol untuk kelompok ini adalah G untuk tanah berkerikil dan S untuk
tanah berpasir. Selain itu juga dinyatakan gradasi tanah dengan simbol
W untuk tanah bergradasi baik dan P untuk tanah bergradasi buruk.
2. Tanah berbutir halus (fine-grained soil), yaitu tanah yang lebih dari
50% berat contoh tanahnya lolos dari saringan No.200. Simbol
kelompok ini adalah C untuk lempung anorganik dan O untuk lanau
organik. Simbol Pt digunakan untuk gambut (peat), dan tanah dengan
kandungan organik tinggi. Plastisitas dinyatakan dengan L untuk
plastisitas rendah dan H untuk plastisitas tinggi.
Menurut Bowles, Kelompok-kelompok tanah utama sistem klasifikasi
USCS dapat dilihat pada tabel 2. berikut ini :
Tabel 2. Sistem Klasifikasi Tanah USCS
Jenis Tanah
Prefiks
Kerikil
G
Pasir
S
Lanau
Lempung
Organik
Gambut
M
C
O
Pt
Sub Kelompok
Gradasi baik
Gradasi buruk
Berlanau
Berlempung
Sufiks
W
P
M
C
wL< 50 %
wL> 50 %
L
H
10
Tabel 3. Klasifikasi Tanah Berdasarkan Sistem USCS
Kerikil bersih
(hanya kerikil)
Kerikil dengan
Butiran halus
Kerikil 50%≥ fraksi kasar
tertahan saringan No. 4
GW
GP
Pasir bersih
(hanya pasir)
Pasir
dengan butiran
halus
Lanau dan lempung
batas cair ≥ 50%
Lanau dan lempung
batas cair ≤ 50%
Pasir≥ 50% fraksi kasar
l olos saringan No. 4
Tanah berbutir kasar≥ 50% butiran
tertahan saringan No. 200
Kerikil bergradasi-buruk dan
campuran kerikil-pasir, sedikit
atau sama sekali tidak
mengandung butiran halus
Kerikil berlanau, campuran
kerikil-pasir-lanau
GC
Kerikil berlempung, campuran
kerikil-pasir-lempung
SP
Pasir bergradasi-baik , pasir
berkerikil, sedikit atau sama
sekali tidak mengandung butiran
halus
Pasir bergradasi-buruk, pasir
berkerikil, sedikit atau sama
sekali tidak mengandung butiran
halus
SM
Pasir berlanau, campuran pasirlanau
SC
Pasir berlempung, campuran
pasir-lempung
ML
Lanau anorganik, pasir halus
sekali, serbuk batuan, pasir halus
berlanau atau berlempung
CL
Lempung anorganik dengan
plastisitas rendah sampai dengan
sedang lempung berkerikil,
lempung berpasir, lempung
berlanau, lempung “kurus” (lean
clays)
OL
Lanau-organik dan lempung
berlanau organik dengan
plastisitas rendah
MH
Lanau anorganik atau pasir halus
diatomae, atau lanau diatomae,
lanau yang elastis
CH
Kriteria Klasifikasi
Kerikil bergradasi-baik dan
campuran kerikil-pasir, sedikit
atau sama sekali tidak
mengandung butiran halus
GM
SW
Tanah berbutir halus
50% atau lebih lolos ayakan No. 200
Nama Umum
Klasifikasi berdasarkan prosentase butiran halus ; Kurang dari 5% lolos saringan no.200: GM,
GP, SW, SP. Lebih dari 12% lolos saringan no.200 : GM, GC, SM, SC. 5% - 12% lolos
saringan No.200 : Batasan klasifikasi yang mempunyai simbol dobel
Simbol
Lempung anorganik dengan
plastisitas tinggi, lempung
“gemuk” (fat clays)
OH
Lempung organik dengan
plastisitas sedang sampai dengan
tinggi
Tanah-tanah dengan
PT
kandungan organik
sangat tinggi
Sumber : Hardiyatmo, 1999.
Peat (gambut), muck, dan tanahtanah lain dengan kandungan
organik tinggi
Cu = D60> 4
D10
Cc =
(D30)2 Antara 1 dan 3
D10 x D60
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk
GW
Batas-batas
Atterberg di
bawah garis A
atau PI < 4
Batas-batas
Atterberg di
bawah garis A
atau PI > 7
Cu = D60> 6
D10
Cc =
Bila batas
Atterberg
berada didaerah
arsir dari
diagram
plastisitas,
maka dipakai
dobel simbol
(D30)2 Antara 1 dan 3
D10 x D60
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk
SW
Batas-batas
Bila batas
Atterberg di
Atterberg
bawah garis A
berada didaerah
atau PI < 4
arsir dari
diagram
Batas-batas
plastisitas,
Atterberg di
maka dipakai
bawah garis A
dobel simbol
atau PI > 7
Diagram Plastisitas:
Untuk mengklasifikasi kadar butiran halus yang
terkandung dalam tanah berbutir halus dan kasar.
Batas Attebergyang termasuk dalam daerah yang di
arsir berarti batasan klasifikasinya menggunakan
dua simbol.
6 0
Batas Plastis (%)
Divisi Utama
5 50
CH
40
CL
30
CL-ML
20
4
ML
0
10 20 30
40 50 60 70
80
Batas Cair (%)
Garis A : PI = 0.73 (LL-20)
Manual untuk identifikasi secara visual dapat
dilihat di ASTM Designation D-2488
11
C. Tanah Lempung
Tanah lempung merupakan partikel mineral yang berukuran lebih kecil dari
0,002 mm. Partikel-partikel ini merupakan sumber utama dari kohesi di
dalam tanah yang kohesif (Bowles, 1991).
Tanah lempung merupakan tanah yang berukuran mikroskopis sampai dengan
sub mikroskopis yang berasal dari pelapukan unsur-unsur kimiawi penyusun
batuan, tanah lempung sangat keras dalam keadaan kering dan bersifat plastis
pada kadar air sedang. Pada kadar air lebih tinggi lempung bersifat lengket
(kohesif) dan sangat lunak (Das, 1995).
Tanah butiran halus khususnya tanah lempung akan banyak dipengaruhi oleh
air. Sifat pengembangan tanah lempung yang dipadatkan akan lebih besar
pada lempung yang dipadatkan pada kering optimum dari pada yang
dipadatkan pada basah optimum. Lempung yang dipadatkan pada kering
optimum relatif kekurangan air oleh karena itu lempung ini mempunyai
kecenderungan yang lebih besar untuk meresap air sebagai hasilnya adalah
sifat mudah mengembang (Hardiyatmo, 2002).
1.
Sifat–Sifat Tanah Lempung
Sifat yang khas dari tanah lempung adalah dalam keadaan kering, maka
tanah lempung 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.
12
Sifat-sifat yang dimiliki tanah lempung (clay) adalah sebagai berikut
(Hardiyatmo, 2002) :
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
Tabel 4. Sifat Tanah Lempung
Tanah
Sifat
Sangat Lunak
Uji Lapangan
Meleleh diantara jari ketika diperas
Lunak
Dapat diperas dengan mudah
Keras
Dapat diperas dengan jari yang kuat
Lempung
Tidak dapat diremas dengan jari, tapi
Kaku
dapat di gencet dengan ibu jari
Sangat Kaku
Dapat digencet dengan kuku ibu jari
Sumber : Craig, (1991).
Pada tabel 4 menunjukkan bahwa untuk menguji sifat dari tanah lempung
di lapangan, dapat dilakukan dengan cara yang sederhana. Yaitu dengan
meremas sampel tanah lempung dengan tangan, apabila tanah tersebut
meleleh diantara jari ketika diperas maka tanah tersebut merupakan tanah
lempung yang bersifat sangat lunak. Struktur tanah lempung dijelaskan
pada tabel 5.
13
Tabel 5. Struktur Tanah Lempung
Hal
Struktur
terdispersi
Struktur
terflokulasi
Domain
Claster
Ped
Keterangan
Terbentuk oleh partikel–partikel lempung yang
mengendap secara individu. Orientasi butir-butirnya
hampir parallel.
Terbentuk oleh gumpalan–gumpalan butiran lempung
yang mengendap.
Kelompok unit–unit submikrokopis dari partikel
lempung.
Kelompok dari domain yang membentuk cluster.
Dapat dilihat dengan mikroskop biasa.
Kelompok dari cluster yang membentuk ped. Dapat
dilihat tanpa mikroskop.
Sumber : M. Das (1995)
2.
Jenis Mineral Lempung
a. Kaolinite
Kaolinite merupakan anggota kelompok kaolinite serpentin, yaitu
hidrus alumino silikat dengan rumus kimia Al2 Si2O5(OH)4.
Kekokohan sifat struktur dari partikel kaolinite menyebabkan sifatsifat plastisitas dan daya pengembangan atau menyusut kaolinite
menjadi rendah.
b. Illite
Illite adalah mineral bermika yang sering dikenal sebagai mika tanha
dan merupakan mika yang berukuran lempung. Istilah illite dipakai
untuk tanah berbutir halus, sedangkan tanah berbutir kasar disebut
mika hidrus.
14
c. Montmorillonite
Mineral ini memiliki potensi plastisitas dan mengembang atau
menyusut yang tinggi sehingga bersifat plastis pada keadaan basah dan
keras pada keadaan kering.
3.
Karakteristik Mineral Tanah Lempung
Menurut Bowles (1995), mineral-mineral pada tanah lempung umumnya
memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
1. Hidrasi
Partikel-partikel lempung dikelilingi oleh lapisan-lapisan molekul air
yangdisebut sebagai air terabsorbsi. Lapisan ini umumnya mempunyai
tebal dua molekul karena itu disebut sebagai lapisan difusi ganda atau
lapisan ganda.
2. Aktifitas
Tepi-tepi mineral lempung mempunyai muatan negatif netto. Ini
mengakibatkan terjadinya usaha untuk menyeimbangkan muatan ini
dengan tarikan kation. Tarikan ini akan sebanding dengan kekurangan
muatan netto dan dapat juga dihubungkan dengan aktifitas lempung
tersebut. Aktifitas inididefinisikan sebagai :
Dimana persentase lempung diambil dari fraksi tanah yang < 2 µm.
Aktivitas juga berhubungan dengan kadar air potensial relatif. Nilainilai khas dari aktifitas dapat dilihat pada tabel 6 berikut ini:
15
Tabel 6. Nilai-Nilai Khas Dari Aktifitas
Mineral
Nilai Aktivitas
Kaolinite
0,4 – 0,5
Illite
0,5 – 1,0
Montmorillonite
1,0 – 7,0
3. Flokulasi dan dispersi
Flokulasi adalah peristiwa penggumpalan mineral lempung didalam
larutan air akibat mineral lempung umumnya mempunyai pH > 7 dan
bersifat alkali tertarik oleh ion-ion H+dari air, gaya Van der Waal.
Untuk menghindari flokulasi larutan air dapat ditambahkan zat asam.
4. Pengaruh Air
Air pada mineral-mineral lempung mempengaruhi flokulasi dan
disperse yang terjadi pada partikel lempung. Untuk meninjau
karakteristik tanah lempung maka perlu diketahui sifat fisik atau Index
Properties dari tanah lempung tersebut, yaitu:
a. Batas-batas Atterberg (Atterberg Limits)
Atterberg telah meneliti sifat konsistensi mineral lempung pada
kadar air, bervariasi yang dinyatakan dalam batas cair, plastis, dan
batas susut. Batas Atteberg dapat dilihat pada tabel 7 berikut ini :
16
Tabel 7. Batas-Batas Atterberg Untuk Mineral Lempung
Mineral
Batas Cair Batas Plastis
Batas Susut
Montmorillonite
100 -900
50-100
8,5-15
Illite
60-120
35-60
15-17
Kaolinite
30-110
25-40
25-29
Berdasarkan tabel tersebut maka dapat dilihat pada gambar 1, tanah
lempung dapat dikategorikan ke dalam kelompok MH atau OH.
Gambar 1. Grafik Plastisitas.
b. Berat Jenis (Gs)
Nilai berat jenis yang didasarkan pada tiap-tiap mineral pada tanah
lempung lunak dapat dilihat pada tabel 8 .
Tabel 8. Nilai Berat Jenis Untuk Tiap Mineral Tanah Lempung
Lunak
Mineral Lempung Lunak
Berat Jenis ( Gs )
Kaolinite
2,6 – 2,63
Illite
2,8
Montmorillonite
2,4
17
c. Komposisi Tanah
Angka pori, kadar air, dan berat volum kering pada beberapa tipe
tanah lempung dapat dilihat pada tabel 9.
Tabel 9. Nilai Angka Pori, Kadar Air, dan Berat Volume Kering
pada Tanah Lempung
Tipe Tanah
Angka
pori,
e
Kadar Air Dalam
Keadaan Jenuh
Berat Volume
Kering,
(kN/m3 )
Lempung kaku
0,6
21
17
Lempung lunak
0,9 – 1,4
30 – 50
11,5 – 14,5
Lempung organik
lembek
2,5 – 3,2
30 – 120
6–8
Kesimpulannya adalah tanah kohesif seperti lempung memiliki
perbedaan yang cukup mencolok terhadap tanah non kohesif
seperti pasir. Perbedaan tersebut adalah :
1. Tahanan friksi tanah kohesif < tanah nonkohesif
2. Kohesi lempung > tanah granular
3. Permeabilitas lempung < tanah berpasir
4. Pengaliran air pada lempung lebih lambat dibandingkan pada
tanah berpasir.
5. Perubahan volume pada lempung lebih lambat dibandingkan
pada tanah granular.
D. Cornice Adhesive
Cornice Adhesive adalah bubuk plaster yang berdaya rekat kuat, sangat
dianjurkan dalam aplikasi di atas permukaan papan gypsum, semen, dan
18
plasterglass. Material cornice adhesive banyak digunakan sebagai perekat
gypsum pada pemasangan plafond pada suatu konstruksi bangunan. Berat
jenis (Gs) dari cornice adhesive berkisar antara 2,6–2,7. Komposisi cornice
adhesive ditampilkan pada tabel 10.
Tabel 10. Komposisi Cornice Adhesive
Bahan
Rumus
Nomor CAS
Kadar
Silika, Kristal-kuarsa
Si-O2
14808-60-7
60 %
Batu Kapur
Ca-CO3
1317-65-3