KORELASI KUAT TEKAN BEBAS DENGAN KUAT GESER LANGSUNG PADA TANAH LEMPUNG YANG DICAMPUR DENGAN ZEOLIT

KORELASI ANTARA KUAT TEKAN BEBAS DENGAN KUAT

GESER LANGSUNG PADA TANAH LEMPUNG YANG DICAMPUR

DENGAN ZEOLIT

( Skripsi )

Oleh

M. IQBAL HERMAWAN

0915011066

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2015

฀BSTR฀CT

฀ORRELATION OF UN฀ONFINED ฀OMPRESSIVE STRENGHT WITH DIRE฀T SHEAR STRENGTH ON ฀LAY STABILIZATION WITH

ZEOLITE BY:

M IQB฀L HERM฀W฀N

This research was conducted to determine the effect between zeolite and clay of compressive strength and shear strength. Construction founded on clay will cause some impact, such as lack of compressive strength and shear strength. Therefore, before the construction of structures on the clay, the clay must be stabilized first. In this research, soil stabilization using zeolite.

To determine how much increase the compressive strength and shear strength of the clay stabilization with zeolite, research using variations the zeolite of 6% , 8% and 10%, with ripening period until 14 days. This research was conducted of standard compaction test, unconfined compressive test and direct shear test.

Based on the results of this research there was an increase in the compressive strength of clay by 94,5% from 0,2975kg/cm2 _{be 0,5787kg/cm}2_{, and improving}

the clay cohesion of 54,17% from 0.24kg/cm2 _{be 0,36kg/cm}2_{, and the increase in}

the maximum shear strength of 43,89% of 0.4754kg/cm2 _{be 0,6841kg/cm}2_{, the}

additon of zeolite until 10%. From these values ​​it can be concluded, compressive strength and shear strength increases as a percentage addition of zeolite, although the increase that occurred in the unconfined compressive strength and direct shear strength is not as great.

ABSTRAK

KORELASI KUAT TEKAN BEBAS DENGAN KUAT GESER LANGSUNG PADA TANAH LEMPUNG YANG DICAMPUR DENGAN ZEOLIT

Oleh

M. IQBAL HERMAWAN

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh pencampuran antara zeolit dan tanah lempung terhadap kuat tekan dan kuat geser tanah. Hal ini dilakukan karena jika mendirikan struktur di atas tanah lempung akan menimbulkan beberapa permasalahan, antara lain kecilnya nilai kuat tekan dan nilai kuat geser pada tanah tersebut. Oleh karena itu, sebelum dilakukan pembangunan struktur diatas tanah tersebut, perlu dilakukan stabilisasi tanah. Pada penelitian ini dilakukan stabilisasi tanah dengan menggunakan campuran antara zeolit dan tanah lempung.

Untuk mengetahui pengaruh pencampuran antara zeolit dan tanah lempung terhadap nilai kuat tekan dan kuat geser pada tanah lempung dilakukan dengan cara membuat variasi campuran zeolit sebesar 6%, 8% dan 10%. Pencampuran antara zeolit dan tanah lempung ini dilakukan dengan lama pemeraman 14 hari. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian sifat fisik tanah lempung baik tanah asli maupun tanah yang telah dicampur dengan zeolit, dan pengujian mekanik yang meliputi pengujian pemadatan standar, pengujian kuat tekan bebas dan pengujian kuat geser langsung. Berdasarkan hasil penelitian ini dapat dilihat peningkatan nilai kuat tekan tanah lempung sebesar 94,5% yaitu dari 0,2975kg/cm2 menjadi 0,5787kg/cm2, dan penigkatan nilai kohesi tanah sebesar 54,17% dari 0,24kg/cm2 menjadi 0,36 kg/cm2, serta peningkatan nilai kuat geser maksimum sebesar 43,89% dari 0,4754kg/cm2 menjadi 0,6841kg/cm2, Setelah tanah dicampurkan dengan zeolit pada penambahan maksimal 10%. Dari nilai tersebut dapat disimpulkan, kuat tekan serta kuat geser tanah semakin meningkat seiring ditambahkannya persentase campuran zeolit, meskipun peningkatan yang terjadi pada nilai kuat tekan bebas dan kuat geser langsungnya tidak sama besar.

฀ORELASI ฀UAT TE฀AN BEBAS DENGAN ฀UAT

GESER LANGSUNG PADA TANAH LEMPUNG YANG

DICAMPUR DENGAN ZEOLIT

฀leh

M. IQBAL HERMAWAN

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar

Sarjana Teknik

Pada

Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FA฀ULTAS TE฀NI฀

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2015

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

M. Iqbal Hermawan lahir di Rantau Panjang, Kab. Merangin. Prov. Jambi pada tanggal 23 Desember 1991, merupakan anak kedua dari pasangan Bapak Hi. Maizar Herman S.Pd dan Ibu Hj. Erniwati. Penulis memiliki satu orang saudara laki-laki bernama Zico Hermawan S.T, M.Kom.

Penulis menempuh pendidikan dasar di SDN 2 Bangko yang diselesaikan pada tahun 2003. Pendidikan tingkat pertama ditempuh di SMPN 3 Bangko yang diselesaikan pada tahun 2006. Kemudian melanjutkan pendidikan tingkat atas di SMAN 1 Bangko yang diselesaikan pada tahun 2009.

Penulis diterima menjadi mahasiswa Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung pada tahun 2009. Selama menjadi mahasiswa, penulis pernah menjadi asisten dosen untuk pratikum Mekanika Tanah 1 tahun akademik 2014/2015. Penulis juga aktif dalam organisasi internal kampus yaitu Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM) Fakultas Teknik sebagai anggota pengkaderan masa jabatan 2009-2010.

Persembahan

Sebuah karya kecil buah pemikiran dan kerja keras untuk,

Ayahandaku tercinta Hi. Maizar Herman S.Pd.

Ibundaku tercinta Hj. Erniwati.

Kakanda Zico Hermawan,

Serta saudara seperjuangan Teknik Sipil Angkatan 2009

SIPIL JAYA !!!!!

MOTO

“ملسم لك ىلع ةضيرف ملعلا بلط”

(Alhadist)

“

Bekerjalah Untuk Duniamu Seakan-akan Kamu Hidup Selamanya Dan

Bekerjalah Untuk Akhiratmu Seakan-

akan Kamu Akan Mati Besok”

(Alhadist)

“Salah Satu Kunci Kebahagiaan Adalah

Menggunakan Uang Untuk

Pengalaman Bukan Untuk Keinginan”

(B.J. Habibie)

“Satu –

Satunya Sumber Pengetahuan Adalah Pengalaman”

(Albert Einstein)

“Education Is The most Powerfull Weapon Wich You C

an Use To Change The

World

”

(Nelson Mandela)

“Watch And Learn”

(Nortrom The Silencer)

“

Jangan Jadikan Tujuan Itu Sebagai Akhir Dari Perjalanan

”

“Berani Gagal”

฀ersembahan

Sebuah karya kecil buah pemikiran dan kerja keras untuk,

Ayahandaku tercinta Hi. Maizar Herman S.฀d.

Ibundaku tercinta ฀j. Erniwati.

Kakanda Zico Hermawan,

Serta saudara seperjuangan Teknik Sipil Angkatan 2009

SI฀IL JAYA !!!!!

฀ata Pengantar

฀lhamdulillahi Robbil ‘฀lamin฀ puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah

Subhanahu Wa Ta’ala yang senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya฀ sehingga skripsi dengan judul ฀orelasi ฀uat Tekan Bebas Dan ฀uat Geser Langsung Pada Tanah Lempung Yang Dicampur Dengan Zeolit dapat terselesaikan. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk meraih gelar Sarjana Teknik pada program reguler Jurusan Teknik Sipil฀ Fakultas Teknik฀ Universitas Lampung.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa pada penulisan skripsi ini masih banyak terdapat kekurangan dan kesalahan฀ oleh sebab itu penulis mohon maaf dan mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang setulusnya kepada :

1. Prof. Drs. Suharno฀ M.sc.฀ Ph.D.฀ selaku Dekan Fakultas Teknik฀ Universitas Lampung.

2

2. Ir. Idharmahadi Adha฀ M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil฀ Fakultas Teknik฀ Universitas Lampung.

3. Dr. Ir. Lusmeilia Afriani DEA. selaku Dosen Pembimbing I skripsi. 4. Iswan S.T.฀ M.T. selaku Dosen Pembimbing II skripsi.

5. Ir. Setyanto฀ M.T. selaku Dosen Penguji skripsi.

6. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Sipil฀ Fakultas Teknik฀ Universitas Lampung. 7. Kedua orang tua penulis (Hi. Maizar Herman S.Pd dan Hj. Erniwati) yang telah

memberikan restu dan doanya฀ Kakanda (Zico Hermawan S.T฀ M. Kom.) yang selalu memberi support dan do’a di kehidupan penulis.

8. Wanita yang selalu mendampingi฀ memberi support฀ dan doa (Lica Chintya) 9. Rekan-rekan seperjuangan di Laboratorium Mekanika Tanah Universitas

Lampung yang telah banyak membantu penulis selama di laboratorium. 10. Teknisi di laboratorium (Mas Pardin฀ Mas Miswanto฀ Mas Budi฀ Mas Bayu). 11. Seluruh keluarga besar Jurusan Teknik Sipil฀ Universitas Lampung฀ khususnya

angkatan 2009.

Serta semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah membantu dan memberikan dukungan dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis sangat berharap karya ini dapat bermanfaat bagi pembaca฀ terutama bagi penulis sendiri.

Bandar Lampung฀ 6 Februari 2015 Penulis฀

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN PENGESAHAN

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1

B. Rumusan Masalah ... 4

C. Tujuan Penelitian ... 5

D. Batasan Masalah ... 5

E. Manfaat Penelitian ... 6

F. Lokasi ... 6

II. TINJAUAN PUSTAKA A. Tanah ... 7

B. Tanah Lempung ... 14

iv

D. Zeolit ... 19

E. Stabilisasi Dengan Zeolit ... 24

F. Komposisi Kimia Zeolit ... 27

G. Kuat Tekan Bebas ... 28

H. Kuat Geser Langsung ... 34

I. Korelasi Kuat Tekan Bebas Dengan Kuat Geser Langsung ... 35

J. Landasan Teori ... 37

1. Pengujian Kuat Tekan Bebas ... 37

2. Analisa Pengujian Kuat Tekan Bebas ... 37

3. Pengujian Kuat Geser Langsung ... 38

4. Analisa Pengujian Kuat Geser Langsung ... 38

K.Penelitian Terdahulu ... 39

1. Kadar Air ... 39

2. Berat Volume ... 39

3. Analisa Saringan ... 39

4. Berat Jenis ... 40

5. Batas Cair ... 40

6. Batas Plastis ... 40

7. Hidrometer ... 41

8. Uji Pemadatan ... 41

9. Uji Kuat Tekan Bebas ... 41

v

III. METODE PENELITIAN

A.Sempel Tanah ... 47

B.Bahan Zeolit ... 49

C.Pelaksanaan Pengujian ... 49

1. Pengujian Sifat Fisik Tanah ... 49

a. Kadar Air ... 49

b. Berat Volume ... 49

c. Berat Jenis ... 40

d. Batas Cair ... 50

e. Batas Plastis ... 50

f. Analisis Saringan ... 50

g. Uji Hidrometer ... 50

h. Penambahan Bahan Additive ... 51

i. Uji Pemadatan ... 51

j. Pengujian Kuat Tekan Bebas ... 52

k. Pengujian Kuat Geser Langsung ... 54

D. Analisis Data ... 58

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Uji Fisik ... 60

1. Hasil Pengujian Kadar Air ... 61

2. Hasil Pengujian Berat Jenis ... 63

vi

4. Hasli Pengujian Analisa Saringan ... 65

5. Hasil Pengujian Hidrometer ... 67

6. Uji Batas Atterberg ... 68

7. Data Hasil Pengujian Pemadatan Tanah ... 70

B.Klasifikasi Tanah ... 73

1. Klasifikasi Sistem Unified (USCS) ... 73

C.Analisa Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas ... 74

1. Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Pada Tanah Asli ... 74

2. Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Pada Tanah Asli Dicampur Dengan Zeolit ... 75

3. Analisa Hasil Pengujian Kuat Tekan Bebas Pada Tanah Asli Dicampur Dengan Zeolit ... 78

4. Hubungan Nilai Kuat Tekan Bebas Tanah Dengan Indeks Plastisitas... 81

5. Hubungan Nilai Kuat Tekan Bebas Tanah Dengan Berat Volume Kering Maksimum ... 83

D.Analisa Hasil Pengujian Kuat Geser Langsung ... 84

1. Hasil Pengujian Kuat geser Langsung Pada Tanah Asli ... 84

2. Hasil Pengujian Kuat Geser Langsung Pada Tanah Asli Dicampur Dengan Zeolit ... 85

3. Analisis Hasil Pengujian Kuat Geser Langsung Pada Tanah Asli Dicampur Dengan Zeolit ... 88

4. Hubungan Nilai Kuat Geser Langsung Tanah Dengan Indeks Plastisitas .. 91 5. Hubungan Nilai Kuat Geser Langsung Tanah Dengan Berat Volume

vii

Kering Maksimum ... 93 E. Korelasi Kuat Tekan Bebas Dengan Kuat Geser Langsung ... 94

V. PENUTUP

A.Simpulan ... 98 B.Saran ... 99

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

฀AFTAR GAMBAR

Gambar ฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀Halaman

1. Nilai฀–฀nilai฀batas฀฀tterberg฀untuk฀sub฀kelompok฀tanah฀...฀฀10

2. Zeolit฀...฀฀19

3. Zeolit฀Ukuran฀0,002฀mm฀...฀฀26

4. Skema฀Uji฀Tekan฀Bebas฀...฀฀32

5. Hubungan฀Antara฀Kenaikan฀UCS฀Kadar฀Kapur฀Dan฀Lama฀Pemeraman฀...฀฀42

6. Perbandingan฀Nilai฀Kuat฀Tekan฀Bebas฀Maksimum฀Tanah฀Lempung฀Yang฀ Dicampur฀Kapur฀Dengan฀Berbagai฀Variasi฀Dan฀Waktu฀Pemeraman฀ ...฀฀43

7. Hubungan฀Tegangan฀Normal฀Dan฀Tegangan฀Geser฀ ...฀฀45

8. Grafik฀Perubahan฀Nilai฀Kuat฀Geser฀(cu)฀Disebabkan฀Adanya฀Perubahan฀ Kadar฀Air฀฀Pada฀Lempung฀+฀Kapur฀8%฀+฀Eco฀Cure21฀...฀฀47

9. Bagan฀Alir฀Penelitan฀ ...฀฀58

10.Lokasi฀Pengambilan฀Sampel฀...฀฀47

11. Pengambilan฀Sampel฀Undisturb฀...฀฀48

12. Pengambilan฀Sampel฀Disturb... 48

13. Hubungan฀Antara฀Kadar฀Air฀Tanah฀Dengan฀Variasi฀Penambahan฀Zeolit฀...฀฀62

14. Hubungan฀Nilai฀Berat฀Jenis฀Tanah฀Dengan฀Variasi฀Penambahan฀Zeolit฀...฀฀64

15. Grafik฀Hasil฀Analisa฀Saringan฀dan฀Hidrometer฀ ...฀฀68

16. Grafik฀Hubungan฀Antara฀Nilai฀Batas฀plastis,฀Batas฀Plastis,฀dan฀Indeks฀ Plastisitas฀Tanah฀Dengan฀Penambahan฀Zeolit฀฀ ...฀฀69

9 18. Grafik฀Kadar฀Air฀Optimum฀Tanah฀Asli฀+฀Zeolit฀6%฀฀...฀฀71 19. Grafik฀Kadar฀Air฀Optimum฀Tanah฀Asli฀+฀Zeolit฀8% ...฀฀72 20. Grafik฀Kadar฀Air฀Optimum฀Tanah฀Asli฀+฀Zeolit฀10% ...฀฀72 21.Grafik฀Hubungan฀Tegangan฀Dan฀Regangan฀Pada฀Masing฀–฀Masing฀Variasi

Campuran฀Zeolit฀฀฀...฀฀79 22. Grafik฀Nilai฀Kuat฀Tekan฀Bebas฀Pada฀Masing฀–฀Masing฀Campuran฀Zeolit฀..฀฀79 23. Grafik฀Hubungan฀Nilai฀Kuat฀Tekan฀Bebas฀Dengan฀Indeks฀Plastisitas฀...฀฀81 24. Grafik฀Hubungan฀Nilai฀Kuat฀Tekan฀Bebas฀Dengan฀Nilai฀Berat฀Volume฀

Kering฀Maksimum฀฀...฀฀83 25. Grafik฀Hubungan฀Tegangan฀Normal฀Dan฀Tegangan฀Geser฀฀...฀฀88 26. Grafik฀Hubungan฀Nilai฀Kohesi฀Tanah฀Dengan฀Nilai฀Plastisitas฀Indeks฀ ...฀฀91 27. Grafik฀Hubungan฀Nilai฀Kuat฀Tekan฀Bebas฀Dengan฀Nilai฀Berat฀Volume฀

Kering฀฀Maksimum฀฀฀ ...฀฀92 28. Grafik฀Korelasi฀Kuat฀Tekan฀Bebas฀Tanah฀Dengan฀Kohesi฀Tanah ...฀฀94 29. Grafik฀Korelasi฀Kuat฀Tekan฀Bebas฀Tanah฀Dengan฀Kuat฀Geser฀Maksimum฀

฀AFTAR TABEL

Tabel ฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀Halaman

1. Sistem฀Klasifikasi฀Tanah฀฀nified฀...฀฀13

2. Nama฀Mineral฀Zeolit฀dan฀Rumus฀Kimianya฀...฀฀28

3. Hubungan฀Antara฀Sifat฀Mekanis฀Tanah฀Dengan฀Tekanan฀Bebas฀ ...฀฀29

4. Konsistensi฀Dan฀Korelasi฀฀nconfined Compression Strenght฀Terhadap฀ Shear Strenght฀Pada฀Tanah฀Kohesif฀(Lempung)฀฀...฀฀36

5. Nilai฀–฀Nilai฀Hasil฀Pengujian฀Sifat฀Fisik฀Tanah...฀฀41

6. Hasil฀Penelitian฀Terhadap฀Kuat฀Tekan฀Bebas฀Berbagai฀Variasi฀Penambahan ฀Kapur฀Dan฀Waktu฀Pemeraman...฀฀43

7. Hasil฀Pengujian฀Kuat฀Geser฀ ...฀฀44

8. Hasil฀Pengujian฀Sifat฀Fisik฀Tanah฀Lempung฀(Soft Clay)฀...฀฀61

9. Hasil฀Pengujian฀Berat฀Jenis฀...฀฀63

10. Hasil฀Pengujian฀Berat฀Volume฀Tanah฀Asli฀฀ ...฀฀65

11. Hasil฀Pengujian฀Analisis฀Saringan฀฀...฀฀66

12. Hasil฀Pengujian฀Hidrometer฀...฀฀67

13. Hasil฀Pengujian฀Batas฀Atterberg ...฀฀68

14. Hasil฀Pengujian฀Kuat฀Tekan฀Bebas฀pada฀Tanah฀Asli฀...฀฀74

15. Hasil฀Pengujian฀Kuat฀Tekan฀Bebas฀pada฀Tanah฀Asli฀+฀Zeolit฀6% ...฀฀76

16. Hasil฀Pengujian฀Kuat฀Tekan฀Bebas฀pada฀Tanah฀Asli฀+฀Zeolit฀8% ...฀฀76

17. Hasil฀Pengujian฀Kuat฀Tekan฀Bebas฀pada฀Tanah฀Asli฀+฀Zeolit฀10%฀ ...฀฀77

19. Hasil฀Pengujian฀Kuat฀Geser฀Langsung฀Pada฀Tanah฀Tanpa฀฀Campuran฀...฀฀84 20. Hasil฀Pengujian฀Kuat฀Geser฀Langsung฀Pada฀Tanah฀Asli฀+฀Zeolit฀6%฀...฀฀85 21. Hasil฀Pengujian฀Kuat฀Geser฀Langsung฀Pada฀Tanah฀Asli฀+฀Zeolit฀8%฀...฀฀86 22. Hasil฀Pengujian฀Kuat฀Geser฀Langsung฀Pada฀Tanah฀Asli฀+฀Zeolit฀10%฀...฀฀87 23. Hasil฀pengujian฀kuat฀geser฀langsung฀...฀฀88

฀. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

฀anah memiliki peranan yang penting yaitu sebagai pondasi pendukung pada setiap pekerjaan konstruksi baik sebagai pondasi pendukung untuk konstruksi bangunan, jalan (฀ubgrade), tanggul maupun bendungan.

Dari tahun ke tahun ketersedian lahan untuk pembangunan fasilitas yang diperlukan manusia semakin terbatas yang mengakibatkan tidak dapat dihindarinya pembangunan di atas tanah lunak. Pembangunan konstruksi di atas tanah lunak akan mendapatkan beberapa masalah Geoteknik, bila suatu lapisan tanah mengalami tambahan beban di atasnya maka anak terjadi penurunan atau konsolidasi, hal ini dapat terjadi akibat volume tanah yang menjadi lebih kecil karena air pori yang mengalir keluar melalui rongga pori tanah tersebut.

฀anah lempung dengan plastisitas tinggi yang sering dijumpai pada pekerjaan konstruksi di lapangan mempunyai kuat dukung yang rendah dan perubahan volume (kembang-susut) yang besar. ฀anah akan mengembang apabila pori terisi air dan akan menyusut dalam kondisi kering. Hal ini yang menjadikan tanah tidak stabil, sehingga tidak mampu mendukung suatu konstruksi bangunan.

2

Seorang ahli geoteknik di lapangan harus memperhatikan sifat-sifat tanah dengan seksama, kuat tekan tanah dan kuat geser tanah merupakan beberapa yang harus di perhatikan sebelum membangun konstruksi di tanah tersebut.

Kuat tekan bebas pada tanah sangat berkaitan erat dengan kuat geser langsung yang terjadi pada tanah, Menurut tabel kosistensi, UCS, dan Shear Strenght

yang di buat oleh Lambe dan Whitman (1979), dapat terlihat bahwa semakin besar kuat tekan bebas pada tanah tersebut, semakin besar pula kuat geser langsung pada tanah tersebut, dan nilai kuat geser langsung tanah adalah setengah dari nilai kuat tekan bebas tanah tersebut.

Kuat tekan bebas merupakan pengujian yang umum dilaksanakan dan dipakai dalam proses penyelidikan sifat – sifat stabilisasi tanah. Disamping pelaksananya yang praktis, sampel yang dibutuhkan juga tidak banyak. Dalam pembuatan benda uji sebagai dasar adalah kepadatan maksimum yang diperoleh dari percobaan pemadatan.

kuat geser tanah merupakan gaya tahanan internal yang bekerja per satuan luas masa tanah untuk menahan keruntuhan atau kegagalan sepanjang bidang runtuh dalam masa tanah tersebut.

Kondisi tanah pada suatu daerah tidak akan memiliki sifat tanah yang sama dengan daerah lainnya, namun tidak semua tanah memiliki kekuatan yang mampu mendukung konstruksi. Hanya tanah yang mempunyai stabilitas baik yang mampu mendukung konstruksi yang besar. Sedangkan tanah yang

3

kurang baik harus distabilisasi terlebih dahulu sebelum dipergunakan sebagai pondasi pendukung.

Stabilisasi tanah biasanya dipilih sebagai salah satu alternative dalam perbaikan tanah. Perbaikan tanah dengan cara stabilisasi bisa meningkatkan kepadatan tanah, kuat tekan, kuat geser, dan daya dukung tanah. Stabilisasi ada banyak macamnya, diantaranya menggunakan bahan campuran seperti zat kimia, kapur, abu gunung merapi, dan dapat juga dilakukan pemadatan dengan cara mekanis.

Pengujian yang ini di lakukan dengan tujuan untuk mengetahui nilai – nilai dari kekuatan tanah yang telah di stabilisasi tersebut, dan melihat apakah tanah yang telah distabilisasi memiliki nilai - nilai yang sama seperti penelitian yang telah di lakukan oleh Lambe danWhitman (1979) yang nilai kuat tekan bebas dua kali lebih besar dari pada nilai kuat geser langsungnya, dan semakin besar nilai kuat tekan bebas nya maka semakin besar pula nilai kuat geser tanah tersebut.

Dalam penelitian ini metode stabilisasi tanah dilakukan dengan menggunakan bahan campuran. Bahan pencampur yang akan digunakan diharapkan dapat mengurangi atau menghilangkan sifat-sifat tanah yang kurang baik dan kurang menguntungkan dari tanah yang akan digunakan. Untuk memperbaiki mutu tanah digunakan bahan pencampur yang salah satunya adalah Zeolit

Zeolit merupakan bahan galian non logam atau mineral industri multi guna salah satunya sebagai bahan campuran untuk stabilitas jika dicampur dengan

4

tanah, karena kemampuannya dapat mengikat butir-butir agregat sangat bermanfaat sebagai usaha untuk mendapatkan massa tanah yang kokoh sehingga tanah memiliki daya dukung dan kuat tekan yang lebih baik. Zeolit dapat bereaksi dengan hampir semua jenis tanah, dari jenis tanah kasar non kohesif sampai tanah yang sangat plastis.

Pada penelitian ini akan digunakan tanah jenis lempung yang bersumber dari desa Belimbing Sari, Lampung ฀imur yang dicampur dengan Zeolit dengan kadar campuran yang berbeda-beda.

B. anRumus Masalah

Perumusan masalah pada penelitian ini adalah melihat perilaku dari tanah lempung lunak, yang memiliki nilai kadar air yang tinggi, indeks plastisitas yang tinggi, kuat tekan bebas dan kuat geser langsung yang rendah, sehingga dapat melihat pengaruh pencampuran Zeolit yang dianggap sebagai bahan

additive untuk stabilisasi pada tanah lempung dengan variasi kadar campuran yang berbeda-beda, sampai manakah perubahan yang dialami oleh tanah yang melingkupi perubahan nilai kadar air, nilai berat jenis, nilai batas-batas konsistensi(batas-batas Atterberg) seperti batas cair, batas plastis, batas susut serta nilai kuat tekan bebas dan kuat geser langsung tanah lempung dengan tanah yang telah dicampur atau distabilisasi dengan menggunakan Zeolit sebagai bahan additive, sehingga nantinya dapat disimpulkan bahwa Zeolit ini dapat digunakan sebagai bahan alternatif untuk stabilisasi tanah pada lapis pondasi khususnya pada lapisan ฀ubgrade.

5

C. Tujuan Penelitian

฀ujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mengetahui sampai sejauh mana pengaruh Zeolit sebagai bahan additive

meningkatkan kuat tekan bebas tanah (qu) yang telah distabilisasi terhadap tanah asli dengan menggunakan tes UCS.

2. Mengetahui sampai sejauh mana pengaruh Zeolit sebagai bahan addtive

meningkatkan kuat geser langsung (Cu) yang telah distabilisasi terhadap tanah asli dengan menggunakan tes Direct Shear.

3. Untuk mengetahui korelasi kuat tekan bebas (qu) tersebut terhadap kuat geser langsung (Cu) pada tanah yang telah di stabilisasi dengan Zeolit tersebut.

4. Mencari salah satu alternatif bahan stabilisasi untuk tanah lempung.

D. Pembatasan Masalah

Pada penelitian ini lingkup pembahasan dan masalah yang akan dianalisis dibatasi dengan :

1. Sampel tanah yang digunakan merupakan sampel tanah jenis lempung yang diambil di desa Belimbing Sari, Lampung ฀imur.

2. Bahan yang digunakan untuk stabilisasi tanah adalah Zeolit yang diambil dari pesisir Lampung Selatan.

3. Pengujian sifat fisik tanah yang dilakukan adalah: a. Pengujian kadar air.

6

c. Pengujian analisa saringan. d. Pengujian berat jenis. e. Pengujian batas atterberg.

f. Pengujian hidrometer.

4. Pengujian sifat mekanik tanah yang dilakukan adalah pengujian kuat tekan bebas dengan menggunakan alat uji UCS dan kuat geser langsung dengan alat uji Direct Shear.

E. Lokasi

Pengujian sifat fisik dan mekanik tanah untuk menentukan karakterisktik tanah lempung dan menentukan hubungan kuat tekan bebas dan kuat geser langsung pada tanah lempung dilakukan di Laboratorium Mekanika ฀anah Fakultas ฀eknik Universitas Lampung.

F. Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diambil dari hasil penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan sumbangan kepada ilmu

pengetahuan tentang sifat fisik dan mekanik tanah lempung dengan campuran Zeolit. Menggunakan bahan stabilisasi zeolit karenakarena zeolit memiliki sifat seperti kapur, dan selama ini zeolit hanya dipakai pada bidang pertaninan.

2. Sebagai bahan untuk penelitian lanjutan dalam bidang teknologi material yang akan digunakan untuk menahan struktur bagian atas.

II.

TINJAUAN PUSTAKA

A. Tanah

1. Pengertian Tanah

Tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel padat tersebut (Das, 1995). Selain itu, tanah dalam pandangan Teknik Sipil adalah himpunan mineral, bahan organik dan endapan-endapan yang relative lepas (loose) yang terletak di atas batu dasar (bedrock) (Hardiyatmo, H.C., 1992).

Sedangkan menurut Dunn, 1980 berdasarkan asalnya, tanah diklasifikasikan secara luas menjadi 2 macam yaitu :

a. Tanah organik adalah campuran yang mengandung bagian-bagian yang cukup berarti berasal dari lapukan dan sisa tanaman dan kadang-kadang dari kumpulan kerangka dan kulit organisme.

b. Tanah anorganik adalah tanah yang berasal dari pelapukan batuan secara kimia ataupun fisis.

8

2. Klasifikasi Tanah

Sistem klasifikasi tanah adalah suatu sistem pengaturan beberapa jenis tanah yang berbeda-beda tetapi mempunyai sifat yang serupa ke dalam kelompok-kelompok dan subkelompok-subkelompok berdasarkan pemakaiannya. Sistem klasifikasi memberikan suatu bahasa yang mudah untuk menjelaskan secara singkat sifat-sifat umum tanah yang sangat bervariasi tanpa penjelasan yang terinci (Das, 1995). Sistem klasifikasi tanah dibuat pada dasarnya untuk memberikan informasi tentang karakteristik dan sifat-sifat fisis tanah. Karena variasi sifat dan perilaku tanah yang begitu beragam, sistem klasifikasi secara umum mengelompokan tanah ke dalam kategori yang umum dimana tanah memiliki kesamaan sifat fisis.

Terdapat dua sistem klasifikasi tanah yang umum digunakan untuk mengelompokkan tanah. Kedua sistem tersebut memperhitungkan distribusi ukuran butiran dan batas-batas Atterberg, sistem-sistem tersebut adalah :

a. Sistem Klasifikasi AASTHO

Sistem klasifikasi AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Official) ini dikembangkan dalam tahun 1929 sebagai Public Road Administrasion Classification System. Sistem ini telah mengalami beberapa perbaikan, yang berlaku saat ini adalah yang diajukan oleh Commite on Classification of Material for Subgrade and Granular Type Road of the Highway Research Board

9

pada tahun 1945 (ASTM Standar No. D-3282, AASHTO model M145).

Sistem klasifikasi AASHTO bermanfaat untuk menentukan kualitas tanah guna pekerjaan jalan yaitu lapis dasar (subbase) dan tanah dasar (subgrade). Karena sistem ini ditujukan untuk pekerjaan jalan tersebut, maka penggunaan sistem ini dalam prakteknya harus dipertimbangkan terhadap maksud aslinya. Sistem ini membagi tanah ke dalam 7 kelompok utama yaitu A-1 sampai dengan A-7. Tanah yang diklasifikasikan ke dalam A-1, A-2, dan A-3 adalah tanah berbutir di mana 35 % atau kurang dari jumlah butiran tanah tersebut lolos ayakan No. 200. Tanah di mana lebih dari 35 % butirannya tanah lolos ayakan No. 200 diklasifikasikan ke dalam kelompok 4, 5 A-6, dan A-7. Butiran dalam kelompok A-4 sampai dengan A-7 tersebut sebagian besar adalah lanau dan lempung. Sistem klasifikasi ini didasarkan pada kriteria di bawah ini:

1) Ukuran Butir

Kerikil : bagian tanah yang lolos ayakan diameter 75 mm (3 in) dan yang tertahan pada ayakan No. 10 (2 mm).

Pasir : bagian tanah yang lolos ayakan No. 10 (2 mm) dan yang tertahan pada ayakan No. 200 (0.075 mm).

Lanau dan lempung : bagian tanah yang lolos ayakan No. 200. 2) Plastisitas

Nama berlanau dipakai apabila bagian-bagian yang halus dari tanah mempunyai indeks plastis sebesar 10 atau kurang. Nama

10

berlempung dipakai bilamana bagian-bagian yang halus dari tanah mempunyai indeks plastis sebesar 11 atau lebih.

Pada gambar 2.1 dapat dilihat hubungan antara nilai kadar air dengan indeks plastisitas tanah, untuk menentukan subkelompok tanah berdasarkan nilai – nilai batas atterberg pada tanah tersebut.

Gambar 2.1 Nilai-nilai batas Atterberg untuk subkelompok tanah

3) Apabila batuan (ukuran lebih besar dari 75 mm) di temukan di dalam contoh tanah yang akan ditentukan klasifikasi tanahnya, maka batuan-batuan tersebut harus dikeluarkan terlebih dahulu. Tetapi, persentase dari batuan yang dileluarkan tersebut harus dicatat.

Apabila sistem klasifikasi AASHTO dipakai untuk mengklasifikasikan tanah, maka data dari hasil uji dicocokkan dengan angka-angka yang diberikan dalam Tabel 1 dari kolom sebelah kiri ke kolom sebelah kanan hingga ditemukan angka-angka yang sesuai.

11

b. Sistem Klasifikasi Tanah Unified (USCS)

Klasifikasi tanah sistem ini diajukan pertama kali oleh Casagrande dan selanjutnya dikembangkan oleh United State Bureau of Reclamation

(USBR) dan United State Army Corps of Engineer (USACE). Kemudian American Society for Testing and Materials (ASTM) telah memakai USCS sebagai metode standar guna mengklasifikasikan tanah. Dalam bentuk yang sekarang, sistem ini banyak digunakan dalam berbagai pekerjaan geoteknik. Dalam USCS, suatu tanah diklasifikasikan ke dalam dua kategori utama yaitu :

1) Tanah berbutir kasar (coarse-grained soils) yang terdiri atas kerikil dan pasir yang mana kurang dari 50% tanah yang lolos saringan No. 200 (F200 < 50). Simbol kelompok diawali dengan G

untuk kerikil (gravel) atau tanah berkerikil (gravelly soil) atau S

untuk pasir (sand) atau tanah berpasir (sandy soil).

2) Tanah berbutir halus (fine-grained soils) yang mana lebih dari 50% tanah lolos saringan No. 200 (F200 ≥ 50). Simbol kelompok diawali dengan M untuk lanau inorganik (inorganic silt), atau C

untuk lempung inorganik (inorganic clay), atau O untuk lanau dan lempung organik. Simbol Pt digunakan untuk gambut (peat), dan tanah dengan kandungan organik tinggi.

Simbol lain yang digunakan untuk klasifikasi adalah W - untuk gradasi baik (well graded), P - gradasi buruk (poorly graded), L - plastisitas rendah (low plasticity) dan H - plastisitas tinggi (high plasticity).

12

Adapun menurut Bowles, 1991 kelompok-kelompok tanah utama pada sistem klasifikasi Unified diperlihatkan pada Tabel 2 berikut ini :

Tabel 2.1 Sistem klasifikasi tanah unified (Bowles, 1991)

Jenis Tanah Prefiks Sub Kelompok Sufiks

Kerikil G Gradasi baik W

Gradasi buruk P

Pasir S Berlanau M

Berlempung C

Lanau M

Lempung C wL < 50 % L

Organik O wL > 50 % H

Gambut Pt

Klasifikasi sistem tanah unified secara visual di lapangan sebaiknya dilakukan pada setiap pengambilan contoh tanah. Hal ini berguna di samping untuk dapat menentukan pemeriksaan yang mungkin perlu ditambahkan, juga sebagai pelengkap klasifikasi yang di lakukan di laboratorium agar tidak terjadi kesalahan label.

Dimana :

W = Well Graded (tanah dengan gradasi baik), P = Poorly Graded (tanah dengan gradasi buruk), L = Low Plasticity (plastisitas rendah, LL<50), H = High Plasticity (plastisitas tinggi, LL> 50).

13

Tabel 2.2 Sistem Klasifikasi Unified

Divisi Utama Simbol Nama Umum Kriteria Klasifikasi

Ta na h be rb ut ir ka sa r≥ 5 0% b ut ira n te rta ha n s ar in ga n N o. 200 K er ik il 50 % ≥ fra ks i k as ar te rta ha n s ar in ga n N o. 4 K er ik il be rs ih (ha nya ke rik il ) GW

Kerikil bergradasi-baik dan campuran kerikil-pasir, sedikit

atau sama sekali tidak mengandung butiran halus

K la sif ik as i be rda sa rka n pr os ent as e but ir an ha lu s ; K ur ang da ri 5% l ol os s ar in ga

n no.200: GM

, G P , S W , S P

. L

ebi h da ri 12% lo lo s s ar in ga

n no.200 : GM

, G C , S M , S C . 5% 12% l ol os sa rin ga n N

o.200 : B

ata sa n kl as if ik as i ya ng me m punya i sim bol dobe l

Cu = D60 > 4

D10

Cc = (D30)2 Antara 1 dan 3

D10 x D60

GP

Kerikil bergradasi-buruk dan campuran kerikil-pasir, sedikit

atau sama sekali tidak mengandung butiran halus

Tidak memenuhi kedua kriteria untuk GW K er ik il de nga n B ut ir an ha lu

s _GM Kerikil berlanau, campuran

kerikil-pasir-lanau

Batas-batas

Atterberg di bawah garis A

atau PI < 4

Bila batas

Atterberg berada didaerah arsir

dari diagram plastisitas, maka

dipakai dobel simbol GC Kerikil berlempung, campuran

kerikil-pasir-lempung

Batas-batas

Atterberg di bawah garis A

atau PI > 7

Pa sir ≥ 50 % fr ak si ka sa r lo lo s s ar in ga n N

o. 4 Pas

ir be rs ih (ha nya pa sir

) _SW

Pasir bergradasi-baik , pasir berkerikil, sedikit atau sama sekali tidak mengandung butiran

halus

Cu = D60 > 6

D10

Cc = (D30)2 Antara 1 dan 3

D10 x D60

SP

Pasir bergradasi-buruk, pasir berkerikil, sedikit atau sama sekali tidak mengandung butiran

halus

Tidak memenuhi kedua kriteria untuk SW P as ir de nga n buti ra n ha lu s

SM Pasir berlanau, campuran pasir-lanau

Batas-batas

Atterberg di bawah garis A

atau PI < 4

Bila batas

Atterberg berada didaerah arsir

dari diagram plastisitas, maka

dipakai dobel simbol SC Pasir berlempung, campuran

pasir-lempung

Batas-batas

Atterberg di bawah garis A

atau PI > 7

T ana h be rbut ir ha lu s 50% a ta u l ebi h l ol os a ya ka n N o. 200 L ana u da n l em pung ba ta s c air ≤ 5 0% ML

Lanau anorganik, pasir halus sekali, serbuk batuan, pasir halus

berlanau atau berlempung Diagram Plastisitas:

Untuk mengklasifikasi kadar butiran halus yang terkandung dalam tanah berbutir halus dan kasar. Batas Atterberg yang termasuk dalam daerah yang di arsir berarti batasan klasifikasinya menggunakan

dua simbol. 60

50 CH

40 CL

30 Garis A CL-ML

20

4 ML ML atau OH

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Garis A : PI = 0.73 (LL-20) 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 La na u da n le m pu ng b ata s c air ≥ 5 0% MH

Lanau anorganik atau pasir halus diatomae, atau lanau diatomae,

lanau yang elastis

CH

Lempung anorganik dengan plastisitas tinggi, lempung

“gemuk” (fat clays)

OH

Lempung organik dengan plastisitas sedang sampai dengan

tinggi Tanah-tanah dengan

kandungan organik sangat tinggi

PT

Peat (gambut), muck, dan tanah-tanah lain dengan kandungan

organik tinggi

Manual untuk identifikasi secara visual dapat dilihat di ASTM Designation D-2488

Sumber : Hary Christady, 1996.

Inde x P la sti sit as (%)

14

B. Tanah Lempung

Tanah lempung merupakan agregat partikel-partikel berukuran mikroskopik dan submikroskopik yang berasal dari pembusukan kimiawi unsur-unsur penyusun batuan, dan bersifat plastis dalam selang kadar air sedang sampai luas. Dalam keadaan kering sangat keras, dan tak mudah terkelupas hanya dengan jari tangan. Selain itu, permeabilitas lempung sangat rendah (Terzaghi dan Peck, 1987).

Sifat khas yang dimiliki oleh tanah lempung adalah dalam keadaan kering akan bersifat keras, dan jika basah akan bersifat lunak plastis, dan kohesif, mengembang dan menyusut dengan cepat, sehingga mempunyai perubahan volume yang besar dan itu terjadi karena pengaruh air. Sedangkan untuk jenis tanah lempung lunak mempunyai karakteristik yang khusus diantaranya daya dukung yang rendah, kemampatan yang tinggi, indeks plastisitas yang tinggi, kadar air yang relatif tinggi dan mempunyai gaya geser yang kecil. Kondisi tanah seperti itu akan menimbulkan masalah jika dibangun konstruksi diatasnya.

Adapun sifat-sifat umum dari mineral lempung, yaitu :

1. Hidrasi

Partikel mineral lempung biasanya bermuatan negatif sehingga partikel lempung hampir selalu mengalami hidrasi, yaitu dikelilingi oleh lapisan-lapisan molekul air dalam jumlah yang besar. Lapisan ini sering mempunyai tebal dua molekul dan disebut lapisan difusi, lapisan difusi ganda atau lapisan ganda adalah lapisan yang dapat menarik molekul air

15

atau kation yang disekitarnya. Lapisan ini akan hilang pada temperatur yang lebih tinggi dari 60º sampai 100º C dan akan mengurangi plastisitas alamiah, tetapi sebagian air juga dapat menghilang cukup dengan pengeringan udara saja.

2. Aktivitas

Aktivitas tanah lempung merupakan perbandingan antara indeks plastisitas (PI) dengan prosentase butiran yang lebih kecil dari 2 µm yang dinotasikan dengan huruf C dandisederhanakan dalam persamaan berikut :

Aktivitas digunakan sebagai indeks untuk mengidentifikasi kemampuan mengembang dari suatu tanah lempung. Gambar 2 dibawah berikut mengklasifikasikan mineral lempung berdasarkan nilai aktivitasnya yakni : 1. Montmorrillonite : Tanah lempung dengan nilai aktivitas (A) ≥ 7,2

2. Illite : Tanah lempung dengan nilai aktivitas (A) ≥ 0,9 dan < 7,2

3. Kaolinite : Tanah lempung dengan nilai aktivitas (A) ≥ 0,38 dan < 0,9 4. Polygorskite : Tanah lempung dengan nilai aktivitas (A) < 0,38

3. Flokulasi dan Dispersi

Apabila mineral lempung terkontaminasi dengan substansi yang tidak

mempunyai bentuk tertentu atau tidak berkristal (”amophus”) maka daya

negatif netto, ion-ion H+ di dalam air, gaya Van der Waals, dan partikel berukuran kecil akan bersama-sama tertarik dan bersinggungan atau bertabrakan di dalam larutan tanah dan air. Beberapa partikel yang tertarik akan membentuk flok (”flock”) yang berorientasi secara acak, atau

C PI

16

struktur yang berukuran lebih besar akan turun dari larutan itu dengan cepatnya dan membentuk sendimen yang sangat lepas. Flokulasi larutan dapat dinetralisir dengan menambahkan bahan-bahan yang mengandung asam (ion H+), sedangkan penambahan bahan-bahan alkali akan mempercepat flokulasi. Lempung yang baru saja berflokulasi dengan mudah tersebar kembali dalam larutan semula apabila digoncangkan, tetapi apabila telah lama terpisah penyebarannya menjadi lebih sukar karena adanya gejala thiksotropic (”Thixopic”), dimana kekuatan didapatkan dari lamanya waktu.

4. Pengaruh Air

Fase air yang berada di dalam struktur tanah lempung adalah air yang tidak murni secara kimiawi. Pada pengujian di laboratorium untuk batas

Atterberg, ASTM menentukan bahwa air suling ditambahkan sesuai dengan keperluan. Pemakaian air suling yang relatif bebas ion dapat membuat hasil yang cukup berbeda dari apa yang didapatkan dari tanah di lapangan dengan air yang telah terkontaminasi. Air berfungsi sebagai penentu sifat plastisitas dari lempung. Satu molekul air memiliki muatan positif dan muatan negatif pada ujung yang berbeda (dipolar). Fenomena hanya terjadi pada air yang molekulnya dipolar dan tidak terjadi pada cairan yang tidak dipolar seperti karbon tetrakolrida (Ccl 4) yang jika dicampur lempung tidak akan terjadi apapun.

17

5. Sifat Kembang Susut

Tanah-tanah yang banyak mengandung lempung mengalami perubahan volume ketika kadar air berubah. Perubahan itulah yang membahayakan bangunan. Tingkat pengembangan secara umum bergantung pada beberapa faktor, yaitu :

a. Tipe dan jumlah mineral yang ada di dalam tanah. b. Kadar air.

c. Susunan tanah.

d. Konsentrasi garam dalam air pori. e. Sementasi.

f. Adanya bahan organik, dll.

Secara umum sifat kembang susut tanah lempung tergantung pada sifat plastisitasnya, semakin plastis mineral lempung semakin potensial untuk mengembang dan menyusut.

C. Stabilisasi Tanah

Stabilisasi tanah adalah suatu proses untuk memperbaiki sifat-sifat tanah dengan menambahkan sesuatu pada tanah tersebut, agar dapat menaikkan kekuatan tanah dan mempertahankan kekuatan geser. Adapun tujuan stabilisasi tanah adalah untuk mengikat dan menyatukan agregat material yang ada. Sifat-sifat tanah yang dapat diperbaiki dengan cara stabilisasi dapat meliputi : kestabilan volume, kekuatan atau daya dukung, permeabilitas, dan kekekalan atau keawetan.

18

Menurut Bowles, 1991 beberapa tindakan yang dilakukan untuk menstabilisasikan tanah adalah sebagai berikut :

1. Meningkatkan kerapatan tanah.

2. Menambah material yang tidak aktif sehingga meningkatkan kohesi dan/atau tahanan gesek yang timbul.

3. Menambah bahan untuk menyebabkan perubahan-perubahan kimiawi dan/atau fisis pada tanah.

4. Menurunkan muka air tanah (drainase tanah). 5. Mengganti tanah yang buruk.

Pada umumnya cara yang digunakan untuk menstabilisasi tanah terdiri dari salah satu atau kombinasi dari pekerjaan-pekerjaan berikut (Bowles, 1991) : 1. Mekanis, yaitu pemadatan dengan berbagai jenis peralatan mekanis seperti

mesin gilas (roller), benda berat yang dijatuhkan, ledakan, tekanan statis, tekstur, pembekuan, pemanasan dan sebagainya.

2. Bahan Pencampur (Additiver), yaitu penambahan kerikil untuk tanah kohesif, lempung untuk tanah berbutir, dan pencampur kimiawi seperti semen, gamping, abu batubara, abu vulkanik, batuan kapur, gamping dan/atau semen, semen aspal, sodium dan kalsium klorida, limbah pabrik kertas dan lain-lainnya.

Metode atau cara memperbaiki sifat-sifat tanah ini juga sangat bergantung pada lama waktu pemeraman, hal ini disebabkan karena didalam proses perbaikan sifat-sifat tanah terjadi proses kimia yang dimana memerlukan waktu untuk zat kimia yang ada didalam additive untuk bereaksi.

19

D. Zeolit

Zeolit merupakan kelompok mineral aluminosilikat yang pertama kali ditemukan Tahun 1756 oleh mineralogist dari Swedia bernama Baron Axel Frederick Cronstedt dan telah dipelajari oleh mineralogist selama lebih dari 200 tahun.

Zeolit adalah mineral yang terbentuk dari kristal batuan gunug berapi yang terjadi karena endapan magma hasil letupan gunung berapi jutaan tahun yang lalu.

Gambar 2.2 Zeolit

Zeolitadalah kelompok mineral yang dalam pengertian suatu bahan galian yang non logam.

Zeolitberasal dari bahasa yunani yaitu dari kata Zeinlithos. Kata Zein memiliki arti membuih atau mendidih sedangkan kata Lithos memiliki arti

20

batuan. Batuan ini akan mendidih atau membuih jika dipanaskan pada suhu 100 sampai 350 celcius.

Zeolit alam terdapat di daerah gunung berapi, tepi sungai, laut dan danau berupa sedimen mineral alam, biasanya terdapat dalam jumlah besar dalam skala Megaton. Deposit Zeolit alam di seluruh dunia terdapat di USA, Jepang, Cuba, Uni Soviet, Italia, Cekoslowaskia, Hungaria, Bulgaria, Afrika Selatan, Yugoslavia, Meksiko, Korea,dan Indonesia dengan kandungan Zeolit berkisar antara 60 – 90%. Di Indonesia, Zeolit alam terdapat di berbagai pulau, tersebar di Jawa, N.T.T, Irian, Sumatra, Sulawesi, dan Kalimantan dengan deposit berlimpah.

Salah satu deposit Zeolit terbanyak di pulau sumatra adalah di lampung, yaitu di pesisir lampung selatan. (Feryandi Cindy, 2013), sedangkan deposit Zeolit terbanyak di Pulau Jawa. Jawa Tengah: Wonosari, Klaten. Jawa Barat: Bogor, Tasikmalaya, Sukabumi. Jawa Timur: Bayah. (Distamben Jawa Barat dan DIM, 2001 dan 2002).

Zeolit merupakan mineral yang terdiri dari kristal alumino silikat terhidrasi yang mengandung kation alkali. Ion – ion alkali tersebut dapat diganti dengan kation lain tanpa merusak struktur Zeolitnya dan dapat menyerap air secara reversibel.

21

Beberapa sifat Zeolit (Amelia,2003): a. Dehidrasi

Dehidrasi adalah proses yang bertujuan untuk melepaskan molekul-molekul air dari kristal sehingga terbentuk suatu rongga dengan permukaan yang lebih besar dan tidak lagi terlindungi oleh suatu yang berpengaruh terhadap proses adsorpsi.

b. Adsorbsi

Pada keadaan normal, ruang hampa dalam kristal Zeolit terisi oleh molekul air bebas berada disekitar kation. Bila kristal Zeolit dipanaskan pada suhu sekitar 300 – 400 C air tersebut akan keluar sehingga Zeolit dapat berfungsi sebagai penyerap gas atau cairan.

c. Penukar Ion

Penukar ion dalam Zeolit adalah proses dimana ion asli yang terdapat dalam intra kristalin diganti dengan kation lain dari larutan.

d. Katalisator

Zeolit merupakan katalisator yang baik karena mempunyai pori – pori yang besar dengan permukaan yang luas dan juga memiliki sisi aktif. Dengan adanya rongga intrakristalin, Zeolit dapat digunakan sebagai katalis.

e. Penyaring/Pemisah

Zeolit mampu memisahkan berdasarkan ukuran, bentuk dan polaritas dari molekul yang disaring. Zeolit dapat memisahkan molekul gas atau zat dari suatu campuran tertentu karena mempunyai rongga yang cukup besar dengan garis tengah bermacam – macam.

22

Zeolit memiliki sifat fisik dan kimia yaitu (Sutartu. 1994) a. Hidrasi derajat tinggi

b. Ringan

c. Penukar ion yang tinggi d. Ukuran saluran yang uniform e. Menghantar listrik

f. Mengadsorbsi uap dan gas g. Mempunyai sifat katalis

Karakteristik Zeolit meliputi : a. Desity : 1,1 gr/cc b. Porositas : 0,31

c. Volume berpori : 0,28 – 3 cc/gr d. Surface area : 1 – 20 m2/gr e. Jari – jari makropori : 30 – 100 nm f. Jari – jari mikropori : 0,5 nm

Struktur Zeolit merupakan polimer skristal anorganik didasarkan kerangka tetrahedral yang diperluas tak terhingga oleh AlO4 dan SiO4 dan dihubungkan satu dengan yang lain melalui pembagian atau pemakaian oksigen.

Pada umumnya penggunanaan Zeolit terdapat pada bidang pertanian, sebagai bahan untuk campuran pupuk, sehingga dapat menghemat penggunaan pupuk. Secara ilmiah upuk mengandung unsur hara seperti Nitrat (NO3-) dan Phospat (PO43-) yang penting bagi pertumbuhan tanaman. Sayangnya, kedua unsur hara tersebut mudah terlepas dari pupuk karena mudah terbawa air. Hal

23

inilah yang menyebabkan tanaman kurang subur dan akhirnya memboroskan pemakaian pupuk.

Untuk menghemat pemakaian pupuk, bidang ilmu kimia permukaan menawarkan solusinya. Dengan dukungan ilmu geologi, bidang ini memanfaatkan batuan Zeolit sebagai primadona. Zeolit adalah batuan Alumina Silika berpori yang mengandung banyak mineral seperti Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), Natrium (Na), dan Kalium (K).

Berdasarkan penelitian para kimiawan dan ahli geologi, Zeolitt dapat menyerap nitrat dan phospat, sehingga nitrat dan phosphat pada pupuk tidak mudah hilang terbawa air.

Penggunaan Zeolit untuk menghemat pupuk sangat mudah. Menurut DR.Astiana Sastiono, staf pengajar di Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian IPB, kita dapat mencampurkan Zeolit dengan pupuk atau langsung ditaburkan ke tanah. Selain itu, Zeolit yang dibutuhkan juga sedikit. Berdasarkan penelitian, 100 gram Zeolit dapat menyimpan 19,306 gram pupuk amonium sulfat (ZA)1.

Zeolit sebagai penghemat pupuk memberikan manfaat yang beruntun. Pupuk yang digunakan sedikit namun unsur hara yang dikandungnya banyak. Lahan yang digunakan pun semakin subur. Hasil produksi akhirnya menjadi lebih banyak dan berkualitas. Dari segi lingkungan, pencemaran air karena nitrat dan phospat juga dapat berkurang.

Pada saat ini penggunaan Zeolit juga mulai di peruntukan pada bidang konstruksi, salah satunya sebagai bahan stabilisasi untuk tanah.

24

E. Stabilisasi dengan Zeolit

Zeolit merupakan suatu bahan stabilisasi tanah sangat cocok digunakan untuk meningkatkan kondisi tanah atau material tanah tidak stabil atau tanah lunak seperti kadar air tanah lebih dari 50% dan nilai CBR kurang dari 5% serta memiliki kuat tekan dan kuat geser tanah yang rendah. Penambahan Zeolit ini akan meningkatkan kepadatan, meningkatkan ikatan antar partikel dalam tanah, daya dukung, kuat tekan serta kuat geser material tanah, sehingga memungkinkan pembangunan konstruksi di atas nya.

Karena sifat fisika dan kimia dari Zeolit yang unik, sehingga dalam dasawarsa ini, Zeolit oleh para peneliti dijadikan sebagai mineral serba guna. Sifat-sifat unik tersebut meliputi dehidrasi, adsorben dan penyaring molekul, katalisator dan penukar ion.

Zeolit mempunyai sifat dehidrasi (melepaskan molekul H20) apabila dipanaskan. Pada umumnya struktur kerangka Zeolit akan menyusut. Tetapi kerangka dasarnya tidak mengalami perubahan secara nyata. Disini molekul H2O seolah-olah mempunyai posisi yang spesifik dan dapat dikeluarkan secara reversibel. Sifat Zeolit sebagai adsorben dan penyaring molekul, dimungkinkan karena struktur Zeolit yang berongga, sehingga Zeolit mampu menyerap sejumlah besar molekul yang berukuran lebih kecil atau sesuai dengan ukuran rongganya. Selain itu kristal Zeolit yang telah terdehidrasi merupakan adsorben yang selektif dan mempunyai efektivitas adsorpsi yang tinggi.

25

Peningkatan temperatur pada waktu aktivasi fisik akan meningkatkan daya adsorbsi uap air oleh Zeolit. Diameter ukuran Zeolit yang semakin kecil akan meningkatkan daya adsorpsi uap air oleh Zeolit (Dian Kusuma Rini, Fendi Anthonius Lingga. 2010)

Kemampuan Zeolit sebagai katalis berkaitan dengan tersedianya pusat-pusat aktif dalam saluran antar Zeolit. Pusat-pusat aktif tersebut terbentuk karena adanya gugus fungsi asam tipe Bronsted maupun Lewis. Perbandingan kedua jenis asam ini tergantung pada proses aktivasi Zeolit dan kondisi reaksi. Pusat-pusat aktif yang bersifat asam ini selanjutnya dapat mengikat molekul-molekul basa secara kimiawi. Sedangkan sifat Zeolit sebagai penukar ion karena adanya kation logam alkali dan alkali tanah. Kation tersebut dapat bergerak bebas didalam rongga dan dapat dipertukarkan dengan kation logam lain dengan jumlah yang sama. Akibat struktur Zeolit berongga, anion atau molekul berukuran lebih kecil atau sama dengan rongga dapat masuk dan terjebak.

Pada kebanyakan orang pemakaian Zeolit biasanya di pergunakan untuk pertanian dan perikanan, ini menjadi bukti bahwa Zeolit tidak berbahaya bagi hewan mau pun tumbuhan yang ada di tanah yang akan di stabilisasi dengan Zeolit, pada zaman sekarang ini Zeolit juga banyak di manfaatkan di bidang konstruksi sebagai bahan additive, adapun keuntungan pemakaian Zeolit sebagai bahan campuran stabilisasi tanah adalah :

26

2. Meningkatkan ikatan antar partikel dalam tanah, sehingga dapat meningkatkan daya dukung dan kuat tekan tanah.

3. Meningkatkan tanahan tanah terhadap geser yang terjadi di lereng.

Zeolit yang akan di gunakan untuk stabilisasi tanah lempung merupakan Zeolityang sudah di tumbuk hingga membentuk kurang dari 0,002 mm.

Gambar 2.3 Zeolitukuran 0,002 mm

Adapun mekanisme kerja Zeolit secara kimiawi pada tanah, antara lain :

1. Lempung terdiri dari partikel mikroskopik yang berbentuk plat yang mirip lempengan-lempengan kecil dengan susunan yang beraturan, mengandung ion (+) pada bagian muka/datar dan ion (-) pada bagian tepi platnya. Dalam kondisi kering, ikatan antara tepi plat cukup kuat menahan lempung dalam satu kesatuan, tetapi bagian tersebut sangat mudah menyerap air.

27

2. Karena komposisi mineraloginya, pada saat turun hujan, plat yang memiliki kelebihan ion negatif (anion) akan menarik ion positif (kation) air yang akan menyebabkan air tersebut menjadi air pekat yang melekat dan juga sekaligus sebagai perekat antara partikel satu dengan partikel lainnya dan tak hilang meski tanah lempung dalam kondisi kering sekalipun. Ini merupakan sifat alamiah dari tanah lempung yang mudah mengembang dan menyusut. Hal ini menyebabkan tanah lempung sulit digunakan untuk konstruksi.

3. Dengan komposisi kimianya, Zeolit memiliki kemampuan yang sangat besar untuk melakukan sebagai penukar kation (cation exchangers), dan pengikat air. Pada saat Zeolit di jadikan bahan campuran tanah, Zeolit akan dapat mengikat molekul H2O sehingga sebagian besar molekul tersebut tidak bercampur dengan tanah, sehingga pada saat kondisi panas molekul H2O akan dilepaskan oleh Zeolit sehingga pada saat tanah menjadi kering molekul H2O tidak tertahan di dalam tanah.

F. Komposisi Kimia Zeolit

Mineral Zeolit merupakan sekelompok mineral yang terdiri dari beberapa jenis (species) mineral. Secara umum mineral zeolit mempunyai rumus kimia sebagai berikut : Mx/n(AlO2)x(SiO2)y.H2O.

Berdasarkan hasil analisa kimia total, kandungan unsur-unsur Zeolit dinyatakan sebagai oksida SiO2, Al2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O dan Fe2O3. Akan tetapi di alam tergantung pada komponen bahan induk dan keadaan

28

lingkungannya, maka perbandingan Si/Al dapat bervariasi, dan juga unsur Na, Al, Si, sebahagian dapat disubstitusikan oleh unsur lain.(Dana,D.James,1951).

Parameter kimia yang penting dari Zeolit adalah perbandingan Si/Al, yang menunjukkan persentase Si yang mengisi di dalam tetrahedral, jumlah kation monovalen dan divalen, serta molekul air yang terdapat didalam saluran kristal. Perbedaan kandungan atau perbandingan Si/Al akan berpengaruh terhadap ketahanan Zeolit terhadap asam atau pemanasan. Ikatan ion Al-Si-O adalah pembentuk struktur kristal sedangkan logam alkali adalah kation yang mudah tertukar (exchangeable cation). Jumlah molekul air menunjukkan jumlah pori-pori atau volume ruang kosong yang terbentuk bila unit sel kristal tersebut dipanaskan.(Sastiano,A.1991).

Hingga kini sudah 40 jenis (species) mineral Zeolit yang telah diketahui. Dari jumlah tersebut, hanya 20 jenis saja yang diketahui terdapat dalam bentuk sedimen, terutama dalam bentuk piroklastik. Nama dan rumus kimia mineral Zeolit yang terdapat dalam piroklastik (tufa) tercantum dalam tabel.

Tabel 2.3 Nama mineral Zeolit (Arifin M. dan Harsodo, 1991)

No Komposisi kimia Prosentase (%)

1 SiO2 55,39-58,15

2 Al2O3 10,39-24,84

3 Fe2O3 1,68-2,80

4 Na2O 0,17-0,39

5 K2O 0,45-1,26

Zeolit memenuhi persyaratan untuk dianggap lingkungan aman dan jika ditangani sesuai dengan prosedur yang ditetapkan oleh produsen serta tidak akan menimbulkan bahaya apapun untuk kesehatan atau lingkungan.

29

G. Kuat Tekan Bebas

Kuat tekan bebas merupakan pengujian yang umum dilaksanakan dan dipakai dalam proses penyelidikan sifat – sifat stabilisasi tanah. Disamping pelaksananya yang praktis, sampel yang dibutuhkan juga tidak banyak. Dalam pembuatan benda uji sebagai dasar adalah kepadatan maksimum yang diperoleh dari percobaan pemadatan.

Tabel 2.4Hubungan Antara Sifat Mekanis Tanah Dengan Tekanan Bebas.

Sifat Mekanis Tanah Kuat Tekan Bebas

(kg/cm2)

Sangat lunak < 0,25

Lunak 0,25 - 0,50

Sedang 0,50 – 1,00

Kaku 1,00 - 2,00

Sangat Kaku 2,00 – 4,00

Keras > 4,00

Uji kuat tekan bebas ini di lakukan untuk mengetahui unconfined compression strength (UCS). Dalam percobaan ini sudut internal fliction (∅ =0) dan lateral

support ( 3=0), jadi hanya ada beban vertical ( 1=0) dengan memberikan

30

bagi dengan satuan luas yang di koreksi (A) di sebut compression strength (qu).

Dari diagram lingkaran mohr dapat di hitung besarnya kekuatan geser tanah tersebut, yaitu :

Cu =

=

∈

=

∆L =

= LO - L∆.

A=

∈

Dimana:

L0 = Panjang contoh tanah mula-mula.

L = Panjang contoh tanah setelah mendapatkan beban vertical P.

∆L = Perubahan panjang contoh tanah akibat beban vertical P. AO = Luas penampang contoh tanah mula-mula.

A = Luas penampang setelah di koreksi.

Bila yang di coba contoh remolded di peroleh remolded strength ratio dari undisturbed strength dan remolded di finiskan sebagai sensitivity.

31

Dalam percobaan ini dimensi contoh harus memenuhi syarat :

2D ≤L ≤ 3D Dimana :

D = Diameter contoh tanah. L = Tinggi contoh tanah.

Sebab bila L ≤ 2D, Sudut bidang runtuhnya akan mengalami overlap. Dan bila L ≥ 3D, berlaku sebagai kolom, akan ada bahaya tekuk. Jadi yang ideal adalah : L : D = 2 : 1.

Klasifikasi tanah lanau dan lempung berdasarkan unconfined compression strength.

Uji tekan bebas termasuk ini juga bisa di lakukan dengan uji triaksial

unconsolidated undrained, Gambar skematik dari prinsip pembebanan dalam percobaan ini dapat dilihat pada Gambar 2.4 Kondisi pembebanan sama dengan yang terjadi pada uji triaksial, hanya tekanan selnya nol ( 3 = 0)

1

3 = 0 3 = 0

1

Gambar 2.4 Skema uji tekan bebas (Christady, 2006) Sampel

32

Bila maksud pengujian adalah untuk menentukan parameter kuat geser tanah, pengujian ini hanya cocok untuk jenis tanah lempung jenuh, dimana pada pembebanan cepat, air tidak sempat mengalir ke luar dari benda uji. Pada lempung jenuh, tekanan air pori dalam benda uji pada awal pengujian negatif (tegangan kapiler).

Tegangan aksial yang diterapkan di atas benda uji berangsur-angsur ditambah sampai benda uji mengalami keruntuhan. Pada saat keruntuhannya, karena

3 = 0, maka:

1 = 3 + Δ ƒ = qu

Dengan qu adalah kuat tekan bebas (unconfined compression strength). Secara teoritis, nilai Δ ƒ pada lempung jenuh seharusnya sama seperti yang diperoleh dari pengujian triaksial unconsolidated-undrained dengan benda uji yang sama. Sehingga diperoleh:

c

u

=

2

qu

Dimana cu adalah kuat geser undrained dari tanahnya. Hubungan konsistensi dengan kuat tekan bebas tanah lempung diperlihatkan dalam tabel hasil pengujian Lambe dan whitman (1979).

Hasil uji tekan bebas biasanya tidak begitu meyakinkan bila digunakan untuk menentukan nilai parameter kuat geser tanah tak jenuh.

Dalam praktek, untuk mengusahakan agar kuat geser undrained yang diperoleh dari hasil uji tekan bebas mendekati sama dengan hasil uji triaksial

33

pada kondisi keruntuhan, beberapa hal yang harus dipenuhi, antara lain (Holtz dan Kovacs, 1981):

(1) Benda uji harus 100% jenuh, kalau tidak, akan terjadi desakan udara di dalam ruang pori yang menyebabkan angka pori (e) berkurang sehingga kekuatan benda uji bertambah.

(2) Benda uji tidak boleh mengandung retakan atau kerusakan yang lain. Dengan kata lain benda uji harus utuh dan merupakan lempung homogen. Dalam praktek, sangat jarang lempung overconsolidated dalam keadaan utuh, dan bahkan sering terjadi pula lempung normally consolidated

mempunyai retakan-retakan.

(3) Tanah harus terdiri dari butiran sangat halus. Tekanan kekang efektif (effective confining pressure) awal adalah tekanan kapiler residu yang merupakan fungsi dari tekanan pori residu. Hal ini berarti bahwa penentuan kuat geser tanah dari uji tekan bebas hanya cocok untuk tanah lempung.

(4) Proses pengujian harus berlangsung dengan cepat sampai contoh tanah mencapai keruntuhan. Pengujian ini merupakan uji tegangan total dan kondisinya harus tanpa drainase selama pengujian berlangsung. Jika waktu yang dibutuhkan dalam pengujian terlalu lama, penguapan dan pengeringan benda uji akan menambah tegangan kekang dan dapat menghasilkan kuat geser yang lebih tinggi. Waktu yang cocok biasanya sekitar 5 sampai 15 menit.

34

Perlu diperhatikan bahwa kuat tekan bebas adalah nilai ( 1 – 3 ) saat

runtuh ( dengan 3 = 0 ) , sedang kuat geser undrained adalah nilai f =

½ ( 1 – 3 ) saat runtuh.

H. Kuat Geser Langsung

kuat geser (shear strength) tanah merupakan gaya tahanan internal yang bekerja per satuan luas masa tanah untuk menahan keruntuhan atau kegagalan sepanjang bidang runtuh dalam masa tanah tersebut.

Pemahaman terhadap proses dari perlawanan geser sangat diperlukan untuk analisis stabilitas tanah seperti kuat dukung, stabilitas lereng, tekanan tanah lateral pada struktur penahan tanah.

Parameter kuat geser tanah diperlukan untuk analisis-analisis antara lain :

• Kapasitas dukung tanah • Stabilitas lereng

• Gaya dorong pada dinding penahan

Menurut Mohr (1910) keruntuhan terjadi akibat adanya kombinasi keadaan kritis dari tegangan normal dan tegangan geser. Hubungan fungsi tersebut dinyatakan :

= f ( )

dimana :

= tegangan geser (kN/m2) = tegangan normal (kN/m2)

35

Kuat geser tanah adalah gaya perlawanan yang dilakukan oleh butir tanah terhadap desakan atau tarikan. Bila`tanah mengalami pembebanan akan ditahan oleh :

• Kohesi tanah yang tergantung pada jenis tanah dan kepadatannya

• Gesekan antar butir – butir tanah Coulomb (1776) mendefinisikan :

= c + tgϕ

dengan :

= kuat geser tanah (kN/m2)

= tegangan normal pada bidang runtuh (kN/m2) c = kohesi tanah (kN/m2)

ϕ = sudut gesek dalam tanah (derajad)

I. Korelasi Kuat Tekan Bebas Terhadap Kuat Geser Langsung

Korelasi kuat tekan bebas terhadap kuat geser langsung ini dapat diketahui dengan cara mengukur kuat tekan bebas tanah, sehingga dapat mengetahui kekuatan geser tanah (Cu). Uji kuat tekan bebas merupakan cara untuk memperoleh kuat geser tanah kohesif yang cepat dan ekonomis. Keterbatasan pada pengujian ini adalah tidak bisa dilakukan pada tanah yang dominan pasir.

36

Kuat tekan bebas (qu) :

Nilai kuat tekan bebas (unconfined compressive strength), qu. Di dapat dari pembacaan ring dial maksimum.

Kuat geser undrained (Cu) :

Kuat geser undrained (Cu) adalah setengah dari kuat tekan bebas.

Tabel 2.5 konsistensi dan korelasi Unconfined Compression Strenght

terhadap Shear Strenght pada tanah kohesif (lempung) (Lambe dan Whitman, 1979)

Konsistensi Shear Strenght ( )

UCS ( )

Very soft < 0,12 < 0,25

Soft 0,12 – 0,25 0,25 – 0,50

Medium 0,25 – 0,50 0,50 – 1,00

Stiff/firm 0,50 – 1,00 1,00 – 2,00 Very stiff 1,00 – 2,00 2,00 – 4,00

Hard > 2,00 > 4,00

Dari tabel diatas dapat dilihat hubungan kuat tekan bebas bebas terhadap kuat geser langsung, yaitu semakin besar nilai kuat tekan bebas, semakin besar pula nilai kuat geser pada tanah tersebut. Nilai kuat geser langsung yaitu setengah dari nilai kuat tekan bebas.

37

J. Landasan Teori

1. Pengujian Kuat Tekan Bebas

Kuat tekan bebas (Unconfined Compresion Test) merupakan cara yang dilakukan di laboratorium untuk menghitung kekuatan tekan tanah. Uji kuat ini mengukur seberapa kuat tanah menerima kuat tekan yang diberikan sampai tanah tersebut terpisah dari butiran-butirannya juga mengukur regangan tanah akibat tekanan tersebut.

2. Analisis Perhitungan Pengujian Kuat Tekan Bebas

Nilai kuat tekan bebas Unconfined compressive strength, qu didapat dari pembacaan proving ring dial yang maksimum.

qu =

A kxR

Dimana :

qu = kuat tekan bebas k = kalibrasi proving ring

R = pembacaan maksimum – pembacaan awal

38

3. Pengujian Kuat Geser Langsung

Pengujian ini dimaksudkan untuk memperoleh tahanan geser tanah pada tegangan normal tertentu. Tujuannya adalah untuk mendapatkan kuat geser tanah.

4. Analisis Perhitungan Kuat Geser Langsung

Nilai Kuat Geser Langsung di peroleh dari nilai tegangan geser maksimum.

1. Hitung gaya geser :

Ph (beban) = bacaan arloji x kalibrasi proving ring 2. Hitung kekuatan geser ( )

Ac Ph





3. Hitung tegangan normal (_n )

Ac Pv

n 



4. Gambarkan grafik hubungan

B B

 _{versus  , kemudian dari}

masing-masing benda uji dapatkan max

5. Gambarkan garis lurus melalui titik-titik hubungan  versus _n

dapatkan pula parameter c dan .

6. Untuk mendapat parameter c dan  dapat diselesaikan dengan cara matematis (pesamaan regresi linear). Rumus kekuatan geser :

c

n 

  

39

K. Penelitian Terdahulu

Penelitian terdahulu yang dilakukan yaitu penelitian sifat fisik tanah lempung. penelitian ini dilakukan di laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik, Universitas Lampung. Penelitian yang dilakukan antara lain

a. Kadar air (Moisture Content)

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kadar air suatu sampel tanah, yaitu perbandingan antara berat air yang terkandung dalam tanah dengan berat butir kering tanah tersebut yang dinyatakan dalam persen. Pengujian berdasarkan ASTM D 2216-98.

b. Berat Volume (Unit Weight)

Pengujian ini bertujuan untuk menentukan berat volume tanah basah dalam keadaan asli (undisturbed sample), yaitu perbadingan antara berat tanah dengan volume tanah. Pengujian berdasarkan ASTM D 2167.

c. Analisis Saringan (Sieve Analysis)

Tujuan pengujian analisis saringan adalah untuk mengetahui persentasi butiran tanah dan susunan butiran tanah (gradasi) dari suatu jenis tanah yang tertahan di atas saringan No. 200 (Ø 0,075 mm). Pengujian berdasarkan ASTM D 422.

d. Berat Jenis (Specific Gravity)

Pengujian ini dilakukan untuk menentukan kepadatan massa butiran atau partikel tanah yaitu perbandingan antara berat butiran tanah dan berat air

40

suling dengan volume yang sama pada suhu tertentu. Pengujian berdasarkan ASTM D 854-02.

e. Batas Cair (Liquid Limit)

Tujuan pengujian ini adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah pada batas antara keadaan plastis dan keadaan cair. Pengujian berdasarkan ASTM D 4318-00.

f. Batas Plastis (Plastic Limit)

Tujuannya adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah pada keadaan batas antara keadaan plastis dan keadaan semi padat. Pengujian berdasarkan ASTM D 4318-00.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh M. Anwar Inderawan ARI (A) dan Veny Andar Saputra (B) yang memiliki lokasi pengambilan sampel serta jenis tanah yang sama, serta penelitian yang dilakukan Fachri Gazali (C) yang berada di lokasi pengambilan sampel yang berbeda tetapi memiliki jenis tanah yang sama di dapat kan nilai – nilai seperti di bawah ini.

Tabel 2.6Nilai – Nilai Hasil Pengujian Sifat Fisik Tanah

Penelitian Uji kadar

Air (%)

Uji Berat Jenis (gr/cm3)

Uji Berat Volume (gr/cm3)

Uji Batas Cair (%)

Uji Batas Plastis (%)

A 50,15 2,59 1,44 65,60 36,69

B 50,15 2,59 1,44 65,60 36,69

41

g. Uji Hidrometer

Tujuan pengujian analisis hidrometer adalah untuk mengetahui persentasi butiran tanah dan susunan butiran tanah (gradasi) dari suatu jenis tanah yang lolos saringan No. 200 (Ø 0,075 mm).

h. Uji pemadatan

Tujuan Pengujian ini adalah untuk menentukan kepadatan tanah yaitu dengan mengetahui hubungan kadar air dengan berat volume kering tanah.

i. Uji Kuat Tekan Bebas

Pengujian ini bertujuan untuk menentukan kekuatan tekan bebas (tanpa ada tekanan horizontal atau tekanan samping) qu, dalam keadaan asli maupun buatan.

Beberapa penelitian telah dilakukan dengan menggunakan jenis tanah yang sama tetapi pada lokasi yang berbeda, perbedaan lokasi akan memiliki karakteristik tanah yang berbeda pula, seperti pada peneletian – penelitian yang telah dilakukan berikut. Pada penelitian yang telah dilakukan (Hatmoko, J.T dan Lulie Y, 2007) yang berjudul UCS Tanah Lempung Yang Distabilisasi Dengan Abu Ampas Tebu Dan Kapur didapat grafik hubungan UCS kadar kapur dan lama pemeraman.

42

Gambar 2.5 Hubungan antara kenaikan UCS kadar kapur dan lama pemeraman (Hatmoko, J.T dan Lulie Y, 2007)

Dapat disimpulkan pengujian kuat tekan bebas tanah lempung dicampur kapur dengan variasi 6% dan 8%, selalu mengalami kenaikan hingga pemeraman 28 hari.

Pada penelitian yang dilakukan (Ghazali F, 2010 ) yang berjudul Pengaruh Penambahan Kapur Ca(OH)2 Pada Tanah Lempung (Clay) Terhadap Plastisitas Dan Nilai CBR Tanah Dasar (Subgrade) Perkerasan Jalan diperoleh hasil pengujian kuat tekan bebas tanah lempung yang dengan kapur didapat kan nilai – nilai peningkatan nilai kuat tekan bebas seiring lamanya waktu pemeraman, kenaikan nilai – nilai tersebut dapat dilihat pada tabel 2.7.

43

Tabel 2.7 Hasil penelitian terhadap kuat tekan bebas berbagai variasi penambahan kapur dan waktu pemeraman.

No Penambahan Kapur (%)

Waktu Pemeraman (Hari)

UCS (kg/cm2)

1 1

0 0,231

7 0,286

14 0,372

2 3

0 0,366

7 0,411

14 0,545

3 5

0 0,526

7 0,610

14 0,703

28 0,747

Sumber (Ghazali F, 2010 )

Gambar 2.6 Perbandingan nilai kuat tekan bebas maksimum tanah lempung yang telah di campur Ca(OH)2 dengan berbagai variasi kadar kapur dan waktu pemeraman (Ghazali F, 2010 )

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat dilihat bahwa kuat tekan bebas tanah asli yang dicampur dengan kapur selalu naik dengan naiknya kadar kapur di dalam tanah serta lamanya pemeraman. Kenaikan nilai kuat tekan bebas (Qu) maksimum terjadi pada penambahan kapur 5%

44

dengan masa pemeraman 14 hari, yaitu dari 0,204kg/cm² menjadi 0,703kg/cm².

j. Uji kuat geser langsung

Pengujian ini dimaksudkan untuk memperoleh tahanan geser tanah pada tegangan normal tertentu. Tujuannya adalah untuk mendapatkan kuat geser tanah.

Beberapa penelitian tentang kuat geser langsung sudah pernah dilakukan dengan menggunakan jeins tanah yang sama tetapi memiliki lokasi yang berbeda dan menggunakan bahan stabilisasi yang berbeda pula, sepeti penelitian yang telah dilakukan oleh (CN Badariah, Nasrul, Hanova, 2012) yang berjudul Perbaikan Tanah Dasar Jalan Raya Dengan Penambahan Kapur, di peroleh tabel hasil pengujian kuat geser.

Tabel 2.8 Hasil Pengujian Kuat geser (CN Badariah, Nasrul, Hanova, 2012)

No Kadar Kapur (%) Kohesi (kg/ cm2₎ Sudut Geser Dalam (0)

1 0 0,16 22,8

2 2 0,28 26,4

3 4 0,46 28,5

4 6 0,59 32,7

5 8 0,52 36,0

6 10 0,41 39,6

Grafik hubungan tegangan normal untuk setiap variasi penambahan kapur dalam dilihat pada gambar 2.7.

45

Gambar 2.7 Grafik hubungan tegangan normal dan tegangan geser (CN Badariah, Nasrul, Hanova, 2012)

Hasil dari pengujian kuat geser langsung yaitu nilai kohesi meningkat dari 0,16 kg/cm² menjadi 0,59 kg/cm² , dan peningkatan juga terjadi pada nilai sudut geser sebesar 4,20o pada penambahan kapur dari 4% ke 6%.

Pada penelitian yang di lakukan oleh (Sholeh M, 2010) yang berjudul Pengaruh Proses Pembasahan Dan Pengeringan Pada Tanah Ekspansif Yang Distabilisasi Dengan Kapur Dan Eco Cure21 didapat perbaikan sifat-sifat mekanik tanah seperti kuat geser (cu) meningkat dari 1,249 kg/cm² menjadi 2,806 kg/cm² atau naik sebesar 58,66%, serta prosentase swelling sebesar 4,84%, serta didapat grafik perubahan nilai kuat geser (cu) disebabkan adanya perubahan kadar air (wc) pada Lempung + Kapur 8% + Eco Cure21 1%.

46

Gambar 2.8 Grafik perubahan nilai kuat geser (cu) disebabkan adanya perubahan kadar air (wc) pada Lempung + Kapur 8% + Eco Cure21 1% (Sholeh M, 2010)

Dari grafik tersebut dapat simpulkan menunjukkan pada proses pembasahan, kuat geser (cu) akan menurun seiring dengan kenaikan kadar air (wc) dan sebaliknya pada proses pengeringan, kuat geser (cu) akan naik seiring dengan penurunan nilai kadar airnya (wc).

`

III. METODE PENELITIAN

A. Sampel Tanah

Tanah yang akan di gunakan untuk penguujian adalah jenis tanah lempung yang diambil dari Belimbing Sari, Lampung Timur, dengan titik kordinat 105o 30o 10.74o”U” dan 5o31’ 44.26o”S”.

Gambar 3.1 Lokasi Pengambilan Sampel dengan cara pengambilan sampel yang dilakukan sebagai berikut :

1. Untuk contoh tanah asli (Undisturb) diambil dari kedalaman kira – kira 50 cm di bawah permukaan tanah guna menghilangkan sisa – sisa kotoran tanah. Contoh tanah asli dapat diambil dengan memakai tabung contoh

(samples tubes). Tabung contoh ini dimasukkan ke dalam dasar lubang bor. Tabung-tabung contoh yang biasanya dipakai memiliki diameter 6 sampai dengan 7 cm.

LOKASI PENGAMBILAN SAMPEL

48

Gambar 3.2 Pengambilan sampel undisturb

2. Untuk contoh tanah terganggu (disturb) , sampel tanah diambil secara bongkahan permukaan tanah.

49

B. Bahan Zeolit

Bahan additive Zeolit ini diambil dari CV. Minatama yang berlokasi di garuntang, Zeolit ini sendiri berasal dari pesisir lampung selatan, Zeolit awal nya berbentuk batuan yang kemudian di pabrikasi dan kemudian di pecah menjadi ukuran yang sangat kecil hingga ukuran kurang dari 0,002 mm.

C. Pelaksanaan Pengujian di Laboratorium

1. Pengujian Kadar Air

Tujuan dari pengujian kadar air adalah untuk mengetahui kadar air suatu sampel tanah. Kadar air tanah adalah perbandingan berat air dalam tanah dengan berat butiran tanah (berat tanah kering), Pengujian ini akan dilakukan pada tanah tanpa campuran Zeolit sebanyak tiga sampel, dan pada tanah yang di campur dengan Zeolit 6%, 8%, 10% masing - masing satu sampel. Pengujian berdasarkan ASTM D 2216-98.

2. Pengujian Berat Volume

Tujuan dari pengujian berat volume adalah untuk menentukan berat volume tanah dalam keadaan asli (undisturbed sample) yang didefinisikan sebagai perbandingan berat tanah dengan volume tanah, Pengujian ini akan dilakukan pada tanah tanpa campuran Zeolit sebanyak tiga sampel.. Pengujian berdasarkan ASTM D 2167.

3. Pengujian Berat Jenis

Tujuan pengujian berat jenis adalah untuk menentukan kepadatan massa tanah secara rata- rata yaitu perbandingan antara berat butiran tanah dan

50

berat air suling dengan volume yang sama pada suhu tertentu, Pengujian ini akan dilakukan pada tanah tanpa campuran Zeolit sebanyak dua sampel, dan pada tanah yang di campur dengan Zeolit 6%, 8%, 10% masing - masing satu sampel.Pengujian ini berdasarkan ASTM D 854-02.

4. Pengujian Batas Atterberg

Pengujian ini akan dilakukan pada tanah tanpa campuran Zeolit sebanyak tiga sampel, dan pada tanah yang di campur dengan Zeolit 6%, 8%, 10% masing - masing satu sampel.

a. Pengujian Batas Cair (Liquid Limit)

Tujuan pengujian ini adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah pada batas antara keadaan plastis dan keadaan cair, pengujian ini berdasarkan ASTM D 4318-00.

b. Pengujian batas Plastis (Plastic Limit)

Tujuan dari pengujian ini adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah tanah pada keadaan batas antara keadaan plastis dan keadaan semi padat. Pelaksanaan percobaan ini mengacu pada ATSM D-4318.

5. Pengujian Analisa Saringan

Pengujian analisa saringan hydrometer bertujuan untuk menentukan pembagian ukuran butiran dari tanah yang lolos saringan No. 10, Pengujian berdasarkan ASTM D 422.

6. Pengujian Hidrometer

Pengujian ini bertujuan untuk menentukan distribusi ukuran butir-butir tanah untuk tanah yang tidak mengandung butir tertahan saringan No. 10

58

D. Analisis Data

Berdasarkan data hasil penelitian yang diperoleh dari hasil pengujian laboratorium kemudian dilakukan analisa untuk masing-masing pengujian sehingga didapatkan sifat fisik dan mekanik untuk tiap sample tanah.

V. PENUTUP

A. Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Tanah lempung yang digunakan sebagai sampel penelitian berasal dari Daerah Rawa Sragi, Desa Belimbing Sari Kecamatan Jabung, Kabupaten Lampung Timur termasuk dalam kategori tanah lempung lunak plastisitas tinggi dengan nilai Plasticity Index yang tinggi > 11%. Berdasarkan klasifikasi tanah menurut USCS (Uniffied Soil Clasification System) tanah ini termasuk ke dalam kelompok CH yaitu tanah lempung anorganik dengan plastisitas tinggi, lempung “gemuk” (fat clays).

2. Dari hasil pengujian pemadatan standar di dapat nilai Kadar Air Optimum untuk Sampel tanah asli sebesar 33%, dan pada penambahan maksimum 10% zeolit terjadi pengurangan nilai Kadar Air Optimum menjadi 28%. Hal ini dapat terjadi karena zeolit dapat mengikat air.

99

3. Dari hasil penelitian yang dilakukan di laboratorium terjadi peningkatan nilai kuat tekan bebas (qu) pada penambahan variasi campuran zeolit 10% sebesar 94,5%, yaitu pada tanah tanpa campuran sebesar 0,2975 kg/cm2 menjadi 0,5787 kg/cm2.

4. Dari hasil pengujian kuat geser langsung terjadi peningkatan sebesar pada penambahan variasi zeolit sebanyak 10%, peningkatan terjadi pada nilai kohesi tanah yaitu sebesar 54,17% dari 0,24 kg/cm2 menjadi 0,37 kg/cm2, pada nilai kuat geser maksimum terjadi peningkatan sebesar 43,89% dari 0,4754 kg/cm2, menjadi 0,6841 kg/cm2.

5. Dari hasil pengujian dengan penambahan zeolit dengan variasi 6%, 8%, dan 10%, dapat dilihat terjadi peningkatan pada kedua pengujian tersebut, jadi semakin meningkat nilai kuat tekan bebas tanah tersebut, maka semakin meningkat pula nilai kuat geser langsung pada tanah tersebut.

6. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan stabililasi dengan zeolit pada tanah lempung ini dapat memperbaiki sifat fisis tanah dan mekanis tanah, sehingga zeolit bisa menjadi salah satu alternatif untuk stabilisasi tanah.

100

B. Saran

1. Pada penelitian selanjutnya diharapkan untuk melakukan pengujian dengan penambahan zeolit dengan variasi diatas 10% untuk melihat pada variasi berapa tanah lempung mengalami kenaikan tertinggi, sehingga bisa diketuahi seberapa banyak penggunaan zeolit agar mendapat hasil yang optimal.

2. Pada penelitian selanjutnya harapkan untuk melakukan penelitian pada jenis tanah lain yang distabilisasi dengan zeolit, agar dapat mengetahui apakah zeolit juga bisa memperbaiki sifat fisis dan mekanis pada jenis tanah lain.

DAFTAR PUSTAKA

Abdillah, Agung. 2008. Pengaruh Zeolit Dan Pupuk K Terhadap Ketersediaan Dan Serapan K Tanaman Padi Di Lahan Pasir Pantai Kulonprogo. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.

Adha, Idharmahadi. 2008. Penuntun Praktikum Mekanika Tanah.

Ardana, M.D. 2008. Kolerasi Kekuatan Geser Undrained Tanah Lempung Dari Uji Unconfined Compression Dan Uji Laboratory Vane Shear (Study Pada Remolded Clay). Universitas Udayana. Denpasar

Ari iderawan, M. A. 2014. Pengaruh Derajat Kejenuhan Tanah Lempung Terhadap Perilaku Penurunan Tanah. Universitas Lampung. Bandar Lampung. Bowles, J.E. 1989. Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah. Erlangga. Jakarta.

Craig, R.F., 1987, “Mekanika Tanah, Edisi Keempat”, Erlangga, Jakarta.

Das, B. M. 1993. Mekanika Tanah. (Prinsip – prinsip Rekayasa Geoteknis). Jilid I Penerbit Erlangga, Jakarta.

Ghazali, Fachri. 2010. Pengaruh Penambahan Kapur Ca(OH)2 Pada Tanah Lempung (Clay) Terhadap Plastisitas Dan Nilai CBR Tanah Dasar (Subgrade) Perkerasan Jalan. Universitas Sumatra Utara. Medan.

Hardiyatmo, christady H.1995. Mekanika Tanah II. Erlangga. Jakarta.

Hanova, Yuda. 2012. Perbaikan Tanah Dasar Jalan Raya Dengan Penambahan Kapur. Institude Teknologi Medan. Medan.

Lulie, Yohanes dan John Tri Hatmoko. 2007. UCS Tanah Lempung Ekspansif Yang Distabilisasi Dengan Abu Ampas Tebu Dan Kapur. Universitas Admajaya. Yogyakarta.

Sholeh, Moch. 2010. Pengaruh Proses Pembasahan Dan Pengeringan Pada Tanah Ekspansif Yang Distabilisasi Dengan Kapur Dan Eco Cure2. Insitut Teknologi Sepuluh November. Surabaya.

Rini, Dian Kusuma dan Fendy Anthonius Lingga. 2010. Optimasi Aktivasi Zeolit Alam Untuk Dehumifikasi. Universitas Diponegoro. Semarang.

Saputra, V.A. 2014. Perilaku Loading Unloading Pada Tanah Lempung Yang DiSubtitusi Material Bergradasi Kasar (Pasir). Universitas Lampung. Bandar Lampung. Wesley, L.D. 1997. Mekanika Tanah, Badan Penerbit Pekerjaan Umum.