Hasil Pengujian
4.1 Hasil Pengujian
4.1.1 Klasifikasi Tanah
Penelitian ini menggunakan beberapa percobaan untuk mengklasifikasi tanah antara lain uji berat jenis tanah/specific gravity, uji distribusi ukuran butiran tanah/grain size analysis, dan uji batas-batas konsistensi tanah/Atterberg limit. Berdasarkan pengujian yang dilakukan, sampel tanah yang diamati mempunyai plastisitas sedang sampai tinggi dengan dengan klasifikasi tanah termasuk jenis CL (Clay Low Plasticity), CH (Clay High Plasticity) dan MH (Mo/Silt High Plasticity ). Tanah dengan klasifikasi yang masuk ke dalam MH disebabkan oleh pengambilan sampel yang berada di sekitar area sawah.
Sampel tanah diambil pada daerah yang berpotensi mempunyai tanah lempung. Pemilihan lokasi pengambilan sampel yaitu dengan melihat ciri-ciri jalan raya yang rusak dari rusak ringan seperti retak memanjang maupun retak melintang, hingga jalan rusak berat seperti jalan bergelombang, jalan berlubang. Pengambilan sampel dilakukan secara disturb, namun demikian pada saat pengambilan sampel diusahakan agar tanah yang terambil bersih dari bahan-bahan organik berupa akar rumput, pasir dan debu permukaan dengan cara mencangkul bagian permukaan tanah ± 50 cm.
Hasil pengujian klasifikasi tanah pada setiap lokasi pengambilan sampel disajikan pada Tabel 4.1 sedangkan hasil lengkap dapat dilihat pada lampiran.
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Klasifikasi Tanah
Grain size analysis
Atterberg limit
Nomor sampel
Kerikil
Pasir
Lanau Lempung
KJ STA 15+200
MS STA 17+900
0.00 27.32 44.85 20.69 2.41 53.61 33.07 18.53 MH
BR STA 20+700
0.00 36.60 36.87 17.34 2.45 67.98 35.07 29.90 MH
SM STA 10+100
0.00 29.40 48.06 17.81 2.63 48.29 26.72 21.56 CL
Keterangan : CL : Lempung dengan plastisitas rendah. CH :Lempung inorganik dengan plastisitas tinggi dan viskositas tinggi. MH : Lanau inorganik, pasir halus atau lanau dari ganggang (diatomae), lanau elastis dengan plastisitas sedang sampai tinggi.
4.1.2 Pengujian Pemadatan (Standar Proctor)
Pengujian pemadatan tanah bertujuan menentukan nilai kadar air optimum dan berat isi maksimum. Nilai tersebut dipakai sebagai acuan dalam menentukan kadar air awal pada Swelling Test, yaitu dengan membuat 5 sampel dengan kadar air di bawah kadar air optimum dan 5 sampel di atas kadar air optimum per lokasi pengambilan sampel. Tabel 4.2 menunjukkan hasil pengujian Standard Proctor sedangkan hasil pengujian Pemadatan Standar selengkapnya dapat dilihat pada lampiran. Tabel 4.2 Hasil Pengujian Standard Proctor
Nomor sampel
w opt g d maks
( gr/cm 3 ) KJ STA 14+500
1,18 MS STA 17+000
1,34 BR STA 20+500
30 1,38 SM STA 10+100
Pengujian Standard Proctor pada lokasi Kalijambe menghasilkan kadar air optimum (w opt ) yang paling tinggi dibandingkan dengan lokasi lain, hal ini karena tanah sampel Kalijambe termasuk tanah lempung dengan plastisitas tinggi (CH). Sampel tanah pada lokasi Mlese dan Barepan yang tergolong dalam tanah MH dan Simo yang termasuk tanah dengan klasifikasi CL mempunyai kadar air optimum lebih kecil dari lokasi Kalijambe. Hasil pengujian pemadatan menunjukkan berat isi maksimum ( γ dmaks ) yang paling tinggi terdapat pada lokasi Simo karena tanah sampel di lokasi Simo mempunyai nilai Gs yang paling tinggi.
Kadar air sampel untuk pengujian persentase mengembang menggunakan acuan pada kadar air optimum yang dihasilkan grafik proctor. Sampel berjumlah 10 untuk setiap lokasi dengan kadar air kurang dari kadar air optimum berjumlah 5 dan untuk kadar air lebih dari kadar optimum juga 5. Penentuan kadar air sampel dilakukan dengan cara menimbang tanah kering oven seberat 200 gr kemudian menambahkan air dengan kadar yang berbeda sehingga diperoleh kadar air pada tiap sampel bervariasi. Besar kadar air pada tiap sampel kemudian diplotkan pada Kadar air sampel untuk pengujian persentase mengembang menggunakan acuan pada kadar air optimum yang dihasilkan grafik proctor. Sampel berjumlah 10 untuk setiap lokasi dengan kadar air kurang dari kadar air optimum berjumlah 5 dan untuk kadar air lebih dari kadar optimum juga 5. Penentuan kadar air sampel dilakukan dengan cara menimbang tanah kering oven seberat 200 gr kemudian menambahkan air dengan kadar yang berbeda sehingga diperoleh kadar air pada tiap sampel bervariasi. Besar kadar air pada tiap sampel kemudian diplotkan pada
32
grafik proktor untuk menetukan berat isi tanah kering dan berat isi tanah basah kemudian digunakan untuk menghitung berat tanah sampel yang akan dicetak pada ring oedometer. Nilai kadar air sampel untuk lokasi Kalijambe dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Nilai Kadar Air Sampel Uji Lokasi Kalijambe Nilai kadar air sampel uji untuk masing-masing lokasi pengambilan sampel
selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.3a-4.3d. Tabel 4.3a Nilai Kadar Air Sampel Lokasi Kalijambe.
Nama sampel
Kadar air awal
g d ( gr/cm 3 )
(gr/cm
3)
Kadar air % (w)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
Tabel 4.3b Nilai Kadar Air Sampel Lokasi Barepan. Nama sampel
Kadar air awal
g d ( gr/cm 3 )
Tabel 4.3c Nilai Kadar Air Sampel Lokasi Mlese. Nama sampel
Kadar air awal
g d ( gr/cm 3 )
Tabel 4.3d Nilai Kadar Air Sampel Lokasi Simo. Nama sampel
Kadar air awal
( gr/cm 3 )
Simo 1
Simo 2
Simo 3
Simo 4
Simo 5
Simo 6
Simo 7
Simo 8
Simo 9
Simo 10
4.1.3 Pengujian Persentase Mengembang
Pengujian swelling adalah pengujian bertujuan untuk mengetahui besar prosentase mengembang pada sampel, untuk pengujian ini pengamatan sampel dilakukan pada jumlah kadar air yang berbeda-beda dari keadaan kering hingga basah. Hal ini dimaksudkan agar garis regresi pada grafik hasil pengujian lebih akurat dalam menggambarkan korelasi antara kadar air dan persentase mengembang. Besarnya persentase mengembang pada tiap sampel ditunjukkan pada Tabel 4.4a sampai dengan 4.4d.
Tabel 4.4a Hasil Pengujian Persentase Mengembang Kalijambe (Sasanti, 2012)
Nama sampel
Kadar air awal
Persentase mengembang %
Tabel 4.4b Hasil Pengujian Persentase Mengembang Barepan (Sasanti, 2012).
Nama sampel
Kadar air awal
Persentase mengembang
Barepan 1
Barepan 2
Barepan 3
Barepan 4
Barepan 5
Barepan 6
Barepan 7
Barepan 8
Barepan 9
Barepan 10
Tabel 4.4c Hasil Pengujian Prosentase Mengembang Mlese (Sasanti, 2012).
Nama sampel
Kadar air awal
Persentase mengembang
Tabel 4.4d Hasil Pengujian Prosentase Mengembang Simo(Sasanti, 2012).
Nama sampel
Kadar air awal
Persentase mengembang
Simo 1
Simo 2
Simo 3
Simo 4
Simo 5
Simo 6
Simo 7
Simo 8
Simo 9
Simo 10
4.1.4 Pengujian Tekanan Mengembang
Pengujian tekanan mengembang (swelling pressure) merupakan pengujian inti yang bertujuan untuk menentukan besarnya tekanan mengembang pada sampel. Hasil pengujian swelling pressure selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.5a sampai dengan 4.5d. Tabel 4.5a Hasil Pengujian Tekanan Mengembang Kalijambe
Nama Sampel
Kadar Air
Tekanan Mengembang
Tabel 4.5b Hasil Pengujian Tekanan Mengembang Barepan. Nama Sampel
Kadar Air
Tekanan Mengembang
(kPa)
Barepan 1
Barepan 2 20,02
Barepan 3 23,91
Barepan 4 25,29
Barepan 5 28,64
Barepan 6 31,8
Barepan 7 32,54
Barepan 8 35,37
Barepan 9 37,92
Barepan 10 39,39
Tabel 4.5c Hasil Pengujian Tekanan Mengembang Mlese. Nama Sampel
Kadar Air
Tekanan Mengembang
Tabel 4.5d Hasil Pengujian Tekanan Mengembang Simo. Nama Sampel
Kadar Air
Tekanan Mengembang
Hasil pengujian tekanan mengembang tanah pada lokasi Simo yang ditunjukkan dalam Tabel 4.5d hanya terdapat 7 hasil uji dikarenakan pada ketiga sampel dengan kadar air tertinggi yaitu 41,48%, 43%, dan 46,2% tidak mengalami pengembangan (swelling) sehingga tidak dilakukan pengujian tekanan mengembang pada ketiga sampel tersebut.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
Nilai tekanan mengembang yang disajikan pada Tabel 4.5a-4.5d diperoleh dari hasil perhitungan dengan menggunakan program excel. Perhitungan tekanan mengembang tiap pembebanan pada masing-masing sampel dapat dilihat pada contoh berikut, sedangkan untuk hasil lengkap dapat dilihat pada Tabel 4.6
Perhitungan tekanan mengembang tanah, sampel Kalijambe kadar air 21,15% pembebanan 16,9kPa
Ukuran cincin
Diameter
6.20 cm
Tinggi, Ho
1.900 cm
Luas ring, A
30.18 cm 2
Volume ring, V
57.33 cm 3
Berat cincin, Wr
22.75 gr
Data sampel sebelum pengujian persentase mengembang
Berat Jenis Tanah, G
Kadar Air awal, wo
Berat cawan + tanah basah, W1
85.24 gr
Berat tanah basah, Wb = W1-Wr
62.49 gr
Berat tanah kering, Wd = Wb/(1+wo)
51.58 gr
Tinggi bahan padat, Hs = Wd/(Gs.A)
0.69 cm
Angka pori, eo = (Ho - Hs)/Hs
Derajat kejenuhan, So = wo.G/eo
Data awal pengujian tekanan mengembang (t=0)
Height of specimen
Volume change
5,9304 cm 3
Dial reading
Perhitungan pada t=0,09 menit Dial reading (t=0,09 menit) = 204,8 Dial reading diubah ke dalam satuan cm dengan dikalikan 10 -3 Perhitungan pada t=0,09 menit Dial reading (t=0,09 menit) = 204,8 Dial reading diubah ke dalam satuan cm dengan dikalikan 10 -3
Change of height
= dial reading (t=0) – dial reading (t=0,09 menit) = 0,205-0,2048 = 0,0002 cm
Height of specimen (t=0,09 menit) = height of specimen (t=0) – change of height
= 1,7655 – 0,0002 = 1,7653 cm
Strain (t=0,09menit) = strain (t=0) – (change of height / height of specimen (t=0) ) x 100
= 10,3438 – (0,0002 / 1,7655) x 100 = 10,3324 %
Volume change (t=0,09menit) = (strain (t=0,09menit) x V) / 100 = (10,3324 x 57,33) / 100
= 5,9239 cm 3
Tabel 4.6 Perhitungan Tekanan Mengembang sampel Kalijambe kadar air 21,15% pada pembebanan 16,9kPa
Time (minute)
Dial Reading
Swelling
r (cm)
Change of
Ht (ΔH)
Final Ht of
Volume change
(cm 3 )
Perhitungan pada Tabel 4.6 menunjukkan nilai strain pada pembebanan 16,9 kPa, dimana nilai strain pada menit 1440 digunakan sebagai nilai strain awal pada pembebanan 26,9 kPa, begitu seterusnya hingga pembebanan dihentikan. Pembebanan pada sampel tanah Kalijambe kadar air 21,15% dihentikan pada pembebanan 326,9 kPa karena nilai strain telah bernilai negatif. Pembebanan masing-masing sampel menyesuaikan nilai strain yang dihasilkan yaitu apabila nilai strain sudah mencapai nol atau bernilai negatif maka penambahan beban dihentikan.
Hasil perhitungan tekanan mengembang pada tiap pembebanan kemudian dikumpulkan menjadi satu dan digambarkan dalam sebuah grafik. Grafik tekanan mengembang yang digambarkan menunjukkan hubungan antara strain terhadap tekanan yang diberikan. Gambar 4.2 adalah contoh grafik tekanan mengembang pada sampel lokasi Kalijambe dengan kadar air 21,15%.
Gambar 4.2 Tekanan Mengembang Kalijambe Kadar air 21,15%
EFFECTIVE STRESS (kPa)
Hasil pengujian sampel dari setiap lokasi kemudian direkap menjadi satu grafik tekanan mengembang yang digambarkan pada grafik 4.3a-4.3d, sehingga alur regresi grafik tekanan mengembang dapat terlihat dengan jelas dari kadar air rendah sampai dengan kadar air tinggi.
Gambar 4.3a Uji Tekanan Mengembang Tanah Kalijambe
Gambar 4.3b Uji Tekanan Mengembang Tanah Barepan
EFFECTIVE STRESS (kPa)
w=21,15% w=22,84% w=26,43% w=29,42% w=32,98% w=35,67% w=40,16% w=42,53% w=44,55% w=47,48%
EFFECTIVE STRESS (kPa)
w= 18,79% w= 20,02% w= 23,91% w= 25,29% w= 28,64% w= 31,80% w= 32,54% w= 35,37% w= 37,92% w= 39,39% w= 18,79% w= 20,02% w= 23,91% w= 25,29% w= 28,64% w= 31,80% w= 32,54% w= 35,37% w= 37,92% w= 39,39%
Gambar 4.3c Uji Tekanan Mengembang Tanah Mlese
Gambar 4.3d Uji Tekanan Mengembang Tanah Simo
EFFECTIVE STRESS (kPa)
w=16,5% w=18,6% w=21,3% w=23,91% w=24,12% w=33,84% w=34,02% w=36,06% w=37,07% w=38,94%
EFFECTIVE STRESS (kPa)
w=19,53% w=23,41% w=27,43% w=29,61% w=33,27% w=36,11% w=39,01% w=19,53% w=23,41% w=27,43% w=29,61% w=33,27% w=36,11% w=39,01%
Gambar 4.3a-4.3d menunjukkan grafik rekapitulasi hasil uji tekanan mengembang tanah, dalam grafik tersebut dapat terlihat bahwa semakin besar kadar air maka tekanan mengembang menjadi semakin kecil. Sampel tanah daerah Kalijambe mempunyai nilai tekanan mengembang tebesar pada kadar air awal terendah yaitu 21,15% dan nilai tekanan mengembang yang terkecil pada kadar air tertinggi yaitu 47,48%. Nilai tekanan mengembang sampel tanah pada kadar air awal 22,84% lebih kecil dari kadar air awal 26,43% dan 29,42%, hal ini tentunya tidak sesuai dengan hasil pengujian pada sampel lain. Anomali hasil pengujian diduga adanya kesalahan pada saat melakukan pengujian terhadap sampel. Setiap sampel tanah mempunyai daya dukung yang berbeda terhadap besarnya penambahan tekanan yang diberikan sehingga kurva yang dihasilkan ada yang halus namun ada pula yang melengkung tajam.
Hasil pengujian sampel tanah Barepan menunjukkan bahwa besarnya tekanan mengembang berbanding terbalik dengan besarnya kadar awal air sampel, semakin besar kadar air awal maka nilai tekanan mengembang semakin kecil. Sampel Barepan 6 dengan kadar air awal 31,8% dan Barepan 7 dengan kadar air awal 32,54% mempunyai nilai tekanan mengembang yang sama. Nilai tekanan mengembang yang terbesar terdapat pada sampel dengan kadar air awal 19,79% sedangkan tekanan mengembang yang terendah terdapat pada sampel dengan kadar air awal 39,39%.
Pengujian sampel tanah Mese juga memberikan gambaran sama dengan sampel tanah Barepan dan Kalijambe bahwa semakin besar kadar air awal tanah maka semakin kecil tekanan mengembang yang dihasilkan. Hasil pengujian pada kadar air terbesar 38,94% memiliki nilai tekanan mengembang yang lebih besar dari kadar air 37,07% dan mempunyai tekanan mengembang yang sama dengan kadar air 36,06%, hal ini dimungkinkan karena adanya kesalahan pada saat pengujiaan. Sampel dengan kadar air awal terendah 16,5% mempunyai tekanan mengembang yang terbesar dan sampel dengan kadar air 37,07% mempunyai tekanan mengembang terkecil.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
Hasil uji pada daerah Simo juga menunjukkan semakin besar kadar air awal maka semakin kecil tekanan mengembangnya. Sampel pada daerah Simo hanya terdapat
7 sampel untuk uji tekanan mengembang karena pada sampel yang memiliki kadar air awal 41,48%; 43%; 46,2% tidak menunjukkan adanya pengembangan (swelling) yang artinya sampel juga tidak mempunyai tekanan pengembangan atau dianggap tekanan mengembangnya nol. Tekanan mengembang yang terbesar dihasilkan sampel dengan kadar air awal 19,53% dan tekanan mengembang yang terkecil terdapat pada kadar air awal 39,01%.