PERILAKU PENURUNAN TANAH TERHADAP DRY SIDE OF OPTIMUM DAN WET SIDE OF OPTIMUM PADA KEPADATAN TANAH ORGANIK
PERILAKU PENURUNAN TANAH TERHADAP DRY SIDE OF
OPTIMUM DAN WET SIDE OF OPTIMUM PADA
KEPADATAN TANAH ORGANIK
( Skripsi )
Oleh
Dony Rizky Pratama
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015
ABSTRACT
REDUCTION BEHAVIOR OF SOIL ON SIDE OF OPTIMUM DRY AND WET SIDE
OF OPTIMUM DENSITY IN ORGANIC SOIL
By:
DONY RIZKY PRATAMA
The decline in soil organic matter due to the burden of its own soil and building construction
there on are not able to with stand the load that lasts. Of these conditions need to know the
factors that affect soil instability, through soil behavior can be observed with the organic
content of the soil water content. The compaction is the beginning of the formation process
for testing the strength of the soil, so that the pattern of behavior can be identified by soil Dry
and Wet Side of Optimum Side of Optimum.
To find out how much the behavior of soil degradation in organic soil density, research
conducted by the pattern formation by compaction of soil samples with a standard 3-sample
variation in the composition of the planned water content, ie samples with Optimum moisture
content, Dry and Wet Side of Optimum Side of Optimum ie by compaction drier 5% of water
content Optimum conditions and more wet 5% of Optimum Moisture Content of the organic
soil. After the sample is formed, further research is conducted in stages loading
Consolidation 500, 1000, 2000, 4000 and 8000 g with a readability of each load is 0 ", 9.6",
38 ", 1", 2 ", 25", 4 ' , 9 ', 16', 25 ', 36', 49 ', 64', and 24 hours. Giving the load on the surface
of the soil samples aims to see Consolidation coefficient (Cv) is happening, compression
index (Cc) and coefficient of compression (Av) in each sample.
Soil test results Decrease Behavior Against Dry and Wet Side of Optimum Optimum At the
Side of Organic Soil density, Dry Side of Optimum sample / sample with 5% dry compaction
over the best sample for the fastest processing speed and magnitude of soil degradation as
well as the smallest decrease in the reduction process quickly said to be good for the soil
more quickly reach the soil layer in a stable condition and the magnitude of the smallest drop
is quite good because the compression process a smaller type of soil, thereby reducing the
risk of damage to the construction thereon that the Cv value obtained by 0,168cm2 / sec, Cc
for 2.33, and AV 0.28 cm2 / sec.
Keywords: Organic Soil, Compaction, Dry Side of Optimum, Wet Side of Optimum, and Soil
Decline
ABSTRAK
PERILAKU PENURUNAN TANAH TERHADAP DRY SIDE OF OPTIMUM
DAN WET SIDE OF OPTIMUM PADA KEPADATAN TANAH ORGANIK
Oleh
DONY RIZKY PRATAMA
Penurunan yang terjadi pada tanah organik diakibatkan beban tanah sendiri maupun
pembangunan kontruksi diatasnya tidak mampu menahan beban yang berlangsung.
Dari kondisi tersebut perlu diketahui faktor-faktor yang berpengaruh pada
ketidakstabilan tanah, melalui perilaku tanah yang terjadi dapat dilihat dengan
kandungan kadar air tanah organik. Adapun Pemadatan merupakan proses awal
pembentukan kekuatan tanah untuk pengujian, sehingga pola perilaku dapat diketahui
dengan kondisi tanah Dry Side of Optimum dan Wet Side of Optimum.
Untuk mengetahui seberapa besar perilaku penurunan tanah pada kepadatan tanah
organik, penelitian yang dilakukan dengan pola pembentukan sampel tanah dengan
Pemadatan Standar dengan variasi 3 sampel dengan komposisi kadar air yang
direncanakan, yaitu sampel dengan Kadar air Optimum, Dry Side of Optimum dan
Wet Side of Optimum yaitu dengan cara pemadatan lebih kering 5% dari kondisi
Kadar air Optimum dan lebih basah 5% dari Kadar Air Optimum tanah organik
tersebut. Setelah sampel dibentuk, selanjutnya Penelitian Konsolidasi dilakukan
dengan tahapan pembebanan 500, 1000, 2000, 4000 dan 8000 gr dengan waktu
pembacaan dari setiap pembebanan yaitu 0”, 9,6”, 38”, 1”, 2”, 25”, 4’, 9’, 16’, 25’,
36’, 49’, 64’, dan 24 jam. Pemberian beban diatas permukaan sampel tanah bertujuan
untuk melihat Koefisien Konsolidasi (Cv) yang terjadi, Indeks Pemampatan (Cc) dan
Koefisien Pemampatan (Av) pada setiap sampel.
Hasil pengujian Perilaku Penurunan Tanah Terhadap Dry Side of Optimum dan Wet
Side of Optimum Pada Kepadatan Tanah Organik, sampel Dry Side of Optimum /
sampel dengan pemadatan lebih kering 5% merupakan sampel terbaik karena
kecepatan proses penurunan tanah tercepat dan besaran penurunan terkecil serta
proses penurunan yang cepat dikatakan baik karena tanah lebih cepat mencapai
lapisan tanah dalam kondisi stabil dan besaran penurunan terkecil dikatakan baik
karena terjadinya proses pemampatan suatu jenis tanah lebih kecil, sehingga
mengurangi resiko kerusakan pada konstruksi diatasnya yaitu dengan nilai yang
didapat Cv sebesar 0,168cm2/detik, Cc sebesar 2,33, dan aV sebesar 0,28 cm2/detik.
Kata kunci : Tanah Organik, Pemadatan, Dry Side of Optimum, Wet Side of Optimum,
dan Penurunan Tanah
PERILAKU PENURUNAN TANAH TERHADAP DRY SIDE OF
OPTIMUM DAN WET SIDE OF OPTIMUM PADA
KEPADATAN TANAH ORGANIK
Oleh
DONY RIZKY PRATAMA
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Dony Rizky Pratama lahir di Bandar Lampung, pada tanggal
13 Maret 1992, merupakan anak pertama dari pasangan Bapak
Syamsuddin, S.H. dan Ibu Khalijah (Alm.),
Penulis memiliki satu orang saudara laki-laki bernama M. Chandra Andrean, serta
dua orang saudara perempuan bernama Miranda Zahwa dan Zahra P.
Penulis menempuh pendidikan dasar di SDN 2 Kunjir Kalianda yang diselesaikan
pada tahun 2003. Pendidikan tingkat pertama ditempuh di SMPN 1 Rajabasa
Kalianda yang diselesaikan pada tahun 2006. Kemudian melanjutkan pendidikan
tingkat atas di SMKN 2 Bandar Lampung yang diselesaikan pada tahun 2009.
Penulis diterima menjadi mahasiswa Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik,
Universitas Lampung pada tahun 2009 melalui jalur SNMPTN. Penulis selama
kuliah aktif dalam organisasi internal kampus yaitu UKMF Badan Eksekutif
Mahasiswa (BEM) Fakultas Teknik sebagai anggota bidang penelitian dan
pengembangan kreatifitas mahasiswa masa jabatan 2010-2011, kemudian penulis
diterima sebagai anggota Matalam FT UNILA pada tahun 2011 sebagai kepala
divisi Konservasi masa jabatan 2012-2013 dan 2013-2014 dan HMJ Himpunan
Mahasiswa Teknik Sipil (Himateks) sebagai anggota bidang dana usaha masa
jabatan 2011-2012. Semasa kuliah penulis juga pernah menjadi Asisten Dosen
pada mata kuliah Menggambar Rekayasa.
M OTO
“Barangsiapa bersungguh-sungguh, sesungguhnya kesungguhannya it u
adalah unt uk dirinya sendiri”
(QS Al-Ankabut [29] : 6)
“Jika kamu berbuat baik (berart i) kamu berbuat baik bagi dirimu sendiri, dan
jika kamu berbuat jahat , maka kejahat an it u unt uk dirimu sendiri”
(QS. Al-I sra': 7
“M arah it u gampang. Tapi marah kepada siapa, dengan kadar kemarahan yang
pas, pada saat dan t ujuan yang t epat , sert a dengan cara yang benar it u yang
sulit ”
(Arist ot eles)
“Ketika kau melihat seseorang, yang diberi t it ipan hart a dan keadaan yang
lebih baik daripada dirimu, lihat lah mereka yang diberi lebih sedikit oleh
Allah SWT”
(Nabi M uhammad SAW)
“Spirit L ike A Sea Brave L ike A M ount ain”
(M at alam )
“Kit a berdiri diatas sebuah pijakan, pijakan yang berpengaruh besar terhadap
langkah-langkah kit a, pijakan kit a adalah sahabat , maka haragailah pijakan
t ersebut “
“When you have eliminated t he impossible, what ever remains, however
improbable, must be t he t rut h “
“Semua benda yang bergerak pasti akan berubah, tapi mau berubah kemana
it u kit a sendiri yang menent ukan”
“Jangan pernah menyesal dengan apa yang t elah kit a ambil”
Persembahan
Sebuah karya kecil buah pemikiran dan kerja keras untuk,
Ayahandaku tercinta Syamsuddin, S.H
Ibundaku tercinta Khalijah (Alm.)
Adinda M. Chandra Andrean
Adinda Miranda Zahwa
Adinda Zahra Putri
Serta saudara seperjuangan Teknik Sipil Angkatan 2009
SIPIL JAYA !!!!!
Keluarga Besar Matalam FT. UNILA
SPIRIT LIKE A SEA BRAVE LIKE A MOUNTAINT !!!!
SANWACANA
Alhamdulillahi Robbil ‘Alamin, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah
Subhanahu Wa Ta’ala
yang senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya,
sehingga skripsi dengan judul Perilaku Penurunan Tanah Terhadap Dry Side of
Optimum dan Wet Side of Optimum pada Kepadatan Tanah Organik 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. Ir. Idharmahadi Adha, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil, Fakultas
Teknik, Universitas Lampung.
3. Ir. Setyanto, M.T. selaku Dosen Pembimbing I skripsi.
ii
4. Ir. M. Jafri, M.T. selaku Dosen Pembimbing II skripsi.
5. Iswan S.T., M.T. selaku Dosen Penguji skripsi.
6. Ir. Laksmi Irianti, M.T Selaku Dosen Pembimbing Akademis.
7. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fak. Teknik, Universitas Lampung.
8. Kedua orang tua penulis (Syamsuddin, S.H. dan Khalijah (Alm.)) yang
telah memberikan restu dan doanya, Adinda (M. Chandra Andrean,
Miranda Zahwa dan Zahra P.) dan (Elen Novita tersayang) yang memberi
Doa dan warna di kehidupan penulis.
9. Rekan-rekan seperjuangan di Lab. Dan di kampus (Ari,Catur,Anton,Veny,
Anwar,Gatot,Bram,Heru,Yuliansyah,Yudi,agus,Putra,Dedy,Renol,Grand,
Rian,Armen,iqbal,Reza,Wily,Paul,Riyo,Dedi,Rainal,Rangga,Budi,Damar,
Ponco,Teguh,sarkis,Jajul,edo,Mail,Ketut,singgih dan semua angkatan
2009) untuk semangat, kebersamaan dan kerja keras kita.
10. Teknisi di laboratorium (MasPardin, MasMiswanto, MasBudi, MasBayu).
11. Seluruh keluarga besar Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung.
12. Keluarga Besar Matalam FT. UNILA.
Serta semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah membantu dan
memberikan dukungan dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis sangat berharap karya
kecil ini dapat bermanfaat bagi pembaca, terutama bagi penulis sendiri.
Bandar Lampung,
Februari 2015
Penulis,
Dony Rizky Pratama
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN PENGESAHAN
SANWACANA ............................................................................................................. i
DAFTAR ISI ................................................................................................................ iii
DAFTAR ISI ................................................................................................................ vii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... ix
DAFTAR NOTASI ....................................................................................................... xi
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ............................................................................................... 1
B. Batasan Masalah ............................................................................................ 3
C. Lokasi ............................................................................................................. 3
D. Tujuan Penelitian ........................................................................................... 4
E. Manfaat Penelitian ............................................................................................. 5
II.
TINJAUAN PUSTAKA
A. Tanah .............................................................................................................. 6
B. Sistem Klasifikasi Tanah ................................................................................ 7
C. Tanah Organik ............................................................................................... 11
iv
D. Sifat Fisik Tanah Gambut ............................................................................. 17
E. Kemampatan Pada Tanah Organik ................................................................. 20
F. Teori Dry Side of Optimum dan Wet Side of Optimum ................................... 21
G. Penurunan ....................................................................................................... 22
H. Konsolidasi (Consolidation Settlement) ......................................................... 23
I. Analogi Konsolidasi Satu Dimensi ................................................................ 24
J. Pengaruh Gangguan Benda Uji pada Grafik e-log p ...................................... 28
K. Konsolidasi ..................................................................................................... 31
III. METODE PENELITIAN
A. Sampel Tanah .................................................................................................. 45
B. Pelaksanaan Pengujian .................................................................................... 45
C. Pelaksanaan Pengujian di Laboratoriu ............................................................ 46
1. Pengujian Sifat Kimia Tanah ...................................................................... 46
a. Kadar Abu .............................................................................................. 46
b. Kadar Organik ........................................................................................ 46
b. Kadar Serat ............................................................................................. 47
2. Pengujian Sifat Fisik Tanah ........................................................................ 47
a. Kadar Air ................................................................................................. 47
b. Berat Volume .......................................................................................... 48
c. Berat Jenis ............................................................................................... 49
d. Batas Cair ................................................................................................ 50
e. Batas Plastis ............................................................................................ 51
v
f. Analisis Saringan ................................................................................ 52
g. Pengujian Konsolidasi ........................................................................ 54
D. Prosedur Pengujian Utama ...................................................................... 54
E. Analisis Data ............................................................................................ 58
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Uji Fisik ................................................................................................... 60
1.
Analisa Hasil Pengujian Kadar Air ................................................... 61
2.
Analisa Hasil Pengujian Berat Volume ............................................ 62
3.
Analisa Hasil Pengujian Berat Jenis ................................................. 62
4.
Uji Berat Volume .............................................................................. 62
5.
Uji Analisa Saringan ......................................................................... 64
6.
Data Hasil Pengujian Pemadatan Tanah ........................................... 65
B. Uji Kimia ................................................................................................. 69
1.
Kadar Organik .................................................................................. 69
2.
Kadar Abu ....................................................................................... 69
3.
Kadar Serat ....................................................................................... 64
C. Klasifikasi Tanah ..................................................................................... 70
D. Analisa Hasil Pengujian Konsolidasi ....................................................... 72
1. Hasil Pengujian Konsolidasi ................................................................. 72
E. Variasi Hubungan Persentase Dry Side of Optimum, Kadar Air Optimum,
dan Wet Side of Optimum dengan Nilai Cv, Cc, dan aV ......................... 79
1. Hubungan Persentase Pasir dengan Nilai Cv ..................................... 79
vi
2. Hubungan Persentase Pasir dengan Nilai Cc .................................... 80
3.
Hubungan Persentase Pasir dengan Nilai aV .................................... 82
V. PENUTUP
A. Simpulan .................................................................................................. 85
B. Saran ........................................................................................................ 88
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar
2.1
Halaman
Kurva e vs. Log s’ Pada Tanah Gambut Amorphous dan
Gambut Berserat Dhowian & Edit .............................................................. 21
2.2
Analogi Piston dan Pegas ............................................................................. 25
2.3
Reaksi tekanan air pori terhadap beban pondasi ....................................... 27
2.4
Pengaruh gangguan contoh pada kurva pemampatan .............................. 31
2.5
Skema Alat Pengujian Konsolidasi ............................................................. 32
2.6
Sifat Khusus Grafik Hubungan
2.7
Sifat Khusus Grafik Hubungan e-log P’ ................................................ 33
2.8
Fase Konsolidasi ..................................................................................... 34
2.9
Hasil Pengujian Konsolidasi ................................................................... 36
2.10
Indeks Pemampatan Cc ........................................................................... 38
2.11
Metode Kecocokan Log-Waktu (Casagrande, 1940) ............................ 41
2.12
Metode Akar Waktu (Taylor, 1948) ...................................................... 42
3.1
Susunan Modul Uji Konsolidasi ............................................................. 57
3.2
Bagan Alir Penelitian ............................................................................. 59
4.1
Grafik Hasil Analisa Sarigan ................................................................. 65
Terhadap Log T .............................. 33
x
4.2
Grafik Pemadatan tanah Dry side of Optimum ............................................. 66
4.3
Grafik Pemadatan Kadar Air Optimum ................................................. 67
4.4
Grafik Pemadatan tanah Wet side of Optimum ............................................ 67
4.5
Hubungan Sampel dengan Berat Volume Tanah Kering ....................... 68
4.6
Grafik Perbandingan Konsolidasi pada pembebanan 0,5 Kg ................ 69
4.7
Grafik Perbandingan Konsolidasi pada pembebanan 1 Kg ................... 73
4.8
Grafik Perbandingan Konsolidasi pada pembebanan 2 Kg ................... 73
4.9
Grafik Perbandingan Konsolidasi pada pembebanan 4 Kg .................... 74
4.10
Grafik Perbandingan Konsolidasi pada pembebanan 8 Kg ................... 75
4.11
Variasi Hubungan Sampel Persentase dengan Cv .................................. 80
4.12
Variasi Hubungan Sampel Persentase dengan Cc................................... 81
4.13
Variasi Hubungan Sampel Persentase dengan aV .................................. 82
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
2.1
Sistem Klasifikasi Tanah Unified ................................................................... 10
2.2
Penggolongan tanah berdasarkan kandungan organik ................................ 15
4.1
Hasil Pengujian Sifat Fisik Tanah Organik ................................................... 60
4.2
Hasil Pengujian Berat Volume Tanah Asli ............................................... 63
4.3
Hasil Pengujian Analisis Saringan ............................................................ 64
4.4
Hasil Uji Pemadatan Standar .................................................................... 68
4.5
Hasil Uji Kadar Organik ........................................................................... 69
4.6
Hasil Uji Kadar Abu ................................................................................. 70
4.7
Hasil Uji Kadar serat .................................................................................. 70
4.8
Hasil Perhitungan T90 ................................................................................. 72
4.9
Hasil Perhitungan Koefisien Konsolidasi (Cv) Pada Sampel A ................ 76
4.10 Hasil Perhitungan Koefisien Konsolidasi (Cv) Pada Sampel B ................ 77
4.11 Hasil Perhitungan Koefisien Konsolidasi (Cv) Pada Sampel C ................ 77
4.12 Hasil Perhitungan Indeks Pemampatan (Cc) dan Koefisien
Pemampatan (aV) ....................................................................................... 78
4.13 Nilai Rata-rata Cv dengan Kondisi Sampel ................................................ 79
viii
4.14 Nilai Rata-rata Cc dengan Kondisi Sampel ................................................ 81
4.15 Nilai Rata-rata aV dengan Kondisi Sampel ................................................ 82
DAFTAR NOTASI
γ
= Berat Volume
γd
= Berat Volume Kering
γu
= Berat Volume Maksimum
ω
= Kadar Air
Gs
= Berat Jenis
LL
= Batas Cair
PI
= Indeks Plastisitas
PL
= Batas Plastis
q
= Persentase Berat Tanah yang Lolos Saringan
Wai
= Berat Tanah Tertahan
Wbi
= Berat Saringan + Tanah Tertahan
Wc
= Berat Container
Wci
= Berat Saringan
Wcs
= Berat Container + Sampel Tanah Sebelum dioven
Wds
= Berat Container + Sampel Tanah Setelah dioven
Wm
= Berat Mold
Wms
= Berat Mold + Sampel
Wn
= Kadar Air Pada Ketukan ke-n
Ws
= Berat Sampel
xii
Ww
= Berat Air
W1
= Berat Picnometer
W2
= Berat Picnometer + Tanah Kering
W3
= Berat Picnometer + Tanah Kering + Air
W4
= Berat Picnometer + Air
e
= Angka Pori
Cc
= Indeks Pemampatan
Cr
= Rekompresi indeks
Cv
= Koefisien Konsolidasi
Pc’
= Tekanan Prakonsolidasi
ΔH
= Perubahan Tinggi
H
= Tinggi Awal
ΔV
= Perubahan Volume
V
= Volume Awal
U
= Derajat Konsolidasi
aV
= Koefisien Pemampatan
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam perkembangan konstruksi sipil, Geoteknik sebagai sub bidang teknik
sipil mempunyai peranan sangat penting sebagai dasar yang menunjang
pembangunan. Kegiatan-kegiatan yang dapat dilakukan dari pekerjaan
geoteknik seperti investigasi tanah, pembuatan pondasi, penggalian,
penimbunan, perbaikan dan perkuatan tanah serta kegiatan lainnya sebagai
awal proses konstruksi dilakukan.
Tanah dalam hal ini, merupakan suatu objek yang
berfungsi digunakan
sebagai media konstruksi. Untuk itu sebelum perencanaan konstruksi, maka
sebaiknya kondisi tanah sebagai media kontruksi dibawahnya harus dilakukan
analisa terhadap kekuatan kontruksi diatasnya yang melibatkan pekerjaan
geoteknik. Dengan melakukan analisa maupun survei terhadap tanah tersebut,
tidak terkecuali pada tanah organik.
Tanah gambut (organik) memiliki sifat dan karakteristik yang sangat berbeda
dengan tanah lempung. Misalnya, dalam hal sifat fisik tanah gambut adalah
tanah yang mempunyai kandungan organik tinggi, kadar air tinggi, angka pori
sifat plastis. Tanah adalah akumulasi partikel mineral yang tidak
2
mempunyai/lemah ikatan antar partikelnya, yang terbentuk karena pelapukan
dari batuan. (Craig, 1987)
Dari sifat mekanik tanah organik mempunyai sifat kompresibilitas dan daya
dukung yang rendah, pada perilaku konsolidasinya tanah organik memiliki
kompresibilitas volumetrik yang tinggi. Dan dalam jangka waktu yang lama
hal ini akan menyebabkan terjadinya kerusakan pada bangunan akibat
penurunan yang berlebihan.
Pada keadaan tertentu tanah mengalami kondisi Dry Side of Optimum, Wet
Side of Optimum juga dimana kadar air nya optimum yang membuat struktur
tanah mengalami kembang susut dan tidak stabil. Oleh karena itu untuk
menghasilkan kondisi tanah yang diharapkan dalam menunjang konstruksi
diatas tanah organik perlu dilakukan proses pengujian pemadatan tanah
Sebagai langkah awal sebelum penelitian konsolidasi untuk mengetahui
perilaku penurunan tanah organik pada kondisi pemadatan batas basah, batas
kering dan kadar air optimum. Dari proses penelitian konsolidasi tanah
organik melalui variasi pemadatan tanah dengan sampel kadar air optimum,
kering dan basah maka nilai yang didapat dari perilaku penurunan tanah
adalah bahan kajian selanjutnya untuk menentukan stabilitas tanah organik
terutama pada penurunan dalam penentuan jenis konstruksi pondasi serta
penentuan beban maksimal diatas lahan organik, dengan demikian penelitian
ini diharapkan dapat memberikan sumbangsih lalu bermanfaat untuk
permasalahan Geoteknik.
3
B. Batasan Masalah
Pada penelitian ini lingkup pembahasan dan masalah yang akan dianalisis
dibatasi dengan:
1. Sampel tanah yang diuji menggunakan material tanah organik (lahan
pernah terbakar) yang berasal dari Desa Gedong Pasir Kelurahan Benteng
Sari Kecamatan Jabung, Kabupaten Lampung Timur.
2. Pengujian sifat kimia tanah yang dilakukan adalah :
a. Pengujian kadar organik.
b. Pengujian kadar abu.
c. Pengujian Kadar serat.
3. Pengujian sifat fisik tanah yang dilakukan adalah:
a.
Pengujian kadar air
b.
Berat jenis
c.
Batas cair dan batas plastis
d.
Analisa saringan
e.
Berat volume
4. Pengujian Konsolidasi pada tanah organik dengan memperhatikan
pemadatan Dry Side of Optimum, Wet Side of Optimum juga kadar air
optimum, dan membandingkan perilaku penurunan tanah.
C. Lokasi
1. Pengujian sifat fisik, pemadatan dan konsolidasi tanah dilakukan di
Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Universitas Lampung.
4
2. Pengujian sifat kimia tanah untuk menentukan karakteristik tanah organik
serta kandungan organik tanah dilakukan di Laboratorium Teknologi Hasil
Pertanian Politeknik Negeri Lampung dan Laboratorium Analisis
Politeknik Negeri Lampung.
3. Pengujian Perilaku Penurunan Tanah Terhadap Dry Side of Optimum dan
Wet Side of Optimum Pada Kepadatan Tanah Organik dilakukan di
Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Universitas Lampung.
D. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui perilaku tanah yang terjadi pada saat diberi
pembebanan dan pengangkatan pembebanan pada tanah organik dengan
kondisi dry side of optimum dan wet side of optimum.
2. Untuk mengetahui pola grafik penurunan antara tanah yang diberi
pembebanan dan pengangkatan pembebanan dengan kondisi tanah dry side
of optimum dan wet side of optimum.
3. Untuk mengetahui perbandingan nilai Cc, Cv dan T90 pada saat
pembebanan dan pengangkatan pembebanan dengan kondisi tanah dry side
of optimum dan wet side of optimum.
5
E. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan mempunyai manfaat antara lain :
1. Untuk menambah pengetahuan mengenai perilaku tanah terhadap
konsolidasi dan untuk menganalisa penurunan pada struktur.
2. Sebagai bahan pertimbangan bagi para engineer dibidang teknik sipil
untuk penerapan di lapangan khususnya pondasi pada tanah yang kurang
baik.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
A. Tanah
Adapun menurut para ahli teknik sipil, tanah dapat didefinisikan sebagai :
1. Tanah adalah kumpulan butiran (agregat) mineral alami yang bisa
dipisahkan oleh suatu cara mekanik bila agregat termaksud diaduk dalam
air (Terzaghi, 1987).
2. Tanah adalah akumulasi partikel mineral yang tidak mempunyai/lemah
ikatan antar partikelnya, yang terbentuk karena pelapukan dari batuan
(Craig, 1987)
3. Tanah adalah material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral
padat yang terikat secara kimia satu dengan yang lain dan dari bahanbahan organik yang telah melapuk (partikel padat) disertai zat cair dan gas
yang mengisi ruang-ruang kosong diantara parikel-partikel padat tersebut
(Das, 1995).
4. Secara umum tanah terdiri dari tiga bahan, yaitu butir tanahnya sendiri
serta air dan udara yang terdapat dalam ruangan antar butir-butir tersebut
(Wesley, 1997).
7
B. Sistem Klasifikasi Tanah
Sistem klasifikasi tanah adalah suatu sistem pengaturan beberapa jenis tanah
yang berbeda-beda tetapi mempunyai sifat yang serupa ke dalam kelompokkelompok 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. Sistem klasifikasi bukan merupakan sistem
identifikasi untuk menentukan sifat-sifat mekanis dan geoteknis tanah.
Karenanya, klasifikasi tanah bukanlah satu-satunya cara yang digunakan
sebagai dasar untuk perencanaan dan perancangan konstruksi. 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 Sistem Unified Soil
Clasification System (USCS) dan Sistem AASHTO (American Association Of
State Highway and Transporting Official). Tetapi pada penelitian ini penulis
memakai system klasifikasi tanah unified (USCS).
8
Sistem Klasifikasi Unified (USCS)
Sistem ini pada awalnya diperkenalkan oleh Casagrande (1942) untuk
dipergunakan pada pekerjaan pembuatan lapangan terbang (Das, 1995).
Oleh Casagrade sistem ini pada garis besarnya membedakan tanah atas
tiga kelompok besar (Sukirman, 1992), yaitu :
1) Tanah berbutir kasar (coarse-grained-soil), kurang dari 50 % lolos
saringan No. 200, yaitu tanah berkerikil dan berpasir. Simbol
kelompok ini dimulai dari huruf awal G untuk kerikil (gravel) atau
tanah berkerikil dan S untuk Pasir (Sand) atau tanah berpasir.
2) Tanah berbutir halus (fire-grained-soil), lebih dari 50 % lolos
saringan No. 200, yaitu tanah berlanau dan berlempung. Simbol dari
kelompok ini dimulai dengan huruf awal M untuk lanau anorganik,
C untuk lempung anorganik, dan O untuk lanau organik dan
lempung organik.
Klasifikasi sistem 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.
Klasifikasi sistem ini biasanya digunakan pada bendungan, bangunan dan
konstruksi yang sejenis. Sistem ini biasa digunakan untuk desain lapangan
udara
dan
untuk
spesifikasi
pekerjaan
tanah
untuk
jalan.
9
Klasifikasi berdasarkan Unified System (Sistem klasifikasi tanah ini yang
paling banyak dipakai untuk pekerjaan Teknik Pondasi Das. Braja. M,
1988), tanah dikelompokkan menjadi :
1) Tanah butir kasar (coarse-grained-soil) yaitu tanah kerikil
dan pasir dimana kurang dari 50% berat total contoh tanah lolos
ayakan no.200. Simbol dari kelompok ini dimulai dengan
huruf awal G atau S. G adalah untuk kerikil (gravel) atau
tanah berkerikil, dan S adalah untuk pasir (sand) atau tanah
berpasir.
2) Tanah berbutir halus (fine-grained-soil) yaitu tanah dimana
lebih dari 50 % berat total contoh tanah
no.200. Simbol dari kelompok
awal M untuk
lanau
lolos ayakan
ini dimulai dengan huruf
(silt) anorganik, C untuk lempung
(clay) anorganik, dan O untuk lanau organik dan lempung
organik. Simbol PT digunakan untuk tanah gambut (peat),
muck, dan tanah-tanah lain dengan kadar organik tinggi.
Tanah berbutir kasar ditandai dengan simbol kelompok seperti : GW,
GP, GM, GC, SW, SP, SM dan SC. Untuk klasifikasi yang
benar, perlu memperhatikan faktor-faktor berikut ini :
1. Prosentase butiran yang lolos ayakan no.200 (fraksi halus).
2. Prosentase fraksi kasar yang lolos ayakan no.40.
3. Koefisien keseragaman
(Uniformity coefficient, Cu)
dan koefisien gradasi (gradation coefficient, Cc) untuk
tanah dimana 0-12% lolos ayakan no.200.
10
4. Batas cair (LL) dan Indeks Plastisitas (PI) bagian
tanah yang lolos ayakan no.40 (untuk tanah dimana 5%
atau lebih lolos ayakan no.200).
Tabel 2.1 Sistem Klasifikasi Unified
Tanah-tanah
dengan
kandungan organik sangat
tinggi
Nama Umum
GW
Kerikil bergradasi-baik dan
campuran kerikil-pasir, sedikit
atau sama sekali tidak
mengandung butiran halus
GP
Kerikil bergradasi-buruk dan
campuran kerikil-pasir, sedikit
atau sama sekali tidak
mengandung butiran halus
GM
Kerikil berlanau, campuran
kerikil-pasir-lanau
GC
Kerikil berlempung, campuran
kerikil-pasir-lempung
SW
Pasir bergradasi-baik , pasir
berkerikil, sedikit atau sama
sekali tidak mengandung butiran
halus
SP
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
Lempung anorganik dengan
plastisitas tinggi, lempung
“gemuk” (fat clays)
OH
Lempung organik dengan
plastisitas sedang sampai dengan
tinggi
PT
Peat (gambut), muck, dan tanahtanah lain dengan kandungan
organik tinggi
Kriteria Klasifikasi
Cu = D60 > 4
D10
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
Cc =
Antara 1 dan 3
(D30)2
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 berada
bawah garis A
didaerah arsir
atau PI < 4
dari diagram
Batas-batas
plastisitas, maka
Atterberg di
dipakai dobel
bawah garis A
simbol
atau PI > 7
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
Batas Plastis (%)
Kerikil bersih
(hanya kerikil)
Kerikil dengan
Butiran halus
Pasir bersih
(hanya pasir)
Pasir
dengan butiran
halus
Lanau dan lempung batas cair ≥ 50% Lanau dan lempung batas cair ≤ 50%
Pasir≥ 50% fraksi kasar
lolos saringan No. 4
Tanah berbutir halus
50% atau lebih lolos ayakan No. 200
Tanah berbutir kasar≥ 50% butiran
tertahan saringan No. 200
Kerikil 50%≥ fraksi kasar
tertahan saringan No. 4
Divisi Utama
50
CH
40
CL
30
Garis A
CL-ML
20
4
ML
0
10
20
30
ML atau OH
40
50
60
70
Batas Cair (%)
Garis A : PI = 0.73 (LL-20)
Manual untuk identifikasi secara visual dapat
dilihat di ASTM Designation D-2488
80
11
C. Tanah Organik
Perilaku tanah organik sangat tergatung pada kadar organik (organic content),
kadar abu (ash content), kadar serat (fibrous content). Makin tinggi kandungan
organiknya makin rendah daya dukungnya (bearing capacity) dan kekuatan
gesernya
(shear
strength),
serta
makin
besar
pemampatannya
(compressibility).
Tanah yang kandungan organiknya tinggi disebut tanah gambut (peat soil).
Menurut ASTM, OSRC (Organic Sediment Research Centre) dari University
of Shouth Carolina dan LSG (Lousiana Geological Survey), suatu tanah
organik dapat diklasifikasikan sebagai tanah peat apabila kandungan
organiknya 75 % atau lebih. Tetapi USSR system mengklasifikasikan suatu
tanah organik sebagai tanah gambut apabila kandungan organiknya 50 % atau
lebih.
Gambut umumnya mengacu pada bahan alami dengan daya kemampatan
tinggi namun mempunyai kekuatan rendah. Tanah gambut terbentuk di daerah
berair dangkal, dalam danau, atau empang dengan sistem drainase yang buruk
(Sumber : Pedoman Konstruksi Jalan Di Atas Tanah Gambut Dan Organik,
1996).
Menurut proses terjadinya, tanah gambut dapat dibedakan menjadi :
1. Gambut Rumput
Kondisi dimana tanah mengalami pengendapan reruntuhan tumbuhan
atau jasad renik yang dilestarikan di bawah permukaan air, sehingga
material tersebut mulai membusuk dan menyatu dengan tanah. Pada
umumnya dalam proses ini tanah gambut memiliki banyak kandungan
12
mineral, berhumus namun memiliki kandungan air yang lebih sedikit bila
dibandingkan dengan gambut rancah apabila ditinjau dari derajat proses
penguraiannya.
2. Gambut Transisi
Kondisi pada saat gambut rumput tumbuh melebihi paras air tanah. Di
sini berlaku keadaan mesotopik.
3. Gambut Rancah
Kondisi dimana tanah kehilangan kontak dengan air tanah sehingga
terjadi tahapan ombotropik, yaitu tahapan dimana pertumbuhan lumut
spaghnum pada air hujan akan mendominasi.
Gambut rancah juga dapat terbentuk pada permukaan tanah yang
diakibatkan oleh ketersediaan oligotropik atau bahan makanan bagi
organisme pengurai, sehingga terjadi proses penghumusan yang
berlebihan.
Menurut ASTM D2607-69, istilah tanah gambut hanya berhubungan
dengan bahan organik berasal dari proses geologi selain batubara.
Terbentuk dari tumbuh-tumbuhan yang telah mati, berada didalam air dan
hampir tidak ada udara di dalam, terjadi dirawa-rawa dan mempunyai
kadar abu tidak lebih 25% berat kering. Dengan demikian rawa
merupakan tempat pembentukan tanah gambut, dipengaruhi oleh iklim,
hujan, peristiwa pasang surut, jenis vegetasi rawa, topografi serta
beberapa aspek geologi serta hidrologi daerah setempat.
Ditinjau dari segi teknis, para peneliti mengaplikasikan tanah gambut
berbeda-beda, disebabkan masih sedikit yang melakukan penelitian. Ma.
13
Farlane (1969). ASTM D2607-69 dan ASTM D4427-84 (1989),
mengklasifikasikan tanah gambut berdasarkan kandungan bahan organik,
kadar serta berat volume rata-rata.
Noor Endah (1991), menyelidiki jenis tanah gambut di daerah
Palangkaraya dan Banjarmasin adalah jenis tanah gambut berserat
(fibrous peat). Demikian pula hasil penelitian Puslitbang PU (1991), di
Pekan Heram, dan di Pulau Padang Sumatera, jenis tanah tersebut adalah
mengandung serat dan kayu-kayuan (fibrous peat dan woody peat).
Tanah gambut mempunyai kandungan serat lebih besar dari 20%
dikelompokkan kedalam fibrous peat. Tanah gambut dengan kandungan
serat kurang dari 20% dikelompokkan kedalam amorphous granular peat,
jenis ini terdiri dari butiran tanah berukuran colloid (2µ) dan sebagian
besar air pori terserap disekeliling permukaan butiran tanah gambut
tersebut. Karena kondisi tersebut maka amorphus granular peat ini
mempunyai sifat hampir sama dengan lempung.
MacFarlane mengatakan bahwa fibrous peat mempunyai dua jenis pori
yaitu makropori (pori-pori antera serat) dan mikropori (pori dalam serat).
Hal ini menyebabkan perilaku tanah fibrous peat sangat berbeda dengan
amorphous granular peat maupun tanah lempung. Ini juga disebabkan
fibrous peat mempunyai phase solid yang tidak selalu solid, phase
tersebut terdiri dari serat-serat berisi air atau gas.
14
a.
Hubungan Antara Morfologi dan Sifat-Sifat Gambut
Hoobs memperlihatkan bahwa sifat-sifat gambut merupakan hasil dari
proses morfologis, yang memberikan beberapa hubungan sebagai
berikut :
1. Akibat pengaruh seratnya, stabilitas sepertinya bukan masalah pada
gambut rancah berserat yang permeabel, sementara bila dilihat pada
gambut rumput yang kurang permeabel, plastik, dan sangat berhumus,
maka kestabilan dan laju pembebanan merupakan pertimbangan yang
paling penting.
2. Gambut rumput yang terbentuk oleh penetrasial umumnya didukung oleh
lumpur organik yang dapat menyebabkan masalah teknik yang besar.
3. Napal dan lumpur pendukungnya merintangi penyidikan, menyulitkan
pemantauan, yang mengakibatkan bahaya pada pekerjaan teknik.
4. Stratifikasi
pada
gambut
rumput
sepertinya
relatif
mendatar.
Digabungkan dengan penghumusan yang tinggi dan permeabilitas yang
kurang, drainase tegak mungkin memiliki penggunaan yang bermanfaat
dalam mempercepat lendutan-pampat primer. Sedangkan gambut rancah
sering memiliki drainase tegak alami dalam bentuk betting cotton-grass
berlajur sehingga drainase tegak mungkin saja terbukti tidak efisen.
5. Permukaan batas antara gambut lumut sangat lapuk dan terlestarikan
baik, yang disebabkan oleh pergeseran iklim menyebabkan stratigrafi
berlapis yang sangat berbeda jika dibandingkan dengan karakteristik
tegak yang diakibatkan oleh pertumbuhan mendatar. Keadaan hidrolik
anistropi akan terjadi. Satu permukaan berulang umumnya akan muncul
15
dan akan cenderung bertindak sebagai akuiklud mendatar pada drainase
tegak dan tekanan pori akan terbebas pada waktu
pekerjaan teknik
berlangsung (Horison Weber-Grenz).
6. Rancah selubung umumnya tidak memiliki suatu dasar yang berupa
lempung lunak yang secara normal terkonsolidasi.
7. Gerakan penurun potensial dan yang ada pada bencah miring akibat
rangkak, longsor, atau aliran rancah membutuhkan penanggulangan
teknik yang khusus.
b. Identifikasi Geoteknik dan Penggolongan Gambut
Terdapat dua sistem penggolongan utama yang dilakukan, yakni sistem
penanggulangan AASHTO (metode AASHTO M 145 atau penandaan
ASTM D-3282) dan sistem penggolongan tanah bersatu (penandaan
ASTM D-2487). Dalam metode AASHTO, tidak tercantum untuk
gambut dan tanah yang organik, sehingga ASTM D-2487 harus
digunakan sebagai langkah pertama pada identifikasi gambut.
Tabel 2.2 Penggolongan tanah berdasarkan kandungan organik
KANDUNGAN ORGANIK
KELOMPOK TANAH
≥ 75 %
GAMBUT
25 % - 75 %
TANAH ORGANIK
≤ 25 %
TANAH DENGAN KANDUNGAN
ORGANIK RENDAH
(SUMBER : PEDOMAN KONSTRUKSI JALAN DI ATAS TANAH GAMBUT DAN ORGANIK, 1996)
16
ASTM D2607-69 (1989), mengklasifikasi tanah gambut berdasarkan
kandungan bahan organik dan kadar serat, yaitu:
Sphagnum moss peat (peat moss), bila kandungan serat
lebih besar atau. sama dengan 2/3 berat kering
Hypnum mos -peat, bila kandungan serat lebih besar atau
sama dengan 1/3 berat kering
Reed-sedge peat, bila kandungan serat lebih besar atau
sama. dengan 1/3 dari reed-sedge dan serat-serat lain kering
Peat humus, bila kandungan serat lebih kecil 1/3 ~berat
kering
Peat lainnya, selain dari klasifikasi tanah gambut di atas
ASTM D4427-84 (1989), mengklasikasi tanah gambut berdasarkan kadar
serat, yaitu:
Fibric-peat, bila kadar serat lebih besar dari 67%
Hemic-peat, bila kadar serat 33-67%
Sapric-peat, bila kadar abu. lebih kecil 33%
ASTM D4427-84 (1989), mengklasifikasi tanah gambut berdasarkan
kandungan kadar abu yang ada, yaitu:
Low ash-peat, bila kadar abu 5%
Medium ash-peat, bila kadar abu 5-15%
High abb-peat, bila kadar abu lebih.besar 15%
17
D. Sifat Fisik tanah gambut
Tidak berbeda dengan tanah lempung, parameter tanah yang penting untuk
menentukan sifat fisik tanah gambut di antaranya: berat volume, specific
gravity, kadar air, dan angka pori. Sedang parameter tanah gambut yang tidak
diperlukan untuk tanah lempung adalah: kadar abu, kadar organik, dan kadar
serat. Pada tanah lempung, dimana plastisitasnya sangat diperlukan untuk
mengidentifikasi sifat tanah, pada tanah gambut sama sekali tidak diperlukan,
mengingat tanah gambut tidak mempunyai sifat plastis.
Kadar Air
Kemampuan tanah gambut untuk menyerap dan menyimpan air sangat
besar. Kadar air tanah gambut ini bisa sampai 600 % dan besar
penyerapan tergantung dari derajat dekomposisi gambut yang
bersangkutan. Apabila gambut tercampur dengan tanah anorganik,
kadar air gambut bisa langsung menurun secara drastis.
Angka Pori
Besar angka pori gambut umumnya berkisar antara 5 sampai dengan 15.
Pada tanah gambut berserat angka porinya bisa jauh lebih besar,
sementara tanah gambut granular angka pori cukup kecil dan berkisar 2
(Hellis dan Brawner, 1961).
Berat Volume
Karena angka pori yang cukup besar, berat volume tanah gambut
menjadi sangat kecil. Tanah gambut yang terendam air dengan
kandungan organik tinggi, berat volumenya kurang lebih sama dengan
18
berat volume air. Secara umum berat volume gambut berkisar antara 9
kN/m3 sampai 12,5 kN/m3.
Specific Gravity
Pada umumnya harga specific gravity rata-rata tanah gambut antara
1,50 sampai 1,60. Tergantung dari kandungan bahan organik, semakin
besar kandungan bahan organik semakin besar pula harga specific
grafitynya.
Susut
Apabila dikeringkan tanah gambut akan menyusut dan mengeras.
Penyusutan volume tanah gambut akibat pengeringan adalah sangat
besar, bahkan bisa mencapai lebih dari 50% Sedangkan penyusutan
beratnya lebih besar lagi, dan bisa tinggal 10% dari berat semula.
Apabila tanah gambut sudah pernah menyusut, maka ia akan sulit
menyerap air lagi seperti semula. Air yang bisa terserap setelah gambut
mengalami penyusutan berkisar antara 33% sampai 55% (Feustel &
Byers, 1930).
Koefisien Rembesan
Koefisien rembesan tanah gambut dipengaruhi oleh :
- Kandungan bahan mineral
- Derajat konsolidasi
- Derajat dekomposisi
Harga koefisien rembesan tanah gambut antara 10-6 sampai 10-3
cm/detik (Colley, 1950 dan Miyakawa, 1960). Untuk tanah gambut
19
berserat koefisien rembesan arah horisontal lebih besar dari arah
vertikal.
Kadar Gas
Bahan organik yang terendam dalam air akan mengalami proses
dekomposisi yang lamban dan dalam waktu bersamaan akan
menghasilkan gas methane serta sedikit gas nitrogen dan karbon
dioksida. Jika muka air turun akan terjadi proses oksidasi pada gambut
dan menghasilkan gas karbon dioksida.
Keasaman
Karena kandungan karbon dioksida dan humic acid yang dihasilkan dari
proses pembusukan, tanah gambut mempunyai sifat acidic reaction.
Umumnya air gambut mempunyai derajat keasaman pH = 4-7 (Lea,
1956). Naik turunnya derajat keasaman gambut sangat tergantung dari
musim dan cuaca. Tingkat keasaman ini mencapai nilai tertinggi setelah
terjadi hujan lebat yang diikuti oleh musim panas yang kering. Karena
keasaman ini air gambut mempunyai sifat korosif terhadap baja dan
beton.
Kadar Abu dan Organik
Untuk menentukan kadar abu pada gambut dengan cara memasukkan
gambut kering yang telah dioven dengan suhu 105 0 C ke dalam oven
dengan suhu 440 0 C (metoda C) atau dengan suhu 750 0 C (metoda D)
sampai gambut menjadi abu (ASTM D2974-87). Persentase kadar abu
dihitung terhadap berat kering tanah sampel.
20
Batas Konsisensi
Tidak terdapat metoda. khusus untuk menentukan batas konsistensi
tanah gambut, karena. tanah gambut tidak mempunyai sifat plastis.
Terlebih lagi dengan adanya serat sangat sulit untuk menentukan batas
plastis gambut. Selain itu plastisitas juga bukan merupakan parameter
gambut yang penting, seperti pada tanah lempung.
E. Kemampatan Pada Organik
Tanah organik mempunyai porositas yang tinggi, oleh karena itu pemampatan
awal terjadi berlangsung sangat cepat. Selama proses pemampatan, daya
rembes tanah organik berkurang dengan cepat sehingga menyebabkan
berkurangnya kecepatan pemampatan. Proses dekomposisi pada serat – serat
didalam tanah organik menyebabkan perilaku pemampatan semakin rumit.
Hal ini disebabkan oleh struktur serat-serat menjadi hancur serta bentuk gas
akibat proses tersebut. (Hanrahan 1954, Hallingshead & Raymong 1972,
Dhowian & Edil 1980) dalam Farni I. (1996).
Apabila tanah lunak mendapat pertambahan tegangan vertikal, maka
pertambahan ini akan menyebabkan adanya penurunan. Pada umumnya
penurunan tanah lunak dibedakan atas penurunan segera (pengaruh elastisitas
tanah) dan penurunan konsolidasi (akibat terdisipasinya air pori). Penurunan
konsolidasi sendiri masih dibedakan atas konsolidasi primer dan sekunder.
Penurunan segera terjadi segera (langsusng) setelah tanah lunak menerima
pertambahan tegangan. Dengan adanya pertambahan tegangan ini, air pori
yang ikut menderita tambahan tegangan akan mengalir keluar dari pori.
21
Akibat keluarnya air dari pori ini tanah secara perlahan akan mampat dan
turun. Tergantung dari koefisien permeabilitas tanah yang bersangkutan.
Semakin kecil permeabilitas tanah, semakin sulit pula air pori mengalir,
sehingga penurunan yang terjadi pun menjadi sangat perlahan (Ladd, 1987).
Sedikit berbeda dibanding tanah lempung, kurva pemampatan pada
gambut/organik hasil test laboratorium terdiri dari empat komponen
pemampatan (Dhowian dan Edil,1980).
Gambar 2.1 Kurva e vs. log s' pada tanah gambut amorphous dan
gambut berserat Dhowian & Edit, 1980)
F. Teori Wet Side of Optimum dan Dry set of Optimum
Kadar air tanah yang dipadatkan didasarkan pada posisi kadar air sisi kering
optimum (dry side of optimum), dekat dengan optimum, dan sisi basah
optimum ( wet side of optimum).
22
Kering optimum didevinisikan sebagai kadar air yang kurang dari kadar air
optimumnya, sedangkan basah optimum didevinisikan sebagai kadar air yang
berarti kurang lebih mendekati optimumnya. Pada keadaan kering optimum
tanah terflokulasi sedangkan pada keadaan basah optimum susunan tanah
lebih terdispersi beraturan.
Permeabilitas akan lebih tinggi bila tanah dipadatkan pada kering optimum
dibandingkan tanah dipadatkan pada keadaan basah optimum. (Das,1995)
G. Penurunan
Jika lapisan tanah dibebani, maka tanah akan mengalami penurunan
(settlement). Penurunan yang terjadi dalam tanah disebabkan oleh berubahnya
susunan tanah maupun oleh pengurangan rongga pori / air di dalam tanah
tersebut. Jumlah dari penurunan sepanjang kedalaman lapisan merupakan
penurunan total tanah. Penurunan akibat beban adalah jumlah total dari
penurunan segera dan penurunan konsolidasi.
Pada
OPTIMUM DAN WET SIDE OF OPTIMUM PADA
KEPADATAN TANAH ORGANIK
( Skripsi )
Oleh
Dony Rizky Pratama
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015
ABSTRACT
REDUCTION BEHAVIOR OF SOIL ON SIDE OF OPTIMUM DRY AND WET SIDE
OF OPTIMUM DENSITY IN ORGANIC SOIL
By:
DONY RIZKY PRATAMA
The decline in soil organic matter due to the burden of its own soil and building construction
there on are not able to with stand the load that lasts. Of these conditions need to know the
factors that affect soil instability, through soil behavior can be observed with the organic
content of the soil water content. The compaction is the beginning of the formation process
for testing the strength of the soil, so that the pattern of behavior can be identified by soil Dry
and Wet Side of Optimum Side of Optimum.
To find out how much the behavior of soil degradation in organic soil density, research
conducted by the pattern formation by compaction of soil samples with a standard 3-sample
variation in the composition of the planned water content, ie samples with Optimum moisture
content, Dry and Wet Side of Optimum Side of Optimum ie by compaction drier 5% of water
content Optimum conditions and more wet 5% of Optimum Moisture Content of the organic
soil. After the sample is formed, further research is conducted in stages loading
Consolidation 500, 1000, 2000, 4000 and 8000 g with a readability of each load is 0 ", 9.6",
38 ", 1", 2 ", 25", 4 ' , 9 ', 16', 25 ', 36', 49 ', 64', and 24 hours. Giving the load on the surface
of the soil samples aims to see Consolidation coefficient (Cv) is happening, compression
index (Cc) and coefficient of compression (Av) in each sample.
Soil test results Decrease Behavior Against Dry and Wet Side of Optimum Optimum At the
Side of Organic Soil density, Dry Side of Optimum sample / sample with 5% dry compaction
over the best sample for the fastest processing speed and magnitude of soil degradation as
well as the smallest decrease in the reduction process quickly said to be good for the soil
more quickly reach the soil layer in a stable condition and the magnitude of the smallest drop
is quite good because the compression process a smaller type of soil, thereby reducing the
risk of damage to the construction thereon that the Cv value obtained by 0,168cm2 / sec, Cc
for 2.33, and AV 0.28 cm2 / sec.
Keywords: Organic Soil, Compaction, Dry Side of Optimum, Wet Side of Optimum, and Soil
Decline
ABSTRAK
PERILAKU PENURUNAN TANAH TERHADAP DRY SIDE OF OPTIMUM
DAN WET SIDE OF OPTIMUM PADA KEPADATAN TANAH ORGANIK
Oleh
DONY RIZKY PRATAMA
Penurunan yang terjadi pada tanah organik diakibatkan beban tanah sendiri maupun
pembangunan kontruksi diatasnya tidak mampu menahan beban yang berlangsung.
Dari kondisi tersebut perlu diketahui faktor-faktor yang berpengaruh pada
ketidakstabilan tanah, melalui perilaku tanah yang terjadi dapat dilihat dengan
kandungan kadar air tanah organik. Adapun Pemadatan merupakan proses awal
pembentukan kekuatan tanah untuk pengujian, sehingga pola perilaku dapat diketahui
dengan kondisi tanah Dry Side of Optimum dan Wet Side of Optimum.
Untuk mengetahui seberapa besar perilaku penurunan tanah pada kepadatan tanah
organik, penelitian yang dilakukan dengan pola pembentukan sampel tanah dengan
Pemadatan Standar dengan variasi 3 sampel dengan komposisi kadar air yang
direncanakan, yaitu sampel dengan Kadar air Optimum, Dry Side of Optimum dan
Wet Side of Optimum yaitu dengan cara pemadatan lebih kering 5% dari kondisi
Kadar air Optimum dan lebih basah 5% dari Kadar Air Optimum tanah organik
tersebut. Setelah sampel dibentuk, selanjutnya Penelitian Konsolidasi dilakukan
dengan tahapan pembebanan 500, 1000, 2000, 4000 dan 8000 gr dengan waktu
pembacaan dari setiap pembebanan yaitu 0”, 9,6”, 38”, 1”, 2”, 25”, 4’, 9’, 16’, 25’,
36’, 49’, 64’, dan 24 jam. Pemberian beban diatas permukaan sampel tanah bertujuan
untuk melihat Koefisien Konsolidasi (Cv) yang terjadi, Indeks Pemampatan (Cc) dan
Koefisien Pemampatan (Av) pada setiap sampel.
Hasil pengujian Perilaku Penurunan Tanah Terhadap Dry Side of Optimum dan Wet
Side of Optimum Pada Kepadatan Tanah Organik, sampel Dry Side of Optimum /
sampel dengan pemadatan lebih kering 5% merupakan sampel terbaik karena
kecepatan proses penurunan tanah tercepat dan besaran penurunan terkecil serta
proses penurunan yang cepat dikatakan baik karena tanah lebih cepat mencapai
lapisan tanah dalam kondisi stabil dan besaran penurunan terkecil dikatakan baik
karena terjadinya proses pemampatan suatu jenis tanah lebih kecil, sehingga
mengurangi resiko kerusakan pada konstruksi diatasnya yaitu dengan nilai yang
didapat Cv sebesar 0,168cm2/detik, Cc sebesar 2,33, dan aV sebesar 0,28 cm2/detik.
Kata kunci : Tanah Organik, Pemadatan, Dry Side of Optimum, Wet Side of Optimum,
dan Penurunan Tanah
PERILAKU PENURUNAN TANAH TERHADAP DRY SIDE OF
OPTIMUM DAN WET SIDE OF OPTIMUM PADA
KEPADATAN TANAH ORGANIK
Oleh
DONY RIZKY PRATAMA
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Dony Rizky Pratama lahir di Bandar Lampung, pada tanggal
13 Maret 1992, merupakan anak pertama dari pasangan Bapak
Syamsuddin, S.H. dan Ibu Khalijah (Alm.),
Penulis memiliki satu orang saudara laki-laki bernama M. Chandra Andrean, serta
dua orang saudara perempuan bernama Miranda Zahwa dan Zahra P.
Penulis menempuh pendidikan dasar di SDN 2 Kunjir Kalianda yang diselesaikan
pada tahun 2003. Pendidikan tingkat pertama ditempuh di SMPN 1 Rajabasa
Kalianda yang diselesaikan pada tahun 2006. Kemudian melanjutkan pendidikan
tingkat atas di SMKN 2 Bandar Lampung yang diselesaikan pada tahun 2009.
Penulis diterima menjadi mahasiswa Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik,
Universitas Lampung pada tahun 2009 melalui jalur SNMPTN. Penulis selama
kuliah aktif dalam organisasi internal kampus yaitu UKMF Badan Eksekutif
Mahasiswa (BEM) Fakultas Teknik sebagai anggota bidang penelitian dan
pengembangan kreatifitas mahasiswa masa jabatan 2010-2011, kemudian penulis
diterima sebagai anggota Matalam FT UNILA pada tahun 2011 sebagai kepala
divisi Konservasi masa jabatan 2012-2013 dan 2013-2014 dan HMJ Himpunan
Mahasiswa Teknik Sipil (Himateks) sebagai anggota bidang dana usaha masa
jabatan 2011-2012. Semasa kuliah penulis juga pernah menjadi Asisten Dosen
pada mata kuliah Menggambar Rekayasa.
M OTO
“Barangsiapa bersungguh-sungguh, sesungguhnya kesungguhannya it u
adalah unt uk dirinya sendiri”
(QS Al-Ankabut [29] : 6)
“Jika kamu berbuat baik (berart i) kamu berbuat baik bagi dirimu sendiri, dan
jika kamu berbuat jahat , maka kejahat an it u unt uk dirimu sendiri”
(QS. Al-I sra': 7
“M arah it u gampang. Tapi marah kepada siapa, dengan kadar kemarahan yang
pas, pada saat dan t ujuan yang t epat , sert a dengan cara yang benar it u yang
sulit ”
(Arist ot eles)
“Ketika kau melihat seseorang, yang diberi t it ipan hart a dan keadaan yang
lebih baik daripada dirimu, lihat lah mereka yang diberi lebih sedikit oleh
Allah SWT”
(Nabi M uhammad SAW)
“Spirit L ike A Sea Brave L ike A M ount ain”
(M at alam )
“Kit a berdiri diatas sebuah pijakan, pijakan yang berpengaruh besar terhadap
langkah-langkah kit a, pijakan kit a adalah sahabat , maka haragailah pijakan
t ersebut “
“When you have eliminated t he impossible, what ever remains, however
improbable, must be t he t rut h “
“Semua benda yang bergerak pasti akan berubah, tapi mau berubah kemana
it u kit a sendiri yang menent ukan”
“Jangan pernah menyesal dengan apa yang t elah kit a ambil”
Persembahan
Sebuah karya kecil buah pemikiran dan kerja keras untuk,
Ayahandaku tercinta Syamsuddin, S.H
Ibundaku tercinta Khalijah (Alm.)
Adinda M. Chandra Andrean
Adinda Miranda Zahwa
Adinda Zahra Putri
Serta saudara seperjuangan Teknik Sipil Angkatan 2009
SIPIL JAYA !!!!!
Keluarga Besar Matalam FT. UNILA
SPIRIT LIKE A SEA BRAVE LIKE A MOUNTAINT !!!!
SANWACANA
Alhamdulillahi Robbil ‘Alamin, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah
Subhanahu Wa Ta’ala
yang senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya,
sehingga skripsi dengan judul Perilaku Penurunan Tanah Terhadap Dry Side of
Optimum dan Wet Side of Optimum pada Kepadatan Tanah Organik 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. Ir. Idharmahadi Adha, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil, Fakultas
Teknik, Universitas Lampung.
3. Ir. Setyanto, M.T. selaku Dosen Pembimbing I skripsi.
ii
4. Ir. M. Jafri, M.T. selaku Dosen Pembimbing II skripsi.
5. Iswan S.T., M.T. selaku Dosen Penguji skripsi.
6. Ir. Laksmi Irianti, M.T Selaku Dosen Pembimbing Akademis.
7. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fak. Teknik, Universitas Lampung.
8. Kedua orang tua penulis (Syamsuddin, S.H. dan Khalijah (Alm.)) yang
telah memberikan restu dan doanya, Adinda (M. Chandra Andrean,
Miranda Zahwa dan Zahra P.) dan (Elen Novita tersayang) yang memberi
Doa dan warna di kehidupan penulis.
9. Rekan-rekan seperjuangan di Lab. Dan di kampus (Ari,Catur,Anton,Veny,
Anwar,Gatot,Bram,Heru,Yuliansyah,Yudi,agus,Putra,Dedy,Renol,Grand,
Rian,Armen,iqbal,Reza,Wily,Paul,Riyo,Dedi,Rainal,Rangga,Budi,Damar,
Ponco,Teguh,sarkis,Jajul,edo,Mail,Ketut,singgih dan semua angkatan
2009) untuk semangat, kebersamaan dan kerja keras kita.
10. Teknisi di laboratorium (MasPardin, MasMiswanto, MasBudi, MasBayu).
11. Seluruh keluarga besar Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung.
12. Keluarga Besar Matalam FT. UNILA.
Serta semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah membantu dan
memberikan dukungan dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis sangat berharap karya
kecil ini dapat bermanfaat bagi pembaca, terutama bagi penulis sendiri.
Bandar Lampung,
Februari 2015
Penulis,
Dony Rizky Pratama
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN PENGESAHAN
SANWACANA ............................................................................................................. i
DAFTAR ISI ................................................................................................................ iii
DAFTAR ISI ................................................................................................................ vii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... ix
DAFTAR NOTASI ....................................................................................................... xi
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ............................................................................................... 1
B. Batasan Masalah ............................................................................................ 3
C. Lokasi ............................................................................................................. 3
D. Tujuan Penelitian ........................................................................................... 4
E. Manfaat Penelitian ............................................................................................. 5
II.
TINJAUAN PUSTAKA
A. Tanah .............................................................................................................. 6
B. Sistem Klasifikasi Tanah ................................................................................ 7
C. Tanah Organik ............................................................................................... 11
iv
D. Sifat Fisik Tanah Gambut ............................................................................. 17
E. Kemampatan Pada Tanah Organik ................................................................. 20
F. Teori Dry Side of Optimum dan Wet Side of Optimum ................................... 21
G. Penurunan ....................................................................................................... 22
H. Konsolidasi (Consolidation Settlement) ......................................................... 23
I. Analogi Konsolidasi Satu Dimensi ................................................................ 24
J. Pengaruh Gangguan Benda Uji pada Grafik e-log p ...................................... 28
K. Konsolidasi ..................................................................................................... 31
III. METODE PENELITIAN
A. Sampel Tanah .................................................................................................. 45
B. Pelaksanaan Pengujian .................................................................................... 45
C. Pelaksanaan Pengujian di Laboratoriu ............................................................ 46
1. Pengujian Sifat Kimia Tanah ...................................................................... 46
a. Kadar Abu .............................................................................................. 46
b. Kadar Organik ........................................................................................ 46
b. Kadar Serat ............................................................................................. 47
2. Pengujian Sifat Fisik Tanah ........................................................................ 47
a. Kadar Air ................................................................................................. 47
b. Berat Volume .......................................................................................... 48
c. Berat Jenis ............................................................................................... 49
d. Batas Cair ................................................................................................ 50
e. Batas Plastis ............................................................................................ 51
v
f. Analisis Saringan ................................................................................ 52
g. Pengujian Konsolidasi ........................................................................ 54
D. Prosedur Pengujian Utama ...................................................................... 54
E. Analisis Data ............................................................................................ 58
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Uji Fisik ................................................................................................... 60
1.
Analisa Hasil Pengujian Kadar Air ................................................... 61
2.
Analisa Hasil Pengujian Berat Volume ............................................ 62
3.
Analisa Hasil Pengujian Berat Jenis ................................................. 62
4.
Uji Berat Volume .............................................................................. 62
5.
Uji Analisa Saringan ......................................................................... 64
6.
Data Hasil Pengujian Pemadatan Tanah ........................................... 65
B. Uji Kimia ................................................................................................. 69
1.
Kadar Organik .................................................................................. 69
2.
Kadar Abu ....................................................................................... 69
3.
Kadar Serat ....................................................................................... 64
C. Klasifikasi Tanah ..................................................................................... 70
D. Analisa Hasil Pengujian Konsolidasi ....................................................... 72
1. Hasil Pengujian Konsolidasi ................................................................. 72
E. Variasi Hubungan Persentase Dry Side of Optimum, Kadar Air Optimum,
dan Wet Side of Optimum dengan Nilai Cv, Cc, dan aV ......................... 79
1. Hubungan Persentase Pasir dengan Nilai Cv ..................................... 79
vi
2. Hubungan Persentase Pasir dengan Nilai Cc .................................... 80
3.
Hubungan Persentase Pasir dengan Nilai aV .................................... 82
V. PENUTUP
A. Simpulan .................................................................................................. 85
B. Saran ........................................................................................................ 88
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar
2.1
Halaman
Kurva e vs. Log s’ Pada Tanah Gambut Amorphous dan
Gambut Berserat Dhowian & Edit .............................................................. 21
2.2
Analogi Piston dan Pegas ............................................................................. 25
2.3
Reaksi tekanan air pori terhadap beban pondasi ....................................... 27
2.4
Pengaruh gangguan contoh pada kurva pemampatan .............................. 31
2.5
Skema Alat Pengujian Konsolidasi ............................................................. 32
2.6
Sifat Khusus Grafik Hubungan
2.7
Sifat Khusus Grafik Hubungan e-log P’ ................................................ 33
2.8
Fase Konsolidasi ..................................................................................... 34
2.9
Hasil Pengujian Konsolidasi ................................................................... 36
2.10
Indeks Pemampatan Cc ........................................................................... 38
2.11
Metode Kecocokan Log-Waktu (Casagrande, 1940) ............................ 41
2.12
Metode Akar Waktu (Taylor, 1948) ...................................................... 42
3.1
Susunan Modul Uji Konsolidasi ............................................................. 57
3.2
Bagan Alir Penelitian ............................................................................. 59
4.1
Grafik Hasil Analisa Sarigan ................................................................. 65
Terhadap Log T .............................. 33
x
4.2
Grafik Pemadatan tanah Dry side of Optimum ............................................. 66
4.3
Grafik Pemadatan Kadar Air Optimum ................................................. 67
4.4
Grafik Pemadatan tanah Wet side of Optimum ............................................ 67
4.5
Hubungan Sampel dengan Berat Volume Tanah Kering ....................... 68
4.6
Grafik Perbandingan Konsolidasi pada pembebanan 0,5 Kg ................ 69
4.7
Grafik Perbandingan Konsolidasi pada pembebanan 1 Kg ................... 73
4.8
Grafik Perbandingan Konsolidasi pada pembebanan 2 Kg ................... 73
4.9
Grafik Perbandingan Konsolidasi pada pembebanan 4 Kg .................... 74
4.10
Grafik Perbandingan Konsolidasi pada pembebanan 8 Kg ................... 75
4.11
Variasi Hubungan Sampel Persentase dengan Cv .................................. 80
4.12
Variasi Hubungan Sampel Persentase dengan Cc................................... 81
4.13
Variasi Hubungan Sampel Persentase dengan aV .................................. 82
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
2.1
Sistem Klasifikasi Tanah Unified ................................................................... 10
2.2
Penggolongan tanah berdasarkan kandungan organik ................................ 15
4.1
Hasil Pengujian Sifat Fisik Tanah Organik ................................................... 60
4.2
Hasil Pengujian Berat Volume Tanah Asli ............................................... 63
4.3
Hasil Pengujian Analisis Saringan ............................................................ 64
4.4
Hasil Uji Pemadatan Standar .................................................................... 68
4.5
Hasil Uji Kadar Organik ........................................................................... 69
4.6
Hasil Uji Kadar Abu ................................................................................. 70
4.7
Hasil Uji Kadar serat .................................................................................. 70
4.8
Hasil Perhitungan T90 ................................................................................. 72
4.9
Hasil Perhitungan Koefisien Konsolidasi (Cv) Pada Sampel A ................ 76
4.10 Hasil Perhitungan Koefisien Konsolidasi (Cv) Pada Sampel B ................ 77
4.11 Hasil Perhitungan Koefisien Konsolidasi (Cv) Pada Sampel C ................ 77
4.12 Hasil Perhitungan Indeks Pemampatan (Cc) dan Koefisien
Pemampatan (aV) ....................................................................................... 78
4.13 Nilai Rata-rata Cv dengan Kondisi Sampel ................................................ 79
viii
4.14 Nilai Rata-rata Cc dengan Kondisi Sampel ................................................ 81
4.15 Nilai Rata-rata aV dengan Kondisi Sampel ................................................ 82
DAFTAR NOTASI
γ
= Berat Volume
γd
= Berat Volume Kering
γu
= Berat Volume Maksimum
ω
= Kadar Air
Gs
= Berat Jenis
LL
= Batas Cair
PI
= Indeks Plastisitas
PL
= Batas Plastis
q
= Persentase Berat Tanah yang Lolos Saringan
Wai
= Berat Tanah Tertahan
Wbi
= Berat Saringan + Tanah Tertahan
Wc
= Berat Container
Wci
= Berat Saringan
Wcs
= Berat Container + Sampel Tanah Sebelum dioven
Wds
= Berat Container + Sampel Tanah Setelah dioven
Wm
= Berat Mold
Wms
= Berat Mold + Sampel
Wn
= Kadar Air Pada Ketukan ke-n
Ws
= Berat Sampel
xii
Ww
= Berat Air
W1
= Berat Picnometer
W2
= Berat Picnometer + Tanah Kering
W3
= Berat Picnometer + Tanah Kering + Air
W4
= Berat Picnometer + Air
e
= Angka Pori
Cc
= Indeks Pemampatan
Cr
= Rekompresi indeks
Cv
= Koefisien Konsolidasi
Pc’
= Tekanan Prakonsolidasi
ΔH
= Perubahan Tinggi
H
= Tinggi Awal
ΔV
= Perubahan Volume
V
= Volume Awal
U
= Derajat Konsolidasi
aV
= Koefisien Pemampatan
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam perkembangan konstruksi sipil, Geoteknik sebagai sub bidang teknik
sipil mempunyai peranan sangat penting sebagai dasar yang menunjang
pembangunan. Kegiatan-kegiatan yang dapat dilakukan dari pekerjaan
geoteknik seperti investigasi tanah, pembuatan pondasi, penggalian,
penimbunan, perbaikan dan perkuatan tanah serta kegiatan lainnya sebagai
awal proses konstruksi dilakukan.
Tanah dalam hal ini, merupakan suatu objek yang
berfungsi digunakan
sebagai media konstruksi. Untuk itu sebelum perencanaan konstruksi, maka
sebaiknya kondisi tanah sebagai media kontruksi dibawahnya harus dilakukan
analisa terhadap kekuatan kontruksi diatasnya yang melibatkan pekerjaan
geoteknik. Dengan melakukan analisa maupun survei terhadap tanah tersebut,
tidak terkecuali pada tanah organik.
Tanah gambut (organik) memiliki sifat dan karakteristik yang sangat berbeda
dengan tanah lempung. Misalnya, dalam hal sifat fisik tanah gambut adalah
tanah yang mempunyai kandungan organik tinggi, kadar air tinggi, angka pori
sifat plastis. Tanah adalah akumulasi partikel mineral yang tidak
2
mempunyai/lemah ikatan antar partikelnya, yang terbentuk karena pelapukan
dari batuan. (Craig, 1987)
Dari sifat mekanik tanah organik mempunyai sifat kompresibilitas dan daya
dukung yang rendah, pada perilaku konsolidasinya tanah organik memiliki
kompresibilitas volumetrik yang tinggi. Dan dalam jangka waktu yang lama
hal ini akan menyebabkan terjadinya kerusakan pada bangunan akibat
penurunan yang berlebihan.
Pada keadaan tertentu tanah mengalami kondisi Dry Side of Optimum, Wet
Side of Optimum juga dimana kadar air nya optimum yang membuat struktur
tanah mengalami kembang susut dan tidak stabil. Oleh karena itu untuk
menghasilkan kondisi tanah yang diharapkan dalam menunjang konstruksi
diatas tanah organik perlu dilakukan proses pengujian pemadatan tanah
Sebagai langkah awal sebelum penelitian konsolidasi untuk mengetahui
perilaku penurunan tanah organik pada kondisi pemadatan batas basah, batas
kering dan kadar air optimum. Dari proses penelitian konsolidasi tanah
organik melalui variasi pemadatan tanah dengan sampel kadar air optimum,
kering dan basah maka nilai yang didapat dari perilaku penurunan tanah
adalah bahan kajian selanjutnya untuk menentukan stabilitas tanah organik
terutama pada penurunan dalam penentuan jenis konstruksi pondasi serta
penentuan beban maksimal diatas lahan organik, dengan demikian penelitian
ini diharapkan dapat memberikan sumbangsih lalu bermanfaat untuk
permasalahan Geoteknik.
3
B. Batasan Masalah
Pada penelitian ini lingkup pembahasan dan masalah yang akan dianalisis
dibatasi dengan:
1. Sampel tanah yang diuji menggunakan material tanah organik (lahan
pernah terbakar) yang berasal dari Desa Gedong Pasir Kelurahan Benteng
Sari Kecamatan Jabung, Kabupaten Lampung Timur.
2. Pengujian sifat kimia tanah yang dilakukan adalah :
a. Pengujian kadar organik.
b. Pengujian kadar abu.
c. Pengujian Kadar serat.
3. Pengujian sifat fisik tanah yang dilakukan adalah:
a.
Pengujian kadar air
b.
Berat jenis
c.
Batas cair dan batas plastis
d.
Analisa saringan
e.
Berat volume
4. Pengujian Konsolidasi pada tanah organik dengan memperhatikan
pemadatan Dry Side of Optimum, Wet Side of Optimum juga kadar air
optimum, dan membandingkan perilaku penurunan tanah.
C. Lokasi
1. Pengujian sifat fisik, pemadatan dan konsolidasi tanah dilakukan di
Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Universitas Lampung.
4
2. Pengujian sifat kimia tanah untuk menentukan karakteristik tanah organik
serta kandungan organik tanah dilakukan di Laboratorium Teknologi Hasil
Pertanian Politeknik Negeri Lampung dan Laboratorium Analisis
Politeknik Negeri Lampung.
3. Pengujian Perilaku Penurunan Tanah Terhadap Dry Side of Optimum dan
Wet Side of Optimum Pada Kepadatan Tanah Organik dilakukan di
Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Universitas Lampung.
D. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui perilaku tanah yang terjadi pada saat diberi
pembebanan dan pengangkatan pembebanan pada tanah organik dengan
kondisi dry side of optimum dan wet side of optimum.
2. Untuk mengetahui pola grafik penurunan antara tanah yang diberi
pembebanan dan pengangkatan pembebanan dengan kondisi tanah dry side
of optimum dan wet side of optimum.
3. Untuk mengetahui perbandingan nilai Cc, Cv dan T90 pada saat
pembebanan dan pengangkatan pembebanan dengan kondisi tanah dry side
of optimum dan wet side of optimum.
5
E. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan mempunyai manfaat antara lain :
1. Untuk menambah pengetahuan mengenai perilaku tanah terhadap
konsolidasi dan untuk menganalisa penurunan pada struktur.
2. Sebagai bahan pertimbangan bagi para engineer dibidang teknik sipil
untuk penerapan di lapangan khususnya pondasi pada tanah yang kurang
baik.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
A. Tanah
Adapun menurut para ahli teknik sipil, tanah dapat didefinisikan sebagai :
1. Tanah adalah kumpulan butiran (agregat) mineral alami yang bisa
dipisahkan oleh suatu cara mekanik bila agregat termaksud diaduk dalam
air (Terzaghi, 1987).
2. Tanah adalah akumulasi partikel mineral yang tidak mempunyai/lemah
ikatan antar partikelnya, yang terbentuk karena pelapukan dari batuan
(Craig, 1987)
3. Tanah adalah material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral
padat yang terikat secara kimia satu dengan yang lain dan dari bahanbahan organik yang telah melapuk (partikel padat) disertai zat cair dan gas
yang mengisi ruang-ruang kosong diantara parikel-partikel padat tersebut
(Das, 1995).
4. Secara umum tanah terdiri dari tiga bahan, yaitu butir tanahnya sendiri
serta air dan udara yang terdapat dalam ruangan antar butir-butir tersebut
(Wesley, 1997).
7
B. Sistem Klasifikasi Tanah
Sistem klasifikasi tanah adalah suatu sistem pengaturan beberapa jenis tanah
yang berbeda-beda tetapi mempunyai sifat yang serupa ke dalam kelompokkelompok 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. Sistem klasifikasi bukan merupakan sistem
identifikasi untuk menentukan sifat-sifat mekanis dan geoteknis tanah.
Karenanya, klasifikasi tanah bukanlah satu-satunya cara yang digunakan
sebagai dasar untuk perencanaan dan perancangan konstruksi. 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 Sistem Unified Soil
Clasification System (USCS) dan Sistem AASHTO (American Association Of
State Highway and Transporting Official). Tetapi pada penelitian ini penulis
memakai system klasifikasi tanah unified (USCS).
8
Sistem Klasifikasi Unified (USCS)
Sistem ini pada awalnya diperkenalkan oleh Casagrande (1942) untuk
dipergunakan pada pekerjaan pembuatan lapangan terbang (Das, 1995).
Oleh Casagrade sistem ini pada garis besarnya membedakan tanah atas
tiga kelompok besar (Sukirman, 1992), yaitu :
1) Tanah berbutir kasar (coarse-grained-soil), kurang dari 50 % lolos
saringan No. 200, yaitu tanah berkerikil dan berpasir. Simbol
kelompok ini dimulai dari huruf awal G untuk kerikil (gravel) atau
tanah berkerikil dan S untuk Pasir (Sand) atau tanah berpasir.
2) Tanah berbutir halus (fire-grained-soil), lebih dari 50 % lolos
saringan No. 200, yaitu tanah berlanau dan berlempung. Simbol dari
kelompok ini dimulai dengan huruf awal M untuk lanau anorganik,
C untuk lempung anorganik, dan O untuk lanau organik dan
lempung organik.
Klasifikasi sistem 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.
Klasifikasi sistem ini biasanya digunakan pada bendungan, bangunan dan
konstruksi yang sejenis. Sistem ini biasa digunakan untuk desain lapangan
udara
dan
untuk
spesifikasi
pekerjaan
tanah
untuk
jalan.
9
Klasifikasi berdasarkan Unified System (Sistem klasifikasi tanah ini yang
paling banyak dipakai untuk pekerjaan Teknik Pondasi Das. Braja. M,
1988), tanah dikelompokkan menjadi :
1) Tanah butir kasar (coarse-grained-soil) yaitu tanah kerikil
dan pasir dimana kurang dari 50% berat total contoh tanah lolos
ayakan no.200. Simbol dari kelompok ini dimulai dengan
huruf awal G atau S. G adalah untuk kerikil (gravel) atau
tanah berkerikil, dan S adalah untuk pasir (sand) atau tanah
berpasir.
2) Tanah berbutir halus (fine-grained-soil) yaitu tanah dimana
lebih dari 50 % berat total contoh tanah
no.200. Simbol dari kelompok
awal M untuk
lanau
lolos ayakan
ini dimulai dengan huruf
(silt) anorganik, C untuk lempung
(clay) anorganik, dan O untuk lanau organik dan lempung
organik. Simbol PT digunakan untuk tanah gambut (peat),
muck, dan tanah-tanah lain dengan kadar organik tinggi.
Tanah berbutir kasar ditandai dengan simbol kelompok seperti : GW,
GP, GM, GC, SW, SP, SM dan SC. Untuk klasifikasi yang
benar, perlu memperhatikan faktor-faktor berikut ini :
1. Prosentase butiran yang lolos ayakan no.200 (fraksi halus).
2. Prosentase fraksi kasar yang lolos ayakan no.40.
3. Koefisien keseragaman
(Uniformity coefficient, Cu)
dan koefisien gradasi (gradation coefficient, Cc) untuk
tanah dimana 0-12% lolos ayakan no.200.
10
4. Batas cair (LL) dan Indeks Plastisitas (PI) bagian
tanah yang lolos ayakan no.40 (untuk tanah dimana 5%
atau lebih lolos ayakan no.200).
Tabel 2.1 Sistem Klasifikasi Unified
Tanah-tanah
dengan
kandungan organik sangat
tinggi
Nama Umum
GW
Kerikil bergradasi-baik dan
campuran kerikil-pasir, sedikit
atau sama sekali tidak
mengandung butiran halus
GP
Kerikil bergradasi-buruk dan
campuran kerikil-pasir, sedikit
atau sama sekali tidak
mengandung butiran halus
GM
Kerikil berlanau, campuran
kerikil-pasir-lanau
GC
Kerikil berlempung, campuran
kerikil-pasir-lempung
SW
Pasir bergradasi-baik , pasir
berkerikil, sedikit atau sama
sekali tidak mengandung butiran
halus
SP
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
Lempung anorganik dengan
plastisitas tinggi, lempung
“gemuk” (fat clays)
OH
Lempung organik dengan
plastisitas sedang sampai dengan
tinggi
PT
Peat (gambut), muck, dan tanahtanah lain dengan kandungan
organik tinggi
Kriteria Klasifikasi
Cu = D60 > 4
D10
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
Cc =
Antara 1 dan 3
(D30)2
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 berada
bawah garis A
didaerah arsir
atau PI < 4
dari diagram
Batas-batas
plastisitas, maka
Atterberg di
dipakai dobel
bawah garis A
simbol
atau PI > 7
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
Batas Plastis (%)
Kerikil bersih
(hanya kerikil)
Kerikil dengan
Butiran halus
Pasir bersih
(hanya pasir)
Pasir
dengan butiran
halus
Lanau dan lempung batas cair ≥ 50% Lanau dan lempung batas cair ≤ 50%
Pasir≥ 50% fraksi kasar
lolos saringan No. 4
Tanah berbutir halus
50% atau lebih lolos ayakan No. 200
Tanah berbutir kasar≥ 50% butiran
tertahan saringan No. 200
Kerikil 50%≥ fraksi kasar
tertahan saringan No. 4
Divisi Utama
50
CH
40
CL
30
Garis A
CL-ML
20
4
ML
0
10
20
30
ML atau OH
40
50
60
70
Batas Cair (%)
Garis A : PI = 0.73 (LL-20)
Manual untuk identifikasi secara visual dapat
dilihat di ASTM Designation D-2488
80
11
C. Tanah Organik
Perilaku tanah organik sangat tergatung pada kadar organik (organic content),
kadar abu (ash content), kadar serat (fibrous content). Makin tinggi kandungan
organiknya makin rendah daya dukungnya (bearing capacity) dan kekuatan
gesernya
(shear
strength),
serta
makin
besar
pemampatannya
(compressibility).
Tanah yang kandungan organiknya tinggi disebut tanah gambut (peat soil).
Menurut ASTM, OSRC (Organic Sediment Research Centre) dari University
of Shouth Carolina dan LSG (Lousiana Geological Survey), suatu tanah
organik dapat diklasifikasikan sebagai tanah peat apabila kandungan
organiknya 75 % atau lebih. Tetapi USSR system mengklasifikasikan suatu
tanah organik sebagai tanah gambut apabila kandungan organiknya 50 % atau
lebih.
Gambut umumnya mengacu pada bahan alami dengan daya kemampatan
tinggi namun mempunyai kekuatan rendah. Tanah gambut terbentuk di daerah
berair dangkal, dalam danau, atau empang dengan sistem drainase yang buruk
(Sumber : Pedoman Konstruksi Jalan Di Atas Tanah Gambut Dan Organik,
1996).
Menurut proses terjadinya, tanah gambut dapat dibedakan menjadi :
1. Gambut Rumput
Kondisi dimana tanah mengalami pengendapan reruntuhan tumbuhan
atau jasad renik yang dilestarikan di bawah permukaan air, sehingga
material tersebut mulai membusuk dan menyatu dengan tanah. Pada
umumnya dalam proses ini tanah gambut memiliki banyak kandungan
12
mineral, berhumus namun memiliki kandungan air yang lebih sedikit bila
dibandingkan dengan gambut rancah apabila ditinjau dari derajat proses
penguraiannya.
2. Gambut Transisi
Kondisi pada saat gambut rumput tumbuh melebihi paras air tanah. Di
sini berlaku keadaan mesotopik.
3. Gambut Rancah
Kondisi dimana tanah kehilangan kontak dengan air tanah sehingga
terjadi tahapan ombotropik, yaitu tahapan dimana pertumbuhan lumut
spaghnum pada air hujan akan mendominasi.
Gambut rancah juga dapat terbentuk pada permukaan tanah yang
diakibatkan oleh ketersediaan oligotropik atau bahan makanan bagi
organisme pengurai, sehingga terjadi proses penghumusan yang
berlebihan.
Menurut ASTM D2607-69, istilah tanah gambut hanya berhubungan
dengan bahan organik berasal dari proses geologi selain batubara.
Terbentuk dari tumbuh-tumbuhan yang telah mati, berada didalam air dan
hampir tidak ada udara di dalam, terjadi dirawa-rawa dan mempunyai
kadar abu tidak lebih 25% berat kering. Dengan demikian rawa
merupakan tempat pembentukan tanah gambut, dipengaruhi oleh iklim,
hujan, peristiwa pasang surut, jenis vegetasi rawa, topografi serta
beberapa aspek geologi serta hidrologi daerah setempat.
Ditinjau dari segi teknis, para peneliti mengaplikasikan tanah gambut
berbeda-beda, disebabkan masih sedikit yang melakukan penelitian. Ma.
13
Farlane (1969). ASTM D2607-69 dan ASTM D4427-84 (1989),
mengklasifikasikan tanah gambut berdasarkan kandungan bahan organik,
kadar serta berat volume rata-rata.
Noor Endah (1991), menyelidiki jenis tanah gambut di daerah
Palangkaraya dan Banjarmasin adalah jenis tanah gambut berserat
(fibrous peat). Demikian pula hasil penelitian Puslitbang PU (1991), di
Pekan Heram, dan di Pulau Padang Sumatera, jenis tanah tersebut adalah
mengandung serat dan kayu-kayuan (fibrous peat dan woody peat).
Tanah gambut mempunyai kandungan serat lebih besar dari 20%
dikelompokkan kedalam fibrous peat. Tanah gambut dengan kandungan
serat kurang dari 20% dikelompokkan kedalam amorphous granular peat,
jenis ini terdiri dari butiran tanah berukuran colloid (2µ) dan sebagian
besar air pori terserap disekeliling permukaan butiran tanah gambut
tersebut. Karena kondisi tersebut maka amorphus granular peat ini
mempunyai sifat hampir sama dengan lempung.
MacFarlane mengatakan bahwa fibrous peat mempunyai dua jenis pori
yaitu makropori (pori-pori antera serat) dan mikropori (pori dalam serat).
Hal ini menyebabkan perilaku tanah fibrous peat sangat berbeda dengan
amorphous granular peat maupun tanah lempung. Ini juga disebabkan
fibrous peat mempunyai phase solid yang tidak selalu solid, phase
tersebut terdiri dari serat-serat berisi air atau gas.
14
a.
Hubungan Antara Morfologi dan Sifat-Sifat Gambut
Hoobs memperlihatkan bahwa sifat-sifat gambut merupakan hasil dari
proses morfologis, yang memberikan beberapa hubungan sebagai
berikut :
1. Akibat pengaruh seratnya, stabilitas sepertinya bukan masalah pada
gambut rancah berserat yang permeabel, sementara bila dilihat pada
gambut rumput yang kurang permeabel, plastik, dan sangat berhumus,
maka kestabilan dan laju pembebanan merupakan pertimbangan yang
paling penting.
2. Gambut rumput yang terbentuk oleh penetrasial umumnya didukung oleh
lumpur organik yang dapat menyebabkan masalah teknik yang besar.
3. Napal dan lumpur pendukungnya merintangi penyidikan, menyulitkan
pemantauan, yang mengakibatkan bahaya pada pekerjaan teknik.
4. Stratifikasi
pada
gambut
rumput
sepertinya
relatif
mendatar.
Digabungkan dengan penghumusan yang tinggi dan permeabilitas yang
kurang, drainase tegak mungkin memiliki penggunaan yang bermanfaat
dalam mempercepat lendutan-pampat primer. Sedangkan gambut rancah
sering memiliki drainase tegak alami dalam bentuk betting cotton-grass
berlajur sehingga drainase tegak mungkin saja terbukti tidak efisen.
5. Permukaan batas antara gambut lumut sangat lapuk dan terlestarikan
baik, yang disebabkan oleh pergeseran iklim menyebabkan stratigrafi
berlapis yang sangat berbeda jika dibandingkan dengan karakteristik
tegak yang diakibatkan oleh pertumbuhan mendatar. Keadaan hidrolik
anistropi akan terjadi. Satu permukaan berulang umumnya akan muncul
15
dan akan cenderung bertindak sebagai akuiklud mendatar pada drainase
tegak dan tekanan pori akan terbebas pada waktu
pekerjaan teknik
berlangsung (Horison Weber-Grenz).
6. Rancah selubung umumnya tidak memiliki suatu dasar yang berupa
lempung lunak yang secara normal terkonsolidasi.
7. Gerakan penurun potensial dan yang ada pada bencah miring akibat
rangkak, longsor, atau aliran rancah membutuhkan penanggulangan
teknik yang khusus.
b. Identifikasi Geoteknik dan Penggolongan Gambut
Terdapat dua sistem penggolongan utama yang dilakukan, yakni sistem
penanggulangan AASHTO (metode AASHTO M 145 atau penandaan
ASTM D-3282) dan sistem penggolongan tanah bersatu (penandaan
ASTM D-2487). Dalam metode AASHTO, tidak tercantum untuk
gambut dan tanah yang organik, sehingga ASTM D-2487 harus
digunakan sebagai langkah pertama pada identifikasi gambut.
Tabel 2.2 Penggolongan tanah berdasarkan kandungan organik
KANDUNGAN ORGANIK
KELOMPOK TANAH
≥ 75 %
GAMBUT
25 % - 75 %
TANAH ORGANIK
≤ 25 %
TANAH DENGAN KANDUNGAN
ORGANIK RENDAH
(SUMBER : PEDOMAN KONSTRUKSI JALAN DI ATAS TANAH GAMBUT DAN ORGANIK, 1996)
16
ASTM D2607-69 (1989), mengklasifikasi tanah gambut berdasarkan
kandungan bahan organik dan kadar serat, yaitu:
Sphagnum moss peat (peat moss), bila kandungan serat
lebih besar atau. sama dengan 2/3 berat kering
Hypnum mos -peat, bila kandungan serat lebih besar atau
sama dengan 1/3 berat kering
Reed-sedge peat, bila kandungan serat lebih besar atau
sama. dengan 1/3 dari reed-sedge dan serat-serat lain kering
Peat humus, bila kandungan serat lebih kecil 1/3 ~berat
kering
Peat lainnya, selain dari klasifikasi tanah gambut di atas
ASTM D4427-84 (1989), mengklasikasi tanah gambut berdasarkan kadar
serat, yaitu:
Fibric-peat, bila kadar serat lebih besar dari 67%
Hemic-peat, bila kadar serat 33-67%
Sapric-peat, bila kadar abu. lebih kecil 33%
ASTM D4427-84 (1989), mengklasifikasi tanah gambut berdasarkan
kandungan kadar abu yang ada, yaitu:
Low ash-peat, bila kadar abu 5%
Medium ash-peat, bila kadar abu 5-15%
High abb-peat, bila kadar abu lebih.besar 15%
17
D. Sifat Fisik tanah gambut
Tidak berbeda dengan tanah lempung, parameter tanah yang penting untuk
menentukan sifat fisik tanah gambut di antaranya: berat volume, specific
gravity, kadar air, dan angka pori. Sedang parameter tanah gambut yang tidak
diperlukan untuk tanah lempung adalah: kadar abu, kadar organik, dan kadar
serat. Pada tanah lempung, dimana plastisitasnya sangat diperlukan untuk
mengidentifikasi sifat tanah, pada tanah gambut sama sekali tidak diperlukan,
mengingat tanah gambut tidak mempunyai sifat plastis.
Kadar Air
Kemampuan tanah gambut untuk menyerap dan menyimpan air sangat
besar. Kadar air tanah gambut ini bisa sampai 600 % dan besar
penyerapan tergantung dari derajat dekomposisi gambut yang
bersangkutan. Apabila gambut tercampur dengan tanah anorganik,
kadar air gambut bisa langsung menurun secara drastis.
Angka Pori
Besar angka pori gambut umumnya berkisar antara 5 sampai dengan 15.
Pada tanah gambut berserat angka porinya bisa jauh lebih besar,
sementara tanah gambut granular angka pori cukup kecil dan berkisar 2
(Hellis dan Brawner, 1961).
Berat Volume
Karena angka pori yang cukup besar, berat volume tanah gambut
menjadi sangat kecil. Tanah gambut yang terendam air dengan
kandungan organik tinggi, berat volumenya kurang lebih sama dengan
18
berat volume air. Secara umum berat volume gambut berkisar antara 9
kN/m3 sampai 12,5 kN/m3.
Specific Gravity
Pada umumnya harga specific gravity rata-rata tanah gambut antara
1,50 sampai 1,60. Tergantung dari kandungan bahan organik, semakin
besar kandungan bahan organik semakin besar pula harga specific
grafitynya.
Susut
Apabila dikeringkan tanah gambut akan menyusut dan mengeras.
Penyusutan volume tanah gambut akibat pengeringan adalah sangat
besar, bahkan bisa mencapai lebih dari 50% Sedangkan penyusutan
beratnya lebih besar lagi, dan bisa tinggal 10% dari berat semula.
Apabila tanah gambut sudah pernah menyusut, maka ia akan sulit
menyerap air lagi seperti semula. Air yang bisa terserap setelah gambut
mengalami penyusutan berkisar antara 33% sampai 55% (Feustel &
Byers, 1930).
Koefisien Rembesan
Koefisien rembesan tanah gambut dipengaruhi oleh :
- Kandungan bahan mineral
- Derajat konsolidasi
- Derajat dekomposisi
Harga koefisien rembesan tanah gambut antara 10-6 sampai 10-3
cm/detik (Colley, 1950 dan Miyakawa, 1960). Untuk tanah gambut
19
berserat koefisien rembesan arah horisontal lebih besar dari arah
vertikal.
Kadar Gas
Bahan organik yang terendam dalam air akan mengalami proses
dekomposisi yang lamban dan dalam waktu bersamaan akan
menghasilkan gas methane serta sedikit gas nitrogen dan karbon
dioksida. Jika muka air turun akan terjadi proses oksidasi pada gambut
dan menghasilkan gas karbon dioksida.
Keasaman
Karena kandungan karbon dioksida dan humic acid yang dihasilkan dari
proses pembusukan, tanah gambut mempunyai sifat acidic reaction.
Umumnya air gambut mempunyai derajat keasaman pH = 4-7 (Lea,
1956). Naik turunnya derajat keasaman gambut sangat tergantung dari
musim dan cuaca. Tingkat keasaman ini mencapai nilai tertinggi setelah
terjadi hujan lebat yang diikuti oleh musim panas yang kering. Karena
keasaman ini air gambut mempunyai sifat korosif terhadap baja dan
beton.
Kadar Abu dan Organik
Untuk menentukan kadar abu pada gambut dengan cara memasukkan
gambut kering yang telah dioven dengan suhu 105 0 C ke dalam oven
dengan suhu 440 0 C (metoda C) atau dengan suhu 750 0 C (metoda D)
sampai gambut menjadi abu (ASTM D2974-87). Persentase kadar abu
dihitung terhadap berat kering tanah sampel.
20
Batas Konsisensi
Tidak terdapat metoda. khusus untuk menentukan batas konsistensi
tanah gambut, karena. tanah gambut tidak mempunyai sifat plastis.
Terlebih lagi dengan adanya serat sangat sulit untuk menentukan batas
plastis gambut. Selain itu plastisitas juga bukan merupakan parameter
gambut yang penting, seperti pada tanah lempung.
E. Kemampatan Pada Organik
Tanah organik mempunyai porositas yang tinggi, oleh karena itu pemampatan
awal terjadi berlangsung sangat cepat. Selama proses pemampatan, daya
rembes tanah organik berkurang dengan cepat sehingga menyebabkan
berkurangnya kecepatan pemampatan. Proses dekomposisi pada serat – serat
didalam tanah organik menyebabkan perilaku pemampatan semakin rumit.
Hal ini disebabkan oleh struktur serat-serat menjadi hancur serta bentuk gas
akibat proses tersebut. (Hanrahan 1954, Hallingshead & Raymong 1972,
Dhowian & Edil 1980) dalam Farni I. (1996).
Apabila tanah lunak mendapat pertambahan tegangan vertikal, maka
pertambahan ini akan menyebabkan adanya penurunan. Pada umumnya
penurunan tanah lunak dibedakan atas penurunan segera (pengaruh elastisitas
tanah) dan penurunan konsolidasi (akibat terdisipasinya air pori). Penurunan
konsolidasi sendiri masih dibedakan atas konsolidasi primer dan sekunder.
Penurunan segera terjadi segera (langsusng) setelah tanah lunak menerima
pertambahan tegangan. Dengan adanya pertambahan tegangan ini, air pori
yang ikut menderita tambahan tegangan akan mengalir keluar dari pori.
21
Akibat keluarnya air dari pori ini tanah secara perlahan akan mampat dan
turun. Tergantung dari koefisien permeabilitas tanah yang bersangkutan.
Semakin kecil permeabilitas tanah, semakin sulit pula air pori mengalir,
sehingga penurunan yang terjadi pun menjadi sangat perlahan (Ladd, 1987).
Sedikit berbeda dibanding tanah lempung, kurva pemampatan pada
gambut/organik hasil test laboratorium terdiri dari empat komponen
pemampatan (Dhowian dan Edil,1980).
Gambar 2.1 Kurva e vs. log s' pada tanah gambut amorphous dan
gambut berserat Dhowian & Edit, 1980)
F. Teori Wet Side of Optimum dan Dry set of Optimum
Kadar air tanah yang dipadatkan didasarkan pada posisi kadar air sisi kering
optimum (dry side of optimum), dekat dengan optimum, dan sisi basah
optimum ( wet side of optimum).
22
Kering optimum didevinisikan sebagai kadar air yang kurang dari kadar air
optimumnya, sedangkan basah optimum didevinisikan sebagai kadar air yang
berarti kurang lebih mendekati optimumnya. Pada keadaan kering optimum
tanah terflokulasi sedangkan pada keadaan basah optimum susunan tanah
lebih terdispersi beraturan.
Permeabilitas akan lebih tinggi bila tanah dipadatkan pada kering optimum
dibandingkan tanah dipadatkan pada keadaan basah optimum. (Das,1995)
G. Penurunan
Jika lapisan tanah dibebani, maka tanah akan mengalami penurunan
(settlement). Penurunan yang terjadi dalam tanah disebabkan oleh berubahnya
susunan tanah maupun oleh pengurangan rongga pori / air di dalam tanah
tersebut. Jumlah dari penurunan sepanjang kedalaman lapisan merupakan
penurunan total tanah. Penurunan akibat beban adalah jumlah total dari
penurunan segera dan penurunan konsolidasi.
Pada