Hubungan Batas Cair dan Plastisitas Indeks Tanah Lempung yang Distabilisasi dengan ISS 2500 Terhadap Nilai Kohesi pada Uji Geser Langsung dan Uji Tekan Bebas

ABSTRACT

THE CORELATION OF LIQUID LIMIT AND PLASTICITY INDEX OF CLAY THAT STABILIZED WITH ISS 2500 TO COHESION VALUE IN

DIRECT SHEAR TEST AND UNCONFINED COMPRESSIVE TEST BY

MARKUS MANIK

Along with the times, human need a better means and facilities. This make human have no choice but to build a building or civil structure upon improper area, for example, build it on clay area. The clay is a cohesive soil which often undergoing a swelling-shrinking event in its subgrade. So, it needed to to carried out the stabilization, one of which is using ISS 2500, and research of liquid limit and plasticity index to know about their relationship with its cohesion in-depth study. The sample was taken from Margakaya village and Palputih village, District of Jati Agung, South Lampung and Blimbing Sari village, District of Jabung, East Lampung. The soil tested at original condition and mixed by ISS2500 with three variation of mixture, that is at 0,6 ml, 0,9 ml, and 1,2 ml. Mixing is conducted based on optimum moisture content of each kind of soil. Mechanical testing which is unconfined compressive test and direct shear test, using three sample for every soil and every mixture variation.

Test result show that the more volume of solution added into soil 1, soil 2 and soil 3, then it will increase value of soil cohesion (c), maximum stress (qu), the ISS

2500making clay has liquid limit (LL) between 42% - 47% .

Keyword : liquid limit, plasticity index, cohesion, direct shear test, unconfined compressive test

HUBUNGAN BATAS CAIR DAN PLASTISITAS INDEKS TANAH LEMPUNG YANG DISTABILISASI DENGAN ISS 2500 TERHADAP

NILAI KOHESI PADA UJI GESER LANGSUNG DAN UJI TEKAN BEBAS

Oleh

MARKUS MANIK

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

Markus Manik lahir di Samosir, Sumatera Utara pada tanggal 11 April 1989, merupakan anak kelima dari enam bersaudara pasangan Alm. D. Manik dan Ibu R. Sidauruk. Penulis menempuh pendidikan dasar di SDN 175836 Simanindo yang diselesaikan tahun 2001. Pendidikan tingkat pertama ditempuh di SMPN 04 Simanindo yang diselesaikan tahun 2004. Kemudian melanjutkan pendidikan tingkat atas di SMA ASSISI siantar yang diselesaikan tahun 2007, dan selanjutnya pada tahun 2007 melanjutkan studi ke Perguruan Tinggi Negeri Universitas Lampung dan terdaftar pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil (S1) melalui jalur SPMB.

Selama menjadi mahasiswa, penulis menjadi anggota biasa di organisasi Perhimpunan Mahasiswa Katolik Republik Indonesia (PMKRI), dan menjadi anggota juga pada Ikatan Mahasiswa Batak Toba (IMABATOBA). Kemudian pada tahun 2012 penulis mengikuti Kerja Praktik selama tiga bulan pada Proyek Pembangunan Gedung Serba Guna/Auditorium, Kedaton, Bandar Lampung.

Persembahan

Sebuah karya kecil buah pemikiran dan kerja keras untuk keluargaku yang

senantiasa mengesampingkan segala urusan pribadinya demi masa depanku.

Bunda tersayang R. Sidauruk

Kakak-kakak tercinta Riapul Manik, Lenri Manik, Santi Sofia

Manik

Abang terkasih Marto Manik

Adik tersayang Leonardo Manik

Terimakasih untuk segala doa, dukungan, nasehat serta rezeki yang berkah

yang selalu mengalir pada jiwa ku.

Segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah melimpahkan kasih dan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi dengan judul “Hubungan Batas Cair Dan Plastisitas Indeks Tanah Lempung Yang Distabilisasi Menggunakan ISS 2500 Terhadap Nilai Kohesi Pada Uji Geser Langsung Dan Uji Tekan Bebas” ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Lampung.

Dalam kesempatan ini, penulis menghaturkan terima kasih yang sebesar-besarnya atas kelancaran penyusunan laporan ini. Ucapan terima kasih yang tulus penulis haturkan kepada :

1. Bapak Prof. Drs. Suharno, M.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik, Universitas Lampung.

2. Bapak Ir. Idharmahadi Adha, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Lampung, atas kesabarannya memberikan bimbingan dan pengarahan selama penulis menjadi mahasiswa Teknik Sipil Universitas Lampung.

3. Bapak Iswan, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing I skripsi, atas kesediaan waktu dan kesabarannya memberikan bimbingan dan pengarahan, serta nasehat untuk menempa penulis agar belajar mengenai arti disiplin dan kerja keras selama penulis menyusun skripsi dan perkuliahan.

4. Bapak Ir. M. Jafri, M.T., selaku Dosen Pembimbing II skripsi, yang telah memberikan kesediaan waktu dan kesabarannya memberikan bimbingan, nasehat dan semangat selama penulis menyusun skripsi dan perkuliahan. 5. Bapak Ir. Setyanto, M.T., selaku Dosen Penguji usul skripsi, atas pengarahan

dan bimbingan serta semangat dan saran yang diberikan kepada penulis menyusun skripsi.

6. Bapak Dwi Jokowinarno, S.T., M.Eng., selaku Dosen Pembimbing

Akademik.

7. Seluruh Dosen, staf pengajar dan seluruh karyawan yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan kepada penulis selama menjadi mahasiswa di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung.

8. Seluruh karyawan di Fakultas Teknik, Universitas Lampung.

9. Seluruh karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Lampung, Mas Pardin, Mas Miswanto, Mas Riyadi, Mas Syaiful, Mas Budi dan Andi yang telah memberikan bantuan dan bimbingan selama penulis melakukan penelitian.

10. Kepada kedua Orang Tuaku tercinta Ibu R. Sidauruk, Kakak-kakakku Riapul, Lenri, Santi, abangku Marto serta adikku Leonardo yang aku sayangi serta keluarga besar yang telah memberikan dorongan materiil dan spiritual dalam menyelesaikan kuliah di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung.

11. Teman-teman seperjuangan Achmad Satria, Taufik Ramadhani, yang telah bekerja sama dan banyak membantu dalam menyelesaikan skripsi ini.

Serta Adek-adek kosan yang tersayang, Irma Agnes Banjarnahor dan Andika Simamora, Novelin Silalahi, Jestina Sidauruk, Prasasti Aritonang, Manotar Saulus Situmorang, Bulbul Sinurat yang selalu menyemangati dan menghibur dan Ibu kosan yang selalu menasehati.

Akhir kata, Penulis menyadari skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, akan tetapi dengan sedikit harapan semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua. Amin.

Bandar Lampung, Februari 2015

Penulis

i

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI ... i

DAFTAR TABEL ... iii

DAFTAR GAMBAR ... v

DAFTAR NOTASI ... . vii

I. PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Rumusan Masalah ... 3

C. Batasan Masalah... 4

D. Tujuan Penelitian ... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 5

A. Tanah ... 5

1. Defenisi Tanah ... 5

2. Komposisi Tanah ... 6

3. Batas-Batas Konsistensi Tanah ... 9

4. Klasifikasi Tanah ... 10

B. Tanah Lempung ... 19

C. Larutan ISS 2500(ionic soil stabilizer)... 21

D. Kuat Geser Tanah... 25

E. Kuat Tekan Bebas ... 27

III. METODE PENELITIAN ... 29

A. Bahan Penelitian ... 29

B. Metode Pengambilan Sampel ... 29

C. Metode Pencampuran Sampel ... 30

D. Pelaksanaan Pengujian ... 31

E. Uji Geser Langsung ... 31

F. Pengujian Kuat Tekan Bebas di Laboratorium ... 33

G. Pengolahan dan Analisis Data ... 34

2. Analisis Data ... 34

H.Diagram Alir... 36

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 37

A. Hasil Penelitian Sampel Tanah Asli ... 37

1. Uji Kadar Air... 38

2. Uji Berat Jenis ... 38

3. Uji Berat Volume ... 39

4. Uji Analisis Saringan... 40

5. Uji BatasAtterberg... 43

6. Uji Pemadatan Tanah ... 46

a. Kadar Air Optimum Tanah Lokasi 1 ... 47

b. Kadar Air Optimum Tanah Lokasi 2 ... 49

c. Kadar Air Optimum Tanah Lokasi 3 ... 50

7. Klasifikasi Tanah Asli ... 51

1.Sistem Klasifikasi AASTHO ... 52

2.Klasifikasi Sistem Unified (USCS) ... 54

8. Pencampuran ISS 2500 ... 57

9. Uji geser langsung ... 57

1. Nilai Kohesi ... 58

a. Tanah Asli ... 58

b. Tanah Campuran ... 58

2. Nilai Sudut Geser ... 58

a. Tanah Asli ... 60

b. Tanah Campuran ... 60

10. Uji Tekan Bebas ... 60

a. Tanah Asli ... 63

b. Tanah Campuran ... 64

V. PENUTUP ... 65

A. Kesimpulan ... 76

B. Saran... 77 DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Hubungan Nilai Indeks Plastisitas dengan Jenis Tanah ...10

2. Sistem Klasifikasi TanahUnified...14

3. Sistem Klasifikasi Tanah USCS...15

4. Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASTHO ...17

5. Sifat Tanah Lempung ...20

6. Analisis Laporan Kimia...23

7. Jumlah Sampel Kadar Campuran Uji Tekan Bebas ...30

8. Hasil Pengujian Kadar Air Tanah Asli ...38

9. Hasil Pengujian Berat Jenis (Gs) Tanah Asli ...39

10. Hasil Pengujian Berat Volume Tanah Asli ...39

11. Hasil Pengujian Analisis Saringan Sampel...41

12. Hasil Pengujian Batas Atterberg Tanah Lokasi 1...44

13. Hasil Pengujian Batas Atterberg Tanah Lokasi 2...44

14. Hasil Pengujian Batas Atterberg Tanah Lokasi 3...44

15. Hasil Pengujian Sampel Tanah Asli Lokasi 1 ...48

16. Hasil Pengujian Sampel Tanah Asli Lokasi 2 ...50

17. Hasil Pengujian Sampel Tanah Asli Lokasi 3 ...51

18. Hasil Pengujian Sifat Fisik Tanah Lempung ...52

20. Hasil Pengujian Nilai Kohesi Tanah Campuran ...58

21. Hasil Pengujian Nilai Sudut Geser Tanah Asli ...60

22. Hasil Pengujian Nilai Sudut Geser Tanah Campuran...60

23. Hasil Pengujian Tegangan Maksimum Tanah Asli ...64

24. Hasil Pengujian Tegangan Maksimum Rata Rata Tanah Asli ...64

25. Hasil Pengujian Tegangan Maksimum Tanah Campuran ...65

26. Hasil Pengujian Tegangan Maksimum Rata Rata Tanah Asli...66

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Tiga Fase Elemen Tanah... 6

2. Batas-BatasAtterberg... 9

3. Klasifikasi Tanah Berdasarkan Tekstur ... 12

4. Nilai-Nilai BatasAtterberguntuk Subkelompok Tanah. (Harry Christady, 1992) ... 19

5. Partikel Tanah yang Bersifat Negatif dalam Keadaan Kering... 24

6. Tanah dalam kondisi basah... 24

7. Ikatan ionik ISS 2500 pada tanah... 25

8. Grafik Hasil Analisa Saringan Sampel Tanah 1 ... 41

9. Grafik Hasil Analisa Saringan Sampel Tanah 2 ... 42

10. Grafik Hasil Analisa Saringan Sampel Tanah 3 ... 42

11. Grafik Hubungan Kadar ISS Terhadap Nilai Plastisitas Indeks... 45

12. Grafik Hubungan Kadar ISS Terhadap Nilai Batas Cair ... 46

13. Hubungan Antara Berat Volume Kering Dengan Kadar Air Optimum Tanah Lokasi 1... 47

14. Hubungan Antara Berat Volume Kering Dengan Kadar Air Optimum Tanah Lokasi 2... 49

15. Hubungan Antara Berat Volume Kering Dengan Kadar Air Optimum Tanah Lokasi 3... 50

16. Rentang dari Batas Cair (LL) dan Indeks Plastisitas (PI) Untuk

Kelompok Tanah (Das, 1998)... 54

17. Diagram Plastisitas Berdasarkan USCS... 56

18 Grafik Hubungan Nilai Kohesi Dengan Kadar ISS 2500... 59

19. Hubungan Nilai Kohesi (c) Dengan Nilai Batas Cair... 61

20. Hubungan Kohesi (c) Dengan Nilai Plastisitas Indeks... 62

21. Hubungan Nilai Tegangan Maksimum Dengan Kadar ISS... 66

22. Grafik Hubungan Nilai Tegangan Geser Maksimum Dengan Nilai Plastisitas ... 68

23. Grafik Hubungan Nilai Batas Cair Dengan Tegangan Maksimum ... 69

24. Grafik Perbandingan Nilai c1 Dengan Cu 1 Tanah 1... 71

25. Grafik Perbandingan Nilai c2 Dengan Cu 2 Tanah 2... 71

26. Grafik Perbandingan Nilai c3 Dengan Cu 3 Tanah 3... 72

27. Grafik Hubungan Nilai Tegangan Maksimum (qu) Dengan Kohesi Tanah 1 ... 73

28. Grafik Hubungan Nilai Tegangan Maksimum (qu) Dengan Kohesi Tanah 2 ... 74

29. Grafik Hubungan Nilai Tegangan Maksimum (qu) Dengan Kohesi Tanah 3 ... 74

DAFTAR NOTASI

γ = Berat Volume

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

Ww = Berat Air

Wc = BeratContainer

Wcs = BeratContainer+ Sampel Tanah Sebelum dioven

Wds = BeratContainer+ Sampel Tanah Setelah dioven

Wn = Kadar Air Pada Ketukan ke-n

W1 = BeratPicnometer

W2 = BeratPicnometer+ Tanah Kering

W3 = BeratPicnometer+ Tanah Kering + Air

W4 = BeratPicnometer+ Air

Wci = Berat Saringan

Wai = Berat Tanah Tertahan

C = Kohesi

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Seiring perkembangan zaman, manusia membutuhkan sarana dan prasarana yang lebih memadai. Hal ini mengakibatkan manusia tidak mempunyai banyak pilihan untuk membangun suatu gedung ataupun bangunan sipil didaerah yang tidak tepat. Seperti membangun diatas tanah lempung. Secara umum tanah lempung lunak adalah suatu jenis tanah kohesif yang mempunyai sifat yang sangat kurang menguntungkan dalam konstruksi teknik sipil yaitu kuat geser rendah dan kompresibilitasnya yang besar. Di samping itu permasalahan bangunan geoteknik banyak terjadi pada tanah lempung, misalnya: terjadi retak-retak suatu badan jalan akibat terjadi peristiwa swelling-shrinking pada tanah dasar, kegagalan suatu pondasi bangunan yang didirikan pada tanah lempung, dan lain-lain. Semua itu terjadi karena kondisi tanah lempung tersebut yang jelek, atau dengan kata lain kuat geser dari tanah lempung tersebut rendah. Kuat geser yang rendah mengakibatkan terbatasnya beban (beban sementara ataupun beban tetap) yang dapat bekerja diatasnya sedangkan kompresibilitas yang besar

mengakibatkan terjadinya penurunan setelah pembangunan selesai. Oleh karena terbatasnya lahan dan tidak dapat dihindarinya pembangunan diatas tanah lunak maka perlu diadakannya perbaikan pada tanah lunak. Sebagai upaya untuk mengatasi masalah tanah lempung perlu dilakukan stabilisasi, salah satunya ialah ISS 2500. Larutan ISS 2500 ini sangat baik untuk meningkatkan kondisi tanah atau material tanah jelek dalam stabilisasi tanah secara elektro-kimiawi. Stabilisasi tanah itu sendiri adalah suatu proses untuk memperbaiki sifat _– sifat tanah dengan menambahkan sesuatu pada tanah tersebut, agar dapat menaikan kekuatan tanah dan mempertahankan kekuatan geser. Stabilisasi dengan larutan ISS 2500 ini merupakan stabilisasi yang memadatkan tanah secara ionisasi pertukaran ion ISS 2500 dengan ion partikel tanah sehingga partikel air tidak dapat menyatu dengan partikel tanah lagi dan ikatan partikel tersebut akan lebih padat dan kuat, bahan merupakan bahan kimia yang larut didalam air. Dengan demikian, dalam pengujian menggunakan campuran ISS 2500 diharapkan tanah lempung menjadi lebih padat dan memperbaiki sifat tanah tersebut.

Perlu juga ditinjau kembali sifat-sifat fisik dan mekanis tanah yang dalam hal ini tanah lempung lunak agar dapat diketahui perilaku tanah lempung tersebut dan besar beban yang dapat diterima oleh tanah tersebut. Agar tanah lempung lunak tersebut dapat didirikan suatu konstruksi yang dibutuhkan manusia, maka penyelidikan tanah tersebut harus dilakukan secara cermat. Akan tetapi, selama ini penyelidikan tanah di daerah tanah lunak seringkali mengalami kesulitan, berkenaan dengan sulitnya mendapatkan benda uji yang tidak terganggu (undisturbed sample) dan sulitnya melakukan

3

pengujian terhadap sifat-sifat fisik tanah lunak termasuk pengujian kekuatan gesernya. Jadi hasil pengujian tanah dari suatu laporan pengujian laboratorium seringkali tidak mewakili kondisi sesungguhnya tanah tersebut di lapangan (in situ). Tentunya hal ini merupakan suatu tantangan untuk dapat merencanakan suatu bangunan di atas tanah lunak secara aman dan ekonomis, termasuk dalam hal ini adalah menentukan parameter kekuatan tanahnya.

Pengujian kekuatan geser tanah di laboratorium dapat dilakukan dengan memakai berbagai peralatan uji geser, seperti Unconfined Compression, Laboratory Vane Shear, Direct Shear,danTriaxial Apparatus.Sesuai dengan karakteristik peralatan tersebut, setiap pengujian dapat menghasilkan hasil uji yang berbeda untuk benda uji yang sama. Hal ini dapat terjadi karena prosedur pengujian dan cara kerja alat yang berbeda-beda serta target hasil uji utama dari masing-masing peralatan dalam penentuan parameter tanah. Dalam penelitian ini dilakukan pengujian uji geser langsung untuk menentukan nilai kohesi tanah lempung (c) dan akan dihubungkan dengan hasil dari pengujian uji tekan bebas.

B. Rumusan Masalah

Perumusan masalah pada penelitian ini adalah mengenai bagaimana hubungan batas cair dan batas plastis tanah lempung yang distabilisasi menggunakan ISS 2500 terhadap nilai kohesi tanah dalam uji geser langsung dan uji tekan bebas.

C. Batasan Masalah

Adapun ruang lingkup dan batasan masalah dalam penelitian ini adalah : 1. Sampel tanah yang diambil adalah jenis lempung yang berasal Bandar

lampung

2. Pengujian_–pengujian yang dilakukan dilaboratorium adalah : 1) Uji analisis saringan

2) Uji berat jenis 3) Uji kadar air

4) Uji batas batas atterberg 5) Uji geser langsung

6) Uji kuat tekan bebas (UCS) D. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah :

1. Mengetahui nilai batas cair dan batas plastis tanah lempung 2. Mengetahui nilai kohesi tanah lempung

3. Menemukan hubungan nilai batas cair dan batas plastis tanah lempung yang distabilisasi dengan ISS 2500 terhadap kohesi dalam uji geser langsung dan uji tekan bebas

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Tanah

1. Definisi Tanah

Tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel padat tersebut (Das, 1995).Tanah (soil) menurut teknik sipil dapat didefinisikan sebagai sisa atau produk yang dibawa dari pelapukan batuan dalam proses geologi yang dapat digali tanpa peledakan dan dapat ditembus dengan peralatan pengambilan contoh (sampling) pada saat pemboran (Hendarsin, 2000).

Bowles(1991), tanah adalah campuran partikel-partikel yang terdiri dari salah satu atau seluruh jenis berikut :

a. Berangkal (boulders), yaitu potongan batuan yang besar, biasanya lebih besar dari 250 mm sampai 300 mm. Untuk kisaran ukuran 150 mm sampai 250 mm, fragmen batuan ini disebut sebagai kerakal (cobbles) ataupebbes.

b. Kerikil (gravel), yaitu partikel batuan yang berukuran 5 mm sampai 150 mm.

c. Pasir (sand), yaitu batuan yang berukuran 0,074 mm sampai 5 mm. Berkisar dari kasar (3 mm sampai 5 mm) sampai halus (< 1mm). d. Lanau (silt), yaitu partikel batuan yang berukuran dari 0,002 mm

sampai 0,074 mm.

e. Lempung (clay), yaitu partikel mineral yang berukuran lebih kecil dari 0,002 mm.

f. Koloid (colloids), partikel mineral yang berukuran lebih kecil dari 0,001 mm.

2. Komposisi Tanah

Tiga fase elemen tanah seperti ditunjukkan dalam Gambar 1.

7

Hubungan volume-berat :

V = Vs + Vv = Vs + Vw + Va Dimana :

Vs = volume butiran padat

Vv = volume pori

Vw = volume air di dalam pori Va = volume udara di dalam pori

Apabila udara dianggap tidak memiliki berat, maka berat total dari contoh tanah dapat dinyatakan dengan :

W = Ws +Ww Dimana :

Ws = berat butiran padat Ww = berat air

Hubungan volume yang umum dipakai untuk suatu elemen tanah adalah angka pori (void ratio), porositas (porosity) dan derajat kejenuhan (degree of saturation) sebagai berikut ini :

a. Angka Pori

Angka pori atau void ratio (e) adalah perbandingan antara volume pori dan volume butiran padat, atau :

=

Porositas atau porosity (n) adalah perbandingan antara volume pori dan volume tanah total, atau :

=

c. Derajat Kejenuhan

Derajat kejenuhan atau degree of saturation (S) adalah perbandingan antara volume air dengan volume pori, atau :

=

Hubungan antara angka pori dan porositas dapat diturunkan dari persamaan, dengan hasil sebagai berikut :

= =

= +

d. Kadar Air

Kadar air atauwater content(w) adalah perbandingan antara berat air dan berat butiran padat dari volume tanah yang diselidiki, atau :

=

e. Berat Volume

Berat volume (γ) adalah berat tanah per satuan volume, atau :

=

f. Berat Spesifik

Berat spesifik atauSpesific gravity(Gs) adalah perbandingan antara berat satuan butir dengan berat satuan volume.

9

=

3. Batas-Batas Konsistensi Tanah

Seorang ilmuwan dari Swedia yang bernama Atterberg berhasil mengembangkan suatu metode untuk menjelaskan sifat konsistensi tanah berbutir halus pada kadar air yang bervariasi, sehingga batas konsistensi tanah disebut dengan batas-batas Atterberg. Kegunaan batas-batas

Atterberg dalam perencanaan adalah memberikan gambaran secara garis

besar akan sifat-sifat tanah yang bersangkutan. Bilamana kadar airnya sangat tinggi, campuran tanah dan air akan menjadi sangat lembek. Tanah yang batas cairnya tinggi biasanya mempunyai sifat teknik yang buruk yaitu kekuatannya rendah, sedangkan kompresibilitas tinggi sehingga sulit dalam hal pemadatannya. Oleh karena itu, atas dasar air yang dikandung tanah, tanah dapat diklasifikasikan ke dalam empat keadaan dasar, yaitu : padat, semi padat, plastis dan cair, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2.

a. Batas cair (LL) adalah kadar air tanah antara keadaan cair dan keadaan plastis.

b. Batas plastis (PL) adalah kadar air pada batas bawah daerah plastis. c. Indeks plastisitas (PI) adalah selisih antara batas cair dan batas plastis,

dimana tanah tersebut dalam keadaan plastis, atau : PI = LL–PL

Indeks plastisitas (PI) menunjukkan tingkat keplastisan tanah. Apabila nilai indeks plastisitas tinggi, maka tanah banyak megandung butiran lempung. Klasifikasi jenis tanah menurut Atterberg berdasarkan nilai indeks plastisitas dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Hubungan Nilai Indeks Plastisitas dengan Jenis Tanah

IP Jenis Tanah Plastisitas Kohesi

0 Pasir Non Plastis Non Kohesif

< 7 Lanau Rendah Agak Kohesif

7 - 17 Lempung Berlanau Sedang Kohesif

> 17 Lempung Murni Tinggi Kohesif

Sumber : Bowles, 1989.

4. Klasifikasi Tanah

Sistem klasifikasi tanah adalah suatu sistem pengaturan beberapa jenis tanah yang berbeda-beda tetapi mempunyai sifat yang serupa ke dalam

kelompok dan subkelompok berdasarkan pemakaiannya. Sistem

11

secara singkat sifat-sifat umum tanah yang sangat bervariasi tanpa penjelasan yang terinci (Das, 1995).

Sistem klasifikasi dimaksudkan untuk menentukan dan

mengidentifikasikan tanah dengan cara sistematis guna menentukan kesesuaian terhadap pemakaian tertentu dan juga berguna untuk menyampaikan informasi tentang karakteristik dan sifat-sifat fisik tanah, serta mengelompokkannnya berdasarkan suatu kondisi fisik tertentu dari tanah tersebut dari suatu daerah ke daerah lain dalam bentuk suatu data dasar.

Sistem klasifikasi tanah yang ada mempunyai beberapa versi, hal ini disebabkan karena tanah memiliki sifat-sifat yang bervariasi. Adapun beberapa metode klasifikasi tanah yang ada antara lain :

a. Klasifikasi Tanah Berdasarkan Tekstur

Departemen Pertanian AS telah mengembangkan suatu sistem klasifikasi ukuran butir melalui prosentase pasir, lanau dan lempung yang digambar pada grafik segitiga Gambar 3.

Cara ini tidak memperhitungkan sifat plastisitas tanah yang disebabkan adanya kandungan (baik dalam segi jumlah dan jenis) mineral lempung yang terdapat dalam tanah. Untuk dapat menafsirkan ciri-ciri suatu tanah perlu memperhatikan jumlah dan jenis mineral lempung yang dikandungnya.

Sistem ini relatif sederhana karena hanya didasarkan pada sistem distribusi ukuran butiran tanah yang membagi tanah dalam beberapa kelompok, yaitu :

Pasir : Butiran dengan diameter 2,0_–0,05 mm, Lanau : Butiran dengan diameter 0,05_–0,02 mm.

Lempung : Butiran dengan diameter lebih kecil dari 0,02 mm.

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 10 30 40 50 60 70 80 90 100 Prosentase pasir P rosent ase lanau Prosent ase lempung Lempung Lempung berlanau Tanah liat berlempung Tanah liat Pasir Tanah liat berpasir Pasir bertanah liat Tanah liat berlanau Lanau Lempung berpasir Tanah liat dan lempung berpasir

Tanah liat dan lempung

berlanaur

2 0

Sumber : Braja M. Das (1998)

Gambar 3.Klasifikasi Tanah Berdasarkan Tekstur

b. Sistem Klasifikasi Tanah Unified (Unified Soil Classification System/ USCS)

Sistem klasifikasi tanah unified atau Unified Soil Classification System(USCS) diajukan pertama kali olehProf. Arthur Cassagrande

13

pada tahun 1942 untuk mengelompokkan tanah berdasarkan sifat teksturnya dan selanjutnya dikembangkan olehUnited State Bureau of

Reclamation (USBR) dan United State Army Corps of Engineer

(USACE). Kemudian American Society for Testing and Materials

(ASTM) memakai USCS sebagai metode standar untuk

mengklasifikasikan tanah. Menurut sistem ini tanah dikelompokkan dalam tiga kelompok yang masing-masing diuraikan lebih spesifik lagi dengan memberi simbol pada setiap jenis (Hendarsin, 2000), yaitu :

1) Tanah berbutir kasar, yaitu tanah yang mempunyai prosentase lolos ayakan No.200 < 50 %.

Klasifikasi tanah berbutir kasar terutama tergantung pada analisa ukuran butiran dan distribusi ukuran partikel. Tanah berbutir kasar dapat berupa salah satu dari hal di bawah ini :

a) Kerikil (G) apabila lebih dari setengah fraksi kasar tertahan pada saringan No. 4.

b) Pasir (S) apabila lebih dari setengah fraksi kasar berada diantara ukuran saringan No. 4 dan No. 200.

2) Tanah berbutir halus, adalah tanah dengan persentase lolos ayakan No. 200 > 50 %.

Tanah berbutir ini dibagi menjadi lanau (M). Lempung Anorganik (C) dan Tanah Organik (O) tergantung bagaimana tanah itu terletak pada grafik plastisitas.

3) Tanah Organis

Tanah ini tidak dibagi lagi tetapi diklasifikasikan dalam satu kelompok Pt. Biasanya jenis ini sangat mudah ditekan dan tidak mempunyai sifat sebagai bahan bangunan yang diinginkan. Tanah khusus dari kelompok ini adalah peat, humus, tanah lumpur dengan tekstur organis yang tinggi. Komponen umum dari tanah ini adalah partikel-partikel daun, rumput, dahan atau bahan-bahan yang regas lainnya.

Tabel 2. Sistem Klasifikasi TanahUnified

Jenis Tanah Simbol Sub Kelompok Simbol

Kerikil

Pasir

Lanau Lempung

Organik Gambut

G

S

M C O Pt

Gradasi Baik Gradasi Buruk

Berlanau Berlempung

WL<50% WL>50%

W P M

C

L H

Sumber : Bowles, 1989. Keterangan :

W =Well Graded(tanah dengan gradasi baik),

P =Poorly Graded(tanah dengan gradasi buruk),

L =Low Plasticity(plastisitas rendah, LL<50),

15

Tabel 3.Sistem Klasifikasi Tanah USCS

Ta n ah b er b u ti r k as ar ≥ 5 0 % b u ti ra n te rt ah an sa ri n g an N o . 2 0

0 Ker

ik il 5 0 % ≥ f ra k si k as ar te rt ah an sa ri n g an N o . 4 K er ik il b er si h (h an y a k er ik il ) GW

Kerikil bergradasi-baik dan campuran kerikil-pasir, sedikit atau sama sekali tidak mengandung butiran halus

K la si fi k asi b er d as ar k an p ro se n ta se b u ti ra n h al u s ; K u ra n g d ar i 5 % l o lo s sa ri n g an n o .2 0 0 : G M , G P , S W , S P . L eb ih d ar i 1 2 % lo lo s sa ri n g an n o .2 0 0 : G M , G C , S M , S C . 5 % -1 2 % l o lo s sa ri n g an N o .2 0 0 : B at as an k la si fi k as i y an g m em p u n y ai s im b o l d o b el

Cu = D60> 4 D10

Cc = (D30)2 _{Antara 1 dan 3} D10 x D60

GP

Kerikil bergradasi-buruk dan campuran kerikil-pasir, sedikit atau sama sekali tidak mengandung butiran halus

Tidak memenuhi kedua kriteria untuk GW K er ik il d en g an B u ti ra n h al u

s _GM Kerikil berlanau, campuran kerikil-pasir-lanau

Batas-batas Atterbergdi bawah garis A atau PI < 4

Bila batas Atterbergberada didaerah arsir dari diagram plastisitas, maka dipakai dobel simbol GC Kerikil berlempung, campuran

kerikil-pasir-lempung

Batas-batas Atterbergdi bawah garis A atau PI > 7

P asi r ≥ 5 0 % f ra k si k as ar lo lo s sa ri n g an N o . 4 P asi r b er si h (h an y a p as ir ) _SW

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

Cu = D60> 6 D10

Cc = (D30)2 _{Antara 1 dan 3} D10 x D60

SP

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

Tidak memenuhi kedua kriteria untuk SW P asi r d en g an b u ti ra n h al u s

SM Pasir berlanau, campuran pasir-lanau

Batas-batas Atterbergdi bawah garis A atau PI < 4

Bila batas Atterbergberada didaerah arsir dari diagram plastisitas, maka dipakai dobel simbol SC Pasir berlempung, campuran

pasir-lempung

Batas-batas Atterbergdi bawah garis A atau PI > 7

Ta n ah b er b u ti r h al u s 5 0 % a ta u l eb ih l o lo s ay ak an N o . 2 0 0 La n au d an l em p u n g b at as ca ir ≤ 5 0 % ML

Lanau anorganik, pasir halus sekali, serbuk batuan, pasir halus berlanau atau berlempung

Diagram Plastisitas:

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

60

50 CH

40 CL

30 Garis A

CL-ML

20

4 ML ML atau OH

0 10 20 30 40 50 60 70 80 Garis A : PI = 0.73 (LL-20)

CL

Lempung anorganik dengan plastisitas rendah sampai dengan sedang lempung berkerikil, lempung berpasir, lempung

berlanau, lempung “kurus” (lean clays)

OL

Lanau-organik dan lempung berlanau organik dengan plastisitas rendah La n au d an le m p u n g b at as ca ir ≥ 5 0 % MH

Lanau anorganik atau pasir halus diatomae, atau lanau diatomae, lanau yang elastis

CH

Lempung anorganik dengan plastisitas tinggi, lempung

“gemuk” (fat clays) OH

Lempung organik dengan plastisitas sedang sampai dengan tinggi

Tanah-tanah dengan kandungan organik sangat tinggi

PT

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

Manual untuk identifikasi secara visual dapat dilihat di ASTM Designation D-2488 Sumber : Hary Christady, 1996.

Batas Cair (%)

B at as P la st is (% )

c. Sistem klasifikasi AASHTO

Sistem Klasifikasi AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Official) dikembangkan pada tahun 1929 dan mengalami beberapa kali revisi hingga tahun 1945 dan dipergunakan hingga sekarang, yang diajukan oleh Commite on Classification of Material for Subgrade and Granular Type Road of

the Highway Research Board(ASTM Standar No. D-3282, AASHTO

model M145). Sistem klasifikasi ini bertujuan untuk menentukan kualitas tanah guna pekerjaan jalan yaitu lapis dasar (sub-base) dan tanah dasar (subgrade).

Dalam sistem ini tanah dikelompokkan menjadi tujuh kelompok besar yaitu A1 sampai dengan A7. Tanah yang termasuk dalam golongan A-1 , A-2, dan A-3 masuk kedalam tanah berbutir dimana 35% atau kurang dari jumlah butiran tanah yang lolos ayakan No.200, sedangkan tanah yang masuk dalam golongan A-4, A-5, A-6 dan A-7 adalah tanah lanau atau lempung. A-8 adalah kelompok tanah organik yang bersifat tidak stabil sebagai bahan lapisan struktur jalan raya, maka revisi terakhir oleh AASHTO diabaikan (Sukirman, 1992). Percobaan yang dibutuhkan untuk mendapatkan data yang diperlukan adalah analisis saringan, batas cair, dan batas plastis.

17

Tabel 4. Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASTHO

Klasifikasi umum Tanah berbutir

(35% atau kurang dari seluruh contoh tanah lolos ayakan No.200 Klasifikasi kelompok A-1 A-3 A-2

A-1-a A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 Analisis ayakan (%

lolos) No.10 No.40 No.200 Maks 50 Maks 30 Maks 15 Maks 50 Maks 25 Min 51

Maks 10 Maks 35 Maks 35 Maks 35 Maks 35 Sifat fraksi yang lolos

ayakan No.40 Batas Cair (LL)

Indeks Plastisitas (PI) Maks 6 NP

Maks 40 Maks 10 Min 41 Maks 10 Maks 40 Min 11 Min 41 Min 41 Tipe material yang

paling dominan

Batu pecah, kerikil dan pasir

Pasir halus

Kerikil dan pasir yang berlanau atau berlempung

Penilaian sebagai bahan

tanah dasar Baik sekali sampai baik

Klasifikasi umum Tanah berbutir

(Lebih dari 35% dari seluruh contoh tanah lolos ayakan No.200

Klasifikasi kelompok A-4 A-5 A-6

A-7 A-7-5* A-7-6** Analisis ayakan (%

lolos) No.10 No.40

No.200 Min 36 Min 36 Min 36 Min 36 Sifat fraksi yang lolos

ayakan No.40 Batas Cair (LL) Indeks Plastisitas (PI)

Maks 40 Maks 10 Maks 41 Maks 10 Maks 40 Maks 11 Min 41 Min 11 Tipe material yang

paling dominan Tanah berlanau Tanah Berlempung

Penilaian sebagai bahan

tanah dasar Biasa sampai jelek * untuk A-7-5 : PI LL–30

** untuk A-7-6 : PI > LL - 30 Sumber : Das (1998).

Sistem klasifikasi ini didasarkan pada kriteria di bawah ini : 1. Ukuran Butir

Kerikil : bagian tanah yang lolos saringan dengan diameter

75 mm dan tertahan pada saringan diameter 2 mm (no. 10).

Pasir : bagian tanah yang lolos saringan dengan diameter 2 mm dan tertahan pada saringan diameter 0,0075 mm (no. 200)

Lanau dan lempung : bagian tanah yang lolos saringan dengan diameter 0,075 (No. 200).

2. Plastisitas

Nama berlanau dipakai apabila bagian-bagian yang halus dari tanah mempunyai indeks plastis sebesar 10 atau kurang. Nama berlempung dipakai bilamana bagian-bagian yang halus dari tanah mempunyai indeks plastis indeks plastisnya 11 atau lebih.

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

Data yang akan didapat dari percobaan laboratorium telah ditabulasikan pada Tabel 4. Kelompok tanah yang paling kiri kualitasnya paling baik, makin ke kanan semakin berkurang kualitasnya.

Gambar 4 menunjukkan rentang dari batas cair (LL) dan indeks plastisitas (PI) untuk tanah data kelompok A-2, A-4, A-5, A-6, dan A-7.

19

Gambar 4. Nilai-Nilai Batas Atterberg untuk Subkelompok Tanah. (Hary Christady, 1992).

B. Tanah Lempung

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

Sifat khas yang dimiliki oleh tanah lempung adalah dalam keadaan kering akan bersifat keras, dan jika basah akan bersifat lunak plastis, dan kohesif, mengembang dan menyusut dengan cepat, sehingga mempunyai perubahan volume yang besar dan itu terjadi karena pengaruh air.

Tanah lempung terdiri sekumpulan partikel-partikel mineral lempung dan pada intinya adalah hidrat aluminium silikat yang mengandung ion-ion Mg, K, Ca, Na dan Fe. Mineral-mineral lempung digolongkan ke dalam empat golongan besar, yaitu kaolinit, smectit(montmorillonit),illit (mika hidrat) dan

chlorite. Tanah lempung lunak mempunyai karakteristik yang khusus

diantaranya kemampatan yang tinggi, indeks plastisitas yang tinggi, kadar air yang relatif tinggi, dan mempunyai gaya geser yang kecil.

Sifat-sifat yang dimiliki tanah lempung adalah sebagai berikut (Hardiyatmo, 1999) :

a. Ukuran butir halus, kurang dari 0,002 mm. b. Permeabilitas rendah.

c. Kenaikan air kapiler tinggi. d. Bersifat sangat kohesif.

e. Kadar kembang susut yang tinggi.

Adapun cara mengidentifikasi sifat tanah lempung langsung dari uji lapangan dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5.Sifat Tanah Lempung

Tipe Tanah Sifat Uji Lapangan

Lempung

Sangat Lunak Meleleh diantara jari ketika diperas Lunak Dapat diperas dengan mudah

Keras Dapat diperas dengan tekanan jari yang kuat Kaku Tidak dapat diperas dengan jari, tapi dapat

ditekan dengan jari Sangat Kaku Dapat ditekan dengan jari Sumber : Hary Christady (1992)

21

C. Larutan ISS 2500 (Ionic Soil Stabilizer)

Larutan ISS 2500 ini sangat baik untuk meningkatkan kondisi tanah atau material tanah jelek dalam stabilisasi tanah secara elektro-kimiawi. Stabilisasi tanah itu sendiri adalah suatu proses untuk memperbaiki sifat _– sifat tanah dengan menambahkan sesuatu pada tanah tersebut, agar dapat menaikan kekuatan tanah dan mempertahankan kekuatan geser. Stabilisasi dengan larutan ISS 2500 ini merupakan stabilisasi yang memadatkan tanah secara ionisasi pertukaran ion ISS 2500 dengan ion partikel tanah sehingga partikel air tidak dapat menyatu dengan partikel tanah lagi dan ikatan partikel tersebut akan lebih padat dan kuat, bahan merupakan bahan kimia yang larut didalam air.

Dengan demikian, dalam pengujian menggunakan campuran ISS 2500 diharapkan tanah lempung menjadi lebih padat dan memperbaiki sifat tanah tersebut.

Produk bahan larutan ISS 2500 ini dapat meningkatkan :

1. Kepadatan

2. CBR (kekuatan menahan beban)

Produk bahan larutan ISS 2500 ini juga dapat mengurangi :

1 Pemuaian dan Kelembaban 2. Penyusutan danAbrasi

3. Biaya pemeliharaan

4. Debu

5. Indeks plastisitas / PI (tingkat penyerapan air)

Adapun keuntungan dari ISS 2500 adalah sebagai berikut :

1. Hemat biaya

2. Pemeliharaan jalan mudah dan sederhana 3. Aplikasi mudah

4. Meningkatkan standar jalan 5. Tidak ada masa perawatan

Komposisi kimia ISS 2500 (Ionic Soil Stabilizer)adalah sebagai berikut : Berdasarkan Hasil pengujian telah dilakukan di Laboratorium yang telah terakreditasi secara internasional dan

sesuai dengan International Laboratory Accreditation

Cooperation (ILAC). Untuk laporan analisis kimia berdasarkan

SGS South Africa (Pty) Ltd Agricultural & Food Services

(SANAS Accredited Laboratory T0114) SGS Reference No.

23

Adapun cara kerja ISS 2500 (Ionic Soil Stabilizer) adalah sebagai berikut:

1. Tanah lempung memiliki partikel - partikel halus yang

terdiri dari lempengan _– lempengan kecil dengan susunan

yang beraturan mengandung ion positif (+)

permukaannya dan ion negatif (-) bagian tepinya. Tabel 6. Analisis Laporan Kimia

Analysis Performed Units Method Result

Pesticides

Organo Chlorides P/ND PAM (304) ND

Organo Phospates P/ND PAM (304) ND

Carbamates P/ND PAM (401) ND

Pyrethroids P/ND PAM (304) ND

Organo Compounds

PAHs µg/L APHA 6440B ND

VOCs µg/L APHA 6200C ND

Gambar 5. Partikel Tanah yang Bersifat Negatif dalam Keadaan Kering

2. Ketika hujan turun partikel air yang positif (+) akan

membentuk ikatan ionik dengan partikel yang negatif (-), diperlihatkan pada Gambar 3, dibawah ini.

Gambar 6. Tanah dalam kondisi basah

3. Secara komposisi kimianya, ISS 2500 memiliki kemampuan yang sangat besar untuk melakukan pertukaran ion dimana ion positif (+) membentuk ikatan ionik secara permanen dengan partikel tanah sehingga partikel air (+) tidak dapat menyatu dengan partikel tanah lagi, diterlihatkan pada Gambar 4 dibawah ini. (Pratiwi Yoka, 2013).

25

Gambar 7. Ikatan ionik ISS 2500 pada tanah

D. Kuat Geser Tanah

Kekuatan geser tanah ditentukan untuk mengukur kemampuan tanah menahan tekanan tanpa terjadi keruntuhan. Seperti material teknik lainnya, tanah mengalami penyusutan volume jika menderita tekanan merata disekelilingnya. Apabila menerima tegangan geser, tanah akan mengalami distorsi dan apabila distorsi yang terjadi cukup besar, maka partikel-partikelnya akan terpeleset satu sama lain dan tanah akan dikatakan gagal dalam geser. Dalam hampir semua jenis tanah daya dukungnya terhadap tegangan tarik sangat kecil atau bahkan tidak mampu sama sekali.

Tanah tidak berkohesi, kekuatan gesernya hanya terletak pada gesekan antara butir tanah saja (c = 0), sedangkan pada tanah berkohesi dalam kondisi jenuh, maka ø = 0 dan S = c.

Parameter kuat geser tanah diperlukan untuk analisa-analisa daya dukung tanah (bearing capacity), tegangan tanah terhadap dinding penahan (earth preassure) dan kestabilan lereng (slope stability). Kuat geser tanah adalah gaya perlawanan yang dilakukan oleh butir-butir

tanah terhadap desakan atau tarikan. Dengan dasar seperti ini, bila tanah mengalami pembebanan akan ditahan oleh :

a. Kohesi tanah yang tergantung pada jenis tanah dan pemadatannya, tetapi tidak tergantung dari tegangan vertikal yang bekerja pada gesernya

b. Gesekan antara butir-butir tanah yang besarnya berbanding lurus dengan tegangan vertikal pada bidang gesernya

Oleh karena itu kekuatan geser tanah dapat diukur dengan rumus :

τ = c + (σ- u) tanφ ... (2.1) Keterangan :

τ : Kekuatan geser tanah

σ : Tegangan normal total

u : Tegangan air pori c : Kohesi tanah efektif

φ : Sudut perlawanan geser efektif

Ada beberapa cara untuk menentukan kuat geser tanah, antara lain :

a. Pengujian geser langsung (Direct shear test) b. Pengujian triaksial (Triaxial test)

27

d. Pengujian Kipas Geser (Vane shear test)

Namun dalam penelitian ini yang digunakan untuk menentukan kuat geser tanah adalah pengujian kipas geser (Vane shear test) di lapangan dan pengujian geser langsung (Direct shear test) di laboratorium. Pengujian kuat geser ini dilakukan untuk mendapatkan parameter kuat geser tanah berupa nilai kuat geser, tegangan normal dan kohesi tanah.

E. Kuat Tekan Bebas

Kuat tekan bebas adalah besarnya gaya aksial per satuan luas pada saat sampel tanah mengalami keruntuhan atau pada saat regangan aksial telah mencapai 20% (pilih yang lebih dahulu tercapai saat pengujian). Uji tekan bebas termasuk hal yang khusus dari uji triaksial unconsolidated undrained,UU(tak terkonsolidasi-tak terdrainase). Kondisi pembebanan sama

dengan yang terjadi pada uji triaksial, hanya tekanan selnya nol (σ3 = 0).

Tegangan aksial yang diterapkan di atas benda uji berangsur-angsur ditambah sampai benda uji mengalami keruntuhan. Pada saat keruntuhannya, karena σ3 = 0, maka:

σ1 =σ3 + Δ σf= Δ σf= qu,

dengan qu adalah kuat tekan bebas (unconfined compression strength). Secara

teoritis, nilai Δ σf pada lempung jenuh seharusnya sama seperti yang diperoleh dari pengujian-pengujian triaksial unconsolidated-undrained dengan benda uji yang sama. Sehingga diperoleh:

su= cu= qu/2,

dimana su atau cu adalah kuat geser undraineddari tanahnya. Uji kuat tekan bebas adalah salah satu cara untuk mengetahui geser tanah. Uji kuat tekan bebas bertujuan untuk menentukan kekuatan tekan bebas suatu jenis tanah yang bersifat kohesif, baik dalam keadaan asli (undisturbed), buatan (remoulded) maupun tanah yang dipadatkan (compacted). Konsistensi tanah lempung dapat ditentukan berdasarkan kekuatan kompresinya (qu), sebagaimana dalam tabel 7 terlihat bahwa konsistensi dibagi menjadi 6 kategori dari sangat lunak sampai keras, yaitu antara nilai kompresibilitas (qu) antara 0 sampai dengan lebih besar dari 4.

III. METODE PENELITIAN

A. Bahan Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

a. Sampel tanah yang digunakan adalah tanah lempung yang berasal dari Desa Margakaya Kecamatan Jati Agung Lampung Selatan, Desa Palputih Kecamatan Jati Agung Lampung Selatan dan Desa Blimbingan Sari Kecamatan Jabung Lampung Timur.

b. Air yang digunakan berasal dari Laboratorium Mekanika Tanah dan Mushalla Fakultas Teknik Universitas Lampung.

c. Zat Additif yaitu berupa larutan ISS-2500 (ionic soil stabilizer)

B. Metode Pengambilan Sampel

Pengambilan sampel tanah dilakukan dengan menggunakan tabung pipa diameter 4 inchi dengan kedalaman 15 cm sebanyak masing-masing tiga buah sampel dari tiga lokasi yang berbeda. Lalu tabung ditutup rapat dengan lakban untuk menjaga kondisi tanah agar tidak mengalami penguapan dan untuk menjaga kadar air tanah agar tidak berubah.

C. Metode Pencampuran Sampel

Pada penelitian ini digunakan 2 macam sampel yaitu sampel tanah asli dan sampel tanah campuran. Setelah dilakukan uji pemadatan, maka didapatakan nilai KAO tiap tanah. Kadar air optimum inilah yang digunakan sebagai kadar air yang akan dicampurkan dengan larutan ISS 2500. Tanah yang sudah dikeringkan kemudian diayak dengan ayakan No. 40. Tanah ini kemudian diberi air sebesar nilai KAO tanah yang sudah tercampur dengan larutan ISS dan diaduk secara merata. Tanpa pemeraman, tanah ini langsung dipadatkan sesuai modified proctor dan dicetak sampel untuk uji geser langsung dan uji tekan bebas. Adapun campuran , yaitu :

a. Campuran 1 terdiri dari tanah + KAO+ larutan 0,6 mL b. Campuran 2 terdiri dari tanah + KAO + larutan 0,9 mL c. Campuran 3 terdiri dari tanah + KAO + larutan 1,2 mL

Jumlah sampel untuk masing-masing campuran, diperlihatkan pada table dibawah ini :

Tabel 7. Jumlah Sampel Masing-masing Kadar Campuran untuk uji tekan bebas

Jenis Tanah Tanah asli Tanah Campuran

Campuran 1 Campuran 2 Campuran 3

Tanah 1 3 3 3 3

Tanah 2 3 3 3 3

Tanah 3 3 3 3 3

31

Sedangkan sampel untuk tanah geser adalah 3 sampel tiap tanah, jumlah total adalah 3 x 4 kondisi tanah x 3 jenis tanah = 36 sampel. Sehingga total keselurahan sampel adalah 36 + 36 = 72 sampel.

D. Pelaksanaan Pengujian

Pengujian ini dilaksanakan terhadap semua sampel tanah yang dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Universitas Lampung, yang meliputi :

a. Pengujian Kadar Air. b. Pengujian Berat Jenis. c. Pengujian Berat Volume.

d. Pengujian Batas - Batas Atterberg. e. Pengujian Analisa Saringan. f. Pengujian Geser Langsung g. Pengujian Kuat Tekan Bebas

E. Uji Geser Langsung

Pengujian ini dimaksudkan untuk menentukan sudut geser dalam ( ) dan nilai kohesi (c) dari suatu jenis tanah.

1. Langkah Kerja

a. Mengeluarkan sampel dari tabung sampel, kemudian memasukkan sampel ke dalam cetakan benda uji dengan menekan ke sampel tanah sehingga cetakan penuh dengan sampel.

b. Memotong dan meratakan kedua permuakaan cetakan dengan pisau potong.

c. Mengeluarkan benda uji dari cetakkan dengan extruder. d. Menimbang benda uji.

e. Memasukkan benda uji ke dalam cinicn geser yang masih terkunci dan menutup kedua cincin geser sehingga menjadi satu bagian, posisi benda uji berada di antara dua batu pori dan kertas saring.

f. Meletakkan cincin geser beserta sampel tanah pada shear box.

g. Mengatur stang penekan dalam psoisi vertikal dan tepat menyentuh stang penggeser benda uji (Dial Proving tepat mulai bergerak).

h. Membuka kunci cincin geser.

i. Memberikan beban pertama seberat 3320 gram dan mengisi shear box dengan air sampai penuh sehingga benda uji terendam.

j. Memutar enggkol pendorong dengan konstan dan stabil perlahan-lahan selama 15 detik sambil membaca dial pergeseran.

k. Melakukan terus menerus pembacaan Dial Proving Ring, dalam selisih waktu 15 menit (waktu dari stopwatch).

l. Setelah pembacaan Proving Ring maksimum dan mulai turun dua kali atau tiga kali pembacaan, percobaan dihentikan.

m.Membersihkan cincin geser dan shear box dari kotoran sampel tanah didalamnya.

n. Mengulang langkah kerja 5 sampai langkah 14 untuk sampel tanah yang kedua dengan berat dua kali beban pertama (6640 gram).

o. Untuk sampel ketiga, berat beban adalah tiga kali beban pertama (9960 gram).

33

a. Perhitungan luas permukaan sampel :

b. Perhitungan tegangan normal :

c. Pembacaan dial maksimum :

d. Menentukan nilai kohesi (c) dan sudut geser ( ) dari grafik.

Dimana :

D = Diameter sampel (cm)

P = Beban yang diberikan (gram) A = Luas permukaan sampel (cm2)

F. Pengujian Kuat Tekan Bebas di Laboratorium

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kuat tekan bebas suatu jenis tanah yang berisfat kohesif.

Langkah kerja :

1. Mengeluarkan sampel tanah dari tabung contoh dan memasukkan cetakan benda uji dengan menekan pada sampel tanah, sehingga cetakan terisi penuh.

2. Meratakan kedua permukaan tanah dengan pisau pemotong dan keluarkan dari extruder, sedikit tanah yang tidak terpakai digunakan untuk pemeriksaan kadar air.

4. Meletakkan sampel tanah diatas plat penekan bawah secara sentries. 5. Mengatur ketinggian plat ats dan mengatur dial beban dan dial deformasi

pada posisi nol.

6. Membaca dial beban dan mencatat pada regangan 0,5%, 1%, 2% dan seterusnya sampai tanah mengalami keruntuhan. Jika regangan sudah mecapai 20%, tetapi sampel belum mengalami keruntuhan, percobaan akan dihentikan.

7. Menggambar pola keruntuhan tanah setelah didapat beban

batas(maksimum) atau regangan telah mencapai 20%.

G. Pengolahan dan Analisis Data 1. Pengolahan Data

Data-data yang diperoleh dari hasil penelitian di lapangan dan di laboratorium diolah menurut klasifikasi data dengan menggunakan persamaan-persamaan dan rumus-rumus yang berlaku. Hasil dari pengolahan data tersebut diuraikan dalam bentuk tabel dan grafik.

2. Analisis Data

Dari rangkaian pengujian-pengujian yang dilaksanakan di lapangan dan di laboratorium, maka :

a. Dari pengujian kadar air sampel tanah, diperoleh nilai kadar air tanah dalam persentase.

b. Dari pengujian berat jenis sampel tanah, diperoleh berat jenis tanah. c. Dari pengujian batas-batas Attenberg, diperoleh nilai batas cair (liquid

35

yang digunakan untuk mengklasifikasikan tanah dengan Sistem Klasifikasi Unified.

d. Dari pengujian analisis saringan (sieve analysis), diperoleh persentase pembagian ukuran butiran tanah, yang akan digunakan untuk mengklasifikasikan tanah dengan Sistem Klasifikasi Unified.

e. Dari pengujian Geser Langsung di laboratorium, diperoleh hubungan tegangan regangan, dan kuat geser jenis tanah.

f. Dari pengujian Kuat Tekan Bebas di laboratorium, diperoleh hubungan tegangan regangan, tegangan maksimum dan sensitivitas jenis tanah. Dari parameter-parameter yang diperoleh dari pengujian Geser Langsung dan uji Kuat Tekan Bebas laboratorium di atas, selanjutnya dilakukan pengolahan dan analisa data untuk membandingkan hasil perhitungan antara kedua uji tersebut. Lalu, didapatkan nilai konstanta perbandingan antara nilai kohesi hasil uji di laboratorium untuk tanah lempung.

H. Diagram Alir

Tidak

Ya

Mulai Pengambilan sampel tanah

Uji Sifat fisis : Uji Kadar Air Uji Berat Jenis Uji Analisis Saringan

Uji Atterberg Uji Berat Volume

Klasifikasi

Uji Geser Langsung Uji Tekan Bebas

Pencampuran Larutan Iss 1. Tanah + KAO + 0,6 mL ISS-2500 2. Tanah + KAO + 0,9 mL ISS-2500 3. Tanah + KAO + 1,2 mL ISS-2500

Uji Atterberg

Uji Pemadatan Modified

Pembuatan Sampel

Uji Atterberg UjiTekan Bebas

Analisis Hasil

Kesimpulan

Selesai

V. PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian dan pembahasan yang telah dilakukan terhadap sampel tanah lempung yang telah distabilisasi menggunakan larutan ISS 2500, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Tanah I termasuk dalam golongan A-6 dan tanah II tersebut termasuk dalam golongan 6 sedangkan tanah III termasuk dalam golongan A-7-5 yang berarti termasuk dalam golongan tanah berlempung. Ketiga jenis tanah ini termasuk tanah lempung yang biasa sampai dengan jelek sebagai bahan tanah dasar (Das,1995).

2. Semakin banyak volume larutan yang dicampurkan pada tanah I, tanah 2 dan tanah 3 maka akan meningkatkan nilai kohesi tanah (c), tegangan maksimum (Qu).

3. Pencampuran ISS dengan lempung mengakibatkan nilai batas cair (LL) berada pada 42% - 47%.

4. Persamaan cu = qu/2 atau y = 2c tidak berlaku pada hubungan antara kohesi (c) pada pengujian geser dan qu pada pengujian kuat tekan.

5. Hubungan antara nilai qu dan c adalah qu = a(c) + b, dimana nilai (a) berada pada 0,33497_–0,25570 dan (b) berada pada 0,21285_–0,13217.

Dengan :

qu = Kuat tekan maksimum dari pengujian tekan bebas c = Kohesi dari uji geser langsung

B. Saran

Untuk penelitian selanjutnya mengenai penggunaan larutan ISS 2500 sebagai stabilisasi disaran hal - hal dibawah ini untuk dipertimbangkan :

1. Untuk mengetahui efektif atau tidaknya campuran 2500 perlu diteliti lebih lanjut untuk tanah dari daerah lain atau jenis tanah lainnya dengan menggunakan komposisi campuran ISS 2500 yang berbeda dan jumlah pencampuran yang lebih banyak, sehingga akan diketahui perilaku tanah yang terjadi dan perubahan sifat fisik/mekanik akibat pengaruh penambahan ISS 2500 ke dalam campuran tanah lempung.

2. Disarankan dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengaruh larutan ISS 2500 pada hubungan batas cair dan plastisitas indeks terhadap nilai kohesi pada uji geser langsung dan uji tekan bebas yang menggunakan sampel yang lebih banyak agar didapatkan hubungan yang lebih akurat.

3. Disarankan lebih teliti pada pengujian geser langsung dan uji tekan bebas di laboratorium karena pembentukan sampel sangat mempengaruhi nilai kohesi dan nilai tegangan maksimum

4. Dalam pembacaan dial disarankan lebih teliti pada uji tekan bebas karena berhubungan dengan waktu.

DAFTAR PUSTAKA

Arora. 2004.Soil Mechanics And Foundation Engineering. Standard Publisher. Delhi.

Bowles, Joseph E. 1991.Sifat-Sifat Fisis Dan Geoteknis Tanah (Mekanika Tanah). Erlangga. Jakarta.

Bowles, Joseph E. 1997.Foundation Analysis and Design Fifth Edition.The

McGraw-Hill Companies, Inc. Singapore.

Craig, R.F. 1991.Mekanika Tanah. PT. Erlangga. Jakarta.

Das, B. M. 1995. Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid I . PT. Erlangga. Jakarta.

Das, B. M. 2007. Advanced Soil Mechanics Third Edition. Taylor and Francis. London and Newyork.

Das, B. M. 2008. Fundamentals of Geotechnical Engineering Third Edition.

Online Book. United State.

Hardiyatmo, H.C. 1996. Mekanika Tanah 1. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Hardiyatmo, H.C. 2002. Mekanika Tanah 2. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Anonymous. 2013. Cornice Adhesive. Boral Australian Gypsum Limited. Port Melbourne.Http://www.boral.com.au/plasterboard/msds/pdfs/Cornice_Adhe sive.pdf

Kaniraj, Shenbag R. 2008. Design Aids In Soil Mechanics And Foundation Engineering. Tata Mc Graw-Hill. Delhi.

Smith, G.N. and Smith, Ian G.N. 1998. Elements of Soil Mechanics Seventh Edition. Blacwell Science. United Kingdom.

Terzaghi, Karl 1996.Soil Mechanics in Engineering Practice Third Edition. John Wiley and Sons, Inc. New York.

yang digunakan untuk mengklasifikasikan tanah dengan Sistem Klasifikasi Unified.

d. Dari pengujian analisis saringan (sieve analysis), diperoleh persentase pembagian ukuran butiran tanah, yang akan digunakan untuk mengklasifikasikan tanah dengan Sistem Klasifikasi Unified.

e. Dari pengujian Geser Langsung di laboratorium, diperoleh hubungan tegangan regangan, dan kuat geser jenis tanah.

f. Dari pengujian Kuat Tekan Bebas di laboratorium, diperoleh hubungan tegangan regangan, tegangan maksimum dan sensitivitas jenis tanah. Dari parameter-parameter yang diperoleh dari pengujian Geser Langsung dan uji Kuat Tekan Bebas laboratorium di atas, selanjutnya dilakukan pengolahan dan analisa data untuk membandingkan hasil perhitungan antara kedua uji tersebut. Lalu, didapatkan nilai konstanta perbandingan antara nilai kohesi hasil uji di laboratorium untuk tanah lempung.

36

H. Diagram Alir

Tidak Ya Mulai Pengambilan sampel tanah

Uji Sifat fisis : Uji Kadar Air Uji Berat Jenis Uji Analisis Saringan

Uji Atterberg Uji Berat Volume

Klasifikasi

Uji Geser Langsung Uji Tekan Bebas

Pencampuran Larutan Iss 1. Tanah + KAO + 0,6 mL ISS-2500 2. Tanah + KAO + 0,9 mL ISS-2500 3. Tanah + KAO + 1,2 mL ISS-2500

Uji Atterberg Uji Pemadatan Modified Pembuatan Sampel Uji Atterberg UjiTekan Bebas Analisis Hasil Kesimpulan Selesai Pemadatan modified

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian dan pembahasan yang telah dilakukan terhadap sampel tanah lempung yang telah distabilisasi menggunakan larutan ISS 2500, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Tanah I termasuk dalam golongan A-6 dan tanah II tersebut termasuk dalam golongan 6 sedangkan tanah III termasuk dalam golongan A-7-5 yang berarti termasuk dalam golongan tanah berlempung. Ketiga jenis tanah ini termasuk tanah lempung yang biasa sampai dengan jelek sebagai bahan tanah dasar (Das,1995).

2. Semakin banyak volume larutan yang dicampurkan pada tanah I, tanah 2 dan tanah 3 maka akan meningkatkan nilai kohesi tanah (c), tegangan maksimum (Qu).

3. Pencampuran ISS dengan lempung mengakibatkan nilai batas cair (LL) berada pada 42% - 47%.

4. Persamaan cu = qu/2 atau y = 2c tidak berlaku pada hubungan antara kohesi (c) pada pengujian geser dan qu pada pengujian kuat tekan.

5. Hubungan antara nilai qu dan c adalah qu = a(c) + b, dimana nilai (a) berada pada 0,33497_–0,25570 dan (b) berada pada 0,21285_–0,13217.

77

Dengan :

qu = Kuat tekan maksimum dari pengujian tekan bebas c = Kohesi dari uji geser langsung

B. Saran

Untuk penelitian selanjutnya mengenai penggunaan larutan ISS 2500 sebagai stabilisasi disaran hal - hal dibawah ini untuk dipertimbangkan :

1. Untuk mengetahui efektif atau tidaknya campuran 2500 perlu diteliti lebih lanjut untuk tanah dari daerah lain atau jenis tanah lainnya dengan menggunakan komposisi campuran ISS 2500 yang berbeda dan jumlah pencampuran yang lebih banyak, sehingga akan diketahui perilaku tanah yang terjadi dan perubahan sifat fisik/mekanik akibat pengaruh penambahan ISS 2500 ke dalam campuran tanah lempung.

2. Disarankan dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengaruh larutan ISS 2500 pada hubungan batas cair dan plastisitas indeks terhadap nilai kohesi pada uji geser langsung dan uji tekan bebas yang menggunakan sampel yang lebih banyak agar didapatkan hubungan yang lebih akurat.

3. Disarankan lebih teliti pada pengujian geser langsung dan uji tekan bebas di laboratorium karena pembentukan sampel sangat mempengaruhi nilai kohesi dan nilai tegangan maksimum

4. Dalam pembacaan dial disarankan lebih teliti pada uji tekan bebas karena berhubungan dengan waktu.

Arora. 2004.Soil Mechanics And Foundation Engineering. Standard Publisher. Delhi.

Bowles, Joseph E. 1991.Sifat-Sifat Fisis Dan Geoteknis Tanah (Mekanika Tanah). Erlangga. Jakarta.

Bowles, Joseph E. 1997.Foundation Analysis and Design Fifth Edition.The McGraw-Hill Companies, Inc. Singapore.

Craig, R.F. 1991.Mekanika Tanah. PT. Erlangga. Jakarta.

Das, B. M. 1995. Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid I . PT. Erlangga. Jakarta.

Das, B. M. 2007. Advanced Soil Mechanics Third Edition. Taylor and Francis. London and Newyork.

Das, B. M. 2008. Fundamentals of Geotechnical Engineering Third Edition.

Online Book. United State.

Hardiyatmo, H.C. 1996. Mekanika Tanah 1. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Hardiyatmo, H.C. 2002. Mekanika Tanah 2. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Anonymous. 2013. Cornice Adhesive. Boral Australian Gypsum Limited. Port Melbourne.Http://www.boral.com.au/plasterboard/msds/pdfs/Cornice_Adhe sive.pdf

Kaniraj, Shenbag R. 2008. Design Aids In Soil Mechanics And Foundation Engineering. Tata Mc Graw-Hill. Delhi.

Smith, G.N. and Smith, Ian G.N. 1998. Elements of Soil Mechanics Seventh Edition. Blacwell Science. United Kingdom.

Terzaghi, Karl 1996.Soil Mechanics in Engineering Practice Third Edition. John Wiley and Sons, Inc. New York.

Universitas Lampung. 2010. Format Penulisan Karya Ilmiah Universitas

Lampung. UPT Percetakan Universitas Lampung. Bandar Lampung.