Pengaruh Penambahan Pasir Terhadap Tingkat Kepadatan dan Daya Dukung Tanah Lempung Organik

PENGARUH PENAMBAHAN PASIR TERHADAP TINGKAT

KEPADATAN DAN DAYA DUKUNG TANAH LEMPUNG

ORGANIK

(Skripsi)

Oleh

FERDI FERDIAN

0715011057

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

CLAY

By FERDI FERDIAN

The problem of density level and bearing capacity of soil is one of things that really need to considered in the planning and construction work of a civilian building . This is because the land in question serves as a medium that holds the load or the action of a construction that is built on it . Stabilization using sand material is one way to meet the needs of the required strength . Changes in weather and temperature in the field are factors that makes the soil unstable . The type of soil is organic clay stabilized from the Gedong Pasir village, Jabung District, East Lampung District. This research was conducted by using a mixture of sand with variations mixture of 5%, 10% and 15%. After the CBR testing, Density, Atterberg Limits and Specific Gravity for each sample.

The more variations of a mixture of sand were added resulting in declining water levels that would make the value of the soil carrying capacity increases, the value of density and plastic limit increased, while the value of the liquid limit and plasticity index decrease.

ABSTRAK

PENGARUH PENAMBAHAN PASIR TERHADAP TINGKAT KEPADATAN DAN DAYA DUKUNG TANAH LEMPUNG ORGANIK

Oleh FERDI FERDIAN

Permasalahan akan tingkat kepadatan dan daya dukung tanah merupakan salah satu hal yang sangat perlu diperhatikan dalam suatu perencanaan dan pekerjaan suatu konstruksi bangunan sipil. Hal ini dikarenakan tanah berfungsi sebagai media yang menahan beban atau aksi dari konstruksi yang dibangun di atasnya. Stabilisasi menggunakan bahan pasir merupakan salah satu cara untuk memenuhi kebutuhan kekuatan yang diperlukan. Perubahan cuaca dan suhu di lapangan merupakan faktor yang menjadikan tanah tidak stabil.

Jenis tanah yang distabilisasi adalah lempung organik yang berasal dari desa Gedong Pasir, Kelurahan Benteng Sari, Kecamatan Jabung , Kabupaten Lampung Timur. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan campuran pasir dengan variasi campuran sebanyak 5%,10% dan 15%. Setelah itu dilakukan pengujian CBR, Berat Jenis, Batas-batas Atterberg dan Berat Volume untuk setiap sampel. Semakin banyak variasi campuran pasir yang ditambahkan mengakibatkan kadar air semakin menurun yang akan membuat nilai daya dukung tanah meningkat, nilai berat jenis dan batas plastis meningkat, sedangkan nilai batas cair dan indeks plastisitasnya menurun.

ORGANIK

Oleh

FERDI FERDIAN

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar

SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Lampung

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

Ferdi Ferdian lahir di Tanjung Karang, Bandar Lampung, Lampung, pada tanggal 13 Februari 1989, merupakan anak ketiga dari tiga bersaudara pasangan Bapak Andri dan Ibu Dendayati.

Penulis memiliki satu orang saudara laki-laki bernama Hormen Rizki Kurniawan serta satu orang saudara perempuan bernama Devi Okta Andika Sari.

Penulis menempuh pendidikan dasar di SD Kartika II-5 Bandar Lampung yang diselesaikan pada tahun 2001. Pendidikan tingkat pertama ditempuh di SMPN 2 Bandar Lampung yang diselesaikan pada tahun 2004. Kemudian melanjutkan pendidikan tingkat atas di SMAN 3 Bandar Lampung Program Studi Ilmu Alam yang diselesaikan pada tahun 2007.

Penulis diterima menjadi mahasiswa Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung pada tahun 2007 melalui jalur SPMB. Selama menjadi mahasiswa, Penulis juga aktif dalam organisasi internal kampus yaitu sebagai anggota bidang Keagamaan UKMF Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil (Himateks) periode 2009/2010.

MOTO

Learn from yesterday, live for today, hope for tomorrow.

The important thing is not to to stop questioning

(Albert Einstein)

The only way to do great work is love what you do

(Steve jobs)

Hidup itu seperti sebuah perjalanan. Untuk mencapai

tujuan, yang diperlukan adalah perbuatan

Sebuah karya kecil buah pemikiran dan kerja keras untuk kedua orang tuaku

tercinta yang telah membesarkan dan mendidikku dengan penuh kesabaran dan

keikhlasan hati,

Ibundaku tercinta Dendadyati

Ayahhandaku tercinta Andri,

Kakakku Devi Okta Andika Sari dan Hormen Rizki Kurniawan

Serta teman dan sahabatku angkatan 2006, 2007, dan 2009.

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahi Robbi ‘Alamin_{, segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat}

Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi dengan judul “Pengaruh Penambahan Pasir Terhadap Tingkat Kepadatan dan Daya Dukung Lempung Organik” ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Lampung. Pada kesempatan ini pula secara tulus penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada mereka yang penuh kesabaran dan dedikasi membantu penulis dalam proses penyelesaian skripsiini:

1. Bapak Ir. M. Jafri, M.T., Dosen Pembimbing Utama atas waktu dan kesabarannya selama proses bimbingan, sehingga skripsi ini dapat dibuat dan diselesaikan juga membuat penulis belajar tentang arti disiplin dan kerja keras;

2. Bapak Iswan, S.T., M.T., Dosen Pembimbing Kedua atas arahannya dalam penyusunan skripsi ini yang membuat skripsi ini menjadi lebih baik; 3. Bapak Ir. Setyanto, M.T., Dosen Penguji atas kritik membangun, serta

argumentasinya yang mendorong penulis untuk terus belajar dan penulis yakin beliau melakukannya untuk membuat penulis menjadi seseorang yang lebih baik;

4. Bapak Dwi Joko Winarno, S.T., M.Eng., Dosen Pembimbing Akademik yang telah memberikan kasih sayang, serta pendidikan bagaimana menjadi seorang mahasiswa yang lugas, tegas, dan bertanggung jawab;

5. Bapak Ir. Idharmahadi Adha, M.T., Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung;

6. Bapak Prof. Drs. Suharno, M.sc., Ph.d., Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung;

7. Seluruh dosen dan karyawan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung, untuk segala dedikasinya yang telah membantu penulis dalam proses pendidikan. Penulis bahkan sadar ucapan terima kasih tidak akan cukup untuk menggambarkan dedikasi dan pengabdian beliau-beliau terhadap perkembangan pendidikan penulis;

8. 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.

9. Ayahku Andry, Ibuku Dendayati dan saudaraku Devi Okta Andika Sari, dan Hormen Rizki Kurniawan yang aku sayangi yang telah memberikan dorongan material dan spiritual dalam menyelesaikan kuliah di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung.

10. Sahabat-sahabat terbaikku, Agung, Arafat, Arya, Christian, Ican, Mum, Arafat, Rivan, Taufik, Todo yang tidak pernah bosan untuk memotivasi dan dimotivasi penulis agar terus berusaha (we can if together, friends!!),

iii

11. Teman dan sahabat angkatan 2006, 2007, dan 2009 yang tidak mungkin penulis sebutkan satu per satu. Semoga kita semua berhasil menggapai impian.

12. Seluruh civitas mahasiswa teknik sipil yang tergabung dalam HIMATEKS

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, 20 Februari 2015 Penulis,

Halaman HALAMAN PENGESAHAN

KATA PENGANTAR... i

DAFTAR ISI... iv

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR NOTASI ... xi

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1

B. Batasan Masalah ... 3

C. Tujuan Penelitian ... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA A. Tanah... 5

1. Definisi Tanah ... 5

2. Klasifikasi Tanah... 7

a. Sistem Klasifikasi AASHTO... 8

b. Sistem Klasifikasi TanahUnified(USCS) ... 10

B. Tanah Lempung ... 12

1. Sifat Tanah Lempung ... 14

v

D. Stabilisasi Tanah ... 18

E. Pemadatan Tanah ... 19

F. California Bearing Ratio(CBR)... 23

1. Jenis - Jenis CBR... 25

a. CBR Lapangan ... 25

b. CBR Lapangan Rendaman ... 26

c. CBR Laboratorium ... 27

2. Pengujian Kekuatan dengan CBR... 27

G. Batas-BatasAtterberg... 28

1. Batas Plastis(Plastic Limit) ... 28

2. Batas Cair(Liquid Limit)... 29

3. Indeks Plastisitas(Plasticity Index)... 29

H. Tinjauan Penelitian Terdahulu ... 29

III. METODE PENELITIAN A. Pengambilan Sampel... 37

B. Peralatan... 38

C. Benda Uji ... 38

D. Metode Pencampuran Sampel Tanah dengan Pasir ... 38

E. Data Penelitian ... 39

F. Pelaksanaan Pengujian... 39

1. Uji Kadar Air ... 40

2. Uji Analisa Saringan ... 41

3.Uji BatasAtterberg... 42

5.Uji Pemadatan Tanah(Proctor Modified)... 45

6. Uji CBR(California Bearing Ratio)... 48

G. Urutan Prosedur Penelitian ... 50

H. Analisa Hasil Penelitian ... 51

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Uji Fisik ... 54

1. Analisa Hasil Pengujian Kadar Air ... 55

2. Analisa Hasil Pengujian Berat Jenis ... 55

3. Analisa Hasil Pengujian Analisa Saringan... 55

4. Analisa Hasil Pengujian Batas Atterberg ... 57

5. Analisa Hasil Pengujian Pemadatan Tanah... 58

6. Analisa Hasil Pengujian CBR(California Bearing Ratio)... 59

B. Klasifikasi Tanah ... 59

1. Klasifikasi Sistem Unified (USCS) ... 59

2. Klasifikasi Sistem AASHTO ... 60

C. Hasil Pengujian CBR, Berat Jenis, Batas Atterberg Campuran ... 61

1. Uji CBR... 61

2. Uji Pemadatan Tanah ... 64

3. Uji Berat Jenis (Gs) ... 66

4. Uji BatasAtterberg... 67

D. Analisa Variasi Campuran CBR, Berat Jenis, Batas Atterberg ... 73

E. Perbandingan Hasil Penelitian yang Telah Dilakukan Terhadap Penelitian Terdahulu ... 74 V. PENUTUP

vii

A. Kesimpulan ... 83 B. Saran ... 84 DAFTAR PUSTAKA

Halaman

Tabel 2.1.Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASHTO ... 9

Tabel 2.2. Sistem Klasifikasi TanahUnified... 11

Tabel 2.3. Nilai Angka Pori dan Kadar Air Lempung Organik ... 17

Tabel 2.4. Hasil Pengujian CBR Tiap Variasi Campuran ... 30

Tabel 2.5. Hasil Pengujian Pemadatan Tiap Variasi Campuran... 31

Tabel 2.6. Hasil Pengujian Batas Cair Tiap Variasi Campuran ... 32

Tabel 2.7. Hasil Pengujian Batas Plastis Tiap Variasi Campuran... 34

Tabel 2.8. Hasil Pengujian Indeks Plastisitas Tiap Variasi Campuran... 35

Tabel 3.1. Kode Pada Mold untuk Masing-masing Sampel ... 51

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Sifat Fisik Tanah Lempung Organik... 54

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Analisis Saringan ... 56

Tabel 4.3. Hasil PengujianAtterbergTanah Asli... 57

Tabel 4.4. Hasil Pengujian CBR Tiap Variasi Campuran... 62

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Pemadatan Tiap Variasi Campuran ... 64

Tabel 4.6. Hasil pengujian Berat Jenis Tiap Variasi Campuran ... 66

Tabel 4.7. Hasil pengujian Batas Cair Tiap Variasi Campuran ... 68

Tabel 4.8.Hasil pengujian Batas Plastis tiap variasi campuran ... 70

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1.Variasi Indeks Plastisitas dengan Persen Fraksi Lempung ... 15

Gambar 2.2. Batas–batasAtterberg... 28

Gambar 2.3.Hubungan Campuran Pasir dan Nilai CBRstandarddan CBR modified... 30

Gambar 2.4.Hubungan Campuran Pasir dan Nilai KAOStandarddan KAOModified... 32

Gambar 2.5. Hubungan Campuran Pasir dan Batas Cair... 33

Gambar 2.6. Hubungan Campuran Pasir dengan Nilai Batas Plastis... 34

Gambar 2.7. Hubungan Campuran Pasir dengan Nilai Indeks Plastisitas... 35

Gambar 4.1. Grafik Hasil Analisa Saringan... 57

Gambar 4.2. Diagram Plastisitas Berdasarkan USCS... 60

Gambar 4.3. Hubungan Campuran Pasir dan Nilai CBRStandarddan CBR Modified... 62

Gambar 4.4. Hubungan Campuran Pasir dan Nilai KAOStandarddan KAO Modified... . 64

Gambar 4.5. Hubungan Campuran Pasir dan Berat Jenis ... 67

Gambar 4.6. Hubungan Campuran Pasir dan Batas Cair ... 68

Gambar 4.7. Hubungan Campuran Pasir dengan Nilai Batas Plastis... 70

Gambar 4.8. Grafik Hubungan Campuran Pasir dan Nilai Indeks Plastisitas.. 72 Gambar 4.9. Grafik Perbandingan Nilai CBR terhadap Jenis Tanah yang

berbeda dengan Bahan Stabilisasi Sama... 75 Gambar 4.10. Grafik Perbandingan Nilai CBR Modified Terhadap Jenis

Tanah yang Berbeda dengan Bahan Stabilisasi Sama... ... 77 Gambar 4.11. Grafik Perbandingan nilai Batas Cair terhadap Jenis Tanah

yang berbeda dengan Bahan Stabilisasi yang Sama... 79 Gambar 4.12. Grafik Perbandingan Nilai Batas Plastis terhadap Jenis Tanah

yang Berbeda dengan Bahan Stabilisasi Sama... 80 Gambar 4.13. Grafik Perbandingan Nilai Indeks Plastisitas terhadap Jenis

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 = BeratContainer

Wci = Berat Saringan

Wcs = BeratContainer+ Sampel Tanah Sebelum dioven Wds = BeratContainer+ Sampel Tanah Setelahdioven

Wm = BeratMold

Wms = BeratMold+ Sampel

Wn = Kadar Air Pada Ketukan ke-n

Ww = Berat Air

W1 = BeratPicnometer

W2 = BeratPicnometer+ Tanah Kering W3 = BeratPicnometer+ Tanah Kering + Air W4 = BeratPicnometer+ Air

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Tanah merupakan material dasar yang sangat berpengaruh dari suatu struktur maupun konstruksi dalam pekerjaan Teknik Sipil, baik itu konstruksi bangunan maupun konstruksi jalan. Konstruksi jalan membutuhkan tanah dasar yang baik untuk meletakkan bagian-bagian perkerasan jalan yang diletakkan di atas tanah dasar

tersebut.Kekuatan dan keawetan maupun tebal dari lapisan konstruksi perkerasan

jalan sangat tergantung dari sifat-sifat dan daya dukung tanah dasar ini.

Salah satu persoalan yang mungkin dihadapi oleh para perencana dan pelaksana pembangunan (khususnya untuk sebuah pembangunan perkerasan jalan) adalah cara menangani tanah atau bahan yang buruk agar dapat digunakan sebagai bahan perkerasan. Pada umumnya suatu pembangunan konstruksi di Indonesia berada di

atas tanah lempung.Tanah lempung merupakan tanah berbutir halus koloidal yang

tersusun dari mineral-mineral yang dapat mengembang. Tanah lempung pada umumnya merupakan material tanah dasar yang buruk, hal ini dikarenakan kekuatan gesernya sangat rendah sehingga pembuatan suatu konstruksi di atas lapisan tanah ini selalu menghadapi beberapa masalah seperti daya dukung yang rendah dan sifat kembang susut yang besar. Berbagai macam metode pun dilakukan, dari metode tradisional sampai metode modern. Metode tradisional seperti tanah ditumbuk secara konvensional, menambahkan pada tanah rusak

tersebut tanah yang baik, batu, pasir, atau pun kayu seadanya pada permukaan secara vertikal. Metode modern seperti melakukan perbaikan tanah dengan cara mekanis, dengan perkuatan, secara hidrolis, dan dengan menambahkan bahan kimia. Untuk mengatasi hal ini diperlukan alternatif penanganan yang tersedia antara lain dengan menggunakan teknologi stabilisasi tanah.

Umumnya perbaikan tanah dilakukan pada tanah lempung karena tanah lempung memiliki sifat fisik dan mekanis yang khusus, diantaranya kadar air yang tinggi, angka pori yang besar, berat volume yang kecil, plastisitas indeks yang besar, sehingga ini semua mengakibatkan daya dukung tanah lempung menjadi rendah dan pemampatan yang besar. Secara teknis tidak layak untuk kontruksi jalan dan bangunan tanpa pondasi dalam. Masalah yang mungkin sering terjadi adalah retak

– retak bahkan runtuh, pada jalan terjadi penurunan yang tidak seragam bahkan amblas. Maka penilitian kali ini mencoba perbaikan tanah lempung organik dengan menggunakan campuran pasir untuk mencoba apakah daya dukung tanah lempung organik akan naik dengan campuran tersebut.

Proses stabilisasi tanah secara konvensional saat ini belum mampu merubah sifat kembang susut tanah, sehingga walaupun suatu perkerasan atau konstruksi jalan tersebut sudah dipadatkan, akan cepat mengalami kerusakan dikarenakan sifat-sifat buruk tanah dibawahnya masih ada. Melihat perkembangan yang terjadi di lapangan, teknologi stabilisasi tanah telah mengalami peningkatan. Salah satu teknologi yang dapat digunakan pada stabilisasi tanah adalah dengan pencampuran bahan atau zat kimia. Untuk memperbaiki mutu tanah digunakan bahan pencampur yang salah satunya adalah dengan penambahan pasir pada kadar

3

tertentu. Dalam karya ilmiah ini akan dijelaskan seberapa besar pengaruh campuran pasir untuk stabilisasi tanah lempung organik, perubahan daya dukungnya setelah dicampur dengan pasir. Sehingga pada akhirnya dapat disimpulkan bahwa pasir rmerupakan bahan alternatif untuk stabilisasi tanah.

B. Batasan Masalah

Masalah pada penelitian ini dibatasi pada sifat dan karakteristik tanah lempung organik sebelum dan sesudah dicampur menggunakan pasir sebagai campuran dengan melaksanakan pengujian yang dilakukan di Laboratorium. Adapun ruang lingkup dan batasan masalah pada penelitian ini adalah :

1. Sampel tanah yang digunakan merupakan sampel tanah terganggu pada jenis tanah lempung organik di Desa Gedong Pasir, Kelurahan Benteng Sari, Kecamatan Jabung, Kabupaten Lampung Timur–Provinsi Lampung. 2. Pasir yang digunakan pasir kali yang diambil dari Desa Fajar Bulan, Kecamatan Padang Ratu, Kabupaten Lampung Tengah – Provinsi Lampung.

3. Pengujian – pengujian yang dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Universitas Lampung antara lain, sebagai berikut :

a. Pengujian pada tanah asli meliputi : 1. Uji Analisis Saringan

2. Uji Kadar Air

3. Uji Batas-BatasAtterberg

4. Uji Pemadatan Tanah (Modified Proctor) 5. Uji CBR (tanpa rendaman)

6. Uji Berat Jenis

b. Pengujian pada tanah yang telah distabilisasi meliputi : 1. Uji CBR

2. Batas-BatasAtterberg 3. Uji Kadar Air

4. Uji Berat Jenis

C. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Klasifikasi tanah yang digunakan pada penelitian.

2. Mengetahui kadar air optimum sampel tanah lempung organik.

3. Mengetahui pengaruh pemadatan terhadap daya dukung tanah lempung organik terhadap campuran pasir.

4. Mengetahui pengaruh kadar pasir pada campuran tanah lempung organik terhadap dukung.

5. Mengetahui kadar pasir optimum sebagai campuran tanah lempung organik terhadap daya dukung.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Tanah

Tanah merupakan material yang sangat penting dalam bidang Teknik Sipil. Semua sistem pembebanan produk Teknik Sipil berhubungan langsung dengan tanah serta sifat-sifatnya, baik itu sifat fisik, mekanis, maupun kimiawi. Tanah pada kondisi alam, terdiri dari campuran butiran-butiran mineral dengan atau tanpa kandungan bahan organik. Butiran-butiran tersebut dapat dengan mudah dipisahkan satu sama lain dengan kocokan air. Material ini berasal dari hasil pelapukan batuan, baik secara fisik maupun kimia. Sifat-sifat fisik tanah, kecuali dipengaruhi oleh Sifat-sifat batuan induk yang merupakan material asalnya, juga dipengaruhi oleh unsur-unsur luar yang menjadi penyebab terjadinya pelapukan batuan tersebut (Setyanto, 1999).

1. Definisi Tanah

Tanah dapat 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, 1993).

Tanah adalah kumpulan dari bagian-bagian yang padat dan tidak terikat antara satu dengan yang lain (diantaranya mungkin material organik) rongga-rongga diantara material tersebut berisi udara dan air (Verhoef, 1994).

Ikatan antara butiran yang relatif lemah dapat disebabkan oleh karbonat, zat organik, atau oksida-oksida yang mengendap-ngendap diantara partikel-partikel. Ruang diantara partikel-partikel dapat berisi air, udara, ataupun yang lainnya (Hardiyatmo, H.C., 1992).

Tanah dari pandangan ilmu Teknik Sipil merupakan himpunan mineral, bahan organic dan endapan-endapan yang relative lepas (loose) yang terletak di atas batu dasar (bedrock) (Hardiyatmo,H.C., 1992).

Asal– usul tanah terjadi karena pelapukan batuan menjadi partikel-partikel yang lebih kecil akibat proses mekanis dan kimia. Pelapukan mekanis disebabkan oleh memuai dan menyusutnya batuan oleh perubahan panas dan dingin yang terus-menerus (cuaca, matahari dan lain-lain) yang akhirnya menyebabkan hancurnya batuan tersebut. Bila temperatur udara menjadi sangat dingin, air menjadi membeku disekitar batu dan akan menyebabkan volumenya akan memuai yang menghasilkan tekanan yang cukup besar untuk memecahkan batuan tersebut dalam jangka waktu yang cukup lama. Selain itu air yang mengalir disungai dapat menyebabkan gerusan pada batuan tersebut. Dalam mekanis tidak terjadi perubahan susunan kimiawi dari mineral batuan tersebut. Pada proses pelapukan kimia mineral batuan induk diubah menjadi mineral-mineral baru melalui reaksi kimia. Proses pelapukan mengubah batuan

7

padat yang besar menjadi batuan yang lebih kecil berukuran sekitar batu besar (boulder) sampai tanah lempung yang sangat kecil sekali (Das, 1993).

2. Klasifikasi Tanah

Sistem klasifikasi tanah adalah suatu sistem pengaturan beberapa jenis tanah yang berbeda-beda tetapi mempunyai sifat yang serupa ke dalam kelompok-kelompok dan subkelompok 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-batasAtterberg, sistem-sistem tersebut adalah :

a. Sistem Klasifikasi AASHTO

Dalam sistem ini tanah dikelompokkan menjadi tujuh kelompok besar yaitu A-1 sampai dengan A-7. Tanah yang termasuk dalam golongan A1, A-2, dan A-3 masuk dalam tanah berbutir dimana 35 % atau kurang dari jumlah tanah yang lolos ayakan No. 200. Sedangkan tanah yang masuk dalam golongan A-4, A-5, A-6, dan A-7 adalah tanah lempung atau lanau. A-8 adalah kelompok tanah organik (Das, 1995).

Sistem klasifikasi ini didasarkan pada kriteria dibawah ini: 1) Ukuran butiran

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

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

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

Nama berlanau mempunyai indeks plastis sebesar 10 atau kurang. Nama berlempung bila indeks plastisnya 11 atau lebih. Bila dalam contoh tanah yang akan diklasifikasikan terdapat batuan yang ukurannya lebih besar dari 75 mm maka batuan tersebut harus dikeluarkan dahulu tetapi presentasenya harus tetap dicatat.

Tabel 2.1.Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASTHO

Klasifikasi Umum

Tanah berbutir

(35 % atau kurang dari seluruh contoh tanah lolos ayakan No. 200)

Tanah lanau - lempung (lebih dari 35 % dari seluruh contoh

tanah lolos ayakan No. 200)

Klasifikasi Kelompok

A-1

A-3

A-2

A-4 A-5 A-6

A-7

A-1a A-1b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 A-7-5*

A-7-6** Analisis ayakan

(% lolos)

No. 10 ≤ 50 --- --- --- --- --- --- --- --- ---

---No. 40 ≤ 30 ≤ 50 ≥ 51 --- --- --- --- --- --- ---

---No. 200 ≤ 15 ≤ 25 ≤ 10 ≤ 35 ≤ 35 ≤ 35 ≤ 35 ≥ 36 ≥ 36 ≥ 36 ≥ 36

Sifat fraksi yang lolos ayakan No. 40

Batas Cair (LL) --- --- ≤ 40 ≥ 41 ≤ 40 ≥ 41 ≤ 40 ≥ 40 ≤ 40 ≥ 41

Indek Plastisitas (PI) ≤ 6 NP ≤ 10 ≤ 10 ≥ 11 ≥ 11 ≤ 10 ≤ 10 ≥ 11 ≥ 11

Tipe material yang paling dominan

Batu pecah, kerikil dan pasir

Pasir halus

Kerikil dan pasir yang berlanau

atau berlempung Tanah berlanau Tanah berlempung Penilaian sebagai

bahan tanah dasar Baik sekali sampai baik Biasa sampai jelek

Keterangan : **Untuk A-7-5, PI≤ LL –30 ** Untuk A-7-6, PI > LL–30 Sumber :Das, 1995

dipergunakan pada pekerjaan pembuatan lapangan terbang (Das, 1995). Oleh Casagrande 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 dilakukan di laboratorium agar tidak terjadi kesalahan label.

11

Tabel 2.2. Sistem KlasifikasiUnified

Divisi Utama Simbol Nama Umum Kriteria Klasifikasi

T a n a h b e rb u ti r k a sa r≥ 5 0 % b u ti ra n te rt a h a n s a ri n g a n N o . 2 0 0 K e ri k il 5 0 % ≥ fra k si k a sa r te rt a h a n s a ri n g a n N o . 4 K e ri k il b e rs ih (h a n y a k e ri k il ) GW

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

K la si fi k a si b e rd a sa rk a n p ro se n ta se b u ti ra n h a lu s ; K u ra n g d a ri 5 % l o lo s sa ri n g a n n o .2 0 0 : G M , G P , S W , S P . L e b ih d a ri 1 2 % l o lo s sa ri n g a n n o .2 0 0 : G M , G C , S M , S C. 5 % -1 2 % l o lo s sa ri n g a n N o .2 0 0 : Ba ta sa n k la si fi k a si y a n g m e m p u n y a i si m b o l d o b e l

Cu = D60> 4

D10

Cc = (D30)2 Antara 1 dan 3

D10 x D60 GP

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

Tidak memenuhi kedua kriteria untuk GW K e ri k il d e n g a n Bu ti ra n h a lu 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 a si r≥ 5 0 % fra k si k a sa r lo lo s sa ri n g a n N o . 4 P a si r b e rs ih (h a n y a p a si r) 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 a si r d e n g a n b u ti ra n h a lu 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

T a n a h b e rb u ti r h a lu s 5 0 % a ta u l e b ih l o lo s a y a k a n N o . 2 0 0 L a n a u d a n l e m p u n g b a ta s c a 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 L a n a u d a n l e m p u n g b a ta s c a 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

Ba ta s P la st is (% )

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 tidak mudah terkelupas hanya dengan jari tangan. Selain itu, permeabilitas lempung sangat rendah (Terzaghidan Peck, 1987).

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

Tanah lempung terdiri dari berbagai golongan tekstur yang agak susah dicirikan secara umum. Sifat fisika tanah lempung umumnya terletak di antara sifat tanah pasir dan liat. Pengolahan tanah tidak terlampau berat, sifat merembeskan airnya sedang dan tidak terlalu melekat.

Warna tanah pada tanah lempung tidak dipengaruhi oleh unsur kimia yang terkandung di dalamnya, karena tidak adanya perbedaan yang dominan dimana kesemuanya hanya dipengaruhi oleh unsur Natrium saja yang paling mendominasi. Semakin tinggi plastisitas, grafik yang dihasilkan pada

masing-13

masing unsur kimia belum tentu sama. Hal ini disebabkan karena unsur-unsur warna tanah dipengaruhi oleh nilai Liquid Limit (LL) yang berbeda-beda (Marindo, 2005 dan Afryana,2009).

Tanah lempung terdiri dari butir–butir yang sangat kecil ( < 0.002 mm) dan menunjukkan sifat – sifat plastisitas dan kohesi. Kohesi menunjukkan kenyataan bahwa bagian – bagian itu melekat satu sama lainnya, sedangkan plastisitas adalah sifat yang memungkinkan bentuk bahan itu diubah – ubah tanpa perubahan isi atau tanpa kembali ke bentuk aslinya, dan tanpa terjadi retakan–retakan atau terpecah–pecah (L.DWesley, 1977).

Mineral lempung merupakan senyawa alumunium silikat yang kompleks yang terdiri dari satu atau dua unit dasar, yaitu silica tetrahedral dan alumunium octahedral. Silicon dan alumunium mungkin juga diganti sebagian dengan unsur lain yang disebut dengan substitusi isomorfis. Sifat-sifat yang dimiliki tanah lempung adalah sebagai berikut:

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

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

e. Kadar kembang susut yang tinggi. f. Proses konsolidasi lambat.

Tanah butiran halus khususnya tanah lempung akan banyak dipengaruhi oleh air. Sifat pengembangan tanah lempung yang dipadatkan akan lebih besar pada lempung yang dipadatkan pada kering optimum daripada yang dipadatkan pada basah optimum. Lempung yang dipadatkan pada kering

optimum relatif kekurangan air, oleh karena itu lempung ini mempunyai kecenderungan yang lebih besar untuk meresap air sebagai hasilnya adalah sifat mudah mengembang (Hardiyatmo, 1999).

Tanah lempung adalah tanah yang mempunyai partikel mineral tertentu yang menghasilkan sifat-sifat plastis pada tanah bila dicampur dengan air (Grim, 1953).

Partikel lempung dapat berbentuk seperti lembaran yang mempunyai permukaan khusus. Karena itu, tanah lempung mempunyai sifat sangat dipengaruhi oleh gaya-gaya permukaan. Umumnya, terdapat kira-kira 15 macam mineral yang diklasifikasikan sebagai mineral lempung. Beberapa mineral yang diklasifikasikan sebagia mineral lempung yakni :montmorrillonite, illite, kaolinite, danpolygorskite(Hardiyatmo, 2006).

1. Sifat-Sifat Umum Mineral Lempung : a. Hidrasi

Partikel mineral lempung biasanya bermuatan negatif sehingga partikel lempung hampir selalu mengalami hidrasi, yaitu dikelilingi oleh lapisan-lapisan molekul air dalam jumlah yang besar. Lapisan ini sering mempunyai tebal dua molekul dan disebut lapisan difusi, lapisan difusi ganda atau lapisan ganda adalah lapisan yang dapat menarik molekul air atau kation yang disekitarnya. Lapisan ini akan hilang pada temperature yang lebih tinggi dari 60º sampai 100º C dan akan mengurangi plastisitas alamiah, tetapi sebagian air juga dapat menghilang cukup dengan pengeringan udara saja.

15

b. Aktivitas(A)

Mendefinisikan aktivitas tanah lempung sebagai perbandingan antara Indeks Plastisitas (PI) dengan presentase butiran yang lebih kecil dari 0,002 mm atau dapat pula dituliskan sebagai persamaan berikut:

A =

%

Aktivitas digunakan sebagai indeks untuk mengidentifikasi kemampuan mengembang dari suatu tanah lempung. Ketebalan air mengelilingi butiran tanah lempung tergantung dari macam mineralnya. Jadi dapat disimpulkan plastisitas tanah lempung tergantung dari (Kempton, 1953).

1. Sifat mineral lempung yang ada pada butiran 2. Jumlah mineral

Bila ukuran butiran semakin kecil, maka luas permukaan butiran akan semakin besar. Pada konsep Atterberg, jumlah air yang tertarik oleh permukaan partikel tanah akan bergantung pada jumlah partikel lempung yang ada di dalam tanah.

Gambar 2.1.Variasi indeks plastisitas dengan persen fraksi lempung

Gambar di atas mengklasifikasikan mineral lempung berdasarkan nilai aktivitasnya, yaitu :

1.Montmorrillonite: Tanah lempung dengan nilai aktivitas (A)≥ 7,2

2.Illite: Tanah lempung dengan nilai aktivitas (A)≥ 0,9dan< 7,2 3.Kaolinite: Tanah lempung dengan nilai aktivitas (A)≥ 0,38dan < 0,9

4.Polygorskite: Tanah lempung dengan nilai aktivitas (A) < 0,38

c. Flokulasi dan Disversi

Apabila mineral lempung terkontaminasi dengan substansi yang tidak mempunyai bentuk tertentu atau tidak berkristal (amophous) maka daya negatif netto, ion-ion H+ di dalam air, gaya Van der Walls, dan partikel berukuran kecil akan bersama-sama tertarik dan bersinggungan atau bertabrakan di dalam larutan tanah dan air. Beberapa partikel yang tertarik akan membentuk flok (flock) yang berorientasi secara acak, atau struktur yang berukuran lebih besar akan turun dari larutan itu dengan cepatnya dan membentuk sedimen yang sangat lepas. Flokulasi larutan dapat dinetralisasi dengan menambahkan bahan-bahan yang mengandung asam (ion H+), sedangkan penambahan.bahan-bahan alkali akan mempercepat flokulasi. Lempung yang baru saja berflokulasi dengan mudah tersebar kembali dalam larutan semula apabila digoncangkan, tetapi apabila telah lama terpisah penyebarannya menjadi lebih sukar karena adanya gejala dimana kekuatan didapatkan dari lamanya waktu.

17

d. Pengaruh Zat Cair

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

C. Tanah Lempung Organik

Tanah lempung organik adalah tanah butiran halus yang memiliki ukuran lebih kecil dari 0,074 mm (No. 200) dan mengandung kadar organik.

Nilai angka pori, kadar air, dan berat volume kering pada tanah lempung organik (Mitchell, 1976)

Tabel 2.3.Angka Pori, Kadar Air dan Berat Volume Lempung Organik

Angka Pori, e 2,5–3,2

Kadar air dalam keadaan jenuh 30–120 Berat volume kering (kN/m3) 6 - 8

Kesimpulannya adalah tanah kohesif seperti lempung memiliki perbedaan yang cukup mencolok terhadap tanah non kohesif seperti pasir.

Perbedaan tersebut adalah:

- Tahanan friksi tanah kohesif < tanah non kohesif - Kohesi Lempung > tanah granular

- Permeability lempung < tanah berpasir

- Pengaliran air pada lempung lebih lambat dibandingkan pada tanah berpasir

- Perubahan volume pada lempung lebih lambat dibandingkan pada tanah granular.

D. Stabilisasi Tanah

Stabilisasi tanah adalah suatu proses untuk memperbaiki sifat-sifat tanah dengan menambahkan sesuatu pada tanah tersebut, agar dapat menaikkan kekuatan tanah dan mempertahankan kekuatan geser. Adapun tujuan stabilisasi tanah adalah untuk mengikat dan menyatukan agregat material yang ada sehingga membentuk tanah yang padat. Pada umumnya cara yang digunakan untuk menstabilisasi tanah terdiri dari salah satu atau kombinasi dari pekerjaan-pekerjaan berikut (Bowles, 1991) :

1. Mekanis, yaitu pemadatan dengan berbagai jenis peralatan mekanis seperti mesin gilas (roller), benda berat yang dijatuhkan, ledakan, tekanan statis, tekstur, pembekuan, pemanasan dan sebagainya.

2. Bahan Pencampur (Additive), yaitu penambahan kerikil untuk tanah kohesif, lempung untuk tanah berbutir, dan pencampur kimiawi seperti semen, gamping, abu batubara, gamping dan/atau semen, semen aspal, sodium dan kalsium klorida, limbah pabrik kertas dan lain-lainnya. Metode atau cara memperbaiki sifat – sifat tanah ini juga sangat

19

bergantung pada lama waktu pemeraman, hal ini disebabkan karena didalam proses perbaikan sifat – sifat tanah terjadi proses kimia yang dimana memerlukan waktu untuk zat kimia yang ada didalam additive untuk bereaksi.

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

1. Meningkatkan kerapatan tanah.

2. Menambah material yang tidak aktif sehingga meningkatkan kohesidan atau tahanan gesek yang timbul.

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

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

Tanah yang akan digunakan pada suatu konstruksi bangunan harus memiliki sifat-sifat fisik maupun teknis yang baik. Namun kenyataan menunjukan bahwa tidak semua tanah dalam kondisi aslinya memiliki sifat-sifat yang diinginkan. Apabila tanah bersifat sangat lepas atau sangat mudah tertekan, permeabilitas yang terlalu tinggi, dan sifat-sifat lain yang tidak diinginkan sehingga tidak sesuai untuk proyek pembangunan, maka tanah tersebut harus distabilisasi.

E. Pemadatan Tanah

1. Prinsip-prinsip pemadatan

Pada awal proses pemadatan, berat volume tanah kering (γd) bertambah

volume tanah basah (γb) sama dengan berat volume tanah kering (γd).

Ketika kadar air berangsur-angsur ditambah (dengan usaha pemadatan yang sama), berat butiran tanah padat tiap volume satuan (γd) juga

bertambah. Pada kadar air lebih besar dari kadar air tertentu, yaitu saat kadar air optimum, kenaikan kadar air justru mengurangi berat volume keringnya. Hal ini karena air mengisi rongga pori yang sebelumnya diisi oleh butiran padat. Kadar air pada saat berat volume kering mencapai maksimum(γdmaks) disebut kadar air optimum (Hardiyatmo, 2004).

2. Pengujian pemadatan

Untuk menentukan hubungan kadar air dan berat volume, dan untuk mengevaluasi tanah agar memenuhi persyaratan kepadatan, maka umumnya dilakukan pengujian pemadatan. Proctor (1933) telah mengamati bahwa ada hubungan yang pasti antara kadar air dan berat volume kering tanah padat untuk berbagai jenis tanah.

Pada umumnya, terdapat satu nilai kadar air optimum tertentu untuk mencapai berat volume kering maksimumnya (gdmaks). Hubungan berat volume kering (gd) dengan berat volume basah (gb) dan kadar air (w). Berat volume kering setelah pemadatan bergantung pada jenis tanah, kadar air, dan usaha yang diberikan oleh alat penumbuknya. Karakteristik kepadatan tanah dapat dinilai dari pengujian standar laboratorium yang disebut ujiProctor.

a. Uji PemadatanStandard Proctor

Uji pemadatan ini dilakukan dengan mengacu pada ASTM D 698. Pengujian ini dilakukan untuk menentukan hubungan antara kadar air

21

dan kepadatan tanah dengan cara memadatkan sampel dalam cetakan silinder berukuran tertentu dengan menggunakan alat penumbuk 2,5 kg dan tinggi jatuh 30 cm.

b. Uji PemadatanModified Proctor

Di dalam uji proctor dimodifikasi (Modified Proctor), mold yang digunakan masih tetap sama, hanya berat penumbuknya diganti dengan yang 4,54 kg dengan tinggi jatuh penumbuk 45,72 cm. Pada pengujian ini, tanah di dalam mold ditumbuk dalam 5 (lima) lapisan.

Dalam uji pemadatan, percobaan diulang paling sedikit 5 (lima) kali dengan kadar air tiap percobaan divariasikan. Kemudian, digambarkan sebuah grafik hubungan kadar air dan berat volume keringnya. Kurva yang dihasilkan dari pengujian memperlihatkan nilai kadar air yang terbaik (wopt) untuk mencapai berat volume kering terbesar atau kepadatan maksimum (gd maks). Pada nilai kadar air rendah, untuk kebanyakan tanah, tanah cenderung bersifat kaku dan sulit dipadatkan. Setelah kadar air ditambah, tanah menjadi lebih lunak. Pada kadar air yang tinggi, berat volume kering berkurang. Bila seluruh udara di dalam tanah dapat dipaksa keluar pada waktu pemadatan, tanah akan berada dalam kedudukan jenuh dan nilai berat volume kering akan menjadi maksimum. Akan tetapi, dalam praktik, kondisi ini sulit dicapai. Untuk suatu kadar air tertentu, berat volume kering maksimum secara teoritis didapat bila pada pori-pori tanah sudah tidak ada udaranya lagi, yaitu pada saat di mana derajat kejenuhan tanah sama dengan 100%. Jadi, berat volume kering maksimum (teoritis) pada suatu kadar air tertentu dengan kondisi “zero air voids”,

gzav (pori-pori tanah tidak mengandung udara sama sekali), dapat dihitung dari persamaan :

Karena saat tanah jenuh 100 % (S = 1) dan e = w Gs, dimana : gzav : berat volume pada kondisizero air voids

gw : berat volume air e : angka pori

Gs :berat spesifik butiran padat tanah

Berat volume kering (gd) setelah pemadatan pada kadar air (w) dengan kadar udara (air content), A (A = Va/V = volume udara/volume total). Hubungan berat volume kering pada kadar udara tertentu dengan kadar air, dari hasil ujistandard proctordanmodified proctor.

3. Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil pemadatan

Menurut Hardiyatmo (2004) faktor-faktor yang mempengaruhi pemadatan antara lain :

a. Pengaruh macam tanah

Macam tanah, seperti distribusi ukuran butiran, bentuk butiran, berat jenis dan macam mineral lempung yang terdapat dalam tanah sangat berpengaruh pada berat volume maksimum dan kadar air optimumnya. Pada tanah pasir, berat volume tanah kering cenderung berkurang saat kadar air bertambah. Pengurangan berat volume tanah kering ini merupakan akibat dari pengaruh hilangnya tekanan kapiler saat kadar air bertambah. Pada kadar air rendah, tekanan kapiler dalam tanah yang berada di dalam rongga pori menghalangi kecenderungan

23

partikel tanah untuk bergerak sehingga butiran cenderung merapat (padat).

b. Pengaruh usaha pemadatan

Jika energi pemadatan ditambah, maka berat volume kering tanah juga bertambah. Jika energi pemadatan ditambah, kadar air optimum berkurang. Kedua hal tersebut berlaku untuk hampir semua jenis tanah. Namun, harus diperhatikan bahwa derajat kepadatan tidak secara langsung proposional dengan energi pemadatan. Keuntungan yang diperoleh dari tes pemadatan diantarannya :

1. Meningkatkan kekuatan tanah.

2. Berkurangnya penyusutan akibat berkurang kadar air dari nilai patokan pada saat pengeringan.

3. Berkurangnya penurunan permulaan tanah (subsidence), yaitu gerakan vertikal di dalam massa tanah itu sendiri akibat berkurangnya angka pori.

4. Kekuatan geser dan daya dukung meningkat. 5. Pemampatan(compressibility)tanah berkurang.

F.California Bearing Ratio(CBRMethod)

Metode perencanaan perkerasan jalan yang umum dipakai adalah cara-cara empiris dan yang biasa dikenal adalah cara-cara CBR (California Bearing Ratio). Metode ini dikembangkan olehCalifornia State Highway Departemen sebagai cara untuk menilai kekuatan tanah dasar jalan (subgrade). Istilah CBR menunjukkan suatu perbandingan (ratio) antara

beban yang diperlukan untuk menekan piston logam ke dalam tanah untuk mencapai penurunan (penetrasi) tertentu dengan beban yang diperlukan pada penekanan piston terhadap material batu pecah di California pada penetrasi yang sama (Canonica, 1991).

Metode CBR (California Bearing Ratio) adalah suatu metode empiris untuk mengukur nilai kepadatan tanah. Metode ini mula-mula diciptakan oleh 0.J. Porter, kemudian dikembangkan di Califonia, Amerika serikat. Metode ini mengkombinasikan Percobaan Pembebanan Penetrasi dilaboratorium atau dilapangan dengan rencana empiris untuk menentukan tebal lapisan perkerasan. Untuk mendapatkan nilai CBR tersebut dinamakan test CBR. Test CBR ini dikembangkan sekitar tahun 1930-an di laboratorium of Materials Research Departement of The California Division of Highways, USA.

Prinsip dari uji CBR ini adalah menekan suatu contoh tanah dalam cetakan berbentuk silinder dengan alat penekan standard dengan kecepatan penetrasi tetap dan diukur beban yang diperlukan untuk penetrasi contoh tanah sebesar 0,1" atau 0,2"’. Nilai California Bearing Ratio (CBR) adalah perbandingan antara beban yang diperlukan untuk penetrasi contoh tanah sebesar 0,1" atau 0,2" dengan beban yang ditahan bahan standar pada penetrasi 0,1" atau 0,2".

Ada dua cara untuk menentukan besarnya nilai CBR yaitu:

1. CBR untuk tekanan penetrasi pada 0,l” (0,254 cm) terhadap penetrasi standar yang besarnya 70,37 kg/cm2 (1000 psi).

CBR =

25

CBR = × 100 % (P1 dalam psi)

2. CBR untuk penetrasi 0,2" (0,508 cm) terhadap tekanan penetrasi standar yang besarnya 105,56 kg/ cm2 (1500 psi).

CBR =

, × 100 % (P2 dalam kg/cm2)

CBR = × 100 % (P2 dalam psi)

Dari kedua cara tersebut digunakan nilai yang terbesar. Harga CBR adalah nilai yang menyatakan kualitas tanah dasar dibandingkan dengan bahan standar berupa batu pecah yang mempunyai nilai CBR sebesar 100% dalam memikul beban. Sedangkan nilai CBR yang didapat akan digunakan untuk menentukan tebal lapisan perkerasan yang diperlukan di atas lapisan yang mempunyai nilai CBR tertentu. Untuk menentukan tebal lapis perkerasan dari nilai CBR digunakan grafik-grafik yang dikembangkan untuk berbagai muatan roda kendaraan dengan intensitas lalu lintas.

1. Jenis-Jenis CBR

Berdasarkan cara mendapatkan contoh tanahnya, CBR dapat dibagi atas :

a. CBR Lapangan

CBR lapangan disebut juga CBR inplaceatau field inplacedengan kegunaan sebagai berikut :

1. Mendapatkan nilai CBR asli di lapangan sesuai dengan kondisi tanah pada saat itu. Umumnya digunakan untuk perencanaan

tebal lapis perkerasan yang lapisan tanah dasarnya sudah tidak akan dipadatkan lagi.

2. Untuk mengontrol apakah kepadatan yang diperoleh sudah sesuai dengan yang diinginkan. Pemeriksaan ini tidak umum digunakan. Metode pemeriksaannya dengan meletakkan piston pada kedalaman dimana nilai CBR akan ditentukan lalu dipenetrasi dengan menggunakan beban yang dilimpahkan melalui garden truk.

b. CBR Lapangan Rendaman

CBR lapangan rendaman ini berfungsi untuk mendapatkan besarnya nilai CBR asli di lapangan pada keadaan jenuh air dan tanah mengalami pengembangan (swelling) yang maksimum. Hal ini sering digunakan untuk menentukan daya dukung tanah di daerah yang lapisan tanah dasarnya tidak akan dipadatkan lagi, terletak pada daerah yang badan jalannya sering terendam air pada musim penghujan dan kering pada musim kemarau. Sedangkan pemeriksaan dilakukan di musim kemarau. Pemeriksaan dilakukan dengan mengambil contoh tanah dalam tabung (mold) yang ditekan masuk kedalam tanah mencapai kedalaman yang diinginkan. Tabung berisi contoh tanah dikeluarkan dan direndam dalam air selama beberapa hari sambil diukur pengembangannya. Setelah pengembangan tidak terjadi lagi, barulah dilakukan pemeriksaan besarnya CBR.

27

c. CBR Laboratorium

Tanah dasar pada konstruksi jalan baru dapat berupa tanah asli, tanah timbunan atau tanah galian yang dipadatkan sampai mencapai 95 % kepadatan maksimum. Dengan demikian daya dukung tanah dasar merupakan kemampuan lapisan tanah yang memikul beban setelah tanah itu dipadatkan. CBR ini disebut CBR Laboratorium

2. Pengujian Kekuatan dengan CBR

Alat yang digunakan untuk menentukan besarnya CBR berupa alat yang mempunyai piston dengan luas 3 inch2 dengan kecepatan gerak vertikal kebawah 0,05 inch/menit, Proving Ring digunakan untuk mengukur beban yang dibutuhkan pada penetrasi tertentu yang diukur dengan arloji pengukur (dial). Penentuan nilai CBR yang biasa digunakan untuk menghitung kekuatan pondasi jalan adalah penetrasi

0,1” dan penetrasi 0,2”, yaitu dengan rumus sebagai berikut :

Nilai CBR pada penetrsai 0,1” = × 100 %

Nilai CBR pada penetrsai 0,2” = × 100 %

Dimana :

A = pembacaan dialpada saat penetrasi 0,1” B = pembacaan dial pada saat penetrasi 0,2”

Nilai CBR yang didapat adalah nilai yang terkecil diantara hasil perhitungan kedua nilai CBR.

G. Batas-BatasAtterberg

Batas kadar air yang mengakibatkan perubahan kondisi dan bentuk tanah dikenal pula sebagai batas-batas konsistensi atau batas-batas Atterberg (yang mana diambil dari nama peneliti pertamanya yaitu Atterberg pada tahun 1911). Pada kebanyakan tanah di alam, berada dalam kondisi plastis. Kadar air yang terkandung dalam tanah berbeda-beda pada setiap kondisi tersebut yang mana bergantung pada interaksi antara partikel mineral lempung. Bila kandungan air berkurang maka ketebalan lapisan kation akan berkurang pula yang mengakibatkan bertambahnya gaya-gaya tarik antara partikel-partikel. Sedangkan jika kadar airnya sangat tinggi, campuran tanah dan air akan menjadi sangat lembek seperti cairan. Oleh karena itu, atas dasar air yang dikandung tanah, tanah dapat dibedakan ke dalam empat (4) keadaan dasar, yaitu : padat (solid), semi padat (semi solid), plastis (plastic), dan cair (liquid), seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2.2. berikut.

Kadar Air Bertambah

Kering Makin Basah

Padat Semi Padat Plastis Cair

Cakupan

Plasticity Index (PI) PI–LL–PL

Batas Susut Batas Plastis Batas Cair

(Shrinkage Limit) (Plastic Limit) (Liquid Limit)

Gambar 2.2.Batas-batasAtterberg

Adapun yang termasuk ke dalam batas-batasAtterbergantara lain : 1. Batas Plastis (Plastic Limit)

29

Batas plastis (PL) adalah kadar air pada kedudukan antara daerah plastis dan semi padat, yaitu persentase kadar air dimana tanah yang di buat menyerupai lidi-lidi sampai dengan diameter silinder 3 mm mulai retak-retak, putus atau terpisah ketika digulung.

2. Batas Cair (Liquid Limit)

Batas cair (LL) adalah kadar air tanah pada batas antara keadaan cair dan keadaan plastis, yaitu batas atas dari daerah plastis.

3. Indeks Plastisitas (Plasticity Index)

Indeks plastisitas (PI) adalah selisih antara batas cair dan batas plastis. Indeks plastisitas merupakan interval kadar air tanah yang masih bersifat plastis.

H. Tinjauan Penelitian Terdahulu

Beberapa penelitian laboratorium yang menjadi bahan pertimbangan dan acuan penelitian ini dikarenakan adanya kesamaan metode dan bahan aditif yang digunakan, tetapi untuk jenis tanah yang digunakan berbeda, antara lain:

1. Pengaruh Penambahan Pasir Terhadap Tingkat Pemadatan dan Daya Dukung Tanah Lempung Lunak yang telah dilaksanakan oleh Christian Prasenda pada tahun 2014. Bahan penstabilisasi menggunakan bahan campuran yang sama yaitu campuran pasir dengan kadar 5 %, 10 %, dan 15 %. Hasil dari pengujian campuran pasir terhadap tanah lempung lunak dengan kadar 5 %, 10 %, dan 15 % adalah sebagai berikut :

Tabel 2.4 .Hasil Pengujian CBR Tiap Variasi Campuran

Sampel + Campuran Pasir

Nilai CBRStandard (%)

Nilai CBR Modified

(%)

A (0%) Pasir 12,5 13,5

B (5%) Pasir 12,9 13,8

C (10%) Pasir 13,1 16,2

D (15%) Pasir 14 21,2

Hubungan antara nilai CBR terhadap masing-masing variasi campuran pasir dapat dilihat pada gambar berikut

Gambar 2.3.Hubungan Campuran Pasir dan NilaiCBR Standard

danCBR Modified

Dari hasil pengujian laboratorium didapat kenaikan nilai CBR pada tiap variasi campuran. Hal ini dapat dilihat pada tabel dan gambar

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

0 5 10 15

Nila i C B R %

Kadar Campuran %

Nilai CBR Standart (%)

31

yang menunjukkan nilai CBR pada tiap variasi campuran mengalami kenaikan nilai CBR.

2. Uji Pemadatan Tanah

Pengujian pemadatan tanah dilakukan untuk menentukan kepadatan maksimum tanah dengan cara tumbukan yaitu dengan mengetahui hubungan antara kadar air dengan kepadatan tanah. Pengujian pemadatan tanah dilakukan dengan Standard Proctor dan Modified Proctor.

Tabel 2.5.Hasil Pengujian Pemadatan Tiap Variasi Campuran

Sampel + Kadar Pasir (%)

Standard Proctor Modified Proctor

KAO % γd KAO % γd

A (0%) Pasir 33 0,89 29,5 1,12

B (5%) Pasir 31,5 1,04 28,5 1,15

C (10%) Pasir 28,7 1,08 27,5 1,19

D (15%) Pasir 27,2 1,1 26 1,24

Hubungan antara nilai kadar air optimum (ωopt) terhadap masing –

masing variasi campuran pasir dapat dilihat pada gambar sebagai berikut :

Gambar 2.4. Hubungan Campuran Pasir dan Nilaiωopt Standarddanωopt Modified

Dari hasil pengujian di laboratorium seperti yang ditunjukkan pada tabel 2.5. dan gambar 2.4. dapat dijelaskan bahwa dan Nilai ωopt Standarddanωopt Modifiedmengalami penurunan.

Hasil pengujian batas cair untuk masing-masing waktu siklus terhadap tanah stabilisasi menggunakan pasir adalah seperti pada Tabel berikut :

Tabel 2.6.Hasil Pengujian Batas Cair Tiap Variasi Campuran

Sampel + Campuran Pasir Batas Cair

A (0%) Pasir _89,1071

B (5%) Pasir _84,9668

C (10%) Pasir

84,0335 D (15%) Pasir

79,9

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

0 5 10 15

Nila

i

ω

o

p

t

%

Kadar Campuran %

33

Hubungan antara nilai Batas Cair dan kadar campuran pasir pada tanah lempung lunak dengan menggunakan bahan stabilisasi pasir pada masing-masing campuran :

Gambar 2.5.Hubungan Campuran Pasir dan Batas Cair

Dari hasil pengujian di laboratorium yang dapat dilihat pada tabel dan gambar di atas bahwa nilai batas cair mengalami penurunan saat penambahan campuran pasir dari tanah asli ke pencampuran pasir.

Hasil pengujian Batas Plastis pada tanah lempung lunak dengan menggunakan bahan stabilisasi pasir untuk masing-masing campuran adalah :

78 80 82 84 86 88 90

0 5 10 15

Nila

ia

B

ata

s

C

air

Kadar Campuran %

Tabel 2.7.Hasil Pengujian Batas Plastis tiap Variasi Campuran

Sampel + Campuran Pasir Batas Plastis

A (0%) Pasir _38,92

B (5%) Pasir _46,48

C (10%) Pasir _58,22

D (15%) Pasir

67,61

Hubungan antara nilai Batas Plastis pada tanah lempung lunak dengan menggunakan bahan stabilisasi pasir dengan masing-masing campuran :

Gambar 2.6.Hubungan Campuran Pasir dengan Nilai Batas Plastis

Dari hasil pengujian di laboratorium yang tersaji pada tabel dan gambar di atas dapat dilihat bahwa nilai batas plastis mengalami kenaikan pada tiap persentase penambahan pasir. Hasil pengujian

35 40 45 50 55 60 65 70

0 5 10 15

Nila

i

B

ata

s

P

la

stis

Kadar Campuran %

35

Indeks Plastisitas pada tanah lempung lunak dengan bahan stabilisasi pasir pada masing–masing campuran adalah:

Tabel 2.8.Hasil pengujian Indeks Plastisitas tiap variasi campuran

Sampel + Campuran Pasir Indeks Plastisitas

A (0%) Pasir _50,1841

B (5%) Pasir _38,4879

C (10%) Pasir

25,8143 D (15%) Pasir

12,3329

Hubungan antara nilai Indeks Plastisitas terhadap masing -masing variasi campuran pasir dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 2.7. Grafik Hubungan campuran pasir dengan nilai

Indeks Plastisitas

0 10 20 30 40 50 60

0 5 10 15

Nila

i

In

d

ek

s

P

la

stis

ita

s

Kadar Campuran %

Dari hasil pengujian di laboratorium yang tersaji pada tabel dan gambar di atas dapat dilihat bahwa nilai indeks plastisitas semakin menurun.

III . METODE PENELITIAN

A. Pengambilan Sampel

Sampel tanah yang diambil meliputi tanah terganggu (disturb soil) yaitu tanah yang telah terjamah atau sudah tidak alami lagi yang telah terganggu oleh lingkungan luar, dan tanah tidak terganggu (undistrub soil) yaitu tanah yang belum terjamah atau masih alami yang tidak terganggu oleh lingkungan luar. Akan tetapi dalam penelitian ini cukup dengan pengambilan sampel dengan cara disturb soil (tanah terganggu). Sampel tanah diambil di beberapa titik pada lokasi pengambilan sampel menggunakan cangkul sedalam 50 cm, hal ini dilakukan agar membuang tanah-tanah yang mengandung humus dan akar-akar tanaman. Sampel tanah yang diambil merupakan sampel tanah yang mewakili tanah di lokasi pengambilan sampel.

Sampel tanah tersebut digunakan untuk pengujian analisis saringan, batas-batas konsistensi, pemadatan (proctor modified) dan CBR tanpa rendaman. Pengambilan sampel tanah terganggu (disturb) cukup dimasukan kedalam karung. Pengambilan sampel tanah tersebut sesuai dengan kebutuhan tanah yaitu sebanyak 72 kg, yang digunakan untuk percobaan sebanyak 12 sample dan masing-masing sample memerlukan tanah kurang lebih 6 kg. 12 sample tersebut dibagi menjadi 4 percobaan, jadi tiap percobaan membutuhkan 18 kg tanah.

B. Peralatan

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat untuk uji analisis saringan, uji berat jenis, uji kadar air, uji batas-batas konsistensi, uji proctor modified, uji CBR dan peralatan lainnya yang ada di Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung yang telah sesuai dengan

standardisasiAmerican Society for Testing Material(ASTM).

C. Benda Uji

1. Sampel tanah yang diuji pada penelitian ini yaitu tanah lunak dengan klasifikasi lempung organik dengan plastisitas rendah yang berasal dari desa Gedong Pasir, Kabupaten Lampung Timur – Provinsi Lampung dengan titik koordinat lintang (-5o 71’ 84,26”) dan bujur (105o 39’

10,73”).

Meninjau dari penelitian terdahulu yang mengatakan jenis tanah lempung organik, salah satunya berada di lokasi tersebut. Tanah tersebut sebelum diuji, dikeringkan dengan cara diletakkan di tempat yang sejuk terlebih dahulu untuk memudahkan dalam proses penyaringan agar butirannya tidak melekat satu sama lain, kemudian diayak lolos saringan No. 4 (4,75 mm).

2. Pasir yang digunakan pasir kali yang diambil dari Desa Fajar Bulan, Kecamatan Padang Ratu, Kabupaten Lampung Tengah Provinsi Lampung.

D. Metode Pencampuran Sampel Tanah dengan Pasir

Metode pencampuransampletanah dengan menggunakan pasir adalah : Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan pasir sebagai campuran dengan variasi presentase pasir yaitu : 5 %, 10 % dan 15 %.

39

E. Data Penelitian

Data-data yang digunakan dalam penilitian ini adalah sebagai berikut : 1. Nilai Analisis Saringan

2. Nilai Berat Jenis 3. Nilai Kadar Air 4. Nilai BatasAtterberg 5. Nilai Pemadatan Tanah 6. Nilai CBR Tanah Asli

7. Nilai CBR Campuran Tanah + Kadar Pasir ( sesuai persentase pasir yang telah ditentukan)

8. Nilai Kadar Pasir Optimum

F. Pelaksanaan Pengujian

Pelaksanaan pengujian dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil, Universitas Lampung. Pengujian yang dilakukan dibagi menjadi 2 bagian pengujian yaitu pengujian untuk tanah asli dan tanah yang telah distabilisasi, adapun pengujian-pengujian tersebut adalah sebagai berikut : 1. Pengujian Sampel Tanah Asli

a. Pengujian Analisis Saringan b. Pengujian Berat Jenis c. Pengujian Kadar Air d. Pengujian BatasAtterberg e. Pengujian Pemadatan Tanah

g. Uji CBR Campuran Tanah + Kadar Pasir ( sesuai persentase pasir yang telah ditentukan)

h. Pengujian Kadar Pasir Optimum

1. Uji Kadar Air

Pengujian ini digunakan untuk mengetahui kadar air suatu sampel tanah yaitu perbandingan antara berat air dengan berat tanah kering. Pengujian ini menggunakan standar ASTM D-2216.

Adapun cara kerja berdasarkan ASTM D-2216, yaitu:

a. Menimbang cawan yang akan digunakan dan memasukkan benda uji kedalam cawan dan menimbangnya.

b. Memasukkan cawan yang berisi sampel ke dalam oven dengan suhu 110oC selama 24 jam.

c. Menimbang cawan berisi tanah yang sudah di oven dan menghitung presentase kadar air.

Perhitungan :

a. Berat air (Ww) = Wcs–Wds b. Berat tanah kering (Ws) = Wds–Wc

c. Kadar air (ω) = x100%

Ws Ww

Dimana:

Wc = Berat cawan yang akan digunakan Wcs = Berat benda uji + cawan

41

2. Uji Analisis Saringan

Analisis saringan adalah mengayak atau menggetarkan contoh tanah melalui satu set ayakan di mana lubang-lubang ayakan tersebut makin kecil secara berurutan. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui presentase ukuran butir sampel tanah yang dipakai. Pengujian ini menggunakan standar ASTM D-422, AASHTO T88 (Bowles, 1991). Langkah Kerja :

a. Mengambil sampel tanah sebanyak 500 gram, memeriksa kadar airnya.

b. Meletakkan susunan saringan diatas mesin penggetar dan memasukkan sampel tanah pada susunan yang paling atas kemudian menutup rapat. c. Mengencangkan penjepit mesin dan menghidupkan mesin penggetar

selama kira-kira 15 menit.

d. Menimbang masing-masing saringan beserta sampel tanah yang tertahan di atasnya.

Perhitungan :

a. Berat masing-masing saringan (Wci)

b. Berat masing-masing saringan beserta sampel tanah yang tertahan di atas saringan (Wbi)

c. Berat tanah yang tertahan (Wai) = Wbi–Wci

d. Jumlah seluruh berat tanah yang tertahan di atas saringan (Wai Wtot)

e. Persentase berat tanah yang tertahan di atas masing-masing saringan (Pi)





% 100 x W

Wci Wbi Pi

total   



 

f. Persentase berat tanah yang lolos masing-masing saringan (q) :

% %

100 pi

qi 

 

11 qip

 

i1 q

Dimana : i = l (saringan yang dipakai dari saringan dengan diameter maksimum sampai saringan No. 200)

3. Uji BatasAtterberg

a. Batas Cair (Liquid Limit)

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

Adapun cara kerja berdasarkan ASTM D-4318, antara lain :

1. Mengayak sampel tanah yang sudah dihancurkan dengan menggunakan saringan No. 40.

2. Mengatur tinggi jatuh mangkuk Casagrande setinggi 10 mm. 3. Mengambil sampel tanah yang lolos saringan No. 40, kemudian

diberi air sedikit demi sedikit dan aduk hingga merata, kemudian dimasukkan kedalam mangkuk cassagrande dan meratakan permukaan adonan sehingga sejajar dengan alas.

4. Membuat alur tepat ditengah-tengah dengan membagi benda uji dalam mangkuk cassagrande tersebut dengan menggunakan grooving tool.

43

5. Memutar tuas pemutar sampai kedua sisi tanah bertemu sepanjang 13 mm sambil menghitung jumlah ketukan dengan jumlah ketukan harus berada diantara 10–40 kali.

6. Mengambil sebagian benda uji di bagian tengah mangkuk untuk pemeriksaan kadar air dan melakukan langkah kerja yang sama untuk benda uji dengan keadaan adonan benda uji yang berbeda sehingga diperoleh 4 macam benda uji dengan jumlah ketukan yang berbeda yaitu 2 buah dibawah 25 ketukan dan 2 buah di atas 25 ketukan.

Perhitungan :

1. Menghitung kadar air masing-masing sampel tanah sesuai jumlah pukulan.

2. Membuat hubungan antara kadar air dan jumlah ketukan pada grafik semi logritma, yaitu sumbu x sebagai jumlah pukulan dan sumbu y sebagai kadar air.

3. Menarik garis lurus dari keempat titik yang tergambar. 4. Menentukan nilai batas cair pada jumlah pukulan ke-25.

b. Batas Plastis (Plastic limit)

Tujuannya adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah pada keadaan batas antara keadaan plastis dan keadaan semi padat. Nilai batas plastis adalah nilai dari kadar air rata-rata sampel. Pengujian ini menggunakan standar ASTM D-4318.

1. Mengayak sampel tanah yang telah dihancurkan dengan saringan No. 40.

2. Mengambil sampel tanah kira-kira sebesar ibu jari kemudian digulung-gulung di atas plat kaca hingga mencapai diameter 3 mm sampai retak-retak atau putus-putus.

3. Memasukkan benda uji ke dalam container kemudian ditimbang 4. Menentukan kadar air benda uji.

Perhitungan :

1. Nilai batas plastis (PL) adalah kadar air rata-rata dari ketiga benda uji.

2. Indeks Plastisitas (PI) adalah harga rata-rata dari ketiga sampel tanah yang diuji, dengan rumus:

PI = LL–PL

4. Uji Berat Jenis

Pengujian ini mencakup penentuan berat jenis (specific gravity) tanah dengan menggunakan botol piknometer. Tanah yang diuji harus lolos saringan No. 40. Bila nilai berat jenis dan uji ini hendak digunakan dalam perhitungan untuk uji hydrometer, maka tanah harus lolos saringan No. 200 (diameter = 0.074 mm). Uji berat jenis ini menggunakan standar ASTM D-854.

Adapun cara kerja berdasarkan ASTM D-854, antara lain :

a. Menyiapkan benda uji secukupnya dan mengoven pada suhu 60oC sampai dapat digemburkan atau dengan pengeringan matahari.

45

b. Mendinginkan tanah dengan Desikator lalu menyaring dengan saringan No. 40 dan apabila tanah menggumpal ditumbuk lebih dahulu.

c. Mencuci labu ukur dengan air suling dan mengeringkannya. d. Menimbang labu tersebut dalam keadaan kosong.

e. Mengambil sampel tanah.

f. Memasukkan sampel tanah kedalam labu ukur dan menambahkan air suling sampai menyentuh garis batas labu ukur.

g. Mengeluarkan gelembung-gelembung udara yang terperangkap di dalam butiran tanah dengan menggunakan pompa vakum.

h. Mengeringkan bagian luar labu ukur, menimbang dan mencatat hasilnya dalam temperatur tertentu.

Perhitungan :

Dimana :

Gs = Berat jenis

W1 = Beratpicnometer(gram)

W2 = Beratpicnometerdan tanah kering (gram) W3 =Beratpicnometer, tanah, dan air (gram) W4 = Beratpicnometerdan air bersih (gram)

5. Uji Pemadatan Tanah (Proctor Modified)

Tujuannya adalah untuk menentukan kepadatan maksimum tanah dengan cara tumbukan yaitu dengan mengetahui hubungan antara kadar air

) W W ( ) W W ( W W Gs 2 3 1 4 1 2     

dengan kepadatan tanah. Pengujian ini menggunakan standar ASTM D-1557.

Adapun langkah kerja pengujian pemadatan tanah, antara lain : a. Pencampuran

1. Mengambil tanah sebanyak 12,5 kg dengan menggunakan karung goni lalu dijemur.

2. Setelah kering tanah yang masih menggumpal dihancurkan dengan tangan.

3. Butiran tanah yang telah terpisah diayak dengan saringan No. 4. 4. Butiran tanah yang lolos saringan No. 4 dipindahkan atas 5 bagian,

masing-masing 2,5 kg, masukkan masing-masing bagian kedalam plastik dan ikat rapat-rapat.

5. Mengambil sebagian butiran tanah yang mewakili sampel tanah untuk menentukan kadar air awal.

6. Mengambil tanah seberat 2,5 kg, menambahkan air sedikit demi sedikit sambil diaduk dengan tanah sampai merata. Bila tanah yang diaduk telah merata, dikepalkan dengan tangan. Bila tangan dibuka, tanah tidak hancur dan tidak lengket ditangan.

Setelah dapat campuran tanah, mencatat berapa cc air yang ditambahkan untuk setiap 2,5 kg tanah.

7. Penambahan air untuk setiap sampel tanah dalam plastik dapat dihitung dengan rumus :

Wwb = wb . W 1 + wb W = Berat tanah

47

Wb = Kadar air yang dibutuhkan Penambahan air : Ww = Wwb–Wwa

8. Sesuai perhitungan, lalu melakukan penambahan air setiap 2,5 kg sampel diatas pan dan mengaduknya sampai rata dengan sendok pengaduk.

b. Pemadatan tanah

1. Menimbangmoldstandar beserta alas.

2. Memasangcollarpadamold, lalu meletakkannya di atas papan. 3. Mengambil salah satu sampel yang telah ditambahkan air sesuai

dengan penambahannya.

4. Dengan modified proctor, tanah dibagi kedalam 5 bagian. Bagian pertama dimasukkan kedalam mold, ditumbuk 25 kali sampai merata. Dengan cara yang sama dilakukan pula untuk bagian kedua, ketiga, keempat dan kelima, sehingga bagian kelima mengisi sebagiancollar(berada sedikit diatas bagianmold).

5. Melepaskan collar dan meratakan permukaan tanah pada mold dengan menggunakan pisau pemotong.

6. Menimbangmoldberikut alas dan tanah didalamnya.

7. Mengeluarkan tanah dari mold dengan extruder, ambil bagian tanah (alas dan bawah) dengan menggunakan 2 container untuk pemeriksaan kadar air (w).

8. Mengulangi langkah kerja b.2 sampai b.7 untuk sampel tanah lainnya, maka akan didapatkan 6 data pemadatan tanah.

Perhitungan : Kadar air :

a. Berat cawan + berat tanah basah = W1 (gr) b. Berat cawan + berat tanah kering = W2 (gr) c. Berat air = W1–W2 (gr)

d. Berat cawan = Wc (gr)

e. Berat tanah kering = W2–Wc (gr) f. Kadar air (w) = W1–W2 (%)

W2–Wc Berat isi :

a. Beratmold= Wm (gr)

b. Beratmold+ sampel = Wms (gr) c. Berat tanah (W) = Wms–Wm (gr) d. Volumemold= V (cm3)

e. Berat volume = W/V (gr/cm3) f. Kadar air (w)

g. Berat volume kering (γd)

γd = (gr/cm3)

h. Berat volumezero air void( γz ) γz = (gr/cm3)

6. Uji CBR (California Bearing Ratio)

Tujuannya adalah untuk menentukan nilai CBR dengan mengetahui kuat hambatan campuran tanah dengan pasir terhadap penetrasi kadar air optimum.

w . Gs 1

w x Gs

 

100 x

1w

49

Langkah Kerja :

a. Menyiapkan 3 sampel tanah yang lolos saringan No. 4 masing-masing sebanyak 5 kg ditambah sedikit untuk mengetahui kadar airnya.

b. Menentukan penambahan air dengan rumus : Penambahan Air : Berat sampel x (OMC X MC)

100 + MC dimana :

OMC : Kadar air optimum dari hasil uji pemadatan MC : Kadar air sekarang

c. Menambahkan air yang didapat dari perhitungan di atas dengan sampel tanah lalu diaduk hingga merata. Setelah itu melakukan pemeraman selama 24 jam.

d. Memasukkan sampel kedalam mold lalu menumbuk secara merata. Melakukan penumbukan sampel dalam mold dengan 5 lapisan dan banyaknya tumbukan pada masing-masing sampel adalah :

Sampel 1 : Setiap lapisan ditumbuk 10 kali Sampel 2 : Setiap lapisan ditumbuk 25 kali Sampel 3 : Setiap lapisan ditumbuk 55 kali

e. Melepaskan collar dan meratakan sampel dengan mold lalu menimbangmoldberikut sampel tersebut.

f. Mengambil sebagian sampel yang tidak terpakai untuk memeriksa kadar air.

g. Melembabkan sampel dan setelah itu merendam sampel di dalam bak air, setelah itu dilakukan pengujian CBR.

Perhitungan :

1. Beratmold = Wm (gram)

2. Beratmold+ sampel = Wms (gram) 3. Berat sampel (Ws) = Wms–Wm (gram) 4. Volumemold = V

5. Berat Volume = Ws / V (gr/cm3)

6. Kadar air = ω

7. Berat volume kering (γd)

(γd) = (gr/cm3)

8. Harga CBR :

a. Untuk 0,1 “ :

b. Untuk 0,2 “ :

Dari kedua nilai CBR tersebut diambil nilai yang terkecil.

9. Dari ketiga sampel didapat nilai CBR yaitu untuk penumbukan 10 kali, 25 kali dan 55 kali.

G. Urutan Prosedur Penelitian

1. Menghitung terlebih dahulu nilai kadar air yang terkandung pada sampel tanah asli.

2. Melakukan Uji Analisa Saringan pada sampel tanah asli. 3. Melakukan Uji Berat Jenis pada sampel tanah asli. 4. Melakukan Uji BatasAtterbergpada sampel tanah asli. 5. Melakukan Uji Pemadatan Tanah pada sampel tanah asli.

% 100 x

1 ω

γ 

% 100 x 1000 x 3

Penetrasi

% 100 x 1500 x 3

51

6. Melakukan Uji CBR(California Bearing Ratio)pada sampel tanah asli. 7. Memberikan kode/nama pada mold untuk masing-masing sampel yang

akan digunakan untuk proses pemadatan. Kode pada mold untuk masing-masing sampel dan variasi campuran kadar pasir dilihat pada tabel 9 :

Tabel 3.1.Tabel Kode Pada Mold untuk Masing-Masing Sampel

Siklus Jumlah Sampel

Jumlah tumbukan

10x 25x 55x

Kode Mold Kode Mold Kode Mold

0 3 A0 B0 C0

2 3 A2 B2 C2

4 3 A4 B4 C4

6 3 A6 B6 C6

8. Melakukan Uji CBR pada sampel tanh dengan masing-masing variasi campuran pasir.

H. Analisis Hasil Penelitian

Semua hasil yang didapat dari pelaksanaan penelitian akan ditampilkan Dalam bentuk tabel, grafik hubungan serta

penjelasan-penjelasan yang didapat dari :

a. Dari Hasil Uji Kadar Air akan didapat nilai kadar air 1. Uji Analisa Saringan

2. Uji Berat Jenis 3. Uji BatasAtterberg 4. Uji Pemadatan Tanah 5. Uji CBR Tanah Asli

6. Uji CBR Campuran Tanah + Kadar Pasir (persentase kadar pasir yang digunakan adalah 5 %, 10 %, dan 15 %)

b. Dari hasil pengujian batas cair dan batas plastis (batas atterberg) didapatkan hasil pengujian yang ditampilkan dalam bentuk tabel dan grafik dengan cara membandingkan nilai batas cair dan batas plastis kadar campuran pasir optimum pada masing-masing siklus.

Dari tabel dan grafik nilai batas cair dan batas plastis tersebut maka akan didapatkan perbandingan antara pengaruh masing-masing siklus dengan nilai batas cair dan batas plastisnya (batasatterberg).

53

Gambar 8. Diagram Alir Percobaan

Pengambilan sampel tanah dan pasir

1. Uji Analisis Saringan 2. Uji Kadar Air

3. Uji Batas-BatasAtterberg

4. Uji Pemadatan tanah (Modified Proctor) 5. Uji CBR

6. Uji Berat jenis

Pembuatan sampel tanah ( tanah + pasir ) dengan kadar air optimum untuk masing- masing kadar pasir (5%, 10%,15%)

1. Uji CBR

2. Batas-BatasAtterberg 3. Uji Kadar Air

4. Uji Berat jenis

Kesimpulan

Selesai Analisis data

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian dan pembahasan yang telah dilakukan terhadap sampel tanah lempung organik yang distabilisasi menggunakan pasir, maka diperoleh beberapa kesimpulan :

1. Sampel tanah yang digunakan berasal dari daerah Desa Gedong Pasir, Kelurahan Benteng Sari, Kecamatan Jabung, Kabupaten Lampung Timur, menurut sistem klasifikasi AASHTO digolongkan pada kelompok tanah A-7-5 (tanah lempung). Tanah golongan ini termasuk golongan biasa sampai kurang baik digunakan sebagai tanah dasar pondasi.

2. Pemakaian kadar pasir sebagai bahan stabilisasi terhadap tanah lempung organik mampu menaikkan nilai berat jenis tanah pada setiap penambahan pasirnya.

3. Pada hasil pengujian batas Atterberg, kadar campuran pasir dapat menaikkan nilai batas plastis. Nilai indeks plastisitas pada masing-masing kadar campuran pasir mengalami penurunan. Sedangkan untuk nilai batas cair untuk kadar pasir mengalami penurunan.

6. Uji CBR Campuran Tanah + Kadar Pasir (persentase kadar pasir yang digunakan adalah 5 %, 10 %, dan 15 %)

b. Dari hasil pengujian batas cair dan batas plastis (batas atterberg) didapatkan hasil pengujian yang ditampilkan dalam bentuk tabel dan grafik dengan cara membandingkan nilai batas cair dan batas plastis kadar campuran pasir optimum pada masing-masing siklus.

Dari tabel dan grafik nilai batas cair dan batas plastis tersebut maka akan didapatkan perbandingan antara pengaruh masing-masing siklus dengan nilai batas cair dan batas plastisnya (batasatterberg).

53

Gambar 8. Diagram Alir Percobaan Pengambilan sampel tanah dan pasir

1. Uji Analisis Saringan 2. Uji Kadar Air

3. Uji Batas-BatasAtterberg

4. Uji Pemadatan tanah (Modified Proctor) 5. Uji CBR

6. Uji Berat jenis

Pembuatan sampel tanah ( tanah + pasir ) dengan kadar air optimum untuk masing- masing kadar pasir (5%, 10%,15%)

1. Uji CBR

2. Batas-BatasAtterberg 3. Uji Kadar Air

4. Uji Berat jenis

Kesimpulan

Selesai Analisis data

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian dan pembahasan yang telah dilakukan terhadap sampel tanah lempung organik yang distabilisasi menggunakan pasir, maka diperoleh beberapa kesimpulan :

1. Sampel tanah yang digunakan berasal dari daerah Desa Gedong Pasir, Kelurahan Benteng Sari, Kecamatan Jabung, Kabupaten Lampung Timur, menurut sistem klasifikasi AASHTO digolongkan pada kelompok tanah A-7-5 (tanah lempung). Tanah golongan ini termasuk golongan biasa sampai kurang baik digunakan sebagai tanah dasar pondasi.

2. Pemakaian kadar pasir sebagai bahan stabilisasi terhadap tanah lempung organik mampu menaikkan nilai berat jenis tanah pada setiap penambahan pasirnya.

3. Pada hasil pengujian batas Atterberg, kadar campuran pasir dapat menaikkan nilai batas plastis. Nilai indeks plastisitas pada masing-masing kadar campuran pasir mengalami penurunan. Sedangkan untuk nilai batas cair untuk kadar pasir mengalami penurunan.

84

4. Nilai CBR pada pencampuran kadar pasir mengalami kenaikan nilai CBR meskipun tidak terjadi peningkatan nilai CBR standard maupun CBR Modified yang signifikan dengan hasil yang lebih besar pada CBR modified.

5. Pada pengujian dapat dilihat bahwa penggunaan CBRmodifiedlebih baik dibandingkan menggunakan CBR standard, hal ini disebabkan oleh proses pemadatan yang lebih banyak sehingga membuat daya dukung tanah menjadi lebih besar.

6. Penggunaan campuran pasir pada tanah lempung lunak berdasarkan nilai CBR-nya lebih baik dibandingkan penggunaan campuran pasir pada tanah lempung organik.

B. Saran

Untuk penelitian selanjutnya mengenai stabilisasi tanah dengan menggunakan bahan pasir , disarankan beberapa hal dibawah ini untuk dipertimbangkan : 1. Untuk mengetahui efektif atau tidaknya campuran pasir perlu diteliti

lebih lanjut untuk tanah dari daerah yang lain dengan menggunakan campuran yang sama, sehingga akan diketahui nilai nyata terjadinya perubahan akibat pengaruh penambahan pasir.

2. Untuk mengetahui efektif atau tidaknya kadar campuran pasir pada stabilisasi tanah lempung organik perlu diteliti dengan menggunakan pasir dalam persentase pasir yang lebih besar.

3. Untuk kondisi perlakuan stabilisasi tanah menggunakan pasir di lapangan, disarankan pada saat pencampuran kondisi pasir tersebut dalam keadaan kering.

4. Penelitian yang lebih luas dan komprehensif masih diperlukan, khususnya untuk meningkatkan kualitas stabilitas tanah lempung organik terhadap efek jangka panjangnya (long term effect).

DAFTAR PUSTAKA

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

Canonica, Lucio. 1991.Memahami Mekanika Tanah. Angkasa. Bandung.

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

Hardiyatmo, Hary Christady. 1992. Mekanika Tanah 1. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Hardiyatmo, Hary Christady. 2002. Mekanika Tanah 2. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Universitas Lampung. 2003. Petunjuk Praktikum Mekanika I dan Mekanika II. Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Lampung. Bandar Lampung. Universitas Lampung. 2012. Format Penulisan Karya Ilmiah Universitas

Lampung. UPT Percetakan Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Prasenda, Christian. 2014. Pengaruh Penambahan Pasir Terhadap Tingkat Kepadatan dan Daya Dukung Tanah Lempung Lunak