Upload
iqbalsyah-pasaribu
View
239
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
1/115
35
ESTIMASI NILAI PARAMETER KOMPAKSI
BERDASARKAN NILAI PROPERTIES TANAH YANG
DISTABILISASI DENGAN PORTLAND CEMENT
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas-Tugas Dan
Memenuhi Syarat Untuk Menempuh
Ujian Sarjana Teknik Sipil
Disusun Oleh :
MUHAMMAD IQBALSYAH PASARIBU
10 0404 128
BIDANG STUDI TRANSPORTASI
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
2/115
i
ABSTRAK
Kekuatan dan keawetan konstruksi perkerasan jalan sangat tergantungpada sifat-sifat dan daya dukung tanah dasar. Tuntutan akan kebutuhan
pengontrolan di lapangan dan tersedianya dana, merupakan salah satu faktor yang
harus dipertimbangkan dalam pekerjaan pemadatan/kompaksi tanah dasar. Hal
tersebut kemudian memunculkan pemikiran akan pemilihan alat atau cara untuk
memperkirakan kepadatan tanah dengan sistem pelaksanaan yang tepat, cepat, dan
ekonomis.
Penelitian ini bertujuan untuk mengestimasi/memprediksi besaran nilai
parameter kompaksi yaitu berat isi kering maksimum (d max) dan kadar air
optimum (Wopt) dari nilai index propertiesyaitu persen butiran halus (Fines) dan
batas cair (LL) dari tanah yang distabilisasi dengan portland cement. Jumlah
sampel sebanyak 50 sampel dimana masing-masing sampel dites parameterkompaksi dan index propertiesnya dahulu sehingga diketahui jenis tanahnya A-4
dan A-6 dalam klasifikasi AASHTO dan SC, SC-SM, dan CL dalam klasifikasi
USCS lalu masing-masing 10 sampel tanah dicampur penambahan semen (PS)
variasi 2 %, 4 %, 6 %, 8 %, dan 10 % lalu dites kembali nilai parameter kompaksi
dan index propertiesnya.
Sampel berasal dari desa Bangun Rejo, Kecamatan Tanjungmorawa,
Kabupaten Deliserdang. Sampel tanah dibatasi nilai PI < 15 %. Rentang dari
pengujian tanah untuk batas cair (LL) adalah 25,32 % - 33,11 % dengan rata-rata
28,93 %, untuk persen butiran halus (Fines) adalah 39,81 % - 62,17 % dengan
rata-rata 51,56 %, untuk berat isi kering maksimum (d max) adalah 1,384 gr/cm3
1,502 gr/cm3dengan rata-rata1,444 gr/cm3, dan untuk kadar air optimum (Wopt)
adalah 18,32 % - 26,51 % dengan rata-rata 22,41 %. Sedangkan rentang dari
pengujian tanah ditambah semen untuk batas cair (LL) adalah 23,74 % - 32,51 %
dengan rata-rata 27,46 %, untuk persen butiran halus (Fines) adalah 40,85 % -
68,42 % dengan rata-rata 55,25 %, untuk berat isi kering maksimum (d max)
adalah 1,414 gr/cm3 1,548 gr/cm3 dengan rata-rata 1,476 gr/cm3, dan untuk
kadar air optimum (Wopt) adalah 17,04 % - 25,70 % dengan rata-rata 21,28 %.
Dengan menggunakan persamaan linier dalam mengestimasi nilai
parameter kompaksi diperoleh persamaan d max = 1,782 - 0,011*LL + 0,000*F +
0,006*PS dengan nilai R2 = 0,915 dan Wopt = 3,441 + 0,594*LL + 0,025*F +
0,024*PS dengan nilai R
2
= 0,726.Dari hasil persamaan yang telah diperoleh dapat disimpulkan bahwa
terdapat hubungan yang cukup kuat antara nilai parameter kompaksi dengan nilai
index properties (persen butiran halus dan batas cair) tanah yang distabilisasi
dengan semen.
Kata kunci : subgrade, index properties, kompaksi, berat isi kering maksimum,
kadar air optimum, batas cair, persen butiran halus, stabilisasi tanah-semen
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
3/115
ii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah
memberikan karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk
menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam atas Baginda Rasullah
Muhammad SAW yang telah memberi keteladanan dalam menjalankan setiap
aktifitas sehari-hari, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil
bidang Struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara, dengan judul Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai
PropertiesTanah yang Distabilisasi Dengan Portland Cement.
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak
terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak sehingga
penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Pada kesempatan ini pula, Penulis
menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Ir. Syahrizal, MT., selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3.
Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc, sebagai Dosen Pembimbing,
yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta
meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
4/115
iii
4. Bapak Ir. Indra Jaya Pandia, MT dan Ibu Adinasari Lubis, ST. MT.,
sebagai Dosen Pembanding dan Penguji, atas saran dan masukan yang
diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.
5.
Ibu Ika Puji Hastuty, ST. MT., sebagai Kepala Laboratorium Mekanika
Tanah, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera
Utara.
6. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Departemen Teknik Sipil, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah membimbing dan
memberikan pengajaran kepada Penulis selama menempuh masa studi di
Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
7. Seluruh Pegawai Administrasi Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini
kepada penulis.
8.
Teristimewa keluarga saya, Ayahanda H. Iradatsyah Pasaribu, S.H.,
Ibunda Nurbeity Pohan, S.E., Oma Hj Saudah Siambaton serta kakak-
kakak saya Ira Septiana Pasaribu, STP dan Ira Destiana Pasaribu, S.E.
serta adik saya Ira Nurhasanah Pasaribu yang telah memberikan doa,
motivasi, semangat dan nasehat. Terima kasih atas segala pengorbanan,
cinta, kasih sayang dan doa yang tiada batas.
9. Teristimewa sahabat saya Ella Ramadayani Nasution, yang telah
memberikan doa, motivasi, semangat, nasehat dan membantu saya dalam
menyelesaikan tugas akhir ini, terima kasih atas doanya.
10.Buat keluarga besar Laboratorium Mektan USU. Bg Khoir, Bg Dhani, Bg
Putra, Bg Frengky, Bg Jevri, Bg Danny, Bg Ivan, Bg Ridho, Yogi, Jericho,
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
5/115
iv
Prince, Wisman, Manimpan, Farah, Prasetyo, Novra yang selalu
membantu dari awal sampai akhir, memberi masukan-masukan hingga
tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan semaksimal mungkin.
11.Teman-teman mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Angkatan 2010, Abdul,
Akbar, Lamhot, Iwan, Dwi, Dara, Michael, Dice, Tria, Ijep, Bram, Fauzi,
Cika, Cece, Ica, Reby, Bilher, Cilla, Elfri, Elwis, Dila, Deni, Reza, Dicky,
Syahru, Lutfi, Yanti, Rissa, Henry, Rahmad, Ricky, Desindo serta teman-
teman angkatan 2010 sipil lainnya yang tidak dapat disebutkan seluruhnya
terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.
12.
Adik-adik Angkatan 2013 Yashir, Arif, Yahya, Delvin, Akmal, Indah,
Tria, Cicilia, Nadya, Dini, Rivaldy, serta adik-adik angkatan 2013 sipil
lainnya yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat
dan bantuannya selama ini.
13.
Kawan-kawan HMI Komisariat FT USU Bg Toni, Bg Ichwan, Bg Trisnal,
Kak Vina, Jali, Wulan, Danu, Andi, Yusro, Nuri, Tami, dan kawan-kawan
HMI Komisariat FT USU lainnya.
14.Kawan-kawan PEMA FT USU Bg Robi, Bg Fahmi, Bg Marlin, Bg Andre,
Bg Sutan, Bg David, Bg Galih, Bg Azmi, Bg Fahdi, Bg Rizki, Vita,
Liyana, Madan, Aboy, Rizky Indah, Fajar, Kherly, Prilsa, Pincek, Sarah,
Lia, Agan, Alan, Karin dan kawan-kawan mantan pengurus lainnya.
15.
Dan segenap pihak yang belum penulis sebut disini atas jasa-jasanya
dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga
Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
6/115
v
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna.
Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun
dari Bapak dan Ibu Staf Pengajar serta rekanrekan mahasiswa demi
penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Akhir kata, Penulis berharap Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat
yang sebesarbesarnya bagi kita semua. Aamiiin.
Medan, Januari 2016
M.Iqbalsyah Pasaribu
10 0404 128
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
7/115
vi
DAFTAR ISI
ABSTRAK ................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ................................................................................. ii
DAFTAR ISI ................................................................................................ vi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... x
DAFTAR TABEL ....................................................................................... xi
DAFTAR NOTASI ...................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN
I.1 Umum ......................................................................................... 1
I.2 Latar Belakang ............................................................................ 2
I.3 Perumusan Masalah Penelitian ................................................... 4
I.4 Tujuan Penelitian ........................................................................ 4
I.5 Manfaat Penelitian ...................................................................... 5
I.6 Pembatasan Masalah .................................................................. 5
I.7 Sistematika Penulisan ................................................................. 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Umum ......................................................................................... 7
II.2 Lapisan Dasar Jalan (Subgrade) .................................................. 8
II.2.1 Karakteristik Bahan yang Digunakan Sebagai Subgrade . 9
II.2.2 Prosedur Pekerjaan Lapisan Subgrade ............................. 10
II.3 Teori Pemadatan Tanah ............................................................... 11
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
8/115
vii
II.3.1 Pemadatan di Laboratorium .............................................. 15
II.3.2 Pemadatan di Lapangan .................................................... 17
II.4 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kepadatan (Kompaksi) ...... 21
II.4.1 Jenis Tanah ....................................................................... 21
II.4.2 Metode Pemadatan ............................................................ 26
II.4.3 Energi Pemadatan ............................................................. 27
II.4.4 Berat Isi Kering ................................................................. 28
II.4.2 Kadar Air .......................................................................... 29
II.5 Sifat Fisik Tanah (Index Properties) .......................................... 30
II.5.1 Ukuran Partikel Tanah ....................................................... 31
II.5.2 Batas-Batas Atterberg ....................................................... 33
II.5.2.1 Batas Cair (Liquid Limit)....................................... 34
II.5.2.2 Batas Plastis (Plastic Limit) ................................. 34
II.5.2.3 Batas Susut (Shrinkage Limit) ............................. 34
II.5.2.4 Indeks Plastisitas (Plasticity Index) ..................... 35
II.6 Stabilisasi Tanah ........................................................................ 36
II.6.1 Tipe-Tipe Stabilisasi ......................................................... 37
II.6.1.1 Stabilisasi Mekanis ............................................... 38
II.6.1.2 Stabilisasi Dengan Menggunakan Bahan
Tambah ................................................................ 38
II.6.2 Pemilihan Bahan Tambah ................................................. 39
II.6.3 Stabilisasi Tanah-Semen ................................................... 40
II.6.3.1 Pengaruh Macam Tanah ...................................... 41
II.6.3.2 Pengaruh Kadar Semen ........................................ 43
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
9/115
viii
II.6.3.3 Pengaruh Kepadatan ............................................ 43
II.6.3.4 Pengaruh Waktu Pemeraman ............................... 45
II.6.3.4 Perancangan Campuran ....................................... 45
II.7 Regresi Linier ............................................................................. 48
II.8 Hubungan Nilai Parameter Kompaksi dengan Index Properties 51
II.9 Ringkasan Kajian Literatur ........................................................ 57
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
III.1 Umum ....................................................................................... 60
III.2 Pekerjaan Persiapan .................................................................. 62
III.3 Penyediaan Bahan .................................................................... 62
III.4 Pekerjaan Laboratorium Awal ................................................. 62
III.4.1 Shieve Analysis Test (Analisa Saringan) ........................ 63
III.4.2 Atterberg Limit ............................................................... 63
III.4.3 Specific Gravity (Pengujian Berat Jenis) ........................ 64
III.4.4 Water Content (Pengujian Kadar Air) ............................ 64
III.4.5 Standard Compaction Test
(Pengujian Kompaksi Standar) ...................................... 65
III.5 Pengklasifikasian Tanah ........................................................... 65
III.6 Pencampuran denganPortland Cement.................................... 66
III.7 Pengujian Laboratorium Tanah yang Sudah Dicampur Semen 66
III.8 Analisa Hubungan Nilai Parameter Kompaksi denganIndex
Properties (Persen Butiran Halus dan Batas Cair) ................... 66
III.9 Kesimpulan Dan Saran ............................................................. 67
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
10/115
ix
BAB IV HASIL DAN ANALISA DATA
IV.1 Hasil Pengujian Laboratorium Sampel Tanah ........................... 69
IV.1.1 Distribusi NilaiAtterberg Limits Untuk Data Hasil
Pengujian Laboratorium ................................................. 71
IV.1.2 Distribusi Persentase Ukuran Butir Untuk Data Hasil
Pengujian Laboratorium ................................................. 72
IV.2 Hasil Pengujian Laboratorium Sampel Tanah Ditambah
Portland Cement ........................................................................ 73
IV.3 Hubungan Antara Nilai Parameter Kompaksi (Berat Isi Kering
Maksimum dan Kadar Air Optimum) Dengan NilaiIndex
Properties Tanah DitambahPortland Cement......................... 76
IV.3.5 Hubungan Tiga Variabel Antara Nilai Parameter
Kompaksi (Berat Isi Kering Maksimum) Dengan
Persen Butiran Halus (Fines), Nilai Batas Cair (LL)
Dan Penambahan Semen (PS) ........................................ 80
IV.3.6 Hubungan Tiga Variabel Antara Nilai Parameter
Kompaksi (Kadar Air Optimum) Dengan
Persen Butiran Halus (Fines), Nilai Batas Cair (LL)
Dan Penambahan Semen (PS) ........................................ 82
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan ................................................................................. 94
V.2 Saran ........................................................................................... 95
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 96
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
11/115
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Susunan jenis lapisan perkerasan jalan raya ........................... 8
Gambar 2.2 Dimensi mould danproctor standard..................................... 16
Gambar 2.3 Perbandinganproctor standard denganmodified .................. 16
Gambar 2.4 Smooth wheeled roller ............................................................ 18
Gambar 2.5 pneumatic-tired rollers ........................................................... 18
Gambar 2.6 Vibratory rollers ..................................................................... 19
Gambar 2.7 Vibrating plate compactors .................................................... 20
Gambar 2.8 Hubungan antara kadar air dan berat isi kering dengan
Beberapa jenis tanah yang dipadatkan ..................................... 23
Gambar 2.9 Batas-batas konsistensi atterberg............................................ 33
Gambar 2.10 Sifat khusus hubungan antara berat volume kering dan kuat
Tekan bebas, benda uji kubus 10 cm pada campuran
Tanah-semen ........................................................................... 45
Gambar 2.11 Bagan alir konsep perancangan campuran tanah-semen ........ 46
Gambar 2.12 Contoh grafik regresi .............................................................. 51
Gambar 2.13 MDD prediksi vs MDD lab .................................................... 55
Gambar 2.14 OMC prediksi vs OMC lab ..................................................... 55
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ............................................................ 61
Gambar 4.1 Distribusi nilai batas plastis dan indeks plastis dari data hasil
Pengujian laboratorium ............................................................ 72
Gambar 4.2 Distribusi persentase ukuran butir untuk data hasil pengujian
laboratorium ............................................................................. 73
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
12/115
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Karakteristiksubgradetanah oleh AASHO ................................. 9
Tabel 2.2 Defenisi-defenisi dari parameter pemadatan (kompaksi) ............. 14
Tabel 2.3 Klasifikasi tanah sistem Unified Soil Classification System ........ 25
Tabel 2.4 Klasifikasi tanah sistemAASHTO ................................................ 26
Tabel 2.5 Deskripsi pengujian pemadatan standar ....................................... 27
Tabel 2.6 Deskripsi pengujian pemadatan modified..................................... 29
Tabel 2.7 Pembagian ukuran partikel tanah ................................................. 31
Tabel 2.8 Ukuran saringan yang biasanya digunakan untuk analisis
Ukuran partikel ............................................................................. 32
Tabel 2.9 Indeks plastisitas tanah ................................................................. 36
Tabel 2.10 Berat jenis tanah ......................................................................... 36
Tabel 2.11 Petunjuk awal untuk pemilihan metode stabilisasi ..................... 40
Tabel 2.12 Sampel tanah yang digunakan dalam membentuk persamaan ... 54
Tabel 2.13 Statistik hasil pengujian ............................................................. 56
Tabel 4.1 Hasil pengujian laboratorium sampel tanah .................................. 69
Tabel 4.3 Hasil pengujian laboratorium sampel tanah ditambah semen ....... 74
Tabel 4.5 Summary regresi berat isi kering maksimum dengan batas cair,
Persen butiran halus, dan penambahan semen............................... 81
Tabel 4.6 Koefisien regresi berat isi kering maksimum dengan batas cair,
Persen butiran halus, dan penambahan semen............................... 81
Tabel 4.7 Summary regresi kadar air optimum dengan batas cair,
Persen butiran halus, dan penambahan semen............................... 82
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
13/115
xii
Tabel 4.8 koefisienregresi kadar air optimum dengan batas cair,
Persen butiran halus, dan penambahan semen............................... 83
Tabel 4.9 Rekapitulasi dan hasil estimasi nilai parameter kompaksi
Menggunakan tiga variabel yaitu persen butiran halus,
batas cair, dan penambahan semen ................................................ 84
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
14/115
xiii
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
d : Berat isi kering
MDD : Berat isi kering
d max : Berat isi kering maksimum
W : Kadar air
OMC : Kadar air optimum
Wopt : Kadar air optimum
ZAV : Kondisi tanah tanpa ada rongga udara (zero air void)
E : Energi Kompaksi
LL : Batas Cair (Liquid Limit)
PL : Batas Plastis (Plasic Limit)
PI : Indeks Plastisitas (Plasticity Index)
SL : Batas Susut (Shrinkage Limit)
SG : Berat Jenis (Specific Gravity)
CBR : Perbandingan bahan standar dengan California Bearing
Ratio
F : Persen Butiran Halus (Lolos ayakan no. 200)
PS : Penambahan Semen
Sr : Derajat Kejenuhan (Saturated degree)
AASHTO : American Assosiation of State Transportation Highway
Officials
USCS : Unified Soil Classification System
ASTM : American Standard Testing Material
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
15/115
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I Lembar Data Pengujian Sampel Tanah
Lampiran II Lembar Data Pengujian Sampel Tanah Dicampur Semen
Lampiran III Analisis Regresi dengan SPSS
Lampiran IV Dokumentasi
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
16/115
1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Umum
Subgradeatau tanah dasar merupakan pondasi yang menopang beban
perkerasan yang berasal dari kendaraan yang melewati suatu jalan. Oleh
karena itu perencanaan suatu perkerasan jalan sangat ditentukan oleh
kondisi tanah dasar atau subgrade. Kekuatan dan keawetan konstruksi
perkerasan jalan sangat tergantung pada sifat-sifat dan daya dukung tanah
dasar.
Menurut Spesifikasi, tanah dasar adalah lapisan paling atas dari
timbunan badan jalan setebal 30 cm, yang mempunyai persyaratan tertentu
sesuai fungsinya, yaitu yang berkenaan dengan kepadatan dan daya
dukungnya (CBR). Apabila kondisi tanah pada lokasi pembangunan jalan
mempunyai spesifikasi yang direncanakan, maka tanah tersebut dapat
langsung dipadatkan dan digunakan. Proses kontrol kualitas dari bahan
timbunan untuk lapisansubgradeadalah penentuan nilai CBR laboratoraium
dan Index Plastisitas.
Oleh karena itu, pada perencanaan pembuatan jalan baru harus
diadakan pemeriksaan tanah yang teliti ditempat- tempat yang akan
dijadikan tanah dasar yang berfungsi untuk mendukung pengerasan jalan.
Pengujian kepadatan dengan menggunakan metode Sand Cone Test
(AASTHO T 191) atau(Dynamic Cone Penetrometer Test). Subgradeharus
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
17/115
2
mencapai minimal 100% dari kepadatan laboratorium dan 95% untuk
material granural.
I.2. Latar Belakang
Kepadatan Laboratorium (Compaction Test) ditentukan dengan
melakukan percobaan proctor AASTHO T-99 atau AASTHO T-180. Pada
beberapa contoh tanah dengan variasi kadar air yang berbeda. Parameter
dari kepadatan laboratorium (Compaction Test) sangat dibutuhkan untuk
melengkapi percobaan CBR laboratorium dan pengujian kepadatan di
lapangan (Sand Cone Test). Parameter yang di dapat berupa berat isi kering
maksimum dengan kadar air optimum.
Tanah lempung umumnya merupakan tanah lunak (Soft Soil) yang
mempunyai sifat mudah berubah kondisinya bila kena air. Pada waktu kadar
air sangat besar dapat berupa bubur tanah, pada kondisi kadar air sedang
dapat berada pada tanah lunak, pada keadaan kadar air sedikit tanah dapat
menjadi keras dan kondisi seperti tadi diikuti oleh perubahan volume sangat
besar, besar ke kecil, sehingga tanah lempung disebut juga tanah yang
memiliki kembang-susut yang potensial. Sifat tanah lunak adalah kekuatan
gesernya rendah, penurunannya besar, permeabilitasnya tinggi,
deformasinya relatif besar dan daya dukungnya rendah.
Pada beberapa jenis tanah, diperlukan stabilisasi untuk menaikkan
nilai daya dukungnya. Yang dimaksud dengan stabilisasi tanah adalah
pencampuran tanah dengan bahan tertentu, guna memperbaiki sifat-sifat
teknis tanah, atau dapat pula stabilisasi tanah adalah usaha untuk merubah
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
18/115
3
atau memperbaiki sifat-sifat teknis tanah agar memenuhi syarat teknis
tertentu. Proses stabilisasi tanah meliputi pencampuran tanah dengan tanah
lain untuk memperoleh gradasi yang diinginkan, atau pencampuran tanah
dengan bahan tambah buatan pabrik sehingga sifat-sifat teknis semakin baik.
Salah satu bahan tambah yang sering dipakai pada stabilisasi tanah adalah
semen (Portland Cement) dengan syarat tanah yang cocok untuk
distabilisasi dengan menggunakan Portland Cement memiliki nilai indeks
plastisitas 10 %.
Semen yang sering dipakai untuk bahan stabilisasi adalah Portland
Cement (PC) yaitu campuran bahan-bahan yang sebagian besar berisi kapur
(CaO), silika (SiO2), alumina (Al2O3) dan oksida besi (Fe2O3). Sifat semen
bila dicampur air akan menjadi ikatan dan mengeras karena proses reaksi
kimia sehingga membentuk suatu massa yang kuat dan keras yang sering
disebut Hydraulic Cementsehingga Portland Cement (PC) dapat dijadikan
pengikat hidraulis, dalam hal ini waktu ikat awal 1-3 jam.
Proses penentuan berat isi kering maksimum dan kadar air
optimum di laboratorium memerlukan bahan yang cukup banyak, operator
laboratorium yang handal serta menyita waktu. Sementara spesifikasi juga
mengisyaratkan program rutin kontrol kualitas untuk penentuan indeks
plastis dan gradasi yang relatif memerlukan bahan yang lebih sedikit dan
menghasilkan klasifikasi tanah/ bahan tertentu.(Muiz,1993)
Jika hasil klasifikasi ini bisa di gunkan untuk memprediksi berat isi
kering maksimum dan kadar air optimum dari suatu bahan subgrade maka
dapat dihemat waktu, tenaga dan biaya pada pelaksanaan pekerjaannya dan
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
19/115
4
dapat merupakan klarifikasi/cross check terhadap pekerjaan yang
dilakukan teknisi laboratorium.(Muiz,1993)
I.3. Perumusan Masalah Penelitian
Dalam penelitian ini akan dibahas tentang hubungan regresi dari
nilai parameter pemadatan laboratorium (berat isi kering maksimum dan
kadar air optimum) dengan data index properties tanah yaitu persen
butiran halus (lebih dari 50% lolos ayakan no 200) dan batas cair (liquid
limit) serta persen penambahan Portland Cement pada tanah yang
distabilisasi denganPortland Cement.
I.4. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengestimasi atau
memprediksi berat isi kering maksimum dan kadar air optimum bahan
yang dipergunakan untuk lapisan subgrade yang distabilisasi dengan
Portland Cement berdasarkan data data index properties tanah yaitu
persen butiran halus dan batas cair (liquid limit)serta persen penambahan
semen pada tanah yang distabilisasi dengan Portland Cement serta
membandingkannya dengan nilai kompaksi yang sebenarnya sehingga
didapat nilai kepercayaan terhadap model yang digunakan dalam
penelitian ini.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
20/115
5
I.5. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah sebagai bahan pertimbangan atau
acuan didalam mempersingkat waktu, tenaga dan biaya kontrol bahan
timbunan atau galian untuk lapisan subgrade pada proyek jalan raya,
mengingat bahwa spesifikasi yang berlaku pada proyek jalan raya tidak
mensyaratkan adanya analisa statistik dalam pelaksanaan.
I.6. Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah pada penelitian ini adalah :
a.
Sampel tanah dibatasi mempunyai rentangplasticity index (PI) 0-15 %.
b.
Variabel yang dipakai pada analisa data adalah parameter kompaksi (berat
isi kering maksimum dan kadar air optimum), batas cair (LL), persen
butiran halus (FINES), dan persen penambahan semen.
c.
Persamaan yang dipakai pada analisa data dibatasi pada persamaan linier
berganda.
I.7 . Sistematika Penulisan
Untuk memperjelas tahapan yang dilakukan dalam studi ini,
penulisan tugas akhir ini dikelompokkan ke dalam 5 (lima) bab dengan
sistematika pembahasan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Merupakan bingkai studi atau rancangan yang akan dilakukan
meliputi tinjauan umum, latar belakang, perumusan masalah penelitian,
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
21/115
6
tujuan penelitian, manfaat penelitian, ruang lingkup penelitian dan
sistematika penelitian.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Merupakan kajian sebagai literatur serta kasil studi yang relevan
dengan pembahasan ini. Dalam bab ini akan diuraikan mengenaisubgrade,
data klasifikasi tanah (atterberg limits dan grain size analysis), pemadatan,
stabilisasi tanah denganPortland Cement serta literatur mengenai
hubungan pemadatan dengan persen butiran halus dan batas cair
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisikan tentang metode yang dipakai dalam penelitian ini,
termasuk pengambilan sampel, langkah penelitian, serta analisa data.
BAB IV HASIL DAN ANALISA DATA
Berisikan pembahasan mengenai hasil laboratorium yang telah
diperoleh, lalu dianalisa, sehingga dapat diperoleh kesimpulan model
persaaman.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Merupakan penutup yang berisikan tentang kesimpulan yang telah
diperoleh dari pembahasan pada bab sebelumnya, dan saran mengenai hasil
penelitian yang dapat dijadikan masukan.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
22/115
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Umum
Subgrade pada proyek jalan raya memegang peranan penting dalam
menentukan kualitas perkerasan jalan. Kekuatan dan keawetan konstruksi
perkerasan jalansangat tergantung pada sifat-sifat dan daya dukung tanah dasar.
Lapisan subgrade harus sesuai dengan spesifikasi perencanaan jalan raya
yang telah diatur didalam Spesifikasi Umum Bidang Jalan dan Jembatan Divisi 3
mengenai pekerjaan tanah yang diterbitkan oleh binamarga. Spesifikasi tersebut
menjelaskan tentang parameter bahan yang bisa digunakan untuk sebagai syarat
bahan lapisan subgrade. Disamping bahan yang digunakan, perlu diperhatikan
proses pemadatan dilapangan yang menggunakan alat-alat berat.
Proses pemadatan tentunya juga harus sesuai spesifikasi, agar kualitas
pemadatan dilapangan sesuai dengan perencanaan, yaitu 100% dari pemadatan di
laboratorium atau 95% untuk granural material. Pengujian kepadatan dapat
dilakukan dengan menggunakan Sand Cone Test (AASTHO T-19) atau Dynamic
Cone Penetrometer Test.
Pemadatan adalah suatu proses dimana udara pada pori-pori tanah
dikeluarkan dengan cara mekanis. Cara mekanis yang dipakai untuk
memadapatkan tanah dapat dilakukakan dengan berbagai cara. Di lapangan
biasanya dipakai cara menggilas, sedangkan di laboratorium dipakai cara dipukul
dengan Proctor. Untuk suatu jenis tanah yang dipadatkan dengan data pemadatan
tertentu dapat dicapai tergantung pada kadar air tanah tersebut.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
23/115
8
Teori pemadatan tanah berusaha untuk menjelaskan hubungan antara kadar air
dengan berat isi kering yang diwakili oleh kurva pemadatan diperoleh dalam
pengujian laboratorium atau pemadatan lapangan. Banyak interpretasi dari
fenomena dasar telah diajukan sejak Proctor (1933) melakukan studi untuk
pertama kali. Mereka mulai dengan konsep pelumasan dan melanjutkan untuk
memeriksa air pori dan tekanan udara, dan akhirnya struktur mikro-tanah.
Masing-masing teori memiliki kelebihan, meskipun mungkin harus ditempatkan
dalam konteks keadaan perkembangan mekanika tanah diwaktu, jenis tanah dan
metode pemadatan yang digunakan dalam memperoleh data eksperimen.
II.2. Lapisan Dasar Jalan (Subgrade)
Subgrade adalah tanah dasar di bagian bawah lapis perkerasan jalan.
Lapisan tanah dasar dapat berupa tanah asli yang dipadatkan jika tanah aslinya
baik atau tanah urugan yang didatangkan dari tempat lain atau tanah yang
distabilisasi dan lain lain.
Gambar 2.1.Susunan Jenis Lapisan Perkerasan Jalan Raya
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
24/115
9
II.2.1. Karakteristik Bahan yang Digunakan Sebagai Subgrade
Pemilihan bahan yang digunakan sebagai subgrade harus melalui tahap
pengujian laboratorium Secara umum ada tiga sifat tanah yang harus diuji
dilaboratorium untuk memenuhi persyaratan bahansubgrade, yaitu:
1. Jenis dan Klasifikasi tanah.
2. Besarnya nilai CBR (California Bearing Ratio).
3. Nilai PI (Plasticity Index)yang ada pada sampel tanah.
4.
Pengujian untuk mengetahui tanah ekspansif (determining expansive
soil and remedial actions).
AASHO (American Association of Highway and Transportation Officials)
memberikan standar kriteria bahansubgrade sebagian berikut :
Tabel 2.1. Karakteristiksubgradetanah oleh AASHO
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
25/115
10
Sementara itu spesifikasi umum bidang jalan dan jembatan memberikan
syarat bahan/material untuk digunakan sebagai bahan subgrade adalah sebegai
berikut :
1. OL, OH, Pt tidak boleh digunakan.
2. GW, GP, GM, GC, SW, SP, SM, SC bisa digunakan dengan syarat
harus keras dan tidak memiliki sifat khas.
3. CH, MH dan A-7-6 tidak untuk dipergunakan 30 cm dibawah dasar
perkerasan , kecuali mencapai CBR 6% setelah perendaman 4 hari bila
dipadatkan 100% kepadatan kering maksimum.
4.
Tanah ekspansif dengan nilai aktif >1,25 tidak boleh digunakan.
II.2.2. Prosedur Pekerjaan Lapisan Subgrade
Sebelum kegiatan penghamparan perkerasan dilakukan, bagian subgrade harus
sudah dalam keadaan siap (kuat, padat, bersih dan dibentuk sesuai rencana).
Langkah-langkah pelaksanaannya:
1. Apabila tanah exsisting lebih tinggi dari elevasi rencana, maka
dilakukan pekerjaan galian. Sedangkan apabila tanah exsisting lebih
rendah dari elevasi rencana, maka dilakukan pekerjaan timbunan.Pada
pekerjaan galian, tanah dasar dibentuk permukaan tanahnya dengan
cara mengupas dengan cangkul.
Pekerjaan galian dimaksudkan untuk mendapatkan bagian
tanah dasar (subgrade)yang akan menentukan kekuatan dari
susunan perkerasan di atasnya yang sesuai dengan rencana
struktur.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
26/115
11
Pada pekerjaan timbunan, bagian-bagian yang harus
ditimbun sampai mencapai ketinggian yang ditentukan, harus
ditimbun menggunakan tanah timbunan yang cukup baik,
bebas dari sisa (rumput/akar-akar lain-lainya). Penimbunan
harus dilakukan lapis demi lapis. Tebal maksimal hamparan
30 cm setiap lapisan. Kemudian tanah tersebut dilembabkan
sebelum dilakukan pemadatan.
2. Pemadatan lapisansubgrademenggunakan Vibrator Rolleratau Static
Roller (sambil diberi air secukupnya untuk mencapai kadar air
optimum).
3. Setelah pemadatan tanah dasar selesai, lalu dilakukan perataan
menggunakanMotor Grader.
II.3. Teori Pemadatan Tanah
Pemadatan tanah (earthwoks compaction)adalah proses mekanis dimana sejumlah
tanahyang terdiri dari partikel padat (solid particles), air dan udara direduksi
volumenya dengan menggunakan beban. Beban tersebut dapat berupa beban yang
bergerak (rolling), beban yang dipukulkan (tamping) maupun beban yang
digetarkan (vibrating). Kepadatan didapat dengan keluarnya udara dari antara
butiran tanah dimana proses ini merupakan kebalikan dari proses konsolidasi yang
merupakan keluarnya air dari antara butir-butir tanah
Semua material yang digunakan untuk lapisan subgrade pada konstruksi jalan
raya harus dipadatkan. Pemadatan juga harus sesuai dengan Spesifikasi Umum
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
27/115
12
agar dapt menghasilkan kondisi lapisan subgrade yang bagus. Tujuan pemadatan
tersebut ialah:
a.
Meningkatkan kepadatan (density).
b. Meningkatkan stabilitas.
c. Meningkatkan kekuatan tahanan (bearing strength) subgrade.
d. Mengurangi sifat kemudahan ditembus oleh air (permeability).
e. Mengurangi potensi likuifaksi.
f.
Mencegah erosi.
Secara umum, semakin tinggi derajat pemadatannya maka akan semakin
kemampuannya menahan gaya geser (shearing force) semakin rendah
penurunannya. Namun demikian, Capper dan Cassie (1969) menyatakan bahwa
apabila dibandingkan kekuatan geser dan kadar air tanah pada kondisi kepadatan
tertentu, akan diperoleh nilai kekuatan geser tertinggi dicapai pada saat kadar air
dibawah kondisi optimum pada pemadatan yang maksimum.
Beberapa terori yang menerangkan proses pemadatan adalah sebagai berikut :
1. Teori lubrikasi (pelumas)
Penambahan air yang berfungsi sebagai pelumas akan memudahkan
partikel tanah untuk bergerak saling mendekat. Berat isi kering tanah
akan semakin tinggi dengan semakin banyaknya air yang ditambahkan
sampai mencapai kadar air optimum. Setelah mencapai kadar air
optimum, penambahan kadar air akan mengisi pori yang telah diisi
butiran tanah sehingga berat isi kering akan menurun. Hubungan antara
kadar air dan berat isi kering tersebut dapat dilihat pada Grafik 2.1
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
28/115
13
Grafik 2.1 Hubungan berat isi kering dengan kadar air setelah dipadatkan
2.
Teori tegangan efektif
Menurut tegangan efektif, tanah memadat untuk melawan tekanan
pemadatan.Bertambah padatnya tanah terdebut dibarengi dengan
meningkatnya kuat geser. Peningkatan kuat geser tersebut diakibatkan
oleh bertambahnya tegangan keliling dari sekeliling tanah dan
menurunnya tegangan air pori yang diikuti oleh terjadinya regangan
geser yang besar. Proses bertambah padatnya tanah akan berhenti saat
daya dukung tanah sama dengan tekanan pemadatan.
Proses pemadatan umumnya sulit untuk dilakukan dan bahkan lebih
sulituntuk mengukur parametermya. Tanpa metode yang efektif untuk mengukur
pemadatan tanah, sulituntuk menilai apakah tanah telah mencapai kepadatan
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
29/115
14
maksimum atau belum.Besarnya kepadatan tanah, biasanya dinyatakan dalam
nilai berat isi kering (d)
Tabel 2.2 Defenisi-definisi dari parameter pemadatan (kompaksi)
Istilah Defenisi
Pemadatan
Pemadatan adalah suatu proses dimana
udara pada pori-pori tanah dikeluarkan
dengan cara mekanis
Berat isi kering maksimum
(MDD)
Kepadatan yang didapat dari pemadatan
tanah dengan daya pemadatan tertentu
pada kadar air optimum (wopt)
Kadar air optimum (OMC)Kadar air yang menghasilkan nilai
kepadatan maksimum (d max)
Zero Air Void
Kondisi dimana pori-pori tanah tidak
mengandung udara sama sekali
sehingga tercapai berat volumemaksimum
Untuk memastikan apakah pemadatan dilapangan sudah sesuai dengan
spesifikasi maka perlu diuji di lapangan, kemudian sampel dibawa ke
laboratorium agar dapat diketahui nilai kepadatannya. Menurut spesifikasi umum
kepadatan dilapangan harus mencapai 100% dari pemadatan di laboratorium dan
95% untuk material granural. Jika hal kondisi tersebut tidak tercapai maka
pemadatan dinyatakan gagal atau tidak memenuhi syarat spesifikasi.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
30/115
15
II.3.1. Pemadatan Di Laboratorium
Percobaan pemadatan tanah di laboratorium dikenal sebagai proctor test
yang telah distandarisir di AASHTO T-99 dan ASTM D-698 dan dikenal sebagai
standard proctor test. Standard proctor testini menggunakan 25 pukulan pemadat
seberat 5.5 lbs yang dijatuhkan pada ketinggian 1 ft pada masing-masing lapisan
tanah yang diletakkan pada cetakan (mold), dimana cetakan tersebut berisi tiga
lapis tanah. Usaha pemadatan dalam standard Proctor test ini secara kasar
sebanding dengan usaha alat pemadat ringan (light rollers) pada pemadatan tanah
di lapangan.
Pada saat ini dengan berkembangnya peralatan pemadatan dilapangan
maka di laboratorium ada modified proctor test. modified proctor test ini
menggunakan 25 pukulan pemadat seberat 10 lbs yang dijatuhkan pada ketinggian
18 in pada masing-masing lapisan tanah yang diletakkan pada cetakan (mold)
yang berisi 5 lapis tanah. Modified proctor test ini telah distandarisir dalam
AASHTO T-180. Usaha pemadatan dalam modified Proctor test ini secara kasar
sebanding dengan usaha alat pemadat berat (heavy rollers) pada pemadatan tanah
di lapangan. Penjelasan tentang pemadatan standard dan modified dapat dilihat
pada Bab II.4.2. Metode Pemadatan.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
31/115
16
Gambar 2.2. Dimensi mould danproctor standard
Gambar 2.3. Perbandinganproctor standardengan modified
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
32/115
17
II.3.2. Pemadatan Di Lapangan
Untuk pekerjaan pelaksanaan pemadatan dilapangan kita perlumemilih alat
pemadat yang digunakan. Untuk pemadatan tanah sebagai badan jalan/subgrade
maka pada umumnya digunakan vibratory roller. Alat ini cocok digunakan untuk
pemadatan granular material (material berbutir). Selain vibratory roller ada
beberapa alat yang dipakai untuk memadatkan tanah maupun batu-batuan. Secara
garis besar alat pemadat dibagi menjadi 3 group :
1.
Rollers, termasuk didalamnya smooth-wheeled, pneumatic-tired,
tamping rollersjuga pemadatan oleh beban lalu lintas kendaraan.
2.
Vibrators, termasuk didalamnya rollersdanplates.
3. Rammers, termasuk didalamnya power rammers, tampersdan falling
weight.
Smooth-wheeled rollers, alat ini juga sering dipakai untuk memadatkan
tanah. Biasanya mempunyai 3 roda dari drum besi atau tandem yang mempunyai
mesin sendiri untuk bergerak atau berbentuk roda tunggal yang ditarik dengan
traktor. Beratnya antara 1,7 hingga 17 ton dan dapat diperberat lagi dengan
mengisi pasir atau air di roda besinya. Beban yang terpakai dibagi selebar
rodanya. Kecepatan bergeraknya antara 2,5 sampai 5 km/jam.
Pneumatic-tired rollers, alat ini mempunyai mesin untuk bergerak sendiri.
Mempunyai 2 sumbu dengan roda dari karet, dimana jumlah roda depan dan
belakang berselisih satu dan letak roda depan belakang berselang-seling hingga
yang tidak terinjak oleh roda depan dapat terinjak oleh roda belakang demikian
sebaliknya.Kecepatan bergeraknya berkisar 1,6 hingga 24 km/jam.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
33/115
18
Gambar 2.4. Smooth Wheeled Roller
Gambar 2.5.Pneumatic-tired rollers
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
34/115
19
Vibratory rollers atau sering disebut vibro saja, mempunyai kisaran berat
0,5 hingga 17 ton, yang mempunyai sumbu tunggal (1 roda) biasanya ditarik
traktor sedangkan yang mempunyai mempunyai sumbu ganda menggunakan
mesin sendiri untuk bergerak. Frekuensi getarannya tergantung pabrik
pembuatnya namun untuk yang besar berkisar antara 20 hingga 35 Hz (Hertz) dan
40 hingga 75 Hz untuk vibratory roller yang kecil. Pada umumnya alat bisa disetel
getarannya ke 3 posisi: kecil, menengah dan besar. Untuk alat yang ditarik traktor
kecepatannya 1,5 hingga 2,5 km/jam sedangkan untuk alat yang bergerak sendiri
kecepatannya 0,5 hingga 1 km/jam. Apabila sedang menggetarkan rodanya maka
kecepatannya semakin rendah.
Gambar 2.6 Vibratory rollers
Vibrating plate compactors, alat ini sering disebutstamper. Mempunyai
kisaran berat 100 kg hingga 2 ton dan luasan pelat antara 0,16 m2hingga 1,6 m2.
Alat ini cocok untuk memadatkan luasan yang kecil atau tempat yang terbatas
untuk dipadatkan.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
35/115
20
Gambar 2.7 Vibrating plate compactors
Sesudah menetapkan peralatan yang digunakan untuk pekerjaan
pemadatan di lapangan, maka sebelum melaksanakan pekerjaan pemadatan
tersebut biasanya diadakan percobaan pemadatan di lapangan (trial compaction
test). Maksud dari trial compaction testadalah:
1. Untuk mendapatkan jumlah lintasan yang diperlukan untuk
memadatkan tanah hingga tanah menjadi padat, sesuai dengan hasil
test CBR di laboratorium atau spesifikasi.
2.
Untuk mendapatkan ketebalan pemadatan yang sesuai dengan yang
disarankan oleh spesifikasi. Pada umumnya ketebalan jadi (setelah 56
dipadatkan) adalah 20 cm, sehingga untuk ketebalan saat ditebarkan
(loose condition) berkisar antara 22 cm hingga 23 cm.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
36/115
21
Pelaksanaan trial compaction testsebagai berikut: Tebarkan tanah selebar
1,5 hingga 2 kali lebar roda alat pemadat sepanjang 50 m sampai 75 m. Buat
ketebalan bervariasi dan gilas dengan vibratory roller8 x, 10 x dan 12 x lintasan.
Satu kali lintasan adalah satu kali gerakan maju dan mundur alat pemadat. Ambil
waterpass dan ukur ketebalan setelah 8 x, 10 x dan 12 x lintasan dan catat
penurunannya. Akhirnya hasil pemadatan diuji dengan alat uji kepadatan yaitu
dengan metode sand replacement testatau dikenal dengan nama sand cone test.
Catat kondisi mana yang paling ekonomis sebagai pedoman pelaksanaan
berikutnya.
II.4. Faktor Faktor yang Mempengaruhi Pemadatan (Kompaksi)
Pemadatan tanah dapat berbeda-beda walaupun sampel yang digunakan
dalam kondisi yang hampir sama. Hal ini terjadi karena proses pemadatan
dipengaruhi oleh berbagai faktor utama. Faktor-faktor tersebut adalah :
1. Jenis tanah.
2. Energi pemadatan.
3. Metode pemadatan.
4. Berat isi kering.
5.
Kadar air.
II.4.1. Jenis Tanah
Penentuan jenis tanah adalah hal yang pertama dilakukan dalam proses
pemadatan. Dengan mengetahu jenis tanah, akan didapakan gradasi tanah yang
memberikan gambaran awal mengenai berat isi kering tanah tersebut. Tanah yang
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
37/115
22
memiliki gradasi yang tinggi memiliki berat isi kering yang tinggi dan memiliki
puncak yang lebih tajam, sedangkan tanah yang bergradasi rendah, menghasilkan
puncak kurva yang mendatar dan berat isi kering yang rendah (Olsen,1963).
Tanah granural dipandang paling mudah penanganannya untuk pekerjaan
lapangan. Material ini mampu memberikan kuat geser yang tinggi dengan sedikit
perubahan volume setelah dipadatkan. Permeabilitas tanah granural yang tinggi
dapat menguntungkan ataupun merugikan.
Tanah lanau yang dipadatkan umumnya akan stabil dan mampu
memberikan kuat geser yang cukup dan sedikit mengalami perubahan volume.
Tetapi, tanah lanau sangat sulit dipadatkan bila dalam keaadaan basah karena
permeabilitasnya rendah.
Tanah lempung yang dipadatkan dengan cara yang benar akan
memberikan kuat geser yang tinggi. Stabilitas terhadap sifat kembang-susut
tergantung dari jenis kandungan mineralnya. Sebagai contoh, lempung
montmorillonite akan mempunyai kecenedrungan yang lebih besar terhadap
perubahan volume dibandingkan dengan jenis kaolinite. Lempung padat
mempunyai permeabilitas yang rendah dan tanah ini tidak dapat dipadatkan
dengan baik pada waktu basah. Bekerja dengan tanah lempung yang basah akan
mengalami banyak kesulitan.
Kebanyakan klasifikasi tanah menggunakan tipe pengujian yang sangat
sederhana untuk menentukan karakteristik tanahnya. Karakteristik tersebut
digunakan untuk menentukan kelompok klasifikasinya. Umumnya klasifikasi
tanah didasarkan atas ukuran partikel yang diperoleh dari analisa saringan dan
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
38/115
23
plastisitasnya. Sekarang, terdapat dua sistem klasifikasi tanah yang umum yang
dapat digunakan yaitu Unified Soil Classification SystemdanAASHTO.
Gambar 2.8 Hubungan antara kadar air dan berat isi kering dengan beberapa
jenis tanah yang telah dipadatkan (HoltzandKovacs,1981;Das,1998)
Pada sistem Unified, suatu tanah diklasifikasikan ke dalam tanah
berbutir kasar (kerikil dan pasir) kurang dari 50 % lolos saringan nomor 200 dan
sebagai tanah berbutir halus (lanau dan lempung) jika lebih dari 50 % lewat
saringan nomor 200. Simbol-simbol yang digunakan dalam sistem klasifikasi ini
diantaranya :
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
39/115
24
G = kerikil (gravel)
S = pasir (sand)
C = lempung (clay)
M = lanau (silt)
O = lanau atau lempung organic (organic silt or clay)
W = bergradasi baik (well-graded)
P = bergradasi buruk (poor-graded)
L = plastisitas rendah (low-plasticity)
H = plastisitas tinggi (high-plasticity)
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
40/115
25
Tabel 2.3. Klasifikasi Tanah Sistem Unified Soil Classification System
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
41/115
26
Sistem AASHTO (American Association of State Highway Transportation
Official) berguna untuk menentukan kualitas tanah dalam perencanaan timbunan
jalan, subbase dan subgrade. Sistem AASHTO membagi tanah ke dalam 7
kelompok, A-1 sampai dengan A-7. Tanah dalam tiap kelompok dievaluasi
terhadap indeks kelompoknya yang dihitung dalam rumus empiris. Pengujian
yang digunakan hanya berupa analisa saringan dan nilai batas-batasAtterberg.
Tabel 2.4. Klasifikasi Tanah SistemAASHTO
II.4.2. Metode Pemadatan
Metode pemadatan tergantung kepada jenis pemadatan yang akan dilakukan, ada
pemadatan di lapangan dan pemadatan di laboratorium. Pemadatan di lapangan
umumnya menggunakan alat-alat berat seperti : Three Wheel Roller, Tandem
Roller, Pneumatik Tired Roller (PTR)dan lain-lain.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
42/115
27
Terdapat dua metode pengujian pemadatan di laboratorium, yaitu :
1. Pemadatan Standar (ASTM D-698,AASHTO T-99)
2.
Pemadatan Modifikasi (ASTM D-698,AASHTO T-180)
Tabel 2.5. Diskripsi pengujian pemadatan standar
Tabel 2.6. Deskripsi pengujian pemadatan modified
II.4.3. Energi Pemadatan
Proses pemadatan dipengaruhi oleh hubungan antara berat isi kering dengan kadar
air. Energi pemadatan yang lebih besar akan menghasilkan kondisi tanah yang
lebih padat. Energi pemadatan bergantung kepada beberapa faktor seperti berat
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
43/115
28
penumbuk, tinggi jatuh penumbuk, jumlah tumbukan perlapisan dan jumlah
lapisan.
Hubungan antara energi pemadatan (E) untuk proctor standard dengan factor-
faktor yang yang mempengaruhinya dapat ditulis sebagai berikut :
atau
II.4.4. Berat Isi Kering
Kadar air yang terdapat didalam tanah dan derajat pemadatan akan mempengaruhi
berat isi kering tanah tersebut. Tanah yang belum mengalami pemadatan
mempunyai berat isi kering yang rendah dan angka pori yang tinggi, sedangkan
tanah yang telah dipadatkan akan mempunyai berat isi kering yang tinggi dan
angka pori yang rendah.
Derajat kepadatan tanah dinyatakan dalam istilah berat isi kering, yaitu
perbandingan berat butiran tanah dengan volume total tanah. Berat volume tanah
dapat dinyatakan dalam persamaan
Dimana :
= Berat isi kering tanah (gr/cm3)
= Berat isi basah tanah (gr/cm3)
= kadar air tanah (%)
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
44/115
29
Pertambahan dan pengurangan nilai kepadatan kering tergantung kepada kadar air
dalam sampel tanah, berat pemadatan dan tenaga pemadatan (Redzuan,2003).
Berdasarkan defenisi diatas nilai hanya dipengaruhi oleh kadar air saja.Walaupun demikian masih ada korelasi antara kepadatan kering dengan parameter
tanah yang lain-lain.
Pada umumnya, penambahan air akan memenuhi ruang antar partikel yang
sebelumnya dipenuhi udara. Disamping itu, air juga akan merespon dengan
partikel tanah dan menambah kemampuan tanah. Peningkatan kemampuan tanah
akan mengurangi sifat kaku tanah untuk dipadatkan dan menghasilkan berat isi
kering yang lebih tinggi, sedangkan penambahan volume air yang terlalu besar
akan menyebabkan sebagian volume tanah akan dipenuhi air dan akan
mengurangi berat isi kering tanah (Craig,1993)
Selain persamaan diatas terdapat persamaan lain dalam menentukan berat isi
kering tanah pada kondisi tanpa rongga udara (zero air void) yaitu :
Dimana :
= Berat isi kering tanahZAV(gr/cm3)
w = Berat isi air (gr/cm3)
= Berat jenis tanah
= kadar air
II.4.5. Kadar Air
Kadar air tanah atau dapat dinotasikan menjadi w dapat didefinisikan sebagai
perbandingan antara berat air () dengan berat butiran () dalam tanah tersebut
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
45/115
30
yang dinyatakan dalam satuan persen. Kadar air tanah (w) dapat dinyatakan dalam
persamaan :
Dengan peningkatan kadar air, partikel tanah menciptakan lapisan air disekeliling
partikel tanah tersebut, sehingga lapisan air ini menjadi pelican/pelumas, sehingga
lebih mudah untuk digerakkan. Kondisi ini disebut dry side optimum dan
mengakibatkan peningkatan kepadatan. Pada saat kondisi kadar air optimum (Wopt)
nilai kepadatan yang diperoleh adalah kepadatan maksimum, nilai kepadatannya tidak
akan meningkat lagi.
Pada saat kadar air ditingkatkan maka air akan mulai menggantikan posisi partikel
tanah, karena berat isi air lebih kecil daripada berat isi tanah, sehingga nilai
pemadatan akan berkurang. Kondisi terebut dinamakan wet side optimum.
II.5. Sifat Fisik Tanah (I ndex Properties)
Sifat-sifat fisik tanah (index properties) menunjukkan sifat-sifat tanah yang
mengindikasikan jenis (klasifikasi) dan kondisi tanah, serta memberikan
hubungan terhadap sifat-sifat mekanis (engineering properties) seperti kekuatan
dan pemampatan atau kecenderungan untuk mengembang, dan permeabilitas.
Sifat-sifat fisik tanah (index properties) adalah berupa : kadar air, berat jenis,
gradasi butiran, konsistensi atterberg dan lain-lain.
Didalam penelitian akan dibahas mengenai index properties yaitu ukuran partikel
tanah dan plastisitas tanah. Kedua nilai index properties tersebut kemudian akan
digunakan untuk dalam mengestimasi nilai parameter kompaksi.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
46/115
31
II.5.1 Ukuran Partikel Tanah
Sifat-sifat tanah sangat bergantung pada ukuran butirannya. Besarnya butiran
dijadikan dasar untuk pemberian nama dan klasifikasi tanahnya. Oleh karena itu
analisa butiran ini merupakan pengujian yang sangat sering dilakukaka.
Ada sejumlah sistem klasifikasi ukuran butir yang dipakai, dalam menentukan
pembagian ukuran butiran. Pembagian ukuranbutir dari beberapa institusi dapat
dilihat dalam tabel dibawah ini
Tabel 2.7. Pembagian ukuran partikel tanah
Nama InstitusiUkuran butiran (mm)
Kerikil Pasir Lanau Lempung
Massachusetts Institute
of Technologi (MIT)>2 20,06 0,060,002 2 20,05 0,050,002
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
47/115
32
Ada dua metode yang umum digunakan untuk memberikan informasi ukuran
partikel tanah, yaitu : (1) analisis saringan (sieving analysis), dan (2) analisis
pengendapan (sedimentation atau hydrometer analysis). Analisis saringan
digunakan untuk tanah berbutir kasar, sedangkan prosedur pengendapan
digunakan untuk analisis tanah berbutir halus.
Penyaringan merupakan metode yang biasanya secara langsung untuk
menentukan ukuran partikel dengan didasarkan pada batas-batas bawah ukuran
lubang saringan yang digunakan. Batas terbawah dalam saringan adalah ukuran
terkecil untuk partikel pasir. Ukuran saringan yang umum digunakan untuk
menentukan ukuran partikel tanah disajikan dalam tabel dibawah ini
Tabel 2.8 Ukuran saringan yang biasanya digunakan untuk analisis ukuran
partikel
Untuk tanah yang berbutir halus (fined grained)digunakan analisa endapan yang
mengacu kepada hukum Stoke mengenai penurunan (settlement), yaitu bola-bola
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
48/115
33
kecil didalam suatu cairan akan menurun pada kecepatan-kecepatan yang berbeda
tergantung kepada ukuran bola itu.
II.5.2 Batas-Batas Atterberg
Suatu hal yang penting pada tanah berbutir halus adalah sifat plastisitasnya.
Plastisitas disebabkan oleh adanya partikel mineral lempung dalam tanah yang
dapat digambarkan sebagai kemampuan tanah dalam menyesuaikan perubahan
bentuk pada volume yang konstan tanpa adanya retak ataupun remuk.
Plastisitas suatu tanah bergantung pada kadar airnya sehingga tanah
memungkinkan menjadi berbentuk cair, plastis, semi padat atau padat. Konsistensi
suatu tanah bergantung pada gaya tarik antara partikel mineral lempungnya.
Atterberg(1911) memberikan cara untuk menggambarkan batas-batas konsistensi
dari tanah berbutir haslu dengan mempertimbangkan kandungan kadar airnya.
Batas-batas tersebut adalah batas cair, batas plastis dan batas susut. Hal ini dapat
dilihat dalam gambar dibawah ini.
Gambar 2.9 Batas-batas Konsistensi Atterberg
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
49/115
34
II.5.2.1 Batas Cair (Li quid Limit)
Batas cair (liquid limit) dapat didefinisikan sebagai kadar air tanah pada batas
antara keadaan cair dan keadaan plastis yakni batas atas dari daerah plastis. Batas
cair ditentukan dari pengujian Casagrande (1948), yakni dengan menggunakan
cawan yang telah dibentuk sedemikian rupa yang telah berisi sampel tanah yang
telah dibelah olehgrooving tooldan dilakukan dengan pemukulan sampel dengan
jumlah dua sampel dengan pukulan diatas 25 pukulan dan dua sampel dengan
pukulan dibawah 25 pukulan sampai tanah yang telah dibelah tersebut menyatu.
Hal ini dimaksudkan agar mendapatkan persamaan sehingga didapatkan nilai
kadar air pada 25 kali pukulan.
II.5.2.2Batas Plastis (Plastic L imi t)
Batas plastis (Plastic Limit) dapat didefinisikan sebagai kadar air tanah pada
kedudukan antara daerah plastis dan semi padat, yaitu persentase kadar air di
mana tanah dengan diameter silinder 3,2 mm (1/8 in) mulai mengalami retak-retak
ketika digulung.
II.5.2.3Batas Susut (Shri nkage L imi t)
Batas susut (Shrinkage Limit) dapat didefinisikan sebagai kadar air tanah pada
kedudukan antara daerah semi padat dan padat, yaitu persentase kadar air di mana
pengurangan kadar air selanjutnya mengakibatkan perubahan volume tanahnya.
Percobaan batas susut dilaksanakan dalam laboratorium dengan cawan porselin
diameter 44,4 mm dengan tinggi 12,7 mm. Bagian dalam cawan dilapisi oleh
pelumas dan diisi dengan tanah jenuh sempurna yang kemudian dikeringkan
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
50/115
35
dalam oven. Volume ditentukan dengan mencelupkannya dalam air raksa. Batas
susut dapat dinyatakan dalam persamaan
{ } (2.6)
Dengan :
= berat tanah basah dalam cawan percobaan (gr)
= berat tanah kering oven (gr)
= volume tanah basah dalam cawan ()
= volume tanah kering oven ()= berat isi air
II.5.2.3Indeks Plastisitas (Plasticity Index)
Indeks Plastisitas (IP) adalah selisih batas cair dan batas plastis.Adapun rumusan
dalam menghitung besaran nilai indeks plastisitas adalah seperti yang ditunjukkan
pada rumusan dibawah.
PI = LL - PL (2.7)
Indeks plastisitas akan merupakan interval kadar air di mana tanah masih bersifat
plastis. Karena itu, indeks plastisitas menunjukkan sifat keplastisitasan tanah
tersebut. Jika tanah mempunyai interval kadar air daerah plastis yang kecil, maka
keadaan ini disebut dengan tanah kurus, kebalikannya jika tanah mempunyai
interval kadar air daerah plastis yang besar disebut tanah gemuk.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
51/115
36
Tabel 2.9 Indeks Plastisitas Tanah (Hardiyatmo,2002, Mekanika Tanah 1)
PI Sifat Macam tanah Kohesi
0 NonPlastis Pasir NonKohesif
< 7 Plastisitas Rendah Lanau Kohesif Sebagian
7 - 17 Plastisitas SedangLempung
berlanauKohesif
> 17 Plastisitas Tinggi Lempung Kohesif
II.5.3 Berat Jenis
Berat jenis adalah angka perbandingan antara berat isi butir tanah dan berat isi air
suling pada temperatur dan volume yang sama.
Tabel 2.10 Berat Jenis Tanah (Hardiyatmo, H.C, 2002, Mekanika Tanah 1)
Macam Tanah Berat Jenis
Kerikil 2,65 - 2,68
Pasir 2,65 - 2,68
Lanau tak organik 2,62 - 2,68
Lempung organic 2,58 - 2,65
Lempung tak organik 2,68 - 2,75
Humus 1,37
Gambut 1,25 - 1,80
II.6 Stabilisasi Tanah
Dalam pengertian luas, yang dimaksud stabilisasi tanah adalah
pencampuran tanah dengan bahan tertentu, guna memperbaiki sifat-sifat teknis
tanah, atau dapat pula, stabilisasi tanah adalah usaha untuk merubah atau
memperbaiki sifat-sifat teknis tanah agar memenuhi syarat teknis tertentu.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
52/115
37
Proses stabilisasi tanah meliputi pencampuran tanah dengan tanah lain
untuk memperoleh gradasi yang diinginkan, atau pencampuran tanah dengan
bahan tambah buatan pabrik, sehingga sifat-sifat teknis tanah menjadi lebih baik.
Guna merubah sifat-sifat teknis tanah, seperti : kapasitas dukung, kompresibilitas,
permeabilitas, kemudahan dikerjakan, potensi pengembangan dan sensitifitas
terhadap perubahan kadar air, maka dapat dilakukan dengan cara penanganan dari
yang paling mudah, seperti pemadatan sampai teknik yang lebih mahal, seperti:
mencampur tanah dengan semen, kapur, abu terbang, injeksi semen (grouting) dan
lain-lain.
Dalam pembangunan perkerasan jalan, stabilisasi tanah didefinisikan
sebagai perbaikan material jalan lokal yang ada, dengan cara stabilisasi mekanis
atau dengan cara menambahkan suatu bahan tambah (additive) ke dalam tanah.
Dalam perancangan perkerasan jalan, kualitas setiap lapisan pembentuk
perkerasan harus memenuhi syarat tertentu. Setiap komponen lapis perkerasan
harus mampu menahan geseran, lendutan berlebihan yang menyebabkan retaknya
lapisan diatasnya dan mencegah deformasi permanen yang berlebihan akibat
memadatnya material penyusun. Jika material tanah distabilisasi, maka
kualitasnya menjadi bertambah dan kemampuan lapisan tersebut dalam
mendistribusikan beban ke area yang lebih luas juga bertambah, sehingga
mereduksi tebal lapisan perkerasan yang dibutuhkan.
II.6.1. Tipe-Tipe Stabilisasi
Umumnya, stabilisasi tanah dapat dibagi menjadi dua, yaitu :
1. Stabilisasi mekanis.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
53/115
38
2. Stabilisasi dengan bahan tambah.
II.6.1.1. Stabilisasi Mekanis
Stabilisasi mekanis atau stabilisasi mekanikal dilakukan dengan cara
mencampur atau mengaduk dua macam tanah atau lebih yang bergradasi berbeda
untuk memperoleh material yang memenuhi syarat kekuatan tertentu.
Pencampuran tanah ini dapat dilakukan di lokasi proyek, di pabrik, atau di tempat
pengambilan bahan timbunan (borrow area). Material yang telah dicampur ini,
kemudian dihamparkan dan dipadatkan di lokasi proyek. Stabilisasi mekanis dapat
juga dilakukan dengan cara menggali tanah buruk ditempat dan menggantinya
dengan material granuler dari tempat lain.
II.6.1.2. Stabilisasi Dengan Menggunakan Bahan Tambah
Bahan tambah (additives) adalah bahan hasil olahan pabrik yang bila
ditambahkan kedalam tanah dengan perbandingan yang tepat akan memperbaiki
sifat-sifat teknis tanah, seperti kekuatan, tekstur, kemudahan dikerjakan
(workability), dan plastisitas. Contoh-contoh bahan tambah adalah kapur, semen
portland, abu terbang (fly ash), aspal (bitumen), dan lain-lain.
Stabilisasi dengan menggunakan bahan tambah atau sering disebut juga
stabilisasi kimiawi bertujuan untuk memperbaiki sifat-sifat teknis tanah dengan
cara mencampur tanah dengan menggunakan bahan tambah dengan perbandingan
tertentu. Perbandingan campuran bergantung pada kualitas campuran yang
diinginkan. Jika pencampuran hanya dimaksudkan untuk merubah gradasi,
plastisitas tanah, dan kemudahan dikerjakan, maka hanya memerlukan bahan
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
54/115
39
tambah yang sedikit. Namun, bila stabilisasi dimaksudkan untuk merubah tanah
agar mempunyai kekuatan yang tinggi, maka diperlukan bahan tambah yang lebih
banyak. Material yang telah dicampur dengan bahan tambah ini harus
dihamparkan dan dipadatkan dengan baik.
II.6.2. Pemilihan Bahan Tambah
Pemilihan bahan tambah yang cocok bergantung pada maksud
penggunaannya. Banyaknya kadar bahan tambah umumnya ditentukan dari uji
laboratorium yang mensimulasikan kondisi lapangan, cuaca, daya tahan, atau uji
kekuatan. Dalam beberapa hal, penambahan bahan tambah didalam tanah akan
memerlukan biaya yang relatif tinggi. Karena itu, cara perbaikan tanah dengan
pencampuran bahan tambah ini harus dibandingkan dengan tipe perbaikan tanah
yang lain, seperti pemadatan, penggantian tanah yang lebih bagus, atau
penambahan agregat.
Beberapa pertimbangan yang perlu dilakukan dalam memilih tipe bahan
tambah yang cocok adalah :
1. Jenis tanah yang akan distabilisasi.
2. Jenis struktur yang distabilisasi.
3.
Ketentuan kekuatan tanah yang harus dicapai.
4.
Tipe dari perbaikan tanah yang diinginkan.
5.
Dana yang tersedia.
6.
Kondisi lingkungan
Hicks (2002) dalam Alaska Departement of Transportation and Public Facilities
Research & Technology Transfer mengusulkan petunjuk cara pemilihan bahan
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
55/115
40
stabilisasi seperti ditunjukkan dalam Tabel 2.11. Dalam metode ini, distribusi
ukuran butiran dan batas-batas atterberg digunakan sebagai dasar penilaian
macam stabilisasi yang akan digunakan. Petunjuk dalam Tabel 2.11 hanya sebagai
pertimbangan awal dan dapat digunakan untuk maksud modifikasi tanah, seperti
stabilisasi dengan kapur untuk membuat material lebih kering dan mengurangi
plastisitasnya.
Tabel 2.11. Petunjuk awal untuk pemilihan metode stabilisasi (Hicks,2002).
Material lolos > 25 % lolos saringan < 25 % lolos saringan
saringan no.200 no.200 (0,075 mm) no.200 (0,075 mm)
Indeks Plastisitas 10 10-20 20
6 (PI x
10 10Persen lolos
saringan
no.200 60 )
Bentuk stabilisasi :
Semen danCocok Ragu
TidakCocok Cocok Cocok
campuran pengikat cocok
Kapur Ragu Cocok CocokTidak
Ragu Cocokcocok
Aspal (bitumen) Ragu RaguTidak
Cocok Cocok Ragucocok
Aspal/semenCocok Ragu
TidakCocok Cocok Ragu
dicampur cocok
Granuler CocokTidak Tidak
Cocok Cocok Ragucocok cocok
Lain-lain campuran Tidak Cocok Cocok Tidak Ragu Cocokcocok cocok
II.6.3. Stabilisasi Tanah-Semen
Semen portland adalah salah satu dari bahan yang banyak digunakan untuk
stabilisasi tanah sejak tahun 1917. Pembangunan jalan pertama yang
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
56/115
41
menggunakan campuran tanah-semen adalah di dekat Johnsonville, S.C, Amerika
pada tahun 1935. Campuran tanah-semen telah banyak digunakan dalam berbagai
proyek terutama dalam pekerjaan jalan raya dan lapangan terbang.
Istilah tanah-semen (soil-cement) menunjukkan suatu campuran dari tanah
alami dengan semen portland. Istilah-istilah lain yang juga kadang-kadang dipakai
misalnya semen-merawat-pondasi (cement-treated-base), yaitu stabilisasi tanah
yang dilakukan pada pondasi bawah (subbase) atau tanah dasar (subgrade).
Umumnya disarankan untuk melakukan stabilisasi tanah dasar jika tanah dasar
mempunyai CBR < 2.
Dalam stabilisasi tanah-semen, maksud utama pencampuran tanah-semen
adalah untuk menghasilkan kenaikan kekuatan tanah asli. Untuk tercapainya
maksud tersebut, maka penggunaan bahan-bahan tanah, semen, dan air yang akan
digunakan dalam stabilisasi harus diperhatikan. Faktor utama yang mempengaruhi
kualitas campuran tanah-semen adalah :
1. Macam tanah
2. Kadar semen
3. Pemadatan
4. Waktu pemeraman
5.
Cara pencampuran
II.6.3.1. Pengaruh Macam Tanah
Untuk menghasilkan kekuatan tertentu, tanah-tanah berbutir halus seperti
lempung membutuhkan semen yang lebih banyak. Hal ini karena permukaan
partikel tanah yang harus tertutup semen agar terjadinya sementasi pada titik-titik
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
57/115
42
kontak antar partikelnya lebih besar dibandingkan dengan tanah dengan butiran
yang lebih besar.
Umumnya, tanah yang mengandung banyak lempung sulit dicampur
(karena butiran tanahnya menggumpal), dan kadang-kadang bahan tambah
dibutuhkan untuk menghasilkan perubahan sifat yang berarti. Biasanya, stabilisasi
semen pada lempung gemuk dibatasi untuk lempung dengan batas cair (LL)
kurang dari 50 %. Untuk lempung gemuk, stabilisasi dengan semen dilakukan
dengan penanganan awal terlebih dahulu, yaitu dengan melakukan modifikasi
tanah. Modifikasi tanah dilakukan dengan cara menampur tanah dengan salah
satu, yaitu semen atau kapur terhidrasi. Maksud modifikasi tanah ini adalah untuk
mereduksi plastisitas dan membuat tanah lebih mudah dikerjakan. Sesudah
pemeraman (padat atau longgar) untuk 1 sampai 3 hari, tanah yang telah berubah
sifatnya kemudian distabilisasi dengan semen seperti biasa.
Tanah-tanah berpasir sangat cocok dan dapat distabilisasi dengan
menggunakan semen dengan mudah. Umumnya pencampuran tanah granuler
dengan semen selalu berhasil dengan baik termasuk pasir seragam. Banyaknya
semen yang dibutuhkan untuk pengerasan tanah sangat bergantung pada gradasi
dan rongga pori dari material campuran yang dipadatkan. Untuk tanah-tanah
berpasir ini, kadar semen untuk stabilisasi yang dibutuhkan biasanya berkisar
diantara 5 sampai 12 % terhadap beratnya.
Dalam praktek, stabilisasi semen juga kadang-kadang dilakukan pada
material kerikil yang bergradasi baik, bersih, atau material batu pecah. Material-
material ini sebenarnya tidak perlu distabilisasi dan mungkin justru menimbulkan
masalah besar seperti retak akibat penyusutan.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
58/115
43
II.6.3.2. Pengaruh Kadar Semen
Dalam kasus tertentu, yaitu untuk maksud semen memodifikasi tanah,
semen dibutuhkan untuk mengurangi plastisitas tanah (semen memodifikasi
tanah). Pencampuran tanah-semen untuk mereduksi keplastisan tanah ini dapat
dilakukan pada tanah dasar (subgrade) yang plastis dan dalam kondisi sangat
basah. Semen umumnya mengurangi batas cair (LL) dan menambah batas plastis
(PL) yang dengan demikian akan mengurangi indeks plastisitas (PI).
Untuk maksud stabilisasi, campuran tanah-semen dapat berhasil baik
dengan hanya kadar semen 4 %, namun dalam kasus yang lain kebutuhan kadar
semen bisa mencapai 20 sampai 25 % untuk mencapai kekuatan yang dibutuhkan.
Dengan kadar semen yang tinggi tersebut, biaya pelaksanaan stabilisasi semen
menjadi tidak ekonomis lagi. Tanah-tanah lempung yang berhasil distabilisasi
dengan semen adalah tanah-tanah lempungan yang dengan kandungan lempung
kurang dari 30 % dan membutuhkan kadar semen 12 sampai 20 %. Campuran
pasir-lempung dapat menghasilkan kekuatan lebih tinggi dan awet dengan kadar
semen antara 5 sampai 8 %. Material kumpulan debu dan serpih tertentu juga
dapat dilakukan stabilisasi.
II.6.3.3. Pengaruh Kepadatan
Untuk hasil pemadatan yang bagus, maka tanah sebaiknya dipadatkan
sampai mendekati berat volume kering (kepadatan) maksimumnya pada usaha
pemadatan tertentu. Kadar air terbaik untuk pemadatan dipengaruhi oleh tipe
tanah dan metode pemadatan. Konsep rasio air/semen seperti yang lazim
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
59/115
44
digunakan dalam pekerjaan beton tidak begitu diperhatikan dalam stabilisasi
tanah-semen.
Uji laboratorium menunjukkan bahwa terdapat kecenderungan kekuatan
tanah-semen akan naik bila kadar air bertambah pada berat volume kering
(kepadatan) yang sama. Banyak hasil pengujian memperlihatkan bahwa nilai kuat
tekan tertinggi dapat diperoleh dari benda uji yang dipadatkan dibawah kadar air
optimumnya dan hasil uji keawetan menunjukkan bahwa benda uji lebih
mempunyai daya tahan tinggi bila kadar air agak diatas kadar air optimumnya.
Hal yang juga penting selain kadar semen adalah kepadatan (berat volume
kering). Dalam tanah-tanah granuler yang dipadatkan, umumnya penambahan
semen relatif sedikit dapat menambah kekuatan dan daya tahannya beberapa kali.
Akan tetapi, hal ini tidak berlaku untuk semua jenis dan kondisi tanah.
Pengurangan sedikit berat volume kering dapat menyebabkan pengurangan
kekuatan yang berarti. Gambar 2.10 menunjukkan hasil uji campuran lempung
berpasir dan semen dengan kadar yang sama, yaitu 10 % (RRL,1968). Terlihat
dalam gambar ini bahwa pengurangan berat volume kering 1 lb/ft3(0,16 kN/m3)
dapat menyebabkan pengurangan kuat tekan antara 138 276 kN/m2 (20 40
psi), dan hal ini masih ditambah dengan kemungkinan lebih besarnya kehilangan
daya tahannya.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
60/115
45
Gambar 2.10 Sifat khusus hubungan antara berat volume kering dan kuat tekan
bebas, benda uji kubus 10 cm pada campuran tanah-semen (RRL,1968).
II.6.3.4. Pengaruh Waktu Pemeraman
Dilapangan, sesudah pemadatan, campuran tanah-semen diperam atau
dirawat dalam kondisi sedemikian hingga pengeringan dihambat selama periode
awal dari perkembangan kekuatannya. Hidrasi semen membuat campuran tanah
dan semen menjadi material keras. Semen bereaksi dengan silika tanah untuk
mengikat partikel-partikel tanah. Pada saat pelaksanaan campuran tanah-semen,
waktu perawatan atau pemeraman perlu diberikan. Waktu perawatan sangat
penting, karena kekuatan campuran naik secara berangsur-angsur dengan umur
pemeraman.
II.6.3.5. Perancangan Campuran
Tujuan dari perancangan campuran adalah untuk menentukan kadar semen
yang memenuhi kriteria tertentu. Kadar semen yang digunakan untuk stabilisasi
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
61/115
46
harus serendah mungkin agar hemat, namun harus mempunyai ketahanan dan
kekuatan yang cukup tinggi. Organisasi yang berbeda memberikan kriteria yang
berbeda dalam penentuan kadar semen yang cocok. Beberapa kriteria yang telah
dikembangkan untuk stabilisasi tanah dengan semen, umumnya masih belum
dikaitkan dengan kelakuan struktur perkerasan.
Walaupun penambahan semen akan menghasilkan kenaikan kuat tekan,
kapasitas dukung, dan memperbaiki ketahanan tanah terhadap pelunakan oleh
pengaruh air, namun kadar semen yang terlalu tinggi akan menimbulkan masalah
retak sehingga pemilihan kadar semen harus memperhitungkan masalah retak ini.
Penggemburan, pencampuran, dan pemadatan juga mempunyai pengaruh penting,
karena itu harus diberikan kelonggaran untuk mencapai hasil yang diharapkan.
Konsep pendekatan perancangan campuran stabilisasi tanah-semen yang
diusulkan oleh Rollings dan Rollings (1996) ditunjukkan dalam gambar 2.11.
Gambar 2.11 Bagan alir konsep perancangan campuran tanah-semen (Rollings
dan Rollings, 1996)
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
62/115
47
II.6.4. Waktu Ikatan
Pada dasarnya waktu ikatan pada campuran tanah-semen mirip dengan
yang terjadi pada beton. Waktu ikatan didefenisikan sebagai waktu yang
dibutuhkan oleh semen saat bercampur dengan air, sehingga terbentuk suatu pasta
yang secara berangsur-angsur menjadi agak plastis dan pada akhirnya menjadi
massa yang keras/kaku. Menurut Mindess dan Young (1981), waktu ikatan yang
dibutuhkan untuk terjadinya pengerasan semen pada beton dapat dibagi dua, yaitu:
1.
Waktu ikatan awal (initial setting time), yaitu waktu dari saat pertama
bercampurnya semen dan air sampai kehilangan sifat keplastisannya.
2.
Waktu ikat akhir (final setting time), yaitu waktu dari campuran semen
dengan air yang telah menjadi pasta, kemudian berubah menjadi massa yang
kaku/keras.
Waktu ikatan dipengaruhi oleh banyaknya air yang digunakan dan suhu udara di
sekitarnya. Selama terjadinya proses ikatan akan diikuti oleh kenaikan temperatur.
Temperatur naik dengan cepat saat mulai terjadinya ikatan awal dan mencapai
puncaknya saat tercapainya ikatan akhir. Bila waktu ikatan pendek, naiknya
temperatur bisa mencapai 30oC. Pada semen biasa, waktu ikatan awaltidak boleh
kurang dari 1 jam setelah dicampur air dan ikatan akhir tidak boleh lebih dari 8
jam.
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
63/115
48
II.7. Regresi Linear
Regresi linier adalah metode statistika yang digunakan untuk membentuk
modelhubungan antara variabel terikat (dependen; respon; Y) dengan satu atau
lebih variabel bebas (independen, prediktor, X). Apabila banyaknya variabel
bebas hanya ada satu, disebut sebagai regresi linier sederhana, sedangkan apabila
terdapat lebih dari 1 variabel bebas, disebut sebagai regresi linier berganda.
Analisis regresi setidak-tidaknya memiliki 3 kegunaan, yaitu untuk tujuan
deskripsi dari fenomena data atau kasus yang sedang diteliti, untuk tujuan kontrol,
serta untuk tujuan prediksi. Regresi mampu mendeskripsikan fenomena data
melalui terbentuknya suatu model hubungan yang bersifatnya numerik. Regresi
juga dapat digunakan untuk melakukan pengendalian (kontrol) terhadap suatu
kasus atau hal-hal yang sedang diamati melalui penggunaan model regresi yang
diperoleh. Selain itu, model regresi juga dapat dimanfaatkan untuk melakukan
prediksi untuk variabel terikat.
Namun yang perlu diingat, prediksi di dalam konsep regresi hanya boleh
dilakukan di dalam rentang data dari variabel-variabel bebas yang digunakan
untuk membentuk model regresi tersebut. Misal, suatu model regresi diperoleh
dengan mempergunakan data variabel bebas yang memiliki rentang antara 5 s.d.
25, maka prediksi hanya boleh dilakukan bila suatu nilai yang digunakan sebagai
input untuk variabel X berada di dalam rentang tersebut. Konsep ini disebut
sebagai interpolasi.
Data untuk variabel independen X pada regresi linier bisa merupakan data
pengamatan yangtidak ditetapkan sebelumnya oleh peneliti (observational data)
maupun data yang telah ditetapkan (dikontrol) oleh peneliti sebelumnya
7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement
64/115
49
(experimental or fixed data). Perbedaannya adalah bahwa dengan menggunakan
fixed data, informasi yang diperoleh lebih kuat dalam menjelaskan hubungan
sebab akibat antara variabel X dan variabel Y. Sedangkan, pada observational
data, informasi yang diperoleh belum tentu merupakan hubungan sebab-akibat.
Untuk fixed data, peneliti sebelumnya telah memiliki beberapa nilai variabel X
yang ingin diteliti. Sedangkan, pada observationaldata, variabel X yang diamati
bisa berapa saja, tergantung keadaan di lapangan. Biasanya, fixeddata diperoleh
dari percobaan laboratorium, dan observational data diperoleh dengan
menggunakan kuisioner.
Di dalam suatu model regresi kita akan menemukan koefisien-koefisien.
Koefisien pada model regresi sebenarnya adalah nilai duga parameter di dalam
model regresi untuk kondisi yang sebenarnya (true condition), sama halnya
dengan statistik mean (rata-rata) pada konsep statistika dasar. Hanya saja,
koefisien-koefisien untuk model regresi merupakan suatu nilai rata-rata yang
berpeluang terjadi pada variabel Y (variabel terikat) bila suatu nilai X (variabel
bebas) diberikan. Koefisien regresi dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu:
1. Intersep (intercept)
Intersep, definisi secara metematis adalah suatu titik perpotongan
antara suatu garis