Upload
others
View
25
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
LAPORAN
HIBAH PENELITIAN KETEKNIKSIPILAN
KELAKUAN TANAH DENGAN SIFAT
KEMBANG-SUSUT YANG TINGGI PADA
STABILISASI TANAH DENGAN BAHAN
SERBUK MARMER
Nama Peneliti :
Ir. I Gusti Ngurah Wardana, MT.
I Nyoman Ari Budiman, ST, MT.
Ir. Tjok. Gde Suwarsa Putra, MT.
Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik
Universitas Udayana
2015
Dibiayai dari :
Dana DIPA BLU Universitas Udayana Tahun Anggaran 2015
Dengan Surat Perjanjian Kontrak Nomor : 2623.2/UN14.1.31/PN/SPK/2015
Tanggal 27 Juli 2015
2
Kelakuan Tanah Dengan Sifat Kembang Susut Yang Tinggi Pada Stabilisasi
Tanah Dengan Bahan Serbuk Marmer
ABSTRAK
Stabilitas tanah dengan penambahan kapur sebagai pencampur merupakan salah satu
metoda stabilisasi tanah kimiawi yang paling popular di Indonesia di masa lalu. Akan tetapi dengan
adanya perkembangan metoda stabilisasi tanah, stabilisasi dengan kapur mulai dirasakan tidak
sesuai karena harga kapur yang menjadi relative mahal. Untuk itu perlu dicari cara stabilisasi
kimiawi lainnya yang lebih murah. Alternative ini muncul dengan adanya serbuk marmer, sebagai
hasil limbah pengolah marmer yang sangat murah
Penelitian mengenai efektivitas bahan limbah Marmer tersebut sebagai bahan stabilisasi
tanah masih sangat terbatas. Pada penelitian ini bahan diujikan terhadap tanah lempung dari
Pejaten, Tabanan, untuk mengetahui perubahan plastisitas tanah, kenaikan kekuatan tanahnya,
perubahan besar “swelling” (pengembangan) tanah saat terendam air, besarnya tebal lapisan tanah
yang terpengaruh air sebagai fungsi waktu, pengaruh kadar air awal tanah saat pemadatan terhadap
swelling dan kokoh tekannya, serta bahan optimal.Benda uji dengan kadar serbuk marmer berkisar
antara 3% s.d 15% berat tanah.
Pada test CBR, dengan penambahan kadar Serbuk Marmer 9% dengan energi pemadatan
sebanyak 56 pukulan, mendapatkan nilai CBR Design tertinggi yaitu 9,00 % sehingga memenuhi
syarat minimum CBR Design (menurut Bina Marga yaitu sebesar 6%). Nilai kuat tekan bebas (qu)
dari tanah Pejaten setelah dicampur dengan Serbuk Marmer mencapai peningkatan dengan
puncaknya pada kadar campuran Serbuk Marmer 9.00%, yaitu sebesar 3,78 kg/cm2.Jadi untuk
mencapai nilai-nilai karakteristik tanah yang optimal diperlukan penambahan kadar Serbuk
Marmer sebesar 9% dari berat kering tanah lempung Pejaten, Tabanan.
Kata kunci : stabilisasi, kembang susut, pemadatan, swelling
3
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN........................................................................................................i
KATA PENGANTAR ............................................................................................................. ii
ABSTRAK ................................................................................................................................ iii
DAFTAR ISI ............................................................................................................................. iv
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................ vi
DAFTAR TABEL .................................................................................................................. vii
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ...................................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................................. 2
1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................................. 2
1.4 Manfaat Penelitian ................................................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah ................................................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................................................... 4
2.1 Pengertian Tanah .................................................................................................. 4
2.2 Klasifikasi Tanah .. ……………………………………………………………....5
2.3 Lempung Sebagai Tanah Kohesif ........... ………………………………………..8
2.3.1. Lempung dan Mineral Penyusunnya .......................................................... 8
2.3.1.1. Kaolinite………………......……………………….. 10
2.3.1.2. Monmorilonite………………………………..……..11
2.3.1.3. Illite……………………………………………………………. 11
2.4. Konstruksi Jalan Raya Secara Umum................................................................. 11
2.4.1. Lapisan Tanah Dasar (Subgrade)……………………………………… 12
2.5. Tanah Ekspansif………………………………………………………………. 14
2.5.1. Identifikasi Tanah Kembang Susut Tinggi……………………………. 15
2.6.. Sifat Fisik dan Mekanik Tanah Lempung Kembang Susut Tinggi……………..16
2.6.1. Sifat Fisik Tanah Lempung……………………………………………...16
2.6.1.1. Ukuran Butiran Tanah ................................................................. 16
2.6.1.2. Batas-batas Atterberg………………………………………….. 16
2.6.1.3. Berat Jenis Tanah (Spesific Gravity, Gs) .................................... 20
2.6.1.4. Sifat Kembang Susut Tanah ........................................................ 20
2.6.2. Sifat Mekanis Tanah Lempung ................................................................. 22
2.6.2.1. Pemadatan Tanah (Compaction Test) .......................................... 22
2.5.2.2. Californian Bearing Ratio ............................................................ 28
2.5.2.3. Kuat Tekan Bebas [(Unconfined Compression Test (UCT)] ...... 31
2.7. Stabilisasi Tanah Dasar ....................................................................................... 33
2.7.1. Prinsip-prinsip Dasar Stabilisasi Tanah .................................................... 33
2.7.2. Metode Stabilisasi Tanah .......................................................................... 34
2.8 Stabilisasi Tanah dengan Serbuk Marmer .......................................................... 35
BAB III METODE DAN PELAKSANAAN .......................................................................... 38
3.1 Umum ................................................................................................................. 38
3.2 Identifikasi Masalah........................................................................................... 38
3.3 Studi Literatur ................................................................................................... 38
3.4 Pemilihan Lokasi ................................................................................................. 38
3.5. Persiapan Alat dan Bahan................................................................................... 39
4
3.6. Metode Pengambilan Sampel .............................................................................. 39
3.6.1. Sampel Tanah Tidak Terganggu (Undisturbed Sample) .......................... 39
3.6.2 Sampel Tanah Terganggui (Disturbed Sample) ....................................... 39
3.7. Metode Penelitian Laboratorium ........................................................................ 40
3.7.1. Persiapan Bahan/Material ......................................................................... 40
3.7.2. Pembuatan Benda Uji ............................................................................... 40
3.7.3. Cara Pelaksanaan di Laboratorium ........................................................... 40
3.7.3.1 Pemeriksaan Kadar Air. .............................................................. 40
3.7.3.2 Pemeriksaan Gradasi Butiran. .................................................... 41
3.7.3.3 Pemeriksaan Gs. ......................................................................... 44
3.7.3.4 Pemeriksaan Berat Volume Tanah. ............................................ 45
3.7.3.5 Pemeriksaan Batas Cair. ............................................................. 46
3.7.3.6 Pemeriksaan Batas Plastis. .......................................................... 47
3.7.3.7 Pemeriksaan Batas Susut. ........................................................... 48
3.7.3.8 Pemeriksaan Pemadatan Standar. ............................................... 49
3.7.3.9 Pemeriksaan Kuat Tekan Bebas (UCT). ..................................... 51
3.7.3.10 Pemeriksaan Daya Dukung Tanah Dasar (CBR)........................ 52
3.7.3.11 Pemeriksaan Konsolidasi. ........................................................... 55
3.8. Analisa Data........................................................................................................57
3.9. Kerangka Penelitian ........................................................................................... 53
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................................. 59
4.1 Sifat Fisik dan Mekanis Tanah ........................................................................... 59
4.1.1. Sifat Fisik Tanah ....................................................................................... 59
4.1.1.1. Kadar Air Tanah Asli ................................................................. 59
4.1.1.2. Berat Volume Tanah Basah ......................................................... 60
4.1.1.3. Pengaruh Penambahan Serbuk Marmer Terhadap Berat Jenis
Spesifik (Gs) ................................................................................ 61
4.1.1.4. Pengaruh Penambahan Serbuk Marmer Terhadap Nilai-nilai
Konsistensi Aterberg Tanah Pejaten ......................................... 62
4.1.1.5. Gradasi Butiran Tanah ................................................................ 64
4.1.1.6. Sistim Klasifikasi Tanah .............................................................. 64
4.2 Sifat Mekanis Tanah ........................................................................................... 66
4.2.1. Pemadatan Standar.................................................................................... 66
4.2.2. Pengaruh Penambahan Serbuk Marmer terhadap Nilai CBR Laboratorium
,CBR Design dan Nilai Kuat Tekan Bebas (UCT) ................................... 67
4.2.2.1. CBR Laboratorium ...................................................................... 67
4.2.2.2 CBR Design ................................................................................. 69
4.2.2.3. Tes Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test,UCT) ... 69
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................................... 71
5.1. Kesimpulan ......................................................................................................... 71
5.2. Saran ................................................................................................................... 72
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 73
SK.Rektor Unud No.
5
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kapur telah dikenal sebagai salah satu bahan stabilisasi tanah yang baik, terutama bagi
stabilisasi tanah lempung yang memiliki sifat kembang-susut yang besar. Tanah-tanah seperti ini,
yang lebih dikenal dengan “tanah mengembang”, umumnya mengandung kadar lempung
montmorillonite yang cukup tinggi, akan tetapi sifat kembang-susut tersebut akan banyak
berkurang, bahkan dapat dihilangkan, bila tanah tersebut dicampur dengan kapur (Ingles dan
Metealf, 1972). Adanya unsur cation Ca2+
pada kapur dapat memberikan ikatan antar partikel yang
lebih besar yang melawan sifat mengembang dari tanah (Mochtar 1994). Setelah itu mulai jarang
dilakukan orang stabilisasi dengan kapur ini karena antara lain biayanya makin lama makin kurang
ekonomis. Hal ini karena untuk tanah-tanah mengembang telah dikenalkan sejak tahun 1980-an
cara-cara perbaikan lain yang ternyata lebih baik hasilnya dari pada stabilisasi dengan kapur, yaitu
antara lain dengan penggunaan bahan geotextile. Selain itu stabilisasi tanah dengan kapur telah
menjadi relaif mahal bagi stabilisasi tanah mengembang (Oriental Consultant, 1992).
Sebetulnya ada alternative lain yang mempunyai prospek besar sebagai bahan stabilisasi
untuk tanah mengembang , yakni serbuk marmer. Serbuk marmer di Jawa Timur banyak didapat
sebagai hasil buangan (limbah) dari pabrik pengolahan/pemotongan marmer. Saat ini limbah serbuk
marmer dijual dipasaran dengan sangat murah bila dibandingkan harga kapur. Jadi besar
kemungkinan bahwa stabilisasi tanah dengan serbuk marmer akan menjadi salah satu alternative
yang termurah. Apalagi didukung dengan keberadaan sedikitnya 3 (tiga) pabrik pengolahan marmer
yang besar di Jawa Timur dan banyaknya pusat-pusat kerajinan marmer rumah tangga/desa di
daerah Tulungagung. Jadi pasokan serbuk marmer relative cukup banyak dari limbah tempat-
tempat pengolahan tersebut.
Pada dasarnya marmer mempunyai unsur dominan yang sama dengan kapur. Batuan
marmer asalnya juga adalah batuan kapur yang kemudian mengalami proses metamorfosa batuan.
Akan tetapi sampai sekarang belum pernah dilakukan penelitian tentang seberapa jauh kebaikan-
kekurangan serbuk marmer sebagai bahan stabilisasi tanah. Biarpun unsurnya sama, bangun kristal
marmer tidak sama dengan batu kapur biasa. Selain itu, setelah mengalami proses metamorfosa
batuan selama berpuluh-puluh tahun, tentunya ada beberapa perubahan sifat dari batuan marmer
dibanding dengan batuan kapur. Jadi mungkin sifat reaktif marmer terhadap tanah lempung juga
berbeda. Terutama tentang sifatnya terhadap tanah-tanah yang mengembang, masih diperlukan
studi untuk mengetahui tingkat kegunaan serbuk marmer ini dalam stabilisasi tanah.
6
Bertitik tolak dari permasalahan yang telah diuraikan diatas, maka pada penelitian ini
dicoba stabilisasi tanah lempung dengan menggunakan bahan serbuk marmer dengan prosentase
bervariasi : O%, 3%, 6%, 9%, 12%, 15%, pada daerah yang banyak mengalami masalah pada
bangunannya karena tanahnya memiliki sifat kembang-susut yang sangat besar, dengan harapan
penggunaan bahan marmer sebagai bahan stabilisasi dapat meningkatkan daya dukung tanah, serta
memenuhi syarat sebagai tanah lapis dasar (sub grade) pada konstruksi jalan
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka perumusan masalah yang akan dibahas sebagai
berikut :
1. Bagaimanakah pengaruh penambahan serbuk marmer dengan prosentase bervariasi : O%, 3%,
6%, 9%, 12%, 15%, terhadap nilai-nilai karakteristik tanah ekspansif?
2. Bagaimanakah pengaruh penambahan serbuk marmer dengan prosentase bervariasi terhadap
daya dukung tanah (CBR), daya pengembangan (swelling potential).
1.3. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui pengaruh penambahan serbuk marmer dengan prosentase bervariasi : O%, 3%,
6%, 9%, 12%, 15%, terhadap nilai-nilai karakteristik tanah ekspansif?
2. Mengetahui pengaruh penambahan serbuk marmer dengan prosentase bervariasi terhadap
daya dukung tanah (CBR), daya pengembangan (swelling potential),
1.4. Manfaat Penelitian
Dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran tentang karakteristik tanah lempung
ekspansif menyangkut tentang kembang susut dan sifat fisiknya, serta mengetahui alternatif untuk
memperbaiki tanah ekspansif tersebut demi meningkatkan daya dukung tanah dasarnya.
1.5. BatasanMasalah
Dalam penelitian ini ruang lingkup dibatasi mengingat keterbatasan waktu dan tenaga yang ada.
Adapun batasan masalah sebagai berikut :
1. Sampel tanah diambil di sekitar Jalan Raya Pejaten.
2. Serbuk marmer diambil dari pabrik pengolahan/pemotongan marmer.di daerah
Tulungagung
3. Dalam penelitian ini, digunakan variasi penambahan serbuk marmer sebesar 0%, 3%, 6%,
9%, 12% terhadap tanah ekspansif.
4. Dalam penelitian ini tidak dibahas mengenai reaksi kimia.
7
5. Parameter penyelidikan tanah yang ditinjau yaitu karakteristik, kekuatan, daya
pengembangan (swelling potential) yang dicampur dengan campuran serbuk marmer
dengan variasi kadar yang berbeda-beda .
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Tanah
Dalam pengertian teknik secara umum, tanah didefinisikan sebagai material yang terdiri dari
agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama
lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat
cair dan gas mengisi ruang-ruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut. Tanah berguna
sebagai bahan bangunan pada berbagai macam pekerjaan teknik sipil, di samping itu tanah
berfungsi juga sebagai pendukung pondasi dari bangunan (Das, 1988).
Sifat dan karakteristik tanah sangat tergantung pada keadaan topografi dan geologi yang
membentuk tanah tersebut.Sifat-sifat fisik banyak tergantung pada faktor ukuran, bentuk dan
komposisi kimia butiran. Istilah tanah dalam bidang mekanika tanah dimaksudkan sebagai
campuran dari partikel yang terdiri dari salah satu atau berbagai jenis partikel berikut, yang
tergantung dari ukuran partikel yang dominan seperti:
a. Berangkal (boolders)
8
Potongan batuan yang besar biasanya diambil lebih dari 250 sampai 300 mm. Untuk ukuran 150
sampai 250 mm fragmen batuan ini disebut krokol (cobbles) atau pebbles
b. Kerikil (gravel)
Partikel batuan yang berukuran 5mm sampai 150 mm
c. Pasir (sand)
Partikel batuan yang berukuran 0,075 mm sampai 5 mm, berkisar dari kasar (5 sampai 3 mm)
sampai halus (< l mm)
d. Lanau (silt)
Partikel batuan berukuran 0,002 sampai 0,074 mm
e. Lempung (clay)
Partikel mineral yang berukuran lebih kecil 0,002 mm. Partikel-partikel ini merupakan sumber
utama dari kohesi bagi tanah kohesif.
f. Koloid (coloids)
Partikel mineral yang diam dan berukuran lebih kecil dari 0,001 mm.Apabila suatu ukuran
partikel mendominasi suatu tanah, maka tanahtersebut akan diberi nama sesuai dengan partikel
tersebut. Misalnya pasir, kerikil, kerikil kepasiran, lempung dan sebagainya. Suatu
pengecualian terdapatpada lempung dan lanau, yang deposit lanau dominan dengan kandungan-
kandungan lempung lebih dan 10 sampai 25 akan disebut lempung (Bowles, 1997)
2.2. Klasifikasi Tanah
Metode stabilisasi tanah dasar sangat dipengaruhi oleh jenis tanahnya. Oleh sebab itu,
klasifikasi dari suatu tanah haruslah diketahui terlebih dahulu sebelum pelaksanaan stabilisasi
dilakukan.
Suatu klasifikasi mengenai tanah dapat memberikan suatu gambaran sepintas mengenai
sifat-sifat dalam tanah dalam menghadapi perencanaan maupun pelaksanaannya. Adapun system
klasifikasi jenis tanah yang digunakan adalah :
1. Sistem klasifikasi USCS (Unifield Soil Classification System )
Sistem ini dapat dilihat pada Tabel 2- 1,
2. Sistem klasifikasi AASHTO (Assotiation of American Highway and Transfortation
Officials)
Penggolongan tanah system AASTHO ini dapat dilihat pada Tabel 2-2
9
Tabel 2.1 Sistem Klasifikasi Unified*
Divisi Utama Simbol
Kelompok Nama Umumnya
Tan
ah B
erbuti
r K
asar
Leb
ih d
ari
50 %
buti
ran t
erta
han
pad
a ay
akan
No.2
00*
Pas
ir
Leb
ih d
ari
50 %
fra
ksi
kas
ar
lolo
s ay
akan
No.4
Ker
ikil
ber
sih
(han
ya
ker
ikil
) GW
Kerikil bergradasi baik dan
campuran kerikil pasir, sedikit atau
sama sekali tidak mengandung
butiran halus
GP
Kerikil bergradasi buruk dan
campuran kerikil pasir, sedikit atau
sama sekali tidak mengandung
butiran halus
Ker
ikil
den
gan
buti
ran
hal
us
GM Kerikil berlanau, campuran
kerikil-pasir-lanau
GC Kerikil berlempung, campuran
kerikil-pasir-lempung
Ker
ikil
50 %
Ata
u l
ebih
dar
i fr
aksi
kas
ar
Ter
tahan
pad
a ay
akan
No.4
Pas
ir
ber
sih
(han
ya
pas
ir)
SW
Pasir bergradasi baik, pasir
berkerikil, sedikit atau sama sekali
tidak mengandung butiran halus
SP
Pasir bergradasi buruk dan pasir
berkerikil, sedikit atau sama sekali
tidak mengandung butiran halus
Pas
ir
den
gan
bu
tira
n
hal
us
SM Pasir berlanau, campuran pasir-
lanau
SC Pasir berlempung, campuran pasir-
lempung
Tan
ah B
erb
uti
r H
alus
50
% a
tau l
ebih
lolo
s
ayak
an N
o.2
00
Lan
au d
an l
empu
ng
Bat
a C
air
50
% a
tau
ku
ran
g
ML
Lanau anorganik, pasir halus
sekali, serbuk batuan, pasir halus
berlanau atau berlempung
CL
Lempung anorganik, pasir halus
sekali, serbuk batuan, pasir halus
berlanau atau berlempung
OL
Lanau-anorganik dan lempung
berlanau organic dengan plastisitas
rendah
10
Lan
au d
an L
emp
un
g
Bat
as C
air
leb
ih d
ari
50
%
MH
Lanau anorganik atau pasir halus
diatomic atau lanau diatomic,
lanau yang elastic
CH
Lempung anorganik dengan
plastisitas tinggi, lempung
“gemuk” (fat clays)
OH
Lempung organic dengan
plastisitas sedang sampai dengan
tinggi
Tanah-tanah dengan kandungan
organic sangat tinggi PT
Peat (gambut), muck, dan tanah-
tanah lain dengan kandungan
organic tinggi
Menurut ASTM (1982) * Berdasarkan tanah yang lolos ayakan 75 mm (3 in)
11
Table 2.2. Klasifikasi tanah berdasarkan AASHTO
KLASIFIKASI
UMUM
BAHAN BERBUTIR KASAR
35 % atau kurang lewat No. 200
BAHAN BERBUTIR HALUS
35 % lebih lewat No. 200
Klasifikasi Kelompok A - 1
A – 3
A - 2
A - 4 A - 5 A – 6 A - 7
A-1-a A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7
Analisa Saringan
( % lolos )
No. 10
No. 40
No. 200
50 max.
30 max.
15 max.
….
50 max
25 max
….
51 min
10 max
….
….
35 max
….
….
35 max
….
….
35 max
….
….
35 max
….
….
36 max
….
….
36 max
….
….
36 max
….
….
36 max
Sifat Fraksi yang lewat
No. 40
Batas Cair
Indeks Plastisitas
...
6 max
….
N.P
40 max
10 max
41 min
10 max
40 max
11 min
41 min
11 min
40 max
10 max
40 min
10 max
40 max
11 min
41 min
11 min
Jenis Umum Fragmen batuan
kerikil dan pasir
Pasir
halus Kerikil atau pasir lanauan atau lempungan Tanah lanau Tanah lempungan
Tingkat Umum
sebagai tanah dasar Sangat baik sampai baik Cukup sampai buruk
Catatan : Indeks Plastisitas untuk subkelompok A-7-5 < LL-30, sedang
Indeks Plastisitas untuk subkelompok A-7-6 < LL-30
12
2.3. Lempung Sebagai Tanah Kohesif
2.3.1.Lempung dan Mineral Penyusunnya
Mineral lempung merupakan senyawa aluminium silikat yang kompleks.
Mineral ini terdiri dari dua lempung kristal pembentuk kristal dasar, yaitu silica
tetrahedra dan aluminium oktahedra (Das, 1988).
Das (1988) menerangkan bahwa tanah lempung sebagian besar terdiri dari
partikel mikroskopis dan sub-mikroskopis (tidak dapat dilihat dengan jelas bila
hanya dengan mikroskopis biasa) yang berbentuk lempengan-lempengan pipih
dan merupakan partikel-partikel dari mika, mineral-mineral lempung (clay
mineral), dan mineral-mineral yang sangat halus lain. Tanah lempung sangat
keras dalam kondisi kering dan bersifat plastis pada kadar air sedang. Namun
pada kadar air yang lebih tinggi lempung akan bersifat lengket (kohesif) dan
sangat lunak. Kohesif menunjukan kenyataan bahwa partikel-pertikel itu melekat
satu sama lainnya sedangkan plastisitas merupakan sifat yang memungkinkan
bentuk bahan itu dirubah-rubah tanpa perubahan isi atau tanpa kembali ke bentuk
aslinya dan tanpa terjadi retakan-retakan atau terpecah-pecah.
Dalam terminologi ilmiah, lempung adalah mineral asli yang mempunyai
sifat plastis saat basah, dengan ukuran butir yang sangat halus dan mempunyai
komposisi berupa hydrous aluminium dan magnesium silikat dalam jumlah yang
besar. Batas atas ukuran butir untuk lempung umumnya adalah kurang dari 2 μm
(1μm = 0,000001m), meskipun ada klasifikasi yang menyatakan bahwa batas atas
lempung adalah 0,005 m
Menurut Das (1988), satuan struktur dasar dari mineral lempung terdiri dari
silika tetrahedron dan aluminium oktahedron. Satuan-satuan dasar tersebut bersatu
membentuk struktur lembaran (Das, 1988) seperti yang digambarkan pada
Gambar 2.1 sampai dengan Gambar 2.4 berikut ini. Jenis-jenis mineral lempung
tergantung dari komposisi susunan satuan struktur dasar atau tumpuan lembaran
serta macam ikatan antara masing-masing lembaran
13
Gambar 2.1 Single silica tetrahedral
Gambar 2.2 Isometric silica sheet
Gambar 2.3 Single alluminium oktahedron
Gambar 2.4 Isometric oktahedral sheet
Umumnya partikel-partikel lempung mempunyai muatan negatif pada
permukaannya. Hal ini disebabkan oleh adanya substitusi isomorf dan oleh karena
14
pecahnya keping partikel pada tepi-tepinya. Muatan negatif yang lebih besar dapat
dijumpai pada partikel-partikel yang mempunyai spesifik yang lebih besar. Jika
ditinjau dari mineraloginya, lempung terdiri dari berbagai mineral penyusun,
antara lain mineral lempung (kaolinite, montmorillonite dan illite group) dan
mineral-mineral lain yang mempunyai ukuran sesuai dengan batasan yang ada
(mika group, serpentinite group).
2.3.1.1 Kaolinite
Kaolinite merupakan hasil pelapukan sulfat atau air yang mengandung
karbonat pada temperatur sedang.Warna kaolinite murni umumnya putih, putih
kelabu, kekuning-kuningan atau kecoklat-coklatan. Kaolinite disebut sebagai
mineral lempung satu banding satu (1:1). Bagian dasar dari struktur ini adalah
lembaran tunggal silika tetrahedral yang digabung dengan satu lembaran alumina
oktahedran (gibbsite) membentuk satu unit dasar dengan tebal kira-kira 7,2 Å (1
Å=10-10 m) seperti yang terlihat pada Gambar 2.5, hubungan antar unit dasar
ditentukan oleh ikatan hidrogen dan gaya bervalensi sekunder. Mineral kaolinite
berwujud seperti lempengan – lempengan tipis, masing-masing dengan diameter
1000 Å sampai 20000 Å dan ketebalan dari 100 Å sampai 1000 Å dengan luasan
spesifik per unit massa ± 15 m2/gr.
Gambar 2.5. Struktur kaolinite
15
2.3.1.2. Montmorillonite
Montmorillonite disebut juga mineral dua banding satu (2:1) karena satuan
susunan kristalnya terbentuk dari susunan dua lempeng silika tetrahedral mengapit
satu lempeng alumina oktahedral ditengahnya. Struktur kisinya tersusun atas satu
lempeng Al2O3 diantara dua lempeng SiO2. Karena struktur inilah
Montmorillonite dapat mengembang dan mengkerut menurut sumbu C dan
mempunyai daya adsorbsi air dan kation lebih tinggi.
Tebal satuan unit adalah 9,6 Å (0,96 μm), seperti ditunjukkan Gambar 2.6 di
bawah ini yang dikutip Das (1988). Hubungan antara satuan unit diikat oleh
ikatan gaya Van der Walls, di antara ujung-ujung atas dari lembaran silika itu
sangat lemah, maka lapisan air (n.H2O) dengan kation yang dapat bertukar
dengan mudah menyusup dan memperlemah ikatan antar satuan susunan kristal
mengakibatkan antar lapisan terpisah. Ukuran unit massa sangat besar, dapat
menyerap air dengan sangat kuat, mudah mengalami proses pengembangan.
Gambar 2.6. Struktur montmorillonite
2.3.1.3.Illite
Mineral illite mempunyai hubungan dengan mika biasa, sehingga dinamakan
pula hidrat-mika.Illite memiliki formasi struktur satuan kristal, tebal dan
komposisi yanghampir sama dengan montmorillonite. Perbedaannya ada pada :
a. Pengikatan antar unit kristal terdapat pada kalium (K) yang berfungsi sebagai
penyeimbang muatan, sekaligus sebagai pengikat.
16
b. Terdapat ± 20% pergantian silikon (Si) oleh aluminium (Al) pada lempeng
tetrahedral.
c. Struktur mineralnya tidak mengembang sebagaimana montmorillonite
Gambar satuan unit illite seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.7 berikut
ini:
Gambar 2.7. Struktur illite
Substitusi dari kation–kation yang berbeda pada lembaran oktahedral akan
mengakibatkan mineral lempung yang berbeda pula. Apabila ion-ion yang
disubstitusikan mempunyai ukuran yang sama disebut ishomorphous. Bila sebuah
anion dari lembaran oktahedral adalah hydroxil dan dua per tiga posisi kation diisi
oleh aluminium maka mineral tersebut disebut gibbsite dan bila magnesium
disubstitusikan kedalam lembaran aluminium dan mengisi seluruh posisi kation,
maka mineral tersebut disebut brucite.
2.4 Konstruksi Jalan Secara Umum
2.4.1. Lapisan Tanah Dasar (Subgrade)
Konstruksi perkerasan lentur terdiri dari lapisan-lapisan yang diletakkan
diatas tanah dasar yang dipadatkan. Lapisan-lapisan tersebut berfungsi untuk
menerima beban lalu lintas dan menyebarkan ke lapisan dibawahnya (Sukirman,
1995).
17
Gambar 2.8. Susunan lapisan konstruksi perkerasan lentur
Dalam Sukirman (1995) dijelaskan bahwa lapisan tanah setebal 50-100 cm
diatas mana akan diletakkan lapisan pondasi bawah dinamakan lapisan tanah
dasar. Lapisan tanah dasar dapat berupa tanah asli yang dipadatkan jika tanah
aslinya baik, tanah yang didatangkan dari tempat lain dan dipadatkan atau tanah
yang distabilisasi dengan kapur atau bahan lainnya. Pemadatan yang baik
diperoleh jika dilakukan pada kadar air optimum dan diusahakan kadar air
tersebut konstan selama umur rencana. Hal ini dapat dicapai dengan perlengkapan
drainase yang memenuhi syarat.
Sebelum diletakkan lapisan-lapisan lainnya, tanah dasar dipadatkan terlebih
dahulu sehingga tercapai kestabilan yang tinggi terhadap perubahan volume.
Ketentuan dan keawetan konstruksi perkerasan jalan sangat ditentukan oleh sifat-
sifat daya dukung tanah dasar. Masalah-masalah yang sering ditemui menyangkut
tanah dasar adalah:
- Perubahan bentuk tetap dari jenis tanah tertentu akibat beban lalu lintas.
- Sifat mengembang dan menyusut tertentu akibat perubahan kadar air.
- Daya dukung tanah dasar yang tidak merata pada daerah dengan macam
tanah yang sangat berbeda.
- Daya dukung tanah akibat pelaksanaan yang kurang baik.
18
- Perbedaan penurunan (differential settlement) akibat terdapatnya lapisan-
lapisan tanah lunak di bawah tanah dasar akan mengakibatkan perubahan
bentuk tetap.
- Kondisi geologist dari lokasi jalan perlu dipelajari dengan teliti, jika ada
kemungkinan lokasi jalan berada pada daerah patahan, dll.
2.5. Tanah Ekspansif
Tanah ekspansif (expansive soil) adalah tanah lempung yang lunak dan
mudah tertekan sehingga sering menjadi masalah dalam pelaksanaan konstruksi.
Selain itu, tanah ini mempunyai sifat-sifat yang kurang baik, seperti plastisitas
yang tinggi sehingga sulit dipadatkan, dan permeabilitas rendah sehingga air
susah keluar dari tanah. Sifat–sifat tersebut menyebabkan tanah ekspansif
memiliki kembang susut yang besar.
Proses pengembangan (swelling) terjadi karena kandungan air yang tinggi,
sehingga tanah yang jenuh air ini akan mengembang dan tegangan efektif tanah
akan mengecil seiring dengan peningkatan tegangan air pori. Begitu juga
sebaliknya saat terjadi proses susut (shringkage) pada tanah. Tanah yang
kehilangan air secara tiba-tiba akan mengalami penyusutan volume pori akibat
kehilangan air. Hal ini akan menyebabkan tanah mengalami kembang susut yang
besar. Untuk memperbaiki sifat tanah ekspansif tersebut, tanah ekspansif
umumnya distabilisasi dengan bahan-bahan yang sesuai dengan sifat tanah
lempung sehingga menjadi lebih baik dan memenuhi syarat sebagai bahan
konstruksi.
Tanah lempung sebagian besar terdiri atas partikel mikroskopis yang
berbentuk lempengan–lempengan pipih dan merupakan partikel–partikel dari
mika, dan mineral–mineral tanah berbutir halus atau butir–butir koloid dengan
ukuran butiran partikel tanah <0,002 mm. Namun dalam beberapa kasus partikel
berukuran antara 0,002 sampai 0,005 mm juga masih digolongkan sebagai partikel
lempung.
Karakteristik tanah ekspansif dipengaruhi oleh dua hal, yaitu faktor
mikroskopik dan faktor makroskopik. Yang dimaksud faktor mikroskopik adalah
faktor–faktor dalam tanah yang menyebabkan tanah ekspansif mengalami
19
kembang susut, antara lain: mineralogi tanahnya, perilaku air dan jumlah
exchangeable cation serta besarnya specific surface dari partikel tanah.
Sedangkan yang dimaksud faktor makroskopik adalah properti tanah secara fisik,
antara lain indeks plastisitas dan berat volume tanah.
Faktor-faktor makroskopik tanah ekspansif dipengaruhi oleh perilaku
mikroskopiknya. Yang terjadi pada skala mikro akan mempengaruhi skala makro
tanah ekspansif. Faktor makroskopik tanah ekspansif adalah faktor yang
menunjukkan perilaku kembang susut tanah. Batas Atterberg merupakan salah
satu parameter yang termasuk karakteristik makroskopis tanah yang dapat
digunakan sebagai indikator untuk mengetahui potensi kembang susut tanah.
Dilihat dan skala makronya, karakteristik tanah ekspansif yang berpotensi
besar untuk mengalami kembang susut, secara umum mempunyai ciri-ciri sebagai
berikut:
a. Mempunyai harga batas cair dan indek plastisitas yang tinggi.
b. Mempunyai harga swelling indeks yang besar.
c. Mempunyai kandungan organik.
2.5.1. Identifikasi Tanah Kembang Susut Tinggi (Ekspansif)
Cara-cara yang biasa digunakan untuk mengidentifikasi tanah ekspansif ada
tiga cara, yaitu :
1. Identifikasi Mineralogi
Analisa mineralogi sangat berguna untuk mengidentifikasi potensi kembang
susut suatu tanah lempung. Identifikasi dilakukan dengan cara :
a. Difraksi sinar X (X-Ray Diffraction)
b. Penyerapan terbilas (Dye Absorbsion)
c. Penurunan panas (Differensial Thermal Analysis)
d. Analisa kimia (Chemical Analysis)
e. Elektron microscope resolution
2. Cara Tidak Langsung
Hasil uji sejumlah indeks dasar tanah dapat digunakan untuk evaluasi
berpotensi ekspansif atau tidak pada suatu contoh tanah. Uji indeks dasar adalah
sebagai berikut :
20
a. Batas–batas Atterberg
b. Kembang Susut Tanah (Swelling)
c. Aktivitas Tanah
3. Cara Langsung
Metode pengukuran terbaik adalah dengan pengukuran langsung, yaitu suatu
cara untuk menentukan potensi pengembangan dan tekanan pengembangan dari
tanah ekspansif dengan menggunakan Oedometer Terzaghi. Contoh tanah yang
berbentuk silinder tipis diletakkan dalam konsolidometer yang dilapisi dengan
lapisan pori pada sisi atas dan bawahnya yang selanjutnya diberi beban sesuai
dengan yang diinginkan. Besarnya pengembangan contoh tanah dibaca beberapa
saat setelah tanah dibasahi dengan air. Besarnya pengembangan adalah
pengembangan tanah dibagi dengan tebal awal contoh tanah.
Adapun cara pengukuran tekanan pengembangan ada dua cara yang umum
digunakan. Cara pertama yaitu pengukuran dengan beban tetap sehingga
mencapai persentase mengembang tertinggi, kemudian contoh tanah diberi
tekanan untuk kembali ke tebal semula. Cara kedua yaitu contoh tanah direndam
dalam air dengan mempertahankan volume atau mencegah terjadinya
pengembangan dengan cara menambah beban diatasnya setiap saat. Metode ini
sering juga disebut constan volume method.
2.6. Sifat Fisik dan Mekanik Tanah Lempung Kembang Susut yang Tinggi
2.6.1. Sifat Fisik Tanah lempung
Sifat-sifat fisik tanah lempung dapat diketahui dengan melihat beberapa
keadaan, antara lain sebagai berikut.
2.6.1.1 Ukuran butir tanah
Ditinjau dari butirannya tanah lempung merupakan suatu jenis tanah
dengan ukuran butiran lebih kecil dari 2 mikron ( < 0,002 mm).
2.6.1.2 Batas-batas Atterberg.
Batas-batas Atterberg (Atterberg Limit) adalah suatu metode untuk
menjelaskan sifat konsistensi tanah berbutir halus pada kadar air yang bervariasi.
21
Suatu tanah lempung dapat berbentuk padat, semi padat, plastis, dan cair,
tergantung pada kadar air yang dikandungnya. Bila kadar air dalam tanah tersebut
tinggi, campuran tanah dan air akan menjadi sangat lembek seperti cairan. Jika
campuran itu kemudian dikeringkan lagi sedikit demi sedikit, maka tanah tersebut
akan melalui keadaan tertentu dari keadaan cair sampai keadaan yang keras.Kadar
air pada saat tanah mengalami perubahan dari satu keadaan ke keadaan yang
lainnya tidak sama pada tanah yang-tanah yang berlainan (RF. Craig, 1991). Batas
antara masing-masing wujud tanah tersebut dikenal dengan nama batas-batas
Atterberg, yang terdiri dari Batas Cair (LL), Batas Plastis (PL), dan Batas Susut
(SL), sebagaimana terlihat pada Gambar 2.9 berikut.
Gambar 2.9. Batas-batas Atterberg
Selisih antara Batas Cair (LL) dan Batas Plastis {PL) disebut PI (Plasticity Index
atau Indek Plastis).
Pengukuran batas-batas Atterberg ini dilakukan secara rutin untuk
sebagian besar penyelidikan yang meliputi tanah berbutir halus. Penentuan batas-
batas Atterberg ini dilakukan hanya pada tanah yang lolos saringan No. 40 (J.E.
Bowles. 1991, hal.118)
Beberapa percobaan untuk menentukan Batas-batas Atterberg adalah :
a. Batas Cair (LL)
Percobaan Batas Cair dimaksudkan untuk menentukan kadar air tanah
pada batas antara keadaan cair dan keadaan plastis. Pendekatan yang digunakan
untuk menentukan batas cair, dapat digunakan suatu data jumlah pukulan dan
kadar air yang dihitung seperti perumusan di bawah ini (AASHTO T89-74)
22
121.0
25LL
Nwn
(2.1)
Dimana :
LL = Batas Cair (Liquid Limit)
Wn = Kadar Air
N = Jumlah pukulan pada kadar air Wn
Nilai batas cair dapat dikelompokkan seperti pada Tabel 2.3 berikut (Krebs, 1971)
Tabel 2.3. Nilai Batas Cair Tanah
Katagori Prosentase (%)
Low Liquid Limit
Intermediate Limit
High Limit
Very Limit
Extra High
20 – 25
25 – 50
50 – 70
70 – 80
> 90
Dari perhitungan nilai Batas Cair akan didapat suatu gambar grafik seperti terlihat
pada Gambar 2.10
Gambar 2.10. Contoh Grafik Percobaan Batas Cair ( LL )
25
23
b. Batas Plastis (Plasticity Limit)
Pemeriksaan batas plastis ini dimaksudkan untuk menentukan kadar air
suatu tanah pada batas bawah daerah plastisnya. Jadi batas plastis tanah adalah
kadar air pada batas bawah daerah plastis atau kadar air minimum dimana tanah
masih dalam keadaan plastis. Batas plastis diberi simbul PL dan dinyatakan
dengan prosen
c. Indeks Plastisitas
Indeks Plastisitas suatu tanah adalah sifat-sifat plastisitas dari tanah yang
merupakan selisih antara batas cair (LL) dengan batas plastas (PL) suatu tanah
dan dinyatakan dengan prosen (Braja M. Das, 1993 hal. 47). Keadaan inilah yang
dinamakan daerah dimana daerah tanah dalam keadaan plastisitas dan dengan
pendekatan untuk menentukan indeks plastisitas suatu tanah dinyatakan dengan
rumus :
PI = LL – PL (2-2)
Dimana :
PI = Indeks Plastisitas
LL= Batas Cair
PL = Batas Plastis
b. Batas Susut (Srinkage Limit)
Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk mencari kadar air tanah terhadap
berat tanah setelah dioven, dimana pengurangan kadar air tidak akan
menyebabkan pengurangan volume massa tanah, tetapi penambahan kadar air
tanah akan menyebabkan penambahan volume tanah. Kadar air dinyatakan
dengan prosen, dimana perubahan volume massa tanah berhenti didefinisikan
sebagai Batas Susut (Srinkage Limit).
Harus diketahui bahwa apabila batas susut ini semakin kecil, maka tanah
akan semakin mudah mengalami perubahan volume, yaitu semakin kecil SL,
semakin sedikit air yang dibutuhkan untuk mengubah volume (Joseph E. Bowles
1986). Perhitungan untuk batas susut ini dapat digunakan rumus :
24
Dimana :
SL = batas susut V2 = isi tanah kering
w = kadar air tanah W = berat tanah kering
V1 = isi tanah basah
2.6.1.3. Berat Jenis Spesifik ( Specific Gravity, GS)
Berat jenis spesifik adalalah perbandingan antara berat isi butir tanah
dengan berat isi air suling dengan volume yang yang sama pada suhu tertentu.
Berat jenis spesifik (GS) ini tanpa satuan dan nilai rata-ratanya adalah sebesar
2,65. Besaran dari pada berat jenis spesifik ini dipergunakan untuk mendukung
percobaan-percobaan lainnya seperti pengujian hydrometer dan pengujian
pemadatan.Perumusan yang dipergunakan untuk menentukan berat jenis spesifik
tanah adalah :
Berat jenis spesifik (GS) =
GS = (2-4)
Dimana :
GS = Berat jenis spesifik
W1 = Berat picnometer, (gram)
W2 = Berat picnometer + tanah kering, (gram)
W3 = Berat picnometer + tanah kering + air, (gram)
W4 = Berat picnometer + air, (gram)
2.6.1.4. Sifat Kembang Susut Tanah
Peristiwa kembang susut tanah sangat dipengaruhi kadar air tanah
bersangkutan dan jenis mineral lempung yan dikandungan
W
VVwSL 21
25
1. Ciri-ciri Tanah Mengembang
Ada beberapa cara untuk mengetahui besar-kecilnya sifat kembang-susut dari
pada tanah. Salah satu cara diantaranya ialah dengan mencari angka Aktivitas (=
Activity) dari tanah tersebut dimana :
Atau
Table 2.4. Aktivitas Mineral Lempung
Nama Mineral Lempung Aktivitas (A)
Montmorillonite 1-7
Illite 0,5-1
kaolinite 0,5
Halloysite (2H20) 0,5
Halloysite (4H20) 0,1
Attapulgite 0,5-1,2
Allophane 0,5-1,2
Catatan : suatu tanah dikataka aktif (mudah kembang susut apabila kadar airnya
berubah), apabila besarnya A > 1,25
Mekanisme pengembangan dari tanah sedikit lebih kompleks dari penyusutan.
Menurut Kormonik and David (1969) pengembangan dari tanah disebabkan
oleh dua hal :
1. Sebab Mekanis
Di sini pengembangan disebabkan karena kebalikan dari peristiwa kapiler
Bila kadar air dalam tanah naik dan tanah menjadi jenuh maka tegangan
kapiler mengecil dan tegangan air pori dapat sama dengan tegangan
hidrostatis. Dengan sendirinya menurun dan tanah cenderung untuk
”mengembang” kembali pada volume semula.
2. Sebab Fisika-Kimia
Seperti telah disebutkan terdahulu, masuknya air di antara partikel-
partikel Clay mineral jenis Montmorillonite akan menyebabkan
26
mengembangnya jarak antara unit lapisan struktur dasar. Kondisi seperti
dapat terjadi pada saat kadar air dalam tanah naik.
Mekanisme menyusut suatu tanah umumnya terjadi karena peristiwa
kapiler, dimana pada penurunan kadar air dalam proses mengering dari
tanah akan diikuti segera dengan kenaikan yang tajam dari tegangan
efektif antar butiran. Sebagai konsekwensinya volume tanah menyusut.
2.6.2. Sifat-sifat Mekanis Tanah Lempung.
2.6.2.1. Pemadatan Tanah (Compaction Test)
Untuk memperoleh tanah dengan kerapatan yang tinggi dan
mengeluarkan udara yang terperangkap diantara pori-pori tanah biasanya
dilakukan pemadatan tanah dengan menggunakan suatu energy mekanis tertentu
untuk menghasilkan pemampatan partikel tanah. Cara mekanis yang digunakan
untuk usaha ini ada bermacam-macam. Misalnya untuk dilapangan energi
pemadatan dapat diperoleh dari mesin gilas, alat-alat penumbuk getaran dan
benda-benda berat yang dijatuhkan. Sedangkan dilaboratorium pemadatan
dilakukan dengan menggunakan tenaga penumbuk dinanik.
Tujuan dari pemadatan pada dasarnya adalah untuk memperbaiki sifat
teknis massa tanah. Beberapa keuntungan yang didapat dengan diadakannya
pemadatan ini adalah :
1. Memperkecil penurunan.
2. Meningkatkan mutu tanah : memperbaiki daya dukung tanah, menaikkan kuat
geser tanah
3. Memperkecil permeabilitas tanah
1. Prinsip Umum Pemadatan
- Tingkat pemadatan tanah di ukur dari berat volume kering (d) tanah yang
dipadatkan.
- Bila air ditambahkan kepada suatu tanah yang sedang dipadatkan, air
tersebut akan berfungsi sebagai unsur pembasah (pelumas) pada partikel-
partikel tanah.
27
- Untuk usaha pemadatan yang sama, berat volume kering dari tanah akan
naik bila kadar air dalam tanah meningkat. Harap dicatat bahwa pada saat
kadar air w = 0, berat volume basah dari tanah adalah sama dengan berat
volume keringnya.
- Bila kadar airnya ditingkatkan terus secara bertahap pada usaha pemadatan
yang sama, maka berat dari jumlah bahan padat dalam tanah persatuan
volume juga meningkat secara bertahap pula.
- Setelah mencapai kadar air tertentu, adanya penambahan kadar air justru
cenderung menurunkan berat volume kering dari tanah. Hal ini disebabkan
karena air tersebut kemudian menempati ruang-ruang pori dalam tanah yang
sebetulnya dapat ditempati oleh partikel-partikel padat dari tanah.
- Kadar air dimana didapat harga berat volume kering maksimum tanah , akan
didapat kadar air optimim.
Gambar 2.11. Prinsip Umum Pemadatan
2. Pengukuran Pemadatan di Laboratorium
Pertama kali dikembangkan oleh R.R. Proctor tahun 1920-an dengan 4
variabel
a. Pengaruh Energi Pemadatan (Usaha Pemadatan)
b. Pengaruh Jenis tanah
c. Pengaruh Kadar air (w)
d. Berat isi kering (d)
Percobaan Pemadatan di Laboratorium
1. Uji Proctor Standar
2. Uji Proctor Modifikasi
28
1. Uji Proctor Standar (Standard Compaction Test)
- Tanah dipadatkan dalam tabung silinder
- Spesifikasi alat pemadat dan percobaan
Palu = 2,5 kg (5,5 lb)
Tinggi jatuh= 30,5 cm (1 ft)
Jumlah lapisan = 3 lapis
Jumlah tumbukan/lapis = 25
Volume silender = 1/30 ft3
Energi Pemadatan = 592,5 kJ/m3
Jenis tanah = lewat saringan no. 4
Percobaan dilakukan beberapa kali dengan kadar air yang berbeda-
beda
Setelah dipadatkan benda uji ditimbang dan diukur kadar air dan
berat volumenya
Berat volume tanah basah
(2-5)
Dimana :
W = berat tanah yang dipadatkan dalam cetakan
V = volume cetakan
Berat volume tanah kering
(2-6)
Dimana :
= berat volume tanah basah.
= berat volume tanah kering
W = berat tanah
w = kadar air
Untuk mendapatkan berat volume kering maksimum, dari hasil
pemadatan dilaboratorium dibuat grafik pemadatan yang berupa hubungan antara
kadar air (w) dan berat volume kering . Pada pemadatan dilaboratorium nilai
maksimum diperoleh dari pemadatan dengan kadar air optimum (wopt).
V
Wb
w
b
d
1
29
Secara teoritis berat volume kering maksimum suatu tanah pada
kadar air tertentu dengan pori-pori tanah tidak mengandung udara sama sekali
(Zero Air Void) dapat dirumuskan :
(2-7)
Dimana :
berat volume pada kondisi ZAV
berat volume air
Gs = berat jenis butiran tanah sampel
e = angka pori
Gambar 2.12. Alat Uji Proktor Standar
Gsw
Gs WZAV
.1
.
30
Gambar 2.13. Hasil Uji Pemadatan
2. Uji Proctor Modifikasi
- Tanah dipadatkan dalam tabung silinder
- Spesifikasi alat pemadat dan percobaan
Palu = 4,5 kg (10 lb)
Tinggi jatuh= 1,5 ft
Jumlah lapisan = 5 lapis
Jumlah tumbukan/lapis = 25
Energi Pemadatan = 2693 kJ/m3
Jenis tanah = lewat saringan no. 4
Percobaan dilakukan beberapa kali dengan kadar air yang berbeda-beda
Setelah dipadatkan benda uji ditimbang dan diukur kadar air dan berat
volumenya
- Peraturan acuan :
AASHTO T 180
ASTM D 1557
31
Gambar 2.14.Pengaruh Energi Pemadatan
Gambar 2.15. Kurva Pemadatan dengan Energi Berbeda
32
2.6.2.2. California Bearing Ratio (CBR).
1. CBR Laboratorium
Cara CBR ini pertama kali ditemukan oleh O.J. Porter, kemudian
dikembangkan oleh Californian State Highway Departement sebagai cara untuk
menilai kekuatan tanah dasar.Kemudian cara ini dikembangkan lebih lanjut oleh
badan-badan lain terutama oleh US Army Corps of Engineers.
Percobaan penetrasi CBR dipergunakan untuk menentukan kekuatan atau
daya dukung suatu lapisan perkerasan. Nilai CBR yang didapat dipergunakan
untuk menentukan tebal lapisan perkerasan yang diperlukan diatas suatu lapisan
yang nilai CBR nya telah ditentukan, dengan anggapan bahwa di atas suatu bahan
dengan nilai CBR tertentu, tebal perkerasan tidak boleh kurang dari suatu angka
tertentu.
CBR merupakan perbandingan antara beban penetrasi suatu bahan
terhadap bahan standar dengan kedalaman dan kecepatan penetrasi yang sama.
Untuk menghitung tebal perkerasan berdasarkan nilai CBR digunakan grafik-
grafik yang dikembangkan oleh berbagai muatan roda kendaraan dan intensitas
lalu lintas. Nilai CBR dapat ditentukan dengan rumus :
a. Untuk nilai tekanan penetrasi sebesar 2,54 mm (0,10 inch) terhadap tekanan
penetrasi standar yang besarnya 70,37 kg/cm2 (1000 psi)
CBR = (P1/70,37) x 100 % (P1 dalam kg/cm2)
Atau
CBR = P1/1000) x 100 % (P1 dalam psi)
b. Untuk nilai tekanan penetrasi sebesar 5,08 mm (0,20 inch) terhadap tekanan
penetrasi standar yang besarnya 105,56 kg/cm2 (1500 psi).
CBR = (P2/105,56) x 100 % (P2 dalam kg/cm2)
Atau
CBR = P2/1500) x 100 % (P2 dalam psi)
33
Grafik hubungan antara beban dengan penetrasi tidak selalu merupakan
suatu garis lengkung yang mulus seperti halnya pada hasil pemadatan standar.
Sehingga untuk mendapatkan hasil yang tepat maka grafik tersebut harus
dikoreksi dan nilai CBR dibaca dari titik nol grafik setelah dikoreksi (Gambar
2.16).
Kekuatan tanah dasar sangat tergantung pada kadar airnya; makin tinggi
kadar airnya semakin kecil nilai CBR dari tanah tersebut. Walaupun demikian, hal
itu tidak berarti bahwa sebaiknya tanah dasar dipadatkan dengan kadar air yang
rendah supaya mendapat nilai CBR yang tinggi, karena kadar tidak konstan.
Setelah pembuatan jalan maka air akan dapat meresap kedalam tanah dasar,
sehingga kekuatannya dan CBR-nya turun sampai kadar airnya mencapai nilai
yang konstan. Untuk memperhitungkan pengaruh air terhadap kekuatan tanah,
maka contoh untuk percobaan CBR direndam di dalam air selama 4 hari (96 jam)
sebelum dilakukan percobaan CBR. Selama masa perendaman ini contoh tanah
diberi beban berbentuk plat yang bulat dipermukaannya, dimana beban plat ini
disesuaikan dengan tekanan yang bekerja dilapangan akibat lapis perkerasan
diatasnya. Setelah perendaman ini percobaan CBR dilakukan seperti biasa dengan
beban tadi tetap diatasnya. Pada umumnya contoh tanah yang tidak direndam,
nilai CBR nilai CBR –nya sangat tinggi pada kadar air yang rendah dan makin
tinggi kadar airnya maka makin kecil nilai CBR yang didapat.
34
Gambar 2.16. Contoh Grafik Hasil Percobaan CBR
Sedangkan contoh tanah yang direndam nilai CBR-nya rendah pada kadar air
yang rendah dan makin bertambah kadar airnya, maka nilai CBR-nya semakin
besar sampai mencapai puncak berdekatan dengan kadar air optimum (Wopt),
setelah puncak ini nilai CBR turun lagi
2. CBR Design
Untuk perencanaan (Design) jalan baru, tebal perkerasan biasanya ditentukan
dari nilai CBR dari tanah dasar yang dipadatkan (Compacted Subgrade). Nilai
CBR yang dipergunakan untuk disebut dengan CBR, yang ditentukan dengan dua
factor, yaitu (L.D. Wesley, 1997 hal. 176) :
1. Kadar air W serat berat isi kering (d) pada wakltu dipadatkan
2. Perubahan kadar air yang mungkin akan terjadi setelah perkerasan selesai
dibuat.
Nilai CBR design adalah nilai CBR rencana yang didapatkan pada 95%
kepadatan kering maksimum( max). Dari hasil percobaan tersebut kemudian
dibuat grafik hubungan kepadatan kering maksimum yang diperoleh hasil
percobaan pemadatan dengan nilai CBR yang didapat (Gambar 2.17). Dari grafik
35
tersebut didapatkan nilai CBR pada 95% kepadatan kering maksimum (dmax)
yang dipakai sebagai nilai CBR design dan digunakan pada perencanaan tebal
tipis perkerasan kontruksi jalan raya.
Gambar 2.17. Contoh Grafik dalam Menentukan Nilai CBR Design
2.6.2.3. Kuat Tekan Bebas [Unconfined Compression Test (UCT)]
Unconfined Compression Test (UCT) adalah merupakan suatu metode
pengujian untuk mendapatkan daya dukung ultimit tanah (qu). Yang diperoleh
dalam percobaan UCT adalah kuat tekan bebas dari tanah yaitu besarnya tekanan
axial yang diperlukan untuk menekan suatu silinder tanah sampai pecah, atau
besarnya tekanan yang memberikan perpendekan tanah sebsar 20% bila tanah
tersebut tidak pecah. Dalam hal ini sifat setempat yang paling penting adalah
kekuatannya (keadaan wujudnya) dan istilah-istilah yang digunakan untuk
menerangkan ini, sesuai dengan kekuatan yang bersangkutan dapat dilihat pada
Table 2.5. Benda uji yang digunakan dalam percobaan ini bias tanah asli maupu
tanah pada buatan dengan tinggi 2 sampai 3 kali diameternya.
36
Harga kuat tekan bebas (qu) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
(2.8)
Dimana :
P = Gaya dari beban yang bekerja dari pembacaan arloji ukur cincin beban
A = Luas penambpangan tanah ( cm2)
Dari percobaan di atas dapat digambarkan grafik hubungan antara
regangan dengan tanah aksial. Tekanan aksial yang maksimum merupakan kuat
tekan bebas tanah yang diperiksa sehingga kuat geser tak terdrainasi [Undrained
(Cu)]. Cu dapat dihitung dengan rumus :
(2.9)
Table 2.5.katagori Kekuatan Tanah (Wesley, 1977 hal.19)
Deskripsi Unconfined Compressive Strength
(kg/cm2)
Sangat lunak (very soft)
Luna (soft)
Teguh (firm)
Kenyal (stiff)
Keras (hard)
0,25
0,25-0,50
0,50-0,10
0,10-4,00
Gambar 2.18. Contoh grafik hubungan antara regangan dan tegangan aksial
37
2.7. Stabilisasi Tanah Dasar
Metode stabilisasi tanah (Soil Stabilization) adalah salah satu metode yang
dapat digunakan utnuk meningkatkan mutu tanah dasar sebelum digunakan.
Dengan stabilisasi tanah berarti mencampur tanah dengan suatu bahan tertentu
yang berguna untuk mengubah atau memperbaiki mutu tanah asal, sehingga
diharapkan akan diperoleh sifat-sifat tanah yang lebih baik sesuai dengan yang
dikehendaki perencana.
Dengan pengertian lain stabilisasi tanah adalah usaha memodifikasi sifat
dan kelakuan tanah asli dengan menambahkan atau melakukan sesuatu terhadap
tanah asli, sehingga terbentuk sifat dan kelakuan tanah yang lebih baik dan
memenuhi syarat.
2.7.1. Prinsip-prinsip Dasar Stabilisasi Tanah
Ada tiga cara perbaikan tanah yang umum dilakukan untuk pekerjaan
konstruksi jalan raya, (Kezdi Arpard, Stabilized Earth Road, 1979, hal.22) yaitu :
a. Cara Mekanis, yaitu perbaikan tanah yang dilakukan tanpa penambahan bahan-
bahan lain. Perubahan sifat-sifat tanah dapat dicapai dengan :
1. Mengurangi volume rongga (membuang udara) dari tanah dengan
melakukan pemadatan.
2. Kadar air yang harus dijaga dalam suartu batas yang konstan, misalnya
dengan drainase.
3. Perbaikan gradasi, yaitu dengan penambahan fraksi tanah yang masih
kurang.
b. Cara Fisik, yaitu dengan memanfaatkan perubahan-perubahan fisik yang terjadi
seperti:
1. Hidrasi (proses hidrasi semen yang akan membentuk ikatan antar partikel
tanah sehingga campuran semen dengan tanah akan mengeras).
2. Penyerapan air (absorbsi) seperti yang terjadi pada stbilisasi dengan kapur.
3. Perubahan temperature (seperti pada stabilisasi dengan bitumen, dimana
aspal harus dicairkan terlebih dahulu dengan jalan dipanaskan agar dapat
tercampur.
38
4. Evaporasi/ penguapan (yaitu dengan penguapan emulsi aspal untuk
menguatkan tanah.
c. Cara Kimiawi, yaitu dengan memanfaatkan reaksi-reaksi kimia yang terjadi
yang akan mengakibatkan perubahan sifat-sifat tanah, seperti :
1. Pertukaran ion, yaitu dengan menukar reaksi ion antar butir-butir tanah.
2. Presefikasi/pengendapan yaitu dengan mncampur dua macam campuran
sehingga akan menghasilkan suatu campuran yang baru yang dapat
menimbulkan pemadata pada tanah.
3. Polimerisasi/ perubahan bentuk molekul, yaitu dalam kondisi tertentu
beberapa zat sederhana dicampur, sehingga akan memebentuk zat baru yang
memliki molekul yang lebih besar dan menimbulkan pengaruh pada
stabilisasi.
2.7.2 Metode Stabilisasi Tanah
Pada konstruksi jalan raya, perbaikan tanah dasar merupakan stabilisasi
tanah dangkal, hal ini memungkinkan digunakannya berbagai macam metode
perbaikan, misalnya ditinjau dari segi teknik pencampuran. Metode perbaikan
tanah yang lazim digunakan pada konstruksi jalan raya antara lain dapat dilakukan
dengan (Suyono Sosrodarsono, 1984 hal.258) :
1. Metode pencampuran terpusat : yaitu tanah tersebut dicampur dengna bahan
stabilisasi pada suatu tempat, kemudian baru diangkat ke tempat pekerjaan.
Kemudian dilakukan pemadatan, untuk itu diperlukan mesin pencampur.
2. Metode pencampuran dalam galian : yaitu bahan stabilisasi dicampur dengan
tanah pada lubang galian tanah, kemudian diangkut ke tempat pekerjaan.
Bahan stabilisasi dapat dipancangkan ke dalam tanah dalam bentuk tiang
kemudian digali bersama-sama dan dicampur, atau bahan stabilisasi itu
ditaburkan di atas tanah sehingga pada penggalian terjadi pencampuran.
3. Metode pencampuran di tempat pekerjaan : yaitu tanah dihamparkan di tempat
pekerjaan, kmudian ditaburi bahan stabilisasi dan dicampur, atau tanah yang
akan distabilisasikan itu digaruk dan dicampur dengan bahan stabilisasi.
39
Selain dari teknik pencampurannya, metode lain yang juga perlu
diperhatikan adalah dari macam campurannya, hal ini terutama pada stabilisasi
dengan campuran arang kayu, dimana bahan campuran tersebut apakah mudah
larut dalam air atau tidak. Macam bahan campuran tersebut dapat berupa :
a. Larutan, dalam arti campuran tersebut dilarutkan dalam air, baru kemudian
dicampur dengan tanah yang distabilisasi.
b. Butiran, dalam arti campuran tersebut masih dalam keadaan butiran dicampur
dengan tanah yang akan distabilisasikan kemudian diberi air, baru diaduk.
Stabilisasi tanah dapat terdiri dari salah satu tindakan berikut (Joseph E.
Bowles, 1986 hal. 216) :
1. Menambah kerapatan tanah.
2. Menambah material yang tidak aktif sehingga mempertinggi kohesi dan atau
tahanan geser yang timbul.
3. Menambah material untuk menyebabkan perubahan-perubahan kimiawi dan
fisis dari material tanah.
4. Merendahkan muka air tanah (drainase tanah)
5. Mengganti tanah yang buruk dengan tanah yang baik.
2.8. Stabilisasi Tanah dengan Serbuk Marmer
Sebuk marmer hasil pemotongan marmer dengan harga yang relative
sangat murah diperkirakan dapat menggantikan kapur sebagai bahan stabilisasi
tanah yang ekonomis. Akan tetapi penelitian tentang serbuk marmer ini sebagai
stabilisasi tanah masih sangat minim. Serbuk marmer (MP) yang digunakan
berasal dari Kabupaten Tulungagung. Secara fisika serbuk marmer berwarna putih
terang dan mempunyai berat jenis 2,79. Serbuk marmer mempunyai ukuran butir
yang halus dengan 100,00% butirannya lolos ayakan Nomor 200 berdiameter 0,08
mm. Secara fisika serbuk marmer dapat dilihat pada Gambar 2.19
40
Gambar 2.19. Serbuk Marmer
Sebelum digunakan, serbuk marmer dikeringkan dengan cara dioven pada suhu
110⁰±5⁰C. Berat konstan serbuk marmer diperoleh setelah dioven selama 72 jam
dengan kehilangan berat sebesar 34,67%. Kehilangan berat pada serbuk marmer
ditunjukkan Gambar 2.20. Pengujian komposisi kimia serbuk marmer
dilaksanakan dengan beberapa metode. Metode Atomic Absorption
Spectrophotometry(ASS) digunakan untuk menentukan komposisi Kalsium (Ca),
Ferrum (Fe) dan Magnesium (Mg). Metode Gravimetri digunakan untuk
menentukan komposisi Silikon (Si) dan untuk menentukan komposisi Aluminium
(Al)
41
Gambar 2.20. Kehilangan Berat Serbuk Marmer
digunakan metode Spektrofotometri. Hasil analisis kimia menunjukkan komposisi
serbuk marmer adalah Silikon Dioksida (SiO2) sebesar 17,63%, Kalsium
Karbonat (CaO3) sebesar 2,73% dan beberapa unsur lainnya. Komposisi
kimiaserbuk marmer ditunjukkan pada Tabel 2.9.
Tabel 2.6. Komposisi Kimia Serbuk Marmer
Unsur Kimia Kandungan
(%)
Silikon Dioksida (SiO2)
Kalsium Karbonat (CaCO3)
Kalsium Oksida (CaO)
Magnesium Karbonat (MgO3)
Magnesium Oksida (MgO)
Ferii Oksida (Fe2O3)
Alumunium Dioksida (AlO3)
17,63
2,73
1,53
0,20
0,09
0,01
0,002
42
BAB III
METODE DAN PELAKSANAAN
3.1 Umum
Perencanaan terhadap segala macam kegiatan mempunyai suatu metode
yang perlu diperhatikan untuk lebih mendekatkan pada tujuan dan sasaran yang
ingin dicapai. Dengan menggunakan metode yang tepat terhadap setiap kegiatan
yang dilakukan akan dicapai suatu hasil yang baik terutama terhadap penggunaan
waktu dan biaya.
Tahapan dari proses penelitian ini dimulai dan gagasan atau ide setelah
melihat suatu permasalahan yang dilanjutkan dengan pemahaman terhadap studi
literatur sebagai pedoman dalam melaksanakan penelitian. Langkah berikutnya
adalah observasi lapangan, pemilihan lokasi untuk pengambilan sampel,
penelitian di laboratorium, analisa data sampai penyusunan laporan dan menarik
kesimpulan dan analisa yang dilakukan.
3.2 Identifikasi Masalah
Identifikasi masalah adalah suatu usaha untuk mengidentifikasi terjadinya
suatu masalah, serta mengetahui penyebab dan langkah apa yang akan diambil
selanjutnya.
3.3 Studi Literatur
Studi literatur adalah suatu usaha yang dilakukan untuk mengumpulkan
berbagai acuan atau pendukung secara teoritis. Mengingat pentingnya studi
literatur ini, maka sebaiknya tinjauan berbagai pustaka didukung oleh banyak
buku/penulisan dan referensi.
Dalam hal ini beberapa buku didapat dari perpustakaan Jurusan Teknik Sipil
Universitas Udayana dan lain-lain.
3.4 Pemilihan Lokasi
Pada penelitian ini pengambilan sampel tanah dilakukan di Jalan Raya
Pejaten, Bali. Lokasi ini dipilih karena memiliki jenis tanah lempung, sehingga
kemungkinan mempunyai potensi kembang susut yang tinggi yang dapat
menyebabkan kerusakan bahkan keruntuhan konstruksi.
43
3.5 Persiapan Alat dan Bahan
Dilakukan persiapan alat-alat untuk pengambilan sampel hingga pengujian
di laboratorium, bahan-bahan yang disiapkan selain sampel tanah lolos saringan
nomor 4 (4,75 mm) adalah serbuk marmer dari Tulungagung
3.6 Metode Pengambilan Sampel
Metode yang digunakan dalam pengambilan sampel adalah metode random .
Waktu pengambilan sampel diusahakan antara pukul 08.00-11.00 Wita, dengan
harapan dapat mengurangi pengaruh cuaca panas matahari terhadap sampel yang
akan diambil. Selain itu, untuk mencegah perbedaan struktur dan komposisi yang
terlalu jauh, dilakukan juga usaha-usaha sederhana untuk melindungi sampel.
Sampel tanah tidak terganggu (undisturbed sample) diambil 3 titik menggunakan
tabung sampel, yang ditutup rapat dengan plastik atau dilapisi lilin. Tanah
terganggu (disturbed sample), sampel dimasukkan kedalam karung, diikat, dan
diletakan ditempat yang kering. Kemudian secepatnya dibawa ke laboratorium
untuk dilakukan penelitian.
3.6.1 Sampel Tanah Tidak Terganggu (Undisturbed Sample)
Sampel tanah tidak terganggu adalah suatu contoh tanah yang masih
menunjukkan sifat-sifat asli yang dimiliki oleh tanah. Contoh tanah ini diusahakan
tidak mengalami perubahan dalam struktur, kadar air atau susunan kimia. Sampai
saat ini sampel yang benar-benar asli sangat sulit diperoleh. Namun, dengan
teknik pengambilan yang benar dan cara pengamatan yang tepat, maka kerusakan-
kerusakan terhadap contoh tanah bisa dikurangi sekecil mungkin. Contoh tanah
tidak terganggu dapat diambil dengan memakai tabung sampel.
Dalam penelitian ini sampel diambil dengan memasukkan tabung sampel ke
dalam tanah dengan cara dipukul, kemudian tabung sampel diangkat dan ditutup
rapat dengan plastik serta celah-celah penutupnya diberi selotip. Hal ini dilakukan
untuk mencegah penguapan air dalam sampel.
3.6.2 Sampel Tanah Terganggu (Disturbed Sample)
Sampel tanah terganggu diperlukan apabila penggunaan tanah memang tidak
dalam keadaan aslinya, sehingga sedikit usaha-usaha yang diperlukan untuk
melindungi struktur tanah asli dari sampel tersebut.
Dalam penelitian ini sampel tanah terganggu diambil dengan menggunakan
44
cangkul dan sekop kemudian dimasukkan ke dalam karung dan diikat.Meskipun
merupakan sampel tanah terganggu, dilakukan juga usaha-usaha sederhana untuk
melindungi sampel tersebut dan perubahan kondisi sekitar yang terlalu drastis,
yaitu dengan meletakkan sampel tersebut ditempat yang kering.
3.7 Metode Penelitian di Laboratorium
Percobaan dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik
Universitas Udayana. Adapun langkah-langkah pengujian yang akan
dilaksanakan di laboratorium adalah sebagai berikut:
3.7.1 Persiapan Bahan
a. Tanah ekspansif
Sampel tanah diambil dari lapangan sesuai dengan kebutuhan kemudian
dikeringkan dan diayak. Dalam hal ini bahan dibedakan menjadi dua jenis,
yaitu sampel tanah tidak terganggu tanpa dilakukan pencampuran bahan
tambahan, sampel tanah terganggu yang dicampur dengan semen dan abu
sekam padi dengan kadar yang bervariasi.
b. Serbuk marmer
Serbuk marmer mempunyai ukuran butir yang halus dengan 100,00%
butirannya lolos ayakan Nomor 200 berdiameter 0,08 mm.
3.7.2 Pembuatan Benda Uji
Pembuatan benda uji dilakukan untuk pengujian-pengujian sesuai dengan
penelitian yang dilaksanakan di laboratorium.Jumlah dan macamnya tergantung
pada jenis penelitiannya. Untuk benda uji sampel tanah terganggu yang dicampur
dengan campuran serbuk marmer dengan prosentase : 0%, 3%, 6%, 9%, 12% dan
15% dari berat kering tanah ekspansif. Pada setiap campuran tersebut
mempergunakan kadar air optimum yang diperoleh dari hasil tes pemadatan
sampel tanah.
3.7.3 Cara Pelaksanaan di Laboratorium
Adapun cara pelaksanaan di laboratorium, antara lain:
3.7.3.1 Pemeriksaan Kadar Air
Tujuan : Menghitung persentase air yang dikandung oleh tanah
45
Peralatan :
a. Oven dengan temperatur 105°C-110
°C
b. Cawan
c. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram untuk berat tanah sampel
50 gram, 0,1 gram untuk berat 50-500 gram dan 1,0 gram untuk
berat tanah lebih besar dari 500 gram
d. Desikator
Benda uji :
Sampel tanah yang digunakan merupakan sampel tanah tidak
terganggu
Pelaksanaan:
a. Cawan dibersihkan dan ditimbang beratnya
b. Tanah yang akan diperiksa ditempatkan dalam cawan yang sudah
diketahui beratnya. Kemudian cawan beserta isinya ditimbang
Dalam keadaan terbuka cawan yang berisi tanah di oven selama
16-24 jam
c. Cawan kemudian didinginkan dalam desikator, setelah dingin
kemudian ditimbang
3.7.3.2 Pemeriksaan Gradasi Butiran (Analisis Ukuran Butiran)
Analisis ukuran butiran dilakukan dengan dua cara, yaitu:
A. Analisis tanah berbutir kasar
Tujuan :Untuk menentukan pembagian butiran tanah dengan memakai
saringan
Peralatan:
a. Satu set saringan No. 10, No. 20, No. 40, No. 60, No. 140, No.
200
b. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram.
c. Mat penggerak ayakan mekanis
d. Oven
e. Talam, sikat baja, sendok, kuas
46
Pelaksanaan:
a. Benda uji yang telah disiapkan dioven dengan suhu 105°C-110
°C
atau suhu kamar sampai beratnya tetap.
b. Saring benda uji dengan saringan yang telah disusun sesuai
dengan ukuran di atas
c. Saringan digoyang dengan mesin penggerak ayakan selama ± 15
menit.
d. Timbang berat tanah yang tertahan di atas masing-masing
saringan dihitung terhadap berat total benda uji.
B. Analisis hidrometri untuk tanah yang berbutir halus
Tujuan: Untuk menentukan pembagian butiran tanah yang lewat saringan
No.200
Peralatan:
a. Ayakan No.200
b. Hidrometer
c. Mixer
d. Water Glass
e. Oven
f. Timbangan
g. Stop watch
h. Air suling, pipet, talam
Pelaksanaan:
a. Contoh tanah yang lewat saringan no.10 ditimbang seberat lebih
kurang 50 gram, kemudian dicampur dengan air suling yang telah
dicampur dengan reagen Water Glass dan didiamkan kurang lebih
16 jam
b. Setelah perendaman campuran dituang ke dalam mixer dan
dikocok selama kurang lebih 10 menit agar butir-butimya terpisah.
c. Setelah pengocokan selesai, campuran dimasukkan ke dalam gelas
ukur dan ditambahkan air suling sampai mencapai 1000 ml.
kemudian tutup bagian atas tabung dengan sumbat dari karet dan
47
dikocok dengan cara membolak-balikannya.
d. Setelah dikocok selama 30 detik masukan tabung ke dalam bak
perendam yang suhu airnya konstan, kemudian hydrometer
dimasukkan ke dalam suspensi dan siapkan stopwatch.
e. Dilakukan pembacaan hydrometer pada waktu 15 detik, 30 detik, 1
menit, 2 menit tanpa memindahkan hidrometer.
f. Untuk pembacaan selanjutnya, hidrometer dimasukkan tepat
sebelum pembacaan dimulai yang dilakukan pada waktu 5, 15, 30,
60, 120, 240, dan 1440 menit. Setiap perubahan tempratur pada
setiap suspensi dicatat.
g. Setelah pembacaan terakhir, suspensi dituang ke dalam saringan
No.200 dan cuci dengan air sampai air yang lewat saringan jernih,
kemudian tanah yang tertahan di atas saringan No. 200 dioven dan
dilakukan analisis saringan.
Perhitungan:
a. Faktor air higroskopis yaitu perbandingan antara berat contoh
tanah yang dioven berat contoh tanah kering udara yang dihitung
terlebih dahulu.
b. Berat kering oven contoh tanah yang digunakan untuk tes
hidrometer dengan mengalikan berat tanah kering udara dengan
faktor air higroskopisnya .
c. Berat total contoh tanah yang diwakili oleh contoh tanah yang dites
dihitung dengan membagi berat kering oven contoh tanah dengan
persentase bagian yang lewat saringan kemudian dikalikan 100
d. Persentase tanah yang tertinggal dalam suspensi dapat dihitung
dengan rumus:
P’ = x 100 (hydrometer type 152 H) (3.1)
P' = Persentase berat tanah yang tinggal dalam suspensi
R = Pembacaan hidrometer yang telah dikoreksi
W = Berat total contoh tanah kering yang diperiksa
a = Angka koreksi
48
e. Diameter butir tanah dihitung dengan rumus:
D = (3.2)
K = Harga konstan berdasarkan temperatur suspensi dan berat jenis
tanah
L = Jarak vertikal dan kedalaman dimana berat jenis suspensi
diukur yang dipengaruhi oleh hidrometer, ukuran silinder dan
berat jenis suspensi
T' = Waktu pembacaan terhadap waktu mulainya sedimentasi
(dalam menit)
3.7.3.3 Pemeriksaan Berat Jenis (Gs)
Tujuan: Untuk menentukan berat jenis tanah dengan perbandingan antara
berat butir tanah dengan berat air destilasi pada suhu tertentu.
Peralatan :
a. Piknometer yaitu botol gelas dengan leher sempit dengan tutup
(dari gelas) yang berlubang kapiler, dengan kapasitas 50cc atau
lebih besar
b. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram
c. Air suling
d. Oven dengan suhu 105°C-110°C
e. Desikator
f. Termometer
g. Cawan porselen dengan penumbuk berkepala karet untuk
menghancurkan gumpalan tanah menjadi butiran tanah
h. Mat vakum atau kompor
i. Saringan no.40
Benda Uji: Sampel yang akan diselidiki dikeringkan dalam oven selama 24
jam , kemudian ditumbuk dan disaring dengan saringan no.40.
Pelaksanaan :
a. Piknometer dibersihkan dari kotoran dan dikeringkan kemudian
ditimbang beratnya
49
b. Tanah dengan berat kira-kira ±10 gram dimasukkan ke dalam
piknometer kemudian ditimbang
c. Piknometer yang telah berisi tanah diisi air kira-kira ±10 cc
sehingga tanah terendam seluruhnya dan dibiarkan 10-15 menit.
Tambahkan air sampai 1/3 piknometer.
d. Piknometer berisi tanah dan air direbus kurang lebih 10 menit
kemudian didinginkan dalam desikator
e. Piknometer ditambah air sampai penuh dan ditutup. Bagian luar
piknometer dikeringkan dengan kain kering kemudian piknometer
berisi tanah dan air ditimbang. Air dalam piknometer diukur
suhunya.
f. Piknometer dikosongkan dan dibersihkan kemudian diisi dengan
air sampai penuh dan tutup. Bagian luar dikeringkan dengan kain
kemudian piknometer penuh air ditimbang.
3.7.3.4 Pemeriksaan Berat Volume Tanah
Tujuan : Untuk menentukan berat volume tanah. Berat volume tanah
merupakan perbandingan antara berat tanah basah dengan
volumenya
Peralatan :
a. Cincin uji
b. Pisau pemotong contoh
c. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram
Benda uji:Sampel tanah yang digunakan merupakan sampel tanah tidak
terganggu
Pelaksanaan:
a. Cincin dalam keadaan bersih ditimbang
b. Benda uji disiapkan dengan menekan cincin pada tabung contoh
sampai cincin terisi penuh
c. Ratakan kedua permukaan dan bersihkan cincin sebelah luar.
d. Cincin dan contoh ditimbang dengan ketelitian
timbangan 0,01 gram
50
e. Volume tanah dihitung dengan mengukur ukuran dalam
cincin
3.7.3.5 Pemeriksaan Batas Cair
Tujuan: Untuk menentukan batas cair tanah.
Peralatan :
a. Cawan porselen
b. Spatula
c. Mat batas cair Cassagrande
d. Alat pembarut (grooving tool)
e. Saringan no.40
f. Penumbuk berkepala karet
g. Air suling
h. Alat-alat pemeriksa kadar air
Benda Uji :
a. Contoh tanah yang perlu disediakan untuk pemeriksaan ini
sebanyak ± 100 gram dan disaring lewat saringan no.40.
b. Bila tanah berbutir kasar, mula-mula dikeringkan dalam suhu udara
secukupnya sampai dapat disaring.
c. Gumpalan-gumpalan tanah dipecahkan dengan cara ditumbuk
dalam mortar dengan penumbuk berkepala karet sehingga butir-
butimya tidak rusak.
Pelaksanaan :
a. Tanah diletakan dalam porselen dan dicampur secara merata
dengan air suling kira-kira 15-20 ml
b. Tanah yang telah dicampur tadi diletakan pada cawan cassagrande
sedemikian rupa sehingga permukaan tanah rata dan dibuat
mendatar dengan ujung terdepan tepat pada ujung terbawah
mangkok. Dengan demikian tebal tanah terdalam akan setebal 1 cm
c. Pada garis tengah mangkok dibuat alur dengan pembarut sehingga
terpisah menjadi dua bagian simetris.
d. Dengan bantuan alat pemutar, cawan diangkat dan diturunkan
dengan kecepatan 2 putaran per detik sampai kedua bagian tanah
51
bertemu sepanjang kira-kira 12,7 mm. Jumlah pukulan yang
diperlukan dicatat. Sebagian contoh diambil untuk diperiksa kadar
airnya.
e. Pada percobaan pertama, jumlah pukulan yang diperlukan antara
30-40 kali pukulan, air ditambahkan sedikit demi sedikit dan aduk.
Percobaan di atas diulangi beberapa kali sehingga 4 buah data
hubungan antara kadar air dan jumlah pukulan.
f. Dari data tersebut dibuat grafik, dimana kadar air sebagai ordinat
dan jumlah pukulan sebagai absis. Garis lurus ditarik sebagai
penghubung dari titik-titik yang diperoleh. Batas cair tanah adalah
kadar air tanah yang diperoleh dan perpotongan garis penghubung
tersebut dengan garis vertikal 25 kali pukulan.
3.7.3.6 Pemeriksaan Batas Plastis
Tujuan: Untuk mengetahui batas plastis tanah.
Peralatan :
a. Cawan porselen
b. Spatula
c. Pelat kaca
d. Saringan No.40
e. Batang pembanding berupa kawat 0 3 mm
f. Alat-alat pemeriksaan kadar air
Benda Uji :
a. Contoh tanah yang perlu disediakan untuk pemeriksaan ini
sebanyak ± 8 gram.
b. Apabila contoh tanah mengandung butir¬butir kasar mula-mula
dikeringkan terlebih dahulu kenudian baru dipecahkan dengan
penumbuk lalu disaring
Pelaksanaan :
a. Contoh tanah diletakan pada cawan porselen ditambahkan air
sedikit demi sedikit
b. Contoh tanah yang sudah homogeny diambil ±8 gram dan dibuat
52
gulungan tanah di atas pelat kaca sampai terbentuk batangan-
batangan dengan diameter 3 mm. Bila belum menunjukan retak-
retak maka tanah terlalu basah dan perlu dikeringkan dengan cara
didiamkan atau diaduk-aduk dalam cawan pencampur.
c. Contoh tanah yang sudah menunjukan retak-retak pada diameter
3mm menandakan tanah tersebut dalam keadaan plastis.
d. Contoh tanah tersebut diambil dan periksa kadar airnya.
3.7.3.7 Pemeriksaan Batas Susut
Tujuan : Untuk mengetahui batas susut suatu tanah.
Peralatan :
a. Cawan porselen
b. Spatula
c. Cawan susut dan porselen atau monel berbentuk bulat dengan
dasar rata, berdiameter ± 1,44 cm dan tinggi ± 1,27 cm
d. Pisau perata (straight edge)
e. Air raksa
f. Gelas ukur 25 cc
g. Timbangan dengan ketelitian 0,01 gram
Benda uji :
a. Contoh tanah lolos saringan no.40 disediakan sebanyak ±30 gram.
Bila tanah mengandung butir kasar, mula-mula dikeringkan dalam
suhu udara secukupnya, sampai dapat disaring.
b. Gumpalan-gumpalan tanah dipecahkan dengan cara ditumbuk
dalam mortar dengan penumbuk berkepala karet sehingga butir-
butirnya tidak rusak.
Pelaksanaan :
a. Contoh tanah diletakkan pada cawan porselen dan diaduk secara
merata dengan air destilasi sehingga mengisi semua pori-pori tanah
dan jangan sampai ada udara yang terperangkap di dalamnya
b. Banyaknya air sedemikian rupa sehingga bila benda uji berupa
tanah plastis kadar air lebih 10% dan batas cair, sedangkan bila
benda uji berupa tanah kurang plastis sehingga konsistensi tanah
53
sedikit di atas batas cair.
a. Cawan susut dibersihkan dan ditimbang, kemudian tentukan
volume cawan susut. Caranya cawan ditaruh dalam mangkok
porselen dengan air raksa sampai penuh. Cawan ditekan dengan
pelat gelas kaca di atas permukaan cawan jangan sampai ada udara
yang terperangkap. Air raksa yang melekat di luar cawan
dibersihkan, air raksa dipindahkan pada mangkok lain dan
beratnyadihitung. Volume cawan sama dengan berat air raksa
dibagi berat jenisnya.
c. Bagian dalam cawan diolesi dengan pelumas. Cawan diisi dengan
tanah basah yang telah disiapkan kira-kira 1/3 volumenya dan
diletakan ditengahnya. Cawan dipukul-pukulkan pada bidang
kokoh sehingga tanah mengisi sudut-sudut cawan. Tanah
ditambahkan sehingga terisi penuh sampai tepi atas, lalu diratakan
dengan pisau perata dan tanah yang melekat di luar cawan
dibersihkan sehingga volume tanah sama dengan volume cawan.
d. Cawan yang berisi tanah basah kemudian ditimbang lalu dibiarkan
tanah mengering di udara sampai berubah dari warna tua menjadi
muda. Kemudian cawan berisi tanah dimasukkan dalam oven.
Didinginkan dalam desikator dan setelah itu ditimbang.
e. Volume tanah kering ditentukan dengan cara tanah kering dan
cawan dikeluarkan dan celupkan dalam mangkok gelas berisi air
raksa sampai melimpah. Mangkok ditempatkan dalam cawan
porselen dan ditekan tanah dengan pelat gelas berpaku tiga secara
hati-hati di atas mangkok dan berat air raksa tersebut dihitung.
Volume tanah kering sama dengan berat air raksa dibagi berat
jenisnya.
3.7.3.8 Pemeriksaan Pemadatan Standar
Tujuan : Untuk menentukan hubungan antara kadar air dan kepadatan tanah
dengan jalan memadatkan dalam cetakan silinder yang berukuran
tertentu dengan menggunakan alat penumbuk 2,5 kg dan tinggi
jatuh 30 cm.
54
Peralatan :
a. Silinder pemadatan standar
b. Penumbuk tanah standar
c. Alat untuk mengeluarkan contoh tanah dari silinder
d. Timbangan
e. Oven
f. Pisau perata
g. Saringan no 4
h. Alat-alat pemeriksaan kadar air
i. Talam, alat pengaduk, sendok dan kantong plastik
Benda Uji :
a. Contoh tanah dikeringkan sampai kering, kemudian ditumbuk
dengan palu karet sehingga menjadi gembur dan disaring dengan
saringan no.4. kemudian bagian tertahan disingkirkan. Jumlah
contoh tanah yang dipakai ±2 kg untuk setiap percobaan.
b. Kemudian sampel tanah terganggu ditambahkan campuran semen
dan abu sekam padi dengan perbandingan 3:2 (tiga untuk semen
dan dua untuk abu sekam padi) dengan persentase penambahan
yaitu sebesar 0%, 4%, 8%, 12%, 16%, dan 20% dari berat kering
tanah ekspansif . Setelah dicampur barulah diberikan air dengan
kadar yang berbeda-beda kemudian diperam dengan jalan
memasukkannya ke dalam kantong plastik selama 16-24 jam
Pelaksanaan :
a. Alat silinder pemadatan yang akan digunakan dibersihkan,
kemudian ditimbang dan dicatat beratnya.
b. Pelat alas dan silinder sambungan dipasang dan dikelem.
c. Sejumlah tanah lembab yang telah disiapkan dimasukkan ke dalam
silinder pemadat selapis demi selapis. Tanah dipadatkan dalam 3
lapis dan tiap-tiap lapisan dipadatkan dengan 25 kali tumbukan.
d. Setelah selesai pemadatan lepas silinder sambungan, kemudian
tanah dipotong dengan pisau perata sehingga tanah rata dengan
permukaan silinder. Bagian yang berlubang ditambal dan diratakan
55
kembali dengan pisau perata.
e. Pelat dasar dilepaskan, kemudian silinder ditimbang beserta
tanahnya dan dicatat beratnya, sehingga didapatkan berat tanah
dalam keadaan basah. Tanah di dalam silinder dikeluarkan dan
diambil bagian atas, tengah dan bawah untuk diperiksa kadar
airnya. Kadar air yang dipergunakan dalam perhitungan adalah
kadar air rata-rata dari ketiganya.
3.7.3.9 Pemeriksaan Kuat Tekan Bebas (UCT)
Tujuan : Untuk menentukan besarnya kekuatan tekan bebas suatu tanah
Peralatan :
a. Cetakan benda uji
b. Alat untuk mengeluarkan contoh tanah
c. Pisau tipis dan tajam
d. Mistar ukur
e. Timbangan
f. Oven
g. Mesin Tekan Bebas
h. Stopwatch
i. Alat-alat pemeriksaan kadar air
Bendauji :
a. Sampel tanah tidak terganggu
b. Sampel tanah terganggu ditambahkan campuran semen dan abu
sekam padi dengan perbandingan 3:2 (tiga untuk semen dan dua
untuk abu sekam padi) dengan persentase penambahan yaitu
sebesar 0%, 4%, 8%, 12%, 16%, dan 20% dari berat kering tanah
ekspansif tersebut dicampur dengan kadar air optimum kemudian
dilakukan tes pemadatan
Pelaksanaan :
a. Benda uji dikeluarkan dari silinder pemadatan kemudian diukur
diameter serta tingginya. Setelah benda uji tersebut diiris–iris baru
kemudian ditimbang beratnya.
56
b. Benda uji kemudian diletakan pada mesin tekan bebas sehingga
pelat atas menyentuh permukaan benda uji.
c. Jarum arloji ukur pada beban dan arloji regangan diatur pada angka
nol
d. Pengujian pembebanan dimulai dengan menggunakan kecepatan
regangan 0,5% - 2% per menit terhadap tinggi benda uji per
menitnya, yang mana kecepatan ini diperkirakan sedemikian
sehingga pecahnya benda uji tidak melampaui 10 menit. beban
setiap regangan 0,5%, 1%, 2% dan seterusnya beban dibaca dan
dicatat sampai contoh tanah mengalami keruntuhan atau sampai
mencapai regangan 20%.
3.7.3.10 Pemeriksaan Daya Dukung Tanah Dasar (CBR)
Tujuan:Untuk mengetahui daya dukung tanah dasar
Peralatan :
a. Mesin penetrasi (loading machine) berkapasitas sekurang-
kurangnya 4,45 ton dengan kecepatan penetrasi sebesr 1,27 mm per
menit.
b. Cetakan logam berbentuk silinder dengan diameter dalam 152,4 ±
0,68 mm tinggi 50,8 mm dan keping alas logam uang berlubang-
lubang dengan tebal 0,53 mm dan diameter lubang tidak lebih dari
1,59 mm.
c. Piringan pemisah dari logam (spacer disc) dengan diameter luar
150,8 mm dan tebal 61,4 mm.
d. Alat penumbuk.
e. Alat pengukur perkembangan (swell) yang terdiri dari keeping
pengembangan yang berlubang-lubang dengan batang pengukur,
tripod logam, dan arloji pengukur.
f. Keping beban dengan berat 2,27 kg, diameter 1994,2 mm, dengan
lubang tengah berdiameter 54,0 mm. Torak penetrasi dari logam
berdiameter 49,63 mm dan panjang yang tidak kurang dari 101,6
mm.
57
g. Satu buah arloji beban dan satu buah arloji pengukur penetrasi
dengan ketelitian 0,001 inchi (0,9025 mm). Peralatan lain seperti
talam, alat perata, tempat untuk meredam.
h. Alat timbangan.
Benda uji:
Benda uji harus dipersiapkan menurut cara pemeriksaan pemadatan:
a. Contohd iambi lkira-kira seberat 5 kg atau lebih untuk tanah dan
5,5 kg untuk campuran tanah agregat.
b. Kemudian beban tersebut dicampur dengan air sampai kadar air
optimum yang ditentukan pada percobaan pemadatan (atau kadar
air yang dikehendaki).
c. Cetakan dipasang pada keeping alas dan ditimbang.Piring pemisah
(spacerdisc) dimasukkan diatas keeping alas dan pasang kertas
saring diatasnya.
d. Bahan tersebut kemudian dipadatkan dalam cetakan seperti pada
percobaan pemadatan. Apabila benda akan direndam periksa kadar
airnya sebelum dipadatkan.Dana pabila benda uji tersebut tidak
terendam pemeriksaan kadar air dilakukan setelah benda uji
dikeluarkan dar icetakan.
e. Leher sambungan dibuka dan diratakan dengan alat perata mistar
logam.Lubang-lubang yang mungkin terjadi ditambal. Halini
disebabkan oleh lepasnya butir-butir kasar dengan bahan yang lebih
halus.Piringan pemisah dikeluarkan,dibalikan,dan pasang kembali
cetakan berisi benda uji pada keeping alas dan ditimbang.
f. Untuk pemeriksaan CBR langsung,benda uji telah siap
diperiksa.Bila dikehendaki CBR yang direndam (Soaked CBR)
harus dilakukan langkah-langkah sebagai berikut:
- Keping pengembangan dipasang diatas permukaan benda uji
dan kemudian dipasang keping pemberat yang dikehendaki
(seberat 4,5 kg atau 10 lbs ) atau sesuai dengan keadaan
beban perkerasan. Cetakan beserta beban direndam didalam
58
air sehingga air dapat meresap dari atas maupun dari bawah.
Tripod beserta arloji pengukur pengembangan dipasang.
Pembacaan pertama dicatat dan dibiarkan selama 96 jam.
Permukaan air selama perendaman harus tetap (kira-kira 2,5
cm diatas permukaan benda uji).Tanah berbutir halus atau
berbutir kasar yang dapat melakukan air lebih cepat dapat
direndam dalam waktu yang lebih singkat sampai
pembacaan arloji tetap. Pada akhir perendaman catat
pembacaan arloji pengembangan.
- Cetakan dikeluarkan dari bak air,dimiringkan selama15
menit sehingga air bebas mengalir habis. Selama
pengeluaran air dijaga agar permukaan benda uji tidak
terganggu.
- Beban diambil dari keping alas kemudian cetakan beserta
isinya ditimbang.Benda uji CBR yang direndam telah siap
untuk diperiksa.
Pelaksanaan:
a. Keping pemberat seberat minimal 4.5 kg (10 pound) atau sesuai
dengan beban perkerasan diletakkan di atas permukaan benda uji.
b. Untuk benda uji yang direndam beban harus sama dengan beban
yang dipergunakan waktu perendaman.Pertama–tama meletakkan
keping pemberat2.27 kg (5 pound) untuk mencegah pengembangan
permukaan benda uji pada bagian lubang keeping
pemberat.Pemberat selanjutnya dipasang torak yang disentuhkan
pada permukaan benda uji.
c. Kemudian torak penetrasi diatur pada permukaan benda
uji.Sehingga arloji beban menunjukkan beban permulaan sebesar
4.5 kg (10 pound). Pembebanan ini diperlukan untuk menjamin
bidang sentuh yang sempurna antara torak dengan permukaan
benda uji .Kemudian arloji penunjuk beban dan arloji penunjuk
penetrasi dinolkan.
59
d. Pembebanan diberikan dengan teratur sehingga kecepatan
penetrasi mendekati kecepatan 1.27 mm per menit. Pembebanan
dicatat pada penetrasi 0,312 mm (0.0125”);0,62 mm (0.025”);1.25
mm (0,05”);1,87 mm (0,075”);2,5 mm (0,10”);3,75 mm (0,15”);5
mm (0,20”);7,5 mm (0,30”);10 mm (0,40”);dan 12,5 mm (0,50” ).
e. Beban maksimum dan penestrasinya dicatat bila pembebanan
maksimum terjadi sebelum penetrasi 12,50 mm.
f. Benda uji dikeluarkan dari cetakan dan ditentukan kadar air dari
lapisan atas benda uji setebal 25,4mm.
g. Bendauji untuk kadar air dapat diambil dari seluruh kedalaman bila
diperlukan kadar air rata–rata.Benda uji untuk pemeriksaan kadar
air sekurang–kurangnya 100 gr untuk tanah berbutir halus atau
sekurang –kurangnya 500 gr untuk tanah berbutir kasar.
3.7.3.11 PemeriksaanKonsolidasi
Tujuan:Untuk mengetahui hubungan antara waktu (t) dengan penurunan (s)
Peralatan :
a. Satu unit alat konsolidasi
b. Pisau kawat
c. Alat pengeluar contoh tanah dari tabung (sample extruder)
d. Beban-beban untuk pembebanan
e. Stop watch
f. Oven
g. Neraca / timbangan
h. Cawan
i. Desicator
Bendauji :
a. Sampel tanah tidak terganggu
b. Sampel tanah terganggu ditambahkan campuran semen dan abu
sekam padi dengan perbandingan 3:2 (tiga untuk semen dan dua
untuk abu sekam padi) dengan persentase penambahan yaitu
sebesar 0%, 4%, 8%, 12%, 16%, dan 20% dari berat kering tanah
60
ekspansif .dicampur air sesuai dengan kadar air optimum kemudian
dilakukan tes pemadatan. Setelah itu, contoh tanah dimasukkan
kedalam cincin kemudian potong dengan pisau perata dan
ujungnya diratakan
Pelaksanaan :
a. Berat cincin ditimbang (W1)
b. Berat benda uji dan cincin ditimbang (W2)
c. Cincin benda uji diletakkan diantara batu berpori dengan dilapisi
kertas saring pada sel konsolidasi
d. Alat (nivo) diatur pada posisi seimbang (balance) dengan memutar
span skrup pengatur dan bola baja kecil diletakkan dalam coakan
plat penekan supaya menyentuh bola baja
e. Arloji pengukur (dial deformation) diatur pada posisi tertekan
diatas batu pori kemudian dinolkan
f. Air dituangkan pada sel konsolidasi dan didiamkan selama 24 jam
agar contoh tanah jenuh air
g. Setalah itu beban pertama diletakkan pada tempat beban sehingga
besar tekanan yang diterima oleh contoh tanah yaitu sebesar 0.25
kg/cm2
h. Span baut pengatur dilepaskan.
i. Penurunan dibaca pada 0 detik; 5,40 detik; 15,00 detik; 29,40
detik; 1,00 menit; 2.25 menit; 4,00 menit; 6,25 menit; 9,00 menit,
12,25 menit; 16,00 menit; 25,00 menit; 36,00 menit; 49,00 menit;
64,00 menit; 81,00 menit; 100,00 menit; 121,00 menit; 144,00
menit; 225,00 menit; dan 1440,00 menit (24 jam)
j. Setelah dilakukan pembacaan selama 24 jam, beban kedua
ditambahkan sebesar 0,5 kg/cm2 danbaut pengatur diatur hingga
menyentuh lengan beban dan dilakukan pembacaan seperti
langkah-langkah pada pembenanan yang pertama.
k. Setelah itu dilakukan penambahan beban sebesar 1,0 kg/cm2; 2,0
kg/cm2; 4,00 kg/cm
2; 8,0 kg/cm
2.
61
l. Setelah dilakukan pembebanan maksimum, beban dikurangi dalam
dua tahap yaitu dengan beban 2,0 kg/cm2; dan 0,5 kg/cm
2. Dial
deformasi 24 jam dibaca setelah pengurangan beban lalu beban
dikurangi lagi. Pembacaan dilakukan kembali setelah 24 jam
berikutnya.
m. Pada akhir pembacaan, benda uji dikeluarkan kemudian timbang
beratnya dan ukur tinggi contoh tanahnya
n. Contoh tanah dimasukkan kedalam oven untuk ditentukan kadar
airnya
3.8 Analisis Data
Dari pengujian di laboratorium yang dilaksanakan akan didapatkan hasil-
hasil penelitian berupa data primer, yang disajikan dalam bentuk tabel, grafik
atau bentuk lain. Setiap hasil penelitian dibahas secara teoritik, baik secara
kualitatif maupun kuantitatif
62
3.9 KerangkaPenelitian
Gambar 3.1. Kerangka penelitian
Pengambilan
Contoh Tanah
Persiapan Alat dan
Bahan
Tidak Terganggu (Undisturbed) Terganggu (Disturbed)
Identifikasi Tanah Alsi
a. Pemeriksaan Kadar Air
b. Pemeriksaan Berat
Jenis Tanah
c. Pemeriksaan , UCT,
dan Konsolidasi
Tanah lempung tidak
dicampur dengan
serbuk marmer
Tanah lempung yang
dicampur dengan serbuk
marmer dengan prosentase
3%, 6%, 9%, 12% dan 15%
Pemeriksaan Gradasi
Butiran Kasar dan
Halus
Tanah lempung yang
dicampur dengan serbuk
marmer dengan prosentase
3%, 6%, 9%, 12% dan 15%
Pemeriksaan Gradasi
Butiran Kasar dan
Halus
Tanah lempung yang
dicampur dengan serbuk
marmer dengan prosentase
3%, 6%, 9%, 12% dan 15%
Pemeriksaan Gradasi
Butiran Kasar dan
Halus
a. Pemeriksaan Kadar Air
b. Pemeriksaan Berat Jenis Tanah
c. Pemeriksaan Batas –batas
Atterberg
d. Pemeriksaan Pemadatan
e. Pemeriksaan CBR, UCT, dan
Konsolidasi
Hasil Penelitian
Analisa Hasil Penelitian
Simpulan
Selesai
63
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Sifat Fisik dan Mekanis Tanah
Seperti yang telah diuraikan serta dijelaskan pada bab-bab sebelumnya,
bahwa sampel tanah yang dipergunakan dalam penelitian laboratorium ini
merupakan campuran tanah lempung Pejaten dengan Serbuk Marmer dengan
prosentase yang bervariasi (0%, 3%, 6%, 9%, 12%, dan 15%). Karakteristik
teknis yang dimiliki tanah asli dan tanah dengan campuran Serbuk Marmer, dapat
diidentifikasikan dengan melakukan percobaan penelitian di laboratorium
mengikuti prosedur percobaan yang ada dalam Buku Manual Laboratorium
Mekanika Tanah Fakultas Teknik Unud.
Adapun parameter yang ditentukan dalam menentukan sifat-sifat
fisik dan
mekanik tanah adalah : kadar air (w %), berat volume tanah basah ,
berat volume tanah kering , berat jenis (Gs), batas-batas Atterberg, tes
kepadatan, CBR, dan tes kuat tekan bebas (UCT), serta gradasi butiran tanah
(analisa hidrometer dan analisa saringan).
Nilai dari semua parameter sifat fisik dan mekanik tanah lempung Pejaten
yang dicampur dengan Serbuk Marmer sebagai bahan stabilisasi tanah dasar untuk
subgrade dapat dilihat berupa Tabel dan Gambar Grafik.
4.1.1 Sifat Fisik Tanah
4.1.1.1 Kadar Air Tanah Asli ( w ) %
Kadar air tanah ini berhubungan erat dengan derajat kekerasan dari tanah
tersebut. Bila kadar air tanah rendah, maka diperlukan suatu daya pemadatan yang
besar, sebaliknya bila kadar air tanah tinggi, biarpun daya pemadatan ditambah
maka hal ini tidak berarti tanah akan menjadi lebih padat karena dalam hal ini
volume pori sudah menjadi jenuh oleh air. Sehingga meskipun dengan
mempertinggi daya pemadatan butir-butir tanah tidak mungkin menjadi lebih
padat.
64
Dalam penelitian laboritorium ini, tanah asli Desa Pejaten, Tabanan
memiliki kadar air pada rentang 57,61 % sampai 58,32% dengan kadar air rata-
rata 57,94% seperti terlihat ada Tabel 4.1. Dengan kadar air tanah yang tinggi
(57,94%) maka tanah asli Pejaten, perlu dilakukan stabilisasi tanah. Karena bila
hanya dilakukan dengan cara menambah daya pemadatan, butir-butir tanahnya
tidak mungkin akan menjadi lebih padat.
Tabel 4.1 Hasil pengujian kadar air tanah
Sampel Kadar Air (%)
Titik 1 57,61%
Titik 2 57,88%
Titik 3 58,32%
Rata-Rata 57,94 %
4.1.1.2 Berat Volume Tanah Basah ( b)
Berat volume tanah basah merupakan suatu hubungan berat volume, yang
berguna dalam menentukan sifat fisik tanah seperti : angka pori (e), porositas (n),
dan derajat kejenuhan (Sr). Berdasarkan hasil penelitian laboratorium untuk tanah
asli Pejaten berat volume tanah basah terletak antara rentang 1,57 gr/cm3 sampai
1,62 gr/cm3 dengan nilai rata-rata 1,601 gr/cm
3.
Dari hasil penelitian berat volume tanah basah ( b) seperti terlihat ada
Tabel 4.2 , didapat angka pori (e) untuk tanah asli sebesar 1,490 dan porositas/
volume pori (n)-nya sebesar 59,827 %. Dimana setelah tanah Pejaten dicampur
dengan Serbuk Marmer, terlihat bahwa angka pori (e) dan volume pori (n)-nya
menurun dari nilai (e),dan (n) tanah aslinya. Berarti tanahnya menjadi lebih padat
karena air yang mengisi pori-pori tanah telah didorong keluar oleh mineral dari
Serbuk MarmerHasil pengujian berat volume tanah basah,angka pori (e), kadar
pori (n)
65
Tabel 4.2 Hasil pengujian kadar air tanah
Persentase Penambahan Serbuk Marmer
0% 3% 6% 9% 12% 15%
b 1.601 1.648 1.634 1.618 1.621 1.610
e. 1.490 0.960 0.887 0.868 0.840 0.834
n. 59.827 50.640 48.244 47.172 46.041 44.166
4.1.1.3 Pengaruh Penambahan Serbuk Marmer terhadap Berat Jenis spesifik (Gs)
Dari hasil penelitian laboratorium mengenai berat jenis tanah (Gs) untuk
tanah asli Pejaten didapat nilai berat jenisnya pada rentang 2,636 dan 2,687
dengan berat jenis (Gs) rata-rata sebesar 2,662
Berat jenis spesifik (Gs)-nya menurun sejalan dengan bertambahnya
kandungan Serbuk Marmer (Tabel 4.3), hal ini terjadi karena Serbuk Marmer
sebagai bahan pencampur mempunyai nilai berat jenis spesifik (Gs) yang lebih
kecil dan mineral lempung, khususnya mineral lempung Pejaten. Jadi dengan
bertambahnya prosentase penambahan Serbuk Marmer, ini berarti akan
mengurangi mineral lempung itu sendiri sehingga akan mengakibatkan
berkurangnya nilai berat jenis tanah itu sendiri.
Tabel 4.3 Hasil pengujian berat jenis tanah
Persentase Penambahan Serbuk Marmer
0% 3% 6% 9% 12% 15%
Berat Jenis 2,662 2,557 2,514 2,492 2,451 2,401
Berdasarkan nilai berat jenis (Gs) tanah tersebut dapat dibuat grafik
hubungan antara nilai berta jensi tanah dengan prosentase penambahan Serbuk
Marmer seperti terlihat pada Gambar 4.1 sebagai berikut :
66
Gambar.4.1.Grafik Hubungan Pengaruh Penambahan Serbuk Marmer Terhadap
Berat Jenis Tanah (Gs) Pejaten, Tabanan
4.1.1.4 Pengaruh Penambahan Serbuk Marmer terhadap Nilai-nilai
Konsistensi Atterberg Tanah Pejaten
Penambahan prosentase campuran Serbuk Marmer terhadap tanah
lempung akan menyebabkan terjadinya ikatan antar partikel tanah lempung
dengan partikel Serbuk Marmer, sehingga pori-pori tanah akan terisi atau tertutup
oleh partikel campuran Serbuk Marmer, yang akan menjadikan tanah lempung
menjadi kurang sensitif terhadap perubahan kadar air.
Ikatan antar partikel tanah ini akan menyebabkan terbentuknya partikel-
partikel yang lebih besar, sehingga specific suface (Ss) menjadi semakin kecil.
Bila specific surface semakin kecil, maka batas cair (LL) bertambah kecil juga
(Muhunthan, 1991). Dari Tabel 4.4 terlihat dimana harga batas cair (LL)
menurun, batas plastis (PL) meningkat dan indeks plasisitas (IP) cenderung
menurun dengan adanya penambahan Serbuk Marmer. Ini berarti bahan Serbuk
Marmer dapat mengurangi plastsitas dari tanah lempung tersebut. Apabila
plastisitas suatu tanah bertambah kecil, berarti tanah tersebut semakin padat.
67
Tabel 4.4 Hasil pengujian batas-batas Atterberg
Persentase Penambahan Serbuk Marmer
0% 3% 6% 9% 12% 15%
LL (%) 83.00 80.33 72.90 66.50 55.80 50,45
PL (%) 33,86 38.54 42.17 43,52 44,80 45,22
IP (%) 49.14 41.79 30.73 22.98 11.00 5.23
SL (%) 50,64 44,97 34,52 31,55 30,01 26,53
Dengan berkurangnya nilai plastisitas tanah lempung maka beberapa sifat
lempung yang kurang menguntungkan dipandang dari segi mekanis seperti
kembang susut dapat diperbaiki. Karena sesuai dengan sifat-sifat konsistensi dari
tanah, di mana semakin besar harga (IP) maka rentang dimana tanah berada dalam
keadaan plastis akan semakin besar juga. Sedangkan sifat plastisitas tanah selalu
berhubungan dengan kadar air atau tanah semakin rentan terhadap perubahan
kadar air. Pada Gambar 4.2 dapat dilihat hubungan nilai Batas Plastis, Batas Cair
dan Indeks Plastis dengan prosentase penambahan Serbuk Marmer, di mana
semakin besar kadar Serbuk Marmer, maka harga Indeks Plastis (IP) semakin
kecil.
Gambar 4.2. Grafik Pengaruh Penambahan Prosentase Serbuk Marmer Terhadap
Batas-Batas Atterberg Tanah Pejaten, Tabanan
68
4.1.1.5 Gradasi Butiran Tanah
1. Analisa Saringan
Penelitian analisa saringan (Sieve analisis) dilakukan sebanyak dua kali,
dengan hasil gradasi dapat digambarkan kurve distribusi ukuran butir. Dari kurve
tersebut dapat dilihat bahwa :
Prosentase lolos ayakan no.10 (2,00 mm) adalah 100%
Prosentase lolos ayakan no.200 (0,075 mm) berkisar antara 93,378%
sampai 96,078% dengan rata-rata 94, 728%.
Berdasarkan data-data di atas, menurut AASHTO 1982, M-145 dimana
butiran yang lolos saringan no.200 lebih dari 35%, maka tanah tersebut
termasuk material butiran halus dan apabila kurang dari 12% lolos saringan
no.200 perlu didapatkan Cc dan Cu untuk menentukan tanah tersebut
bergradasi baik atau bergradasi buruk. Nilai koefisien gradasi (Cc) dan nilai
koefisen keseragaman (Cu) tidak perlu dicari, karena diameter butir sampel
tanah yang lolos saringan no.200 lebih dari 12% (Bowls, 1986).
2. Analisa Hidrometer
Berdasarkan analisa saringan di mana lebih dari 50% tanah tersebut lolos
saringan no. 200, maka untuk mennetukan ukuran butirnya dilakukan dengan
analisa hidrometer. Dalam penelitian ini telah dilakukan tes analisa hidrometer
Dari data-data tersebut dapat digambarkan kurve distribusi ukuran butir. Dari
kurve tersebut dapat diketahui prosentase masing-masing bagian penyusun tanah
tersebut yaitu :
27,5% berat dengan diameter < 0,002 mm berupa lempung (clay)
70% berat dengan diameter 0,002 < < 0,074 mm berupa lanau
2,5% berat tanah tersebut berupa pasir.
4.1.1.6 Sistem Klasifikasi Tanah
1. Sistem Klasifikasi AASHTO
Bila sistem klasifikasi ini diterapkan pada tanah, maka didapat sebagai
berikut :
Prosentase lolos ayakan nomor 10 (2,00 mm) adalah 100%
69
Prosentase lolos ayakan nomor 40 (0,425 mm) adalah 100%
Prosentase lolos ayakan nomor 60 (0,250 mm) adalah 99,736%
Prosentase lolos ayakan nomor 140 (0,106 mm) adalah 98,267%
Prosentase lolos ayakan nomor 200 (0,075 mm) adalah 94,728%
Indeks Plastisitas (IP) 49,14 %
Batas Cair (LL) 83,0%
Dengan melihat sistem klasifikasi AASHTO pada Table 2.2, dimana IP >
LL-30, maka tanah tersebut termasuk A-7-6 (bahan yang terdiri dari tanah
lempung dan dari segi penilaian sebagai bahan subgrade termasuk cukup
sampai buruk). Untuk dapat membedakan kemampuan memikul beban roda
dari jenis tanah yang satu dengan yang lainnya dengan kelompok tanah, maka
perlu dicari nilai Indeks Kelompok [Group Indeks (GI)]. Bila dihitung group
indeks dengan rumus maka didapatkan :
GI= (F-35)[0,2+0,005(LL-400] + 0,01(F-15) (IP-10)
GI=(94,728-35)[0,2+0,005(83,00-40)] + 0,0(94,728-15)(50,56-10)
GI= 57,125
= 57
Dimana :
F = prosentase butiran tanah yang lolos saringan no.200
LL = batas cair taanh (liquid limit)
IP = indeks plastisitas tanah (Plasticity Index)
Group Indeks (GI) digunakan sebagai patokan umum untuk kemampuan
daya dukung tanah. Makin besar nilai indeksnya, maka tanah tersebut makin
buruk. Dengan group indeks = 57 maka dengan system AASTHO tanah Pejaten
diklasifikasikan menjadi A-7-6.
2. Sistem Klasifikasi USCS (Unified Soil Classification System)
Untuk menentukan jenis tanah dengan sistem USCS, maka diperlukan data
analisa ukuran butiran, batas cair (LL) dan indeks plastisitas (IP). Berdasarkan
percobaan yang telah dilaksanakan, didapatkan data-data sebagai berikut :
Prosentase lolos ayakan nomor 200 (0,075 mm) adalah 94,728 %
Indeks plastisitas (IP) 50,56%
70
Batas Cair (LL) 83,00%
Dari Gambar Plasticity Chart, jenis tanah digambarkan di atas garis A,
dan juga di atas garis dengan LL > 50%, maka jenis tanah Pejaten termasuk
jenis tanah lempung inorganik/ unorganik dengan plastisitas tinggi (CH).
4.2 Sifat Mekanis Tanah
Dalam penelitian ini, sifat-sifat mekanis tanah dilakukan terhadap sampel
tanah ditambah Serbuk Marmer dengan prosentase penambahan yang bervariasi
(0%,3%,6%,9%,12%,15%). Adapun parameter yang ditentukan adalah test
kepadatan standar,CBR, dan test kuat tekan bebas (UCT).
4.2.1 Pemadatan Standar (Standard Compaction Test)
Tingkat kepadatan suatu sampel tanah dapat ditentukan dari berat volume
kering (d ) sampel tanah yang dipadatkan. Bila kadar air sutau sampel tanah
rendah maka tanah itu keras, kaku dan sukar dipadatkan. Bila kadar air ditambah
maka air itu akan berfungsi sebagai pelumas, sehingga tanah tersebut akan lebih
mudah dipadatkan dimana setelah dipadatkan ruang pori antar butir akan menjadi
lebih kecil. Pada suatu nilai kadar air tertentu, angka pori akan menjadi lebih
rendah, yaitu tanah menjadi paling padat. Kadar air ini adalah kadar air yang
paling cocok untuk daya pemadatan yang disebut dengan kadar air optimum
(woptimum).
Dalam penelitian pemadatan ini dilakukan terhadap tanah yang dicampur
dengan Serbuk Marmer dengan prosentase 0%, 3%,6%,9%,12%,15%, dimana
masing-maisng sampel dilakukan lima kali percobaan dengan kadar air yang
berbeda-beda untuk mendapatkan berta volume kering maksimum (d) serta kadar
air optimum (woptimum). Dari data tersebut dapat dibuat kurve hubungan antara
kadar air dengan kepadatan. Dari kurve tersebut dapat dilihat bahwa makin
bertambah kadar air, maka kepadatan yang dicapai akan cenderung meningkat,
sampai pada kadar air tertentu dimana kepadatan mencapai maksimum (Maximum
Dry Density) dan bila penambahan air masih tetap dilakukan maka tingkat
kepadatan akan menurun. Nilai-nilai berat volume kering maksimum (d) dan
kadar air optimum (wopt), sebesar 19% dan berat volume kering maksimum (d)
71
1,360 gr/cm3. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan Serbuk Marmer dapat
meningkatkan tingkat kepadatan tanah, hal ini disebabkan karena partikel-partikel
tanah terikat satu sama lainnya akibat adanya Serbuk Marmer sehingga terbentuk
suatu kesatuan tanah yang lebih padat.
4.2.2.Pengaruh Penambahan Serbuk Marmer terhadap Nilai CBR Laboratorium,
CBR Design dan Nilai Kuat Tekan Bebas (UCT)
4.2.2.1 CBR Laboratorium
Dalam penelitian ini untuk masing-masing campuran dilakukan satu kali
penelitian dan masing-masing penelitian menggunakan tiga buah mold CBR
dengan daya pemadatan yang meningkat (10 pukulan, 25 pukulan, dan 56
pukulan).kemudian dapat digambarkan grafik hubungan antara nilai CBR dengan
nilai prosentase penambahan Serbuk Marmer pada masing-masing pukulan,
Tabel 4.5 Hasil CBR, UCT
Parameter Tanah Persentase Penambahan Serbuk Marmer
0 % 3 % 6 % 9 % 12 % 15 % 1. CBR Laboratorium, %
10 Tumbukan 4.00 5.13 5.67 5.80 5.93 5.37
25 Tumbukan 5.67 6.37 7.57 7.90 8.13 7.50
56 Tumbukan 6.00 7.47 9.00 9.00 8.70 6.67
2. CBR Design, (%) 4.50 5.00 7.40 7.67 7.50 5.60
3. UCT (kg/cm2) 2.20 3.25 3.45 3.78 3.60 3.40
72
Berdasarkan Tabel 4.5,dapat diketahui bahwa nilai CBR akan mengalami
perubahan apabila terjadi penambahan kadar Serbuk Marmer pada tanah, dimana
nilai CBR akan meningkat dengan bertambahnya kadar Serbuk Marmer.
Disamping itu menigkatnya nilai CBR tanah adalah akibat dari energi atau jumlah
pukulan pada pemadatan yang lebih tinggi, artinya nilai CBR semakin tinggi
dengan menambahnya energi pukulan. Pada dasarnya daya dukung tanah
ditentukan oleh kekuatan gesernya. Makin padat tanah maka kekuatan geser tanah
semakin tinggi, sehingga daya dukung tanah akan makin bertambah pula.
Meningkatnya nilai CBR akibat naiknya prosentase Serbuk Marmer, hal ni
disebabkan karena partikel-partikel tanah terikat antara satu dengan yang lainnya
akibat adanya Serbuk Marmer sehingga terbentuk satu kesatuan tanah yang lebih
kuat. Nilai CBR terus bertambah sampai pada kadar Serbuk Marmer 12%,
kemudian nilai CBR menurun sampai kadar 15% Serbuk Marmer. Hal ini
disebabkan karena pemakaian Serbuk Marmer yang melebihi kadar optimum,
sehingga menyebabkan butiran tanah menjadi seragam. Apabila suatu jenis tanah
mempunyai bentuk butiran yang seragam, hal itu akan menyebabkan kekuatan
dari campuran tanah menjadi lebih lemah. Sedangkan meningkatnya nilai CBR
akibat jumlah pukulan yang meningkat pada pemadatan tanah, hal ini disebabkan
karena dengan energi pemadatan yang lebih tinggi, maka volume pori tanah akan
semakin kecil dan tanah semakin padat, sehingga bidang kontak antar butiran
tanah semakin tinggi yang menyebabkan tegangan efektif ( ’) dari tanah menjadi
semakin besar
4.2.2.2 CBR Design
Nilai CBR design digunakan dalam menentukan tebal perkerasan jalan.
Untuk mendapatkan nilai CBR design yang merupakan nilai gaya dukung dari
sampel tanah, maka harus diketahui lebih dahulu kadar air optimum (wopt) dan
kepadatan kering maksimum ( d.max) dari sampel tanah yang akan diteliti. Nilai
kadar air optimum (wopt) dan kepadatan kering maksimum ( d.max) diambil dari
data pemadatan standar yang telah dilaksanakan terlebih dahulu.
Nilai CBR design adalah nilai CBR laboratorium pada (95% d.max,)
dimana nilai ini merupakan daya dukung material tersebut. Grafik hubungan
73
antara kurve pemadatan dan nilai CBR laboratorium untuk mendapatkan nilai
CBR design. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa tanah dengan campuran
Serbuk Marmer 0% dengan (95% x d.max), diperoleh nilai CBR designnya yaitu
4,50%. Sedangkan pada tanah dengan penambahan prosentase Serbuk Marmer
yang optimum (9% Serbuk Marmer) dengan (95%x d.max) diperoleh nilai CBR
design adalah 7,67%.
4.2.2.3 Test Kekuatan Tekan Bebas [Unconfined Compression Test (UCT)]
Penentuan nilai UCT ini dilakukan untuk mengetahui besarnya gaya
dukung ultimit (qu) dari masing-masing campuran tanah dengan Serbuk Marmer.
Dari data tersebut dapat digambarkan hubungan antara penambahan kadar
campuran Serbuk Marmer dengan nilai kuat tekan bebas (qu) dan CBR design
seperti terlihat pada Gambar 4.3 dibawah ini.
Gambar 4.3. Grafik Hubungan Antara Penambahan Serbuk Marmer Terhadap
Tegangan Tanah (UCT) dan Nilai CBR Design
74
Berdasarkan grafik di atas dapat dilihat bahwa dengan penambahan
prosentase campuran Serbuk Marmer sampai pada kadar 9%, dengan kadar air
yang sama menyebabkan meningkatnya harga kuat tekan bebas tanah (qu) sampai
puncaknya yaitu sebesar 3,78 kg/cm2 , kemudian menurun sampai pada kadar
campuran 15% Serbuk Marmer.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini serta
didasarkan atas data-data hasil penelitian yang diperoleh selama dilaboratorium
sampai dengan analisa data dan pembahasan yang diuraikan pada bab
sebelumnya, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Berdasarkan data-data serta hasil penelitian di laboratorium menurut system
klasifikasi AASHTO, tanah Desa Pejaten Tabanan termasuk dalam kelompok
A-7-6 dengan nilai grup indeks = 57 sehingga dapat ditulis A-7-6 ( 57).
Sedangkan menurut system klasifikasi USCS (Unifield Soil Clasipication
System) tanah Desa Pejaten termasuk jenis tanah lempung dengan plastisitas
tinggi (CH). Sedangkan sesuai dengan diagram segitiga Missisipi, tanah
Pejaten termasuk Campuran Tanah Liat dan Lempung Berlanau.
2. Karakteristik Tanah Lempung Pejaten
a. Kadar air tanah asli rata-rata di daerah Pejaten sebesar 57,94 %
b. Berat jenis (Gs) tanah lempung di daerah Pejaten sebesar 2,662.
75
c. Dari pengujian batas-batas Atterberg diperoleh:
- Nilai batas cair (liquid limit) tanah lempung di daerah Pejaten sebesar
83.00% yang termasuk extra high liquid limit.
- Nilai batas plastis (plastic limit) tanah lempung di daerah Pejaten
sebesar 33,86%.
- Nilai batas susut (shrinkage limit) tanah lempung di daerah Pejaten
sebesar 50.64%.
- Nilai indeks plastisitas tanah lempung di daerah Pejaten sebesar
49,14%.
d. Pada test CBR, dengan penambahan kadar Serbuk Marmer 9% dengan
energi pemadatan sebanyak 56 pukulan, mendapatkan nilai CBR
Design tertinggi yaitu 9,00 % sehingga memenuhi syarat minimum
CBR Design (menurut Bina Marga yaitu sebesar 6%).
e. Nilai kuat tekan bebas (qu) dari tanah Pejaten setelah dicampur dengan
Serbuk Marmer mencapai peningkatan dengan puncaknya pada kadar
campuran Serbuk Marmer 9.00%, yaitu sebesar 3,78 kg/cm2.Jadi untuk
mencapai nilai-nilai karakteristik tanah yang optimal diperlukan
penambahan kadar Serbuk Marmer sebesar 9% dari berat kering tanah
lempung Pejaten, Tabanan.
5.2 Saran-Saran
Berkaitan dengan penelitian yang penulis lakukan mengenai tanah
Pejaten yang distabilisasi dengan Serbuk Marmer penulis sarankan :
1. Untuk penelitian selanjutnya yang berhubungan dengan stabilisasi
tanah dengan menggunakan bahan Serbuk Marmer agar dilakukan
penelitian terhadap komposisi kimia Serbuk Marmer serta reaksinya
dalam campuran tanah
2. Dengan melihat tanah Pejaten yang merupakan jenis campuran tanah
liat dan lempung berlanau, maka perlu juga diteliti penggunaan
stabilisasi tanah dengan memakai Serbuk Marmer terhadap penurunan
lapisan tanah (consolidation Settlement).
76
3. Stabilisasi tanah dengan menggunakan Serbuk Marmer perlu
penelitian lebih lanjut dari segi ekonomis maupun dari segi teknis
pelaksanaan terhadap penggunaan metode stabilisasi yang lain.
77
DAFTAR PUSTAKA
1. A.Kezdi, “Stabilized Earth Road”, Elsevier Scentific Publishing Company,
New York, 1979.
2. Braja M. Das, ”Mekanika Tanah (Prinsip - Prinsip Rekayasa
Geoteknis)”,Penerbit Erlangga,1993.
3. Djoko Untung Soedarsono, “Konstruksi Jalan Raya”, Badan Penerbit Pekerjaan
Umum,1993.
4. G. Djamiko Soedarmo, S.J.Edy Purnomo,” Mekanika Tanah I”, Penerbit
Kanisius, Yogyakarta,1997.
5. Ida Bgs. Ag. Dharmanegara, 1997, ”Studi Kasus Pekerja Pendatang di Industri
Genteng Rakyat Desa Pejaten Tabanan” , UGM Yogyakarta.
6. Joseph E. Bowles, “Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah,( Mekanika Tanah)”,
Penerbit Erlangga,1991.
7. L.D.Wesley,”Mekanika Tanah”,Badan Penerbit Pekerjaan Umum,1997.
8. Pentunjuk Perencanaan Tebal Lentur Jalan Raya dengan Metode Analisa
Komponen, Departemen Pekerjaan Umum,1987.
9. Shirley L.H., “Geoteknik dan Mekanika Tanah (Penyelidikan Lapangan &
Laboratorium”, Penerbit Nova Bandung,1987.
10.Silvia Sukirman,”Perkerasan Lentur Jalan Raya”, Penerbit Nova
Bandung,1992.
78
79