kelakuan tanah dengan sifat kembang-susut yang tinggi

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
1
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkah dan rahmat yang
telah dilimpahkan, sehingga Laporan Penelitian yang berjudul “Kelakuan Tanah Dengan Sifat
Kembang Susut Yang Tinggi Pada Stabilisasi Tanah Dengan Bahan Serbuk Marmer”, dapat
diselesaikan
Karena keterbatasan kemampuan yang kami miliki, penulis menyadari bahwa isi dan
susunan dari Laporan hibah penelitian ini masih banyak terdapat kekurangan dan kelemahannya,
oleh karena itu saran serta koreksi sangat kami harapkan demi kesempurnaan penulisan penelitian
ini.
Akhir kata penulis berharap semoga laporan hibah penelitian yang kami susun ini dapat
bermanfaat bagi semua pihak yang berkepentingan terhadap penelitian ini
Denpasar, 29 Oktober 2015
Penulis
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/cm 2.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
3.6. Metode Pengambilan Sampel .............................................................................. 39
4
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
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
Gambar 2.1
Single silica tetrahedral......................................................................................... 9
Gambar 2.2
Isometric silica sheet............................................................................................. 9
Gambar 2.3
Single alluminium octahedron…………………………………………………...9
Gambar 2.4
Isometric oktahedral sheet……………………………………………………….9
Gambar 2.5
Struktur kaolinite …………………………………………………………...... 10
Gambar 2.6
Struktur montmorillonite……………………………………………………... 11
Gambar 2.7
Struktur Illite…………………………………………………………………...12
Gambar 2.8.
Susunan lapisan konstruksi perkerasan lentur………………………………... 13
Gambar 2.9.
Batas-batas Atterberg…………………………………………………..……… 17
Gambar 2.10. Contoh Grafik Percobaan Batas Cair ( LL )……………………………..……. 18
Gambar 2.11. Prinsip Umum Pemadatan…………………………..……………………….… 23
Gambar 2.12. Alat Uji Proktor Standar…..……………………………………………………25
Gambar 2.13. Hasil Uji Pemadatan...…………………………………………………………. 26
Gambar 2.14. Pengaruh Energi Pemadatan………………………………………………...…. 27
Gambar 2.15. Kurva Pemadatan dengan Energi Berbeda…………………………………..... 27
Gambar 2.16. Contoh Grafik Hasil Percobaan CBR……………………..…………………... 30
Gambar 2.17. Contoh Grafik dalam Menentukan Nilai CBR Design………………….…..….31
Gambar 2.18. Contoh grafik hubungan antara regangan dan tegangan aksial……..………... .32
Gambar 2.19. Serbuk Marmer………………………………………………..………………. 36
Gambar 2.20. Kehilangan Berat Serbuk Marmer…………………………………..………….37
Gambar 3.1.
Kerangka penelitian…………………………………………………………....58
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Pengaruh Penambahan Serbuk Marmer Terhadap Berat Jenis
Tanah (Gs) Pejaten, Tabanan…….……………………………………………62
Gambar 4.2
Grafik Pengaruh Penambahan Prosentase Serbuk Marmer Terhadap Batas-Batas
Atterberg Tanah Pejaten, Tabanan……………………………………………..63
Gambar 4.3 . Grafik Hubungan Antara Penambahan Serbuk Marmer Terhadap Tegangan
Tanah (UCT) dan Nilai CBR Design………………………………………….. 68
6
DAFTAR TABEL
TABEL
Halaman
Tabel
2.1
Sistem Klasifikasi Unified................................................................................6
Tabel
2.2
Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASHTO........................................................7
Tabel
2.3
Nilai Batas Cair Tanah....................................................................................18
Tabel
2.4
Aktivitas Tanah Lempung...............................................................................21
Tabel
2.5
Katagori Kekuatan Tanah...............................................................................32
Tabel
2.6
Komposisi Kimia Serbuk Marmer..................................................................37
Tabel
4.1
Hasil Pengujian Kadar Air Tanah Asli….......................................................60
Tabel
4.2
Hasil Pengujian Kadar Air Tanah ………………….………………..61
Tabel
4.3
Hasil Pengujian Berat Jenis Tanah…………………………………..61
Tabel
4.4
Hasil Pengujian Batas-batas Atterberg……………………………... 63
Tabel
4.5
Hasil CBR, UCT……………………………………………………..67
7
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 tempattempat 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 kebaikankekurangan 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.
8
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.
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
9
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),Potongan batuan yang besar biasanya diambil lebih dari 250 sampai 300
mm. Untuk ukuran 150 sampai 250 mm fragmen batuan ini disebut krokol 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 SystemSistem pada Tabel 2- 1,
10
2. Sistem klasifikasi AASHTO (Assotiation of American Highway and Transfortation Official
Penggolongan tanah system AASTHO ini dapat dilihat pada Tabel 2-2
Tabel 2.1 Sistem Klasifikasi Unified*
Simbol
Kelompok
Pasir
Lebih dari 50 % fraksi kasar
lolos ayakan No.4
Kerikil
bersih
(hanya
kerikil )
Menurut ASTM (1982)
GM
GC
Pasir
dengan
butiran
halus
Pasir
bersih
(hanya
pasir)
SW
Lanau dan lempung
Bata Cair 50 % atau
kurang
Kerikil 50 %
Atau lebih dari fraksi
kasar
Tertahan pada ayakan
No.4
Kerikil
dengan
butiran
halus
GP
Tanah-tanah dengan
organic sangat tinggi
Nama Umumnya
Kerikil bergradasi baik dan
campuran kerikil pasir, sedikit atau
sama sekali tidak mengandung
butiran halus
Kerikil bergradasi buruk dan
campuran kerikil pasir, sedikit atau
sama sekali tidak mengandung
butiran halus
Kerikil
berlanau,
campuran
kerikil-pasir-lanau
Kerikil berlempung, campuran
kerikil-pasir-lempung
Pasir bergradasi baik, pasir
berkerikil, sedikit atau sama sekali
tidak mengandung butiran halus
Pasir bergradasi buruk dan pasir
berkerikil, sedikit atau sama sekali
tidak mengandung butiran halus
Pasir berlanau, camp. pasir-lanau
GW
SP
SM
Pasir berlempung, camp.pasirlempung
Lanau
anorganik, pasir halus
sekali, serbuk batuan, pasir halus
berlanau atau berlempung
Lempung anorganik, pasir halus
sekali, serbuk batuan, pasir halus
berlanau atau berlempung
SC
ML
CL
Lanau-anorganik
dan
lempung
berlanau organic dengan plastisitas
rendah
OL
Lanau dan Lempung
Batas Cair lebih dari
50 %
Tanah Berbutir Halus
50 % atau lebih lolos ayakan No.200
Tanah Berbutir Kasar
Lebih dari 50 % butiran tertahan pada ayakan No.200*
Divisi Utama
Lanau anorganik atau pasir halus
diatomic atau lanau diatomic,
lanau yang elastic
Lempung
anorganik
dengan
plastisitas
tinggi,
lempung
“gemuk” (fat clays)
Lempung
organic
dengan
plastisitas sedang s/d tinggi
Peat (gambut), muck, dan tanahtanah lain dengan kandungan
organic tinggi
MH
CH
OH
kandungan
PT
* 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
A-1
Klasifikasi Kelompok
BAHA
35 %
A-2
A–3
A-1-a
A-1-b
No. 10
50 max.
….
No. 40
30 max.
No. 200
15 max.
A-4
A
A-2-4
A-2-5
A-2-6
A-2-7
….
….
….
….
….
….
50 max
51 min
….
….
….
….
….
25 max
10 max
35 max
35 max
35 max
35 max
36 max
36
...
….
40 max
41 min
40 max
41 min
40 max
4
6 max
N.P
10 max
10 max
11 min
11 min
10 max
10
Fragmen batuan
Pasir
Analisa Saringan
( % lolos )
Sifat Fraksi yang lewat
No. 40
Batas Cair
Indeks Plastisitas
Jenis Umum
kerikil dan pasir
Tingkat Umum
sebagai tanah dasar
halus
Kerikil atau pasir lanauan atau lempungan
Sangat baik sampai baik
Catatan : Indeks Plastisitas untuk subkelompok A-7-5 < LL-30, sedang
Indeks Plastisitas untuk subkelompok A-7-6 < LL-30
12
Tanah la
Cukup sampai buruk
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
Gambar 2.5
Single silica tetrahedral
13
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 2.8
Isometric silica sheet
Single alluminium oktahedron
Isometric oktahedral sheet
Umumnya partikel-partikel lempung mempunyai muatan negatif pada permukaannya. Hal ini
disebabkan oleh adanya substitusi isomorf dan oleh karena pecahnya keping partikel pada tepitepinya. 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 mineralmineral 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
14
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
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.
15
Gambar 2.6. Struktur montmorillonite
2.3.1.3.Illite
Mineral illite mempunyai hubungan dengan mika biasa, sehingga dinamakan pula hidratmika.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.
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.
16
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).
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.
17
-
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 bahanbahan 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 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.
18
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 :
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
19
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. 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)
20
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)
N
LL  wn  
 25 
0.121
(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
20 – 25
Intermediate Limit
25 – 50
High Limit
50 – 70
Very Limit
70 – 80
Extra High
> 90
21
Dari perhitungan nilai Batas Cair akan didapat suatu gambar grafik seperti terlihat pada Gambar
2.10
25
Gambar 2.10. Contoh Grafik Percobaan Batas Cair ( LL )
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).
22
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 :
SL  w 
Dimana :
V1  V2
W
SL = batas susut
V2 = isi tanah kering
w
W
= kadar air tanah
= 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
1.
Ciri-ciri Tanah Mengembang
23
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
Montmorillonite
Illite
Aktivitas (A)
1-7
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 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.
24
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.
- 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 partikelpartikel padat dari tanah.
- Kadar air dimana didapat harga berat volume kering maksimum tanah , akan didapat kadar air
optimim.
25
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

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
Dimana :
W
b 
W
V
(2-5)
= berat tanah yang dipadatkan dalam cetakan
26
V
= volume cetakan
Berat volume tanah kering
d 
Dimana :
b
(2-6)
1 w
= 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).
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 :
 ZAV 
Gs. W
1  w.Gs
(2-7)
Dimana :
berat volume pada kondisi ZAV
berat volume air
Gs
= berat jenis butiran tanah sampel
e
= angka pori
27
Gambar 2.12. Alat Uji Proktor Standar
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
28
 ASTM D 1557
Gambar 2.14.Pengaruh Energi Pemadatan
Gambar 2.15. Kurva Pemadatan dengan Energi Berbeda
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.
29
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)
(P1 dalam kg/cm2)
CBR = (P1/70,37) x 100 %
Atau
CBR = P1/1000) x 100 %
b.
(P1 dalam psi)
Untuk nilai tekanan penetrasi sebesar 5,08 mm (0,20 inch) terhadap tekanan penetrasi standar
yang besarnya 105,56 kg/cm2 (1500 psi).
(P2 dalam kg/cm2)
CBR = (P2/105,56) x 100 %
Atau
CBR = P2/1500) x 100 %
(P2 dalam psi)
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.
30
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.
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
31
kering maksimum yang diperoleh hasil percobaan pemadatan dengan nilai CBR yang didapat
(Gambar 2.17). Dari grafik 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.
Harga kuat tekan bebas (qu) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
(2.8)
32
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)
0,25
Luna (soft)
0,25-0,50
Teguh (firm)
0,50-0,10
Kenyal (stiff)
0,10-4,00
Keras (hard)
Gambar 2.18. Contoh grafik hubungan antara regangan dan tegangan aksial
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.
33
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.
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) :
34
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.
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
35
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
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)
36
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
(%)
17,63
2,73
1,53
0,20
0,09
0,01
0,002
Silikon Dioksida (SiO2)
Kalsium Karbonat (CaCO3)
Kalsium Oksida (CaO)
Magnesium Karbonat (MgO3)
Magnesium Oksida (MgO)
Ferii Oksida (Fe2O3)
Alumunium Dioksida (AlO3)
37
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.
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
38
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 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.
39
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
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:
40
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
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 dikocok dengan cara membolak-balikannya.
d. Setelah dikocok selama 30 detik masukan tabung ke dalam bak perendam yang suhu
41
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
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)
42
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
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 :
43
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
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 kirakira 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
44
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 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 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
45
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 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 dipukulpukulkan pada bidang kokoh sehingga tanah mengisi sudut-sudut cawan. Tanah
46
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.
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
47
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 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 ratarata 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
48
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.
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.
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.
49
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.Lubanglubang 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 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:
50
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).
diperlukan untuk
Pembebanan ini
menjamin bidang sentuh yang sempurna antara torak dengan
permukaan benda uji .Kemudian arloji penunjuk beban dan arloji penunjuk penetrasi
dinolkan.
d. Pembebanan diberikan dengan teratur sehingga
kecepatan 1.27 mm
kecepatan penetrasi mendekati
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
51
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 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/cm2; 8,0 kg/cm2.
52
l. Setelah dilakukan pembebanan maksimum, beban dikurangi dalam dua tahap yaitu
dengan beban 2,0 kg/cm2; dan 0,5 kg/cm2. 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
53
3.9
KerangkaPenelitian
Persiapan Alat dan
Bahan
Pengambilan
Contoh Tanah
Terganggu (Disturbed)
Tidak Terganggu (Undisturbed)
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
Pemeriksaan Gradasi
Gradasi
Butiran
Butiran Kasar
Kasar dan
dan
Halus
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
Gambar 3.1. Kerangka penelitian
54
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
kering
, berat volume tanah
, 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.
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.
55
Tabel 4.1 Hasil pengujian kadar air tanah
Sampel
Titik 1
Titik 2
Titik 3
Rata-Rata
Kadar Air (%)
57,61%
57,88%
58,32%
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/cm3.
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)
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
56
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
Berat Jenis
0%
2,662
3%
2,557
6%
2,514
9%
2,492
12%
2,451
15%
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 :
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
57
mengurangi plastsitas dari tanah lempung tersebut. Apabila plastisitas suatu tanah bertambah kecil,
berarti tanah tersebut semakin padat.
Tabel 4.4 Hasil pengujian batas-batas Atterberg
0%
Persentase Penambahan Serbuk Marmer
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
4.1.1.5 Gradasi Butiran Tanah
1. Analisa Saringan
58
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%

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
59
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%

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).
60
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) 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 masingmasing pukulan,
61
Tabel 4.5 Hasil CBR, UCT
Persentase Penambahan Serbuk Marmer
Parameter Tanah
0%
3%
6%
9%
12 %
15 %
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
1. CBR Laboratorium, %
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
62
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 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
63
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.
64
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.
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.
65
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).
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.
66
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.
67
68
69