uji tekanan pengembangan tanah ekspansif ditinjau dari besarnya
advertisement
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id UJI TEKANAN PENGEMBANGAN TANAH EKSPANSIF DITINJAU DARI BESARNYA KADAR AIR Swelling Pressure of Ekspansif Soil Regarding its Water Content SKRIPSI Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : WAHYUDI WASKITO AJI NIM I 0107024 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id ABSTRAK WAHYUDI WASKITO AJI, 2012. Uji Tekanan Pengembangan Tanah Ekspansif Ditinjau dari Besarnya Kadar Air. Skripsi, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Tanah ekspansif merupakan tanah yang mudah mengembang dan menyusut sehingga sering menimbulkan masalah bagi konstruksi bangunan sipil misalnya menyebabkan dinding pada bangunan retak dan konstruksi jalan juga mengalami kerusakan retak, bergelombang, dan berlubang. Daerah Kalijambe, Mlese, Barepan, dan Simo diduga memiliki indeks plastisitas tinggi yang berpotensi mengalami pengembangan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis korelasi antara indeks plastisitas dan tekanan mengembang, kadar air dengan tekanan mengembang, dan persentase pengembangan dengan tekanan mengembang. Pengujian tekanan mengembang tanah menggunakan alat oedometer. Sampel uji tekanan pengembangan tanah merupakan sampel pada pengujian pengembangan tanah yang telah mencapai strain maksimal sedangkan sampel pada pengujian pengembangan mengacu pada hasil pengujian proctor yang divariasikan kadar airnya. Tekanan mengembang diukur dengan memberikan beban secara bertahap terhadap sampel sampai tinggi sampel uji kembali ke posisi awal sebelum terjadi pengembangan. Tekanan yang menyebabkan tinggi sampel kembali ke tinggi awal (strain = 0) merupakan tekanan pengembangan. Hasil analisis menunjukkan bahwa semakin besar indeks plastisitas tanah maka semakin besar pula tekanan mengembangnya dan semakin rendah kadar air awal pada suatu tanah lempung maka tekanan mengembang pada tanah tersebut semakin tinggi. Besar persentase mengembang suatu tanah sebanding dengan tekanan mengembangnya, yaitu semakin besar persentase mengembang maka tekanan mengembangnya juga semakin besar. Kata kunci : indeks plastisitas, tekanan mengembang, Oedometer, persentase mengembang, tanah lempung, ekspansif, kadar air. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id ABSTRACT WAHYUDI WASKITO AJI, 2012. Swelling Pressure of Ekspansif Soil Regarding its Water Content. Thesis, Department of Civil Engineering, Engineering Faculty, Sebelas Maret University of Surakarta. Ekspansif soil is easy to swell and to shrink therefore it often cause problems for the civil construction such as on cracks walls of buildings and on cracked, bumpy, and perforated roads construction. Kalijambe, Mlese, Barepan, and Simo area thought to have high soil plasticity index and potential to swell. This work aims to study correlation between the plasticity index and swelling pressure, water content with swelling pressure, and the swelling percentage with swelling pressure. The soil swelling pressure testing used an oedometer test. The sample of soil swelling pressure is tested when sample has reached the maximum strain. The sample of swelling testing refers to proctor test results with various water content. Swelling pressure was measured by providing load gradually to the sample. The analysis showed that the larger soil plasticity index, the greater of the swelling pressure and the lower of initial water content on a clay soil so the swelling pressure on the land are higher. The large of land swelling percentage is proportional to the swelling pressure, therefore, the greater of swelling percentage so the swelling pressures also increase. Key words: plasticity index, the swelling pressure, Oedometer, swelling percentage, clay, ekspansif soil, water content. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ” Uji Tekanan Pengembangan Tanah Ekspansif Ditinjau dari Besarnya Kadar Air”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat meraih gelar sarjana pada Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis telah banyak mendapatkan bantuan baik fasilitas, bimbingan maupun kerjasama dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ibu Dr. Niken Silmi Surjandari, ST, MT selaku Dosen Pembimbing I. 3. Ibu Ir. Noegroho Djarwanti, MT selaku Dosen Pembimbing II. 4. Bp. Bambang Setiawan, ST, MT dan Bp. Dr. Tech. Ir. Sholihin As’ad, MT selaku Dosen Penguji. 5. Bp. Bambang Santosa, ST, MT dan Bp. Senot Sangadji, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik. 6. Staf Pengelola/Laboran Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta. 7. Saudara Aulia, Bramantyo, Habib, Huda yang telah membantu penelitian. 8. Semua pihak yang telah berpartisipasi dalam penyusunan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini, oleh karena itu saran dan kritik akan sangat membantu demi kesempurnaan penelitian selanjutnya. Penulis berharap skripsi ini bermanfaat bagi pembaca. Surakarta, September 2012 Penulis commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN ...........................................................................ii HALAMAN PENGESAHAN ...........................................................................iii ABSTRAK ....................................................................................................... iv ABSTRACT...................................................................................................... v KATA PENGANTAR ...................................................................................... vi DAFTAR ISI................................................................................................... vii DAFTAR TABEL ............................................................................................ ix DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... x DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ................................................................. xii DAFTAR LAMPIRAN................................................................................... xiii BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................. 1 1.1. Latar Belakang Masalah .................................................................. 1 1.2. Rumusan Masalah ........................................................................... 2 1.3. Batasan Masalah.............................................................................. 2 1.4. Tujuan Penelitian ............................................................................ 3 1.5. Manfaat Penelitian........................................................................... 3 BAB 2 LANDASAN TEORI ............................................................................ 4 2.1. Tinjauan Pustaka ............................................................................. 4 2.2. Dasar Teori ..................................................................................... 6 2.2.1. Batas-batas Atterberg.............................................................. 6 2.2.2. Pengujian Pemadatan Standar ................................................. 7 2.2.3. Tanah Ekspansif ..................................................................... 9 2.2.4. Tanah Lempung.................................................................... 13 2.2.5. Pengembangan (swelling) ..................................................... 15 2.2.6. Tekanan Mengembang (Swelling Pressure) ........................... 18 2.2.7. Hubungan antara Persentase Mengembang dan Tekanan Mengembang ....................................................................... 20 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB 3 METODE PENELITIAN .................................................................... 22 3.1. Uraian Umum ............................................................................... 22 3.2. Bahan dan Alat yang Digunakan .................................................... 22 3.3. Langkah-langkah Penelitian ........................................................... 23 1. Tahap I (Pengambilan Sampel) ................................................... 23 2. Tahap II (Pengujian Pendahuluan) .............................................. 23 3. Tahap III (Pengujian Inti) ........................................................... 26 4. Tahap IV (Analisis dan Pembahasan).......................................... 27 3.4. Alur Penelitian .............................................................................. 28 BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN....................................................... 29 4.1. Hasil Pengujian ............................................................................. 29 4.1.1. Klasifikasi Tanah.................................................................. 29 4.1.2. Pengujian Pemadatan (Standar Proctor) ................................ 31 4.1.3. Pengujian Persentase Mengembang....................................... 34 4.1.4. Pengujian Tekanan Mengembang.......................................... 36 4.2. Pembahasan .................................................................................. 44 4.2.1. Korelasi antara Indeks Plastisitas dengan Tekanan Mengembang ......................................................... 44 4.2.2. Korelasi antara Kadar Air Awal dengan Tekanan Mengembang......................................................... 46 4.2.2. Korelasi antara Persentase Mengembang dengan Tekanan Mengembang......................................................... 48 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 53 5.1. Kesimpulan ................................................................................... 53 5.2. Saran ............................................................................................ 55 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 56 LAMPIRAN commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Hubungan Indeks Plastisitas dan Potensi Mengembang .................. 10 Tabel 2.2 Kriteria Identifikasi Tanah Lempung Ekspansif USBR .................... 11 Tabel 3.1 Titik Pengambilan Sampel Tanah ................................................... 23 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Klasifikasi Tanah .................................................. 30 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Standard Proctor .................................................. 31 Tabel 4.3a Nilai Kadar Air Sampel Lokasi Kalijambe ...................................... 32 Tabel 4.3a Nilai Kadar Air Sampel Lokasi Barepan ......................................... 33 Tabel 4.3a Nilai Kadar Air Sampel Lokasi Mlese............................................. 33 Tabel 4.3a Nilai Kadar Air Sampel Lokasi Simo .............................................. 33 Tabel 4.4a Hasil Pengujian Persentase Mengembang Kalijambe ....................... 34 Tabel 4.4b Hasil Pengujian Persentase Mengembang Barepan .......................... 34 Tabel 4.4c Hasil Pengujian Persentase Mengembang Mlese ............................. 35 Tabel 4.4d Hasil Pengujian Persentase Mengembang Simo............................... 35 Tabel 4.5a Hasil Pengujian Tekanan Mengembang Kalijambe.......................... 36 Tabel 4.5b Hasil Pengujian Tekanan Mengembang Barepan ............................. 36 Tabel 4.5c Hasil Pengujian Tekanan Mengembang Mlese ................................ 37 Tabel 4.5d Hasil Pengujian Tekanan Mengembang Simo ................................. 37 Tabel 4.6 Perhitungan Tekanan Mengembang ................................................ 39 Tabel 4.7a Hasil pengujian Indeks Plastisitas dengan Tekanan Mengembang pada Kadar Air awal ± 21%............................................................ 44 Tabel 4.7b Hasil pengujian Indeks Plastisitas dengan Tekanan Mengembang pada Kadar Air awal ± 32%............................................................ 45 Tabel 4.7c Hasil pengujian Indeks Plastisitas dengan Tekanan Mengembang pada Kadar Air awal ± 39%............................................................ 45 Tabel 4.8 Rekapitulasi Hasil Pengujian Tekanan Mengembang....................... 47 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Batas-batas konsistensi tanah ....................................................... 6 Gambar 2.2 Hubungan Kadar Air dan Berat Volume Kering............................ 8 Gambar 2.3 Hasil Pemadatan pada Berbagai Jenis Tanah (ASTM D-698)............................................................................ 8 Gambar 2.4 Hubungan Persentase Mengembang dengan Kandungan Koloid, Indeks Plastisitas, dan Batas Susut ................................. 11 Gambar 2.5 Hubungan Aktivitas dan Persentase Lempung ............................ 12 Gambar 2.6 Mineral Lempung Montmorillonite ............................................ 14 Gambar 2.7 Pemasangan Benda Uji pada Alat Oedometer ............................. 17 Gambar 2.8 Skema Pengujian pada Alat Oedometer ...................................... 18 Gambar 2.9 Metode Pengujian Tekanan Pengembangan dengan Pelepasan Beban pada Akhir Pembebanan Uji Pengembangan .... 20 Gambar 2.10 Metode Pengujian Tekanan Pengembangan dengan Konsolidometer tanpa Regangan ................................................ 20 Gambar 2.11 Hubungan Persentase Mengembang dengan Tekanan Mengembang ............................................................................ 21 Gambar 3.1 Pencetakan Sampel dalam Ring Uji ............................................ 25 Gambar 3.2 Perilaku Benda Uji pada Pengujian Swelling............................... 26 Gambar 3.3 Perilaku Benda Uji pada Pengujian Swelling Pressure ................ 27 Gambar 3.4 Bagan Alur Penelitian................................................................ 28 Gambar 4.1 Nilai Kadar Air Sampel Uji Lokasi Kalijambe ............................ 32 Gambar 4.2 Tekanan Mengembang Kalijambe Kadar Air 21,15%.................. 40 Gambar 4.3a Pengujian Tekanan Mengembang Tanah Kalijambe.................... 41 Gambar 4.3b Pengujian Tekanan Mengembang Tanah Barepan ....................... 41 Gambar 4.3c Pengujian Tekanan Mengembang Tanah Mlese .......................... 42 Gambar 4.3d Pengujian Tekanan Mengembang Tanah Simo............................ 42 Gambar 4.4 Korelasi antara Indeks Plastisitas dengan Tekanan Mengembang ............................................................................ 45 Gambar 4.5 Korelasi antara Kadar Air Awal dengan Tekanan Mengembang ............................................................................ 47 commit to user perpustakaan.uns.ac.id Gambar 4.6 digilib.uns.ac.id Korelasi antara Persentase Mengembang dengan Tekanan Mengembang ............................................................................ 48 Gambar 4.7a Korelasi antara Berat Isi Tanah dengan Tekanan Mengembang Kalijambe ........................................................... 49 Gambar 4.7b Korelasi antara Berat Isi Tanah dengan Persentase Mengembang Kalijambe ............................................................ 49 Gambar 4.7c Korelasi antara Berat Isi Tanah dengan Tekanan Mengembang Barepan .............................................................. 50 Gambar 4.7d Korelasi antara Berat Isi Tanah dengan Persentase Mengembang Barepan ............................................................... 50 Gambar 4.7e Korelasi antara Berat Isi Tanah dengan Tekanan Mengembang Mlese ................................................................. 50 Gambar 4.7f Korelasi antara Berat Isi Tanah dengan Persentase Mengembang Mlese .................................................................. 51 Gambar 4.7g Korelasi antara Berat Isi Tanah dengan Tekanan Mengembang Simo ................................................................... 51 Gambar 4.7h Korelasi antara Berat Isi Tanah dengan Persentase Mengembang Simo.................................................................... 51 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL Daftar Notasi ASTM = American Society for Testing and Materials CH = Lempung dengan plastisitas tinggi CL = Lempung dengan plastisitas rendah e = Angka pori e0 = Angka pori awal Gs = Berat jenis tanah (Specific gravity) H = Tinggi sampel mula-mula (cm) H0 = Tinggi awal (cm) Ht = Tinggi sampel total saat mengembang (cm) ΔH = Tinggi mengembang (cm) LL = Batas cair (%) MH = Lanau dengan plastisitas tinggi PL = Batas plastis (%) PI = Indeks Plastisitas (%) SL = Shringkage Limit (%) USCS = Unified Soil Classification System V = Volume sampel (cm3) ΔV = Perubahan volume sampel (cm3) w = Kadar air (%) wopt = Kadar air optimum (%) Daftar Simbol ε = Regangan axial (%) γ = Berat isi (gr/cm3) γb = Berat isi basah (gr/cm3) γd = Berat isi kering (gr/cm3) γdmax = Berat isi kering maksimum (gr/cm3) commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Data Hasil Pengujian Klasifikasi Lampiran B · Specific Gravity Test · Grain Size Analysis Test · Atterberg Limit Test Data Hasil Pengujian Kepadatan · Lampiran C Standard Proctor Test Data Hasil Pengujian Tekanan Mengembang · Pengujian Tekanan Mengembang Lampiran D Surat – surat Skripsi commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tanah ekspansif merupakan tanah berbutir halus yang sering menimbulkan masalah bagi konstruksi bangunan sipil. Tanah ekspansif dalam keadaan basah memiliki tekstur yang halus apabila dirasakan dengan jari tangan terutama untuk jenis tanah lempung. Tekstur tanah yang halus saja, tentu belum dapat digunakan sebagai acuan untuk mengklasifikasikan tanah. Uji laboratorium harus dilakukan untuk memperoleh data tanah yang akurat sehingga bisa digunakan untuk penggolongan tanah ekspansif. Tanah ekspansif yang memiliki daya rusak pada infrastruktur sipil memiliki kandungan mineral yang mudah menyerap air pada kondisi basah dan mudah pula membebaskan air pada kondisi kering sehingga tanah ekspansif mengembang dan menyusut dalam waktu yang relatif singkat. Parameter tanah seperti indeks plastisitas dan kadar pengembangan pada air tanah. juga sangat berpengaruh Aktivitas tanah terhadap ekspansif yang aktivitas fluktuatif (mengembang dan menyusut) tersebut menyebabkan dinding pada bangunan retak dan konstruksi jalan juga mengalami kerusakan retak, bergelombang dan berlubang. Kerusakan bangunan teknik sipil misalnya gedung bertingkat dan jalan raya yang terdapat pada daerah Kalijambe, Mlese, Barepan, dan Simo diakibatkan oleh adanya aktivitas pengembangan tanah. Penelitian perlu dilakukan untuk menambah referensi atau acuan pembangunan bangunan sipil misalnya pada jalan raya pada daerah Kalijambe, Mlese, Barepan, dan Simo. Penelitian dengan topik potensi pengembangan tanah telah dilakukan oleh beberapa peneliti sebelumnya, misalnya Arbianto (2011) yang mengkorelasikan 1 commit to user 2 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id antara indeks plastisitas dan batas susut dengan perilaku pengembangan tanah. Penelitian Arbianto menggunakan variasi indeks plastisitas yang cukup banyak. Sampel yang digunakan untuk pengujian persentase mengembang juga pada kondisi batas susut sehingga strain yang dihasilkan lebih maksimal. Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui korelasi tekanan pengembangan (swelling pressure) tanah terhadap beberapa parameter tanah, misalnya indeks plastisitas, kadar air dan persentase pengembangannya. Metode pada penelitian ini menggunakan metode pengukuran langsung di laboratorium dengan menggunakan alat utama oedometer. Penelitian ini diharapkan mampu memberikan gambaran dan penjelasan tentang kondisi potensi pengembangan tanah ekspansif di daerah Kalijambe, Mlese, Barepan maupun Simo sehingga perencanaan pembangunan infrastruktur menjadi lebih baik. 1.2 Rumusan Masalah a. Bagaimanakah korelasi antara indeks plastisitas dengan tekanan mengembang tanah pada tanah ekspansif? b. Bagaimana korelasi antara kadar air dengan tekanan mengembang pada tanah ekspansif? c. Bagaimanakah korelasi antara persentase mengembang dengan tekanan mengembang pada tanah ekspansif? 1.3 Batasan Masalah 1. Penelitian dilakukan dengan uji laboratorium sesuai standar ASTM. 2. Sampel tanah diambil dari beberapa lokasi yaitu a. Kalijambe (ruas jalan Solo – Puwodadi STA 15+200) b. Mlese (ruas jalan Ceper – Cawas STA 17+900) c. Barepan (ruas jalan Ceper – Cawas STA 20+700) d. Simo (ruas jalan Bangak – Simo STA 10+100) 3. Jenis sampel tanah adalah terganggu (disturbed), diambil pada lapis permukaan sekitar kedalaman 50cm dari muka tanah. commit to user 3 perpustakaan.uns.ac.id 4. digilib.uns.ac.id Pengujian tekanan mengembang tanah pada penelitian ini menggunakan alat Oedometer. 5. Pembebanan dilakukan pada arah vertikal saja. 6. Pengujian swelling dilakukan sampai mencapai kondisi maksimal yaitu apabila dial dalam keadaan tidak berubah selama 3 hari berturut-turut. 7. Pengujian swelling pressure dilakukan ketika sampel telah mencapai kondisi pengembangan (swelling) maksimal. 1.4 Tujuan Penelitian a. Mengetahui korelasi antara indeks plastisitas dengan tekanan mengembang tanah pada tanah ekspansif. b. Mengetahui korelasi antara kadar air dengan tekanan mengembang tanah pada tanah ekspansif. c. Mengetahui korelasi antara persentase pengembangan dengan tekanan pengembangan pada tanah ekspansif. 1.5 Manfaat Penelitian a. Penambahan referensi dalam mempelajari korelasi antara besarnya swelling pressure dengan beberapa parameter tanah, misalnya kadar air dan indeks plastisitas pada tanah lempung di sekitar Surakarta. b. Mengetahui kondisi geoteknik perilaku tanah berlempung di beberapa lokasi di sekitar Surakarta yang diduga memiliki aktivitas kembang – susut yang tinggi. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka Tanah ekspansif adalah jenis tanah yang mudah mengalami perubahan volume akibat adanya perubahan kadar air dalam pori-pori tanah. Kadar air dalam pori tanah meningkat maka volume tanah akan mengembang sedangkan bila kadar air tanah berkurang maka tanah akan menyusut (Machsus dkk, 2007). Karakteristik tanah lempung ekspansif ini cenderung menyebabkan kerusakan pada infrastruktur sipil. Radyan dan Hwa (2000) menyatakan bahwa reaksi tanah lempung ekspansif tergantung pada kandungan air dalam tanah. Tanah mencapai swelling pressure yang besar untuk kadar air mula-mula yang kecil, sedangkan untuk tanah dengan kadar air yang besar akan mencapai swelling pressure yang rendah. Penelitian ini mengambil topik tentang hubungan kadar air dengan perilaku pengembangan terhadap daya dukung tanah di daerah Pakuwon Indah. Penelitian menggunakan sampel tanah tak terganggu kemudian divariasikan kadar airnya dengan cara mengeringkan sampel dengan selang waktu tertentu sehingga didapat kadar air yang berbeda-beda. Parameter tanah yang lain, misalnya indeks plastisitas tanah juga mempengaruhi besar kecilnya potensi swelling suatu tanah. Arbianto (2009) meneliti tentang korelasi antara indeks plastisitas dengan batas susut terhadap perilaku kembang susut tanah. Indeks plastisitas semakin besar maka persentase mengembang dan tekanan mengembang yang terjadi juga semakin besar. Persentase mengembang yang semakin besar mengakibatkan tekanan yang diberikan untuk mengembalikan sampel tanah dari mengembang ke posisi awal atau untuk meniadakan pengembangan tersebut juga semakin besar. Penelitian dilakukan dengan menguji batas susut terlebih dahulu sebelum dilakukan pengujian persentase mengembang 4 commit to user 5 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id sehingga persentase pengembangan yang dihasilkan lebih maksimal. Sampel pada penelitian ini juga lebih variatif indeks plastisitasnya. Pratama (2009) melakukan penelitian tentang derajat keaktifan tanah yang dikorelasikan dengan nilai CBR, dengan harapan hasil penelitian dapat digunakan untuk referensi dalam memprediksi potensi pengembangan dengan nilai CBR. Penelitian ini mengambil lokasi pada daerah Boyolali, Jawa Tengah yang memiliki aktivitas pengembangan yang relatif tinggi sehingga menyebabkan kerusakan pada bangunan teknik sipil terutama jalan raya. Pengujian utama pada penelitian ini menggunakan alat CBR dengan 2 macam metode yaitu CBR dengan tidak terendam dan CBR dengan terendam. Tujuan dari perendaman tersebut untuk membandingkan antara kondisi pada saat hujan atau basah dengan kondisi pada saat kemarau atau kering sehingga terlihat perbedaan nilai CBR yang dihasilkan. Penelitian Sasanti (2012) menunjukkan hubungan antara kadar air dengan persentase pengembangan tanah dimana semakin besar kandungan air dalam tanah maka persentase pengembangan tanah semakin kecil. Penelitian ini memfokuskan pada persentase pengembangan tanah dengan menggunakan sampel tanah terganggu. Sampel untuk pengujian persentase mengembang tidak dilakukan uji batas susut terlebih dahulu hanya divariasikan kadar airnya saja sesuai dengan grafik proctor. Penelitian ini merupakan satu kelanjutan dengan penelitian Sasanti namun fokus pada penelitian ini yaitu tekanan pengembangan tanahnya. Data parameter tanah pada pengujian awal sama karena lokasi atau titik pengambilan sampel anatra kedua penelitian ini sama. Hasil pengujian utama pada penelitian Sasanti merupakan hal terpenting pada penelitian ini karena setelah sampel diuji persentase mengembang langsung diuji tekanan mengembang tanahnya. commit to user 6 perpustakaan.uns.ac.id 2.2 digilib.uns.ac.id Dasar Teori 2.2.1 Batas-Batas Atterberg Berdasarkan jumlah kadar airnya maka tanah dapat dipisahkan menjadi 4 fase dasar yaitu padat, semi padat, plastis, dan cair. Pembatas dari keempat fase tersebut yaitu batas cair, batas plastis, dan batas susut. Fase tanah tersebut untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.1. Batas Susut Padat Batas Plastis Semipadat Batas Cair Plastis Cair Gambar 2.1 Batas – batas konsistensi tanah Penambahan kadar air (Sumber : Hardiyatmo, 1992) Ø Batas Cair (Liquid Limit) Batas cair (LL), didefinisikan sebagai kadar air tanah pada batas antara keadaan cair dan keadaan plastis, yaitu batas atas dari daerah plastis. Prosentase kadar air dibutuhkan untuk menutup celah sepanjang 12,7 mm pada dasar cawan, sesudah 25 kali pukulan didefinisikan sebagai batas cair tanah tersebut (Hardiyatmo, 1992). Ø Batas Plastis (Plastic Limit) Batas plastis (PL), didefinisikan sebagai kadar air pada kedudukan antara daerah plastis dan semi padat, yaitu persentase kadar air di mana tanah dengan diameter silinder 3,2 mm mulai retak-retak ketika digulung (Hardiyatmo,1992). Ø Batas Susut (Shrinkage Limit) Batas susut (SL), didefinisikan sebagai kadar air pada kedudukan antara daerah semi padat dan padat, yaitu persentase kadar air di mana pengurangan kadar air selanjutnya tidak mengakibatkan perubahan volume tanahnya. Percobaan batas susut dilaksanakan dalam laboraturium dengan cawan porselen diameter 44,4 mm dengan tinggi 12,7 mm. Bagian cawan dilapisi dengan pelumas dan diisi dengan tanah jenuh sempurna. Kemudian commit to user 7 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id dikeringkan dalam oven, volume ditentukan dengan mencelupkannya dalam air raksa. (Hardiyatmo, 1992) Ø Indeks Plastisitas Indeks plastisitas (PI) adalah selisih batas cair dan batas plastis. PI = LL – PL ………………………………………………….(2.1) 2.2.2 Pengujian Pemadatan Standar (Standard Proctor Test) Pemadatan tanah merupakan peristiwa bertambahnya berat volume kering oleh beban dinamis atau bisa pula diartikan proses bertambahnya berat volume kering tanah sebagai akibat memadatnya partikel yang diikuti oleh pengurangan volume udara dengan volume air tetap tidak berubah. Proses pemadatan dilakukan pada tanah yang digunakan sebagai bahan timbunan dengan maksud sebagai berikut. a) Mempertinggi kekuatan geser tanah. b) Mengurangi permeabilitas. c) Memperkecil kompresibilitas. d) Mengurangi perubahan volume sebagai akibat perubahan kadar air (Hardiyatmo, 1992). Tanah yang mempunyai derajat kepadatan tinggi memberi arti sebagai berikut. § Berat isi tanahnya (γ) maksimum. § Kadar air tanahnya (w) optimum. § Angka porinya (e) minimum. Berat volume kering tanah setelah pemadatan bergantung pada jenis tanah, kadar air, dan usaha yang diberikan oleh alat pemadatnya. Karakteristik pemadatan tanah dapat dinilai dari pengujian standar laboratorium yang disebut dengan pengujian proktor. Pengujian pemadatan perlu dilakukan paling sedikit 5 kali percobaan dengan variasi kadar air yang berbeda sehingga dihasilkan kurva hubungan berat isi kering dengan kadar air (Hardiyatmo, 1992). Contoh kurva pemadatan tanah yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 2.2. commit to user 8 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.2 Hubungan Kadar Air dan Berat Volume Kering (Hardiyatmo, 1992) Kepadatan tanah berbeda-beda tergantung pada karakteristik tanah tersebut, sehingga perlu diperhatikan pada proses pemberian air agar dapat memperoleh hasil yang maksimal. Gambar 2.3 menunjukkan kurva hasil pengujian pemadatan dari beberapa macam tanah menurut prosedur pemadatan ASTM D-698. Gambar 2.3 Hasil Pemadatan Pada Berbagai Jenis Tanah (ASTM D-698) commit to user 9 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 2.2.3 Tanah ekspansif Tanah ekspansif adalah tanah tidak stabil dimana akan mengembang apabila kadar airnya naik, dan akan menyusut bila kadar airnya turun. Biasanya tanah ini memiliki kadar lempung yang relatif tinggi dan mineral montmorillonite dominan, karakteristik kekuatan tinggi saat kering, kekuatan sangat rendah saat basah, retakan susut yang lebar dan dalam pada musim kering, plastisitas yang tinggi dan sangat lemah bila dilintasi kendaraan saat basah. Karakteristik ini menyebabkan kemampuan struktur perkerasan jalan raya turun bahkan dapat menyebabkan kerusakan berupa retakan dan jalan bergelombang. Aktivitas tanah ekspansif juga menimbulkan dampak negatif bagi struktur bangunan, misalnya dinding retak dan pondasi terangkat. Tanah ekspansif adalah tanah yang tidak stabil dimana akan mengembang apabila kadar air naik, dan akan menyusut bila kadar air turun. Tanah ekspansif identik dengan kandungan lempung dan mineral di dalamnya, semakin banyak persentase mineral lempungnya maka akan semakin besar potensi mengembangnya. Mengacu pada perilaku tanah dalam merespon air berdasarkan nilai batas-batas Atterberg, tanah ekspansif umumnya memiliki rentang batas cair dengan batas plastis yang besar, Indeks Plastisitas yang tinggi biasanya > 30% (Chen, 1975). Tanah ekspansif umumnya berjenis lempung dengan plastisitas tinggi (CH) namun demikian, tanah yang termasuk lempung dengan plastisitas rendah (CL) dan lanau dengan plastisitas tinggi (MH) bisa juga bersifat ekspansif. Tanah ekspansif yang memiliki kadar air awal dan tekanan permukaaan yang rendah akan mengembang lebih banyak saat terkena air dibandingkan dengan tanah ekspansif yang memiliki kadar air awal dan tekanan permukaan yang tinggi, (Jitno, 1996). Proses kembang susut pada tanah ekspansif umumnya berlangsung di permukaan tanah yang berhubungan langsung dengan kondisi alam dimana fluktuasi perubahan kadar air sangat terasa akibat perubahan iklim yang berakibat commit to user 10 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id penguapan bahkan hisapan oleh akar tumbuhan. Tanah di bagian atas yang dipengaruhi kembang susut disebut zona aktif. Kedalaman zona aktif antara 6 m (20 feet) sampai 13 m (Hamberg, 1985 dalam Setiawan, 2008). Tanah ekspansif dapat diidentifikasikan melalui beberapa metode, yaitu: a. Metode indeks tunggal Metode Indeks Tunggal adalah cara mengukur potensi mengembang tanah lempung dengan menggunakan parameter indeks dasar tanah. Uji indeks dasar tersebut adalah : uji batas atterberg, uji susut linier, uji mengembang bebas (free swell test) dan uji kandungan koloid (coloid content test). Chen (1975) memberikan cara menilai potensi mengembang suatu tanah dengan parameter nilai indeks plastisitasnya keterkaitan tersebut dapat terlihat dalam Tabel 2.1 hubungan indeks plastisitas dan potensi mengembang sebagai berikut : Tabel 2.1 Hubungan indeks plastisitas dan potensi mengembang Indeks Plastisitas ( % ) Potensi Mengembang 0-15 Rendah 10 – 35 Sedang 20 – 55 Tinggi 35 Keatas Sangat Tinggi Sumber: Chen, F. H., 1975, Foundation on Expansive Soils, Developments in Geotechnical Engineering 12, Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam. b. Metode Klasifikasi Metode USBR, dikembangkan oleh Holtz et al., (1959) dalam Chen (1975) didasarkan pada penilaian terhadap sejumlah nilai properti tanah secara simultan. commit to user 11 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.4 Hubungan persentase mengembang dengan kandungan koloid indeks plastisitas dan batas susut (Holtz et al., 1959 dalam Chen, 1975) Gambar 2.4 menunjukkan hubungan antara sejumlah nilai indeks dimaksud dengan potensi mengembangnya. Dari kurva di atas Holtz et al. mengajukan kriteria identifikasi sebagaimana dalam Tabel 2.2 sebagai berikut : Tabel 2.2 Kriteria identifikasi tanah lempung ekspansif USBR (Holzt et al., 1959) Kandungan Koloid lebih kecil 0.001 mm (%) Indeks Plastisitas (%) Batas Susut (%) Kemungkinan Ekspansif (%) perubahan Volume Derajat Ekspansif >28 >35 <11 >30 Sangat 20 – 23 25 – 41 7 – 12 20 – 30 Tinggi 13 – 23 15– 28 10 – 16 10 – 20 Sedang <15 <18 >15 <10 Rendah Sumber: Chen, F. H., 1975, Foundation on Expansive Soils, Developments in Geotechnical Engineering 12, Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam c. Metode Aktivitas Metode aktivitas diusulkan oleh Seed et al. berdasarkan contoh tanah remolded, terbuat dari 23 campuran bentonite, illite, kaolinite dan pasir gradasi baik. Pengembangan diukur sebagai persentase mengembang kondisi terendam dari 100% kepadatan maksimum dan kadar air optimum dengan standar uji pemadatan AASHO dibawah beban permukaan 1 psi. Aktivitas dapat dirumuskan sebagai berikut: commit to user 12 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Aktivitas = PI ( 2.2) C Dimana PI : Indeks Plastisitas ( % ) C : Persentase lempung ukuran kurang dari 0.002 mm Hubungan aktivitas dan persentase lempung kurang dari 0.002 mm dapat dilihat pada Gambar 2.5 hubungan aktivitas dan persentase lempung kurang dari 0.002 mm. Metode aktivitas muncul sebagai pengembangan dari metode USBR dimana tidak memperhitungkan faktor shringkage limit. Gambar 2.5 Hubungan aktivitas dan persentase lempung kurang dari 0.002 mm ( Seed et al. dalam Hardiyatmo, 2007 ) d. Metode Pengukuran Langsung Metode pengukuran yang paling baik adalah metode pengukuran langsung. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan konsolidometer konvensional satu dimensi. Contoh tanah berbentuk silinder tipis diletakkan dalam konsolidometer yang dilapisi dengan lapisan pori pada sisi atas dan bawahnya. Selanjutnya contoh tanah dibebani sesuai dengan beban yang diinginkan. Besarnya pengembangan contoh tanah dibaca, beberapa saat setelah contoh tanah dibasahi dengan air. Besarnya pengembangan adalah tinggi mengembang tanah dibagi dengan tebal awal contoh tanah. commit to user 13 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Metode langsung ini dapat pula diukur besar tekanan mengembang contoh tanah. Ada dua cara yang umum digunakan, cara pertama pengukuran dengan beban tetap hingga mencapai persentase mengembang tertinggi, kemudian contoh tanah diberi tekanan untuk kembali ke bentuk semula. Cara kedua contoh tanah yang direndam dalam air dipertahankan volumenya atau dicegah terjadinya pengembangan dengan menambah beban diatasnya setiap saat. Metode ini sering juga disebut Constan Volume Method. 2.2.4 Tanah Lempung Ukuran partikel tanah lempung sangat kecil yaitu kurang dari 0,002 mm. Partikel lempung yang berbentuk seperti lembaran, mengakibatkan tanah lempung sangat dipengaruhi oleh gaya-gaya permukaan (Hardiyatmo, 1992). Partikel-partikel ini merupakan sumber utama dari kohesi di dalam tanah yang kohesif (Bowles, 1991). Tanah lempung merupakan tanah yang berukuran mikroskopis sampai dengan sub mikroskopis yang berasal dari pelapukan unsur-unsur kimiawi penyusun batuan, tanah lempung sangat keras dalam keadaan kering dan bersifat plastis pada kadar air sedang. Kadar air yang lebih tinggi pada lempung bersifat lengket (kohesif) dan sangat lunak (Das, 1994). Sifat-sifat lain yang dimiliki tanah lempung adalah sebagai berikut (Hardiyatmo, 1999) 1) Ukuran butir halus kurang dari 0,002 mm. 2) Permeabilitas rendah 3) Kenaikan air kapiler tinggi. 4) Bersifat sangat kohesif. 5) Kadar kembang susut yang tinggi. 6) Proses konsolidasi lambat. Mineral pada tanah lempung dapat dikelompokkan menjadi 15 macam mineral diantaranya montmorilonite, illite, kaolinite commit to user dan polygorskite. Mineral 14 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id montmorilonite mempunyai ukuran yang sangat kecil tetapi pada waktu tertentu mempunyai gaya tarik yang kuat terhadap air. Tanah-tanah yang mengandung montmorilonite sangat mudah mengembang oleh tambahan kadar air, yang selanjutnya tekanan pengembangannya dapat merusak struktur ringan dan perkerasan jalan raya (Hardiyatmo, 1992). Montmorillonite, mineral lempung yang satuan susunan kristalnya terbentuk dari susunan dua lempeng silica tetrahedral yang mengapit satu lempeng alumunia octrahedral ditengahnya. Karena pola susun yang demikian, sehingga mineral ini disebut juga mineral 2:1. Tebal satu susunan Kristal ini adalah 9,6 Aº (0,96 nm ). Setiap satuan susunan kristal montmorillonite dihubungkan dengan satuan lainnya dengan ikatan van der walls. Ukuran gugus kristal montmorillonite ini sangat kecil dan sangat kuat menarik air. Rumus kimia mineral ini agak sulit didefinisikan. Ross and Hendrikcs menuliskan rumus kimia montmorillonite sebagai berikut : (OH)4 Si8 (Al3.34Mg66) O20, (OH)4 (Si7.34Al66) Fe4 O20 dan : (OH)4 (Si7.34Al66) Mg6 O20. Gambar 2.6 Mineral Lempung Montmorillonite (Henry Foth 1984) commit to user 15 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Illite, memiliki formasi struktur satuan kristal yang hampir sama dengan montmorillonite. Satu satuan illite memiliki tebal dan komposisi yang sama dengan montmorillonite. Perbedaannya adalah ; pertama, terdapat kurang lebih 20 % pergantian silikon (Si) oleh alumunium (Al) pada lempeng tetrahedral. Kedua, antar satuan kristal terdapat kalium (K) yang berfungsi sebagai penyeimbang muatan dan pengikat antar satuan kristal. Struktur mineralnya kurang mengembang sebagaimana montmorrillonite. Rumus umum kimia komposisi illite adalah (OH4) Kγ (Si8.γ Alγ.Mg6.Fe4.Fe6) O20 (As’ad, 1999). Kaolinite, terdiri dari tumpukan lapisan-lapisan dasar lembaran-lembaran kombinasi silica-gibbsite. Setiap lapisan dasar itu mempunyai tebal kira-kira 7,2 Å(1 Å=10-10 m). Tumpukan lapisan-lapisan tersebut diikat oleh hydrogen(hydrogen bonding). Mineral kaolinite berwujud seperti lempenganlempengan tipis, masing-masing dengan diameter kira-kira 1000Å - 2000Å dan ketebalan dari 100Å sampai 1000Å. Luas permukaan kaolinite per unit massa adalah kira-kira 15 m2/gram. Luas permukaan per unit massa ini didefinisikan sebagai luasan spesifik (specific surface) (DAS, 1995). 2.2.5 Pengembangan (swelling) Pengembangan (swelling) berarti volume tanah menjadi lebih besar dari volume sebelumnya karena bertambahnya kadar air (DAS, 1983). Perubahan volume terjadi akibat dari perubahan lingkungan (Mitchell, 1976 dalam Setiawati, 1998). Faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi terjadinya penyusutan dan pengembangan antara lain : a. Kadar air (water content) b. Kepadatan (density) c. Tekanan yang mengikat (confining pressure) d. Suhu (temperature) e. Susunan struktur tanah (fabric) f. Air yang tersedia (availability of water) commit to user 16 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Pengembangan tanah memiliki proses yang lebih kompleks dibandingkan dengan penyusutan tanah. Faktor yang berpengaruh pada proses mengembang tanah lempung ekspansif dapat dilihat pada dua kondisi proses, yaitu kondisi di laboratorium dan kondisi di lapangan (in situ). Proses mengembang di laboratorium merupakan penyederhanaan pengamatan di lapangan. Faktor-faktor tersebut adalah kadar mineral lempung montmorillonite, kepadatan awal, waktu pembasahan, tebal contoh tanah, tingkat kejenuhan, kadar air awal dan tekanan akibat beban luar. Empat faktor pertama kecenderungan potensi mengembang bertambah dengan meningkatnya nilai faktor tersebut sedangkan tiga faktor terakhir memiliki kecenderungan yang sebaliknya (Chen, 1975). Iyer, 1987 dalam Arbianto (2009) juga mengelompokkan faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya potensi pengembangan pada tanah dalam 3 kategori, yaitu sebagai berikut. a. Faktor komposisi (composisional factors), meliputi : jenis lempung, kadar lempung, dan komposisi air pori awal. b. Faktor lingkungan (environmental factors), meliputi : kadar air awal, kepadatan awal, tingkat kejenuhan awal, struktur tanah awal, ketersediaan air, dan komposisi air pengembang serta temperatur. c. Faktor prosedur (procedure factors), meliputi : ukuran dan bentuk contoh tanah, kadar gangguan terhadap contoh tanah, metode pengukuran persentase mengembang dan tekanan mengembang. Pengembangan memiliki hubungan dengan konsolidasi namun pengertian keduanya saling berkebalikan, pengembangan dapat diartikan bertambahnya volume sedangkan konsolidasi berkurangnya volume tanah. Tekanan yang bekerja pada endapan di atasnya atau akibat beban luar, maka kadar air dalam endapan menjadi berkurang, dan partikel dipaksa untuk saling mendekat satu sama lain. Dalam keadaan seperti itu tanah dikatakan mengalami proses konsolidasi sedangkan jika tekanan dihilangkan sementara tanah tetap bersentuhan dengan air bebas, maka kadar air dan volume tanah akan bertambah fenomena ini dikenal sebagai pengembangan (swelling) (Terzaghi dan Peck, 1993). commit to user 17 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Konsolidasi adalah suatu proses mengalirnya air pori dari lapisan tanah yang jenuh air dan disertai dengan mengecilnya volume tanah akibat adanya penambahan beban vertikal diatasnya. Kasus yang paling sederhana adalah konsolidasi satu dimensi, dimana kondisi regangan lateral nol. Proses pengembangan (swelling), kebalikan dari konsolidasi, adalah bertambahnya volume tanah secara perlahan-lahan akibat tekanan air pori yang berlebihan negatif (Craig, 1991). Swelling adalah suatu proses yang berlawanan dengan konsolidasi, maka pengujian pengukuran besar swelling dicoba dengan memanfaatkan alat pengujian konsolidasi yaitu oedometer. Alat ini hanya digunakan untuk mengukur besarnya perubahan volume sampel dalam arah vertikal saja atau hanya satu dimensi. Hal ini memberikan arti bahwa pada kondisi di lapangan dianggap tidak ada perubahan ke arah horizontal karena untuk mengukur perubahan volume pada arah vertikal dan horizontal atau dua dimensi diperlukan modifikasi khusus pada alat oedometer. Sel oedometer terdiri dari ring atau cincin besi, batu tembus air dan pelat penutup atau plat beban. Cincin besi oedometer biasanya mempunyai ukuran tinggi ±19 mm dan diameter ± 62 mm, berfungsi untuk tempat sampel tanah sedangkan batu tembus air berfungsi untuk tempat keluar masuknya air dalam sampel tanah. Pemasangan benda uji pada sel oedometer lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.7 sedangkan Gambar 2.8 merupakan skema pengujian pada alat oedometer. Gambar 2.7 Pemasangan Benda Uji pada Alat Oedometer (Hardiyatmo, 2007) commit to user 18 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.8 Skema Pengujian pada Alat Oedometer (Hardiyatmo, 2007) Skema pengujian pada Gambar 2.8 menggunakan dial yang berfungsi untuk mengukur besarnya perubahan tinggi pada sampel, untuk pengujian pengembangan maka jarum dial akan semakin naik dikarenakan aktivitas sampel tanah yang semakin meregang. Tanah campuran lempung dan pasir yang terpadatkan pada kepadatan maksimum dengan cara pemadatan standard proctor dan dibiarkan untuk mengalami pengembangan pada tambahan tekanan 6,9 kPa (1 psi) (Seed, dkk.,1962 dalam Holzt & Kovacs.,1981). Berdasarkan literatur tersebut untuk mengukur besarnya persentase mengembang diberi tekanan sebesar 6,9 kPa, karena sampel uji yang digunakan adalah disturbed dan dilakukan pemadatan. Pengujian persentase mengembang dalam penelitian ini dimulai dari kondisi kadar air awal yang di variasikan. 2.2.6 Tekanan Mengembang (swelling pressure) Prosedur pengujian tekanan pengembangan dengan volume konstan meliputi penggenangan sampel pada oedometer sambil mencegah sampel dari pengembangan. Tekanan pengembangan adalah tegangan terapan maksimum yang dibutuhkan untuk menjaga volume tetap konstan (ΔV = 0). Pengujian tekanan pengembangan juga bisa dilakukan dengan membiarkan sampel mencapai perubahan volume yang maksimal kemudian baru dilakukan penambahan beban sehingga perubahan volume sampel menjadi nol. commit to user 19 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Chen (1988) mendefinisikan tekanan pengembangan sebagai tekanan yang dibutuhkan untuk mencegah tanah mengembang pada berat volume kering di tempat, hal ini berlaku untuk contoh tanah asli (undisturb) sedangkan pada tanah yang dibentuk kembali (remolded) pada 100% kepadatan relatif, tekanan pengembangan adalah tekanan yang dibutuhkan untuk memelihara berat volume kering tersebut (Hardiyatmo, 2010). Chen (1988) dan beberapa peneliti berpendapat bahwa tekanan pengembangan tidak bergantung pada kadar air awal, tingkat ketebalan tanah, dan bervariasi hanya dengan berat volume kering dan oleh karena itu jal ini merupakan fundamental sifat-sifat fisik tanah ekspansif. Namun, peneliti yang lain tidak setuju dengan evaluasi ini dan mengklaim bahwa hal itu bervariasi (Hardiyatmo, 2010). Wiseman G., Komornik A., Greenstein J., (1985) mengatakan bahwa besarnya tekanan pengembangan maupun heaving merupakan fungsi dari batas atterberg dalam hal ini digunakan liquid limit, berat isi kering, dan kadar air awal. Wiseman juga menganjurkan untuk menggunakan suatu koefisien selain parameterparameter tanah tersebut. Koefisien yang dianjurkan oleh Wiseman nantinya akan memberikan gambaran bahwa apabila kadar air awal tinggi maka tekanan pengembangan akan turun. Tekanan pengembangan yang dihitung oleh Wiseman hanya dalam arah vertikal, untuk menghitung tekanan pada arah lateral perlu dilakukan modifikasi. Pengujian tekanan pengembangan dapat dilakukan dengan beberapa metode. Metode yang pertama, pengujian pembebanan dilakukan dengan mengukur pengembangan pada akhir pembebanan dari uji pengembangan dengan melepaskan beban perlahan-lahan sampai kembali ke volumenya semula sedangkan metode yang kedua yaitu dengan menggunakan alat konsolidometer yang mencegah terjadinya regangan vertikal lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.9 dan Gambar 2.10 commit to user 20 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.9 Metode uji tekanan pengembangan dengan pelepasan beban pada akhir pembebanan uji pengembangan (Hardiyatmo, 2010) Gambar 2.10 Metode uji tekanan pengembangan dengan konsolidometer tanpa regangan (Hardiyatmo, 2010) Metode pertama cenderung menghasilkan tekanan pengembangan yang lebih tinggi, namun tidak satupun dari kedua metode tersebut yang menggambarkan secara persis urutan aktual pembebanan dan pembasahan di lapangan (Hardiyatmo, 2010). 2.2.7 Hubungan antara Persentase Mengembang dan Tekanan Mengembang Potensi mengembang (swelling potential) adalah kemampuan mengembang tanah yang dinyatakan dalam persentase mengembang (swelling percentage) dan tekanan mengembang (swelling pressure). Persentase mengembang (swelling percentage) adalah perbandingan tinggi sampel tanah (∆H) dengan tinggi awal commit to user 21 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id sampel tanah (h) dalam persen (∆H/h x 100%). Tekanan mengembang (swelling pressure) adalah tekanan yang dibutuhkan untuk mengembalikan void ratio atau tinggi sampel tanah ke nilai awal (e0 ,h0) setelah mengalami proses mengembang. Persentase mengembang dan tekanan mengembang merupakan suatu rangkaian proses yang saling berhubungan dan tidak dapat dipisahkan. Tekanan mengembang adalah daya atau kemampuan suatu tanah untuk menambah volume sedangkan pengembangan merupakan besar perubahan volume pada tanah, sehingga bisa dikatakan bahwa adanya pengembangan disebabkan karena adanya tekanan pengembangan. Petry & Armstrong (1980) melakukan penelitian tentang hubungan dan variasi properties tanah lempung dengan potensi mengembang. Pengujian persentase mengembang dan tekanan mengembang dimulai dengan tekanan overburden pada sampel tanah yang diambil dari hasil boring di lapangan. Penelitian Petry & Armstrong (1980) menyimpulkan bahwa dua cara untuk mengukur potensi mengembang yaitu persentase mengembang dan tekanan mengembang mempunyai hubungan secara langsung, sehingga kedua cara tersebut dapat digunakan untuk memeriksa dan memprediksikan satu sama lain. Grafik hasil pengujian Petry & Armstrong dapat dilihat pada Gambar 2.11. Gambar 2.11 Grafik Hubungan Persentase Mengembang dengan Tekanan Mengembang (Petry & Armstrong, 1980) commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Uraian Umum Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dimana pelaksanaan pengujian dilakukan di laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Pengujian sampel tanah melalui prosedur-prosedur laboratorium sesuai dengan standar ASTM (America Society for Testing and Material). 3.2 Bahan dan Alat yang Digunakan Bahan dan alat yang digunakan dalam pengujian sampel tanah adalah sebagai berikut: 1. Sampel tanah diambil dari daerah di sekitar Surakarta yang diduga memiliki nilai indeks plastisitas yang tinggi yaitu Kalijambe, Mlese, Barepan, dan Simo. Pengambilan dilakukan dengan cara dicangkul, untuk selanjutnya dikeringkan dengan cara dijemur sampai kondisi kering udara. 2. Air yang digunakan adalah air yang berasal dari Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Peralatan yang digunakan adalah peralatan standar yang berada di Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Sebelas Maret Surakarta yang sesuai dengan standar yang ditentukan oleh ASTM (American Society for Testing Materials). Alat yang digunakan antara lain: Ø Specific Gravity Test Ø Hydrometer Test Ø Sieve Analysis Apparatus Ø Atterberg Limit Test Ø Standard proctor Test Ø Oedometer 22 commit to user 23 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 3.3 Langkah-langkah Penelitian Penelitian ini dibagi menjadi empat tahap pekerjaan yaitu : 1. Tahap I (Pengambilan Sampel) Pengambilan sampel tanah dilakukan dengan penggalian biasa karena tanah yang digunakan tanah terganggu (disturbed). Pengambilan sampel tanah dilakukan dengan dicangkul pada kedalaman sekitar 50 cm dibawah permukaan tanah asli. Titik pengambilan sampel tanah dapat dilihat pada Tabel 3.1 Tabel 3.1 Titik Pengambilan Sampel Tanah Titik Pengambilan Lokasi Ruas Jalan STA Kalijambe Solo - Purwodadi 15+200 Mlese Ceper - Cawas 17+900 Barepan Ceper - Cawas 20+700 Simo Bangak - Simo 10+100 2. Tahap II (Pengujian Pendahuluan) Tahap kedua dilakukan dengan beberapa macam pengujian yang bertujuan mempersiapkan sampel untuk pengujian utama atau pengujian tekanan mengembang. Pengujian tersebut antara lain: a. Pengujian Klasifikasi Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui jenis tanah serta perilakunya. Pengujian yang dilakukan meliputi : · Specific gravity (ASTM D 854-92), untuk mengetahui berat jenis butiran tanah. · Grain size analysis (ASTM D 422-63), untuk mengetahui distribusi ukuran butiran tanah. · Atterberg limit (ASTM D 4318–95a), untuk mengetahui batas-batas konsistensi tanah (batas cair, batas plastis, dan indeks plastisitas). commit to user 24 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id b. Pengujian Pemadatan Pengujian pemadatan tanah yang digunakan adalah pengujian pemadatan standar. Hasil pengujian pemadatan adalah tanah yang dipadatkan dengan pengujian standard proctor (ASTM D698-91) pada kadar air optimum (wopt) dimana tanah telah mencapai kepadatan yang maksimum (γdmax). Kadar air optimum pada hasil pengujian ini dijadikan sebagai acuan antara kondisi kering (dibawah kadar air optimum) dan basah (diatas kadar air optimum) yang digunakan untuk pembuatan sampel pada pengujian persentase mengembang dan pengujian tekanan mengembang tanah. Kadar air sampel dibuat bervariasi agar dapat terlihat pola atau perilaku aktivitas pengembangan tanahnya. c. Pengujian Persentase Mengembang (Swelling Percentage) Pengujian ini berperan penting dalam persiapan pengujian utama karena hasil akhir pada pengujian ini merupakan sampel kondisi awal untuk pengujian tekanan mengembang. Sasanti (2011) telah melakukan pengujian persentase mengembang dengan proses berikut ini. Menyiapkan sampel uji untuk pengujian potensi mengembang. Sampel tanah diambil dari sampel proctor yang dikeringkan lapangan kembali. Sampel Proctor yang telah kering ditumbuk kembali dan diperlakukan sama seperti pengujian Proctor, tetapi pada persiapan sampel berat tanah yang dibutuhkan adalah 200 gr kemudian tanah diberi variasi kadar air awal dengan menambahkan air yang berbeda-beda pada setiap sampel yang akan diperam. Setiap lokasi pengujian divariasikan 10 kadar air. Air yang dipakai untuk memeram sampel adalah 1/10 dari air yang dipakai untuk pengujian Proctor. Setelah 1 hari diperam kemudian diambil sedikit tanah dari tiap-tiap sampel untuk dioven selama 24 jam. Setelah tanah selesai dioven 24 jam, kemudian menghitung besarnya kadar air pada tiap sampel pengujian swelling yang diperam. Hasil perhitungan kadar air kemudian diplotkan pada grafik hasil pengujian Proctor untuk mendapatkan nilai γb. Nilai γb yang didapat menjadi acuan berapa berat sampel yang akan dicetak ke dalam ring oedometer. commit to user 25 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Setelah mendapat berat untuk tiap-tiap sampel uji, tanah dicetak dalam ring oedometer. Pencetakan sampel kedalam ring oedometer diusahakan sama kepadatannya dengan proctor, yaitu dicetak dengan 3 layer sampai tebal sampel uji ± 1,6 cm. Proses pencetakan sampel dapat dilihat pada Gambar 3.1. H = 19mm Ring Oedometer Kosong 1/3 bagian tanah 3 mm H=19 mm 16 mm Pola Tanah Dalam Ring2/3 Bagian Tanah Gambar 3.1 Pencetakan sampel dalam ring uji Pengujian presentase mengembang menggunakan beban konstan sebesar 6,9 kPa. Pengujian persentase mengembang dimulai dengan membaca dial gauge yang ditunjukkan sebagai kedudukan nol, beban diganti dengan 6,9 kPa (termasuk batu pori atas dan blok tekanan) dan segera digenangi dengan air sambil dicatat perubahan nilai dial yang terjadi pada T = 6; 12; 30 detik; 1; 2; 4; 8; 15; 30 menit; 1; 2; 4; 8 jam; 1; 2; 3; 4 dan 5 hari (ASTM D4546-96) kemudian bila dial masih naik swelling dilanjutkan sampai mencapai nilai swelling maksimal. Kondisi yang terakhir ini, ditetapkan sebagai persentase mengembang maksimum yang terjadi. Pola perilaku pengembangan sampel dapat dilihat pada Gambar 3.2. commit to user 26 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Sebelum Diberi Air Setelah Diberi Air Tekanan 6,9 KPa Tekanan 6,9 KPa Sampel Awal Sampel Setelah Pengujian Gambar 3.2 Perilaku Benda Uji pada Pengujian Swelling 3. Tahap III (Pengujian Inti) Pengujian Tekanan Mengembang (Swelling Pressure) Pengujian tekanan mengembang (ASTM D2435-96) dilakukan setelah didapatkan swelling maksimal pada pengujian persentase mengembang. Tekanan yang membebani sampel uji dari mengembang maksimum ke kondisi awal sebelum terjadi pengembangan tanah adalah besarnya tekanan mengembang. Kondisi sampel setelah pengujian persentase mengembang yang dilakukan Sasanti (2011) digunakan untuk sampel pengujian tekanan mengembang. Sampel pada oedometer mula-mula dikunci terlebih dahulu kemudian dibebani dengan beban 10 kPa (tidak termasuk beban awal 6,9 kPa). Stang kunci dilepas sambil mencatat hasil pengamatan pada perubahan dial gauge pada waktu T = 0,09; 0,25; 0,49; 1; 2,25; 4; 6,25; 9; 12,25;16; 20,25; 25; 36; 49; 64; 81; 100; 121; 144; 225; 400 dan 1444 menit. Apabila dalam waktu 1444 menit sampel belum mencapai penurunan ke kondisi awal (sebelum terjadi pengembangan) maka beban 10 kPa diganti dengan pembebanan lebih besar (20, 40, 80, 160, 320, 640 dan 1280 kPa) hingga dial gauge menunjuk pada kondisi awal dengan tetap memperhatikan perubahan penurunan pada waktu yang telah ditentukan. Pola perilaku sampel uji pada saat dilakukan pembebanan dapat dilihat pada Gambar 3.3. commit to user 27 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Sebelum penambahahan tekanan Setelah penambahahan tekanan Tekanan16,9; 26,9; 46,9; 86,9; 166,9; 326,9; 646,9; 1286,9KPa Tekanan 6,9KPa Kondisi sesudah pengujian (kondisi awal sebelum pengembangan) Kondisi sebelum pengujian (pengembangan maksimum) Gambar 3.3 Perilaku Benda Uji pada Pengujian Swelling Pressure 4. Tahap IV(Analisis dan Pembahasan) Pengujian – pengujian yang telah dilakukan menghasilkan data, selanjutnya data hasil pengujian dianalisis untuk mengidentifikasi parameter sampel tanah sehingga tanah dapat diklasifikasikan dan diidentifikasi sifat-sifatnya. Hasil pengujian tekanan mengembang pada tanah yang diuji dengan metode pengukuran langsung dianalisis hingga diperoleh nilai strain dan tekanan mengembangnya. Hasil pengujian dan data yang telah dianalisis kemudian dihubungkan atau dikorelasikan dengan menggunakan penggambaran grafik. Korelasi antara parameter tanah yang digambarkan yaitu korelasi antara indeks plastisitas dengan tekanan mengembang, kadar air dengan tekanan mengembang, dan persentase mengembang dengan tekanan mengembang. commit to user 28 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 3.4 Alur Penelitian Mulai Pengambilan Sampel Tahap I Pengujian Klasifikasi Tanah (Specific Gravity, Grain Size Analysis, Atterberg Limit) Pengujian pemadatan standar Diperoleh wopt dan grafik proctor (w-gb) Tahap II Pencetakan sampel dalam ring Oedometer Pengujian persentase mengembang Pengujian tekanan mengembang Analisis dan Pembahasan Kesimpulan dan Saran Selesai Gambar 3.4 Bagan Alur Penelitian commit to user Tahap III Tahap IV perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengujian 4.1.1 Klasifikasi Tanah Penelitian ini menggunakan beberapa percobaan untuk mengklasifikasi tanah antara lain uji berat jenis tanah/specific gravity, uji distribusi ukuran butiran tanah/grain size analysis, dan uji batas-batas konsistensi tanah/Atterberg limit. Berdasarkan pengujian yang dilakukan, sampel tanah yang diamati mempunyai plastisitas sedang sampai tinggi dengan dengan klasifikasi tanah termasuk jenis CL (Clay Low Plasticity), CH (Clay High Plasticity) dan MH (Mo/Silt High Plasticity). Tanah dengan klasifikasi yang masuk ke dalam MH disebabkan oleh pengambilan sampel yang berada di sekitar area sawah. Sampel tanah diambil pada daerah yang berpotensi mempunyai tanah lempung. Pemilihan lokasi pengambilan sampel yaitu dengan melihat ciri-ciri jalan raya yang rusak dari rusak ringan seperti retak memanjang maupun retak melintang, hingga jalan rusak berat seperti jalan bergelombang, jalan berlubang. Pengambilan sampel dilakukan secara disturb, namun demikian pada saat pengambilan sampel diusahakan agar tanah yang terambil bersih dari bahan-bahan organik berupa akar rumput, pasir dan debu permukaan dengan cara mencangkul bagian permukaan tanah ± 50 cm. Hasil pengujian klasifikasi tanah pada setiap lokasi pengambilan sampel disajikan pada Tabel 4.1 sedangkan hasil lengkap dapat dilihat pada lampiran. 29 commit to user 30 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Klasifikasi Tanah Grain size analysis Atterberg limit Nomor sampel Kerikil Pasir Lanau Lempung Gs LL PL IP Klasifikasi (1) (%) (2) (%) (3) (%) (4) (%) (5) (6) (%) (7) (%) (8) (%) (9) (10) 0.00 0.00 0.00 0.00 8.52 27.32 36.60 29.40 68.73 44.85 36.87 48.06 22.75 20.69 17.34 17.81 2.48 2.41 2.45 2.63 74.417 53.61 67.98 48.29 36.048 33.07 35.07 26.72 38.368 18.53 29.90 21.56 CH MH MH CL KJ STA 15+200 MS STA 17+900 BR STA 20+700 SM STA 10+100 Keterangan : CL : Lempung dengan plastisitas rendah. CH :Lempung inorganik dengan plastisitas tinggi dan viskositas tinggi. MH : Lanau inorganik, pasir halus atau lanau dari ganggang (diatomae), lanau elastis dengan plastisitas sedang sampai tinggi. 30 31 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 4.1.2 Pengujian Pemadatan (Standar Proctor) Pengujian pemadatan tanah bertujuan menentukan nilai kadar air optimum dan berat isi maksimum. Nilai tersebut dipakai sebagai acuan dalam menentukan kadar air awal pada Swelling Test, yaitu dengan membuat 5 sampel dengan kadar air di bawah kadar air optimum dan 5 sampel di atas kadar air optimum per lokasi pengambilan sampel. Tabel 4.2 menunjukkan hasil pengujian Standard Proctor sedangkan hasil pengujian Pemadatan Standar selengkapnya dapat dilihat pada lampiran. Tabel 4.2 Hasil Pengujian Standard Proctor wopt Nomor sampel (%) gd maks ( gr/cm3 ) KJ STA 14+500 34,5 1,18 MS STA 17+000 27,5 1,34 BR STA 20+500 30 1,38 SM STA 10+100 32 1,41 Pengujian Standard Proctor pada lokasi Kalijambe menghasilkan kadar air optimum (wopt) yang paling tinggi dibandingkan dengan lokasi lain, hal ini karena tanah sampel Kalijambe termasuk tanah lempung dengan plastisitas tinggi (CH). Sampel tanah pada lokasi Mlese dan Barepan yang tergolong dalam tanah MH dan Simo yang termasuk tanah dengan klasifikasi CL mempunyai kadar air optimum lebih kecil dari lokasi Kalijambe. Hasil pengujian pemadatan menunjukkan berat isi maksimum (γdmaks) yang paling tinggi terdapat pada lokasi Simo karena tanah sampel di lokasi Simo mempunyai nilai Gs yang paling tinggi. Kadar air sampel untuk pengujian persentase mengembang menggunakan acuan pada kadar air optimum yang dihasilkan grafik proctor. Sampel berjumlah 10 untuk setiap lokasi dengan kadar air kurang dari kadar air optimum berjumlah 5 dan untuk kadar air lebih dari kadar optimum juga 5. Penentuan kadar air sampel dilakukan dengan cara menimbang tanah kering oven seberat 200 gr kemudian menambahkan air dengan kadar yang berbeda sehingga diperoleh kadar air pada tiap sampel bervariasi. Besar kadar air pada tiap sampel kemudian diplotkan pada commit to user 32 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id grafik proktor untuk menetukan berat isi tanah kering dan berat isi tanah basah kemudian digunakan untuk menghitung berat tanah sampel yang akan dicetak pada ring oedometer. Nilai kadar air sampel untuk lokasi Kalijambe dapat dilihat pada Gambar 4.1. 1.2 1.181517243 1.155112573 Berat Kering (gr/cm3) 1.144426657 1.1 1.072453504 1.055374284 1 21.15 22.84 26.43 29.42 32.98 35.67 40.16 42.53 44.55 47.48 Kadar air % (w) Gambar 4.1 Nilai Kadar Air Sampel Uji Lokasi Kalijambe Nilai kadar air sampel uji untuk masing-masing lokasi pengambilan sampel selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.3a-4.3d. Tabel 4.3a Nilai Kadar Air Sampel Lokasi Kalijambe. gd Nama sampel Kadar air awal Kalijambe 1 21,15% 1,06 Kalijambe 2 22,84% 1,07 Kalijambe 3 26,43% 1,11 Kalijambe 4 29,42% 1,15 Kalijambe 5 32,98% 1,17 Kalijambe 6 35,67% 1,18 Kalijambe 7 40,16% 1,17 Kalijambe 8 42,53% 1,15 Kalijambe 9 44,55% 1,12 Kalijambe 10 47,48% 1,09 ( gr/cm3 ) commit to user 33 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Tabel 4.3b Nilai Kadar Air Sampel Lokasi Barepan. Nama sampel Kadar air awal Barepan 1 Barepan 2 Barepan 3 Barepan 4 Barepan 5 Barepan 6 Barepan 7 Barepan 8 Barepan 9 Barepan 10 18,79% 20,02% 23,90% 25,29% 28,64% 31,80% 32,54% 35,38% 37,92% 39,39% gd ( gr/cm3 ) 1,22 1,23 1,27 1,29 1,35 1,37 1,365 1,35 1,33 1,3 Tabel 4.3c Nilai Kadar Air Sampel Lokasi Mlese. Nama sampel Kadar air awal Mlese 1 Mlese 2 Mlese 3 Mlese 4 Mlese 5 Mlese 6 Mlese 7 Mlese 8 Mlese 9 Mlese 10 16,50% 18,60% 21,30% 23,91% 24,12% 33,84% 34,02% 36,06% 37,07% 38,94% gd ( gr/cm3 ) 1,25 1,27 1,31 1,33 1,33 1,31 1,3 1,28 1,26 1,23 Tabel 4.3d Nilai Kadar Air Sampel Lokasi Simo. Nama sampel Kadar air awal Simo 1 Simo 2 Simo 3 Simo 4 Simo 5 Simo 6 Simo 7 Simo 8 Simo 9 Simo 10 19,53% 23,41% 27,43% 29,61% 33,27% 36,11% 39,01% 41,87% 43,00% 46,20% gd ( gr/cm3 ) 1,25 1,31 1,37 1,39 1,4 1,37 1,33 1,25 1,23 1,15 commit to user 34 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 4.1.3 Pengujian Persentase Mengembang Pengujian swelling adalah pengujian bertujuan untuk mengetahui besar prosentase mengembang pada sampel, untuk pengujian ini pengamatan sampel dilakukan pada jumlah kadar air yang berbeda-beda dari keadaan kering hingga basah. Hal ini dimaksudkan agar garis regresi pada grafik hasil pengujian lebih akurat dalam menggambarkan korelasi antara kadar air dan persentase mengembang. Besarnya persentase mengembang pada tiap sampel ditunjukkan pada Tabel 4.4a sampai dengan 4.4d. Tabel 4.4a Hasil Pengujian Persentase Mengembang Kalijambe (Sasanti, 2012) Persentase mengembang Nama sampel Kadar air awal Kalijambe 1 21,15% 10,34 Kalijambe 2 22,84% 5,44 Kalijambe 3 26,43% 7.22 Kalijambe 4 29,42% 6.78 Kalijambe 5 32,98% 3,69 Kalijambe 6 35,67% 2.37 Kalijambe 7 40,16% 2.00 Kalijambe 8 42,53% 1.06 Kalijambe 9 44,55% 0,81 Kalijambe 10 47,48% 0.16 % Tabel 4.4b Hasil Pengujian Persentase Mengembang Barepan (Sasanti, 2012). Persentase mengembang Nama sampel Kadar air awal Barepan 1 18,79% 8,50 Barepan 2 20,02% 6,95 Barepan 3 23,90% 6,69 Barepan 4 25,29% 5,72 Barepan 5 28,64% 4,16 Barepan 6 31,80% 2,59 Barepan 7 32,54% 3,75 Barepan 8 35,38% 1,94 Barepan 9 37,92% 0,66 Barepan 10 39,39% 0,31 commit to user % 35 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Tabel 4.4c Hasil Pengujian Prosentase Mengembang Mlese (Sasanti, 2012). Persentase mengembang Nama sampel Kadar air awal % Mlese 1 16,50% 6,81 Mlese 2 18,60% 6,33 Mlese 3 21,30% 2,02 Mlese 4 23,91% 1,69 Mlese 5 24,12% 1,44 Mlese 6 33,84% 0,97 Mlese 7 34,02% 0,75 Mlese 8 36,06% 0,38 Mlese 9 37,07% 0,13 Mlese 10 38,94% 0,28 Tabel 4.4d Hasil Pengujian Prosentase Mengembang Simo(Sasanti, 2012). Persentase mengembang Nama sampel Kadar air awal % Simo 1 19,53% 5,88 Simo 2 23,41% 5,68 Simo 3 27,43% 5,50 Simo 4 29,61% 3,66 Simo 5 33,27% 3,20 Simo 6 36,11% 0,69 Simo 7 39,01% 0,62 Simo 8 41,87% 0,00 Simo 9 43,00% 0,00 Simo 10 46,20% 0,00 commit to user 36 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 4.1.4 Pengujian Tekanan Mengembang Pengujian tekanan mengembang (swelling pressure) merupakan pengujian inti yang bertujuan untuk menentukan besarnya tekanan mengembang pada sampel. Hasil pengujian swelling pressure selengkapnya disajikan dalam Tabel 4.5a sampai dengan 4.5d. Tabel 4.5a Hasil Pengujian Tekanan Mengembang Kalijambe Kadar Air Tekanan Mengembang Kalijambe 1 (%) 21,15 (kPa) 270 Kalijambe 2 22,84 99 Kalijambe 3 26,43 160 Kalijambe 4 29,42 101 Kalijambe 5 32,98 80 Kalijambe 6 35,67 61 Kalijambe 7 40,16 41 Kalijambe 8 42,53 37 Kalijambe 9 44,55 32 Kalijambe 10 47,48 18 Nama Sampel Tabel 4.5b Hasil Pengujian Tekanan Mengembang Barepan. Kadar Air Tekanan Mengembang Barepan 1 (%) 18,79 (kPa) 160 Barepan 2 20,02 150 Barepan 3 23,91 120 Barepan 4 25,29 105 Barepan 5 28,64 91 Barepan 6 31,8 80 Barepan 7 32,54 80 Barepan 8 35,37 70 Barepan 9 37,92 43 Barepan 10 39,39 32 Nama Sampel commit to user 37 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Tabel 4.5c Hasil Pengujian Tekanan Mengembang Mlese. Kadar Air Tekanan Mengembang Nama Sampel (%) (kPa) Mlese 1 16,5 105 Mlese 2 18,6 91 Mlese 3 21,3 89 Mlese 4 23,91 52 Mlese 5 24,12 40 Mlese 6 33,84 28 Mlese 7 34,02 22 Mlese 8 36,06 21 Mlese 9 37,07 17 Mlese 10 38,94 21 Tabel 4.5d Hasil Pengujian Tekanan Mengembang Simo. Kadar Air Tekanan Mengembang Nama Sampel (%) (kPa) Simo 1 19,53 125 Simo 2 23,41 80 Simo 3 27,43 75 Simo 4 29,61 69 Simo 5 33,27 52 Simo 6 36,11 46 Simo 7 39,01 28 Simo 8 41,48 - Simo 9 43 - Simo 10 46,2 - Hasil pengujian tekanan mengembang tanah pada lokasi Simo yang ditunjukkan dalam Tabel 4.5d hanya terdapat 7 hasil uji dikarenakan pada ketiga sampel dengan kadar air tertinggi yaitu 41,48%, 43%, dan 46,2% tidak mengalami pengembangan (swelling) sehingga tidak dilakukan mengembang pada ketiga sampel tersebut. commit to user pengujian tekanan 38 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Nilai tekanan mengembang yang disajikan pada Tabel 4.5a-4.5d diperoleh dari hasil perhitungan dengan menggunakan program excel. Perhitungan tekanan mengembang tiap pembebanan pada masing-masing sampel dapat dilihat pada contoh berikut, sedangkan untuk hasil lengkap dapat dilihat pada Tabel 4.6 Perhitungan tekanan mengembang tanah, sampel Kalijambe kadar air 21,15% pembebanan 16,9kPa Ukuran cincin Diameter 6.20 cm Tinggi, Ho 1.900 cm Luas ring, A 30.18 cm2 Volume ring, V 57.33 cm3 Berat cincin, Wr 22.75 gr Data sampel sebelum pengujian persentase mengembang Berat Jenis Tanah, G 2.48 Kadar Air awal, wo 21.15 % Berat cawan + tanah basah, W1 85.24 gr Berat tanah basah, Wb = W1-Wr 62.49 gr Berat tanah kering, Wd = Wb/(1+wo) 51.58 gr Tinggi bahan padat, Hs = Wd/(Gs.A) 0.69 cm Angka pori, eo = (Ho - Hs)/Hs 1.76 Derajat kejenuhan, So = wo.G/eo 29.86 Data awal pengujian tekanan mengembang (t=0) Height of specimen 1,7655 cm Strain 10,3438 % 5,9304 cm3 Volume change Dial reading 205 Perhitungan pada t=0,09 menit Dial reading (t=0,09 menit) = 204,8 Dial reading diubah ke dalam satuan cm dengan dikalikan 10-3 commit to user 39 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Change of height = dial reading (t=0) – dial reading (t=0,09 menit) = 0,205-0,2048 = 0,0002 cm Height of specimen (t=0,09 menit) = height of specimen (t=0) – change of height = 1,7655 – 0,0002 = 1,7653 cm Strain (t=0,09menit) = strain (t=0) – (change of height / height of specimen (t=0)) x 100 = 10,3438 – (0,0002 / 1,7655) x 100 = 10,3324 % Volume change (t=0,09menit) = (strain (t=0,09menit) x V) / 100 = (10,3324 x 57,33) / 100 = 5,9239 cm3 Tabel 4.6 Perhitungan Tekanan Mengembang sampel Kalijambe kadar air 21,15% pada pembebanan 16,9kPa Time (minute) Dial Reading Swelling r (cm) Change of Ht (ΔH) Final Ht of specimen (cm) Strain ε (%) Volume change (cm3) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 0 0.09 0.25 0.49 1 2.25 4 6.25 9 12.25 16 20 25 36 49 64 81 100 121 144 225 400 1444 205 204.8 204.8 204.8 204.8 204.5 204.5 204.5 204.5 204.5 204.5 204.2 204.2 204.2 204 204 204 203.8 203.5 203.1 202.8 202.8 202.5 0.2050 0.2048 0.2048 0.2048 0.2048 0.2045 0.2045 0.2045 0.2045 0.2045 0.2045 0.2042 0.2042 0.2042 0.2040 0.2040 0.2040 0.2038 0.2035 0.2031 0.2028 0.2028 0.2025 0.0000 0.0002 0.0000 0.0000 0.0000 0.0003 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0003 0.0000 0.0000 0.0002 0.0000 0.0000 0.0002 0.0003 0.0004 0.0003 0.0000 0.0003 1.7655 1.7653 1.7653 1.7653 1.7653 1.7650 1.7650 1.7650 1.7650 1.7650 1.7650 1.7647 1.7647 1.7647 1.7645 1.7645 1.7645 1.7643 1.7640 1.7636 1.7633 1.7633 1.7630 10.3438 10.3324 10.3324 10.3324 10.3324 10.3154 10.3154 10.3154 10.3154 10.3154 10.3154 10.2984 10.2984 10.2984 10.2871 10.2871 10.2871 10.2758 10.2588 10.2361 10.2191 10.2191 10.2021 5.9304 5.9239 5.9239 5.9239 5.9239 5.9142 5.9142 5.9142 5.9142 5.9142 5.9142 5.9044 5.9044 5.9044 5.8979 5.8979 5.8979 5.8914 5.8817 5.8687 5.8589 5.8589 5.8492 commit to user 40 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Perhitungan pada Tabel 4.6 menunjukkan nilai strain pada pembebanan 16,9 kPa, dimana nilai strain pada menit 1440 digunakan sebagai nilai strain awal pada pembebanan 26,9 kPa, begitu seterusnya hingga pembebanan dihentikan. Pembebanan pada sampel tanah Kalijambe kadar air 21,15% dihentikan pada pembebanan 326,9 kPa karena nilai strain telah bernilai negatif. Pembebanan masing-masing sampel menyesuaikan nilai strain yang dihasilkan yaitu apabila nilai strain sudah mencapai nol atau bernilai negatif maka penambahan beban dihentikan. Hasil perhitungan tekanan mengembang pada tiap pembebanan kemudian dikumpulkan menjadi satu dan digambarkan dalam sebuah grafik. Grafik tekanan mengembang yang digambarkan menunjukkan hubungan antara strain terhadap tekanan yang diberikan. Gambar 4.2 adalah contoh grafik tekanan mengembang pada sampel lokasi Kalijambe dengan kadar air 21,15%. 12 10 8 Strain, ε (%) 6 4 2 0 -2 -4 1 10 100 270 1000 EFFECTIVE STRESS (kPa) Gambar 4.2 Tekanan Mengembang Kalijambe Kadar air 21,15% commit to user 41 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Hasil pengujian sampel dari setiap lokasi kemudian direkap menjadi satu grafik tekanan mengembang yang digambarkan pada grafik 4.3a-4.3d, sehingga alur regresi grafik tekanan mengembang dapat terlihat dengan jelas dari kadar air rendah sampai dengan kadar air tinggi. 12 10 8 w=21,15% w=22,84% w=26,43% w=29,42% w=32,98% w=35,67% w=40,16% w=42,53% w=44,55% w=47,48% Strain (%) 6 4 2 0 -2 -4 1 10 100 1000 EFFECTIVE STRESS (kPa) Gambar 4.3a Uji Tekanan Mengembang Tanah Kalijambe 10 Strain (%) 8 w= 18,79% w= 20,02% w= 23,91% w= 25,29% w= 28,64% w= 31,80% w= 32,54% w= 35,37% w= 37,92% w= 39,39% 6 4 2 0 -2 1 10 100 1000 EFFECTIVE STRESS (kPa) Gambar 4.3b Uji Tekanan Mengembang Tanah Barepan commit to user 42 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 8 6 4 w=16,5% w=18,6% w=21,3% w=23,91% w=24,12% w=33,84% w=34,02% w=36,06% w=37,07% w=38,94% Strain (%) 2 0 -2 -4 -6 -8 1 10 100 1000 EFFECTIVE STRESS (kPa) Gambar 4.3c Uji Tekanan Mengembang Tanah Mlese 8 6 w=19,53% Strain (%) 4 w=23,41% w=27,43% 2 w=29,61% w=33,27% w=36,11% 0 w=39,01% -2 -4 1 10 100 1000 EFFECTIVE STRESS (kPa) Gambar 4.3d Uji Tekanan Mengembang Tanah Simo commit to user 43 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 4.3a-4.3d menunjukkan grafik rekapitulasi hasil uji tekanan mengembang tanah, dalam grafik tersebut dapat terlihat bahwa semakin besar kadar air maka tekanan mengembang menjadi semakin kecil. Sampel tanah daerah Kalijambe mempunyai nilai tekanan mengembang tebesar pada kadar air awal terendah yaitu 21,15% dan nilai tekanan mengembang yang terkecil pada kadar air tertinggi yaitu 47,48%. Nilai tekanan mengembang sampel tanah pada kadar air awal 22,84% lebih kecil dari kadar air awal 26,43% dan 29,42%, hal ini tentunya tidak sesuai dengan hasil pengujian pada sampel lain. Anomali hasil pengujian diduga adanya kesalahan pada saat melakukan pengujian terhadap sampel. Setiap sampel tanah mempunyai daya dukung yang berbeda terhadap besarnya penambahan tekanan yang diberikan sehingga kurva yang dihasilkan ada yang halus namun ada pula yang melengkung tajam. Hasil pengujian sampel tanah Barepan menunjukkan bahwa besarnya tekanan mengembang berbanding terbalik dengan besarnya kadar awal air sampel, semakin besar kadar air awal maka nilai tekanan mengembang semakin kecil. Sampel Barepan 6 dengan kadar air awal 31,8% dan Barepan 7 dengan kadar air awal 32,54% mempunyai nilai tekanan mengembang yang sama. Nilai tekanan mengembang yang terbesar terdapat pada sampel dengan kadar air awal 19,79% sedangkan tekanan mengembang yang terendah terdapat pada sampel dengan kadar air awal 39,39%. Pengujian sampel tanah Mese juga memberikan gambaran sama dengan sampel tanah Barepan dan Kalijambe bahwa semakin besar kadar air awal tanah maka semakin kecil tekanan mengembang yang dihasilkan. Hasil pengujian pada kadar air terbesar 38,94% memiliki nilai tekanan mengembang yang lebih besar dari kadar air 37,07% dan mempunyai tekanan mengembang yang sama dengan kadar air 36,06%, hal ini dimungkinkan karena adanya kesalahan pada saat pengujiaan. Sampel dengan kadar air awal terendah 16,5% mempunyai tekanan mengembang yang terbesar dan sampel dengan kadar air 37,07% mempunyai tekanan mengembang terkecil. commit to user 44 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Hasil uji pada daerah Simo juga menunjukkan semakin besar kadar air awal maka semakin kecil tekanan mengembangnya. Sampel pada daerah Simo hanya terdapat 7 sampel untuk uji tekanan mengembang karena pada sampel yang memiliki kadar air awal 41,48%; 43%; 46,2% tidak menunjukkan adanya pengembangan (swelling) yang artinya sampel juga tidak mempunyai tekanan pengembangan atau dianggap tekanan mengembangnya nol. Tekanan mengembang yang terbesar dihasilkan sampel dengan kadar air awal 19,53% dan tekanan mengembang yang terkecil terdapat pada kadar air awal 39,01%. 4.2 Pembahasan 4.2.1 Korelasi antara Indeks Plastisitas dengan Tekanan Mengembang Korelasi antara indeks plastisitas dengan tekanan mengembang digambarkan dalam sebuah grafik dengan menggunakan data sampel yang mempunyai kadar air yang berdekatan dari setiap lokasi pengambilan sampel. Tabel 4.7a-4.7c menunjukkan hasil pengujian tekanan mengembang pada kadar air ±21%, ±32% dan ±39% sedangkan grafik korelasi antara indeks plastisitas dan tekanan mengembang tanah ditunjukkan pada Gambar 4.4. Tabel 4.7a Hasil pengujian Indeks Plastisitas dengan Tekanan Mengembang pada kadar air awal ±21% Lokasi Kalijambe Ruas jalan STA Kadar Indeks Tekanan Air Platisitas Mengembang (%) (%) (kPa) Solo - Purwodadi 14+200 21,15 38,37 270 Mlese Ceper - Cawas 17+900 21,30 18,54 89 Barepan Ceper - Cawas 20+500 20,02 29,90 150 Simo Bangak - Simo 10+100 19,53 21,56 125 commit to user 45 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Tabel 4.7b Hasil pengujian Indeks Plastisitas dengan Tekanan Mengembang pada kadar air awal ±32% Lokasi Ruas jalan Kalijambe STA Kadar Indeks Tekanan Air Platisitas Mengembang (%) (%) (kPa) Solo - Purwodadi 14+200 32,98 38,37 80 Mlese Ceper - Cawas 17+900 33,84 18,54 28 Barepan Ceper - Cawas 20+500 31,80 29,90 80 Simo Bangak - Simo 10+100 33,27 21,56 52 Tabel 4.7c Hasil pengujian Indeks Plastisitas dengan Tekanan Mengembang pada kadar air awal ±39% Lokasi Ruas jalan Kalijambe STA Kadar Indeks Tekanan Air Platisitas Mengembang (%) (%) (kPa) Solo - Purwodadi 14+200 40,16 38,37 41 Mlese Ceper - Cawas 17+900 38,94 18,54 21 Barepan Ceper - Cawas 20+500 39,39 29,90 32 Simo Bangak - Simo 10+100 39,01 21,56 28 Tekanan Mengembang (kPa) 350 300 y = 8.430x - 69.89 R² = 0.919 250 200 Kadar air 21% 150 Kadar air 32% 100 Kadar air 39% arbianto (w=23%) 50 Arbianto (w=28%) 0 5 15 25 35 45 Indeks Plastisitas (%) Gambar 4.4 Korelasi antara Indeks Plastisitas dengan Tekanan Mengembang commit to user 46 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Grafik pada Gambar 4.4 menunjukkan bahwa semakin besar indeks plastisitas maka semakin besar pula tekanan mengembangnya. Gambar tersebut juga menunjukkan bahwa indeks plastisitas suatu tanah bisa digunakan sebagai parameter awal untuk mengetahui potensi tekanan mengembang tanah. Regresi grafik pada kadar air 21% memberikan gambaran perubahan tekanan mengembang yang cukup signifikan bila dibandingkan dengan regresi pada kadar air 32% dan 39%. Kadar air yang semakin tinggi pada tanah akan mengurangi pengaruh indeks plastisitas terhadap perubahan kenaikan tekanan mengembang tanah. Persamaan garis yang dihasilkan pada kadar air 21% yaitu y=8.43x–69.68 diharapkan mampu memprediksi potensi tekanan pengembangan yang ada di lokasi sekitar Surakarta. Kurva hasil penelitian Arbianto dengan kadar air yang lebih besar berada di atas kurva pada penelitian ini dikarenakan adanya uji batas susut terlebih dahulu sebelum pelaksanaan uji pengembangan sehingga persentase mengembang dan tekanan mengembang pada penelitian Arbianto lebih besar. 4.2.2 Korelasi antara Kadar Air Awal dengan Tekanan Mengembang Besarnya tekanan mengembang juga dipengaruhi oleh parameter kadar air suatu tanah karena dengan kandungan air yang sedikit maka tanah akan mampu menyerap air lebih banyak bila dibandingkan dengan tanah berkadar air tinggi. Tanah yang memiliki kadar air rendah mempunyai potensi tekanan mengembang yang lebih besar, namun pada kondisi di lapangan hal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor penting yang lain. Tabel 4.8 menyajikan rekapitulasi hasil pengujian tekanan mengembang dan besar kadar air awal pada masing-masing lokasi pengambilan sampel. Tabel ini digunakan untuk memperjelas perbandingan antara hasil pengujian dari beberapa lokasi pengambilan sampel. Korelasi antara kadar air dengan tekanan mengembang tanah yang lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 4.5. commit to user 47 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Tabel 4.8 Rekapitulasi Hasil Pengujian Tekanan Mengembang Kalijambe Barepan Mlese Simo 1 Kadar Air (%) 21,15 2 22,84 99 20,02 150 18,6 91 23,41 80 3 26,43 160 23,91 120 21,3 89 27,43 75 4 29,42 101 25,29 105 23,91 52 29,61 69 5 32,98 80 28,64 91 24,12 40 33,27 52 6 35,67 61 31,8 80 33,84 28 36,11 46 7 40,16 41 32,54 80 34,02 22 39,01 28 8 42,53 37 35,37 70 36,06 21 41,48 - 9 44,55 32 37,92 43 37,07 17 43 - 10 47,48 18 39,39 32 38,94 21 46,2 - Tekanan Mengembang (kPa) No Tekanan Mengembang (kPa) 270 Kadar Air (%) 18,79 Tekanan Mengembang (kPa) 160 Kadar Air (%) 16,5 Tekanan Mengembang (kPa) 105 Kadar Air (%) 19,53 Tekanan Mengembang (kPa) 125 300 250 200 Kalijambe 150 Barepan 100 simo Mlese 50 0 10 20 30 40 50 Kadar air awal (%) Gambar 4.5 Korelasi antara Kadar Air Awal dengan Tekanan Mengembang Gambar 4.5 merupakan rekapitulasi grafik korelasi antara kadar air dengan tekanan mengembang pada semua lokasi pengambilan sampel. Grafik korelasi menunjukkan bahwa semakin tinggi kadar air tanah maka besarnya tekanan mengembangnya semakin kecil, begitu pula sebaliknya apabila kadar air semakin kecil maka besarnya tekanan mengembang tanah semakin besar. Kurva yang dihasilkan pada lokasi Kalijambe berada paling atas, yang menunjukkan bahwa lokasi Kalijambe mempunyai nilai tekanan pengembangan yang tertinggi commit to user 48 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id dibandingkan lokasi lain sedangkan nilai tekanan pengembangan yang terendah terdapat pada lokasi Mlese. 4.2.3 Korelasi antara Persentase Mengembang dengan Tekanan Mengembang Tekanan mengembang pada tanah sangat erat hubungannya dengan pengembangan pada tanah itu sendiri, karena swelling pressure merupakan tekanan dari partikel tanah yang mengakibatkan adanya swelling atau adanya perubahan volume tanah. Kedua parameter tersebut bisa dikatakan satu kesatuan proses sehingga perlu diketahui hubungan korelasi antara tekanan mengembang dan persentase mengembang. Gambar 4.6 berikut menggambarkan grafik korelasi antara persentase mengembang dan tekanan mengembang. Tekanan Mengembang (kPa) 300 250 200 Kalijambe 150 Barepan Simo 100 Mlese 50 0 0 2 4 6 8 10 12 Persentase Mengembang (%) Gambar 4.6 Korelasi antara Persentase Mengembang dengan Tekanan Mengembang Grafik korelasi pada Gambar 4.6 menunjukkan bahwa besarnya persentase mengembang sebanding dengan besarnya tekanan mengembangnya atau semakin besar persentase mengembang maka besar tekanan mengembang pada tanah juga semakin besar. Kurva yang dihasilkan sampel pada lokasi Kalijambe, Barepan, Mlese, dan Simo mempununyai karakteristik yang sama yaitu semakin ke kanan commit to user 49 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id semakin naik. Kurva regresi yang dihasilkan juga hampir berimpit satu sama lain. Hal tersebut menunjukkan bahwa adanya kesebandingan antara tekanan pengembangan dengan persentase pengembangannya. Perbandingan antara tekanan pengembangan dan persentase mengembang juga dapat ditinjau dari segi berat isi tanahnya baik berat isi kering maupun berat isi basah. Gambar 4.7a-4.7h menunjukkan korelasi antara berat isi tanah dengan tekanan mengembang dan persentase mengembang pada masing-masing lokasi pengambilan sampel. Tekanan Mengembang (kPa) 300 250 200 150 Berat isi kering Berat isi basah 100 50 0 1 1.2 1.4 Berat isi (gr/cm3) 1.6 1.8 Gambar 4.7a Korelasi antara Berat Isi Tanah dengan Tekanan Mengembang lokasi Kalijambe Persentase mengembang (%) 12 10 8 6 Berat isi kering Berat isi basah 4 2 0 1 1.2 1.4 Berat isi (gr/cm3) 1.6 1.8 Gambar 4.7b Korelasi antara Berat Isi Tanah dengan Persentase Mengembang lokasi Kalijambe (Sasanti, 2012) commit to user 50 Tekanan Mengembang (kPa) perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Berat isi kering Berat isi basah 1.2 1.4 1.6 Berat Isi (gr/cm3) 1.8 2 Persentase Mengembang (%) Gambar 4.7c Korelasi antara Berat Isi Tanah dengan Tekanan Mengembang lokasi Barepan 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Berat isi kering Berat isi basah 1 1.2 1.4 1.6 Berat isi (gr/cm3) 1.8 2 Tekanan Mengembang (kPa) Gambar 4.7d Korelasi antara Berat Isi Tanah dengan Persentase Mengembang lokasi Barepan (Sasanti, 2012) 120 100 80 60 Berat isi kering 40 Berat isi basah 20 0 1.2 1.4 1.6 Berat isi (gr/cm3) 1.8 Gambar 4.7e Korelasi antara Berat Isi Tanah dengan Tekanan Mengembang lokasi Mlese commit to user 51 Persentase Mengembang (%) perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 8 7 6 5 4 3 Berat isi kering Berat isi basah 2 1 0 -1 1.2 1.4 1.6 1.8 Berat isi (gr/cm3) Tekanan Mengembang (kPa) Gambar 4.7f Korelasi antara Berat Isi Tanah dengan Persentase Mengembang lokasi Mlese (Sasanti, 2012) 140 120 100 80 Berat isi kering 60 Berat isi basah 40 20 1.2 1.4 1.6 1.8 2 Berat isi (gr/cm3) Persentase Mengembang (%) Gambar 4.7g Korelasi antara Berat Isi Tanah dengan Tekanan Mengembang lokasi Simo 8 7 6 5 4 Berat isi kering 3 Berat isi basah 2 1 0 1.2 1.4 1.6 Berat isi (gr/cm3) 1.8 2 Gambar 4.7h Korelasi antara Berat Isi Tanah dengan Persentase Mengembang lokasi Simo (Sasanti, 2012) commit to user 52 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Grafik pada Gambar 4.7a-4.7b menunjukkan korelasi antara berat isi tanah dengan tekanan mengembang dan persentase mengembang pada lokasi Kalijambe. Kurva yang dihasilkan semakin kekanan semakin turun yang berarti bahwa semakin besar berat isi kering dan berat isi basah tanah maka tekanan mengembang dan persentase mengembang semakin kecil. Sampel pada lokasi Barepan, Mlese, dan Simo juga menghasilkan kurva yang sejenis meskipun dengan regresi atau kemiringan yang berbeda-beda. Hal ini tentunya tidak sesuai dengan teori yang ada, diduga adanya kesalahan pada saat pemadatan sampel tanah untuk pembuatan sampel uji persentase mengembang menyebabkan tingkat kepadatan setiap sampel pada ring uji tidak merata. Meskipun demikian, grafik korelasi tersebut tetap menunjukkan kesetaraan antara besarnya tekanan mengembang dengan persentase mengembang tanah. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 1. Kesimpulan Hasil perhitungan pengujian tekanan pengembangan pada beberapa lokasi yaitu sebagai berikut : a. Hasil uji tekanan mengembang daerah Kalijambe Hasil uji mengembang untuk sampel Kalijambe kadar air 21,15% adalah 270 kPa; kadar air 22,84% adalah 99 kPa; kadar air 26,43% adalah 160 kPa; kadar air 29,42% adalah 101 kPa; kadar air 32,98% adalah 80 kPa; kadar air 35,67% adalah 61 kPa; kadar air 40,16% adalah 41 kPa; kadar air 42,53% adalah 37 kPa; kadar air 44,55% adalah 32 kPa; kadar air 47,48% adalah 18 kPa. b. Hasil uji tekanan mengembang daerah Barepan Hasil uji mengembang untuk sampel Barepan kadar air 18,79% adalah 160 kPa; kadar air 20,02% adalah 150 kPa; kadar air 23,90% adalah 120 kPa; kadar air 25,29% adalah 105 kPa; kadar air 28,64% adalah 91 kPa; kadar air 31,80% adalah 80 kPa; kadar air 32,54% adalah 80 kPa; kadar air 35,38% adalah 70 kPa; kadar air 37,92% adalah 43 kPa; kadar air 39,39% adalah 32 kPa. c. Hasil uji tekanan mengembang daerah Mlese Hasil uji mengembang untuk sampel Mlese kadar air 16,50% adalah 105 kPa; kadar air 18,60% adalah 91 kPa; kadar air 21,30% adalah 89 kPa; kadar air 23,91% adalah 52 kPa; kadar air 24,12% adalah 40 kPa; kadar air 33,84% adalah 28 kPa; kadar air 34,02% adalah 22 kPa; kadar air 36,06% adalah 21 kPa; kadar air 37,07% adalah 17 kPa; kadar air 38,94% adalah 21 kPa. 53 commit to user 54 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id d. Hasil uji tekanan mengembang daerah Simo Hasil uji mengembang untuk sampel Simo kadar air 19,53% adalah 125 kPa; kadar air 23,41% adalah 80 kPa; kadar air 27,43% adalah 75 kPa; kadar air 29,61% adalah 69 kPa; kadar air 33,27% adalah 52 kPa; kadar air 36,11% adalah 46 kPa; kadar air 39,01% adalah 28 kPa. 2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin besar indeks plastisitas tanah maka tekanan pengembangannya juga semakin besar sehingga indeks plastisitas dapat dijadikan indikator untuk menghitung potensi pengembangan tanah, namun untuk kadar air tanah yang tinggi parameter indeks plastisitas kurang begitu mempengaruhi besar tekanan pengembangan tanah. 3. Penelitian ini menunjukkan korelasi antara kadar air dengan tekanan mengembang yaitu apabila kadar air pada tanah semakin besar maka tekanan mengembangnya semakin kecil. Parameter kadar air mempunyai pengaruh yang kuat terhadap besar tekanan mengembang tanah lempung sehingga aktivitas tanah lempung berkadar air rendah perlu diwaspadai karena potensi pengembangannya tinggi. 4. Besar tekanan mengembang pada tanah mempunyai hubungan yang sebanding dengan persentase pengembangan yang terjadi. Penelitian ini menunjukkan tekanan mengembang pada tanah semakin besar maka persentase pengembangan tanah juga semakin besar. commit to user 55 perpustakaan.uns.ac.id 5.2 digilib.uns.ac.id Saran Tanah lempung yang mempunyai aktivitas kembang-susut tinggi dapat menyebabkan kerusakan pada bangunan teknik sipil. Kondisi tersebut hendaknya menjadi pemikiran kita agar melakukan penelitian-penelitian mengenai tanah lempung sehingga didapatkan data yang akurat untuk referensi pembangunan infrastruktur misalnya jalan raya. Peneliti menyarankan untuk penelitian selanjutnya, untuk meninjau kekuatan geser tanah dan hubungannya dengan parameter kepadatan tanah di wilayah sekitar Surakarta, selain itu diharapkan lebih cermat pada saat pencetakan sampel uji pada ring oedometer dan pada saat penambahan beban pada pengujian tekanan mengembang sehingga hasil pengujian yang diperoleh bisa maksimal. commit to user
