BAB II - digilib POLBAN - Politeknik Negeri Bandung

 LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Tanah
Tanah merupakan salah satu bagian yang sudah tidak dapat dipisahkan lagi
dari kehidupan manusia. Keberadaannya menjadi sangat penting bagi eksistensi
kehidupan
manusia. Tanah menurut Braja, 1995 didefinisikan sebagai “…material
yang terdiri dari agregat (butiran), mineral-mineral padat yang tidak tersementasi
(terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah
melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi
ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel padat tersebut”. Tanah merupakan
material alam yang tebentuk dari proses pelapukan batuan, baik melalui proses
secara mekanis maupun kimiawi.
Secara umum, uk
ukuran
uran partikel tanah dapat dibagi menjadi empat bagian
yaitu kerikil (gravel), pasir (sand), lanau (silt), atau lempung (clay), tergantung
pada ukuran partikel yang paling dominan dari tanah tersebut. DI samping itu,
tanah memiliki butiran yang variatif dan keanekaragangan butiran tersebut
menjadi batasan-batasan ukuran golongan tanah menurut beberapa sistem. Tabel
2.1 merupakan batasan-batasan ukuran golongan tanah.
Tabel 2.1 Batasan-batasan ukuran golongan tanah
Sumber : Das, 1995
Ukuran Butiran (mm)
Nama Golongan
Massachusetts
Institute of
Technology (MIT)
U. S. Department
of Agriculture
(USDA)
American
Association of
State Highway and
Kerikil
Pasir
Lanau
Lempung
>2
2 – 0,06
0,06 – 0,002
<0,002
>2
2 – 0,05
0,05 – 0,002
<0,002
76,2 – 2
2 – 0,075
0,075 – 0,002
<0,002
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek…..
5
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Transportation
Officials
(AASHTO)
Unified Soil
Classification
System (U. S.
Army Corps of
Engineers, U. S.
Bureau of
Reclamation)
76,2 – 4,75
4,75 – 0,075
Halus
(yaitu lanau & lempung)
<0,0075
2.2
Tanah Lunak
Tanah lunak adalah tanah yang memiliki kuat geser rendah dan
kompresibilitas tinggi, hal ini karena tanah lunak memiliki kadar air yang tinggi.
Tanah ini harus diselidiki atau dikenali secara hati-hati agar tidak menimbulkan
subgrade).
masalah kestabilan tanah pada pekerjaan sipil seperti pada tanah dasar (subgrade
Pusat Penelitian dan Pengembangan Prasarana Transportasi (2001)
menyatakan bahwa tanah lunak dibagi menjadi dua tipe yaitu :
1.
Lempung lunak
Tanah ini mengandung mineral-mineral lempung dan memiliki
kadar air yang tinggi, yang menyebabkan kuat geser yang rendah. Dalam
rekayasa geoteknik istilah 'lunak' dan 'sangat lunak' khusus didefinisikan
untuk lempung dengan kuat geser seperti ditunjukkan pada Tabel 2.2
Tabel 2.2 Definisi Kuat Geser Lempung Lunak
Sumber : Das, 1995
Konsistensi
Kuat Geser [kN/m2]
Lunak
12,5 – 25
Sangat Lunak
< 12,5
Sebagai indikasi dari kekuatan lempung-lempung tersebut, dilapangan
dapat dikenali dengan indikasi pada tabel 2.3 sebagai berikut.
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek…..
6
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Tabel 2.3 Indikasi di lapangan dengan konsistensi tanah lunak
Sumber : Das, 1995
Konsistensi
Lunak
Bisa dibentuk dengan mudah dengan
jari tangan
Indikasi Lapangan
Sangat Lunak
Keluar di antara jari tangan jika
diremas dalam kepalan tangan
2. Gambut
Tanah gambut merupakan suatu tanah yang pembentuk utamanya terdiri dari
sisa-sisa tumbuhan.Tanah ini banyak ditemukan di daerah Kalimantan.
Dalam Puslitbang (2001) juga menyebutkan bahwa ada tipe tanah lempung
organik. Tanah lempung organik adalah suatu material transisi antara lempung
dan gambut, tergantung pada jenis dan kuantitas sisa-sisa tumbuhan yang
mungkin berperilaku seperti lempung atau gambut. Dalam rekayasa geoteknik,
klasifikasi ketiga tipe tanah tersebut dibedakan berdasarkan kadar organiknya,
sebagai berikut :
Tabel 2.4 Tipe tanah berdasarkan kadar organik
Sumber : Puslitbang, 2001
Jenis Tanah
Kadar Organik [%]
Lempung
< 25
Lempung Organik
25-75
Gambut
> 75
Sebagai tambahan, berikut adalah karakteristik dari tanah lunak menurut
Das dalam Ari dkk, 2008 menyatakan:
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek…..
7
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Koefisien rembesan (k) sangat rendah ≤ 0.0000001 cm/dt, Batas cair (LL) ≥ 50%,
Angka pori (e) antara 2,5 – 3,2, Kadar air dalam keadan jenuh antara 90% - 120%,
dan Berat spesifik (Gs) berkisar antara 2,6 – 2,9.
2.3
Sistem Klasifikasi Tanah
Sistem klasifikasi menjadi penting dalam menentukan jenis kelompok
Pengklasifikasian ini berguna untuk menggolongkan tanah berdasarkan
tanah.
karakteristik
dan sifat fisik tanah secara singkat tanpa penjelasan terperinci.
Sistem klasifikasi dibagi menjadi dua yaitu klasifikasi berdasarkan tekstur dan
klasifikasi berdasarkan pemakaian. Klasifikasi berdasarkan tekstur adalah sistem
klasifikasi USDA, sedangkan klasifikasi berdasarkan pemakaian yaitu sistem
klasifikasi AASHTO dan sistem klasifikasi USCS. Klasifikasi
Klasifikasi USDA biasanya
digunakan untuk keperluan bidang pertanian, sedangkan sistem klasifikasi
AASHTO dan USCS biasanya digunakan untuk keperluan bidang geoteknik yang
berkaitan dengan teknik sipil.
Dalam penelitian ini hanya digunakan sistem klasifikasi AASHTO
AASHTO dan
sistem klasifikasi USCS. Hal ini karena berkaitan dengan tujuan penelitian yaitu
untuk stabilisasi tanah.
2.3.1 Klasifikasi Tanah Menurut AASHTO
Sistem klasifikasi tanah AASHTO dikembangkan sejak tahun 1929adalah
sistem yang biasa digunakan untuk keperluan jalan raya. Sistem ini membagi
tanah menjadi tujuh kelompok besar yaitu A-1 sampai dengan A-7. Tanah
diklasifikasikan berdasarkan persentase jumlah
jumlah butiran tanah yang lolos no 200
dan nilai batas atterberg-nya (PI dan LL). Untuk lebih jelas dalam
pengklasifikasian tanah berdasarkan AASHTO dapat dilihat pada tabel 2.5 di
bawah ini.
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek…..
8
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Tabel 2.5 Klasifikasi tanah untuk lapisan tanah dasar jalan raya (Sistem AASHTO)
Sumber : Das dalam Mochtar dan Mochtar, 1995
Klasifikasi
Umum
Tanah Berbutir
(35% atau kurang dari seluruh contoh tanah lolos ayakan no200)
Klasifikasi
kelompok
A-1
A-1-a
A-3
A-1-b
A-2
A-2-4
A-2-5
A-2-6
A-2-7
Maks 35
Maks 35
Maks 35
Maks 35
Maks 40
Min 41
Maks 40
Min 41
Maks 10
Maks 10
Min 11
Min 11
Analisis
ayakan
no.
200
(%lolos)
No. 10
No. 40
No. 200
Maks 50
Maks 30
Maks 50
Min 51
Maks 15
Maks 25
Maks 10
Sifat fraksi
yang lolos
ayakan no.
40
Batas cair
(LL)
Indeks
Plastis (PI)
Tipe
material
yang paling
dominan
Penilaian
sebagai
tanah dasar
Maks 6
NP
Batu pecah, kerikil
dan pasir
Pasir
halus
Kerikil dan pasir yang berlanau atau
berlempung
Baik sekali sampai baik
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek…..
9
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Tabel 2.6 Klasifikasi tanah untuk lapisan tanah dasar jalan raya (Sistem AASHTO) (lanjutan)
Sumber : Das dalam Mochtar dan Mochtar, 1995
Klasifikasi
umum
Tanah Lanau-Lempung
(lebih dari 35% dari seluruh tanah lolos ayakan no. 200)
Klasifikasi
kelompok
A-7
A-4
A-5
A-6
A-7-5*
A-7-6’
Analisis ayakan
no. 200
(%lolos)
No. 10
No. 40
No. 200
Min 36
Min 36
Min 36
Min 36
Maks 40
Min 41
Maks 40
Min 41
Maks 10
Maks 10
Min 11
Min 11
Sifat fraksi yang
lolos ayakan no.
40
Batas cair (LL)
Indeks Plastis
(PI)
Tipe material
yang paling
dominan
Penilaian sebagai
tanah dasar
Tanah berlanau
Tanah berlempung
Biasa sampai jelek
Keterangan :
* untuk A-7-5, PI ≤ LL-30‘ untuk A-7-6, PI > LL-30
2.3.2 Klasifikasi Tanah Menurut USCS
Sistem klasifikasi tanah USCS, membagi tanah menjadi dua kelompok
tanah, yaitu :
1.
Tanah berbutir kasar, yaitu persentase tanah yang tertahan pada ayakan no
200 lebih dari 50 %. Simbol yang digunakan adalah G (gravel atau tanah
berkerikil) dan S (sand atau tanah berpasir).
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 10
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2.
Tanah berbutir halus, yaitupersentase tanah yang lolos pada ayakan no 200
50% atau lebih. Simbol yang diguakan adalah M (siltatau lanau), C (clay
atau lempung), O (organik bisa berupa lempung organik atau lanau
organik), dan PT digunakan untuk tanah
tanah gambut atau tanah yang memiliki
nilai kadar organik tinggi.
Dalam klasifikasi USCS dikenal simbol-simbol lain, seperti:
W = well graded (tanah bergradasi baik)
P = poorly graded(tanah bergradasi buruk)
L =low plastiscity(tanah berplastisitas rendah) (LL < 50)
H = high plasticity(tanah berplastisitas tinggi) (LL> 50)
Untuk lebih jelas dalam pengklasifikasian tanah berdasarkan USCS dapat
dilihat pada tabel 2.7 dan 2.8 di bawah ini.
Tabel 2.7 Sistem klasifikasi tanah menurut USCS
Sumber : Hendarsin,2000
Lebih dari setengah fraksi kasaih kasar
dari ayakan no 4
Lebih dari setengah fraksi kasaih
halus dari ayakan no 4
Kerikil
Pasir
Lebih dari setengah materialnya lebih kasar dari ayakan no 200
Tanah Berbutir Kasar
Pembagian Jenis
Kerikil bersih,
(tanpa atau
sedikit
mengandung
bahan halus)
Kerikil dengan
bahan halus
(banyak
mengandung
bahan halus)
Pasir bersih
(tanpa atau
sedikit
mengandung
bahan halus)
Pasir dengan
bahan halus
(banyak
Nama Jenis
Simbol
Kerikil, kerikil campur pasir
bergradasi baik tanpa atau dengan
sedikit pasir halus.
Gw
Kerikil, kerikil campur pasir
bergradasi buruk tanpa atau dengan
sedikit pasir halus.
GP
Kerikil lanauan, kerikil campur pasir
atau lanau.
GM
Kerikil lempungan, kerikil campur
pasir atau lempung.
GC
Pasir, pasir kerikilan bergradasi baik
tanpa atau dengan sedikit bahan
halus
SW
Pasir, pasir kerikilan bergradasi
buruk tanpa atau dengan sedikit
bahan halus
SP
Pasir kelanauan, pasir campur lanau.
SM
Pasir kelempungan, pasir campur
SC
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 11
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
mengandung
bahan halus)
Batas cair kurang dari 50 %
Tanah Berbutir Halus
Batas cair lebih dari 50 %
Lanau dan Lempung
Lebih dari setengah materialnya lebih halus dari ayakan no 200
Tanah Organik
lempung.
lanau organik dan pasir sangat halus,
tepung batu, pasir halus kelanauan
atau kelempungan atau lanau
kelempungan sedikit plastis.
ML
Lempung
anorganik
dengan
plastisitas rendah sampai sedang,
lempung kerikilan, lempung pasiran,
lempung lanauan, lempung humus.
CL
Lempung organik dan lempung
lanauan organik dengan plastisitas
rendah.
OL
Lempung anorganik, tanah pasiran
halus
atau
tanah
lanauan
mengandung mika atau diatome
lanau elastis.
MH
Lempung
anorganik
dengan
plastisitas tinggi, lempung expansif
CH
Lempung organik dengan plastisitas
sedang sampai tinggi, lanau organik.
OH
Gambut dan tanah organik lainnya.
Pt
Tabel 2.8 sistem klasifikasi tanah menurut USCS (lanjutan)
Sumber : Hendarsin,2000
GM, GC,
GW, GP,
lebih besar dari 4
antara 1 dan 3
Lebih dari 12%
SM, SC
Tidak ditemukan semua persyaratan gradasi untuk GW
Kurang dari 5%
SW, SP
halus (fraksi lebih halus dari ayakan
No. 200). Tanah berbutir kasar
diklasifikasikan sebagai berikut :
KRITERIA KLASIFIKASI LABORATORIUM
Batas atterberg di bawah garis
“A” atau IP kurang dari 4
Batas atterberg di atas garis
“A” atau IP lebih besar dari 7
Di atas garis “A” dengan IP
antara 4 dan 7 terdapat pada
garis batas dan menggunakan
simbol ganda GM-GC
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 12
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
lebih besar dari 6
Tidak ditemukan semua persyaratan gradasi untuk SW
antara 1 dan 3
Batas atterberg di bawah garis
“A” atau IP kurang dari 4
Batas atterberg di atas garis
“A” atau IP lebih besar dari 7
Di atas garis “A” dengan IP
antara 4 dan 7 terdapat pada
garis batas dan menggunakan
simbol ganda SM-SC
Mudah teroksidasi, LL dan IP berkurang setelah pengeringan
2.4
Pengujian Tanah
Pengujian tanah bertujuan untuk menentukan parameter-parameter yang
dimiliki suatu tanah baik itu secara fisik maupun teknis. Parameter-parameter
hasil pengujian tanah diperlukan untuk berbagai keperluan seperti CBR untuk
menentukan seberapa besar daya duk
dukung
ung suatu tanah terhadap beban. PI dan LL
hasil pengujian dari atterberg limit serta hasil pengujian analisa ukuran butir
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 13
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
berguna untuk menentukan klasifikasi tanah baik itu menggunakan sistem
AASHTO maupun USCS. Dalam penelitian kami,beberapa pengujian yang akan
dilakukan adalah kadar air, berat jenis, analisa ukuran butir, atterberg limit,
kompaksi,
Kuat Tekan Bebas, CBR laboratorium, dan Swelling. Pengujian pengujian tersebut menggunakan acuan berdasarkan standar yang berlaku seperti
yang dijelaskan pada Tabel 2.9 di bawah ini.
Tabel 2.9 Standar Prosedur Pengujian Laboratorium
Nama Pengujian
Acuan/Standar Pengujian
Pengujian Index Properties:
-
Kadar air
(SNI 03-1965-2008)
-
Berat Jenis
(SNI 03-1964-1990)
-
Analisa Ukuran Butir
(SNI 03-3423-1994)
-
Atterberg Limit
(SNI 03-1967-1990)
Pengujian Engineering Properties:
-
Pemadatan / Kompaksi
(ASTM D-2434-74)
-
UCS Laboratorium
(SNI 03-3638-1994)
-
CBR Laboratorium
(SNI 03-1744-1989)
Pengujian laboratorium sangat perlu dilakukan dalam merencanakan suatu
konstruksi. Hal ini karena berkaitan dengan stabilitasi tanah terhadap suatu
konstruksi yang akan dibebankan pada tanah tersebut. Oleh karena itu, pengujian
laboratorium sangat penting dalam penelitian ini.
2.4.1 Pengujian Kadar Air
Kadar air suatu tanah adalah perbandingan antara berat air yang terkandung
dalam tanah dengan berat butir tanah tersebut yang dinyatakan dalam persen.
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 14
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Berat isi tanah adalah perbandingan antara berat tanah dengan volumenya.
Semakin besar berat isi tanah, semakin besar kepadatan tanah tersebut.
Untuk menentukan kadar air sejumlah tanah, ditempatkan dalam krus (kaleng
yang beratnya (W1) diketahui sebelumnya. Krus dengan tanah ditimbang
kecil)
(W2) dan kemudian dimasukkan dalam oven yang temparaturnya 105°C selama 24
jam. Kemudian krus tanah ditimbang kembali (W3 ).
Kadar air berbeda-beda pada setiap daerah tergantung pada keadaan daerah
tersebut nilai kadar air tanah berkisar antara 20% -100% berarti tanah tersebut
dapat dikatakan normal, tetapi jika k
masih
kadar
adar air melebihi 100% tanah tersebut
dikatakan jenuh air dan jika kurang dari 20% tanah tersebut dikatakan kering.
Jumlah kadar air sangat mempengaruhi sifat dari suatu tanah. Sifat-sifat yang
dipengaruhi oleh kadar air antara lain konsistensi tanah dan plastisitas tanah
tersebut. Jumlah kadar air yang terlalu tinggi akan menyebabkan campuran tanah
dan air tersebut menjadi sangat lembek. Hal ini akan memperlemah daya dukung
tanah tersebut.
Gambar 2.1 Ilustrasi Kadar Air
Sumber: Braja M. Das
Kadar air tanah dihitung dengan menggunakan rumus :
ω =
WW
WS
× 100 %
⇔
ω =
W2 − W3
W3 − W1
× 100 %..............(1)
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 15
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Dimana
: ω
= Kadar air (%)
WW
WS
= Berat air (gr)
= Berat butir padat (gr)
W1
= Berat krus kadar air (gr)
W2
= Berat tanah basah + berat krus (gr)
W3
= Berat tanah kering + berat krus (gr)
Jumlah benda uji yang dibutuhkan untuk pemeriksaan kadar air tergantung
pada ukuran butir maksimum dari contoh tanah yang diperiksa dengan ketelitian
penimbangan seperti pada Tabel 2.7 berikut
Tabel 2.10 Ukuran Butir Maksimum dan Minimum dari Contoh Tanah
Ukuran butir
Jumlah benda uji
maksimum
minimum
¾“
1000 gr
1 gr
lolos saringan No 10
100 gr
0,1 gr
lolos saringan No 40
10 gr
0,01 gr
Ketelitian
Sumber: Braja M. Das, 1995
Salah satu sifat fisik dari tanah adalah kadar air butiran tanah. Kadar air
didefinisikan sebagai perbandingan antara berat air dan berat butiran padat dari
volume tanah yang diselidiki.
2.4.2 Pengujian Atterberg Limit
Pengujian Atterberg Limit ini bertujuan untuk mengetahui sifat konsistensi
tanah. Sifat konsistensi tanah sangat dipengaruhi oleh nilai kadar air yang
terkandung didalamnya. Apabila kadar air semakin tinggi, maka kondisi tanah
semakin cair, begitupun sebaliknya. Pada proses penambahan
penambahan kadar air terdapat
fase-fase yang dialami tanah yaitu padat, semi padat, plastis, dan cair. Fase-fase
tersebut digambarkan pada Gambar 2.2 di bawah ini.
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 16
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Gambar 2.2 Fase yang terjadi pada tanah
Sumber: Braja M. Das, 1995
Pada gambar 2.2 terdapat tiga batas antar fase. Fase pertama adalah batas
susut (SL) yaitu harga kadar air pada suatu tanah pada batas antara keadaan semi
padat dan keadaan padat. Fase kedua adalah batas plastis (PL) yaitu harga kadar
air pada batas antara keadaan plastis dan semi padat. Fase yang ketiga adalah
batas cair (LL) yaituharga kadar air pada suatu tanah pada batas antara cair
dengan plastis.
Tingkat keplastisan suatu tanah ditunjukan oleh nilai PI (plasticity
(plasticity index).
Nilai PI dapat hitung dengan rumus :
PI = LL – PL ......................................................................... (2
(2)
2.4.3 Pengujian Berat Jenis
Berat jenis adalah perbandingan antara berat butir tanah dengan berat air
suling dengan isi yang sama pada suhu tertentu. Nilai berat jenis dapat
dirumuskan sebagai berikut :
.........................................................(3)
Keterangan:
W1 = Berat Piknometer
W2 = Berat Piknometer + Tanah Kering
W3 = Berat Piknometer + Tanah Kering + Air Suling
W4 = Berat Piknometer + Air Suling
k= Faktor Koreksi Suhu (lihat tabel 3.0)
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 17
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Tabel 2.11 Faktor koreksi menurut suhu ruangan
Suhu [oC]
K
Suhu [oC]
K
18
1,0016
24
1,0000
19
1,0014
25
1,0000
20
1,0012
26
0,9997
21
1,0010
27
0,9995
22
1,0007
28
0,9992
23
1,0005
29
0,9989
Sumber: Hendry, 2010
2.4.4 Pengujian Analisa Ukuran Butir
Sifat-sifat suatu tanah banyak tergantung pada ukuran butirannya. Oleh
karena itu, sangat perlu untuk melakukan pengujian analisis ukuran butir untuk
mengidentifikasi gradasi tanah tertentu. Analisa ukuran butir dapat dilakukan
dengan tiga cara yaitu analisa saringan, analisa hidrometer dan analisa gabungan.
Dalam penelitian ini digunakan analisa gabungan untuk menentukan
gradasi butiran tanah. Karena dengan menggunakan analisa
analisa gabungan ini akan
didapat kurva gradasi yang utuh dan padu sehingga dapat dilihat kondisi gradasi
suatu contoh tanah.
Rumus-rumus yang digunakan dalam perhitungan analisa ukuran butir
adalah sebagai berikut :
1.
Analisa saringan
" 2.
#$%&' '&(&) '$%'&)&(
#$%&' '*'&+ ,*('*) '&(&)
100% ..................(4)
Analisa hidrometer
!" " 0
→ 0 2.45
6745
100%....................(5)
Keterangan :
N
= Persentase Lebih Halus
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 18
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
R
= Bacaan Hidrometer (Rh) + Koreksi
Wd
Gs
= BeratTanahKering Hidrometer
= Berat Jenis Tanah
3.
Persen berat butiran yang mengendap
(1) Untuk hidrometer dengan pembacaan (5 – 60) gram/liter
&2)89
p=
5
x 100 % .........................
........................................................................(
...............................................(6)
(2) Untuk hidrometer dengan pembacaan (0,995 – 1,038) gram/liter
p=
:;: & 2)89
5
x 100 % .....................................................(7)
Keterangan :
p
= Persen Berat Butiran Yang Mengendap
Rh
= Pembacaan Hidrometer
k
= Koreksi Suhu sesuai dengan Bahan Pengurai (tabel 3.1)
a
= Faktor Kalibrasi (tabel 3.2)
Ws
= Berat Kering Benda Uji
4.
Skala pembacaan hidrometer
Hr
= H1 + 0,5 ( h -
<)
=
)..................................................................(7)
Tabel 2.12 Kalibrasi Berat Jenis
Berat jenis
Α
2,90
0,95
2,85
0,96
2,80
0,97
2,75
0,98
2,70
0,99
2,65
1,00
2,60
1,01
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 19
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
1,02
2,50
1,04
2,45
1,05
2,40
1,07
Sumber : SNI 03-3423-1994
2,55
Tabel 2.13 Koreksi Suhu untuk bahan pengurai waterglass
Suhu (oC)
k
20
-0,5
21
-0.2
22
+ 0,2
23
+ 0,5
24
+ 0,8
25
+ 1,2
26
+ 1,5
27
+ 2,0
28
+ 2,4
29
+ 2,8
30
+ 3,2
Sumber: SNI 03-3423-1994
2.4.5 Pengujian Pemadatan
Pemadatan adalah suatu usaha untuk meningkatkan kerapatan tanah
dengan cara mengeluarkan udara dari pori-pori tanah. Di lapangan, proses
pemadatan dilakukan dengan cara penggilasan, sedangkan di laboratorium
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 20
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
pemadatan dilakukan dengan cara dipukul atau ditumbuk.
ditumbuk. Proses pemadatan
pemadatan sangat bergantung pada kadar air. Pemadatan tanah dilakukan di dalam
cetakan silinder berukuran tertentu dengan menggunakan alat penumbuk berat 2,5
kg (5,5 lbs), tinggi jatuh penumbuk 30 cm 9(12’) untuk pemadatan standar
(Proctor) dan alat penumbuk berat 4,54 kg (10 lbs), tinggi jatuh penumbuk 45,7
cm (18”) untuk pemadatan modified. Hasil pemadatan maksimal akan dapat
dicapai apabila kadar air berada pada kondisi optimum.
Kerb dan walker dalam Seta (2006) menyatakan bahwa “ukuran
“ukuran kepadatan
adalah berat isi kering (>?
, yaitu perbandingan antara berat butiran tanah
tanah
dibandingkan dengan volumenya.”
Gambar 2.3 menunjukan grafik hubungan antara kadar air dan kepadatan
kering dari berbagai jenis tanah dengan nilai plasticity
plasticity index (PI) nol sampai
dengan 40.
Gambar 2.3 Grafik hubungan kadar air dan kepadatan
Sumber : Seta, 2006
Rumus yang digunakan dalam perhitungan data hasil dari pengujian
pemadatan adalah :
>? @
8A
..................................................................................(8)
Keterangan :
>?
= berat isi kering tanah
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 21
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
>
= berat isi tanah
B
= kadar air
>CD 45.@6
..........................................................................(9)
8A.45
Keterangan :
>zav
= berat isi pada kondisi zero air void
Gs
= berat jenis
>w = berat isi air
2.4.6 Pengujian California Bearing Ratio (CBR) Laboratorium
Californian Bearing Ratio atau CBR adalah perbandingan antara beban
penetrasi suatu bahan terhadap bahan standar pada kedalaman dan kecepatan yang
sama. Seiring dengan perkembangan zaman, maka para ahli geoteknik
mengembangkan teknologinya dengan menciptakan alat penggilas yang
digunakan untuk memadatkan tanah yang lebih modern di lapangan, sehingga
pada proses pemadatan akan diperoleh hasil yang maksimal. Seperti pada uji CBR
laboratorium ini dibuat untuk mewakili kondisi di lapangan.
Gambar 2.4 Alat Pengukur CBR
Sumber: Dokumentasi Penulis
Tujuan dari pengujian CBR di laboratorium adalah untuk menentukan
haega CBR tanah dan campuran tanah agregat yang dipadatkan di laboratorium
pada kadar air tertentu. Harga CBR dihitung pada penetrasi 0,1 inci dan 0,2 inci
dengan cara membagi beban pada penetrasi ini masing-masing dengan beban
sebesar 3000 lbs (1000 psi) dan 4500 lbs (1500 psi). Dari hasil pengujian ini, akan
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 22
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
didapatkan kadar air optimum, berat isi kering maksimum, nilai CBR pada
keadaan optimum, dan nilai CBR pada kepadatan 95 % (CBR Design).
Rumus yang digunakan dalam perhitungan data hasil dari pengujian CBR
Laboratorium
adalah :
CBR (0,1”) =
CBR (0,2”) =
E#
E5
E#
E5
100%................................................................(10)
100%................................................................(11)
Keterangan :
Pb = Beban Penetrasi Suatu Bahan
Ps
= Beban Standar (CBR 0,1’ = 3000 lbs & CBR 0,2” = 4500 lbs)
2.4.7 Pengujian Unconfined Compression Strength (UCS)
Uji kuat tekan bebas (Unconfined Compression Strength) merupakan cara
yang dilakukan di laboratorium untuk menghitung kekuatan geser tanah. Uji kuat
ini mengukur seberapa kuat tanah menerima kuat tekan yang diberikan sampai
tanah tersebut terpisah dari butiran-butirannya juga mengukur regangan tanah
akibat tekanan tersebut.
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 23
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Tabel 2.14 Tabel Konsistensi
Sumber: SNI 03-3423-1994
σ ( kg/cm2)
Konsistensi
< 0,24
Very Soft
0,24 – 0,48
Soft
0,48 – 0,96
Medium Soft
0,96 – 1,92
Stiff
1,92 – 3,83
Very Stiff
> 3,83
Hard
Dalam pengujian kuat tekan bebas ada beberapa syarat yang harus
diperhatikan.
1. Penekanan
Sr = Kecepatan regangan berkisar antara 0,5 – 2 % permenit
2. Kriteria keruntuhan suatu tanah :
-
Bacaan proving ring turun.
-
Bacaan proving ring tiga kali berturut-turut hasilnya sama.
-
Ambil pada ε = 15 % dari contoh tanah, Sr = 1 % permenit,
berarti waktu maksimum runtuh = 15 menit.
Percobaan kuat tekan bebas dimaksudkan terutama untuk tanah lempung
atau lanau. Bila lempung itu mempunyai derajat kejenuhan 100 % maka kekuatan
geser dapat ditentukan dari nilai kekuatan unconfined.
Kadar air dapat juga disebut Water Content di definisikan sebagai
perbandingan antara berat air dan berat butiran padat dari volume tanah.
W=
W1 − W2
× 100% ................................................................(12)
W2 − W3
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 24
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Berat volume dapat dinyatakan dalam berat butiran padat, kadar air, dan
volume total.
W2 − W1
W
=
...............................................................(13)
V 1
× π × d2 × t
4
∂=
Untuk menghitung regangan axial dihitung dengan rumus :
ε =
∆L
.....................................................................................(14)
Lo
Dimana : ε = Regangan axial (%)
∆L = Perubahan panjang (cm)
Lo = Panjang mula-mula (cm)
Besarnya luas penampang rata-rata pada setiap saat :
F
=*
ε
.............................................................................................(15)
...........................................................................................
Dimana : A = Luas rata-rata pada setiap saat (cm2)
Ao = Luas mula-mula (cm2)
Besarnya tegangan normal :
P
σ =  .............................................................................(16)
A
P = k N ..........................................................................(17)
Dimana : σ = Tegangan (kg/cm2)
P
= Beban (kg)
k
= Faktor kalibrasi proving ring
N
= Pembacaan proving ring (div)
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 25
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Sensitifitas tanah dihitung dengan rumus :
σ
St = 
σ‘
.........................................................................(18)
Dimana : St
σ
= Kuat tekan maks. tanah asli (kg/cm2)
σ‘
= Kuat tekan maks. tanah tidak asli (kg/cm2)
= Nilai sensitivitas tanah
Gambar 2.5 Alat Uji UCS
Sumber: Dokumentasi Penulis
2.5
Kapur
Batu kapur merupakan salah satu mineral industri yang banyak digunakan
oleh sektor industri ataupun konstruksi dan pertanian, antara lain untuk bahan
bangunan, batu bangunan bahan penstabil jalan raya, pengapuran untuk pertanian
dll. Bahan Kapur adalah sebuah benda putih dan halus terbuat dari batu sedimen,
membentuk bebatuan yang terdiri dari mineral kalsium. Biasanya kapur relatif
terbentuk di laut dalam dengankondisi bebatuan yang
yang mengandung lempengan
kalsium plates (coccoliths) yang dibentuk oleh mikroorganisme coccolithophores.
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 26
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
Biasanya lazim juga ditemukan batu api dan chert yang terdapat dalam
kapur.atau istilah umumnya yaitu bahan yang mengandung kalsium anorganik,di
mana karbonat, oksida dan hidroksida mendominasi. Tepatnya, kapur adalah
kalsium
oksida atau hidroksida kalsium. Tepatnya, kapur atau kalsium oksida
kalsium hidroksida. Batu kapur (limestone) (CaCO3) adalah sebuah batuan
sedimen terdiri dari mineral calcite (kalsium carbonate). Batu kapur membentuk
10% dari seluruh volume batuan sedimen.
Gambar 2.6 Batu Kapur
Sumber: Dokumentasi Penulis
2.6
Lapisan Tanah Dasar
Lapisan tanah dasar atau Subgrade Layer atau tanah dasar merupakan
fondasi yang menopang beban perkerasan yang berasal dari kendaraan yang
melewati suatu jalan. Oleh karena itu perencanaan suatu perkerasan jalan sangat
ditentukan oleh kondisi tanah dasar atau subgrade.Lapisan tanah dasar (sub grade)
adalah lapisan tanah yang berfungsi sebagai tempat perletakan lapis perkerasan
dan mendukung konstruksi perkerasan jalan diatasnya. Menurut Spesifikasi, tanah
dasar adalah lapisan paling atas dari timbunan badan jalan setebal 30 cm, yang
mempunyai persyaratan tertentu sesuai fungsinya, yaitu yang berkenaan dengan
kepadatan dan daya dukungnya (CBR). Apabila kondisi tanah pada lokasi
pembangunan jalan mempunyai spesifikasi yang direncanakan, maka tanah
tersebut dapat langsung dipadatkan dan digunakan. Berikut
Berikut ini merupakan
persyaratan material tanah dasar. :
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 27
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
1. California Bearing Ratio (CBR) minimal 6%. Departemen Pekerjaan
Umum (DPU) mensyaratkan bahwa nilai CBR pada kondisi terendam air
dari suatu sub grade minimal 6%.
2. Index Plastisitas tanah harus kurang dari 15%.
3. Batas cair tanah harus kurang dari 50%.
4. Jenis timbunan tanah tidak boleh termasuk dalam klasifikasi tanah yang
tidak stabil. Misalnya klasifikasi tanah bergambut dengan kandungan
organik tinggi.
5. Perobahan bentuk permanen (permanent deformation) dari tanah dasar
akibat beban lalu lintas dan perkerasan-perkerasan diatasnya harus
sekecil mungkin.
6. Tegangan yang timbul pada lapis permukaan tanah dasar harus lebih
kecil dari tegangan izin tanah dasar.
7. Sifat mengembang ddan
an menyusut dari tanah dasar akibat perubahan kadar
air, harus sekecil mungkin dan konstan.
8. Lendutan dan lendutan balik tanah dasar selama dan sesudah
pembebanan lalu lintas harus sekecil mungkin.
9. Tambahan pemadatan akibat pembebanan lalu-lintas dan penurunan
yang diakibatkan, pada tanah berbutir yang tidak dipadatkan secara baik,
harus sekecil mungkin dan merata.
Lalu menurut spek umum yang dikeluarkan oleh Departemen PU tahun
2007 syarat tanah yang bisa digunakan sebagai lapis pondasi suatu jalan adalah
sebagai berikut :
Kelas
A
B
C
Pilihan
CBR
≥ 90 %
≥ 65 %
≥ 35 %
≥ 10 %
LL
≤ 25 %
≤ 35 %
≤ 35 %
≤ 50 %
PL
-
-
-
-
PI
≤ 6%
≤ 6%
4–9%
≤ 15 %
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 28
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2.7 Stabilisasi Tanah Menggunakan Kapur (Limestone)
Kapur sebagai bahan stabilisasi telah lama digunakan dan telah berhasil
dengan baik di beberapa negara. Di Rhodesia pembuatan jalan sebagian besar
menggunakan stabilisasi kapur untuk lapisan pondasinya. Bahan-bahan setempat,
bahan kerikil lateritis dapat ditingkatkan mutunya menjadi mutu base course
(lapis
pondasi) dengan penambahan kapur (TRRL Overceas Buletin No. 9 Lime
Stabilization of Soil for Use as Road Foundation in Nothern Rhodesia). Stabilisasi
kapur telah digunakan oleh The Corps of Engineer dalam pembangunan base
course (lapis pondasi) untuk lapangan terbang di Texas yang setelah itu beribu-
ribu km jalan dibangun menggunakan stabilisasi kapur tersebut.
Pembangunan kapur sebagai bahan stabilisasi telah dikenal dalam bentuk
sebagai berikut :
1) Untuk perbaikan tanah dasar (subgrade improvement) biasanya lapis
atas 15 cm diperbaiki sehingga daya dukungnya dapat ditingkatkan
dan dapat berfungsi sebagai lantai kerja waktu pelaksanaan.
2) Untuk menstabilisasi tanah lembek seperti tiang kapur (lime pile),
kapur yang digunakan adalah kapur kembang.
3) Untuk menurunkan plastisitas binder tanah dari campuran agregat
tanah (Soil Agregate Mixture)
4) Untuk meningkatkan bahan ketingkat yang lebih tinggi dari mutu
material pilihan (selected material) ke mutu sub base, dari mutu sub
base ke mutu base course tesebut.
Jadi penggunaan kapur dalam pembuatan jalan dapat dibagi dalam 2 (dua)
kategori menurut maksudnya.
a) Perbaikan tanah dengan kapur (Lime Modification), penambahan
kapur hanya sedikit saja. Penambahan kapur dimaksudkan hanya
memperbaiki
tanah
seperti
menurunkan
plastisitasnya
dan
sebagainya.
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 29
LAPORAN TUGAS AKHIR DIPLOMA III POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
b) Stabilisasi tanah dengan kapur (Lime Stabilization), dimaksudkan
untuk meningkatkan mutu yang ada ketingkat yang lebih tinggi,
base course dan sebagainya.
Dalam pengerjaan di laboratorium pun menurut SNI 0303-3437-1994
misalnya bahan yang bernilai sub base ditingkatkan menjadi nilai
perbaikan / stabilisasi tanah menggunakan kapur ini dapat dilakukan dengan 2
cara disesuaikan keperluan menurut ketentuan berlaku, yaitu :
a) Kuat tekan bebas
: untuk tanah kohesif
b) CBR
: untuk tanah berbutir
Syarat-syarat dasar agar stabilisasi tanah kapur dapat berhasil dengan baik yaitu :
1) Bahan yang dihasilkan harus mempunyai kekuatan yang cukup dan
kekuatannya harus tidak berubah oleh adanya air.
2) Biaya pembuatan jalan dengan cara stabilisasi harus tidak lebih
mahal dari cara-cara konstruksi yang biasa.
3) Tanah yang akan distabilisasi memungkinkan untuk digemburkan,
dicampur dan dipadatkan pada kondisi lapangan.
Aditya Prima T, Hengky Suhartono, Stabilisasi Tanah di Komplek….. 30