BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN - repository.unika.ac.idrepository.unika.ac.id/16956/5/13.12.0010...

54Tugas AkhirPengaruh Kuat Geser Matos dan Semen Terhadap Tanah Ekspansif(Studi Kasus Kelurahan Sadeng, Kecamatan Gunung Pati, Semarang)

Universitas Katolik Soegijapranata Nikodemus Budi - 13.12.0010Fakultas Teknik Program Studi Teknik Sipil

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Uraian UmumPada setiap lokasi memiliki karakteristik dan jenis tanah yang

berbeda-beda. Dalam satu lokasi pun dapat ditemukan karakteristik tanah

yang berebeda satu sama lainnya. Karakteristik tanah yang ada di Kelurahan

Sadeng, Kecamatan Gunung Pati, Semarang ini juga perlu diketahui

karakteristiknya. Kelurahan Sadeng memiliki luas wilayah 425.503 hektar

dan terbagi dalam 34 RT dan 6 RW. Jumlah penduduknya terdapat kurang

lebih 5.721 jiwa.

Dengan jumlah penduduk yang cukup banyak membuat lokasi

tersebut membutuhkan lahan untuk membangun tempat tinggal. Lingkungan

di sekitar Kelurahan Sadeng memiliki kondisi jalan yang berbukit dan

terdapat pula lahan yang masih kosong. Kondisi jalan yang berbukit ini

tentu juga memiliki karakteristik tanah yang beraneka ragam jenis. Oleh

sebab itu, untuk mengetahui secara detail karakteristik tanah di Kelurahan

Sadeng, Kecamatan Gunung Pati, Semarang dilakukan pengujian di

laboratorium. Pengujian karakteristik tanah yang dilakukan adalah index

properties, atterberg limit, uji saringan, uji hidrometer, uji pemadatan, dan

uji tekan bebas (unconfined compression test). Tanah yang diambil pada

pengujian ini adalah tanah terganggu (disturbed soil).

4.2 Uji Klasifikasi TanahUji klasifikasi tanah merupakan uji di laboratorium yang dilakukan

untuk mengetahui sifat – sifat dari sampel tanah yang diambil. Pengujian ini

meliputi index properties, atterberg limit, dan sieve analysis. Berikut ini

merupakan hasil dari pengujian klasifikasi tanah di laboratorium. Contoh

perhitungan dapat dilihat pada lampiran L–02–01 hingga L–02–03.



Tabel 4.1: Hasil Uji Klasifikasi TanahUji

LaboratoriumJenis Uji

Satuan HasilUji

Index Properties

Kadar air (w) % 54,38

Porositas (n) - 60,62

Angka Pori (e) - 1,54

Berat Kering (γdry) gr/cm3 1,06

Berat Basah (γ) gr/cm3 1,61

Berat Jenis Tanah (Gs) - 2,7

Atterberg Limit

Batas Susut (SL) % 10

Batas Cair (LL) % 98

Batas Plastis (PL) % 50,62

Indeks Plastisitas (PI) % 47,38

Sieve Analysis

Persentase Gravel % 0

Persentase Coarse to Medium

Sand% 4,24

Persentase Fine Sand % 8,8

Persentase Silt % 49,3

Persentase Clay % 5,14

D10 - 0,075

D30 - 0,22



D60 - 0,68

cu - 9,067

cc - 0,95

Gam

bar

4.1:

Grafik

Sieve

Analy

sis

K

l

asifikasi sampel tanah yang digunakan dapat diketahui melalui pengujian

laboratorium yang telah dilakukan. Pada pengujian index properties

didapatkan hasil kadar air (w) sebesar 54,38%, porositas (n) sebesar 60,62,

angka pori (e) sebesar 1,54, berat kering (γdry) sebesar 1,06 gr/cm3, dan berat

jenis tanah (Gs) sebesar 2,7. Untuk uji atterberg limit mendapatkan nilai

batas susut (SL) sebesar 10,003 %, batas plastis (PL) sebesar 50,62 %, batas

cair (LL) sebesar 98 %, dan nilai indeks plastisitas (PI) yang didapatkan

sebesar 47,38 % yang semua itu telah dirangkum pada tabel 4.1.

Hasil LL dan PI pada Tabel 4.1 dapat diklasifikasikan menurut USCS

pada Tabel 4.2. Dari sampel tanah dari Kelurahan Sadeng, Kecamatan

Gunung Pati, Semarang ini dapat dikategorikan ke dalam lanau plastisitas

tinggi (MH) dimana pada Tabel 4.2 menunjukkan kriteria klasifikasi dari



nilai LL dan PI yang ada. Klasifikasi tersebut dapat diketahui melalui

Gambar 4.1 yang menujukkan bahwa nilai dari silt (lanau) sangat besar

dibandingkan dengan nilai lempungya sehingga masuk ke dalam kategori

MH menurut Tabel 4.2 yaitu lanau dengan pasir halus dan elastis.

Tabel 4.2: Klasifikasi USCS

Tanah Asli



Sumber: Bowles,1991

4.3 Uji Tanah EkspansifDari hasil uji atterberg limit diperoleh nilai batas susut (SL) sebesar

10%, nilai batas cair (LL) sebesar 98%, nilai batas plastis (PL) sebesar

50,62%, dan indeks plastisitas (PI) sebesar 47,38%. Hasil tersebut dapat

diklasifikasikan melalui tabel referensi di bawah ini.Tabel 4.3: Klasifikasi Tanah Ekspansif Menurut Nilai Plastisitas Tanah

Sumber: Holtz and Gibbs, 1956

Ada beberapa metode untuk mengetahui karakteristik tanah ekspansif

dan salah satunya adalah metode klasifikasi. Terdapat klasifikasi tanah

ekspansif yang menurut nilai plastisitas tanah dan potensial mengembang

dengan indeks plastisitas. Tabel 4.3 merupakan klasifikasi tanah ekspansif

menurut nilai plastisitas tanahnya menurut Holtz dan Gibbs tahun 1956.

Dari hasil pengujian laboratorium didapatkan sampel tanah pada Tabel 4.1

dimana nilai batas susutnya sebesar 10%, batas cair sebesar 98%, dan batas

plastis sebesar 50,62%. Hal ini dapat disimpulkan bahwa pada Tabel 4.3

didapatkan kategori sangat tinggi untuk hasil pengujian tersebut.

Shrinkage (%) Liquid Limit (%) Plastic Limit (%) Potential

> 15 20 – 35 < 18 Low

10 – 15 35 – 50 15 Medium

7 – 12 50 – 70 25 High

< 11 > 70 > 35 Very High



Tabel 4.4: Hubungan Potensial Mengembang dengan Indeks Plastisitas

Sumber: Chen, 1975

Berdasarkan hasil pada Tabel 4.1 diperoleh SL 10%, LL 98%, dan PL

50,62% sehingga didapatkan kesimpulan yang cocok dengan Tabel 4.3

dimana dapat dikategorikan ke dalam golongan plastisitas sangat tinggi.

Melalui hasil PI sebesar 47,38% dari Tabel 4.1 dapat dikategorikan

golongan potensi mengembang yang tinggi menurut Tabel 4.4.

4.4 Uji Pemadatan

Uji pemadatan yang dilakukan di laboratorium menggunakan metode

proktor modifikasi. Dari pengujian pemadatan tersebut dapat menghasilkan

berat isi kering (γdry maks) dan kadar air optimum atau biasa disebut dengan

optimum moisture content (OMC) dari sampel tanah yang digunakan.

Pengujian ini meliputi tanah asli (A), campuran semen 8% (C8),

penambahan semen 8% + matos 2% (C8M2), semen 8% + matos 4%

(C8M4), dan semen 8% + matos 6% (C8M6) sesuai berat kering tanah.

Garis dari ZAVC (Zero Air Voids Curve) juga ditampilkan pada hasil

Potensi Mengembang Indeks Plastisitas

Rendah 0 – 15

Sedang 10 – 35

Tinggi 20 – 55

Sangat Tinggi > 55



pengujian pemadatan di bawah ini. Garis ZAVC merupakan hubungan

antara OMC dan γdry maks pada uji pemadatan.

4.4.1 Uji Pemadatan Tanah Asli

Pada Gambar 4.2 adalah hasil dari uji pemadatan yang dilakukan di

laboratorium. Hasil dari Tabel 4.6 adalah kadar air optimumnya sebesar

40,06% serta nilai dari berat isi kering maksimum (γdry maks) sebesar 0,86

gr/cm3. Berikut ini adalah grafik dari uji pemadatan tanah asli dimana garis

putus – putus menunjukkan nilai dari ZAVC 80% dan garis putus – putus

dengan titik menunjukkan ZAVC 100%. Sedangkan garis lurus

menunjukkan nilai dari berat isi kering atau γdry maks.

Gambar 4.2: Grafik Uji Pemadatan Tanah Asli

4.4.2 Uji Pemadatan Tanah Campur Semen 8%Gambar 4.3 menjelaskan tentang uji pemadatan tanah asli dengan

penambahan semen sebesar 8% dari berat sampel tanah yang dipakai.



Didapatkan hasil kadar air optimumnya sebesar 38,89% serta nilai berat isi

kering maksimum (γdry maks) sebesar 1,12 gr/cm3 berdasarkan Tabel 4.5. Di

bawah ini merupakan grafik dari uji pemadatan dengan penambahan

semen 8%.

Gambar 4.3: Grafik Uji Pemadatan dengan Campuran Semen 8%

4.4.3 Uji Pemadatan Tanah Campur Semen 8% dan Matos 2%

Pada Gambar 4.4 di bawah ini menjelaskan tentang uji pemadatan

dengan campuran semen 8% dan matos 2%. Didapatkan hasil kadar air

optimumnya dari Tabel 4.5 sebesar 35,99% dan berat isi kering

maksimumnya (γdry maks) sebesar 1,20 gr/cm3. Berikut Gambar 4.4 adalah

grafik dari uji pemadatan yang ada.



Gambar 4.4: Grafik Uji Pemadatan dengan Campuran Semen 8% dan Matos 2%


Pada bagian ini menjelaskan mengenai hasil dari uji pemadatan

dengan bahan tambah semen 8% dan matos 4% yang tercantum dalam

Gambar 4.5. Dari Tabel 4.5 didapatkan kadar air optimumnya adalah

sebesar 28,04% dan berat isi kering maksimumnya (γdry maks) sebesar 1,29

gr/cm3. Berikut adalah gambar grafik dari uji pemadatan tersebut.





Pada Gambar 4.6 didapatkan hasil dari uji pemadatan dengan bahan

tambah semen 8% dan matos 6% dari berat kering tanah yang diujikan.

Kadar air optimumnya adalah sebesar 18,86% dan berat isi kering

maksimum (γdry maks) sebesar 1,33 gr/cm3. Berikut adalah grafik uji

pemadatan tersebut.




Berikut Tabel 4.5 di bawah ini merupakan hasil dari semua pengujian

pemadatan yang dilakukan di laboratorium. Untuk contoh perhitungannya

dapat dilihat pada lampiran L–03.

Tabel 4.5: Hasil Uji Pemadatan

Jenis Uji γdry maks (gr/cm3) OMC (%)

Tanah A (Asli) 0,86 40,06

C8 (Semen 8%) 1,12 38,89

C8M2 (Semen 8% + Matos 2%) 1,20 35,99

C8M4 (Semen 8% + Matos 4%) 1,29 28,04

C8M6 (Semen 8% + Matos 6%) 1,33 18,86



Gambar 4.7: Grafik γdry maks Uji Pemadatan

Gambar 4.8: Grafik OMC Uji Pemadatan

0,86

0,91

0,96

1,01

1,06

1,11

1,16

1,21

1,26

1,31

1,36

Ber

at K

erin

g M

aksi

mum

(gr/

cm3 )

Sampel Tanah

γdry maks Uji Pemadatan

γdry maks (gr/cm^3)

Tanah A (Asli) C8 (Semen 8%) C8M2 (Semen 8%+Matos 2%)

C8M4 (Semen 8%+Matos 4%)


16

21

26

31

36

41

OMC

(%)

Sampel Tanah

OMC (%)

OMC (%)






Pada Gambar 4.7 dan Gambar 4.8 didapatkan nilai yang berada pada

sumbu x horisontal angka 1 (tanah asli), angka 2 (semen 8%), angka 3

(semen 8% dan matos 2%), angka 4 (semen 8% dan matos 4%), dan angka 5

(semen 8% dan matos 6%). Menurut Tabel 4.5 kenaikan nilai γdry maks tanah

asli terhadap tanah yang dicampur dengan semen 8% mengalami kenaikan

sebesar 0,26 gr/cm3. Kenaikan γdry maks paling tinggi terjadi pada sampel

C8M6 yaitu sebesar 0,47 gr/cm3 yang digambarkan melalui Gambar 4.7.

Perubahan kadar air optimum (OMC) antara tanah asli dengan tanah campur

semen 8% adalah sebesar 1,17%. Perubahan OMC paling signifikan terjadi

antara tanah asli dengan tanah campur semen 8% dan matos 6% yaitu

sebesar 21,2%. Semua hasil dari OMC dapat digambarkan melalui Gambar

4.8.

4.5 Uji Tekan BebasPada pengujian ini dilakukan untuk memperoleh nilai kuat geser dari

sampel tanah yang digunakan. Sampel tanah yang telah diuji di laboratorium

dengan bahan tambah semen dan matos. Kadar dari matos yang digunakan

bervariasi yaitu 2% (C8M2), 4% (C8M4), dan 6% (C8M6). Sedangkan

untuk kadar semennya menggunakan 8%. Berikut ini adalah hasil uji tekan

bebas yang dilakukan di laboratorium yang ditampilkan pada Tabel 4.6.

Untuk contoh perhitungan dapat dilihat pada lampiran L–04.

Tabel 4.6: Hasil Uji Tekan Bebas

Sampel Tanah qu (kg/cm2)Kuat Geser

(Cu = kg/cm2)

Regangan

(ε %)

Tanah A (Asli) 1,95 0,97 1,97

C8 ( Semen 8%) 2,39 1,19 2,5



C8M2 (Semen 8% + Matos 2%) 4,25 2,13 3,6

C8M4 (Semen 8% + Matos 4%) 5,76 2,88 5,07

C8M6 (Semen 8% + Matos 6%) 7,44 3,72 6,03

Berdasarkan Tabel 4.6 dapat dilihat bahwa nilai qu paling besar

bernilai 7,440 kg/cm3 dan terkecil nilainya adalah sebesar 1,95 kg/cm3. Nilai

Cu terkecil adalah 0,97 kg/cm2 dan nilai terbesarnya adalah sebesar 3,72

kg/cm2. Hal ini menunjukkan bahwa terjadi kenaikan dengan

ditambahkannya semen dan matos pada pengujian laboratorium ini.

Regangan pada Tabel 4.6 yang nilainya paling tinggi sebesar 6,03% dan

paling rendahnya sebesar 1,97%. Dengan hasil uji tekan bebas yang ada di

Tabel 4.6 maka dapat kita buat grafik gabungannya.

Gambar 4.9: Grafik Perbandingan qu dan Cu Hasil Uji Tekan Bebas

Gambar 4.9 menunjukkan perbandingan antara qu dan Cu dari hasil

uji tekan bebas yang ada pada Tabel 4.6 di atas. Grafik di atas dapat

dibandingkan karena memiliki satuan yang sama yaitu kg/cm2. Kotak yang

0

1

2

3

4

5

6

7

8

A (Asli) C8 (Semen 8%) C8M2 (Semen8%+Matos 2%)

C8M4 (Semen8%+Matos 4%)

C8M6 (Semen8%+Matos 6%)

qu d

an C

u (k

g/cm

2 )

Grafik Perbandingan qu dan Cu

qu (kg/cm^2) Kuat Geser (Cu = kg/cm^2)



berwarna merah menunjukkan hasil dari qu dan kotak berwarna biru

menunjukkan hasil dari Cu. Dilihat dari gambar di atas terjadi kenaikan

yang signifikan dari hasil nilai qu pada kotak berwarna merah. Untuk nilai

Cu mengalami kenaikan yang stabil tidak terlalu signifikan yang

ditunjukkan pada kotak berwarna biru.

Gambar 4.10: Grafik Regangan Hasil Uji Tekan Bebas

Nilai regangan dari uji tekan bebas yang merupakan hasil dari Tabel

4.6 dapat dilihat pada grafik di atas. Regangan yang terjadi mengalami

kenaikan yang cukup signifikan dari sampel tanah A terhadap sampel

C8M6. Nilai untuk sampel A adalah 1,97% dan nilai untuk sampel tanah

C8M6 adalah 6,03%. Untuk sampel tanah C8M2 berada di tengah – tengah

dari semua nilai yang ada pada Tabel 4.6. Nilai pengembangan dari sampel

tanah C8M2 juga tergolong tinggi. Kemudian setelah diuji dengan

pemadatan dengan bahan tambah semen dan matos terjadi perubahan kadar

air optimum yang cukup signifikan. Dari kadar 40,06% menjadi 18,86%

dengan menggunakan bahan tambah matos dan semen. Kemudian untuk γdry

1,97

2,47

2,97

3,47

3,97

4,47

4,97

5,47

5,97

Reg

anga

n (%

)

Sampel Tanah

Regangan (ε %)

Regangan (ε %)






maks terjadi kenaikan yang cukup signifikan dari 0,86 gr/cm3 menjadi 1,33

gr/cm3. Untuk hasil uji tekan bebas terjadi kenaikan yang tinggi dari 1,95

kg/cm3 menjadi 7,44 kg/cm3.

4.6 PembahasanDari semua percobaan yang telah dilakukan, sempat beberapa kali

mengalami kegagalan yang menyebabkan terhambatnya penelitian ini.

Namun pengulangan dan ketelitian dalam pengujian kembali dilakukan

sehingga mendapatkan hasil yang maksimal. Hasil dari uji klasifikasi tanah

menunjukkan bahwa sampel tanah yang diambil adalah tanah ekspansif. Hal

tersebut dapat dilihat dari nilai LL (Liquid Limit) sebesar 98% dan PI

(Platicity Index) sebesar 47,38%. Menurut Tabel 4.3 didapatkan hasil tanah

ekspansif dengan plastisitas sangat tinggi menurut Holtz and Gibbs, 1956.

Sedangkan pada tabel 4.4 tergolong ke dalam tanah ekspansif dengan

potensi mengembang tinggi berdasarkan teori Chen, 1975.

Hasil uji kompaksi yang digambarkan melalui grafik yang ada

menunjukkan pada saat pengujian tanah kompaksi garis ZAVC 100% tidak

memotong garis berat isi kering. Garis tersebut menunjukkan bahwa pori

tanah sama sekali tidak mengandung udara sehingga disebut dengan ZAVC

100%. Sedangkan untuk uji tanah dengan campuran semen 8% dan matos

6% menunjukkan grafik ZAVC 100% yang memotong garis berat isi kering

yang ada.

Gambar 4.8 menunjukkan kenaikkan nilai qu (kuat tekan bebas) yang

cukup signifikan. Hal ini menyebabkan adanya kekuatan untuk mendukung

kekuatan tanah menopang suatu beban yang ada di atasnya. Dari nilai qu

tanah asli sebesar 1,95 kg/cm2 menjadi 7,44 kg/cm2 pada saat penambahan



semen 8% dan matos 6% dari berat tanah yang ada. Untuk nilai Cu (kuat

geser) mengalami kenaikan juga dari tanah asli sebesar 0,97 kg/cm2 menjadi

3,72 kg/cm2.

Kenaikan hal tersebut menunjukkan bahwa penambahan matos

membuat pengaruh yang cukup signifikan terhadap tanah ekspansif pada

penelitian ini. Pada peengujian kuat geser ini contoh sampel yang digunakan

berasal dari sampel tanah yang sudah dipadatkan pada uji kompaksi. Jadi

dari hasil penelitian yang sudah dilakukan didapatkan kesimpulan bahwa

kuat geser menggunakan matos dan semen sangat berpengaruh terhadap

tanah ekspansif Kelurahan Sadeng, Kecamatan Gunung Pati, Semarang.

Nilai dari kuat geser yang ada membuat tanah ekspansif tersebut menjadi

lebih baik dengan penambahan semen dan matos yang ada.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN - repository.unika.ac.idrepository.unika.ac.id/16956/5/13.12.0010...

Documents

Transcript of BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN - repository.unika.ac.idrepository.unika.ac.id/16956/5/13.12.0010...