Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan...

7/25/2019 Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan Portland Cement

1/115

35

ESTIMASI NILAI PARAMETER KOMPAKSI

BERDASARKAN NILAI PROPERTIES TANAH YANG

DISTABILISASI DENGAN PORTLAND CEMENT

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Melengkapi Tugas-Tugas Dan

Memenuhi Syarat Untuk Menempuh

Ujian Sarjana Teknik Sipil

Disusun Oleh :

MUHAMMAD IQBALSYAH PASARIBU

10 0404 128

BIDANG STUDI TRANSPORTASI

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2016


2/115

i

ABSTRAK

Kekuatan dan keawetan konstruksi perkerasan jalan sangat tergantungpada sifat-sifat dan daya dukung tanah dasar. Tuntutan akan kebutuhan

pengontrolan di lapangan dan tersedianya dana, merupakan salah satu faktor yang

harus dipertimbangkan dalam pekerjaan pemadatan/kompaksi tanah dasar. Hal

tersebut kemudian memunculkan pemikiran akan pemilihan alat atau cara untuk

memperkirakan kepadatan tanah dengan sistem pelaksanaan yang tepat, cepat, dan

ekonomis.

Penelitian ini bertujuan untuk mengestimasi/memprediksi besaran nilai

parameter kompaksi yaitu berat isi kering maksimum (d max) dan kadar air

optimum (Wopt) dari nilai index propertiesyaitu persen butiran halus (Fines) dan

batas cair (LL) dari tanah yang distabilisasi dengan portland cement. Jumlah

sampel sebanyak 50 sampel dimana masing-masing sampel dites parameterkompaksi dan index propertiesnya dahulu sehingga diketahui jenis tanahnya A-4

dan A-6 dalam klasifikasi AASHTO dan SC, SC-SM, dan CL dalam klasifikasi

USCS lalu masing-masing 10 sampel tanah dicampur penambahan semen (PS)

variasi 2 %, 4 %, 6 %, 8 %, dan 10 % lalu dites kembali nilai parameter kompaksi

dan index propertiesnya.

Sampel berasal dari desa Bangun Rejo, Kecamatan Tanjungmorawa,

Kabupaten Deliserdang. Sampel tanah dibatasi nilai PI < 15 %. Rentang dari

pengujian tanah untuk batas cair (LL) adalah 25,32 % - 33,11 % dengan rata-rata

28,93 %, untuk persen butiran halus (Fines) adalah 39,81 % - 62,17 % dengan

rata-rata 51,56 %, untuk berat isi kering maksimum (d max) adalah 1,384 gr/cm3

1,502 gr/cm3dengan rata-rata1,444 gr/cm3, dan untuk kadar air optimum (Wopt)

adalah 18,32 % - 26,51 % dengan rata-rata 22,41 %. Sedangkan rentang dari

pengujian tanah ditambah semen untuk batas cair (LL) adalah 23,74 % - 32,51 %

dengan rata-rata 27,46 %, untuk persen butiran halus (Fines) adalah 40,85 % -

68,42 % dengan rata-rata 55,25 %, untuk berat isi kering maksimum (d max)

adalah 1,414 gr/cm3 1,548 gr/cm3 dengan rata-rata 1,476 gr/cm3, dan untuk

kadar air optimum (Wopt) adalah 17,04 % - 25,70 % dengan rata-rata 21,28 %.

Dengan menggunakan persamaan linier dalam mengestimasi nilai

parameter kompaksi diperoleh persamaan d max = 1,782 - 0,011*LL + 0,000*F +

0,006*PS dengan nilai R2 = 0,915 dan Wopt = 3,441 + 0,594*LL + 0,025*F +

0,024*PS dengan nilai R

2

= 0,726.Dari hasil persamaan yang telah diperoleh dapat disimpulkan bahwa

terdapat hubungan yang cukup kuat antara nilai parameter kompaksi dengan nilai

index properties (persen butiran halus dan batas cair) tanah yang distabilisasi

dengan semen.

Kata kunci : subgrade, index properties, kompaksi, berat isi kering maksimum,

kadar air optimum, batas cair, persen butiran halus, stabilisasi tanah-semen


3/115

ii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji syukur bagi Allah SWT yang telah

memberikan karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk

menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam atas Baginda Rasullah

Muhammad SAW yang telah memberi keteladanan dalam menjalankan setiap

aktifitas sehari-hari, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil

bidang Struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera

Utara, dengan judul Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai

PropertiesTanah yang Distabilisasi Dengan Portland Cement.

Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak

terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak sehingga

penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Pada kesempatan ini pula, Penulis

menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Ir. Syahrizal, MT., selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3.

Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc, sebagai Dosen Pembimbing,

yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta

meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya

menyelesaikan Tugas Akhir ini.


4/115

iii

4. Bapak Ir. Indra Jaya Pandia, MT dan Ibu Adinasari Lubis, ST. MT.,

sebagai Dosen Pembanding dan Penguji, atas saran dan masukan yang

diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.

5.

Ibu Ika Puji Hastuty, ST. MT., sebagai Kepala Laboratorium Mekanika

Tanah, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera

Utara.

6. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Departemen Teknik Sipil, Fakultas

Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah membimbing dan

memberikan pengajaran kepada Penulis selama menempuh masa studi di

Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

7. Seluruh Pegawai Administrasi Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik,

Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini

kepada penulis.

8.

Teristimewa keluarga saya, Ayahanda H. Iradatsyah Pasaribu, S.H.,

Ibunda Nurbeity Pohan, S.E., Oma Hj Saudah Siambaton serta kakak-

kakak saya Ira Septiana Pasaribu, STP dan Ira Destiana Pasaribu, S.E.

serta adik saya Ira Nurhasanah Pasaribu yang telah memberikan doa,

motivasi, semangat dan nasehat. Terima kasih atas segala pengorbanan,

cinta, kasih sayang dan doa yang tiada batas.

9. Teristimewa sahabat saya Ella Ramadayani Nasution, yang telah

memberikan doa, motivasi, semangat, nasehat dan membantu saya dalam

menyelesaikan tugas akhir ini, terima kasih atas doanya.

10.Buat keluarga besar Laboratorium Mektan USU. Bg Khoir, Bg Dhani, Bg

Putra, Bg Frengky, Bg Jevri, Bg Danny, Bg Ivan, Bg Ridho, Yogi, Jericho,


5/115

iv

Prince, Wisman, Manimpan, Farah, Prasetyo, Novra yang selalu

membantu dari awal sampai akhir, memberi masukan-masukan hingga

tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan semaksimal mungkin.

11.Teman-teman mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Angkatan 2010, Abdul,

Akbar, Lamhot, Iwan, Dwi, Dara, Michael, Dice, Tria, Ijep, Bram, Fauzi,

Cika, Cece, Ica, Reby, Bilher, Cilla, Elfri, Elwis, Dila, Deni, Reza, Dicky,

Syahru, Lutfi, Yanti, Rissa, Henry, Rahmad, Ricky, Desindo serta teman-

teman angkatan 2010 sipil lainnya yang tidak dapat disebutkan seluruhnya

terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.

12.

Adik-adik Angkatan 2013 Yashir, Arif, Yahya, Delvin, Akmal, Indah,

Tria, Cicilia, Nadya, Dini, Rivaldy, serta adik-adik angkatan 2013 sipil

lainnya yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat

dan bantuannya selama ini.

13.

Kawan-kawan HMI Komisariat FT USU Bg Toni, Bg Ichwan, Bg Trisnal,

Kak Vina, Jali, Wulan, Danu, Andi, Yusro, Nuri, Tami, dan kawan-kawan

HMI Komisariat FT USU lainnya.

14.Kawan-kawan PEMA FT USU Bg Robi, Bg Fahmi, Bg Marlin, Bg Andre,

Bg Sutan, Bg David, Bg Galih, Bg Azmi, Bg Fahdi, Bg Rizki, Vita,

Liyana, Madan, Aboy, Rizky Indah, Fajar, Kherly, Prilsa, Pincek, Sarah,

Lia, Agan, Alan, Karin dan kawan-kawan mantan pengurus lainnya.

15.

Dan segenap pihak yang belum penulis sebut disini atas jasa-jasanya

dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga

Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik


6/115

v

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna.

Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun

dari Bapak dan Ibu Staf Pengajar serta rekanrekan mahasiswa demi

penyempurnaan Tugas Akhir ini.

Akhir kata, Penulis berharap Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat

yang sebesarbesarnya bagi kita semua. Aamiiin.

Medan, Januari 2016

M.Iqbalsyah Pasaribu

10 0404 128


7/115

vi

DAFTAR ISI

ABSTRAK ................................................................................................... i

KATA PENGANTAR ................................................................................. ii

DAFTAR ISI ................................................................................................ vi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... x

DAFTAR TABEL ....................................................................................... xi

DAFTAR NOTASI ...................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Umum ......................................................................................... 1

I.2 Latar Belakang ............................................................................ 2

I.3 Perumusan Masalah Penelitian ................................................... 4

I.4 Tujuan Penelitian ........................................................................ 4

I.5 Manfaat Penelitian ...................................................................... 5

I.6 Pembatasan Masalah .................................................................. 5

I.7 Sistematika Penulisan ................................................................. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Umum ......................................................................................... 7

II.2 Lapisan Dasar Jalan (Subgrade) .................................................. 8

II.2.1 Karakteristik Bahan yang Digunakan Sebagai Subgrade . 9

II.2.2 Prosedur Pekerjaan Lapisan Subgrade ............................. 10

II.3 Teori Pemadatan Tanah ............................................................... 11


8/115

vii

II.3.1 Pemadatan di Laboratorium .............................................. 15

II.3.2 Pemadatan di Lapangan .................................................... 17

II.4 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kepadatan (Kompaksi) ...... 21

II.4.1 Jenis Tanah ....................................................................... 21

II.4.2 Metode Pemadatan ............................................................ 26

II.4.3 Energi Pemadatan ............................................................. 27

II.4.4 Berat Isi Kering ................................................................. 28

II.4.2 Kadar Air .......................................................................... 29

II.5 Sifat Fisik Tanah (Index Properties) .......................................... 30

II.5.1 Ukuran Partikel Tanah ....................................................... 31

II.5.2 Batas-Batas Atterberg ....................................................... 33

II.5.2.1 Batas Cair (Liquid Limit)....................................... 34

II.5.2.2 Batas Plastis (Plastic Limit) ................................. 34

II.5.2.3 Batas Susut (Shrinkage Limit) ............................. 34

II.5.2.4 Indeks Plastisitas (Plasticity Index) ..................... 35

II.6 Stabilisasi Tanah ........................................................................ 36

II.6.1 Tipe-Tipe Stabilisasi ......................................................... 37

II.6.1.1 Stabilisasi Mekanis ............................................... 38

II.6.1.2 Stabilisasi Dengan Menggunakan Bahan

Tambah ................................................................ 38

II.6.2 Pemilihan Bahan Tambah ................................................. 39

II.6.3 Stabilisasi Tanah-Semen ................................................... 40

II.6.3.1 Pengaruh Macam Tanah ...................................... 41

II.6.3.2 Pengaruh Kadar Semen ........................................ 43


9/115

viii

II.6.3.3 Pengaruh Kepadatan ............................................ 43

II.6.3.4 Pengaruh Waktu Pemeraman ............................... 45

II.6.3.4 Perancangan Campuran ....................................... 45

II.7 Regresi Linier ............................................................................. 48

II.8 Hubungan Nilai Parameter Kompaksi dengan Index Properties 51

II.9 Ringkasan Kajian Literatur ........................................................ 57

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

III.1 Umum ....................................................................................... 60

III.2 Pekerjaan Persiapan .................................................................. 62

III.3 Penyediaan Bahan .................................................................... 62

III.4 Pekerjaan Laboratorium Awal ................................................. 62

III.4.1 Shieve Analysis Test (Analisa Saringan) ........................ 63

III.4.2 Atterberg Limit ............................................................... 63

III.4.3 Specific Gravity (Pengujian Berat Jenis) ........................ 64

III.4.4 Water Content (Pengujian Kadar Air) ............................ 64

III.4.5 Standard Compaction Test

(Pengujian Kompaksi Standar) ...................................... 65

III.5 Pengklasifikasian Tanah ........................................................... 65

III.6 Pencampuran denganPortland Cement.................................... 66

III.7 Pengujian Laboratorium Tanah yang Sudah Dicampur Semen 66

III.8 Analisa Hubungan Nilai Parameter Kompaksi denganIndex

Properties (Persen Butiran Halus dan Batas Cair) ................... 66

III.9 Kesimpulan Dan Saran ............................................................. 67


10/115

ix

BAB IV HASIL DAN ANALISA DATA

IV.1 Hasil Pengujian Laboratorium Sampel Tanah ........................... 69

IV.1.1 Distribusi NilaiAtterberg Limits Untuk Data Hasil

Pengujian Laboratorium ................................................. 71

IV.1.2 Distribusi Persentase Ukuran Butir Untuk Data Hasil

Pengujian Laboratorium ................................................. 72

IV.2 Hasil Pengujian Laboratorium Sampel Tanah Ditambah

Portland Cement ........................................................................ 73

IV.3 Hubungan Antara Nilai Parameter Kompaksi (Berat Isi Kering

Maksimum dan Kadar Air Optimum) Dengan NilaiIndex

Properties Tanah DitambahPortland Cement......................... 76

IV.3.5 Hubungan Tiga Variabel Antara Nilai Parameter

Kompaksi (Berat Isi Kering Maksimum) Dengan

Persen Butiran Halus (Fines), Nilai Batas Cair (LL)

Dan Penambahan Semen (PS) ........................................ 80

IV.3.6 Hubungan Tiga Variabel Antara Nilai Parameter

Kompaksi (Kadar Air Optimum) Dengan

Persen Butiran Halus (Fines), Nilai Batas Cair (LL)

Dan Penambahan Semen (PS) ........................................ 82

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan ................................................................................. 94

V.2 Saran ........................................................................................... 95

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 96


11/115

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Susunan jenis lapisan perkerasan jalan raya ........................... 8

Gambar 2.2 Dimensi mould danproctor standard..................................... 16

Gambar 2.3 Perbandinganproctor standard denganmodified .................. 16

Gambar 2.4 Smooth wheeled roller ............................................................ 18

Gambar 2.5 pneumatic-tired rollers ........................................................... 18

Gambar 2.6 Vibratory rollers ..................................................................... 19

Gambar 2.7 Vibrating plate compactors .................................................... 20

Gambar 2.8 Hubungan antara kadar air dan berat isi kering dengan

Beberapa jenis tanah yang dipadatkan ..................................... 23

Gambar 2.9 Batas-batas konsistensi atterberg............................................ 33

Gambar 2.10 Sifat khusus hubungan antara berat volume kering dan kuat

Tekan bebas, benda uji kubus 10 cm pada campuran

Tanah-semen ........................................................................... 45

Gambar 2.11 Bagan alir konsep perancangan campuran tanah-semen ........ 46

Gambar 2.12 Contoh grafik regresi .............................................................. 51

Gambar 2.13 MDD prediksi vs MDD lab .................................................... 55

Gambar 2.14 OMC prediksi vs OMC lab ..................................................... 55

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ............................................................ 61

Gambar 4.1 Distribusi nilai batas plastis dan indeks plastis dari data hasil

Pengujian laboratorium ............................................................ 72

Gambar 4.2 Distribusi persentase ukuran butir untuk data hasil pengujian

laboratorium ............................................................................. 73


12/115

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karakteristiksubgradetanah oleh AASHO ................................. 9

Tabel 2.2 Defenisi-defenisi dari parameter pemadatan (kompaksi) ............. 14

Tabel 2.3 Klasifikasi tanah sistem Unified Soil Classification System ........ 25

Tabel 2.4 Klasifikasi tanah sistemAASHTO ................................................ 26

Tabel 2.5 Deskripsi pengujian pemadatan standar ....................................... 27

Tabel 2.6 Deskripsi pengujian pemadatan modified..................................... 29

Tabel 2.7 Pembagian ukuran partikel tanah ................................................. 31

Tabel 2.8 Ukuran saringan yang biasanya digunakan untuk analisis

Ukuran partikel ............................................................................. 32

Tabel 2.9 Indeks plastisitas tanah ................................................................. 36

Tabel 2.10 Berat jenis tanah ......................................................................... 36

Tabel 2.11 Petunjuk awal untuk pemilihan metode stabilisasi ..................... 40

Tabel 2.12 Sampel tanah yang digunakan dalam membentuk persamaan ... 54

Tabel 2.13 Statistik hasil pengujian ............................................................. 56

Tabel 4.1 Hasil pengujian laboratorium sampel tanah .................................. 69

Tabel 4.3 Hasil pengujian laboratorium sampel tanah ditambah semen ....... 74

Tabel 4.5 Summary regresi berat isi kering maksimum dengan batas cair,

Persen butiran halus, dan penambahan semen............................... 81

Tabel 4.6 Koefisien regresi berat isi kering maksimum dengan batas cair,


Tabel 4.7 Summary regresi kadar air optimum dengan batas cair,



13/115

xii

Tabel 4.8 koefisienregresi kadar air optimum dengan batas cair,


Tabel 4.9 Rekapitulasi dan hasil estimasi nilai parameter kompaksi

Menggunakan tiga variabel yaitu persen butiran halus,

batas cair, dan penambahan semen ................................................ 84


14/115

xiii

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

d : Berat isi kering

MDD : Berat isi kering

d max : Berat isi kering maksimum

W : Kadar air

OMC : Kadar air optimum

Wopt : Kadar air optimum

ZAV : Kondisi tanah tanpa ada rongga udara (zero air void)

E : Energi Kompaksi

LL : Batas Cair (Liquid Limit)

PL : Batas Plastis (Plasic Limit)

PI : Indeks Plastisitas (Plasticity Index)

SL : Batas Susut (Shrinkage Limit)

SG : Berat Jenis (Specific Gravity)

CBR : Perbandingan bahan standar dengan California Bearing

Ratio

F : Persen Butiran Halus (Lolos ayakan no. 200)

PS : Penambahan Semen

Sr : Derajat Kejenuhan (Saturated degree)

AASHTO : American Assosiation of State Transportation Highway

Officials

USCS : Unified Soil Classification System

ASTM : American Standard Testing Material


15/115

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I Lembar Data Pengujian Sampel Tanah

Lampiran II Lembar Data Pengujian Sampel Tanah Dicampur Semen

Lampiran III Analisis Regresi dengan SPSS

Lampiran IV Dokumentasi


16/115

1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Umum

Subgradeatau tanah dasar merupakan pondasi 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. Kekuatan dan keawetan konstruksi

perkerasan jalan sangat tergantung pada sifat-sifat dan daya dukung tanah

dasar.

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. Proses kontrol kualitas dari bahan

timbunan untuk lapisansubgradeadalah penentuan nilai CBR laboratoraium

dan Index Plastisitas.

Oleh karena itu, pada perencanaan pembuatan jalan baru harus

diadakan pemeriksaan tanah yang teliti ditempat- tempat yang akan

dijadikan tanah dasar yang berfungsi untuk mendukung pengerasan jalan.

Pengujian kepadatan dengan menggunakan metode Sand Cone Test

(AASTHO T 191) atau(Dynamic Cone Penetrometer Test). Subgradeharus


17/115

2

mencapai minimal 100% dari kepadatan laboratorium dan 95% untuk

material granural.

I.2. Latar Belakang

Kepadatan Laboratorium (Compaction Test) ditentukan dengan

melakukan percobaan proctor AASTHO T-99 atau AASTHO T-180. Pada

beberapa contoh tanah dengan variasi kadar air yang berbeda. Parameter

dari kepadatan laboratorium (Compaction Test) sangat dibutuhkan untuk

melengkapi percobaan CBR laboratorium dan pengujian kepadatan di

lapangan (Sand Cone Test). Parameter yang di dapat berupa berat isi kering

maksimum dengan kadar air optimum.

Tanah lempung umumnya merupakan tanah lunak (Soft Soil) yang

mempunyai sifat mudah berubah kondisinya bila kena air. Pada waktu kadar

air sangat besar dapat berupa bubur tanah, pada kondisi kadar air sedang

dapat berada pada tanah lunak, pada keadaan kadar air sedikit tanah dapat

menjadi keras dan kondisi seperti tadi diikuti oleh perubahan volume sangat

besar, besar ke kecil, sehingga tanah lempung disebut juga tanah yang

memiliki kembang-susut yang potensial. Sifat tanah lunak adalah kekuatan

gesernya rendah, penurunannya besar, permeabilitasnya tinggi,

deformasinya relatif besar dan daya dukungnya rendah.

Pada beberapa jenis tanah, diperlukan stabilisasi untuk menaikkan

nilai daya dukungnya. Yang dimaksud dengan stabilisasi tanah adalah

pencampuran tanah dengan bahan tertentu, guna memperbaiki sifat-sifat

teknis tanah, atau dapat pula stabilisasi tanah adalah usaha untuk merubah


18/115

3

atau memperbaiki sifat-sifat teknis tanah agar memenuhi syarat teknis

tertentu. Proses stabilisasi tanah meliputi pencampuran tanah dengan tanah

lain untuk memperoleh gradasi yang diinginkan, atau pencampuran tanah

dengan bahan tambah buatan pabrik sehingga sifat-sifat teknis semakin baik.

Salah satu bahan tambah yang sering dipakai pada stabilisasi tanah adalah

semen (Portland Cement) dengan syarat tanah yang cocok untuk

distabilisasi dengan menggunakan Portland Cement memiliki nilai indeks

plastisitas 10 %.

Semen yang sering dipakai untuk bahan stabilisasi adalah Portland

Cement (PC) yaitu campuran bahan-bahan yang sebagian besar berisi kapur

(CaO), silika (SiO2), alumina (Al2O3) dan oksida besi (Fe2O3). Sifat semen

bila dicampur air akan menjadi ikatan dan mengeras karena proses reaksi

kimia sehingga membentuk suatu massa yang kuat dan keras yang sering

disebut Hydraulic Cementsehingga Portland Cement (PC) dapat dijadikan

pengikat hidraulis, dalam hal ini waktu ikat awal 1-3 jam.

Proses penentuan berat isi kering maksimum dan kadar air

optimum di laboratorium memerlukan bahan yang cukup banyak, operator

laboratorium yang handal serta menyita waktu. Sementara spesifikasi juga

mengisyaratkan program rutin kontrol kualitas untuk penentuan indeks

plastis dan gradasi yang relatif memerlukan bahan yang lebih sedikit dan

menghasilkan klasifikasi tanah/ bahan tertentu.(Muiz,1993)

Jika hasil klasifikasi ini bisa di gunkan untuk memprediksi berat isi

kering maksimum dan kadar air optimum dari suatu bahan subgrade maka

dapat dihemat waktu, tenaga dan biaya pada pelaksanaan pekerjaannya dan


19/115

4

dapat merupakan klarifikasi/cross check terhadap pekerjaan yang

dilakukan teknisi laboratorium.(Muiz,1993)

I.3. Perumusan Masalah Penelitian

Dalam penelitian ini akan dibahas tentang hubungan regresi dari

nilai parameter pemadatan laboratorium (berat isi kering maksimum dan

kadar air optimum) dengan data index properties tanah yaitu persen

butiran halus (lebih dari 50% lolos ayakan no 200) dan batas cair (liquid

limit) serta persen penambahan Portland Cement pada tanah yang

distabilisasi denganPortland Cement.

I.4. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengestimasi atau

memprediksi berat isi kering maksimum dan kadar air optimum bahan

yang dipergunakan untuk lapisan subgrade yang distabilisasi dengan

Portland Cement berdasarkan data data index properties tanah yaitu

persen butiran halus dan batas cair (liquid limit)serta persen penambahan

semen pada tanah yang distabilisasi dengan Portland Cement serta

membandingkannya dengan nilai kompaksi yang sebenarnya sehingga

didapat nilai kepercayaan terhadap model yang digunakan dalam

penelitian ini.


20/115

5

I.5. Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah sebagai bahan pertimbangan atau

acuan didalam mempersingkat waktu, tenaga dan biaya kontrol bahan

timbunan atau galian untuk lapisan subgrade pada proyek jalan raya,

mengingat bahwa spesifikasi yang berlaku pada proyek jalan raya tidak

mensyaratkan adanya analisa statistik dalam pelaksanaan.

I.6. Pembatasan Masalah

Pembatasan masalah pada penelitian ini adalah :

a.

Sampel tanah dibatasi mempunyai rentangplasticity index (PI) 0-15 %.

b.

Variabel yang dipakai pada analisa data adalah parameter kompaksi (berat

isi kering maksimum dan kadar air optimum), batas cair (LL), persen

butiran halus (FINES), dan persen penambahan semen.

c.

Persamaan yang dipakai pada analisa data dibatasi pada persamaan linier

berganda.

I.7 . Sistematika Penulisan

Untuk memperjelas tahapan yang dilakukan dalam studi ini,

penulisan tugas akhir ini dikelompokkan ke dalam 5 (lima) bab dengan

sistematika pembahasan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Merupakan bingkai studi atau rancangan yang akan dilakukan

meliputi tinjauan umum, latar belakang, perumusan masalah penelitian,


21/115

6

tujuan penelitian, manfaat penelitian, ruang lingkup penelitian dan

sistematika penelitian.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Merupakan kajian sebagai literatur serta kasil studi yang relevan

dengan pembahasan ini. Dalam bab ini akan diuraikan mengenaisubgrade,

data klasifikasi tanah (atterberg limits dan grain size analysis), pemadatan,

stabilisasi tanah denganPortland Cement serta literatur mengenai

hubungan pemadatan dengan persen butiran halus dan batas cair

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini berisikan tentang metode yang dipakai dalam penelitian ini,

termasuk pengambilan sampel, langkah penelitian, serta analisa data.

BAB IV HASIL DAN ANALISA DATA

Berisikan pembahasan mengenai hasil laboratorium yang telah

diperoleh, lalu dianalisa, sehingga dapat diperoleh kesimpulan model

persaaman.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Merupakan penutup yang berisikan tentang kesimpulan yang telah

diperoleh dari pembahasan pada bab sebelumnya, dan saran mengenai hasil

penelitian yang dapat dijadikan masukan.


22/115

7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Umum

Subgrade pada proyek jalan raya memegang peranan penting dalam

menentukan kualitas perkerasan jalan. Kekuatan dan keawetan konstruksi

perkerasan jalansangat tergantung pada sifat-sifat dan daya dukung tanah dasar.

Lapisan subgrade harus sesuai dengan spesifikasi perencanaan jalan raya

yang telah diatur didalam Spesifikasi Umum Bidang Jalan dan Jembatan Divisi 3

mengenai pekerjaan tanah yang diterbitkan oleh binamarga. Spesifikasi tersebut

menjelaskan tentang parameter bahan yang bisa digunakan untuk sebagai syarat

bahan lapisan subgrade. Disamping bahan yang digunakan, perlu diperhatikan

proses pemadatan dilapangan yang menggunakan alat-alat berat.

Proses pemadatan tentunya juga harus sesuai spesifikasi, agar kualitas

pemadatan dilapangan sesuai dengan perencanaan, yaitu 100% dari pemadatan di

laboratorium atau 95% untuk granural material. Pengujian kepadatan dapat

dilakukan dengan menggunakan Sand Cone Test (AASTHO T-19) atau Dynamic

Cone Penetrometer Test.

Pemadatan adalah suatu proses dimana udara pada pori-pori tanah

dikeluarkan dengan cara mekanis. Cara mekanis yang dipakai untuk

memadapatkan tanah dapat dilakukakan dengan berbagai cara. Di lapangan

biasanya dipakai cara menggilas, sedangkan di laboratorium dipakai cara dipukul

dengan Proctor. Untuk suatu jenis tanah yang dipadatkan dengan data pemadatan

tertentu dapat dicapai tergantung pada kadar air tanah tersebut.


23/115

8

Teori pemadatan tanah berusaha untuk menjelaskan hubungan antara kadar air

dengan berat isi kering yang diwakili oleh kurva pemadatan diperoleh dalam

pengujian laboratorium atau pemadatan lapangan. Banyak interpretasi dari

fenomena dasar telah diajukan sejak Proctor (1933) melakukan studi untuk

pertama kali. Mereka mulai dengan konsep pelumasan dan melanjutkan untuk

memeriksa air pori dan tekanan udara, dan akhirnya struktur mikro-tanah.

Masing-masing teori memiliki kelebihan, meskipun mungkin harus ditempatkan

dalam konteks keadaan perkembangan mekanika tanah diwaktu, jenis tanah dan

metode pemadatan yang digunakan dalam memperoleh data eksperimen.

II.2. Lapisan Dasar Jalan (Subgrade)

Subgrade adalah tanah dasar di bagian bawah lapis perkerasan jalan.

Lapisan tanah dasar dapat berupa tanah asli yang dipadatkan jika tanah aslinya

baik atau tanah urugan yang didatangkan dari tempat lain atau tanah yang

distabilisasi dan lain lain.

Gambar 2.1.Susunan Jenis Lapisan Perkerasan Jalan Raya


24/115

9

II.2.1. Karakteristik Bahan yang Digunakan Sebagai Subgrade

Pemilihan bahan yang digunakan sebagai subgrade harus melalui tahap

pengujian laboratorium Secara umum ada tiga sifat tanah yang harus diuji

dilaboratorium untuk memenuhi persyaratan bahansubgrade, yaitu:

1. Jenis dan Klasifikasi tanah.

2. Besarnya nilai CBR (California Bearing Ratio).

3. Nilai PI (Plasticity Index)yang ada pada sampel tanah.

4.

Pengujian untuk mengetahui tanah ekspansif (determining expansive

soil and remedial actions).

AASHO (American Association of Highway and Transportation Officials)

memberikan standar kriteria bahansubgrade sebagian berikut :

Tabel 2.1. Karakteristiksubgradetanah oleh AASHO


25/115

10

Sementara itu spesifikasi umum bidang jalan dan jembatan memberikan

syarat bahan/material untuk digunakan sebagai bahan subgrade adalah sebegai

berikut :

1. OL, OH, Pt tidak boleh digunakan.

2. GW, GP, GM, GC, SW, SP, SM, SC bisa digunakan dengan syarat

harus keras dan tidak memiliki sifat khas.

3. CH, MH dan A-7-6 tidak untuk dipergunakan 30 cm dibawah dasar

perkerasan , kecuali mencapai CBR 6% setelah perendaman 4 hari bila

dipadatkan 100% kepadatan kering maksimum.

4.

Tanah ekspansif dengan nilai aktif >1,25 tidak boleh digunakan.

II.2.2. Prosedur Pekerjaan Lapisan Subgrade

Sebelum kegiatan penghamparan perkerasan dilakukan, bagian subgrade harus

sudah dalam keadaan siap (kuat, padat, bersih dan dibentuk sesuai rencana).

Langkah-langkah pelaksanaannya:

1. Apabila tanah exsisting lebih tinggi dari elevasi rencana, maka

dilakukan pekerjaan galian. Sedangkan apabila tanah exsisting lebih

rendah dari elevasi rencana, maka dilakukan pekerjaan timbunan.Pada

pekerjaan galian, tanah dasar dibentuk permukaan tanahnya dengan

cara mengupas dengan cangkul.

Pekerjaan galian dimaksudkan untuk mendapatkan bagian

tanah dasar (subgrade)yang akan menentukan kekuatan dari

susunan perkerasan di atasnya yang sesuai dengan rencana

struktur.


26/115

11

Pada pekerjaan timbunan, bagian-bagian yang harus

ditimbun sampai mencapai ketinggian yang ditentukan, harus

ditimbun menggunakan tanah timbunan yang cukup baik,

bebas dari sisa (rumput/akar-akar lain-lainya). Penimbunan

harus dilakukan lapis demi lapis. Tebal maksimal hamparan

30 cm setiap lapisan. Kemudian tanah tersebut dilembabkan

sebelum dilakukan pemadatan.

2. Pemadatan lapisansubgrademenggunakan Vibrator Rolleratau Static

Roller (sambil diberi air secukupnya untuk mencapai kadar air

optimum).

3. Setelah pemadatan tanah dasar selesai, lalu dilakukan perataan

menggunakanMotor Grader.

II.3. Teori Pemadatan Tanah

Pemadatan tanah (earthwoks compaction)adalah proses mekanis dimana sejumlah

tanahyang terdiri dari partikel padat (solid particles), air dan udara direduksi

volumenya dengan menggunakan beban. Beban tersebut dapat berupa beban yang

bergerak (rolling), beban yang dipukulkan (tamping) maupun beban yang

digetarkan (vibrating). Kepadatan didapat dengan keluarnya udara dari antara

butiran tanah dimana proses ini merupakan kebalikan dari proses konsolidasi yang

merupakan keluarnya air dari antara butir-butir tanah

Semua material yang digunakan untuk lapisan subgrade pada konstruksi jalan

raya harus dipadatkan. Pemadatan juga harus sesuai dengan Spesifikasi Umum


27/115

12

agar dapt menghasilkan kondisi lapisan subgrade yang bagus. Tujuan pemadatan

tersebut ialah:

a.

Meningkatkan kepadatan (density).

b. Meningkatkan stabilitas.

c. Meningkatkan kekuatan tahanan (bearing strength) subgrade.

d. Mengurangi sifat kemudahan ditembus oleh air (permeability).

e. Mengurangi potensi likuifaksi.

f.

Mencegah erosi.

Secara umum, semakin tinggi derajat pemadatannya maka akan semakin

kemampuannya menahan gaya geser (shearing force) semakin rendah

penurunannya. Namun demikian, Capper dan Cassie (1969) menyatakan bahwa

apabila dibandingkan kekuatan geser dan kadar air tanah pada kondisi kepadatan

tertentu, akan diperoleh nilai kekuatan geser tertinggi dicapai pada saat kadar air

dibawah kondisi optimum pada pemadatan yang maksimum.

Beberapa terori yang menerangkan proses pemadatan adalah sebagai berikut :

1. Teori lubrikasi (pelumas)

Penambahan air yang berfungsi sebagai pelumas akan memudahkan

partikel tanah untuk bergerak saling mendekat. Berat isi kering tanah

akan semakin tinggi dengan semakin banyaknya air yang ditambahkan

sampai mencapai kadar air optimum. Setelah mencapai kadar air

optimum, penambahan kadar air akan mengisi pori yang telah diisi

butiran tanah sehingga berat isi kering akan menurun. Hubungan antara

kadar air dan berat isi kering tersebut dapat dilihat pada Grafik 2.1


28/115

13

Grafik 2.1 Hubungan berat isi kering dengan kadar air setelah dipadatkan

2.

Teori tegangan efektif

Menurut tegangan efektif, tanah memadat untuk melawan tekanan

pemadatan.Bertambah padatnya tanah terdebut dibarengi dengan

meningkatnya kuat geser. Peningkatan kuat geser tersebut diakibatkan

oleh bertambahnya tegangan keliling dari sekeliling tanah dan

menurunnya tegangan air pori yang diikuti oleh terjadinya regangan

geser yang besar. Proses bertambah padatnya tanah akan berhenti saat

daya dukung tanah sama dengan tekanan pemadatan.

Proses pemadatan umumnya sulit untuk dilakukan dan bahkan lebih

sulituntuk mengukur parametermya. Tanpa metode yang efektif untuk mengukur

pemadatan tanah, sulituntuk menilai apakah tanah telah mencapai kepadatan


29/115

14

maksimum atau belum.Besarnya kepadatan tanah, biasanya dinyatakan dalam

nilai berat isi kering (d)

Tabel 2.2 Defenisi-definisi dari parameter pemadatan (kompaksi)

Istilah Defenisi

Pemadatan

Pemadatan adalah suatu proses dimana

udara pada pori-pori tanah dikeluarkan

dengan cara mekanis

Berat isi kering maksimum

(MDD)

Kepadatan yang didapat dari pemadatan

tanah dengan daya pemadatan tertentu

pada kadar air optimum (wopt)

Kadar air optimum (OMC)Kadar air yang menghasilkan nilai

kepadatan maksimum (d max)

Zero Air Void

Kondisi dimana pori-pori tanah tidak

mengandung udara sama sekali

sehingga tercapai berat volumemaksimum

Untuk memastikan apakah pemadatan dilapangan sudah sesuai dengan

spesifikasi maka perlu diuji di lapangan, kemudian sampel dibawa ke

laboratorium agar dapat diketahui nilai kepadatannya. Menurut spesifikasi umum

kepadatan dilapangan harus mencapai 100% dari pemadatan di laboratorium dan

95% untuk material granural. Jika hal kondisi tersebut tidak tercapai maka

pemadatan dinyatakan gagal atau tidak memenuhi syarat spesifikasi.


30/115

15

II.3.1. Pemadatan Di Laboratorium

Percobaan pemadatan tanah di laboratorium dikenal sebagai proctor test

yang telah distandarisir di AASHTO T-99 dan ASTM D-698 dan dikenal sebagai

standard proctor test. Standard proctor testini menggunakan 25 pukulan pemadat

seberat 5.5 lbs yang dijatuhkan pada ketinggian 1 ft pada masing-masing lapisan

tanah yang diletakkan pada cetakan (mold), dimana cetakan tersebut berisi tiga

lapis tanah. Usaha pemadatan dalam standard Proctor test ini secara kasar

sebanding dengan usaha alat pemadat ringan (light rollers) pada pemadatan tanah

di lapangan.

Pada saat ini dengan berkembangnya peralatan pemadatan dilapangan

maka di laboratorium ada modified proctor test. modified proctor test ini

menggunakan 25 pukulan pemadat seberat 10 lbs yang dijatuhkan pada ketinggian

18 in pada masing-masing lapisan tanah yang diletakkan pada cetakan (mold)

yang berisi 5 lapis tanah. Modified proctor test ini telah distandarisir dalam

AASHTO T-180. Usaha pemadatan dalam modified Proctor test ini secara kasar

sebanding dengan usaha alat pemadat berat (heavy rollers) pada pemadatan tanah

di lapangan. Penjelasan tentang pemadatan standard dan modified dapat dilihat

pada Bab II.4.2. Metode Pemadatan.


31/115

16

Gambar 2.2. Dimensi mould danproctor standard

Gambar 2.3. Perbandinganproctor standardengan modified


32/115

17

II.3.2. Pemadatan Di Lapangan

Untuk pekerjaan pelaksanaan pemadatan dilapangan kita perlumemilih alat

pemadat yang digunakan. Untuk pemadatan tanah sebagai badan jalan/subgrade

maka pada umumnya digunakan vibratory roller. Alat ini cocok digunakan untuk

pemadatan granular material (material berbutir). Selain vibratory roller ada

beberapa alat yang dipakai untuk memadatkan tanah maupun batu-batuan. Secara

garis besar alat pemadat dibagi menjadi 3 group :

1.

Rollers, termasuk didalamnya smooth-wheeled, pneumatic-tired,

tamping rollersjuga pemadatan oleh beban lalu lintas kendaraan.

2.

Vibrators, termasuk didalamnya rollersdanplates.

3. Rammers, termasuk didalamnya power rammers, tampersdan falling

weight.

Smooth-wheeled rollers, alat ini juga sering dipakai untuk memadatkan

tanah. Biasanya mempunyai 3 roda dari drum besi atau tandem yang mempunyai

mesin sendiri untuk bergerak atau berbentuk roda tunggal yang ditarik dengan

traktor. Beratnya antara 1,7 hingga 17 ton dan dapat diperberat lagi dengan

mengisi pasir atau air di roda besinya. Beban yang terpakai dibagi selebar

rodanya. Kecepatan bergeraknya antara 2,5 sampai 5 km/jam.

Pneumatic-tired rollers, alat ini mempunyai mesin untuk bergerak sendiri.

Mempunyai 2 sumbu dengan roda dari karet, dimana jumlah roda depan dan

belakang berselisih satu dan letak roda depan belakang berselang-seling hingga

yang tidak terinjak oleh roda depan dapat terinjak oleh roda belakang demikian

sebaliknya.Kecepatan bergeraknya berkisar 1,6 hingga 24 km/jam.


33/115

18

Gambar 2.4. Smooth Wheeled Roller

Gambar 2.5.Pneumatic-tired rollers


34/115

19

Vibratory rollers atau sering disebut vibro saja, mempunyai kisaran berat

0,5 hingga 17 ton, yang mempunyai sumbu tunggal (1 roda) biasanya ditarik

traktor sedangkan yang mempunyai mempunyai sumbu ganda menggunakan

mesin sendiri untuk bergerak. Frekuensi getarannya tergantung pabrik

pembuatnya namun untuk yang besar berkisar antara 20 hingga 35 Hz (Hertz) dan

40 hingga 75 Hz untuk vibratory roller yang kecil. Pada umumnya alat bisa disetel

getarannya ke 3 posisi: kecil, menengah dan besar. Untuk alat yang ditarik traktor

kecepatannya 1,5 hingga 2,5 km/jam sedangkan untuk alat yang bergerak sendiri

kecepatannya 0,5 hingga 1 km/jam. Apabila sedang menggetarkan rodanya maka

kecepatannya semakin rendah.

Gambar 2.6 Vibratory rollers

Vibrating plate compactors, alat ini sering disebutstamper. Mempunyai

kisaran berat 100 kg hingga 2 ton dan luasan pelat antara 0,16 m2hingga 1,6 m2.

Alat ini cocok untuk memadatkan luasan yang kecil atau tempat yang terbatas

untuk dipadatkan.


35/115

20

Gambar 2.7 Vibrating plate compactors

Sesudah menetapkan peralatan yang digunakan untuk pekerjaan

pemadatan di lapangan, maka sebelum melaksanakan pekerjaan pemadatan

tersebut biasanya diadakan percobaan pemadatan di lapangan (trial compaction

test). Maksud dari trial compaction testadalah:

1. Untuk mendapatkan jumlah lintasan yang diperlukan untuk

memadatkan tanah hingga tanah menjadi padat, sesuai dengan hasil

test CBR di laboratorium atau spesifikasi.

2.

Untuk mendapatkan ketebalan pemadatan yang sesuai dengan yang

disarankan oleh spesifikasi. Pada umumnya ketebalan jadi (setelah 56

dipadatkan) adalah 20 cm, sehingga untuk ketebalan saat ditebarkan

(loose condition) berkisar antara 22 cm hingga 23 cm.


36/115

21

Pelaksanaan trial compaction testsebagai berikut: Tebarkan tanah selebar

1,5 hingga 2 kali lebar roda alat pemadat sepanjang 50 m sampai 75 m. Buat

ketebalan bervariasi dan gilas dengan vibratory roller8 x, 10 x dan 12 x lintasan.

Satu kali lintasan adalah satu kali gerakan maju dan mundur alat pemadat. Ambil

waterpass dan ukur ketebalan setelah 8 x, 10 x dan 12 x lintasan dan catat

penurunannya. Akhirnya hasil pemadatan diuji dengan alat uji kepadatan yaitu

dengan metode sand replacement testatau dikenal dengan nama sand cone test.

Catat kondisi mana yang paling ekonomis sebagai pedoman pelaksanaan

berikutnya.

II.4. Faktor Faktor yang Mempengaruhi Pemadatan (Kompaksi)

Pemadatan tanah dapat berbeda-beda walaupun sampel yang digunakan

dalam kondisi yang hampir sama. Hal ini terjadi karena proses pemadatan

dipengaruhi oleh berbagai faktor utama. Faktor-faktor tersebut adalah :

1. Jenis tanah.

2. Energi pemadatan.

3. Metode pemadatan.

4. Berat isi kering.

5.

Kadar air.

II.4.1. Jenis Tanah

Penentuan jenis tanah adalah hal yang pertama dilakukan dalam proses

pemadatan. Dengan mengetahu jenis tanah, akan didapakan gradasi tanah yang

memberikan gambaran awal mengenai berat isi kering tanah tersebut. Tanah yang


37/115

22

memiliki gradasi yang tinggi memiliki berat isi kering yang tinggi dan memiliki

puncak yang lebih tajam, sedangkan tanah yang bergradasi rendah, menghasilkan

puncak kurva yang mendatar dan berat isi kering yang rendah (Olsen,1963).

Tanah granural dipandang paling mudah penanganannya untuk pekerjaan

lapangan. Material ini mampu memberikan kuat geser yang tinggi dengan sedikit

perubahan volume setelah dipadatkan. Permeabilitas tanah granural yang tinggi

dapat menguntungkan ataupun merugikan.

Tanah lanau yang dipadatkan umumnya akan stabil dan mampu

memberikan kuat geser yang cukup dan sedikit mengalami perubahan volume.

Tetapi, tanah lanau sangat sulit dipadatkan bila dalam keaadaan basah karena

permeabilitasnya rendah.

Tanah lempung yang dipadatkan dengan cara yang benar akan

memberikan kuat geser yang tinggi. Stabilitas terhadap sifat kembang-susut

tergantung dari jenis kandungan mineralnya. Sebagai contoh, lempung

montmorillonite akan mempunyai kecenedrungan yang lebih besar terhadap

perubahan volume dibandingkan dengan jenis kaolinite. Lempung padat

mempunyai permeabilitas yang rendah dan tanah ini tidak dapat dipadatkan

dengan baik pada waktu basah. Bekerja dengan tanah lempung yang basah akan

mengalami banyak kesulitan.

Kebanyakan klasifikasi tanah menggunakan tipe pengujian yang sangat

sederhana untuk menentukan karakteristik tanahnya. Karakteristik tersebut

digunakan untuk menentukan kelompok klasifikasinya. Umumnya klasifikasi

tanah didasarkan atas ukuran partikel yang diperoleh dari analisa saringan dan


38/115

23

plastisitasnya. Sekarang, terdapat dua sistem klasifikasi tanah yang umum yang

dapat digunakan yaitu Unified Soil Classification SystemdanAASHTO.

Gambar 2.8 Hubungan antara kadar air dan berat isi kering dengan beberapa

jenis tanah yang telah dipadatkan (HoltzandKovacs,1981;Das,1998)

Pada sistem Unified, suatu tanah diklasifikasikan ke dalam tanah

berbutir kasar (kerikil dan pasir) kurang dari 50 % lolos saringan nomor 200 dan

sebagai tanah berbutir halus (lanau dan lempung) jika lebih dari 50 % lewat

saringan nomor 200. Simbol-simbol yang digunakan dalam sistem klasifikasi ini

diantaranya :


39/115

24

G = kerikil (gravel)

S = pasir (sand)

C = lempung (clay)

M = lanau (silt)

O = lanau atau lempung organic (organic silt or clay)

W = bergradasi baik (well-graded)

P = bergradasi buruk (poor-graded)

L = plastisitas rendah (low-plasticity)

H = plastisitas tinggi (high-plasticity)


40/115

25

Tabel 2.3. Klasifikasi Tanah Sistem Unified Soil Classification System


41/115

26

Sistem AASHTO (American Association of State Highway Transportation

Official) berguna untuk menentukan kualitas tanah dalam perencanaan timbunan

jalan, subbase dan subgrade. Sistem AASHTO membagi tanah ke dalam 7

kelompok, A-1 sampai dengan A-7. Tanah dalam tiap kelompok dievaluasi

terhadap indeks kelompoknya yang dihitung dalam rumus empiris. Pengujian

yang digunakan hanya berupa analisa saringan dan nilai batas-batasAtterberg.

Tabel 2.4. Klasifikasi Tanah SistemAASHTO

II.4.2. Metode Pemadatan

Metode pemadatan tergantung kepada jenis pemadatan yang akan dilakukan, ada

pemadatan di lapangan dan pemadatan di laboratorium. Pemadatan di lapangan

umumnya menggunakan alat-alat berat seperti : Three Wheel Roller, Tandem

Roller, Pneumatik Tired Roller (PTR)dan lain-lain.


42/115

27

Terdapat dua metode pengujian pemadatan di laboratorium, yaitu :

1. Pemadatan Standar (ASTM D-698,AASHTO T-99)

2.

Pemadatan Modifikasi (ASTM D-698,AASHTO T-180)

Tabel 2.5. Diskripsi pengujian pemadatan standar

Tabel 2.6. Deskripsi pengujian pemadatan modified

II.4.3. Energi Pemadatan

Proses pemadatan dipengaruhi oleh hubungan antara berat isi kering dengan kadar

air. Energi pemadatan yang lebih besar akan menghasilkan kondisi tanah yang

lebih padat. Energi pemadatan bergantung kepada beberapa faktor seperti berat


43/115

28

penumbuk, tinggi jatuh penumbuk, jumlah tumbukan perlapisan dan jumlah

lapisan.

Hubungan antara energi pemadatan (E) untuk proctor standard dengan factor-

faktor yang yang mempengaruhinya dapat ditulis sebagai berikut :

atau

II.4.4. Berat Isi Kering

Kadar air yang terdapat didalam tanah dan derajat pemadatan akan mempengaruhi

berat isi kering tanah tersebut. Tanah yang belum mengalami pemadatan

mempunyai berat isi kering yang rendah dan angka pori yang tinggi, sedangkan

tanah yang telah dipadatkan akan mempunyai berat isi kering yang tinggi dan

angka pori yang rendah.

Derajat kepadatan tanah dinyatakan dalam istilah berat isi kering, yaitu

perbandingan berat butiran tanah dengan volume total tanah. Berat volume tanah

dapat dinyatakan dalam persamaan

Dimana :

= Berat isi kering tanah (gr/cm3)

= Berat isi basah tanah (gr/cm3)

= kadar air tanah (%)


44/115

29

Pertambahan dan pengurangan nilai kepadatan kering tergantung kepada kadar air

dalam sampel tanah, berat pemadatan dan tenaga pemadatan (Redzuan,2003).

Berdasarkan defenisi diatas nilai hanya dipengaruhi oleh kadar air saja.Walaupun demikian masih ada korelasi antara kepadatan kering dengan parameter

tanah yang lain-lain.

Pada umumnya, penambahan air akan memenuhi ruang antar partikel yang

sebelumnya dipenuhi udara. Disamping itu, air juga akan merespon dengan

partikel tanah dan menambah kemampuan tanah. Peningkatan kemampuan tanah

akan mengurangi sifat kaku tanah untuk dipadatkan dan menghasilkan berat isi

kering yang lebih tinggi, sedangkan penambahan volume air yang terlalu besar

akan menyebabkan sebagian volume tanah akan dipenuhi air dan akan

mengurangi berat isi kering tanah (Craig,1993)

Selain persamaan diatas terdapat persamaan lain dalam menentukan berat isi

kering tanah pada kondisi tanpa rongga udara (zero air void) yaitu :

Dimana :

= Berat isi kering tanahZAV(gr/cm3)

w = Berat isi air (gr/cm3)

= Berat jenis tanah

= kadar air

II.4.5. Kadar Air

Kadar air tanah atau dapat dinotasikan menjadi w dapat didefinisikan sebagai

perbandingan antara berat air () dengan berat butiran () dalam tanah tersebut


45/115

30

yang dinyatakan dalam satuan persen. Kadar air tanah (w) dapat dinyatakan dalam

persamaan :

Dengan peningkatan kadar air, partikel tanah menciptakan lapisan air disekeliling

partikel tanah tersebut, sehingga lapisan air ini menjadi pelican/pelumas, sehingga

lebih mudah untuk digerakkan. Kondisi ini disebut dry side optimum dan

mengakibatkan peningkatan kepadatan. Pada saat kondisi kadar air optimum (Wopt)

nilai kepadatan yang diperoleh adalah kepadatan maksimum, nilai kepadatannya tidak

akan meningkat lagi.

Pada saat kadar air ditingkatkan maka air akan mulai menggantikan posisi partikel

tanah, karena berat isi air lebih kecil daripada berat isi tanah, sehingga nilai

pemadatan akan berkurang. Kondisi terebut dinamakan wet side optimum.

II.5. Sifat Fisik Tanah (I ndex Properties)

Sifat-sifat fisik tanah (index properties) menunjukkan sifat-sifat tanah yang

mengindikasikan jenis (klasifikasi) dan kondisi tanah, serta memberikan

hubungan terhadap sifat-sifat mekanis (engineering properties) seperti kekuatan

dan pemampatan atau kecenderungan untuk mengembang, dan permeabilitas.

Sifat-sifat fisik tanah (index properties) adalah berupa : kadar air, berat jenis,

gradasi butiran, konsistensi atterberg dan lain-lain.

Didalam penelitian akan dibahas mengenai index properties yaitu ukuran partikel

tanah dan plastisitas tanah. Kedua nilai index properties tersebut kemudian akan

digunakan untuk dalam mengestimasi nilai parameter kompaksi.


46/115

31

II.5.1 Ukuran Partikel Tanah

Sifat-sifat tanah sangat bergantung pada ukuran butirannya. Besarnya butiran

dijadikan dasar untuk pemberian nama dan klasifikasi tanahnya. Oleh karena itu

analisa butiran ini merupakan pengujian yang sangat sering dilakukaka.

Ada sejumlah sistem klasifikasi ukuran butir yang dipakai, dalam menentukan

pembagian ukuran butiran. Pembagian ukuranbutir dari beberapa institusi dapat

dilihat dalam tabel dibawah ini

Tabel 2.7. Pembagian ukuran partikel tanah

Nama InstitusiUkuran butiran (mm)

Kerikil Pasir Lanau Lempung

Massachusetts Institute

of Technologi (MIT)>2 20,06 0,060,002 2 20,05 0,050,002


47/115

32

Ada dua metode yang umum digunakan untuk memberikan informasi ukuran

partikel tanah, yaitu : (1) analisis saringan (sieving analysis), dan (2) analisis

pengendapan (sedimentation atau hydrometer analysis). Analisis saringan

digunakan untuk tanah berbutir kasar, sedangkan prosedur pengendapan

digunakan untuk analisis tanah berbutir halus.

Penyaringan merupakan metode yang biasanya secara langsung untuk

menentukan ukuran partikel dengan didasarkan pada batas-batas bawah ukuran

lubang saringan yang digunakan. Batas terbawah dalam saringan adalah ukuran

terkecil untuk partikel pasir. Ukuran saringan yang umum digunakan untuk

menentukan ukuran partikel tanah disajikan dalam tabel dibawah ini

Tabel 2.8 Ukuran saringan yang biasanya digunakan untuk analisis ukuran

partikel

Untuk tanah yang berbutir halus (fined grained)digunakan analisa endapan yang

mengacu kepada hukum Stoke mengenai penurunan (settlement), yaitu bola-bola


48/115

33

kecil didalam suatu cairan akan menurun pada kecepatan-kecepatan yang berbeda

tergantung kepada ukuran bola itu.

II.5.2 Batas-Batas Atterberg

Suatu hal yang penting pada tanah berbutir halus adalah sifat plastisitasnya.

Plastisitas disebabkan oleh adanya partikel mineral lempung dalam tanah yang

dapat digambarkan sebagai kemampuan tanah dalam menyesuaikan perubahan

bentuk pada volume yang konstan tanpa adanya retak ataupun remuk.

Plastisitas suatu tanah bergantung pada kadar airnya sehingga tanah

memungkinkan menjadi berbentuk cair, plastis, semi padat atau padat. Konsistensi

suatu tanah bergantung pada gaya tarik antara partikel mineral lempungnya.

Atterberg(1911) memberikan cara untuk menggambarkan batas-batas konsistensi

dari tanah berbutir haslu dengan mempertimbangkan kandungan kadar airnya.

Batas-batas tersebut adalah batas cair, batas plastis dan batas susut. Hal ini dapat

dilihat dalam gambar dibawah ini.

Gambar 2.9 Batas-batas Konsistensi Atterberg


49/115

34

II.5.2.1 Batas Cair (Li quid Limit)

Batas cair (liquid limit) dapat didefinisikan sebagai kadar air tanah pada batas

antara keadaan cair dan keadaan plastis yakni batas atas dari daerah plastis. Batas

cair ditentukan dari pengujian Casagrande (1948), yakni dengan menggunakan

cawan yang telah dibentuk sedemikian rupa yang telah berisi sampel tanah yang

telah dibelah olehgrooving tooldan dilakukan dengan pemukulan sampel dengan

jumlah dua sampel dengan pukulan diatas 25 pukulan dan dua sampel dengan

pukulan dibawah 25 pukulan sampai tanah yang telah dibelah tersebut menyatu.

Hal ini dimaksudkan agar mendapatkan persamaan sehingga didapatkan nilai

kadar air pada 25 kali pukulan.

II.5.2.2Batas Plastis (Plastic L imi t)

Batas plastis (Plastic Limit) dapat didefinisikan sebagai kadar air tanah pada

kedudukan antara daerah plastis dan semi padat, yaitu persentase kadar air di

mana tanah dengan diameter silinder 3,2 mm (1/8 in) mulai mengalami retak-retak

ketika digulung.

II.5.2.3Batas Susut (Shri nkage L imi t)

Batas susut (Shrinkage Limit) dapat didefinisikan sebagai kadar air tanah pada

kedudukan antara daerah semi padat dan padat, yaitu persentase kadar air di mana

pengurangan kadar air selanjutnya mengakibatkan perubahan volume tanahnya.

Percobaan batas susut dilaksanakan dalam laboratorium dengan cawan porselin

diameter 44,4 mm dengan tinggi 12,7 mm. Bagian dalam cawan dilapisi oleh

pelumas dan diisi dengan tanah jenuh sempurna yang kemudian dikeringkan


50/115

35

dalam oven. Volume ditentukan dengan mencelupkannya dalam air raksa. Batas

susut dapat dinyatakan dalam persamaan

{ } (2.6)

Dengan :

= berat tanah basah dalam cawan percobaan (gr)

= berat tanah kering oven (gr)

= volume tanah basah dalam cawan ()

= volume tanah kering oven ()= berat isi air

II.5.2.3Indeks Plastisitas (Plasticity Index)

Indeks Plastisitas (IP) adalah selisih batas cair dan batas plastis.Adapun rumusan

dalam menghitung besaran nilai indeks plastisitas adalah seperti yang ditunjukkan

pada rumusan dibawah.

PI = LL - PL (2.7)

Indeks plastisitas akan merupakan interval kadar air di mana tanah masih bersifat

plastis. Karena itu, indeks plastisitas menunjukkan sifat keplastisitasan tanah

tersebut. Jika tanah mempunyai interval kadar air daerah plastis yang kecil, maka

keadaan ini disebut dengan tanah kurus, kebalikannya jika tanah mempunyai

interval kadar air daerah plastis yang besar disebut tanah gemuk.


51/115

36

Tabel 2.9 Indeks Plastisitas Tanah (Hardiyatmo,2002, Mekanika Tanah 1)

PI Sifat Macam tanah Kohesi

0 NonPlastis Pasir NonKohesif

< 7 Plastisitas Rendah Lanau Kohesif Sebagian

7 - 17 Plastisitas SedangLempung

berlanauKohesif

> 17 Plastisitas Tinggi Lempung Kohesif

II.5.3 Berat Jenis

Berat jenis adalah angka perbandingan antara berat isi butir tanah dan berat isi air

suling pada temperatur dan volume yang sama.

Tabel 2.10 Berat Jenis Tanah (Hardiyatmo, H.C, 2002, Mekanika Tanah 1)

Macam Tanah Berat Jenis

Kerikil 2,65 - 2,68

Pasir 2,65 - 2,68

Lanau tak organik 2,62 - 2,68

Lempung organic 2,58 - 2,65

Lempung tak organik 2,68 - 2,75

Humus 1,37

Gambut 1,25 - 1,80

II.6 Stabilisasi Tanah

Dalam pengertian luas, yang dimaksud stabilisasi tanah adalah

pencampuran tanah dengan bahan tertentu, guna memperbaiki sifat-sifat teknis

tanah, atau dapat pula, stabilisasi tanah adalah usaha untuk merubah atau

memperbaiki sifat-sifat teknis tanah agar memenuhi syarat teknis tertentu.


52/115

37

Proses stabilisasi tanah meliputi pencampuran tanah dengan tanah lain

untuk memperoleh gradasi yang diinginkan, atau pencampuran tanah dengan

bahan tambah buatan pabrik, sehingga sifat-sifat teknis tanah menjadi lebih baik.

Guna merubah sifat-sifat teknis tanah, seperti : kapasitas dukung, kompresibilitas,

permeabilitas, kemudahan dikerjakan, potensi pengembangan dan sensitifitas

terhadap perubahan kadar air, maka dapat dilakukan dengan cara penanganan dari

yang paling mudah, seperti pemadatan sampai teknik yang lebih mahal, seperti:

mencampur tanah dengan semen, kapur, abu terbang, injeksi semen (grouting) dan

lain-lain.

Dalam pembangunan perkerasan jalan, stabilisasi tanah didefinisikan

sebagai perbaikan material jalan lokal yang ada, dengan cara stabilisasi mekanis

atau dengan cara menambahkan suatu bahan tambah (additive) ke dalam tanah.

Dalam perancangan perkerasan jalan, kualitas setiap lapisan pembentuk

perkerasan harus memenuhi syarat tertentu. Setiap komponen lapis perkerasan

harus mampu menahan geseran, lendutan berlebihan yang menyebabkan retaknya

lapisan diatasnya dan mencegah deformasi permanen yang berlebihan akibat

memadatnya material penyusun. Jika material tanah distabilisasi, maka

kualitasnya menjadi bertambah dan kemampuan lapisan tersebut dalam

mendistribusikan beban ke area yang lebih luas juga bertambah, sehingga

mereduksi tebal lapisan perkerasan yang dibutuhkan.

II.6.1. Tipe-Tipe Stabilisasi

Umumnya, stabilisasi tanah dapat dibagi menjadi dua, yaitu :

1. Stabilisasi mekanis.


53/115

38

2. Stabilisasi dengan bahan tambah.

II.6.1.1. Stabilisasi Mekanis

Stabilisasi mekanis atau stabilisasi mekanikal dilakukan dengan cara

mencampur atau mengaduk dua macam tanah atau lebih yang bergradasi berbeda

untuk memperoleh material yang memenuhi syarat kekuatan tertentu.

Pencampuran tanah ini dapat dilakukan di lokasi proyek, di pabrik, atau di tempat

pengambilan bahan timbunan (borrow area). Material yang telah dicampur ini,

kemudian dihamparkan dan dipadatkan di lokasi proyek. Stabilisasi mekanis dapat

juga dilakukan dengan cara menggali tanah buruk ditempat dan menggantinya

dengan material granuler dari tempat lain.

II.6.1.2. Stabilisasi Dengan Menggunakan Bahan Tambah

Bahan tambah (additives) adalah bahan hasil olahan pabrik yang bila

ditambahkan kedalam tanah dengan perbandingan yang tepat akan memperbaiki

sifat-sifat teknis tanah, seperti kekuatan, tekstur, kemudahan dikerjakan

(workability), dan plastisitas. Contoh-contoh bahan tambah adalah kapur, semen

portland, abu terbang (fly ash), aspal (bitumen), dan lain-lain.

Stabilisasi dengan menggunakan bahan tambah atau sering disebut juga

stabilisasi kimiawi bertujuan untuk memperbaiki sifat-sifat teknis tanah dengan

cara mencampur tanah dengan menggunakan bahan tambah dengan perbandingan

tertentu. Perbandingan campuran bergantung pada kualitas campuran yang

diinginkan. Jika pencampuran hanya dimaksudkan untuk merubah gradasi,

plastisitas tanah, dan kemudahan dikerjakan, maka hanya memerlukan bahan


54/115

39

tambah yang sedikit. Namun, bila stabilisasi dimaksudkan untuk merubah tanah

agar mempunyai kekuatan yang tinggi, maka diperlukan bahan tambah yang lebih

banyak. Material yang telah dicampur dengan bahan tambah ini harus

dihamparkan dan dipadatkan dengan baik.

II.6.2. Pemilihan Bahan Tambah

Pemilihan bahan tambah yang cocok bergantung pada maksud

penggunaannya. Banyaknya kadar bahan tambah umumnya ditentukan dari uji

laboratorium yang mensimulasikan kondisi lapangan, cuaca, daya tahan, atau uji

kekuatan. Dalam beberapa hal, penambahan bahan tambah didalam tanah akan

memerlukan biaya yang relatif tinggi. Karena itu, cara perbaikan tanah dengan

pencampuran bahan tambah ini harus dibandingkan dengan tipe perbaikan tanah

yang lain, seperti pemadatan, penggantian tanah yang lebih bagus, atau

penambahan agregat.

Beberapa pertimbangan yang perlu dilakukan dalam memilih tipe bahan

tambah yang cocok adalah :

1. Jenis tanah yang akan distabilisasi.

2. Jenis struktur yang distabilisasi.

3.

Ketentuan kekuatan tanah yang harus dicapai.

4.

Tipe dari perbaikan tanah yang diinginkan.

5.

Dana yang tersedia.

6.

Kondisi lingkungan

Hicks (2002) dalam Alaska Departement of Transportation and Public Facilities

Research & Technology Transfer mengusulkan petunjuk cara pemilihan bahan


55/115

40

stabilisasi seperti ditunjukkan dalam Tabel 2.11. Dalam metode ini, distribusi

ukuran butiran dan batas-batas atterberg digunakan sebagai dasar penilaian

macam stabilisasi yang akan digunakan. Petunjuk dalam Tabel 2.11 hanya sebagai

pertimbangan awal dan dapat digunakan untuk maksud modifikasi tanah, seperti

stabilisasi dengan kapur untuk membuat material lebih kering dan mengurangi

plastisitasnya.

Tabel 2.11. Petunjuk awal untuk pemilihan metode stabilisasi (Hicks,2002).

Material lolos > 25 % lolos saringan < 25 % lolos saringan

saringan no.200 no.200 (0,075 mm) no.200 (0,075 mm)

Indeks Plastisitas 10 10-20 20

6 (PI x

10 10Persen lolos

saringan

no.200 60 )

Bentuk stabilisasi :

Semen danCocok Ragu

TidakCocok Cocok Cocok

campuran pengikat cocok

Kapur Ragu Cocok CocokTidak

Ragu Cocokcocok

Aspal (bitumen) Ragu RaguTidak

Cocok Cocok Ragucocok

Aspal/semenCocok Ragu

TidakCocok Cocok Ragu

dicampur cocok

Granuler CocokTidak Tidak

Cocok Cocok Ragucocok cocok

Lain-lain campuran Tidak Cocok Cocok Tidak Ragu Cocokcocok cocok

II.6.3. Stabilisasi Tanah-Semen

Semen portland adalah salah satu dari bahan yang banyak digunakan untuk

stabilisasi tanah sejak tahun 1917. Pembangunan jalan pertama yang


56/115

41

menggunakan campuran tanah-semen adalah di dekat Johnsonville, S.C, Amerika

pada tahun 1935. Campuran tanah-semen telah banyak digunakan dalam berbagai

proyek terutama dalam pekerjaan jalan raya dan lapangan terbang.

Istilah tanah-semen (soil-cement) menunjukkan suatu campuran dari tanah

alami dengan semen portland. Istilah-istilah lain yang juga kadang-kadang dipakai

misalnya semen-merawat-pondasi (cement-treated-base), yaitu stabilisasi tanah

yang dilakukan pada pondasi bawah (subbase) atau tanah dasar (subgrade).

Umumnya disarankan untuk melakukan stabilisasi tanah dasar jika tanah dasar

mempunyai CBR < 2.

Dalam stabilisasi tanah-semen, maksud utama pencampuran tanah-semen

adalah untuk menghasilkan kenaikan kekuatan tanah asli. Untuk tercapainya

maksud tersebut, maka penggunaan bahan-bahan tanah, semen, dan air yang akan

digunakan dalam stabilisasi harus diperhatikan. Faktor utama yang mempengaruhi

kualitas campuran tanah-semen adalah :

1. Macam tanah

2. Kadar semen

3. Pemadatan

4. Waktu pemeraman

5.

Cara pencampuran

II.6.3.1. Pengaruh Macam Tanah

Untuk menghasilkan kekuatan tertentu, tanah-tanah berbutir halus seperti

lempung membutuhkan semen yang lebih banyak. Hal ini karena permukaan

partikel tanah yang harus tertutup semen agar terjadinya sementasi pada titik-titik


57/115

42

kontak antar partikelnya lebih besar dibandingkan dengan tanah dengan butiran

yang lebih besar.

Umumnya, tanah yang mengandung banyak lempung sulit dicampur

(karena butiran tanahnya menggumpal), dan kadang-kadang bahan tambah

dibutuhkan untuk menghasilkan perubahan sifat yang berarti. Biasanya, stabilisasi

semen pada lempung gemuk dibatasi untuk lempung dengan batas cair (LL)

kurang dari 50 %. Untuk lempung gemuk, stabilisasi dengan semen dilakukan

dengan penanganan awal terlebih dahulu, yaitu dengan melakukan modifikasi

tanah. Modifikasi tanah dilakukan dengan cara menampur tanah dengan salah

satu, yaitu semen atau kapur terhidrasi. Maksud modifikasi tanah ini adalah untuk

mereduksi plastisitas dan membuat tanah lebih mudah dikerjakan. Sesudah

pemeraman (padat atau longgar) untuk 1 sampai 3 hari, tanah yang telah berubah

sifatnya kemudian distabilisasi dengan semen seperti biasa.

Tanah-tanah berpasir sangat cocok dan dapat distabilisasi dengan

menggunakan semen dengan mudah. Umumnya pencampuran tanah granuler

dengan semen selalu berhasil dengan baik termasuk pasir seragam. Banyaknya

semen yang dibutuhkan untuk pengerasan tanah sangat bergantung pada gradasi

dan rongga pori dari material campuran yang dipadatkan. Untuk tanah-tanah

berpasir ini, kadar semen untuk stabilisasi yang dibutuhkan biasanya berkisar

diantara 5 sampai 12 % terhadap beratnya.

Dalam praktek, stabilisasi semen juga kadang-kadang dilakukan pada

material kerikil yang bergradasi baik, bersih, atau material batu pecah. Material-

material ini sebenarnya tidak perlu distabilisasi dan mungkin justru menimbulkan

masalah besar seperti retak akibat penyusutan.


58/115

43

II.6.3.2. Pengaruh Kadar Semen

Dalam kasus tertentu, yaitu untuk maksud semen memodifikasi tanah,

semen dibutuhkan untuk mengurangi plastisitas tanah (semen memodifikasi

tanah). Pencampuran tanah-semen untuk mereduksi keplastisan tanah ini dapat

dilakukan pada tanah dasar (subgrade) yang plastis dan dalam kondisi sangat

basah. Semen umumnya mengurangi batas cair (LL) dan menambah batas plastis

(PL) yang dengan demikian akan mengurangi indeks plastisitas (PI).

Untuk maksud stabilisasi, campuran tanah-semen dapat berhasil baik

dengan hanya kadar semen 4 %, namun dalam kasus yang lain kebutuhan kadar

semen bisa mencapai 20 sampai 25 % untuk mencapai kekuatan yang dibutuhkan.

Dengan kadar semen yang tinggi tersebut, biaya pelaksanaan stabilisasi semen

menjadi tidak ekonomis lagi. Tanah-tanah lempung yang berhasil distabilisasi

dengan semen adalah tanah-tanah lempungan yang dengan kandungan lempung

kurang dari 30 % dan membutuhkan kadar semen 12 sampai 20 %. Campuran

pasir-lempung dapat menghasilkan kekuatan lebih tinggi dan awet dengan kadar

semen antara 5 sampai 8 %. Material kumpulan debu dan serpih tertentu juga

dapat dilakukan stabilisasi.

II.6.3.3. Pengaruh Kepadatan

Untuk hasil pemadatan yang bagus, maka tanah sebaiknya dipadatkan

sampai mendekati berat volume kering (kepadatan) maksimumnya pada usaha

pemadatan tertentu. Kadar air terbaik untuk pemadatan dipengaruhi oleh tipe

tanah dan metode pemadatan. Konsep rasio air/semen seperti yang lazim


59/115

44

digunakan dalam pekerjaan beton tidak begitu diperhatikan dalam stabilisasi

tanah-semen.

Uji laboratorium menunjukkan bahwa terdapat kecenderungan kekuatan

tanah-semen akan naik bila kadar air bertambah pada berat volume kering

(kepadatan) yang sama. Banyak hasil pengujian memperlihatkan bahwa nilai kuat

tekan tertinggi dapat diperoleh dari benda uji yang dipadatkan dibawah kadar air

optimumnya dan hasil uji keawetan menunjukkan bahwa benda uji lebih

mempunyai daya tahan tinggi bila kadar air agak diatas kadar air optimumnya.

Hal yang juga penting selain kadar semen adalah kepadatan (berat volume

kering). Dalam tanah-tanah granuler yang dipadatkan, umumnya penambahan

semen relatif sedikit dapat menambah kekuatan dan daya tahannya beberapa kali.

Akan tetapi, hal ini tidak berlaku untuk semua jenis dan kondisi tanah.

Pengurangan sedikit berat volume kering dapat menyebabkan pengurangan

kekuatan yang berarti. Gambar 2.10 menunjukkan hasil uji campuran lempung

berpasir dan semen dengan kadar yang sama, yaitu 10 % (RRL,1968). Terlihat

dalam gambar ini bahwa pengurangan berat volume kering 1 lb/ft3(0,16 kN/m3)

dapat menyebabkan pengurangan kuat tekan antara 138 276 kN/m2 (20 40

psi), dan hal ini masih ditambah dengan kemungkinan lebih besarnya kehilangan

daya tahannya.


60/115

45

Gambar 2.10 Sifat khusus hubungan antara berat volume kering dan kuat tekan

bebas, benda uji kubus 10 cm pada campuran tanah-semen (RRL,1968).

II.6.3.4. Pengaruh Waktu Pemeraman

Dilapangan, sesudah pemadatan, campuran tanah-semen diperam atau

dirawat dalam kondisi sedemikian hingga pengeringan dihambat selama periode

awal dari perkembangan kekuatannya. Hidrasi semen membuat campuran tanah

dan semen menjadi material keras. Semen bereaksi dengan silika tanah untuk

mengikat partikel-partikel tanah. Pada saat pelaksanaan campuran tanah-semen,

waktu perawatan atau pemeraman perlu diberikan. Waktu perawatan sangat

penting, karena kekuatan campuran naik secara berangsur-angsur dengan umur

pemeraman.

II.6.3.5. Perancangan Campuran

Tujuan dari perancangan campuran adalah untuk menentukan kadar semen

yang memenuhi kriteria tertentu. Kadar semen yang digunakan untuk stabilisasi


61/115

46

harus serendah mungkin agar hemat, namun harus mempunyai ketahanan dan

kekuatan yang cukup tinggi. Organisasi yang berbeda memberikan kriteria yang

berbeda dalam penentuan kadar semen yang cocok. Beberapa kriteria yang telah

dikembangkan untuk stabilisasi tanah dengan semen, umumnya masih belum

dikaitkan dengan kelakuan struktur perkerasan.

Walaupun penambahan semen akan menghasilkan kenaikan kuat tekan,

kapasitas dukung, dan memperbaiki ketahanan tanah terhadap pelunakan oleh

pengaruh air, namun kadar semen yang terlalu tinggi akan menimbulkan masalah

retak sehingga pemilihan kadar semen harus memperhitungkan masalah retak ini.

Penggemburan, pencampuran, dan pemadatan juga mempunyai pengaruh penting,

karena itu harus diberikan kelonggaran untuk mencapai hasil yang diharapkan.

Konsep pendekatan perancangan campuran stabilisasi tanah-semen yang

diusulkan oleh Rollings dan Rollings (1996) ditunjukkan dalam gambar 2.11.

Gambar 2.11 Bagan alir konsep perancangan campuran tanah-semen (Rollings

dan Rollings, 1996)


62/115

47

II.6.4. Waktu Ikatan

Pada dasarnya waktu ikatan pada campuran tanah-semen mirip dengan

yang terjadi pada beton. Waktu ikatan didefenisikan sebagai waktu yang

dibutuhkan oleh semen saat bercampur dengan air, sehingga terbentuk suatu pasta

yang secara berangsur-angsur menjadi agak plastis dan pada akhirnya menjadi

massa yang keras/kaku. Menurut Mindess dan Young (1981), waktu ikatan yang

dibutuhkan untuk terjadinya pengerasan semen pada beton dapat dibagi dua, yaitu:

1.

Waktu ikatan awal (initial setting time), yaitu waktu dari saat pertama

bercampurnya semen dan air sampai kehilangan sifat keplastisannya.

2.

Waktu ikat akhir (final setting time), yaitu waktu dari campuran semen

dengan air yang telah menjadi pasta, kemudian berubah menjadi massa yang

kaku/keras.

Waktu ikatan dipengaruhi oleh banyaknya air yang digunakan dan suhu udara di

sekitarnya. Selama terjadinya proses ikatan akan diikuti oleh kenaikan temperatur.

Temperatur naik dengan cepat saat mulai terjadinya ikatan awal dan mencapai

puncaknya saat tercapainya ikatan akhir. Bila waktu ikatan pendek, naiknya

temperatur bisa mencapai 30oC. Pada semen biasa, waktu ikatan awaltidak boleh

kurang dari 1 jam setelah dicampur air dan ikatan akhir tidak boleh lebih dari 8

jam.


63/115

48

II.7. Regresi Linear

Regresi linier adalah metode statistika yang digunakan untuk membentuk

modelhubungan antara variabel terikat (dependen; respon; Y) dengan satu atau

lebih variabel bebas (independen, prediktor, X). Apabila banyaknya variabel

bebas hanya ada satu, disebut sebagai regresi linier sederhana, sedangkan apabila

terdapat lebih dari 1 variabel bebas, disebut sebagai regresi linier berganda.

Analisis regresi setidak-tidaknya memiliki 3 kegunaan, yaitu untuk tujuan

deskripsi dari fenomena data atau kasus yang sedang diteliti, untuk tujuan kontrol,

serta untuk tujuan prediksi. Regresi mampu mendeskripsikan fenomena data

melalui terbentuknya suatu model hubungan yang bersifatnya numerik. Regresi

juga dapat digunakan untuk melakukan pengendalian (kontrol) terhadap suatu

kasus atau hal-hal yang sedang diamati melalui penggunaan model regresi yang

diperoleh. Selain itu, model regresi juga dapat dimanfaatkan untuk melakukan

prediksi untuk variabel terikat.

Namun yang perlu diingat, prediksi di dalam konsep regresi hanya boleh

dilakukan di dalam rentang data dari variabel-variabel bebas yang digunakan

untuk membentuk model regresi tersebut. Misal, suatu model regresi diperoleh

dengan mempergunakan data variabel bebas yang memiliki rentang antara 5 s.d.

25, maka prediksi hanya boleh dilakukan bila suatu nilai yang digunakan sebagai

input untuk variabel X berada di dalam rentang tersebut. Konsep ini disebut

sebagai interpolasi.

Data untuk variabel independen X pada regresi linier bisa merupakan data

pengamatan yangtidak ditetapkan sebelumnya oleh peneliti (observational data)

maupun data yang telah ditetapkan (dikontrol) oleh peneliti sebelumnya


64/115

49

(experimental or fixed data). Perbedaannya adalah bahwa dengan menggunakan

fixed data, informasi yang diperoleh lebih kuat dalam menjelaskan hubungan

sebab akibat antara variabel X dan variabel Y. Sedangkan, pada observational

data, informasi yang diperoleh belum tentu merupakan hubungan sebab-akibat.

Untuk fixed data, peneliti sebelumnya telah memiliki beberapa nilai variabel X

yang ingin diteliti. Sedangkan, pada observationaldata, variabel X yang diamati

bisa berapa saja, tergantung keadaan di lapangan. Biasanya, fixeddata diperoleh

dari percobaan laboratorium, dan observational data diperoleh dengan

menggunakan kuisioner.

Di dalam suatu model regresi kita akan menemukan koefisien-koefisien.

Koefisien pada model regresi sebenarnya adalah nilai duga parameter di dalam

model regresi untuk kondisi yang sebenarnya (true condition), sama halnya

dengan statistik mean (rata-rata) pada konsep statistika dasar. Hanya saja,

koefisien-koefisien untuk model regresi merupakan suatu nilai rata-rata yang

berpeluang terjadi pada variabel Y (variabel terikat) bila suatu nilai X (variabel

bebas) diberikan. Koefisien regresi dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu:

1. Intersep (intercept)

Intersep, definisi secara metematis adalah suatu titik perpotongan

antara suatu garis

Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan...

Documents

Transcript of Estimasi Nilai Parameter Kompaksi Berdasarkan Nilai Properties Tanah yang Distabilisasi dengan...