PERBANDINGAN PENURUNAN

TANAH LEMPUNG DAN TANAH ORGANIK

DENGAN METODE TERZAGHI

Nama :

Ir. I Gusti Ngurah Wardana, MT.

NIP : 196201021987021002

Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik

Universitas Udayana

2017

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkah dan

rahmat yang telah dilimpahkan, sehingga tulisan yang berjudul “PERBANDINGAN

PENURUNAN PADA TANAH LEMPUNG DAN TANAH ORGANIK DENGAN

METODE TERZAGHI ”, dapat diselesaikan

Karena keterbatasan kemampuan yang kami miliki, penulis menyadari bahwa isi

dan susunan dari tulisan ini masih banyak terdapat kekurangan dan kelemahannya, oleh

karena itu saran serta koreksi sangat kami harapkan demi kesempurnaan penulisan ini.

Akhir kata penulis berharap semoga tulisan yang kami susun ini dapat bermanfaat

bagi semua pihak yang berkepentingan terhadap tulisan ini

Denpasar, Januari 2017

Penulis

ii

ABSTRAK

Tanah sebagai pendukung pondasi mempunyai peranan penting pada suatu lokasi

pekerjaan konstruksi. Sifat-sifat tanah sangat mempengaruhi kemampuan tanah tersebut

dalam memikul dan menerima beban konstruksi yang berada di atasnya. Umumnya suatu

tanah akan relatif makin baik bila tanah tersebut makin padat dan terdiri atas beberapa

macam ukuran butir atau bergradasi baik.

Kondisi tanah yang jelek akan menimbulkan masalah yang cukup serius pada

pembangunan suatu konstruksi mengingat daya dukung tanah tersebut yang sangat rendah.

Tanah lempung dan tanah organic dapat digolongkan sebagai tanah yang jelek sebagai

pendukung suatu konstruksi. Karena pada umumnya tanah lempung mempunyai nilai

pemampatan (compressibility) yang tinggi, permeabilitas yang rendah, kadar air yang

tinggi sedangkan tanah organik bersifat sangat lunak, sangat kompresibel sebagai akibat

dari proses pelapukan yang berjalan terus. Dengan nilai pemampatan yang tinggi maka

tanah lempung dan tanah organik cenderung akan mengalami penurunan bila terjadi

penambahan beban di atas tanah tersebut.

Tanah lempung dan tanah organik sama-sama diwaspadai terhadap bahaya

penurunan maka di dalam penelitian ini kami ingin membandingkan berapa besar

perbedaan nilai-nilai parameter penurunan dari tanah tersebut. Nilai-nilai parameter

penurunan yang dimaksud adalah indeks pemampatan (Cc) dan koefisien konsolidasi (Cv).

Tanah organik mengandung humus, akaran-akaran yang masih mengalami

pelapukan secara terus-menerus bila ada penambahan beban di atasnya maka penurunan

yang terjadi besar dan waktu penurunannya cepat. Sehingga indeks pemampatan (Cc) dan

koefisien konsolidasi (Cv) tanah organik lebih besar dari tanah lempung. Penurunan pada

tanah lempung sedikit demi sedikit tetapi memerlukan waktu yang lama sehingga indeks

pemampatan (Cc) dan koefisien konsolidasi (Cv) lebih kecil.

Sesuai dengan beban yang diambil besarnya penurunan rata-rata untuk tanah

lempung adalah 0.0251606 m. sedangkan untuk tanah organik besarnya penurunan rata-

rata adalah 0.0384506 m. Dari hasil perhitungan didapatkan bahwa tanah organic

mempunyai nilai indeks pemampatan (Cc) kurang lebih 17% lebih besar, nilai koefisien

konsolidasi (Cv) kira-kira 59% lebih besar dan nilai besar penurunan kira-kira 53% lebih

besar dari tanah lempung.

iii

DAFTAR ISI

PENGANTAR ........................................................................................................................ i

ABSTRAK ............................................................................................................................. ii

DAFTAR ISI ........................................................................................................................ iii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................. v

DAFTAR TABEL ............................................................................................................... vi

BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................................. 1

1.2 Perumusan Masalah .......................................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................................. 2

1.4 Manfaat Penelitian ............................................................................................ 2

1.5 Batasan Masalah ............................................................................................... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................................... 3

2.1 Pengertian Tanah .............................................................................................. 3

2.2 Klasifikasi Tanah .. ……………………………………………………………....3

2.3 Lempung Sebagai Tanah Kohesif .......... ………………………………………..6

2.4 Sifat Fisik dan Mekanik Tanah Lempung ........................................................ 10

2.4.1. Sifat Fisik Tanah Lempung ................................................................... 10

2.4.2. Sifat Mekanis Tanah Lempung .............................................................. 13

2.4.3. Tanah Organik ..................................................................................... 14

2.5 Konsolidasi ..................................................................................................... 14

2.5.1 Proses Konsolidasi ................................................................................. 17

2.5.2.Analisa Penurunan Terzaghi .................................................................. 19

2.5.3.Parameter Konsolidasi ............................................................................ 19

iv

2.5.4. Besarnya Penurunan .............................................................................. 23

2.5.5.Kecepatan dan Lama Penurunan ............................................................ 23

BAB III METODOLOGI PENELITIAN........................................................................... 26

3.1 Tahapan Penelitian .......................................................................................... 26

3.2. Pengambilan Contoh Tanah di Lapangan ........................................................ 27

3.3. Penelitian Laboratorium .................................................................................. 27

3.3.1. Kadar Air .............................................................................................. 29

3.3.2. Percobaan Berat Jenis (Gs) .................................................................... 29

3.3.3. Batas-batas Atterberg ............................................................................ 30

3.3.4 Analisa Hidrometer ............................................................................... 34

3.3.5 Kuat Tekan Bebas (UCT) ....................................................................... 36

3.3.6 Konsolidasi ............................................................................................ 36

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................. 40

4.1 Umum............................................................................................................. 40

4.2 Sifat Fisik Tanah ............................................................................................. 40

4.2.1 Kadar Air Tanah ................................................................................... 40

4.2.2 Berat Jenis Spesifik (Gs)) ...................................................................... 40

4.2.3 Batas-batas Atterberg ............................................................................. 42 Spesifik (Gs) 53

4.2.3.1 Batas Cair .................................................................................. 42 Konsistensi Aterberg Tanah Pejaten 53

4.2.3.2 BataPlastis ............................................................................... 42

4.2.4 Klasifikasi Tanah ................................................................................... 43

4.2.4.1. Sistem Klasifikasi USCS .......................................................... 43

4.2.4.2 Sistem Klasifikasi AASHTO .................................................... 44

4.2.5 Tes Kuat Tekan Bebas (Unconfined Compression Test,UCT) ................. 46

4.2.6 Konsolidasi Tanah Lempung Menurut Terzaghi ...................................... 46

v

4.2.6.1 Angka Pori (e) ............................................................................. 46

4.2.6.2 Koefisien Konsolidasi (Cv) dan Waktu Penurunan ....................... 47

4.2.6.3 Koefisien Permeabelitas (k) ......................................................... 47

4.2.6.4 Tekanan Prakonsolidasi (’c) ....................................................... 47

4.2.6.5 Indeks Pemampatan (Cc) dan Indeks Pemampatan Kembali (Cs) . 48

4.3. Penurunan .......................................................................................................... 48

4.3.1 Penurunan Tanah Lempung dan Tanah Lempung Organik ................................. 48

4.3.1.1 Tekanan Overburden Efektif (’0) .......................................................... 48

4.3.1.2 Tambahan Tekanan Akibat Pondasi ........................................................ 48

4.3.1.3 Besar Penurunan ................................................................................... 48

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................................ 49

5.1. Simpulan ........................................................................................................ 49

5.2. Saran .............................................................................................................. 50

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................................... 51

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1, Grafik dari rentang Batas Cair (LL)] dan Indeks Plastisitas (IP) …………..5

Gambar.2.2. Susunan struktur dasar tetrahedral (silica) sheet dan octahedral sheet…8

Gambar 2.3 Diagram struktur kaolinite dan foto scanning electron microscope……...8

Gambar 2.4 Diagram struktur Illite dan foto scanning electron microscope…………..9

Gambar 2.5. Diagram struktur monmorilonite dan foto scanning electron microscope 9

Gambar 2.6 Batas-batas Atterberg……………………………………………………….10

Gambar 2.7. Lapisan tanah lempung jenuh air yang diberi penambahan tegangan……….17

Gambar 2.8. variasi tegangan total,tegangan efektif, dan tegangan air pori………………18

Gambar 2.9. Prosedur penentuan tegangan prakonsolidasi dan indeks kompresi…………20

Gambar 2.10. Prosedur penentuan indeks kompresi………………………………………21

Grafik 2.11. Cara mendapatkan t90 dari hasil percobaan laboratorium………………..25

Grafik 4.1. Nilai Batas-Batas Atterberg Tanah Lempung……………………………..42

Grafik4.2. Nilai Batas-Batas Atterberg Tanah Organik…..………………………………43

Grafik 4.3. Klasifikasi Tanah Lempung dengan Sistem USCS…………………………..44

Grafik 4.4. Klasifikasi Tanah Lempung Organik dengan Sistem USCS…………………44

Grafik 4.5. Grafik dari rentang Batas Cair (LL)] dan Indeks Plastisitas (IP) untuk tanah

lempung yang masuk kelompok A-2, A-4, A-5, A-6, dan A-7……………………...45

Grafik 4.6. Grafik dari rentang Batas Cair (LL)] dan Indeks Plastisitas (IP) untuk tanah

organik yang masuk kelompok A-2, A-4, A-5, A-6, dan A-7………………………….45

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sistem Klasifikasi Unified………………………………………………………4

Table 2.2. Klasifikasi tanah berdasarkan AASHTO……………………………………..5

Tabel 2.3. Hubungan derajat konsolidasi (U) dengan faktor waktu (Tv)………………….24

Table 4.1. Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Tanah………………………………………..41

Tabel 4.2. Nilai Tegangan Overburden,Tambahan Tegangan,dan Penurunan …….…41

Table 4.3. Hasil perhitungan angka pori tanah lempung dengan e0 = 1.478…...…………46

Table 4.4. Hasil perhitungan angka pori tanah organik dengan e0 = 1.4387………………47

1

BAB I

PENDAHULUHAN

1.1. Latar Belakang

Tanah sebagai pendukung pondasi mempunyai peranan penting pada suatu lokasi

pekerjaan konstruksi. Sifat-sifat tanah sangat mempengaruhi kemampuan tanah tersebut

dalam memikul dan menerima beban konstruksi yang berada di atasnya. Umumnya suatu

tanah akan relatif makin baik bila tanah tersebut makin padat dan terdiri atas beberapa

macam ukuran butir atau bergradasi baik.

Kondisi tanah yang jelek akan menimbulkan masalah yang cukup srius pada

pembangunan suatu konstruksi mengingat daya dukung tanah tersebut yang sangat rendah.

Tanah lempung dan tanah organic dapat digolongkan sebagai tanah yang jelek sebagai

pendukung suatu konstruksi. Karena pada umumnya tanah lempung mempunyai nilai

pemampatan (compressibility) yang tinggi, permeabilitas yang rendah, kadar air yang

tinggi sedangkan tanah organik bersifat sangat lunak, sangat kompresibel sebagai akibat

dari proses pelapukan yang berjalan terus. Dengan nilai pemampatan yang tinggi maka

tanah lempung dan tanah organik cenderung akan mengalami penurunan bila terjadi

penambahan beban di atas tanah tersebut.

Tanah lempung dan tanah organik sama-sama diwaspadai terhadap bahaya

penurunan maka di dalam penelitian ini kami ingin membandingkan berapa besar

perbedaan nilai-nilai parameter penurunan dari tanah tersebut. Nilai-nilai parameter

penurunan yang dimaksud adalah indeks pemampatan (Cc) dan koefisien konsolidasi (Cv).

Tanah organik mengandung humus, akaran-akaran yang masih mengalami

pelapukan secara terus-menerus bila ada penambahan beban di atasnya maka penurunan

yang terjadi besar dan waktu penurunannya cepat. Sehingga indeks pemampatan (Cc) dan

koefisien konsolidasi (Cv) tanah organik lebih besar dari tanah lempung. Penurunan pada

tanah lempung sedikit demi sedikit tetapi memerlukan waktu yang lama sehingga indeks

pemampatan (Cc) dan koefisien konsolidasi (Cv) lebih kecil.

Dengan diketahui besar penurunan yang terjadi dan waktu yang diperlukan selama

proses penurunan terjadi, maka akibat yang akan ditimbulkan oleh terjadinya penurunan

tersebut pada konstruksi di atasnya dapat diupayakan sekecil mungkin.

2

1.2. Perumusan Masalah

Dari uraian di atas maka pokok permasalahan dalam penelitian ini adalah seberapa

besar perbedaan nila-nilai parameter penurunan pada tanah lempung dan tanah organik

sehingga dapat diketahui besarnya penurunan pada tanah lempung dan tanah organik.

1.3. Tujuan Penelitian

Berdasarkan perumusan masalah di atas, maka tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Untuk mengetahui sifat-sifat fisis dan mekanis dari tanah lempung dan tanah organik.

2. Untuk mengetahui berapa besar perbedaan nilai-nilai parameter penurunan antara

tanah lempung dan tanah organik.

3. Untuk mengetahui besarnya penurunan pondasi yang terjadi pada tanah lempung dan

tanah organik.

1.4. Manfaat Penelitian

Hasil penelitian yang diperoleh dipakai sebagai acuan dan pedoman dalam

menentukan langkah-langkah atau upaya dalam menangani permasalahan tanah oleh

pihak-pihak yang berwenang.

1.5. Ruang Lingkup dan Batasan Masalah

Karena keterbatasan waktu , tanpa mengurangi arti dari penelitian ini maka lingkup

permasalahannnya dibatasi sebagai berikut:

1. Tanah lempung yang dipakai dalam penelitian ini diambil di daerah Padang Sambian

sedangkan tanah organik diambil di daerah Suwung.

2. Sifat-sifat fisik tanah yang diteliti adalah kadar air, berat jenis, batas-batas Atterberg,

analisa hydrometer.

3. Sifat-sifat mekanis tanah yang diteliti meliputi UCT dan konsolidasi.

4. System klasifikasi tanah yang dipakai adalah sitem klasifikasi tanah Unified dan

AASHTO.

5. Yang dianalisa dalam penelitian ini hanya mengenai penurunan tanah lempung dan

tanah organik akibat beban yang ada di atasnya.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Tanah

Dalam pengertian teknik secara umum, tanah didefinisikan sebagai material yang

terdiri dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara

kimia) satu sama lain terdiri dari bahan organik yang telah melapuk (yang berpartikel

padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara parikel-

partikel tanah tersebut (Braja M. Das, 1993 hal.1). Tanah berguna sebagai bahan bangunan

pada berbagai macam pekerjaan teknik sipil, disamping itu tanah berfungsi juga sebagai

pendukung pondasi dari bangunan itu sendiri seperti pada tanggul, bendungan dan jalan

raya. Dengan demikian tanah mempunyai peranan yang penting dalam pengerjaan teknik

sipil.

2.2. Klasifikasi Tanah

Suatu klasifikasi mengenai tanah dapat memberikan suatu gambaran sepintas

mengenai sifat-sifat dalam tanah dalam menghadapi perencanaan maupun pelaksanaannya.

Adapun system klasifikasi jenis tanah yang digunakan adalah :

1. Sistem klasifikasi USCS (Unifield Soil Classification System )

Sistem ini dapat dilihat pada Tabel 2- 1,

2. Sistem klasifikasi AASHTO (Assotiation of American Highway and Transfortation

Officials). Penggolongan tanah system AASTHO ini dapat dilihat pada Tabel 2-2

4

Tabel 2.1 Sistem Klasifikasi Unified*

Divisi Utama Simbol

Kelompok Nama Umumnya

Tan

ah B

erbuti

r K

asar

Leb

ih d

ari

50 %

buti

ran t

erta

han

pad

a ay

akan

No.2

00*

Pas

ir

Leb

ih d

ari

50 %

fra

ksi

kas

ar l

olo

s ay

akan

No.4

Ker

ikil

ber

sih

(han

ya

ker

ikil

) GW

Kerikil bergradasi baik dan campuran

kerikil pasir, sedikit atau sama sekali

tidak mengandung butiran halus

GP Kerikil bergradasi buruk dan campuran

kerikil pasir, sedikit atau sama sekali

tidak mengandung butiran halus

Ker

ikil

den

gan

buti

ran

hal

us

GM Kerikil berlanau, campuran kerikil-pasir-

lanau

GC Kerikil berlempung, campuran kerikil-

pasir-lempung

Ker

ikil

50 %

Ata

u l

ebih

dar

i fr

aksi

kas

ar

Ter

tahan

pad

a ay

akan

No.4

Pas

ir

ber

sih

(han

ya

pas

ir)

SW Pasir bergradasi baik, pasir berkerikil,

sedikit atau sama sekali tidak

mengandung butiran halus

SP

Pasir bergradasi buruk dan pasir

berkerikil, sedikit atau sama sekali tidak

mengandung butiran halus

Pas

ir

den

gan

buti

ran

hal

us SM Pasir berlanau, campuran pasir-lanau

SC Pasir berlempung, campuran pasir-

lempung

Tan

ah B

erbuti

r H

alus

50 %

ata

u l

ebih

lolo

s ay

akan

No.2

00

Lan

au d

an l

empung

Bat

a C

air

50 %

ata

u

kura

ng

ML Lanau anorganik, pasir halus sekali,

serbuk batuan, pasir halus berlanau atau

berlempung

CL Lempung anorganik, pasir halus sekali,

serbuk batuan, pasir halus berlanau atau

berlempung

OL Lanau-anorganik dan lempung berlanau

organic dengan plastisitas rendah

Lan

au d

an L

empung

Bat

as C

air

lebih

dar

i

50 %

MH Lanau anorganik atau pasir halus

diatomic atau lanau diatomic, lanau yang

elastic

CH Lempung anorganik dengan plastisitas

tinggi, lempung “gemuk” (fat clays)

OH Lempung organic dengan plastisitas

sedang sampai dengan tinggi

Tanah-tanah dengan kandungan

organic sangat tinggi PT Peat (gambut), muck, dan tanah-tanah

lain dengan kandungan organic tinggi

Menurut ASTM (1982) * Berdasarkan tanah yang lolos ayakan 75 mm (3 in)

5

Table 2.2. Klasifikasi tanah berdasarkan AASHTO

KLASIFIKASI

UMUM

BAHAN BERBUTIR KASAR

35 % atau kurang lewat No. 200

BAHAN BERBUTIR HALUS

35 % lebih lewat No. 200

Klasifikasi Kelompok

A - 1 A – 3

A - 2 A - 4 A - 5 A – 6 A - 7

A-1-a A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7

Analisa Saringan

( % lolos )

No. 10

No. 40

No. 200

50 max.

30 max.

15 max.

….

50 max

25 max

….

51 min

10 max

….

….

35 max

….

….

35 max

….

….

35 max

….

….

35 max

….

….

36 max

….

….

36 max

….

….

36 max

….

….

36 max

Sifat Fraksi yang

lewat No. 40

Batas Cair

Indeks Plastisitas

...

6 max

….

N.P

40 max

10 max

41 min

10 max

40 max

11 min

41 min

11 min

40 max

10 max

40 min

10 max

40 max

11 min

41 min

11 min

Jenis Umum Fragmen batuan

kerikil dan pasir

Pasir

halus

Kerikil atau pasir lanauan atau

lempungan Tanah lanau Tanah lempungan

Tingkat Umum

sebagai tanah dasar Sangat baik sampai baik Cukup sampai buruk

Catatan : Indeks Plastisitas untuk subkelompok A-7-5 < LL-30, sedang

Indeks Plastisitas untuk subkelompok A-7-6 < LL-30

A-7-6

A-2-6

A-6

A-2-7

A-7-5

A-2-4 A-2-5

Gambar 2.1, Grafik dari rentang Batas Cair (LL)] dan Indeks Plastisitas (IP) untuk tanah

yang masuk kelompok A-2, A-4, A-5, A-6, dan A-7,(Braja M Das, 1993 hal 68)

70

60

50

40

30

20

10

0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Batas Cair (LL)

Ind

eks

Pla

stis

itas

(P

I)

6

Pada Gambar 2.1, menunjukkan suatu gambar grafik dari rentang batas

cair [Liquid Limit (LL)] dan Indeks Plastisitas (IP) untuk tanah yang masuk

kelompok A-2, A-4, A-5, A-6, dan A-7, dalam system klasisifikasi ASSTHO.

Dalam sistem klasifikasi AASTHO untuk mengevaluasi mutu atau kualitas

dari suatu tanah sebagai bahan lapisan tanah dasar (subgrade) dari suatu

konstruksi jalan raya, suatu angka yang dinamakan Indek Group [Group Indeks

(GI)] juga diperlukan, selain kelompok dan sub kelompok tanah yang

bersangkutan.

Indek group dapat dihitung dengan memakai persamaan seperti dibawah ini :

GI = (F-35) [0,2 +0,05 (LL-40)] + 0,001 (F-15) (PI-10)

Dimana :

GI = Group Indeks

F = Prosentase butiran tanah yang lewat saringan no. 200

LL = Liquid Limit (Batas cair)

PI = Plasticity Indeks (Indeks Plastisitas)

2.3. Lempung sebagai Tanah Kohesif

2.3.1. Struktur Tanah Kohesif

Suatu tanah kohesif dapat didefinisikan sebagai kumpulan partikel mineral

yang mempunyai Indeks Plastis (IP) sesuai dengan batas-batas Atterberg yang

pada waktu mengering membentuk suatu massa yang bersatu sedemikian rupa

sehingga diperlukan suatu gaya untuk memisahkan setiap butiran mikroskopisnya.

Campuran yang diperlukan untuk membuat suatu deposit tanah menjadi bersifat

kohesif adalah mineral lempung, kadang-kadang disebut bahan Argillaceous.

Besarnya kohesif tergantung pada ukuran relatif dan jumlah berbagai butiran

tanah dan bahan argillaeous yang ada. Pada umumnya apabila suatu tanah

mengandung 50% atau lebih partikel dengan ukuran 0.002 mm atau kurang,

biasanya tanah itu disebut “lempung”.

Deskripsi lengkap tentang struktur tanah kohesif berbutir halus

memerlukan pengetahuan mengenai gaya antar partikel maupun susunan

geometric atau tekstur dari partikel tersebut. Adalah hampir tidak mungkin untuk

mengukur gaya antara partikel yang melingkupi partikel-partikel lempung secara

7

langsung, maka tekstur lempung tadi akan merupakan focus utama dalam studi-

studi mengenai tanah kohesif. Dari studi tekstur, perkiraan-perkiraan diadakan

untuk penentuan gaya antar partikel. Gaya antar partikel terlihat seolah-olah

terbentuk dari tiga jenis aliran listrik yang berbeda :

a. Rekatan ionic : rekatan akibat berkurangnya electron di bagian luar dari atom-

atom yang membentuk satuan tanah dasar.

b. Rekatan Van Der Waals : rekatan akibat berubah-ubahnya jumlah elektron

pada setiap saat pada salah satu bagian dari inti atom.

c. Lain-lain : termasuk rekatan hidrogen dan gaya tarik gravitasi antara dua

benda.

Struktur tanah kohesif total antara lain terdiri dari struktur sarang lebah

atau kropok (honeycomb), Flokulen dan terpisah. Struktur sarang lebah mungkin

menjadi situasi dimana cluster-cluster dari kelompok tertentu bergabung selama

sedimentasi, struktur ini diperoleh dari sedimentasi dilingkungan laut. Struktur

flokulen adalah situasi dimana butiran lanau menarik lapisan selubung mineral

lempung atau ped membentuk dan mengahsilkan sruktur flokulen yang berpori

dan acak (random, struktur ini diperoleh dari sidementasi didalam air yang

mengandung kadar garam yang rendah. Keadaan terpisah merupakan deskripsi

yang memudahkan untuk orientasi kembali dari pemadatan.

2.3.2. Struktur Mineral Lempung

Mineral lempung pada dasarnya terdiri dari susunan dasar seperti silicon,

aluminium, oksigen, hydrogen dan beberapa logam lainnya seperti Fe, Mg, Ca, K

dan Na. Unsur – unsur tersebut membentuk suatu rangkaian dasar yang terdiri

dari lapisan silica tetrahedron dan aluminium octahedron (Gambar 2.2). Pada

lapisan silica tetrahedron setiap atom silicon dilingkupi oleh empat atom oksigen,

sedangkan pada aluminium octahedron setiap atom aluminium (juga bias

magnesium) dikelilingi oleh gugus hidroksil (OH) dan atom – atom oksigen.

Lapisan-lapisan tersebut lebih dikenal sebagai tetrahedral sheet dan octahedral

sheet karena bentuknya yang tipis dan melebar. Sebagai simbulnya tetrahedral

sheet disebut juga silica sheet digambarkan sebagai bentuk trapesium memanjang,

sedangkan octahedral sheet digambarkan sebagai bentuk empat persegi panjang.

8

Bila logam utama yang dominan pada octahedral sheet adalah aluminium,

maka lapisan tersebut juga sebagai gibbsite sheet dan bila logam utamanya

adalah magnesium, maka disebut brucil sheet.

Gambar.2.2. Susunan struktur dasar tetrahedral (silica) sheet dan octahedral sheet

Dari susunan kedua sheet tersebut, mineral lempung pada dasarnya dapat

digolongkan menjadi beberapa jenis (Grim 1988 dan Mitchell 1976) yaitu :

1. Kaolinite

2. Illite.

3. Montmorillonite

Gambar 2.3 Diagram struktur kaolinite dan foto scanning electron microscope

9

Gambar 2.4 Diagram struktur Illite dan foto scanning electron microscope

Gambar 2.5. Diagram struktur monmorilonite dan foto scanning electron

microscope

10

2.4. Sifat fisik dan mekanik Tanah Lempung

2.4.1. Sifat fisik Tanah lempung

Sifat-sifat fisik tanah lempung dapat diketahui dengan melihat beberapa

keadaan, antara lain sebagai berikut.

1. Ukuran butir tanah

Ditinjau dari butirannya tanah lempung merupakan suatu jenis tanah dengan

ukuran butiran lebih kecil dari 2 mikron ( < 0,002 mm).

2. Batas-batas Atterberg.

Batas-batas Atterberg (Atterberg Limit) adalah suatu metode untuk

menjelaskan sifat konsistensi tanah berbutir halus pada kadar air yang bervariasi.

Suatu tanah lempung dapat berbentuk padat, semi padat, plastis, dan cair,

tergantung pada kadar air yang dikandungnya. Bila kadar air dalam tanah tersebut

tinggi, campuran tanah dan air akan menjadi sangat lembek seperti cairan. Jika

campuran itu kemudian dikeringkan lagi sedikit demi sedikit, maka tanah tersebut

akan melalui keadaan tertentu dari keadaan cair sampai keadaan yang keras.Kadar

air pada saat tanah mengalami perubahan dari satu keadaan ke keadaan yang

lainnya tidak sama pada tanah yang-tanah yang berlainan (RF. Craig, 1991). Batas

antara masing-masing wujud tanah tersebut dikenal dengan nama batas-batas

Atterberg, yang terdiri dari Batas Cair (LL), Batas Plastis (PL), dan Batas Susut

(SL), sebagaimana terlihat pada Gambar 2.6 berikut.

Gambar 2.6 Batas-batas Atterberg

Selisih antara Batas Cair (LL) dan Batas Plastis {PL) disebut PI (Plasticity

Index atau Indek Plastis).

Pengukuran batas-batas Atterberg ini dilakukan secara rutin untuk

sebagian besar penyelidikan yang meliputi tanah berbutir halus. Penentuan batas-

11

batas Atterberg ini dilakukan hanya pada tanah yang lolos saringan No. 40 (J.E.

Bowles. 1991, hal.118)

Beberapa percobaan untuk menentukan Batas-batas Atterberg adalah :

a. Batas Cair (LL)

Percobaan Batas Cair dimaksudkan untuk menentukan kadar air tanah pada batas

antara keadaan cair dan keadaan plastis. Pendekatan yang digunakan untuk

menentukan batas cair, dapat digunakan suatu data jumlah pukulan dan kadar air

yang dihitung seperti perumusan di bawah ini (AASHTO T89-74)

121.0

25LL

Nwn

(2.1)

Dimana :

LL = Batas Cair (Liquid Limit)

Wn = Kadar Air

N = Jumlah pukulan pada kadar air Wn

Batas Plastis (Plasticity Limit)

Pemeriksaan batas plastis ini dimaksudkan untuk menentukan kadar air suatu

tanah pada batas bawah daerah plastisnya. Jadi batas plastis tanah adalah kadar air

pada batas bawah daerah plastis atau kadar air minimum dimana tanah masih

dalam keadaan plastis. Batas plastis diberi simbul PL dan dinyatakan dengan

prosen

b. Indeks Plastisitas

Indeks Plastisitas suatu tanah adalah sifat-sifat plastisitas dari tanah yang

merupakan selisih antara batas cair (LL) dengan batas plastas (PL) suatu tanah

dan dinyatakan dengan prosen (Braja M. Das, 1993 hal. 47). Keadaan inilah yang

dinamakan daerah dimana daerah tanah dalam keadaan plastisitas dan dengan

pendekatan untuk menentukan indeks plastisitas suatu tanah dinyatakan dengan

rumus :

12

PI = LL – PL (2-2)

Dimana :

PI = Indeks Plastisitas

LL= Batas Cair

PL = Batas Plastis

c. Batas Susut (Srinkage Limit)

Pemeriksaan ini dimaksudkan untuk mencari kadar air tanah terhadap berat

tanah setelah dioven, dimana pengurangan kadar air tidak akan menyebabkan

pengurangan volume massa tanah, tetapi penambahan kadar air tanah akan

menyebabkan penambahan volume tanah. Kadar air dinyatakan dengan prosen,

dimana perubahan volume massa tanah berhenti didefinisikan sebagai Batas Susut

(Srinkage Limit).

Harus diketahui bahwa apabila batas susut ini semakin kecil, maka tanah

akan semakin mudah mengalami perubahan volume, yaitu semakin kecil SL,

semakin sedikit air yang dibutuhkan untuk mengubah volume (Joseph E. Bowles

1986). Perhitungan untuk batas susut ini dapat digunakan rumus :

SL = w – V 1− V 2

W (2-3)

Dimana :

SL = batas susut V2 = isi tanah kering

w = kadar air tanah W = berat tanah kering

V1 = isi tanah basah

3. Berat Jenis Spesifik ( Specific Gravity, GS)

Berat jenis spesifik adalalah perbandingan antara berat isi butir tanah dengan

berat isi air suling dengan volume yang yang sama pada suhu tertentu. Berat jenis

spesifik (GS) ini tanpa satuan dan nilai rata-ratanya adalah sebesar 2,65. Besaran

dari pada berat jenis spesifik ini dipergunakan untuk mendukung percobaan-

percobaan lainnya seperti pengujian hydrometer dan pengujian

pemadatan.Perumusan yang dipergunakan untuk menentukan berat jenis spesifik

tanah adalah :

13

Berat jenis spesifik (GS) = Berat butir tanah

Berat air dengan volume sama

GS = W 2−W 1

W 4−W 1 − W 3−W 2 (2-4)

Dimana :

GS = Berat jenis spesifik

W1 = Berat picnometer, (gram)

W2 = Berat picnometer + tanah kering, (gram)

W3 = Berat picnometer + tanah kering + air, (gram)

W4 = Berat picnometer + air, (gram)

2.4.2. Sifat-sifat Mekanis Tanah Lempung.

1. Kuat Tekan Bebas [Unconfined Compression Test (UCT)]

Unconfined Compression Test (UCT) adalah merupakan suatu metode

pengujian untuk mendapatkan daya dukung ultimit tanah (qu). Yang diperoleh

dalam percobaan UCT adalah kuat tekan bebas dari tanah yaitu besarnya tekanan

axial yang diperlukan untuk menekan suatu silinder tanah sampai pecah, atau

besarnya tekanan yang memberikan perpendekan tanah sebsar 20% bila tanah

tersebut tidak pecah. Dalam hal ini sifat setempat yang paling penting adalah

kekuatannya (keadaan wujudnya) dan istilah-istilah yang digunakan untuk

menerangkan ini, sesuai dengan kekuatan yang bersangkutan dapat dilihat pada

Table 2.5. Benda uji yang digunakan dalam percobaan ini bias tanah asli maupu

tanah pada buatan dengan tinggi 2 sampai 3 kali diameternya.

Harga kuat tekan bebas (qu) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

𝐪𝐮=

𝐏

𝐀 𝐤𝐠

𝐜𝐦𝟐 (2.5)

Dimana :

P = Gaya dari beban yang bekerja dari pembacaan arloji ukur cincin beban

A = Luas penambpangan tanah ( cm2)

Dari percobaan di atas dapat digambarkan grafik hubungan antara

regangan dengan tanah aksial. Tekanan aksial yang maksimum merupakan kuat

14

tekan bebas tanah yang diperiksa sehingga kuat geser tak terdrainasi [Undrained

(Cu)]. Cu dapat dihitung dengan rumus :

𝐂𝐮 = 𝐪𝐮

𝟐

𝐤𝐠𝐜𝐦𝟐 (2.6)

2.4.3. Tanah Organik

Perilaku tanah organik sangat tergantung pada kadar organik (organic

content), kadar abu (ash content), kadar serat (fibrous content). Makin tinggi

kandungan organiknya makin rendah daya dukungnya (bearing capacity) dan

kekuatan gesernya (shear strength), serta makin besar pemampatannya

(compressibility).

Tanah yang kandungan organiknya tinggi disebut dengan tanah gambut

(peat soil). Menurut ASTM, OSRC (Organic Sediment Research Centre) dari

University of Shouth Carolina dan LSG (Lousiana Geological Survey), suatu

tanah organik dapat diklasifikasikan sebagai tanah peat apabila kadungan

organiknya 75 % atau lebih. Tetapi USSR system mengklasifikasikan suatu tanah

organik sebagai tanah gambut apabila kandungan organiknya adalah 50 % atau

lebih.

Tanah gambut dibagi menjadi dua kelompok besar, yaitu fibrous peat dan

amorphous granular peat. Pembagian tersebut berdasarkan kandungan serat yang

ada di dalam tanah peat tersebut. Gambut dengan kandungan serat 20 % atau lebih

dikelompokkan ke dalam fibrous peat (MacFarlane dan Radforth, 1968).

Sedangkan amorphous granular peat umumnya mempunyai kandungan serat

kurang dari 20 % dan tanah jenis ini ukurannya butirannya berupa koloid (< 2μ) .

Amorpous granular peat mempunyai sifat menyerupai tanah lempung .

Perilaku Pemampatan Tanah Lempung Dan Tanah Gambut

Bilamana tanah lempung dibebani maka tanah tersebut akan memampat.

Menurut Terzaghi (1925) pemampatan tersebut merupakan penjumlahan tiga

komponen pemampatan,yaitu:

- Pemampatan segera / immediate settlement (Si) yang terjadi akibat

adanya deformasi elastis butiran tanah.

15

- Pemampatan konsolidasi / consolidation settlement (Sc)

merupakan penurunan yang disebabkan keluarnya air dari pori

tanah.

- Pemampatan sekunder / secondary settlement (Ss)

Untuk tanah lempung, komponen pemampatan yang paling dominan adalah

pemampatan konsolidasi.

Untuk perilaku fibrous peat sangat berbeda dengan tanah lempung atau

amorphous peat karena fibrous peat fase solidnya masih terdiri dari serat-serat

berisi air dan gas. Studi oleh Dhowian dan Edil (1979) menunjukkan bahwa tipe

kurva pemampatan (regangan versus log waktu) untuk fibrous peat yang di test di

laboratorium dengan beban kecil (σ=25 kPa) terdiri dari 4 komponen regangan

yaitu :

1. Instaneous strain (εi) didefinisikan sebagai strain yang terjadi segera pada

saat awal pembebanan.

2. Primary strain (εp) adalah stain yang terjadi setelah (εi) selesai, nilainya

biasanya besar dan berlangsung dalam waktu singkat.

3. Secondary strain (εs) adalah strain yang terjadi ketika primary compression

selesai ( ta) hingga akhir dari secondary compression tk. Harga strain ini

relatif kecil dibanding εp dan cenderung konstan.

4. Tertiary strain (εt) adalah strain yang terjadi sejak tk tercapai sampai

dengan penurunan dianggap sudah tidak terjadi lagi. Harga strain ini relatif

besar dibanding εs dan kemiringan grafiknya lebih besar dibandingkan

dengan kemiringan grafik secondary strain.

Karena perilaku pemampatan fibrous peat tidak sama dengan tanah

lempung maka perumusan oleh Terzaghi (1925)untuk menghitung pemampatan

primer dan oleh Buisman (1936) untuk menghitung pemampatan sekunder tidak

dapat diterapkan di fibrous peat.

2.5. Konsolidasi

Bila suatu lapisan tanah mengalami tambahan beban di atasnya maka air

pori akan mengalir dari lapisan tersebut dan volumenya akan menjadi lebih kecil.

Peristiwa inilah yang disebut dengan konsolidasi. Pada umumnya konsolidasi ini

16

akan berlangsung dalam satu jurusan vertikal saja karena lapisan yang mendapat

beban tambahan tersebut tidak dapat bergerak dalam jurusan horizontal (ditahan

oleh tanah sekelilingnya). Dalam keadaan seperti ini pengaliran air juga akan

berjalan terutama dalam jurusan vertikal saja. Ini disebut dengan konsolidasi satu

jurusan (one dimensional consolidation) dan perhitungan konsolidasi hampir

selalu didasarkan pada teori ini. Pada waktu konsolidasi berlangsung, gedung atau

bangunan di atas lapisan tersebut akan menurun. Dalam bidang teknik sipil ada

dua hal yang perlu diketahui mengenai penurunan tersebut, yaitu

1. Besarnya penurunan yang akan terjadi.

2. Kecepatan penurunan.

Bila tanahnya berjenis lempung, maka penurunan akan agak besar, sedangkan

kalau tanah terdiri dari pasir, penurunannya akan kecil. Karena itu lempung

dikatakan mempunyai High Compressibility dan pasir mempunyai Low

Compresibility. Penurunan pada lempung biasanya memakan waktu yang lama,

karena daya rembesan air sangat lemah. Sebaliknya penurunan pada pasir berjalan

sangat cepat sehingga pada waktu pembangunan di atas pasir sudah selesai, maka

penurunan juga dianggap selesai. Karena itu biasanya orang hanya

memperhitungkan penurunan lapisan pada tanah lempung.

Ada dua istilah yang dipakai untuk menggambarkan suatu sifat yang penting

dari lapisan lempung endapan (sedimentary clays). Lapisan semacam ini setelah

pengendapannya akan mengalami konsolidasi dan penurunan akibat tekanan dari

lapisan-lapisan yang kemudian mengendap di atasnya. Endapan yang terjadi pada

lapisan lempung ini lama-kelamaan mungkin menjadi hilang lagi oleh karena

sebab-sebab biologi, misalnya erosi oleh air atau es. Ini berarti lapisan-lapisan

bawah pada suatu saat dalam sejarah geologinya pernah mengalami konsolidasi

akibat tekanan yang lebih tinggi dari pada tekanan yang berlaku di atasnya pada

masa sekarang ini. Lapisan semacam ini disebut Over Consolidated. Sedangkan

lapisan yang belum pernah mengalami tekanan yang lebih tinggi di atasnya

daripada tekanan yang berlaku pada masa sekarang disebut Normally

Consolidated.

17

Kecepatan penurunan pada konsolidasi tergantung kepada beberapa faktor,

yaitu :

- Daya rembesan air tanah inilah yang menentukan kecepatan air yang

mengalir dari tanah

- Compressibility tanah, inilah yang menentukan banyaknya air yang mengalir.

2.5.1. Proses Konsolidasi

Mekanisme proses konsolidasi satu dimensi dapat kita tinjau suatu kasus

dimana suatu lapisan lempung jenuh air dengan ketebalan H yang diapit oleh dua

lapisan pasir, diberi penambahan tegangan total, Δ secara cepat.Penambahan

total tegangan akan diteruskan ke air pori dan butiran tanah. Hal ini berarti

penambahan tegangan total (Δ) akan terbagi ke tegangan efektif dan tegangan air

pori:

Δ = Δ0’ + Δu .........RUMUS TERZAGHI

Dimana : Δ0’= penambahan tegangan efektif (tegangan butiran)

Δu = penambahan tegangan air pori

Gambar 2.7. Lapisan tanah lempung jenuh air yang diberi penambahan tegangan

18

Gambar 2.8. variasi tegangan total,tegangan efektif, dan tegangan air pori

- Pada saat t=0, seluruh penambahan tegangan dipikul oleh air Δ =Δu .....

Δ0’=0 (gambar a)

- Pada saat 0<t<∞ ,air dari dalam pori mulai tertekan dan akan mengalir keluar .

Dalam proses ini, tegangan air pori akan berkurang secara perlahan, dan

tegangan yang dipikul butiran tanah (tegangan efektif) akan bertambah, jadi

Δ0’>0 dan Δu< Δ sehingga Δ = Δ0’ + Δu (gambar b)

- Pada saat t = ∞ , seluruh kelebihan tegangan air pori sudah hilang dari lapisan

tanah lempung. Jadi u =0. dan penambahan tegangan total akan dipikul oleh

butir tanah, sehingga Δ = Δ0’ (gambar c)

19

2.5.2. Analisa Penurunan Terzaghi

Menurut Terzaghi pada waktu konsolidasi berlangsung hal yang harus

diperhatikan adalah besarnya penurunan yang terjadi dan kecepatan serta lamanya

penurunan. Besarnya penurunan konsolidasi tanah lempung sangat tergantung

pada sejarah geologi lapisannya, apakah lempung terkonsolidasi normal atau

terkonsolidasi lebih. Tanah Normal (normally consolidated ), adalah tanah di alam pada

umumnya telah mengalami konsolidasi primer bertahun-tahun karena berat

sendiri. Sedangkan tanah lempung yang terkonsolidasi lebih (Over

Consolidattion), adalah tanah yang pernah mengalami konsolidasi oleh beban

yang lebih besar dari pada tekanan efektif yang ada sekarang.

Salah satu pendekatan kasar untuk membedakan keda jenis tanah tersebut

adalah dengan menentukan Indeks Kecairan (LI). Lempung terkonsolidasi normal

mempunyai Indeks Kecairan antara 0,6 sampai 1 sedangkan lempung

terkonsolidasi lebih mempunyai Kecairan antara 0 sampai 0,6. Selain itu

lempung terkonsolidasi normal mempunyai nilai OCR = 1 dan lempung

terkonsolidasi lebih mempunyai nilai OCR > 1.

2.5.3. Parameter Konsolidasi

1. Tekanan Efektif

Tekanan efektif (’o ) yang dimaksud disini adalah tegangan overburden

efektif yang bekerja pada tiap tengah-tengah lapisan tanah.

!o=

! x H (2.7)

Dimana :

!o = tegangan efektif

H = tebal tanah lempung di lapangan

! = berat volume tanah dalam air.

2. Indeks Kompresi (Cc)

Didalam menghitung besarnya penurunan , Sc, ada suatu nilai tanah yang

harus diketahui yaitu indeks pemampatan (cc). Cc diambil dari tanah

lempung normal, yaitu suatu tanah di alam yang telah mengalami

konsolidasi primer bertahun-tahun karena memikul berat sendirinya dari

20

tanah yang berada diatasnya.Kemudian tanah yang bersangkutan dilakukan

pengetesan di laboratorium

Gambar 2.9. Prosedur penentuan tegangan prakonsolidasi dan indeks kompresi

Indeks kompresi (Cc) diperoleh dari grafik hubungan antara angka pori

dengan tegangan (Gambar 2.9), yang sekaligus adalah grafik yang digunakan

untuk mencari tegangan prakonsolidasi (!c) :

1.Tentukan titik a dimana grafik e versus log mempunyai jari kelengkungan

yg. paling minimum

2. Gambar garis datar a-b.

3. Gambar garis singgung a-c pada titik a

4. Gambar garis a-d yg. merupakan garis bagi sudut b-a-c.

5. Perpanjang bagian grafik e versus log yg. merupakan garis lurus hingga

memotong garis a-d dititik f. absis untuk titik f adalah besarnya tekanan

prakonsolidasi.

6. Tentukan letak nilai e0 & 0.4 e0

7. Perpanjang grs (a-h)

8. Cc didapat

21

Gambar 2.10. Prosedur penentuan indeks kompresi

(2.8)

3. Angka pori

Setelah percobaan selesai dilakukan untuk beban yang bermacam-macam

selanjutnya penting mempelajari perubahan angka pori (e) terhadap tekanan ().

Nilai angka pori yang dipakai dalam perhitungan adalah angka pori awal (e0)

yaitu :

(2.9)

Dengan :

Ws = Berat kering tanah

Gs = Berat jenis tanah ;

A = Luas contoh tanah

H = Tinggi contoh tanah awal

Hs = tinggi efektif benda uji

e0 = angka pori awal

ss

vo

H

Hs-H

H

He

log

)e(e Cc

)log(log

)e(etgα

0

1

1o

01

1o

ws

ss

.γA.G

WH

22

4. Tambahan Tegangan

Penurunan yang terjadi disebabkan oleh tegangan tanah sendiri (overburden)

dan tambahan tegangan yang diakibatkan bekerjanya beban luar vertikal diatas

tanah tersebut yang dibebankan ke pondasi

Perhitungan penyebaran tekanan ke pondasi dihitung dengan metode

penyebaran 2V:1H. Metode ini merupakan salah satu cara pendekatan yang sangat

sederhana untuk menghitung tegangan akibat pembebanan diberikan oleh

Boussinesq. Caranya dengan membuat garis penyebaran beban 2V : 1H (2

vertikal dibanding 1 horisontal).

Dengan : z= tambahan tegangan vertikal

P = beban total pada dasar

B = lebar pondasi

L = panjang pondasi

z = kedalaman yang ditinjau

z)z)(L(B

P

A

PΔ

z (2.10)

23

2.5.4. Besarnya Penurunan

Besarnya penurunan tergantung pada karakteristik tanah dan penyebaran

tegangan pondasi ke tanah dibawahnya

1. Untuk tanah terkonsolidasi normal

2. Untuk tanah terkonsolidasi lebih

S = besarnya penurunan

Cc = indeks pemampatan

H = lapisan tanah lempung di lapangan

= tegangan Overburden efektif (kg/cm2)

e0 = angka pori mula-mula

tambahan beban

c = tegangan prakonsolidasi

2.5.5. Kecepatan dan Lama Penurunan

Kecepatan penurunan tergantung pada dua faktor yaitu daya rembes dan

kompresibelitas tanah. Metode grafis yang umum dipakai untuk menentukan

harga Cv dari uji konsolidasi satu dimensi di laboratorium adalah metode akar

waktu (grafik waktu versus pemampatan).

0

0

00

1

0

c'

'log

e1

HCc.

'log

e1

HCc.S

(2.11)

c

0

00

c

0

c0

0

0

00

1

0

c0

loge1

Cc.Hlog

e1

HCs.S

: )( apabila

loge1

HCs.log

e1

HCs.S

: )( apabila

(2.12)

(2.13)

v

2

v

C

H x Tt (2.14)

24

Bila U tersebut diatas adalah tekanan hidrostatis pada setiap tempat (z) dan waktu

tertentu (t), saat mendapat tekanan dari luar = P, maka Prosentase (%)

konsolidasinya pada setiap saat (t) dan pada setiap tempat z dapat ditulis :

Dimana :

U = prosentase konsolidasi

P = tekanan total

U = tekanan air pori

P-U = tekanan efektif

Hubungan U dengan Tv dapat dilihat pada Tabel 2.3. yang berfungsi untuk

menghitung yang diperlukan sampai penurunan tertentu (t), maka diambil harga T

untuk U pada waktu t.

Tabel 2.3. Hubungan derajat konsolidasi (U) dengan faktor waktu (Tv)

U % 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Tv 0,008 0,031 0,071 0,126 0,197 0,287 0,403 0,567 0,848 ~

1. Metode Akar Waktu

Berikut pada metode ini, grafik deformasi vs akar waktu dibuat untuk tiap-

tiap penambahan beban .Adapun cara untuk menentukan harga Cv adalah sebagai

berikut :

a. Gambar suatu garis AB melalui bagian awal dari kurva yg lurus

b. Gambar suatu garis AC sehingga OC=1,15 OB. Absis titik D, yang

merupakan perpotongan antara garis AC dan kurva konsolidasi,

memberikan harga akar waktu tercapainya konsolidasi 90 % ( )

x100%P

uPU

90t

tertentuikonsolidas %untuk diperlukan yang waktu t

bawah)-ke & atas-ke(mengalir ah contoh tan tebal1/2 H

/dt)(cm ikonsolidaskoefisien Cv

Factor TimeT

: Dimana

2

25

Grafik 2.11. Cara mendapatkan t90 dari hasil percobaan laboratorium

Dalam penyelesaian penelitian ini ada beberapa tahapan kegiatan yang dilakukan

untuk dapat mencapai sasaran tujuan yang diinginkan. Dari persiapan proses awal

sampai dalam penyusunan laporan memerlukan waktu yang cukup panjang

sampai terbentuknya suatu karya tulis ilmiah

26

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tahapan Penelitian.

Dalam penyelesaian penelitian ini ada beberapa tahapan kegiatan yang

dilakukan untukan lokasi dapat mencapai sasaran tujuan yang diinginkan. Dari

persiapan proses awal sampai dalam penyusunan laporan memerlukan waktu yang

cukup panjang sampai terbentuknya suatu karya tulis ilmiah

Tahapan dari proses penelitian dimulai dari adanya gagasan yang timbul

setelah melihat suatu permasalahan laluu dilanjutkan dengan tahap pemilihan

literatur yang akan digunakan, observasi lapangan, pemilihan lokasi, pengambilan

sampel, penelitian laboratorium, analisa data dari hasil penelitian sampai dengan

penyusunan laporan, dan menarik kesimpulan.Langkah-langkah yang diperlukan

dalam suatu penelitian secara umum dapat dilihat pada diagram alur 1.

Diagram alur 1

GAGASAN (IDE)

JUDUL :

PERBANDINGAN PENURUNAN PADA TANAH LEMPUNG DAN TANAH ORGANIK DENGAN METODE TERZAGHI

PEMBATASAN MASALAH

TINJAUAN KEPUSTAKAAN

PEMILIHAN LOKASI PENELITIAN DAN PENGAMBILAN CONTOH TANAH

PENELITIAN LABORATORIUM

ANALISA DATA LABORATORIUM DAN PEMBAHASAN

KESIMPULAN DAN SARAN

27

3.2. Pengambilan Contoh Tanah di Lapangan

Terdapat dua macam contoh tanah yang akan diteliti di laboratorium yaitu

1. Sampel Tanah Asli (Undisturbed Sample)

Sampel tanah asli adalah suatu contoh tanah yang masih menunjukkan sifat-

sifat asli yang dimiliki oleh tanah. Contoh tanah ini diusahakan tidak mengalami

perubahan dalam struktur, kadar air atau susunan kimia. Sampai saat ini sampel

yang benar-benar asli agak sukar diperoleh. Sampel diambil dengan memasukkan

tabung contoh ke dalam tanah dengan jalan dipukul, kemudian tabung contoh

diangkat dan kedua ujungnya ditutup rapat dengan plastic serta celah-celah pada

penutupnya diberi lapisan lilin. Hal ini untuk mencegah terjadinya penguapan air

dari dalam sampel.Pada contoh tanah asli dilakukan percobaan kadar air, UCT,

dan konsolidasi

2 Sampel Tanah Tidak Asli (Disturbed Sample)

Sampel tanah tidak asli diperlukan apabila penggunaan tanah memang tidak

dalam keadaaan aslinya, sehingga sedikit usaha-usaha yang diperlukan untuk

melindungi struktur asli dari sampel tersebut. Dalam penelitian ini sampel tanah

tidak asli diambil dengan menggunakan cangkul dan sekop kemudian dimasukkan

ke dalam karung dan diikat. Pada contoh tanah tidak asli dilakukan percobaan

berat jenis, batas-batas Atterberg dan analiisa hidrometer.

3.3 Penelitian di Laboratorium

Penelitian tanah di Laboratorium ini dimaksudkan untuk mengetahui sifat-

sifat tanah dan mencari parameter tanah yang nantinya diperlukan untuk

memperkirakan besarnya penurunan dari tanah yang bersangkutan.

Pelaksanaannya dapat dilihat pada diagram alur 2 berikut.

28

Diagram alur 2

Contoh Tanah

Penelitian di Laboratorium

Tanah Lempung Tanah Organik

Disturbed Undisturbe

d

Disturbed Undisturbe

d

Kadar Air UCT Konsolidasi

Berat Jenis Batas Atterberg Hidrometer

Kadar Air UCT Konsolidasi

Berat Jenis Batas Atterberg Hidrometer

Data Laboratorium

Analisa Data Laboratorium

Pembahasan Data Laboratorium

Kesimpulan dan Saran

29

3.3.1 Kadar Air

Penelitian kadar air mengikuti AASHTO T 265-79 dan ASTM D 2216-71

Tujuan :

Menghitung prosentase air yang dikandung tanah

Benda Uji :

Sampel yang digunakan adalah seberat 100 gram.

Cara pelaksanaan :

Cawan dibersihkan dan ditimbang beratnya.

Sampel yang telah dipersiapkan dikeluarkan dari tabung dan diambil

kurang lebih 100 gram dimasukkan kedalam cawan, kemudian

beratnya ditimbang.

Dalam keadaan terbuka cawan yang berisi tanah dioven selama 16-24

jam atau sampai terjadi berat konstan.

Cawan kemudian didinginkan dalam desikator; setelah dingin

kemudian beratnya ditimbang.

3.3.2. Percobaan Berat Jenis (Gs)

Tujuan :

Menentukan harga berat jenis (specific gravity) dari suatu contoh tanah

Benda Uji :

Sampel yang akan diselidiki dikeringkan dalam oven selama 24 jam,

kemudian ditumbuk dan disaring dengan saringan No.4

Cara Pelaksanaan :

Piknometer dibersihkan dari kotoran dan dikeringkan kemudian

ditimbang.

Tanah dengan berat lebih kurang 10 gram dimasukkan kedalam

piknometer kemudian ditimbang.

Piknometer yang berisi air dan tanah direbus untuk mengeluarkan

udara yang terperangkap diantara butir tanah, kemudian didinginkan

dalam desikator.

Piknometer ditambah air sampai penuh dan ditutup. Bagian luar

piknometer dikeringkan dengan kain kering kemudian piknometer

30

berisi tanah dan air ditimbang. Air dalam piknometer diukur suhunya

dan dicatat.

Piknometer dikosongkan dan dibersihkan kemudian diisi air sampai

penuh dan ditutup. Diluarnya dikeringkan dengan kain kemudian

piknometer yang penuh air ditimbang.

3.3.3. Batas-batas Atterberg

1. Percobaan Batas Cair (Liquid Limit)

Tujuan :

Untuk menentukan kadar air tanah pada keadaan batas peralihan antara

cair dan keadaan plastis.

Benda Uji :

Contoh tanah yang disediakan adalah lebih kurang 100 gram dan disaring

lewat saringan No.40. bila tanah mengandung butiran kasar, mula-mula

dikeringkan dalam suhu udara secukupnya, sampai dapat disaring.

Gumpalan-gumpalan tanah dipecahkan dengan cara ditumbuk dalam

mortar dengan penumbuk berkepala karet sehingga butir-butirnya tidak

rusak.

Persiapan Alat :

Alat Cassagrande yang akan digunakan diperiksa apakah alat dapat

bekerja dengan baik.

Apabila pegangan diputar, mangkok akan terangkat setinggi 1 cm

dihitung dari pegangan pemberat.

Cara Pelaksanaan :

Contoh tanah diletakkan dalam porselen dan dicampur secara merata

dengan air suling kira-kira 15-20 ml.

Contoh tanah yang telah dicampur tadi diletakkan pada cawan

Cassagrande sedemikian rupa sehingga permukaan tanah rata dan

dibuat mendatar dengan ujung terdepan tepat pada ujung terbawah

mangkok.dengan demikian tebal tanah bagian terdalam akan setebal 1

cm.

31

Buat alur lurus pada garis tengah mangkok dengan pembarut (grooving

tool), sehingga terpisah menjadi dua bagian yang simetris.

Dengan bantuan alat pemutar, cawan diangkat dan diturunkan dengan

kecepatan 2 putaran per detik sampai kedua bagian tanah bertemu

sepanjang 12,7 mm dan jumlah pukulan yang didapat dicatat.

Sebagaian contoh tanah diambil dan diperiksa kadar airnya.

Pada percobaan pertama, jumlah pukulan yang diperlukan antara 30

sampai 40 kali, tambahkan air sedikit demi sedikit dan aduk rata.

Percobaan diatas diulangi beberapa kali sehingga diperoleh 4 buah

data hubungan antara kadar air dan jumlah pukulan diantara 30 dan 40

pukulan dengan masing-masing selisihnya hampir sama.

Dari data tersebut dibuat flow curve yang merupakan hubungan antara

kadar air dan jumlah pukulan yang digambarkan dalam sebuah grafik,

dimana kadar air sebagai absis dan jumlah pukulan sebagai ordinat.

Tarik garis lurus penghubung dari titik-titik yang diperoleh. Batas cair

tanah adalah kadar air tanah yang diperoleh pada pemotongan garis

penghubung tersebut dengan garis vertical pada 25 kali pukulan

2. Percobaan Batas Plastis

Tujuan :

Untuk mencari kadar air suatu tanah dalam keadaan plastis

Benda Uji :

Karena merupakan lanjutan dari pengujian batas cair, maka sampel

diambil dari campuran pada pengujian batas cair sebanyak kira-kira 8

gram. Bila selama pengujian batas cair sampel terlalu kering maka

ditambahkan air dan dicampur kembali sampai merata.

Cara Pelaksanaan :

Contoh tanah diletakkan pada cawan porselin ditambahkan air sedikit

demi sedikit dan diaduk sampai rata

Ambil contoh tanah yang sudah homogeny kurang lebih 8 gram dan

dibuat gulungan tanah di atas pelat kaca sampai mencapai batang-

batangan dengan diameter 3 mm. Bila belum mencapai 3 mm sudah

32

putus, maka sampel terlalu keering sehingga harus dicampur lagi

dengan air. Bila telah mencapai 3 mm tetapi belum menunjukkan

retak-retak maka sampel terlalu basah dan perlu dikeringkan dengan

jalan didiamkan atau diaduk-aduk dalam cawan pencampur.

Contoh tanah yang sudah menunjukkan retak-retak pada diameter 3

mm menandakan tanah tersebut dalam keadaan plastis.

Ambil contoh taanh tersebut dan periksa kadar airnya.

3. Indek Plastisitas (IP)

Penelitian indek plasisitas merupakan kelanjutan dari penelitian batas cair

(LL) dan batas plastis (PL). dengan diketahui batas cair dan batas plastis maka

secara langsung dapat ditentukan indek plastisitasnya, dimana indek plastisitas

adalah selisih antara batas cair dan batas plastis (IP=LL-PL).

4. Percobaan Batas Susut (SL)

Tujuan:

Untuk menentukan batas susut tanah

Benda uji :

Contoh tanah yang disediakan adalah lebih kurang 30 gram dan disaring

lewat saringan no. 40. Bila tanah mengandung butir-butir kasar, mula-

mula dikeringkan dalam suhu udara secukupnya, sampai dapat disaring.

Gumpalan-gumpalan tanah dipecah dengan ditumbuk dalam mortar

dengan penumbuk berkepala karet sehingga butir-butirnya tidak rusak.

Cara Pelaksanaan:

Letak contoh tanah di atas porselin dan diaduk secara merata dengan

air destilasi, sehingga mengisi semua pori-pori tanah dan jangan

sampai ada udara yang terperangkap di dalamnya. Banyaknya air

sedemikian sehingga bila benda uji berupa tanah plastis kadar air lebih

10% dari batas cair, sedangkan bila benda uji berupa tanah kurang

plastis buatlah sehingga konsistensi tanah sedikit di atas batas cair.

Cawan susut dibersihkan dan ditimbang, kemudian tentukan volume

cawan susut dengan cara menaruh cawan dalam mangkok porselin isi

33

dengan air raksa sampai penuh. Tekan dengan pelat gelas rata di atas

permukaan cawan jaga dengan ada udara terperangkap. Bersihkan air

raksa melekat di luar cawan, pindahkan air raksa pada mangkok lain

dan tentukan beratnya. Tentukan beratnya. Volume cawan sama

dengan batas air raksa dibagi berat jenisnya.

Oles tipis bagian dalam cawan dengan vaselin atau pelumas. Isilah

cawan dengan tanah batas yang telah disiapkan kira-kura sepertiga

volumenya dan letakkan ditengahnya. Cawan dipukul-pukulkan pada

bidang yang kokoh sehingga tanah mengisi sudut-sudut cawan.

Tambahkan tanah dipukul-pukul sehingga terisi penuh sampai tepi

atas, lalu ratakan dengan pisau perata dan hapuskan tanah yang

melekat diluar cawan sehingga volume tanah sama dengan volume

cawan.

Cawan yang berisi tanah basah kemudian ditimbang, lalu dibiarkan

tanah mengering di udara sampai warnanya berubah dari tua menjadi

muda. Kemudian cawan berisi tanah dimasukkan dalam oven dengan

temperature 105o

-110oC selama 24 jam. Dinginkan tanah dalam

desikator dan setelah itu ditimbang.

Tentukan volume tanah kering dengan cara keluarkan tanah kering dari

cawan dan celupkan dalam mangkok gelas yang diisi air raksa sampai

melimpah. Tempatkan mangkok dalam cawan porselin dan tekan tanah

dengan pelat gelas berpaku tiga secara hati-hati diatas mangkok.

Pindahkan air raksa yang tumpah dalam satu mangkok dan tentukan

berat air raksa itu. Volume tanah kering sama dengan berat air raksa

dibagi berat jenisnya.

Lakukan percobaan di atas untuk campuran tanah dengan beberapa

variasi (%) kadar penyampur arang kayu yang telah ditentukan.

34

3.3.4. Analisa Hidrometer untuk Tanah yang Berbutir Halus

Tujuan :

Menetukan pembagian butir tanah yang lewat saringan No.200

Benda Uji :

Contoh tanah yang lewat saringan No.200

Pelaksanaan :

Contoh tanah ditimbang seberat 50 gram, kemudian dicampur air

suling yang telah dicampur dengan Reagen Sodium Hexametaphospate

dan didiamkan lebih kurang 16 jam.

Setelah perendaman campuran dituangkan kedalam mixer dan dikocok

selama kurang lebih 10 menit agar butir-butirnya terpisah.

Setelah pengocokan selesai campuran dituangkan kedalam tabung

gelas ukur dan ditambahkan air suling sampai mencapai 1000 ml.

kemudian tutup bagian atas tabung dengan sumbat kemudian dikocok

dengan cara membolak-balikkannya.

Setelah dikocok 30 detik masukkan tabung kedalam bak perendam

yang suhu airnya telah diatur agar suhunya konstan, kemudian

hidrometer dimasukkan kedalam suspensi dan siapkan stop-watch.

Lakukan pembacaan hidrometer pada waktu 15 detik, 30 detik, 30

detik, 1 menit, dan tanpa memindahkan hidrometer.

Setelah pembacaan 2 menit pertama selesai, pindahkan hidrometer

kedalam tabung yang berisi air suling yang telah disiapkan dan

dilakukan pembacaan hidrometer.

Untuk pembacaan selanjutnya, hidrometer dimasukkan tepat sebelum

pembacaan dimulai yang dilakukan pada waktu 5, 15, 30, 60, 120, 240,

dan 1440 menit. Catatlah setiap perubahan temperature pada suspensi.

Setelah pembacaan terakhir tuangkan suspensi kedalam saringan

No.200 dan dicuci dengan air sampai air yang lewat saringan jernih,

kemudian tanah yang tertahan diatas saringan No.200 dioven dan

dilakukan analisa saringan.

35

Perhitungan :

Faktor air Higroskopis yaitu perbandingan antara berat contoh tanah

yang dioven dengan berat contoh tanah kering udara yang dihitung

terlebih dahulu.

Berat kering oven contoh tanah yang digunakan untuk tes hidrometer

dengan mengalikan berat tanah kering udara dengan factor air

Higroskopisnya.

Berat total contoh tanah yang diwakili oleh contoh tanah yang dites

dihitung dengan pembagi berat kering oven contoh tanah dengan

prosentase bagian yang lewat saringan kemudian dikalikan 100.

Prosentase tanah yang tertinggal dalam suspensi dihitung dengan

rumus :

P =R x a

Wx 100

Dimana :

P = prosentase berat tanah yang tinggal dalam suspensi

R = pembacaan hidrometer yang telah dikoreksi

W = berat total contoh tanah kering yang diperiksa

a = angka koreksi

Diameter butir tanah dihitung dengan rumus :

D = K L

T

Dimana :

K = harga konstanta berdasarkan temperature suspensi dan berat jenis

tanah

L = jarak vertikal dari kedalaman dimana berat jenis suspensi diukur

yang dipengaruhi oleh hidometer, ukuran silinder dan berat jenis

suspense

T = waktu pembacaan terhadap waktu mulainya sedimentasi (dalam

menit)

36

3.3.5. Kuat Tekan Bebas (UCT).

Tujuan :

Dimaksudkan untuk menetukan besarnya kekuatan tekan bebas contoh

tanah

Benda Uji

Benda uji didapat dari pemadatan standard pada kadar air optimum.

Tanah yang telah dipadatkan tersebut dikeluarkan dari cetakan lalu diiris-

iris dengan pisau sampai dengan diameter tertentu.

Pelaksanaan :

Benda uji ditimbang kemudian diletakkan pada mesin tekan bebas

secara centris

Jarum arloji tegangan dan arloji regangan diatur pada angka nol

Pembacaan beban dilakukan pada regangan (0,5-2)% per menit

Percobaan ini dapat dilakukan terus sampai benda uji mengalami

keruntuhan, keruntuhan ini dapat dilihat dari makin kecilnya

bebanwalaupun regangan semakin besar

Jika regangan mencapai 20% tetapi benda uji belum runtuh maka

pekerjaan dihentikan

3.3.6. Konsolidasi

Penelitian konsolidasi mengikuti standar AASHTO T 216-81 dan ASTM

D 2435-70

Tujuan : untuk mendapatkan parameter-parameter konsolidasi untuk menghitung

besar dan kecepatan penurunan.

Peralatan :

1. Satu unit alat konsolidasi

2. Beban-beban untuk pembebanan

3. Stop watch

4. Oven

5. Neraca / timbangan

6. Cawan

37

Pelaksanaan :

1. Persiapan Pengujian

a.Cincin dibersihkan dan dikeringkan kemudian timbang beratnya

b.Keluarkan contoh tanah dari tabung dengan extruder

c. Contoh tanah dimasukkan kedalam cincin kemudian potong dengan pisau

perata dan ujungnya diratakan

2. Pelaksanaan Pengujian

a. Timbang berat cincin (W1)

b.Timbang berat benda uji dan cincin (W2)

c. Letakkan cincin benda uji diantara batu berpori dengan dilapisi kertas

saring pada sel konsolidasi

d. Atur alat (nivo) pada posisi seimbang (balance) dengan memutar span skrup

pengatur dan letakkan bola baja kecil dalam coakan plat penekan supaya

menyentuh bola baja

e. Atur arloji pengukur (dial deformasi) pada posisi tertekan diatas batu pori

f. Tuangkan air pada sel konsolidasi dan diamkan selama 24 jam agar contoh

tanah jenuh air

g. Setelah itu letakkan beban pertama pada tempat beban sehingga besar tekanan

yang diterima oleh contoh tanah yaitu sebesar 0.5 kg/cm2

h. Lepaskan span baut pengatur

i. Baca penurunan pada 0 menit, 0.25 menit,1 menit, 2.25menit,4menit, 6.25

menit, 9 menit, 12.25 menit, 20.25 menit, 25 menit, 36 menit, 60 menit,120

menit, 240 menit, 480 menit dan 1440 menit (24 jam)

38

j. Setelah dilakukan pembacaan selama 24 jam, tambahkan beban kedua sebesar

1,0 kg/cm2 dan atur baut pengatur hingga menyentuh lengan beban dan

lakukan pembacaan seperti langkah-langkah pada pembenanan yang pertama

k. Setelah itu dilakukan penambahan beban ketiga dan seterusnya. (2, 4, 8, 16, 32

dst

l. Setelah dilakukan pembebanan maksimum, kurangi beban dalam dua tahap

sampai mencapai beban pertama. Baca dial deformasi 24 jam setelah

pengurangan beban lalu beban dikurangi lagi. Lakukan pembacaan kembali

setelah 24 jam berikutnya.

m. Pada akhir pembacaan, keluarkan benda uji kemudian timbang beratnya dan

ukur tinggi contoh tanahnya

n. Masukkan contoh tanah kedalam oven untuk ditentukan kadar airnya dan berat

kering (Ws) didapat.

Perhitungan :

Setelah percobaan selesai dilakukan untuk beban yang bermacam-macam

selanjutnya penting mempelajari perubahan angka pori (e) terhadap tekanan ()

1. Menghitung tinggi efektif benda uji (Hs).

2. Hitung tinggi awal ruang pori, Hv :

Hv = H- Hs

dimana H = tinggi awal contoh tanah

3. Hitung angka pori awal (e0) contoh tanah

s

v

s

v

s

vo

H

H

A.H

.AH

V

Ve

ws

ss

.γA.G

WH

39

4. Untuk penambahan beban pertama 1 (beban total/luas penampang

contoh tanah), menyebabkan penurunan H1 , hitung perubahan angka

pori e1

H1 , didapatkan dari pembacaan awal dan akhir pada skala ukur untuk

beban sebesar 1

5. Hitung angka pori yang baru, e1, setelah konsolidasi yang disebabkan oleh

penambahan tekanan, 1 :

e1 = e0 - e1

6. Untuk beban berikutnya, yaitu 2 , yang menyebabkan penambahan

pemampatan sebesar H2 , angka pori e2 pada saat akhir konsolidasi

dapat dihitung :

s

11

H

He

s

212

H

Hee

40

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Umum

Analisa data yang didapat dari laboratorium pada penelitian ini dilakukan

dengan penggambaran grafik dan perhitungan yang menggunakan rumus-rumus

yang sudah tersedia. Dalam menganalisa data perlu diadakan pengelompokan

berdasarkan kebutuhan sehingga didapatkan suatu analisa dan hasil yang

sistematis.

Hasil yang didapat dari analisa kemudian dibahas sesuai perkiraan-perkiraan

awal dan tujuan-tujuan yang telah ditetapkan sebelumnya, dengan berpedoman

pada ketentuan-ketentuan yang terdapat dalam literature maupun peraturan-

peraturan yang ditetapkan oleh badan yang berwenang.

Nilai dari semua parameter sifat fisik dan mekanik tanah lempung dan

tanah organic dapat dilihat pada Tabel 4.1

4.2. Sifat Fisik Tanah

4.2.1. Kadar Air Tanah ( w ) %

Kadar air tanah ini berhubungan erat dengan derajat kekerasan dari tanah

tersebut. Bila kadar air tanah rendah, maka diperlukan suatu daya pemadatan yang

besar, sebaliknya bila kadar air tanah tinggi, biarpun daya pemadatan ditambah

maka hal ini tidak berarti tanah akan menjadi lebih padat karena dalam hal ini

volume pori sudah menjadi jenuh oleh air. Sehingga meskipun dengan

mempertinggi daya pemadatan butir-butir tanah tidak mungkin menjadi lebih

padat.

4.2.2. Berat Jenis spesifik (Gs)

Dari hasil penelitian laboratorium mengenai berat jenis tanah (Gs) untuk

tanah lempung rata – rata sebesar 2,539 dan tanah organic rata-rata sebesar 2.481.

Maka tanah yang diteliti termasuk tanah kohesif. Dengan mengetahui kadar air ,

berat jenis spesifik, dan angka pori, maka dapat dicari kadar pori, berat volume

tanah, berat volume tanah kering, berat volume tanah kenyang air,dan derajat

kekenyangan tanah.

41

Table 4.1. Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Tanah

Tabel 4.2. Nilai Tegangan Overburden,Tambahan Tegangan,dan Penurunan

Kedalaman

(m)

Tekanan

Overburden, 0 (t/m

2)

Tambahan Tekanan

(t/m2)

Penurunan, Sc

(m)

Lempung Organik Lempung Organik Lempung Organik

2.25 3.5837 3.5526 2.9708 2.9723

0.0251606 0.0384506 2.75 4.3800 4.3421 2.3899 2.3911

3.25 5.1764 5.1316 1.9641 1.9650

3.75 5.9728 5.9210 1.6426 1.6435

No PARAMETER TANAH TANAH

LEMPUNG

TANAH

ORGANIK

A SIFAT FISIK TANAH

1 Kadar Air (w,%) 52.810 59.170

2 Berat Jenis (Gs) 2.539 2.481

3 Batas Cair (LL), % 73.930 82.600

4 Batas Plastis (PL), % 31.414 35.120

5 Indeks Plastis (IP), % 42.516 47.480

6 Batas Susut (SL), % 15.774 15.748

7 Angka Pori (e0) 1.4768 1.4387

B SIFAT MEKANIS TANAH

1. UCT (kg/cm2) 0.260 1.171

2 Koefisien Konsolidasi (Cv), (cm2/dt 3.793 x 10

-3 6.029 x 10-3

3 Waktu Penurunan, t90 (tahun) 1.136 0.714

4 Koefisien Rembesan (k), (cm/detik) 2.3103 x 10-7

5.4935 x 10-7

5 Tekanan Prakonsolidasi, (c,) (t/m

2) 1.563 1.467

6 Indeks Tekanan (Cc) 0.3906 0.4566

7 Indeks Tekanan Kembali (Cs) 0.1760 0.2766

42

4.2.3. Batas-Batas Atterberg

4.2.3.1. Batas Cair (Liquid Limit)

Nilai batas cair (LL) tanah lempung rata-rata 73.93 % dan tanah organic

82.60 % ini termasuk tinggi, berarti tanah dasarnya memiliki sifat-sifat teknis

yang buruk yaitu daya dukungnya rendah, kompresibel serta tanah dasarnya

kurang memenuhi syarat untuk digunakan sebagai tanah dasar suatu konstruksi.

4.2.3.2. Batas Plastis (Plastic Limit)

Nilai wc=52.81 % berada antara nilai PL=31.414% dan LL=73.93%,

sehingga tanah lempung ini termasuk tanah yang bersifat plastis. Nilai IP yang

didapat 42.516% adalah lebih besar dari 17, sehingga tanah lempung ini

dikatagorikan sebagai tanah lempung yang memiliki plastisitas tinggi (high

plasticity).

Sedangkan untuk tanah organic, nilai wc=59.71% berada antara PL=35.12%

dan LL=82.16%, sehingga tanah organic ini dikatagorikan tanah yang bersifat

plastis. Nilai IP=47.486% adalah lebih besar dari 17 sehingga tanah organic ini

dikatagorikan sebagai tanah yang memiliki plastisitas tingi (high plasticity).

Grafik 4.1. Nilai Batas-Batas Atterberg Tanah Lempung

Padat Semi Padat

Plastis Cair

PL 31.414%

wc 52.81%

LL 73.93%

43

Grafik4.2. Nilai Batas-Batas Atterberg Tanah Organik

Grafik4.2. Nilai Batas-Batas Atterberg Tanah Organik

4.2.4. Klaifikasi Tanah

4.2.4.1. Sistem Klasifikasi USCS (Unified Soil Classification System)

Hasil klasifikasi tanah dengan system Unified dapat dilihat pada Grafik

4.3 dan Grafik 4.4. Pada USCS, suatu tanah diklasifikasikan secara garis besar

dalam 2 kelompok :

Tanah berbutir kasar jika lebih dari 50% tinggal dalam saringan nomer 200

Tanah berbutir halus jika lebih dari 50% lewat saringan nomer 200.

Hasil laboratorium menunjukkan tanah pada lokasi di Padang Sambian

dan Suwung adalah berbutir halus karena lebih dari 50% lewat saringan nomer

200. Menurut system Unified tanah dasar ini dapat diklasifikasikan sebagai tanah

lempung organik dengan plastisitas sedang sampai tinggi (OH)

Padat Semi Padat

Plastis Cair

PL 35.12%

wc 35.12%

PL 35.12%

44

Grafik 4.3. Klasifikasi Tanah Lempung dengan Sistem USCS

Grafik 4.4. Klasifikasi Tanah Lempung Organik dengan Sistem USCS

4.2.4.2. Sistem Klasifikasi AASHTO

Tanah berbutir halus yang 35% dari bahan pembentuknya lolos saringan

no.200 yang berada pada kelompok A-4 sampai A-7. Adapun data tanah adalah

persentase rata-rata yang lolos saringan no.200 adalah sebesar 88.3792%. nilai

rata-rata batas cair (LL) = 73.93%. Nilai rata-rata Indeks Plastis (IP) = 42.519%.

Nilai indeks kelompok (GI) tanah = 23.8622.

Sedangkan data tanah organic adalah persentase rata-rata yang lolos

saringan no.200 adalah sebesar 89.983%. nilai rata-rata batas cair (LL) = 82.6%.

nilai rata-rata Indeks Plastis (IP) = 47.483%. nilai Indeks Kelompok (GI) tanah =

27.021%. Dengan mengacu pada table, maka dengan tanah tersebut termasuk

tanah kelompok A-7-5 dengan kualifikasi sebagai berikut:

- Persentase lolos saringan no.200 minimal 36

- Batas cair minimal 41, indeks plastisitas minimal 11,dan IP < LL-30

45

Grafik 4.5. Grafik dari rentang Batas Cair (LL)] dan Indeks Plastisitas (IP) untuk

tanah lempung yang masuk kelompok A-2, A-4, A-5, A-6, dan A-7

Grafik 4.6. Grafik dari rentang Batas Cair (LL)] dan Indeks Plastisitas (IP) untuk

tanah organik yang masuk kelompok A-2, A-4, A-5, A-6, dan A-7

46

4.2.5. Test Kekuatan Tekan Bebas [Unconfined Compression Test (UCT)]

Penentuan nilai UCT ini dilakukan untuk mengetahui besarnya gaya

dukung ultimit (qu) dari masing-masing baik tanah lempung maupun tanah

organiku. Data-data hasil perhitungan dan grafik selengkapnya dapat dilihat pada

Table 4.1, yaitu 0,260 kg/cm2 untuk tanah lempung dan 1.171 kg/cm

2 untuk tanah

lempung organic.

4.2.6. Konsolidasi Tanah Lempung Menurut Terzaghi.

Hasil pembacaan tes konsolidasi dan hasil perhitungan konsolidasi dari

Terzaghi dapat dilihat pada Tabel 4.3.

4.2.6.1. Angka Pori

Dari Tabel 4.3 dapat dilihat bahwa selama proses konsolidasi angka pori

mengalami penurunan karena tekanan efektif yang bekerja makin bertambah.

Tegangan

(kg/cm2)

H

(cm)

H

(cm) e e

0.00 2.0000 - - -

0.25 1.9676 0.0324 1.4367 0.0401

0.50 1.9240 0.0760 1.3827 0.0941

1.00 1.8544 0.1456 1.2965 0.1803

2.00 1.7454 0.2546 1.1615 0.3153

4.00 1.6623 0.3377 1.0586 0.4182

8.00 1.5360 0.4640 0.9022 0.5746

0.00 1.6085 0.3915 0.9920 0.4848

Table 4.3. Hasil perhitungan angka pori tanah lempung dengan e0 = 1.478

47

Tegangan

(kg/cm2)

H

(cm)

H

(cm) e e

0.00 2.0000 - - -

0.25 1.9321 0.0679 1.3559 0.0828

0.50 1.8625 0.1375 1.2710 0.1677

1.00 1.7788 0.2212 1.1690 0.2697

2.00 1.6760 0.3240 1.0436 0.3951

4.00 1.5721 0.4279 1.9169 0.5218

8.00 1.4578 0.5422 0.7776 0.6611

0.00 1.5111 0.4889 0.8426 0.5961

Table 4.4. Hasil perhitungan angka pori tanah organik dengan e0 = 1.4387

4.2.6.2.Koefisien Konsolidasi (Cv) dan Waktu Penurunan (t).

Koefisien konsolidasi Cv ini didapat dengan terlebih dahulu mencari harga

t90 pada penggambaran grafik hubungan waktu dengan penurunan untuk masing-

masing tegangan. Nilai Cv dan waktu penurunan dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Perhitungan waktu penurunan (t) pada masing-masing sampel baik untuk tanah

lempung maupun tanah lempung organic dengan memakai nilai Cv dari metode

akar waktu (√t).

4.2.6.3.Koefisien Permeabilitas (k)

Hasil nilai koefisien permeabilitas baik tanah lempung maupun tanah

lempung organic dapat dilihat pada Tabel 4.1. Nilai koefisien permeabilitas sesuai

dengan pengelompokan tanah berdasar nilai, maka tanah pada daerah

Padangsambian dan Suwung ini merupakan jenis tanah lempung dengan

plastisitas yang tinggi (CH) dan lempung organic yang tinggi (OH).

4.2.6.4.Tekanan Prakonsolidasi (’c)

Hasil nilai tekanan prakonsolidasi baik tanah lempung maupun tanah

lempung organic dapat dilihat pada Tabel 4.1.

48

4.2.6.5.Indeks Pemampatan (Cc) dan Indeks Pemampatan kembali (Cs)

Dari grafik ’c, didapat indeks pemampatan (Cc) dan indeks pemampatan

kembali (Cs) yang dapat dilihat pada Tabel 4.1.

4.3. Penurunan

4.3.1. Penurunan Tanah Lempung dan Tanah Lempung Organik

4.3.1.1. Tekanan Overburden Efektif (’0)

Tekanan overburden efektif untuk menghitung penurunan dihitung setiap

0.5 meter dari bawah pondasi dengan hasil seperti pada Tabel 4.2.

4.3.1.2. Tambahan Tekanan Akibat Pondasi

Besarnya tambahan tekanan akibat didapat dari berat ban gunan yang

dibebankan ke pondasi (tekanan akibat penyebaran pondasi), dapat dilihat pada

Tabel 4.2.

4.3.1.3. Penurunan

Setelah mengetahui besarnya ’c , ’0, dan selanjutnya dihitung nilai

OCR untuk menentukan jenis tanah lempung tersebut, apakah terkonsolidasi

normal atau lebih dapat dilihat pada Table 4.2. Karena nilai OCR > 1, maka tanah

lempung yang dipakai pada penelitian ini termasuk tanah lempung terkonsolidasi

lebih (over consolidated), dengan dipakai rumus :

Sedangkan hasil perhitungan selengkapnya besarnya penurunan dapat

dilihat pada Tabel 4.2.

0

0

00

1

0

c'

'log

e1

HCc.

'log

e1

HCc.S

49

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1. Simpulan

Berdasarkan atas studi yang telah dilakukan yaitu penelitian di laboratorium

dan analisa data, maka dapat diambil simpulan sebagai berikut:

1. Sifat-sifat karaketeristik tanah lempung pada daerah Padang Sambian

pada saat penelitian adalah sebagai berikut:

a. Tanah adalah tanah lunak yang dinyatakan dengan nilai LI=0.5032

dan nilai Cr = IC= 0.4972.

b. Berat jenis tanah adalah 2.539

c. Nilai batas-batas Atterberg dengan batas cair (LL) = 73.93%, batas

platis (PL) = 31.414%, batas susut (SL) = 5.774% dan indeks

plastisitas (IP) = 42.516%.

d. Tanah dalam keadaan plastis yang dapat dinyatakan dengan nilai Wc

= 52.81% berada diantara nilai PL= 31.414% dan LL = 73.93%.

e. Berdasarkan klasifikasi tanah sistem Unified, tanah pada lokasi

penelitian di daerah Padang Sambian diklasifikasikan sebagai tanah

lempung dengan plastisitas sedang sampai tinggi (OH). Sedangkan

klasifikasi tanah menurut AASHTO tanah pada lokasi ini termasuk

tanah berlempung (A-7-5).

2. Sifat-sifat karakteristik tanah organik di daerah Suwung pada saat

penelitian adalah sebagai berikut:

a. Tanah adalah tanah lunak yang dinyatakan dengan nilai LI= 0.5065

dan nilai Cr = IC = 0.4935.

b. Berat jenis tanah adalah 2.481

c. Nilai batas-batas Atterberg dengan batas cair (LL) = 82.60, batas

plastis (PL) = 35.12%, batas susut (SL) = 15.748% dan indeks

plastisitas (IP) = 47.48%.

d. Tanah dalam keadaan plastis yang dapat dinyatakan dengan nilai Wc

= 59.17% berada diantara nilai PL = 35.12% dan LL = 82.60%.

50

e. Berdasarkan klasifikasi tanah sistem Unified, tanah pada lokasi

penelitian di daerah Suwung diklasifikasikan sebagai tanah lempung

dengan kadar organik tingi dengan plastisitas sedang sampai tinggi

(OH).

3. Berdasarkan perhitungan melalui analisa dta maka nilai indeks

penempatan (Cc) rata-rata untuk tanah lempung adalah 0.3906.

sedangkan untuk tanah organic,nilai indeks pemampatan (Cc) rata-rata

adalah 0.4566.

4. Nilai koefisien konsolidasi (Cv) rata-rata untuk tanah lempung adalah

3.793 x 10-3

cm2/dt. Sedangkan untuk tanah organik, nilai kofisien

konsolidasi (Cv) rata-rata adalah 6.029 x 10-3

cm2/dt.

5. Sesuai dengan beban dan dimensi pondasi yang diambil. Besarnya

penurunan rata-rata untuk tanah lempung adalah 0.0251606 m.

sedangkan untuk tanah organik besarnya penurunan rata-rata adalah

0.0384506 m.

6. Dari hasil perhitungan didapatkan bahwa tanah organic mempunyai nilai

indeks pemampatan (Cc) kurang lebih 17% lebih besar, nilai koefisien

konsolidasi (Cv) kira-kira 59% lebih besar dan nilai besar penurunan

kira-kira 53% lebih besar dari tanah lempung.

5.2 Saran

1. Perlu dilakukan stabilisasi pada tanah lempung dan tanah organik

untuk menaikkan daya dukung tanah dan memperkecil besar

penurunan yang terjadi.

2. Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya dilakukan penelitian pada

tanah organik dengan kadar organik yang lebih tinggi.

51

DAFTAR PUSTAKA

Braja M Das (1995). Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid

1. Penerbit Erlangga, Jakarta.

G.Djatmiko Soedarmo. S.J Edy Purnomo (1993). Mekanika Tanah 1. Penerbit

Kanisius, Yogyakarta.

G.Djatmiko Soedarmo. S.J Edy Purnomo (1993). Mekanika Tanah 2. Penerbit

Kanisius, Yogyakarta.

Hary Christady Hardiyatmo (1992). Mekanika Tanah 1. Penerbit PT. Gramedia

Pustaka Utama, Jakarta.

Hary Christady Hardiyatmo (1994). Mekanika Tanah 2. Penerbit PT. Gramedia

Pustaka Utama, Jakarta. Anderson, F.W.Kiefer (1980). Dasar-Dasar

Analisis Geoteknik. IKIP, Semarang.

Joseph E. Bowles (1991). Sifat-Sifat Fisis dan Geoteknis Tanah (Mkanika Tanah)

Edisi Kedua. Penerbit Erlangga, Jakarta.

Karl Terzaghi, Ralph B. Peck (1993). Mekanika Tanah Dalam Praktek Rekayasa

Jilid 1 Edisi Kedua. Penerbit Erlangga, Jakarta.

L.D. Wesley (1977). Mekanika Tanah Cetakan Keenam. Badan Penerbit

Pekerjaan Umum, Jakarta Selatan.

Shirley L.H. (1987). Geoteknik Dan Mekanika Tanah (Penyelidikan Lapangan

Dan Laboratorium). Penerbit Nova, Bandung.